JPH1199309A - 水質浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 運転効率を高くすることができる水質浄化装
置を得ること。 【解決手段】 本発明は、太陽電池１６と、太陽電池１
６に接続されたコンデンサ４５ａと、４個のスイッチン
グトランジスタから各々構成され、コンデンサ４５ａの
電圧に基づいて、一定周期毎に極性が変化する矩形波状
の交流駆動電圧を各々生成するスイッチング回路４７、
８０と、太陽電池１６の出力電圧、すなわち電圧Ｖoを
検出して、検出結果を電圧検出信号Ｓｖとして出力する
電圧検出器６０と、電圧検出信号Ｓｖに応じて、スイッ
チング回路４７および８０のスイッチング動作を制御す
るコントローラ５１と、交流駆動電圧により各々駆動さ
れ圧縮空気を三方弁４９へ供給する空気圧縮機８１ａ、
８１ｂとを有している。

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は、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。図１２は、従来の水質浄化装置の外
観構成を示す断面図である。この図において、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１
１は、池あるいは湖沼等の浄化対象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。

【０００３】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。

【０００４】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
て処理槽（実部）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２２で画成される内部空間部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、内部空間部３
１は処理槽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。

【０００５】揚水管３３は、内部空間部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。

【０００６】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、処理槽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。

【０００７】ここで、図１２に示す水質浄化装置１１の
コントロールボックス１５内の電気的構成を図１３を参
照して説明する。図１３は、図１２に示すコントロール
ボックス１５内の電気的構成を示すブロック図である。
この図において、太陽電池１６は、装置各部に電力を供
給するものであり、陽光の日射量が多くなるに従って、
その出力電流が大きくなるという特性を有している。

【０００８】４５は、太陽電池１６に並列接続されたコ
ンデンサであり、太陽電池１６の出力電流が充電され
る。このコンデンサ４５としては、後述するスイッチン
グ回路４７のスイッチング動作の１サイクル内において
充放電されても、その電圧の変化がほとんど無視できる
ほどの大容量（例えば、２２０００μＦ）のものが用い
られている。

【０００９】スイッチング回路４７は、太陽電池１６
（コンデンサ４５）に接続されており、図示しない４つ
のスイッチングトランジスタから構成されている。この
スイッチング回路４７は、コンデンサ４５の電圧から、
一定周期で正および負方向に変化する矩形波状の交流駆
動電圧を生成する。この交流駆動電圧の周波数は、例え
ば、５０Ｈｚである。

【００１０】５０は、コントローラであり、スイッチン
グ回路４７のスイッチングトランジスタのオン／オフを
制御する。４８は、圧縮空気を吐出する空気圧縮機であ
り、スイッチング回路４７から出力される交流駆動電圧
により駆動される。この空気圧縮機４８は、ダイアフラ
ムが往復駆動されることにより、空気圧縮が行われる電
磁式のものである。

【００１１】４９は、三方弁であり、空気圧縮機４８よ
り吐出される圧縮空気を、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
選択的に切り換える。この切り換え動作は、図示しない
弁切換制御装置によりなされる。

【００１２】また、この従来の水質浄化装置において
は、図１２に示すフロート１３より下の部分と同一構成
（以下、浄化ユニットと称する）のものが、同図に示す
水質浄化装置１１に併設されており、上記浄化ユニット
内には、図１２に示すエア排出管３７およびエア噴出管
４０の末端部分が設けられている。

【００１３】次に、上述した従来の水質浄化装置１１の
動作について説明する。ここでは、図示しない弁切換制
御装置により図１３に示す三方弁４９がエア排出管３７
側に切り換えられているものとする。まず、早朝におい
て太陽が昇ると、図１２に示す太陽電池１６の表面に
は、太陽光が照射され、図１３に示す太陽電池１６から
は、出力電流が出力され、この出力電流は、コンデンサ
４５に充電される。これにより、コンデンサ４５の電圧
が上昇する。

【００１４】次に、コントローラ５０は、スイッチング
回路４７の各スイッチングトランジスタへオン信号Ｓｓ
を出力する。これにより、スイッチング動作が行われ、
スイッチング回路４７からは、交流駆動電圧が空気圧縮
機４８へ出力される。これにより、空気圧縮機４８が駆
動され、図１３に示すエア排出管３７に所定量のエアが
供給され、該エアは、図１２に示すエア排出管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内には、同
図上方へ流れる水流が生じる。これにより、揚水管３３
の下端開口部３４から内部空間部３１内の水が汲み上げ
られ、該水は上部開口部３５から外部に排出される。

【００１５】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１
８から処理槽３０に至り該処理槽３０を半径方向内方に
通過して内円筒部２２の流入孔２１から内部空間部３１
に至る。そして、上記処理槽３０通過時に、処理槽３０
を構成する濾過材に、アオコ等の藻類や有機質浮遊物
質、溶解性有機物質等が吸着されることで水が浄化され
る。ここで、濾過材に吸着された上記物質等は、該濾過
材に担持された好気性微生物により分解される。このよ
うにして、処理槽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浄化対象１
２が浄化される。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の水質浄化装置においては、太陽電池１６の出力電力
の大きさにかかわらず負荷（空気圧縮機４８）の大きさ
が一定とされているため、運転効率が低くなるという欠
点があった。本発明は、このような背景の下になされた
もので、運転効率を高くすることができる水質浄化装置
を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、太陽電池と、供給される水を浄化するフィルタと、
前記太陽電池の発電電力により駆動され、前記フィルタ
に浄化すべき水を供給する複数のポンプと、前記発電電
力に応じて、前記複数のポンプの駆動台数を制御する制
御手段とを具備することを特徴とする。また、請求項２
に記載の発明は、請求項１に記載の水質浄化装置におい
て、前記複数のポンプに対応して各々設けられ、前記太
陽電池と前記複数のポンプとの間に各々介挿された複数
のスイッチ手段を有し、前記制御手段は、前記発電電力
に応じて、前記複数のスイッチ手段をオン／オフ制御す
ることにより、前記複数のポンプの駆動台数を制御する
ことを特徴とする。また、請求項３に記載の発明は、太
陽電池と、供給される水を浄化するフィルタと、前記太
陽電池の発電電力により駆動され、前記フィルタに浄化
すべき水を供給する複数のポンプと、前記発電電力が所
定値以上となったとき、前記複数のポンプのうち所定台
数のポンプを駆動した後、前記所定台数のポンプが駆動
されている場合における前記発電電力が前記所定値以上
となったとき停止しているポンプを駆動する制御手段と
を具備することを特徴とする水質浄化装置。また、請求
項４に記載の発明は、請求項３に記載の水質浄化装置に
おいて、前記制御手段は、前記発電電力が所定値以下と
なったとき、駆動されているポンプのうち所定台数のポ
ンプを停止した後、前記所定台数のポンプが停止してい
る場合における前記発電電力が前記所定値以下となった
とき駆動されているポンプを停止することを特徴とす
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】

＜第１実施形態＞以下、本発明の第１実施形態による水
質浄化装置の構成について図１および図２を参照して説
明する。この第１実施形態による水質浄化装置の外観構
成は、図１２に示すものと同一である。図１は、本発明
の第１実施形態による水質浄化装置の電気的構成を示す
ブロック図であり、図２は、図１２に示すコントロール
ボックス１５内の電気的構成を示す回路図である。

【００１９】これら図１および図２において、図１２お
よび図１３の各部に対応する部分には同一の符号を付け
る。図１および図２においては、図１３に示す空気圧縮
機４８に代えて空気圧縮機８１ａが、また図１３に示す
コンデンサ４５に代えてコンデンサ４５ａが、図１３に
示すコントローラ５０に代えてコントローラ５１が各々
設けられており、さらに、電圧検出器６０、スイッチン
グ回路８０、空気圧縮機８１ｂが新たに設けられてい
る。

【００２０】図１に示す太陽電池１６は、図３に曲線Ａ
およびＢで示す電気的特性を有している。曲線Ａは、太
陽電池１６に照射される太陽光の日射量がワット換算で
６００Ｗ／ｍ²のときにおける太陽電池１６の電圧ー電
流特性を示す特性曲線である。この曲線Ａから判るよう
に、太陽電池１６は、短絡電流（電圧＝０Ｖ）が約２．
２Ａの一定電流を出力するという、定電流的特性を有し
ている。また、上記曲線Ａおよび同図に実線で示す、８
００Ｗ／ｍ²、１０００Ｗ／ｍ²の各特性曲線から判るよ
うに、太陽電池１６は、太陽光の日射量が多くなるに従
って、その出力電流が大きくなるという特性を有してい
る。他方、曲線Ｂは、曲線Ａと同様にして太陽光の日射
量がワット換算で６００Ｗ／ｍ²のときにおける電圧ー
電力特性を示す特性曲線である。

【００２１】図１に示すコンデンサ４５ａは、図２に示
す太陽電池１６に並列接続されており、このコンデンサ
４５ａには、太陽電池１６の出力電流ＩBが充電され
る。このコンデンサ４５ａとしては、後述するスイッチ
ングトランジスタＴr1〜Ｔr4のスイッチング動作の１サ
イクル内において充放電されても、その電圧Ｖoの変化
がほとんど無視できるほどの大容量（例えば、２２００
０μＦ）のものが用いられている。

【００２２】スイッチング回路４７は、図２に示す太陽
電池１６（コンデンサ４５ａ）に接続されており、コン
デンサ４５ａの電圧Ｖoから、一定周期で正および負方
向に変化する矩形波状の交流駆動電圧Ｖ11を生成する。
この交流駆動電圧Ｖ11の周波数は、例えば、５０Ｈｚで
ある。

【００２３】また、上記スイッチング回路４７は、図２
に示すスイッチングトランジスタＴr1〜Ｔr4、およびダ
イオードＤ1〜Ｄ4から構成されている。上記スイッチン
グトランジスタＴr1およびＴr4は、スイッチングトラン
ジスタＴr1のエミッタとスイッチングトランジスタＴr4
のコレクタとが接続されるようにして直列接続されてい
る。このスイッチングトランジスタＴr1のコレクタとエ
ミッタとの間には、ダイオードＤ1が介挿されている。

【００２４】すなわち、スイッチングトランジスタＴr1
のコレクタには、ダイオードＤ1のカソードが接続され
ており、他方、スイッチングトランジスタＴr1のエミッ
タには、ダイオードＤ1のアノードが接続されている。
また、スイッチングトランジスタＴr4には、上記スイッ
チングトランジスタＴr1と同様にして、ダイオードＤ4
が並列接続されている。

【００２５】また、スイッチングトランジスタＴr3およ
びＴr2は、スイッチングトランジスタＴr3のエミッタと
スイッチングトランジスタＴr2のコレクタが接続される
ようにして直列接続されている。このスイッチングトラ
ンジスタＴr3およびＴr2から構成される直列回路と、上
述したスイッチングトランジスタＴr1およびＴr4から構
成される直列回路とは、コンデンサ４５ａに並列接続さ
れている。

【００２６】スイッチング回路８０は、図２に示す太陽
電池１６に接続されており、基本的な構成がスイッチン
グ回路４７と同一である。すなわち、スイッチング回路
８０は、スイッチングトランジスタＴr1b〜Ｔr4b、およ
びダイオードＤ1b〜Ｄ4bから構成されている。また、こ
のスイッチング回路８０は、コンデンサ４５ａの電圧Ｖ
oから、一定周期で正および負方向に変化する矩形波状
の交流駆動電圧Ｖ22を生成する。この交流駆動電圧Ｖ22
の周波数は、例えば、５０Ｈｚである。

【００２７】電圧検出器６０は、太陽電池１６の出力電
圧、すなわち電圧Ｖoを検出して、検出結果を電圧検出
信号Ｓｖとしてコントローラ５１へ出力する。コントロ
ーラ５１は、スイッチング回路４７のスイッチングトラ
ンジスタＴr1〜Ｔr4のオン／オフを制御し、具体的に
は、ベースＢ1およびＢ2と、ベースＢ3およびＢ4とへ一
定時間間隔でオン信号Ｓｓを各々供給する。これと同様
にして、コントローラ５１は、スイッチング回路８０の
スイッチングトランジスタＴr1b〜Ｔr4bのオン／オフを
制御し、具体的には、ベースＢ1bおよびＢ2bと、ベース
Ｂ3bおよびＢ4bとへ一定時間間隔でオン信号Ｓｓを各々
供給する。

【００２８】また、コントローラ５１は、入力される電
圧検出信号Ｓｖに基づいて、スイッチング回路４７およ
びスイッチング回路８０に対するスイッチング制御を行
う。すなわち、コントローラ５１は、電圧検出信号Ｓｖ
より得られる出力電圧（電圧Ｖo）が１２Ｖ未満のと
き、いずれのスイッチング回路に対するスイッチング制
御を行わない。また、コントローラ５１は、電圧検出信
号Ｓｖより得られる出力電圧（電圧Ｖo）が１２Ｖ以上
５０Ｖ未満のとき、スイッチング回路４７に対してのみ
スイッチング制御を行う一方、出力電圧（電圧Ｖo）が
５０Ｖ以上のとき、スイッチング回路４７およびスイッ
チング回路８０の双方に対してスイッチング制御を行
う。

【００２９】空気圧縮機８１ａは、その基本的な構成が
図１３に示す空気圧縮機４８と同一とされているが、容
量が空気圧縮機４８の２分の１とされている。この空気
圧縮機８１ａは、スイッチングトランジスタＴr1のエミ
ッタとスイッチングトランジスタＴr3のエミッタとの間
の電位差、すなわち、上述した交流駆動電圧Ｖ11により
駆動される。

【００３０】ここで、上述した太陽電池１６の負荷特
性、すなわち、太陽電池１６に負荷を接続した場合の、
日射量（ワット換算）と出力電力との関係について図４
を参照して説明する。図４において、負荷曲線Ｄは、負
荷として１台の空気圧縮機８１ａまたは空気圧縮機８１
ｂを太陽電池１６に接続した場合の負荷特性を表す。以
下、１台の空気圧縮機８１ａまたは空気圧縮機８１ｂを
負荷とした場合の運転を１台運転と称する。

【００３１】一方、負荷曲線Ｅは、負荷として２台の空
気圧縮機８１ａおよび空気圧縮機８１ｂを並列接続した
場合の負荷特性を表す。以下、空気圧縮機８１ａおよび
空気圧縮機８１ｂを負荷とする運転を２台運転と称す
る。

【００３２】この図からわかるように、日射量がワット
換算で４００Ｗ／ｍ²より小の場合には、１台運転のほ
うが２台運転より多くの出力が得られる。他方、日射量
がワット換算で４００Ｗ／ｍ²以上の場合には、２台運
転のほうが１台運転より多くの出力が得られる。

【００３３】さらに、ワット換算の日射量と太陽電池１
６の出力電圧（電圧Ｖo）との関係を図５に示す。この
図に示す曲線Ｆは、日射量がワット換算で４００Ｗ／ｍ
²（図４参照）のとき、出力電圧（電圧Ｖo）が５０
［Ｖ］であることを表している。

【００３４】次に、上述した第１実施形態による水質浄
化装置の動作について図６に示すフローチャートを参照
して説明する。図２において、太陽電池１６に太陽光が
照射されると、太陽電池１６からは、出力電流が出力さ
れ、この出力電流は、コンデンサ４５に充電される。こ
れにより、コンデンサ４５の電圧Ｖoが上昇する。ま
た、この電圧Ｖoは、電圧検出器６０により検出され、
電圧検出器６０からは、電圧Ｖoに対応する電圧検出信
号Ｓｖがコントローラ５１へ出力される。

【００３５】これにより、コントローラ５１は、図６に
示すステップＳＡ１へ進み、電圧検出信号Ｓｖより得ら
れる太陽電池１６の出力電圧（電圧Ｖo）が１２［Ｖ］
以上であるか否かを判断する。今、電圧Ｖoが１２
［Ｖ］より小であるものとすると、コントローラ５１
は、ステップＳＡ１の判断結果を「ＮＯ」としてステッ
プＳＡ３へ進む。

【００３６】ステップＳＡ３では、コントローラ５１
は、スイッチング回路４７およびスイッチング回路８０
に供給すべきオン信号Ｓｓの出力を停止した後、ステッ
プＳＡ１へ戻り、上述した判断を繰り返す。従って、今
の場合、空気圧縮機８１ａおよび空気圧縮機８１ｂは、
共に全停止状態とされている。ここで、電圧Ｖoが１２
［Ｖ］より小であるときに全停止する理由は、１２
［Ｖ］より小の電圧Ｖoでは、空気圧縮機８１ａからエ
アが吐出されないからである。

【００３７】また、太陽電池１６の出力電圧（電圧Ｖ
o）が１２［Ｖ］以上になったものとすると、コントロ
ーラ５１は、ステップＳＡ１の判断結果を「ＹＥＳ」と
してステップＳＡ２へ進む。ステップＳＡ２では、コン
トローラ５１は、太陽電池１６の出力電圧（電圧Ｖo）
が５０［Ｖ］以上であるか否かを判断する。今、太陽電
池１６の出力電圧（電圧Ｖo）が１２［Ｖ］以上５０
［Ｖ］未満であるものとすると、コントローラ５１は、
ステップＳＡ２の判断結果を「ＮＯ」としてステップＳ
Ａ４へ進む。

【００３８】ステップＳＡ４では、コントローラ５１
は、スイッチング回路４７のみへオン信号Ｓｓを出力し
た後、ステップＳＡ１へ戻る。これにより、スイッチン
グ回路４７のスイッチングトランジスタＴr1〜Ｔr4のベ
ースＢ1〜Ｂ4には、オン信号Ｓｓが供給される。これに
より、スイッチング動作が行われ、スイッチング回路４
７からは、交流駆動電圧Ｖ11が空気圧縮機８１ａへ出力
される。

【００３９】これにより、空気圧縮機８１ａが駆動さ
れ、図１に示すエア排出管３７に所定量のエアが供給さ
れ、該エアは、図１２に示すエア排出管３７のエア排出
口３８から噴出される。以下、前述した動作を経て、処
理槽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浄化対象１２が浄化され
る。

【００４０】また、太陽光の照射量が増加することによ
り、太陽電池１６の出力電圧（電圧Ｖo）が５０［Ｖ］
以上になったとすると、図２に示すコントローラ５１
は、ステップＳＡ２の判断結果を「ＹＥＳ」として、ス
テップＳＡ５へ進む。

【００４１】ステップＳＡ５では、コントローラ５１
は、スイッチング回路４７およびスイッチング回路８０
へ共にオン信号Ｓｓを出力した後、ステップＳＡ１へ戻
る。これにより、スイッチング回路４７のスイッチング
トランジスタＴr1〜Ｔr4のベースＢ1〜Ｂ4には、オン信
号Ｓｓが供給されるとともに、スイッチング回路８０の
スイッチングトランジスタＴr1b〜Ｔr4bのベースＢ1b〜
Ｂ4bには、オン信号Ｓｓが供給される。これにより、ス
イッチング動作が行われ、スイッチング回路４７から
は、交流駆動電圧Ｖ11が空気圧縮機８１ａへ出力される
とともに、スイッチング回路８０からは、交流駆動電圧
Ｖ22が空気圧縮機８１ｂへ出力される。

【００４２】これにより、空気圧縮機８１ａおよび空気
圧縮機８１ｂが共に駆動され、図１に示すエア排出管３
７に所定量のエアが供給され、該エアは、図１２に示す
エア排出管３７のエア排出口３８から噴出される。以
下、前述した動作を経て、処理槽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
流で浄化対象１２が浄化される。

【００４３】＜第２実施形態＞図７は、本発明の第２実
施形態による水質浄化装置の構成を示すブロック図であ
る。この図においては、図１の各部に対応する部分には
同一の符号を付けその説明を省略する。図７において
は、太陽電池１１６、コンデンサ１４５ａ、スイッチン
グ回路１４７、コントローラ１５１、電圧検出器１６
０、空気圧縮機１８１ａ、空気圧縮機１８１ｂ、エア排
出管１３７、三方弁１４９およびエア噴出管１４０が新
たに設けられている。これら各装置は、太陽電池１６、
コンデンサ４５ａ、スイッチング回路４７、コントロー
ラ１５１、電圧検出器６０、空気圧縮機８１ａ、空気圧
縮機８１ｂ、エア排出管３７、三方弁４９およびエア噴
出管４０に各々対応している。

【００４４】また、太陽電池１１６は、太陽電池１６に
並列接続されている。コントローラ１５１は、第１実施
形態において説明したように、電圧検出信号Ｓｖより得
られるコンデンサ４５ａの電圧が１２［Ｖ］以上５０
［Ｖ］より小のとき、スイッチング回路４７へオン信号
Ｓｓを出力する。また、コントローラ５１は、上記電圧
が５０［Ｖ］以上のとき、スイッチング回路４７および
スイッチング回路８０へ共にオン信号Ｓｓを出力する。
すなわち、コンデンサ４５ａの電圧が１２［Ｖ］以上５
０［Ｖ］より小であるとき、空気圧縮機８１ａが駆動さ
れる一方、上記電圧が５０［Ｖ］以上であるとき空気圧
縮機８１ａおよび空気圧縮機８１ｂが共に駆動される。

【００４５】また、コントローラ１５１は、電圧検出信
号Ｓｖより得られるコンデンサ１４５ａの電圧が６０
［Ｖ］以上８０［Ｖ］より小であるとき、スイッチング
回路１４７へオン信号Ｓｓを出力する。また、コントロ
ーラ１５１は、上記電圧が８０［Ｖ］以上であるとき、
スイッチング回路１４７およびスイッチング回路１８０
へ共にオン信号Ｓｓを出力する。すなわち、コンデンサ
１４５ａの電圧が６０［Ｖ］以上８０［Ｖ］より小であ
るとき、空気圧縮機１８１ａが駆動される一方、上記電
圧が８０［Ｖ］以上であるとき、空気圧縮機１８１ａお
よび空気圧縮機１８１ｂが共に駆動される。

【００４６】上記構成において、太陽電池１６および太
陽電池１１６に太陽光が照射されると、コンデンサ４５
ａおよびコンデンサ１４５ａの各電圧が上昇する。そし
て、コンデンサ４５ａの電圧が１２［Ｖ］以上になる
と、空気圧縮機８１ａが駆動され、１台運転が行われ、
さらに上記電圧が５０［Ｖ］以上になると空気圧縮機８
１ａおよび空気圧縮機８１ｂが共に駆動され、２台運転
が行われる。

【００４７】そして、さらに太陽光が強くなり、コンデ
ンサ１４５ａの電圧が６０［Ｖ］以上になると、空気圧
縮機１８１ａが駆動される。このときには、空気圧縮機
８１ａ、空気圧縮機８１ｂおよび空気圧縮機１８１ａが
駆動されており、３台運転が行われている。

【００４８】さらに、コンデンサ１４５ａの電圧が８０
［Ｖ］以上になると、空気圧縮機１８１ｂが駆動され
る。このときには、空気圧縮機８１ａ、空気圧縮機８１
ｂ、空気圧縮機１８１ａおよび空気圧縮機１８１ｂが駆
動されており、４台運転が行われる。

【００４９】以上説明したように、本発明の第２実施形
態による水質浄化装置によれば、コントローラ５１、コ
ントローラ１５１においてオン信号Ｓｓを出力するとき
の、電圧の設定を各々異ならせているので、太陽光の強
さに対応させて浄化効率を向上させることができるとい
う効果が得られる。

【００５０】なお、上述した第２実施形態による水質浄
化装置においては、コントローラ５１、コントローラ１
５１における電圧の設定値が任意に変更される。

【００５１】＜第３実施形態＞図８は、本発明の第３実
施形態による水質浄化装置の構成を示すブロック図であ
る。この図において、図１の各部に対応する部分には同
一の符号を付けその説明を省略する。図８においては、
図１に示すエア排出管３７、三方弁４９およびエア噴出
管４０以外の各部が新たに設けられている。図８に示す
２００1〜２００5は、図１に示す太陽電池１６と同一構
成とされている太陽電池であり、各々並列接続されてい
る。２０１は、太陽電池２００1〜２００5に並列接続さ
れたコンデンサであり、このコンデンサ２０１には、太
陽電池２００1〜２００5の出力電流が充電される。この
コンデンサ２０１としては、後述するスイッチング回路
２０３のスイッチング動作の１サイクル内において充放
電されても、その電圧Ｖｏの変化がほとんど無視できる
ほどの大容量のものが用いられている。

【００５２】２０２は、太陽電池２００1〜２００5の出
力電圧、すなわちコンデンサ２０１の電圧Ｖｏを検出す
る電圧検出器であり、検出結果を電圧検出信号Ｓｖとし
て出力する。

【００５３】スイッチング回路２０３は、コンデンサ２
０１に接続されており、図示しない４つのスイッチング
トランジスタから構成されている。このスイッチング回
路２０３は、図２に示すスイッチング回路４７と同一構
成とされている。すなわち、このスイッチング回路２０
３は、コンデンサ２０１の電圧Ｖｏから、一定周期で正
および負方向に変化する矩形波状の交流駆動電圧を生成
する。この交流駆動電圧の周波数は、例えば、５０Ｈｚ
である。

【００５４】２０４は、コントローラであり、スイッチ
ング回路２０３のスイッチングトランジスタのオン／オ
フを制御すべく、スイッチング回路２０３へオン信号Ｓ
ｓを出力する。また、コントローラ２０４は、電圧検出
信号Ｓｖより得られるコンデンサ２０１の電圧Ｖｏに応
じて、後述するスイッチ２０５1〜２０５5へオン信号Ｓ
1〜Ｓ5を各々出力する。このコントローラ２０４の動作
の詳細については後述する。

【００５５】スイッチ２０５1〜２０５5は、各一端がス
イッチング回路２０３の出力端に各々接続されており、
オン信号Ｓ1〜Ｓ5によりオン／オフ制御される。空気圧
縮機２０６1〜２０６5は、図１に示す空気圧縮機８１ａ
と同一構成である複数の空気圧縮機であり、これら空気
圧縮機２０６1〜２０６5の各吐出口から吐出されるエア
は、三方弁４９の端部へ供給される。これら空気圧縮機
２０６1〜２０６5の各入力端は、スイッチ２０５1〜２
０５5の各他端に各々接続されている。

【００５６】次に、上述した第３実施形態による水質浄
化装置の動作を図９に示すフローチャートを参照して説
明する。図８において、太陽電池２００1〜２００5に太
陽光が照射されると、太陽電池２００1〜２００5から
は、出力電流が出力され、この出力電流は、コンデンサ
２０１に充電される。これにより、コンデンサ２０１の
電圧Ｖｏが上昇する。また、この電圧Ｖｏは、電圧検出
器２０２により検出され、電圧検出器２０２からは、電
圧Ｖｏに対応する電圧検出信号Ｓｖがコントローラ２０
４へ出力される。

【００５７】これにより、コントローラ２０４は、スイ
ッチング回路２０３へオン信号Ｓｓを出力した後、図９
に示すステップＳＢ１へ進む。これにより、スイッチン
グ回路２０３がスイッチング制御され、スイッチング回
路２０３からは、交流駆動電圧が出力される。今の場
合、スイッチ２０５1〜２０５5は、全てオフとされてい
るものとし、従って、空気圧縮機２０６1〜２０６5は、
全て停止している。

【００５８】図９に示すステップＳＢ１において、コン
トローラ２０４は、オン信号Ｓ1をスイッチ２０５1へ出
力した後、ステップＳＢ２へ進む。これにより、スイッ
チ２０５1がオンとされ、空気圧縮機２０６1には、スイ
ッチ２０５1を介して交流駆動電圧が供給される。この
結果、空気圧縮機２０６1が駆動され、空気圧縮機２０
６1から吐出されたエアは、三方弁４９へ供給される。
また、スイッチ２０５1がオンとされたとき、太陽電池
２００1〜２００5の出力電圧、言い換えれば、コンデン
サ２０１の電圧Ｖｏは、低下する。この電圧Ｖｏが低下
する割合は、太陽電池２００1〜２００5に対する太陽光
の照射量に比例する。

【００５９】ステップＳＢ２では、コントローラ２０４
は、電圧検出信号Ｓｖより得られる、コンデンサ２０１
の電圧Ｖｏが６０［Ｖ］以上であるか否かを判断し、同
判断結果が「ＮＯ」の場合、ステップＳＢ１へ戻り、一
方、同判断結果が「ＹＥＳ」の場合、ステップＳＢ３へ
戻る。

【００６０】今、コンデンサ２０１の電圧Ｖｏが６０
［Ｖ］以上であるものとすると、コントローラ２０４
は、ステップＳＢ３へ進み、オン信号Ｓ2をスイッチ２
０５2へ出力した後、ステップＳＢ４へ進む。これによ
り、スイッチ２０５2がオンとされ、空気圧縮機２０６2
が駆動される。すなわち、今の場合には、空気圧縮機２
０６1および２０６2が２台運転されている。

【００６１】ステップＳＢ４では、コントローラ２０４
は、コンデンサ２０１の電圧Ｖｏが５５［Ｖ］以下であ
るか否かを判断し、同判断結果が「ＹＥＳ」の場合、ス
テップＳＢ５へ進み、オン信号Ｓ2の出力を停止する。
これにより、空気圧縮機２０６2が停止される。今の場
合、コンデンサ２０１の電圧Ｖｏが５５［Ｖ］より大で
あって、かつ６０［Ｖ］より小であるものとすると、コ
ントローラ２０４は、ステップＳＢ４の判断結果を「Ｎ
Ｏ」としてステップＳＢ６へ進む。

【００６２】ステップＳＢ６では、コントローラ２０４
は、コンデンサ２０１の電圧Ｖｏが６０［Ｖ］以上であ
るか否かを判断し、今の場合、同判断結果を「ＮＯ」と
してステップＳＢ４へ戻り、上記判断を繰り返す。

【００６３】そして、今、太陽電池２００1〜２００5に
対する太陽光の照射量が増加して、コンデンサ２０１の
電圧Ｖｏが６０［Ｖ］以上になったとすると、コントロ
ーラ２０４は、ステップＳＢ６の判断結果を「ＹＥＳ」
として、ステップＳＢ７へ進む。ステップＳＢ７では、
コントローラ２０４は、オン信号Ｓ3をスイッチ２０５3
へ出力した後、ステップＳＢ８へ進む。これにより、ス
イッチ２０５3がオンとされ、空気圧縮機２０６3が駆動
される。今の場合には、空気圧縮機２０６1、２０６2お
よび２０６3が３台運転されている。

【００６４】ステップＳＢ８では、コントローラ２０４
は、コンデンサ２０１の電圧Ｖｏが５５［Ｖ］以下であ
るか否かを判断し、同判断結果が「ＮＯ」の場合、ステ
ップＳＢ９へ進み、オン信号Ｓ3の出力を停止する。こ
れにより、空気圧縮機２０６3が停止される。今の場
合、コンデンサ２０１の電圧Ｖｏが５５［Ｖ］より大で
あって、かつ６０［Ｖ］より小であるものとすると、コ
ントローラ２０４は、ステップＳＢ８の判断結果を「Ｎ
Ｏ」としてステップＳＢ１０へ進む。

【００６５】ステップＳＢ１０では、コントローラ２０
４は、コンデンサ２０１の電圧Ｖｏが６０［Ｖ］以上で
あるか否かを判断し、今の場合、同判断結果を「ＮＯ」
としてステップＳＢ８へ戻り、上記判断を繰り返す。

【００６６】そして、今、コンデンサ２０１の電圧Ｖｏ
が６０［Ｖ］以上になったとすると、コントローラ２０
４は、ステップＳＢ１０の判断結果を「ＹＥＳ」とし
て、ステップＳＢ１１へ進む。ステップＳＢ１１では、
コントローラ２０４は、オン信号Ｓ4をスイッチ２０５4
へ出力した後、ステップＳＢ１２へ進む。これにより、
スイッチ２０５4がオンとされ、空気圧縮機２０６4が駆
動される。今の場合には、空気圧縮機２０６1、２０６
2、２０６3および２０６4が４台運転されている。

【００６７】ステップＳＢ１２では、コントローラ２０
４は、コンデンサ２０１の電圧Ｖｏが５５［Ｖ］以下で
あるか否かを判断し、同判断結果が「ＮＯ」の場合、ス
テップＳＢ１３へ進み、オン信号Ｓ4の出力を停止す
る。これにより、空気圧縮機２０６4が停止される。今
の場合、コンデンサ２０１の電圧Ｖｏが５５［Ｖ］より
大であって、かつ６０［Ｖ］より小であるものとする
と、コントローラ２０４は、ステップＳＢ１２の判断結
果を「ＮＯ」としてステップＳＢ１４へ進む。

【００６８】ステップＳＢ１４では、コントローラ２０
４は、コンデンサ２０１の電圧Ｖｏが６０［Ｖ］以上で
あるか否かを判断し、今の場合、同判断結果を「ＮＯ」
としてステップＳＢ１２へ戻り、上記判断を繰り返す。

【００６９】そして、今、コンデンサ２０１の電圧Ｖｏ
が６０［Ｖ］以上になったとすると、コントローラ２０
４は、ステップＳＢ１４の判断結果を「ＹＥＳ」とし
て、ステップＳＢ１５へ進む。ステップＳＢ１５では、
コントローラ２０４は、オン信号Ｓ5をスイッチ２０５5
へ出力した後、ステップＳＢ１６へ進む。これにより、
スイッチ２０５5がオンとされ、空気圧縮機２０６5が駆
動される。今の場合には、空気圧縮機２０６1、２０６
2、２０６3、２０６4および２０６5が全台運転されてい
る。

【００７０】ステップＳＢ１６では、コントローラ２０
４は、コンデンサ２０１の電圧Ｖｏが５５［Ｖ］以下で
あるか否かを判断し、同判断結果が「ＮＯ」の場合、同
判断を繰り返す。そして、今、太陽電池２００1〜２０
０5に対する太陽光の照射量が減少することにより、コ
ンデンサ２０１の電圧Ｖｏが５５［Ｖ］以下になったと
すると、コントローラ２０４は、ステップＳＢ１６の判
断結果を「ＹＥＳ」として、ステップＳＢ１７へ進む。
ステップＳＢ１７では、コントローラ２０４は、オン信
号Ｓ5の出力を停止した後、ステップＳＢ１へ戻り、上
述した動作を繰り返す。これにより、スイッチ２０５5
がオフとされ、空気圧縮機２０６5が停止される。以上
説明したように、上述した第３実施形態による水質浄化
装置によれば、太陽電池２００1〜２００5から最大値電
力近傍の電力が得られる電圧（図３参照）のときに、す
なわちコンデンサ２０１の電圧Ｖｏが５５［Ｖ］（図３
参照）より大のときに空気圧縮機２０６1〜２０６5が駆
動されるので、電力効率を高くすることができる。

【００７１】＜第４実施形態＞図１０は、本発明の第４
実施形態による水質浄化装置の構成を示すブロック図で
ある。３００1〜３００5は、図１に示す太陽電池１６と
同一構成とされている太陽電池であり、各々並列接続さ
れている。３０１1〜３０１5は、太陽電池３００1〜３
００5の出力端と接地との間に各々介挿されたコンデン
サであり、太陽電池３００1〜３００5の出力電流が充電
される。これらのコンデンサ３０１1〜３０１5として
は、後述するスイッチング回路３０２1〜３０２5のスイ
ッチング動作の１サイクル内において充放電されても、
その電圧Ｖｏの変化がほとんど無視できるほどの大容量
のものが用いられている。

【００７２】スイッチング回路３０２1は、コンデンサ
３０１1に接続されており、図示しない４つのスイッチ
ングトランジスタから構成されている。このスイッチン
グ回路３０２1は、図２に示すスイッチング回路４７と
同一構成とされている。すなわち、このスイッチング回
路３０２1は、コンデンサ３０１1の電圧Ｖｏから、一定
周期で正および負方向に変化する矩形波状の交流駆動電
圧Ｖ1を生成する。この交流駆動電圧Ｖ1の周波数は、例
えば、５０Ｈｚである。

【００７３】３０３1は、電圧比較部４００（図１１参
照）を有するコントローラであり、スイッチング回路３
０２1のスイッチングトランジスタのオン／オフを制御
すべく、スイッチング回路３０２1へオン信号Ｓc1を出
力する。ここで、図１１を参照して上記電圧比較部４０
０の構成について説明する。この電圧比較部４００は、
コンデンサ３０１1の電圧Ｖoと基準電圧ＶREFとを比較
するものである。電圧比較部４００において、４０１
は、抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ１からなる遅延回路で
あり、入力端子Ｔｉに入力される電圧Ｖo（図１０参
照）を、時定数Ｒ１・Ｃ１分の遅延がかかった出力電圧
Ｖdとして出力する。この遅延回路４０１における時定
数Ｒ１・Ｃ１（以下、第１の時定数と称する）は、例え
ば、１分に設定されている。

【００７４】Ｒ３は、コンデンサＣ１に並列に接続され
た抵抗である。４０２は、遅延回路４０１の出力電圧Ｖ
dと基準電圧ＶREF（例えば、６０［Ｖ］）とを比較する
比較器である。この比較器４０２のプラス入力端子に
は、遅延回路４０１の出力電圧が印加される一方、マイ
ナス入力端子には、基準電圧ＶREFが印加される。

【００７５】Ｒ２は、比較器４０２のプラス入力端子と
出力端子ＴOとの間に介挿された帰還抵抗である。この
帰還抵抗Ｒ２の抵抗値は、出力端子ＴOから信号Ｓｃが
出力されたとき、比較器４０２のプラス入力端子に入力
される、遅延回路４０１の出力電圧を５［Ｖ］上昇させ
る値とされている。すなわち、比較器４０２は、出力電
圧Ｖdが基準電圧ＶREFより大であるとき、信号Ｓｃを出
力端子Ｔoへ出力する一方、出力電圧Ｖdが基準電圧ＶRE
F以下であるとき、いずれの信号も出力端子Ｔoへ出力し
ない。また、比較器４０２は、信号Ｓｃを出力した後、
（出力電圧Ｖd）＋（５［Ｖ］）の合計電圧が基準電圧
ＶREF以下となったとき、信号Ｓｃの出力を停止する。

【００７６】また、図１０に示すコントローラ３０３1
は、比較器４０２（図１１参照）の出力端子Ｔoから信
号Ｓｃが出力されたときオン信号Ｓc1を出力する一方、
上記出力端子Ｔoからいずれの信号も出力されないとき
オン信号Ｓc1を出力しない。

【００７７】３０４1は、図１に示す空気圧縮機８１ａ
と同一構成とされた空気圧縮機であり、スイッチング回
路３０２1から供給される交流駆動電圧Ｖ1により駆動さ
れる。３０５1は、空気圧縮機３０４1の吐出口から吐出
されるエアが供給される三方弁、図１に示す三方弁４９
に対応している。

【００７８】３０６1は、その一端が三方弁３０５1の一
方の出力端に接続されたエア排出管であり、図１に示す
エア排出管３７に対応している。３０７1は、その一端
が三方弁３０５1の他方の出力端に接続されたエア噴出
管であり、図１に示すエア噴出管４０に対応している。
すなわち、図１０において、エア排出管３０６1および
エア噴出管３０７1の各他端部以降の構成（図示略）
は、図１に示すエア排出管３７およびエア噴出管４０の
各他端部以降の構成（図１参照）と同一である。

【００７９】３０２2〜３０２5は、スイッチング回路３
０２1（コンデンサ３０１1）に対して各々並列接続され
たスイッチング回路であり、スイッチング回路３０２1
と同一構成とされている。すなわち、これらスイッチン
グ回路３０２2〜３０２5は、コンデンサ３０１2〜３０
１5の電圧Ｖｏから、一定周期で正および負方向に各々
変化する矩形波状の交流駆動電圧Ｖ2〜Ｖ5を各々生成す
る。これら交流駆動電圧Ｖ2〜Ｖ5の各周波数は、例え
ば、５０Ｈｚである。

【００８０】３０３2〜３０３5は、スイッチング回路３
０２2〜３０２5に対応して各々設けられたコントローラ
であり、スイッチング回路３０２2〜３０２5の各スイッ
チングトランジスタのオン／オフを制御すべく、スイッ
チング回路３０２2〜３０２5へオン信号Ｓc2〜Ｓc5を各
々出力する。

【００８１】また、これらコントローラ３０３2〜３０
３5は、コントローラ３０３1と同一構成とされており、
図１１に示す電圧比較部４００を各々有している。ただ
し、コントローラ３０３2〜３０３5の各電圧比較部４０
０においては、時定数Ｒ１・Ｃ１が互いに異なるように
構成されている。

【００８２】すなわち、コントローラ３０３2の電圧比
較部４００における時定数Ｒ１・Ｃ１は（以下、第２の
時定数と称する）は、例えば、２分に設定されており、
コントローラ３０３3の電圧比較部４００における時定
数Ｒ１・Ｃ１（以下、第３の時定数と称する）は、例え
ば、３分に設定されている。また、コントローラ３０３
4の電圧比較部４００における時定数Ｒ１・Ｃ１（以
下、第４の時定数と称する）は、例えば、４分に設定さ
れており、コントローラ３０３5の電圧比較部４００に
おける時定数Ｒ１・Ｃ１（以下、第５の時定数と称す
る）は、例えば、５分に設定されている。つまり、第１
〜第５の時定数は、１分間隔をおいて１〜５分に設定さ
れている。

【００８３】３０４2〜３０４5は、スイッチング回路３
０２2〜３０２5に各々対応して設けられた空気圧縮機で
あり、空気圧縮機３０４1と同一構成とされている。ま
た、これら空気圧縮機３０４2〜３０４5は、スイッチン
グ回路３０２2〜３０２5から各々供給される交流駆動電
圧Ｖ2〜Ｖ5により各々駆動される。３０５2〜３０５5
は、空気圧縮機３０４2〜３０４5に各々対応して設けら
れた三方弁である。３０６2〜３０６5は、各一端が三方
弁３０５2〜３０５5の各一方の出力端に各々接続された
エア排出管である。３０７2〜３０７5は、各一端が三方
弁３０５2〜３０５5の各他方の出力端に各々接続された
エア噴出管である。

【００８４】また、図１０において、エア排出管３０６
2〜３０６5およびエア噴出管３０７2〜３０７5の各他端
部以降の各構成（図示略）は、図１に示すエア排出管３
７およびエア噴出管４０の各他端部以降の構成（図１参
照）と同一である。

【００８５】次に、上述した第４実施形態による水質浄
化装置の動作について説明する。図１０において、太陽
電池３００1〜３００5に太陽光が照射されると、太陽電
池３００1〜３００5からは、出力電流が出力され、この
出力電流は、コンデンサ３０１1〜３０１5に各々充電さ
れる。これにより、太陽電池３００1〜３００5の出力電
圧、言い換えれば、コンデンサ３０１1〜３０１5の電圧
Ｖｏが上昇し、この電圧Ｖoは、図１１に示す電圧比較
部４００の入力端子Ｔｉに印加される。

【００８６】そして、電圧Ｖoは、遅延回路４０１によ
り第１の時定数（１分）分の遅延がかけられて、出力電
圧Ｖdとして比較器４０２のプラス入力端子に印加さ
れ、比較器４０２は、出力電圧Ｖdと基準電圧ＶREF（＝
６０［Ｖ］）とを比較する。今、コンデンサ３０１1〜
３０１5の電圧Ｖo（出力電圧Ｖd）が６０［Ｖ］より小
であるものとすると、比較器４０２の出力端子Ｔoから
は、いずれの信号も出力されない。

【００８７】これにより、図１０に示すコントローラ３
０３1からは、オン信号Ｓc1が出力されない。これと同
様にして、コントローラ３０３2〜３０３5からも、オン
信号Ｓc2〜Ｓc5が出力されない。従って、電圧Ｖoが６
０［Ｖ］より小である間は、空気圧縮機３０４1〜３０
４5が全停止している。

【００８８】そして、今、太陽電池３００1〜３００5に
対する太陽光の照射量が増加して、電圧Ｖoが６０
［Ｖ］以上になったとすると、この時点（以下、第１の
基準時点と称する）から第１の時定数（１分）経過した
時点において、コントローラ３０３1の遅延回路４０１
の出力電圧Ｖdが６０［Ｖ］以上となる。これにより、
比較器４０２の出力端子Ｔoからは、信号Ｓｃが出力さ
れ、スイッチング回路３０２1からは、オン信号Ｓc1が
スイッチング回路３０２1へ出力される。

【００８９】これにより、スイッチング回路３０２1よ
り交流駆動電圧Ｖ1が出力され、空気圧縮機３０４1が駆
動されるとともに、電圧Ｖoが低下する。今の場合、上
記電圧Ｖoが、例えば、５７［Ｖ］まで低下したものと
する。また、信号Ｓｃが出力されると、コンパレータ４
０２のプラス入力端子に入力されている電圧は、５
［Ｖ］上昇する。つまり、上記プラス入力端子に入力さ
れている電圧は、遅延回路４０１の出力電圧より５
［Ｖ］高い電圧であり、見かけ上、基準電圧ＶREFは、
６０［Ｖ］から５５［Ｖ］とされる。従って、今の場
合、電圧Ｖo（＝５７［Ｖ］）が６０［Ｖ］以下まで低
下しているにもかからわず、電圧Ｖoが５５［Ｖ］（見
かけ上の基準電圧ＶREF）以上であるため、コンパレー
タ４０２からは、信号Ｓｃが出力され続ける。ただし、
第１の基準時点を経過した後に電圧Ｖoが５５［Ｖ］以
下になった場合には、コンパレータ４０２は、信号Ｓｃ
の出力を停止する。

【００９０】ここで、空気圧縮機３０４1が駆動される
ことにより、太陽電池３００1〜３００5の出力電圧（電
圧Ｖo）が５７［Ｖ］に低下したことにより、コントロ
ーラ３０３1〜３０３5における各遅延回路４０１（図１
１参照）の各出力電圧Ｖdは、各々５７［Ｖ］とされ
る。従って、今の場合には、コントローラ３０３2〜３
０３5における各比較器４０２の出力端子Ｔoから信号Ｓ
ｃが出力されないため、オン信号Ｓc2〜Ｓc5が出力され
ない。従って、今の場合、空気圧縮機３０４1〜３０４5
のうち、空気圧縮機３０４1のみが駆動されており、他
の空気圧縮機３０４2〜３０４5が駆動されていない。す
なわち、今の場合、太陽電池３００1〜３００5は、１台
の空気圧縮機３０４1のみを駆動できる電力しか発電し
ていないのである。

【００９１】一方、空気圧縮機３０４1が駆動されるこ
とによっても、太陽電池３００1〜３００5の出力電圧
（電圧Ｖo）が６０［Ｖ］以上である状態が持続する場
合には、、上述した第１の基準時点から第２の時定数
（２分）経過すると、コントローラ３０３2の遅延回路
４０１の出力電圧Ｖdが６０［Ｖ］以上となる。これに
より、コントローラ３０３2の出力端子Ｔoからは、信号
Ｓｃが出力され、コントローラ３０３2からは、オン信
号Ｓc2がスイッチング回路３０２2へ出力される。これ
により、スイッチング回路３０２2より交流駆動電圧Ｖ2
が出力され、空気圧縮機３０４2が、第１の基準時点か
ら２分経過した後に、言い換えれば、空気圧縮機３０４
1が駆動された時点から１分経過した後に駆動される。
ただし、第１の基準時点から２分経過した後に電圧Ｖo
が５５［Ｖ］以下となった場合には、この時点から電圧
Ｖoが６０［Ｖ］以上に回復するまで信号Ｓｃの出力が
停止される。

【００９２】そして、太陽電池３００1〜３００5の発電
量が増加して、コントローラ３０３2の遅延回路４０１
（図１１参照）の出力電圧Ｖdが５７［Ｖ］から６０
［Ｖ］以上になったとすると、比較器４０２の出力端子
Ｔoからは、信号Ｓｃが出力され、さらにコントローラ
３０３2からは、オン信号Ｓc2が出力される。これによ
り、空気圧縮機３０４2が駆動される。今の場合、空気
圧縮機３０４2が駆動されたことにより、太陽電池３０
０1〜３００5の出力電圧（電圧Ｖo）が、例えば、５７
［Ｖ］まで低下したものとする。従って、今の場合に
は、スイッチング回路３０２3〜３０２5における各比較
器４０２の出力端子Ｔoから信号Ｓｃが出力されないた
め、オン信号Ｓc3〜Ｓc5が出力されない。従って、今の
場合、空気圧縮機３０４1〜３０４5のうち、空気圧縮機
３０４1、３０４2が駆動されており、他の空気圧縮機３
０４3〜３０４5が駆動されていない。すなわち、今の場
合、太陽電池３００1〜３００5は、２台の空気圧縮機３
０４1、３０４2を駆動することができる電力しか発電し
ていないのである。

【００９３】一方、空気圧縮機３０４1および３０４2が
共に駆動されることによっても、太陽電池３００1〜３
００5の出力電圧（電圧Ｖo）が６０［Ｖ］以上である状
態が持続する場合には、第１の基準時点から第３の時定
数（３分）経過すると、コントローラ３０３3の遅延回
路４０１の出力電圧Ｖdが６０［Ｖ］以上となる。これ
により、コントローラ３０３3の出力端子Ｔoからは信号
Ｓｃが出力され、コントローラ３０３3からはオン信号
Ｓc3がスイッチング回路３０２3へ出力される。これに
より、スイッチング回路３０２3より交流駆動電圧Ｖ3が
出力され、空気圧縮機３０４3が、第１の基準時点から
３分経過した後に、言い換えれば、空気圧縮機３０４2
が駆動された時点から１分経過した後に駆動される。た
だし、第１の基準時点から３分経過した後に電圧Ｖoが
５５［Ｖ］以下となった場合には、この時点から電圧Ｖ
oが６０［Ｖ］以上に回復するまで信号Ｓｃの出力が停
止される。

【００９４】そして、太陽電池３００1〜３００5の発電
量が増加して、コントローラ３０３3の遅延回路４０１
（図１１参照）の出力電圧Ｖdが５７［Ｖ］から６０
［Ｖ］以上になったとすると、比較器４０２の出力端子
Ｔoからは、信号Ｓｃが出力され、さらにコントローラ
３０３3からは、オン信号Ｓc3が出力される。これによ
り、空気圧縮機３０４3が駆動される。今の場合、空気
圧縮機３０４3が駆動されたことにより、太陽電池３０
０1〜３００5の出力電圧（電圧Ｖo）が、例えば、５７
［Ｖ］まで低下したものとする。従って、今の場合に
は、スイッチング回路３０２4、３０２5における各比較
器４０２の出力端子Ｔoから信号Ｓｃが出力されないた
め、オン信号Ｓc4、Ｓc5が出力されない。従って、今の
場合、空気圧縮機３０４1〜３０４5のうち、空気圧縮機
３０４1、３０４2および３０４3が駆動されており、他
の空気圧縮機３０４4、３０４5が駆動されていない。す
なわち、今の場合、太陽電池３００1〜３００5は、３台
の空気圧縮機３０４1、３０４2および３０４3を駆動す
ることができる電力しか発電していないのである。

【００９５】一方、空気圧縮機３０４1、３０４2および
３０４3が共に駆動されることによっても、太陽電池３
００1〜３００5の出力電圧（電圧Ｖo）が６０［Ｖ］以
上である状態が持続する場合には、第１の基準時点から
第４の時定数（４分）経過すると、コントローラ３０３
4の遅延回路４０１の出力電圧Ｖdが６０［Ｖ］以上とな
る。これにより、コントローラ３０３4の出力端子Ｔoか
らは、信号Ｓｃが出力され、コントローラ３０３4から
は、オン信号Ｓc4がスイッチング回路３０２4へ出力さ
れる。これにより、スイッチング回路３０２4より交流
駆動電圧Ｖ4が出力され、空気圧縮機３０４4が、第１の
基準時点から４分経過した後に、言い換えれば、空気圧
縮機３０４3が駆動された時点から１分経過した後に駆
動される。ただし、第１の基準時点から４分経過した後
に電圧Ｖoが５５［Ｖ］以下となった場合には、この時
点から電圧Ｖoが６０［Ｖ］以上に回復するまで信号Ｓ
ｃの出力が停止される。

【００９６】そして、太陽電池３００1〜３００5の発電
量が増加して、コントローラ３０３4の遅延回路４０１
（図１１参照）の出力電圧Ｖdが５７［Ｖ］から６０
［Ｖ］以上になったとすると、比較器４０２の出力端子
Ｔoからは、信号Ｓｃが出力され、さらにコントローラ
３０３4からは、オン信号Ｓc4が出力される。これによ
り、空気圧縮機３０４4が駆動される。今の場合、空気
圧縮機３０４4が駆動されたことにより、太陽電池３０
０1〜３００5の出力電圧（電圧Ｖo）が、例えば、５７
［Ｖ］まで低下したものとする。従って、今の場合に
は、スイッチング回路３０２5における各比較器４０２
の出力端子Ｔoから信号Ｓｃが出力されないため、オン
信号Ｓc5が出力されない。従って、今の場合、空気圧縮
機３０４1〜３０４5のうち、空気圧縮機３０４1、３０
４2、３０４3および３０４4が駆動されており、他の空
気圧縮機３０４5が駆動されていない。すなわち、今の
場合、太陽電池３００1〜３００5は、４台の空気圧縮機
３０４1、３０４2、３０４3および３０４4を駆動するこ
とができる電力しか発電していないのである。

【００９７】一方、空気圧縮機３０４1、３０４2、３０
４3および３０４4が共に駆動されることによっても、太
陽電池３００1〜３００5の出力電圧（電圧Ｖo）が６０
［Ｖ］以上である状態が持続する場合には、第１の基準
時点から第５の時定数（５分）経過すると、コントロー
ラ３０３5の遅延回路４０１の出力電圧Ｖdが６０［Ｖ］
以上となる。これにより、コントローラ３０３5の出力
端子Ｔoからは、信号Ｓｃが出力され、コントローラ３
０３5からは、オン信号Ｓc5がスイッチング回路３０２5
へ出力される。これにより、スイッチング回路３０２5
より交流駆動電圧Ｖ5が出力され、空気圧縮機３０４5
が、第１の基準時点から５分経過した後に、言い換えれ
ば、空気圧縮機３０４4が駆動されてから、１分経過し
た後に駆動される。ただし、第１の基準時点から５分経
過した後に電圧Ｖoが５５［Ｖ］以下となった場合に
は、この時点から電圧Ｖoが６０［Ｖ］以上に回復する
まで信号Ｓｃの出力が停止される。

【００９８】そして、太陽電池３００1〜３００5の発電
量が増加して、コントローラ３０３5の遅延回路４０１
（図１１参照）の出力電圧Ｖdが５７［Ｖ］から６０
［Ｖ］以上になったとすると、比較器４０２の出力端子
Ｔoからは、信号Ｓｃが出力され、さらにコントローラ
３０３5からは、オン信号Ｓc5が出力される。これによ
り、空気圧縮機３０４5が駆動される。従って、今の場
合、空気圧縮機３０４1〜３０４5の全てが駆動されてお
り、太陽電池３００1〜３００5は、５台の空気圧縮機３
０４1〜３０４5を駆動することができる電力を発電して
いないのである。

【００９９】以上説明したように、上述した第４実施形
態による水質浄化装置によれば、太陽電池３００1〜３
００5の発電量に応じて、空気圧縮機３０４1〜３０４5
が順次駆動されるのである。一方、コンデンサ３０１1
〜３０１5の各電圧Ｖoが常に６０［Ｖ］という条件下に
おいては、電圧Ｖoが６０［Ｖ］以上となった時点から
１分後に空気圧縮機３０４1が、２分後に空気圧縮機３
０４2が、３分後に空気圧縮機３０４3が、４分後に空気
圧縮機３０４4が、５分後に空気圧縮機３０４5が順次駆
動されるのである。従って、上述した第４実施形態によ
る水質浄化装置によれば、空気圧縮機３０４1〜３０４5
が太陽電池３００1〜３００5の発電電力に応じて適正台
数駆動されるので、５台の空気圧縮機３０４1〜３０４5
が同時に駆動されることがなく、従って、過負荷となら
ないという効果が得られる。

【０１００】そして、今、太陽電池３００1〜３００5に
対する太陽光の照射量が減少して、コンデンサ３０１1
〜３０１5の電圧Ｖoが５５［Ｖ］より小になったとする
と、この時点（以下、第２の基準時点と称する）から第
１の時定数（１分）経過した後に、コントローラ３０３
1の遅延回路４０１の出力電圧Ｖdが５５［Ｖ］より小と
なる。これにより、コントローラ３０３1の比較器４０
２の出力端子Ｔoからの信号Ｓｃの出力が停止すること
により、コントローラ３０３1からのオン信号Ｓc1の出
力が停止する。この結果、空気圧縮機３０４1が停止す
る。これにより、コンデンサ３０１1〜３０１5の電圧Ｖ
oが上昇する。このとき、上昇後の電圧Ｖoが、空気圧縮
機３０４2〜３０４5を駆動するのに十分な値であるもの
とすると、空気圧縮機３０４1のみが停止される一方、
空気圧縮機３０４2〜３０４5は駆動され続ける。

【０１０１】一方、空気圧縮機３０４1が停止されるこ
とによっても、コンデンサ３０１1〜３０１5の電圧Ｖo
が５５［Ｖ］より小である状態が持続する場合には、第
２の基準時点から第２の時定数（２分）経過すると、コ
ントローラ３０３2の遅延回路４０１の出力電圧Ｖdが５
５［Ｖ］より小となる。これにより、コントローラ３０
３2の出力端子Ｔoからの信号Ｓｃの出力が停止すること
により、コントローラ３０３2からのオン信号Ｓc2の出
力が停止する。この結果、空気圧縮機３０４2が、第２
の基準時点から２分経過した後に、言い換えれば、空気
圧縮機３０４1が停止してから１分経過後に停止する。
これにより、コンデンサ３０１1〜３０１5の電圧Ｖoが
上昇する。このとき、上昇後の電圧Ｖoが、空気圧縮機
３０４3〜３０４5を駆動するのに十分な値であるものと
すると、空気圧縮機３０４1および３０４2が共に停止さ
れる一方、空気圧縮機３０４3〜３０４5は駆動され続け
る。

【０１０２】一方、空気圧縮機３０４2が停止されるこ
とによっても、コンデンサ３０１1〜３０１5の電圧Ｖo
が５５［Ｖ］より小である状態が持続する場合には、第
２の基準時点から第３の時定数（３分）経過すると、コ
ントローラ３０３3の遅延回路４０１の出力電圧Ｖdが５
５［Ｖ］より小となる。これにより、コントローラ３０
３2の出力端子Ｔoからの信号Ｓｃの出力が停止すること
により、コントローラ３０３3からのオン信号Ｓc3の出
力が停止する。この結果、空気圧縮機３０４3が、第２
の基準時点から３分経過した後に、言い換えれば、空気
圧縮機３０４2が停止してから１分経過後に停止する。
これにより、コンデンサ３０１1〜３０１5の電圧Ｖoが
上昇する。このとき、上昇後の電圧Ｖoが、空気圧縮機
３０４4、３０４5を駆動するのに十分な値であるものと
すると、空気圧縮機３０４1〜３０４3が停止される一
方、空気圧縮機３０４4、３０４5は駆動され続ける。

【０１０３】一方、空気圧縮機３０４3が停止されるこ
とによっても、コンデンサ３０１1〜３０１5の電圧Ｖo
が５５［Ｖ］より小である状態が持続する場合には、第
２の基準時点から第４の時定数（４分）経過すると、コ
ントローラ３０３4の遅延回路４０１の出力電圧Ｖdが５
５［Ｖ］より小となる。これにより、コントローラ３０
３4の出力端子Ｔoからの信号Ｓｃの出力が停止すること
により、コントローラ３０３4からのオン信号Ｓc4の出
力が停止する。この結果、空気圧縮機３０４4が、第２
の基準時点から４分経過した後に、言い換えれば、空気
圧縮機３０４3が停止してから１分後に停止する。これ
により、コンデンサ３０１1〜３０１5の電圧Ｖoが上昇
する。このとき、上昇後の電圧Ｖoが、空気圧縮機３０
４5を駆動するのに十分な値であるものとすると、空気
圧縮機３０４1〜３０４4が共に停止される一方、空気圧
縮機３０４5は駆動され続ける。

【０１０４】一方、空気圧縮機３０４4が停止されるこ
とによっても、コンデンサ３０１1〜３０１5の電圧Ｖo
が５５［Ｖ］より小である状態が持続する場合には、第
２の基準時点から第５の時定数（５分）経過すると、コ
ントローラ３０３5の遅延回路４０１の出力電圧Ｖdが５
５［Ｖ］より小となる。これにより、コントローラ３０
３5の出力端子Ｔoからの信号Ｓｃの出力が停止すること
により、コントローラ３０３5からのオン信号Ｓc5の出
力が停止する。この結果、空気圧縮機３０４5が、第２
の基準時点から５分経過した後に、言い換えれば、空気
圧縮機３０４5が停止してから１分後に停止する。そし
て、太陽電池３００1〜３００5に対する太陽光の照射量
がさらに減少して、コンデンサ３０１1〜３０１5の電圧
Ｖoが５５［Ｖ］より小になったとすると、コントロー
ラ３０３5の比較器４０２の出力端子Ｔoからの信号Ｓｃ
の出力が停止することにより、コントローラ３０３5か
らのオン信号Ｓc5の出力が停止する。この結果、空気圧
縮機３０51が停止する。

【０１０５】このように、上述した第４実施形態による
水質浄化装置によれば、太陽電池３００1〜３００5の発
電量に応じて、空気圧縮機３０４1〜３０４5が順次停止
されるのである。また、上述した第４実施形態による水
質浄化装置によれば、コンデンサ３０１1〜３０１5の電
圧Ｖoが常に５５［Ｖ］より小という条件下において
は、電圧Ｖoが５５［Ｖ］より小となった時点から１分
後に空気圧縮機３０４1が、２分後に空気圧縮機３０４2
が、３分後に空気圧縮機３０４3が、４分後に空気圧縮
機３０４4が、５分後に空気圧縮機３０４5が順次停止さ
れるのである。従って、上述した第４実施形態による水
質浄化装置によれば、空気圧縮機３０４1〜３０４5が太
陽電池３００1〜３００5の発電電力の低下に対応して、
適正台数づつ停止されるので、停止時における振動等の
発生を低減することができるという効果が得られる。ま
た、上述した第４実施形態による水質浄化装置によれ
ば、図１１に示す遅延回路４０１の時定数Ｃ1・Ｒ1を可
変することにより、空気圧縮機３０４1〜３０４5の起動
・停止順序を容易に変更することができるという効果が
得られる。

【０１０６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
太陽電池の発電電力に応じて、複数のポンプの駆動台数
を制御しているので、太陽電池の発電量に対応した負荷
量で効率の高い運転をすることができるという効果が得
られる。従って、本発明によれば、高効率によって運転
時間が長くなるためフィルタに多くの水が流れることか
ら、浄化効率が向上するという効果が得られる。また、
請求項３に記載の発明によれば、制御手段により複数の
ポンプが発電電力に応じて適正台数駆動されるので、複
数のポンプが同時に駆動されることがなく、従って、過
負荷とならないという効果が得られる。また、請求項４
に記載の発明によれば、制御手段により、複数のポンプ
が発電電力の低下に対応して、適正台数づつ停止される
ので、停止時における振動等の発生を低減することがで
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態による水質浄化装置の
電気的構成を示すブロック図である。

【図２】 同第１実施形態による水質浄化装置の電気的
構成を示す回路図である。

【図３】 図２に示す太陽電池１６の電気的特性および
空気圧縮機８１ａ、８１ｂの負荷特性を示す特性図であ
る。

【図４】 図２に示す太陽電池１６における日射量と出
力電力との関係を表す特性図である。

【図５】 図２に示す太陽電池１６における日射量と出
力電圧との関係を表す特性図である。

【図６】 本発明の第１実施形態による水質浄化装置の
動作を説明するフローチャートである。

【図７】 同第２実施形態による水質浄化装置の電気的
構成を示すブロック図である。

【図８】 同第３実施形態による水質浄化装置の電気的
構成を示すブロック図である。

【図９】 同第３実施形態による水質浄化装置の動作を
説明するフローチャートである。

【図１０】 同第４実施形態による水質浄化装置の電気
的構成を示すブロック図である。

【図１１】 図１０に示すコントローラ３０３1に内蔵
された電圧比較部４００の構成を示す回路図である。

【図１２】 従来の水質浄化装置の外観構成を示す側断
面図である。

【図１３】 従来の水質浄化装置の電気的構成を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１６ 太陽電池 ４５ａ コンデンサ ４７ スイッチング回路 ５１ コントローラ ６０ 電圧検出器 ８１ａ 空気圧縮機 ８１ｂ 空気圧縮機 １１６ 太陽電池 １４５ａ コンデンサ １４７ スイッチング回路 １５１ コントローラ １６０ 電圧検出器 １８１ａ 空気圧縮機 １８１ｂ 空気圧縮機 ２００1〜２００5 太陽電池 ２０１ コンデンサ ２０２ 電圧検出器 ２０３ スイッチング回路 ２０４ コントローラ ２０５1〜２０５5 スイッチ ２０６1〜２０６5 空気圧縮機 ３００1〜３００5 太陽電池 ３０１1〜３０１5 コンデンサ ３０２1〜３０２5 スイッチング回路 ３０３1〜３０３5 コントローラ ３０４1〜３０４5 空気圧縮機 ４００ 電圧比較部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 太陽電池と、 供給される水を浄化するフィルタと、 前記太陽電池の発電電力により駆動され、前記フィルタ
   に浄化すべき水を供給する複数のポンプと、 前記発電電力に応じて、前記複数のポンプの駆動台数を
   制御する制御手段とを具備することを特徴とする水質浄
   化装置。
2. 【請求項２】 前記複数のポンプに対応して各々設けら
   れ、前記太陽電池と前記複数のポンプとの間に各々介挿
   された複数のスイッチ手段を有し、 前記制御手段は、前記発電電力に応じて、前記複数のス
   イッチ手段をオン／オフ制御することにより、前記複数
   のポンプの駆動台数を制御することを特徴とする請求項
   １に記載の水質浄化装置。
3. 【請求項３】 太陽電池と、 供給される水を浄化するフィルタと、 前記太陽電池の発電電力により駆動され、前記フィルタ
   に浄化すべき水を供給する複数のポンプと、 前記発電電力が所定値以上となったとき、前記複数のポ
   ンプのうち所定台数のポンプを駆動した後、前記所定台
   数のポンプが駆動されている場合における前記発電電力
   が前記所定値以上となったとき停止しているポンプを駆
   動する制御手段と、 を具備することを特徴とする水質浄化装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記発電電力が所定値
   以下となったとき、駆動されているポンプのうち所定台
   数のポンプを停止した後、前記所定台数のポンプが停止
   している場合における前記発電電力が前記所定値以下と
   なったとき駆動されているポンプを停止することを特徴
   とする請求項３に記載の水質浄化装置。