液体浄化装置
【課題】浄化処理に用いられる電力（エネルギー）の低下を図り、かつ、液体浄化装置の簡略化を図ることができる液体浄化装置を提供する。
【解決手段】本発明の液体浄化装置１においては、サイフォンの原理を利用して外部の液体を汲み上げる汲水管１６と、液体の比重と略同一の比重とすることによって外部の液体に浮き沈みするように形成された液体保持体１０と、気体ポンプ２１と、伸縮によって体積を変化させる気密袋体２０と、液体を浄化するフィルタ部１４と、フィルタ部１４を通過させた液体を外部へ排水させる排水管１３ａとを備えている。
【解決手段】本発明の液体浄化装置１においては、サイフォンの原理を利用して外部の液体を汲み上げる汲水管１６と、液体の比重と略同一の比重とすることによって外部の液体に浮き沈みするように形成された液体保持体１０と、気体ポンプ２１と、伸縮によって体積を変化させる気密袋体２０と、液体を浄化するフィルタ部１４と、フィルタ部１４を通過させた液体を外部へ排水させる排水管１３ａとを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥した湖底水、海底水などを浄化する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
湖沼、海、池、ダム、溜池、貯水池、河川、用水路、堀、運河などの浄化対象水域において、水質汚染対策として、水質浄化装置を設置することが行われている。一般に浄化装置においては、岸辺など陸上に設置されることが多くなることから、水底にある液体を汲み上げるにはポンプなどが用いられている。また、陸上に浄化装置を設置することが困難な地域では、水面に浮かばせながら水底にある液体をポンプなどで汲み上げて浄化する浄化装置もある。
【０００３】
これらの浄化装置は、水底にある液体を汲み上げるポンプなどを常時作動させることが必要となるため、例えば、電源線敷設工事を行ってポンプなどの動力源として商用電力が常時供給するよう提案されている。また、電源線敷設工事が困難である水面設置の浄化装置においては、蓄電池や太陽電池などをポンプなどの動力源とするものも提案されている。
【０００４】
ここで、従来の液体浄化装置において、蓄電池を使用することなく太陽電池のみでそのポンプおよび洗浄装置を駆動させる場合、太陽電池の発電電圧が所定の電圧を下回るときには、コントローラが洗浄装置を停止状態としつつポンプを駆動状態とするような制御を行うように形成されていた（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１０２６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、太陽電池の発電電力の有効活用についてのもので、太陽電池の発電電圧が所定の電圧を下回る場合にコントローラが洗浄装置を停止状態とするが、ポンプは常時駆動状態としている。
【０００７】
また、一般的に液体ポンプは、気体ポンプに比べて、駆動に必要な電力が大きいことが知られている。そのため、動力源としてポンプ（特許文献１では、液体ポンプの一種である水中ポンプ。）に供給される電力を常時確保して発電する必要があり、日照不足などに対応できるようにポンプ駆動用としての太陽電池の発電量を十分に確保する必要があった。その結果、液体浄化装置は、浄化処理に必要な電力（エネルギー）の低下や装置自体の簡略化を図ることが困難であった。
【０００８】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、電力（エネルギー）の低下装置の簡略化を図ることができる液体浄化装置を提供することを本発明の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するため、本発明の液体浄化装置は、その第１の態様として、サイフォンの原理を利用して外部の液体を汲み上げる汲水管と、汲み上げられた液体を保持すると共に液体の比重と略同一の比重とすることによって外部の液体に浮き沈みするように形成された液体保持体と、気体ポンプと、液体保持体の下方に配置されると共に気体ポンプにより加圧された気体が注入されると伸縮によって体積を変化させる気密袋体と、液体保持体内に配置されると共に汲み上げられた液体を浄化するフィルタ部と、気体ポンプが気密袋体内に気体を注入して液体保持体を浮上させることにより液体保持体においてフィルタ部を通過させた液体を外部へ排水させる排水管とを備えていることを特徴としている。
【００１０】
本発明の第１の態様の液体浄化装置によれば、電力消費の比較的少ない気体ポンプを駆動させて浄化対象である液体の汲上、浄化および排水を行うため、浄化処理に用いられる電力（エネルギー）の低下を図ることができる。
【００１１】
本発明の第２の態様の液体浄化装置は、サイフォンの原理を利用して外部の液体を汲み上げる汲水管と、汲み上げられた液体を保持すると共に液体の比重と略同一の比重とすることによって外部の液体に浮き沈みするように形成された複数の液体保持体と、気体ポンプと、液体保持体の下方にそれぞれ配置されると共に気体ポンプにより加圧された気体が注入されると伸縮によって体積を変化させる気密袋体と、液体保持体内にそれぞれ配置されると共に汲み上げられた液体を浄化するフィルタ部と、複数の液体保持体のうち１の液体保持体から他の液体保持体を連結すると共に気体ポンプが気密袋体内に気体を注入して複数の液体保持体を浮上させることによりフィルタ部を通過させた液体を１の液体保持体から他の液体保持体へ移送する１又は２以上の連結管と、気体ポンプが気密袋体内に気体を注入して液体保持体を浮上させることによって液体保持体において連結管を通過させた液体を外部へ排水させる排水管とを備えていることを特徴としている。
【００１２】
本発明の第２の態様の液体浄化装置によれば、電力消費の比較的少ない気体ポンプを駆動させて浄化対象である液体の汲上、浄化および排水を行うため、浄化処理に用いられる電力（エネルギー）の低下を図ることができる。また、複数の液体保持体にそれぞれ異なるフィルタを配設することにより、多段階の浄化処理を行うこともできる。
【００１３】
本発明の第３の態様の液体浄化装置は、第２の態様の液体浄化装置において、連結管は、逆サイフォンの原理を利用して液体を１の液体保持体から他の液体保持体へ移送することを特徴としている。
【００１４】
本発明の第３の態様の液体浄化装置によれば、液体保持体液体内に配置されているフィルタ部を液体が通過する際に生じる抵抗が存在する場合であっても、逆サイフォンの原理を利用するため、液体を１の液体保持体から他の液体保持体へ移送させることができる。
【００１５】
本発明の第４の態様の液体浄化装置は、第１から第３のいずれか１の態様の液体浄化装置において、排水管は、サイフォンの原理を利用して液体を外部へ排水させることを特徴としている。
【００１６】
本発明の第４の態様の液体浄化装置によれば、サイフォンの原理を利用して液体を外部へ排水させるため、浄化された液体の排出先を水面近傍に限らず所望の場所に設定することができる。
【００１７】
本発明の第５の態様の液体浄化装置は、第１から第４のいずれか１の態様の液体浄化装置において、液体保持体は、当該液体保持体の上面が外部の液体面以下になることを防止する沈下防止部を有することを特徴としている。
【００１８】
本発明の第５の態様の液体浄化装置によれば、沈下防止部が浮き作用を生じさせるため、液体保持体の沈下及び液体浄化装置の沈下を回避することができる。
【００１９】
本発明の第６の態様の液体浄化装置は、第１から第５のいずれか１の態様の液体浄化装置において、気密袋体は、液体保持体の底面に設けられた気密袋体収容部内に外部の流体と共に収容され、気密袋体収容部に１又は２以上の孔を有することによって、気体ポンプの送気により気密袋体が膨張するときには外部の流体を気密袋体収容部内から１又は２以上の孔を介して流出させる一方、気体ポンプの排気又は気密袋体収容部内の外部の流体の水圧により気密袋体が収縮するときには外部の流体を気密袋体収容部内へ１又は２以上の孔を介して流入させるように形成されていることを特徴としている。
【００２０】
本発明の第６の態様の液体浄化装置によれば、気体ポンプの送気により液体浄化装置全体の比重を調整するため、液体浄化装置の簡略化を図ることができる。
【００２１】
本発明の第７の態様の液体浄化装置は、第１から第６のいずれか１の態様の液体浄化装置において、気体ポンプは、気密袋体を膨張させるときにのみ作動することを特徴としている。
【００２２】
本発明の第７の態様の液体浄化装置によれば、気体ポンプを常時駆動させる必要がないため、気体ポンプの駆動による電力消費を更に抑えることができる。
【００２３】
本発明の第８の態様の液体浄化装置は、第６の態様又は第７の態様の液体浄化装置において、液体保持体の底面又は気密袋体収容部は、液体保持体に作用する浮力を調整する重りを有することを特徴としている。
【００２４】
本発明の第８の態様の液体浄化装置によれば、液体浄化装置の下方に重りを設けることによって重心位置が液体浄化装置の下方に配置されるため、特に、液体保持体内の液体を排出し終える際又は液体保持体内へ液体を汲上し始める際の液体浄化装置の横転を防止することができる。
【００２５】
本発明の第９の態様の液体浄化装置は、第１から第８のいずれか１の態様の液体浄化装置において、気体ポンプは、少なくとも気密袋体へ加圧された気体の送気時間または送気量を制御する制御部と気体ポンプの駆動用電源を供給する蓄電池を備えていることを特徴としている。
【００２６】
本発明の第９の態様の液体浄化装置によれば、液体の汲上又は排出を適切に操作することができる。
【００２７】
本発明の第１０の態様の液体浄化装置は、第９の態様の液体浄化装置において、重りは、気体ポンプ又は蓄電池であることを特徴としている。
【００２８】
本発明の第１０の態様の液体浄化装置によれば、液体浄化装置の下方に気体ポンプ又は蓄電池を設けることによって重心位置が液体浄化装置の下方に配置されるため、特に、液体保持体内の液体を排出し終える際又は液体保持体内へ液体を汲上し始める際の液体浄化装置の横転を防止することができる。
【００２９】
本発明の第１１の態様の液体浄化装置は、第１から第１０のいずれか１の態様の液体浄化装置において、フィルタ部は、物理フィルタ、生物フィルタ、化学フィルタおよびその他の液体浄化に用いられるフィルタのうち１種又は２種以上から形成されていることを特徴としている。
【００３０】
本発明の第１１の態様の液体浄化装置によれば、液体の水質に応じてフィルタ部を自由に形成することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の液体浄化装置によれば、電力消費の比較的少ない気体ポンプを駆動させて浄化対象である液体の汲上、浄化および排水を行うことができる。また、気体ポンプの送気により液体浄化装置全体の比重を調整することができる。その結果、浄化処理に用いられる電力（エネルギー）の低下を図り、かつ液体浄化装置の簡略化を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の液体浄化装置の第１実施形態を示す部分斜視図
【図２】第１実施形態の液体浄化装置が湖に浮かんでいる状態において湖底から水を汲み上げている様子を示す断面図
【図３】第１実施形態の液体浄化装置の浄化処理方法を示す断面図；（Ａ）は湖水の汲み上げ開始の一例、（Ｂ）は湖水の汲み上げ途中の一例、（Ｃ）は湖水の汲み上げ終了の一例、（Ｄ）は浄化済みの湖水の排水開始の一例、（Ｅ）は浄化済みの湖水の排水途中の一例、（Ｆ）は浄化済みの湖水の排水終了の一例、を示す。
【図４】第１実施形態の液体浄化装置に備えられた制御部のポンプ制御処理方法を示すフローチャート
【図５】第２実施形態の液体浄化装置に備えられた制御部のポンプ制御処理方法を示すフローチャート
【図６】第３実施形態の液体浄化装置が湖に浮かんでいる状態において浄化済みの湖水を湖底へ排水する様子を示す断面図
【図７】第４実施形態の液体浄化装置の浄化処理状態を示す断面図；（Ａ）は湖水の汲み上げ途中の一例、（Ｂ）は浄化済みの湖水の排水途中の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の液体浄化装置をその一実施形態である第１から第４の実施形態により説明する。
【００３４】
はじめに、第１実施形態を説明する。
【００３５】
第１実施形態の液体浄化装置１は、図１に示すように、液体保持体１０、沈下防止部１１、気密袋体収容部１２、排水管１３ａ、フィルタ部１４及び通気管１５を備えている。また、図１には図示しないが、第１実施形態の液体浄化装置１は、汲水管１６（図２を参照）、気密袋体収容部１２に内在する気密袋体２０（図２を参照）、及び、通気管１５に接続される気体ポンプ２１（図示せず）を備えている。
【００３６】
液体保持体１０は、アルミニウムやマグネシウムなどの軽金属又はそれらの合金などから円筒状に形成されていることが好ましい。また、液体保持体１０の上面には、汲水管１６（図２を参照）を通過した水を流入するため、図１に示すように開口部１０ａを有する。
【００３７】
沈下防止部１１は、液体浄化装置１が水底へ沈み込むことを防止するための浮き具である。この沈下防止部１１は、リング状に形成されており、液体保持体１０の開口部１０ａの外周に、接着、溶接又はボルトなどの周知の固着方法により固定されている。また、沈下防止部１１は、例えば、気泡を含ませたポリスチレン（発砲ポリスチレン）などの合成樹脂環や、アルミニウムやマグネシウムなどの軽金属又はそれらの合金を用いた中空金属環など、浮き具に適した材料及び形状により形成されていることが好ましい。これにより、沈下防止部１１は、水に対して比重が小さくなるように、つまり、液体浄化装置１の外部にある水から大きな浮力が発生するようになるため、液体浄化装置１が水底へ沈み込むことを防止する。
【００３８】
気密袋体収容部１２は、アルミニウムやマグネシウムなどの軽金属又はそれらの合金などを用いて、中空円柱状若しくはコップ状に形成されている。気密袋体収容部１２の円筒外径は、液体保持体１０と同一外径であることが好ましい。この気密袋体収容部１２は、気密袋体収容部１２の上面と液体保持体１０の底面が接合するように、接着、溶接又はボルトなどで固定されている。
【００３９】
また、この気密袋体収容部１２は、その内部に空間を設けて気密袋体２０と外部からの水を収容するように形成されていることが好ましい。この場合、気密袋体収容部１２の側面又は底面には、その内部に入水・出水するための数個の孔１２ａが設けられていることが好ましい。
【００４０】
排水管１３ａは、液体保持体１０の側面下方に設けられており、汲水管１６（図２を参照）を通過して液体保持体１０の内部に流入及び保持された水を排水する。排水管１３ａには、図示しないが、液体保持体１０の外部から水が液体保持体１０の内部へ侵入することを防ぐための逆止弁を有することが好ましい。
【００４１】
フィルタ部１４は、物理フィルタ、生物フィルタ、化学フィルタおよびその他の液体浄化に用いられるフィルタのうち１種又は２種以上のフィルタから板状に形成されていることが好ましい。液体保持体１０の内部側面及び内部底面には、図示しないが、スリットが設けられており、板状に形成されたフィルタ部１４がそのスリットに嵌め合うように配置される。これにより、汲み上げられた水の全てがフィルタ部１４を通過して浄化される。
【００４２】
通気管１５は、アルミニウムやマグネシウムなどの軽金属又はそれらの合金などを用いて、角パイプなどのパイプ状に形成されている。この通気管１５は、気体ポンプ２１から送られた空気を気密袋体２０に通気するように形成及び接続されている。
【００４３】
また、通気管１５は、板状に形成されたフィルタ部１４の両面を挟むようにそれぞれ少なくとも１本ずつ配置されていることが好ましい。これにより、水の浄化の際に生じる圧力差によってフィルタ部１４が撓むのを防ぐので、フィルタ部１４がスリットから外れることを防ぐことができる。
【００４４】
次に、第１実施形態の液体浄化装置１の使用状態を断面図（図１の一点鎖線Ｘにおける断面）である図２を参照して説明する。
【００４５】
液体浄化装置１は、例えば、湖や海などに気密袋体収容部１２が液体浄化装置１の下方となって浮かぶように使用される。本実施形態においては、液体浄化装置１は、湖水を浄化するために湖に浮かんでいる。このとき、図２に示すように、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルを「ＯＬＬ」とし、液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルを「ＩＬＬ」として、以下を説明する。
【００４６】
第１実施形態の液体浄化装置１は、図２に示すように、液体保持体１０、沈下防止部１１、気密袋体収容部１２、排水管１３ａ、フィルタ部１４及び通気管１５や、以下に詳細に説明する汲水管１６、気密袋体２０及び気体ポンプ２１の他に、任意の部材として、蓄電池２３、制御部２４及びセンサ２６を備えている。
【００４７】
気密袋体２０は、伸縮自在の合成ゴムなどの弾性体を用いて袋状に形成されている。また、気密袋体２０は、気体ポンプ２１から吸排気管２２を介して気密袋体２０の内部に送気されることによって膨張し、気密袋体２０の内部の気体が吸排気管２２を介して気密袋体２０の外部に放出されることによって収縮するようになっている。
【００４８】
気体ポンプ２１としては、遠心圧縮機、軸流圧縮機、容積圧縮機またはその他一般的に気体に働く運動エネルギーにより圧力を与える気体圧縮機を用いることが好ましい。本実施形態においては、蓄電池２３から気体ポンプ２１に電力が動力として供給されることによって、気体ポンプ２１は、通気管１５を介して取り込んだ空気を圧縮し、その圧縮された空気を気密袋体２０の内部へ吸排気管２２を介して送気する。なお、圧縮された空気が不要となった場合（例えば、気密袋体２０が収縮する場合など）には、通気管１５を介して不要な空気を放出する。
【００４９】
ここで、気密袋体収容部１２には、前述の通り、数個の孔１２ａ、１２ｂが設けられていることが好ましい。これにより、気密袋体収容部１２が水中にある状態で気密袋体２０が収縮する場合（例えば、気体ポンプ２１が停止している場合）には、湖水が孔１２ａ、１２ｂを介して侵入し、気密袋体収容部１２の内部が湖水で満たされるようになっている。また、気密袋体収容部１２が水中にある状態で気密袋体２０が膨張する場合には、気密袋体収容部１２の内部を満たしていた湖水は、孔１２ａ、１２ｂを介して気密袋体収容部１２の外部へ放出される。
【００５０】
一方、気密袋体収容部１２の内部が空気で満たされている状態（例えば、陸上、船上またはその他水面上に液体浄化装置１全体が表れている状態など）から液体浄化装置１の下方より湖に沈める場合には、湖水が孔１２ｂから気密袋体収容部１２の内部に侵入することによって、気密袋体収容部１２の内部で満たされていた空気は孔１２ａを介して放出される。
【００５１】
蓄電池２３としては、リチウムイオン蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池又はその他一般的に充電を行うことにより電気を蓄えて電池として使用できる様になって繰り返し使用することが出来る化学電池を用いることが好ましい。
【００５２】
制御部２４は、センサ２６からの出力信号に応じて気体ポンプ２１の作動を制御するように形成されている。
【００５３】
センサ２６としては、例えば、ステンレベラなどの微圧水位センサを用いることが好ましい。ステンレベラとは、ステンレス薄膜を用いて液面レベルの変化を電気的に検出するセンサである。液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬがセンサ２５の設置場所に達すると、センサ２５は検出信号を制御部２４に送信する。これにより、気体ポンプ２１が作動して気密袋体２０が膨張するようになっている。
【００５４】
次に、湖水を液体保持体１０の内部に汲み上げる仕組について説明する。
【００５５】
湖水の汲み上げにはサイフォンの原理を用いる。サイフォンの原理とは、隙間のない管を利用して、液体を出発地点から目的地点まで、途中出発地点より高い地点を通って導く原理をいう。サイフォンの効果を生じさせるには、出発地点の液面レベルが目的地点の液面レベルよりも高い位置にある必要があり、管内の液体が移動することによって管内に真空状態を作り出そうとする。これによって、出発地点の液体を汲み上げる。
【００５６】
具体的には、管の最高地点において重力が液体を両方に引っ張ることによって真空状態を作り出そうとするが、出発地点における液体表面にかかる大気圧が管内の液体を伝わって真空状態が作られるのを防ごうとし、その結果、液体が出発地点から目的地点まで移動する。１気圧下において、水ならば管の最高地点を最高約１０ｍの高さまで設定することができるため、図２に示すように、液体保持体１０の底面からの管の高さＨは、１０ｍ以内に設定することが好ましい。
【００５７】
第１実施形態の液体浄化装置１において、サイフォンの効果を生じさせるために、パイプ状の汲水管１６の一方（出発地点）を湖の浄化したい部分（一般的には、浄化が特に必要な湖底や海底など）に配置し、他方（目的地点）を液体保持体１０の内部に配置させる。そして、汲水管１６の内部の湖水に弾みを付けてサイフォンの効果を始動するため、汲上口１６ａ（汲水管１６の他方の端部であってもよい。）には図示しない給水ポンプを一時的に作動させることが好ましい。
【００５８】
図２においては、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも高い位置にある。そのため、汲水管１６に表記した矢印の方向に上記サイフォンの効果が生じる。
【００５９】
湖水の汲み上げ時において、発生したサイフォンの効果が継続的に生じるようにするためには、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも高い位置にあり続ける必要がある。
【００６０】
そこで、液体保持体１０の下方が湖に沈み込んでも、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも高い位置にあり続けるように、気密袋体２０が収縮した状態で、汲み上げた湖水の質量と沈み込んだ液体浄化装置１の質量の和が、液体浄化装置１の沈み込みにより排除された湖水の質量とほぼ等しくなるように、液体浄化装置１の形状および材質を選択する必要がある。つまり、沈み込んだ液体浄化装置１の比重が、約１となるように液体浄化装置１の形状および材質を選択する必要がある。
【００６１】
前述のとおり、液体保持体１０および気密袋体収容部１２は、アルミニウム（比重約２．７）やマグネシウム（比重約１．７）などの軽金属又はそれらの合金などから形成されている。そのため、汲み上げた湖水の質量と沈み込んだ液体浄化装置１の質量の和が、液体浄化装置１の沈み込みにより排除された湖水の質量とほぼ等しくなうように、液体保持体１０および気密袋体収容部１２には、中空部分などを設けることが好ましい。これにより、湖水の汲み上げ時において、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも高い位置にあり続けることができ、その結果、サイフォンの効果を継続的に生じさせることができる。
【００６２】
また、本実施形態の液体浄化装置１は、海水などの湖水と異なる比重を有する液体の浄化処理についても用いられるが、その場合には、気密袋体２０が収縮した状態において、汲み上げた湖水の質量と沈み込んだ液体浄化装置１の質量の和が、液体浄化装置１の沈み込みにより排除された湖水の質量とほぼ等しくなうように、気体ポンプ２１、蓄電池２３および制御部２４を所定の場所に配置させたときに生じる隙間などに比重調整材２５を充填して比重を調整することが好ましい。
【００６３】
これにより、浄化対象にかかわらず、また、液体保持体１０および気密袋体収容部１２の形状および材質を変更することなく、気密袋体２０が収縮した状態において、汲み上げた湖水の質量と沈み込んだ液体浄化装置１の質量の和が、液体浄化装置１の沈み込みにより排除された湖水の質量とほぼ等しくなうように、比重調整材２５の増減又は選択などによって容易に調整することができる。
【００６４】
なお、前述のとおり、排水管１３ａには、液体保持体１０の外部から湖水が液体保持体１０の内部へ侵入することを防止する逆止弁を備えている場合、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬと液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬとの距離は一定に保たれる。
【００６５】
次に、第１実施形態の液体浄化装置１の一連の浄化処理方法を図３および図４を参照して説明する。
【００６６】
液体浄化装置１の浄化処理方法のうち、図３（Ａ）は湖水の汲み上げ開始の一例を示すものである。これは、液体浄化装置１の下方を湖に沈めた直後の場合、又は気密袋体２０が膨張した状態（液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも低い位置にある状態）から収縮した状態（液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも高い位置にある状態）になった直後の場合に相当する。
【００６７】
ここで、液体浄化装置１の下方を湖に沈めた直後の場合には、制御部２４は、センサ２６の初期化を行う（Ｓ０１）。具体的には、液体によって加圧されていない状態の基準値を初期値として設定する。更に、蓄電池２３の蓄電残量が十分である場合（Ｓ０２・・Ｙｅｓ）には、制御部２４は、タイマ初期化を行う（Ｓ０３）。
【００６８】
前述のとおり、汲水管１６の内部の湖水に弾みを付けてサイフォンの効果を始動させるために、汲上口１６ａに設けられた図示しないポンプが一時的に作動する。液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも高い位置にあるため、汲水管１６の内部でサイフォンの効果が生じて、液体浄化装置１は湖水の汲み上げを開始する。
【００６９】
図３（Ｂ）は湖水の汲み上げ途中の一例を示すものである。汲み上げた湖水の質量と沈み込んだ液体浄化装置１の質量の和は、前述の通り、液体浄化装置１の沈み込みにより排除された湖水の質量とほぼ等しくなうように設計されている。そのため、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも高い位置にあり続けることができ、液体浄化装置１は湖水の汲み上げを継続する。また、液体保持体１０の内部では、汲み上げられた湖水がフィルタ部１４を通過して浄化される。更に、制御部２４は、液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬがセンサ２６の設置高さに達するまで、その制御を待機させている（Ｓ０４・・Ｎｏ）。
【００７０】
図３（Ｃ）は湖水の汲み上げ終了の一例を示すものである。液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬがセンサ２６の設置高さに達したとき、センサ２６は水面を検知する（Ｓ０４・・Ｙｅｓ）。これにより、制御部２４は、気体ポンプ２１をＯＮにする（Ｓ０５）。気体ポンプ２１は、通気管１５を介して取り込んだ空気を圧縮し、その圧縮された空気を気密袋体２０の内部へ吸排気管２２を介して送気し始める。
【００７１】
図３（Ｄ）は浄化済みの湖水の排水開始の一例を示すものである。気密袋体２０の内部に圧縮された空気が送気されることにより、気密袋体２０が膨張する。そうすると、気密袋体収容部１２の内部を満たしていた湖水が気密袋体収容部１２の外部へ孔１２ａ、１２ｂを介して放出される。これにより、汲み上げた湖水の質量と沈み込んだ液体浄化装置１の質量の和は液体浄化装置１の沈み込みにより排除された湖水の質量よりも小さくなるため、液体浄化装置１は上昇する。
【００７２】
このとき、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬは、液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも高い位置にある状態から、一時的に、液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬと同一の位置にある状態に達するため、液体浄化装置１はサイフォンの効果を失う。これにより、液体浄化装置１は湖水の汲み上げを停止する。
【００７３】
更に液体浄化装置１が上昇すると、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬは液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも低い位置にある状態になる。これにより、ポテンシャル（位置）エネルギーに差が生じ、液体保持体１０の内側において浄化された湖水は、排水管１３ａを介して液体保持体１０の外へ排出される。
【００７４】
なお、汲上口１６ａは、液体保持体１０の内部から浄化前の湖水が汲水管１６を介して排出することを防ぐための逆止弁を有することが好ましい。
【００７５】
図３（Ｅ）は浄化済みの湖水の排水途中の一例を示すものである。制御部２４は、液体保持体１０の内部を満たした湖水が排水管１３ａを介して液体保持体１０の外へ排出するのに最低限必要な時間（Ｔｍａｘ）を経過するまで、カウントを行う（Ｓ０６、Ｓ０７・・Ｎｏ）。その間、液体保持体１０の内部では、汲み上げられた湖水がフィルタ部１４を通過して浄化され、その浄化された湖水が、排水管１３ａを介して液体保持体１０の外へ排出される。
【００７６】
図３（Ｆ）は浄化済みの湖水の排水終了の一例を示すものである。制御部２４は、液体保持体１０の内部を満たした湖水が排水管１３ａを介して液体保持体１０の外へ排出するのに最低限必要な時間（Ｔｍａｘ）を経過すると（Ｓ０７・・Ｙｅｓ）、気体ポンプ２１をＯＦＦにする（Ｓ０８）。このとき、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが排水管１３ａよりも低い位置にある状態になり、浄化された湖水の全てが、排水管１３ａを介して液体保持体１０の外へ排出されたことになる。
【００７７】
液体浄化装置１がもっとも上昇した状態においては、液体浄化装置１が横転する可能性が高くなるため、気体ポンプ２１および蓄電池２３などを重りにして、液体浄化装置１の横転を回避することが好ましい。なお、同一の理由により、気密袋体収容部１２の比重を液体保持体１０の比重よりも高めに設計してもよい。
【００７８】
気体ポンプ２１がＯＦＦ状態になると、気密袋体２０の内部を満たしていた圧縮された空気が吸排気管２２及び通気管１５を介して放出するので、気密袋体２０は収縮する。そうすると、液体浄化装置１の外側の湖水は、気密袋体収容部１２の内部を満たすように、孔１２ａ、１２ｂから気密袋体収容部１２の内部に侵入する。これにより、沈み込んだ液体浄化装置１の質量が、液体浄化装置１の沈み込みにより排除された湖水の質量とほぼ等しくなるため、液体浄化装置１が降下し、湖水の汲み上げ開始の状態に戻る（図３（Ａ）参照）。
【００７９】
このとき、制御部２４は、蓄電池２３に対して次に汲み上げる湖水を浄化して排出するのに必要な電力を供給できるか否かをチェックし（Ｓ０２）、上記処理（Ｓ０２〜Ｓ０８、図３（Ａ）〜（Ｆ））を再度繰り返す。
【００８０】
なお、蓄電池２３に十分な電力が残されていない場合には（Ｓ０２・・Ｎｏ）、制御部２４は、蓄電池２３の充電又は交換が必要である旨を警告して（Ｓ０９）、蓄電池２３の充電又は交換を促す。
【００８１】
次に、本発明の第２実施形態を以下に説明する。
【００８２】
なお、本実施形態は、前述の第１実施形態と比較し、気密袋体２０を膨張及び収縮するための気体ポンプ２１の制御処理のみが相違するものである。従って、その相違点を中心に説明し、第１実施形態と同一構成および同一の処理については、説明を省略する。
【００８３】
第１実施形態では、図３及び図４に示すように、液体保持体１０の内部を満たした湖水が排水管１３ａを介して液体保持体１０の外へ排出するのに最低限必要な時間（Ｔｍａｘ）を設定した場合、制御部２４は、気体ポンプ２１をＯＮにしてから最低限必要な時間Ｔｍａｘを経過することを条件に気体ポンプ２１をＯＦＦにする制御をおこなう例を示した。
【００８４】
これに対して、本実施形態では、液体保持体１０の内部を満たした湖水が排水管１３ａを介して液体保持体１０の外へ排出するのに最低限必要な気体ポンプ２１の送付量（Ｖｍａｘ）を設定する。この場合、制御部２４は、気体ポンプ２１をＯＮにしてから最低限必要な気体ポンプ２１の送付量Ｖｍａｘを超えた場合、気体ポンプ２１をＯＦＦにする制御をおこなう。
【００８５】
具体的には、第２実施形態の液体浄化装置１の一連の浄化処理方法を図３および図５を参照して説明する。
【００８６】
液体浄化装置１の浄化処理方法のうち、図３（Ａ）は湖水の汲み上げ開始の一例を示すものである。これは、液体浄化装置１の下方を湖に沈めた直後の場合、又は気密袋体２０が膨張した状態（液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも低い位置にある状態）から収縮した状態（液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも高い位置にある状態）になった直後の場合に相当する。
【００８７】
ここで、液体浄化装置１の下方を湖に沈めた直後の場合、制御部２４は、図５に示すように、センサ２６の初期化を行う（Ｓ１１）。具体的には、液体によって加圧されていない状態の基準値を設定する。更に、蓄電池２３の蓄電残量が十分である場合（Ｓ１２・・Ｙｅｓ）には、制御部２４は、送付量初期化を行う（Ｓ１３）。
【００８８】
前述のとおり、汲水管１６の内部の湖水に弾みを付けることによりサイフォンの効果を始動させるため、汲上口１６ａに設けられた図示しないポンプが一時的に作動する。液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも高い位置にあるため、汲水管１６の内部においてサイフォンの効果が生じて、液体浄化装置１は湖水の汲み上げを開始する。
【００８９】
図３（Ｂ）は湖水の汲み上げ途中の一例を示すものである。汲み上げた湖水の質量と沈み込んだ液体浄化装置１の質量の和は、液体浄化装置１の沈み込みにより排除された湖水の質量とほぼ等しくなうように設計されている。このことから、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬは液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも高い位置にあり続けることができるので、液体浄化装置１は湖水の汲み上げを継続する。また、液体保持体１０の内部では、汲み上げられた湖水がフィルタ部１４を通過して浄化される。更に、制御部２４は、図５に示すように、液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬがセンサ２６の設置高さに達するまで、その制御を待機する（Ｓ１４・・Ｎｏ）。
【００９０】
図３（Ｃ）は湖水の汲み上げ終了の一例を示すものである。液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬがセンサ２６の設置高さに達したため、図５に示すように、センサ２６は水面を検知する（Ｓ１４・・Ｙｅｓ）。これにより、制御部２４は、気体ポンプ２１をＯＮにする（Ｓ１５）。気体ポンプ２１は、通気管１５を介して取り込んだ空気を圧縮し、その圧縮された空気を気密袋体２０の内部へ吸排気管２２を介して送気し始める。
【００９１】
図３（Ｄ）は浄化済みの湖水の排水開始の一例を示すものである。気密袋体２０の内部に圧縮された空気が送気されることにより、気密袋体２０が膨張する。その結果、気密袋体収容部１２の内部を満たしていた湖水が孔１２ａ、１２ｂを介して気密袋体収容部１２の外部へ放出される。これにより、汲み上げた湖水の質量と沈み込んだ液体浄化装置１の質量の和は、液体浄化装置１の沈み込みにより排除された湖水の質量よりも小さくなるため、液体浄化装置１が上昇する。このとき、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬは、液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも高い位置にある状態から、一時的に、液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬと同一の位置にある状態に達するため、液体浄化装置１はサイフォンの効果を失う。これにより、液体浄化装置１は湖水の汲み上げを停止する。
【００９２】
更に液体浄化装置１が上昇すると、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも低い位置にある状態になるため、ポテンシャル（位置）エネルギーの差が生じる。その結果、浄化された湖水は、排水管１３ａを介して液体保持体１０の外へ排出される。
【００９３】
なお、汲上口１６ａは、液体保持体１０の内部から浄化前の湖水が汲水管１６を介して排出することを防ぐための逆止弁を有することが好ましい。
【００９４】
図３（Ｅ）は浄化済みの湖水の排水途中の一例を示すものである。制御部２４は、液体保持体１０の内部を満たした湖水が排水管１３ａを介して液体保持体１０の外へ排出するのに最低限必要な気体ポンプ２１の送付量（Ｖｍａｘ）を経過するまで、カウントを行う（Ｓ１６、Ｓ１７・・Ｎｏ）。その間、液体保持体１０の内部では、汲み上げられた湖水がフィルタ部１４を通過して浄化され、浄化された湖水が、排水管１３ａを介して液体保持体１０の外へ排出される。
【００９５】
図３（Ｆ）は浄化済みの湖水の排水終了の一例を示すものである。図３（Ｆ）及び図５に示すように、液体保持体１０の内部を満たした湖水が排水管１３ａを介して液体保持体１０の外へ排出するのに最低限必要な気体ポンプ２１の送付量（Ｖｍａｘ）を超えた場合（Ｓ１７・・Ｙｅｓ）、制御部２４は、気体ポンプ２１をＯＦＦにする制御をおこなう（Ｓ１８）。このとき、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが排水管１３ａよりも低い位置にある状態になり、浄化された湖水の全てが排水管１３ａを介して液体保持体１０の外へ排出されたことになる。
【００９６】
液体浄化装置１がもっとも上昇した状態においては、液体浄化装置１が横転する可能性が高くなるため、気体ポンプ２１および蓄電池２３などを重りにして、液体浄化装置１の横転を回避することが好ましい。なお、同一の理由により、気密袋体収容部１２の比重を液体保持体１０の比重よりも高めに設計してもよい。
【００９７】
気体ポンプ２１がＯＦＦ状態になると、気密袋体２０の内部を満たしていた圧縮された空気が吸排気管２２及び通気管１５を介して放出し、気密袋体２０が収縮する。そうすると、湖水は、気密袋体収容部１２の内部を満たすように、孔１２ａ、１２ｂを介して気密袋体収容部１２の内部に侵入する。これにより、沈み込んだ液体浄化装置１の質量が液体浄化装置１の沈み込みにより排除された湖水の質量とほぼ等しくなるため、液体浄化装置１は降下し、湖水の汲み上げ開始の状態に戻る（図３（Ａ）参照）。
【００９８】
このとき、図５に示すように、制御部２４は、蓄電池２３に対して次に汲み上げる湖水を浄化して排出するのに必要な電力を供給できるか否かをチェックして（Ｓ１２）、上記処理（Ｓ１２〜Ｓ１８、図３（Ａ）〜（Ｆ））を再度繰り返す。
【００９９】
なお、図５に示すように、蓄電池２３に十分な電力が残されていない場合には（Ｓ１２・・Ｎｏ）、制御部２４は、蓄電池２３の充電又は交換が必要である旨を警告して（Ｓ１９）、蓄電池２３の充電又は交換を促す。
【０１００】
以上説明した以外の構成および処理は、第１実施形態と同じである。
【０１０１】
次に、本発明の第３実施形態を以下に説明する。
【０１０２】
なお、本実施形態は、前述の第１実施形態または第２実施形態と比較し、排水管１３ａに替えて排水管１７を用いることのみが相違するものである。従って、その相違点を中心に説明し、第１実施形態または第２実施形態と同一構成および同一の処理については、説明を省略する。
【０１０３】
第１実施形態または第２実施形態では、排水管１３ａは、図１及び図２に示すように、液体保持体１０の側面下方に設けられており、液体保持体１０の内部に保持された湖水を排水する例を示した。
【０１０４】
これに対して、本実施形態では、サイフォンの原理を利用した汲水管１６と一部の構成のみが異なる排水管１７を用いて、液体保持体１０の内部に保持された水を排水する。
【０１０５】
具体的には、第３実施形態の液体浄化装置１において図６を参照して説明する。
【０１０６】
第３実施形態の液体浄化装置１においては、図６に示すように、サイフォンの効果を生じさせるために、パイプ状の排水管１７の一方（出発地点）が液体保持体１０の内部に配置されており、その他方（目的地点）が湖の排水したい部分（一般的には、浄化が特に必要な湖底や海底など）に配置されている。
【０１０７】
また、排水管１７内の浄化済み湖水に弾みを付けてサイフォンを始動するために、排出口１７ａには図示しないポンプが設けられており、その排水時（例えば、気密袋体２０が膨張した直後など）にその排出用ポンプが一時的に作動する。そして、図６に示すように、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも低い位置にあるため、上記サイフォンの効果が生じて、浄化済み湖水を排水することができる。
【０１０８】
浄化済み湖水の排水時において、発生したサイフォンの効果が継続的に生じるようにするためには、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも低い位置にあり続ける必要がある。
【０１０９】
そこで、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも低い位置にあり続けるようにするため、気密袋体２０が膨張した状態において、汲み上げた湖水の質量と沈み込んだ液体浄化装置１の質量の和が、液体浄化装置１の沈み込みにより排除された湖水の質量とよりも小さくなるようにする必要がある。
【０１１０】
つまり、気密袋体２０が膨張した状態で、沈み込んだ液体浄化装置１の比重が、１未満となるようにする必要がある。これにより、浄化済み湖水の排水時において、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも低い位置にあり続けることができ、その結果、サイフォンの効果を継続的に生じさせることができる。
【０１１１】
なお、排出口１７ａは、湖水の汲み上げ時において、液体保持体１０の外部から内部へ湖水が排水管１７を介して侵入することを防ぐための逆止弁を有することが好ましい。
【０１１２】
以上説明した以外の構成および処理は、第１実施形態または第２実施形態と同じである。
【０１１３】
次に、本発明の第４実施形態を以下に説明する。
【０１１４】
なお、本実施形態は、前述の第１実施形態、第２実施形態または第３実施形態と比較して、例えば図７（Ａ）に示すように、流入管１３ｂおよび連結管１８を用いて複数個の液体浄化装置１を互いに連結させている。これにより、複数個の液体浄化装置１を１つの大きな液体浄化装置として浄化処理を複数回行う点が相違するものである。従って、その相違点を中心に説明し、第１実施形態、第２実施形態または第３実施形態と同一構成および同一の処理については、説明を省略する。
【０１１５】
第１実施形態、第２実施形態または第３実施形態では、液体浄化装置１の単体で湖水を浄化する例を示した。
【０１１６】
これに対して、本実施形態では、例えば図７（Ａ）に示すように、１つの大きな液体浄化装置を構成する複数個の液体浄化装置１を連結管１８で互いに連結させることによって、汲み上げた湖水が各液体浄化装置１に設けられたフィルタ部１４を通過する毎に浄化される。
【０１１７】
具体的には、第４実施形態の液体浄化装置１において図７を参照して説明する。
【０１１８】
第４実施形態では、例えば、図７（Ａ）に示すように、４つ液体浄化装置１ａ〜１ｄを一列に配置する。
【０１１９】
液体浄化装置１ａには、汲水管１６が用いられ、前述のとおり、サイフォンの原理によって液体保持体１０ａの内部に湖水を汲み上げる。汲水管１６によって汲み上げられた湖水は、フィルタ部１４を通過することによって浄化される。
【０１２０】
液体保持体１０ａの内部で浄化された湖水は、液体保持体１０ａに備えられた排水管１３ａと液体保持体１０ｂに備えられた流入管１３ｂとをつなぐ連結管１８を介して、逆サイフォンの原理によって液体保持体１０ｂの内部に流れ込む。
【０１２１】
ここで、逆サイフォンの原理とは、隙間のない管を利用して、液体を出発地点から目的地点まで、途中出発地点より低い地点を通って導く原理をいう。逆サイフォンの効果を生じさせるには、出発地点の液面レベルが目的地点の液面レベルよりも高い位置にある必要がある。高低差によって、ポテンシャル（位置）エネルギーの差が生じて出発地点の液体が目的地点へ移動する。
【０１２２】
液体保持体１０ｂの内部に移動した湖水は、フィルタ部１４を通過することによって更に浄化され、液体保持体１０ｂの内部で浄化された湖水は、液体保持体１０ｂに備えられた排水管１３ａと液体保持体１０ｃに備えられた流入管１３ｂとをつなぐ連結管１８を介して、逆サイフォンの原理によって液体保持体１０ｃの内部に流れ込む。
【０１２３】
更に、液体保持体１０ｃの内部に移動した湖水は、フィルタ部１４を通過することによって更に浄化され、液体保持体１０ｃの内部で浄化された湖水は、液体保持体１０ｃの排水管１３ａと液体保持体１０ｄの流入管１３ｂとをつなぐ連結管１８を介して、逆サイフォンの原理によって液体保持体１０ｄの内部に流れ込む。
【０１２４】
最後に、液体保持体１０ｄの内部に移動した湖水は、フィルタ部１４を通過した後にサイフォンの原理を利用した排水管１７によって排出される（図７（Ｂ）参照）。
【０１２５】
なお、流入管１３ｂは、図示しないが、逆流を防ぐための逆止弁を有することが好ましい。
【０１２６】
以上説明した以外の構成および処理は、第１実施形態、第２実施形態または第３実施形態と同じである。
【０１２７】
なお、本発明は、前述した第１〜４実施形態などに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【０１２８】
第１〜４実施形態においては、液体保持体１０及び気密袋体収容部１２が円柱形に形成されているが、他の実施形態においては多角柱形（例えば、四角柱形など）に形成されてもよい。
【０１２９】
また、第１〜４実施形態においては、各液体保持体１０にフィルタ部が一層のみ設けられているが、多層のフィルタ部を設けることにより１個の液体浄化装置１で第４実施形態の液体浄化装置１と同様の多段浄化処理をおこなってもよい。
【０１３０】
また、サイフォンの効果をより一層発揮させるために、汲水管１６又は排水管１７の最高地点近傍に空気室を設けて、管内に溜まった空気を空気室に取り込んで、管内の真空状態を維持させてもよい。
【０１３１】
また、第１〜４実施形態においては、蓄電池２３の充電作業又は交換作業が必要とするが、例えば、太陽光発電装置を沈下防止部１１の上面などに配置させ、蓄電池２３への電力供給をおこなってもよい。
【０１３２】
また、第１〜４実施形態においては、蓄電池２３を用いて気体ポンプ２１への電力供給をおこなっているが、外部から商用電源を用いて気体ポンプへの電力供給をおこなってもよい。
【符号の説明】
【０１３３】
１ 液体浄化装置
１０ 液体保持体
１１ 沈下防止部
１２ 気密袋体収容部
１３ａ 排水管
１６ 汲水管
２０ 気密袋体
２１ 気体ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥した湖底水、海底水などを浄化する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
湖沼、海、池、ダム、溜池、貯水池、河川、用水路、堀、運河などの浄化対象水域において、水質汚染対策として、水質浄化装置を設置することが行われている。一般に浄化装置においては、岸辺など陸上に設置されることが多くなることから、水底にある液体を汲み上げるにはポンプなどが用いられている。また、陸上に浄化装置を設置することが困難な地域では、水面に浮かばせながら水底にある液体をポンプなどで汲み上げて浄化する浄化装置もある。
【０００３】
これらの浄化装置は、水底にある液体を汲み上げるポンプなどを常時作動させることが必要となるため、例えば、電源線敷設工事を行ってポンプなどの動力源として商用電力が常時供給するよう提案されている。また、電源線敷設工事が困難である水面設置の浄化装置においては、蓄電池や太陽電池などをポンプなどの動力源とするものも提案されている。
【０００４】
ここで、従来の液体浄化装置において、蓄電池を使用することなく太陽電池のみでそのポンプおよび洗浄装置を駆動させる場合、太陽電池の発電電圧が所定の電圧を下回るときには、コントローラが洗浄装置を停止状態としつつポンプを駆動状態とするような制御を行うように形成されていた（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１０２６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、太陽電池の発電電力の有効活用についてのもので、太陽電池の発電電圧が所定の電圧を下回る場合にコントローラが洗浄装置を停止状態とするが、ポンプは常時駆動状態としている。
【０００７】
また、一般的に液体ポンプは、気体ポンプに比べて、駆動に必要な電力が大きいことが知られている。そのため、動力源としてポンプ（特許文献１では、液体ポンプの一種である水中ポンプ。）に供給される電力を常時確保して発電する必要があり、日照不足などに対応できるようにポンプ駆動用としての太陽電池の発電量を十分に確保する必要があった。その結果、液体浄化装置は、浄化処理に必要な電力（エネルギー）の低下や装置自体の簡略化を図ることが困難であった。
【０００８】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、電力（エネルギー）の低下装置の簡略化を図ることができる液体浄化装置を提供することを本発明の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するため、本発明の液体浄化装置は、その第１の態様として、サイフォンの原理を利用して外部の液体を汲み上げる汲水管と、汲み上げられた液体を保持すると共に液体の比重と略同一の比重とすることによって外部の液体に浮き沈みするように形成された液体保持体と、気体ポンプと、液体保持体の下方に配置されると共に気体ポンプにより加圧された気体が注入されると伸縮によって体積を変化させる気密袋体と、液体保持体内に配置されると共に汲み上げられた液体を浄化するフィルタ部と、気体ポンプが気密袋体内に気体を注入して液体保持体を浮上させることにより液体保持体においてフィルタ部を通過させた液体を外部へ排水させる排水管とを備えていることを特徴としている。
【００１０】
本発明の第１の態様の液体浄化装置によれば、電力消費の比較的少ない気体ポンプを駆動させて浄化対象である液体の汲上、浄化および排水を行うため、浄化処理に用いられる電力（エネルギー）の低下を図ることができる。
【００１１】
本発明の第２の態様の液体浄化装置は、サイフォンの原理を利用して外部の液体を汲み上げる汲水管と、汲み上げられた液体を保持すると共に液体の比重と略同一の比重とすることによって外部の液体に浮き沈みするように形成された複数の液体保持体と、気体ポンプと、液体保持体の下方にそれぞれ配置されると共に気体ポンプにより加圧された気体が注入されると伸縮によって体積を変化させる気密袋体と、液体保持体内にそれぞれ配置されると共に汲み上げられた液体を浄化するフィルタ部と、複数の液体保持体のうち１の液体保持体から他の液体保持体を連結すると共に気体ポンプが気密袋体内に気体を注入して複数の液体保持体を浮上させることによりフィルタ部を通過させた液体を１の液体保持体から他の液体保持体へ移送する１又は２以上の連結管と、気体ポンプが気密袋体内に気体を注入して液体保持体を浮上させることによって液体保持体において連結管を通過させた液体を外部へ排水させる排水管とを備えていることを特徴としている。
【００１２】
本発明の第２の態様の液体浄化装置によれば、電力消費の比較的少ない気体ポンプを駆動させて浄化対象である液体の汲上、浄化および排水を行うため、浄化処理に用いられる電力（エネルギー）の低下を図ることができる。また、複数の液体保持体にそれぞれ異なるフィルタを配設することにより、多段階の浄化処理を行うこともできる。
【００１３】
本発明の第３の態様の液体浄化装置は、第２の態様の液体浄化装置において、連結管は、逆サイフォンの原理を利用して液体を１の液体保持体から他の液体保持体へ移送することを特徴としている。
【００１４】
本発明の第３の態様の液体浄化装置によれば、液体保持体液体内に配置されているフィルタ部を液体が通過する際に生じる抵抗が存在する場合であっても、逆サイフォンの原理を利用するため、液体を１の液体保持体から他の液体保持体へ移送させることができる。
【００１５】
本発明の第４の態様の液体浄化装置は、第１から第３のいずれか１の態様の液体浄化装置において、排水管は、サイフォンの原理を利用して液体を外部へ排水させることを特徴としている。
【００１６】
本発明の第４の態様の液体浄化装置によれば、サイフォンの原理を利用して液体を外部へ排水させるため、浄化された液体の排出先を水面近傍に限らず所望の場所に設定することができる。
【００１７】
本発明の第５の態様の液体浄化装置は、第１から第４のいずれか１の態様の液体浄化装置において、液体保持体は、当該液体保持体の上面が外部の液体面以下になることを防止する沈下防止部を有することを特徴としている。
【００１８】
本発明の第５の態様の液体浄化装置によれば、沈下防止部が浮き作用を生じさせるため、液体保持体の沈下及び液体浄化装置の沈下を回避することができる。
【００１９】
本発明の第６の態様の液体浄化装置は、第１から第５のいずれか１の態様の液体浄化装置において、気密袋体は、液体保持体の底面に設けられた気密袋体収容部内に外部の流体と共に収容され、気密袋体収容部に１又は２以上の孔を有することによって、気体ポンプの送気により気密袋体が膨張するときには外部の流体を気密袋体収容部内から１又は２以上の孔を介して流出させる一方、気体ポンプの排気又は気密袋体収容部内の外部の流体の水圧により気密袋体が収縮するときには外部の流体を気密袋体収容部内へ１又は２以上の孔を介して流入させるように形成されていることを特徴としている。
【００２０】
本発明の第６の態様の液体浄化装置によれば、気体ポンプの送気により液体浄化装置全体の比重を調整するため、液体浄化装置の簡略化を図ることができる。
【００２１】
本発明の第７の態様の液体浄化装置は、第１から第６のいずれか１の態様の液体浄化装置において、気体ポンプは、気密袋体を膨張させるときにのみ作動することを特徴としている。
【００２２】
本発明の第７の態様の液体浄化装置によれば、気体ポンプを常時駆動させる必要がないため、気体ポンプの駆動による電力消費を更に抑えることができる。
【００２３】
本発明の第８の態様の液体浄化装置は、第６の態様又は第７の態様の液体浄化装置において、液体保持体の底面又は気密袋体収容部は、液体保持体に作用する浮力を調整する重りを有することを特徴としている。
【００２４】
本発明の第８の態様の液体浄化装置によれば、液体浄化装置の下方に重りを設けることによって重心位置が液体浄化装置の下方に配置されるため、特に、液体保持体内の液体を排出し終える際又は液体保持体内へ液体を汲上し始める際の液体浄化装置の横転を防止することができる。
【００２５】
本発明の第９の態様の液体浄化装置は、第１から第８のいずれか１の態様の液体浄化装置において、気体ポンプは、少なくとも気密袋体へ加圧された気体の送気時間または送気量を制御する制御部と気体ポンプの駆動用電源を供給する蓄電池を備えていることを特徴としている。
【００２６】
本発明の第９の態様の液体浄化装置によれば、液体の汲上又は排出を適切に操作することができる。
【００２７】
本発明の第１０の態様の液体浄化装置は、第９の態様の液体浄化装置において、重りは、気体ポンプ又は蓄電池であることを特徴としている。
【００２８】
本発明の第１０の態様の液体浄化装置によれば、液体浄化装置の下方に気体ポンプ又は蓄電池を設けることによって重心位置が液体浄化装置の下方に配置されるため、特に、液体保持体内の液体を排出し終える際又は液体保持体内へ液体を汲上し始める際の液体浄化装置の横転を防止することができる。
【００２９】
本発明の第１１の態様の液体浄化装置は、第１から第１０のいずれか１の態様の液体浄化装置において、フィルタ部は、物理フィルタ、生物フィルタ、化学フィルタおよびその他の液体浄化に用いられるフィルタのうち１種又は２種以上から形成されていることを特徴としている。
【００３０】
本発明の第１１の態様の液体浄化装置によれば、液体の水質に応じてフィルタ部を自由に形成することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の液体浄化装置によれば、電力消費の比較的少ない気体ポンプを駆動させて浄化対象である液体の汲上、浄化および排水を行うことができる。また、気体ポンプの送気により液体浄化装置全体の比重を調整することができる。その結果、浄化処理に用いられる電力（エネルギー）の低下を図り、かつ液体浄化装置の簡略化を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の液体浄化装置の第１実施形態を示す部分斜視図
【図２】第１実施形態の液体浄化装置が湖に浮かんでいる状態において湖底から水を汲み上げている様子を示す断面図
【図３】第１実施形態の液体浄化装置の浄化処理方法を示す断面図；（Ａ）は湖水の汲み上げ開始の一例、（Ｂ）は湖水の汲み上げ途中の一例、（Ｃ）は湖水の汲み上げ終了の一例、（Ｄ）は浄化済みの湖水の排水開始の一例、（Ｅ）は浄化済みの湖水の排水途中の一例、（Ｆ）は浄化済みの湖水の排水終了の一例、を示す。
【図４】第１実施形態の液体浄化装置に備えられた制御部のポンプ制御処理方法を示すフローチャート
【図５】第２実施形態の液体浄化装置に備えられた制御部のポンプ制御処理方法を示すフローチャート
【図６】第３実施形態の液体浄化装置が湖に浮かんでいる状態において浄化済みの湖水を湖底へ排水する様子を示す断面図
【図７】第４実施形態の液体浄化装置の浄化処理状態を示す断面図；（Ａ）は湖水の汲み上げ途中の一例、（Ｂ）は浄化済みの湖水の排水途中の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の液体浄化装置をその一実施形態である第１から第４の実施形態により説明する。
【００３４】
はじめに、第１実施形態を説明する。
【００３５】
第１実施形態の液体浄化装置１は、図１に示すように、液体保持体１０、沈下防止部１１、気密袋体収容部１２、排水管１３ａ、フィルタ部１４及び通気管１５を備えている。また、図１には図示しないが、第１実施形態の液体浄化装置１は、汲水管１６（図２を参照）、気密袋体収容部１２に内在する気密袋体２０（図２を参照）、及び、通気管１５に接続される気体ポンプ２１（図示せず）を備えている。
【００３６】
液体保持体１０は、アルミニウムやマグネシウムなどの軽金属又はそれらの合金などから円筒状に形成されていることが好ましい。また、液体保持体１０の上面には、汲水管１６（図２を参照）を通過した水を流入するため、図１に示すように開口部１０ａを有する。
【００３７】
沈下防止部１１は、液体浄化装置１が水底へ沈み込むことを防止するための浮き具である。この沈下防止部１１は、リング状に形成されており、液体保持体１０の開口部１０ａの外周に、接着、溶接又はボルトなどの周知の固着方法により固定されている。また、沈下防止部１１は、例えば、気泡を含ませたポリスチレン（発砲ポリスチレン）などの合成樹脂環や、アルミニウムやマグネシウムなどの軽金属又はそれらの合金を用いた中空金属環など、浮き具に適した材料及び形状により形成されていることが好ましい。これにより、沈下防止部１１は、水に対して比重が小さくなるように、つまり、液体浄化装置１の外部にある水から大きな浮力が発生するようになるため、液体浄化装置１が水底へ沈み込むことを防止する。
【００３８】
気密袋体収容部１２は、アルミニウムやマグネシウムなどの軽金属又はそれらの合金などを用いて、中空円柱状若しくはコップ状に形成されている。気密袋体収容部１２の円筒外径は、液体保持体１０と同一外径であることが好ましい。この気密袋体収容部１２は、気密袋体収容部１２の上面と液体保持体１０の底面が接合するように、接着、溶接又はボルトなどで固定されている。
【００３９】
また、この気密袋体収容部１２は、その内部に空間を設けて気密袋体２０と外部からの水を収容するように形成されていることが好ましい。この場合、気密袋体収容部１２の側面又は底面には、その内部に入水・出水するための数個の孔１２ａが設けられていることが好ましい。
【００４０】
排水管１３ａは、液体保持体１０の側面下方に設けられており、汲水管１６（図２を参照）を通過して液体保持体１０の内部に流入及び保持された水を排水する。排水管１３ａには、図示しないが、液体保持体１０の外部から水が液体保持体１０の内部へ侵入することを防ぐための逆止弁を有することが好ましい。
【００４１】
フィルタ部１４は、物理フィルタ、生物フィルタ、化学フィルタおよびその他の液体浄化に用いられるフィルタのうち１種又は２種以上のフィルタから板状に形成されていることが好ましい。液体保持体１０の内部側面及び内部底面には、図示しないが、スリットが設けられており、板状に形成されたフィルタ部１４がそのスリットに嵌め合うように配置される。これにより、汲み上げられた水の全てがフィルタ部１４を通過して浄化される。
【００４２】
通気管１５は、アルミニウムやマグネシウムなどの軽金属又はそれらの合金などを用いて、角パイプなどのパイプ状に形成されている。この通気管１５は、気体ポンプ２１から送られた空気を気密袋体２０に通気するように形成及び接続されている。
【００４３】
また、通気管１５は、板状に形成されたフィルタ部１４の両面を挟むようにそれぞれ少なくとも１本ずつ配置されていることが好ましい。これにより、水の浄化の際に生じる圧力差によってフィルタ部１４が撓むのを防ぐので、フィルタ部１４がスリットから外れることを防ぐことができる。
【００４４】
次に、第１実施形態の液体浄化装置１の使用状態を断面図（図１の一点鎖線Ｘにおける断面）である図２を参照して説明する。
【００４５】
液体浄化装置１は、例えば、湖や海などに気密袋体収容部１２が液体浄化装置１の下方となって浮かぶように使用される。本実施形態においては、液体浄化装置１は、湖水を浄化するために湖に浮かんでいる。このとき、図２に示すように、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルを「ＯＬＬ」とし、液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルを「ＩＬＬ」として、以下を説明する。
【００４６】
第１実施形態の液体浄化装置１は、図２に示すように、液体保持体１０、沈下防止部１１、気密袋体収容部１２、排水管１３ａ、フィルタ部１４及び通気管１５や、以下に詳細に説明する汲水管１６、気密袋体２０及び気体ポンプ２１の他に、任意の部材として、蓄電池２３、制御部２４及びセンサ２６を備えている。
【００４７】
気密袋体２０は、伸縮自在の合成ゴムなどの弾性体を用いて袋状に形成されている。また、気密袋体２０は、気体ポンプ２１から吸排気管２２を介して気密袋体２０の内部に送気されることによって膨張し、気密袋体２０の内部の気体が吸排気管２２を介して気密袋体２０の外部に放出されることによって収縮するようになっている。
【００４８】
気体ポンプ２１としては、遠心圧縮機、軸流圧縮機、容積圧縮機またはその他一般的に気体に働く運動エネルギーにより圧力を与える気体圧縮機を用いることが好ましい。本実施形態においては、蓄電池２３から気体ポンプ２１に電力が動力として供給されることによって、気体ポンプ２１は、通気管１５を介して取り込んだ空気を圧縮し、その圧縮された空気を気密袋体２０の内部へ吸排気管２２を介して送気する。なお、圧縮された空気が不要となった場合（例えば、気密袋体２０が収縮する場合など）には、通気管１５を介して不要な空気を放出する。
【００４９】
ここで、気密袋体収容部１２には、前述の通り、数個の孔１２ａ、１２ｂが設けられていることが好ましい。これにより、気密袋体収容部１２が水中にある状態で気密袋体２０が収縮する場合（例えば、気体ポンプ２１が停止している場合）には、湖水が孔１２ａ、１２ｂを介して侵入し、気密袋体収容部１２の内部が湖水で満たされるようになっている。また、気密袋体収容部１２が水中にある状態で気密袋体２０が膨張する場合には、気密袋体収容部１２の内部を満たしていた湖水は、孔１２ａ、１２ｂを介して気密袋体収容部１２の外部へ放出される。
【００５０】
一方、気密袋体収容部１２の内部が空気で満たされている状態（例えば、陸上、船上またはその他水面上に液体浄化装置１全体が表れている状態など）から液体浄化装置１の下方より湖に沈める場合には、湖水が孔１２ｂから気密袋体収容部１２の内部に侵入することによって、気密袋体収容部１２の内部で満たされていた空気は孔１２ａを介して放出される。
【００５１】
蓄電池２３としては、リチウムイオン蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池又はその他一般的に充電を行うことにより電気を蓄えて電池として使用できる様になって繰り返し使用することが出来る化学電池を用いることが好ましい。
【００５２】
制御部２４は、センサ２６からの出力信号に応じて気体ポンプ２１の作動を制御するように形成されている。
【００５３】
センサ２６としては、例えば、ステンレベラなどの微圧水位センサを用いることが好ましい。ステンレベラとは、ステンレス薄膜を用いて液面レベルの変化を電気的に検出するセンサである。液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬがセンサ２５の設置場所に達すると、センサ２５は検出信号を制御部２４に送信する。これにより、気体ポンプ２１が作動して気密袋体２０が膨張するようになっている。
【００５４】
次に、湖水を液体保持体１０の内部に汲み上げる仕組について説明する。
【００５５】
湖水の汲み上げにはサイフォンの原理を用いる。サイフォンの原理とは、隙間のない管を利用して、液体を出発地点から目的地点まで、途中出発地点より高い地点を通って導く原理をいう。サイフォンの効果を生じさせるには、出発地点の液面レベルが目的地点の液面レベルよりも高い位置にある必要があり、管内の液体が移動することによって管内に真空状態を作り出そうとする。これによって、出発地点の液体を汲み上げる。
【００５６】
具体的には、管の最高地点において重力が液体を両方に引っ張ることによって真空状態を作り出そうとするが、出発地点における液体表面にかかる大気圧が管内の液体を伝わって真空状態が作られるのを防ごうとし、その結果、液体が出発地点から目的地点まで移動する。１気圧下において、水ならば管の最高地点を最高約１０ｍの高さまで設定することができるため、図２に示すように、液体保持体１０の底面からの管の高さＨは、１０ｍ以内に設定することが好ましい。
【００５７】
第１実施形態の液体浄化装置１において、サイフォンの効果を生じさせるために、パイプ状の汲水管１６の一方（出発地点）を湖の浄化したい部分（一般的には、浄化が特に必要な湖底や海底など）に配置し、他方（目的地点）を液体保持体１０の内部に配置させる。そして、汲水管１６の内部の湖水に弾みを付けてサイフォンの効果を始動するため、汲上口１６ａ（汲水管１６の他方の端部であってもよい。）には図示しない給水ポンプを一時的に作動させることが好ましい。
【００５８】
図２においては、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも高い位置にある。そのため、汲水管１６に表記した矢印の方向に上記サイフォンの効果が生じる。
【００５９】
湖水の汲み上げ時において、発生したサイフォンの効果が継続的に生じるようにするためには、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも高い位置にあり続ける必要がある。
【００６０】
そこで、液体保持体１０の下方が湖に沈み込んでも、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも高い位置にあり続けるように、気密袋体２０が収縮した状態で、汲み上げた湖水の質量と沈み込んだ液体浄化装置１の質量の和が、液体浄化装置１の沈み込みにより排除された湖水の質量とほぼ等しくなるように、液体浄化装置１の形状および材質を選択する必要がある。つまり、沈み込んだ液体浄化装置１の比重が、約１となるように液体浄化装置１の形状および材質を選択する必要がある。
【００６１】
前述のとおり、液体保持体１０および気密袋体収容部１２は、アルミニウム（比重約２．７）やマグネシウム（比重約１．７）などの軽金属又はそれらの合金などから形成されている。そのため、汲み上げた湖水の質量と沈み込んだ液体浄化装置１の質量の和が、液体浄化装置１の沈み込みにより排除された湖水の質量とほぼ等しくなうように、液体保持体１０および気密袋体収容部１２には、中空部分などを設けることが好ましい。これにより、湖水の汲み上げ時において、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも高い位置にあり続けることができ、その結果、サイフォンの効果を継続的に生じさせることができる。
【００６２】
また、本実施形態の液体浄化装置１は、海水などの湖水と異なる比重を有する液体の浄化処理についても用いられるが、その場合には、気密袋体２０が収縮した状態において、汲み上げた湖水の質量と沈み込んだ液体浄化装置１の質量の和が、液体浄化装置１の沈み込みにより排除された湖水の質量とほぼ等しくなうように、気体ポンプ２１、蓄電池２３および制御部２４を所定の場所に配置させたときに生じる隙間などに比重調整材２５を充填して比重を調整することが好ましい。
【００６３】
これにより、浄化対象にかかわらず、また、液体保持体１０および気密袋体収容部１２の形状および材質を変更することなく、気密袋体２０が収縮した状態において、汲み上げた湖水の質量と沈み込んだ液体浄化装置１の質量の和が、液体浄化装置１の沈み込みにより排除された湖水の質量とほぼ等しくなうように、比重調整材２５の増減又は選択などによって容易に調整することができる。
【００６４】
なお、前述のとおり、排水管１３ａには、液体保持体１０の外部から湖水が液体保持体１０の内部へ侵入することを防止する逆止弁を備えている場合、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬと液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬとの距離は一定に保たれる。
【００６５】
次に、第１実施形態の液体浄化装置１の一連の浄化処理方法を図３および図４を参照して説明する。
【００６６】
液体浄化装置１の浄化処理方法のうち、図３（Ａ）は湖水の汲み上げ開始の一例を示すものである。これは、液体浄化装置１の下方を湖に沈めた直後の場合、又は気密袋体２０が膨張した状態（液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも低い位置にある状態）から収縮した状態（液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも高い位置にある状態）になった直後の場合に相当する。
【００６７】
ここで、液体浄化装置１の下方を湖に沈めた直後の場合には、制御部２４は、センサ２６の初期化を行う（Ｓ０１）。具体的には、液体によって加圧されていない状態の基準値を初期値として設定する。更に、蓄電池２３の蓄電残量が十分である場合（Ｓ０２・・Ｙｅｓ）には、制御部２４は、タイマ初期化を行う（Ｓ０３）。
【００６８】
前述のとおり、汲水管１６の内部の湖水に弾みを付けてサイフォンの効果を始動させるために、汲上口１６ａに設けられた図示しないポンプが一時的に作動する。液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも高い位置にあるため、汲水管１６の内部でサイフォンの効果が生じて、液体浄化装置１は湖水の汲み上げを開始する。
【００６９】
図３（Ｂ）は湖水の汲み上げ途中の一例を示すものである。汲み上げた湖水の質量と沈み込んだ液体浄化装置１の質量の和は、前述の通り、液体浄化装置１の沈み込みにより排除された湖水の質量とほぼ等しくなうように設計されている。そのため、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも高い位置にあり続けることができ、液体浄化装置１は湖水の汲み上げを継続する。また、液体保持体１０の内部では、汲み上げられた湖水がフィルタ部１４を通過して浄化される。更に、制御部２４は、液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬがセンサ２６の設置高さに達するまで、その制御を待機させている（Ｓ０４・・Ｎｏ）。
【００７０】
図３（Ｃ）は湖水の汲み上げ終了の一例を示すものである。液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬがセンサ２６の設置高さに達したとき、センサ２６は水面を検知する（Ｓ０４・・Ｙｅｓ）。これにより、制御部２４は、気体ポンプ２１をＯＮにする（Ｓ０５）。気体ポンプ２１は、通気管１５を介して取り込んだ空気を圧縮し、その圧縮された空気を気密袋体２０の内部へ吸排気管２２を介して送気し始める。
【００７１】
図３（Ｄ）は浄化済みの湖水の排水開始の一例を示すものである。気密袋体２０の内部に圧縮された空気が送気されることにより、気密袋体２０が膨張する。そうすると、気密袋体収容部１２の内部を満たしていた湖水が気密袋体収容部１２の外部へ孔１２ａ、１２ｂを介して放出される。これにより、汲み上げた湖水の質量と沈み込んだ液体浄化装置１の質量の和は液体浄化装置１の沈み込みにより排除された湖水の質量よりも小さくなるため、液体浄化装置１は上昇する。
【００７２】
このとき、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬは、液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも高い位置にある状態から、一時的に、液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬと同一の位置にある状態に達するため、液体浄化装置１はサイフォンの効果を失う。これにより、液体浄化装置１は湖水の汲み上げを停止する。
【００７３】
更に液体浄化装置１が上昇すると、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬは液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも低い位置にある状態になる。これにより、ポテンシャル（位置）エネルギーに差が生じ、液体保持体１０の内側において浄化された湖水は、排水管１３ａを介して液体保持体１０の外へ排出される。
【００７４】
なお、汲上口１６ａは、液体保持体１０の内部から浄化前の湖水が汲水管１６を介して排出することを防ぐための逆止弁を有することが好ましい。
【００７５】
図３（Ｅ）は浄化済みの湖水の排水途中の一例を示すものである。制御部２４は、液体保持体１０の内部を満たした湖水が排水管１３ａを介して液体保持体１０の外へ排出するのに最低限必要な時間（Ｔｍａｘ）を経過するまで、カウントを行う（Ｓ０６、Ｓ０７・・Ｎｏ）。その間、液体保持体１０の内部では、汲み上げられた湖水がフィルタ部１４を通過して浄化され、その浄化された湖水が、排水管１３ａを介して液体保持体１０の外へ排出される。
【００７６】
図３（Ｆ）は浄化済みの湖水の排水終了の一例を示すものである。制御部２４は、液体保持体１０の内部を満たした湖水が排水管１３ａを介して液体保持体１０の外へ排出するのに最低限必要な時間（Ｔｍａｘ）を経過すると（Ｓ０７・・Ｙｅｓ）、気体ポンプ２１をＯＦＦにする（Ｓ０８）。このとき、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが排水管１３ａよりも低い位置にある状態になり、浄化された湖水の全てが、排水管１３ａを介して液体保持体１０の外へ排出されたことになる。
【００７７】
液体浄化装置１がもっとも上昇した状態においては、液体浄化装置１が横転する可能性が高くなるため、気体ポンプ２１および蓄電池２３などを重りにして、液体浄化装置１の横転を回避することが好ましい。なお、同一の理由により、気密袋体収容部１２の比重を液体保持体１０の比重よりも高めに設計してもよい。
【００７８】
気体ポンプ２１がＯＦＦ状態になると、気密袋体２０の内部を満たしていた圧縮された空気が吸排気管２２及び通気管１５を介して放出するので、気密袋体２０は収縮する。そうすると、液体浄化装置１の外側の湖水は、気密袋体収容部１２の内部を満たすように、孔１２ａ、１２ｂから気密袋体収容部１２の内部に侵入する。これにより、沈み込んだ液体浄化装置１の質量が、液体浄化装置１の沈み込みにより排除された湖水の質量とほぼ等しくなるため、液体浄化装置１が降下し、湖水の汲み上げ開始の状態に戻る（図３（Ａ）参照）。
【００７９】
このとき、制御部２４は、蓄電池２３に対して次に汲み上げる湖水を浄化して排出するのに必要な電力を供給できるか否かをチェックし（Ｓ０２）、上記処理（Ｓ０２〜Ｓ０８、図３（Ａ）〜（Ｆ））を再度繰り返す。
【００８０】
なお、蓄電池２３に十分な電力が残されていない場合には（Ｓ０２・・Ｎｏ）、制御部２４は、蓄電池２３の充電又は交換が必要である旨を警告して（Ｓ０９）、蓄電池２３の充電又は交換を促す。
【００８１】
次に、本発明の第２実施形態を以下に説明する。
【００８２】
なお、本実施形態は、前述の第１実施形態と比較し、気密袋体２０を膨張及び収縮するための気体ポンプ２１の制御処理のみが相違するものである。従って、その相違点を中心に説明し、第１実施形態と同一構成および同一の処理については、説明を省略する。
【００８３】
第１実施形態では、図３及び図４に示すように、液体保持体１０の内部を満たした湖水が排水管１３ａを介して液体保持体１０の外へ排出するのに最低限必要な時間（Ｔｍａｘ）を設定した場合、制御部２４は、気体ポンプ２１をＯＮにしてから最低限必要な時間Ｔｍａｘを経過することを条件に気体ポンプ２１をＯＦＦにする制御をおこなう例を示した。
【００８４】
これに対して、本実施形態では、液体保持体１０の内部を満たした湖水が排水管１３ａを介して液体保持体１０の外へ排出するのに最低限必要な気体ポンプ２１の送付量（Ｖｍａｘ）を設定する。この場合、制御部２４は、気体ポンプ２１をＯＮにしてから最低限必要な気体ポンプ２１の送付量Ｖｍａｘを超えた場合、気体ポンプ２１をＯＦＦにする制御をおこなう。
【００８５】
具体的には、第２実施形態の液体浄化装置１の一連の浄化処理方法を図３および図５を参照して説明する。
【００８６】
液体浄化装置１の浄化処理方法のうち、図３（Ａ）は湖水の汲み上げ開始の一例を示すものである。これは、液体浄化装置１の下方を湖に沈めた直後の場合、又は気密袋体２０が膨張した状態（液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも低い位置にある状態）から収縮した状態（液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも高い位置にある状態）になった直後の場合に相当する。
【００８７】
ここで、液体浄化装置１の下方を湖に沈めた直後の場合、制御部２４は、図５に示すように、センサ２６の初期化を行う（Ｓ１１）。具体的には、液体によって加圧されていない状態の基準値を設定する。更に、蓄電池２３の蓄電残量が十分である場合（Ｓ１２・・Ｙｅｓ）には、制御部２４は、送付量初期化を行う（Ｓ１３）。
【００８８】
前述のとおり、汲水管１６の内部の湖水に弾みを付けることによりサイフォンの効果を始動させるため、汲上口１６ａに設けられた図示しないポンプが一時的に作動する。液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも高い位置にあるため、汲水管１６の内部においてサイフォンの効果が生じて、液体浄化装置１は湖水の汲み上げを開始する。
【００８９】
図３（Ｂ）は湖水の汲み上げ途中の一例を示すものである。汲み上げた湖水の質量と沈み込んだ液体浄化装置１の質量の和は、液体浄化装置１の沈み込みにより排除された湖水の質量とほぼ等しくなうように設計されている。このことから、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬは液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも高い位置にあり続けることができるので、液体浄化装置１は湖水の汲み上げを継続する。また、液体保持体１０の内部では、汲み上げられた湖水がフィルタ部１４を通過して浄化される。更に、制御部２４は、図５に示すように、液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬがセンサ２６の設置高さに達するまで、その制御を待機する（Ｓ１４・・Ｎｏ）。
【００９０】
図３（Ｃ）は湖水の汲み上げ終了の一例を示すものである。液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬがセンサ２６の設置高さに達したため、図５に示すように、センサ２６は水面を検知する（Ｓ１４・・Ｙｅｓ）。これにより、制御部２４は、気体ポンプ２１をＯＮにする（Ｓ１５）。気体ポンプ２１は、通気管１５を介して取り込んだ空気を圧縮し、その圧縮された空気を気密袋体２０の内部へ吸排気管２２を介して送気し始める。
【００９１】
図３（Ｄ）は浄化済みの湖水の排水開始の一例を示すものである。気密袋体２０の内部に圧縮された空気が送気されることにより、気密袋体２０が膨張する。その結果、気密袋体収容部１２の内部を満たしていた湖水が孔１２ａ、１２ｂを介して気密袋体収容部１２の外部へ放出される。これにより、汲み上げた湖水の質量と沈み込んだ液体浄化装置１の質量の和は、液体浄化装置１の沈み込みにより排除された湖水の質量よりも小さくなるため、液体浄化装置１が上昇する。このとき、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬは、液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも高い位置にある状態から、一時的に、液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬと同一の位置にある状態に達するため、液体浄化装置１はサイフォンの効果を失う。これにより、液体浄化装置１は湖水の汲み上げを停止する。
【００９２】
更に液体浄化装置１が上昇すると、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも低い位置にある状態になるため、ポテンシャル（位置）エネルギーの差が生じる。その結果、浄化された湖水は、排水管１３ａを介して液体保持体１０の外へ排出される。
【００９３】
なお、汲上口１６ａは、液体保持体１０の内部から浄化前の湖水が汲水管１６を介して排出することを防ぐための逆止弁を有することが好ましい。
【００９４】
図３（Ｅ）は浄化済みの湖水の排水途中の一例を示すものである。制御部２４は、液体保持体１０の内部を満たした湖水が排水管１３ａを介して液体保持体１０の外へ排出するのに最低限必要な気体ポンプ２１の送付量（Ｖｍａｘ）を経過するまで、カウントを行う（Ｓ１６、Ｓ１７・・Ｎｏ）。その間、液体保持体１０の内部では、汲み上げられた湖水がフィルタ部１４を通過して浄化され、浄化された湖水が、排水管１３ａを介して液体保持体１０の外へ排出される。
【００９５】
図３（Ｆ）は浄化済みの湖水の排水終了の一例を示すものである。図３（Ｆ）及び図５に示すように、液体保持体１０の内部を満たした湖水が排水管１３ａを介して液体保持体１０の外へ排出するのに最低限必要な気体ポンプ２１の送付量（Ｖｍａｘ）を超えた場合（Ｓ１７・・Ｙｅｓ）、制御部２４は、気体ポンプ２１をＯＦＦにする制御をおこなう（Ｓ１８）。このとき、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが排水管１３ａよりも低い位置にある状態になり、浄化された湖水の全てが排水管１３ａを介して液体保持体１０の外へ排出されたことになる。
【００９６】
液体浄化装置１がもっとも上昇した状態においては、液体浄化装置１が横転する可能性が高くなるため、気体ポンプ２１および蓄電池２３などを重りにして、液体浄化装置１の横転を回避することが好ましい。なお、同一の理由により、気密袋体収容部１２の比重を液体保持体１０の比重よりも高めに設計してもよい。
【００９７】
気体ポンプ２１がＯＦＦ状態になると、気密袋体２０の内部を満たしていた圧縮された空気が吸排気管２２及び通気管１５を介して放出し、気密袋体２０が収縮する。そうすると、湖水は、気密袋体収容部１２の内部を満たすように、孔１２ａ、１２ｂを介して気密袋体収容部１２の内部に侵入する。これにより、沈み込んだ液体浄化装置１の質量が液体浄化装置１の沈み込みにより排除された湖水の質量とほぼ等しくなるため、液体浄化装置１は降下し、湖水の汲み上げ開始の状態に戻る（図３（Ａ）参照）。
【００９８】
このとき、図５に示すように、制御部２４は、蓄電池２３に対して次に汲み上げる湖水を浄化して排出するのに必要な電力を供給できるか否かをチェックして（Ｓ１２）、上記処理（Ｓ１２〜Ｓ１８、図３（Ａ）〜（Ｆ））を再度繰り返す。
【００９９】
なお、図５に示すように、蓄電池２３に十分な電力が残されていない場合には（Ｓ１２・・Ｎｏ）、制御部２４は、蓄電池２３の充電又は交換が必要である旨を警告して（Ｓ１９）、蓄電池２３の充電又は交換を促す。
【０１００】
以上説明した以外の構成および処理は、第１実施形態と同じである。
【０１０１】
次に、本発明の第３実施形態を以下に説明する。
【０１０２】
なお、本実施形態は、前述の第１実施形態または第２実施形態と比較し、排水管１３ａに替えて排水管１７を用いることのみが相違するものである。従って、その相違点を中心に説明し、第１実施形態または第２実施形態と同一構成および同一の処理については、説明を省略する。
【０１０３】
第１実施形態または第２実施形態では、排水管１３ａは、図１及び図２に示すように、液体保持体１０の側面下方に設けられており、液体保持体１０の内部に保持された湖水を排水する例を示した。
【０１０４】
これに対して、本実施形態では、サイフォンの原理を利用した汲水管１６と一部の構成のみが異なる排水管１７を用いて、液体保持体１０の内部に保持された水を排水する。
【０１０５】
具体的には、第３実施形態の液体浄化装置１において図６を参照して説明する。
【０１０６】
第３実施形態の液体浄化装置１においては、図６に示すように、サイフォンの効果を生じさせるために、パイプ状の排水管１７の一方（出発地点）が液体保持体１０の内部に配置されており、その他方（目的地点）が湖の排水したい部分（一般的には、浄化が特に必要な湖底や海底など）に配置されている。
【０１０７】
また、排水管１７内の浄化済み湖水に弾みを付けてサイフォンを始動するために、排出口１７ａには図示しないポンプが設けられており、その排水時（例えば、気密袋体２０が膨張した直後など）にその排出用ポンプが一時的に作動する。そして、図６に示すように、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも低い位置にあるため、上記サイフォンの効果が生じて、浄化済み湖水を排水することができる。
【０１０８】
浄化済み湖水の排水時において、発生したサイフォンの効果が継続的に生じるようにするためには、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも低い位置にあり続ける必要がある。
【０１０９】
そこで、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも低い位置にあり続けるようにするため、気密袋体２０が膨張した状態において、汲み上げた湖水の質量と沈み込んだ液体浄化装置１の質量の和が、液体浄化装置１の沈み込みにより排除された湖水の質量とよりも小さくなるようにする必要がある。
【０１１０】
つまり、気密袋体２０が膨張した状態で、沈み込んだ液体浄化装置１の比重が、１未満となるようにする必要がある。これにより、浄化済み湖水の排水時において、液体浄化装置１の外側に位置する湖の水面レベルＯＬＬが液体保持体１０の内側に汲み上げられた湖水の水面レベルＩＬＬよりも低い位置にあり続けることができ、その結果、サイフォンの効果を継続的に生じさせることができる。
【０１１１】
なお、排出口１７ａは、湖水の汲み上げ時において、液体保持体１０の外部から内部へ湖水が排水管１７を介して侵入することを防ぐための逆止弁を有することが好ましい。
【０１１２】
以上説明した以外の構成および処理は、第１実施形態または第２実施形態と同じである。
【０１１３】
次に、本発明の第４実施形態を以下に説明する。
【０１１４】
なお、本実施形態は、前述の第１実施形態、第２実施形態または第３実施形態と比較して、例えば図７（Ａ）に示すように、流入管１３ｂおよび連結管１８を用いて複数個の液体浄化装置１を互いに連結させている。これにより、複数個の液体浄化装置１を１つの大きな液体浄化装置として浄化処理を複数回行う点が相違するものである。従って、その相違点を中心に説明し、第１実施形態、第２実施形態または第３実施形態と同一構成および同一の処理については、説明を省略する。
【０１１５】
第１実施形態、第２実施形態または第３実施形態では、液体浄化装置１の単体で湖水を浄化する例を示した。
【０１１６】
これに対して、本実施形態では、例えば図７（Ａ）に示すように、１つの大きな液体浄化装置を構成する複数個の液体浄化装置１を連結管１８で互いに連結させることによって、汲み上げた湖水が各液体浄化装置１に設けられたフィルタ部１４を通過する毎に浄化される。
【０１１７】
具体的には、第４実施形態の液体浄化装置１において図７を参照して説明する。
【０１１８】
第４実施形態では、例えば、図７（Ａ）に示すように、４つ液体浄化装置１ａ〜１ｄを一列に配置する。
【０１１９】
液体浄化装置１ａには、汲水管１６が用いられ、前述のとおり、サイフォンの原理によって液体保持体１０ａの内部に湖水を汲み上げる。汲水管１６によって汲み上げられた湖水は、フィルタ部１４を通過することによって浄化される。
【０１２０】
液体保持体１０ａの内部で浄化された湖水は、液体保持体１０ａに備えられた排水管１３ａと液体保持体１０ｂに備えられた流入管１３ｂとをつなぐ連結管１８を介して、逆サイフォンの原理によって液体保持体１０ｂの内部に流れ込む。
【０１２１】
ここで、逆サイフォンの原理とは、隙間のない管を利用して、液体を出発地点から目的地点まで、途中出発地点より低い地点を通って導く原理をいう。逆サイフォンの効果を生じさせるには、出発地点の液面レベルが目的地点の液面レベルよりも高い位置にある必要がある。高低差によって、ポテンシャル（位置）エネルギーの差が生じて出発地点の液体が目的地点へ移動する。
【０１２２】
液体保持体１０ｂの内部に移動した湖水は、フィルタ部１４を通過することによって更に浄化され、液体保持体１０ｂの内部で浄化された湖水は、液体保持体１０ｂに備えられた排水管１３ａと液体保持体１０ｃに備えられた流入管１３ｂとをつなぐ連結管１８を介して、逆サイフォンの原理によって液体保持体１０ｃの内部に流れ込む。
【０１２３】
更に、液体保持体１０ｃの内部に移動した湖水は、フィルタ部１４を通過することによって更に浄化され、液体保持体１０ｃの内部で浄化された湖水は、液体保持体１０ｃの排水管１３ａと液体保持体１０ｄの流入管１３ｂとをつなぐ連結管１８を介して、逆サイフォンの原理によって液体保持体１０ｄの内部に流れ込む。
【０１２４】
最後に、液体保持体１０ｄの内部に移動した湖水は、フィルタ部１４を通過した後にサイフォンの原理を利用した排水管１７によって排出される（図７（Ｂ）参照）。
【０１２５】
なお、流入管１３ｂは、図示しないが、逆流を防ぐための逆止弁を有することが好ましい。
【０１２６】
以上説明した以外の構成および処理は、第１実施形態、第２実施形態または第３実施形態と同じである。
【０１２７】
なお、本発明は、前述した第１〜４実施形態などに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【０１２８】
第１〜４実施形態においては、液体保持体１０及び気密袋体収容部１２が円柱形に形成されているが、他の実施形態においては多角柱形（例えば、四角柱形など）に形成されてもよい。
【０１２９】
また、第１〜４実施形態においては、各液体保持体１０にフィルタ部が一層のみ設けられているが、多層のフィルタ部を設けることにより１個の液体浄化装置１で第４実施形態の液体浄化装置１と同様の多段浄化処理をおこなってもよい。
【０１３０】
また、サイフォンの効果をより一層発揮させるために、汲水管１６又は排水管１７の最高地点近傍に空気室を設けて、管内に溜まった空気を空気室に取り込んで、管内の真空状態を維持させてもよい。
【０１３１】
また、第１〜４実施形態においては、蓄電池２３の充電作業又は交換作業が必要とするが、例えば、太陽光発電装置を沈下防止部１１の上面などに配置させ、蓄電池２３への電力供給をおこなってもよい。
【０１３２】
また、第１〜４実施形態においては、蓄電池２３を用いて気体ポンプ２１への電力供給をおこなっているが、外部から商用電源を用いて気体ポンプへの電力供給をおこなってもよい。
【符号の説明】
【０１３３】
１ 液体浄化装置
１０ 液体保持体
１１ 沈下防止部
１２ 気密袋体収容部
１３ａ 排水管
１６ 汲水管
２０ 気密袋体
２１ 気体ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイフォンの原理を利用して外部の液体を汲み上げる汲水管と、
汲み上げられた前記液体を保持すると共に前記液体の比重と略同一の比重とすることによって前記外部の液体に浮き沈みするように形成された液体保持体と、
気体ポンプと、
前記液体保持体の下方に配置されると共に前記気体ポンプにより加圧された気体が注入されると伸縮によって体積を変化させる気密袋体と、
前記液体保持体内に配置されると共に汲み上げられた前記液体を浄化するフィルタ部と、
前記気体ポンプが前記気密袋体内に気体を注入して前記液体保持体を浮上させることにより前記液体保持体において前記フィルタ部を通過させた前記液体を外部へ排水させる排水管と
を備えていることを特徴とする液体浄化装置。
【請求項２】
サイフォンの原理を利用して外部の液体を汲み上げる汲水管と、
汲み上げられた前記液体を保持すると共に前記液体の比重と略同一の比重とすることによって前記外部の液体に浮き沈みするように形成された複数の液体保持体と、
気体ポンプと、
前記液体保持体の下方にそれぞれ配置されると共に前記気体ポンプにより加圧された気体が注入されると伸縮によって体積を変化させる気密袋体と、
前記液体保持体内にそれぞれ配置されると共に汲み上げられた前記液体を浄化するフィルタ部と、
前記複数の液体保持体のうち１の液体保持体から他の液体保持体を連結すると共に前記気体ポンプが前記気密袋体内に気体を注入して前記複数の液体保持体を浮上させることにより前記フィルタ部を通過させた前記液体を１の液体保持体から他の液体保持体へ移送する１又は２以上の連結管と、
前記気体ポンプが前記気密袋体内に気体を注入して前記液体保持体を浮上させることによって前記液体保持体において前記連結管を通過させた前記液体を外部へ排水させる排水管と
を備えていることを特徴とする液体浄化装置。
【請求項３】
前記連結管は、逆サイフォンの原理を利用して前記液体を前記１の液体保持体から前記他の液体保持体へ移送することを特徴とする請求項２に記載の液体浄化装置。
【請求項４】
前記排水管は、サイフォンの原理を利用して前記液体を外部へ排水させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液体浄化装置。
【請求項５】
前記液体保持体は、当該液体保持体の上面が前記外部の液体面以下になることを防止する沈下防止部を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の液体浄化装置。
【請求項６】
前記気密袋体は、前記液体保持体の底面に設けられた気密袋体収容部内に前記外部の流体と共に収容され、前記気密袋体収容部に１又は２以上の孔を有することによって、前記気体ポンプの送気により前記気密袋体が膨張するときには前記外部の流体を気密袋体収容部内から前記１又は２以上の孔を介して流出させる一方、前記気体ポンプの排気又は前記気密袋体収容部内の前記外部の流体の水圧により前記気密袋体が収縮するときには前記外部の流体を気密袋体収容部内へ前記１又は２以上の孔を介して流入させるように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の液体浄化装置。
【請求項７】
前記気体ポンプは、前記気密袋体を膨張させるときにのみ作動することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の液体浄化装置。
【請求項８】
前記液体保持体の底面又は前記気密袋体収容部は、前記液体保持体に作用する浮力を調整する重りを有することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の液体浄化装置。
【請求項９】
前記気体ポンプは、少なくとも前記気密袋体へ加圧された気体の送気時間または送気量を制御する制御部と前記気体ポンプの駆動用としての電源を供給する蓄電池を備えていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の液体浄化装置。
【請求項１０】
前記重りは、前記気体ポンプ又は前記蓄電池であることを特徴とする請求項９に記載の液体浄化装置。
【請求項１１】
前記フィルタ部は、物理フィルタ、生物フィルタ、化学フィルタおよびその他の液体浄化に用いられるフィルタのうち１種又は２種以上から形成されていることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の液体浄化装置。
【請求項１】
サイフォンの原理を利用して外部の液体を汲み上げる汲水管と、
汲み上げられた前記液体を保持すると共に前記液体の比重と略同一の比重とすることによって前記外部の液体に浮き沈みするように形成された液体保持体と、
気体ポンプと、
前記液体保持体の下方に配置されると共に前記気体ポンプにより加圧された気体が注入されると伸縮によって体積を変化させる気密袋体と、
前記液体保持体内に配置されると共に汲み上げられた前記液体を浄化するフィルタ部と、
前記気体ポンプが前記気密袋体内に気体を注入して前記液体保持体を浮上させることにより前記液体保持体において前記フィルタ部を通過させた前記液体を外部へ排水させる排水管と
を備えていることを特徴とする液体浄化装置。
【請求項２】
サイフォンの原理を利用して外部の液体を汲み上げる汲水管と、
汲み上げられた前記液体を保持すると共に前記液体の比重と略同一の比重とすることによって前記外部の液体に浮き沈みするように形成された複数の液体保持体と、
気体ポンプと、
前記液体保持体の下方にそれぞれ配置されると共に前記気体ポンプにより加圧された気体が注入されると伸縮によって体積を変化させる気密袋体と、
前記液体保持体内にそれぞれ配置されると共に汲み上げられた前記液体を浄化するフィルタ部と、
前記複数の液体保持体のうち１の液体保持体から他の液体保持体を連結すると共に前記気体ポンプが前記気密袋体内に気体を注入して前記複数の液体保持体を浮上させることにより前記フィルタ部を通過させた前記液体を１の液体保持体から他の液体保持体へ移送する１又は２以上の連結管と、
前記気体ポンプが前記気密袋体内に気体を注入して前記液体保持体を浮上させることによって前記液体保持体において前記連結管を通過させた前記液体を外部へ排水させる排水管と
を備えていることを特徴とする液体浄化装置。
【請求項３】
前記連結管は、逆サイフォンの原理を利用して前記液体を前記１の液体保持体から前記他の液体保持体へ移送することを特徴とする請求項２に記載の液体浄化装置。
【請求項４】
前記排水管は、サイフォンの原理を利用して前記液体を外部へ排水させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液体浄化装置。
【請求項５】
前記液体保持体は、当該液体保持体の上面が前記外部の液体面以下になることを防止する沈下防止部を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の液体浄化装置。
【請求項６】
前記気密袋体は、前記液体保持体の底面に設けられた気密袋体収容部内に前記外部の流体と共に収容され、前記気密袋体収容部に１又は２以上の孔を有することによって、前記気体ポンプの送気により前記気密袋体が膨張するときには前記外部の流体を気密袋体収容部内から前記１又は２以上の孔を介して流出させる一方、前記気体ポンプの排気又は前記気密袋体収容部内の前記外部の流体の水圧により前記気密袋体が収縮するときには前記外部の流体を気密袋体収容部内へ前記１又は２以上の孔を介して流入させるように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の液体浄化装置。
【請求項７】
前記気体ポンプは、前記気密袋体を膨張させるときにのみ作動することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の液体浄化装置。
【請求項８】
前記液体保持体の底面又は前記気密袋体収容部は、前記液体保持体に作用する浮力を調整する重りを有することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の液体浄化装置。
【請求項９】
前記気体ポンプは、少なくとも前記気密袋体へ加圧された気体の送気時間または送気量を制御する制御部と前記気体ポンプの駆動用としての電源を供給する蓄電池を備えていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の液体浄化装置。
【請求項１０】
前記重りは、前記気体ポンプ又は前記蓄電池であることを特徴とする請求項９に記載の液体浄化装置。
【請求項１１】
前記フィルタ部は、物理フィルタ、生物フィルタ、化学フィルタおよびその他の液体浄化に用いられるフィルタのうち１種又は２種以上から形成されていることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の液体浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２５１２５９（Ｐ２０１１−２５１２５９Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２７４２３（Ｐ２０１０−１２７４２３）
【出願日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【特許番号】特許第４８０９４８９号（Ｐ４８０９４８９）
【特許公報発行日】平成２３年１１月９日（２０１１．１１．９）
【出願人】（５１０１５４７９６）株式会社Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ Ｓｔａｔｉｏｎ (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【特許番号】特許第４８０９４８９号（Ｐ４８０９４８９）
【特許公報発行日】平成２３年１１月９日（２０１１．１１．９）
【出願人】（５１０１５４７９６）株式会社Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ Ｓｔａｔｉｏｎ (4)
【Ｆターム（参考）】
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