JP2012070712A - Purification device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水耕栽培システムの配管等の浄化装置に関するものである。 The present invention relates to a purification device such as a pipe of a hydroponic cultivation system.
植物の水耕栽培では、植物を栽培するための養液を、配管（養液用配管）を使って栽培床と養液用タンクなどの間を循環させるものがある。この養液用配管には様々な有機栄養分が流れたり、空気中のごみなどが混入したりするので、水垢や不純物が養液用配管内に付着する。このような水垢や不純物は、雑菌の増殖や配管の詰まりなどの原因になる。しかしながら、養液用配管を流れる養液には植物が触れるので、養液用配管に洗浄剤を流し込んで養液用配管を洗浄するのは難しい。 In hydroponic cultivation of plants, there is one that circulates a nutrient solution for cultivating a plant between a cultivation bed and a nutrient solution tank using a piping (piping for nutrient solution). Since various organic nutrients flow into the nutrient solution pipe or dust in the air is mixed, scales and impurities adhere to the nutrient solution pipe. Such scales and impurities cause proliferation of various germs and clogging of piping. However, since the plant touches the nutrient solution flowing through the nutrient solution pipe, it is difficult to wash the nutrient solution tube by pouring a cleaning agent into the nutrient solution tube.
これに対しては、例えば、有機液肥と酸性水とを有効成分とする培養液を使用して、カビの発生防止を図るものがある（例えば特許文献１を参照）。その他にも、加熱、ＵＶ、光触媒、オゾンによる除菌や、フィルタや活性炭で不純物を除去することも考えられる。 In response to this, for example, a culture solution containing organic liquid fertilizer and acidic water as active ingredients is used to prevent mold generation (see, for example, Patent Document 1). In addition, it is possible to sterilize by heating, UV, photocatalyst, ozone, or remove impurities with a filter or activated carbon.
しかしながら、有機液肥と酸性水を一々混ぜ合わせるのは煩雑である。また、加熱、ＵＶ、光触媒を用いる方式では効果が局所的である上、電力や光源の交換費用もかかる。また、オゾンガスは養液への溶解効率が低いので大量のオゾンガスの発生が必要であるうえ、余剰のオゾンガスの処理も必要になる。また、フィルタや活性炭を使用する方式では、フィルタの目詰まりが起こり、メンテナンスコストが大きくなる場合がある。 However, it is troublesome to mix organic liquid fertilizer and acidic water one by one. In addition, the method using heating, UV, and photocatalyst has a local effect, and requires replacement costs for power and a light source. In addition, since ozone gas has a low dissolution efficiency in nutrient solution, it is necessary to generate a large amount of ozone gas and to treat surplus ozone gas. Moreover, in the system using a filter or activated carbon, the filter may be clogged, and the maintenance cost may increase.
本発明は前記の問題に着目してなされたものであり、配管や養液中の汚れの原因物質の分解、雑菌の除菌をより効率的にできるようにすることを目的としている。 The present invention has been made paying attention to the above-described problems, and has an object to make it possible to more efficiently decompose the causative substances of dirt in pipes and nutrient solutions and disinfect bacteria.
前記の課題を解決するため、第１の発明は、
水耕栽培システム（10）の養液用の配管（51,52）の浄化装置であって、
前記配管（51,52）に接続されて養液（L）が導入され、該養液中でストリーマ放電を行う放電ユニット（62）を備え、
前記放電ユニット（62）は、前記養液（L）中で前記ストリーマ放電を生起する電極対（64,65）を有し、該電極対（64,65）に直流電圧を印加する直流電源（70）が接続され、前記ストリーマ放電によって前記養液（L）中に過酸化水素を生成するように構成されていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the first invention
A purification device for piping (51, 52) for nutrient solution of hydroponic cultivation system (10),
Connected to the pipes (51, 52), a nutrient solution (L) is introduced, and includes a discharge unit (62) that performs streamer discharge in the nutrient solution,
The discharge unit (62) has an electrode pair (64, 65) that generates the streamer discharge in the nutrient solution (L), and a DC power source (DC) that applies a DC voltage to the electrode pair (64, 65). 70), and is configured to generate hydrogen peroxide in the nutrient solution (L) by the streamer discharge.
この構成では、放電ユニット（62）が養液中でストリーマ放電を行うことで、養液中には水酸ラジカルが発生し、発生した水酸ラジカルは過酸化水素となる。この過酸化水素は、配管（51,52）の汚れの原因となる物質を分解（付着防止）したり、養液中の雑菌を除菌する。 In this configuration, when the discharge unit (62) performs streamer discharge in the nutrient solution, hydroxyl radicals are generated in the nutrient solution, and the generated hydroxyl radicals become hydrogen peroxide. This hydrogen peroxide decomposes (prevents adhesion) substances that cause dirt on the pipes (51, 52) and disinfects germs in the nutrient solution.
また、第２の発明は、
第１の発明の浄化装置において、
前記水耕栽培システム（10）は、植物（200）を植えつける栽培床（101）を備え、
前記栽培床（101）は、前記養液の流入用、及び流出用の配管（51,52）がそれぞれ接続され、
前記放電ユニット（62）は、前記栽培床（101）よりも下流側の配管（51）に接続されていることを特徴とする。
In addition, the second invention,
In the purification apparatus of the first invention,
The hydroponic system (10) comprises a cultivation bed (101) for planting a plant (200),
The cultivation bed (101) is connected with pipes (51, 52) for inflow and outflow of the nutrient solution,
The discharge unit (62) is connected to a pipe (51) on the downstream side of the cultivation bed (101).
この構成では、放電ユニット（62）が栽培床（101）よりも下流側に設けられているので、栽培床（101）において養液中に入り込んだ汚れの原因物質を、システムに広がる前に分解することが可能になる。 In this configuration, since the discharge unit (62) is provided downstream of the cultivation bed (101), the causative substances that have entered the nutrient solution in the cultivation bed (101) are decomposed before spreading into the system. It becomes possible to do.
また、第３の発明は、
第１又は第２の発明の浄化装置において、
前記配管（51,52）は、該配管（51,52）内に銅イオン又は鉄イオンを供給するイオン供給部（52）を構成していることを特徴とする。
In addition, the third invention,
In the purification apparatus of the first or second invention,
The said pipe | tube (51,52) comprises the ion supply part (52) which supplies a copper ion or an iron ion in this pipe | tube (51,52), It is characterized by the above-mentioned.
この構成では、イオン供給部（52）が生成した銅イオン又は鉄イオンが、触媒として作用し、過酸化水素から水酸ラジカルが生成される（いわゆるフェントン反応）。 In this configuration, copper ions or iron ions generated by the ion supply unit (52) act as a catalyst, and hydroxyl radicals are generated from hydrogen peroxide (so-called Fenton reaction).
第１の発明によれば、養液中の汚れの原因物質の分解や雑菌の除菌ができるので、養液の循環経路（配管（51,52））の汚れを抑制できる。また、水中（養液中）でストリーマ放電を行うので、例えばオゾンを溶解させるものと比べ、水酸ラジカルを効率的に利用することができる。また、過酸化水素は、水酸ラジカルよりも安定なので、過酸化水素をより広範囲に行き渡らせることができ、原因物質の分解や除菌効果をより広範囲で期待できる。すなわち、本発明では、養液中の汚れの原因物質の分解や雑菌の除菌を効率的に行うことが可能になる。また、フィルタなどで汚れを除去するものと比べ、メンテナンスコストの低減を期待できる。 According to the first aspect of the invention, the causative substance of dirt in the nutrient solution can be decomposed and germs can be sterilized, so that the dirt on the circulation path (piping (51, 52)) of the nutrient solution can be suppressed. In addition, since streamer discharge is performed in water (in the nutrient solution), for example, hydroxyl radicals can be used more efficiently than those that dissolve ozone. Further, since hydrogen peroxide is more stable than the hydroxyl radical, hydrogen peroxide can be spread over a wider range, and the causative substance can be expected to decompose and disinfect more widely. That is, in the present invention, it is possible to efficiently decompose the causative substance of dirt in the nutrient solution and sterilize bacteria. In addition, a reduction in maintenance cost can be expected as compared with a filter that removes dirt.
また、本発明では、直流電源（70）を用いてストリーマ放電を行っているので、例えばパルス電源と比較して、電源部の簡素化、低コスト化、小型化を図ることができる。また、パルス電源を用いると、放電に伴って水中で発生する衝撃波や騒音が大きくなってしまう。これに対し、直流電源（70）を用いると、このような衝撃波や騒音も低減できる。 Further, in the present invention, streamer discharge is performed using the DC power supply (70), so that the power supply unit can be simplified, reduced in cost, and reduced in size compared with, for example, a pulse power supply. Moreover, when a pulse power supply is used, the shock wave and noise which generate | occur | produce in water with discharge will become large. On the other hand, when a DC power source (70) is used, such shock waves and noise can be reduced.
また、第２の発明によれば、養液の循環経路の汚れをより効果的に抑制できる。また、放電ユニット（62）のこの配置により、水酸ラジカルが栽培床（101）に入り込まないようにできる。 Moreover, according to 2nd invention, the stain | pollution | contamination of the circulation path | route of a nutrient solution can be suppressed more effectively. Further, this arrangement of the discharge unit (62) prevents the hydroxyl radicals from entering the cultivation floor (101).
また、第３の発明によれば、過酸化水素から水酸ラジカルが生成されるので、該イオン供給部（52）の周辺において、除菌や汚れ分解（付着防止）をより強力に行うことが可能になる。 According to the third aspect of the invention, since hydroxyl radicals are generated from hydrogen peroxide, sterilization and soil decomposition (prevention of adhesion) can be more powerfully performed around the ion supply unit (52). It becomes possible.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use.
《発明の実施形態１》
〈全体構成〉
図１は、本発明の実施形態にかかる水耕栽培システム（10）の構成を示す図である。この水耕栽培システム（10）は、いわゆる施設園芸（例えばビニールハウス）や、閉鎖環境で人工光を用いて植物を栽培する植物工場等で使用される。図１に示すように、水耕栽培システム（10）は、栽培床（101）、配管（51,52）、ポンプ（102）、水浄化ユニット（60）（浄化装置）、及び制御装置（103）を備えている。この水耕栽培システム（10）では、栽培床（101）、ポンプ（102）、及び水浄化ユニット（60）は、配管（51,52）で互いに接続され、植物の栽培に必要な養分を含んだ養液（L）が循環する。図１では、養液の循環方向を矢印で示してある。
Embodiment 1 of the Invention
<overall structure>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a hydroponic cultivation system (10) according to an embodiment of the present invention. This hydroponics system (10) is used in so-called facility horticulture (for example, a greenhouse), a plant factory that cultivates plants using artificial light in a closed environment, and the like. As shown in FIG. 1, the hydroponics system (10) includes a cultivation bed (101), pipes (51, 52), a pump (102), a water purification unit (60) (purification device), and a control device (103). ). In this hydroponic system (10), the cultivation bed (101), the pump (102), and the water purification unit (60) are connected to each other by pipes (51, 52) and contain nutrients necessary for plant cultivation. The nutrient solution (L) circulates. In FIG. 1, the circulation direction of the nutrient solution is indicated by arrows.
栽培床（101）は、養液（L）を、所定の量だけ溜めるようになっている。栽培床（101）には、植物（200）が植えつけられる。植えつけられた植物（200）は、栽培床（101）に溜められた養液（L）を吸収し、吸収した養液（L）中の養分を利用する。この栽培床（101）には養液（L）が流入する流入孔と、養液（L）が流出する流出孔が設けられ、流出孔には配管（51）、流入孔には配管（52）がそれぞれ接続されている。 The cultivation bed (101) is configured to accumulate a predetermined amount of nutrient solution (L). Plants (200) are planted on the cultivation floor (101). The plant (200) planted absorbs the nutrient solution (L) stored on the cultivation floor (101) and uses the nutrients in the absorbed nutrient solution (L). The cultivation bed (101) is provided with an inflow hole through which the nutrient solution (L) flows and an outflow hole through which the nutrient solution (L) flows out. The outflow hole has a pipe (51) and the inflow hole has a pipe (52 ) Are connected to each other.
水浄化ユニット（60）は、水中（具体的には養液（L））でのストリーマ放電によって水中に過酸化水素等の浄化成分を生成し、この浄化成分によって水の浄化を行う。水浄化ユニット（60）の構成は後に詳述する。この水浄化ユニット（60）には養液（L）が流入する流入孔と、養液（L）が流出する流出孔が設けられ、流入孔が栽培床（101）よりも下流側の配管（51）に接続され、栽培床（101）を通過した養液（L）が該配管（51）で供給されている。また、水浄化ユニット（60）の流出孔には、配管（52）が接続されている。 The water purification unit (60) generates a purification component such as hydrogen peroxide in water by streamer discharge in water (specifically, nutrient solution (L)), and purifies the water using the purification component. The configuration of the water purification unit (60) will be described in detail later. The water purification unit (60) is provided with an inflow hole through which the nutrient solution (L) flows in and an outflow hole through which the nutrient solution (L) flows out, and the inflow hole is located downstream of the cultivation bed (101) ( 51) and the nutrient solution (L) that has passed through the cultivation bed (101) is supplied through the pipe (51). A pipe (52) is connected to the outflow hole of the water purification unit (60).
ポンプ（102）は、養液（L）を循環させるためのポンプである。このポンプ（102）の吸入孔は、水浄化ユニット（60）の流出孔と配管（52）で接続され、吐出孔は、栽培床（101）の流入孔と配管（52）で接続されている。このポンプ（102）の運転状態は、制御装置（103）が制御する。 The pump (102) is a pump for circulating the nutrient solution (L). The suction hole of the pump (102) is connected to the outflow hole of the water purification unit (60) by the pipe (52), and the discharge hole is connected to the inflow hole of the cultivation bed (101) by the pipe (52). . The operation state of the pump (102) is controlled by the control device (103).
本実施形態では、配管（51,52）は、一部が銅配管であり、残りの部分が樹脂の配管である。より詳しくは、水浄化ユニット（60）とポンプ（102）の間の配管（52）が銅配管である。この配管（52）は、本発明のイオン供給部の一例である。 In this embodiment, a part of the pipes (51, 52) is a copper pipe, and the remaining part is a resin pipe. More specifically, the pipe (52) between the water purification unit (60) and the pump (102) is a copper pipe. This pipe (52) is an example of the ion supply section of the present invention.
制御装置（103）は、ポンプ（102）及び水浄化ユニット（60）に所定の制御信号（SIG）を出力し、ポンプ（102）の運転状態（オンオフ）の制御と、水浄化ユニット（60）の運転状態（ストリーマ放電のオンオフ）の制御を行う。 The control device (103) outputs a predetermined control signal (SIG) to the pump (102) and the water purification unit (60) to control the operation state (ON / OFF) of the pump (102) and to the water purification unit (60). This controls the operation state (streamer discharge on / off).
〈水浄化ユニット（60）の構成〉
図２は、水浄化ユニット（60）の構成例を示す図である。水浄化ユニット（60）は、水中でのストリーマ放電によって水中に過酸化水素等の浄化成分を生成し、この浄化成分によって水の浄化を行うものである。水浄化ユニット（60）は、水浄化タンク（61）と放電ユニット（62）とを有している（図２を参照）。
<Configuration of water purification unit (60)>
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the water purification unit (60). The water purification unit (60) generates a purification component such as hydrogen peroxide in water by a streamer discharge in water, and purifies water by this purification component. The water purification unit (60) has a water purification tank (61) and a discharge unit (62) (see FIG. 2).
水浄化タンク（61）は、密閉型の容器状に形成され、栽培床（101）の養液（L）が流入する。具体的に、水浄化タンク（61）には、栽培床（101）の流出孔に繋がる配管（51）と、ポンプ（102）の吸入孔に繋がる配管（52）が接続されている。即ち、水浄化タンク（61）は、栽培床（101）の下流側に配設されている。 The water purification tank (61) is formed in a sealed container shape, and the nutrient solution (L) of the cultivation floor (101) flows into it. Specifically, a pipe (51) connected to the outflow hole of the cultivation bed (101) and a pipe (52) connected to the suction hole of the pump (102) are connected to the water purification tank (61). That is, the water purification tank (61) is disposed on the downstream side of the cultivation bed (101).
放電ユニット（62）は、放電電極（64）及び対向電極（65）とからなる電極対（64,65）と、この電極対（64,65）に電圧を印加する電源部（70）と、放電電極（64）を内部に収容する絶縁ケーシング（71）とを備えている。 The discharge unit (62) includes an electrode pair (64, 65) including a discharge electrode (64) and a counter electrode (65), and a power supply unit (70) for applying a voltage to the electrode pair (64, 65). And an insulating casing (71) for accommodating the discharge electrode (64) therein.
電極対（64,65）は、水中でストリーマ放電を生起するためのものである。放電電極（64）は、絶縁ケーシング（71）の内部に配置されている。放電電極（64）は、上下に扁平な板状に形成されている。放電電極（64）は、電源部（70）の正極側に接続されている。放電電極（64）は、例えばステンレス、銅等の導電性の金属材料で構成されている。 The electrode pair (64, 65) is for generating a streamer discharge in water. The discharge electrode (64) is disposed inside the insulating casing (71). The discharge electrode (64) is formed in a flat plate shape up and down. The discharge electrode (64) is connected to the positive electrode side of the power supply unit (70). The discharge electrode (64) is made of a conductive metal material such as stainless steel or copper.
対向電極（65）は、絶縁ケーシング（71）の外部に配置されている。対向電極（65）は、放電電極（64）の上方に設けられている。対向電極（65）は、上下に扁平な板状であって、且つ上下に複数の貫通孔（66）を有するメッシュ形状ないしパンチングメタル形状に構成されている。対向電極（65）は、放電電極（64）と略平行に配設されている。対向電極（65）は、電源部（70）の負極側に接続されている。対向電極（65）は、例えばステンレス、真鍮等の導電性の金属材料で構成されている。 The counter electrode (65) is disposed outside the insulating casing (71). The counter electrode (65) is provided above the discharge electrode (64). The counter electrode (65) has a flat plate shape in the vertical direction, and is configured in a mesh shape or a punching metal shape having a plurality of through holes (66) in the vertical direction. The counter electrode (65) is disposed substantially parallel to the discharge electrode (64). The counter electrode (65) is connected to the negative electrode side of the power supply unit (70). The counter electrode (65) is made of a conductive metal material such as stainless steel or brass.
電源部（70）は、電極対（64,65）に所定の直流電圧を印加する直流電源で構成されている。即ち、電源部（70）は、電極対（64,65）に対して瞬時的に高電圧を繰り返し印加するようなパルス電源ではなく、電極対（64,65）に対して常に数キロボルトの直流電圧を印加する。電源部（70）のうち、対向電極（65）が接続される負極側は、アースと接続されている。また、電源部（70）には、電極対（64,65）の放電電力を一定に制御する定電力制御部が設けられている（図示省略）。 The power supply unit (70) is constituted by a DC power supply that applies a predetermined DC voltage to the electrode pair (64, 65). That is, the power supply unit (70) is not a pulse power supply that repeatedly applies a high voltage instantaneously to the electrode pair (64, 65), but is always a few kilovolts of direct current to the electrode pair (64, 65). Apply voltage. Of the power supply unit (70), the negative electrode side to which the counter electrode (65) is connected is connected to the ground. The power supply unit (70) is provided with a constant power control unit (not shown) that controls the discharge power of the electrode pair (64, 65) to be constant.
絶縁ケーシング（71）は、水浄化タンク（61）の底部に設置されている。絶縁ケーシング（71）は、例えばセラミックス等の絶縁材料で構成されている。絶縁ケーシング（71）は、一面（上面）が開放された容器状のケース本体（72）と、該ケース本体（72）の上方の開放部を閉塞する板状の蓋部（73）とを有している。 The insulating casing (71) is installed at the bottom of the water purification tank (61). The insulating casing (71) is made of an insulating material such as ceramics. The insulating casing (71) has a container-like case body (72) whose one surface (upper surface) is open, and a plate-like lid (73) that closes the open portion above the case body (72). is doing.
ケース本体（72）は、角型筒状の側壁部（72a）と、該側壁部（72a）の底面を閉塞する底部（72b）とを有している。放電電極（64）は、底部（72b）の上側に敷設されている。絶縁ケーシング（71）では、蓋部（73）と底部（72b）との間の上下方向の距離が、放電電極（64）の厚さよりも長くなっている。つまり、放電電極（64）と蓋部（73）との間には、所定の間隔が確保されている。これにより、絶縁ケーシング（71）の内部では、放電電極（64）とケース本体（72）と蓋部（73）との間に空間（S）が形成される。 The case body (72) has a square cylindrical side wall (72a) and a bottom (72b) that closes the bottom of the side wall (72a). The discharge electrode (64) is laid on the upper side of the bottom (72b). In the insulating casing (71), the vertical distance between the lid (73) and the bottom (72b) is longer than the thickness of the discharge electrode (64). That is, a predetermined interval is ensured between the discharge electrode (64) and the lid (73). Thereby, a space (S) is formed between the discharge electrode (64), the case main body (72), and the lid portion (73) inside the insulating casing (71).
図２及び図３に示すように、絶縁ケーシング（71）の蓋部（73）には、該蓋部（73）を厚さ方向に貫通する１つの開口（74）が形成されている。この開口（74）により、放電電極（64）と対向電極（65）との間の電界の形成が許容されている。蓋部（73）の開口（74）の内径は、０．０２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましい。以上のような開口（74）は、電極対（64,65）の間の電流経路の電流密度を上昇させる電流密度集中部を構成する。 As shown in FIGS. 2 and 3, the lid (73) of the insulating casing (71) is formed with one opening (74) penetrating the lid (73) in the thickness direction. This opening (74) allows the formation of an electric field between the discharge electrode (64) and the counter electrode (65). The inner diameter of the opening (74) of the lid (73) is preferably 0.02 mm or more and 0.5 mm or less. The opening (74) as described above constitutes a current density concentration portion that increases the current density of the current path between the electrode pair (64, 65).
以上のように、絶縁ケーシング（71）は、電極対（64,65）のうちの一方の電極（放電電極（64））のみを内部に収容し、且つ電流密度集中部としての開口（74）を有する絶縁部材を構成している。 As described above, the insulating casing (71) accommodates only one electrode (discharge electrode (64)) of the electrode pair (64, 65) inside, and the opening (74) as a current density concentration portion. The insulating member which has this is comprised.
加えて、絶縁ケーシング（71）の開口（74）内では、電流経路の電流密度が上昇することで、水がジュール熱によって気化して気泡（B）が形成される。つまり、絶縁ケーシング（71）の開口（74）は、該開口（74）に気相部としての気泡（B）を形成する気相形成部として機能する。 In addition, in the opening (74) of the insulating casing (71), the current density of the current path increases, so that water is vaporized by Joule heat and bubbles (B) are formed. That is, the opening (74) of the insulating casing (71) functions as a gas phase forming part that forms bubbles (B) as a gas phase part in the opening (74).
〈水耕栽培システム（10）の動作〉
水耕栽培システム（10）では、制御装置（103）によって、ポンプ（102）がオン状態にされると、養液（L）が栽培床（101）に供給される。栽培床（101）では、それぞれの植物（200）が必要量の養液（L）を吸収する。植物（200）に吸収されなかった養液（L）は、栽培床（101）から配管（51）を通って流出し、水浄化ユニット（60）を通過する。水浄化ユニット（60）から出た養液（L）は、配管（52）（この部分は銅配管）を通過する。水浄化ユニット（60）から出た養液（L）は、不足した成分や水が補われ、再び栽培床（101）に流入する。養液（L）の成分調整や量の調整を行う装置は、図１では図示を省略してある。なお、養液（L）の循環は、連続的に行ってもよいし、適当な時間間隔をあけて行うようにしてもよい。
<Operation of hydroponics system (10)>
In the hydroponic cultivation system (10), when the pump (102) is turned on by the control device (103), the nutrient solution (L) is supplied to the cultivation bed (101). In the cultivation floor (101), each plant (200) absorbs a required amount of nutrient solution (L). The nutrient solution (L) not absorbed by the plant (200) flows out from the cultivation bed (101) through the pipe (51) and passes through the water purification unit (60). The nutrient solution (L) from the water purification unit (60) passes through the pipe (52) (this part is a copper pipe). The nutrient solution (L) discharged from the water purification unit (60) is supplemented with insufficient components and water, and flows into the cultivation bed (101) again. An apparatus for adjusting the components and amount of nutrient solution (L) is not shown in FIG. The nutrient solution (L) may be circulated continuously or at an appropriate time interval.
〈本実施形態における除菌、配管の浄化〉
水耕栽培システム（10）において配管（51,52）を浄化するには、水浄化ユニット（60）でストリーマ放電を行わせる。また、ポンプ（102）もオンにする。具体的には、制御装置（103）が水浄化ユニット（60）やポンプ（102）をオンにする。
<Disinfection and purification of piping in this embodiment>
In order to purify the pipes (51, 52) in the hydroponic cultivation system (10), streamer discharge is performed in the water purification unit (60). The pump (102) is also turned on. Specifically, the control device (103) turns on the water purification unit (60) and the pump (102).
水浄化ユニット（60）の運転の開始時には、図２に示すように、絶縁ケーシング（71）の内の空間（S）が浸水した状態となっている。電源部（70）から電極対（64,65）に所定の直流電圧（例えば１ｋＶ）が印加されると、電極対（64,65）の間に電界が形成される。この際、放電電極（64）の周囲は、絶縁ケーシング（71）で覆われている。このため、電極対（64,65）の間での漏れ電流が抑制されるとともに、開口（74）内の電流経路の電流密度が上昇した状態となる。 At the start of operation of the water purification unit (60), as shown in FIG. 2, the space (S) in the insulating casing (71) is in a flooded state. When a predetermined DC voltage (for example, 1 kV) is applied from the power supply unit (70) to the electrode pair (64, 65), an electric field is formed between the electrode pair (64, 65). At this time, the periphery of the discharge electrode (64) is covered with the insulating casing (71). For this reason, the leakage current between the electrode pair (64, 65) is suppressed, and the current density of the current path in the opening (74) is increased.
開口（74）内の電流密度が上昇すると、開口（74）内のジュール熱が大きくなる。その結果、絶縁ケーシング（71）では、開口（74）の近傍において、水の気化が促進されて気泡（B）が形成される。この気泡（B）は、図４に示すように、開口（74）のほぼ全域を覆う状態となり、対向電極（65）に導通する負極側の水と、正極側の放電電極（64）との間に気泡（B）が介在する。従って、この状態では、気泡（B）が、放電電極（64）と対向電極（65）との間での水を介した導電を阻止する抵抗として機能する。これにより、放電電極（64）と対向電極（65）との間の漏れ電流が抑制され、電極対（64,65）間では、所望とする電位差が保たれることになる。すると、気泡（B）内では、絶縁破壊に伴いストリーマ放電が発生する。 As the current density in the opening (74) increases, the Joule heat in the opening (74) increases. As a result, in the insulating casing (71), the vaporization of water is promoted in the vicinity of the opening (74) to form bubbles (B). As shown in FIG. 4, the bubbles (B) cover almost the entire area of the opening (74), and are formed between the water on the negative electrode side conducting to the counter electrode (65) and the discharge electrode (64) on the positive electrode side. Air bubbles (B) are interposed between them. Therefore, in this state, the bubble (B) functions as a resistance that prevents conduction through water between the discharge electrode (64) and the counter electrode (65). Thereby, the leakage current between the discharge electrode (64) and the counter electrode (65) is suppressed, and a desired potential difference is maintained between the electrode pair (64, 65). Then, streamer discharge is generated in the bubble (B) due to dielectric breakdown.
以上のようにして、気泡（B）でストリーマ放電が行われると、水浄化タンク（61）内の水中では、水酸ラジカル等の活性種や過酸化水素等が生成される。水酸ラジカル等の活性種や過酸化水素は、ストリーマ放電に伴う熱によって水浄化タンク（61）内を対流する。これにより、水中での活性種や過酸化水素の拡散が促される。また、気泡（B）でストリーマ放電が行われると、このストリーマ放電に伴ってこの気泡（B）でイオン風を生成し易くなる。よって、水浄化タンク（61）内では、このイオン風を利用して、活性種や過酸化水素の拡散効果を更に向上できる。 As described above, when streamer discharge is performed with the bubbles (B), active species such as hydroxyl radicals, hydrogen peroxide, and the like are generated in the water in the water purification tank (61). Active species such as hydroxyl radicals and hydrogen peroxide are convected in the water purification tank (61) by the heat accompanying the streamer discharge. This promotes diffusion of active species and hydrogen peroxide in water. Further, when streamer discharge is performed with the bubbles (B), an ion wind is easily generated with the bubbles (B) along with the streamer discharge. Therefore, in the water purification tank (61), the diffusion effect of active species and hydrogen peroxide can be further improved by using this ion wind.
そして、ストリーマ放電によって生成した過酸化水素は、養液（L）の循環にともなって、水耕栽培システム（10）全体に広がる。この過酸化水素には、配管（51,52）の汚れの原因となる物質を分解（付着防止）したり、養液（L）中の雑菌を除菌する作用がある。そのため、過酸化水素が到達した部位では、配管（51,52）の浄化や除菌が行われる。なお、過酸化水素は、一般的には、植物には安全である。また、放電ユニット（62）が栽培床（101）の下流に配置されているので、水酸ラジカルが栽培床（101）に入り込まないようにできる。そのため、本実施形態では、水酸ラジカルが植物（200）に悪影響を与えることがない。 And the hydrogen peroxide produced | generated by the streamer discharge spreads to the whole hydroponics system (10) with circulation of nutrient solution (L). This hydrogen peroxide has an action of decomposing (preventing adhesion) substances that cause dirt on the pipes (51, 52) and eradicating bacteria in the nutrient solution (L). Therefore, purification and sterilization of the pipes (51, 52) are performed at the site where hydrogen peroxide has reached. Hydrogen peroxide is generally safe for plants. Moreover, since the discharge unit (62) is arrange | positioned downstream of the cultivation bed (101), it can prevent a hydroxyl radical from entering into the cultivation bed (101). Therefore, in this embodiment, the hydroxyl radical does not adversely affect the plant (200).
また、配管（51,52）の一部として設けられた銅配管（イオン供給部）からは、銅イオンが養液（L）中に溶出する。過酸化水素と銅イオンの存在下では、フェントン反応により、銅イオンが触媒的に作用して水酸ラジカルの生成が促進される。これにより、水酸ラジカルによる水の浄化効率が向上する。加えて、銅イオンは菌の繁殖を抑制する効果があるため、水中での殺菌作用も高くなる。 Moreover, copper ion elutes in a nutrient solution (L) from the copper piping (ion supply part) provided as a part of piping (51,52). In the presence of hydrogen peroxide and copper ions, copper ions act catalytically by the Fenton reaction to promote the generation of hydroxyl radicals. Thereby, the purification efficiency of the water by a hydroxyl radical improves. In addition, since copper ions have the effect of suppressing the growth of bacteria, the bactericidal action in water also increases.
なお、水浄化ユニット（60）による除菌や汚れ分解は、常時行ってもよいが、適当な時間間隔をあけて行うようにしてもよい。水浄化ユニット（60）の運転の開始や休止の制御は制御装置（103）で行えばよい。 The sterilization and soil decomposition by the water purification unit (60) may be performed constantly, but may be performed at an appropriate time interval. Control of the start and stop of the operation of the water purification unit (60) may be performed by the control device (103).
〈本実施形態における効果〉
以上のように、本実施形態によれば、水浄化ユニット（60）において発生した水酸ラジカルや過酸化水素によって養液（L）中の汚れの原因物質の分解や雑菌の除菌ができるので、養液（L）の循環経路（配管（51,52））の汚れを抑制できる。また、水中（養液（L）中）でストリーマ放電を行って水酸ラジカルを発生させるので、例えばオゾンを溶解させるものと比べ、水酸ラジカルを効率的に利用することができる。また、過酸化水素は、水酸ラジカルよりも安定なので、水酸ラジカルよりもより広範囲の循環経路に行き渡らせることができる。それゆえ、汚れの原因物質の分解や除菌効果をより広範囲で期待できる。すなわち、本実施形態では、汚れの原因物質の分解や雑菌の除菌を効率的に行うことが可能になる。また、フィルタなどで汚れを除去するものと比べ、メンテナンスコストの低減を期待できる。
<Effect in this embodiment>
As described above, according to the present embodiment, since the hydroxyl radicals and hydrogen peroxide generated in the water purification unit (60) can decompose the contaminants in the nutrient solution (L) and sterilize bacteria. The contamination of the circulation path (piping (51, 52)) of the nutrient solution (L) can be suppressed. Moreover, since the streamer discharge is performed in water (in the nutrient solution (L)) to generate hydroxyl radicals, the hydroxyl radicals can be used more efficiently than, for example, those that dissolve ozone. Also, since hydrogen peroxide is more stable than the hydroxyl radical, it can be distributed over a wider range of circulation paths than the hydroxyl radical. Therefore, it is possible to expect a wider range of decomposition and sterilization effects of the causative agent of the soil. That is, in this embodiment, it becomes possible to efficiently decompose the causative agent of the dirt and sterilize the germs. In addition, a reduction in maintenance cost can be expected as compared with a filter that removes dirt.
また、本実施形態では、水浄化ユニット（60）が栽培床（101）よりも下流側に設けられているので、栽培床（101）において養液（L）中に入り込んだ汚れの原因物質を、システムに広がる前に分解することが可能になる。すなわち、養液（L）の循環経路の汚れをより効果的に抑制できる。 In the present embodiment, since the water purification unit (60) is provided on the downstream side of the cultivation bed (101), the causative substance of the dirt that has entered the nutrient solution (L) in the cultivation bed (101) is removed. It becomes possible to disassemble before spreading into the system. That is, it is possible to more effectively suppress contamination of the nutrient solution (L) circulation path.
また、フェントン反応によって過酸化水素から水酸ラジカルが生成されるので、銅配管（イオン供給部）の周辺において、より強力に除菌や汚れ分解（付着防止）を行うことが可能になる。 In addition, since hydroxyl radicals are generated from hydrogen peroxide by the Fenton reaction, it becomes possible to more strongly perform sterilization and soil decomposition (prevention of adhesion) around the copper pipe (ion supply unit).
《実施形態１の変形例》
上記実施形態１では、絶縁ケーシング（71）の蓋部（73）に１つの開口（74）が形成されている。しかしながら、例えば図５及び図６に示すように、絶縁ケーシング（71）の蓋部（73）に複数の開口（74）を形成してもよい。この変形例では、絶縁ケーシング（71）の蓋部（73）が、略正方形板状に形成され、この蓋部（73）に複数の開口（74）が等間隔を置きながら碁盤目状に配列されている。一方、放電電極（64）及び対向電極（65）は、全ての開口（74）に跨るような正方形板状に形成されている。
<< Modification of Embodiment 1 >>
In the first embodiment, one opening (74) is formed in the lid (73) of the insulating casing (71). However, for example, as shown in FIGS. 5 and 6, a plurality of openings (74) may be formed in the lid portion (73) of the insulating casing (71). In this modification, the lid portion (73) of the insulating casing (71) is formed in a substantially square plate shape, and a plurality of openings (74) are arranged in a grid pattern in the lid portion (73) at regular intervals. Has been. On the other hand, the discharge electrode (64) and the counter electrode (65) are formed in a square plate shape over all the openings (74).
この変形例においても、各開口（74）が、電流密度集中部、及び気相形成部として機能する。これにより、電源部（70）から電極対（64,65）に直流電圧が印加されると、各開口（74）の電流密度が上昇し、各開口（74）で気泡（B）が形成される。その結果、各気泡（B）でそれぞれストリーマ放電が生起され、水酸ラジカル等の活性種や、過酸化水素が生成される。 Also in this modification, each opening (74) functions as a current density concentration part and a gas phase formation part. As a result, when a DC voltage is applied from the power supply unit (70) to the electrode pair (64, 65), the current density of each opening (74) increases, and bubbles (B) are formed in each opening (74). The As a result, streamer discharge is generated in each bubble (B), and active species such as hydroxyl radicals and hydrogen peroxide are generated.
《発明の実施形態２》
実施形態２に係る水耕栽培システム（10）は、上述した実施形態１とは放電ユニット（62）の構成が異なるものである。以下には、上記実施形態１と異なる点を主として説明する。
<< Embodiment 2 of the Invention >>
The hydroponics system (10) which concerns on Embodiment 2 differs in the structure of the discharge unit (62) from Embodiment 1 mentioned above. In the following, differences from the first embodiment will be mainly described.
図７に示すように、実施形態２の放電ユニット（62）は、水浄化タンク（61）の外側から内部に向かって挿入されて固定される、いわゆるフランジユニット式に構成されている。また、実施形態２の放電ユニット（62）は、放電電極（64）と対向電極（65）と絶縁ケーシング（71）とが一体的に組立てられている。 As shown in FIG. 7, the discharge unit (62) of the second embodiment is configured as a so-called flange unit type that is inserted and fixed from the outside to the inside of the water purification tank (61). In the discharge unit (62) of the second embodiment, the discharge electrode (64), the counter electrode (65), and the insulating casing (71) are integrally assembled.
実施形態２の絶縁ケーシング（71）は、大略の外形が円筒状に形成されている。絶縁ケーシング（71）は、ケース本体（72）と蓋部（73）とを有している。 The insulating casing (71) of Embodiment 2 has a substantially outer shape that is cylindrical. The insulating casing (71) has a case body (72) and a lid (73).
実施形態２のケース本体（72）は、ガラス質又は樹脂製の絶縁材料で構成されている。ケース本体（72）は、円筒状の基部（76）と、該基部（76）から水浄化タンク（61）側に向かって突出する筒状壁部（77）と、該筒状壁部（77）の外縁部から更に水浄化タンク（61）側に向かって突出する環状凸部（78）とを有している。また、ケース本体（72）には、環状凸部（78）の先端側に先端筒部（79）が一体に形成されている。基部（76）の軸心部には、円柱状の挿入口（76a）が軸方向に延びて貫通形成されている。筒状壁部（77）の内側には、挿入口（76a）と同軸となり、且つ挿入口（76a）よりも大径となる円柱状の空間（S）が形成されている。 The case main body (72) of Embodiment 2 is made of an insulating material made of glass or resin. The case main body (72) includes a cylindrical base portion (76), a cylindrical wall portion (77) protruding from the base portion (76) toward the water purification tank (61), and the cylindrical wall portion (77 ) And an annular protrusion (78) protruding further toward the water purification tank (61) side. The case body (72) is integrally formed with a distal end cylindrical portion (79) on the distal end side of the annular convex portion (78). A cylindrical insertion port (76a) is formed in the axial center portion of the base portion (76) so as to extend in the axial direction. A cylindrical space (S) that is coaxial with the insertion port (76a) and has a larger diameter than the insertion port (76a) is formed inside the cylindrical wall (77).
実施形態２の蓋部（73）は、略円板状に形成されて環状凸部（78）の内側に嵌合している。蓋部（73）は、セラミックス材料で構成されている。蓋部（73）の軸心には、実施形態１と同様、蓋部（73）を上下に貫通する円形状の１つの開口（74）が形成されている。 The lid portion (73) of the second embodiment is formed in a substantially disc shape and is fitted inside the annular convex portion (78). The lid (73) is made of a ceramic material. As in the first embodiment, one circular opening (74) penetrating the lid (73) up and down is formed at the axis of the lid (73).
放電電極（64）は、軸直角断面が円形状となる縦長の棒状の電極で構成されている。放電電極（64）は、基部（76）の挿入口（76a）に嵌合している。これにより、放電電極（64）は、絶縁ケーシング（71）の内部に収容されている。実施形態２では、放電電極（64）のうち水浄化タンク（61）とは反対側の端部が、水浄化タンク（61）の外部に露出される状態となる。このため、水浄化タンク（61）の外部に配置される電源部（70）と、放電電極（64）とを電気配線によって容易に接続することができる。 The discharge electrode (64) is a vertically long rod-shaped electrode having a circular cross section perpendicular to the axis. The discharge electrode (64) is fitted in the insertion opening (76a) of the base (76). Thereby, the discharge electrode (64) is accommodated in the insulating casing (71). In the second embodiment, the end of the discharge electrode (64) opposite to the water purification tank (61) is exposed to the outside of the water purification tank (61). For this reason, the power supply part (70) arrange | positioned outside the water purification tank (61) and the discharge electrode (64) can be easily connected by electrical wiring.
放電電極（64）のうち水浄化タンク（61）側の端部（64a）は、絶縁ケーシング（71）の内部の空間（S）に臨んでいる。なお、図７に示す例では、放電電極（64）の端部（64a）が、挿入口（76a）の開口面よりも上側（水浄化タンク（61）側）に突出しているが、この端部（64a）の先端面を挿入口（76a）の開口面と略面一としてもよいし、端部（64a）を挿入口（76a）の開口面よりも下側に陥没させてもよい。また、放電電極（64）は、実施形態１と同様、開口（74）を有する蓋部（73）との間に所定の間隔が確保されている。 The end (64a) on the water purification tank (61) side of the discharge electrode (64) faces the space (S) inside the insulating casing (71). In the example shown in FIG. 7, the end (64a) of the discharge electrode (64) protrudes above the opening surface of the insertion port (76a) (on the water purification tank (61) side). The tip surface of the portion (64a) may be substantially flush with the opening surface of the insertion port (76a), or the end portion (64a) may be recessed below the opening surface of the insertion port (76a). In addition, the discharge electrode (64) has a predetermined gap between the discharge electrode (64) and the lid (73) having the opening (74), as in the first embodiment.
対向電極（65）は、円筒状の電極本体（65a）と、該電極本体（65a）から径方向外方へ突出する鍔部（65b）とを有している。電極本体（65a）は、絶縁ケーシング（71）のケース本体（72）に外嵌している。鍔部（65b）は、水浄化タンク（61）の壁部に固定されて放電ユニット（62）を保持する固定部を構成している。放電ユニット（62）が水浄化タンク（61）に固定された状態では、対向電極（65）の電極本体（65a）の一部が浸水された状態となる。 The counter electrode (65) has a cylindrical electrode body (65a) and a flange (65b) projecting radially outward from the electrode body (65a). The electrode body (65a) is externally fitted to the case body (72) of the insulating casing (71). The flange part (65b) constitutes a fixed part that is fixed to the wall part of the water purification tank (61) and holds the discharge unit (62). In a state where the discharge unit (62) is fixed to the water purification tank (61), a part of the electrode body (65a) of the counter electrode (65) is immersed.
対向電極（65）は、電極本体（65a）よりも小径の内側筒部（65c）と、該内側筒部（65c）と電極本体（65a）との間に亘って形成される連接部（65d）とを有している。内側筒部（65c）及び連接部（65d）は、水浄化タンク（61）内の水中に浸漬している。内側筒部（65c）は、その内部に円柱空間（67）を形成している。内側筒部（65c）の軸方向の一端は、蓋部（73）と当接して該蓋部（73）を保持する保持部を構成している。また、電極本体（65a）と内側筒部（65c）と連接部（65d）の間には、ケース本体（72）の先端筒部（79）が内嵌している。内側筒部（65c）の軸方向の他端側には、円柱空間（67）を覆うようにメッシュ状の漏電防止材（68）が設けられている。この漏電防止材（68）は、対向電極（65）と接触することで、実質的にアースされている。これにより、漏電防止材（68）は、水浄化タンク（61）の内部の空間（水中）のうち、円柱空間（67）の内側から外側への漏電を防止している。 The counter electrode (65) includes an inner cylindrical portion (65c) having a smaller diameter than the electrode main body (65a) and a connecting portion (65d) formed between the inner cylindrical portion (65c) and the electrode main body (65a). ). The inner cylinder part (65c) and the connecting part (65d) are immersed in the water in the water purification tank (61). The inner cylinder part (65c) forms the cylindrical space (67) in the inside. One end of the inner cylinder portion (65c) in the axial direction constitutes a holding portion that contacts the lid portion (73) and holds the lid portion (73). Further, the tip cylinder part (79) of the case body (72) is fitted between the electrode body (65a), the inner cylinder part (65c), and the connecting part (65d). On the other end side in the axial direction of the inner cylinder portion (65c), a mesh-shaped leakage preventing material (68) is provided so as to cover the cylindrical space (67). The leakage preventive material (68) is substantially grounded by contacting the counter electrode (65). Thereby, the leakage preventive material (68) prevents leakage from the inside to the outside of the cylindrical space (67) in the space (underwater) inside the water purification tank (61).
対向電極（65）は、電極本体（65a）の一部が水浄化タンク（61）の外部に露出される状態となる。このため、電源部（70）と対向電極（65）とを電気配線によって容易に接続することができる。 The counter electrode (65) is in a state where a part of the electrode body (65a) is exposed to the outside of the water purification tank (61). For this reason, a power supply part (70) and a counter electrode (65) can be easily connected by electrical wiring.
〈水浄化ユニットの運転動作〉
実施形態２の水耕栽培システム（10）においても、水浄化ユニット（60）が運転されることで、配管（51,52）を流れる水の浄化がなされる。
<Operation of water purification unit>
Also in the hydroponic cultivation system (10) of Embodiment 2, the water purification unit (60) is operated to purify the water flowing through the pipes (51, 52).
水浄化ユニット（60）の運転の開始時には、図７に示すように、絶縁ケーシング（71）の内の空間（S）が浸水した状態となっている。電源部（70）から電極対（64,65）に所定の直流電圧（例えば１ｋＶ）が印加されると、開口（74）の内部の電流密度が上昇してく。 At the start of operation of the water purification unit (60), as shown in FIG. 7, the space (S) in the insulating casing (71) is in a flooded state. When a predetermined DC voltage (for example, 1 kV) is applied from the power supply unit (70) to the electrode pair (64, 65), the current density inside the opening (74) increases.
図７に示す状態から、電極対（64,65）へ更に直流電圧が継続して印加されると、開口（74）内の水が気化されて気泡（B）が形成される（図８を参照）。この状態では、気泡（B）が開口（74）のほぼ全域を覆う状態となり、円柱空間（67）内の負極側の水と、放電電極（64）との間に気泡（B）の抵抗が付与される。これにより、放電電極（64）と対向電極（65）との間の電位差が保たれ、気泡（B）でストリーマ放電が発生する。その結果、水中では、水酸ラジカルや過酸化水素を生成され、これらの成分が水の浄化に利用される。 When a direct current voltage is continuously applied to the electrode pair (64, 65) from the state shown in FIG. 7, water in the opening (74) is vaporized to form bubbles (B) (see FIG. 8). reference). In this state, the bubble (B) covers almost the entire area of the opening (74), and the resistance of the bubble (B) is between the negative electrode side water in the cylindrical space (67) and the discharge electrode (64). Is granted. As a result, the potential difference between the discharge electrode (64) and the counter electrode (65) is maintained, and streamer discharge is generated in the bubbles (B). As a result, hydroxyl radicals and hydrogen peroxide are generated in water, and these components are used for water purification.
《実施形態２の変形例》
実施形態２では、円板状の蓋部（73）の軸心に１つの開口（74）を形成しているが、この蓋部（73）に複数の開口（74）を形成してもよい。図９に示す例では、蓋部（73）の軸心を中心とする仮想ピッチ円上に、５つの開口（74）が等間隔置きに配列されている。このように蓋部（73）に複数の開口（74）を形成することで、各開口（74）の近傍でそれぞれストリーマ放電を生起させることができる。
<< Modification of Embodiment 2 >>
In the second embodiment, one opening (74) is formed in the axial center of the disc-shaped lid (73), but a plurality of openings (74) may be formed in this lid (73). . In the example shown in FIG. 9, five openings (74) are arranged at equal intervals on a virtual pitch circle centered on the axis of the lid (73). By forming a plurality of openings (74) in the lid (73) in this way, streamer discharge can be caused in the vicinity of each opening (74).
《その他の実施形態》
〈放電ユニットの構成〉
上述した各実施形態の電源部（70）には、ストリーマ放電の放電電力を一定に制御する定電力制御部を用いている。しかしながら、定電力制御部に代えて、ストリーマ放電時の放電電流を一定に制御する定電流制御部を設けることもできる。この定電流制御を行うと、洗浄水の導電率によらず放電が安定するため、スパークの発生も未然に回避できる。
<< Other Embodiments >>
<Discharge unit configuration>
The power supply unit (70) of each embodiment described above uses a constant power control unit that controls the discharge power of the streamer discharge to be constant. However, instead of the constant power control unit, a constant current control unit for controlling the discharge current at the time of streamer discharge to be constant may be provided. When this constant current control is performed, the discharge is stabilized regardless of the conductivity of the washing water, so that the occurrence of sparks can be avoided in advance.
また、上述した各実施形態では、電源部（70）の正極に放電電極（64）を接続し、電源部（70）の負極に対向電極（65）を接続している。しかしながら、電源部（70）の負極に放電電極（64）を接続し、電源部（70）の正極に対向電極（65）を接続することで、電極対（64,65）の間で、いわゆるマイナス放電を行うようにしてもよい。 In each of the above-described embodiments, the discharge electrode (64) is connected to the positive electrode of the power supply unit (70), and the counter electrode (65) is connected to the negative electrode of the power supply unit (70). However, by connecting the discharge electrode (64) to the negative electrode of the power supply unit (70) and connecting the counter electrode (65) to the positive electrode of the power supply unit (70), so-called between the electrode pair (64,65). Negative discharge may be performed.
〈イオン供給部の構成〉
上述した各実施形態では、配管（52）を銅配管とすることで、配管（52）を銅イオンのイオン供給部としている。しかしながら、イオン供給部としては、例えば鉄イオンを生成する鉄製の配管を用いることもできる。鉄イオンも銅イオンと同様、過酸化水素の存在下でフェントン反応を促進させるため、水酸ラジカルの生成量を増大できる。
<Configuration of ion supply unit>
In each embodiment mentioned above, piping (52) is made into a copper piping, and piping (52) is made into the ion supply part of copper ion. However, as the ion supply unit, for example, an iron pipe that generates iron ions can be used. Since iron ions, like copper ions, promote the Fenton reaction in the presence of hydrogen peroxide, the amount of hydroxyl radicals generated can be increased.
銅配管や鉄配管は、水浄化タンク（61）と連通する配管であれば、他の箇所に設けることもできる。例えば、配管（51）を銅配管や鉄配管としたり、配管（51,52）の全てを銅配管や鉄配管としてもよい。また、例えば銅片や鉄片を水浄化タンク（61）内に浸漬することで、これらをイオン供給部とすることもできる。 The copper pipe and the iron pipe can be provided at other locations as long as the pipe communicates with the water purification tank (61). For example, the pipe (51) may be a copper pipe or an iron pipe, or all of the pipes (51, 52) may be a copper pipe or an iron pipe. Further, for example, by immersing a copper piece or an iron piece in the water purification tank (61), these can be used as an ion supply unit.
なお、水浄化ユニット（60）を設ける位置は例示である。例えば、栽培床（101）の上流側に設けることも可能である。 The position where the water purification unit (60) is provided is an example. For example, it can be provided on the upstream side of the cultivation floor (101).
また、水耕栽培システム（10）の構成は例示である。例えば、養液を貯留するタンクを設けたり、水を補給する装置を設けるなど種々の変形が可能である。 Moreover, the structure of the hydroponic cultivation system (10) is an illustration. For example, various modifications are possible, such as providing a tank for storing nutrient solution or providing a device for supplying water.
また、放電ユニット（62）を養液のタンク内に設ければ、タンク内の養液を攪拌して均一化するという効果も得られる。 Further, if the discharge unit (62) is provided in the nutrient solution tank, the effect of stirring and uniforming the nutrient solution in the tank can be obtained.
本発明は、水耕栽培システムの配管等の浄化装置として有用である。 The present invention is useful as a purification device for piping and the like of a hydroponic cultivation system.
１０ 水耕栽培システム
５１ 配管
５２ イオン供給部
６０ 水浄化ユニット（浄化装置）
６２ 放電ユニット
６４ 放電電極
６５ 対向電極
７０ 電源部（直流電源）
１０１ 栽培床
２００ 植物
10
62
101
Claims (3)
前記配管（51,52）に接続されて養液（L）が導入され、該養液中でストリーマ放電を行う放電ユニット（62）を備え、
前記放電ユニット（62）は、前記養液（L）中で前記ストリーマ放電を生起する電極対（64,65）を有し、該電極対（64,65）に直流電圧を印加する直流電源（70）が接続され、前記ストリーマ放電によって前記養液（L）中に過酸化水素を生成するように構成されていることを特徴とする浄化装置。 A purification device for piping (51, 52) for nutrient solution of hydroponic cultivation system (10),
Connected to the pipes (51, 52), a nutrient solution (L) is introduced, and includes a discharge unit (62) that performs streamer discharge in the nutrient solution,
The discharge unit (62) has an electrode pair (64, 65) that generates the streamer discharge in the nutrient solution (L), and a DC power source (DC) that applies a DC voltage to the electrode pair (64, 65). 70) is connected, and is configured to generate hydrogen peroxide in the nutrient solution (L) by the streamer discharge.
前記水耕栽培システム（10）は、植物（200）を植えつける栽培床（101）を備え、
前記栽培床（101）は、前記養液の流入用、及び流出用の配管（51,52）がそれぞれ接続され、
前記放電ユニット（62）は、前記栽培床（101）よりも下流側の配管（51）に接続されていることを特徴とする浄化装置。 The purification apparatus according to claim 1.
The hydroponic system (10) comprises a cultivation bed (101) for planting a plant (200),
The cultivation bed (101) is connected with pipes (51, 52) for inflow and outflow of the nutrient solution,
The said discharge unit (62) is connected to the piping (51) downstream from the said cultivation bed (101), The purification apparatus characterized by the above-mentioned.
前記配管（51,52）は、該配管（51,52）内に銅イオン又は鉄イオンを供給するイオン供給部（52）を構成していることを特徴とする浄化装置。 In the purification apparatus of Claim 1 or Claim 2,
The said piping (51,52) comprises the ion supply part (52) which supplies a copper ion or an iron ion in this piping (51,52), The purification apparatus characterized by the above-mentioned.
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