JP3403967B2 - 水処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は水処理装置に関
し、さらに詳しくは、処理水槽の開口部を遮光する複数
の太陽電池モジュールを備えた水処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】沈殿
池、濾過池、浄水池等の浄化処理機構部を備えた水処理
装置は、通常、屋外の露天下で開放されている。したが
って、上面開口部から照射される太陽光によって藻類が
処理対象水の中で光合成により発生及び増殖し易く、こ
の藻類が水質の悪化を助長する原因となっている。ま
た、立地条件等によっては上面開口部から塵埃や酸性雨
等の混入が危惧される。これらの混入物質や藻類は高度
な浄化処理を施す際の障害となり、浄化処理に要するコ
ストを増大させる。

【０００３】この発明はこのような問題点に鑑みなされ
たものであり、藻類の発生を防止し、太陽電池モジュー
ルによる発電電力の利用を可能としながら、処理水槽の
保守点検を容易に行えるようにすることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、処理
対象水を浄化処理する処理水槽と、光電変換部を有する
複数の太陽電池モジュールを水平面に対して所定の角度
姿勢で立設させて該処理水槽の開口部を遮光できるよう
に取り付けた複数の遮光部材と、該処理水槽の開口部に
沿って敷設された一対のレールと、前記太陽電池モジュ
ールを取り付けた状態で前記各遮光部材を処理水槽の開
口部に沿って敷設されたレール上で水平方向に移動でき
るようにした移動機構とを有する水源等から供給された
水を浄化して飲料水等に処理する浄水施設からなる水処
理装置において、前記遮光部材は、太陽電池モジュール
と相補して処理水槽の水面を遮光する補助遮光部材を備
え、かつ、前記移動機構は該遮光部材に取り付けられた
レール上を移動するローラを備えていることを特徴とす
る水処理装置が提供される。

【０００５】すなわち、この発明の水処理装置によれ
ば、処理水槽の開口部分が、複数の太陽電池モジュール
を取り付けた遮光部材により遮光されるので、処理水槽
内の藻類の発生を抑制することができる。また、遮光部
材に取り付けられた太陽電池モジュールにより発電が行
われるので、この電力をポンプ、撹拌機等の浄化処理機
構部の電源として利用することができる。さらに、遮光
部材は、複数の太陽電池モジュールを取り付けた状態
で、処理水槽の開口部に敷設されたレール上を水平方向
に移動可能とされているため、処理水槽を保守点検する
際に遮光部材を容易に移動させることができ、処理水槽
の保守点検を容易に行うことができる。なお、以下の説
明において、太陽電池パネルというときは、複数の太陽
電池モジュールを意味するものとする。

【０００６】この発明における水処理装置は、水源等か
ら供給された水を浄化して飲料水等に処理する浄水施設
をいう。太陽電池パネルは、光電変換部で得られた電力
が浄化処理機構部の動力の少なくとも一部となるよう浄
化処理機構部と電気的に接続されるので、浄化処理機構
部の駆動に要する電力の一部あるいは全部を自家発電で
賄うことができる。蓄電池を介して光電変換部と浄化処
理機構部の動力部とを接続すれば、余剰の電力を蓄電池
に一時蓄えることにより浄化処理機構部の動力部への安
定した電力供給が可能になる。さらに、太陽電池パネル
の容量が許せば、余剰の電力を外部の施設等に供給した
り、災害等による商用電力の停電時に他の化石燃料等を
用いた動力源に代わり得る独立した電源として防災用動
力をも提供できる。

【０００７】太陽電池パネルの光電変換部で得られた直
流電気を交流電気に変換する際、得られた直流電気を１
か所にまとめて交流電気に変換することができるが、得
られた直流電気を小電力単位、例えば５０キロワット程
度の電力調整器にまとめ、電力調整器で交流電気に変換
した後、最寄りの変電設備の電力系統に連係させること
ができる。これにより、同一仕様の電力調整器を複数使
用できるので、保守点検が容易で、コストが低減でき
る。

【０００８】太陽電池パネルは、遮光部材の一部または
全部を構成することができるが、これは浄化処理機構部
の構成、規模あるいは太陽電池パネルの容量、水処理装
置の立地条件並びに処理対象水の性質・種類等から任意
に設定すればよい。遮光部材を構成する太陽電池パネル
の具体例としては、水平面に対して所定の角度姿勢で立
設された太陽電池モジュールが複数配列されてなる構成
が挙げられる。太陽電池モジュールは脚柱、屋根枠材等
の支持部材に固定支持されるが、これらの支持部材は錆
の発生や取り付けビス等の脱落がなく、所定の風圧荷重
に耐えられるものが好ましい。

【０００９】太陽電池パネルは、例えば日本国内で高い
光電変換効率を得るためには、水平面に対して３０°〜
３８°の角度姿勢で立設されてなるのが好ましい。この
角度姿勢は、水処理装置の位置する緯度及び季節により
その最適値は異なるが、例えば北緯３５°付近では一年
を通じてみた場合、水平面に対して３４°が最適値であ
る。さらに太陽電池モジュールは、その角度姿勢を水平
面に対して上下方向に変える構成としてもよいし、上下
方向に加えて左右方向にも変える構成としてもよい。こ
れらの角度姿勢制御は従来の技術により適宜達成され
る。

【００１０】水処理装置は、通常、処理水槽を管理維持
するために、例えば、濾過池の濾材交換や沈殿池の定期
清掃等のために、内部を容易に保守点検できることが好
ましい。この点から、遮光部材は、その少なくとも一部
が処理水槽の開口部分の上方を移動可能に構成されてい
るのが好ましい。このような移動機構は、脚柱、屋根枠
材等の支持部材の下端に取り付けられたローラを、処理
水槽に沿って敷設されたレール上で往復させる構成が挙
げられる。

【００１１】遮光部材が、太陽電池パネルと、太陽電池
パネルを一平面上に取り付ける固定枠と、複数の固定枠
を所定の間隔で配列させ処理水槽の開口部分の上方で支
持する基体とからなり、さらに太陽電池パネルが取り付
けられた固定枠を、基体に対して所定の角度姿勢で起立
した状態と、前記固定枠が後倒して基体内に収まった状
態とに変え得る固定枠起倒手段を具備しておれば、太陽
電池パネルが取り付けられた固定枠を後倒して基体内に
収めた状態にして遮光部材の高さ（厚み）を小さくする
ことにより、遮光部材の搬入・搬出を容易にする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
面に基づいて説明する。なお、これらによって本発明が
限定されるものではない。実施例１ 図１は、本発明の水処理装置の平面図を、図２は遮光部
材の斜視図をそれぞれ示す。水処理装置２０は、上部が
外気に開放された、ろ過槽を形成する矩形の処理水槽１
と、処理水槽１の開口部分を覆う複数の遮光部材モジュ
ール（以下、単に「遮光部材２」と称する）が複数配置
されてなり、後述するように、これら遮光部材２は、処
理水槽１の開口部分の上方を移動可能に構成されてい
る。

【００１３】処理水槽１は、流入部１１と、浄化処理機
構部１２と、流出部１３とを備え、流入部１１は沈殿槽
の流出部に、流出部１３は第２ろ過槽の流入部（ともに
図示せず）にそれぞれ連結されて一連の水処理システム
を形成する。浄化処理機構部１２は、従来からの急速ろ
過に用いられる重力式のバルブレスフィルターろ過器で
あり、モーター駆動の撹拌器及び逆洗用エアポンプ（図
示せず）を処理水槽１の下方に有する。遮光部材２は、
図２に示すように、太陽電池パネルを形成する複数の太
陽電池モジュール５と、複数の太陽電池モジュール５を
支持する支持枠体１６とからなる。支持枠体１６は、四
隅に脚柱２１が配置された、アングル材からなる矩形の
ベース２２と、ベース２２の内側を覆うように、脚柱２
１の上部に立設された三角形状の屋根枠材２３とから主
に構成される。

【００１４】屋根枠材２３は、アルミニウム製のアング
ル材からなり、ベース２２の長辺に対して角度αが略３
４°となるようベース２２の主面に垂直で、互いが平行
に立設された一対の主材２５と、各主材２５ａ，２５ｂ
の頂点からベース２２上に垂下した補助柱２６と、各主
材２５ａ及び２５ｂの間に形成される２つの矩形傾斜面
の一方にその底辺から頂辺までの範囲で張り渡された、
太陽電池モジュール５取付用の取付枠材２７とからな
る。取付枠材２７は、８０３×１２００ｍｍの太陽電池
モジュール５を一平面上に隣接して取り付けられるよう
に格子状に形成されている。他方の傾斜面には、太陽電
池モジュール５と相補して処理水槽１の水面を遮光する
補助遮光材としてのシート材をその全面に張設するため
の固定ピン及びガイドレール（ともに図示せず）が主材
２５上に形成されてなる。

【００１５】ベース２２の脚柱２１は、図１に示すよう
に、処理水槽１の両長辺に沿って敷設された一対のレー
ル１５上を移動するローラ２８をそれぞれ有し、処理水
槽１を覆う遮光部材２のモジュールの全基または一部を
レール１５に沿って移動させ、処理水槽１の定期点検及
び清掃等を容易にする。太陽電池モジュール５の光電変
換部で発生した直流電力は、光電変換部の各端子部に着
脱可能に接続され遮光部材２に固定されたケーブル（図
示せず）を介して電力調整器８に搬送され、交流電力に
変換されて浄化処理機構部１２の各動力部に供給され
る。

【００１６】実施例２ 図３は本発明の他の実施形態による水処理装置の平面図
を、図４は図３で示された遮光部材の斜視図をそれぞれ
示す。この実施形態において水処理装置４０は、前記し
たろ過槽となる矩形の処理水槽１と、処理水槽１の開口
部分を覆う複数の遮光部材モジュール（以下、単に「遮
光部材４」と称する）が配置されてなり、前記の実施形
態と同様に、これら遮光部材４は処理水槽１の開口部分
の上方を移動可能に構成されている。したがって処理水
槽１の詳細な説明は省略する。

【００１７】遮光部材４は、図４に示すように、太陽電
池パネルを形成する複数の電池モジュール５と、複数の
電池モジュール５を一平面上に固定する矩形の固定枠４
２と、複数の固定枠４２を所定の間隔で配列させて処理
水槽１の開口部分の上方で支持する基体４３とから主に
構成される。さらに後述するように、複数の電池モジュ
ール５が取り付けられた固定枠４２を、基体４３に対し
て所定の角度姿勢で起立した状態（起立状態）と、前記
固定枠４２が後倒して基体４３内に収まった状態（収納
状態）とに変え得る固定枠起倒手段を備える。

【００１８】固定枠４２は、アルミニウム製のアングル
材からなり、８０３×１２００ｍｍの太陽電池モジュー
ル５を複数取り付けられるように格子状に形成されてい
る。固定枠４２は、固定枠４２の長辺の両端部分に形成
された一対のリベット孔部４４と、固定枠４２の短辺の
端部寄りに形成された一対の突出ボルト４５とを有す
る。

【００１９】基体４３は、四隅に脚柱４１が配置された
アングル材からなる矩形の枠体であり、基体４３の長辺
に所定の間隔で対向位置に形成された複数対からなるリ
ベット孔部４７と、隣接するリベット孔部４７の間にあ
って前記長辺に所定の間隔で対向位置に形成された複数
対からなるリベット孔部４８とを有する。

【００２０】基体４３に対してそれぞれの固定枠４２
は、リベット孔部４４とリベット孔部４７を貫通するリ
ベット（図示せず）により回動可能に連結されている。
さらに固定枠４２の突出ボルト４５と基体４３のリベッ
ト孔部４８との間には、リンク５０がピボット接続され
ている。それぞれのリンク５０は、一端部にリベット孔
部５１を有し、他端部にリンク５０の長軸に沿って長孔
状に形成されたスライド孔部５２を有し、リベット孔部
５１とリベット孔部４８を貫通するリベットにより基体
４３に対して回動可能に連結され、突出ボルト４５はス
ライド孔部５２を貫通している。

【００２１】さらにスライド孔部５２には、図５の拡大
図に示すように、開口縁部の下部側に、その縁部に沿っ
て複数形成された、突出ボルト４５を段階的に落とし込
むためのラッチ孔部５５が形成されている。ラッチ孔部
５５は、それぞれが突出ボルト４５の直径程度の深さを
有し、リンク５０の上部寄りに５５ａ，５５ｂ，５５
ｃ，５５ｄ・・・と所定の間隔で連続する。それぞれの
ラッチ孔部５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ・・・に
は、対応する角度インデックス５６が形成されている。

【００２２】固定枠４２を基体４３のリベット孔部４４
周りに起き上がるように回動させると、突出ボルト４５
はスライド孔部５２内を移動する。突出ボルト４５を対
応する角度インデックス５６に従ってラッチ孔部５５に
落とし込むと、太陽電池モジュール５の角度設定が容易
に行われる。ラッチ孔部５５の１つに落とし込まれた突
出ボルト４５に蝶ナット等の締結手段を係合させてリン
ク５０を固定枠４２との間で締結することにより、固定
枠４２に取り付けられた複数の太陽電池モジュール５が
基体４３に対して３０°〜３８°の角度姿勢で保持され
る（起立状態）。

【００２３】固定枠４２を基体４３のリベット孔部４４
周りに後倒するように回動させると、太陽電池モジュー
ル５は固定枠４２とともに基体４３内に収納される（収
納状態）。したがって遮光部材４は基体４３のみの厚み
となり、遮光部材４の搬入・搬出が容易になる。また、
スライド孔部５２の縁部に、上記したようなラッチ孔部
５５を形成しなければ、無段階に太陽電池モジュール５
の角度設定が行える。この実施形態では、直射日光は遮
られるが、固定枠４２の上部長辺と、その後方の隣接す
る固定枠４２の下部長辺との間からは光線が射し込むの
で、それを遮るため、両者間にシート材等の補助遮光材
（図示せず）を張設するのが好ましい。

【００２４】基体４３の脚柱４１は、図３に示すよう
に、処理水槽１の両長辺に沿って敷設された一対のレー
ル１５上を移動するローラ２８をそれぞれ有し、処理水
槽１を覆う遮光部材４のモジュールの全基または一部を
レール１５に沿って移動させ、処理水槽１の定期点検及
び清掃等を容易にする。

【００２５】実施例３ 図６は本発明のさらに他の実施形態による水処理装置の
遮光部材の斜視図を示す。前記した実施例２の遮光部材
４が、太陽電池モジュール５を取り付けた固定枠４２を
起立状態と収納状態とに変え得るよう固定枠起倒手段を
具備しているのに対し、この実施形態においては、固定
枠６２を起立状態に固定した遮光部材６を示す。

【００２６】すなわち、遮光部材６は、図６に示すよう
に、太陽電池パネルを形成する複数の電池モジュール５
と、複数の電池モジュール５を一平面上に固定する矩形
の固定枠６２と、複数の固定枠６２を所定の間隔で配列
させて処理水槽１の開口部分の上方で支持する基体６３
と、補助遮光材６４とから主に構成される。固定枠６２
は、基体６３の長辺部分に立設された一対の支持柱６６
によりそれぞれが所定の角度で起立した状態を保って基
体６３上に固定されている。補助遮光材６４は、３つの
部分をそれぞれ覆う遮光シート６４ａ，６４ｂ，６４ｃ
からなる。すなわち、遮光シート固定枠６２の後部に
は、上部長辺の全幅にわたって下方に略垂直に垂れ下が
った垂直遮光シート６４ａが取り付けられ、固定枠６２
の短辺と支持柱６６とが接する三角形部分には三角遮光
シート６４ｂが取り付けられている。

【００２７】図中の後方で隣接する固定枠６２’は、固
定枠６２’の上半分に電池モジュール５の複数が取り付
けられ、固定枠６２’の下半分に補助遮光材の斜面遮光
シート６４ｃが取り付けられている。これらのシートか
らなる補助遮光材により、処理水槽１の開口部分の略全
域を完全に遮光できる。

【００２８】基体６３の脚柱６１は、上述した処理水槽
１の両長辺に沿って敷設された一対のレール１５上を移
動するローラ２８をそれぞれ有し、処理水槽１を覆う遮
光部材６のモジュールの全基または一部をレール１５に
沿って移動させ、処理水槽１の定期点検及び清掃等を容
易にする。

【００２９】上記した遮光部材２、４及び６は、太陽電
池モジュール５が取り付けられた傾斜面が南向きになる
のが好ましい。したがって、処理水槽１の形状あるいは
向き等に応じて、レール１５の配置を変えたり、上記の
各実施例で１列に配置した遮光部材２、４及び６の各モ
ジュールを複数列に配置したりすることにより、太陽電
池パネルの効率的な光電変換を得る設計上の変更も本発
明に含まれる。

【００３０】上記した３つの実施形態では、処理水槽１
の開口部分を遮光部材２、４及び６でそれぞれ覆うこと
ができ、さらにこれらの遮光部材２、４及び６が光電変
換部を有する太陽電池モジュール５及び補助遮光材から
なるので、処理水槽１における藻類の発生及び増殖を抑
制できる。

【００３１】

【発明の効果】本発明による水処理装置では、処理水槽
の開口部分が遮光部材で覆われ、さらにこの遮光部材の
少なくとも一部が、光電変換部を有する太陽電池パネル
からなるので、上面開口部から処理水槽に照射される太
陽光を遮って藻類、例えばツヅミモ等の発生及び増殖を
抑制する。したがって浄化処理機構部の負荷が低減され
るとともに、処理水槽内部の清掃等のメンテナンスが容
易になる。さらに、太陽電池パネルによる光電変換機能
により生じる電力で浄化処理を施すための浄化処理機構
部、例えば、ポンプ、攪拌機等を駆動させることもでき
る。浄化処理機構部の駆動に要する電力の一部あるいは
全部を自家発電で賄うことができ、さらに規模・条件等
が許せば、得られた電力を他の施設等に供給することも
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一つの実施形態による水処理装置の
平面図。

【図２】図１の水処理装置の遮光部材を説明する斜視
図。

【図３】この発明の他の実施形態による水処理装置の平
面図。

【図４】図３の水処理装置の遮光部材を説明する斜視
図。

【図５】図４の遮光部材の一部を説明する拡大正面図。

【図６】この発明のさらに他の実施形態による水処理装
置の遮光部材を説明する斜視図。

【符号の説明】

１ 処理水槽 ２ 遮光部材 ４ 遮光部材 ５ 太陽電池モジュール ６ 遮光部材 １２ 浄化処理機構部 １５ レール １６ 支持枠体 ２２ ベース ２３ 屋根枠材 ２８ ローラ ４１ 脚柱 ４２ 固定枠 ４３ 基体 ６２ 固定枠 ６３ 基体 ６４ 補助遮光部材

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】処理対象水を浄化処理する処理水槽と、光
   電変換部を有する複数の太陽電池モジュールを水平面に
   対して所定の角度姿勢で立設させて該処理水槽の開口部
   を遮光できるように取り付けた複数の遮光部材と、該処
   理水槽の開口部に沿って敷設された一対のレールと、前
   記太陽電池モジュールを取り付けた状態で前記各遮光部
   材を処理水槽の開口部に沿って敷設されたレール上で水
   平方向に移動できるようにした移動機構とを有する水源
   等から供給された水を浄化して飲料水等に処理する浄水
   施設からなる水処理装置において、 前記遮光部材は、太陽電池モジュールと相補して処理水
   槽の水面を遮光する補助遮光部材を備え、かつ、前記移
   動機構は該遮光部材に取り付けられたレール上を移動す
   るローラを備えていることを特徴とする水処理装置。
2. 【請求項２】前記複数の遮光部材がそれぞれ、 （１）複数の太陽電池モジュールと、 （２）該複数の太陽電池モジュールを支持する支持枠体
   とからなり、 （３）該支持枠体は、アングル材を枠組みして形成され
   たベースと、該ベースの内側を覆うように、該脚柱の上
   部に立設された三角形状の屋根枠材とから構成され、前
   記太陽電池モジュールは前記屋根枠材により形成された
   屋根部に張り渡されていることを特徴とする請求項１記
   載の水処理装置。
3. 【請求項３】前記複数の遮光部材がそれぞれ、 （１）複数の太陽電池モジュールと、 （２）該複数の太陽電池モジュールを固定する固定枠
   と、 （３）該複数の固定枠を所定の間隔で配列させて処理水
   槽の開口部の上方で支持する基体と、 （４）前記固定枠を前記基体に対して所定の角度姿勢で
   起立した状態と後倒して基体内に収まった状態とに変え
   得る固定枠起倒手段と、を有することを特徴とする請求
   項１記載の水処理装置。
4. 【請求項４】前記複数の遮光部材がそれぞれ、 （１）複数の太陽電池モジュールと、 （２）該複数の太陽電池モジュールを一平面上に固定し
   た固定枠と、 （３）該複数の前記固定枠を所定の間隔で配列させて処
   理水槽の開口部の上方で支持する基体と、を有し、前記
   固定枠は水平面に対して所定の角度で起立した状態で前
   記基体に取り付けられていることを特徴とする請求項１
   記載の水処理装置。
5. 【請求項５】前記太陽電池モジュールの光電変換部で得
   られた電力を動力の一部として利用する浄化処理機構部
   を備えたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に
   記載の水処理装置。