JPH115093A - 水質浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 太陽電池による発電量がモータの駆動電力に
対し不足する場合においてもモータを十分な駆動力で駆
動することができる水質浄化装置を提供する。 【解決手段】 太陽電池１６の発電力で充電されるとと
もに必要に応じて電力をモータ６３へ供給するバッテリ
５９，６０を設けるとともに、洗浄装置８２の運転時の
みバッテリ５９，６０をモータ６３に対し接続させてバ
ッテリ５９，６０の電力をモータ６３に供給させる制御
手段６１を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば湖沼、池、
ダム、溜池、貯水池、河川、用水路、堀、運河、水槽等
において水を浄化する水質浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】湖沼、池、ダム、溜池、貯水池、河川、
用水路、堀、運河、水槽等の浄化対象において、水質汚
染対策として水を浄化する水質浄化装置を設置すること
が行われている。このような水質浄化装置として、フィ
ルタと、モータで駆動されるとともにフィルタを通過す
るよう水流を発生させるポンプと、モータで駆動される
とともにフィルタを洗浄する洗浄装置と、モータへ電力
を供給する太陽電池とを有し、太陽電池の発電力をモー
タへ供給させて該モータでポンプを駆動することによ
り、該ポンプによって生じる水流で水をフィルタに強制
的に通過させ浄化するものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記水質浄
化装置においては、太陽電池による発電量がモータの駆
動電力に対し不足する場合には、モータの駆動力が低下
してしまうという問題があった。したがって、本発明の
目的は、太陽電池による発電量がモータの駆動電力に対
し不足する場合においてもモータを十分な駆動力で駆動
することができる水質浄化装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１記載の水質浄化装置は、フィルタ
と、モータで駆動されるとともにフィルタを通過するよ
う水流を発生させるポンプと、モータで駆動されるとと
もにフィルタを洗浄する洗浄装置と、モータへ電力を供
給する太陽電池とを有するものであって、太陽電池の発
電力で充電されるとともに必要に応じて電力をモータへ
供給するバッテリを設けるとともに、洗浄装置の運転時
のみバッテリをモータに対し接続させてバッテリの電力
をモータに供給させる制御手段を有することを特徴とし
ている。これにより、太陽電池の発電力で充電されると
ともに必要に応じて電力をモータへ供給するバッテリを
設けたため、バッテリを太陽電池の発電力で充電しこの
バッテリの電力をモータに供給することにより、太陽電
池による発電量がモータの駆動電力に対し不足する場合
においてもモータを十分な駆動力で駆動することができ
る。しかも、洗浄装置の運転時のみバッテリをモータに
対し接続させて電力を供給させるため、バッテリの小型
化および長寿命化が図れる。

【０００５】本発明の請求項２記載の水質浄化装置は、
請求項１記載のものに関して、前記制御手段は、夜間に
おける洗浄装置の運転時のみバッテリをモータに対し接
続させてバッテリの電力をモータに供給させることを特
徴としている。これにより、太陽電池の発電力がない夜
間における運転が景観上好ましい洗浄装置の運転時にの
みバッテリからモータに電力を供給させることになるた
め、バッテリを有効使用できる。

【０００６】本発明の請求項３記載の水質浄化装置は、
請求項１または２記載のものに関して、前記バッテリを
複数設けるとともに、前記制御手段は、太陽電池の発電
力で充電される充電時に前記複数のバッテリを太陽電池
に対し並列に接続させ、電力をモータへ供給する運転時
に前記複数のバッテリをモータに対し直列に接続させる
ことを特徴としている。これにより、制御手段が太陽電
池の発電力で充電される充電時に複数のバッテリを太陽
電池に対し並列に接続させるため、日射量が少ないとき
でも充電ができる。加えて、制御手段が、電力をモータ
へ供給する運転時に複数のバッテリをモータに対し直列
に接続させるため、モータの駆動力を高めることができ
る。

【０００７】本発明の請求項４記載の水質浄化装置は、
請求項１乃至３のいずれか一項記載のものに関して、前
記制御手段は、モータの運転に対し、バッテリへの充電
を優先させることを特徴としている。これにより、制御
手段が、モータの運転に対しバッテリへの充電を優先さ
せるため、バッテリが充電量不足に陥ることを防止でき
る。

【０００８】本発明の請求項５記載の水質浄化装置は、
請求項１乃至４のいずれか一項記載のものに関して、前
記制御手段は、バッテリが充電過電流になると、負荷を
運転させることを特徴としている。これにより、制御手
段は、バッテリが充電過電流になると負荷を運転させる
ため、充電過電流を防止することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の水質浄化装置の第１の実
施の形態を図１〜図５を参照して以下に説明する。ま
ず、図１において符号１１で示すものが水質浄化装置で
ある。この水質浄化装置１１は、池あるいは湖沼等の浄
化対象の水域１２に浮遊されて用いられるもので、水に
浮せるためのフロート１３と、フロート１３の下側に着
脱自在に支持されて水面１２ａ下に配置されるフィルタ
カートリッジ（フィルタ）１４と、フロート１３の上側
に固定されて水面１２ａ上に配置されるコントロールボ
ックス１５と、該コントロールボックス１５の上面に配
置された太陽電池１６とを有している。

【００１０】フィルタカートリッジ１４は、略円筒状を
なすもので、フロート１３で水面１２ａ下に吊られた状
態において軸線が鉛直方向に沿わされるようになってい
る。そして、このフィルタカートリッジ１４は、円筒状
に形成されるとともに多数の集水孔１８が全面に形成さ
れた外円筒部１９と、該外円筒部１９の内側に同軸状に
配置されるとともに多数の流入孔２１が全面に形成され
た内円筒部２２と、内円筒部２２より小径の取付孔２４
が形成されるとともに外円筒部１９および内円筒部２２
の上端面に外円筒部１９と内円筒部２２との間の隙間の
上方向の開口を閉塞するよう固定された有孔円板状の閉
塞部材２５と、外円筒部１９および内円筒部２２の下端
面にこれらのすべての下方向の開口を閉塞するよう固定
された円板状の閉塞部材２７とを有している。

【００１１】そして、閉塞部材２５，２７で閉塞される
外円筒部１９と内円筒部２２との間の隙間には、集水孔
１８および流入孔２１より径大の木炭等の濾過材が充填
されしかも有機物を分解する好気性の微生物が担持され
て処理部３０が形成されている。上側の閉塞部材２５の
取付孔２４には、閉塞部材２５，２７および内円筒部２
２で画成される内部隙間部３１内に延在する円筒状の揚
水管３３が、内円筒部２２と同軸をなしかつその外周面
が内円筒部２２の内周面と所定の間隔をあけた状態で嵌
合固定されており、これにより、内部隙間部３１は処理
部３０または揚水管３３を介する以外での外部への連通
が不可とされている。

【００１２】揚水管３３は、内部隙間部３１内における
閉塞部材２７の若干上側位置に下端開口部３４を開口さ
せており、上端開口部３５を、フィルタカートリッジ１
４とフロート１３との間の外部に開口する隙間に連通す
るよう閉塞部材２５から上方向に開口させている。揚水
管３３には、円筒状のエア排出管３７が隙間をもって挿
通されており、該エア排出管３７は、下端開口の排出口
３８が揚水管３３内において下端開口部３４より若干上
側の中間所定位置に位置され、上部側が揚水管３３より
上方に延出されコントロールボックス１５に導かれた状
態で設けられている。

【００１３】閉塞部材２７の上面位置には、円筒状のエ
ア噴出管４０が先端側を該上面に沿わせて設けられてい
る。このエア噴出管４０には、その内部を外部に連通さ
せるエア噴出孔４１が、処理部３０の下端位置すなわち
外円筒部１９と内円筒部２２との間に複数形成されてい
る。このエア噴出管４０は、基端側がコントロールボッ
クス１５に連結されている。なお、エア噴出管４０を外
円筒部１９と内円筒部２２との間の閉塞部材２７の上面
位置で一つまたは複数の輪状に形成し、その円周方向に
エア噴出孔４１を複数形成するようにしてもよい。

【００１４】ここで、浄化処理を行う場合には、エア排
出管３７にエアを供給させる。すると、供給されたエア
がエア排出管３７のエア排出口３８から噴出され、気泡
となって、揚水管３３内で下から上へ移動し、よって、
揚水管３３内に上方への水流が生じて、揚水管３３の下
端開口部３４から内部隙間部３１内の水が汲み上げられ
上部開口部３５から外部に排出される。これにより、強
制的にフィルタカートリッジ１４の側部外側の水すなわ
ち特にアオコ等の藻類を多く含む水面１２ａ近傍の水
が、外円筒部１９の集水孔１８から処理部３０に至り該
処理部３０を半径方向内方に通過して内円筒部２２の流
入孔２１から内部隙間部３１に至る。そして、上記処理
部３０通過時に、処理部３０を構成する濾過材に担持さ
れた好気性微生物により、アオコ等の藻類や有機質浮遊
物質、溶解性有機物質等が分解されることで水が浄化さ
れる。このようにして、処理部３０で浄化された水が揚
水管３３から外部に再び排出され、このような水の環流
で水域１２が浄化される。

【００１５】また、上記のような浄化処理により処理部
３０に目詰りが生じると、洗浄処理を実行するようエア
噴出管４０にエアを供給させる。これにより、処理部３
０の下端部に設けられたエア噴出管４０のエア噴出孔４
１からエアが噴出されることになり、該エアは、気泡と
なって、処理部３０内を主として上方に移動する。この
気泡の移動による衝撃等で、処理部３０を構成する濾過
材に振動が生じて付着したゴミが剥離等され、該ゴミが
気泡の移動で生じる水流で処理部３０の外部に運搬され
る。このようにして処理部３０内に溜まったゴミが除去
され、処理部３０が洗浄される。

【００１６】コントロールボックス１５内には、図２に
示すように、太陽電池１６に接続されたダイオード５１
と、該ダイオード５１に接続された、直流電力を交流電
力に変換するインバータ５２と、該インバータ５２とダ
イオード５１との間に一側が接続されるとともに他側が
接地されたコンデンサ５３と、コンデンサ５３およびイ
ンバータ５２よりダイオード５１側に３つのスイッチ５
４，５５，５６を介して接続可能とされた蓄給電回路５
７と、該蓄給電回路５７内に配置されるとともに該蓄給
電回路５７内のスイッチ５８により直列と並列とに接続
状態が切り換えられる二つのバッテリ５９，６０と、ス
イッチ５４〜５６のＯＮ・ＯＦＦの切り換えおよびスイ
ッチ５８の接続状態の切り換え等を制御するコントロー
ラ（制御手段）６１とを有する電源装置６２が設けられ
ており、さらに、インバータ５２で変換された交流電力
で内部の交流モータ（モータ）６３が駆動されることに
より圧縮空気を発生させるコンプレッサ６４と、コンプ
レッサ６４のエア吐出側を、エア排出管３７のみに連通
させる状態とエア噴出管４０のみに連通させる状態とに
選択的に切り換え可能な電磁式の三方切換弁６５とが設
けられている。なお、コントローラ６１は、三方切換弁
６５の切り換え制御およびインバータ５２のＯＮ・ＯＦ
Ｆ制御をも行うようになっている。

【００１７】電源装置６２についてさらに各状態別に説
明する。浄化処理を行う場合、太陽電池１６が発電した
発電力は、ダイオード５１を通してコンデンサ５３に充
電され、コンプレッサ６４の交流モータ６３を駆動する
インバータ５２に供給される。このようにしてコンプレ
ッサ６４を運転する。そして、コントローラ６１は、浄
化処理時には、スイッチ５５，５６をＯＦＦ状態とする
とともにスイッチ５８によりバッテリ５９，６０を並列
接続状態としおり、必要に応じてスイッチ５４をＯＮ状
態とする。これにより、太陽電池１６の電圧がバッテリ
５９，６０の電圧よりも高い場合には、ダイオード５
１、蓄給電回路５７内のダイオード６６および抵抗器６
７，６８を通してバッテリ５９，６０の充電を行う。こ
こで、抵抗器６７，６８はバッテリ５９，６０の充電電
流のアンバランスを防止するものである。

【００１８】また、バッテリ５９，６０の電力によりコ
ンプレッサ６４の交流モータ６３を駆動する場合、コン
トローラ６１が、スイッチ５６はＯＦＦ状態のままスイ
ッチ５５をＯＮ状態としスイッチ５８によりバッテリ５
９，６０を直列接続状態とする。すると、バッテリ５
９，６０の電力は蓄給電回路５７内の抵抗器６９を通し
てコンデンサ５３に充電される。ここで、抵抗器６９に
よりコンデンサ５３への過大な突入電流が防止される。
次に、コントローラ６１がスイッチ５６をＯＮ状態とし
て、バッテリ５９，６０の電力をコンプレッサ６４の交
流モータ６３を駆動するインバータ５２に供給させる。
このようにしてコンプレッサ６４を運転する。

【００１９】次に、この実施の形態の作動について図３
および図４に示すフローチャートを主に参照して説明す
る。浄化指令が入力されると、コントローラ６１は、ス
イッチ５５，５６をＯＦＦ状態とするとともに（ステッ
プＳＡ１）、スイッチ５８でバッテリ５９，６０を並列
に接続させる状態とする（ステップＳＡ２）。そして、
バッテリ５９，６０の電圧を検出し（ステップＳＡ
３）、バッテリ５９，６０が過電圧状態にあるか否かを
判定する（ステップＳＡ４）。そして、バッテリ５９，
６０が過電圧である場合、スイッチ５４をＯＦＦさせ
（ステップＳＡ５）、他方、バッテリ５９，６０が過電
圧でない場合、スイッチ５４をＯＮさせる（ステップＳ
Ａ６）。この状態においては、上述したように、太陽電
池１６が発電した発電力は、ダイオード５１を通してコ
ンデンサ５３に充電され、コンプレッサ６４の交流モー
タ６３を駆動するインバータ５２に供給されてコンプレ
ッサ６４を運転状態とする。

【００２０】一方で、コントローラ６１は、浄化指令が
入力されると三方切換弁６５によりコンプレッサ６４の
空気吐出側をエア排出管３７に連通させる。すると、コ
ンプレッサ６４から供給されたエアがエア排出管３７の
エア排出口３８から噴出され、気泡となって、揚水管３
３内で下から上へ移動し、よって、揚水管３３内に上方
への水流が生じて、上述したように処理部３０で浄化が
行われる。なお、このとき、コンプレッサ６４、三方切
換弁６５、エア排出管３７および揚水管３３がポンプ８
１を構成している。ここで、ステップＳＡ６においてス
イッチ５４がＯＮされた状態においては、太陽電池１６
の電圧がバッテリ５９，６０の電圧よりも高い場合に、
ダイオード５１，６６、抵抗器６７，６８を通して、並
列接続状態とされたバッテリ５９，６０に充電を行う。

【００２１】洗浄指令が入力されると、コントローラ６
１は、インバータ５２を停止させ（ステップＳＢ１）、
スイッチ５８でバッテリ５９，６０を直列に接続させる
状態とする（ステップＳＢ２）。そして、スイッチ５５
をＯＮさせてコンデンサ５３に充電を行う（ステップＳ
Ｂ３）。コンデンサ５３の充電に要する所定の一定時間
が経過した後、スイッチ５６をＯＮさせて（ステップＳ
Ｂ４）、直列に接続されたバッテリ５９，６０の電力を
コンプレッサ６４の交流モータ６３を駆動するインバー
タ５２に供給させるとともに、インバータ５２を運転状
態とする（ステップＳＢ５）。このようにして直列接続
されたバッテリ５９，６０の電力で交流モータ６３を駆
動してコンプレッサ６４を運転する。

【００２２】一方で、コントローラ６１は、洗浄指令が
入力されると三方切換弁６５によりコンプレッサ６４の
空気吐出側をエア噴出管４０に連通させる。すると、コ
ンプレッサ６４から供給されたエアが、処理部３０の下
端部に設けられたエア噴出管４０のエア噴出孔４１から
噴出されることになり、該エアは、気泡となって、処理
部３０内を移動しその洗浄を行う。なお、このとき、コ
ンプレッサ６４、三方切換弁６５およびエア噴出管４０
が洗浄装置８２を構成している。

【００２３】以上に述べた水質浄化装置１１によれば、
太陽電池１６の発電力で充電されるとともに必要に応じ
て電力を交流モータ６３へ供給するバッテリ５９，６０
を設けたため、バッテリ５９，６０を太陽電池１６の発
電力で充電しこのバッテリ５９，６０の電力を交流モー
タ６３に供給することにより、太陽電池１６による発電
量が交流モータ６３の駆動電力に対し不足する場合にお
いても交流モータ６３を十分な駆動力で駆動することが
できる。よって、夜間において洗浄処理を行うことがで
き、該洗浄処理により水に濁りが発生しても景観上問題
を生じることがなくなる。加えて、コントローラ６１
が、太陽電池１６の発電力で充電される充電時に複数の
バッテリ５９，６０を該太陽電池１６に対し並列に接続
させるため、日射量が少ないときでも充電ができる。ま
た、並列に接続されているために充電が過電流になりに
くく、小さなバッテリ５９，６０を用いる場合に特に効
果的である。

【００２４】さらに、コントローラ６１が、バッテリ５
９，６０の電力を交流モータ６３へ供給する運転時に複
数のバッテリ５９，６０を交流モータ６３に対し直列に
接続させるため、交流モータ６３の駆動力を高めること
ができる。その結果、洗浄のためのエア噴出管４０から
の空気噴出量を多くすることができ、洗浄処理を効果的
に行うことができる。さらに、コントローラ６１が、洗
浄装置８２の運転時のみ複数のバッテリ５９，６０を交
流モータ６３に対し接続させてこれらバッテリ５９，６
０の電力を供給させるため、バッテリ５９，６０の小型
化および長寿命化が図れる。

【００２５】ここで、浄化指令および洗浄指令を、コン
トローラ６１内で作り出すことも可能であり、このよう
に構成すれば、自動で浄化処理と洗浄処理の切り換えを
行うことができる。例えば、コントローラ６１の内部に
タイマを設け、該タイマにより、洗浄処理を行う周期の
設定時間の経過と、洗浄処理の実行時間の経過とを検知
するようにすればよい。この場合、タイマに時刻の設定
を行う等により、夜間においてのみ洗浄を自動的に行わ
せることも可能である（図示略）。

【００２６】以下に、タイマを使用せずに、夜間のみ洗
浄を自動的に行う一例を図５を参照して説明する。クロ
ックを出力させるＣＲ発振器等の発信器７１に、一の浄
化処理開始時点からその浄化処理が行われる浄化時間に
対応するクロックのパルス数の積算値があらかじめ設定
されるプリセットカウンタ７２が接続されており、この
プリセットカウンタ７２は、発振器７１から出力される
クロックのパルス数の積算値が設定値に達するとＨ信号
を出力する。プリセットカウンタ７２の出力側には、該
プリセットカウンタ７２からＨ信号が出力されるとＨ信
号を出力させるセット状態となるフリップフロップ回路
７３が接続されている。また、フリップフロップ回路７
３の出力側には、該フリップフロップ回路７３からの出
力と発振器７１からのクロックとが入力されフリップフ
ロップ回路７３がセットされた状態で発振器７１からの
クロックを出力させるＡＮＤ回路７４が接続されてお
り、該ＡＮＤ回路７４の出力側には、上記フリップフロ
ップ回路７３がセットされた状態で該ＡＮＤ回路７４を
介して発振器７１から出力されるクロックが入力される
カウンタ７５が接続されている。

【００２７】ここで、カウンタ７５のリセットには、太
陽電池１６の電圧と一定電圧（ＲＥＦ）とを比較して太
陽電池１６の電圧が一定電圧より高い場合にＨ信号を出
力するコンパレータ７６の出力がＯＲ回路７７を介して
入力されている。これにより、カウンタ７５は、太陽電
池１６の電圧が前記一定電圧より以下の状態すなわち暗
い状態においてカウント可能となる。カウンタ７５は、
夜間であることを判断するための時間に対応するクロッ
クのパルス数の積算値があらかじめ設定されるととも
に、上記フリップフロップ回路７３がセットされた状態
で発振器７１からＡＮＤ回路７４を介して出力されるク
ロックのパルス数の積算値が設定値に達すると夜間であ
ると判定してＨ信号を出力する。カウンタ７５には、該
カウンタ７５からＨ信号が出力されると洗浄指令である
Ｈ信号を出力させるセット状態となるフリップフロップ
回路７８が接続されている。以上により、浄化処理の時
間が経過した後、さらに、夜間であると判定されると、
フリップフロップ回路７８がＨ信号すなわち洗浄指令を
出力し洗浄処理を実行させる。なお、このフリップフロ
ップ回路７８のＨ信号は、他方でプリセットカウンタ７
２とフリップフロップ回路７３とに入力されており、こ
れらをリセットする。

【００２８】フリップフロップ回路７８は、さらに、Ａ
ＮＤ回路７９に入力されており、該ＡＮＤ回路７９の入
力には、発振器７１から出力されるクロックが入力され
ている。このＡＮＤ回路７９には、一の洗浄処理の実行
時間である洗浄時間に対応するクロックのパルス数の積
算値があらかじめ設定されるプリセットカウンタ８０が
接続されており、このプリセットカウンタ８０は、フリ
ップフロップ回路７８からＨ信号すなわち洗浄指令が出
力されている間にＡＮＤ回路７９を介して発振器７１か
ら出力されるクロックのパルス数の積算値が設定値に達
するとＨ信号を出力する。プリセットカウンタ８０は、
上記ＯＲ回路７７とフリップフロップ回路７８とに接続
されている。そして、ＯＲ回路７７に接続されたカウン
タ７５およびフリップフロップ回路７８は、プリセット
カウンタ８０から出力されるＨ信号でリセットされるこ
とになり、このリセットによりフリップフロップ回路７
８は出力が浄化指令であるＬ信号となる。以上により、
洗浄指令が出力されてからの時間が設定された洗浄時間
分に達すると、フリップフロップ回路７８がＬ信号すな
わち浄化指令を出力し浄化処理を実行させる。

【００２９】このような回路を用いることにより、浄化
処理の時間が経過した後、さらに、夜間であると判定さ
れると洗浄処理を実行させ、太陽電池電圧が高い昼間に
おいては洗浄処理を実行させないようにする。これによ
り、太陽電池１６の発電力がない夜間における運転が景
観上好ましい洗浄装置８２の運転時にのみバッテリ５
９，６０から交流モータ６３に電力を供給させることに
なるため、バッテリ５９，６０を有効使用できる。

【００３０】次に、本発明の水質浄化装置の第２の実施
の形態を主に図６〜図１０を参照して以下に、第１の実
施の形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１の
実施の形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明
は略す。第２の実施の形態においては、コントロールボ
ックス１５内に、図６に示すように、コンデンサ５３お
よびインバータ５２よりダイオード５１側に３つのスイ
ッチ５４，５５，５６を介してバッテリ５９が接続され
ており、コントローラ６１は、スイッチ５４〜５６のＯ
Ｎ・ＯＦＦの切り換えを制御するようになっている。さ
らに、バッテリ５９には電流検出器８４が接続されてい
る。

【００３１】コントローラ６１の制御について説明す
る。浄化処理を行う場合、コントローラ６１は、スイッ
チ５５，５６はＯＦＦ状態とし、スイッチ５４は、その
ときのバッテリ５９の電圧（すなわち充電状態）によっ
て切り換える。すなわち、バッテリ５９の電圧を計測
し、電圧が所定値より高い過電圧であり満充電状態であ
ると判定できれば、スイッチ５４をＯＦＦ状態とし、イ
ンバータ５２に運転指令を出力する。すると、太陽電池
１６の発電力は、ダイオード５１を通してコンデンサ５
３を充電し、インバータ５２に供給され、コンプレッサ
６４を太陽電池１６の発電力に応じたレベルで運転する
ことになる。他方、バッテリ５９の電圧が所定値より低
く充電が不充分であると判定した場合は、スイッチ５４
をＯＮ状態とし、インバータ５２に運転停止指令を出力
する。すると、太陽電池１６の発電力は、コンプレッサ
６４を運転させることなく、ダイオード５１、スイッチ
５４、ダイオード６６を通してバッテリ５９に充電され
る。

【００３２】なお、以上の制御について、さらに説明す
る。コントローラ６１は、内部タイマの計時時間または
運転量の積算値から浄化処理の指令信号と洗浄処理の指
令信号を作り、自動で浄化処理と洗浄処理とを切り換え
ることになるが、まず、浄化指令信号が入力された場合
について図７に示すフローチャートを参照して説明す
る。浄化指令信号が入力されると、コントローラ６１
は、スイッチ５５，５６をＯＦＦ状態とするとともに
（ステップＳＣ１）、バッテリ５９の電圧を検出し（ス
テップＳＣ２）、バッテリ５９が過電圧状態にあるか否
かを判定する（ステップＳＣ３）。そして、バッテリ５
９の電圧が所定値より高い過電圧状態である場合、スイ
ッチ５４をＯＦＦさせる（ステップＳＣ４）。この状態
においては、上述したように、太陽電池１６が発電した
発電力は、ダイオード５１を通してコンデンサ５３に充
電され、コンプレッサ６４の交流モータ６３を駆動する
インバータ５２に供給されてコンプレッサ６４を運転状
態とする。その一方で、コントローラ６１は、浄化指令
が入力されると三方切換弁６５によりコンプレッサ６４
の空気吐出側をエア排出管３７に連通させて浄化を行わ
せる。他方、ステップＳＣ３においてバッテリ５９が所
定値より高い過電圧状態でない場合、スイッチ５４をＯ
Ｎさせる（ステップＳＣ５）。この状態においては、上
述したように、太陽電池１６の発電力は、コンプレッサ
６４を運転させることなく、ダイオード５１、スイッチ
５４、ダイオード６６を通してバッテリ５９に充電され
る。

【００３３】なお、この実施の形態では、バッテリ５９
として容量が小さいものを用いる。すると、充電電流が
過電流になる場合があるため、これを防止するよう電流
検出器８４により計測する。すなわち、図８のフローチ
ャートのように、充電を開始した後は、過電流状態にあ
るか否かを判定し（ステップＳＤ１）、電流検出器によ
り計測される電流値が所定値を越えている場合、過電流
状態にあると判定して、インバータ５２をＯＮし（ステ
ップＳＤ２）、バッテリ５９の充電に加えて交流モータ
６３へ電流を流すことにより、過電流を防止する。他
方、電流検出器８４により計測される電流値が所定値を
越えていない場合、過電流状態にあると判定せず、スイ
ッチ５４をＯＮ状態とする（ステップＳＤ３）。ここ
で、インバータ５２をＯＮしバッテリ５９の充電に加え
て交流モータ６３へ電流を流すことにより過電流を防止
するため、太陽電池１６の最大発電電流とバッテリ５９
の最大充電電流とバッテリ電圧時のインバータ電流と
は、以下の条件を満足するようになっている。 太陽電池最大発電電流＜（バッテリ最大充電電流＋バッ
テリ電圧時のインバータ電流）

【００３４】また、バッテリ最大充電電流＞バッテリ電
圧時のインバータ電流の関係を満足させるようになって
おり、これにより、ステップＳＤ２でインバータ５２が
ＯＮされた後、バッテリ５９の電圧とコンデンサ５３の
電圧（インバータ入力電圧）とを比較し（ステップＳＤ
４）、バッテリ５９の電圧よりコンデンサ５３の電圧
（インバータ入力電圧）の方が低くなったとき、太陽電
池１６の発電電流はバッテリ５９の最大充電電流よりも
小さくなるため、インバータ５２をＯＦＦして（ステッ
プＳＤ５）、充電を優先する。

【００３５】次に、洗浄指令信号が入力された場合につ
いて図９に示すフローチャートを参照して説明する。浄
化指令信号が入力されると、コントローラ６１は、イン
バータ５２を停止させ（ステップＳＥ１）、スイッチ５
５をＯＮし（ステップＳＥ２）、コンデンサ５３に充電
を行う（ステップＳＥ３）。コンデンサ５３の充電に要
する所定の一定時間が経過した後、スイッチ５６をＯＮ
させて（ステップＳＥ４）、バッテリ５９の電力をコン
プレッサ６４の交流モータ６３を駆動するインバータ５
２に供給させるとともに、インバータ５２を運転状態と
する（ステップＳＥ５）。このようにしてバッテリ５９
の電力で交流モータ６３を駆動してコンプレッサ６４を
運転する。一方で、コントローラ６１は、洗浄指令が入
力されると三方切換弁６５によりコンプレッサ６４の空
気吐出側をエア噴出管４０に連通させて洗浄を行わせ
る。

【００３６】以上の第２の実施の形態によれば、第１の
実施の形態の奏する効果に加えて、コントローラ６１
が、交流モータ６３の運転に対しバッテリ５９への充電
を優先させるため、バッテリ５９が充電量不足に陥るこ
とを防止できる。さらに、コントローラ６１は、バッテ
リ５９が充電過電流になると、負荷としての交流モータ
６３を運転させるため、充電過電流を防止することがで
きる。

【００３７】ここで、第２の実施の形態においても、浄
化指令および洗浄指令を、コントローラ６１内で作り出
すことも可能であり、このように構成すれば、自動で浄
化処理と洗浄処理の切り換えを行うことができる。例え
ば、コントローラ６１の内部にタイマを設け、該タイマ
により、洗浄処理を行う周期の設定時間の経過と、洗浄
処理の実行時間の経過とを検知するようにすればよい。
この場合、タイマに時刻の設定を行う等により、夜間に
おいてのみ洗浄を自動的に行わせることも可能である。
しかしながら、この水質浄化装置１１は、太陽電池１６
により動作するものであり天候により運転量が異なるこ
とになるため、第２の実施の形態においては、運転量を
計測した上で、夜間においてのみ洗浄を自動的に行わせ
る回路を用いる。

【００３８】以下に、上記回路の一例を図１０を参照し
て説明する。第２の実施の形態の回路は、第１の実施の
形態の発振器７１に代えてＶ／Ｆ変換器８５を用いてい
る。すなわち、ポンプ８１の運転レベルは、太陽電池１
６の電圧と比例しているため、Ｖ／Ｆ変換器８５によ
り、電圧に応じた数のパルスを発生させるのである。具
体的に、第１の実施の形態に対する相違部分を説明す
る。パルス数の積算値があらかじめ設定されるプリセッ
トカウンタ７２は、Ｖ／Ｆ変換器８５から出力されるパ
ルス数の積算値が設定値に達するとＨ信号を出力する。
また、フリップフロップ回路７３の出力側には、該フリ
ップフロップ回路７３からの出力とＶ／Ｆ変換器８５か
らのパルスとが入力されフリップフロップ回路７３がセ
ットされた状態でＶ／Ｆ変換器８５からのパルスを出力
させるＡＮＤ回路７４が接続されている。さらに、カウ
ンタ７５は、夜間であることを判断するための時間に対
応するパルス数の積算値があらかじめ設定されるととも
に、第１の実施の形態と同様に、上記フリップフロップ
回路７３がセットされた状態で発信器７１からＡＮＤ回
路７４を介して出力されるパルス数の積算値が設定値に
達すると夜間であると判定してＨ信号を出力する。つま
り、暗くなってから暗いまま一定時間が経過したことで
夜間であると判定する。以上により、浄化処理の時間が
経過した後、さらに、夜間であると判定されると、フリ
ップフロップ回路７８がＨ信号すなわち洗浄指令を出力
し洗浄処理を実行させる。なお、このフリップフロップ
回路７８のＨ信号は、他方でプリセットカウンタ７２と
フリップフロップ回路７３とに入力されており、これら
をリセットする。

【００３９】フリップフロップ回路７８の出力は、さら
に、ＡＮＤ回路７９に入力されており、該ＡＮＤ回路７
９の入力には、Ｖ／Ｆ変換器８５から出力されるパルス
が入力されている。このＡＮＤ回路７９には、一の洗浄
処理に対応するパルス数の積算値があらかじめ設定され
るプリセットカウンタ８０が接続されており、このプリ
セットカウンタ８０は、フリップフロップ回路７８から
Ｈ信号すなわち洗浄指令が出力されている間にＡＮＤ回
路７９を介してＶ／Ｆ変換器８５から出力されるパルス
数の積算値が設定値に達するとＨ信号を出力する。

【００４０】以上のような回路により、設定された浄化
量を処理した後、さらに、夜間であると判定されると、
洗浄処理を実行させることになる。このような夜間の判
別は、タイマを用いた装置においても有効である。すな
わち、水質浄化装置の特性からタイマの時間合わせをす
ることは困難であるため、タイマにずれが生じても問題
にならない。

【００４１】なお、第１および第２の実施の形態におい
てコントローラ６１に、図１１に示すように、外部操作
可能な外部スイッチ８７を設けることも可能である（図
１１は第１の実施の形態に適用したもの）。この外部ス
イッチ８７は、浄化指令信号および洗浄指令信号を外部
操作で選択的に出力可能とされており、これにより、外
部スイッチ８７の操作でバッテリ５９，６０の電力を用
いて運転を行うことにより、天候によらず、動作確認や
デモとして運転することが可能となる。ここで、第２の
実施の形態においては、一つのバッテリ５９を用いる場
合を例にとり説明したが、第１の実施の形態と同様に並
列・直接を切り換える複数のバッテリ５９，６０を用い
てもよく、この場合、コントローラ６１は、両バッテリ
５９，６０が共に満充電状態であると判定した場合、イ
ンバータ５２に運転指令を出力する一方、バッテリ５
９，６０が共には満充電状態でないと判定した場合は、
インバータ５２に運転停止指令を出力して、交流モータ
６３の運転に対しバッテリ５９，６０への充電を優先さ
せる。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
記載の水質浄化装置によれば、太陽電池の発電力で充電
されるとともに必要に応じて電力をモータへ供給するバ
ッテリを設けたため、バッテリを太陽電池の発電力で充
電しこのバッテリの電力をモータに供給することによ
り、太陽電池による発電量がモータの駆動電力に対し不
足する場合においてもモータを十分な駆動力で駆動する
ことができる。しかも、洗浄装置の運転時のみバッテリ
をモータに対し接続させてバッテリの電力を供給させる
ため、バッテリの小型化および長寿命化が図れる。

【００４３】本発明の請求項２記載の水質浄化装置によ
れば、制御手段が、夜間における洗浄装置の運転時のみ
バッテリをモータに対し接続させてバッテリの電力を供
給させるため、太陽電池の発電力がない夜間における運
転が景観上好ましい洗浄装置の運転時にのみバッテリか
らモータに電力を供給させることになり、よって、バッ
テリを有効使用できる。

【００４４】本発明の請求項３記載の水質浄化装置によ
れば、制御手段が太陽電池の発電力で充電される充電時
に複数のバッテリを太陽電池に対し並列に接続させるた
め、日射量が少ないときでも充電ができる。加えて、制
御手段が、電力をモータへ供給する運転時に複数のバッ
テリをモータに対し直列に接続させるため、モータの駆
動力を高めることができる。

【００４５】本発明の請求項４記載の水質浄化装置によ
れば、制御手段が、モータの運転に対しバッテリへの充
電を優先させるため、バッテリが充電量不足に陥ること
を防止できる。

【００４６】本発明の請求項５記載の水質浄化装置によ
れば、制御手段が、バッテリが充電過電流になると負荷
を運転させるため、充電過電流を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の水質浄化装置の第１の実施の形態を
示す側断面図である。

【図２】 本発明の水質浄化装置の第１の実施の形態の
制御系を示す回路図である。

【図３】 本発明の水質浄化装置の第１の実施の形態の
浄化処理時の制御内容を示すフローチャートである。

【図４】 本発明の水質浄化装置の第１の実施の形態の
洗浄処理時の制御内容を示すフローチャートである。

【図５】 本発明の水質浄化装置の第１の実施の形態の
タイマの一例を示す回路図である。

【図６】 本発明の水質浄化装置の第２の実施の形態の
制御系を示す回路図である。

【図７】 本発明の水質浄化装置の第２の実施の形態の
浄化処理時の制御内容を示すフローチャートである。

【図８】 本発明の水質浄化装置の第２の実施の形態の
充電電流の過電流防止の制御内容を示すフローチャート
である。

【図９】 本発明の水質浄化装置の第２の実施の形態の
洗浄処理時の制御内容を示すフローチャートである。

【図１０】 本発明の水質浄化装置の第２の実施の形態
の運転量計測のための回路の一例を示す回路図である。

【図１１】 本発明の水質浄化装置の第１の実施の形態
の制御系の変形例を示す回路図である。

【符号の説明】

１２ａ 水面 １４ フィルタカートリッジ（フィルタ） １６ 太陽電池 ５９，６０ バッテリ ６１ コントローラ（制御手段） ６３ 交流モータ（モータ） ８１ ポンプ ８２ 洗浄装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィルタと、モータで駆動されるととも
   にフィルタを通過するよう水流を発生させるポンプと、
   モータで駆動されるとともにフィルタを洗浄する洗浄装
   置と、モータへ電力を供給する太陽電池とを有する水質
   浄化装置において、 太陽電池の発電力で充電されるとともに必要に応じて電
   力をモータへ供給するバッテリを設けるとともに、 洗浄装置の運転時のみバッテリをモータに対し接続させ
   てバッテリの電力をモータに供給させる制御手段を有す
   ることを特徴とする水質浄化装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、夜間における洗浄装置
   の運転時のみバッテリをモータに対し接続させてバッテ
   リの電力をモータに供給させることを特徴とする請求項
   １記載の水質浄化装置。
3. 【請求項３】 前記バッテリを複数設けるとともに、前
   記制御手段は、太陽電池の発電力で充電される充電時に
   前記複数のバッテリを太陽電池に対し並列に接続させ、
   電力をモータへ供給する運転時に前記複数のバッテリを
   モータに対し直列に接続させることを特徴とする請求項
   １または２記載の水質浄化装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、モータの運転に対し、
   バッテリへの充電を優先させることを特徴とする請求項
   １乃至３のいずれか一項に記載の水質浄化装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段は、バッテリが充電過電流
   になると、負荷を運転させることを特徴とする請求項１
   乃至４のいずれか一項に記載の水質浄化装置。