植物栽培装置及び栽培方法
【課題】養水の殺菌に要するエネルギーを低減し、効率良く植物を栽培できるようにする。
【解決手段】植物栽培装置は、植物を養液栽培するための栽培槽（101）と、栽培槽（101）に養水を循環供給する養水供給部（102）とを備えている。養水供給部（102）は、養水殺菌部（103）を有し、養水殺菌部（103）は、殺菌槽（103B）、殺菌槽（103B）内において水中ストリーマ放電を発生させる放電ユニット（103A）、放電ユニット（103A）に直流電圧を供給する直流電源（103C）及び殺菌槽（103B）内の養水を加温する加温ユニット（103D）を有している。放電ユニット（103A）は、放電電極(131)と、放電電極（131）を収容し、開口を有する絶縁容器（133）と、開口と対向する位置に配置された対向電極（135）とを有している。
【解決手段】植物栽培装置は、植物を養液栽培するための栽培槽（101）と、栽培槽（101）に養水を循環供給する養水供給部（102）とを備えている。養水供給部（102）は、養水殺菌部（103）を有し、養水殺菌部（103）は、殺菌槽（103B）、殺菌槽（103B）内において水中ストリーマ放電を発生させる放電ユニット（103A）、放電ユニット（103A）に直流電圧を供給する直流電源（103C）及び殺菌槽（103B）内の養水を加温する加温ユニット（103D）を有している。放電ユニット（103A）は、放電電極(131)と、放電電極（131）を収容し、開口を有する絶縁容器（133）と、開口と対向する位置に配置された対向電極（135）とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物栽培装置及び栽培方法に関し、特に養水の殺菌に水中ストリーマ放電を用いる植物栽培装置及び栽培方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固形培地や水中に根系を形成させ、液肥と希釈水とを所定比率で混合した培養液（養水）により生育に必要な栄養成分を与えて、土壌を用いることなく作物などの植物を栽培する養液栽培が注目を集めている。養液栽培では、植物の生育環境を制御しているため、生産物の品質を一定に保つことができる。また、土壌を用いないため連作障害を生じさせることなく連作することが可能となる。しかし、養液栽培において一旦病害が発生すると、均一な環境であるため短時間のうちに急速に拡大し栽培植物が全滅するおそれがある。このため、病害の発生防止が非常に重要である。
【０００３】
養液栽培において病害を予防する方法として、養水を加熱殺菌することが検討されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１１７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の養水を加熱殺菌する養液栽培方法は、加熱のために膨大なエネルギーを必要とするという問題を有している。また、一般的な加熱殺菌では養水を８０℃以上の高温にする必要があり、殺菌後の養水を十分に冷却しなければならない。養水の冷却には電力を必要としたり、複雑な機構を必要としたりする。
【０００６】
本発明は、前記の問題を解決し、養水の殺菌に要するエネルギーを低減し、エネルギー効率が高い植物栽培装置及び栽培方法を実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するため、例示の植物栽培装置は、養水供給部に水中ストリーマ放電を発生させる放電ユニットと養水を加温する加温ユニットとを有する養水殺菌部が設けられている。
【０００８】
本発明に係る植物栽培装置は、植物を養液栽培するための栽培槽（101）と、栽培槽（101）に養水を循環供給する養水供給部（102）とを備え、養水供給部（102）は、養水殺菌部（103）を有し、養水殺菌部（103）は、殺菌槽（103B）、殺菌槽（103B）内において水中ストリーマ放電を発生させる放電ユニット（103A）、放電ユニット（103A）に直流電圧を供給する直流電源（103C）及び殺菌槽（103B）内の養水を加温する加温ユニット（103D）を有し、放電ユニット（103A）は、放電電極(131)と、放電電極（131）を収容し、開口を有する絶縁容器（133）と、開口と対向する位置に配置された対向電極（135）とを有している。
【０００９】
本発明の植物栽培装置は、養水殺菌部（103）が殺菌槽（103B）内において水中ストリーマ放電を発生させる放電ユニット（103A）を有している。水中ストリーマ放電を発生させることにより、過酸化水素を容易に供給することができる。過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）は、殺菌作用を有するだけでなくオゾン等と比べて植物にとって安全で且つ廃棄が容易である等の利点を有している。また、養水を加温する加温ユニット（103D）を有しており、過酸化水素を含む養水を加温することにより殺菌の効率をさらに向上させることができる。加熱により養水を殺菌する場合と比べ養水の温度を高くする必要がないため、養水の殺菌に要するエネルギーを低減できる。また、養水の温度を低く抑えることができるため、殺菌後の養水を冷却するために要するエネルギーも節約できる。
【００１０】
本発明の植物栽培装置において、加温ユニット（103D）は、太陽熱温水パネルを用いても、空調機の廃熱を用いてもよい。このような構成とすることにより、植物栽培装置のエネルギー効率をさらに向上させることができる。
【００１１】
本発明の植物栽培装置において、養水殺菌部（103）は、ヒーターを用いた補助加温ユニット（103E）を有していてもよい。
【００１２】
本発明に係る植物栽培装置において、養水供給部（102）は、養水殺菌部（103）と栽培槽（101）との間の経路に設けられた養水冷却部（104）を有していてもよい。
【００１３】
本発明に係る植物栽培方法は、養水中において水中ストリーマ放電を発生させることにより、養水中に過酸化水素を供給すると共に、過酸化水素を供給した養水を加温することにより、養水を殺菌するステップと、植物を養液栽培する栽培槽に殺菌した養水を供給するステップとを有し、水中ストリーマ放電は、放電電極(131)と、放電電極（131）を収容し、開口を有する絶縁容器（133）と、開口と対向する位置に配置された対向電極（135）とを有する放電ユニット（103A）を用い、放電電極（131）と対向電極（135）との間に直流電圧を印加することにより発生させる。
【００１４】
本発明の植物栽培方法において、過酸化水素水を供給した養水の加温は、太陽熱又は空調機の廃熱により行えばよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る植物栽培装置及び栽培方法によれば、養水の殺菌に要するエネルギーを低減し、効率良く植物を栽培できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態に係る植物栽培装置を示す図である。
【図２】加温ユニットの一例を示す図である。
【図３】加温ユニットの一例を示す図である。
【図４】一実施形態に係る植物栽培装置の変形例を示す図である。
【図５】養水殺菌部を拡大して示す断面図である。
【図６】放電ユニットの絶縁容器を示す斜視図である。
【図７】放電ユニットへの電圧の印加により気泡が発生した状態を示す断面図である。
【図８】放電ユニットの第１変形例を示す断面図である。
【図９】放電ユニットの第１変形例における絶縁容器を示す斜視図である。
【図１０】放電ユニットの第２変形例を示す断面図である。
【図１１】放電ユニットの第２変形例において電圧の印加により気泡が発生した状態を示す断面図である。
【図１２】放電ユニットの第３変形例における絶縁容器の蓋体を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１に示すように、本実施形態に係る植物栽培装置は、植物を養液栽培するための栽培槽１０１と、栽培槽１０１に養水を循環供給する養水供給部１０２とを備えている。養水供給部１０２は、養水を殺菌する養水殺菌部１０３を有している。栽培槽１０１には、養水殺菌部１０３により殺菌された養水が養水冷却部１０４を介して供給される。
【００１８】
栽培槽１０１は、植物を栽培するための栽培槽である。植物の栽培方法は、培地等を用いる固形培地栽培であってもロックウール等からなるマットを用いる水耕栽培であってもよい。また、土壌を用いる養液土耕等であってもよい。
【００１９】
養水殺菌部１０３は、殺菌槽１０３Ｂと、殺菌槽１０３Ｂの内部に配置され、殺菌槽１０３Ｂ内の養水中において水中ストリーマ放電を発生させる放電ユニット１０３Ａと、放電ユニット１０３Ａに直流電圧を供給する直流電源１０３Ｃと、殺菌槽１０３Ｂ内の養水を加温する加温ユニット１０３Ｄとを有している。
【００２０】
殺菌槽１０３Ｂは、養水を貯水し且つ殺菌するための容器であり、空気中の雑菌及びゴミ等が侵入しにくい容器とすることが好ましい。放電ユニット１０３Ａにより養水中において水中ストリーマ放電を発生させることにより、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）が発生し、養水中に供給される。通常、養水を殺菌するためには、養水を８０℃以上に加熱する必要がある。しかし、養水中にＨ２Ｏ２が含まれている場合には、４０℃〜５０℃程度に加温すれば十分な殺菌効果が得られる。従って、加温ユニット１０３Ｄに容量が大きいヒーター等を用いる必要がない。例えば、図２に示すように太陽熱温水パネル１８１を用い、養水を太陽熱により加温すればよい。また、太陽熱温水パネル１８１により生成された温水を熱源として養水を加温してもよい。太陽熱等の自然エネルギーを用いることにより、環境に配慮した植物栽培装置とすることができる。また、図３に示すように空調機１８２等の廃熱を熱源として用いて養水を加温してもよい。植物を養液栽培する場合には、栽培温度を一定とするために、栽培を行う栽培室内に空調機等を設けることが行われる。この場合には、栽培室内の室温調整をする空調機の廃熱を用いればよい。また、太陽熱温水パネルによる加温及び空調機の廃熱による加温の両方を用いる構成としてもよい。
【００２１】
自然エネルギー又は空調機の廃熱等を用いる場合には、季節によって熱源の容量が不足することも考えられる。この場合には、図４に示すようにヒーター等を用いた補助加温ユニット１０３Ｅを併用してもよい。
【００２２】
本実施形態においては、養水の加温温度は４０℃〜５０℃程度で十分である。このため、養水殺菌部１０３から栽培槽１０１に養水を供給する際に、大がかりな冷却機構を設ける必要がなく、空冷式又は水冷式の簡易な熱交換機からなる養水冷却部１０４を設ければ十分である。条件によっては配管による自然冷却だけで十分である。一方、供給する養水の温度を一定に管理するために、養水冷却部１０４を正確な温度制御ができる構成としてもよい。
【００２３】
以下に、本実施形態の放電ユニット１０３Ａについてさらに詳細に説明する。図５は、養水殺菌部１０３の一部を拡大して示している。図５において加温ユニット１０３Ｄの記載は省略している。図５に示すように放電ユニット１０３Ａは、放電電極１３１と、放電電極１３１を収容する絶縁容器１３３と、絶縁容器１３３を挟んで放電電極１３１と対向する位置に配置された対向電極１３５とを有している。放電電極１３１は偏平な板状であり、絶縁容器１３３の底部１４２に配置されている。放電電極１３１はステンレス又は銅等の導電性の金属材料とすればよい。絶縁容器１３３は、容器本体１３３Ａと蓋体１３３Ｂとを有している。蓋体１３３Ｂは開口１３３ａを有している。開口１３３ａは直径が０．０２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。対向電極１３５は、偏平な板状であり、複数の貫通孔１３５ａを有している。対向電極１３５は、開口１３３ａを挟んで放電電極１３１と対向するように、絶縁容器１３３と間隔をおいて配置されている。また、放電電極１３１と対向電極１３５とは、略平行となるように配置されていることが好ましい。対向電極１３５は、ステンレス又は真鍮等の導電性の金属材料とすればよい。対向電極１３５は、金属板に貫通孔が形成されたパンチングメタル形状だけでなく、ワイヤー等により形成されたメッシュ形状であってもよい。
【００２４】
放電電極１３１と対向電極１３５との間に直流電源１０３Ｃから直流電圧を印加することにより、放電電極１３１から対向電極１３５に向かってストリーマ放電が発生する。直流電源１０３Ｃは、放電電極１３１と対向電極１３５との間に瞬間的な高電圧を繰り返し印加するパルス電源ではなく、放電電極１３１と対向電極１３５との間に常に数キロボルトの直流電圧を印加する。直流電源１０５を用いてストリーマ放電を発生させるため、パルス電源等を用いる場合に比べて、電源部を簡素化することができ、コスト及びサイズを低減することができる。また、直流電源１０５を用いることによりパルス電源等を用いてストリーマ放電を発生させる場合と比べて、衝撃波及び騒音の発生を低減できるという利点も得られる。直流電源１０３Ｃの正極は放電電極１３１と接続され、負極は接地されている。また、直流電源１０３Ｃは、放電電極１３１と対向電極１３５との間の放電電力を一定に制御する定電力制御部（図示せず）を有している。
【００２５】
放電電極１３１を収容する絶縁容器１３３は、例えばセラミックス等の絶縁材料により形成されている。絶縁容器１３３は、一面（上面）が開放された容器本体１３３Ａと、容器本体１３３Ａの開放部を閉塞する板状の蓋体１３３Ｂとを有している。容器本体１３３Ａは、角型筒状の側壁部１４１と、側壁部１４１の底面を閉塞する底部１４２とを有している。放電電極１３１は、底部１４２の上に配置されている。側壁部１４１の高さは、放電電極１３１の厚さよりも厚く、放電電極１３１と蓋体１３３Ｂとの間には、空間Ｓが形成されている。空間Ｓには、養水を満たすことができる。
【００２６】
図５及び図６に示すように、蓋体１３３Ｂは、開口１３３ａを有している。開口１３３ａにより、放電電極１３１と対向電極１３５との間に電界が形成される。開口１３３ａの内径は、０．０２ｍｍ以上且つ０．５ｍｍ以下であることが好ましい。放電電極１３１が絶縁容器１３３の内部に収容され、対向電極１３５が絶縁容器１３３の外部に配置され、放電電極１３１と対向電極１３５との間に開口１３３ａが形成されている。このため、放電電極１３１と対向電極１３５との間を流れる電流は、開口１３３ａに狭窄され、放電電極１３１と対向電極１３５との間の電流経路における電流密度を上昇させることができる。また、開口１３３ａにおいて、電流密度が上昇することにより、ジュール熱が発生し、絶縁容器１３３内の養水を気化させ気泡を発生させることができる。このように、絶縁容器１３３は、電流狭窄部及び気相形成部として機能する。
【００２７】
以下に、放電ユニット１０３Ａの動作を説明する。放電ユニット１０３Ａに直流電圧が供給されていない場合には、図５に示すように絶縁容器１３３の内部の空間Ｓが養水で満たされた状態となっている。放電電極１３１と対向電極１３５との間に所定の直流電圧（例えば１ｋＶ）を印加すると、放電電極１３１と対向電極１３５との間に電界が形成される。放電電極１３１は、絶縁容器１３３に覆われているため、放電電極１３１から対向電極１３５への電流は、開口１３３ａに狭窄され、開口１３３ａにおける電流密度が高くなる。
【００２８】
直流電源１０５から放電ユニット１０３Ａへ電圧を供給すると、放電電極１３１と対向電極１３５との間に流れる電流によって、養水の温度が上昇する。特に、開口１３３ａの部分において電流密度が高くなるため、発生するジュール熱も大きくなる。このため、開口１３３ａの近傍において、気泡Ｂの発生が盛んになり、図７に示すように気泡Ｂが開口１３３ａのほぼ全域を覆う状態となる。これにより、放電電極１３１と対向電極１３５との間には、気泡Ｂと養水とが介在した状態となり、気泡Ｂは放電電極１３１と対向電極１３５との間の養水を介した導通を阻止する抵抗となる。従って、放電電極１３１と対向電極１３５との間の漏れ電流が抑制され、放電電極１３１と対向電極１３５との間に、所望の電位差が保たれるようになる。その結果、気泡Ｂ内において絶縁破壊に伴うストリーマ放電が発生する。
【００２９】
ストリーマ放電の発生に伴い、Ｈ２Ｏ２が発生し、殺菌槽１０３Ｂ中の養水がＨ２Ｏ２を含む状態となる。発生したＨ２Ｏ２は、ストリーマ放電に伴う熱によって殺菌槽１０３Ｂ内を対流する。また、放電ユニット１０３Ａにおいて発生する気泡Ｂの動きによっても水の対流が発生する。これにより、殺菌槽１０３Ｂ内におけるＨ２Ｏ２の拡散が促進される。Ｈ２Ｏ２により養水が殺菌されるが、Ｈ２Ｏ２が含まれた養水を加温ユニット１０３Ｄにより４０℃〜５０℃程度に加温することにより、殺菌槽１０３Ｂ内の養水をさらに効果的に殺菌できる。
【００３０】
なお、開口１３３ａは図８及び図９に示すように複数形成されていてもよい。図９においては、開口１３３ａが正方格子状に配置されている例を示しているが、長方格子状、三角格子状又は六方格子状等に配置されていてもよい。また、規則的に配置されていなくてもよい。但し、各開口１３３ａを流れる電流を均一にするためには、開口１３３ａが等間隔に配置されていることが好ましい。また、放電電極１３１は全ての開口１３３ａに跨るように配置されていることが好ましい。
【００３１】
また、図１０に示すように放電電極１３１、絶縁容器１３３及び対向電極１３５が一体に形成されたフランジユニット状の放電ユニット１０３Ａを用いてもよい。フランジユニット状の放電ユニット１０３Ａは、殺菌槽１０３Ｂの外側から内部に向かって挿入して固定すればよい。
【００３２】
放電ユニット１０３Ａは、大略の外形が円筒状に形成された絶縁容器１３３を有している。絶縁容器１３３は、容器本体１３３Ａと蓋体１３３Ｂとを有している。容器本体１３３Ａは、ガラス又は樹脂等の絶縁材料からなる。容器本体１３３Ａは、円筒状の基部１５１と、基部１５１から殺菌槽１０３Ｂ側に突出した筒状壁部１５２と、筒状壁部１５２の外縁部からさらに殺菌槽１０３Ｂ側に突出する環状凸部１５３と、環状凸部１５３からさらに栽培槽１０１側に突出した先端筒部１５４とを有している。基部１５１の軸心部には、円柱状の挿入口１５１ａが軸方向に貫通形成されている。筒状壁部１５２の内側には、挿入口１５１ａと同軸となり、且つ挿入口１５１ａよりも径が大きい円柱状の空間Ｓが形成されている。蓋体１３３Ｂは、略円板状に形成されて環状凸部１５３の内側に嵌合している。蓋体１３３Ｂは、セラミックス材料等からなる。蓋体１３３Ｂの軸心には、円形状の開口１３３ａが形成されている。
【００３３】
放電電極１３１は、軸直角断面が円形状となる縦長の棒状の電極である。放電電極１３１は、基部１５１の挿入口１５１ａに嵌合している。これにより、放電電極１３１は、絶縁容器１３３の内部に収容されている。放電電極１３１における殺菌槽１０３Ｂとは反対側の端部は、殺菌槽１０３Ｂの外部に露出した状態となる。このため、殺菌槽１０３Ｂの外部に配置される直流電源１０３Ｃと、放電電極１３１とを電気配線によって容易に接続することができる。
【００３４】
放電電極１３１における殺菌槽１０３Ｂ側の端部１３１ａは、絶縁容器１３３の内部の空間Ｓに臨んでいる。なお、図１０に示す例では、放電電極１３１の端部１３１ａが、挿入口１５１ａの開口面よりも殺菌槽１０３Ｂ側に突出しているが、端部１３１ａの先端面が挿入口１５１ａの開口面と略面一となった構成としてもよい。また、端部１３１ａが挿入口１５１ａの開口面よりも陥没した構成としてもよい。放電電極１３１の端部１３１ａと蓋体１３３Ｂとの間には、所定の間隔が確保されている。
【００３５】
対向電極１３５は、円筒状の電極本体１６１と、電極本体１６１から径方向外方へ突出する鍔部１６２とを有している。電極本体１６１は、絶縁容器１３３の容器本体１３３Ａに外嵌している。鍔部１６２は、殺菌槽１０３Ｂの壁部に固定されて放電ユニット１０３Ａを保持する固定部として機能する。電極本体１６１の殺菌槽１０３Ｂ側に突出した部分が水中に位置するように、放電ユニット１０３Ａは殺菌槽１０３Ｂに固定されている。
【００３６】
対向電極１３５は、電極本体１６１よりも径が小さい内側筒部１６３と、内側筒部１６３と電極本体１６１との間に亘って形成される連接部１６４とを有している。内側筒部１６３及び連接部１６４は、水中に水没した状態となっている。内側筒部１６３は、その内部に円柱空間１６７を有している。内側筒部１６３の軸方向の一端は、蓋体１３３Ｂと当接しており、蓋体１３３Ｂを保持する保持部として機能する。内側筒部１６３、連接部１６４及び電極本体１６１により形成された空間を先端筒部１５４が埋めるように形成されている。内側筒部１６３の軸方向の他端の側には、円柱空間１６７を覆うようにメッシュ状の漏電防止材１６８が設けられている。この漏電防止材１６８は、対向電極１３５と接触しており、実質的に接地されている。これにより、漏電防止材１６８は、殺菌槽１０３Ｂの内部の空間において、円柱空間１６７の内側から外側への漏電を防止している。
【００３７】
対向電極１３５は、電極本体１６１の一部が殺菌槽１０３Ｂの外部に露出された状態となる。このため、直流電源１０３Ｃと対向電極１３５とを電気配線によって容易に接続することができる。
【００３８】
放電ユニット１０３Ａに直流電圧が供給されていない場合には、図１０に示すように絶縁容器１３３の内部の空間Ｓが養水で満たされた状態となっている。放電電極１３１と対向電極１３５との間に所定の直流電圧（例えば１ｋＶ）を印加すると、空間Ｓの内部及び開口１３３ａの内部において、ジュール熱により気泡が発生する。
【００３９】
放電ユニット１０３Ａへの電圧の供給をさらに続けると、図１１に示すように開口１３３ａに形成される気泡Ｂが安定し、気泡Ｂが開口１３３ａのほぼ全体を覆う状態となる。これにより、円柱空間１６７内の養水と、放電電極１３１との間に気泡Ｂによる抵抗が付与される。従って、放電電極１３１と対向電極１３５との間の電位差が保たれ、気泡Ｂによりストリーマ放電が発生する。ストリーマ放電により、Ｈ２Ｏ２が発生し、殺菌槽１０３Ｂ中の養水にはＨ２Ｏ２が含まれた状態となる。Ｈ２Ｏ２を含む養水を加温ユニット１０３Ｄにより４０℃〜５０℃程度に加温することにより、殺菌槽１０３Ｂ内の養水が殺菌される。
【００４０】
なお、図１２に示すように開口１３３ａを複数形成してもよい。図１２に示す例では、蓋体１３３Ｂの軸心を中心とする仮想ピッチ円上に、５つの開口１３３ａが等間隔で配置されている。蓋体１３３Ｂに複数の開口１３３ａを形成することにより、それぞれの開口１３３ａの近傍においてストリーマ放電を生じされることができる。
【００４１】
直流電源１０３Ｃに、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設ける例を示したが、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てもよい。定電流制御を行うことにより、養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。
【００４２】
また、放電電極１３１に直流電源１０３Ｃの正極を接続し、対向電極１３５に直流電源１０３Ｃの負極を接続する例を示したが、放電電極１３１に正極を接続し対向電極１３５に正極を接続し、いわゆるマイナス放電を行うようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る植物栽培装置及び栽培方法は、養水の殺菌に要するエネルギーを低減し、植物栽培におけるエネルギー効率を向上でき、植物栽培装置及び栽培方法等として有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１０１ 栽培槽
１０２ 養水供給部
１０３ 養水殺菌部
１０３Ａ 放電ユニット
１０３Ｂ 殺菌槽
１０３Ｃ 直流電源
１０３Ｄ 加温ユニット
１０３Ｅ 補助加温ユニット
１０４ 養水冷却部
１０５ 直流電源
１３１ 放電電極
１３１ａ 端部
１３３ 絶縁容器
１３３Ａ 容器本体
１３３Ｂ 蓋体
１３３ａ 開口
１３５ 対向電極
１３５ａ 貫通孔
１４１ 側壁部
１４２ 底部
１５１ 基部
１５１ａ 挿入口
１５２ 筒状壁部
１５３ 環状凸部
１５４ 先端筒部
１６１ 電極本体
１６２ 鍔部
１６３ 内側筒部
１６４ 連接部
１６７ 円柱空間
１６８ 漏電防止材
１８１ 太陽熱温水パネル
１８２ 空調機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物栽培装置及び栽培方法に関し、特に養水の殺菌に水中ストリーマ放電を用いる植物栽培装置及び栽培方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固形培地や水中に根系を形成させ、液肥と希釈水とを所定比率で混合した培養液（養水）により生育に必要な栄養成分を与えて、土壌を用いることなく作物などの植物を栽培する養液栽培が注目を集めている。養液栽培では、植物の生育環境を制御しているため、生産物の品質を一定に保つことができる。また、土壌を用いないため連作障害を生じさせることなく連作することが可能となる。しかし、養液栽培において一旦病害が発生すると、均一な環境であるため短時間のうちに急速に拡大し栽培植物が全滅するおそれがある。このため、病害の発生防止が非常に重要である。
【０００３】
養液栽培において病害を予防する方法として、養水を加熱殺菌することが検討されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１１７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の養水を加熱殺菌する養液栽培方法は、加熱のために膨大なエネルギーを必要とするという問題を有している。また、一般的な加熱殺菌では養水を８０℃以上の高温にする必要があり、殺菌後の養水を十分に冷却しなければならない。養水の冷却には電力を必要としたり、複雑な機構を必要としたりする。
【０００６】
本発明は、前記の問題を解決し、養水の殺菌に要するエネルギーを低減し、エネルギー効率が高い植物栽培装置及び栽培方法を実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するため、例示の植物栽培装置は、養水供給部に水中ストリーマ放電を発生させる放電ユニットと養水を加温する加温ユニットとを有する養水殺菌部が設けられている。
【０００８】
本発明に係る植物栽培装置は、植物を養液栽培するための栽培槽（101）と、栽培槽（101）に養水を循環供給する養水供給部（102）とを備え、養水供給部（102）は、養水殺菌部（103）を有し、養水殺菌部（103）は、殺菌槽（103B）、殺菌槽（103B）内において水中ストリーマ放電を発生させる放電ユニット（103A）、放電ユニット（103A）に直流電圧を供給する直流電源（103C）及び殺菌槽（103B）内の養水を加温する加温ユニット（103D）を有し、放電ユニット（103A）は、放電電極(131)と、放電電極（131）を収容し、開口を有する絶縁容器（133）と、開口と対向する位置に配置された対向電極（135）とを有している。
【０００９】
本発明の植物栽培装置は、養水殺菌部（103）が殺菌槽（103B）内において水中ストリーマ放電を発生させる放電ユニット（103A）を有している。水中ストリーマ放電を発生させることにより、過酸化水素を容易に供給することができる。過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）は、殺菌作用を有するだけでなくオゾン等と比べて植物にとって安全で且つ廃棄が容易である等の利点を有している。また、養水を加温する加温ユニット（103D）を有しており、過酸化水素を含む養水を加温することにより殺菌の効率をさらに向上させることができる。加熱により養水を殺菌する場合と比べ養水の温度を高くする必要がないため、養水の殺菌に要するエネルギーを低減できる。また、養水の温度を低く抑えることができるため、殺菌後の養水を冷却するために要するエネルギーも節約できる。
【００１０】
本発明の植物栽培装置において、加温ユニット（103D）は、太陽熱温水パネルを用いても、空調機の廃熱を用いてもよい。このような構成とすることにより、植物栽培装置のエネルギー効率をさらに向上させることができる。
【００１１】
本発明の植物栽培装置において、養水殺菌部（103）は、ヒーターを用いた補助加温ユニット（103E）を有していてもよい。
【００１２】
本発明に係る植物栽培装置において、養水供給部（102）は、養水殺菌部（103）と栽培槽（101）との間の経路に設けられた養水冷却部（104）を有していてもよい。
【００１３】
本発明に係る植物栽培方法は、養水中において水中ストリーマ放電を発生させることにより、養水中に過酸化水素を供給すると共に、過酸化水素を供給した養水を加温することにより、養水を殺菌するステップと、植物を養液栽培する栽培槽に殺菌した養水を供給するステップとを有し、水中ストリーマ放電は、放電電極(131)と、放電電極（131）を収容し、開口を有する絶縁容器（133）と、開口と対向する位置に配置された対向電極（135）とを有する放電ユニット（103A）を用い、放電電極（131）と対向電極（135）との間に直流電圧を印加することにより発生させる。
【００１４】
本発明の植物栽培方法において、過酸化水素水を供給した養水の加温は、太陽熱又は空調機の廃熱により行えばよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る植物栽培装置及び栽培方法によれば、養水の殺菌に要するエネルギーを低減し、効率良く植物を栽培できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態に係る植物栽培装置を示す図である。
【図２】加温ユニットの一例を示す図である。
【図３】加温ユニットの一例を示す図である。
【図４】一実施形態に係る植物栽培装置の変形例を示す図である。
【図５】養水殺菌部を拡大して示す断面図である。
【図６】放電ユニットの絶縁容器を示す斜視図である。
【図７】放電ユニットへの電圧の印加により気泡が発生した状態を示す断面図である。
【図８】放電ユニットの第１変形例を示す断面図である。
【図９】放電ユニットの第１変形例における絶縁容器を示す斜視図である。
【図１０】放電ユニットの第２変形例を示す断面図である。
【図１１】放電ユニットの第２変形例において電圧の印加により気泡が発生した状態を示す断面図である。
【図１２】放電ユニットの第３変形例における絶縁容器の蓋体を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１に示すように、本実施形態に係る植物栽培装置は、植物を養液栽培するための栽培槽１０１と、栽培槽１０１に養水を循環供給する養水供給部１０２とを備えている。養水供給部１０２は、養水を殺菌する養水殺菌部１０３を有している。栽培槽１０１には、養水殺菌部１０３により殺菌された養水が養水冷却部１０４を介して供給される。
【００１８】
栽培槽１０１は、植物を栽培するための栽培槽である。植物の栽培方法は、培地等を用いる固形培地栽培であってもロックウール等からなるマットを用いる水耕栽培であってもよい。また、土壌を用いる養液土耕等であってもよい。
【００１９】
養水殺菌部１０３は、殺菌槽１０３Ｂと、殺菌槽１０３Ｂの内部に配置され、殺菌槽１０３Ｂ内の養水中において水中ストリーマ放電を発生させる放電ユニット１０３Ａと、放電ユニット１０３Ａに直流電圧を供給する直流電源１０３Ｃと、殺菌槽１０３Ｂ内の養水を加温する加温ユニット１０３Ｄとを有している。
【００２０】
殺菌槽１０３Ｂは、養水を貯水し且つ殺菌するための容器であり、空気中の雑菌及びゴミ等が侵入しにくい容器とすることが好ましい。放電ユニット１０３Ａにより養水中において水中ストリーマ放電を発生させることにより、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）が発生し、養水中に供給される。通常、養水を殺菌するためには、養水を８０℃以上に加熱する必要がある。しかし、養水中にＨ２Ｏ２が含まれている場合には、４０℃〜５０℃程度に加温すれば十分な殺菌効果が得られる。従って、加温ユニット１０３Ｄに容量が大きいヒーター等を用いる必要がない。例えば、図２に示すように太陽熱温水パネル１８１を用い、養水を太陽熱により加温すればよい。また、太陽熱温水パネル１８１により生成された温水を熱源として養水を加温してもよい。太陽熱等の自然エネルギーを用いることにより、環境に配慮した植物栽培装置とすることができる。また、図３に示すように空調機１８２等の廃熱を熱源として用いて養水を加温してもよい。植物を養液栽培する場合には、栽培温度を一定とするために、栽培を行う栽培室内に空調機等を設けることが行われる。この場合には、栽培室内の室温調整をする空調機の廃熱を用いればよい。また、太陽熱温水パネルによる加温及び空調機の廃熱による加温の両方を用いる構成としてもよい。
【００２１】
自然エネルギー又は空調機の廃熱等を用いる場合には、季節によって熱源の容量が不足することも考えられる。この場合には、図４に示すようにヒーター等を用いた補助加温ユニット１０３Ｅを併用してもよい。
【００２２】
本実施形態においては、養水の加温温度は４０℃〜５０℃程度で十分である。このため、養水殺菌部１０３から栽培槽１０１に養水を供給する際に、大がかりな冷却機構を設ける必要がなく、空冷式又は水冷式の簡易な熱交換機からなる養水冷却部１０４を設ければ十分である。条件によっては配管による自然冷却だけで十分である。一方、供給する養水の温度を一定に管理するために、養水冷却部１０４を正確な温度制御ができる構成としてもよい。
【００２３】
以下に、本実施形態の放電ユニット１０３Ａについてさらに詳細に説明する。図５は、養水殺菌部１０３の一部を拡大して示している。図５において加温ユニット１０３Ｄの記載は省略している。図５に示すように放電ユニット１０３Ａは、放電電極１３１と、放電電極１３１を収容する絶縁容器１３３と、絶縁容器１３３を挟んで放電電極１３１と対向する位置に配置された対向電極１３５とを有している。放電電極１３１は偏平な板状であり、絶縁容器１３３の底部１４２に配置されている。放電電極１３１はステンレス又は銅等の導電性の金属材料とすればよい。絶縁容器１３３は、容器本体１３３Ａと蓋体１３３Ｂとを有している。蓋体１３３Ｂは開口１３３ａを有している。開口１３３ａは直径が０．０２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。対向電極１３５は、偏平な板状であり、複数の貫通孔１３５ａを有している。対向電極１３５は、開口１３３ａを挟んで放電電極１３１と対向するように、絶縁容器１３３と間隔をおいて配置されている。また、放電電極１３１と対向電極１３５とは、略平行となるように配置されていることが好ましい。対向電極１３５は、ステンレス又は真鍮等の導電性の金属材料とすればよい。対向電極１３５は、金属板に貫通孔が形成されたパンチングメタル形状だけでなく、ワイヤー等により形成されたメッシュ形状であってもよい。
【００２４】
放電電極１３１と対向電極１３５との間に直流電源１０３Ｃから直流電圧を印加することにより、放電電極１３１から対向電極１３５に向かってストリーマ放電が発生する。直流電源１０３Ｃは、放電電極１３１と対向電極１３５との間に瞬間的な高電圧を繰り返し印加するパルス電源ではなく、放電電極１３１と対向電極１３５との間に常に数キロボルトの直流電圧を印加する。直流電源１０５を用いてストリーマ放電を発生させるため、パルス電源等を用いる場合に比べて、電源部を簡素化することができ、コスト及びサイズを低減することができる。また、直流電源１０５を用いることによりパルス電源等を用いてストリーマ放電を発生させる場合と比べて、衝撃波及び騒音の発生を低減できるという利点も得られる。直流電源１０３Ｃの正極は放電電極１３１と接続され、負極は接地されている。また、直流電源１０３Ｃは、放電電極１３１と対向電極１３５との間の放電電力を一定に制御する定電力制御部（図示せず）を有している。
【００２５】
放電電極１３１を収容する絶縁容器１３３は、例えばセラミックス等の絶縁材料により形成されている。絶縁容器１３３は、一面（上面）が開放された容器本体１３３Ａと、容器本体１３３Ａの開放部を閉塞する板状の蓋体１３３Ｂとを有している。容器本体１３３Ａは、角型筒状の側壁部１４１と、側壁部１４１の底面を閉塞する底部１４２とを有している。放電電極１３１は、底部１４２の上に配置されている。側壁部１４１の高さは、放電電極１３１の厚さよりも厚く、放電電極１３１と蓋体１３３Ｂとの間には、空間Ｓが形成されている。空間Ｓには、養水を満たすことができる。
【００２６】
図５及び図６に示すように、蓋体１３３Ｂは、開口１３３ａを有している。開口１３３ａにより、放電電極１３１と対向電極１３５との間に電界が形成される。開口１３３ａの内径は、０．０２ｍｍ以上且つ０．５ｍｍ以下であることが好ましい。放電電極１３１が絶縁容器１３３の内部に収容され、対向電極１３５が絶縁容器１３３の外部に配置され、放電電極１３１と対向電極１３５との間に開口１３３ａが形成されている。このため、放電電極１３１と対向電極１３５との間を流れる電流は、開口１３３ａに狭窄され、放電電極１３１と対向電極１３５との間の電流経路における電流密度を上昇させることができる。また、開口１３３ａにおいて、電流密度が上昇することにより、ジュール熱が発生し、絶縁容器１３３内の養水を気化させ気泡を発生させることができる。このように、絶縁容器１３３は、電流狭窄部及び気相形成部として機能する。
【００２７】
以下に、放電ユニット１０３Ａの動作を説明する。放電ユニット１０３Ａに直流電圧が供給されていない場合には、図５に示すように絶縁容器１３３の内部の空間Ｓが養水で満たされた状態となっている。放電電極１３１と対向電極１３５との間に所定の直流電圧（例えば１ｋＶ）を印加すると、放電電極１３１と対向電極１３５との間に電界が形成される。放電電極１３１は、絶縁容器１３３に覆われているため、放電電極１３１から対向電極１３５への電流は、開口１３３ａに狭窄され、開口１３３ａにおける電流密度が高くなる。
【００２８】
直流電源１０５から放電ユニット１０３Ａへ電圧を供給すると、放電電極１３１と対向電極１３５との間に流れる電流によって、養水の温度が上昇する。特に、開口１３３ａの部分において電流密度が高くなるため、発生するジュール熱も大きくなる。このため、開口１３３ａの近傍において、気泡Ｂの発生が盛んになり、図７に示すように気泡Ｂが開口１３３ａのほぼ全域を覆う状態となる。これにより、放電電極１３１と対向電極１３５との間には、気泡Ｂと養水とが介在した状態となり、気泡Ｂは放電電極１３１と対向電極１３５との間の養水を介した導通を阻止する抵抗となる。従って、放電電極１３１と対向電極１３５との間の漏れ電流が抑制され、放電電極１３１と対向電極１３５との間に、所望の電位差が保たれるようになる。その結果、気泡Ｂ内において絶縁破壊に伴うストリーマ放電が発生する。
【００２９】
ストリーマ放電の発生に伴い、Ｈ２Ｏ２が発生し、殺菌槽１０３Ｂ中の養水がＨ２Ｏ２を含む状態となる。発生したＨ２Ｏ２は、ストリーマ放電に伴う熱によって殺菌槽１０３Ｂ内を対流する。また、放電ユニット１０３Ａにおいて発生する気泡Ｂの動きによっても水の対流が発生する。これにより、殺菌槽１０３Ｂ内におけるＨ２Ｏ２の拡散が促進される。Ｈ２Ｏ２により養水が殺菌されるが、Ｈ２Ｏ２が含まれた養水を加温ユニット１０３Ｄにより４０℃〜５０℃程度に加温することにより、殺菌槽１０３Ｂ内の養水をさらに効果的に殺菌できる。
【００３０】
なお、開口１３３ａは図８及び図９に示すように複数形成されていてもよい。図９においては、開口１３３ａが正方格子状に配置されている例を示しているが、長方格子状、三角格子状又は六方格子状等に配置されていてもよい。また、規則的に配置されていなくてもよい。但し、各開口１３３ａを流れる電流を均一にするためには、開口１３３ａが等間隔に配置されていることが好ましい。また、放電電極１３１は全ての開口１３３ａに跨るように配置されていることが好ましい。
【００３１】
また、図１０に示すように放電電極１３１、絶縁容器１３３及び対向電極１３５が一体に形成されたフランジユニット状の放電ユニット１０３Ａを用いてもよい。フランジユニット状の放電ユニット１０３Ａは、殺菌槽１０３Ｂの外側から内部に向かって挿入して固定すればよい。
【００３２】
放電ユニット１０３Ａは、大略の外形が円筒状に形成された絶縁容器１３３を有している。絶縁容器１３３は、容器本体１３３Ａと蓋体１３３Ｂとを有している。容器本体１３３Ａは、ガラス又は樹脂等の絶縁材料からなる。容器本体１３３Ａは、円筒状の基部１５１と、基部１５１から殺菌槽１０３Ｂ側に突出した筒状壁部１５２と、筒状壁部１５２の外縁部からさらに殺菌槽１０３Ｂ側に突出する環状凸部１５３と、環状凸部１５３からさらに栽培槽１０１側に突出した先端筒部１５４とを有している。基部１５１の軸心部には、円柱状の挿入口１５１ａが軸方向に貫通形成されている。筒状壁部１５２の内側には、挿入口１５１ａと同軸となり、且つ挿入口１５１ａよりも径が大きい円柱状の空間Ｓが形成されている。蓋体１３３Ｂは、略円板状に形成されて環状凸部１５３の内側に嵌合している。蓋体１３３Ｂは、セラミックス材料等からなる。蓋体１３３Ｂの軸心には、円形状の開口１３３ａが形成されている。
【００３３】
放電電極１３１は、軸直角断面が円形状となる縦長の棒状の電極である。放電電極１３１は、基部１５１の挿入口１５１ａに嵌合している。これにより、放電電極１３１は、絶縁容器１３３の内部に収容されている。放電電極１３１における殺菌槽１０３Ｂとは反対側の端部は、殺菌槽１０３Ｂの外部に露出した状態となる。このため、殺菌槽１０３Ｂの外部に配置される直流電源１０３Ｃと、放電電極１３１とを電気配線によって容易に接続することができる。
【００３４】
放電電極１３１における殺菌槽１０３Ｂ側の端部１３１ａは、絶縁容器１３３の内部の空間Ｓに臨んでいる。なお、図１０に示す例では、放電電極１３１の端部１３１ａが、挿入口１５１ａの開口面よりも殺菌槽１０３Ｂ側に突出しているが、端部１３１ａの先端面が挿入口１５１ａの開口面と略面一となった構成としてもよい。また、端部１３１ａが挿入口１５１ａの開口面よりも陥没した構成としてもよい。放電電極１３１の端部１３１ａと蓋体１３３Ｂとの間には、所定の間隔が確保されている。
【００３５】
対向電極１３５は、円筒状の電極本体１６１と、電極本体１６１から径方向外方へ突出する鍔部１６２とを有している。電極本体１６１は、絶縁容器１３３の容器本体１３３Ａに外嵌している。鍔部１６２は、殺菌槽１０３Ｂの壁部に固定されて放電ユニット１０３Ａを保持する固定部として機能する。電極本体１６１の殺菌槽１０３Ｂ側に突出した部分が水中に位置するように、放電ユニット１０３Ａは殺菌槽１０３Ｂに固定されている。
【００３６】
対向電極１３５は、電極本体１６１よりも径が小さい内側筒部１６３と、内側筒部１６３と電極本体１６１との間に亘って形成される連接部１６４とを有している。内側筒部１６３及び連接部１６４は、水中に水没した状態となっている。内側筒部１６３は、その内部に円柱空間１６７を有している。内側筒部１６３の軸方向の一端は、蓋体１３３Ｂと当接しており、蓋体１３３Ｂを保持する保持部として機能する。内側筒部１６３、連接部１６４及び電極本体１６１により形成された空間を先端筒部１５４が埋めるように形成されている。内側筒部１６３の軸方向の他端の側には、円柱空間１６７を覆うようにメッシュ状の漏電防止材１６８が設けられている。この漏電防止材１６８は、対向電極１３５と接触しており、実質的に接地されている。これにより、漏電防止材１６８は、殺菌槽１０３Ｂの内部の空間において、円柱空間１６７の内側から外側への漏電を防止している。
【００３７】
対向電極１３５は、電極本体１６１の一部が殺菌槽１０３Ｂの外部に露出された状態となる。このため、直流電源１０３Ｃと対向電極１３５とを電気配線によって容易に接続することができる。
【００３８】
放電ユニット１０３Ａに直流電圧が供給されていない場合には、図１０に示すように絶縁容器１３３の内部の空間Ｓが養水で満たされた状態となっている。放電電極１３１と対向電極１３５との間に所定の直流電圧（例えば１ｋＶ）を印加すると、空間Ｓの内部及び開口１３３ａの内部において、ジュール熱により気泡が発生する。
【００３９】
放電ユニット１０３Ａへの電圧の供給をさらに続けると、図１１に示すように開口１３３ａに形成される気泡Ｂが安定し、気泡Ｂが開口１３３ａのほぼ全体を覆う状態となる。これにより、円柱空間１６７内の養水と、放電電極１３１との間に気泡Ｂによる抵抗が付与される。従って、放電電極１３１と対向電極１３５との間の電位差が保たれ、気泡Ｂによりストリーマ放電が発生する。ストリーマ放電により、Ｈ２Ｏ２が発生し、殺菌槽１０３Ｂ中の養水にはＨ２Ｏ２が含まれた状態となる。Ｈ２Ｏ２を含む養水を加温ユニット１０３Ｄにより４０℃〜５０℃程度に加温することにより、殺菌槽１０３Ｂ内の養水が殺菌される。
【００４０】
なお、図１２に示すように開口１３３ａを複数形成してもよい。図１２に示す例では、蓋体１３３Ｂの軸心を中心とする仮想ピッチ円上に、５つの開口１３３ａが等間隔で配置されている。蓋体１３３Ｂに複数の開口１３３ａを形成することにより、それぞれの開口１３３ａの近傍においてストリーマ放電を生じされることができる。
【００４１】
直流電源１０３Ｃに、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設ける例を示したが、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てもよい。定電流制御を行うことにより、養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。
【００４２】
また、放電電極１３１に直流電源１０３Ｃの正極を接続し、対向電極１３５に直流電源１０３Ｃの負極を接続する例を示したが、放電電極１３１に正極を接続し対向電極１３５に正極を接続し、いわゆるマイナス放電を行うようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る植物栽培装置及び栽培方法は、養水の殺菌に要するエネルギーを低減し、植物栽培におけるエネルギー効率を向上でき、植物栽培装置及び栽培方法等として有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１０１ 栽培槽
１０２ 養水供給部
１０３ 養水殺菌部
１０３Ａ 放電ユニット
１０３Ｂ 殺菌槽
１０３Ｃ 直流電源
１０３Ｄ 加温ユニット
１０３Ｅ 補助加温ユニット
１０４ 養水冷却部
１０５ 直流電源
１３１ 放電電極
１３１ａ 端部
１３３ 絶縁容器
１３３Ａ 容器本体
１３３Ｂ 蓋体
１３３ａ 開口
１３５ 対向電極
１３５ａ 貫通孔
１４１ 側壁部
１４２ 底部
１５１ 基部
１５１ａ 挿入口
１５２ 筒状壁部
１５３ 環状凸部
１５４ 先端筒部
１６１ 電極本体
１６２ 鍔部
１６３ 内側筒部
１６４ 連接部
１６７ 円柱空間
１６８ 漏電防止材
１８１ 太陽熱温水パネル
１８２ 空調機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物を養液栽培するための栽培槽（101）と、
前記栽培槽（101）に養水を循環供給する養水供給部（102）とを備え、
前記養水供給部（102）は、養水殺菌部（103）を有し、
前記養水殺菌部（103）は、殺菌槽（103B）、該殺菌槽（103B）内において水中ストリーマ放電を発生させる放電ユニット（103A）、該放電ユニット（103A）に直流電圧を供給する直流電源（103C）及び殺菌槽（103B）内の養水を加温する加温ユニット（103D）を有し、
前記放電ユニット（103A）は、放電電極(131)と、該放電電極（131）を収容し、開口を有する絶縁容器（133）と、前記開口と対向する位置に配置された対向電極（135）とを有していることを特徴とする植物栽培装置。
【請求項２】
前記加温ユニット（103D）は、太陽熱温水パネルを用いることを特徴とする請求項１に記載の植物栽培装置。
【請求項３】
前記加温ユニット（103D）は、空調機の廃熱を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の植物栽培装置。
【請求項４】
前記養水殺菌部（103）は、ヒーターを用いた補助加温ユニット（103E）を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の植物栽培装置。
【請求項５】
前記養水供給部（102）は、前記養水殺菌部（103）と前記栽培槽（101）との間の経路に設けられた養水冷却部（104）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項に記載の植物栽培装置。
【請求項６】
養水中において水中ストリーマ放電を発生させることにより、前記養水中に過酸化水素を供給すると共に、前記過酸化水素を供給した養水を加温することにより、前記養水を殺菌するステップと、
殺菌した前記養水を植物を養液栽培する栽培槽に供給するステップとを有し、
前記水中ストリーマ放電は、放電電極(131)と、該放電電極（131）を収容し、開口を有する絶縁容器（133）と、前記開口と対向する位置に配置された対向電極（135）とを有する放電ユニット（103A）を用い、前記放電電極（131）と前記対向電極（135）との間に直流電圧を印加することにより発生させることを特徴とする植物栽培方法。
【請求項７】
前記過酸化水素水を供給した養水の加温は、太陽熱又は空調機の廃熱により行うことを特徴とする請求項６に記載の植物栽培方法。
【請求項１】
植物を養液栽培するための栽培槽（101）と、
前記栽培槽（101）に養水を循環供給する養水供給部（102）とを備え、
前記養水供給部（102）は、養水殺菌部（103）を有し、
前記養水殺菌部（103）は、殺菌槽（103B）、該殺菌槽（103B）内において水中ストリーマ放電を発生させる放電ユニット（103A）、該放電ユニット（103A）に直流電圧を供給する直流電源（103C）及び殺菌槽（103B）内の養水を加温する加温ユニット（103D）を有し、
前記放電ユニット（103A）は、放電電極(131)と、該放電電極（131）を収容し、開口を有する絶縁容器（133）と、前記開口と対向する位置に配置された対向電極（135）とを有していることを特徴とする植物栽培装置。
【請求項２】
前記加温ユニット（103D）は、太陽熱温水パネルを用いることを特徴とする請求項１に記載の植物栽培装置。
【請求項３】
前記加温ユニット（103D）は、空調機の廃熱を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の植物栽培装置。
【請求項４】
前記養水殺菌部（103）は、ヒーターを用いた補助加温ユニット（103E）を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の植物栽培装置。
【請求項５】
前記養水供給部（102）は、前記養水殺菌部（103）と前記栽培槽（101）との間の経路に設けられた養水冷却部（104）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項に記載の植物栽培装置。
【請求項６】
養水中において水中ストリーマ放電を発生させることにより、前記養水中に過酸化水素を供給すると共に、前記過酸化水素を供給した養水を加温することにより、前記養水を殺菌するステップと、
殺菌した前記養水を植物を養液栽培する栽培槽に供給するステップとを有し、
前記水中ストリーマ放電は、放電電極(131)と、該放電電極（131）を収容し、開口を有する絶縁容器（133）と、前記開口と対向する位置に配置された対向電極（135）とを有する放電ユニット（103A）を用い、前記放電電極（131）と前記対向電極（135）との間に直流電圧を印加することにより発生させることを特徴とする植物栽培方法。
【請求項７】
前記過酸化水素水を供給した養水の加温は、太陽熱又は空調機の廃熱により行うことを特徴とする請求項６に記載の植物栽培方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−７０７１５（Ｐ２０１２−７０７１５Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２０１２７（Ｐ２０１０−２２０１２７）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
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