JP2017087092A - Water purifier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、貯留水の水浄化装置に関し、特に、異物を除去して水を浄化する装置に関する。 The present invention relates to a water purification device for stored water, and more particularly to a device for removing water to purify water.
近年、地球人口の増加により水不足の問題に多くの懸念が表明されている。このため、水資源の効率的な利用を目指して水資源を浄化しながら繰り返し使用に供する浄化システムが提案されている。例えば、特許文献1には水面近くに浮遊した状態で、吸込口と吐出口との間に設けられるフィルタによって、吸い込んだ水に含まれる異物を回収して除去するとともに、フィルタを通過する水に紫外光を照射して殺菌処理を施して、水を浄化する水浄化装置が記載されている。
In recent years, due to the increase in the global population, many concerns have been expressed regarding the problem of water shortage. For this reason, a purification system has been proposed that is used repeatedly while purifying water resources with the aim of efficient use of water resources. For example, in
また、特許文献2、3には、湯を張り替えることなく複数回にわたって風呂を快適に利用できるようにする装置として、例えば、風呂に浮かべた装置がポンプで風呂水を吸い込み、その風呂水をフィルタで濾しとることで、浮遊する異物を自動的に除去する装置が記載されている。
In
ところで、効率的に浄化する意味では、浄化手段が非移動的に設けられる場合より、移動的に設けられる方が有利である。この意味で、特許文献1の水浄化装置は、水平方向への航行能力や潜水能力を備えている点で先進的ではあるが、さらに水浄化を効率的にするために、潜水動作に工夫の余地がある。
By the way, in the meaning of efficiently purifying, it is more advantageous to provide the purifying means than the non-moving means. In this sense, the water purification device of
このような背景から、発明者は水浄化を効率的にするために水浄化装置の潜水動作を改良することが課題であると認識した。
なお、このような課題は、風呂水の浄化に限られず、種々の水槽に貯められる水についても生じうる。
From such a background, the inventor has recognized that it is a problem to improve the diving operation of the water purification device in order to make water purification efficient.
Such a problem is not limited to the purification of bath water, but can also occur in water stored in various water tanks.
本発明の目的の一つは、潜水動作を改良した水浄化装置を提供することにある。 One of the objects of the present invention is to provide a water purification device with improved diving operation.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の水浄化装置は、水の吸込口と水の吐出口とが設けられる筐体と、回転することによって吸込口から吸込んだ水を吐出口から吐出する水流発生手段と、吸込口から吸込んだ水を濾過するフィルタと、を備える。筐体は、水流発生手段が非回転状態のときに水面に浮く浮力を有し、水流発生手段が回転状態のときに上向の水流を吐出口から吐出する。 In order to solve the above problems, a water purification apparatus according to an aspect of the present invention includes a housing provided with a water suction port and a water discharge port, and water sucked from the suction port by rotating from the discharge port. A water flow generating means for discharging, and a filter for filtering water sucked from the suction port. The housing has a buoyancy that floats on the water surface when the water flow generating means is in a non-rotating state, and discharges an upward water flow from the discharge port when the water flow generating means is in a rotating state.
この態様によれば、水浄化装置は水流発生手段が回転状態のときに上向の水流を吐出することができる。 According to this aspect, the water purification device can discharge an upward water flow when the water flow generating means is in a rotating state.
本発明の水浄化装置によれば、潜水動作を改良した水浄化装置を提供することができる。 According to the water purification apparatus of the present invention, it is possible to provide a water purification apparatus with improved diving operation.
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図1〜10を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。 Hereinafter, the present invention will be described based on preferred embodiments with reference to FIGS. The same or equivalent components and members shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are appropriately omitted. In addition, the dimensions of the members in each drawing are appropriately enlarged or reduced for easy understanding. Also, in the drawings, some of the members that are not important for describing the embodiment are omitted.
まず、実施形態に係る水浄化装置100の概要を説明する。図1は水浄化装置100の斜視図であり、図4は水浄化装置のA−A線断面図である。以下、図4のY1及びY2に沿った上下方向を水浄化装置100の上下方向と、X1及びX2に沿った水平方向を水浄化装置100の前後方向と、水平方向において前後方向に直交する方向を左右方向と表記する。
First, the outline | summary of the
水浄化装置100は、水の第1吸込口20、第2吸込口36と水の第1吐出口80とが設けられる筐体10と、回転することによって第1吸込口20、第2吸込口36から吸込んだ水を第1吐出口80から吐出する水流発生手段56と、を備えている。また、水浄化装置100は、水流発生手段56が回転状態のときに横向水流68を吐出する第2吐出口90を備えており、第1吐出口80は、上下方向において、第2吐出口90の上側に位置する。
The
筐体10は、水流発生手段56が非回転状態のときは水面に浮く浮力を有している。第1吐出口80は、水流発生手段56が回転状態のときに上向水流66を吐出する。筐体10の側面には、その途中から半径方向に張出し、第1吐出口80の少なくとも一部が設けられる張出部14aが設けられる。
The
水浄化装置100の第1吸込口20、第2吸込口36と第1吐出口80との間には、紫外光を発光するための発光素子64と、フィルタ40と、が設けられており、水浄化装置100は、吸い込んだ水からフィルタ40で異物を除去し、吸い込んだ水に紫外光を照射することで殺菌処理を施した水を第1吐出口80と第2吐出口90から吐出する。
Between the
フィルタ40は、発光素子64が発光する紫外光が照射される光触媒フィルタ40bを含み、光触媒フィルタ40bは、発光素子64の発光の中心軸の延長上に位置する部分を含む。フィルタ40は、光触媒フィルタ40bの第1吸込口20、第2吸込口36側に設けられる非光触媒フィルタを含む第1フィルタ40aを含み、上下方向において、第1吸込口20、第2吸込口36より上側であって第1吐出口80より下側に位置する。
The
水浄化装置100は、加速度センサ48bを備え、加速度センサ48bの出力に応じて筐体10の移動方向を変更し、または浮上するように構成されている。特に、水浄化装置100は、加速度センサ48bの出力に応じて水流発生手段56の回転を停止するように構成されることによって、筐体10の移動方向を変更し、または浮上することで、壁面210または底面220から離脱できる。
The
次に、水浄化装置100の詳細を説明する。図2は水浄化装置100の平面図、図3は水浄化装置100の背面図である。図4に示すように、水浄化装置100は、筐体10を備え、筐体10の内部に設けられる水流発生手段56、発光素子64、電源部74および制御部76を備える。水流発生手段56はモータ72とインペラ60を含む。
Next, details of the
筐体10の内部は、第1吸込口20または第2吸込口36を通じて水が吸い込まれる吸入室50と、異物を濾過するフィルタ40と、紫外光を照射して殺菌処理する照射室58と、水流発生手段56を備えるポンプ室52と、ポンプ室52から水が吐出される吐出室54に区分けされる。また、筐体10の内部には、モータ72や発光素子64などの動作を制御する制御部76などが格納される制御室70が設けられる。
The inside of the
(筐体)
筐体10は、それぞれ円筒状の、下筐体22と中筐体30と上筐体12とを含む。中筐体30は下筐体22の上に設けられ、上筐体12は中筐体30の上に設けられる。下筐体22と中筐体30は略等しい外径を有し、上筐体12は中筐体30より小さな外径を有する。つまり、筐体10は側面視で大径の下筐体22と中筐体30から小径の上筐体12が上側に突出する凸形状を有する。下筐体22と中筐体30と上筐体12は、例えば樹脂材料からモールド成型により形成される。中筐体30と上筐体12とは一体に形成される。中筐体30と上筐体12とは別々に形成されて結合されてもよい。
(Casing)
The
(上筐体)
上筐体12は、周状の側面に設けられる上外周部12aと、上外周部12aの上部を覆う上蓋部24と、を含む。上筐体12の内部には、上外周部12aに環囲され、後述する中板部14と上蓋部24とによって区画される略環状の空間に制御室70が形成される。制御室70には、電源部74と制御部76とが収容される。上筐体12は、制御室70の空間により筐体10が水面近くに浮遊するための浮力を生じさせる。
(Upper housing)
The
上筐体12の上部には、略円形の開口12bが設けられ、開口12bは上蓋部24に覆われる。上蓋部24は、略円盤状の部材で、その外周側に下向きに環状に突出する縁部24aを有する。上蓋部24と上外周部12aの上端面とを密封するために、上外周部12aの上端面に形成される周状の凹部12dに弾性体製の環状部材78が収容される。上蓋部24と上筐体12とは、縁部24aが上外周部12aの上部に螺合されることによって結合される。
A substantially
上筐体12は、非稼働状態の水浄化装置100を水面202a近くに浮かべたとき、上外周部12aの途中に水面202aが接する浮力を生じる。
When the
(中筐体)
中筐体30は、周状の側面に設けられる中外周部30aと、中外周部30aの上部を覆うように設けられる中板部14と、中外周部30aの下部を覆うように設けられる中壁部38と、を含む。中筐体30の内部には、中外周部30aに環囲され、中板部14と中壁部38とによって区画される環状の空間に吐出室54が形成される。吐出室54は、インペラ60の下流側(上側)に設けられ、下部中央付近が後述するポンプ室52に連通して、ポンプ室52から吐き出された水を第1吐出口80、第2吐出口90から吐出する。
(Medium case)
The
上筐体12の上外周部12aと、中筐体30の中外周部30a及び中板部14と、は一体に種々の樹脂材料からモールド成型により形成できる。これらの何れかの部分が別に形成されて結合されてもよい。
The upper outer
(中外周部)
中外周部30aは、吐出室54を環囲する円筒状の部分で、吐出室54に吐き出された水を外部に排出するための第2吐出口90が設けられる。
(Medium outer periphery)
The middle / outer
(中板部)
中板部14は、中外周部30aの上部に略水平に設けられる円盤状の部分で、下側の吐出室54と上側の制御室70とを区画する。中板部14にはモータ72や発光素子64に電力を供給する配線(不図示)が導出される通孔14b設けられる。通孔14bはシール剤14bbによってシールされる。中板部14の中央部には回転軸72aを下向きにしたモータ72が固定される。回転軸72aにはインペラ60が固定される。
(Middle plate)
The
(張出部)
中板部14は上筐体12の側面から半径方向外側に張り出す張出部14aを含む。張出部14aの外周部は中外周部30aの上部に結合される。張出部14aは、水平面または、内側から外側に向かって傾斜するテーパー面であってもよい。実施の形態の水浄化装置100では外側が内側より下に位置するテーパー面に形成される。張出部14aには、吐出室54に吐き出された水を外部に排出するための第1吐出口80が設けられる。
(Overhang)
The
(中壁部)
中壁部38は、吐出室54の下側を仕切る円盤状の部材で、外周部が中外周部30aの内周部に嵌合して固定される。中壁部38の中央部には、モータ72とインペラ60とを収容する貫通孔38aが形成される。貫通孔38aはポンプ室52の一部を構成する。中壁部38の下面には貫通孔38aを囲む周状凹部38bが形成される。周状凹部38bは上向きに窪んで下向きの開口38cが設けられる。開口38cには紫外光を透過するカバー38dが嵌め込まれて固定される。カバー38dは、例えばホウケイ酸ガラス等の材料から中空の円盤状に形成される。周状凹部38bの上面には環状の基板64bに下向きに紫外光を発光する発光素子64が設けられる。発光素子64については後述する。
(Middle wall)
The
(下筐体)
下筐体22は、周状の側面に設けられる下外周部22aと、下外周部22aの下部を覆うように設けられる底壁部46と、を含む。底壁部46の上部中央には中空の環状凸部46aが設けられ、環状凸部46aの内側は下向きに凹む凹部46bが形成される。下筐体22の内部には、下外周部22aの内側に嵌め込まれて固定される円盤状のフィルタ40が設けられる。貫通孔38aから凹部46bに連通する円筒状の空間にポンプ室52が形成される。
(Lower housing)
The
下筐体22の内部には、下外周部22aに環囲され、フィルタ40と底壁部46とによって区画される環状の空間に吸入室50が形成される。また、下外周部22aに環囲され、中壁部38とフィルタ40とによって区画される空間に照射室58が形成される。照射室58の少なくとも一部は、中外周部30aに環囲される。第1吸込口20、第2吸込口36から吸入室50に吸込んだ水は、フィルタ40を上下に通過して照射室58に吸込まれる。
Inside the
(下外周部)
下外周部22aは、フィルタ40を環囲して支持する円筒状の部分で、下部に吸入室50に水を吸い込むための第1吸込口20が設けられる。底壁部46は下外周部22aの下部を覆う円盤状の部材で、吸入室50に水を吸い込むための第2吸込口36が設けられる。第2吸込口36は下向きに開口する。
(Lower outer periphery)
The lower outer
(吸込口)
水浄化装置100は、外面部に第1吸込口20が、下面部に第2吸込口36が設けられる。第1吸込口20は、下外周部22aに1または複数設けられる開口であり、例えば周方向に等間隔で8個配置される。第1吸込口20の開口は、側面視で、例えば矩形状、円形状、楕円形状またはこれらを組み合わせた形状に形成できる。第2吸込口36は、底壁部46に1または複数設けられる開口であり、例えば周方向に均等に8個配置される。第2吸込口36の開口は、下面視で、例えば矩形状、円形状、楕円形状またはこれらを組み合わせた形状に形成できる。
(Suction port)
The
第1吸込口20や第2吸込口36の個数や開口の大きさは、水流発生手段56による水の吸い込み能力に応じて定めることができる。例えば、水浄化装置100を小型化するために小型の水流発生手段56を用いた場合には、上向水流66や横向水流68が一定以上の強さとなるように第1吸込口20や第2吸込口36の個数を減らし、または開口の大きさを小さく形成してもよい。
The number of
(フィルタ)
フィルタ40は、吸入室50の上部に設けられる中空円盤状の部材で、保持部42によって下外周部22aの内側に着脱可能に固定される。フィルタ40は、第1吸込口20、第2吸込口36から吸入室50の吸い込んだ水を下から上に向かって通過させ、その水中の異物を濾過して除去する。
(filter)
The
フィルタ40は、吸入室50から照射室58へ通過する水に含まれる異物をこしとる。フィルタ40は、髪の毛や垢、石鹸かすなどを除去できる程度に目の細かいメッシュ状のシートや、不織布シートなどにより構成される。なおフィルタ40として、大小様々な異物を除去できるよう、目の細かさが異なる複数のメッシュ状シートを組み合わせて用いてもよいし、微小な異物を除去できるよう活性炭層を用いてもよい。
The
フィルタ40は、種類の異なる複数のフィルタを積層して構成してもよい。実施の形態の水浄化装置100では、下側の第1フィルタ40aにはメッシュ状シートや不織布シートなどにより構成されて、異物をこしとる非光触媒フィルタを使用し、上側の光触媒フィルタ40bにはメッシュに光触媒活性物質が塗布された光触媒フィルタを使用している。光触媒活性物質としては、例えば酸化チタン(TiO2)を用いることができる。
The
フィルタ40の光触媒フィルタ40bには後述する発光素子64から紫外光が照射される。光触媒フィルタ40bの光触媒活性物質は紫外光が照射されることによって酸化還元力作用を発揮する。
The
(保持部)
保持部42は、外周部が下外周部22aに嵌合し、内周部が底壁部46の中央部に設けられた環状凸部46aに支持される環状の部材である。保持部42は、フィルタ40を保持するとともに、吸入室50と照射室58を区切る。なお、保持部42はフィルタ40を容易に取り外し及び装着ができることが望ましく、例えば、ワンタッチでフィルタ40を交換可能な構造であることが望ましい。
(Holding part)
The holding
(発光素子)
発光素子64は、中壁部38の周状凹部38bに固定された基板64b上に、例えば周状に複数設けられる。発光素子64は、制御部76と電気的に接続されており、制御部76を介して後述する電源部74から供給される電力により紫外光を発する。発光素子64は、中心波長又はピーク波長が約200nm〜360nmの波長帯域に含まれる紫外光を照射するLED(Light Emitting Diode)であり、このようなLEDとして、窒化アルミニウムガリウム(AlGaN)を用いたものが知られている。
(Light emitting element)
A plurality of
なお、殺菌効果を高めるためには、波長が250nm〜290nmの範囲に含まれ、特に260nm付近の殺菌線と呼ばれる紫外光を発するものを選択することが望ましい。これにより、発光素子64は、フィルタ40の上面及びフィルタ40を通過して照射室58に流れる水に紫外光を照射して殺菌処理を施す。発光素子64は、筐体10の内部に設けられ、発光素子64が発する紫外光が筐体10の外部に漏れ出さないように配慮される。
In order to enhance the sterilizing effect, it is desirable to select one that emits ultraviolet light, which is included in a wavelength range of 250 nm to 290 nm, and particularly called a sterilizing line near 260 nm. Thereby, the
(ポンプ室)
ポンプ室52は、中壁部38の貫通孔38aから凹部46bに連続する略円筒状の空間に設けられる。ポンプ室52の下側は底壁部46に塞がれる。ポンプ室52の上部中央にはモータ72が配置され、モータ72の回転軸72aにはインペラ60が固定される。インペラ60の一部はモータ72の外周面を環囲する。モータ72とインペラ60は水流発生手段56を構成する。
(pump room)
The
(モータ)
モータ72は、制御部76を介して電源部74から供給される電力によりインペラ60を回転させる。モータ72には、例えばブラシ付き又はブラシレスの直流モータを用いることができる。モータ72は、一部がインペラ60に環囲される小径円筒形状を有する。
(motor)
The motor 72 rotates the impeller 60 with electric power supplied from the
(インペラ)
インペラ60は、周方向に等間隔に設けられる複数のブレードを含み、例えば種々の樹脂材料からモールド成型により形成される。インペラ60は、ポンプ室52の内部に設けられており、モータ72を駆動させることで回転軸72aを中心に回転する。インペラ60は、回転に伴い下側の液体を上側へ排出する構造を有している。
(Impeller)
The impeller 60 includes a plurality of blades provided at equal intervals in the circumferential direction, and is formed by molding from various resin materials, for example. The impeller 60 is provided inside the
この構成により、インペラ60を回転させることで、第1吸込口20と、第2吸込口36と、吸入室50と、フィルタ40と、照射室58と、を通ってポンプ室52内に入った水は、貫通孔38aから上側の吐出室54へ排出される。インペラ60は、第1吸込口20及び第2吸込口36から水を吸いこみ、第1吐出口80と第2吐出口90から吐き出す水の流れを発生させる。
With this configuration, the impeller 60 is rotated to enter the
(電源部)
電源部74は、発光素子64やモータ72に供給する電力を蓄える電池であり、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの蓄電池である。電源部74は、上筐体12に設けられる電極部(不図示)と電気的に接続されており、電極部に接続される外部電源から電力供給を受けることで充電する。
(Power supply part)
The
(制御部)
制御部76は、発光素子64及びモータ72と電気的に接続されており、これらの動作を制御する。制御部76には、壁面検知部48aと加速度センサ48bからの信号が入力され、内蔵するタイマの状態に応じて、予め設定された手順(プログラム)に沿って、発光素子64やモータ72の動作を開始したり停止したりする。
(Control part)
The
(第1吐出口)
第1吐出口80は張出部14aに上向き又は斜め上向きに開口する。第1吐出口80は1または複数設けられる開口で、例えば上面視で円形状または楕円形状に形成される。水浄化装置100では円形状の第1吐出口80が周方向に6個設けられる。6個の第1吐出口80は、その吐き出す水量及び水勢が前後方向で平衡するように配置される。水浄化装置100は、水流発生手段56の非回転時には水面に浮遊し、この状態で、図4に示すように、第1吐出口80は水面202aより下側に位置する。
(First discharge port)
The
水流発生手段56の回転時には、第1吐出口80は上向き又は斜め上向きの上向水流66を吐出する。第1吐出口80はこの上向水流66によって水浄化装置100を下向に沈降させる。つまり、第1吐出口80は、上向水流66により水浄化装置100を下向に移動させる下向推力を生じる。特に、水浄化装置100は、上向水流66を吐出する第1吐出口80を備えることによって、自力で潜水することができる。水浄化装置100は、自力潜水能力によって水中202bに潜水し、水槽200の底面220付近の水を効率的に浄化することができる。
When the water flow generating means 56 rotates, the
水浄化装置100は、モータ72の回転数を制御することによって、潜水と浮上をコントロールすることができる。特に、モータ72の回転数を増やすと、第1吐出口80の上向水流66の水勢が増大し、水浄化装置100は沈降して水槽200の底面220側に移動することができる。モータ72の回転数を減らすと、第1吐出口80の上向水流66の水勢が減少し、水浄化装置100は浮上して水面202a側に移動することができる。
The
(第2吐出口)
第2吐出口90は中外周部30aに横向きに開口する。第2吐出口90は、中外周部30aのX2方向側の側面に1または複数設けられる開口で、例えば側面視で円形状または楕円形状に形成される。第2吐出口90は、吐出される横向水流68により、X2方向と逆向きのX1方向に水浄化装置100を移動させる横向推力を生じる。特に、水浄化装置100は、横向水流68を吐水する第2吐出口90を備えることによって自力で前方(X1方向)に推進することができる。水浄化装置100は、前方推進力によって水中202bを横向きに移動することができる。
(Second discharge port)
The
水浄化装置100は、第1吐出口80による自力潜水能力と第2吐出口90による前方推進力によって、水槽200の水面202aや水中202bをくまなく動き回ることができ、水槽200の溜水202を効率的に浄化することができる。
The
(スイッチ)
水浄化装置100は、制御部76に電気的に接続されるスイッチ(不図示)を備え、スイッチをオンまたはオフにすることで水浄化装置100を作動または停止させることができる。
(switch)
The
(検知部)
水浄化装置100は、壁面検知部48aが上筐体12の上外周部12aに設けられる。壁面検知部48aは水槽200の壁面210の相対的な方向または位置を検知する。壁面検知部48aは中筐体30または下筐体22に設けられてもよい。水浄化装置100は、加速度センサ48bが上筐体12の制御部76の上側中央に設けられる。加速度センサ48bは下筐体22または中筐体30に設けられてもよい。加速度センサ48bは、水浄化装置100の2軸または3軸方向の加速度を検出して制御部76に送る。加速度センサ48bは例えば3軸の角速度を検出してもよい。
(Detector)
In the
壁面検知部48aの構成に特別の制限はないが、例えばフォトセンサ、赤外線センサまたは超音波センサなどの壁面210までの距離を検出する手段を含むことができる。また、壁面検知部48aはジャイロセンサなどの角速度を検出する手段を含んでもよい。検出した角速度から回転角を求めて、水浄化装置100の方向を検知することができる。水浄化装置100の壁面検知部48aは赤外線センサを含む。赤外線センサは、例えば赤外光を外に向かって照射し、その反射光の強弱により対向面までの距離を検出する。壁面検知部48aは、マイクロスイッチやひげスイッチなどの機械的な検知手段を用いてもよい。
Although there is no special restriction | limiting in the structure of the wall
加速度センサ48bの構成に特別の制限はないが、例えば圧電型加速度センサ、サーボ型加速度センサ、ひずみゲージ式加速度センサまたは半導体式加速度センサを含むことができる。水浄化装置100の加速度センサ48bは、2軸または3軸の圧電型加速度センサを含む。
Although there is no special restriction | limiting in the structure of the
次に、図4を参照して、水浄化装置100の溜水202を浄化する動作を説明する。
水浄化装置100のスイッチ(不図示)がオンになると、モータ72は電源部74から制御部76を介して駆動電流が供給され、所定の方向に回転する。また、発光素子64は、電源部74から制御部76を介して電流が供給され、紫外光を発光して照射室58と光触媒フィルタ40bとを照らす。
Next, with reference to FIG. 4, the operation | movement which purifies the stored
When a switch (not shown) of the
モータ72の回転に伴いインペラ60が回転してポンプ室52には下側に吸引力が生じ、上側に押出力が生じる。ポンプ室52の吸引力に応じて、第1吸込口20及び第2吸込口36から吸入室50へ溜水202が吸い込まれて外側から内側に向かって流れる水流82を形成する。水流82は、第1フィルタ40aと光触媒フィルタ40bとを下から上に流れる水流84を形成する。
As the motor 72 rotates, the impeller 60 rotates and a suction force is generated in the
水流84は、第1フィルタ40aと光触媒フィルタ40bとによって、前述の浄化作用を受ける。浄化された水流84は吸引されてポンプ室52に流れ込む。ポンプ室52に流れ込んだ水はポンプ室52を下から上に押し出されて水流86を生じる。水流86は吐出室54に流れ込んで、内側から外側に向かって流れる水流88を形成する。水流88は第1吐出口80と第2吐出口90から水槽200の中に吐き出される。つまり、水浄化装置100は未浄化の溜水202を第1吸込口20及び第2吸込口36から水込んで、浄化された水を第1吐出口80と第2吐出口90から吐き出す。
The
次に、図5を参照して、水浄化装置100の起動から潜行までの動作を説明する。図5は、水浄化装置100の浮上状態を説明する模式図である。図5の"A"に示すように、水流発生手段56の非回転時には、水浄化装置100は、上筐体12の一部が水面202aより上に浮き出ている。この状態で水流発生手段56を回転させると、前述したように第1吐出口80から上向水流66が、第2吐出口90から横向水流68が吐き出される。なお、水流発生手段56が回転開始すると、その反作用で筐体10は水流発生手段56と反対方向に一時的に回転するが、その後、筐体10の回転は徐々に減速してやがて回転しなくなる。
Next, with reference to FIG. 5, the operation | movement from starting of the
水浄化装置100は、上向水流66の反作用によりY2方向(下向き)に、横向水流68の反作用によりX1方向(前向き)に移動する。上向水流66による下向推力が水浄化装置100の浮力より大きい状態では、水浄化装置100は水面202以下に潜水することができる。この結果、水浄化装置100は図5の"B"に示す状態に移動できる。このような動作を第1動作と表記する。
The
次に、図6を参照して、水浄化装置100が深度を維持しながら水平に移動する動作を説明する。図6は、水浄化装置100の水平移動を説明する模式図である。第1動作により、所定の深度または所定の時間まで移動した後、水浄化装置100は、上向水流66の下向推力が筐体10の浮力と平衡するように、水流発生手段56の回転数を調整することができる。
Next, with reference to FIG. 6, the operation | movement which the
この平衡状態では、水浄化装置100は略一定の深度を維持しながらX1方向(前方向)に航行し、例えば図6の"C"から"D"に移動する。このような動作を第2動作と表記する。このように、水浄化装置100は、第1動作及び第2動作により自力で航行しながら溜水202の浄化を行うことができる。
In this equilibrium state, the
次に、図7および図8を参照して、水浄化装置100が壁面210に接触してその移動方向を変更する動作を説明する。図7(a)は、水浄化装置100が壁面210に接触した状態を示す模式図である。図7(b)は、水浄化装置100が壁面210から遠ざかる状態を示す模式図である。図8は、水浄化装置100が壁面210に接触して移動方向を変更する動作を説明するフローチャートである。
Next, with reference to FIG. 7 and FIG. 8, the operation | movement which the
第1動作または第2動作により、水浄化装置100が前方に移動している状態で加速度センサ48bは水平方向の加速度を検出するように動作する(S230)。水浄化装置100が壁面210に接触して、加速度センサ48bが加速度の大きな変化を検知した信号を制御部76に伝達すると、制御部76はモータ72を停止する(S232)。
With the first operation or the second operation, the
モータ72が停止すると、筐体10は、水流発生手段56が停止した反作用でインペラ60が回転していた方向10aに回転する。筐体10が回転しながら、水浄化装置100の背面に設けた壁面検知部48aは壁面210を検出するように動作する(S234)。図7(a)に示すように、壁面検知部48aは、赤外光48cを外向きに照射してその反射光の大きさに基づいて壁面を検知する。
When the motor 72 is stopped, the
筐体10が回転して、図7(b)に示すように、筐体10の背面が壁面210に向くと、赤外光48cの壁面210からの反射光量が増大する。壁面検知部48aは、赤外光48cの反射光量が所定の閾値を超えた場合に壁面210を検出する。壁面検知部48aが壁面210を検出した信号を制御部76に伝達すると、制御部76は再びモータ72を回転させる(S236)。モータ72が回転すると、第1吐出口80から上向水流66を、第2吐出口90から横向水流68をそれぞれ吐き出す。
When the
第2吐出口90は壁面210に向いているので、横向推力は水浄化装置100を壁面210から離れる方向に作用する。この結果、水浄化装置100は壁面210から遠ざかる方向に移動することができる。このような動作を第3動作と表記する。なお、当該第3動作によって、水浄化装置100は二つの壁面の角部に停滞する場合も、その角部から離脱することができる。
Since the
次に、図9および図10を参照して、水浄化装置100が底面220に接触して浮上する動作を説明する。図9は、水浄化装置100が底面220に接触した状態を示す模式図である。図10は、水浄化装置100が底面220に接触して浮上する動作を説明するフローチャートである。
Next, with reference to FIG. 9 and FIG. 10, the operation | movement which the
第1動作により、水浄化装置100が沈降して下方に移動している状態で加速度センサ48bは上下方向の加速度を検出するように動作する(S250)。水浄化装置100が底面220に接触して、加速度センサ48bが上下方向の加速度の大きな変化を検知した信号を制御部76に伝達すると、制御部76はモータ72を停止する(S252)。
With the first operation, the
モータ72が停止すると、図9に示すように上向水流66と横向水流68も停止するから、水浄化装置100は筐体10の浮力により浮上を開始する。この結果、水浄化装置100は、底面220から離脱して、徐々に底面220から離れ水面202aに向かって移動する。制御部76は、モータ72を停止してから所定の時間が経過したら(S254)、再びモータ72を回転させる(S256)。モータ72が回転すると、第1吐出口80から上向水流66を、第2吐出口90から横向水流68をそれぞれ吐き出し、第1動作または第2動作に移行することができる。このような動作を第4動作と表記する。
When the motor 72 stops, the
第1動作、第2動作、第3動作及び第4動作を適宜組み合わせて実行することによって、水浄化装置100は、水槽200の溜水202中を自律的に立体的に移動しながら溜水202を浄化することが可能になる。つまり、水浄化装置100は貯留水を効率的に濾過して殺菌する装置として使用することができる。
By executing the first operation, the second operation, the third operation, and the fourth operation in an appropriate combination, the
このように構成された水浄化装置100は、小型化することで家庭用の浴槽や池などの浄化に利用でき、大型化することで公衆浴場、宿泊施設または介護施設などの大型の浴槽の浄化に利用でき、さらに大型化することでプール、水族館、養殖池または生簀などの大きな水槽の浄化に利用できる。
The
次に、このように構成した水浄化装置100の特徴を説明する。
筐体10は、水流発生手段56が非回転状態のときは水面に浮く浮力を有しているから、例えば電池の充電が不足して停止した場合に、水浄化装置100が水面に浮上することで容易に回収できる。また、第1吐出口80は、水流発生手段56が回転状態のときに上向水流66を吐出するから、自力で潜水することができる。
Next, the characteristics of the
Since the
また、水流発生手段56の回転数を制御する制御手段として制御部76を備え、制御部76は、水流発生手段56の回転数を制御することによって、筐体10の潜水と浮上をコントロールするように構成される。この構成により、制御部76は、例えば所定のプログラムにしたがって自律的に潜水と浮上をコントロールできる。
In addition, a
水浄化装置が潜水する場合に、上向の吐出口が水面下にある方が好ましい。水浄化装置100は、筐体10の側面には、その途中から半径方向に張出し、第1吐出口80の少なくとも一部が設けられる張出部14aが設けられるから、水浄化装置100が浮上しているときにも、水面下にある第1吐出口80から水を吐き出すことで潜水することができる。
When the water purification apparatus is diving, it is preferable that the upward discharge port is below the water surface. Since the
水浄化装置が横移動する場合に、水を横向きに吐き出す吐出口を備える方が好ましい。また、横向きの水流が上向の水流に衝突すると上向の水流の作用が損なわれことがある。これに対して、水浄化装置100は、水流発生手段56が回転状態のときに横向水流68を吐出する第2吐出口90を備えており、第1吐出口80は、上下方向において、第2吐出口90の上側に位置するから、第2吐出口90の横向水流68による第1吐出口80の上向水流66への衝突を抑制できる。
When the water purification apparatus moves laterally, it is preferable to provide a discharge port for discharging water sideways. Moreover, when a horizontal water flow collides with an upward water flow, the action of the upward water flow may be impaired. On the other hand, the
また、吸込口と吐出口との間には、紫外光を発光する発光素子64が設けられるから、紫外線によって吸込口から吸い込んだ水中の有害物質の分解や殺菌をすることができる。
In addition, since the
水浄化装置100のフィルタ40には、発光素子64が発光する紫外光が照射される光触媒フィルタ40bを含むから、光触媒の酸化還元作用により水中の有害物質の分解や殺菌などの効率を高め、あるいは水中の臭い物質を分解して臭いを抑制することができる。
Since the
また、水浄化装置100の光触媒フィルタ40bは、発光素子64の発光の中心軸の延長上に位置する部分を含むから、効率的に紫外光を受けることができる。
Moreover, since the
光触媒フィルタが目詰まりすると、その光触媒効果が損なわれることが考えられる。これに対して、水浄化装置100のフィルタ40は、光触媒フィルタ40bの吸込口20,36側に設けられる非光触媒フィルタを含むから、非光触媒フィルタで異物をこしとることで、光触媒フィルタ40bの目詰まりを抑制することができる。
If the photocatalytic filter is clogged, the photocatalytic effect may be impaired. On the other hand, the
水浄化装置が水槽の壁面や底面に停滞すると、浄化の効率が低下することが考えられる。これに対して、水浄化装置100は加速度センサ48bを備え、加速度センサ48bの出力に応じて、筐体10の方向を変えまたは浮上をするように構成されるから、水槽200の壁面210や底面220に停滞する可能性を小さくできる。
If the water purification device stagnates on the wall surface or bottom surface of the water tank, the purification efficiency may be reduced. On the other hand, the
特に、水浄化装置100は、加速度センサ48bの出力に応じて水流発生手段56の回転を停止するように構成されるから、水流発生手段56の回転停止の反作用により筐体10が回転し、筐体10の浮力により浮上することができる。
In particular, since the
特に、水浄化装置100は、壁面検知部48aとタイマ手段の少なくとも一つを備え、壁面検知部48aとタイマ手段の少なくとも一つの出力に応じて水流発生手段56の回転を開始するように構成されるから、壁面210や底面220から離脱した後に前述の第1動作や第2動作を再開できる。
In particular, the
水浄化装置100の水流発生手段56は、インペラ60とインペラ60を回転駆動するモータ72とを含み、インペラ60はモータ72の少なくとも一部を収容するから、その収容した部分で薄型化に有利である。
The water flow generating means 56 of the
図4に示すように、水流発生手段56は、発光素子64に囲繞される空間に進入しており、上下方向において発光素子64と重複する範囲92を有するから、その重複する範囲92において水浄化装置100の薄型化に有利である。
As shown in FIG. 4, the water flow generating means 56 has entered a space surrounded by the
図4に示すように、水流発生手段56は、フィルタ40に囲繞される空間に進入しており、上下方向においてフィルタ40と重複する範囲94を有するから、その重複する範囲94において水浄化装置100の薄型化に有利である。
As shown in FIG. 4, the water flow generating means 56 has entered a space surrounded by the
吸込口から吐出口に通じる通路に折り返し部があると、水流の通水抵抗が増大することが考えられる。これに対して、水浄化装置100のフィルタ40は、上下方向において、吸込口20,36より上側であって吐出口80,90より下側に位置するから、下から上に流れる水流の通水抵抗の増大を抑制できる。
If there is a folded portion in the passage leading from the suction port to the discharge port, it is considered that the water flow resistance increases. On the other hand, the
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。
例えば、吸入室に水を吸い込むための吸込口が筐体の上面部に設けられてもよい。
The present invention has been described based on the embodiments. Those skilled in the art will understand that these embodiments are examples, and that various modifications and changes are possible within the scope of the claims of the present invention, and that such modifications and changes are also within the scope of the claims of the present invention. It is where it is done. Accordingly, the description and drawings herein are to be regarded as illustrative rather than restrictive.
For example, a suction port for sucking water into the suction chamber may be provided on the upper surface of the housing.
(第1変形例)
第1変形例の水浄化装置は、横向きの水流を吐出する第2吐出口を備えない。第1吐出口を、円周方向の前方より後方に多数設けることで、前方への推進力を得る。第2吐出口を備えないことによってその分薄く構成できる。
(First modification)
The water purification apparatus of the first modification does not include a second discharge port that discharges a lateral water flow. Propulsive force forward is obtained by providing a large number of first discharge ports behind the front in the circumferential direction. By not providing the second discharge port, the thickness can be reduced accordingly.
(第2変形例)
第2変形例の水浄化装置は、水浄化装置が移動した軌跡を記憶する記憶部を備える。記憶部が記憶した軌跡情報をもとに浄化する箇所に偏りが生じないように水浄化装置の移動方向を制御してもよい。特に、プールや池など貯留される水の容積が大きい水槽の場合に広い領域をくまなく浄化することができるため、より効率よく水を浄化することができる。
(Second modification)
The water purification device of the second modification includes a storage unit that stores a trajectory of movement of the water purification device. You may control the moving direction of a water purification apparatus so that the location which purify | cleans based on the locus | trajectory information which the memory | storage part memorize | stores does not arise. In particular, in the case of an aquarium having a large volume of stored water such as a pool or a pond, it is possible to purify all of a wide area, so that water can be purified more efficiently.
また、水槽の所定の位置にステーションを設け、第2変形例の水浄化装置は、所定時間毎にあるいは所定の状態になったら、自律的にステーションに移動して充電を受けたるようにしてもよい。なお、ステーションではフィルタの自動換装を行ってもよい。 In addition, a station is provided at a predetermined position of the water tank, and the water purification device of the second modified example may move to the station autonomously and receive a charge every predetermined time or when it reaches a predetermined state. Good. Note that the station may perform automatic filter replacement.
10 筐体、 12 上筐体、 14 中板部、 14a 張出部、
20 第1吸込口、 22 下筐体、 24 上蓋部、
30 中筐体、 36 第2吸込口、 38 中壁部、
38b 周状凹部、 38c 開口、 38d カバー、
40 フィルタ、 40a 第1フィルタ、 40b 光触媒フィルタ、
42 保持部、 46 底壁部、
48a 壁面検知部、 48b 加速度センサ、 50 吸入室、
52 ポンプ室、 54 吐出室、 56 水流発生手段、
58 照射室、 60 インペラ、 64 発光素子、 66 上向水流、
68 横向水流、 70 制御室、 72 モータ、 74 電源部、
76 制御部、 78 環状部材、 80 第1吐出口、
82〜88 水流、 90 第2吐出口、 100 水浄化装置、
200 水槽、 202 溜水、 210 壁面、 220 底面。
10 housing, 12 upper housing, 14 middle plate portion, 14a overhang portion,
20 first suction port, 22 lower housing, 24 upper lid,
30 middle housing, 36 second suction port, 38 middle wall,
38b circumferential recess, 38c opening, 38d cover,
40 filter, 40a first filter, 40b photocatalytic filter,
42 holding part, 46 bottom wall part,
48a wall surface detection unit, 48b acceleration sensor, 50 suction chamber,
52 pump chamber, 54 discharge chamber, 56 water flow generating means,
58 irradiation chamber, 60 impeller, 64 light emitting element, 66 upward water flow,
68 lateral water flow, 70 control room, 72 motor, 74 power supply,
76 control unit, 78 annular member, 80 first discharge port,
82-88 water flow, 90 second discharge port, 100 water purification device,
200 water tank, 202 water storage, 210 wall surface, 220 bottom surface.
Claims (10)
回転することによって前記吸込口から吸込んだ水を前記吐出口から吐出する水流発生手段と、
前記吸込口から吸込んだ水を濾過するフィルタと、
を備え、
前記筐体は、
前記水流発生手段が非回転状態のときに水面に浮く浮力を有し、
前記水流発生手段が回転状態のときに上向の水流を前記吐出口から吐出することを特徴とする水浄化装置。 A housing provided with a water inlet and a water outlet;
Water flow generating means for discharging the water sucked from the suction port by rotating from the discharge port;
A filter for filtering water sucked from the suction port;
With
The housing is
Having a buoyancy that floats on the water surface when the water flow generating means is in a non-rotating state;
A water purifier that discharges an upward water flow from the discharge port when the water flow generating means is in a rotating state.
前記制御手段は、前記水流発生手段の回転数を制御することによって、前記筐体の潜水と浮上をコントロールするように構成されることを特徴とする請求項1に記載の水浄化装置。 A control means for controlling the rotational speed of the water flow generating means;
The water purification apparatus according to claim 1, wherein the control unit is configured to control diving and levitation of the housing by controlling a rotation speed of the water flow generation unit.
前記吐出口は、上下方向において、前記別の吐出口の上側に位置することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の水浄化装置。 Further comprising another discharge port for discharging a lateral water flow when the water flow generating means is rotating,
The water purifier according to any one of claims 1 to 3, wherein the discharge port is positioned above the another discharge port in the vertical direction.
前記加速度センサの出力に応じて前記水流発生手段の回転数を制御するように構成されることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の水浄化装置。 An acceleration sensor,
The water purifier according to any one of claims 1 to 7, wherein the water purifier is configured to control the rotational speed of the water flow generating means in accordance with an output of the acceleration sensor.
前記壁面検知部と前記タイマ手段の少なくとも一つの出力に応じて前記水流発生手段の回転を開始するように構成されることを特徴とする請求項8に記載の水浄化装置。 It further comprises at least one of a wall surface detector and timer means,
9. The water purification apparatus according to claim 8, wherein the water purification device is configured to start rotation of the water flow generating means in response to at least one output of the wall surface detection unit and the timer means.
前記インペラは前記モータの少なくとも一部を収容することを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の水浄化装置。 The water flow generating means includes an impeller and a motor that rotationally drives the impeller,
The water purifier according to any one of claims 1 to 9, wherein the impeller accommodates at least a part of the motor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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- 2015-11-02 JP JP2015216095A patent/JP2017087092A/en active Pending
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