JP2013138649A - Purification apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable to integrally regulate temperature control and water purification to a nutrient solution for hydroponics.SOLUTION: There is provided a purification apparatus including a heat pump (21) for regulating the temperature of the nutrient solution, a purification unit (60) for purifying the nutrient solution, and a control unit (103). The purification unit (60) has a discharging unit (62) for generating electric discharge in the nutrient solution and an ultrasonic wave generating unit (94) for irradiating the nutrient solution with ultrasonic waves, and the discharging unit (62) has an electrode pair (64, 65, 464, 465, 564, 565, 664, 665) generating the discharge of forming hydroxy radicals in the nutrient solution and a power source unit (70). The ultrasonic wave generating unit (94) is constituted so as to convert hydrogen peroxide converted from hydroxy radicals in the nutrient solution to hydroxy radicals. The control unit (103) regulates the temperature of the heat pump (21) and controls the operations of the discharging unit (62) and the ultrasonic wave generating unit (94).

Description

本発明は、浄化装置に関し、特に、水耕栽培用の浄化装置に係るものである。   The present invention relates to a purification device, and particularly relates to a purification device for hydroponics.

従来より知られた土壌で植物を育てる栽培方法に対し、昨今では水耕栽培が知られている。一般に水耕栽培では、ポンプなどを用いて栄養分を含む水溶液を汲み上げ、これをパイプなどの栽培筒に流し、その間に植えつけられた植物を巡らせ、これを回収した後に再度循環させることにより、水、養分の効率的な供給を可能にしている。   In contrast to the conventionally known cultivation methods for growing plants in soil, hydroponics are now known. In general, hydroponics pumps up an aqueous solution containing nutrients using a pump, etc., flows it through a pipe or other cultivation tube, and then circulates the plant planted in the meantime. , Enabling an efficient supply of nutrients.

この養液用のパイプ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のパイプ内に付着する。このような水垢や不純物は、雑菌の増殖やパイプの詰まりなどの原因になる。しかしながら、養液用のパイプを流れる養液には植物が触れるので、該パイプに洗浄剤を流し込んで洗浄するのは難しい。これに対しては、例えば、オゾン発生器を用いてパイプ内の除菌を図るものがある(特許文献1)。   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 pipes. However, since the plant touches the nutrient solution flowing through the nutrient solution pipe, it is difficult to wash it by pouring a cleaning agent into the pipe. In response to this, for example, an ozone generator is used to sterilize pipes (Patent Document 1).

一方、このような水耕栽培においては、収穫量の増加や周期栽培等を目的として、養液の温度を一定に維持すべく、ヒートポンプチラーが使用されている。   On the other hand, in such hydroponics, a heat pump chiller is used in order to keep the temperature of the nutrient solution constant for the purpose of increasing the yield and periodic cultivation.

特開2001−299116号公報JP 2001-299116 A

しかしながら、従来の水耕栽培においては、養液の温度を一定に維持するためヒートポンプチラーと、養液用のパイプ内の養液の除菌をするオゾン発生器とは、別々に構成され、養液の温度制御と除菌動作とは、別々に制御されていた。このため、ヒートポンプチラーとオゾン発生器とを両方設置するため、設置面積(設置容積)が拡大するという問題があった。一方で、オゾン発生器は、送気ポンプ、及び排気回収装置等の付加部材を要するため、さらに設置場所が拡大するという問題があった。   However, in conventional hydroponics, the heat pump chiller and the ozone generator for sterilizing the nutrient solution in the nutrient solution pipe are configured separately to maintain the temperature of the nutrient solution at a constant level. The liquid temperature control and the sterilization operation were controlled separately. For this reason, in order to install both a heat pump chiller and an ozone generator, there existed a problem that an installation area (installation volume) expanded. On the other hand, since an ozone generator requires additional members, such as an air supply pump and an exhaust gas recovery device, there is a problem that the installation location is further expanded.

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、水耕栽培において、養液の温度調節、及び浄化を一体の装置によって行うようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to perform temperature adjustment and purification of a nutrient solution with an integrated apparatus in hydroponics.

本発明に係る浄化装置の第1の態様は、水耕栽培システム(10)の養液を浄化する浄化装置を対象とし、養液の温度を調節するヒートポンプ(21)と、養液の浄化を行う浄化ユニット(60)と、制御部(103)とを備え、浄化ユニット(60)は、養液中で放電を行う放電部(62)及び養液に超音波を照射する超音波発生部(94)を有し、放電部(62)は、養液中で放電を生起する電極対(64,65、464,465、564,565、664,665)と、電極対(64,65、464,465、564,565、664,665)に電圧を印加する電源部(70)とを有し、放電によって養液中に水酸ラジカルを生成するように構成されており、超音波発生部(94)は、生成した水酸ラジカルが変化して生成する養液中の過酸化水素を水酸ラジカルに変換するように構成されており、制御部(103)は、ヒートポンプ(21)の温度調節、放電部(62)の動作及び超音波発生部(94)動作を制御する。   The 1st aspect of the purification apparatus which concerns on this invention is aimed at the purification apparatus which purifies the nutrient solution of a hydroponic cultivation system (10), The heat pump (21) which adjusts the temperature of a nutrient solution, and purification of a nutrient solution A purification unit (60) for performing the control, and a control unit (103). The purification unit (60) includes a discharge unit (62) for performing discharge in the nutrient solution and an ultrasonic wave generating unit (for irradiating the nutrient solution with ultrasound) ( 94), and the discharge part (62) includes an electrode pair (64, 65, 464, 465, 564, 565, 664, 665) that causes discharge in the nutrient solution, and an electrode pair (64, 65, 464, 465, 564, 565, 664, 665). A power supply unit (70) for applying a voltage, and is configured to generate hydroxyl radicals in the nutrient solution by discharge. The ultrasonic generator (94) changes the generated hydroxyl radicals. The hydrogen peroxide in the nutrient solution produced in this way is converted to hydroxyl radicals, and the controller (103) is configured to convert the temperature of the heat pump (21). Regulation, operation and ultrasonic generator of the discharge portion (62) (94) for controlling the operation.

第2の態様として、制御部(103)は、養液中の過酸化水素の濃度が所定の範囲内となるように、放電部(62)及び超音波発生部(94)の運転及び停止を制御してもよい。   As a second aspect, the control unit (103) operates and stops the discharge unit (62) and the ultrasonic wave generation unit (94) so that the concentration of hydrogen peroxide in the nutrient solution is within a predetermined range. You may control.

この場合において、制御部(103)は、養液中の過酸化水素の濃度が、予め設定した下限値に達するまでは、放電部(62)を運転状態とし、超音波発生部(94)を停止状態とし、下限値に達した後、予め設定した上限値に達するまでは、放電部(62)及び超音波発生部(94)を運転状態とし、上限値に達した後、下限値に達するまでは、放電部(62)を停止状態とし、超音波発生部(94)を運転状態とすることが好ましい。   In this case, the control unit (103) keeps the discharge unit (62) in an operating state until the concentration of hydrogen peroxide in the nutrient solution reaches a preset lower limit value, and turns the ultrasonic generation unit (94) on. After reaching the lower limit value until the lower limit value is reached, the discharge unit (62) and the ultrasonic wave generation unit (94) are in the operating state until reaching the upper limit value, and after reaching the upper limit value, the lower limit value is reached. Until then, it is preferable that the discharge part (62) is in a stopped state and the ultrasonic wave generating part (94) is in an operating state.

この場合において、養液中の過酸化水素の濃度を測定するセンサをさらに備えていることが好ましい。   In this case, it is preferable to further include a sensor for measuring the concentration of hydrogen peroxide in the nutrient solution.

第3の態様として、電極対(564,565)は、互いに対向するよう配置された板状の電極により構成され、電源部(70)は、電極対(564,565)にパルス電圧を印加するパルス電源であり、放電部(62)は、電極対(564,565)の間において養液中に気泡を発生させる気泡発生部(520)を有していてもよい。   As a third aspect, the electrode pair (564,565) is configured by plate-like electrodes arranged to face each other, and the power supply unit (70) is a pulse power supply that applies a pulse voltage to the electrode pair (564,565). The discharge unit (62) may include a bubble generation unit (520) that generates bubbles in the nutrient solution between the electrode pair (564,565).

第4の態様として、水耕栽培システム(10)は、植物(14)を植えつける栽培床(12)と、養液が循環する養液通路(11,81)とを有し、浄化ユニット(60)は、養液通路(11,81)内に配置されていてもよい。   As a 4th aspect, a hydroponics system (10) has the cultivation floor (12) which plants a plant (14), the nutrient solution passage (11,81) through which nutrient solution circulates, and a purification unit ( 60) may be disposed in the nutrient solution passageway (11, 81).

第5の態様として、ヒートポンプ(21)は、圧縮機(23)と膨張機(25)と熱源側熱交換器(26)と利用側熱交換器(27)とを有し、冷媒を可逆に循環させて冷凍サイクルを行う冷媒回路(22)を有し、利用側熱交換器(27)は、養液通路(11)内に配置されていてもよい。   As a fifth aspect, the heat pump (21) includes a compressor (23), an expander (25), a heat source side heat exchanger (26), and a use side heat exchanger (27), and reversibly refrigerates the refrigerant. It has a refrigerant circuit (22) which circulates and performs a refrigerating cycle, and use side heat exchanger (27) may be arranged in nutrient solution channel (11).

第6の態様として、浄化ユニット(60)は、養液通路(81)を循環する養液を貯水する貯水タンク(82)内に配置されていてもよい。   As a 6th aspect, the purification | cleaning unit (60) may be arrange | positioned in the water storage tank (82) which stores the nutrient solution which circulates through the nutrient solution channel | path (81).

本発明に係る浄化装置によれば、水耕栽培において、養液の温度調節、及び浄化を一体の装置によって行うようにすることができる。   According to the purification apparatus according to the present invention, the temperature adjustment and purification of the nutrient solution can be performed by an integrated apparatus in hydroponics.

実施形態1に係る水耕栽培システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the hydroponic cultivation system which concerns on Embodiment 1. FIG. 本実施形態に係る電源装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the power supply device which concerns on this embodiment. 実施形態1に係る浄化ユニットの構成図であり、水浄化動作を開始する前の状態を示すものである。It is a block diagram of the purification | cleaning unit which concerns on Embodiment 1, and shows the state before starting water purification operation | movement. 実施形態1に係る絶縁ケーシングの斜視図である。2 is a perspective view of an insulating casing according to Embodiment 1. FIG. 超音波発生部の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of an ultrasonic wave generation part. 超音波発生部の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of an ultrasonic wave generation part. 実施形態1に係る浄化ユニットの放電部の構成図であり、水浄化動作を開始して気泡が形成された状態を示すものである。It is a block diagram of the discharge part of the purification | cleaning unit which concerns on Embodiment 1, and starts the water purification operation | movement and shows the state in which the bubble was formed. 浄化ユニットにおける処理の基本サイクルを示す図である。It is a figure which shows the basic cycle of the process in a purification | cleaning unit. 浄化ユニットの駆動の一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example of a drive of a purification unit. 浄化ユニットの駆動の一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example of a drive of a purification unit. 浄化ユニットの制御部の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the control part of a purification | cleaning unit. 放電ユニットの第1変形例を示す図である。It is a figure which shows the 1st modification of a discharge unit. 放電ユニットの第1変形例における絶縁ケーシングの斜視図である。It is a perspective view of the insulation casing in the 1st modification of a discharge unit. 放電ユニットの第2変形例を示す図図であり、水浄化動作を開始する前の状態を示すものである。It is a figure which shows the 2nd modification of a discharge unit, and shows the state before starting water purification operation | movement. 放電ユニットの第2変形例を示す図であり、水浄化動作を開始して気泡が形成された状態を示すものである。It is a figure which shows the 2nd modification of a discharge unit, and starts the water purification operation | movement, and shows the state in which the bubble was formed. 放電ユニットの第3変形例の絶縁ケーシングの蓋部の平面図である。It is a top view of the cover part of the insulation casing of the 3rd modification of a discharge unit. 実施形態2に係る浄化ユニットを示す図である。It is a figure which shows the purification | cleaning unit which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態3に係る浄化ユニットを示す図である。It is a figure which shows the purification | cleaning unit which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施形態4に係る浄化ユニットを示す図である。It is a figure which shows the purification | cleaning unit which concerns on Embodiment 4. FIG. 実施形態5に係る水耕栽培システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the hydroponic cultivation system which concerns on Embodiment 5. FIG. 制御部の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a control part.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(実施形態1)
〈全体構成〉
図1は、本発明の実施形態1に係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、循環タンク(11)、ポンプ(13)、養液処理装置(20)とを備えている。この水耕栽培システム(10)では、植物の栽培に必要な養分を含んだ養液(L)が循環タンク(11)を循環する。図1では、養液(L)の循環方向を矢印で示してある。
(Embodiment 1)
<overall structure>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a hydroponic cultivation system (10) according to Embodiment 1 of the present invention. This hydroponics system (10) is used in so-called facility horticulture (for example, a greenhouse) or a plant factory that grows plants using artificial light in a closed environment. As shown in FIG. 1, the hydroponics system (10) includes a circulation tank (11), a pump (13), and a nutrient solution treatment device (20). In this hydroponics system (10), the nutrient solution (L) containing the nutrients necessary for plant cultivation circulates in the circulation tank (11). In FIG. 1, the circulation direction of the nutrient solution (L) is indicated by arrows.

循環タンク(11)は、所定量の養液(L)を循環させるタンクであって、本発明に係る養液通路を構成している。循環タンク(11)の循環通路の一部には、栽培床(12)が形成されている。この栽培床(12)には、植物(14)が植えつけられる。植えつけられた植物(14)は、栽培床(12)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。また、ポンプ(13)は、養液(L)を循環タンク(11)内で循環させるためのポンプである。   The circulation tank (11) is a tank that circulates a predetermined amount of nutrient solution (L), and constitutes the nutrient solution passage according to the present invention. A cultivation bed (12) is formed in a part of the circulation passage of the circulation tank (11). A plant (14) is planted on the cultivation floor (12). The plant (14) planted absorbs the nutrient solution (L) stored in the cultivation floor (12) and uses the nutrients in the absorbed nutrient solution (L). The pump (13) is a pump for circulating the nutrient solution (L) in the circulation tank (11).

養液処理装置(20)は、浄化ユニット(60)、ヒートポンプ(21)、電源装置(31)、及び制御部(103)を備え、本発明に係る浄化装置を構成している。   The nutrient solution treatment device (20) includes a purification unit (60), a heat pump (21), a power supply device (31), and a control unit (103), and constitutes a purification device according to the present invention.

浄化ユニット(60)は、水中(具体的には養液(L))での放電によって水中に水酸ラジカルを経て過酸化水素を生成し、生成した過酸化水素を超音波により水酸ラジカルに変換することにより養液の浄化を行う。養液の浄化とは、溶液中の雑菌の殺菌、溶液中に存在する汚れの発生原因となる有機物の分解等を含む概念である。浄化ユニット(60)の構成は後に詳述する。この浄化ユニット(60)は、循環タンク(11)の養液(L)中の栽培床(12)の下流側に配置されている。   The purification unit (60) generates hydrogen peroxide through hydroxyl radicals in water by discharge in water (specifically, nutrient solution (L)), and converts the generated hydrogen peroxide into hydroxyl radicals by ultrasonic waves. The nutrient solution is purified by conversion. The purification of the nutrient solution is a concept including sterilization of various germs in the solution, decomposition of organic substances that cause generation of dirt existing in the solution, and the like. The configuration of the purification unit (60) will be described in detail later. The purification unit (60) is arranged on the downstream side of the cultivation bed (12) in the nutrient solution (L) of the circulation tank (11).

ヒートポンプ(21)は、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを構成すると共に、冷媒循環の可逆な冷媒回路(22)を備えている。   The heat pump (21) is provided with a reversible refrigerant circuit (22) in which the refrigerant circulates and constitutes a vapor compression refrigeration cycle.

冷媒回路(22)は、圧縮機(23)と、四路切換弁(24)と、本発明に係る熱源側熱交換器である室外熱交換器(26)と、本発明に係る膨張機である膨張弁(25)と、本発明に係る利用側熱交換器である室内熱交換器(27)とが冷媒配管によって順に直列に接続されて構成されている。そして、室内熱交換器(27)は、循環タンク(11)を循環する養液(L)内に沈めて配置されている。   The refrigerant circuit (22) includes a compressor (23), a four-way switching valve (24), an outdoor heat exchanger (26) that is a heat source side heat exchanger according to the present invention, and an expander according to the present invention. A certain expansion valve (25) and an indoor heat exchanger (27), which is a use side heat exchanger according to the present invention, are connected in series by a refrigerant pipe in order. And the indoor heat exchanger (27) is arrange | positioned in the nutrient solution (L) which circulates through the circulation tank (11).

図2に示すように、電源装置(31)は、家庭内等に設置されている、いわゆるコンセント(30)の交流電圧(例えば100V)をヒートポンプ(21)及び浄化ユニット(60)へ供給するものである。具体的には、電源装置(31)は、コンセント(30)の交流電圧をコンバータ(32)で整流し、インバータ(33)で交流変換して負荷である圧縮機(23)のモータ(23a)へ供給する。また、電源装置(31)は、コンセント(30)の交流電圧をコンバータ(34)で整流した後、昇圧トランス(35)で所定の高圧電圧(例えば1kV)を電極対(64,65)へ供給するものであって、電源部(70)を構成している。なお、電源部(70)については後述する。   As shown in FIG. 2, the power supply device (31) supplies an AC voltage (for example, 100 V) of a so-called outlet (30) installed in a home or the like to the heat pump (21) and the purification unit (60). It is. Specifically, the power supply device (31) rectifies the AC voltage of the outlet (30) by the converter (32), converts the AC voltage by the inverter (33), and converts the AC voltage to the motor (23a) of the compressor (23). To supply. The power supply device (31) rectifies the AC voltage of the outlet (30) by the converter (34), and then supplies a predetermined high voltage (for example, 1 kV) to the electrode pair (64, 65) by the step-up transformer (35). The power supply unit (70) is configured. The power supply unit (70) will be described later.

制御部(103)は、ヒートポンプ(21)と浄化ユニット(60)の両方の運転を個別制御する。具体的には、制御部(103)(コントローラ)は、浄化制御部(42)と温度制御部(43)とで構成されている。   The control unit (103) individually controls the operation of both the heat pump (21) and the purification unit (60). Specifically, the control unit (103) (controller) includes a purification control unit (42) and a temperature control unit (43).

温度制御部(43)は、圧縮機(23)の容量制御や、冷媒回路(22)の四路切換弁(24)の切換えを行うことで冷媒回路(22)の冷媒の循環方向を切換える制御や、膨張弁(25)の開度調節を行うことでヒートポンプ(21)による養液温度の調節を制御している。なお、温度制御部(43)は、循環タンク(11)に温度センサを接続し、該循環タンク(11)内の養液温度に基づいてヒートポンプ(21)を制御するようにしてもよい。   The temperature control section (43) controls the refrigerant circulation direction in the refrigerant circuit (22) by controlling the capacity of the compressor (23) and switching the four-way switching valve (24) of the refrigerant circuit (22). Or the adjustment of the nutrient solution temperature by the heat pump (21) is controlled by adjusting the opening degree of the expansion valve (25). In addition, a temperature control part (43) may connect a temperature sensor to a circulation tank (11), and may control a heat pump (21) based on the nutrient solution temperature in this circulation tank (11).

浄化制御部(42)は、浄化ユニット(60)の浄化動作である運転動作(放電部及び超音波発生部のオンオフ)を制御している。なお、制御部(103)は、浄化ユニット(60)の動作に応じてヒートポンプ(21)を制御したり、ヒートポンプ(21)の運転動作や養液温度等に応じて浄化ユニット(60)の運転動作を制御するようにしてもよい。   The purification control unit (42) controls the operation operation (ON / OFF of the discharge unit and the ultrasonic wave generation unit) which is the purification operation of the purification unit (60). The control unit (103) controls the heat pump (21) according to the operation of the purification unit (60), or operates the purification unit (60) according to the operation operation of the heat pump (21), the nutrient solution temperature, or the like. The operation may be controlled.

〈浄化ユニット(60)の詳細構造〉
養液処理装置(20)は、浄化ユニット(60)を備えている。浄化ユニット(60)は、水中での放電によって水中に水酸ラジカルを経て過酸化水素を生成し、生成した過酸化水素を超音波により水酸ラジカルに変換する。生成した過酸化水素及び水酸ラジカルにより養液の浄化を行う。浄化ユニット(60)は、循環タンク(11)内に配置される放電部(62)と超音波発生部(94)とを有している(図3を参照)。
<Detailed structure of purification unit (60)>
The nutrient solution treatment apparatus (20) includes a purification unit (60). The purification unit (60) generates hydrogen peroxide through hydroxyl radicals in water by electric discharge in water, and converts the generated hydrogen peroxide into hydroxyl radicals by ultrasonic waves. The nutrient solution is purified by the generated hydrogen peroxide and hydroxyl radical. The purification unit (60) has a discharge part (62) and an ultrasonic wave generation part (94) arranged in the circulation tank (11) (see FIG. 3).

なお、循環タンク(11)の一部を銅部材で構成するようにしてもよい。銅部材の内壁から銅イオンを生成することで、循環タンク(11)に銅イオンを供給することができる。   In addition, you may make it comprise a part of circulation tank (11) with a copper member. By producing copper ions from the inner wall of the copper member, the copper ions can be supplied to the circulation tank (11).

放電部(62)は、第1電極(64)及び第2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、第1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 first electrode (64) and a second 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 first electrode (64) therein.

電極対(64,65)は、水中で放電を生起するためのものである。第1電極(64)は、絶縁ケーシング(71)の内部に配置されている。第1電極(64)は、上下に扁平な板状に形成されている。第1電極(64)は、電源部(70)の正極側に接続されている。第1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 causing discharge in water. The first electrode (64) is disposed inside the insulating casing (71). The 1st electrode (64) is formed in the shape of a flat plate up and down. The first electrode (64) is connected to the positive electrode side of the power supply section (70). The first electrode (64) is made of a conductive metal material such as stainless steel or copper.

第2電極(65)は、絶縁ケーシング(71)の外部に配置されている。第2電極(65)は、第1電極(64)の上方に設けられている。第2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。第2電極(65)は、第1電極(64)と略平行に配設されている。第2電極(65)は、電源部(70)の負極側に接続されている。第2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 second electrode (65) is disposed outside the insulating casing (71). The second electrode (65) is provided above the first electrode (64). The second 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 second electrode (65) is disposed substantially parallel to the first electrode (64). The second electrode (65) is connected to the negative electrode side of the power supply unit (70). The second 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)に所定の電圧を印加する。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あってもよいが、電極対(64,65)に対して常に数キロボルトの電圧を印加する直流電源でかまわない。直流電源の場合には電源部(70)のうち、第2電極(65)が接続される負極側を、アースと接続すればよい。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)。なお、電源部(70)を電極対(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としてもよい。電源部(70)が直流電源である場合には、電源部(70)がパルス電源である場合と比べて放電発生時の音を小さくすることができる。   The power supply unit (70) applies a predetermined voltage to the electrode pair (64, 65). The power supply unit (70) may be a pulse power supply that repeatedly applies a high voltage instantaneously to the electrode pair (64, 65), but is always several kilovolts for the electrode pair (64, 65). A direct current power source that applies the voltage of may be used. In the case of a DC power supply, the negative electrode side to which the second electrode (65) is connected in the power supply section (70) may be 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. The power supply unit (70) may be a pulse power supply that repeatedly applies a high voltage to the electrode pair (64, 65) instantaneously. When the power supply unit (70) is a DC power supply, it is possible to reduce the sound at the time of discharge compared to when the power supply unit (70) is a pulse power supply.

絶縁ケーシング(71)は、循環タンク(11)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 circulation tank (11). 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). 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。第1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、第1電極(64)の厚さよりも長くなっている。つまり、第1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、第1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 first 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 first electrode (64). That is, a predetermined interval is ensured between the first electrode (64) and the lid (73). Thereby, inside the insulating casing (71), a space (S) is formed among the first electrode (64), the case body (72), and the lid portion (73).

図3及び図4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、第1電極(64)と第2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. 3 and 4, the opening (74) penetrating the lid (73) in the thickness direction is formed in the lid (73) of the insulating casing (71). The opening (74) allows the formation of an electric field between the first electrode (64) and the second 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(第1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 (first electrode (64)) of the electrode pair (64, 65) inside, and the opening (74) as the current density concentration portion. ).

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 in the current path increases, so that water is vaporized by Joule heat to form bubbles (B). 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).

超音波発生部(94)は、板状の圧電セラミックス板(95)と、圧電セラミックス板(95)を挟むように設けられた一対の金属板(96a,96b)とにより構成されている。超音波発生部(94)を封入するケース(97)は密閉され、循環タンク(11)の底部に配置されている。   The ultrasonic wave generator (94) includes a plate-shaped piezoelectric ceramic plate (95) and a pair of metal plates (96a, 96b) provided so as to sandwich the piezoelectric ceramic plate (95). The case (97) enclosing the ultrasonic wave generation unit (94) is sealed and disposed at the bottom of the circulation tank (11).

金属板(96a,96b)には、増幅器(309)によって増幅された超音波波形発生部(308)の出力信号(交流電圧)が供給される。これにより、超音波発生部(94)は任意の周波数の超音波を循環タンク(11)内の養液に照射できる。但し、過酸化水素を分解して水酸ラジカルを効率良く発生させるためには、超音波の周波数が、100kHz以上程度であれることが好ましい。   The metal plate (96a, 96b) is supplied with an output signal (AC voltage) of the ultrasonic waveform generator (308) amplified by the amplifier (309). Thereby, the ultrasonic wave generation unit (94) can irradiate the nutrient solution in the circulation tank (11) with ultrasonic waves having an arbitrary frequency. However, in order to decompose hydrogen peroxide and efficiently generate hydroxyl radicals, it is preferable that the ultrasonic frequency be about 100 kHz or more.

なお、超音波発生部(94)は、循環タンク(11)内の液体に超音波を照射できる範囲で任意の位置に設置されていてよい。例えば、図5に示すように、超音波発生部(94)は循環タンク(11)の底部外側に設置されていてもよい。超音波発生部(94)が循環タンク(11)の底部外側に設置されている場合、超音波は循環タンク(11)の壁面を介して養液に伝達される。   In addition, the ultrasonic wave generation part (94) may be installed in arbitrary positions in the range which can irradiate a liquid in a circulation tank (11) with an ultrasonic wave. For example, as shown in FIG. 5, the ultrasonic wave generator (94) may be installed outside the bottom of the circulation tank (11). When the ultrasonic generator (94) is installed outside the bottom of the circulation tank (11), the ultrasonic waves are transmitted to the nutrient solution via the wall surface of the circulation tank (11).

また、超音波発生部(94)は、図6に示すように、金属ケース(97a)の上部と金属板(96)とで板状の圧電セラミックス板(95)を挟み、両者の間に交流電圧を供給する構成であってもよい。   Further, as shown in FIG. 6, the ultrasonic wave generation unit (94) sandwiches a plate-like piezoelectric ceramic plate (95) between the upper portion of the metal case (97a) and the metal plate (96), and an alternating current therebetween. It may be configured to supply voltage.

なお、養液の循環を連続的に行っている場合には、放電部(62)を運転しても、循環タンク(11)内の過酸化水素濃度が、放電部(62)よりも流入側では高くならない可能性がある。このため、超音波発生部(94)は、放電部(62)よりも流出側に設ける方が好ましい。しかし、ポンプ(102)の停止時に循環タンク(11)内の養液の殺菌を行うような場合には、超音波発生部(94)が放電部(62)よりも流入側に設けられていても問題ない。   When the nutrient solution is continuously circulated, the concentration of hydrogen peroxide in the circulation tank (11) is higher than that of the discharge portion (62) even when the discharge portion (62) is operated. Then it may not be high. For this reason, it is preferable to provide the ultrasonic wave generation part (94) on the outflow side with respect to the discharge part (62). However, when the nutrient solution in the circulation tank (11) is sterilized when the pump (102) is stopped, the ultrasonic generator (94) is provided on the inflow side with respect to the discharge part (62). There is no problem.

−水耕栽培システム(10)の動作−
実施形態1の水耕栽培システム(10)では、ポンプ(13)がオン状態にされると、養液(L)が循環タンク(11)を循環して栽培床(12)に供給される。栽培床(12)では、それぞれの植物(14)が必要量の養液(L)を吸収する。植物(14)に吸収されなかった養液(L)は、栽培床(12)から循環タンク(11)を循環して浄化ユニット(60)を通過する。
-Operation of hydroponic system (10)-
In the hydroponic cultivation system (10) of the first embodiment, when the pump (13) is turned on, the nutrient solution (L) is circulated through the circulation tank (11) and supplied to the cultivation bed (12). In the cultivation floor (12), each plant (14) absorbs a necessary amount of nutrient solution (L). The nutrient solution (L) not absorbed by the plant (14) circulates from the cultivation bed (12) through the circulation tank (11) and passes through the purification unit (60).

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(12)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、常に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。   The nutrient solution (L) discharged from the purification unit (60) is supplemented with insufficient components and water, and flows into the cultivation bed (12) again. An apparatus for adjusting the components and amount of the nutrient solution (L) is not shown in FIG. Note that the nutrient solution (L) may be circulated continuously or at an appropriate time interval.

−浄化ユニット(60)の動作−
実施形態1の水耕栽培システム(10)では、浄化ユニット(60)が運転されることで、循環タンク(11)を流れる水(具体的には養液(L))の浄化がなされる。このような浄化ユニット(60)による水の浄化動作について詳細に説明する。なお、浄化ユニット(60)の運転動作は、制御部(103)の浄化制御部(42)によって制御されている。
-Operation of the purification unit (60)-
In the hydroponics system (10) of Embodiment 1, the purification | cleaning unit (60) is drive | operated and the water (specifically nutrient solution (L)) which flows through a circulation tank (11) is purified. The water purification operation by the purification unit (60) will be described in detail. The operation of the purification unit (60) is controlled by the purification control unit (42) of the control unit (103).

浄化ユニット(60)の運転の開始時には、図3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。第1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 the operation of the purification unit (60), as shown in FIG. 3, the space (S) in the insulating casing (71) is in a flooded state. When a predetermined 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). The periphery of the first electrode (64) is covered with an 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7に示すように、開口(74)のほぼ全域を覆う状態となり、第2電極(65)に導通する負極側の水と、正極側の第1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、第1電極(64)と第2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、第1電極(64)と第2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. 7, the bubbles (B) cover almost the entire area of the opening (74), and water on the negative electrode side conducting to the second electrode (65) and the first electrode (64) on the positive electrode side. Bubbles (B) are interposed between them. Therefore, in this state, the bubble (B) functions as a resistance that prevents conduction through water between the first electrode (64) and the second electrode (65). Thereby, the leakage current between the first electrode (64) and the second electrode (65) is suppressed, and a desired potential difference is maintained between the electrode pair (64, 65). Then, in the bubble (B), discharge is generated with dielectric breakdown.

以上のようにして、気泡(B)で放電が行われると、循環タンク(11)内の水中(具体的には養液中)では、水酸ラジカルが発生する。発生した水酸ラジカルは急速に反応して過酸化水素となる。このため、循環タンク(11)内の過酸化水素濃度が次第に上昇する。過酸化水素濃度が十分に上昇した後、養液に超音波を照射すると、養液中の過酸化水素が分解され再び水酸ラジカルが発生する。超音波照射により発生した水酸ラジカルは再び結合して過酸化水素に戻る。このため、図8に示すように過酸化水素から水酸ラジカルへの変換と、水酸ラジカルから過酸化水素への変換とが循環して生じる。但し、殺菌等の養液の浄化に使われた水酸ラジカルは水に変化するので、放電を停止して超音波照射のみを行った場合には、過酸化水素の濃度は徐々に低下する。   As described above, when discharge is performed with the bubbles (B), hydroxyl radicals are generated in the water (specifically, in the nutrient solution) in the circulation tank (11). The generated hydroxyl radicals react rapidly to become hydrogen peroxide. For this reason, the hydrogen peroxide concentration in the circulation tank (11) gradually increases. When the nutrient solution is irradiated with ultrasonic waves after the hydrogen peroxide concentration has sufficiently increased, the hydrogen peroxide in the nutrient solution is decomposed and hydroxyl radicals are generated again. Hydroxyl radicals generated by ultrasonic irradiation are combined again to return to hydrogen peroxide. For this reason, as shown in FIG. 8, the conversion from hydrogen peroxide to hydroxyl radicals and the conversion from hydroxyl radicals to hydrogen peroxide are circulated. However, since the hydroxyl radical used to purify the nutrient solution such as sterilization is changed to water, the concentration of hydrogen peroxide gradually decreases when the discharge is stopped and only ultrasonic irradiation is performed.

過酸化水素により養液を十分に浄化しようとすると、養液中の過酸化水素の濃度を高くしなければならない。過酸化水素は、低濃度では比較的安全であるが濃度が高くなると植物に悪影響をおよぼすおそれがある。一方、水酸ラジカルは、過酸化水素と比べてはるかに高い浄化能力を有している。従って、低い濃度においても養液を十分に浄化することができる。しかし、水酸ラジカルは不安定であり直ぐに反応して過酸化水素となってしまう。このため、水酸ラジカルにより養液の浄化を行うためには、水酸ラジカルを連続的に発生させなければならない。   In order to sufficiently purify the nutrient solution with hydrogen peroxide, the concentration of hydrogen peroxide in the nutrient solution must be increased. Hydrogen peroxide is relatively safe at low concentrations, but it can adversely affect plants at higher concentrations. On the other hand, hydroxyl radicals have a much higher purification capacity than hydrogen peroxide. Therefore, the nutrient solution can be sufficiently purified even at a low concentration. However, the hydroxyl radical is unstable and immediately reacts to become hydrogen peroxide. For this reason, in order to purify the nutrient solution with hydroxyl radicals, the hydroxyl radicals must be continuously generated.

放電の場合、水が分解されて水酸ラジカルが発生するため、連続的に運転を行うと養液中の過酸化水素濃度がどんどん上昇してしまう。一方、超音波照射の場合には、過酸化水素から水酸ラジカルへの変換は生じるが、水の分解は生じない。このため、水酸ラジカルの生成を連続的に行っても、過酸化水素の濃度が上昇することはない。従って、放電により過酸化水素を発生させ、超音波により水酸ラジカルを発生させることにより、放電のみを用いて浄化を行う場合よりもはるかに効率良く浄化を行うことができる。また、過酸化水素の濃度を低く抑えることができるので、より安全な浄化装置を実現することができる。   In the case of electric discharge, water is decomposed and hydroxyl radicals are generated. Therefore, when the operation is continuously performed, the concentration of hydrogen peroxide in the nutrient solution increases more and more. On the other hand, in the case of ultrasonic irradiation, conversion from hydrogen peroxide to hydroxyl radicals occurs, but water does not decompose. For this reason, even if it produces | generates a hydroxyl radical continuously, the density | concentration of hydrogen peroxide does not rise. Therefore, by generating hydrogen peroxide by discharge and generating hydroxyl radicals by ultrasonic waves, purification can be performed much more efficiently than when purification is performed using only discharge. Moreover, since the concentration of hydrogen peroxide can be kept low, a safer purification device can be realized.

水酸ラジカルは反応性が高いため、栽培床(101)において栽培している植物(200)に水酸ラジカルが直接接すると、植物(200)に悪影響が生じるおそれがある。しかし、水酸ラジカルの寿命は非常に短いため、浄化ユニット(60)の位置を循環タンク(11)内において植物(200)と間隔を置いて設ければ、植物(200)にほとんど影響を与えることはない。また、低濃度の過酸化水素も、植物(200)にほとんど影響を与えない。   Since the hydroxyl radical is highly reactive, if the hydroxyl radical is in direct contact with the plant (200) cultivated on the cultivation floor (101), the plant (200) may be adversely affected. However, since the lifetime of the hydroxyl radical is very short, if the position of the purification unit (60) is provided at a distance from the plant (200) in the circulation tank (11), the plant (200) is almost affected. There is nothing. Also, low concentrations of hydrogen peroxide have little effect on the plant (200).

養液中の過酸化水素は、放電に伴う熱によって循環タンク(11)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)で放電が行われると、この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、循環タンク(11)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さらに向上できる。   The hydrogen peroxide in the nutrient solution convects in the circulation tank (11) by the heat accompanying the discharge. This promotes diffusion of active species and hydrogen peroxide in water. Further, when the discharge is performed with the bubbles (B), an ion wind is easily generated with the bubbles (B) along with the discharge. Therefore, in the circulation tank (11), the effect of diffusing active species and hydrogen peroxide can be further improved by utilizing this ion wind.

また、上述したように、循環タンク(11)には、銅部材から溶出した銅イオンが供給される。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。   Further, as described above, the copper ions eluted from the copper member are supplied to the circulation tank (11). 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.

以上のようにして、水中に拡散した水酸ラジカル等の活性種は、水中に含まれる被処理成分(例えばアンモニア等)を酸化分解して水の浄化に利用される。また、水中に拡散した過酸化水素は、水の殺菌に利用される。   As described above, active species such as hydroxyl radicals diffused in water are used to purify water by oxidizing and decomposing components to be treated (for example, ammonia) contained in water. In addition, hydrogen peroxide diffused in water is used for water sterilization.

放電部(62)と超音波発生部(94)とを常に動作状態としてもかまわないが、養液中の過酸化水素濃度が低い場合には、超音波を照射しても十分な水酸ラジカルの発生が望めない。また、放電部(62)を動作させ続けると養液中の過酸化水素濃度が高くなりすぎるおそれもある。このため、図9に示すような運転を行うことが好ましい。まず、放電部(62)のみを運転して、循環タンク(11)内の過酸化水素を上昇させた後、超音波発生部(94)の運転を開始し水酸ラジカルの生成を開始する。その後、循環タンク(11)内の過酸化水素濃度が十分に上昇した時点で放電部(62)の運転を休止し、超音波発生部(94)のみを運転する。循環タンク(11)内の過酸化水素の濃度が低下した時点で、再び放電部(62)の運転を開始し、循環タンク(11)内の過酸化水素濃度を上昇させる。   The discharge part (62) and the ultrasonic wave generation part (94) may be always in an operating state. However, if the hydrogen peroxide concentration in the nutrient solution is low, sufficient hydroxyl radicals can be obtained even if the ultrasonic wave is irradiated. I can not expect the occurrence of. Moreover, if the discharge part (62) is continuously operated, the hydrogen peroxide concentration in the nutrient solution may become too high. For this reason, it is preferable to perform an operation as shown in FIG. First, only the discharge part (62) is operated to raise the hydrogen peroxide in the circulation tank (11), and then the operation of the ultrasonic wave generation part (94) is started to start the generation of hydroxyl radicals. Thereafter, when the concentration of hydrogen peroxide in the circulation tank (11) is sufficiently increased, the operation of the discharge part (62) is stopped and only the ultrasonic wave generation part (94) is operated. When the concentration of hydrogen peroxide in the circulation tank (11) decreases, the operation of the discharge part (62) is started again to increase the concentration of hydrogen peroxide in the circulation tank (11).

以上のような、制御は予め設定したタイミングに基づいて行ってもよいが、循環タンク(11)内の過酸化水素濃度の測定値に基づいて図10に示すような制御を行ってもよい。この場合には、図11に示すように過酸化水素濃度を測定するセンサ(307)を循環タンク(11)内に設け、センサ出力に基づいて、制御部(103)により、放電部(62)及び超音波発生部(94)を制御すればよい。制御部(103)は、中央演算装置(CPU)を備えた演算回路等とすればよい。   Although the control as described above may be performed based on a preset timing, the control as shown in FIG. 10 may be performed based on the measured value of the hydrogen peroxide concentration in the circulation tank (11). In this case, as shown in FIG. 11, a sensor (307) for measuring the hydrogen peroxide concentration is provided in the circulation tank (11), and based on the sensor output, the control unit (103) causes the discharge unit (62). And the ultrasonic wave generator (94) may be controlled. The control unit (103) may be an arithmetic circuit provided with a central processing unit (CPU).

なお、放電部(62)の運転中に超音波発生部(94)の運転を開始する例を示したが、放電部(62)の運転を休止してから超音波発生部(94)の運転を開始してもよい。また、放電部(62)の再運転する場合に、超音波発生部(94)を休止した状態としてもよい。   In addition, although the example which starts the driving | operation of an ultrasonic generation part (94) during the driving | operation of a discharge part (62) was shown, operation | movement of an ultrasonic generation part (94) is stopped after driving | operation of a discharge part (62) is stopped. May start. Further, when the discharge unit (62) is re-operated, the ultrasonic wave generation unit (94) may be in a paused state.

−ヒートポンプの動作−
本実施形態1の水耕栽培システム(10)では、ヒートポンプ(21)が運転されることで、循環タンク(11)を流れる水(具体的には養液(L))の温度調節がなされる。このようなヒートポンプ(21)による養液の温度調節について詳細に説明する。なお、ヒートポンプ(21)の運転動作は制御部(103)の温度制御部(43)によって制御される。
-Heat pump operation-
In the hydroponic cultivation system (10) of the first embodiment, the temperature of water (specifically, nutrient solution (L)) flowing through the circulation tank (11) is adjusted by operating the heat pump (21). . The temperature control of the nutrient solution using such a heat pump (21) will be described in detail. The operation of the heat pump (21) is controlled by the temperature control unit (43) of the control unit (103).

まず、冷却運転時は、四路切換弁(24)が実線側に切り換わり、圧縮機(23)を駆動すると、該圧縮機(23)から吐出された冷媒は、室外熱交換器(26)で凝縮した後、膨張弁(25)で減圧され、その後、室内熱交換器(27)で蒸発して圧縮機(23)に戻る。この運転を繰り返して室内熱交換器(27)により養液を冷却する。   First, during the cooling operation, when the four-way switching valve (24) is switched to the solid line side and the compressor (23) is driven, the refrigerant discharged from the compressor (23) is transferred to the outdoor heat exchanger (26). Then, the pressure is reduced by the expansion valve (25) and then evaporated by the indoor heat exchanger (27) to return to the compressor (23). This operation is repeated to cool the nutrient solution by the indoor heat exchanger (27).

また、加熱運転時は、四路切換弁(24)が破線側に切り換わり、圧縮機(23)を駆動すると、該圧縮機(23)から吐出された冷媒は、各室内熱交換器(27)で凝縮した後、膨張弁(25)で減圧され、その後、室外熱交換器(26)で蒸発して圧縮機(23)に戻る。この運転を繰り返して室内熱交換器(27)により養液を加熱する。   Further, during the heating operation, when the four-way switching valve (24) is switched to the broken line side and the compressor (23) is driven, the refrigerant discharged from the compressor (23) is supplied to each indoor heat exchanger (27 ), The pressure is reduced by the expansion valve (25), and then evaporated by the outdoor heat exchanger (26) to return to the compressor (23). This operation is repeated to heat the nutrient solution by the indoor heat exchanger (27).

−実施形態1の効果−
実施形態1によれば、ヒートポンプ(21)と浄化ユニット(60)とを両方制御する制御部(103)を設けたため、1つの制御部(103)でもって、両機器(21,60)を制御することができる。これにより、両機器(21,60)の部材を共通化・簡素化させることができるため、養液処理装置(20)の設置面積(設置容積)の拡大を抑えることができる。但し、ヒートポンプ(21)と浄化ユニット(60)の制御は独立して行う構成としてもよい。さらに、放電部(62)と超音波発生部(94)との制御を独立して行う構成としてもよい。
-Effect of Embodiment 1-
According to the first embodiment, since the control unit (103) that controls both the heat pump (21) and the purification unit (60) is provided, both devices (21, 60) are controlled by one control unit (103). can do. Thereby, since the member of both apparatuses (21, 60) can be made common and simplified, expansion of the installation area (installation volume) of the nutrient solution treatment apparatus (20) can be suppressed. However, the heat pump (21) and the purification unit (60) may be controlled independently. Furthermore, it is good also as a structure which controls a discharge part (62) and an ultrasonic wave generation part (94) independently.

また、本実施形態では、浄化ユニット(60)は、放電及び超音波照射を行うようにしている。放電及び超音波照射による浄化ユニット(60)は、従来のオゾン発生器等に比較して、装置構成に必要な部材が少ない。このため、装置構成を簡素化することができるため、浄化装置の設置面積(設置容積)の拡大を抑えることができる。   Moreover, in this embodiment, the purification | cleaning unit (60) is made to perform discharge and ultrasonic irradiation. The purification unit (60) by discharge and ultrasonic irradiation has fewer members necessary for the apparatus configuration than a conventional ozone generator or the like. For this reason, since an apparatus structure can be simplified, the expansion of the installation area (installation volume) of a purification apparatus can be suppressed.

さらに、本実施形態では、放電を行い過酸化水素を生成するようにしている。過酸化水素は、次亜塩素酸と比較して、水温が上昇しても分解されにくい。このため、水(養液(L))を過酸化水素によって十分に殺菌・浄化することができる。また、放電及び超音波照射により、水中において多量の活性種が生成するため、この活性種により水(養液(L))中の有害物質を効果的に除去できる。   Further, in the present embodiment, discharge is performed to generate hydrogen peroxide. Hydrogen peroxide is not easily decomposed even when the water temperature rises, compared to hypochlorous acid. For this reason, water (nutrient solution (L)) can fully be sterilized and purified with hydrogen peroxide. In addition, since a large amount of active species are generated in water by discharge and ultrasonic irradiation, harmful substances in water (nourishing liquid (L)) can be effectively removed by the active species.

また、循環タンク(11)に浄化ユニット(60)を配置したため、栽培床(12)に供給される水(養液(L))を確実に浄化することができる。   Moreover, since the purification | cleaning unit (60) has been arrange | positioned in the circulation tank (11), the water (nutrient solution (L)) supplied to a cultivation bed (12) can be purified reliably.

一方、冷媒回路(22)を設け、室内熱交換器(27)を循環タンク(11)内に配置したため、該循環タンク(11)内の水(養液(L))を加熱、又は冷却することができる。また、室内熱交換器(27)を循環タンク(11)内に配置したため、循環タンク(11)とヒートポンプ(21)とを水配管で繋ぎ、水(養液(L))をヒートポンプ(21)まで送って加熱、又は冷却する必要がない。これにより、ヒートポンプ(21)と循環タンク(11)とを接続するための水配管を設けることなく、水(養液(L))を加熱、又は冷却することができる。これにより、水配管設置に伴うコストの増加、水配管で送られる水(養液)の汚染、及び循環する養液量の増加を防止することができる。   On the other hand, since the refrigerant circuit (22) is provided and the indoor heat exchanger (27) is disposed in the circulation tank (11), the water (the nutrient solution (L)) in the circulation tank (11) is heated or cooled. be able to. Moreover, since the indoor heat exchanger (27) is disposed in the circulation tank (11), the circulation tank (11) and the heat pump (21) are connected by a water pipe, and water (nutrient solution (L)) is supplied to the heat pump (21). It is not necessary to send it up to heating or cooling. Thereby, water (nutrient solution (L)) can be heated or cooled, without providing the water piping for connecting a heat pump (21) and a circulation tank (11). Thereby, the increase in the cost accompanying water piping installation, the contamination of the water (nurturing solution) sent with a water piping, and the increase in the amount of circulating nutrient solution can be prevented.

〈放電部の変形例1〉
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12及び図13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、第1電極(64)及び第2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。
<Variation 1 of discharge part>
In Embodiment 1, one opening (74) is formed in the lid part (73) of the insulating casing (71). However, for example, as shown in FIGS. 12 and 13, a plurality of openings (74) may be formed in the lid portion (73) of the insulating casing (71). In this modified example, 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 equal intervals. Has been. On the other hand, the first electrode (64) and the second 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. Thereby, when a voltage is applied to the electrode pair (64, 65) from the power supply unit (70), the current density of each opening (74) increases, and bubbles (B) are formed in each opening (74). . As a result, discharge is generated in each bubble (B), and active species such as hydroxyl radicals and hydrogen peroxide are generated.

〈放電部の変形例2〉
放電部(62)は以下のような構成としてもよい。図14に示すように、変形例2の放電部(62)は、循環タンク(11)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、変形例2の放電部(62)は、第1電極(64)と第2電極(65)と絶縁ケーシング(71)とが一体的に組み立てられている。
<Modification 2 of the discharge part>
The discharge part (62) may be configured as follows. As shown in FIG. 14, the discharge part (62) of the modification 2 is comprised by what is called a flange unit type inserted and fixed toward the inside from the outer side of a circulation tank (11). Moreover, the discharge part (62) of the modification 2 has the 1st electrode (64), the 2nd electrode (65), and the insulation casing (71) assembled integrally.

変形例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 insulation casing (71) of Modification 2 has a substantially outer shape that is cylindrical. The insulating casing (71) has a case main body (72) and a lid part (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)から循環タンク(11)側に向かって突出する筒状壁部(77)と、該筒状壁部(77)の外縁部からさらに循環タンク(11)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 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 circulation tank (11), and the cylindrical wall portion (77). And an annular convex part (78) projecting further toward the circulation tank (11) 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 opening (76a) extends in the axial direction in the axial center of the base (76). 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 portion (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 cover part (73) of Embodiment 2 is formed in a substantially disc shape, and is fitted inside the annular convex part (78). The lid (73) is made of a ceramic material. As in the first embodiment, one circular opening (74) penetrating the lid (73) vertically is formed at the axis of the lid (73).

第1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。第1電極(64)は、基部(76)の挿入口(76a)に嵌合している。これにより、第1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、第1電極(64)のうち循環タンク(11)とは反対側の端部が、循環タンク(11)の外部に露出される状態となる。このため、循環タンク(11)の外部に配置される電源部(70)と、第1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 first electrode (64) is a vertically long bar-shaped electrode having a circular cross section perpendicular to the axis. The first electrode (64) is fitted in the insertion opening (76a) of the base (76). Thereby, the 1st electrode (64) is accommodated in the inside of an insulation casing (71). In the second embodiment, the end of the first electrode (64) opposite to the circulation tank (11) is exposed to the outside of the circulation tank (11). For this reason, the power supply part (70) arrange | positioned outside the circulation tank (11) and the 1st electrode (64) can be easily connected by electrical wiring.

第1電極(64)のうち循環タンク(11)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14に示す例では、第1電極(64)の端部(64a)が、挿入口(76a)の開口面よりも上側(循環タンク(11)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、第1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 circulation tank (11) side of the first electrode (64) faces the space (S) inside the insulating casing (71). In the example shown in FIG. 14, the end portion (64a) of the first electrode (64) protrudes above the opening surface of the insertion port (76a) (on the circulation tank (11) 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). Moreover, the 1st electrode (64) has ensured the predetermined space | interval between the cover parts (73) which have an opening (74) similarly to Embodiment 1. FIG.

第2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、循環タンク(11)の壁部に固定されて放電部(62)を保持する固定部を構成している。放電部(62)が循環タンク(11)に固定された状態では、第2電極(65)の電極本体(65a)の一部が浸水された状態となる。   The second 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 portion (65b) constitutes a fixed portion that is fixed to the wall portion of the circulation tank (11) and holds the discharge portion (62). In a state where the discharge part (62) is fixed to the circulation tank (11), a part of the electrode body (65a) of the second electrode (65) is immersed.

第2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、循環タンク(11)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、第2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、循環タンク(11)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 second electrode (65) includes an inner cylindrical portion (65c) having a smaller diameter than the electrode main body (65a) and a connecting portion (between the inner cylindrical portion (65c) and the electrode main body (65a)). 65d). The inner cylinder part (65c) and the connecting part (65d) are immersed in the water in the circulation tank (11). 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). In addition, a distal end cylindrical portion (79) of the case main body (72) is fitted between the electrode main body (65a), the inner cylindrical portion (65c), and the connecting portion (65d). On the other end side in the axial direction of the inner cylindrical portion (65c), a mesh-shaped leakage preventing material (68) is provided so as to cover the cylindrical space (67). The leakage preventing material (68) is substantially grounded by being in contact with the second 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 circulation tank (11).

第2電極(65)は、電極本体(65a)の一部が循環タンク(11)の外部に露出される状態となる。このため、電源部(70)と第2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 second electrode (65) is in a state where a part of the electrode body (65a) is exposed to the outside of the circulation tank (11). For this reason, a power supply part (70) and a 2nd electrode (65) can be easily connected by electrical wiring.

−浄化ユニットの運転動作−
変形例2においても、浄化ユニット(60)が運転されることで、循環タンク(11)を流れる水の浄化がなされる。
-Operation of the purification unit-
Also in the modified example 2, the purification unit (60) is operated to purify the water flowing through the circulation tank (11).

浄化ユニット(60)の運転の開始時には、図14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 the operation of the purification unit (60), as shown in FIG. 14, the space (S) in the insulating casing (71) is in a flooded state. When a predetermined 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14に示す状態から、電極対(64,65)へさらに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15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、第1電極(64)との間に気泡(B)の抵抗が付与される。これにより、第1電極(64)と第2電極(65)との間の電位差が保たれ、気泡(B)で放電が発生する。その結果、水中では、水酸ラジカルを経て過酸化水素が生成される。   When the voltage is continuously applied to the electrode pair (64, 65) from the state shown in FIG. 14, the water in the opening (74) is vaporized to form bubbles (B) (see FIG. 15). ). 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 first electrode (64). Is granted. Thereby, the electric potential difference between the 1st electrode (64) and the 2nd electrode (65) is maintained, and discharge occurs with air bubbles (B). As a result, in water, hydrogen peroxide is generated via hydroxyl radicals.

〈放電部の変形例3〉
変形例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16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)の近傍でそれぞれ放電を生起させることができる。
<Modification 3 of discharge part>
In Modification 2, one opening (74) is formed in the axis 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. 16, five openings (74) are arranged at equal intervals on a virtual pitch circle centered on the axis of the lid (73). Thus, by forming a plurality of openings (74) in the lid (73), it is possible to cause discharges in the vicinity of each opening (74).

なお、実施形態1及び各変形例の電源部(70)には、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、定電力制御部に代えて、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。   In addition, the power supply part (70) of Embodiment 1 and each modification uses the constant power control part which controls the discharge power of discharge uniformly. However, instead of the constant power control unit, a constant current control unit that controls the discharge current during 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、実施形態1及び各変形例において、電源部(70)が直流電源の場合には正極に第1電極(64)を接続し、電源部(70)の負極に第2電極(65)を接続すればよい。しかし、電源部(70)の負極に第1電極(64)を接続し、電源部(70)の正極に第2電極(65)を接続して、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。なお、電源部(70)は交流電源又はパルス電源等であってもよい。   In the first embodiment and each modification, when the power supply unit (70) is a DC power supply, the first electrode (64) is connected to the positive electrode, and the second electrode (65) is connected to the negative electrode of the power supply unit (70). Just connect. However, the first electrode (64) is connected to the negative electrode of the power supply unit (70), the second electrode (65) is connected to the positive electrode of the power supply unit (70), and between the electrode pair (64, 65), So-called negative discharge may be performed. The power supply unit (70) may be an AC power supply or a pulse power supply.

(実施形態2)
図17は、実施形態2に係る浄化ユニット(60B)を示す構成図である。図17では、実施形態1の浄化ユニット(60)と同様の構成については図3と同じ符号を付している。また、図17では、制御部(103)等の記載は省略している。以下においては、主に実施形態1に係る浄化ユニット(60)と異なる点について説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 17 is a configuration diagram illustrating a purification unit (60B) according to the second embodiment. In FIG. 17, about the structure similar to the purification | cleaning unit (60) of Embodiment 1, the same code | symbol as FIG. 3 is attached | subjected. In FIG. 17, the description of the control unit (103) and the like is omitted. In the following, differences from the purification unit (60) according to the first embodiment will be mainly described.

本実施形態の浄化ユニット(60B)は、循環タンク(11)内に配置された放電部(62)と、超音波発生部(94)とを備えている。放電部(62)は、電極対(464,465)と、電極対(464,465)に接続された電源部(70)とを有している。超音波発生部(94)は、循環タンク(11)の底部に設置されている。   The purification unit (60B) of the present embodiment includes a discharge part (62) disposed in the circulation tank (11) and an ultrasonic wave generation part (94). The discharge part (62) has an electrode pair (464, 465) and a power supply part (70) connected to the electrode pair (464, 465). The ultrasonic generator (94) is installed at the bottom of the circulation tank (11).

電極(464)は絶縁ケーシング(471a)の内部に収納され、電極(465)は絶縁ケーシング(471b)の内部に収納されている。電極(464)及び電極(465)は、それぞれ扁平な板状に形成されている。また、電極(464)及び電極(465)はステンレス、銅等の導電性の金属材料で構成されている。電源部(70)は、数キロボルト程度の交流電圧を電極対(464,465)に供給する。   The electrode (464) is housed inside the insulating casing (471a), and the electrode (465) is housed inside the insulating casing (471b). The electrode (464) and the electrode (465) are each formed in a flat plate shape. The electrode (464) and the electrode (465) are made of a conductive metal material such as stainless steel or copper. The power supply unit (70) supplies an alternating voltage of about several kilovolts to the electrode pair (464, 465).

絶縁ケーシング(471a,471b)は、例えばセラミックス等の絶縁材料で構成されており、図3に示す絶縁ケーシング(71)と同様の構成を有している。   The insulating casings (471a, 471b) are made of an insulating material such as ceramics, and have the same configuration as the insulating casing (71) shown in FIG.

すなわち、絶縁ケーシング(471a)は、一面(図17では右側の面)が開放された容器状のケース本体(480a)と、該ケース本体(480a)の開放部を閉塞する板状の蓋部(473a)とを有している。また、絶縁ケーシング(471b)は、一面(図17では左側の面)が開放された容器状のケース本体(480b)と、該ケース本体(480b)の開放部を閉塞する板状の蓋部(473b)とを有している。   That is, the insulating casing (471a) includes a container-like case main body (480a) whose one surface (the right side surface in FIG. 17) is opened, and a plate-like lid portion (blocking the open portion of the case main body (480a)). 473a). The insulating casing (471b) includes a container-like case main body (480b) whose one surface (left surface in FIG. 17) is opened, and a plate-like lid portion (blocking the open portion of the case main body (480b)). 473b).

絶縁ケーシング(471a)の蓋部(473a)には、該蓋部(473a)を厚さ方向に貫通する1つの開口(474a)が形成されている。絶縁ケーシング(471b)の蓋部(473b)にも、該蓋部(473b)を厚さ方向に貫通する1つの開口(474b)が形成されている。これらの開口(474a,474b)により、電極(464)と電極(465)との間の電界の形成が許容されている。開口(474a,474b)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(474a,474b)は、電極対(464,465)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。   One opening (474a) that penetrates the lid (473a) in the thickness direction is formed in the lid (473a) of the insulating casing (471a). One opening (474b) penetrating the lid portion (473b) in the thickness direction is also formed in the lid portion (473b) of the insulating casing (471b). These openings (474a and 474b) allow formation of an electric field between the electrode (464) and the electrode (465). The inner diameter of the openings (474a, 474b) is preferably 0.02 mm or more and 0.5 mm or less. The openings (474a, 474b) as described above constitute a current density concentration portion that increases the current density of the current path between the electrode pairs (464, 465).

絶縁ケーシング(471a,471b)は、循環タンク(11)内の互いに対向する位置に、蓋部(473a,473b)同士が対向するように設置されている。言い換えれば、電極(464)と電極(465)とは互いに対向するよう配置されている。   The insulating casings (471a, 471b) are installed at positions facing each other in the circulation tank (11) so that the lid portions (473a, 473b) face each other. In other words, the electrode (464) and the electrode (465) are arranged to face each other.

絶縁ケーシング(471a,471b)の開口(474a,474b)内では、電流経路の電流密度が上昇することで、液体がジュール熱によって気化して気泡が形成される。つまり、絶縁ケーシング(471a,471b)の開口(474a,474b)は、該開口(474a,474b)に気相部としての気泡を形成する気相形成部として機能する。この構成により、交流電圧が電極対(464,465)に供給された場合に電極対(464,465)間の気泡内に放電を生起させることができる。   In the openings (474a, 474b) of the insulating casings (471a, 471b), the current density in the current path increases, so that the liquid is vaporized by Joule heat and bubbles are formed. That is, the opening (474a, 474b) of the insulating casing (471a, 471b) functions as a gas phase forming part that forms bubbles as a gas phase part in the opening (474a, 474b). With this configuration, when an AC voltage is supplied to the electrode pair (464, 465), discharge can be generated in the bubbles between the electrode pair (464, 465).

なお、超音波発生部(94)の具体的な構成は実施形態1と同様にすればよく、循環タンク(11)の底部に設置されていることが好ましいが、循環タンク(11)内の液体に超音波を照射できる限りにおいて任意の位置に設置可能である。   In addition, what is necessary is just to make the specific structure of an ultrasonic generation part (94) the same as that of Embodiment 1, and although it is preferable to install in the bottom part of a circulation tank (11), the liquid in a circulation tank (11) is sufficient. As long as it can be irradiated with ultrasonic waves, it can be installed at any position.

以上の構成をとることにより、交流電圧を電極対(464,465)に供給する場合でも、電極対(464,465)間に放電を生起させることができ、過酸化水素の濃度を抑えながら高い浄化能力を発揮させることができる。   By adopting the above configuration, even when an AC voltage is supplied to the electrode pair (464, 465), a discharge can be generated between the electrode pair (464, 465), and the concentration of hydrogen peroxide is suppressed while being high. The purification ability can be demonstrated.

なお、電源部(70)から電極対(464,465)へは交流電圧を印加してもよいが、矩形波を印加しても電極対(464,465)間に放電を生起することができる。   An AC voltage may be applied from the power supply unit (70) to the electrode pair (464, 465), but a discharge can be generated between the electrode pair (464, 465) even if a rectangular wave is applied. .

本実施形態の浄化ユニット(60B)においても、図9又は図10に示すような制御を行うことが好ましい。   Also in the purification unit (60B) of the present embodiment, it is preferable to perform control as shown in FIG. 9 or FIG.

(実施形態3)
図18は、本発明の実施形態3に係る浄化ユニット(60C)を示す構成図である。図18では、実施形態1の浄化ユニット(60)と同様の構成については図3と同じ符号を付している。また、図18では、制御部(103)等の図示は省略している。以下においては、主に実施形態1に係る浄化ユニットと異なる点について説明する。
(Embodiment 3)
FIG. 18 is a configuration diagram showing a purification unit (60C) according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 18, the same reference numerals as those in FIG. 3 are assigned to the same configurations as those of the purification unit (60) of the first embodiment. In FIG. 18, the control unit (103) and the like are not shown. In the following, differences from the purification unit according to the first embodiment will be mainly described.

本実施形態の浄化ユニット(60C)は、循環タンク(11)内に配置された放電部(62)と、超音波発生部(94)とを備えている。放電部(62)は、循環タンク(11)内に設けられた電極対(564,565)と、電極対(564,565)に接続された電源部(70)と、気泡発生部(520)とを有している。超音波発生部(94)は、循環タンク(11)の底部に設置されている。   The purification unit (60C) of the present embodiment includes a discharge unit (62) disposed in the circulation tank (11) and an ultrasonic wave generation unit (94). The discharge section (62) includes an electrode pair (564, 565) provided in the circulation tank (11), a power supply section (70) connected to the electrode pair (564, 565), and a bubble generation section (520). And have. The ultrasonic generator (94) is installed at the bottom of the circulation tank (11).

本実施形態の浄化ユニット(60C)においては、電源部(70)は、第1電極(64)及び第2電極(565)に高電圧のパルス電圧が供給される。   In the purification unit (60C) of the present embodiment, the power supply unit (70) is supplied with a high voltage pulse voltage to the first electrode (64) and the second electrode (565).

また、第1電極(564)を囲む絶縁ケーシングは設けなくてよい。第1電極(564)及び第2電極(565)は共に板状であり、循環タンク(11)内に、互いに対向するように設置される。   Further, an insulating casing surrounding the first electrode (564) may not be provided. The first electrode (564) and the second electrode (565) are both plate-shaped and are installed in the circulation tank (11) so as to face each other.

気泡発生部520は、例えば循環タンク(11)の底部など、少なくとも電極対(564,565)の間であって、電極対(564,565)よりも低い位置に設けられたノズル(吐出手段)(519)と、ノズル(519)に空気等の気体を送るエアポンプ(送出手段)(518)とを有している。エアポンプ(518)によって送出された気体は、ノズル(519)を介して循環タンク(11)内に送り込まれ循環タンク(11)内に気泡を発生させる。なお、循環タンク(11)内の気体を循環させる構成としても、外部から気体を取り入れる構成としてもよい。   The bubble generating unit 520 is a nozzle (discharging unit) provided at least between the electrode pair (564, 565) and lower than the electrode pair (564, 565), such as the bottom of the circulation tank (11). (519) and an air pump (sending means) (518) for sending a gas such as air to the nozzle (519). The gas sent out by the air pump (518) is sent into the circulation tank (11) through the nozzle (519) to generate bubbles in the circulation tank (11). In addition, it is good also as a structure which takes in gas from the exterior also as a structure which circulates the gas in a circulation tank (11).

超音波発生部(94)の構成は実施形態1と同様にすればよく、循環タンク(11)の底部に設置されていることが好ましいが、循環タンク(11)内の液体に超音波を照射できる限りにおいて任意の位置に設置可能である。   The configuration of the ultrasonic generator (94) may be the same as that of the first embodiment, and is preferably installed at the bottom of the circulation tank (11), but the liquid in the circulation tank (11) is irradiated with ultrasonic waves. It can be installed at any position as much as possible.

少なくとも放電処理を行う期間中、ノズル(519)から養液中へ気体が送り込まれ、気泡が発生する。養液中に気泡が存在する状態で電極対(564,565)にパルス電圧を供給すると、気泡の内部において放電が生起され、水酸ラジカルが生成し、水酸ラジカルから過酸化水素が生成する。   At least during the discharge treatment, gas is sent from the nozzle (519) into the nutrient solution, and bubbles are generated. When a pulse voltage is supplied to the electrode pair (564, 565) in a state where bubbles are present in the nutrient solution, a discharge is generated inside the bubbles to generate hydroxyl radicals, and hydrogen peroxide is generated from the hydroxyl radicals. .

本実施形態の浄化ユニット(60B)においても、図9又は図10に示すような制御を行うことが好ましい。   Also in the purification unit (60B) of the present embodiment, it is preferable to perform control as shown in FIG. 9 or FIG.

以上の構成及び方法によれば、電極対(564,565)間にパルス放電を発生させる場合でも、超音波照射と組み合わせることで、過酸化水素の濃度を抑えながら高い浄化能力を発揮させることができる。   According to the above configuration and method, even when pulse discharge is generated between the electrode pair (564, 565), by combining with ultrasonic irradiation, high purification ability can be exhibited while suppressing the concentration of hydrogen peroxide. it can.

(実施形態4)
図19は、本発明の実施形態4に係る浄化ユニット(60D)を示す構成図である。図19では、実施形態1の浄化ユニット(60)と同様の構成については図3と同じ符号を付している。また、図19では、制御部(103)等の記載は省略している。以下においては、主に実施形態1に係る浄化ユニット(60)と異なる点について説明する。
(Embodiment 4)
FIG. 19 is a configuration diagram showing a purification unit (60D) according to Embodiment 4 of the present invention. 19, the same code | symbol as FIG. 3 is attached | subjected about the structure similar to the purification | cleaning unit (60) of Embodiment 1. FIG. In FIG. 19, the description of the control unit (103) and the like is omitted. In the following, differences from the purification unit (60) according to the first embodiment will be mainly described.

本実施形態の浄化ユニット(60D)は、循環タンク(11)内に配置された放電部(62)と、超音波発生部(94)とを備えている。放電部(62)は、電極対(664,665)と、電極対(664,665)に接続された電源部(70)とを有している。超音波発生部(94)は、循環タンク(11)の底部に設置されている。電源部(70)は、例えば交流電源で構成されているが、直流電源で構成されていてもよいし、矩形波やパルス電圧を供給する電源で構成されていてもよい。   The purification unit (60D) of the present embodiment includes a discharge part (62) disposed in the circulation tank (11) and an ultrasonic wave generation part (94). The discharge part (62) has an electrode pair (664, 665) and a power supply part (70) connected to the electrode pair (664, 665). The ultrasonic generator (94) is installed at the bottom of the circulation tank (11). The power supply unit (70) is configured with, for example, an AC power supply, but may be configured with a DC power supply, or may be configured with a power supply that supplies a rectangular wave or a pulse voltage.

電極(664)と電極(665)とは、それぞれ循環タンク(11)内に、互いに対向するように設置されている。   The electrode (664) and the electrode (665) are installed in the circulation tank (11) so as to face each other.

電極(664)は、少なくとも1つの導電部(654)と、導電部(654)を囲む絶縁部(655)とを有している。電極(665)は、少なくとも1つの導電部(656)と、導電部(656)を囲む絶縁部(657)とを有している。   The electrode (664) has at least one conductive part (654) and an insulating part (655) surrounding the conductive part (654). The electrode (665) has at least one conductive part (656) and an insulating part (657) surrounding the conductive part (656).

以上のように、電極(664)における導電部(654)の露出面、及び電極(665)における導電部(656)の露出面の面積は小さいので、電圧を電極対(664,665)に供給した場合には導電部(654,656)の表面で電流密度の集中部が形成される。そのため、導電部(654,656)の表面では液体がジュール熱によって気化して気泡が形成される。この泡によって導電部(654,656)の露出面が覆われた状態で電源部(70)からの電圧供給を継続することにより、気泡の内部で放電が生起される。   As described above, since the areas of the exposed surface of the conductive portion (654) in the electrode (664) and the exposed surface of the conductive portion (656) in the electrode (665) are small, voltage is supplied to the electrode pair (664, 665). In this case, a concentrated portion of current density is formed on the surface of the conductive portion (654, 656). Therefore, on the surface of the conductive portion (654, 656), the liquid is vaporized by Joule heat and bubbles are formed. By continuing the voltage supply from the power supply unit (70) in a state where the exposed surface of the conductive unit (654, 656) is covered by the bubbles, a discharge is generated inside the bubbles.

なお、超音波発生部(94)の具体的な構成は実施形態1と同様にすればよく、循環タンク(11)の底部に設置されていることが好ましいが、循環タンク(11)内の液体に超音波を照射できる限りにおいて任意の位置に設置可能である。   In addition, what is necessary is just to make the specific structure of an ultrasonic generation part (94) the same as that of Embodiment 1, and although it is preferable to install in the bottom part of a circulation tank (11), the liquid in a circulation tank (11) is sufficient. As long as it can be irradiated with ultrasonic waves, it can be installed at any position.

以上の構成によっても、電極対(664,665)間での放電と、超音波照射とを組み合わせることにより、過酸化水素濃度を抑えながら高い浄化能力を発揮させることができる。   Even with the above configuration, by combining discharge between the electrode pair (664, 665) and ultrasonic irradiation, it is possible to exhibit a high purification ability while suppressing the concentration of hydrogen peroxide.

本実施形態の浄化ユニット(60D)においても、図9又は図10に示すような制御を行うことが好ましい。   Also in the purification unit (60D) of this embodiment, it is preferable to perform control as shown in FIG. 9 or FIG.

(実施形態5)
次に、本発明の実施形態5について説明する。図20に示すように、本実施形態に係る水耕栽培システム(10)は、実施形態1とは異なり、室内熱交換器(27)が栽培床(12)と離れた場所に配置されている。
(Embodiment 5)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 20, the hydroponics system (10) which concerns on this embodiment differs from Embodiment 1, and the indoor heat exchanger (27) is arrange | positioned in the place away from the cultivation floor (12). .

具体的には、本実施形態3の水耕栽培システム(10)は、養液タンク(81)、配管(83,84)、貯水タンク(82)を備えている。   Specifically, the hydroponic cultivation system (10) of the third embodiment includes a nutrient solution tank (81), pipes (83, 84), and a water storage tank (82).

養液タンク(81)は、所定量の養液を溜めることで栽培床(12)を形成するものである。配管(83,84)は、養液タンク(81)に対して養液を流入させる流入配管(83)と、養液タンク(81)から養液を流出させる流出配管(84)とで構成されている。   The nutrient solution tank (81) forms a cultivation bed (12) by accumulating a predetermined amount of nutrient solution. The pipes (83, 84) are composed of an inflow pipe (83) through which the nutrient solution flows into the nutrient solution tank (81) and an outflow pipe (84) through which the nutrient solution flows out from the nutrient solution tank (81). ing.

流入配管(83)及び流出配管(84)は、それぞれ液体配管であって、一端が養液タンク(81)に接続され、他端が貯水タンク(82)に接続されている。また、流入配管(83)は、その途中の部分(伝熱部(83a))がヒートポンプ(21)の室内熱交換器(27)の近傍に配置されている。つまり、伝熱部(83a)において、養液(L)と室内熱交換器(27)とが熱交換することにより、養液(L)の温度が調節される。なお、流入配管(83)又は流出配管(84)を銅管で構成するようにしてもよい。流入配管(83)又は流出配管(84)は、その内壁から銅イオンを生成することで、循環タンク(11)に銅イオンを供給することができる。   Each of the inflow pipe (83) and the outflow pipe (84) is a liquid pipe, and one end is connected to the nutrient solution tank (81) and the other end is connected to the water storage tank (82). In addition, the inflow pipe (83) is disposed in the vicinity of the indoor heat exchanger (27) of the heat pump (21) at an intermediate portion (heat transfer section (83a)). That is, in the heat transfer section (83a), the temperature of the nutrient solution (L) is adjusted by heat exchange between the nutrient solution (L) and the indoor heat exchanger (27). In addition, you may make it comprise inflow piping (83) or outflow piping (84) with a copper pipe. The inflow pipe (83) or the outflow pipe (84) can supply copper ions to the circulation tank (11) by generating copper ions from the inner wall.

貯水タンク(82)は、養液(L)を一時的に溜めるためのものである。つまり、本実施形態3の水耕栽培システム(10)は、ポンプ(13)によって貯水タンク(82)の養液が流入配管(83)を介して養液タンク(81)の栽培床(12)に供給され、流出配管(84)を介して再度貯水タンク(82)に回収されるような循環を行うよう構成されている。   The water storage tank (82) is for temporarily storing the nutrient solution (L). That is, in the hydroponic cultivation system (10) of the third embodiment, the nutrient solution in the water storage tank (82) is pumped by the pump (13) through the inflow pipe (83) and the cultivation bed (12) in the nutrient solution tank (81). And is circulated so as to be collected again in the water storage tank (82) via the outflow pipe (84).

浄化ユニット(60)は、貯水タンク(82)内に配置され、該貯水タンク(82)内の水(具体的には養液(L))を浄化するように構成されている。本実施形態3によれば、貯水タンク(82)に浄化ユニット(60)を配置したため、貯水タンク(82)内の水の浄化を確実に行うことができる。その他の構成、作用・効果は、実施形態1と同様である。なお、浄化ユニット(60)の構成は、実施形態2〜4のようにしてもよい。   The purification unit (60) is disposed in the water storage tank (82) and is configured to purify water (specifically, nutrient solution (L)) in the water storage tank (82). According to the third embodiment, since the purification unit (60) is disposed in the water storage tank (82), the water in the water storage tank (82) can be reliably purified. Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment. The configuration of the purification unit (60) may be as in the second to fourth embodiments.

〈イオン供給部の構成〉
上述した各実施形態では、循環タンク(11)の一部、又は配管(83,84)を銅部材とすることで、銅部材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部材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, the copper member is made into the ion supply part of a copper ion by using a part of circulation tank (11) or piping (83,84) as a copper member. However, as the ion supply unit, for example, an iron member 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.

銅部材や鉄部材は、循環タンク(11)や養液タンク(81)と連通する水流路であれば、他の箇所に設けることもできる。具体的に、各実施形態におい、例えば室内熱交換器(27)の伝熱管を銅管で構成することができる。また、例えば銅片や鉄片を循環タンク(11)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。なお、イオン供給部は設けなくてもよい。   The copper member and the iron member can be provided at other locations as long as they are water flow paths communicating with the circulation tank (11) and the nutrient solution tank (81). Specifically, in each embodiment, for example, the heat transfer tube of the indoor heat exchanger (27) can be formed of a copper tube. Moreover, these can also be made into an ion supply part by immersing a copper piece and an iron piece in a circulation tank (11), for example. Note that the ion supply unit may not be provided.

また、各実施形態について、図21に示すように、制御部(103)をヒートポンプ(21)の内部に組み込むように構成してもよい。   Moreover, as shown in FIG. 21, about each embodiment, you may comprise so that a control part (103) may be integrated in the inside of a heat pump (21).

なお、以上の実施形態は、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。   In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.

以上説明したように、本発明は、水耕栽培システムの養液浄化手段について有用である。   As described above, the present invention is useful for the nutrient solution purification means of the hydroponic cultivation system.

10 水耕栽培システム
11 循環タンク
12 栽培床
13 ポンプ
14 植物
20 養液処理装置
21 ヒートポンプ
22 冷媒回路
23 圧縮機
23a モータ
24 四路切換弁
25 膨張弁
26 室外熱交換器
27 室内熱交換器
30 コンセント
31 電源装置
32 コンバータ
33 インバータ
34 コンバータ
35 昇圧トランス
42 浄化制御部
43 温度制御部
60 浄化ユニット
60B 浄化ユニット
60C 浄化ユニット
60D 浄化ユニット
62 放電部
64 第1電極
64a 端部
65 第2電極
65a 電極本体
65b 鍔部
65c 内側筒部
65d 連接部
66 貫通孔
67 円柱空間
68 漏電防止材
70 電源部
71 絶縁ケーシング
72 ケース本体
72a 側壁部
72b 底部
73 蓋部
74 開口
76 基部
76a 挿入口
77 筒状壁部
78 環状凸部
79 先端筒部
81 養液タンク
82 貯水タンク
83 流入配管
83a 伝熱部
84 流出配管
94 超音波発生部
95 圧電セラミックス板
96 金属板
97 ケース
97a 金属ケース
101 栽培床
102 ポンプ
103 制御部
200 植物
307 センサ
308 超音波波形発生部
309 増幅器
464 電極
465 電極
471a 絶縁ケーシング
471b 絶縁ケーシング
473a 蓋部
473b 蓋部
474a 開口
474b 開口
480a ケース本体
480b ケース本体
518 エアポンプ
519 ノズル
520 気泡発生部
564 第1電極
565 第2電極
654 導電部
655 絶縁部
656 導電部
657 絶縁部
664 電極
665 電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Hydroponics system 11 Circulation tank 12 Cultivation floor 13 Pump 14 Plant 20 Nutrient processing device 21 Heat pump 22 Refrigerant circuit 23 Compressor 23a Motor 24 Four-way switching valve 25 Expansion valve 26 Outdoor heat exchanger 27 Indoor heat exchanger 30 Outlet 31 power supply device 32 converter 33 inverter 34 converter 35 step-up transformer 42 purification control unit 43 temperature control unit 60 purification unit 60B purification unit 60C purification unit 60D purification unit 62 discharge unit 64 first electrode 64a end 65 second electrode 65a electrode body 65b The flange portion 65c The inner cylinder portion 65d The connecting portion 66 The through hole 67 The cylindrical space 68 The leakage prevention material 70 The power supply portion 71 The insulating casing 72 The case body 72a The side wall portion 72b The bottom portion 73 The lid portion 74 The opening portion 76 The base portion 76a The insertion port 77 Convex part 79 Tip tube part 8 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nutrient solution tank 82 Water storage tank 83 Inflow piping 83a Heat transfer part 84 Outflow piping 94 Ultrasonic wave generation part 95 Piezoelectric ceramic board 96 Metal plate 97 Case 97a Metal case 101 Cultivation floor 102 Pump 103 Control part 200 Plant 307 Sensor 308 Ultrasonic waveform Generator 309 Amplifier 464 Electrode 465 Electrode 471a Insulating casing 471b Insulating casing 473a Lid 473b Lid 474a Open 474b Open 480a Case main body 480b Case main body 518 Air pump 519 Nozzle 520 Bubble generator 564 First electrode 565 Second electrode 654 Conductive portion 655 Insulating part 656 Conductive part 657 Insulating part 664 Electrode 665 Electrode

Claims (8)

水耕栽培システム(10)の養液を浄化する浄化装置であって、
前記養液の温度を調節するヒートポンプ(21)と、
前記養液の浄化を行う浄化ユニット(60)と、
制御部(103)とを備え、
前記浄化ユニット(60)は、前記養液中で放電を行う放電部(62)及び前記養液に超音波を照射する超音波発生部(94)を有し、
前記放電部(62)は、前記養液中で前記放電を生起する電極対(64,65、464,465、564,565、664,665)と、前記電極対(64,65、464,465、564,565、664,665)に電圧を印加する電源部(70)とを有し、前記放電によって前記養液中に水酸ラジカルを生成するように構成されており、
前記超音波発生部(94)は、生成した水酸ラジカルが変化して生成する前記養液中の過酸化水素を水酸ラジカルに変換するように構成されており、
前記制御部(103)は、前記ヒートポンプ(21)の温度調節、前記放電部(62)の動作及び前記超音波発生部(94)動作を制御することを特徴とする浄化装置。
A purification device for purifying the nutrient solution of the hydroponic cultivation system (10),
A heat pump (21) for adjusting the temperature of the nutrient solution;
A purification unit (60) for purifying the nutrient solution;
A control unit (103),
The purification unit (60) has a discharge part (62) for discharging in the nutrient solution and an ultrasonic generator (94) for irradiating the nutrient solution with ultrasonic waves,
The discharge part (62) applies a voltage to the electrode pair (64, 65, 464, 465, 564, 565, 664, 665) that causes the discharge in the nutrient solution and the electrode pair (64, 65, 464, 465, 564, 565, 664, 665). Having a power supply unit (70) to be applied, and configured to generate hydroxyl radicals in the nutrient solution by the discharge,
The ultrasonic generator (94) is configured to convert hydrogen peroxide in the nutrient solution generated by the generated hydroxyl radicals to change into hydroxyl radicals,
The said control part (103) controls the temperature adjustment of the said heat pump (21), operation | movement of the said discharge part (62), and operation | movement of the said ultrasonic generation part (94), The purification apparatus characterized by the above-mentioned.
前記制御部(103)は、前記養液中の過酸化水素の濃度が所定の範囲内となるように、前記放電部(62)及び超音波発生部(94)の運転及び停止を制御することを特徴とする請求項1に記載の浄化装置。   The control unit (103) controls the operation and stop of the discharge unit (62) and the ultrasonic wave generation unit (94) so that the concentration of hydrogen peroxide in the nutrient solution is within a predetermined range. The purification apparatus according to claim 1. 前記制御部(103)は、前記養液中の過酸化水素の濃度が、
予め設定した下限値に達するまでは、前記放電部(62)を運転状態とし、前記超音波発生部(94)を停止状態とし、
前記下限値に達した後、予め設定した上限値に達するまでは、前記放電部(62)及び前記超音波発生部(94)を運転状態とし、
前記上限値に達した後、前記下限値に達するまでは、前記放電部(62)を停止状態とし、前記超音波発生部(94)を運転状態とすることを特徴とする請求項2に記載の浄化装置。
The control unit (103) has a concentration of hydrogen peroxide in the nutrient solution.
Until the preset lower limit value is reached, the discharge part (62) is in an operating state, the ultrasonic wave generation part (94) is in a stopped state,
After reaching the lower limit, until the preset upper limit is reached, the discharge part (62) and the ultrasonic wave generation part (94) are in an operating state,
The said discharge part (62) is made into a stop state and the said ultrasonic wave generation part (94) is made into an operation state after reaching the said upper limit, until it reaches the said lower limit. Purification equipment.
前記養液中の過酸化水素の濃度を測定するセンサをさらに備えていることを特徴とする請求項2又は3に記載の浄化装置。   The purification device according to claim 2 or 3, further comprising a sensor for measuring a concentration of hydrogen peroxide in the nutrient solution. 前記電極対(564,565)は、互いに対向するよう配置された板状の電極により構成され、
前記電源部(70)は、前記電極対(564,565)にパルス電圧を印加するパルス電源であり、
前記放電部(62)は、前記電極対(564,565)の間において前記養液中に気泡を発生させる気泡発生部(520)を有していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の浄化装置。
The electrode pair (564,565) is composed of plate-like electrodes arranged to face each other,
The power supply unit (70) is a pulse power supply that applies a pulse voltage to the electrode pair (564,565),
The said discharge part (62) has the bubble generation part (520) which generates a bubble in the said nutrient solution between the said electrode pair (564,565), The any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. The purification device according to item 1.
前記水耕栽培システム(10)は、植物(14)を植えつける栽培床(12)と、養液が循環する養液通路(11,81)とを有し、
前記浄化ユニット(60)は、前記養液通路(11,81)内に配置されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の浄化装置。
The hydroponic system (10) has a cultivation floor (12) for planting a plant (14), and a nutrient solution passage (11,81) through which the nutrient solution circulates,
The said purification | cleaning unit (60) is arrange | positioned in the said nutrient solution channel | path (11,81), The purification apparatus of any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned.
前記ヒートポンプ(21)は、圧縮機(23)と膨張機(25)と熱源側熱交換器(26)と利用側熱交換器(27)とを有し、冷媒を可逆に循環させて冷凍サイクルを行う冷媒回路(22)を有し、
前記利用側熱交換器(27)は、前記養液通路(11)内に配置されていることを特徴とする請求項6に記載の浄化装置。
The heat pump (21) has a compressor (23), an expander (25), a heat source side heat exchanger (26), and a use side heat exchanger (27), and refrigerates the refrigerant reversibly. A refrigerant circuit (22) for performing
The said utilization side heat exchanger (27) is arrange | positioned in the said nutrient solution channel | path (11), The purification apparatus of Claim 6 characterized by the above-mentioned.
前記浄化ユニット(60)は、前記養液通路(81)を循環する養液を貯水する貯水タンク(82)内に配置されていることを特徴とする請求項6又は7に記載の浄化装置。   The said purification | cleaning unit (60) is arrange | positioned in the water storage tank (82) which stores the nutrient solution which circulates through the said nutrient solution channel | path (81), The purification apparatus of Claim 6 or 7 characterized by the above-mentioned.
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