JP2008187987A - 太陽光を利用した水質浄化システム - Google Patents

Abstract

【課題】湖沼、港湾、ダム等で太陽光が届かない部分に光を当てると共にポンプで爆気することにより、光合成による藻類、珪藻類、細菌等の育成、リン窒素等を含んだ汚泥を分解することによる水質浄化、及び魚類の養殖を行う太陽光を利用した水質浄化システム。
【解決手段】太陽光を利用した水質浄化システムであって、太陽光発電パネル１１と該太陽光発電パネル１１で発電された電力の電圧及び波長を制御するコントローラ３２を備えた電力取得装置と、該電力取得装置から供給される電力により駆動される流体輸送装置と、前記電力取得装置から供給される電力により発光するＬＥＤ投光装置３１とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、湖沼、港湾、ダム等で太陽光が届かない部分に光を当てると共にポンプで爆気することにより、光合成による藻類、珪藻類、細菌等の育成、リン窒素等を含んだ汚泥を分解することによる水質浄化、及び魚類の養殖を行う太陽光を利用した水質浄化システムに関するものである。

港湾などにおいては、海水温度の上昇や赤潮の発生等により海中が酸素欠乏になる。また、湖沼やダム等においても水の淀みにより酸素欠乏となる。これらにより、魚介類が死に養殖物の取餌が低下する。さらに、養殖物の排泄物や餌の残渣が沈殿したり、海上や陸地等から風などによってゴミや汚物が投入されて、海水や湖水が汚染され、養殖物が病気になったり、寄生虫が発生する原因にもなっている。

これらを解決するために、さまざまな水質浄化装置が開発されている。例えば、太陽光発電パネルで発電させてバッテリーに充電し、電力が不足すると補電や停止を制御し、希望時間にポンプを運転し、良い空気と良い海水を混入してポンプで溶存酸素を生成して、更に、噴射調整器において、気泡を砕石によって細気泡に粉砕し、フィルタで選択された微細気泡のみを噴射させ、養殖物に供給する。そして、浄化物の混入した砕石とフィルタによって、油や不純物の除去と寄生虫卵を付着させ、噴射調整器が噴射ノズルからの微細気泡の噴射圧によって回転し、広範囲に、微細気泡が長時間浮遊し、養殖物に溶存酸素をバブリング供給する装置が開示されている（特許文献１参照。）。

また、湖沼、ダム等の水面に浮かべたフロート上面に集光レンズを、下端に散光レンズを設けた光ファイバーの保持筒を搭載し、集束した光ファイバーの上端を集光レンズの焦点部分に、集束した光ファイバーの下端を散光レンズの光源部分に望ませ、太陽光を光ファイバーによって、ダム、湖沼等の深層中に送り植物等を繁殖させ、その植物の炭酸同化作用によって深層水を浄化する浄化装置が開示されている（特許文献２参照。）。

また、海藻類の幼芽等を付着させた基盤と、その基盤の幼芽等に複数の特定波長の光を照射させる光源とを設け、海藻類の幼芽等に複数の特定波長の光を照射させて成長させる。海藻類の養殖装置および養殖方法が開示されている（特許文献３参照。）。

特開２００４−１９４５２８号公報 特開平９-３１４１８１号公報 特開平１０−１７８９４７号公報

しかしながら、特許文献１記載のバブリング装置は、海水面近くに設置された養殖物の下面部に、空気と海水を混入してポンプで溶存酸素を生成し、噴射調整器を用いて微細気泡をバブリング供給させるものである。従って、海水面近くに設置した魚介類や海苔等の養殖に対する効果は認められるものの、水底にある汚泥の浄化や、藻類の成育を行うことは困難である。

また、特許文献２記載の浄化装置は、水面に浮かべたフロート上面に集光レンズを設け、下端に散光レンズを設けた光ファイバーの保持筒を搭載し、集束した光ファイバーの上端を集光レンズの焦点部分に、集束した光ファイバーの下端を散光レンズの光源部分に望ませて、太陽光を光ファイバーによって、ダム、湖沼等の深層中に送り植物等を繁殖させ、その植物の炭酸同化作用によって深層水を浄化する浄化装置である。しかしながら、集光レンズは、保持筒の海面側端部に固定されているため、太陽光の集光は気象条件や日照時間帯に大きく左右される。即ち、晴天でないと十分な光量が得られず、また、晴天であっても朝夕は太陽光の放射角が低いので十分な光量が得られないため、効率が著しく悪いものである。

また、特許文献３記載の浄化装置は、海藻類の幼芽等を付着させた基盤に複数の特定波長の光を照射させて成長させる、海藻類の養殖装置および養殖方法である。また、光には発光ダイオードが望ましいとしている。しかしながら、この装置は自然環境に左右されないよう、人工の水槽で行う浄化装置であり、湖沼、港湾、ダム等で太陽光が届かない環境下における水質浄化には適用が難しいものである。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１では、太陽光発電パネルを備えた電力取得装置と、該電力取得装置から供給される電力により駆動される流体輸送装置と、前記電力取得装置から供給される電力により発光するＬＥＤ投光装置とを備えている。即ち、太陽光発電パネルにポンプとＬＥＤ発光装置とを接続した簡単な水質浄化システムである。該水質浄化システムは非常に簡単な構造であり、殆どメンテナンスフリーであるから、所定場所に設置しておくだけで水質浄化が行えるものである。また、本発明の特徴は、太陽光発電パネルで発電している間のみ稼動するもので、ポンプにより湖沼や港湾等の水を浄化すると共に、電力により発光するＬＥＤ投光装置により水底の植物等の繁殖を同時に行うものである。これにより水質浄化と植物の繁殖等の相乗効果により、従来では実現できなかった、より効果的な水質浄化を行うことが可能となる。また、前記電力取得装置には、太陽光発電パネルで発電された電力の電圧及び波長を制御するコントローラを設けている。該コントローラは、ＬＥＤ発光装置に単独又は複数個取り付けられたＬＥＤ表示灯を、赤色、青色、緑色又はその他の色に発光させるものである。赤色ＬＥＤを照射すると植物の成長が促進されるので、藻類の種類や繁殖状況に応じて照射する色を変更することにより、効果的な藻類の管理が可能となる。なお、赤色、青色ＬＥＤが植物の育成に有効であることは、文献にも記載されている。（照明学会誌、第８９巻、第３号、平成１７年発行、ＬＥＤの植物育成分野への応用、後藤英司）。

本発明の請求項２では、前記流体輸送装置が、空気、水又は汚泥の少なくともいずれかを輸送するポンプである。通常、水質浄化のためには爆気する必要があるが、その方法として、大気中から吸気した良い空気を水中に吐出する方法、水底の近傍にある水又は汚泥をポンプで吸入して水面上に放出・攪拌する方法、水底の近傍にある水をポンプで吸入すると共に大気中の良い空気を混合した後、水中に吐出する方法等が考えられる。大気中から吸気した良い空気を水中に吐出する場合はエアーポンプが用いられ、その他の方法の場合は水中ポンプが用いられる。

本発明の請求項３では、前記流体輸送装置は、前記電力取得装置から供給される電力により駆動されるエアーポンプと、該エアーポンプから吐出される空気を微細な気泡として水中に吐出する気泡噴出ノズルとを備えている。エアーポンプは、大気中の良い空気を吸入して、該空気を水底近傍の汚水や汚泥に噴射することにより、リン窒素等を含んだ汚泥などを分解させるものである。

本発明の請求項４では、発光面を清掃する清掃手段を設けている。ＬＥＤ投光装置の発光面は水中において静止状態で設置されているため、長期間設置すると水中の苔や不純物が付着しやすい。そこで、前記発光面にワイパーを取り付けて、間欠的に作動させることにより苔や不純物を除去する。これにより、ＬＥＤ発光装置から十分な光量を藻類等に照射することができる。

本発明の請求項５では、水質浄化システムは、有線又は無線で制御できるようにしている。前記水質浄化システムを長期間設置したままメンテナンスフリーで使用することは当然可能であるが、有線又は無線により設置状況を確認できるようにすることで、定期的又は不定期な保守点検作業を効率化することができる。制御手段としての機器は，制御プログラムを組み込んだパソコン又は専用のコントローラを用いている。

本発明の請求項１は、太陽光発電パネルにポンプとＬＥＤ発光装置とを接続した簡単なメンテナンスフリーの水質浄化システムである。また、従来のシステムにはなかった、ＬＥＤ表示灯による発光とポンプによる爆気を同時に行うため、その相乗効果により、湖沼、港湾、ダム等で太陽光が届かない部分に設置するだけで、光合成による藻類、珪藻類、細菌等の育成、リン窒素等を含んだ汚泥を分解することによる水質浄化、及び魚類の養殖を効果的に行うことが可能となる。また、青色ＬＥＤ表示灯による養殖魚への投射は、該養殖魚を光刺激による光駆動反応を誘発させるため、養殖魚のストレス解消又は低減効果が期待できる。

また、前記電力取得装置に、太陽光発電パネルで発電された電力の電圧及び波長を制御するコントローラを設けているので、ＬＥＤ発光装置に単独又は複数個取り付けられたＬＥＤ表示灯の発色を、赤色、青色、緑色又はその他の色に変更することができる。赤色ＬＥＤを照射すると植物の成長を促進させるので、藻類の種類や繁殖状況に応じて照射する色を変更することにより、効果的な管理が可能となる。

本発明の請求項２では、前記流体輸送装置が、空気、水（汚水を含む）又は汚泥の少なくともいずれかを輸送するポンプである。直流電力の場合は直流ポンプを、交流電力の場合は交流ポンプを使用し、大気中から吸気した良い空気を水中に吐出する場合はエアーポンプが用いられ、その他の方法の場合は水中ポンプが用いられる。これにより、様々な状況に応じた設置が可能となる。

本発明の請求項３では、前記流体輸送装置は、前記電力取得装置から供給される電力により駆動されるエアーポンプと、該エアーポンプから吐出される空気を微細な気泡として水中に噴出する気泡噴出ノズルとを備えている。水底の汚濁水を爆気する方法として、エアーポンプを用いて、大気中より良い空気を吸入し、それを水底近傍の汚水や汚泥に噴射することにより、リン窒素等を含んだ汚泥等を分解することができる。

本発明の請求項４では、発光面を清掃する清掃手段を設けている。ＬＥＤ投光装置の発光面は水中において静止状態で設置されているため、長期間設置すると水中の苔や不純物が付着しやすいので、前記発光面にワイパーを取り付けて、間欠的に作動させることにより苔や不純物を除去する。これにより、ＬＥＤ発光装置から十分な光量を藻類等に照射することができる。また、気泡噴出ノズルは、前記ＬＥＤ投光装置の発光面と対向するように配置されているので、発光面には微細泡のバブリングが常時行われるので、苔や不純物が付着し難くなり、その結果、絶えず十分な光量のＬＥＤ発光を藻類等に照射することができる。

本発明の請求項５では、水質浄化システムは有線又は無線で制御されている。前記水質浄化システムを長期間設置したままメンテナンスフリーで使用することも可能であるが、有線又は無線により設置状況を確認できるようにすることは、定期的又は不定期な保守点検作業を効率化することができる。特に、無線で制御する場合には、遠隔地の事務所等から、各所に設置した多数の水質浄化システムを管理できるので、人員及び時間を大幅に節減することが可能となる。

以下、本発明について図面に基づき詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、技術的範囲を逸脱しない範囲内において適宜変更が可能なものである。また、同一部材については同一符号を付与し、関連する部材については関連付けた符号を付与している。

図１は本発明の第１実施形態を示す太陽光を利用した水質浄化システムの構成図である。該水質浄化システムは、電力取得装置と流体輸送装置とＬＥＤ発光装置から構成されている。図１において、電力取得装置には太陽光発電パネル１１が用いられており、湖沼、港湾、ダム等の設置場所近傍の地面に設置する。太陽光発電パネル１１の設置は、日照時間帯の合計受光量が最大となるように受光面の方向と角度を選択するため、少なくとも季節毎に設置角度及び方向を変更することが望ましい。さらに、効率的な受光量を確保するためには、前記太陽光発電パネル１１に太陽光追尾装置（図示しない）を設置することが望ましい。

流体輸送装置は、太陽光発電パネル１１より供給される直流電力を利用するために、充電装置４１を介して直流エアーポンプ２１が用いられている。直流エアーポンプ２１を用いると、直流／交流変換するインバータが不要となるため、構造が簡単になり設置コストを安価にすることができる。直流エアーポンプ２１の吐出口には水底まで延設された柔軟性のあるホース２２の一端が接続され、該ホース２２の他端には気泡噴出ノズル２３が接続されている。前記気泡噴出ノズル２３は、多数の微細孔が設けられているので、水底の水及び汚泥等に対して効果的にバブリングを行うことができる。気泡を微細にすると、浮力が小さくなり水中での浮遊滞留時間が長く十分に汚泥や養殖物にまんべんなく包囲され、特に養殖物においては溶存酸素を吸収し易すくなる。なお、１０〜３０μｍの超微細気泡を噴出する気泡発生器を用いると、更に効果的なバブリングを行うことが可能となる。また、他の実施例として、前記直流エアーポンプ２１に代えて、水底近傍の水（汚水を含む）及び／又は汚泥を吸上げて、水面状に投下する爆気に用いるための直流の水中ポンプを用いることができる。

ＬＥＤ発光装置は、太陽光発電パネル１１から供給された電力を用いて、赤色、青色、緑色等の有色光又は白色光を発生させるための制御を行うコントローラ３２と、該コントローラ３２に接続された単独又は複数個のＬＥＤ表示灯３１より構成されている。前記ＬＥＤ表示灯３１は、発光素子単位で発色を変更することができる。従って、全てのＬＥＤ表示灯３１を赤色又は青色等に発色させること、ライン毎に赤色と青色を発色させること、或いは発光素子単位で交互に赤色と青色を発光させる等様々な発色が可能である。また、ＬＥＤ表示灯３１は連続稼動させてもよいが、ＯＮ／ＯＦＦを繰返してもよい。例えば、１秒間に１００回以上のＯＮ／ＯＦＦを繰返しても、炭酸同化効果は連続稼動した場合と変わらないので、ＯＮ／ＯＦＦを繰返すことにより節電効果が得られる。

充電装置４１（蓄電池及びコンデンサを含む）は、太陽光発電パネルで発電した電力を充電するもので、必要に応じて負荷に放電が行われる。充電装置４１を設けることにより、太陽光を受光していない時間帯であっても稼動させることができる。また、曇天や降雨により太陽光が受光できないときでも、電力が蓄電されている間は稼動させることができる。なお、希望時間に作動可能にさせる為のタイマーを有した変電ボックス（図示しない）を備えてもよい。これにより、直流エアーポンプ２１又はＬＥＤ表示灯３１のＯＮ／ＯＦＦなどの作動時間を設定することができる。前記エアーポンプ２１のＯＮ／ＯＦＦ設定は、例えば、５〜２０分間隔でＯＮ／ＯＦＦさせると効果的である。以上述べた実施形態は、以下に示す第２実施形態においても同様に適用できる。

図２は本発明の第２実施形態を示す太陽光を利用した水質浄化システムの構成図である。該水質浄化システムは、電力取得装置と流体輸送装置とＬＥＤ発光装置から構成されている。図２において、電力取得装置は、太陽光発電パネル１１が用いられており、湖沼、港湾、ダム等の設置場所近傍の地面に設置されている。太陽光発電パネル１１の設置状態は、前記第１実施形態と同様であり、日照時間帯の合計受光量が最大となるように受光面の方向と角度を選択するため、少なくとも季節毎に設置角度及び方向を変更することが望ましい。さらに、効率的な受光量を確保するためには、前記太陽光発電パネル１１に太陽光追尾装置（図示しない）を設置することが望ましい。

流体輸送装置は、太陽光発電パネル１１より供給される直流電力を利用するもので、充電装置４１を介して、直流電流を交流電流に変換するための、インバータ２４と、該インバータ２４に交流エアーポンプ２１ａが接続されて地上に設置されている。前記交流エアーポンプ２１ａの吐出口には水底まで延設された柔軟性のあるホース２２の一端が接続され、該ホース２２の他端には気泡噴出ノズル２３が接続されている。前記気泡噴出ノズル２３は、多数の微細孔が設けられているので、水底の水及び汚泥等に対してバブリングを効果的に行うことができる。また、前記気泡噴出ノズル２３の形状は、円筒状に限定されるものではなく、球形、円盤状、楕円状、方形などを用いることができる。なお、１０〜３０μｍの超微細気泡を噴出する気泡発生器を用いると、更に効果的なバブリングを行うことができる。

ＬＥＤ発光装置は、太陽光発電パネル１１から供給された電力を用いて、赤色、青色、緑色等の有色光又は白色光を発生させるための制御を行うコントローラ３２と、該コントローラ３２に接続された単独又は複数個のＬＥＤ表示灯３１ｃより構成されている。

次に、ＬＥＤ発光装置の仕組みについて説明する。図３は本発明のコントローラ３２の詳細説明図であり、図４は本発明のＬＥＤ発光装置の詳細説明図である。図３及び図４において、このＬＥＤ表示灯３１を発光させる駆動手段として駆動回路４０が備えられ、該駆動回路４０から駆動電流がＬＥＤ表示灯３１に供給される。即ち、駆動電流の大きさ等の形態がＬＥＤ表示灯３１の発光波長（発光色）や輝度等の発光パターンを生じさせる。

駆動回路４０の駆動出力を制御する制御手段としてコントローラ３２が備えられ、該コントローラ３２は、マイクロコンピュータ等で構成することができ、ＬＥＤ表示灯３１が発する光の発光波長を含む任意の発光パターンを実現させる手段となっている。ここで、発光パターンは、発光波長、輝度、連続発光等の発光形態を含んでいる。そして、このコントローラ３２には、前記発光パターンを制御する制御データが入力されており、その制御手段としてパソコンが有線又は無線で接続されている。

パソコンには、記憶メディアが接続されるとともに、有線又は無線通信装置が接続されている。この通信装置には、公衆電話回線等を通じて連携される複数のコンピュータのネットワークであるインターネットや、公衆電話回線や無線等を通じて連携されるコンピュータ等を含む外部制御装置を接続することができる。この外部制御装置を通じて所望の記録データをコントローラ３２に伝送することができる。

なお、コントローラ３２には、ＬＣＤ表示器（図示しない）等を設けてもよく、このＬＣＤ表示器には、設定された発光パターンや実行中の発光パターン等が視覚的に表示され、例えば、連続発光時における周波数が表示される。

そして、コントローラ３２は、外部入力を受ける入力インタフェース５０、外部装置である駆動回路４０及びＬＣＤ表示器に対して制御出力を発生する出力インタフェース６０を備えるとともに、その記憶手段には制御入力に応じた所望の発光パターンを実現する手段である制御プログラム７０、変換プログラム８０、分析プログラム９０及びパターンデータ１００等が格納されている。

入力インタフェース５０は、外部記憶装置からのデジタル入力、入力端子からの電気的なアナログ入力、或いはパソコンからのデジタル入力を受ける入力手段である。この入力インタフェース５０に加えられた入力データは、そのデータの信号形態に応じて制御プログラム７０に加えられ、又は変換プログラム８０に直接入力される。即ち、デジタルデータの場合、プロトコル等を確立するため、通信制御やエラー制御を行った後、分析プログラム９０によってデータ処理を行い、パターンデータ１００を参照し、所望の発光パターンを実現する。即ち、発光波長、光度等を演算し、特定の発光パターンが形成されて変換プログラム８０によって信号変換が行われる。アナログ入力の場合には、この変換プログラム８０によって直接信号変換が行われる。

そして、この信号変換処理で得られた発光パターンを表す制御出力は、出力インタフェース６０を通して駆動回路４０に加えられる。したがって、駆動回路４０を通してＬＥＤ表示灯３１が制御され、該ＬＥＤ表示灯３１は所望の発光波長を持つ発光パターンで発光する。

次に、ＬＥＤ発光装置の作用について説明する。図４において、ＬＥＤ表示灯３１が複数の発光素子３１１、３１２、３１３、３１４（本実施例では４灯を図示しているが、個数は適宜変更が可能である）で構成されている。各発光素子３１１〜３１４には、図５に示すように、例えば、赤色発光ダイオード（ＬＥＤ）２Ｒ、緑色発光ダイオード（ＬＥＤ）２Ｇ及び青色発光ダイオード（ＬＥＤ）２Ｂを一体に構成したフルカラーＬＥＤ３２０を用いることができる。このフルカラーＬＥＤ３２０において、ＣＡはコモンアノード、ＲＣは赤色ＬＥＤ２Ｒのカソード、ＧＣは緑色ＬＥＤ２Ｇのカソード、ＢＣは青色ＬＥＤ２Ｂのカソードである。したがって、赤色ＬＥＤ２Ｒ、緑色ＬＥＤ２Ｇ又は青色ＬＥＤ２Ｂを選択的に動作させることにより、１つの発光素子３１１〜３１４をもって光の３原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の発光が得られるとともに、それらの組合せによって所望の発光波長、即ち、発色及び白色が得られ、さらに、電流のレベルによって輝度や発光波長を制御することができる。

そして、コントローラ３２には、制御入力手段である入力端子を通して制御入力回路を接続することができ、この制御入力回路は３組の可変抵抗により、周波数制御入力、発光波長制御入力又は輝度制御入力として制御電圧Ｖｆ、Ｖｃ、Ｖｂが加えられている。そして、駆動回路４０には、コントローラ３２に輝度調整入力が加えられると、その入力に応じた輝度制御出力が得られる。

コントローラ３２から発光波長を表す制御出力が加えられると、その出力に応じた駆動出力が得られ、ＲＧＢ回路４０１のＲ、Ｇ、Ｂの各出力レベルが制御される。したがって、各発光素子３１１〜３１４の駆動出力である電圧レベルが制御される。

そして、Ｒ、Ｇ、Ｂ毎に電圧−電流（Ｖ−Ｉ）変換回路４１１、４１２、４１３が設けられ、Ｒ、Ｇ、Ｂ毎に発せられた駆動電圧が電流に変換され、各発光素子３１１〜３１４のカソードに加えられる。各発光素子３１１〜３１４のアノードには、共通のラインを通じて電源電圧が加えられている。

このような構成によれば、制御入力回路からの発光波長、光度の制御入力、即ち、発光パターンの設定により、発光間隔（即ち、点滅周波数）、発光波長、発光輝度が制御され、所望の発光色、発光輝度及び発光間隔をもって各発光素子３１１〜３１４が点灯（点滅）する。

このようにコントローラ３２では、発光波長、発光の周波数、光度等を含む所望の発光パターンに制御され、表示器にはその発光パターンの情報表示として周波数表示を行う。即ち、可変抵抗の調整により、周波数制御入力、発光波長制御入力又は輝度制御入力として制御電圧がコントローラ３２に加えられると、周波数コントロール及び輝度コントロールが行われ、また、ＲＧＢ回路４０１の出力電圧が制御されて色調コントロールが行われる。即ち、これらの組合せにより、発光素子３１１〜３１４からなるＬＥＤ発光灯３１は、設定され制御された所望の発光パターンによって発光する。

図１及び図２において、気泡噴出ノズル２３とＬＥＤ表示灯３１の発光面との設置状況の実施例が図示されている。気泡噴出ノズル２３から噴出された微細気泡は水中を上昇するので、ＬＥＤ表示灯３１は気泡噴出ノズル２３の上面に位置し、かつ、気泡噴出ノズル２３の噴出口がＬＥＤ表示灯３１の発光面と対向するように設置されている。ＬＥＤ表示灯３１の発光面は水中に静止して設置されているため、長期間設置しておくと、水中の不純物や藻類が付着して発光量が低下する。発光量が低下すると、十分な光合成による藻類、珪藻類、細菌等の育成、リン窒素等を含んだ汚泥を分解することによる水質浄化等が行えないので、常時噴出口からのバブリングを発光面に当接させることにより、前記水中の不純物や藻類の付着を抑制している。また、ＬＥＤ表示灯３１の発光面には、モーター（図示しない）で駆動されるワイパー（図示しない）が取付けられており、このワイパーを間欠的に作動させることにより前記表示面の清掃を行うことができる。

本発明の水質浄化システムは、基本的にはメンテナンスフリーで設置可能であるが、外部入力手段としてのパソコン等を用いて、有線又は無線で制御することができる、これにより、発光パターンの変更処理が可能となる。また、複数の遠隔地に前記水質浄化システムを設置している場合においては、定期又は不定期に設置状況を確認するために出向かなければならないが、前記水質浄化システムに識別可能なＩＣタグを組み込んで、この情報と共に設置状況を知らせる情報を無線で発信し、これを遠隔地のパソコン等で一括管理することにより、労力と時間を節減することが出来る。

図６は本発明の太陽光を利用した水質浄化システムを水面上に設置した形態の一例を示す概念図である。図６に示すように、ホース２２、ＬＥＤ表示灯３１及び気泡噴出ノズル３１は水面下に延設されているが、太陽光発電パネル１１、交流エアーポンプ２１、インバータ２４．コントローラ３２、充電装置４１等はフロートを有する水上構造物に格納されている。また、前記水上構造物は、湖岸等から索条で係留するか、アンカーを用いて係留してもよい。

図７は本発明の太陽光を利用した水質浄化システムを湖岸等から水中に設置した形態の一例を示す概念図である。図７に示すように、ホース２２、ＬＥＤ表示灯３１及び気泡噴出ノズル３１は湖岸等から水面下に延設されているが、太陽光発電パネル１１、交流エアーポンプ２１、インバータ２４．コントローラ３２、充電装置４１等は湖岸等の地面に設置されている。

以上のように、本発明は、湖沼、港湾、ダム等で太陽光が届かない部分に光を当てると共にエアーポンプにより微細空気を供給することにより、光合成による藻類、珪藻類、細菌等の育成又は抑制、リン窒素等を含んだ汚泥を分解することによる水質浄化、及び魚類の養殖を行うものである。従って、湖沼、港湾、ダム等に限定されるものではなく、水族館、プール、遊園地、生簀或いは家庭の水槽などにも適用することができる。

本発明の第１実施形態を示す太陽光を利用した水質浄化システムの構成図である。 本発明の第２実施形態を示す太陽光を利用した水質浄化システムの構成図である。 本発明のコントローラの詳細説明図である。 本発明のＬＥＤ発光装置の詳細説明図である。 発光素子の素子構成を示す図である。 本発明の太陽光を利用した水質浄化システムを水面上に設置した状態を示す概念図である。 本発明の太陽光を利用した水質浄化システムを湖岸等に設置した状態を示す概念図である。

符号の説明

１１ 太陽光発電パネル
２１ 直流エアーポンプ
２１ａ 交流エアーポンプ
２２ ホース
２３ 気泡噴出ノズル
２４ インバータ
３１ ＬＥＤ表示灯
３２ コントローラ
４０ 駆動回路
４１ 充電装置
５０ 入力インタフェース
６０ 出力インタフェース
７０ 制御プログラム
８０ 変換プログラム
９０ 分析プログラム
１００ パターンデータ
３１１〜３１４ 発光素子
３２０ フルカラーＬＥＤ
４１１〜４１３ Ｖ−１変換回路

Claims (5)

1. 太陽光を利用した水質浄化システムであって、太陽光発電パネルと該太陽光発電パネルで発電された電力の電圧及び波長を制御するコントローラを備えた電力取得装置と、該電力取得装置から供給される電力により駆動される流体輸送装置と、前記電力取得装置から供給される電力により発光するＬＥＤ投光装置とを備えていることを特徴とする太陽光を利用した水質浄化システム。
2. 前記流体輸送装置は、空気、水又は汚泥の少なくともいずれかを輸送するポンプであることを特徴とする請求項１記載の太陽光を利用した水質浄化システム。
3. 前記流体輸送装置は、前記電力取得装置から供給される電力により駆動されるエアーポンプと、該エアーポンプから吐出される空気を微細な気泡として水中に排出する気泡噴出ノズルとを備えていることを特徴とする請求項１〜２いずれかに記載の太陽光を利用した水質浄化システム。
4. 前記ＬＥＤ投光装置には、発光面を清掃する清掃手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の太陽光を利用した水質浄化システム。
5. 前記水質浄化システムは、有線又は無線で制御されていることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の太陽光を利用した水質浄化システム。

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