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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024137510
(43)【公開日】2024-10-07
(54)【発明の名称】水処理装置
(51)【国際特許分類】
C02F 1/30 20230101AFI20240927BHJP
B01J 19/12 20060101ALI20240927BHJP
C02F 1/32 20230101ALI20240927BHJP
【ＦＩ】
C02F1/30
B01J19/12 D
C02F1/32
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023049050
(22)【出願日】2023-03-24
(71)【出願人】
【識別番号】523339034
【氏名又は名称】リズム翔栄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】長岡 範安
(72)【発明者】
【氏名】関端 隆
(72)【発明者】
【氏名】矢部 嘉一
【テーマコード（参考）】
4D037
4G075
【Ｆターム（参考）】
4D037BA16
4D037BA18
4D037BB06
4D037BB09
4G075AA05
4G075BA04
4G075CA02
4G075CA32
4G075CA33
4G075CA34
4G075CA54
4G075DA02
4G075EB32
4G075ED13
4G075ED15
4G075EE02
4G075FA01
4G075FB06
(57)【要約】
【課題】照射対象に照射される光の強度を調整できる水処理装置を提供する。
【解決手段】水処理装置１０は、液体を貯留可能な水槽（空間Ｖ）が形成された容器２０と、外部から照射され、前記水槽内に設けられる照射対象を照射する光を水槽内へ透過させる透過板材１００を、容器２０に固定可能な固定機構４０と、透過板材１００と対向する位置に水槽の壁部を形成すると共に、透過板材１００との距離が可変である可動板材６０と、を有する。
【選択図】図１
【解決手段】水処理装置１０は、液体を貯留可能な水槽（空間Ｖ）が形成された容器２０と、外部から照射され、前記水槽内に設けられる照射対象を照射する光を水槽内へ透過させる透過板材１００を、容器２０に固定可能な固定機構４０と、透過板材１００と対向する位置に水槽の壁部を形成すると共に、透過板材１００との距離が可変である可動板材６０と、を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体を貯留可能な水槽が形成された容器と、
外部から照射され、前記水槽内に設けられる照射対象を照射する光を前記水槽内へ透過させる透過板材を、前記容器に固定可能な固定機構と、
前記透過板材と対向する位置に前記水槽の壁部を形成すると共に、前記透過板材との距離が可変である可動板材と、
を有する水処理装置。
外部から照射され、前記水槽内に設けられる照射対象を照射する光を前記水槽内へ透過させる透過板材を、前記容器に固定可能な固定機構と、
前記透過板材と対向する位置に前記水槽の壁部を形成すると共に、前記透過板材との距離が可変である可動板材と、
を有する水処理装置。
【請求項2】
前記容器には開口部が形成され、
前記固定機構は、
前記開口部の外縁を被覆する枠材及び前記枠材を前記容器へ固定する留め具を備え、
前記留め具は、前記開口部を閉塞した前記透過板材を、前記外縁と前記枠材との間に挟んだ状態で前記容器に取り外し可能に固定できる、
請求項１に記載の水処理装置。
前記固定機構は、
前記開口部の外縁を被覆する枠材及び前記枠材を前記容器へ固定する留め具を備え、
前記留め具は、前記開口部を閉塞した前記透過板材を、前記外縁と前記枠材との間に挟んだ状態で前記容器に取り外し可能に固定できる、
請求項１に記載の水処理装置。
【請求項3】
前記透過板材として、石英ガラス、偏光板、位相差板、ホットミラー、コールドミラー及びバンドパスフィルタの何れかが交換可能に備えられている、
請求項２に記載の水処理装置。
請求項２に記載の水処理装置。
【請求項4】
前記可動板材には貫通孔が形成され、
前記可動板材における前記透過板材と反対側の面には、前記貫通孔を閉塞する板材を取り外し可能に固定できる、
請求項１に記載の水処理装置。
前記可動板材における前記透過板材と反対側の面には、前記貫通孔を閉塞する板材を取り外し可能に固定できる、
請求項１に記載の水処理装置。
【請求項5】
前記可動板材は、
前記水槽へ液体を注入可能な注入口と、
前記水槽から液体を排出可能な排出口と、
前記透過板材側の面に形成され、前記注入口及び前記排出口のそれぞれと前記貫通孔とを連通する溝と、
を備えている、
請求項４に記載の水処理装置。
前記水槽へ液体を注入可能な注入口と、
前記水槽から液体を排出可能な排出口と、
前記透過板材側の面に形成され、前記注入口及び前記排出口のそれぞれと前記貫通孔とを連通する溝と、
を備えている、
請求項４に記載の水処理装置。
【請求項6】
前記注入口には注入管が接続され、
前記注入管には、流路を閉塞する閉塞部材が取り付け可能である、
請求項５に記載の水処理装置。
前記注入管には、流路を閉塞する閉塞部材が取り付け可能である、
請求項５に記載の水処理装置。
【請求項7】
前記可動板材と前記透過板材との距離は、前記可動板材における前記透過板材と反対側の面と、前記容器との間に配置されたスペーサの入れ替えによって可変とされている、請求項１に記載の水処理装置。
【請求項8】
前記容器には振動発生機構が固定され、
前記固定機構には温度調整機構が固定されている、
請求項１に記載の水処理装置。
前記固定機構には温度調整機構が固定されている、
請求項１に記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
下記特許文献１には、太陽光を用いて光触媒活性を発揮させるための水処理装置が記載されている。この水処理装置においては、形状が凹凸状である基材に付加した光触媒を水中に設置する。また、水の濁度に応じて基材の配置を変えている。これにより、光触媒への光の照射強度を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００６－２６３４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献１の水処理装置のように水中において基材の配置を変えるためには、水中において基材を固定する機構が必要である。水中にこのような機構を配置すると、水流や光の透過に影響が生じ、光触媒への光の照射強度にも影響が生じる可能性がある。このため、水処理装置において、光触媒などの照射対象に照射される光の強度を調整できる別の方法が求められる。
【0005】
本発明は、上記事実を考慮し、照射対象に照射される光の強度を調整できる水処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項１の水処理装置は、液体を貯留可能な水槽が形成された容器と、外部から照射され、前記水槽内に設けられる照射対象を照射する光を前記水槽内へ透過させる透過板材を、前記容器に固定可能な固定機構と、前記透過板材と対向する位置に前記水槽の壁部を形成すると共に、前記透過板材との距離が可変である可動板材と、を有する。
【0007】
請求項１の水処理装置は、外部から照射された光を水槽内へ透過させる透過板材を、固定機構によって容器に固定できる。そして、容器に固定された透過板材と対向する位置に、可動板材によって水槽の壁部が形成される。この可動板材は、透過板材との距離が可変である。
【0008】
このため、この水処理装置では、透過板材を透過した光が、透過板材と対向する壁部に到達するまでの距離を変えることができる。すなわち、水槽内に液体を貯留した際に、壁部を照射する光の強度が可変である。また、光の入射方向に対する水槽内の液体の深度が可変である。
【0009】
これにより、例えば可動板材に照射対象としての光触媒を担持させた場合は、可動板材の位置を変えれば、当該光触媒に照射される光の強度を調整できる。また、例えば液体中に照射対象としての光触媒を混入した場合は、液体中に分散する光触媒に照射される光の平均強度を調整できる。
【0010】
このように、本態様の水処理装置によると、光触媒を可動板材に担持させた場合及び液体中に混入した場合の双方において、すなわち、光触媒の配置に関わらず、光触媒に照射される光の強度を調整できる。一例として、太陽光は人為的に強度を変えることが難しいが、この水処理装置を使えば、光触媒に照射される太陽光の強度を変えることができる。
【0011】
また、可動板材と透過板材との距離を変えることにより、可動板材に光触媒を担持させた場合は、光触媒に作用する水圧を変えることができる。水圧は、光触媒と液体との反応によって発生した気体の、液体中への拡散に影響を与える。水圧を可変とすることにより、光触媒毎に最適な水圧を検討できる。
【0012】
請求項２の水処理装置は、請求項１に記載の水処理装置において、前記容器には開口部が形成され、前記固定機構は、前記開口部の外縁を被覆する枠材及び前記枠材を前記容器へ固定する留め具を備え、前記留め具は、前記開口部を閉塞した前記透過板材を、前記外縁と前記枠材との間に挟んだ状態で前記容器に取り外し可能に固定できる。
【0013】
請求項２の水処理装置では、透過板材が、留め具によって容器の開口部の外縁と枠材との間に挟まれて固定されている。そして、留め具は、透過板材を容器に取り外し可能に固定する。
【0014】
透過板材を取り外して異なる種類の透過板材に付け替えれば、光触媒に照射される光の強度を変えることができる。
【0015】
請求項３の水処理装置は、請求項２に記載の水処理装置において、前記透過板材として、石英ガラス、偏光板、位相差板、ホットミラー、コールドミラー及びバンドパスフィルタの何れかが交換可能に備えられている。
【0016】
請求項３の水処理装置は、透過板材として、石英ガラス、偏光板、位相差板、ホットミラー、コールドミラー及びバンドパスフィルタの何れかが交換可能に備えられている。これにより、光触媒に照射される光の強度のほか、光の偏光面、位相及び波長を変えることができる。
【0017】
請求項４の水処理装置は、請求項１に記載の水処理装置において、前記可動板材には貫通孔が形成され、前記可動板材における前記透過板材と反対側の面には、前記貫通孔を閉塞する板材を取り外し可能に固定できる。
【0018】
請求項４の水処理装置では、可動板材に形成された貫通孔が、板材によって閉塞されている。そして、この板材は可動板材に取り外し可能に固定されている。
【0019】
このため、例えば光触媒を担持させた板材を用いることができるし、光触媒を担持させない板材を用いることもできる。光触媒を担持させた板材を用いれば、液体中に光触媒を混入しなくても、板材に担持させた光触媒を液体と反応させることができる。また、光触媒を担持させない板材を用いる場合は、光触媒を液体中に混入すれば、光触媒を液体と反応させることができる。
【0020】
このように、本態様の水処理装置を用いれば、液体と反応させる光触媒の配置を任意に変更できる。
【0021】
なお、請求項４の水処理装置は、請求項１～３の何れか１項に記載の水処理装置において、前記可動板材には貫通孔が形成され、前記可動板材における前記透過板材と反対側の面には、前記貫通孔を閉塞する板材を取り外し可能に固定してもよい。
【0022】
請求項５の水処理装置は、請求項４に記載の水処理装置において、前記可動板材は、前記水槽へ液体を注入可能な注入口と、前記水槽から液体を排出可能な排出口と、前記透過板材側の面に形成され、前記注入口及び前記排出口のそれぞれと前記貫通孔とを連通する溝と、を備えている。
【0023】
請求項５の水処理装置では、可動板材に、水槽へ液体を注入可能な注入口及び水槽から液体を排出可能な排出口が形成されている。また、可動板材は、透過板材側の面に、注入口及び排出口のそれぞれと貫通孔とを連通する溝が形成されている。
【0024】
このため、例えば可動板材と透過板材とを接して配置した場合でも、注入口から注入された液体は、溝を通って貫通孔へ流入し、透過板材と板材との間の空間に貯留される。また、液体は、透過板材と板材との間の空間から、溝を通って排出口から排出される。
【0025】
これにより、透過板材を透過した光が、透過板材と対向する壁部に到達するまでの距離の最小値を、可動板材の厚みによって規定できる。
【0026】
請求項６の水処理装置は、請求項５に記載の水処理装置において、前記注入口には注入管が接続され、前記注入管には、流路を閉塞する閉塞部材が取り付け可能である。
【0027】
請求項６の水処理装置では、可動板材の注入口に注入管が接続され、注入管には、流路を閉塞する閉塞部材が取り付け可能である。これにより、光触媒を混入した液体を水槽に注入した際に、当該光触媒が注入管を逆流して水槽内から流失することを抑制できる。
【0028】
請求項７の水処理装置は、請求項１に記載の水処理装置において、前記可動板材と前記透過板材との距離は、前記可動板材における前記透過板材と反対側の面と、前記容器との間に配置されたスペーサの入れ替えによって可変とされている。
【0029】
請求項７の水処理装置では、スペーサを入れ替えることで可動板材と透過板材との距離を変えることができる。このため、スペーサの厚みを規定することで、可動板材と透過板材との距離を規定することができる。
【0030】
なお、請求項７の水処理装置は、請求項１～６の何れか１項に記載の水処理装置において、前記可動板材と前記透過板材との距離は、前記可動板材における前記透過板材と反対側の面と、前記容器との間に配置されたスペーサの入れ替えによって可変としてもよい。
【0031】
請求項８の水処理装置は、請求項１に記載の水処理装置において、前記容器には振動発生機構が固定され、前記固定機構には温度調整機構が固定されている。
【0032】
請求項８の水処理装置は、振動発生機構を備えている。振動発生機構により、光触媒を混入した液体を水槽に注入した際に、光触媒が沈殿することを抑制できる。また、光触媒と液体とが反応して気体が発生した場合に、気泡が滞留することを抑制できる。
【0033】
また、この水処理装置は、温度調整機構を備えている。温度調整機構により、水槽に貯留された液体の温度を冷却したり加温したりできる。これにより、様々な温度環境で光触媒を液体と反応させることができる。
【0034】
なお、請求項８の水処理装置は、請求項１～７の何れか１項に記載の水処理装置において、前記容器には振動発生機構が固定され、前記固定機構には温度調整機構が固定されているものとしてもよい。
【発明の効果】
【0035】
本発明によれば、照射対象に照射される光の強度を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明の実施形態に係る水処理装置を示す断面図である。
【図2】本発明の実施形態に係る水処理装置の分解断面図である。
【図3】（Ａ）は本発明の実施形態に係る水処理装置の可動板材を示す正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）におけるＣ－Ｃ線断面図である。
【図4】本発明の実施形態に係る水処理装置に液体を貯留した状態を示す断面図である。
【図5】（Ａ）は本発明の実施形態に係る水処理装置においてスペーサを省略した状態を示す断面図であり、（Ｂ）はスペーサの厚みを最も大きくした状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0037】
以下、本発明の実施形態に係る水処理装置について、図面を参照しながら説明する。各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一の構成要素であることを意味する。但し、明細書中に特段の断りが無い限り、各構成要素は一つに限定されず、複数存在してもよい。
【0038】
また、各図面において重複する構成及び符号については、説明を省略する場合がある。なお、本開示は以下の実施形態に限定されるものではなく、本開示の目的の範囲内において構成を省略する、異なる構成と入れ替える、一実施形態及び各種の変形例を組み合わせて用いる等、適宜変更を加えて実施することができる。
【0039】
＜水処理装置＞
図１に示す本発明の実施形態に係る水処理装置１０は、容器２０、固定機構４０、可動板材６０を含んで構成されている。詳しくは後述するが、水処理装置１０は、容器２０の凹部２２、透過板材１００、可動板材６０及び板材１０２によって囲まれる空間Ｖが、液体を貯留可能な水槽として機能する筐体である。
図１に示す本発明の実施形態に係る水処理装置１０は、容器２０、固定機構４０、可動板材６０を含んで構成されている。詳しくは後述するが、水処理装置１０は、容器２０の凹部２２、透過板材１００、可動板材６０及び板材１０２によって囲まれる空間Ｖが、液体を貯留可能な水槽として機能する筐体である。
【0040】
液体は、注入管７２Ａを介して空間Ｖへ流入し、排出管７２Ｂを介して空間Ｖから排出される。また、排出管７２Ｂからは、後述するように、光の照射対象である光触媒と液体との反応によって生じた気体も排出される。
【0041】
（容器）
図２に示すように、容器２０における一方の側面（図１においては右側面）には、他方の側面に向かって陥没した凹部２２が形成されている。凹部２２の底は、底２２Ａと、底２２Ａからさらに陥没した底２２Ｂと、を備えた二段底である。凹部２２の開口端は、本発明における開口部であり、以下の説明においては開口部２２Ｃと称す。
図２に示すように、容器２０における一方の側面（図１においては右側面）には、他方の側面に向かって陥没した凹部２２が形成されている。凹部２２の底は、底２２Ａと、底２２Ａからさらに陥没した底２２Ｂと、を備えた二段底である。凹部２２の開口端は、本発明における開口部であり、以下の説明においては開口部２２Ｃと称す。
【0042】
容器２０において凹部２２の外側には、固定機構４０のボルト４８Ａが挿通可能な貫通孔２４が形成されている。また、底２２Ａには、注入管７２Ａ及び排出管７２Ｂを挿通可能な貫通孔２６が形成されている。
【0043】
容器２０において凹部２２の外側、かつ、貫通孔２４の内側（換言すると、開口部２２Ｃの外縁）には、止水材であるＯリングＯ１が嵌め込まれる溝Ｇ１が形成されている。溝Ｇ１及びＯリングＯ１は、凹部２２の外周全体に亘って配置されている。
【0044】
（固定機構）
図１に示すように、固定機構４０は、外部から照射され、水槽（以下、空間Ｖと称す）内に設けられる照射対象を照射する光を空間Ｖ内へ透過させる透過板材１００を、容器２０に取り外し可能に固定できる部材である。
図１に示すように、固定機構４０は、外部から照射され、水槽（以下、空間Ｖと称す）内に設けられる照射対象を照射する光を空間Ｖ内へ透過させる透過板材１００を、容器２０に取り外し可能に固定できる部材である。
【0045】
図２に示すように、固定機構４０は、枠材４２及び留め具としてのボルト４８Ａ及びナット４８Ｂを備えて構成されている。枠材４２は、容器２０における開口部２２Ｃの外縁を被覆する。ボルト４８Ａは、枠材４２の貫通孔４４及び容器２０の貫通孔２４に挿通される。ボルト４８Ａ及びナット４８Ｂは、枠材４２を容器２０へ固定する。
【0046】
図１に示すように、ボルト４８Ａ及びナット４８Ｂは、開口部２２Ｃを閉塞した透過板材１００を、開口部２２Ｃの外縁と枠材４２との間に挟んだ状態で容器２０に固定する。
【0047】
透過板材１００は、ＯリングＯ１と接して配置される。ボルト４８Ａに対してナット４８Ｂを捩じ込むことで、透過板材１００がＯリングＯ１に密着して、容器２０と透過板材１００との液密性が確保される。ボルト４８Ａに対してナット４８Ｂを緩めることで、透過板材１００の容器２０に対する固定が解除され、透過板材１００を容器２０から取り外すことができる。
【0048】
（可動板材）
可動板材６０は、透過板材１００と対向する位置に空間Ｖの壁部を形成すると共に、透過板材１００との距離が可変な部材である。
可動板材６０は、透過板材１００と対向する位置に空間Ｖの壁部を形成すると共に、透過板材１００との距離が可変な部材である。
【0049】
図２に示すように、可動板材６０には透過板材１００側の面から反対側の面に向かって貫通する貫通孔６６が形成されている。そして、可動板材６０における透過板材１００と反対側の面には、貫通孔６６を閉塞する板材１０２を取り外し可能に固定できる。
【0050】
（可動板材の固定機構）
図３（Ａ）、（Ｃ）に示すように、可動板材６０には、貫通孔６６の外側に貫通孔６８が形成されている。この貫通孔６６には、ボルト６９が挿通される。このボルト６９は、図２に示す容器２０における凹部２２の底２２Ａに形成された貫通孔（不図示）にも挿通される。そして、このボルト６９にナットを捩じ込むことで、可動板材６０を容器２０へ固定することができる。
図３（Ａ）、（Ｃ）に示すように、可動板材６０には、貫通孔６６の外側に貫通孔６８が形成されている。この貫通孔６６には、ボルト６９が挿通される。このボルト６９は、図２に示す容器２０における凹部２２の底２２Ａに形成された貫通孔（不図示）にも挿通される。そして、このボルト６９にナットを捩じ込むことで、可動板材６０を容器２０へ固定することができる。
【0051】
可動板材６０を容器２０へ固定する際、可動板材６０と底２２Ｂとの間には、スペーサ７０を配置することができる。また、スペーサ７０の有無に関わらず、可動板材６０と底２２Ｂとの間には、板材１０２が配置される。
【0052】
板材１０２は、可動板材６０における透過板材１００と反対側の面に取り外し可能に固定される板材であって、貫通孔６６を閉塞する。
【0053】
図３（Ａ）～（Ｃ）に示すように、可動板材６０の端面には、可動板材６０を取り囲む溝Ｇ２が形成されている。また、可動板材６０において板材１０２（図２参照）と対向する面には、貫通孔６６を取り囲む溝Ｇ３が形成されている。この溝Ｇ２及びＧ３には、それぞれ図２に示すように、ＯリングＯ２及びＯ３が嵌め込まれている。
【0054】
可動板材６０を容器２０へ固定するには、まず容器２０における凹部２２の底２２Ｂに隣接してスペーサ７０を配置する。そして、このスペーサ７０に隣接して板材１０２を配置する。そして、この板材１０２にＯリングＯ３が接触するように、可動板材６０を配置する。最後に、図３（Ｃ）に示すボルト６９を、貫通孔６８及び凹部２２の底２２Ａに形成された貫通孔（不図示）へ挿通し、ナット（不図示）をボルト６９へ捩じ込む。
【0055】
ボルト６９に対してナットを捩じ込むことで、図１に示すように、板材１０２がＯリングＯ３に密着して、容器２０と板材１０２との液密性が確保される。また、凹部２２の壁部がＯリングＯ２に密着して、容器２０と可動板材６０との液密性が確保される。
【0056】
また、ボルト６９（図３（Ｃ）参照）に対してナットを緩めることで、板材１０２の容器２０に対する固定が解除され、板材１０２を容器２０から取り外すことができる。
【0057】
（可動板材の通水機構）
図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、可動板材６０には、注入口６２Ａ及び排出口６２Ｂが形成されている。注入口６２Ａは、空間Ｖへ液体を注入可能な貫通孔であり、排出口６２Ｂは、空間Ｖから液体を排出可能な貫通孔である。水処理装置１０の使用姿勢において、排出口６２Ｂは注入口６２Ａの上方に配置される。また、図１にも示すように、排出口６２Ｂは空間Ｖにおける上側部分に配置される。図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、注入口６２Ａには注入管７２Ａを接続することができ、排出口６２Ｂには排出管７２Ｂを接続することができる。
図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、可動板材６０には、注入口６２Ａ及び排出口６２Ｂが形成されている。注入口６２Ａは、空間Ｖへ液体を注入可能な貫通孔であり、排出口６２Ｂは、空間Ｖから液体を排出可能な貫通孔である。水処理装置１０の使用姿勢において、排出口６２Ｂは注入口６２Ａの上方に配置される。また、図１にも示すように、排出口６２Ｂは空間Ｖにおける上側部分に配置される。図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、注入口６２Ａには注入管７２Ａを接続することができ、排出口６２Ｂには排出管７２Ｂを接続することができる。
【0058】
注入管７２Ａ及び排出管７２Ｂは、例えばシリコーンなどの可撓性を有する材料で形成されている。注入管７２Ａ及び排出管７２Ｂには、流路を閉塞する閉塞部材が取り付け可能である。例えば閉塞部材としてのクリップや結束バンド等で注入管７２Ａ及び排出管７２Ｂを外側から挟んで変形させることにより、流路を閉塞させることができる。また、閉塞部材としては、液体の流れを一方向に規制する逆止弁等を用いてもよい。
【0059】
なお、注入管７２Ａ及び排出管７２Ｂを形成する材料は必ずしも可撓性を有していなくてもよい。例えばアルミなどの可撓性が低い金属を用いることもできるし、金属と可撓性を有する材料とを接続して用いることもできる。金属のみを用いる場合、閉塞部材としては止水栓などを適宜用いればよい。
【0060】
図４に示すように、可動板材６０を容器２０に固定した状態で、注入管７２Ａから注入された液体ＷＴは、空間Ｖに貯留される。また、液体ＷＴは、排出管７２Ｂから排出される。
【0061】
図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、可動板材６０には、注入口６２Ａ及び排出口６２Ｂのそれぞれと貫通孔６６とを連通する溝６４が形成されている。溝６４は、図２に示すように、可動板材６０における透過板材１００側の面に形成されている。
【0062】
（スペーサ）
図１に示すように、スペーサ７０は、板材１０２における透過板材１００と反対側の面と、容器２０における底２２Ｂとの間に配置された底上げ部材である。スペーサ７０は、板材１０２を挟んでＯリングＯ３と対向する位置に配置されている。なお、後述するように板材１０２を設けない場合は、スペーサ７０は可動板材６０に接して配置される。
図１に示すように、スペーサ７０は、板材１０２における透過板材１００と反対側の面と、容器２０における底２２Ｂとの間に配置された底上げ部材である。スペーサ７０は、板材１０２を挟んでＯリングＯ３と対向する位置に配置されている。なお、後述するように板材１０２を設けない場合は、スペーサ７０は可動板材６０に接して配置される。
【0063】
スペーサ７０の有無及びスペーサ７０の厚み（凹部２２の深さ方向における長さであり、図１における紙面左右方向の長さ）は任意である。
【0064】
【0065】
このように、スペーサ７０を入れ替えることで、可動板材６０と透過板材１００との距離を変えることができる。
【0066】
（その他の機構）
図１に示すように、枠材４２には温度調整機構８０が固定されている。温度調整機構８０は、枠材４２に取り外し可能に固定することができる。温度調整機構８０は、発熱又は吸熱することにより、枠材４２及び透過板材１００を介して、空間Ｖ内の液体を加温又は冷却することができる。
図１に示すように、枠材４２には温度調整機構８０が固定されている。温度調整機構８０は、枠材４２に取り外し可能に固定することができる。温度調整機構８０は、発熱又は吸熱することにより、枠材４２及び透過板材１００を介して、空間Ｖ内の液体を加温又は冷却することができる。
【0067】
温度調整機構８０としては、電動式のヒーター、化学発熱体、蓄熱材、ペルチェ素子を用いた電動式クーラー、保冷材等、任意のものを用いることができる。熱伝導率の観点から、枠材４２には、アルミや鋼材などの金属を用いることが好ましい。なお、枠材としては樹脂等を用いてもよい。
【0068】
また、容器２０には振動発生機構８２が固定されている。振動発生機構８２は、容器２０に取り外し可能に固定することができる。振動発生機構８２は、容器２０を介して空間Ｖ内の液体を振動させることができる。
【0069】
なお、液体内に光の照射対象として光触媒を混入した場合、当該光触媒が排出管７２Ｂから排出されることを抑制するために、図３（Ｂ）に示す排出口６２Ｂには、メッシュフィルターを設けてもよい。
【0070】
（透過板材及び板材）
本発明の水処理装置１０には、透過板材１００及び板材１０２が取り外し可能に固定されている。水処理装置１０の構成要素としては、透過板材１００及び板材１０２の双方又は一方を含めてもよいし、含めなくてもよい。
本発明の水処理装置１０には、透過板材１００及び板材１０２が取り外し可能に固定されている。水処理装置１０の構成要素としては、透過板材１００及び板材１０２の双方又は一方を含めてもよいし、含めなくてもよい。
【0071】
水処理装置１０に用いる透過板材１００は特に限定されるものではないが、石英ガラス、偏光板、位相差板、ホットミラー、コールドミラー及びバンドパスフィルタを用いることができる。水処理装置１０のユーザは、これらの板材を、任意に取捨選択して交換することができる。
【0072】
また、水処理装置１０に用いる板材１０２は特に限定されるものではないが、青板ガラス、光の照射対象として光触媒を担持させた青板ガラス、金属板、光触媒を担持させた金属板、樹脂板、光触媒を担持させた樹脂板、光触媒を活性化させる担体で形成した板材、担体で形成した板材に光触媒を担持させたもの、等各種の板材を用いることができる。水処理装置１０のユーザは、これらの板材を、任意に取捨選択して交換することができる。板材１０２に光触媒を担持させない場合は、液体内に光触媒を混入する。ユーザは、任意の光触媒を用いることができる。
【0073】
（光源）
透過板材１００を透過させる光の光源としては、太陽及び人工光源の何れを用いてもよい。人工光源を用いる場合、光としては可視光、紫外線、赤外線、近紫外線、赤外線等の各種の波長の光を用いることができる。これらの光の強度は適宜調整できる。また、これらの光と各種の透過板材とを組み合わせることで、光触媒に様々な光を照射させることができる。
透過板材１００を透過させる光の光源としては、太陽及び人工光源の何れを用いてもよい。人工光源を用いる場合、光としては可視光、紫外線、赤外線、近紫外線、赤外線等の各種の波長の光を用いることができる。これらの光の強度は適宜調整できる。また、これらの光と各種の透過板材とを組み合わせることで、光触媒に様々な光を照射させることができる。
【0074】
（光触媒）
本発明の水処理装置１０においては、例えば金属酸化物、金属水酸化物、金属硫酸塩、金属炭酸塩等を適宜組み合わせて形成される光触媒を用いることができる。
本発明の水処理装置１０においては、例えば金属酸化物、金属水酸化物、金属硫酸塩、金属炭酸塩等を適宜組み合わせて形成される光触媒を用いることができる。
【0075】
金属酸化物としては、Fe2O3、Fe3O4、MnO、CeO2、La2O3、ZnO、ZnO2、CuO、Cu2O、V2O5、AgO、SnO2、In2O3、WO3、KTaO3、Bi2O3、Nb2O3、SrTiO2、BaTiO3、CaTiO3、FeTiO3、K2NbO2、BiVO4の一種又は二種以上を挙げることができる。
【0076】
また、金属水酸化物としては、(FeOOH)、Ni(OH)2、NiOOH、Cr(OH)3、La(OH)3、Ti(OH)4、Zr(OH)4、Cu(OH)2、Mg(OH)2、Ca(OH)2、Zn(OH)2、Al(OH)3の一種又は二種以上、金属硫酸塩としてはBaSO4、金属炭酸塩としてはMnCO3,MgCO3,CaCO3の一種又は二種以上を挙げることができる。
【0077】
さらに、水処理装置１０においては、上記光触媒に加えて、光触媒を活性化させる助触媒を用いることもできる。助触媒は、光触媒表面に担持させる金属であり、例えばPd、Ag、Ru、Rh、Pt、Au、Ir、Ni、Fe、Cu、Cr、Co、Ir等から選ばれる少なくとも１種を用いることができる。
【0078】
助触媒は、光触媒の表面に担持させる材料であるため、板材１０２の表面に光触媒が担持されているか否かに関わらず、触媒粉末を液体中に分散させた場合にも利用することができる。
【0079】
＜作用及び効果＞
本発明の実施形態に係る水処理装置１０は、図１に示すように、外部から照射された光を空間Ｖ内へ透過させる透過板材１００を、固定機構４０によって容器２０に固定できる。そして、容器２０に固定された透過板材１００と対向する位置に、可動板材６０及び板材１０２によって空間Ｖの壁部が形成される。この可動板材６０及び板材１０２は、透過板材１００との距離が可変である。
本発明の実施形態に係る水処理装置１０は、図１に示すように、外部から照射された光を空間Ｖ内へ透過させる透過板材１００を、固定機構４０によって容器２０に固定できる。そして、容器２０に固定された透過板材１００と対向する位置に、可動板材６０及び板材１０２によって空間Ｖの壁部が形成される。この可動板材６０及び板材１０２は、透過板材１００との距離が可変である。
【0080】
このため、この水処理装置１０では、図４及び５に示すように、透過板材１００を透過した光ＬＴが、透過板材１００と対向する壁部に到達するまでの距離Ｈを変えることができる。すなわち、空間Ｖ内に液体ＷＴを貯留した際に、壁部を照射する光の強度が可変である。また、光の入射方向に対する空間Ｖ内の液体ＷＴの深度が可変である。
【0081】
これにより、例えば上記実施形態に示すように可動板材６０に板材１０２を取付け、当該板材１０２に光触媒を担持させた場合は、可動板材６０の位置を変えれば、当該光触媒に照射される光の強度を調整できる。
【0082】
また、例えば液体ＷＴ中に光触媒を混入した場合は、液体ＷＴ中に分散する光触媒に照射される光の平均強度を調整できる。なお、液体ＷＴ中に光触媒を混入する場合、板材１０２には光触媒を担持させてもよいし、させなくてもよい。
【0083】
このように、本態様の水処理装置１０によると、光触媒を板材１０２に担持させた場合、及び、光触媒を液体中に混入した場合の双方において、すなわち、光触媒の配置に関わらず、光触媒に照射される光の強度を調整できる。一例として、太陽光は人為的に強度を変えることが難しいが、この水処理装置１０を使えば、光触媒に照射される太陽光の強度を変えることができる。
【0084】
また、可動板材６０と透過板材１００との距離を変えることにより、可動板材６０に光触媒を担持させた場合は、光触媒に作用する水圧を変えることができる。水圧は、光触媒と液体との反応によって発生した気体の、液体中への拡散に影響を与える。水圧を可変とすることにより、光触媒毎に最適な水圧を検討できる。
【0085】
また、水処理装置１０では、図１に示すように、透過板材１００が、留め具としてのボルト４８Ａ及びナット４８Ｂによって、容器２０の開口部２２Ｃの外縁と枠材４２との間に挟まれて固定されている。そして、留め具は、透過板材１００を容器に取り外し可能に固定する。
【0086】
これにより、透過板材１００の種類を変えることができる。例えば透過板材１００として、石英ガラス、偏光板、位相差板、ホットミラー、コールドミラー及びバンドパスフィルタの何れかを用いることができる。これにより、光触媒に照射される光の強度のほか、光の方向、位相及び波長を変えることができる。
【0087】
また、水処理装置１０では、可動板材６０に形成された貫通孔６６が、板材１０２によって閉塞されている。そして、この板材１０２は可動板材６０に取り外し可能に固定されている。
【0088】
このため、板材１０２としては、例えば光触媒を担持させた板材を用いることができるし、光触媒を担持させない板材を用いることもできる。
【0089】
板材１０２として光触媒を担持させた板材を用いれば、液体中に光触媒を混入しなくても、板材に担持させた光触媒を液体と反応させることができる。また、板材１０２として光触媒を担持させない板材を用いる場合は、光触媒を液体中に混入すれば、光触媒を液体と反応させることができる。
【0090】
このように、本態様の水処理装置を用いれば、液体と反応させる光触媒の配置を任意に変更できる。
【0091】
また、水処理装置１０では、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、可動板材６０に、空間Ｖへ液体を注入可能な注入口６２Ａ及び空間Ｖから液体を排出可能な排出口６２Ｂが形成されている。また、可動板材６０は、透過板材１００（図１等参照）側の面に、注入口６２Ａ及び排出口６２Ｂのそれぞれと貫通孔６６とを連通する溝６４が形成されている。
【0092】
このため、例えば図５（Ｂ）に示すように、可動板材６０と透過板材１００とを接して配置した場合でも、注入口６２Ａから注入された液体ＷＴは、溝６４を通って貫通孔６６へ流入し、透過板材１００と板材１０２との間の空間に貯留される。また、液体ＷＴは、透過板材１００と板材１０２との間の空間から、溝６４を通って排出口６２Ｂから排出される。
【0093】
これにより、透過板材１００を透過した光が、透過板材１００と対向する壁部に到達するまでの距離Ｈの最小値を、可動板材６０の厚みによって規定できる。
【0094】
また、水処理装置１０では、図３（Ｂ）に示すように、可動板材６０の注入口６２Ａに注入管７２Ａが接続され、注入管７２Ａには、流路を閉塞する閉塞部材が取り付け可能である。これにより、光触媒を混入した液体を空間Ｖに注入した際に、当該光触媒が注入管７２Ａを逆流して空間Ｖ内から流失することを抑制できる。
【0095】
また、水処理装置１０では、図４及び５に示すように、スペーサ７０を入れ替えることで可動板材６０及び板材１０２と透過板材１００との距離を変えることができる。このため、スペーサの厚みを規定することで、可動板材６０と透過板材１００との距離を規定することができる。
【0096】
また、水処理装置１０では、枠材４２に温度調整機構８０が固定されている。このため、空間Ｖに貯留された液体の温度を冷却したり加温したりできる。これにより、様々な温度環境で光触媒を液体と反応させることができる。
【0097】
また、容器２０には振動発生機構８２が固定されている。液体の振動により、板材１０２の表面等に、光触媒と液体との反応により発生した気泡が滞留することを抑制して、気泡を遊離させることができる。気泡は、空間Ｖ内において、上方へ向かって移動する。このため、排出管７２Ｂから排出され易い。
【0098】
また、一例として光触媒で水を分解して水素を発生させる場合、板材１０２の表面等に水素が滞留すると、酸素との反応によって水への逆反応が生じる可能性がある。気泡を遊離させれば、このような逆反応を抑制して、水素生成の効率を高めることができる。
【0099】
また、液体内に光触媒を混入した場合は、液体の振動により液体が攪拌され、光触媒を液体内に分散させることができる。
【0100】
＜その他の実施形態＞
上記実施形態においては固定機構４０が透過板材１００を容器２０に取り外し可能に固定しているが、本発明の実施形態はこれに限らない。透過板材１００は容器２０から取り外しできないものとしてもよい。
上記実施形態においては固定機構４０が透過板材１００を容器２０に取り外し可能に固定しているが、本発明の実施形態はこれに限らない。透過板材１００は容器２０から取り外しできないものとしてもよい。
【0101】
水処理装置１０をこのように形成しても、可動板材６０と透過板材１００との距離が可変であるため、光触媒の配置に関わらず、光触媒に照射される光の強度を変えることができる。
【0102】
また、上記実施形態においては、可動板材６０に板材１０２を取付け、当該板材１０２に光触媒を担持させる態様について説明したが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば可動板材６０には貫通孔６６を設けず、かつ、板材１０２も取り付けず、可動板材６０に直接光触媒を担持させてもよい。
【0103】
また、上記実施形態においては、可動板材６０に、注入口６２Ａ及び排出口６２Ｂのそれぞれと貫通孔６６とを連通する溝６４が形成されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば溝６４は省略してもよい。溝６４を省略しても、可動板材６０と透過板材１００とを離間して配置すれば、液体は空間Ｖ内で流通できる。
【0104】
また、上記実施形態においては、水処理装置１０に温度調整機構８０及び振動発生機構８２が固定されているものとしたが、本発明の実施形態はこれに限らない。温度調整機構８０及び振動発生機構８２の双方または一方を省略してもよい。このように、本発明は様々な態様で実施できる。
【符号の説明】
【0105】
１０ 水処理装置
２０ 容器
４０ 固定機構
４２ 枠材（固定機構）
４８Ａ ボルト（固定機構）
４８Ｂ ナット（固定機構）
６０ 可動板材
６２Ａ 注入口
６２Ｂ 排出口
６４ 溝
６６ 貫通孔
７０ スペーサ
７２Ａ 注入管
７２Ｂ 排出管
８０ 温度調整機構
８２ 振動発生機構
１００ 透過板材
１０２ 板材
Ｖ 空間（水槽）
２０ 容器
４０ 固定機構
４２ 枠材（固定機構）
４８Ａ ボルト（固定機構）
４８Ｂ ナット（固定機構）
６０ 可動板材
６２Ａ 注入口
６２Ｂ 排出口
６４ 溝
６６ 貫通孔
７０ スペーサ
７２Ａ 注入管
７２Ｂ 排出管
８０ 温度調整機構
８２ 振動発生機構
１００ 透過板材
１０２ 板材
Ｖ 空間（水槽）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
