(57)【要約】【課題】水槽の溜水を浄化する水浄化装置であって潜水動作を改良した水浄化装置を提供することにある。【解決手段】水の吸込口と水の吐出口とが設けられる筐体１０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５６と、吸込口から吸込んだ水を濾過するフィルタ４０と、を備える。筐体１０は、水流発生手段５６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５６が回転状態のときに上向の水流を吐出口から吐出する。【選択図】図４
2017087092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
前記水流発生手段の回転数を制御する制御手段をさらに備え、
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。
【請求項３】
前記筐体の側面の途中から半径方向に張出し、前記吐出口の少なくとも一部が設けられる張出部が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の水浄化装置。
【請求項４】
前記水流発生手段が回転状態のときに横向きの水流を吐出する別の吐出口をさらに備え、
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。
【請求項５】
前記吸込口と前記吐出口との間には、紫外光を発光する発光素子が設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の水浄化装置。
【請求項６】
前記フィルタは、前記発光素子が発光する紫外光が照射される光触媒フィルタを含むことを特徴とする請求項５に記載の水浄化装置。
【請求項７】
前記フィルタは、前記光触媒フィルタの前記吸込口側に設けられる非光触媒フィルタを含むことを特徴とする請求項６に記載の水浄化装置。
【請求項８】
加速度センサをさらに備え、
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。
【請求項９】
壁面検知部とタイマ手段の少なくとも一つをさらに備え、
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。
【請求項１０】
前記水流発生手段は、インペラと当該インペラを回転駆動するモータとを含み、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１０８３７２号公報
【特許文献２】特開平８−１８２６３７号公報
【特許文献３】特開２００１−２２４９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【発明の効果】
【００１０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る水浄化装置の斜視図である。
【図２】図１の水浄化装置の上面を示す平面図である。
【図３】図１の水浄化装置の背面を示す背面図である。
【図４】図１の水浄化装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】水浄化装置の浮上状態を説明する模式図である。
【図６】水浄化装置の水平移動を説明する模式図である。
【図７】図７（ａ）は水浄化装置が壁面に接触した状態を示す模式図である。図７（ｂ）は水浄化装置が壁面から遠ざかる状態を示す模式図である。
【図８】水浄化装置が壁面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。
【図９】水浄化装置が底面に接触した状態を示す模式図である。
【図１０】水浄化装置が底面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。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
（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。
【００２２】
（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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
（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。
【００２６】
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。
【００２７】
（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。
【００２８】
（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。
【００２９】
（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。
【００３０】
（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。
【００３１】
（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。
【００３２】
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。
【００３３】
（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。
【００３４】
（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。
【００３５】
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。
【００３６】
（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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
（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。
【００４１】
（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。
【００４２】
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。
【００４３】
（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。
【００４４】
（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。
【００４５】
（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。
【００４６】
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。
【００４７】
（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。
【００４８】
（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。
【００４９】
（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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
（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。
【００５３】
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。
【００５４】
（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。
【００５５】
（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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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）。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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）。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
（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。
【００９２】
（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。
【００９３】
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。
【符号の説明】
【００９４】
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。
【図１】
2017087092.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2017087092.tif 000008
【図７】
2017087092.tif 000009
【図８】
2017087092.tif 000010
【図９】
2017087092.tif 000011
【図１０】
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