CN109661244B - 病原体及害虫的驱除装置以及其反应容器 - Google Patents

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Abstract

技术问题：提供一种病原体及害虫的驱除装置，其能够在更短的时间内有效地驱除病原体及害虫。解决方案：一方的电极(12)具有插入反应容器(11)的插入部(12a)，另一方的电极(13)配置于与插入部(12a)对置的位置。水供给部(14)设置为能够介由插入部(12a)向反应容器(11)供给水，气体供给部(15)设置为能够向反应容器(11)供给将成为等离子体的气体。电源部(16)设置为能够向插入部(12a)与另一方的电极(13)之间施加电压，以使得在供给有水和气体的反应容器(11)的内部产生OH自由基。插入部(12a)呈线圈形状、波形状或者网眼状等能够在与另一方的电极(13)之间抑制从水供给部(14)供给的水的流速的形状。

Description

病原体及害虫的驱除装置以及其反应容器
技术领域
本发明涉及病原体及害虫的驱除装置以及其反应容器。
背景技术
当前，由本发明的发明人等开发了一种病原体及害虫的驱除装置。该病原体及害虫的驱除装置具有：反应容器、一对电极、水供给部、气体供给部、以及电源部，一方的电极具有插入反应容器的插入部，另一方的电极配置于与插入部对置的位置，水供给部设置为能够介由插入部向反应容器供给水，气体供给部设置为能够向反应容器供给将成为等离子体的气体，电源部设置为能够向插入部与另一方的电极之间施加电压，以使得在供给有水和气体的反应容器中产生OH自由基(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5909831号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
专利文献1所记载的病原体及害虫的驱除装置不仅向反应容器中导入气体，也导入水，因此能够高效地生成OH自由基，病原体及害虫的驱除效果优良。在将该驱除装置用于农业等领域的情况下，期望在单位时间内产生尽量多的OH自由基，快速且高效地驱除病原体、害虫。
本发明着眼于该技术问题而完成的，其目的在于，提供一种能够在更短的时间内高效地驱除病原体及害虫的驱除装置以及其反应容器。在此，该驱除装置是病原体及害虫的驱除装置，在说明书中有时仅记载为驱除装置。另外，该驱除装置以驱除病原体及害虫的任意一方或者双方的装置为对象。
(二)技术方案
为了实现上述目的，第一的本发明的病原体及害虫的驱除装置的特征在于，所述驱除装置具有：反应容器、一对电极、水供给部、气体供给部、以及电源部，一方的电极具有插入所述反应容器的插入部，另一方的电极配置于与所述插入部对置的位置，所述水供给部设置为能够介由所述插入部向所述反应容器供给水，所述气体供给部设置为能够向所述反应容器供给将成为等离子体的气体，所述电源部设置为能够向所述插入部与所述另一方的电极之间施加电压，以使得在供给有所述水和所述气体的所述反应容器中产生OH自由基，所述插入部呈在与所述另一方的电极之间抑制从所述水供给部供给的所述水的流速的形状。
第一的本发明的所述驱除装置从水供给部向反应容器导入水，并从气体供给部向反应容器供给将成为等离子体的气体，并通过电源部向一方的电极的插入部与另一方的电极之间施加电压，从而在反应容器中气体放电，并且水蒸发，因此能够高效地产生OH自由基。此时，插入部呈在与另一方的电极之间抑制从水供给部供给的水的流速的形状，因此能够延长水在插入部与另一方的电极之间停留的时间，水容易蒸发。因此，能够增加来自水供给部的水的供给量而增加水的蒸发量，并能够在单位时间产生较多的OH自由基。另外，能够照射该OH自由基从而驱除病原体、害虫。
第一的本发明的所述驱除装置能够在来自电源部的电力相同的情况下产生更多的OH自由基，因此能够高效地驱除病原体、害虫。另外，增大来自电源部的电力，也能够进一步增加来自水供给部的水的供给量而增加OH自由基的产生量，因此能够更加高效地驱除病原体、害虫。这样，第一的本发明的病原体及害虫的驱除装置能够在更短的时间内高效地驱除病原体及害虫。
在第一的本发明的所述驱除装置中，插入部只要是抑制向反应容器内部供给的水的流速的形状，则可以是任意的形状。插入部例如在沿着垂直方向配置的情况下，为了抑制随着重力流动的水的流速而优选为由细长的金属线形成的线圈形状、波形状、或者网眼状。
第二的本发明的所述驱除装置的特征在于，所述驱除装置具有：反应容器、一对电极、水供给部、流速抑制部、气体供给部、电源部，一方的电极具有插入所述反应容器的插入部，另一方的电极配置于与所述插入部对置的位置，所述水供给部设置为能够介由所述插入部向所述反应容器供给水，所述流速抑制部设置为能够在所述插入部与所述另一方的电极之间抑制从所述水供给部供给的所述水的流速，所述气体供给部设置为能够向所述反应容器供给将成为等离子体的气体，所述电源部设置为能够向所述插入部与所述另一方的电极之间施加电压，以使得在供给有所述水和所述气体的所述反应容器中产生OH自由基。
第二的本发明的所述驱除装置能够通过流速抑制部延长水在插入部与另一方的电极之间停留的时间，因此能够增加来自水供给部的水的供给量而增加水的蒸发量，并能够在单位时间产生较多的OH自由基。此外，流速抑制部只要是能够延长水在插入部与另一方的电极之间停留的时间的结构的构件，则可以是任意构件而没有限制。第二的本发明的驱除装置与第一的本发明的驱除装置同样地，能够在更短的时间内高效地产生OH自由基，并能够驱除病原体、害虫。
在第一及第二的本发明的病原体及害虫的驱除装置中，所述反应容器呈筒状，且构成为，从一端的开口插入有所述插入部，并从另一端的开口照射所述OH自由基，所述插入部沿着所述反应容器的长度方向延伸，所述另一方的电极沿着所述反应容器的外侧面设置，且与所述插入部对置的部分的长度优选为80mm至1000mm，更优选为超过80mm且在1000mm以下。在这种情况下，因为能够增加水与插入部的接触面积，因此能够进一步增加OH自由基的产生量。因此，能够在更短的时间更加高效地驱除病原体及害虫。另外，在这种情况下，反应容器可以沿着垂直方向配置，也可以沿着倾斜方向或者水平方向配置。
第一及第二的本发明的所述驱除装置可以构成为，从水供给部供给的水在反应容器中的蒸发速度优选为90μl/分钟以上，更优选为250μl/分钟以上，进一步优先为1000μl/分钟以上。在蒸发速度不足90μl/分钟的情况下，有时对病原体等的杀菌性降低，并不优选。另外，从装置成本、性能方面考虑，蒸发速度优选为1ml/分钟以下。在这样的条件的情况下，能够在更短的时间内更加高效地驱除病原体及害虫。
第三的本发明的病原体及害虫的驱除装置的特征在于，构成为，具有：反应容器、一对电极、水供给部、气体供给部、以及电源部，一方的电极具有插入所述反应容器的插入部，另一方的电极配置于与所述插入部对置的位置，所述水供给部设置为能够介由所述插入部向所述反应容器供给水，所述气体供给部设置为能够向所述反应容器供给将成为等离子体的气体，所述电源部设置为能够向所述插入部与所述另一方的电极之间施加电压，以使得能够在供给有所述水和所述气体的所述反应容器中产生OH自由基，从所述水供给部供给的所述水在所述反应容器中的蒸发速度是90μl/分钟以上。
第三的本发明的所述驱除装置还可以成为，具有：反应容器、一对电极、水供给部、气体供给部、电源部，还具有流速抑制部。第三的本发明的所述驱除装置与第一的本发明的驱除装置同样地，能够高效地产生OH自由基，并能够驱除病原体、害虫。关于第三的本发明的驱除装置，水在反应容器中的蒸发速度优选为90μl/分钟以上的范围，能够在单位时间产生更多的OH自由基，并能够在更短的时间驱除病原体及害虫。
期望第三的本发明的驱除装置构成为，从所述水供给部供给的所述水在所述反应容器中的蒸发速度更优选为250μl/分钟以上，进一步为1000μl/分钟以上。在蒸发速度满足上述条件的情况下，能够在更短的时间内驱除病原体及害虫。
第一至第三的本发明的驱除装置通过连续地从水供给部向反应容器内部供给水来补充蒸发的水，从而能够连续地驱除病原体、害虫。第一至第三的本发明的病原体及害虫的驱除装置在用于农业领域时，能够不使用农药、或者减少农药使用量来进行农作物、土壤等的杀菌或者杀虫。
在第一至第三的本发明的驱除装置中，从气体供给部供给的气体只要是将成为等离子体的气体，则可以是任意气体，例如可以是空气、氮、氧、氦、氩中的任意一种，或者是由这些气体的混合物构成。另外，优选气体的供给量较少，例如在室温下(例如是15～30℃的范围)，优选为1slm(L/分钟)～20slm(L/分钟)。从水供给部供给的水可以是以任意的方式供给，例如是水滴、水雾。另外，水的蒸发速度(或者供给量)优选为90μl/分钟以上，更优选为250μl/分钟以上，更期望是1000μl/分钟以上。
电源部优选是脉冲电源，也可以是交流电源。另外，第一至第三的本发明的驱除装置也可以具有冷却单元，该冷却单元构成为使包含所产生的OH自由基的等离子体维持在规定的温度以下。在这种情况下，由于所产生的等离子体温度高的一方难以生成臭氧，因此容许等离子体上升到某种程度的温度来抑制臭氧的生成，并且能够抑制因高温造成的电极的损耗、对植物等被照射物的影响。此外，用于驱除病原体、害虫的等离子体的照射时间优选是100秒以内，更优选是20秒以内。
第一至第三的本发明的驱除装置，对于因病原体、害虫而将受到任何损害的对象、受到了损害的对象都可以使用，例如在农业领域则优选对植物或者土壤或者液体肥料使用。在此，病原体主要是作为植物生病原因的生物，例如是丝状真菌(主要是霉菌)以及微生物(bacteria；细菌)等病原菌、病毒等。病原菌例如是稻梨孢菌、小麦白粉病、大豆紫斑病、草莓灰霉病、黄瓜灰霉病、西红柿灰霉病、百合叶枯病、黄瓜白粉病、草莓白粉病、西红柿叶霉病、大葱锈病、菊花白色锈病、大葱黑斑病、大葱黑斑病、苹果斑点落叶病、黄瓜褐斑病、春菊炭疽病、芹菜叶枯病、苹果褐斑病、恶苗病等。害虫主要是侵害植物的害虫，例如是螨虫、蚜虫。
本发明的病原体及害虫的驱除装置的反应容器的特征在于，具有：分别用于向内部供给水和将成为等离子体的气体的开口部、一对电极，一方的电极具有从所述开口部插入所述反应容器内部的插入部，另一方的电极配置于与所述插入部对置的位置，所述插入部呈在与所述另一方的电极之间抑制从所述开口部供给的所述水的流速的形状。而且，所述反应容器优选为，具有向被照射体照射包含所产生的OH自由基的等离子体的开口部，且呈筒状的形体。
本发明的病原体及害虫的驱除装置的反应容器适合作为第一至第三的本发明的驱除装置的反应容器使用。在本发明的病原体及害虫的驱除装置的反应容器中，所述插入部呈抑制水的流速的形状，例如优选呈线圈形状、波形状或者网眼状。
(三)有益效果
根据本发明，可提供一种能够在更短的时间内高效地驱除病原体及害虫的病原体及害虫的驱除装置以及其反应容器。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的病原体及害虫的驱除装置的侧视图的一例。
图2中的(a)是图1所示的驱除装置的反应容器的放大图的一例，(b)是螺旋形状的反应容器的一例，(c)～(e)是反应容器的放大图的一例。
图3中的(a)是表示使用了图1所示的驱除装置的情况下的等离子体照射时间与C.glo分生孢子的相对发芽率的关系的曲线图，(b)是表示水的供给量与C.glo分生孢子的发芽率的关系的曲线图。
图4中的(a)是表示使用了图1所示的驱除装置中的短型装置的情况下的、水的蒸发速度与C.glo分生孢子的相对发芽率的关系的曲线图，(b)是表示使用了长型装置的情况下的该关系的曲线图。
图5是表示使用了短型及长型的驱除装置的情况下的、示出了水的供给效果的、空气的供给量与所产生的臭氧浓度的关系的曲线图。
图6是表示使用了图1所示的驱除装置中的长型装置的情况下的、(a)空气的供给量(空气)为8slm时、(b)空气的供给量(空气)为10slm时的、硝酸离子(NO3 －)、亚硝酸离子(NO2 －)以及双氧水(H2O2)的流束(分子通量)相对于水的供给量(FH2O)的变化的曲线图。
具体实施方式
下面基于附图对本发明的实施方式进行说明。
图1表示本发明的实施方式的病原体及害虫的驱除装置。
如图1所示，病原体及害虫的驱除装置10具有：反应容器11、一方的电极12、另一方的电极13、水供给部14、气体供给部15、以及电源部16。
图2的(a)表示本发明的实施方式的病原体及害虫的驱除装置的反应容器11的放大图。反应容器11是由石英玻璃等玻璃、树脂等绝缘体构成的容器，且呈细长的筒状。反应容器11配置为在上下方向上能够以任意的长度使用。在图1及图2的(a)所示的一例中，反应容器11能够设定成期望的长度、任意的管内外径。例如，可以从外径为5～10mm程度、内径是比外径小的范围的1～5mm程度的大小、长度为80～1000mm中选择。
另外，反应容器11制作成如下的结构：作为配置成在上下方向上能够以任意的长度使用的形状，而紧凑地形成为线状、或线圈状(螺旋状)或者近似多边形状。图2的(a)是反应容器11制作成线状的结构图，图2的(b)表示线圈状的结构图。
一方的电极12具有如下的结构：使细长的金属线在反应容器11的内部形成为能够抑制从水供给部供给的水的流速的形状。例如，一方的电极12形成为线圈状(图2中的(c)～(e))、或波形状或者网眼状。在此，作为比较对象的对水的流速不进行抑制的结构是如下构成的结构：沿着水的流速矢量在相同的矢量方向上插入有一方的电极。也就是说，在这种情况下，一方的电极是由细长的金属线沿着水的流速矢量插入反应容器内而形成的结构。
在本发明中，一方的电极12在线圈的内侧例如插入有石英等制成的芯材。一方的电极12配置为，前端部从上端开口插入反应容器11，后端部从反应容器11的上端开口突出。在图1所示的一例中，一方的电极12由直径为0.01～0.5mm的钨制线材构成，且呈直径为0.5～5mm的线圈形状。此外，一方的电极12可以是铜制，只要是能够形成为电极且耐腐蚀性高的金属材料，则没有特别限制。
另一方的电极13优选为薄片状，例如是由铜箔构成，且在反应容器11的外侧面卷绕一周进行安装。另一方的电极13在反应容器11的上下方向的规定范围安装。另一方的电极13配置为与插入反应容器11的一方的电极12对置。在图1所示的一例中，另一方的电极13沿着反应容器11的上下方向具有80mm～1000mm的长度。另外，另一方的电极13可以是在超过80mm且在1000mm以下的范围内，进一步可以是在90mm～1000mm的长度范围内。此外，一方的电极12中的与另一方的电极13对置的部分构成了插入部12a。
水供给部14具有：用于供给水的水泵14a、以及供来自水泵14a的水流动的水供给管14b。水泵14a能够调整向水供给管14b流动的水量。水供给管14b以能够向一方的电极12的线圈内侧供给水滴的方式连接于一方的电极12的上端。由此，水供给部14能够介由一方的电极12的插入部12a向反应容器11的内部供给水。
气体供给部15具有：封入有将成为等离子体的气体的储气瓶15a、以及供来自储气瓶15a的气体流动的气体供给管15b。气体供给部15能够调整向气体供给管15b流动的气体量。气体只要是空气、氮、氧、氦、氩等作为等离子体的气体，则没有特别限制。在图1所示的一例中，气体更优选使用空气。气体供给管15b以能够从上端开口向反应容器11的内部供给气体的方式连接于反应容器11的上端。
电源部16由直流电源或者交流电源构成，且设置为与一方的电极12和另一方的电极13连接，并能够向一方的电极12的插入部12a与另一方的电极13之间施加电压。由此，电源部16构成为，在供给有来自水供给部14的水和来自气体供给部15的气体的反应容器11的内部使气体放电，以使得在反应容器11的内部产生OH自由基。此外，电源部16也可以由脉冲电源构成。
本发明的驱除装置10构成为，一方的电极12呈线圈状、或波形状或者网眼状，能够在插入部12a与另一方的电极13之间，抑制从水供给部14供给的水沿着插入部12a向下方流动时的流速。并且构成为，包含在反应容器11的内部产生的OH自由基的等离子体，随着从气体供给部15供给的气体的流动而从反应容器11的下端开口排出。
接着，对作用进行说明。
病原体及害虫的驱除装置10通过从水供给部14向反应容器11导入水，且从气体供给部15向反应容器11供给将成为等离子体的气体，并通过电源部16向一方的电极12的插入部12a与另一方的电极13之间施加电压，从而在反应容器11的内部气体放电，并且水蒸发，因此能够高效地产生OH自由基。此时，插入部12a呈线圈状，能够在与另一方的电极13之间抑制从水供给部14供给的水的流速，因此能够延长水在插入部12a与另一方的电极13之间停留的时间，水容易蒸发。因此，能够增加来自水供给部14的水的供给量而增加水的蒸发量，并能够在单位时间产生较多的OH自由基。另外，由于水与插入部12a的接触面积较大，因此能够进一步增加OH自由基的产生量。通过将该OH自由基从反应容器11的下端开口向对象物照射，从而能够驱除病原体、害虫。
病原体及害虫的驱除装置10在来自电源部16的电力相同的情况下，与后述的比较例相比，能够产生更多的OH自由基，因此能够高效地驱除病原体、害虫。另外，增大来自电源部16的电力，也能够进一步增加来自水供给部14的水的供给量进而增加OH自由基的产生量，因此能够更加高效地驱除病原体、害虫。这样，病原体及害虫的驱除装置10能够在更短的时间内高效地驱除病原体及害虫。
病原体及害虫的驱除装置10通过连续地从水供给部14向反应容器11的内部供给水来补充蒸发的水，从而能够连续地驱除病原体及害虫。病原体及害虫的驱除装置10在用于农业领域时，能够不使用农药而对农作物、土壤、液体肥料等进行杀菌或者杀虫。
此外，病原体及害虫的驱除装置10也可以具有流速抑制部，该流速抑制部设置为能够在插入部12a与另一方的电极13之间抑制从水供给部14供给的水的流速。在这种情况下，即使一方的电极12不是线圈形状等，也能够延长水在插入部12a与另一方的电极13之间停留的时间。因此，能够增加来自水供给部14的水的供给量进而增加水的蒸发量，并能够在单位时间产生较多的OH自由基。
例如，病原体及害虫的驱除装置10也可以具有图2中的(c)～(e)所示的结构。在图2的(c)～(e)中，附图标记20表示气体流，附图标记21表示一方的电极的电极导件(芯材)，附图标记22表示一方的电极的电极导件表面水流，附图标记23表示水流润湿面，附图标记24表示放电部，附图标记25表示反应容器壁，附图标记26表示水流抑制部。另外，粗线表示水流存在的位置。如图2的(c)所示，可以是在芯材21的周围卷绕了线圈状的一方的电极12的比较简单的结构。另外，如图2的(d)所示，作为流速抑制部，也可以具有水流抑制部26，该水流抑制部26设置为能够在插入部12a与另一方的电极13之间抑制从水供给部14供给的水的流速。在该例中，水流抑制部26呈直径比一方的电极12大的线圈状，并卷绕于芯材21的周围，水不仅沿着芯材21的表面流动，也沿着水流抑制部26流动。由此，能够利用插入部12a与水流抑制部26双方来延长水在插入部12a与另一方的电极13之间停留的时间。另外，如图2的(e)所示，也可以在芯材21的表面设置有沿着长度方向重复的凹凸，作为流速抑制部。在这种情况下，也能够利用插入部12a与芯材21的凹凸双方来延长水在插入部12a与另一方的电极13之间停留的时间。
以下根据实施例来具体说明本发明，但是本发明的技术范围并不受这些记载的任何限制。
实施例1
为了调查图1所示的驱除装置10的杀菌效果，使用作为农业领域中的草莓炭疽病菌的一种的Colletotrichum gloeosporioides(C.glo)进行了实验。C.glo分生孢子在水中发芽，因此，在实验中，向添加了发芽前的C.glo分生孢子的悬浊液照射等离子体，并调查经过规定时间后的C.glo分生孢子的发芽率。使用了5μl在蒸馏水中以1～2×106conidia/ml的浓度添加了发芽前的C.glo分生孢子而得的悬浊液。另外，反应容器11的下端缘与悬浊液的表面的距离设定为10cm。照射后，到调查发芽率为止的经过时间设定为，准备未照射等离子体的对照的悬浊液，并到其发芽率达到80～100％之间的规定的值为止的时间(约6～12小时程度)。
首先，使用制作成另一方的电极13的长度为92mm，即插入部12a与另一方的电极13对置的部分的长度(放电长度；Ldis)为92mm的驱除装置(短型)10进行了实验。一方的电极12收纳到插入部12a，形成为图2的(c)所示那样的线圈形状。在此，在本说明书中，有时也将具有上述长度的放电长度的驱除装置10记载为短型。将来自水供给部14的水的供给量设定为93μl/分钟，将来自气体供给部15的空气的供给量设定为16slm(L/分钟)进行了实验。在实验中，调查了等离子体的照射时间为0秒、30秒、60秒、90秒、120秒、180秒时的C.glo分生孢子的发芽率。在图3的(a)中示出其结果。此外，为了比较，也示出了向反应容器11的内部仅供给空气，而不供给水的情况下的结果。
如图3的(a)所示，确认了在仅供给空气的情况下，即使延长等离子体的照射时间，C.glo分生孢子的发芽率也不降低，认为基本上无杀菌效果，与此相对，在除了空气之外也供给了水的情况下，当等离子体的照射时间超过90秒时，C.glo分生孢子的发芽率急剧地降低到1/10以下，杀菌效果显著提高。这样，在来自电源部16的电力相同的情况下，也能够通过供给水而产生更多的OH自由基，能并够高效地驱除病原体、害虫。
接着，使用相同的病原体及害虫的驱除装置10，将来自气体供给部15的空气的供给量设定为16slm(L/分钟)，将等离子体的照射时间设定为60秒或者90秒进行了实验。在实验中，调查在0～140μl/分钟的范围内改变来自水供给部14的水的供给量时的C.glo分生孢子的发芽率。在图3的(b)中示出其结果。
如图3的(b)所示，在等离子体的照射时间是60秒的情况下，当将水的供给量设定为约40μl/分钟以上时，确认了C.glo分生孢子的发芽率降低到对照的1/2～1/5程度，杀菌效果提高。另外，在等离子体的照射时间是90秒的情况下，当将水的供给量设定为约20μl/分钟以上时，确认了C.glo分生孢子的发芽率降低到1/4以下，尤其在约90μl/分钟以上降低到1/10以下，杀菌效果显著提高。另外，确认了当增加了水的供给量时，最大是140μl/分钟，即使超过该程度进行供给，发芽率也不会降低，水从反应容器11的下端落下。
实施例2
使用另一方的电极13的长度为500mm，即插入部12a与另一方的电极13对置的部分的长度(放电长度；Ldis)为500mm的病原体及害虫的驱除装置(长型)10进行了实验。一方的电极12形成为图2的(c)所示那样的线圈形状。在此，在本说明书中，有时会将具有上述长度的放电长度的驱除装置10记载为长型。将来自水供给部14的水的供给量设定为1200μl/分钟，将来自气体供给部15的空气的供给量设定为16slm(L/分钟)进行了实验。在实验中，调查了等离子体的照射时间为0秒、10秒、20秒、30秒、40秒、50秒、60秒时的C.glo分生孢子的发芽率。在图3的(a)中示出其结果。
如图3的(a)所示，确认了当等离子体的照射时间超过10秒时，C.glo分生孢子的发芽率急剧降低到1/10以下，尤其在20秒以上则发芽率基本上为零，杀菌效果显著提高。
实施例3
使用放电长度Ldis为92mm的短型、以及500mm的长型的驱除装置10进行了调查减少空气的供给量时的杀菌效果的实验。在短型的情况下，将来自气体供给部15的空气的供给量设定为8slm(L/分钟)，将等离子体的照射时间设定为90秒，将来自水供给部14的水的供给量设定为0～220μl/分钟，调查了C.glo分生孢子的发芽率。另外，在长型的情况下，将来自气体供给部15的空气的供给量设定为8slm(L/分钟)或者10slm(L/分钟)，将等离子体的照射时间设定为20秒，将来自水供给部14的水的供给量设定为0～1200μl/分钟，调查了C.glo分生孢子的发芽率。在图4的(a)及(b)中示出它们的结果。
如图4的(a)所示，确认了在短型的情况下，当水的供给量为220μl/分钟时，C.glo分生孢子的发芽率降低到1/4程度。与图3的(a)所示的空气的供给量为16slm(L/分钟)时相比，确认了如果减少空气的供给量，则会导致杀菌效果降低。
如图4的(b)所示，确认了在长型的情况下，当水的供给量为1200μl/分钟时，C.glo分生孢子的发芽率降低到1/10程度以下。与图3的(a)所示的空气的供给量为16slm(L/分钟)时相比，确认了即使减少空气的供给量，在20秒的等离子体的照射时间下，能够获得充分的杀菌效果。
实施例4
使用放电长度Ldis为92mm的短型、以及500mm的长型的驱除装置10进行了调查通过等离子体照射而产生的臭氧的浓度的实验。将来自气体供给部15的空气的供给量设定为8～16slm(L/分钟)、在没有来自水供给部14的水的供给的情况下，以及水的供给量为93.5μl/分钟的情况下，测定了所照射的等离子体中的臭氧浓度。在图5中示出其结果。
如图5所示，确认了在短型的情况下，臭氧浓度几乎不会因有无水的供给而变化。另外，在长型的情况下，与短型相比，确认了当臭氧浓度较低、空气的供给量为13slm(L/分钟)以下时，无论有无水的供给，臭氧浓度都几乎为零。另外，确认了当空气的供给量比13slm(L/分钟)多时，与不供给水时相比，供给水时臭氧浓度较低。
关于短型及长型的驱除装置10，对运转时的电源部16的施加电压、频率、放电功率等进行总结并在表1中示出。如果延长放电长度，则会由于电压下降而使放电不稳定化，因此为了对其进行补偿，而如表1所示，提高电源的频率。如表1所示，如果延长放电长度，则放电功率增加3倍程度，而最大水供给量则增加到更高的8倍程度。由此，各驱除装置10即使增加来自电源部16的功率，也能够进一步增加水的供给量而增加OH自由基的产生量。因此，与其说是缩短了用于杀菌的照射时间，不如说是能够抑制消耗功率。由此可以认为，与当前公知的病原体及害虫的驱除装置(例如专利文献1)相比，各驱除装置10能够更加高效地驱除病原体、害虫。
[表1]
Figure BDA0001978486940000151
[比较例]
一方的电极12为沿着水的流速矢量使细长的金属线沿着相同的矢量方向保持线状插入反应容器内而成的结构(未形成插入部12a抑制流速的结构、以及在反应容器内不具有流速抑制部的结构)，除了做成不扰乱水的流速的配置以外，以与实施例1同样的工艺制作了病原体及害虫的驱除装置。即，一方的电极12为沿着水的流速矢量使细长的金属线沿着相同的矢量方向保持线状插入反应容器内而成的结构，成为不扰乱水的流速的配置。其结果为，制成放电长度Ldis为80mm的驱除装置。
将来自气体供给部15的空气的供给量设定为8slm(L/分钟)，将来自水供给部14的水的供给量设定为0～220μl/min，来测试等离子体的照射时间时，结果发现，当水的蒸发速度超过约100μl/min时，不能很好地进行水的蒸发，水会排出。确认了为了使用本发明的病原体及害虫的驱除装置并照射用于驱除病原体及害虫的等离子体，需要形成插入部12a抑制流速的结构，或者在反应容器内形成流速抑制部。
实施例5
进行了使用放电长度Ldis为500mm的长型驱除装置10来测定改变空气的供给量及水的供给量时的、通过等离子体照射而生成的活性种的量的实验。用于实验的驱动装置10如图2的(d)所示，构成为一方的电极12呈线圈形状且具有水流抑制部26的结构。另外，作为具有抑制发芽等杀菌作用的活性种，可以考虑由HOONO表示的硝酸等，但是这些活性种寿命短而难以检测，因此在实验中是进行结合而对产生这些活性种的硝酸离子(NO3 －)、亚硝酸离子(NO2 －)以及过氧化氢(H2O2)进行了测定。
在实验中，将空气的供给量设定为8slm或者10slm，使水的供给量在0～1500μl/分钟的范围内变化。按照空气的供给量及水的供给量的条件如以下那样进行了实验。首先，将包含通过等离子体照射而在反应容器11内部生成的活性种且从反应容器11的下端开口喷射的活性气体向循环水装置内抽吸，并在循环水中起泡，从而使活性气体的成分溶解于循环水中。在进行等离子体照射期间，持续进行该循环水的采样，且在进行采样时通过紫外吸光分光法来测定硝酸离子(NO3 －)。另外，对采样的循环水利用(株)共立理化学研究所生产的“PackTest(パックテスト)”定量评价了亚硝酸离子(NO2 －)以及过氧化氢(H2O2)的浓度。
在此，为了抑制循环水中的化学反应，将循环水的pH维持在高于3，采样从等离子体照射开始持续了1分钟。另外，使循环水的液量为80ml。另外，将循环水装置的抽吸位置设定在从反应容器11的下端缘起10cm的下游处。根据所测定的硝酸离子、亚硝酸离子以及过氧化氢的各活性种的浓度、循环水的液量、等离子体照射时间，通过浓度×液量/照射时间求出各活性种的流束(分子通量；Molecular flux)。
在图6中汇总示出了按照空气的供给量及水的供给量的条件求出的各活性种的流束。如图6的(a)及(b)所示，确认了随着水的供给量(FH2O)增加，双氧水及硝酸离子的量(流束)增加。另外，确认了亚硝酸离子在水的供给量为300μl/分钟时最多，在其前后减少。
附图标记说明
10：病原体及害虫的驱除装置；11：反应容器；12：一方的电极；12a：插入部；13：另一方的电极；14：水供给部；14a：水泵；14b：水供给管；15：气体供给部；15a：储气瓶；15b：气体供给管；16：电源部；20：气体流；21：一方的电极的电极导件(芯材)；22：一方的电极的电极导件表面水流；23：水流润湿面；24：放电部；25：反应容器壁；26：水流抑制部。

Claims (7)

1.一种病原体及害虫的驱除装置，其特征在于，
具有：反应容器、一对电极、水供给部、气体供给部、电源部，
一方的电极具有插入所述反应容器的插入部，
另一方的电极配置于与所述插入部对置的位置，
所述水供给部设置为能够介由所述插入部向所述反应容器供给水，所述水沿着所述一方的电极的电极导件的表面流动，
所述气体供给部设置为能够向所述反应容器供给将成为等离子体的气体，
所述电源部设置为能够向所述插入部与所述另一方的电极之间施加电压，以使得在供给有所述水和所述气体的所述反应容器中产生OH自由基，
所述插入部呈在与所述另一方的电极之间抑制从所述水供给部供给的所述水的流速的形状。
2.根据权利要求1所述的病原体及害虫的驱除装置，其特征在于，
所述插入部呈线圈形状、波形状或者网眼状。
3.一种病原体及害虫的驱除装置，其特征在于，
具有：反应容器、一对电极、水供给部、流速抑制部、气体供给部、电源部，
一方的电极具有插入所述反应容器的插入部，
另一方的电极配置于与所述插入部对置的位置，
所述水供给部设置为能够介由所述插入部向所述反应容器供给水，所述水沿着所述一方的电极的电极导件的表面流动，
所述流速抑制部设置为能够在所述插入部与所述另一方的电极之间抑制从所述水供给部供给的所述水的流速，
所述气体供给部设置为能够向所述反应容器供给将成为等离子体的气体，
所述电源部设置为能够向所述插入部与所述另一方的电极之间施加电压，以使得在供给有所述水和所述气体的所述反应容器中产生OH自由基。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的病原体及害虫的驱除装置，其特征在于，
所述反应容器呈筒状，且构成为，从一端的开口插入有所述插入部，并从另一端的开口照射所述OH自由基，
所述插入部沿着所述反应容器的长度方向延伸，
所述另一方的电极沿着所述反应容器的外侧面设置，且与所述插入部对置的部分的长度是80mm至1000mm。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的病原体及害虫的驱除装置，其特征在于，构成为，
从所述水供给部供给的所述水在所述反应容器中的蒸发速度为90μl/分钟以上。
6.一种病原体及害虫的驱除装置的反应容器，其特征在于，
具有：分别用于向内部供给水和将成为等离子体的气体的开口部、以及一对电极，
一方的电极具有从所述开口部插入所述反应容器内部的插入部，
另一方的电极配置于与所述插入部对置的位置，
所述水沿着所述一方的电极的电极导件的表面流动，
所述插入部呈在与所述另一方的电极之间抑制从所述开口部供给的所述水的流速的形状。
7.根据权利要求6所述的病原体及害虫的驱除装置的反应容器，其特征在于，
所述插入部呈线圈形状、波形状或者网眼状。
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