特許 6243759 水浄化装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6243759

(24)【登録日】2017年11月17日

(45)【発行日】2017年12月6日

(54)【発明の名称】水浄化装置

(51)【国際特許分類】

   A01K 63/04 20060101AFI20171127BHJP

   C02F 1/30 20060101ALI20171127BHJP

   C02F 1/72 20060101ALI20171127BHJP

   B01J 35/02 20060101ALI20171127BHJP

【ＦＩ】

   A01K63/04 F

   C02F1/30

   C02F1/72 101

   B01J35/02 J

【請求項の数】11

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-49704(P2014-49704)

(22)【出願日】2014年3月13日

(65)【公開番号】特開2015-173600(P2015-173600A)

(43)【公開日】2015年10月5日

【審査請求日】2017年2月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002303

【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100011

【弁理士】

【氏名又は名称】五十嵐 省三

(72)【発明者】

【氏名】片野 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】北園 卓也

(72)【発明者】

【氏名】落合 昭文

【審査官】 門 良成

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２５５７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１３６８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２１８６０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００２７３８７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ０１Ｋ ６３／００

Ａ０１Ｇ ３１／００

Ｂ０１Ｊ ３５／０２

Ｃ０２Ｆ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源と、
前記光源の近傍に設けられた有機物分解光触媒層と、
前記有機物分解光触媒層の前記光源と反対側に設けられた酸素発生光触媒層と
を具備する水浄化装置。

【請求項2】

前記有機物分解光触媒層は有機物分解光触媒が塗布されたガラス球を含む有機物分解光触媒ボール層を具備し、
前記酸素発生光触媒層は酸素発生光触媒が塗布されたガラス球を含む酸素発生光触媒ボール層を具備する請求項１に記載の水浄化装置。

【請求項3】

前記有機物分解光触媒ボール層及び前記酸素発生光触媒ボール層のガラス球のサイズは、前記光源より離れる程、大きくなり、前記有機物分解光触媒ボール層及び前記酸素発生光触媒ボール層のガラス球の密度は、前記光源より離れる程、小さくなる請求項２に記載の水浄化装置。

【請求項4】

前記有機物分解光触媒ボール層及び前記酸素発生光触媒ボール層は所定形状にブロック化されている請求項２に記載の水浄化装置。

【請求項5】

前記有機物分解光触媒ボール層及び前記酸素発生光触媒ボール層のガラス球は２次元的に棒状部材で結合されている請求項２または３に記載の水浄化装置。

【請求項6】

前記有機物分解光触媒ボール層のガラス球及び前記酸素発生光触媒ボール層のガラス球は３次元的に棒状部材で結合されている請求項２または３に記載の水浄化装置。

【請求項7】

前記有機物分解光触媒層は有機物分解光触媒が塗布された平行な複数のガラス棒を含む少なくとも１つの層よりなる有機物分解光触媒柱状層を具備し、
前記酸素発生光触媒層は酸素発生光触媒が塗布された平行な複数のガラス棒を含む少なくとも１つの層よりなる酸素発生光触媒柱状層を具備し、
前記有機物分解光触媒柱状層と前記酸素発生光触媒柱状層とが積層され、上下に隣り合う前記ガラス棒の方向が相異なる請求項１に記載の水浄化装置。

【請求項8】

前記有機物分解光触媒柱状層及び前記酸素発生光触媒柱状層のガラス棒のサイズは、前記光源より離れる程、大きくなり、前記有機物分解光触媒柱及び前記酸素発生光触媒柱状層のガラス棒の密度は、前記光源より離れる程、小さくなる請求項７に記載の水浄化装置。

【請求項9】

前記光源は、
外部光源と、
前記外部光源に接続された複数の光ファイバと、
前記各光ファイバの先端に接続された複数の光拡散部と
を具備する請求項１に記載の水浄化装置。

【請求項10】

前記光源は、
複数の電気配線と、
前記各電気配線に接続された複数の防水光源と
を具備する請求項１に記載の水浄化装置。

【請求項11】

前記光源はガラス球光源を具備し、
前記有機物分解光触媒ボール層のガラス球は前記ガラス球光源上に設けられ、
前記酸素発生光触媒ボール層のガラス球は前記有機物分解光触媒ボール層のガラス球上に設けられた請求項２に記載の水浄化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は観賞魚用水槽等に用いられる水浄化装置に関する。

【背景技術】

【0002】

観賞魚用水槽等に用いられる水浄化装置は、不純物ろ過機能及びエアレーション（酸素発生）機能の２つの機能を必要とする。

【0003】

第１の従来の水浄化装置は、水槽の上部に設けられた上部フィルタと、上部フィルタ内に水を送込むためかつエアレーション用のポンプとによって構成されている（参照：非特許文献１）。上部フィルタでは、ウールマット、スポンジ等によって魚類の糞、水草の枯葉等をこし取る物理ろ過を行う。また、フィルタ内で繁殖したバクテリアによってアンモニア分解する生物ろ過を行い、さらに、アンモニア、有害物質をゼオライト、活性炭等によって吸着する吸着ろ過を行う。

【0004】

第２の従来の水浄化装置は、水槽の上部に設けられ、紫外光源を含み光触媒によって浄化する上部フィルタと、上部フィルタに水を送込むためかつエアレーション用のポンプとによって構成されている（参照：特許文献１）。つまり、紫外光を光触媒に吸収させて光触媒を励起し、汚染物質（有機物）を分解する。

【0005】

第３の従来の水浄化装置は、水槽内の底部に設けられた下部フィルタ及びコーナフィルタと、下部フィルタ及びコーナフィルタに水を送込むためかつエアレーション用のポンプとによって構成されている（参照：非特許文献２）。この場合、下部フィルタは水槽底面で広く生物ろ過を行い、また、コーナフィルタは物理ろ過及び生物ろ過を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００７−３１９８１２号公報

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】http://www.nisso-int.co.jp/aquarium/Filter/60cmFilter.htm

【非特許文献2】http://www.suisaku.com/items01_02_02.html

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、上述の第１の従来の水浄化装置においては、フィルタへの水送込み及びエアレーションのためにポンプを必要とするので、騒音があるという課題がある。また、上部フィルタにおいては、水が効率よく循環しない場所あるいは水位の変化で徐々に乾燥してくる壁面等にかびが生えるという課題もある。さらに、フィルタ交換が必要であり、フィルタ交換を怠ると浄化能力が低下して水槽に有害物質が増加するという課題もある。このようなかび及び有害物質の増加による水槽の汚染は魚類に対して悪影響を与える可能性がある。

【0009】

また、上述の第２の従来の水浄化装置においては、光触媒を用いた上部フィルタの交換は不要であり、従って、浄化能力の低下がない。しかしながら、フィルタへの水送込み及びエアレーションのためにポンプは必要であるので、騒音があるという課題がある。

【0010】

さらに、上述の第３の従来の水浄化装置においても、フィルタへの水送込み及びエアレーションのためにポンプを必要とするので、騒音があるという課題がある。また、コーナフィルタの交換が必要であり、コーナフィルタ交換を怠ると浄化能力が低下して水槽に有害物質が増加するという課題もある。このような有害物質の増加による水槽の汚染は魚類に対して悪影響を与える可能性がある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上述の課題を解決するために、本発明に係る水浄化装置は、光源と、光源の近傍に設けられた有機物分解光触媒層と、有機物分解光触媒層の光源と反対側に設けられた酸素発生光触媒層とを具備するものである。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、エアレーションも光触媒で行うので、エアレーションのためのポンプが不要となり、騒音がなくなる。また、フィルタ交換が不要となるので、フィルタ交換を怠ることによる浄化能力の低下はなく、従って、有害物質の増加はない。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明に係る水浄化装置の第１の実施の形態を示す断面図である。

【図2】図１の有機物分解光触媒ボール層及び酸素発生光触媒ボール層の第１の変更例を示す斜視図である。

【図3】図１の有機物分解光触媒ボール層及び酸素発生光触媒ボール層の第２の変更例を示す斜視図である。

【図4】図１の有機物分解光触媒ボール層及び酸素発生光触媒ボール層の第３の変更例を示す斜視図である。

【図5】図１の有機物分解光触媒ボール層及び酸素発生光触媒ボール層の第４の変更例を示す斜視図である。

【図6】図１の光源、導光板及びガラス板の第１の変更例を示す斜視図である。

【図7】図１の光源、導光板及びガラス板の第２の変更例を示す斜視図である。

【図8】本発明に係る水浄化装置の第２の実施の形態を示し、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１は本発明に係る水浄化装置の第１の実施の形態を示す断面図である。

【0015】

図１において、水浄化装置は、水槽内に設けられる下部フィルタ（底面フィルタ）で構成されており、エアレーション用のポンプは不要である。すなわち、水浄化装置は、光源１、光源１の光を光入射端２ａに受ける導光板２、導光板２の光出射面２ｂ側に設けられた有機物分解光触媒ボール層３、及び有機物分解光触媒ボール層３上に設けられたエアレーション（酸素発生）光触媒ボール層４によって構成されている。また、導光板２の両面には導光板２を保護するためのガラス板（あるいは透明樹脂層）７ａ、７ｂが設けられている。但し、ガラス板７ｂは紫外光及び可視光に対して透明な部材たとえばホウケイ酸ガラスによって構成されている。このように、エアレーションのためのポンプは不要であるので、騒音の発生はない。

【0016】

光源１は有機物分解光触媒を励起させる紫外光及び酸素発生光触媒を励起させる可視光の両方を出射する蛍光灯、冷陰極蛍光ランプ（CCFL）、発光ダイオード（LED）素子、有機エレクトロルミネセンス（EL）素子等によって構成されている。尚、光源１は紫外光及び可視光に対して透明なガラス、樹脂等で防水されている。

【0017】

導光板２はポリカーボネート等によって構成されたサイドエッジ型であり、光源１及び導光板２の組合せは面発光ユニットを構成する。但し、これに限定されるものでなく、たとえば直下型でもよい。

【0018】

有機物分解光触媒ボール層３は、ガラス板７ｂ上に光触媒層３ｂたとえば酸化チタン（TiO₂）層を被覆した粒径が5mm程度のガラス球３ａを2〜3cm程の高さまで積み上げることによって構成されている。有機物分解光触媒ボール層３の光触媒層３ｂは紫外光等の励起光を吸収して強い酸化還元作用を発現し、その酸化作用により発生したOHラジカルによって水中の汚染物（有機物）を分解する。このような光触媒としては、TiO₂の外に、酸化亜鉛（ZnO）、硫化カドニウム（CdS）がある。この場合、TiO₂は紫外光が当たっても全く変化せず半永久的に使用できるが、ZnO、CdSは紫外光が当たると、自分自身も分解して有害なZnイオン、Cdイオンを発生する。従って、有機物分解光触媒ボール層３の光触媒層３ｂとしてTiO₂を用いるのが好ましい。

【0019】

酸素発生光触媒ボール層４は有機物分解光触媒ボール層３上に光触媒層４ｂたとえば水分解用のコバルト（Co）ナノ粒子層が塗布された粒径が7mm程度のガラス球４ａを2〜3cm程の高さまで積み上げることによって構成されている。また、酸素発生光触媒ボール層４の光触媒層４ｂは水分解用の酸素発生光触媒及び水素発生光触媒の二種類の光触媒にFe³⁺/Fe²⁺イオン等の電子伝達系あるいは水素発生を促進する助触媒を組合わせたものでもよい。さらに、電子伝達系もしくは助触媒なしで水素発生光触媒Ru/SrTiO₃：Rh及び酸素発生光触媒BiVO₄の組合せでもよく、また、この場合の酸素発生光触媒として、WO₃、AgNbO₃、TiO₂:Cr/Sbを用いることもできる。

【0020】

ガラス球３ａ、４ａへの光触媒塗布方法は、ゾルゲル法、真空蒸着法、スパッタリング法あるいは溶射法である。溶射法によって塗布された光触媒層３ｂ、４ｂの厚さの均一性は劣るが、光触媒ボール層３、４の光触媒層３ｂ、４ｂの厚さには高い均一性が要求されないので、溶射法で十分である。

【0021】

また、有機物分解光触媒ボール層３及び酸素発生光触媒ボール層４のガラス球３ａ、４ａのサイズは、水槽上方になる程、大きくし、水槽上部から降ってきた魚の糞、水草の枯葉等が水槽下部へ円滑に落下するようにする。同時に、分解対象の有機物の光触媒層３ｂ、４ｂとの接触面積を実質的に増大し、これにより、浄化能力を向上せしめることができる。また、ガラス球３ａ、４ａは紫外光及び可視光に対して透明な母材たとえばホウケイ酸ガラスによって構成されている。さらに、ガラス球３ａ、４ａは導光を促すために融着している状態が好ましい。この場合、母材の軟化点もしくは融点まで加熱してアニールする。ホウケイ酸ガラスであれば525℃以上でアニールする。

【0022】

さらに、導光板２の光出射面２ｂの近くに有機物分解光触媒ボール層３を配置し、導光板２の光出射面２ｂから遠くに酸素発生光触媒ボール層４を配置することにより、導光板２の光出射面２ｂから出射された紫外光及び可視光のうち高エネルギーの紫外光が有機物分解光触媒ボール層３に吸収された有機物分解光触媒ボール層３を励起し、低エネルギーの可視光は有機物分解光触媒ボール層３に吸収されずに通過する。この結果、有機物分解光触媒ボール層３を通過した可視光が酸素発生光触媒ボール層４に吸収されて酸素発生光触媒ボール層４を励起する。

【0023】

図１の水浄化装置を製造する際には、導光板２の光入射端２ａに光源１を装着すると共に、ガラス板７ａ、７ｂを導光板２の上下面にガラス板７ａ、７ｂを装着する。次いで、光触媒層３ｂ、４ｂが塗布されたガラス球３ａ、４ａを小さい順にガラス板７ｂの上面に配置して図１の水浄化装置は完成する。この場合、ガラス球３ａ、４ａを高温アニールで融着させ、ガラス球３ａ、４ａはいわゆる雷おこし状配置をなす。

【0024】

図２は図１の有機物分解光触媒ボール層３及び酸素発生光触媒ボール層４の第１の変更例を示す斜視図である。

【0025】

図２においては、図１の有機物分解光触媒ボール層３及び酸素発生光触媒ボール層４を複数のブロックBi(i＝１、２…)に予めブロック化する。たとえば、各ブロックBiはたとえば縦×横×高さが５cm×５cm×５cmの立方体状に有機物分解光触媒ボール層３の光触媒層３ｂが塗布されたガラス球３ａ及び酸素発生光触媒ボール層４の光触媒層４ｂが塗布されたガラス球４ａを小さい順に配置することによって構成されている。この場合、ガラス球３ａ、４ａは高温アニールで融着させる。このように、ブロック化することにより、ユーザは水槽に光源１、導光板２及びガラス板７ａ、７ｂのセットを設定した後、ガラス板７ｂ上に必要な数だけのブロックBiを設置すれはよい。水槽のサイズを変更した場合には、光源１、導光板２及びガラス板７ａ、７ｂのセットのみを変更し、ブロックBiの数を増減すればよい。尚、ブロックBiの形状は立方体に限定されず、たとえば、直方体、正三角柱、正六角柱等でもよい。

【0026】

図３は図１の有機物分解光触媒ボール層３及び酸素発生光触媒ボール層４の第２の変更例を示す斜視図である。

【0027】

図３においては、図１の有機物分解光触媒ボール層３及び酸素発生光触媒ボール層４を平面状の層３−１、３−２、３−３、４−１、４−２に分類し、各層の光触媒層３ｂ、４ｂが塗布されたガラス球３ａ、４ａを各層毎につまり二次元的にチタンワイヤ等の棒状部材Ｗaによって結合してある。この場合、ガラス球３ａ、４ａには予め棒状部材Ｗa用孔を穿孔しておく。また、ガラス球３ａ、４ａを結合する棒状部材Ｗaは柔軟性がある安価な樹脂でもよい。但し、水中において劣化しにくい材料である必要がある。このように、光触媒ボール層３、４の各層３−１、３−２、３−３、４−１、４−２を棒状部材Ｗaによって結合することにより、ユーザは水槽に光源１、導光板２及びガラス板７ａ、７ｂのセットを設定する。他方、ガラス板７ｂのサイズに合わせて各層３−１、３−２、３−３、４−１、４−２の棒状部材Ｗaを鋏、ニッパ等で切断する。最後に、ガラス７ｂ上に棒状部材Ｗaが切断された有機物分解光触媒ボール層３の各層３−１、３−２、３−３及び酸素発生光触媒ボール層４の各層４−１、４−２をそのガラス球３ａ、４ａのサイズの小さい順に積層載置する。尚、水槽のサイズを変更した場合には、光源１、導光板２及びガラス板７ａ、７ｂのセットを変更し、鋏、ニッパ等で棒状部材Ｗaを切断して各層３−１、３−２、３−３、４−１、４−２の追加もしくは削減により各層３−１、３−２、３−３、４−１、４−２全体のサイズの増減をすればよい。また、光触媒層３ｂ、４ｂはガラス球３ａ、４ａを棒状部材Ｗaによって結合した後にガラス球３ａ、４ａに塗布してもよい。

【0028】

図４は図１の有機物分解光触媒ボール層３及び酸素発生光触媒ボール層４の第３の変更例を示す斜視図である。

【0029】

図４においては、図１の有機物分解光触媒ボール層３及び酸素発生光触媒ボール層４の光触媒層３ｂ、４ｂが塗布されたガラス球３ａ、４ａを三次元的にチタンワイヤ等の棒状部材Ｗbよって結合してある。この場合も、ガラス球３ａ、４ａには予め棒状部材Ｗb用孔を穿孔しておく。また、ガラス球３ａ、４ａを結合する棒状部材Ｗbは柔軟性がある安価な樹脂でもよい。但し、水中において劣化しにくい材料である必要がある。このように、光触媒ボール層３、４のガラス球３ａ、４ａを棒状部材Ｗbによって結合することにより、ユーザは水槽に光源１、導光板２及びガラス板７ａ、７ｂのセットを設定する。他方、ガラス板７ｂのサイズに合わせて棒状部材Ｗbを鋏、ニッパ等で切断する。最後に、ガラス７ｂ上に棒状部材Ｗbが切断された有機物分解光触媒ボール層３及び酸素発生光触媒ボール層４を載置する。尚、水槽のサイズを変更した場合には、光源１、導光板２及びガラス板７ａ、７ｂのセットを変更し、鋏、ニッパ等で棒状部材Ｗbを切断して有機物分解光触媒ボール層３及び酸素発生光触媒ボール層４の追加もしくは削減により有機物分解光触媒ボール層３及び酸素発生光触媒ボール層４全体のサイズを増減をすればよい。

【0030】

図５は図１の有機物分解光触媒ボール層３及び酸素発生光触媒ボール層４の第４の変更例を示す斜視図である。

【0031】

図５においては、図１の有機物分解光触媒ボール層３の代わりに、有機物分解光触媒柱状層３’を設け、また、図１の酸素発生光触媒ボール層４の代わりに、酸素発生光触媒柱状層４’を設けてある。

【0032】

有機物分解柱状層３’は、図１の光触媒層３ｂと同一の光触媒層３’ｂが塗布された第１の方向（Ｘ方向）に平行な複数のガラス棒３’ａ−１よりなる層３’−１、光触媒層３’ｂが塗布された第１の方向に直交する第２の方向（Ｙ方向）に平行な複数のガラス棒３’ａ−２よりなる層３’−２、及び光触媒層３’ｂが塗布されたＸ方向に平行な複数のガラス棒３’ａ−３よりなる層３’−３によって構成されている。同様に、酸素発生光触媒柱状層４’は、図１の光触媒層４ｂと同一の光触媒層４’ｂが塗布されたＹ方向に平行な複数のガラス棒４’ａ−１よりなる層４’−１、及び光触媒層４’ｂが塗布されたＸ方向に平行な複数のガラス棒４’ａ−２よりなる層４’−２によって構成されている。ガラス棒３’ａ−１、３’ａ−２、３’ａ−３、４’ａ−１’、４’ａ−２の各サイズはこの順に大きくなり、また、ガラス棒３’ａ−１、３’ａ−２、３’ａ−３、４’ａ−１’、４’ａ−２の密度はこの順に小さくなっている。このようにして、有機物分解光触媒柱状層３’及び酸素発生光触媒柱状層４’のガラス棒３’ａ−１、３’ａ−２、３’ａ−３、４’ａ−１’、４’ａ−２のサイズは、水槽上方になる程、大きくなるので、水槽上部から降ってきた魚糞、水草の枯葉等が水槽下部へ円滑に落下するようになる。同時に、分解対象の有機物の光触媒層３’ｂ、４’ｂとの接触面積が実質的に増大し、これにより、浄化能力を向上せしめることができる。また、ガラス棒３’ａ−１、３’ａ−２、３’ａ−３、４’ａ−１’、４’ａ−２は紫外光及び可視光に対して透明な母材たとえばホウケイ酸ガラスによって構成されている。さらに、ガラス棒３’ａ−１、３’ａ−２、３’ａ−３、４’ａ−１’、４’ａ−２は導光を促すために融着している状態が好ましい。この場合、母材の軟化点もしくは融点まで加熱してアニールする。ホウケイ酸ガラスであれば５２５°Ｃ以上でアニールする。尚、上述の第１、第２の方向（Ｘ方向、Ｙ方向）は必ずしも直交している必要はなく、相異していればよい。

【0033】

図６は図１の光源１、導光板２及びガラス板７ａ、７ｂの第１の変更例を示す斜視図である。

【0034】

図６においては、図１の光源１、導光板２及びガラス板７ａ、７ｂの代わりに、水槽６０の外部に外部光源６１を設けると共に、水槽５０の底部に外部光源６１に接続された複数の光ファイバ６２を設け、光ファイバ６２の各先端に複数のたとえばガラス球よりなる光拡散部６３を設けてある。また、光拡散部６３の下もしくは水槽６０の底部にAl等よりなる反射シート６４を設け、これにより、光を反射して外部光源６１の光を有機物分解光触媒ボール層３及び酸素発生光触媒ボール層４に有効に用いることができるようにする。尚、反射シート６４の代りに白色散乱体層でもよい。

【0035】

外部光源６１は、可視光で励起される酸素発生光触媒ボール層４を確実に励起させるために、例えば、紫外光：可視光＝３：１として可視光を混在させる。但し、すべてが紫外光であっても、酸素発生光触媒ボール層４が紫外光応答型光触媒よりなり、その紫外光のすべてが有機物分解光触媒ボール層３で消費されず、残った紫外光で酸素発生光触媒ボール層４を励起できれば、外部光源６１はすべて紫外光でもよい。

【0036】

光ファイバ６２は短いものから長いものまで存在し、これにより、光拡散部６３は水槽の手前から奥まで満遍なく存在する。この場合、各光ファイバ６２の長さを一律に長くし、これらの長さを光拡散部６３の位置に合わせて調整してもよい。

【0037】

図示しないが、図６の光拡散部６３上には、図１、図２、図３、図４の有機物分解光触媒ボール層３及び酸素発生光触媒ボール層４もしくは図５の有機物分解光触媒柱状層３’及び酸素発生光触媒柱状層４’が設けられている。

【0038】

図７は図１の光源１、導光板２及びガラス板７ａ、７ｂの第２の変更例を示す斜視図である。

【0039】

図７においては、図１の光源１、導光板２及びガラス板７ａ、７ｂの代わりに、水槽７０の外部からの複数の電気配線７１に接続された複数の防水光源たとえば防水ＬＥＤ素子７２を設けてある。さらに、防水ＬＥＤ素子７２の下もしくは水槽７０の底部にAl等よりなる反射シート７３を設け、これにより、光を反射して防水ＬＥＤ素子７２の光を有機物分解光触媒ボール層３及び酸素発生光触媒ボール層４に有効に用いることができる。尚、反射シート７３の代りに白色散乱体層でもよい。

【0040】

防水ＬＥＤ素子７２は、可視光で励起される酸素発生光触媒ボール層４を確実に励起させるために、例えば、紫外光：可視光＝３：１として可視光を混在させる。但し、酸素発生光触媒ボール層４が紫外光応答型光触媒よりなる場合には、防水ＬＥＤ素子７２は紫外光のみを出射すればよい。

【0041】

図示しないが、図７の防水ＬＥＤ素子７２上には、図１、図２、図３、図４の有機物分解光触媒ボール層３及び酸素発生光触媒ボール層４もしくは図５の有機物分解光触媒柱状層３’及び酸素発生光触媒柱状層４’が設けられている。

【0042】

図８は本発明に係る水浄化装置の第２の実施の形態を示し、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側面図である。

【0043】

図８においても、水浄化装置は、水槽に設けられる下部フィルタ（底面フィルタ）で構成されており、エアレーション用のポンプは不要である。すなわち、水浄化装置は、紫外光ＬＥＤ素子１１ａ及び可視光ＬＥＤ素子１１ｂを有するガラス球光源１１、ガラス球光源１１上に設けられ、たとえば融着された有機物分解光触媒ボール層１２、及び有機物分解光触媒ボール層１２上に設けられ、たとえば融着された酸素発生光触媒ボール層１３によって構成されている。紫外光ＬＥＤ素子１１ａ及び可視光ＬＥＤ素子１１ｂは電気配線１４によって水槽外部の電源（図示せず）に接続される。

【0044】

図１の有機物分解光触媒ボール層３及び酸素発生光触媒ボール層４と同様に、有機物分解光触媒ボール層１２はTiO₂層等の光触媒層１２ｂが塗布されたガラス球１２ａの少なくとも１層よりなり、酸素発生光触媒ボール層１３は酸素発生光触媒、水素発生光触媒等の光触媒層１３ｂが塗布されたガラス球１３ａの少なくとも１層よりなる。ガラス球１１、ガラス球１２ａ、１３ａは紫外線及び可視光に対して透明な母材たとえばホウケイ酸ガラスによって構成されている。また、ガラス球光源１１及びガラス球１２ａ、１３ａは導光を促すために、高温アニールで融着されている。

【0045】

ガラス球光源１１の近くに有機物分解光触媒ボール層１２が設けられ、他方、ガラス球光源１１から遠くに酸素発生光触媒ボール層１３が設けられている。従って、高エネルギーの紫外光によって有機物分解光触媒ボール層１２の光触媒層１２ｂが励起され、他方、有機物分解光触媒ボール層１２を通過した低エネルギーの可視光によって酸素発生光触媒ボール層１３の光触媒層１３ｂが励起される。

【0046】

図８の水浄化装置は、水槽の形式にかかわらず、かなりの自由度で水槽の底部に配置することができる。いずれの場合でも、光源に近い程、励起させるためのエネルギーが高い光触媒を用いる。

【0047】

上述の実施の形態においては、有機物分解用に紫外光応答型光触媒を用い、他方、酸素発生用に可視光応答型光触媒を用いたが、有機物分解用及び酸素発生用の両方に紫外光応答型光触媒を用いてもよく、また、有機物分解用及び酸素発生用の両方に可視光応答型光触媒を用いてもよい。

【0048】

尚、本発明は上述の実施の形態の自明の範囲のいかなる変更も適用し得る。

【産業上の利用可能性】

【0049】

本発明は観賞魚用水槽の外に、魚の養殖場に利用し得る。

【符号の説明】

【0050】

１：光源
２：導光板
３：有機物分解光触媒ボール層
３’：酸素発生光触媒柱状層
３ａ：ガラス球
３’ａ：ガラス棒
３ｂ，３’ｂ ：光触媒層
３−１、３−２、３−３、３’−１、３’−２、３’−３：層
４：酸素発生光触媒ボール層
４’：酸素発生光触媒柱状層
４ａ：ガラス球
４’ａ：ガラス棒
４ｂ、４’ｂ：光触媒層
４−１、４−２、４’−１、４’−２：層
１１：ガラス球光源
１１ａ：紫外光ＬＥＤ素子
１１ｂ：可視光ＬＥＤ素子
１２：有機物分解光触媒ボール層
１３：酸素発生光触媒ボール層
１４：電気配線
６１：外部光源
６２：光ファイバ
６３：光拡散部
６４：反射シート
７１：電気配線
７２：防水光源
７３：反射シート
Ｂi：ブロック
Ｗａ，Ｗｂ：棒状部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】