JPH09314137A

JPH09314137A - 被処理流体処理装置

Info

Publication number: JPH09314137A
Application number: JP8135084A
Authority: JP
Inventors: Koji Tsukurida; 弘司造田; Junichiro Arai; 潤一郎新井
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1996-05-29
Filing date: 1996-05-29
Publication date: 1997-12-09

Abstract

(57)【要約】【課題】光触媒と被処理流体との十分な接触を確保す
るとともに、光触媒に対して有効かつ安定に光を照射
し、しかもオゾンの発生、皮膚への傷害を未然に防止す
る。【解決手段】可動体３と、可動体３の所定位置に付着
させられた光触媒４と、可動体３を被処理流体と接触す
るように動作させる駆動源１と、前記光触媒４に光を照
射する光源５とを含み、光源５として、３００nm〜４０
０nmの波長の光を出力するものを採用している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は流体処理装置に関
し、さらに詳細にいえば、気体、溶液などの流体に含ま
れる有機物などに対して光触媒により酸化分解を行って
殺菌、不活化、脱臭などを達成することによって被処理
流体を処理する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から光触媒を用いて流体の浄化など
の処理を行うことが提案されている。ここで、光触媒を
用いて流体の浄化などの処理を行うに当っては、光触媒
への有機物などの吸着、光触媒に光を照射することによ
る反応励起が必要であることが知られている。

【０００３】そして、このような被処理流体処理装置と
して、特開昭６３−２６７８７６号公報に記載されたも
のが提案されている。特開昭６３−２６７８７６号公報
に記載された装置は、空気循環路内に設けたファンを光
触媒で覆い、殺菌灯より発生する殺菌線（２５０nm）に
より光触媒を励起して悪臭成分を酸化分解し、脱臭を達
成するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開昭６３−２６７８
７６号公報に記載された装置においては、光源として殺
菌線（２５０nm）を発生する殺菌灯を使用しているので
あるから、解放系に適用するとオゾンの発生、皮膚への
傷害性などの不都合を生じることになってしまう。した
がって、適用可能な用途が限定されてしまい、また光の
照射面積を十分に確保することが困難であるという不都
合がある。また、前記殺菌線は水中での透過率が著しく
低いので、水面近傍でしか光触媒機能を発揮させること
ができないという不都合もある。

【０００５】

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、光触媒を解放系で活用することができ、
しかも十分に深い水中においても適用可能な被処理流体
処理装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の被処理流体処
理装置は、可動体と、可動体の所定位置に付着させられ
た光触媒と、可動体を被処理流体と接触するように動作
させる駆動源と、前記光触媒に光を照射する光源とを含
み、前記光源として、可動体に対して所定位置から３０
０nm〜４００nmの波長の光を照射するものを採用してい
る。

【０００７】請求項２の被処理流体処理装置は、前記可
動体として、被処理流体の駆動源の少なくとも一部を兼
ねるものを採用している。請求項３の被処理流体処理装
置は、前記光源が、照明用の光源を兼ねているものであ
る。請求項４の被処理流体処理装置は、前記可動体とし
て、被処理流体を撹拌し、流動させる回転翼を採用し、
光触媒が回転翼の翼面に付着させられたものである。

【０００８】請求項５の被処理流体処理装置は、前記回
転翼として、メッシュ状のものを採用している。請求項
６の被処理流体処理装置は、前記回転翼として、光源に
より照射される側の面に突起を有するものを採用し、突
起の表面のうち、光源に起因する光を直角に近い角度で
受けることができる面に光触媒が付着されたものであ
る。

【０００９】請求項７の被処理流体処理装置は、前記可
動体として、飾り水車を採用し、被処理流体として水を
採用し、前記駆動源として、飾り水車の下方から気泡を
噴出させるエアーノズルを採用している。ここで、光触
媒としては、酸化チタン、５酸化バナジウム、酸化亜鉛
などが例示できる。

【００１０】

【作用】請求項１の被処理流体処理装置であれば、駆動
源によって可動体を被処理流体と接触するように動作さ
せ、被処理流体に含まれる有機物などを光触媒に吸着さ
せる。そして、光源によって、有機物などを吸着した光
触媒に３００nm〜４００nmの波長の光を照射することに
より、有機物などの酸化分解を行って殺菌、不活化、脱
臭などを達成することができる。すなわち、被処理流体
が水であっても十分な透過率を有しているので、光源と
可動体との相対位置を適切に設定することによって光触
媒に十分な光を照射することができ、効率よく光触媒に
よる触媒作用を発揮させることができる。また、３００
nm〜４００nmの波長の光はオゾンの発生、皮膚への傷害
性などをひき起こすことがないので、解放系に簡単に適
用することができ、適用用途を拡大できるとともに、簡
単に十分な照射面積を確保することができる。もちろ
ん、光触媒は可動体に付着させられているのであるか
ら、処理後の流体から光触媒を分離する処理が不要であ
り、全体として構成を簡単化することができる。

【００１１】請求項２の被処理流体処理装置であれば、
前記可動体として、被処理流体の駆動源の少なくとも一
部を兼ねるものを採用しているので、被処理流体の駆動
源として特別に設けられるものを小形化し、低出力化
し、または不要にすることができ、全体として装置の構
成を一層簡単化することができる。請求項３の被処理流
体処理装置であれば、前記光源が、照明用の光源を兼ね
ているのであるから、照明を必要とする用途に適用する
ことにより、照明と、殺菌、不活化、脱臭などとを簡単
に実現することができる。

【００１２】請求項４の被処理流体処理装置であれば、
前記可動体として、被処理流体を撹拌し、流動させる回
転翼を採用し、光触媒が回転翼の翼面に付着させられた
ものを採用しているので、請求項２と同様の作用を達成
することができる。請求項５の被処理流体処理装置であ
れば、前記回転翼として、メッシュ状のものを採用して
いるので、請求項２と同様の作用を達成することができ
るほか、光触媒による有機物などの吸着効率を高めるこ
とができる。

【００１３】請求項６の被処理流体処理装置であれば、
前記回転翼として、光源により照射される側の面に突起
を有するものを採用し、突起の表面のうち、光源に起因
する光を直角に近い角度で受けることができる面に光触
媒が付着されているので、請求項４と同様の作用を達成
することができるほか、光源の光量を増加させなくて
も、光触媒に照射される光量を増加させることができ
る。

【００１４】請求項７の被処理流体処理装置であれば、
前記可動体として、飾り水車を採用し、被処理流体とし
て水を採用し、前記駆動源として、飾り水車の下方から
気泡を噴出させるエアーノズルを採用しているので、請
求項１と同様の作用を達成することができる。さらに詳
細に説明する。

【００１５】従来から光触媒はバンドギャップ以上の光
量子を照射した場合に酸化作用があることが知られてい
る。このバンドギャップはＳｔＴｉＯ₃、ＴｉＯ₃などで
は３ｅＶ以上程度であり、約４１０ｎｍ以下の波長の光
に該当する。従来は、このような要件を充足する光源と
してブラックライトが用いられていたが、ブラックライ
トはもともとその用途が鑑定分析用などであり、出力が
強力なものは少ない。本願の発明者は、一般照明用の水
銀灯に着目して、出力光の波長特性を解析したところ、
特に外套部に螢光物質を塗布していないクリアータイプ
のものには、通常の水銀灯に含まれている４００nm以下
の波長の光が多く含まれ、しかも、外套が通常のガラス
であるために人体に対して有害な３００nm以下の紫外線
がカットされていることを見出した。また、この波長の
光は、特開昭６３−２６７８７６号公報の装置で使用さ
れている殺菌線（２５０nm) の近傍を中心とする波長の
光では到底達成することができない水中での透過率を１
０〜１００倍近く向上させることができることをも見出
した。そして、これらの知見に基づいて本願発明を完成
したのである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面によってこの発明
の実施の態様を詳細に説明する。図１はこの発明の被処
理流体処理装置の一実施態様を示す概略図である。この
被処理流体処理装置は、室内の空気を処理するためのも
のである。この被処理流体処理装置は、支持部材２によ
り天井２ａから吊り下げ支持された、モータなどからな
る駆動源１を有し、この駆動源１により回転駆動される
天井扇の翼（可動体）３の下面所定位置に光触媒４を付
着させてある。また、駆動源１よりも下方に吊り下げ支
持された光源５および反射鏡６を有し、光源５からの直
接光および反射鏡６からの反射光を光触媒に照射するよ
うにしてある。なお、光源５、反射鏡６と翼３との相対
位置（例えば、距離）は、汚染度などにより定まる空気
の透明度に応じて設定する必要がある。ただし、室内の
空気の透明度は余りにも低くなることは予想できないの
で、前記距離、反射鏡６の形状などは、回転する全ての
翼３の全範囲を照射できるように設定することが好まし
い。また、光触媒４の付着は、例えば、透明樹脂バイン
ダーなどを用いて簡単に達成することができる。さら
に、光源１としては、３００nm〜４００nmの波長の光を
含む光を出力するものであればどのような光源であって
も採用することが可能であるが、前述のように一般照明
用の水銀灯、特に外套部に螢光物質を塗布していないク
リアータイプのものを採用することが好ましい。このよ
うな光源１であれば、出力が４０Ｗ以上のものを簡単に
入手することができる。

【００１７】前記の実施態様を採用した場合には、駆動
源１により回転駆動される翼３が常に空気と接触して空
気中の有機物などを光触媒４に吸着させることができ、
しかも吸着効率を高めることができる。そして、光触媒
４に十分に光が照射されるのであるから、吸着した有機
物などを酸化分解し、殺菌、不活化、脱臭などを達成す
ることができる。また、前記翼３は回転駆動させること
により空気の駆動源として機能するので、室内の空気が
循環し、室内の空気の全体に対して光触媒による触媒作
用を達成することができる。この実施態様においては、
有機物などの吸着と、光の照射とが、翼３の動作経路の
全範囲において同時に行われることになる。

【００１８】前記駆動源１として１５〜４０Ｗ切換え付
アウターローターモータを採用し、翼径を１．２ｍに設
定し、翼面積の合計を０．５ｍ²に設定し、光触媒４と
して石原産業株式会社製Ｐ−ＳＴ＝Ｈ１１を採用し、光
源５としてクリアタイプの照明用水銀灯４０Ｗを採用
し、メシチリン耐性黄色ブドウ球菌（以下、ＭＲＳＡと
いう）の殺菌効果を測定したところ、図２に実線で示す
ように、照射時間の増加に伴って菌数が大幅に減少する
ことが確認できた。なお、図２中、破線は光源５による
照射を行わなかった場合を示しており、光触媒４に光を
照射することにより高い殺菌効果を達成できることが分
かる。また、この光源１からの光には青色光側によった
波長の光も含まれており、また、翼面および天井面など
からの反射光がかなりあるので、やわらかな間接照明を
兼ねることができる。したがって、ＭＲＳＡ患者の病室
に設置することによってＭＲＳＡを殺菌することができ
る。また、同時にウィルスを不活化効果を達成できると
ともに、脱臭効果をも達成することができる。さらに、
光触媒による有機物分解機能を適用することによって、
新築住宅の建材などからのホルマリンの消去、病院の老
人病棟などの異臭の消去などを達成することができる。

【００１９】また、この実施態様において、光触媒４と
活性炭とを併用することが好ましく、両者の相乗効果に
よって一層優れた処理効果を達成することができる。図
３はこの発明の被処理流体処理装置の他の実施態様を示
す概略図である。この被処理流体処理装置は、水槽１７
内に設けたスタンド１２によりモータなどの駆動源１１
を支持し、駆動源１１により回転駆動される翼１３を、
駆動源１１よりも下方かつ放射状に延びる形状に設定し
てある。また、駆動源１１よりも上方に光源１５および
反射鏡１６を設けてある。そして、前記駆動源１１は水
槽１７の水面よりも上方に位置し、翼１３はその大半が
水槽１７の水面よりも下方に位置するようにしてある。
ただし、翼１３の上面所定位置に光触媒１４が付着させ
られており、光触媒１４が可能な限り水面に近い位置を
移動するように翼１３の形状を設定することが好まし
い。また、光源１５としては、前記実施態様と同様のも
のを採用する。

【００２０】したがって、この実施態様を採用した場合
には、光源１５からの直接光、反射鏡１６からの反射光
が水面下において回転している光触媒１４に照射され、
水槽１７内の水に含まれる有機物などの酸化分解を行
い、殺菌、ウィルスの不活化、脱臭などを達成すること
ができる。なお、前記実施態様と同様に、水は、翼１３
の回転に伴って移動させられるので、水槽１７の水は均
一に光触媒１４による処理が行われる。

【００２１】図４は、純水の光吸収の波長依存性を示す
図である。ただし、縦軸は光の強度が５０％減衰する厚
み（mm）を示し、横軸は波長（nm）を示している。図４
から明らかなように、特開昭６３−２６７８７６号公報
の装置で採用されている殺菌線（２５０nm）と比較して
３００nm〜４００nmの波長の光は５０％減衰厚みが著し
く増加していることが分かる。

【００２２】したがって、図３の構成を採用した場合で
あっても、光源１１からの光が水中を十分に透過して光
触媒１４にまで到達し、良好な光触媒作用を達成するこ
とができる。また、前記の何れかの実施態様において、
翼として網、ハニカム孔開きプレートなどで形成された
メッシュ状のものを採用して光触媒による有機物などの
吸着効率を高めることが可能であるほか、翼の上面また
は下面（光源により照射される面）に突起を設け、突起
の表面のうち、光源からの直接光、反射鏡からの反射光
を直角に近い角度で受けることができる面に光触媒を付
着させて、光源の光量を増加させなくても、光触媒に照
射される光量を増加させることが可能である。

【００２３】図５はこの発明の被処理流体処理装置のさ
らに他の実施態様を示す概略図である。この実施態様
は、透明な水槽２１の内部に飾り水車２２を回転可能に
設け、この飾り水車２２の側面などに光触媒２３を付着
させ、酸素補給用のエアーノズル２４から噴出する気泡
によって飾り水車２２を回転させるようにしている。そ
して、水槽２１の外部の所定位置に、照明用水銀灯など
の、３００nm〜４００nmの波長の光を発する光源２５お
よび反射鏡２６を設けている。

【００２４】この実施態様の場合には、飾り水車２２が
水中で回転することにより水と十分に接触して有機物な
どを吸着する。そして、水中での透過率が高い３００nm
〜４００nmの波長の光が光触媒２３に十分に照射され、
水槽中の有機物などを酸化分解して殺菌、ウィルスの不
活化、脱臭などを達成することができる。そして、３０
０nm〜４００nmの波長の光を照射し、殺菌線は全く照射
しないのであるから、水槽内の生物（金魚など）に無害
である。

【００２５】

【発明の効果】請求項１の発明は、被処理流体が水であ
っても十分な透過率を有しているので、光源と可動体と
の相対位置を適切に設定することによって光触媒に十分
な光を照射することができ、効率よく光触媒による触媒
作用を発揮させることができるとともに、３００nm〜４
００nmの波長の光はオゾンの発生、皮膚への傷害性など
をひき起こすことがないので、解放系に簡単に適用する
ことができ、適用用途を拡大できるとともに、簡単に十
分な照射面積を確保することができ、さらに、光触媒が
可動体に付着させられているのであるから、処理後の流
体から光触媒を分離する処理が不要であり、全体として
構成を簡単化することができるという特有の効果を奏す
る。

【００２６】請求項２の発明は、被処理流体の駆動源と
して特別に設けられるものを小形化し、低出力化し、ま
たは不要にすることができ、全体として装置の構成を一
層簡単化することができるという特有の効果を奏する。
請求項３の発明は、照明を必要とする用途に適用するこ
とにより、照明と、殺菌、不活化、脱臭などとを簡単に
実現することができるという特有の効果を奏する。

【００２７】請求項４の発明は、請求項２と同様の効果
を奏する。請求項５の発明は、請求項２と同様の効果を
奏するほか、光触媒による有機物などの吸着効率を高め
ることができるという特有の効果を奏する。請求項６の
発明は、請求項４と同様の効果を奏するほか、光源の光
量を増加させなくても、光触媒に照射される光量を増加
させることができるという特有の効果を奏する。

【００２８】請求項７の発明は、請求項１と同様の効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の被処理流体処理装置の一実施態様を
示す概略図である。

【図２】照射時間の増加に伴うＭＲＳＡ菌の菌数の減少
を示す図である。

【図３】この発明の被処理流体処理装置の他の実施態様
を示す概略図である。

【図４】純水の５０％減衰厚みの波長依存性を示す図で
ある。

【図５】この発明の被処理流体処理装置のさらに他の実
施態様を示す部分概略図である。

【符号の説明】

１，１１駆動源３，１３翼４，１４，２３光触媒５，１５，２５光源２４エアーノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可動体（３）（１３）（２２）と、可動
体（３）（１３）（２２）の所定位置に付着させられた
光触媒（４）（１４）（２３）と、可動体（３）（１
３）（２２）を被処理流体と接触するように動作させる
駆動源（１）（１１）（２４）と、前記光触媒（４）
（１４）（２３）に光を照射する光源（５）（１５）
（２５）とを含み、前記光源（５）（１５）（２５）
は、可動体（３）（１３）（２２）に対して所定位置か
ら３００nm〜４００nmの波長の光を照射するものである
ことを特徴とする被処理流体処理装置。
【請求項２】前記可動体（３）（１３）（２２）は、
被処理流体の駆動源の少なくとも一部を兼ねている請求
項１に記載の被処理流体処理装置。
【請求項３】前記光源（５）（１５）（２５）は、照
明用の光源を兼ねている請求項１または請求項２に記載
の被処理流体処理装置。
【請求項４】前記可動体（３）（１３）は、被処理流
体を撹拌し、流動させる回転翼（３）（１３）であり、
光触媒（４）（１４）が回転翼（３）（１３）の翼面に
付着させられている請求項２に記載の被処理流体処理装
置。
【請求項５】前記回転翼（３）（１３）はメッシュ状
のものである請求項４に記載の被処理流体処理装置。
【請求項６】前記回転翼（３）（１３）は光源（５）
（１５）により照射される側の面に突起を有するもので
あり、突起の表面のうち、光源（５）（１５）に起因す
る光を直角に近い角度で受けることができる面に光触媒
（４）（１４）が付着されてある請求項４に記載の被処
理流体処理装置。
【請求項７】前記可動体（２２）は飾り水車（２２）
であり、被処理流体は水であり、前記駆動源（２４）は
飾り水車（２２）の下方から気泡を噴出させるエアーノ
ズル（２４）である請求項１に記載の被処理流体処理装
置。