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JP2004195461A - Water cleaner - Google Patents

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Publication number
JP2004195461A
JP2004195461A JP2004017528A JP2004017528A JP2004195461A JP 2004195461 A JP2004195461 A JP 2004195461A JP 2004017528 A JP2004017528 A JP 2004017528A JP 2004017528 A JP2004017528 A JP 2004017528A JP 2004195461 A JP2004195461 A JP 2004195461A
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JP
Japan
Prior art keywords
photocatalyst
light emitting
emitting diode
light
photocatalytic reaction
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004017528A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Sakai
和宏 酒井
Tadanobu Iwasa
忠信 岩佐
Osamu Yamanaka
修 山中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyoda Gosei Co Ltd
Original Assignee
Toyoda Gosei Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Gosei Co Ltd filed Critical Toyoda Gosei Co Ltd
Priority to JP2004017528A priority Critical patent/JP2004195461A/en
Publication of JP2004195461A publication Critical patent/JP2004195461A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/37Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy

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  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water cleaner which can be used even in a shaded place from sunlight etc., and can be formed in a compact structure applicable even in a small place etc., and consumes little electricity. <P>SOLUTION: The water cleaner comprises a substrate 1 carrying a photocatalyst 2 made of a titanium dioxide thin film, having a photocatalytic reaction surface contacting with water and made of a material inactive to a photocatalytic action caused by irradiating the carried photocatalyst 2 from backside thereof and a light emitting diode 3 disposed so as to irradiate the photocatalyst 2 and mainly radiating ultraviolet light having a wavelength of 360-400 nm. The photocatalyst 2 made of the titanium dioxide thin film carried on the substrate 1 can be activated by the ultraviolet light radiated by the light emitting diode 3 to cause a photocatalytic reaction such as degradation of organic substances. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

本発明は二酸化チタンの薄膜からなる光触媒による光触媒反応を利用した水の浄化装置に関するもので、具体的には、脱臭、殺菌(抗菌)、防汚、飲料水等の水の浄化に応用可能な光触媒装置(photo-catalitic devices )の応用装置に関するものである。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a water purification device utilizing a photocatalytic reaction by a photocatalyst comprising a thin film of titanium dioxide, and is specifically applicable to deodorization, sterilization (antibacterial), antifouling, and purification of water such as drinking water. The present invention relates to an application device of photo-catalitic devices.

近年、二酸化チタンTiO2に代表される光半導体の微粒子による光触媒作用、特にその強い酸化触媒作用に高い注目が集められている。 In recent years, attention has been drawn to photocatalysis by fine particles of an optical semiconductor typified by titanium dioxide TiO 2 , particularly to its strong oxidation catalysis.

この光触媒作用は次のように一般に考えられている。即ち、二酸化チタン等の光半導性を有する粒子状物質をそのバンドキャップエネルギ以上の光(二酸化チタンの場合は400nm以下の光、即ち、紫外線)で照射すると、価電子帯の電子が光励起されて伝導帯に移り、伝導帯には自由電子が生成すると共に、価電子帯には正の電荷を帯びた粒子(正孔)が生成する。これらの正孔と電子とは半導体粒子内部を運動し、時間の経過と共に再結合して消滅するが、その粒子外部に空気または水、或いはそれらの正孔や電子よりもエネルギの低い空順位を有する化合物やイオンが存在すると、その粒子表面を通してそれらの正孔と電子が移動する。つまり、半導体粒子表面に移動した正孔は接触する化合物やイオンを直接酸化し、或いは活性酸素の1つである水酸基ラジカルを生成する。また、この酸化反応に対する電子による還元反応は主に酸素の還元であり、電子が付加された酸化性のある酸素種が生成される。こうして、光半導体微粒子は光が照射されることによって酸化性の活性表面を形成し、有機化合物の分解等に触媒として作用する。(「季刊 化学総説 『光が関わる触媒化学』No.23,1994)   This photocatalysis is generally considered as follows. That is, when a particulate material having photoconductivity, such as titanium dioxide, is irradiated with light having a band-cap energy or more (in the case of titanium dioxide, light having a wavelength of 400 nm or less, ie, ultraviolet light), electrons in the valence band are photoexcited. In the conduction band, free electrons are generated in the conduction band, and particles (holes) having a positive charge are generated in the valence band. These holes and electrons move inside the semiconductor particle and recombine and disappear with the passage of time.However, outside the particle, air or water, or a vacancy with lower energy than those of the hole or electron, is formed. When a compound or an ion exists, those holes and electrons move through the particle surface. That is, the holes transferred to the surface of the semiconductor particles directly oxidize the contacting compound or ion, or generate a hydroxyl radical which is one of active oxygen. The reduction reaction by electrons with respect to this oxidation reaction is mainly reduction of oxygen, and oxidizing oxygen species to which electrons are added is generated. Thus, the optical semiconductor fine particles form an oxidizing active surface when irradiated with light, and act as a catalyst for the decomposition of organic compounds and the like. ("Quarterly Chemistry Review" Catalytic Chemistry Involving Light ", No. 23, 1994)

このような光半導体微粒子による酸化触媒作用は、光半導体の中でも二酸化チタンが特に高い。また、二酸化チタンは安定性や安全性にも優れている。そこで、この二酸化チタンの微粉末を薄膜として基体表面に担持して光触媒を形成し、紫外線照射時のその高い酸化力を有機化合物等の分解に利用した種々の応用が既に知られている。   Among such optical semiconductors, titanium dioxide has a particularly high oxidation catalytic action by the optical semiconductor fine particles. Titanium dioxide is also excellent in stability and safety. Therefore, various applications have already been known in which this fine powder of titanium dioxide is supported as a thin film on a substrate surface to form a photocatalyst, and its high oxidizing power upon irradiation with ultraviolet rays is used for decomposing organic compounds and the like.

その応用の最もよく知られた例は、海上に流出した原油の分解である。中空のガラスビーズの表面に、上記の二酸化チタンの薄膜からなる光触媒をコーティングによって担持させる。そして、このガラスビーズを原油が流出した海上に散布する。それによってガラスビーズの表面には原油が付着するが、この付着した原油は、その光触媒が太陽光中の紫外線によって活性化し、強い酸化触媒作用を発揮することによって、分解される。これは実際にはシャーレに水を入れて試験的になされたものであるが、太陽光の下で2週間または1カ月ほどで完全に原油を分解できることが報告されている。   The best known example of its application is the cracking of crude oil spilled at sea. On the surface of the hollow glass beads, a photocatalyst composed of the above-mentioned titanium dioxide thin film is supported by coating. Then, the glass beads are sprayed on the sea from which the crude oil has flowed out. As a result, crude oil adheres to the surface of the glass beads, and the attached crude oil is decomposed by activating the photocatalyst by ultraviolet rays in sunlight and exerting a strong oxidation catalytic action. Although this was actually done on a trial basis with water in a petri dish, it has been reported that crude oil can be completely decomposed in about two weeks or one month under sunlight.

また最近では、室内空気の脱臭または消臭、殺菌(抗菌)、タバコのヤニや油膜等の汚れの分解にもその応用が試みられている。具体的には、これらの例は窓ガラスや蛍光灯のガラスチューブ、或いはタイル等の表面に二酸化チタンの薄膜からなる光触媒を形成したものであり、自然光または蛍光灯の光に含まれる紫外線を利用してその光触媒を活性化させ、それの酸化触媒反応によって接触するメルカプタン等の臭気化合物、或いはタバコのヤニ等の有機物を分解し、または、細菌等の微生物を死滅させ、またはその繁殖を抑えるものである。そして、これによる実際の効果も確認され、自動車や高層ビル等の窓ガラス、或いは衛生用のタイルは既に実用化段階に入っている。   Recently, its application has also been attempted to deodorize or deodorize indoor air, sterilize (antibacterial), and decompose dirt such as cigarette tar and oil film. Specifically, in these examples, a photocatalyst made of a thin film of titanium dioxide is formed on the surface of a window glass, a glass tube of a fluorescent lamp, or a tile, and natural light or ultraviolet light included in the light of the fluorescent lamp is used. Activates the photocatalyst and decomposes odorous compounds such as mercaptan or organic substances such as tobacco tar, or kills microorganisms such as bacteria or suppresses their proliferation by the oxidation catalytic reaction of the photocatalyst. It is. The actual effect of this is also confirmed, and window glass for automobiles and high-rise buildings, or tiles for sanitary use has already been put into practical use.

更に、最近実用化された例として、二酸化チタンの薄膜からなる光触媒をコップ等のガラス容器の表面に形成したものも知られている。これによれば、蛍光灯の光に含まれる微弱な紫外線によってもその光触媒が活性化されるため、水道水に含まれるカルキ臭を除去し、また有機ハロゲン化合物、特に発ガン性物質のトリハロメタンを分解することができる。また、その光触媒は水のクラスタ(分子の集合体)を微細化する作用もあり、美味しい水ができる効果もある。   Further, as an example that has recently been put into practical use, a photocatalyst comprising a thin film of titanium dioxide formed on the surface of a glass container such as a glass is also known. According to this, the photocatalyst is also activated by the weak ultraviolet light contained in the light of the fluorescent lamp, so that the chlorine odor contained in tap water is removed, and an organic halogen compound, particularly trihalomethane, a carcinogen, is removed. Can be disassembled. In addition, the photocatalyst also has an effect of making water clusters (aggregates of molecules) fine, and has an effect of producing delicious water.

その他の応用例は、実用化には至っていないが、産業用排水等の排水の浄化、窒素酸化物等の大気汚染物質の無害化または分解、更には医学的応用としての癌細胞の死滅除去等である。そして、これらの排水処理等の例では、二酸化チタンの薄膜からなる光触媒をハニカムやセラミックスウール等の表面積の大きい基体に担持させると共に、光源としては強い太陽光、或いは強い紫外線蛍光ランプ(ブラックライト)が用いられている。   Other applications have not yet been put to practical use, but include purification of wastewater such as industrial wastewater, detoxification or decomposition of air pollutants such as nitrogen oxides, and death and removal of cancer cells as medical applications. It is. In these examples of wastewater treatment, a photocatalyst comprising a thin film of titanium dioxide is supported on a substrate having a large surface area such as honeycomb or ceramic wool, and a strong sunlight or a strong ultraviolet fluorescent lamp (black light) is used as a light source. Is used.

なお、二酸化チタンの薄膜からなる光触媒において、その薄膜を形成する二酸化チタンの粒子径は、十分に小さいほど「量子サイズ効果」等によって光触媒作用が高いことが知られている。そのため、その薄膜は、二酸化チタンのコロイドを基体表面に塗布し焼成する等の方法によって、一般に0.3μm以下、好ましくは0.2μm以下の膜厚の透明な薄膜として、またはそのような薄膜を多層化した薄膜として形成されている。   In a photocatalyst comprising a titanium dioxide thin film, it is known that the smaller the particle size of the titanium dioxide forming the thin film, the higher the photocatalytic action due to the “quantum size effect” and the like. Therefore, the thin film is generally formed as a transparent thin film having a thickness of 0.3 μm or less, preferably 0.2 μm or less by a method such as applying a titanium dioxide colloid to the substrate surface and baking the thin film. It is formed as a multilayered thin film.

このように二酸化チタン(TiO2)の薄膜からなる光触媒は、これに紫外線が照射されることによって高い酸化触媒作用を生じ、有機化合物等を分解させることができる。そのため、この光触媒を適当な基体表面に担持させることによって、前述のように、空気の脱臭または消臭、殺菌、タバコのヤニ等の防汚、或いは水の浄化等に有効に利用することができる。 As described above, the photocatalyst composed of a thin film of titanium dioxide (TiO 2 ) has a high oxidation catalytic action when irradiated with ultraviolet rays, and can decompose organic compounds and the like. Therefore, by supporting this photocatalyst on an appropriate substrate surface, as described above, it can be effectively used for deodorization or deodorization of air, sterilization, antifouling of tobacco tar, etc., or purification of water. .

ただ、ここで問題となるのは、その二酸化チタンの薄膜からなる光触媒を活性化し、それによって有機化合物等の分解等の触媒反応を生じさせるためには紫外線が必要であることである。そして、この紫外線源としては、従来では主に、太陽の自然光または蛍光灯の光に含まれる紫外線が利用されている。しかしながら、これらの光を利用することは新たな光源を必要としない利点はあるが、その光触媒による触媒反応系の適用場所等は自ずと限定されたものとなる。即ち、それらの光が当たらないかまたは十分には当たらない場所には光触媒を適用することはできず、光触媒を担持させる基体は、それらの光を十分に受けることができる窓ガラスや蛍光灯のカバー、またはそれらの光の下に置くことができるガラスコップ等に専ら限定される。また、光触媒の光触媒反応によって有機化合物等を完全に分解するためにはある程度の時間が必要であるが、夜間或いは消灯時にはその光触媒反応を生じさせることができない。   However, the problem here is that ultraviolet light is required to activate the photocatalyst formed of the titanium dioxide thin film and thereby cause a catalytic reaction such as decomposition of an organic compound or the like. Conventionally, as the ultraviolet light source, ultraviolet light included in natural light of the sun or light of a fluorescent lamp is mainly used. However, utilizing such light has an advantage that a new light source is not required, but the application place of a catalytic reaction system using the photocatalyst is naturally limited. That is, a photocatalyst cannot be applied to a place where the light does not hit or does not hit the light sufficiently, and a substrate supporting the photocatalyst is used for a window glass or a fluorescent lamp capable of sufficiently receiving the light. Limited exclusively to covers, or glass cups, etc., that can be placed under their light. Further, although a certain time is required to completely decompose the organic compound or the like by the photocatalytic reaction of the photocatalyst, the photocatalytic reaction cannot be caused at night or when the light is turned off.

そのため、光触媒による触媒反応を生じさせるための紫外線源としては紫外線蛍光ランプ(ブラックライト)の使用が考えられ、また、実際に従来においても、特に試験等には紫外線蛍光ランプが使用されている。しかし、このような紫外線蛍光ランプは、それを設置するために比較的広い空間と場所とを要し、狭い空間等には設置することができない。また、それの電力消費量も、終日使用される場合にはかなり多いものとなる。したがって、紫外線蛍光ランプの場合も、それが放射する紫外線には人体に有害な遠紫外線が多く含まれることも合わせて、その具体的な適用場所等は限定されるものであった。   Therefore, an ultraviolet fluorescent lamp (black light) can be used as an ultraviolet light source for causing a catalytic reaction by a photocatalyst, and an ultraviolet fluorescent lamp has been actually used in the past, particularly for tests and the like. However, such an ultraviolet fluorescent lamp requires a relatively large space and place to install it, and cannot be installed in a narrow space or the like. Also, its power consumption is quite high when used all day. Therefore, even in the case of the ultraviolet fluorescent lamp, the specific application place and the like are limited in consideration of the fact that the ultraviolet light emitted by the ultraviolet fluorescent lamp contains a lot of far ultraviolet rays harmful to the human body.

本発明は、このような実情に鑑み、脱臭等の優れた効果を発揮できる二酸化チタンの薄膜からなる光触媒の活用の拡大を図ったものであり、太陽光等が当たらない場所にも適用することができ、また、狭い場所等にも適用可能なコンパクトな構造に形成することができ、しかも消費電力も少ない水の浄化装置の提供を課題とするものである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and aims to expand the use of a photocatalyst formed of a thin film of titanium dioxide that can exhibit excellent effects such as deodorization, and is also applicable to a place where sunlight does not hit. It is another object of the present invention to provide a water purification device that can be formed into a compact structure that can be applied to a narrow place or the like and that consumes less power.

請求項1にかかる水の浄化装置は、二酸化チタンの薄膜からなる光触媒を担持し、水と接触する光触媒反応表面を有し、担持した前記光触媒を背面側から照射する光触媒作用に不活性な材料からなる基体と、前記光触媒を照射可能に配置され、波長360〜400nmの紫外線を主に放射する発光ダイオードとを具備するものである。   The water purification apparatus according to claim 1, which carries a photocatalyst made of a thin film of titanium dioxide, has a photocatalytic reaction surface that comes into contact with water, and is a material inert to photocatalysis that irradiates the supported photocatalyst from the back side. And a light emitting diode which is arranged so as to be able to irradiate the photocatalyst and mainly emits ultraviolet light having a wavelength of 360 to 400 nm.

請求項2にかかる水の浄化装置の請求項1の前記基体は、透明なガラス材料からなるものである。   The substrate according to claim 1 of the water purification apparatus according to claim 2 is made of a transparent glass material.

請求項3にかかる水の浄化装置は、請求項1または請求項2に記載の前記発光ダイオードが、pn接合された窒化ガリウム(GaN)系光半導体の結晶体からなるものである。   According to a third aspect of the present invention, in the water purifying apparatus, the light emitting diode according to the first or second aspect is formed of a gallium nitride (GaN) based optical semiconductor having a pn junction.

請求項4にかかる水の浄化装置は、請求項1乃至請求項3の何れか1つに記載の前記基体を飲料水容器としたものである。    According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a water purification device, wherein the base according to any one of the first to third aspects is a drinking water container.

請求項5にかかる光触媒装置の請求項1乃至請求項4の何れか1つに記載の前記発光ダイオードは、320nm以下の波長の紫外線を実質的に放射しないものである。   The light emitting diode according to any one of claims 1 to 4 of the photocatalyst device according to claim 5 does not substantially emit ultraviolet light having a wavelength of 320 nm or less.

請求項1の水の浄化装置は、二酸化チタンの薄膜からなる光触媒を担持し、光触媒反応表面を有する基体と、この光触媒を照射可能に配置され、波長360〜400nmの紫外線を主に放射する発光ダイオードとを具備するものである。   The water purifying apparatus according to claim 1 carries a photocatalyst formed of a thin film of titanium dioxide, has a substrate having a photocatalytic reaction surface, and is arranged so as to be able to irradiate the photocatalyst, and emits light mainly emitting ultraviolet light having a wavelength of 360 to 400 nm. And a diode.

したがって、紫外線を放射する発光ダイオードを備えるので、太陽光或いは蛍光灯等の照明光が当たらない場所であっても、それが放射する紫外線によって基体に担持された二酸化チタンの薄膜からなる光触媒を活性化し、有機化合物の分解等の光触媒反応を生じさせることができる。また、発光ダイオードは非常に小さな発光素子であると共に、作動電圧が小さいため、乾電池或いは簡単な発電手段等によっても発光させることができる。そのため、発光ダイオードは設置のための空間を多く必要としないので、狭い場所等を含むあらゆる場所に容易に適用することができ、また、光触媒を担持した基体と合わせた装置全体を、コンパクトな構造に形成することができる。更に、発光ダイオードによれば、光触媒の活性化のための紫外線を比較的狭いスペクトルで効率良く放射させることができると共に、その個数を調整すること等によって光触媒反応に必要とされる量に応じた紫外線容量を放射させることができる。そのため、消費電力の少ない装置を形成することができる。   Therefore, since a light emitting diode that emits ultraviolet light is provided, even in a place where illumination light such as sunlight or a fluorescent lamp does not shine, a photocatalyst consisting of a thin film of titanium dioxide supported on a substrate is activated by the ultraviolet light emitted by the light emitting diode. And a photocatalytic reaction such as decomposition of an organic compound can be caused. In addition, since the light emitting diode is a very small light emitting element and has a low operating voltage, light can be emitted from a dry battery or a simple power generation means. Therefore, since the light emitting diode does not require much space for installation, it can be easily applied to every place including a narrow place and the like, and the whole apparatus combined with the base supporting the photocatalyst has a compact structure. Can be formed. Further, according to the light-emitting diode, ultraviolet rays for activating the photocatalyst can be efficiently emitted in a relatively narrow spectrum, and the number of the ultraviolet rays can be adjusted according to the amount required for the photocatalytic reaction by adjusting the number or the like. UV radiation can be emitted. Therefore, a device with low power consumption can be formed.

故に、請求項1の水の浄化装置は、光触媒による空気または水の浄化、或いは抗菌(殺菌)等の光触媒反応を種々の具体的用途に有効に利用することができる。   Therefore, the water purifying apparatus of claim 1 can effectively utilize air or water purification by a photocatalyst or a photocatalytic reaction such as antibacterial (sterilization) for various specific uses.

また、請求項2の水の浄化装置は、請求項1の前記基体を透明なガラス材料から形成したものであるから、発光ダイオードからの波長360〜400nmの紫外線を高効率で照射することができ、必要に応じて表裏或いは全面を使用することができ、更には、積層させたものに対しての透光性が確保できる。   Further, in the water purifying apparatus according to the second aspect, since the substrate according to the first aspect is formed of a transparent glass material, the ultraviolet ray having a wavelength of 360 to 400 nm from a light emitting diode can be irradiated with high efficiency. If necessary, the front and back surfaces or the entire surface can be used, and furthermore, the light transmittance of the laminated structure can be ensured.

そして、請求項3の水の浄化装置は、請求項1の前記発光ダイオードを、pn接合された窒化ガリウム(GaN)系光半導体の結晶体としたものであるから、人体等に悪い影響をもたらす紫外線の発光量が僅少な発光ダイオードとすることができ、人体に対し無害とすることができる。    In the water purifying apparatus according to the third aspect, since the light emitting diode of the first aspect is a pn-junction gallium nitride (GaN) based optical semiconductor crystal, it has a bad effect on a human body or the like. A light emitting diode that emits a small amount of ultraviolet light can be made harmless to the human body.

更に、請求項4にかかる水の浄化装置は、前記基体を飲料水容器としたものであるから、請求項1乃至請求項3の何れか1つに記載の効果に加えて、使途に応じた形態とすることができる。   Further, in the water purifying apparatus according to claim 4, since the base is a drinking water container, in addition to the effect according to any one of claims 1 to 3, the water purifying apparatus is suitable for use. It can be in the form.

更に、請求項5にかかる光触媒装置は、320nm以下の波長の紫外線を実質的に放射しないものであるから、請求項1乃至請求項4の何れか1つに記載の効果に加えて、人体に有害な波長の遠紫外線を放射しないものであり、安全である。   Furthermore, since the photocatalyst device according to claim 5 does not substantially emit ultraviolet light having a wavelength of 320 nm or less, in addition to the effects described in any one of claims 1 to 4, the photocatalyst device also has an effect on the human body. It is safe because it does not emit harmful wavelengths of far ultraviolet rays.

この発明においては、波長360〜400nmの光(紫外線)を主に放射する発光ダイオードを備えるので、太陽光等が当たらない場所であっても、それが放射する紫外線によって基体に担持された二酸化チタンの薄膜からなる光触媒を活性化し、有機化合物の分解等の光触媒反応を生じさせることができる。また、発光ダイオードは非常に小さな発光素子であると共に、作動電圧が小さいため、乾電池等によっても発光させることができる。そのため、発光ダイオードは設置のための空間を多く必要としないので、狭い場所等を含むあらゆる場所に容易に適用することができ、また、光触媒を担持した基体と合わせた光触媒装置全体を、コンパクトな構造に形成することができる。更に、発光ダイオードによれば、光触媒の活性化のための紫外線を比較的狭いスペクトルで効率良く放射させることができると共に、その個数を調整すること等によって光触媒反応に必要とされる量に応じた紫外線容量を放射させることができる。そのため、消費電力の少ない水の浄化装置を形成することができる。   In the present invention, since the light-emitting diode mainly radiating light (ultraviolet light) having a wavelength of 360 to 400 nm is provided, the titanium dioxide carried on the substrate by the ultraviolet light radiated from the light-emitting diode even in a place not exposed to sunlight or the like. Activates the photocatalyst consisting of a thin film of, and can cause a photocatalytic reaction such as decomposition of an organic compound. Further, the light-emitting diode is a very small light-emitting element and has a low operating voltage, so that light can be emitted from a dry battery or the like. Therefore, since the light emitting diode does not require much space for installation, it can be easily applied to any place including a narrow place and the like, and the entire photocatalyst device combined with the base supporting the photocatalyst is compact. Can be formed into a structure. Further, according to the light-emitting diode, ultraviolet rays for activating the photocatalyst can be efficiently emitted in a relatively narrow spectrum, and the number of the ultraviolet rays can be adjusted according to the amount required for the photocatalytic reaction by adjusting the number or the like. UV radiation can be emitted. Therefore, a water purifying device with low power consumption can be formed.

そして、このような発光ダイオードを使用した本発明の水の浄化装置は、排水の浄化装置等の大型の光触媒装置として具体化することもできるが、上記のように特にコンパクトな構造に形成することができ、また人体に有害な遠紫外線を含まない発光ダイオードを使用できることから、脱臭、殺菌、防汚、或いは飲料水の浄化等の日常生活面での用途に特に好適に応用することができる。そのような応用の例としては、光触媒を担持させた基体を水と接触可能として形成した水浄化装置に関しては、温水ポット、水差し、コースタ、水道水の浄水器、フロ水浄水器、観賞魚水槽内の水の浄化装置、等が挙げられる。   The water purification device of the present invention using such a light emitting diode can be embodied as a large-sized photocatalyst device such as a wastewater purification device. However, the water purification device should be formed in a particularly compact structure as described above. In addition, since a light-emitting diode that does not contain far ultraviolet rays harmful to the human body can be used, it can be particularly suitably applied to applications in daily life such as deodorization, sterilization, antifouling, or purification of drinking water. Examples of such an application include a water purifier in which a substrate supporting a photocatalyst is formed so as to be capable of contacting water, such as a hot water pot, a jug, a coaster, a tap water purifier, a flow water purifier, and an ornamental fish tank. Internal water purification device, and the like.

以下、本発明の実施例を説明事例を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to illustrative examples.

〔第一の説明事例〕
図1乃至図3は本発明の水の浄化装置の原理を説明する脱臭器を示すもので、図1はその要部を原理的に示す説明図、図2はその全体を一部を切欠いて示す正面図、図3は図2のA−A線断面図である。なお、図2は図3のB−B線断面図に対応するものである。
[First explanation case]
FIGS. 1 to 3 show a deodorizer for explaining the principle of the water purification apparatus of the present invention. FIG. 1 is an explanatory view showing the principal part of the deodorizer in principle, and FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. FIG. 2 corresponds to a sectional view taken along line BB of FIG.

図1のように、全体を10で示す脱臭器は、基本的には、光触媒反応表面を有する基体1と、その基体1の表面に担持された二酸化チタンの薄膜からなる光触媒2と、この光触媒2を照射可能に配置され、波長360〜400nmの光(紫外線)を主に放射する発光ダイオード3とを備え、光触媒反応が可能な光触媒装置として形成されている。つまり、二酸化チタンは、一般に約420nm以下の波長の光(電磁波)、即ち紫外線に対して吸収性を有し、特に380〜390nmの波長の光に対して吸収スペクトルピークを有している(理論値は388nm)。そのため、その二酸化チタンの薄膜からなる光触媒2は発光ダイオード3が放射する紫外線によって活性化され、前述のように、強い酸化力を持つ光触媒反応表面を形成する。そして、この光触媒による酸化触媒作用によって、これに接触する空気に含まれる有機化合物、例えば、硫化水素、メルカプタンに代表される含硫黄有機化合物、トリメチルアミン、プロピルアミンに代表される含窒素化合物、また、トルエン、キシレンに代表される炭化水素化合物、アセトアルデヒド、酪酸、吉草酸等のアルデヒド、カルボン酸類等の臭成分が酸化され、空気が浄化され、脱臭される。   As shown in FIG. 1, a deodorizer indicated generally by 10 is basically composed of a substrate 1 having a photocatalytic reaction surface, a photocatalyst 2 comprising a thin film of titanium dioxide carried on the surface of the substrate 1, and a photocatalyst 2 And a light emitting diode 3 mainly radiating light (ultraviolet light) having a wavelength of 360 to 400 nm, and is formed as a photocatalytic device capable of performing a photocatalytic reaction. That is, titanium dioxide generally absorbs light (electromagnetic waves) having a wavelength of about 420 nm or less, that is, ultraviolet rays, and particularly has an absorption spectrum peak for light having a wavelength of 380 to 390 nm (theoretical theory). Value is 388 nm). Therefore, the photocatalyst 2 formed of the titanium dioxide thin film is activated by the ultraviolet light emitted from the light emitting diode 3, and forms a photocatalytic reaction surface having strong oxidizing power as described above. Then, by the oxidation catalytic action of this photocatalyst, organic compounds contained in the air that comes into contact with it, for example, hydrogen sulfide, sulfur-containing organic compounds represented by mercaptan, trimethylamine, nitrogen-containing compounds represented by propylamine, Odor components such as hydrocarbon compounds typified by toluene and xylene, aldehydes such as acetaldehyde, butyric acid, and valeric acid, and carboxylic acids are oxidized, air is purified, and deodorized.

なお、ここで、このような光触媒装置を形成する基本的要素である基体1と、光触媒2及び発光ダイオード3について説明する。   Here, the base 1, the photocatalyst 2, and the light-emitting diode 3, which are basic elements forming such a photocatalyst device, will be described.

〈基体〉
基体1は、光触媒2を担持し、処理すべき媒質(本説明事例の場合は空気)と接触可能な光触媒反応表面を提供するためのものである。したがって、この基体1は、光触媒反応のために十分な広さの表面積を確保することができる形状であればどのような形状でもよく、本事例では板状に形成されているが、その他にも球状、柱状または筒状、或いは繊維状等の任意の形状に形成することができる。なお、より広い光触媒反応表面を得るために、その表面に更に凹凸を形成し、或いは粗面を形成することもできる。
<Base>
The substrate 1 supports the photocatalyst 2 and provides a photocatalytic reaction surface that can be brought into contact with the medium to be treated (air in this case). Therefore, the substrate 1 may have any shape as long as it can secure a sufficiently large surface area for the photocatalytic reaction. In this case, the substrate 1 is formed in a plate shape. It can be formed in any shape such as a sphere, a column, a tube, or a fiber. In order to obtain a wider photocatalytic reaction surface, the surface may be further formed with irregularities or a rough surface.

また、この基体1は、光触媒の光触媒作用、特に酸化触媒作用に対して不活性な材料であれば、プラスチック、セラミックス、金属、或いはガラス等の任意の材料から形成することができる。しかし、金属材料は、水分の存在下では酸化され易いため好ましくはなく、またプラスチック材料も、長い間にはその酸化作用によって分解されるので余り好ましくはない。そのため、基体1を形成する材料としては、化学的に安定な材料であるセラミックスまたはガラスが好ましい。そのためまた、基体1は、これらのセラミックスまたはガラスを表面層とする積層体とすることもできる。   The substrate 1 can be made of any material such as plastic, ceramics, metal, or glass, as long as the material is inert to the photocatalytic action of the photocatalyst, particularly the oxidation catalytic action. However, a metal material is not preferable because it is easily oxidized in the presence of moisture, and a plastic material is not preferable because it is decomposed for a long time by its oxidizing action. Therefore, as a material for forming the base 1, ceramic or glass, which is a chemically stable material, is preferable. Therefore, the substrate 1 may be a laminate having these ceramics or glass as a surface layer.

更に、この基体1は、透明材料から形成することが好ましい。そして、基材1を透明材料から形成することによって、紫外線等の光を透過させ、光触媒2をその背面側から照射することができる。具体的には、本説明事例において、基体1は透明なガラス材料から形成され、また、二酸化チタンの薄膜からなる光触媒2がその両側の表面に形成されている。そのため、発光ダイオード3から放射された紫外線は、基体1の一方側の表面に担持された光触媒2を照射してこれを活性化するが、それの少なくとも一部はこの光触媒2を透過し、基体1の他方側の表面に担持された光触媒2に当たり、これを同様に活性化する。こうして、光触媒2と発光ダイオード3との間に基体1が介在する場合であっても、基体1をガラス等の光透過性の透明材料から形成することによって、その光触媒2を有効に活性化することができる。なお、ガラス材料としては、石英ガラス、或いは高シリカガラスやホウケイ酸ガラスが強度等の点で好ましいものではあるが、通常のソーダ石灰ガラス等を好適に使用することができる。   Further, the base 1 is preferably formed from a transparent material. Then, by forming the base material 1 from a transparent material, light such as ultraviolet light can be transmitted, and the photocatalyst 2 can be irradiated from the back side. Specifically, in the present description example, the base 1 is formed of a transparent glass material, and the photocatalyst 2 formed of a thin film of titanium dioxide is formed on both surfaces. Therefore, the ultraviolet light emitted from the light emitting diode 3 irradiates and activates the photocatalyst 2 carried on one surface of the base 1, but at least a part of the light passes through the photocatalyst 2 and is activated. It hits the photocatalyst 2 carried on the other surface of 1 and is similarly activated. Thus, even when the substrate 1 is interposed between the photocatalyst 2 and the light emitting diode 3, the photocatalyst 2 is effectively activated by forming the substrate 1 from a light-transmissive transparent material such as glass. be able to. As the glass material, quartz glass, high silica glass or borosilicate glass is preferable in terms of strength and the like, but ordinary soda-lime glass or the like can be suitably used.

〈光触媒〉
また、このような基体1に担持される光触媒2は、光半導体である二酸化チタン(TiO2 )の薄膜、具体的には、その微粒子のコーティングからなっている。なお、同様な光触媒反応を生じる光半導体としては、酸化亜鉛(ZnO)、硫化カドニウム(CdS)、硫化亜鉛(ZnS)、チタン酸ストロンチウム等の種々のものが知られているが、例えば、硫化亜鉛は、光を受けると水中では亜鉛イオンとなって溶解する。これらに対して二酸化チタンは、光触媒反応性が高いだけでなく、化学的に安定であって反応持続性があり(永久的)、しかも人体に全く無害である。そして、その光触媒2を形成する二酸化チタンの微粒子は、光触媒反応を生じるためには、「量子サイズ効果」等により十分に小さい必要があることが既に知られている。そのため、この二酸化チタンの薄膜は、一般に0.3μm以下、好ましくは0.2μm以下の膜厚の透明な薄膜として、または、そのような薄膜を多層化した薄膜(例えば、0.7μm程度の透明な薄膜)として形成される。なお、このような薄膜は一般に淡い虹彩を呈する。
<photocatalyst>
The photocatalyst 2 supported on the substrate 1 is formed of a thin film of titanium dioxide (TiO2), which is an optical semiconductor, specifically, a coating of fine particles thereof. Various types of optical semiconductors that cause a similar photocatalytic reaction, such as zinc oxide (ZnO), cadmium sulfide (CdS), zinc sulfide (ZnS), and strontium titanate, are known. When dissolved in water, they become zinc ions and dissolve in water. On the other hand, titanium dioxide has high photocatalytic reactivity, is chemically stable, has a long-lasting reaction (permanent), and is completely harmless to the human body. It is already known that the titanium dioxide particles forming the photocatalyst 2 need to be sufficiently small due to the "quantum size effect" or the like in order to cause a photocatalytic reaction. Therefore, the titanium dioxide thin film is generally formed as a transparent thin film having a thickness of 0.3 μm or less, preferably 0.2 μm or less, or a thin film obtained by multilayering such a thin film (for example, a transparent thin film having a thickness of about 0.7 μm). Thin film). In addition, such a thin film generally exhibits a light iris.

このような二酸化チタンの薄膜は、既に知られた種々の方法によって、担持体としての基体の表面に形成することができる。最も一般的な方法は、二酸化チタンのコロイド(ゾル)を基体表面に薄く塗布し、或いは電気泳動法によって沈着させ、次いで焼成する方法である。この方法によれば、十分に小さな二酸化チタン微粒子の薄膜を得ることができ、しかも、ガラス等の基体に強固に被着された薄膜を形成することができる。また、真空蒸着法、或いは気相反応による化学的析出法(気相成長法)も、薄膜を形成することができる。なお、仏具等の工芸用陶磁器に真珠様の光沢を付与するために古くから用いられている「真珠ラスター」も、適宜利用することもできる。これはチタンの樹脂石鹸の溶液であり、これを塗布し、600℃程度で加熱焼成することによって、二酸化チタンの透明な薄膜を形成することができる。   Such a titanium dioxide thin film can be formed on the surface of a substrate as a carrier by various known methods. The most common method is a method in which a titanium dioxide colloid (sol) is thinly applied to the surface of a substrate, or is deposited by electrophoresis, and then calcined. According to this method, a sufficiently small thin film of titanium dioxide fine particles can be obtained, and a thin film firmly adhered to a substrate such as glass can be formed. Further, a thin film can also be formed by a vacuum deposition method or a chemical deposition method (gas phase growth method) by a gas phase reaction. In addition, "pearl raster", which has been used for a long time to impart pearly luster to ceramics for crafts such as Buddhist tools, can also be used as appropriate. This is a solution of a titanium resin soap, which is applied and baked at about 600 ° C. to form a transparent thin film of titanium dioxide.

〈発光ダイオード〉
また、光触媒2に紫外線を照射してこれを活性化するための発光ダイオード(LED)3は、ステムタイプやリードフレームタイプ等の種類はあるが、pn接合された半導体の結晶体からなる光を放射するチップ3aと、このチップ3aを封止すると共に放射された光に指向性を与えるモールドレンズ3bとを主要部として備える小さな発光素子である。なお、モールドレンズ3bは光透過性の透明材料からなり、一般にエポキシ樹脂等から形成される。そして、このような発光ダイオード3は、一般には赤や緑、或いは青の光を放射し、パイロットランプやインジケータ、或いは数字や文字の表示等の表示用に使用される。しかし、本説明事例において、この発光ダイオード3としては、波長360〜400nmの光(電磁波)、即ち、紫外線を主に放射するものを使用する。
<Light emitting diode>
The light emitting diode (LED) 3 for irradiating the photocatalyst 2 with ultraviolet rays to activate the photocatalyst 2 is of a type such as a stem type or a lead frame type. This is a small light-emitting element including, as main parts, a chip 3a that emits light, and a molded lens 3b that seals the chip 3a and gives directivity to the emitted light. The mold lens 3b is made of a light-transmissive transparent material, and is generally made of an epoxy resin or the like. Such a light emitting diode 3 generally emits red, green, or blue light, and is used for displaying a pilot lamp, an indicator, or displaying numbers or characters. However, in the present example, the light emitting diode 3 mainly emits light (electromagnetic wave) having a wavelength of 360 to 400 nm, that is, ultraviolet light.

ここで、この発光ダイオード3は、波長360〜400nmのスペクトル範囲内の光のみを放射するものであることが、発光効率及び電力消費の点では好ましい。しかし、実際には、発光ダイオードの放射する光は、半導体レーザの場合とは異なり、一般に少なくとも50nmのスペクトル範囲を有するため、波長360〜400nmのみの光を放射する発光ダイオードを得ることは困難である。そのため、ここで使用する発光ダイオード3としては、波長360〜400nmの紫外線を十分に含む光(電磁波)を放射するものであれば、どのような発光ダイオードでも使用することができる。   Here, it is preferable that the light emitting diode 3 emits only light within a spectrum range of a wavelength of 360 to 400 nm in terms of luminous efficiency and power consumption. However, in practice, the light emitted by the light emitting diode, unlike the case of a semiconductor laser, generally has a spectral range of at least 50 nm, so that it is difficult to obtain a light emitting diode that emits only light having a wavelength of 360 to 400 nm. is there. Therefore, as the light emitting diode 3 used here, any light emitting diode can be used as long as it emits light (electromagnetic wave) sufficiently containing ultraviolet light having a wavelength of 360 to 400 nm.

しかし、この発光ダイオード3としては、好ましくは、人体に有害な紫外線、即ち、320nm以下の波長の遠紫外線を放射しないものが好ましい。更に、より好ましいのは、そのような遠紫外線だけでなく、日焼けを生じさせるような紫外線(Bランク紫外線)も放射しない、即ち、350nm以下の波長の紫外線を実質的に放射しない発光ダイオードである。そして、このような発光ダイオード3によれば、人体に全く無害な光触媒装置を形成することができ、日常生活における用途にも安全に使用することができる。ただし、そのような有害な紫外線であっても、その少なくとも一部は光触媒2によって吸収されることができる。   However, it is preferable that the light emitting diode 3 does not emit ultraviolet rays harmful to the human body, that is, far ultraviolet rays having a wavelength of 320 nm or less. Further, more preferable are light emitting diodes which do not emit not only such far ultraviolet rays but also ultraviolet rays which cause sunburn (B rank ultraviolet rays), that is, substantially do not emit ultraviolet rays having a wavelength of 350 nm or less. . According to such a light emitting diode 3, a photocatalyst device that is completely harmless to the human body can be formed, and can be safely used for daily life. However, even such harmful ultraviolet rays can be at least partially absorbed by the photocatalyst 2.

これに対して、可視光である400nm以上の波長の光は人体に無害であるため、このような可視光を含む光を放射する発光ダイオードは、何等問題なく使用することができる。また、そのような発光ダイオード3を使用することによって、その発光ダイオード3が作動していることを容易に確認することができ、更に、その可視光が明彩色である場合には照明や表示としての効果を得ることができる。ただし、400nm以下の波長の光(紫外線)であっても、380nm程度までの光はぼんやりとした青色(暗い紫色)を呈するため、発光ダイオード3が400nm以下の波長の光のみを放射する場合でも、その光は完全なブラック光ではなく、一般に視認可能なものである。   On the other hand, light having a wavelength of 400 nm or more, which is visible light, is harmless to the human body. Therefore, a light-emitting diode that emits light containing such visible light can be used without any problem. Further, by using such a light emitting diode 3, it is possible to easily confirm that the light emitting diode 3 is operating, and further, when the visible light is a vivid color, it is used as illumination or display. The effect of can be obtained. However, even when light with a wavelength of 400 nm or less (ultraviolet light), light up to about 380 nm exhibits a faint blue (dark purple), so that even when the light emitting diode 3 emits only light with a wavelength of 400 nm or less. The light is not completely black light, but is generally visible.

なお、このような波長360〜400nmの紫外線を主に放射する発光ダイオード3は、既に市販されているものもあるが、チップ3aを形成する半導体結晶体として窒化ガリウム(GaN)系、炭化ケイ素(SiC)系、硫化亜鉛(ZnS)系、硫化セレン(SeS)系等の半導体材料を用いて、一般に製造することができる。しかし、これらの半導体材料の中でも、窒化ガリウム(GaN)系半導体材料によれば、最もそのような光の発光効率が高い発光ダイオードを得ることができる。   The light emitting diode 3 that mainly emits ultraviolet light having a wavelength of 360 to 400 nm is already commercially available, but a gallium nitride (GaN) -based or silicon carbide It can be generally manufactured using a semiconductor material such as SiC), zinc sulfide (ZnS), and selenium sulfide (SeS). However, among these semiconductor materials, a gallium nitride (GaN) -based semiconductor material can provide a light emitting diode having the highest light emission efficiency.

そして、この発光ダイオード3は、基体1に担持された光触媒2を照射可能な配置において、その光触媒2を十分に活性化することができる任意の個数だけ設けることができる。この場合、具体的に使用する発光ダイオード3は、どのような形状のものであってもよく、例えば、モールドレンズ3bが平板状に形成された面実装用タイプの発光ダイオードも適宜使用することができる。また、複数の発光ダイオード3が必要とされる場合には、その必要とする数のチップ3aを単一のモールドレンズ3bで封止したものとして、その発光ダイオードを形成することもできる。そして、発光ダイオード3は小さな素子であり、それの設置のために広いスペースを必要としないので、多数個を設ける場合であっても、あらゆる場所に容易に設置することができる。   The light emitting diodes 3 can be provided in an arbitrary number that can sufficiently activate the photocatalyst 2 in an arrangement where the photocatalyst 2 carried on the base 1 can be irradiated. In this case, the light emitting diode 3 to be specifically used may have any shape. For example, a surface mounting type light emitting diode in which the molded lens 3b is formed in a flat plate shape may be appropriately used. it can. When a plurality of light emitting diodes 3 are required, the required number of chips 3a may be sealed with a single mold lens 3b to form the light emitting diodes. Since the light emitting diode 3 is a small element and does not require a large space for installation, even if a large number of light emitting diodes are provided, they can be easily installed in any place.

なお、発光ダイオード3は低い電圧で作動させることができ、またその消費電力も少ないため、それの電源としては、乾電池、或いは充電池等の蓄電池を用いることができる。そのため、電源配線のない場所でも発光ダイオード3を発光させ、光触媒反応を生じさせることができる。また、家庭用の交流電源を使用することもできる。そしてこの場合、例えば、単にシリコンダイオードを用いて半波整流するか、または、2つの発光ダイオードを互いに逆方向接続して使用すればよいため、簡単にその電源を利用することができる。更に、その電源回路にはスイッチ、タイマ等を設けることもでき、それによって発光ダイオード3の不必要な作動をなくし、消費電力の節約を図ることができる。   Since the light emitting diode 3 can be operated at a low voltage and consumes less power, a storage battery such as a dry battery or a rechargeable battery can be used as a power source for the light emitting diode 3. Therefore, the light emitting diode 3 can emit light even in a place where there is no power supply wiring, and a photocatalytic reaction can be caused. Alternatively, a household AC power supply can be used. In this case, for example, half-wave rectification is simply performed using a silicon diode, or two light emitting diodes may be connected in opposite directions to each other, so that the power source can be easily used. Further, the power supply circuit can be provided with a switch, a timer, and the like, whereby unnecessary operation of the light emitting diode 3 can be eliminated, and power consumption can be reduced.

そして、これらの基体1、光触媒2、及び発光ダイオード3を基本的要素として、本説明事例の脱臭器10は、図2及び図3のように具体的に形成されている。なお、これらの図2及び図3において、図1における光触媒2を担持した基体1は、光触媒反応基体11として示されている。したがって、この光触媒反応基体11は、基体1と、その表面に担持された二酸化チタンの薄膜からなる光触媒2とからなるものである。   Then, the deodorizer 10 of the present description example is specifically formed as shown in FIGS. 2 and 3 using the base 1, the photocatalyst 2, and the light emitting diode 3 as basic elements. 2 and 3, the substrate 1 supporting the photocatalyst 2 in FIG. 1 is shown as a photocatalytic reaction substrate 11. Therefore, the photocatalytic reaction substrate 11 is composed of the substrate 1 and the photocatalyst 2 made of a thin film of titanium dioxide supported on the surface.

図2及び図3のように、本説明事例の脱臭器10は、室内或いは冷蔵庫等において載置した状態で使用できるように形成したものであり、少し縦長の箱状の形状を有し、台座部12と、この台座部12の上に取付けられる角筒状の側枠部13と、この側枠部13の上部を閉塞する天板部14とを本体として備えている。そして、これらによって形成される本体内部に上記の光触媒反応基体11が収容され、ガタ付かないように保持されている。また、発光ダイオード3は、この光触媒反応基体11を照射可能に、天板部14に取付けられている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the deodorizer 10 of the present description is formed so as to be used in a state of being placed indoors or in a refrigerator or the like, has a slightly vertically long box-like shape, and has a base. The main body includes a portion 12, a rectangular tubular side frame portion 13 mounted on the pedestal portion 12, and a top plate portion 14 for closing an upper portion of the side frame portion 13. The photocatalytic reaction substrate 11 is housed inside the main body formed by these components, and is held so as not to rattle. The light emitting diode 3 is attached to the top plate 14 so that the photocatalytic reaction substrate 11 can be irradiated.

ここで、光触媒反応基体11は、ガラス板を井桁状に組付けたものを基体1とし、その全表面に二酸化チタンの薄膜からなる光触媒2を担持させたものからなり、具体的には、予め二酸化チタン微粒子をコーティングし、二酸化チタンの薄膜を形成したガラス板を、無機接着剤(ケイ酸塩系)により接着し、組付けて形成されている。そのため、この光触媒反応基体11は、単に1枚の平板として形成された場合よりも、より広い面積で空気と界面接触できるようになっている。なお、この光触媒反応基体11には、空気を流通させるために、多数の開口(丸穴)11aが設けられている。   Here, the photocatalytic reaction substrate 11 is a substrate 1 in which glass plates are assembled in a cross-girder shape, and has a photocatalyst 2 formed of a titanium dioxide thin film carried on the entire surface thereof. A glass plate formed by coating titanium dioxide fine particles and forming a thin film of titanium dioxide is adhered with an inorganic adhesive (silicate system) and assembled. Therefore, the photocatalytic reaction substrate 11 can be brought into interfacial contact with air in a wider area than when it is simply formed as a single flat plate. The photocatalytic reaction substrate 11 is provided with a large number of openings (round holes) 11a for flowing air.

これに対して、本体を形成する台座部12と、側枠部13及び天板部14は、適宜に着色されたプラスチック材料から形成されている。そして、台座部12は、脱臭器10を平坦面上に載置可能とするための台座としてだけでなく、発光ダイオード3を発光させるための電源である乾電池(または充電池)kを収納できるように形成されている。そのため、この台座部12に乾電池kを収納することによって、脱臭器10を立てた状態で安定的に載置できるようになっている。また、側枠部13は、ガラス材料からなる破損し易い光触媒反応基体11を保護すると共に、これをガタ付かないように保持するためのものであり、その周りを取囲むように筒状に形成され、また十分な強度で形成されている。そしてこの側枠部13には、内部に空気を流入させ、また内部から空気を流出させるために、多くの開口(長孔)13aがその全周囲に形成されている。更に、この側枠部13の上端には、天板部14が接着されて取付けられ、またこの天板部14には、本例では3個の発光ダイオード3が、光触媒反応基体11に向けて取付けられている。なお、本説明事例では、側枠部13は台座部12に嵌合して取付けられるようになっており、それによって、光触媒反応基体11と共に側枠部13及び天板部14を台座部12から取外して、脱臭器10内部に蓄積した土埃等の清掃を行うことができるようになっている。なおまた、これらによって形成される光触媒反応基体11の収容空間の内側面、即ち、台座部12の上面、側枠部13の内面、及び天板部14の下面には、メタリック塗装等によって、光を反射する反射面が形成されている。そのため、発光ダイオード3から放射され、それらの表面に当たる紫外線は、吸収されずに反射され、光触媒反応基体11(光触媒2)の活性化に有効に利用される。   On the other hand, the pedestal portion 12 forming the main body, the side frame portion 13 and the top plate portion 14 are formed of a suitably colored plastic material. The pedestal section 12 can store not only a pedestal for enabling the deodorizer 10 to be mounted on a flat surface but also a dry battery (or a rechargeable battery) k as a power supply for causing the light emitting diode 3 to emit light. Is formed. Therefore, by storing the dry battery k in the pedestal portion 12, the deodorizer 10 can be stably mounted in a standing state. The side frame portion 13 is for protecting the easily breakable photocatalytic reaction substrate 11 made of a glass material and for holding the photocatalytic reaction substrate 11 so as not to rattle, and is formed in a cylindrical shape so as to surround the periphery thereof. It is formed with sufficient strength. The side frame 13 has a number of openings (elongated holes) 13a formed around the entire periphery thereof to allow air to flow in and out of the interior. Further, a top plate portion 14 is bonded and attached to the upper end of the side frame portion 13, and three light emitting diodes 3 in this example are directed to the photocatalytic reaction substrate 11 on the top plate portion 14. Installed. In the present example, the side frame portion 13 is adapted to be fitted and attached to the pedestal portion 12, whereby the side frame portion 13 and the top plate portion 14 together with the photocatalytic reaction base 11 are separated from the pedestal portion 12. By removing it, it is possible to clean dust and the like accumulated inside the deodorizer 10. In addition, the inner surface of the accommodation space of the photocatalytic reaction substrate 11 formed by these, that is, the upper surface of the pedestal portion 12, the inner surface of the side frame portion 13, and the lower surface of the top plate portion 14 are coated with a metallic coating or the like. Is formed. Therefore, the ultraviolet rays emitted from the light emitting diodes 3 and impinging on their surfaces are reflected without being absorbed, and are effectively used for activating the photocatalytic reaction substrate 11 (photocatalyst 2).

また本説明事例においては、発光ダイオード3の電源として台座部12に収納された乾電池kが使用される。そのため、側枠部13には導電線15が埋設され、乾電池kの電流が適当なコネクタを介して発光ダイオード3に導かれるように配線されている。また、天板部14には電気スイッチ16が備えられ、非使用時には電源を切ることができるようになっている。   In this example, a dry battery k housed in the pedestal 12 is used as a power source for the light emitting diode 3. Therefore, the conductive wire 15 is buried in the side frame portion 13 and wired so that the current of the dry battery k is guided to the light emitting diode 3 via an appropriate connector. The top panel 14 is provided with an electric switch 16 so that the power can be turned off when not in use.

このように本説明事例の脱臭器10は、光触媒反応基体11、即ち、二酸化チタンの薄膜からなる光触媒2を担持する基体1と、波長360〜400nmの紫外線を主に放射する発光ダイオード3とを基本的に備え、これに加えて、光触媒反応基体11を空気と接触可能に保持すると共に発光ダイオード3を光触媒反応基体11に対して照射可能に配置するための本体、即ち、台座部12と側枠部13と天板部14とからなる本体、を備えて形成されている。   As described above, the deodorizer 10 according to the present description includes the photocatalytic reaction substrate 11, that is, the substrate 1 supporting the photocatalyst 2 formed of a thin film of titanium dioxide and the light emitting diode 3 which mainly emits ultraviolet light having a wavelength of 360 to 400 nm. Basically, in addition to this, a main body for holding the photocatalytic reaction substrate 11 in contact with air and arranging the light emitting diode 3 so as to be able to irradiate the photocatalytic reaction substrate 11, that is, a base portion 12 and a side. It is formed to have a main body composed of a frame 13 and a top plate 14.

したがって、特に、発光ダイオード3が小さな発光素子であるので、脱臭器10を小型なものとして形成することができ、例えば、冷蔵庫等に用いる活性炭を使用した脱臭器と同程度の大きさに形成することができる。しかも、消費電力量は少ないので、乾電池kによっても長い間使用することができる。そのため、光触媒を利用した本説明事例の脱臭器10は、自然光或いは蛍光灯の光が届かない場所、或いは狭い場所等であっても使用することができ、自動車または通常の室内、冷蔵庫、ロッカ、下駄箱、トイレ、押入れ等のあらゆる場所で使用することができる。また、光触媒反応基体11の光触媒作用は、これが破損しない以上は失われることがないので、発光ダイオード3の電源として一般の家庭用電源を使用するようにすれば、メンテナンスが殆ど不要な脱臭器10とすることができる。   Therefore, in particular, since the light-emitting diode 3 is a small light-emitting element, the deodorizer 10 can be formed as a small one. For example, the deodorizer 10 is formed to have the same size as a deodorizer using activated carbon used in a refrigerator or the like. be able to. In addition, since the power consumption is small, it can be used for a long time even with the dry battery k. Therefore, the deodorizer 10 of the present description example using a photocatalyst can be used even in a place where natural light or light of a fluorescent lamp does not reach, or in a narrow place, and can be used in an automobile or a normal room, a refrigerator, a rocker, It can be used in any places such as clogs, toilets, closets, etc. Further, since the photocatalytic action of the photocatalytic reaction substrate 11 is not lost as long as the photocatalytic reaction substrate 11 is not damaged, if a general household power supply is used as the power supply for the light emitting diode 3, the deodorizer 10 requiring almost no maintenance is required. It can be.

ところで、本説明事例の脱臭器10は平坦面上に載置可能な汎用性のある脱臭器として形成されているが、使用場所等が特定される場合には、それに応じてこの脱臭器10を種々に変形または変更することができる。例えば、壁面等に取付けて使用される場合には、本説明事例の脱臭器10における台座部12を壁面取付部として形成し、またこの壁面取付部に発光ダイオード3を取付けることができる。そしてこの場合、光触媒反応基体11をその壁面取付部に保持させることによって、側枠部13と、少なくとも天板部14は省くことができる。   By the way, the deodorizer 10 of the present description example is formed as a general-purpose deodorizer that can be placed on a flat surface. However, when the place of use or the like is specified, the deodorizer 10 is set accordingly. Various modifications or changes can be made. For example, when used by being mounted on a wall or the like, the pedestal portion 12 of the deodorizer 10 of the present description example can be formed as a wall mounting portion, and the light emitting diode 3 can be mounted on the wall mounting portion. In this case, by holding the photocatalytic reaction substrate 11 on the wall mounting portion, the side frame portion 13 and at least the top plate portion 14 can be omitted.

また、自動車の室内等の太陽光が当たる場所で使用される場合には、天板部14と、少なくとも側枠部13を透明材料から形成することができる。これによって、昼間では太陽光が光触媒反応基体11(光触媒2)に当たり、これを活性化するため、発光ダイオード3を発光させないでも光触媒反応を生じさせることができる。そのため、発光ダイオード3は夜間の必要時のみに作動させればよいので、電力の消費量を少なくすることができる。なおこの場合、その透明材料から形成した側枠部13等の表面に光触媒2を担持させれば、光触媒反応をより高めることができる。   When used in a place exposed to sunlight, such as in the interior of a car, the top plate 14 and at least the side frame 13 can be formed from a transparent material. Accordingly, in the daytime, sunlight hits the photocatalytic reaction substrate 11 (photocatalyst 2) and activates the photocatalytic reaction substrate 11. Therefore, a photocatalytic reaction can be caused without causing the light emitting diode 3 to emit light. Therefore, since the light emitting diode 3 only needs to be operated when necessary at night, the power consumption can be reduced. In this case, if the photocatalyst 2 is supported on the surface of the side frame portion 13 formed from the transparent material, the photocatalytic reaction can be further enhanced.

〔第二の説明事例〕
図4は第二の説明事例の脱臭装置(空気浄化装置)を示す断面図であり、また、図5は図4のC−C線断面図である。
[Second explanation example]
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a deodorizing device (air purification device) of a second illustrative example, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG.

図2及び図3の第一の説明事例の脱臭器10は空気の自然対流を利用してその空気を脱臭するものであるに対し、本説明事例の脱臭装置は、エアコン等のダクト等に付設し、多量の空気を処理できるように形成したものである。そして、本説明事例においては、第一の説明事例におけるガラス板を基体とする光触媒反応基体11に代えて、100μm程度の直径のガラス繊維を基体とし、その表面に光触媒を担持させたものを使用している。   The deodorizer 10 of the first explanation example of FIGS. 2 and 3 deodorizes the air by utilizing the natural convection of air, whereas the deodorization device of this explanation example is attached to a duct of an air conditioner or the like. However, it is formed so that a large amount of air can be processed. In the present example, instead of the photocatalytic reaction substrate 11 having a glass plate as the substrate in the first example, a glass fiber having a diameter of about 100 μm as a substrate and a photocatalyst supported on the surface is used. are doing.

即ち、図4及び図5のように、全体を20で示す本説明事例の脱臭装置は、エアコンのダクトd等に組込まれて使用されるものであり、フィルタ状の光触媒反応基体21を備えている。この光触媒反応基体21は、図1のように、透光性のガラス繊維を基体1とし、その全周囲の表面に二酸化チタンの薄膜からなる光触媒2を担持したものからなり、これをフィルタ状に集合したものである。また、透明のガラス細管の全周囲の表面に二酸化チタンの薄膜からなる光触媒2を担持したものでもよい。このため、この光触媒反応基体21は、空気と接触可能な広い光触媒反応表面を有し、かつ、発光ダイオード3からの紫外線は深い個所まで届き、多量に流れる空気に対して有効に作用することができる。   That is, as shown in FIGS. 4 and 5, the deodorizing device of the present description, which is generally denoted by reference numeral 20, is used by being incorporated in a duct d of an air conditioner, and includes a photocatalytic reaction substrate 21 in a filter shape. I have. As shown in FIG. 1, the photocatalytic reaction substrate 21 is composed of a substrate 1 made of a light-transmitting glass fiber and a photocatalyst 2 made of a titanium dioxide thin film carried on the entire surface thereof. It is a set. Alternatively, a photocatalyst 2 formed of a thin film of titanium dioxide may be supported on the entire surface of the transparent glass tube. For this reason, the photocatalytic reaction substrate 21 has a wide photocatalytic reaction surface that can be brought into contact with air, and the ultraviolet rays from the light emitting diode 3 reach deep places and can effectively act on the air that flows in a large amount. it can.

そして、この光触媒反応基体21は、ガラスからなる筒状の透明な保持体22内で、一対の網状の端板23の間に適度な密度で収容されている。また、この保持体22の周りを取囲むようにプラスチック材料からなる環状枠24が設けられ、この環状枠24に、適数個の発光ダイオード3が環状に配列されて取付けられている。そしてこれらの発光ダイオード3は、図示しない配線によって適当な電源に接続されている。なお、環状枠24の内周側表面には光を反射する反射面を形成することが好ましく、また、ガラスの保持体22の内周側表面には適宜光触媒を担持させることができる。   The photocatalytic substrate 21 is housed at a suitable density between a pair of net-like end plates 23 in a cylindrical transparent holding body 22 made of glass. Further, an annular frame 24 made of a plastic material is provided so as to surround the periphery of the holding body 22, and an appropriate number of light emitting diodes 3 are arranged and mounted on the annular frame 24 in an annular manner. These light emitting diodes 3 are connected to an appropriate power supply by wiring (not shown). In addition, it is preferable to form a reflection surface for reflecting light on the inner peripheral surface of the annular frame 24, and a photocatalyst can be appropriately carried on the inner peripheral surface of the glass holder 22.

このように形成された本説明事例の脱臭装置20の作用は、第一の説明事例の場合と同じである。即ち、発光ダイオード3が作動されると、それが放射する紫外線は透明な保持体22を透過して光触媒反応基体21に当たり、その光触媒2を活性化する。この場合、光触媒反応基体21は透明なガラス繊維を基体1とするので、その紫外線は、光触媒2に最終的に吸収されるまで、順次その光触媒反応基体21を透過して全体に行き渡る。そして、そのように活性化された光触媒2は、その光触媒作用、特に、酸化触媒作用によって、空気中に含まれる臭成分を分解し、無臭化する。こうして、図示しないファン等により送気され、ダクトd内を通過する空気は、本説明事例の脱臭装置20によって、脱臭される。   The operation of the deodorizing device 20 of the present description example thus formed is the same as that of the first description example. That is, when the light emitting diode 3 is operated, the ultraviolet light emitted from the light emitting diode 3 passes through the transparent holding member 22 and strikes the photocatalytic reaction substrate 21 to activate the photocatalyst 2. In this case, since the photocatalytic reaction substrate 21 is made of a transparent glass fiber as the substrate 1, the ultraviolet rays sequentially pass through the photocatalytic reaction substrate 21 until the ultraviolet rays are finally absorbed by the photocatalyst 2 and spread over the entirety. The photocatalyst 2 thus activated decomposes odor components contained in the air and deodorizes it by the photocatalytic action, particularly the oxidation catalytic action. In this way, the air sent by the fan or the like (not shown) and passing through the duct d is deodorized by the deodorizing device 20 of the present description.

なお、このような光触媒2の酸化触媒作用は、臭成分の分解だけでなく、タバコのヤニ等の有機成分の酸化分解にも同様に作用する。そのため、空気中に含まれるそのような有機成分も、光触媒反応基体21に吸着され、次いで分解される。更に、活性化された光触媒2は、その酸化触媒作用によって殺菌力も有している。そのため、空気中に含まれるカビ等細菌は、その活性化された光触媒2に接触することによって死滅する。したがって、本説明事例の脱臭装置20は、脱臭だけでなく、タバコの煙成分の分解除去や殺菌作用も有するため、空気の浄化装置としての機能を備えるものである。   The oxidation catalytic action of the photocatalyst 2 acts not only on decomposition of odor components but also on oxidative decomposition of organic components such as cigarette tar. Therefore, such organic components contained in the air are also adsorbed by the photocatalytic reaction substrate 21 and then decomposed. Furthermore, the activated photocatalyst 2 also has a bactericidal power due to its oxidation catalytic action. Therefore, bacteria such as mold contained in the air die when they come into contact with the activated photocatalyst 2. Therefore, the deodorizing device 20 of the present description example has a function as an air purifying device because it has not only deodorizing but also a decomposing and removing action of cigarette smoke components and a sterilizing action.

このように、本説明事例の脱臭装置(空気浄化装置)20は、第一の説明事例と同様に、空気と接触可能な光触媒反応基体21、即ち、二酸化チタンの薄膜からなる光触媒2を担持する基体1と、波長360〜400nmの紫外線を主に放射する発光ダイオード3とを基本的に備えるものであるが、特に、その光触媒反応基体21として、ガラス繊維を基体1とするものをフィルタ状に集合して用いたものである。そのため、空気と接触可能な広い光触媒反応表面を提供することができるので、多量の空気の脱臭(浄化)処理を行うことができる。そして、その光触媒反応基体21(光触媒2)を活性化するための紫外線源として、小さな発光素子である発光ダイオード3を使用しているので、装置全体をコンパクトなものに形成することができる。したがって、本説明事例の脱臭装置(空気浄化装置)20は、自動車等の各種のエアコンに容易に組込んで使用することができる。   As described above, the deodorizing device (air purification device) 20 of the present description example carries the photocatalytic reaction substrate 21 that can be brought into contact with air, that is, the photocatalyst 2 formed of a thin film of titanium dioxide, as in the first description example. It basically includes a substrate 1 and a light emitting diode 3 that mainly emits ultraviolet light having a wavelength of 360 to 400 nm. In particular, as the photocatalytic reaction substrate 21, a substrate having glass fiber as the substrate 1 is formed in a filter shape. They are used collectively. Therefore, a wide photocatalytic reaction surface that can be brought into contact with air can be provided, so that a large amount of air can be deodorized (purified). Since the light emitting diode 3 which is a small light emitting element is used as an ultraviolet light source for activating the photocatalytic reaction substrate 21 (photocatalyst 2), the whole apparatus can be formed compact. Therefore, the deodorizing device (air purification device) 20 of the present description example can be easily incorporated and used in various air conditioners such as automobiles.

〔第三の説明事例〕
図6は第三の説明事例の脱臭(消臭)装置を示す断面図である。また、図7はそれの光触媒反応基体の表面を拡大して示す断面図である。
[Third explanation example]
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a deodorizing (deodorizing) device of a third illustrative example. FIG. 7 is an enlarged sectional view showing the surface of the photocatalytic reaction substrate.

本説明事例は自動車のダッシュボードに据付けられた灰皿の脱臭(消臭)装置として具体化したもので、第一の説明事例及び第二の説明事例と同様に、光触媒2を担持した基体1からなる光触媒反応基体と発光ダイオード3とを備えるが、その光触媒反応基体は、そのような狭い空間にも配置できるように、最も簡単に形成されている。   This explanation example is embodied as a deodorizing (deodorizing) device for an ashtray installed on a dashboard of an automobile. The photocatalytic reaction substrate and the light emitting diode 3 are provided, and the photocatalytic reaction substrate is most simply formed so that it can be arranged in such a narrow space.

図6のように、30で示す本説明事例の脱臭装置は、基体1の表面に二酸化チタンの薄膜からなる光触媒2を担持して形成した光触媒反応基体31と、適数個の発光ダイオード3と、これらの発光ダイオード3を取付ける基板32とから形成されている。そして、この脱臭装置30は、自動車のダッシュボード33に据付けられた灰皿、即ち、出入可能な灰皿容器34とこれを収納可能な収納凹部35とからなる灰皿において、その収納凹部35内の上部側に設けられている。   As shown in FIG. 6, the deodorizing apparatus of the present description shown at 30 includes a photocatalytic reaction substrate 31 formed by supporting a photocatalyst 2 made of a thin film of titanium dioxide on the surface of a substrate 1, and an appropriate number of light emitting diodes 3. , And a substrate 32 on which these light emitting diodes 3 are mounted. The deodorizing device 30 is provided in an ashtray installed on a dashboard 33 of an automobile, that is, an ashtray including an ashtray container 34 that can be moved in and out and a storage recess 35 that can store the same, in the upper side of the storage recess 35. It is provided in.

ここで、光触媒反応基体31の基体1は、透明材料であるガラス板によって、基板32に取付けられた発光ダイオード3を覆うカバー状(皿状)に形成されている。そして、このカバー状の基体1の外側表面、即ち、灰皿容器34に対向する側の表面に、二酸化チタンがコーティングされ、その薄膜からなる光触媒2が担持されている。そのため、適当な電源、例えば、カーバッテリによって発光ダイオード3が発光されると、その紫外線は基体1を透過して、その外側表面に担持された光触媒2を活性化する。それによって、灰皿容器34と収納凹部35とによって形成される空間内に充満するニコチンやタールを含むタバコの煙は、その活性化された光触媒2と接触して酸化分解される。なお、このような灰皿は使用されない場合もあるので、例えば、灰皿容器34が出入れされた際に作動するスイッチ手段とタイマ手段とを設けて、発光ダイオード3が必要時のみに作動されるようにすることが好ましい。   Here, the substrate 1 of the photocatalytic reaction substrate 31 is formed in a cover shape (dish shape) covering the light emitting diode 3 attached to the substrate 32 by a glass plate which is a transparent material. The outer surface of the cover-shaped substrate 1, that is, the surface facing the ashtray container 34, is coated with titanium dioxide, and the thin-film photocatalyst 2 is carried thereon. Therefore, when the light emitting diode 3 is illuminated by an appropriate power source, for example, a car battery, the ultraviolet rays pass through the base 1 and activate the photocatalyst 2 carried on the outer surface thereof. Thereby, the tobacco smoke containing nicotine and tar filled in the space formed by the ashtray container 34 and the storage recess 35 comes into contact with the activated photocatalyst 2 and is oxidatively decomposed. Since such an ashtray may not be used, for example, a switch means and a timer means which are activated when the ashtray container 34 is put in and out are provided so that the light emitting diode 3 is activated only when necessary. Is preferable.

このように、本説明事例の脱臭装置30は、二酸化チタンの薄膜からなる光触媒2を担持した基体1であるカバー状の光触媒反応基体31と、この光触媒反応基体31内に配設された波長360〜400nmの紫外線を主に放射する発光ダイオード3とを具備するものであり、悪臭の発生場所となる自動車の灰皿内を消臭化することができる。そして、このような脱臭装置30は、非常にコンパクトに形成することができるので、自動車のダッシュボードに据付けられた灰皿だけでなく、自動車のシート等に据付けられた開閉形の灰皿等、その他の種々の収納形の灰皿に、同様に適用することができる。更に、このような脱臭装置30は、発光ダイオード3が保護される構造でもあるため、冷蔵庫、食器乾燥機、衣類乾燥機等の内壁面に適用して、その内部の脱臭を図ることができる。また、便器或いは生ゴミ等のゴミ容器内の脱臭にも適用することができ、この場合、その脱臭装置30は蓋の裏側に設けることができる。また更に特殊な応用として、靴内の脱臭にも適用することができ、この場合には、基板32を含む脱臭装置30は靴の内部に挿入可能な形状に形成される。   As described above, the deodorizing device 30 of the present description example includes the cover-shaped photocatalytic reaction substrate 31 which is the substrate 1 supporting the photocatalyst 2 formed of a thin film of titanium dioxide, and the wavelength 360 provided in the photocatalytic reaction substrate 31. The light emitting diode 3 mainly emits ultraviolet light of about 400 nm, and can deodorize the inside of an ashtray of an automobile, which is a place where a bad odor is generated. And since such a deodorizing device 30 can be formed very compactly, not only the ashtray installed on the dashboard of the car, but also other types of ashtrays such as openable and closed ashtrays installed on the seats of the car and the like. The present invention can be similarly applied to various storage-type ashtrays. Further, since such a deodorizing device 30 has a structure in which the light emitting diode 3 is protected, the deodorizing device 30 can be applied to an inner wall surface of a refrigerator, a dish dryer, a clothes dryer, and the like to deodorize the inside. Further, the present invention can be applied to deodorization in a garbage container such as a toilet bowl or garbage, and in this case, the deodorizing device 30 can be provided on the back side of the lid. As a more specific application, the present invention can also be applied to deodorization in shoes. In this case, the deodorizing device 30 including the substrate 32 is formed into a shape that can be inserted into the shoes.

ところで、本説明事例のような脱臭装置30の場合、光触媒反応基体31は板状の簡単な形状に形成され、また、光触媒2はその一面のみに形成される。そのため、光触媒反応が可能な表面積は比較的少なくなる傾向がある。そこで、図7のように、より広い面積の光触媒反応表面が得られるように、光触媒2が形成される側の基体1の表面は、凹凸化或いは粗面化されることが好ましい。これによって、基体1が板状の簡単な形状の場合でも、光触媒反応のための十分な広さの表面積を確保することができる。なお、このような凹凸または粗面は、例えば、機械的加工によって形成することができる。また、ガラスの粉体を基体1の表面に融着させる方法によっても、同様に形成することができる。   By the way, in the case of the deodorizing device 30 as in the present example, the photocatalytic reaction substrate 31 is formed in a simple plate-like shape, and the photocatalyst 2 is formed only on one surface thereof. Therefore, the surface area where a photocatalytic reaction is possible tends to be relatively small. Therefore, as shown in FIG. 7, the surface of the substrate 1 on which the photocatalyst 2 is formed is preferably roughened or roughened so as to obtain a photocatalytic reaction surface having a larger area. Thereby, even when the base 1 has a simple plate-like shape, it is possible to secure a sufficiently large surface area for the photocatalytic reaction. Note that such unevenness or rough surface can be formed by, for example, mechanical processing. Further, it can be similarly formed by a method of fusing glass powder to the surface of the substrate 1.

〔第一実施例〕
これまでの説明事例は、光触媒による光触媒作用を、空気中に含まれる臭成分等の有機化合物の酸化分解に応用したものである。しかし、この光触媒による光触媒作用は、飲料水等の水に含まれるトリハロメタン等の有害物、或いはカルキ臭、カビ臭等の臭成分等の分解除去にも応用することができる。
(First embodiment)
In the examples described so far, photocatalysis by a photocatalyst is applied to oxidative decomposition of organic compounds such as odor components contained in air. However, the photocatalytic action of the photocatalyst can also be applied to the decomposition and removal of harmful substances such as trihalomethane contained in water such as drinking water, or odor components such as odor of mold and mold.

図8は本発明の第一実施例の飲料水の浄化装置を示す断面図である。なお、同図において、これまでの説明事例と同一または相当する部分には同一の符号を使用している。   FIG. 8 is a sectional view showing a drinking water purifying apparatus according to the first embodiment of the present invention. Note that, in the figure, the same reference numerals are used for the same or corresponding portions as those in the description examples so far.

図8のように、全体を40で示す本実施例の飲料水の浄化装置は、ポット41と、ポット受台42との組合せからなっている。そして、このポット41は、透明なガラス材料から形成された基体としての飲料水容器43と、必要に応じて備えられた蓋44及び取手45とからなり、その飲料水容器43の内側表面には、そのほぼ全面に、二酸化チタンの薄膜からなる光触媒2がコーティングによって形成され、担持されている。また、ポット受台42は、アクリル樹脂等の透明な樹脂材料から形成されたポット受部46と、テーブル等の平坦面上に載置可能な基台部47とを備え、この基台部47には適当な数の発光ダイオード3が取付けられている。そして、これらの発光ダイオード3は適当な直流電源によって作動されるようになっている。なお、これらの光触媒2及び発光ダイオード3に関する技術的詳細は説明事例の場合と同じであり、発光ダイオード3は波長360〜400nmの紫外線を主に放射するものである。   As shown in FIG. 8, the drinking water purifying apparatus of the present embodiment, which is indicated as a whole by 40, comprises a combination of a pot 41 and a pot receiving stand 42. The pot 41 includes a drinking water container 43 as a base formed of a transparent glass material, a lid 44 and a handle 45 provided as needed, and an inner surface of the drinking water container 43 A photocatalyst 2 composed of a thin film of titanium dioxide is formed on a substantially entire surface by coating and carried. The pot receiver 42 includes a pot receiver 46 formed of a transparent resin material such as an acrylic resin, and a base 47 that can be placed on a flat surface such as a table. Is mounted with an appropriate number of light emitting diodes 3. These light emitting diodes 3 are operated by an appropriate DC power supply. The technical details of the photocatalyst 2 and the light emitting diode 3 are the same as in the case of the description example, and the light emitting diode 3 mainly emits ultraviolet light having a wavelength of 360 to 400 nm.

そして、このように形成された飲料水の浄化装置40の作用は、基体の表面に担持された光触媒2と接触する媒質が空気ではなく、水であるだけで、図1の場合と実質的に同じである。即ち、発光ダイオード3が作動されると、それが放射する紫外線は透明なポット受部46を透過し、更に透明なガラス材料からなる飲料水容器43の底部を透過して、その内側表面に担持された光触媒2に当たり、これを活性化する。そして、この活性化された光触媒2による触媒作用、特に、高い酸化触媒作用によって、水中に溶存するハロゲン化合物、或いは各種の有機化合物が分解される。こうして、光触媒2の光触媒反応によって、飲料水中に含まれるトリハロメタン等の有害物、カルキ臭或いはカビ臭の原因物質(例えば、2−メチルイソボルネオール)等を分解することができ、ポット41に入れた飲料水を浄化することができる。また、この活性化された光触媒2は、水のクラスタ(水分子の集合体)を小さく細分化する作用も有している。そのため、ポット41の飲料水は単に浄化されるだけでなく、まろやかで美味しく、また健康に良い水となって形成される。   The operation of the drinking water purification device 40 formed in this way is substantially the same as that of FIG. 1 except that the medium that comes into contact with the photocatalyst 2 supported on the surface of the base is not water but water. Is the same. That is, when the light emitting diode 3 is operated, the ultraviolet light emitted from the light emitting diode 3 passes through the transparent pot receiving portion 46, further passes through the bottom of the drinking water container 43 made of a transparent glass material, and is carried on the inner surface thereof. The activated photocatalyst 2 is activated. Then, by the catalytic action of the activated photocatalyst 2, particularly the high oxidation catalytic action, halogen compounds or various organic compounds dissolved in water are decomposed. In this way, the photocatalytic reaction of the photocatalyst 2 can decompose harmful substances such as trihalomethane, caustic odor or musty odor-causing substances (for example, 2-methylisoborneol) and the like contained in the drinking water. Drinking water can be purified. In addition, the activated photocatalyst 2 also has an action of subdividing water clusters (aggregates of water molecules) into small pieces. Therefore, the drinking water in the pot 41 is not only purified, but also formed as mellow, delicious and healthy water.

このように、本実施例の飲料水の浄化装置40は、処理すべき飲料水と接触可能な二酸化チタンの薄膜からなる光触媒2を担持した光触媒反応基体と、この光触媒2を照射可能に配置され、波長360〜400nmの紫外線を主に放射する発光ダイオード3とを基本的要素として備えたものであり、具体的には、その光触媒反応基体は、内面に光触媒2を担持した透明なガラス製の飲料水容器43(ポット41)として形成され、また、発光ダイオード3は、その飲料水容器43を受けるポット受台42に取付けられている。そのため、コップ等のガラス製の飲料水容器の内面に光触媒2を担持させ、自然光または蛍光灯の照明光によってその光触媒2を活性化するようにしたもの自体は既に知られているが、本実施例では紫外線を放射する発光ダイオード3を備えているので、そのような自然光または照明光が十分でない場所においても、飲料水を有効に浄化することができる。   As described above, the drinking water purification device 40 of the present embodiment is provided with the photocatalyst reaction substrate supporting the photocatalyst 2 made of the titanium dioxide thin film that can be brought into contact with the drinking water to be treated, and the photocatalyst 2 can be irradiated with the photocatalyst. And a light emitting diode 3 mainly emitting ultraviolet light having a wavelength of 360 to 400 nm, as a basic element. Specifically, the photocatalytic reaction substrate is made of a transparent glass having a photocatalyst 2 supported on the inner surface. It is formed as a drinking water container 43 (pot 41), and the light emitting diode 3 is attached to a pot receiving stand 42 that receives the drinking water container 43. Therefore, it is already known that the photocatalyst 2 is supported on the inner surface of a glass drinking water container such as a glass and the photocatalyst 2 is activated by natural light or illumination light of a fluorescent lamp. In the example, since the light emitting diode 3 that emits ultraviolet light is provided, drinking water can be effectively purified even in a place where such natural light or illumination light is not sufficient.

また、発光ダイオード3は非常に小さな発光素子であるため、それを光触媒2に対して照射可能に取付けたポット受台42も、厚さの薄いコンパクトなものとして形成することができる。そして、本実施例では、このポット受台42をポット受部46と基台部47とから形成しているが、発光ダイオード3をそのポット受部46に直接インサート成形するようにすれば、基台部47は不要となり、そのポット受台42は、より厚さが薄く、通常のコースタと同程度の厚さのものとして形成することができる。   Further, since the light-emitting diode 3 is a very small light-emitting element, the pot receiver 42 on which the light-emitting diode 3 is mounted so as to be able to irradiate the photocatalyst 2 can be formed as a thin and compact one. In the present embodiment, the pot receiving table 42 is formed from the pot receiving section 46 and the base section 47. However, if the light-emitting diode 3 is directly insert-molded into the pot receiving section 46, the base 4 can be used. The base portion 47 becomes unnecessary, and the pot receiving base 42 can be formed to have a smaller thickness and a thickness similar to that of a normal coaster.

更に、発光ダイオード3は少ない電圧で作動することができ、また消費電力も少ないため、電源として乾電池或いは充電池を使用することができる。そのため、ポット受台42に乾電池または充電池を組込むことによって、厚さはその分多くなるが、任意の場所で使用可能なポット受台42を形成することができる。   Further, since the light emitting diode 3 can be operated with a small voltage and consumes little power, a dry battery or a rechargeable battery can be used as a power source. Therefore, by incorporating a dry battery or a rechargeable battery into the pot receiving base 42, the pot receiving base 42 that can be used at any place can be formed although the thickness is increased accordingly.

ところで、本実施例の飲料水の浄化装置40はポット41とポット受台42との組合せとして形成したものであるが、このポット受台42はポット41に対して一体化することも適宜可能である。また、このようなポット受台42は、例えば、冷蔵庫のポット収納棚等に据付けることもできる。それによって、ポット41内の飲料水を冷却しつつ浄化することができる。更に、本実施例の飲料水の浄化装置40は、ポット受台42を形成することによって発光ダイオード3をポット41の底部に配置するようにしたものであるが、この発光ダイオード3の配置場所はポット41の外周部、或いは蓋44の部分であることもできる。しかし、ポット41内に入れられる飲料水は少ない場合もあることからすると、飲料水をより効果的に浄化する上では、発光ダイオード3をポット41の底部側に配置することが最も好ましい。ただし、保温ポット等のように外側から紫外線を照射できない場合には、発光ダイオード3はポットの蓋部分或いは容器の内側に配設される。   By the way, the drinking water purification device 40 of the present embodiment is formed as a combination of the pot 41 and the pot receiver 42, but the pot receiver 42 may be integrated with the pot 41 as appropriate. is there. Further, such a pot receiving stand 42 can be installed on a pot storage shelf of a refrigerator, for example. Thus, the drinking water in the pot 41 can be purified while being cooled. Further, in the drinking water purification apparatus 40 of the present embodiment, the light emitting diode 3 is arranged at the bottom of the pot 41 by forming the pot receiving stand 42. The outer periphery of the pot 41 or the lid 44 may be used. However, in view of the fact that the potable water put in the pot 41 may be small, it is most preferable to arrange the light emitting diodes 3 on the bottom side of the pot 41 in order to more effectively purify the potable water. However, when ultraviolet rays cannot be radiated from the outside, such as a heat retaining pot, the light emitting diode 3 is disposed inside the lid portion of the pot or inside the container.

〔第二実施例〕
図9は本発明の第二実施例の飲料水の浄化装置を概略的に示す断面図である。また、図10はそれにおいて使用する光触媒反応基体を示す平面図である。
(Second embodiment)
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically illustrating a drinking water purification device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 10 is a plan view showing a photocatalytic reaction substrate used in the method.

本第二実施例の飲料水の浄化装置は、具体的には、温水ポット(湯沸かしポット)に適用したものである。そして、温水ポットでは飲料水容器はステンレス等の金属またはそれにフッ素樹脂加工を施したものから形成され、その表面に光触媒を強固に担持させることは困難であるため、本実施例においては、光触媒を担持した基体からなる光触媒反応基体が容器自体とは別個に形成されている。   The drinking water purifying apparatus of the second embodiment is specifically applied to a hot water pot (water kettle). In the hot water pot, the drinking water container is made of a metal such as stainless steel or a material subjected to a fluororesin processing, and it is difficult to firmly support the photocatalyst on the surface thereof. A photocatalytic substrate composed of a supported substrate is formed separately from the container itself.

即ち、図9のように、全体を50で示す本実施例の飲料水の浄化装置(温水ポット)は、光触媒反応基体51を備えている。この光触媒反応基体51は、第一実施例の光触媒反応基体11と同様のものであり、強度のあるガラス板からなる基体1の全表面に、二酸化チタンの薄膜からなる光触媒2をコーティングによって担持させたものである。より具体的にはこの光触媒反応基体51は、図10のように、飲料水を収容する容器52の形状に従った円板状に形成され、また水を流通させるための開口51a(丸穴)と、短い柱状の脚部51bとを備えている。したがって、この光触媒反応基体51はその脚部51bによって容器52の底面から少しだけ離された状態で配置されるので、容器52内の飲料水を、光触媒反応基体51の開口51aを通ってそれの下面側にも良好に流動させることができる。   That is, as shown in FIG. 9, the drinking water purification device (hot water pot) of the present embodiment, which is generally denoted by 50, includes a photocatalytic reaction substrate 51. This photocatalytic reaction substrate 51 is the same as the photocatalytic reaction substrate 11 of the first embodiment. The photocatalyst 2 composed of a titanium dioxide thin film is supported on the entire surface of the substrate 1 composed of a strong glass plate by coating. It is a thing. More specifically, the photocatalytic reaction substrate 51 is formed in a disk shape according to the shape of a container 52 for accommodating drinking water, as shown in FIG. 10, and an opening 51a (circular hole) for flowing water. And a short columnar leg 51b. Accordingly, since the photocatalytic reaction substrate 51 is disposed so as to be slightly separated from the bottom surface of the container 52 by the legs 51b, the drinking water in the container 52 passes through the opening 51a of the photocatalytic reaction substrate 51 and passes therethrough. It can be made to flow well also on the lower surface side.

なお、温水ポット自体は、飲料水容器52の他に、その飲料水を外部に導くための流路53、またその飲料水を加熱する電熱装置54等を備える本体55と、空気ポンプ56を備える開閉蓋57とから形成され、空気ポンプ56の押込操作によって容器52内の飲料水を取出すことができるようになっている。そして、光触媒反応基体51(光触媒2)に紫外線を照射し、それを活性化するための発光ダイオード3は、開閉蓋57の部分に設けられている。具体的には、適数個の発光ダイオード3が、好ましくはこれを保護する透明カバーと共に、開閉蓋57の裏側に下方に向けて取付けられている。なお、その電源としては、例えば、電熱装置54の電源である家庭用交流電源を半波整流したものを用いることができる。   The hot water pot itself includes, in addition to the drinking water container 52, a flow path 53 for guiding the drinking water to the outside, a main body 55 including an electric heating device 54 for heating the drinking water, and an air pump 56. It is formed from the opening / closing lid 57 so that the drinking water in the container 52 can be taken out by the pushing operation of the air pump 56. The light emitting diode 3 for irradiating the photocatalytic reaction substrate 51 (photocatalyst 2) with ultraviolet rays to activate the ultraviolet light is provided in the opening / closing lid 57. Specifically, an appropriate number of light emitting diodes 3 are mounted downward, preferably on the back side of the opening / closing lid 57, preferably together with a transparent cover for protecting the light emitting diodes 3. As the power source, for example, a home AC power source that is a power source of the electric heating device 54 that is half-wave rectified can be used.

このように、本実施例の飲料水の浄化装置50は温水ポットに具体的に適用したものであり、飲料水容器52内に、飲料水と接触可能に配置された光触媒反応基体51、即ち、二酸化チタンの薄膜からなる光触媒2を担持した基体1と、開閉蓋57に取付けられ、その光触媒反応基体51(光触媒2)を照射可能に配置された波長360〜400nmの紫外線を主に放射する発光ダイオード3とを備えたものである。そのため、発光ダイオード3を作動させると、それが放射する紫外線は、飲料水を透過して光触媒反応基体51に当たり、これを活性化する。したがって、第一実施例の場合と同様に、飲料水中の有機成分等を分解し、これを浄化することができ、しかも水のクラスタが細分化されるため、美味しくまた健康に良い飲料水を形成することができる。   As described above, the drinking water purification device 50 of the present embodiment is specifically applied to a hot water pot, and a photocatalytic reaction substrate 51 disposed in a drinking water container 52 so as to be able to contact drinking water, that is, A substrate 1 supporting a photocatalyst 2 made of a thin film of titanium dioxide and a light emitting device which is attached to the opening / closing lid 57 and mainly emits ultraviolet light having a wavelength of 360 to 400 nm, which is arranged to be able to irradiate the photocatalytic reaction substrate 51 (photocatalyst 2). And a diode 3. Therefore, when the light emitting diode 3 is operated, the ultraviolet light emitted from the light emitting diode 3 penetrates the drinking water and strikes the photocatalytic reaction substrate 51 to activate it. Therefore, as in the case of the first embodiment, organic components and the like in the drinking water can be decomposed and purified, and the clusters of water can be subdivided to form delicious and healthy drinking water. can do.

また、発光ダイオード3は非常に小さな発光素子であるため、温水ポットの開閉蓋57の下面のような狭い場所にも容易に配設することができる。そのため、本実施例の飲料水の浄化装置50は、小形の温水ポットにも適用することができ、また保温ポット等にも適用することができる。   Further, since the light emitting diode 3 is a very small light emitting element, it can be easily disposed in a narrow place such as the lower surface of the open / close lid 57 of the hot water pot. Therefore, the drinking water purification device 50 of the present embodiment can be applied to a small-sized hot water pot, and can also be applied to a heat retaining pot and the like.

ところで、光触媒反応基体51(基体1)の形状は種々に変形することができ、板状だけでなく、容易に破損しない形状であれば棒状、筒状、またはこれらを組合せた形状とすることができる。また、中空或いは殻状のガラス玉のような形状とすることもでき、この場合、その比重は適宜に調整され、または開口によって中空内部が外部と連通するように形成される。そして、光触媒反応基体51をこのような球形状に形成すれば、汎用の光触媒反応基体51として使用することができ、また使用する個数を調整することによって、所望の強さの光触媒反応を容易に得ることができる。また、このような球形状の光触媒反応基体51は外観性がよいので、観賞魚等の水槽内の水の浄化のためにも好適に利用することができる。   By the way, the shape of the photocatalytic reaction substrate 51 (substrate 1) can be variously deformed, and may be not only a plate shape but also a rod shape, a cylindrical shape, or a shape combining these as long as it is not easily damaged. it can. Further, it may be shaped like a hollow or shell-like glass ball. In this case, the specific gravity is appropriately adjusted, or the hollow interior is formed so as to communicate with the outside by an opening. If the photocatalytic reaction substrate 51 is formed in such a spherical shape, it can be used as a general-purpose photocatalytic reaction substrate 51, and by adjusting the number of photocatalytic reaction substrates 51, a photocatalytic reaction of a desired strength can be easily performed. Obtainable. In addition, since such a spherical photocatalytic reaction substrate 51 has good appearance, it can be suitably used for purifying water in an aquarium such as an ornamental fish.

更に、この光触媒反応基体51(基体1)の形状と発光ダイオード3の配置に関しては、処理する媒質が異なるだけである前記説明事例の技術を適用することができる。例えば、図6の第三の説明事例における光触媒反応基体31と発光ダイオード3とからなる構造は、本実施例のような温水ポットの飲料水容器52の内壁面に適用することができ、それによっても同じ効果を得ることができる。   Further, with respect to the shape of the photocatalytic reaction substrate 51 (substrate 1) and the arrangement of the light-emitting diodes 3, the technique described in the above-described example in which only the medium to be processed is different can be applied. For example, the structure including the photocatalytic reaction substrate 31 and the light emitting diode 3 in the third example of description in FIG. 6 can be applied to the inner wall surface of the drinking water container 52 of the hot water pot as in this embodiment. Can achieve the same effect.

〔第三実施例〕
図11は本発明の第三実施例の水道水の浄化装置を示す断面図である。
(Third embodiment)
FIG. 11 is a sectional view showing a tap water purifying apparatus according to a third embodiment of the present invention.

図11のように、全体を60で示す本実施例の水道水浄化装置は、水道の蛇口gに取付けて水道水を浄化するためのものである。そして、ここでは、図4及び図5の第二の説明事例の光触媒反応基体21と同様に、ガラス繊維の基体1の表面に光触媒2を担持させたものをフィルタ状に集合した光触媒反応基体61を使用し、連続して流れる多量の水を浄化できるようにしている。   As shown in FIG. 11, the tap water purification device of the present embodiment, which is generally designated by reference numeral 60, is attached to a tap faucet g for purifying tap water. Here, as in the case of the photocatalytic reaction substrate 21 of the second illustrative example of FIGS. 4 and 5, a photocatalytic reaction substrate 61 in which the photocatalyst 2 is supported on the surface of the glass fiber substrate 1 in a filter shape. Is used to purify a large amount of continuously flowing water.

具体的には、本実施例の水道水浄化装置60は、水道水の流路を形成する本体62を備え、クランプ63によって水道の蛇口gの先端部に装着されるようになっている。そして、この本体62の内部には、透明材料であるガラス製の分流筒64が配設され、図中の矢印のように、水道の蛇口gからの水がこの分流筒64によって環状に分流されて上方に流れ、次いで分流筒64の上端からその内部を通って下方に流出するようにされている。また、分流筒64の上方には、ガラス板からなるカバー65を介して、これまでの実施例と同様に適数個の発光ダイオード3が配設されている。更に、本実施例においては、発光ダイオード3を発光させる電源として乾電池k(または充電池)が用いられ、その上方に収納されている。そして、この乾電池kと発光ダイオード3とは、図示しない水圧または水流検出スイッチを介して接続され、水道水を出した時だけ発光ダイオード3が作動されるようになっている。   Specifically, the tap water purification device 60 of the present embodiment includes a main body 62 that forms a flow path of tap water, and is attached to a distal end of a tap faucet g by a clamp 63. Inside the main body 62, a flow dividing tube 64 made of glass, which is a transparent material, is disposed, and as shown by an arrow in the figure, water from a tap faucet g is divided by the flow dividing tube 64 into an annular shape. To flow upward, and then flow downward from the upper end of the flow dividing cylinder 64 through the inside thereof. In addition, an appropriate number of light emitting diodes 3 are disposed above the flow dividing tube 64 via a cover 65 made of a glass plate, similarly to the previous embodiments. Further, in this embodiment, a dry battery k (or a rechargeable battery) is used as a power source for causing the light emitting diode 3 to emit light, and is stored above the dry battery k. The dry cell k and the light emitting diode 3 are connected via a water pressure or water flow detecting switch (not shown) so that the light emitting diode 3 is activated only when tap water is discharged.

また、上記のフィルタ状の光触媒反応基体61は、分流筒64及びカバー65によって区画形成された本体62内の流路において、分流筒64の周り(環状室)と内部との両方に、それぞれ下方側が網板66及び67によって支持された状態で、充填されている。ただし、その光触媒反応基体61の充填の程度は余り密ではなく、その繊維が水流によって動かされない程度を限度として、比較的粗に充填されている。そのため、発光ダイオード3が作動されると、それの放射する紫外線はカバー65を透過し、更には透明な分流筒64も透過して、その本体62内に充填された光触媒反応基体61の全体に行き渡り、それを活性化する。なお、水道水と接触するこれらの分流筒64の内外周面及びカバー65の下面にも、必要に応じて、更に光触媒2を担持させることができる。   In addition, the above-mentioned filter-shaped photocatalytic reaction substrate 61 is provided below the flow dividing tube 64 and the cover 65 in the flow path in the main body 62 both around the dividing flow tube 64 (annular chamber) and inside. Filled with sides supported by mesh plates 66 and 67. However, the degree of filling of the photocatalytic reaction substrate 61 is not very dense, and the fibers are relatively coarsely filled to the extent that the fibers are not moved by the water flow. Therefore, when the light-emitting diode 3 is activated, the ultraviolet light emitted from the light-emitting diode 3 passes through the cover 65 and further passes through the transparent branch tube 64, so that the entirety of the photocatalytic reaction base 61 filled in the main body 62. Prevail and revitalize it. In addition, the photocatalyst 2 can be further carried on the inner and outer peripheral surfaces of the flow dividing cylinder 64 and the lower surface of the cover 65 that come into contact with tap water, if necessary.

本実施例の水道水浄化装置60はこのように形成されており、水道水の流路内に配置された光触媒反応基体61、即ち、二酸化チタンの薄膜からなる光触媒2を担持したガラス繊維の基体1(フィルタ状集合体)と、この光触媒反応基体61(光触媒2)を照射可能に配置され、波長360〜400nmの紫外線を主に放射する発光ダイオード3とを基本的要素として備えている。そして、その作用は第一実施例及び第二実施例と同じであり、発光ダイオード3の放射する紫外線によって活性化された光触媒反応基体61(光触媒2)は、これに接触する水道水中の有機化合物等を分解し、これを浄化する。また、それと共に、水のクラスタ(水分子の集合体)を細分化して、美味しく健康に良い水を形成する。この場合、光触媒反応基体61は、水道水と接触可能な広い光触媒反応表面を有しているため、多量に流れる水道水も有効に処理されることができる。   The tap water purification device 60 of the present embodiment is formed as described above, and includes a photocatalytic reaction substrate 61 disposed in the flow path of tap water, that is, a glass fiber substrate carrying the photocatalyst 2 formed of a thin film of titanium dioxide. 1 (a filter-like assembly) and a light emitting diode 3 that is arranged so as to be able to irradiate the photocatalytic reaction substrate 61 (photocatalyst 2) and that mainly emits ultraviolet light having a wavelength of 360 to 400 nm. The operation is the same as that of the first and second embodiments, and the photocatalytic reaction substrate 61 (photocatalyst 2) activated by the ultraviolet light emitted from the light emitting diode 3 emits the organic compound in the tap water in contact with the photocatalytic substrate 61. Decompose and purify it. At the same time, water clusters (aggregates of water molecules) are subdivided to form delicious and healthy water. In this case, since the photocatalytic reaction substrate 61 has a wide photocatalytic reaction surface that can be contacted with tap water, a large amount of tap water that can flow can be effectively treated.

また、本実施例の水道水浄化装置60によれば、特に紫外線源として発光ダイオード3を使用していることにより、非常にコンパクトに形成することができる。しかも、二酸化チタンは化学的に安定な化合物であるので、その光触媒反応は減少したり消失することがなく、殆ど永久的に持続される。そのため、活性炭等を用いた同様な水道水浄化装置では不可欠なメンテナンスも、殆ど不要である。   Moreover, according to the tap water purification device 60 of the present embodiment, the use of the light emitting diode 3 as the ultraviolet light source makes it possible to make the tap water purification device very compact. In addition, since titanium dioxide is a chemically stable compound, its photocatalytic reaction does not decrease or disappear and is almost permanently maintained. For this reason, almost no maintenance that is indispensable for a similar tap water purification device using activated carbon or the like is required.

なお、本実施例のような光触媒反応基体61と発光ダイオード3とからなる浄化装置は、特にコンパクトに形成することができることから、適当な水の循環装置と組合わせて、観賞魚等の水槽の水の浄化装置として適用することができる。そして、これによれば、その水槽の水を常に清浄に保つことができる。   In addition, since the purification device including the photocatalytic reaction substrate 61 and the light emitting diode 3 as in this embodiment can be formed particularly compact, it is combined with an appropriate water circulation device to form an aquarium for an ornamental fish or the like. It can be applied as a water purification device. According to this, the water in the water tank can be kept clean at all times.

なお、以上に説明した実施例においては、基体(光触媒反応基体)はいずれも変形しないものとして形成され、または変形しない状態で使用されているが、この基体は屈曲変形可能な、例えばガラス繊維の織物(布帛)として形成することもできる。そして、このような基体は、これに光触媒反応基体21を担持させて、例えば足拭き用抗菌マットを形成するための基帛として利用することができる。   In the above-described embodiments, all the substrates (photocatalytic reaction substrates) are formed so as not to be deformed, or are used in a state where they are not deformed. It can also be formed as a woven fabric. Then, such a substrate can be used as a base fabric for forming, for example, an antibacterial mat for wiping feet by supporting the photocatalytic reaction substrate 21 on the substrate.

また、以上の実施例はいずれも日常生活に関連したもので、特に小型の装置として具体化したものであるが、本発明の装置はこれらの例に限定されるものではく、例えば工業的に利用可能な大型の装置としても具体化することができ、更には、内燃機関の燃焼用空気の処理装置またはその排気ガスの処理装置等としても具体化することができる。   Further, all of the above embodiments relate to daily life, and are embodied as particularly small devices. However, the device of the present invention is not limited to these examples. The present invention can also be embodied as a large-sized device that can be used, and further can be embodied as a device for treating combustion air of an internal combustion engine or a device for treating exhaust gas thereof.

図1は第一の説明事例の脱臭器の要部を原理的に示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory view showing principally a main part of a deodorizer of a first explanatory example. 図2は第一の説明事例の脱臭器の全体を、一部を切欠いて示す正面図であり、その切断面は図3のB−B線に沿ったものである。FIG. 2 is a front view showing the entire deodorizer of the first illustrative example with a part cut away, and the cut surface is taken along the line BB in FIG. 図3は図2のA−A線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 図4は第二の説明事例の脱臭装置(空気浄化装置)を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a deodorizing device (air purification device) according to a second illustrative example. 図5は図4のC−C線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line CC of FIG. 図6は第三の説明事例の脱臭(消臭)装置(自動車の灰皿装置)を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a deodorizing (deodorizing) device (an ashtray device of an automobile) according to a third illustrative example. 図7は図6の光触媒反応基体の表面を拡大して示す断面図である。FIG. 7 is an enlarged sectional view showing the surface of the photocatalytic reaction substrate of FIG. 図8は本発明の第一実施例の飲料水の浄化装置(ポットとポット受との組合せ)を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a drinking water purification device (a combination of a pot and a pot receiver) of the first embodiment of the present invention. 図9は本発明の第二実施例の飲料水の浄化装置(温水ポット)を概略的に示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view schematically showing a drinking water purification device (hot water pot) according to a second embodiment of the present invention. 図10は図9の光触媒反応基体を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing the photocatalytic reaction substrate of FIG. 図11は本発明の第三実施例の水道水の浄化装置を示す断面図である。FIG. 11 is a sectional view showing a tap water purifying apparatus according to a third embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of reference numerals

1 基体
2 光触媒(二酸化チタンの薄膜)
3 発光ダイオード
10,20,30 空気の浄化装置(脱臭装置)
40,50,60 飲料水(水道水)の浄化装置
11,21,31,41,51,61 光触媒反応基体
1 substrate 2 photocatalyst (titanium dioxide thin film)
3 light emitting diode 10,20,30 Air purification device (deodorization device)
40, 50, 60 Drinking water (tap water) purification device 11, 21, 31, 41, 51, 61 Photocatalytic reaction substrate

Claims (5)

二酸化チタンの薄膜からなる光触媒を担持し、水と接触する光触媒反応表面を有し、担持した前記光触媒を背面側から照射する光触媒作用に不活性な材料からなる基体と、
前記光触媒を照射可能に配置され、波長360〜400nmの紫外線を主に放射する発光ダイオードと
を具備することを特徴とする水の浄化装置。
Supporting a photocatalyst consisting of a thin film of titanium dioxide, having a photocatalytic reaction surface in contact with water, a substrate made of a material inert to photocatalysis to irradiate the supported photocatalyst from the back side,
A water purification device, comprising: a light emitting diode that is arranged to be capable of irradiating the photocatalyst and mainly emits ultraviolet light having a wavelength of 360 to 400 nm.
前記基体は、透明なガラス材料からなることを特徴とする請求項1に記載の水の浄化装置。 The water purification device according to claim 1, wherein the base is made of a transparent glass material. 前記発光ダイオードは、pn接合された窒化ガリウム(GaN)系光半導体の結晶体からなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の水の浄化装置。 3. The water purification device according to claim 1, wherein the light emitting diode is made of a gallium nitride (GaN) -based optical semiconductor crystal having a pn junction. 4. 前記基体は、飲料水容器としたことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1つに記載の水の浄化装置。 The water purification device according to any one of claims 1 to 3, wherein the base is a drinking water container. 前記発光ダイオードは、320nm以下の波長の紫外線を実質的に放射しないことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1つに記載の光触媒装置。 The photocatalyst device according to claim 1, wherein the light emitting diode does not substantially emit ultraviolet light having a wavelength of 320 nm or less.
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