(57)【要約】【課題】微細バブルとして異なる気体を含むバブル水を生成する。【解決手段】微細バブルを含むバブル水を生成するバブル水生成装置１００であって、アルカリイオン水を供給する水供給部１と、ユーザの操作を受け付ける操作受付部８１と、操作受付部８１が受け付けた操作に基づいて複数の気体から一以上の気体を選択する選択部８４と、水供給部１が供給したアルカリイオン水に、選択部８４が選択した一以上の気体を注入することにより、微細バブルを含むバブル水を生成するバブル水生成部６と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細バブルを含むバブル水を生成するバブル水生成装置であって、
アルカリイオン水を供給する水供給部と、
ユーザの操作を受け付ける操作受付部と、
前記操作受付部が受け付けた操作に基づいて複数の気体から一以上の気体を選択する選択部と、
前記水供給部が供給した前記アルカリイオン水に、前記選択部が選択した前記一以上の気体を注入することにより、前記微細バブルを含む前記バブル水を生成するバブル水生成部と、
を有するバブル水生成装置。
【請求項２】
前記複数の気体をそれぞれ収容するための複数のタンクと、
前記選択部が選択した気体を収容するタンクから当該気体を前記バブル水生成部に供給するバルブと、をさらに有する、
請求項１に記載のバブル水生成装置。
【請求項３】
前記複数のタンクとして、酸素を収容するためのタンク、水素を収容するためのタンク、窒素を収容するためのタンク及び二酸化炭素を収容するためのタンクの少なくともいずれかを有する、
請求項２に記載のバブル水生成装置。
【請求項４】
タンクに収容された気体を前記バブル水生成部に注入するか、タンクに収容された気体を前記バブル水の生成に用いることなく放出するかを切り替えるための切替部をさらに有する、
請求項１から３のいずれか一項に記載のバブル水生成装置。
【請求項５】
前記操作受付部は、前記バブル水の用途を入力する前記ユーザの操作を受け付け、
前記選択部は、前記操作受付部が受け付けた前記用途に基づいて、前記複数の気体から一以上の気体を選択する、
請求項１から４のいずれか一項に記載のバブル水生成装置。
【請求項６】
周辺環境の状態を特定する特定部をさらに有し、
前記選択部は、前記特定部が特定した前記状態に基づいて、前記複数の気体から一以上の気体を選択する、
請求項１から５のいずれか一項に記載のバブル水生成装置。
【請求項７】
前記選択部は、周辺環境の状態を示す情報と、複数のタンクに収容された複数の気体のうちのどの気体を選択したかを示す選択情報と、生成されたバブル水の評価結果を示す評価情報とを教師データとして学習した機械学習モデルに前記特定部が特定した状態を示す情報を入力することにより前記機械学習モデルから出力される、気体を選択するための情報に基づいて、前記複数の気体から一以上の気体を選択する、
請求項６に記載のバブル水生成装置。
【請求項８】
前記操作受付部は、ネットワークを介して、前記複数の気体から一以上の気体を選択するための遠隔操作を受け付ける、
請求項１から７のいずれか一項に記載のバブル水生成装置。
【請求項９】
前記操作受付部は、複数の種類の前記バブル水の生成を指示するための操作を受け付け、
前記選択部は、前記複数の気体から、複数の種類の前記バブル水に対応する種別が異なる気体を順次選択する、
請求項１から８のいずれか一項に記載のバブル水生成装置。
【請求項１０】
前記選択部は、前記操作受付部が受け付けた操作に基づいて複数の液体から一以上の液体を選択し、
前記バブル水生成部は、前記微細バブルとともに前記選択部が選択した液体を含む前記バブル水を生成する、
請求項１から９のいずれか一項に記載のバブル水生成装置。
【請求項１１】
微細バブルを含むバブル水を生成するバブル水生成方法であって、
アルカリイオン水を供給するステップと、
ユーザの操作を受け付けるステップと、
受け付けた操作に基づいて複数の気体から一以上の気体を選択するステップと、
供給した前記アルカリイオン水に、選択した前記一以上の気体を注入することにより、前記微細バブルを含む前記バブル水を生成するステップと、
を有するバブル水生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細バブルを含む水を生成するバブル水生成装置及びバブル水生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水中におけるナノサイズ以下のごく小さな空気泡（微細バブル）は、比較的高い表面活性を有する。このため、微細バブルを含むバブル水を清掃水として使用することが行われている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７９９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
微細バブルとしてオゾンを含むバブル水は、殺菌作用を有する。一方、微細バブルとして水素を含むバブル水は、還元作用を有する。従来の微細バブル水生成装置では、微細バブルとして一つの気体のみが使用可能であったため、ユーザは、バブル水の用途に応じて、微細バブルとして異なる気体を含むバブル水を生成することができないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、用途によって異なる気体の微細バブルを含むバブル水を生成することができるバブル水生成装置及びバブル水生成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様のバブル水生成装置は、微細バブルを含むバブル水を生成するバブル水生成装置であって、アルカリイオン水を供給する水供給部と、ユーザの操作を受け付ける操作受付部と、前記操作受付部が受け付けた操作に基づいて複数の気体から一以上の気体を選択する選択部と、前記水供給部が供給した前記アルカリイオン水に、前記選択部が選択した前記一以上の気体を注入することにより、前記微細バブルを含む前記バブル水を生成するバブル水生成部と、を有する。
【０００７】
前記バブル水生成装置は、前記複数の気体をそれぞれ収容するための複数のタンクと、前記選択部が選択した気体を収容するタンクから当該気体を前記バブル水生成部に供給するバルブと、をさらに有してもよい。前記バブル水生成装置は、前記複数のタンクとして、酸素を収容するためのタンク、水素を収容するためのタンク、窒素を収容するためのタンク及び二酸化炭素を収容するためのタンクの少なくともいずれかを有してもよい。
【０００８】
前記バブル水生成装置は、タンクに収容された気体を前記バブル水生成部に注入するか、タンクに収容された気体を前記バブル水の生成に用いることなく放出するかを切り替えるための切替部をさらに有してもよい。前記操作受付部は、前記バブル水の用途を入力する前記ユーザの操作を受け付け、前記選択部は、前記操作受付部が受け付けた前記用途に基づいて、前記複数の気体から一以上の気体を選択してもよい。
【０００９】
前記バブル水生成装置は、周辺環境の状態を特定する特定部をさらに有し、前記選択部は、前記特定部が特定した前記状態に基づいて、前記複数の気体から一以上の気体を選択してもよい。前記選択部は、周辺環境の状態を示す情報と、複数のタンクに収容された複数の気体のうちのどの気体を選択したかを示す選択情報と、生成されたバブル水の評価結果を示す評価情報とを教師データとして学習した機械学習モデルに前記特定部が特定した状態を示す情報を入力することにより前記機械学習モデルから出力される、気体を選択するための情報に基づいて、前記複数の気体から一以上の気体を選択してもよい。
【００１０】
前記操作受付部は、ネットワークを介して、前記複数の気体から一以上の気体を選択するための遠隔操作を受け付けてもよい。前記操作受付部は、複数の種類の前記バブル水の生成を指示するための操作を受け付け、前記選択部は、前記複数の気体から、複数の種類の前記バブル水に対応する種別が異なる気体を順次選択してもよい。
【００１１】
前記選択部は、前記操作受付部が受け付けた操作に基づいて複数の液体から一以上の液体を選択し、前記バブル水生成部は、前記微細バブルとともに前記選択部が選択した液体を含む前記バブル水を生成してもよい。
【００１２】
本発明の第２の態様のバブル水生成方法は、微細バブルを含むバブル水を生成するバブル水生成方法であって、アルカリイオン水を供給するステップと、ユーザの操作を受け付けるステップと、受け付けた操作に基づいて複数の気体から一以上の気体を選択するステップと、供給した前記アルカリイオン水に、選択した前記一以上の気体を注入することにより、前記微細バブルを含む前記バブル水を生成するステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、用途によって異なる気体の微細バブルを含むバブル水を生成するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態のバブル水生成装置の概要を示す図である。
【図２】バブル水生成装置の機能的構成を示す図である。
【図３】バブル水生成装置の記憶部が記憶している学習済みの機械学習モデルを作成するためのモデル作成装置の構成を示す図である。
【図４】教師データ取得部が取得する教師データの一例を示す図である。
【図５】バブル水生成装置によるバブル水の生成の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】複数のバブル水を順に生成する処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［バブル水生成装置の概要］
図１は、本実施形態のバブル水生成装置１００の概要を示す図である。バブル水生成装置１００は、微細バブルを含むバブル水を生成する。微細バブルは、例えば、直径数百ナノメートルから数十マイクロメートルまでの大きさの気泡である。バブル水生成装置１００は、複数のタンクにそれぞれ収容された複数の気体のうちのいずれか一以上の気体を用いて、例えば、作物に散布するためのバブル水を生成する。バブル水生成装置１００は、複数のタンクとして、酸素を収容するためのタンク、水素を収容するためのタンク、窒素及び二酸化炭素を収容するためのタンクの少なくともいずれかを収容するためのタンクを有する。タンクは、予め生成された気体を収容するだけでなく、気体を生成する装置であってもよい。
【００１６】
バブル水生成装置１００は、水供給部１、酸素タンク２、窒素タンク３、水素タンク４、オゾンタンク５、バブル水生成部６、貯水槽７、制御部８、バルブ９〜バルブ１３、ポンプ１４、バルブ１５及びバルブ１６を備える。バブル水生成装置１００は、二酸化炭素を収容するためのタンクを有してもよい。
【００１７】
水供給部１は、バブル水を生成するためのアルカリイオン水をバブル水生成部６に供給する。アルカリイオン水は、飲用水を電気分解することにより陰極側において生成されたｐＨ９からｐＨ１４までの電解水である。アルカリイオン水は、水酸化物イオンを多く含むので、ｐＨは比較的高いが人の皮膚への浸透力は低い。
【００１８】
本明細書の例では、水供給部１は、アルカリイオン水を予め生成し、生成したアルカリイオン水を内蔵するタンクに収容している。水供給部１は、例えば吸水口から取得した水道水にＲＯ膜（Reverse Osmosis Membrane:逆浸透膜）を通過させることにより、ＲＯ水を生成する。水供給部１は、生成したＲＯ水を電気分解することにより、陰極側においてアルカリイオン水を生成する。水供給部１は、生成したアルカリイオン水を内蔵するタンク（不図示）に収容する。水供給部１は、内蔵するタンクに収容しているアルカリイオン水をバブル水生成部６に供給する。
【００１９】
酸素タンク２は、バブル水を生成するために使用する酸素の圧縮ガスを収容するためのタンクである。窒素タンク３は、バブル水を生成するために使用する窒素の圧縮ガスを収容するためのタンクである。水素タンク４は、バブル水を生成するために使用する水素の圧縮ガスを収容するためのタンクである。オゾンタンク５は、バブル水を生成するために使用するオゾンの圧縮ガスを収容するためのタンクである。また、バブル水生成装置１００は、バブル水を生成するために使用する二酸化炭素の圧縮ガスを収容するための二酸化炭素タンク（不図示）をさらに備えてもよい。
【００２０】
バブル水生成部６は、水供給部１が供給したアルカリイオン水に、一以上の気体を注入することにより、微細バブルを含むバブル水を生成する。図１の例では、バブル水生成部６は、酸素タンク２、窒素タンク３、水素タンク４及びオゾンタンク５に含まれる気体のうち、いずれか一以上の気体をアルカリイオン水に注入することによりバブル水を生成する。より詳しくは、バブル水生成部６は、多数の微細な孔が形成されたセラミック媒体を有しており、セラミック媒体に気体が圧入される。バブル水生成部６は、例えば、セラミック媒体に沿って一定方向に流れるアルカリイオン水に、セラミックの微細孔を介して供給された気体を注入する超微細孔方式により、バブル水を生成する。バブル水生成部６は、加圧溶解方式、又はガラス等を用いる方式等の他の任意の生成法によりバブル水を生成してもよい。
【００２１】
また、バブル水生成部６は、アルカリイオン水と気体を混合して高速で旋回することにより微細バブルを発生させる旋回液流方式、超音波でキャビテーションを発生させることにより微細バブルを発生させる超音波方式等の他の方式によりバブル水を生成してもよい。
【００２２】
アルカリイオン水に注入する気体の種別によって、バブル水生成部６が生成するバブル水の性質は異なる。酸素は作物の育成を促進する効果があるため、バブル水生成部６は、酸素タンク２に収容された酸素を用いてバブル水を生成することにより、作物への散布に適したバブル水を生成することができる。また、高濃度の窒素は、殺菌作用を有するため、バブル水生成部６は、窒素タンク３に収容された窒素を用いてバブル水を生成することにより、出荷前の作物を洗浄するのに適したバブル水を生成することができる。
【００２３】
水素は酸化防止効果を有する。このため、バブル水生成部６は、水素タンク４に収容された水素を用いてバブル水を生成することにより、保存中の作物の酸化防止剤として散布するのに適したバブル水を生成することができる。また、バブル水生成部６は、窒素と二酸化炭素との混合気体を用いてバブル水を生成してもよい。窒素と二酸化炭素との混合気体を用いて生成したバブル水は、窒素を用いて生成したバブル水と同様の殺菌作用を有するため、出荷前の野菜を洗浄するのに適している。
【００２４】
貯水槽７は、バブル水生成部６が生成したバブル水Ｂを一時的に貯蔵するためのタンクである。バルブ９は、酸素タンク２からバブル水生成部６まで延びる気体の経路上に設けられている。バルブ１０は、窒素タンク３からバブル水生成部６まで延びる気体の経路上に設けられている。バルブ１１は、水素タンク４からバブル水生成部６まで延びる気体の経路上に設けられている。バルブ１２は、オゾンタンク５からバブル水生成部６まで延びる気体の経路上に設けられている。
【００２５】
バルブ１３は、酸素タンク２、窒素タンク３、水素タンク４及びオゾンタンク５からバブル水生成部６へそれぞれ延びる経路が互いに合流した合流路上に設けられている。ポンプ１４は、貯水槽７のバブル水Ｂを汲みあげてバブル水生成部６へ再び供給する。バルブ１５は、水供給部１からバブル水生成部６まで延びる液体の経路上に設けられている。バルブ１６は、バブル水生成部６から外部へ延びる液体の経路と、バブル水生成部６から貯水槽７へ延びる液体の経路との分岐点に設けられている。
【００２６】
制御部８は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、記憶部に記憶されたプログラムを実行することにより、各種の機能を実行する。制御部８は、バルブ９を開放又は閉塞させるための制御信号ＣＴ１により、酸素タンク２に収容されている酸素の圧縮ガスをバブル水生成部６へ供給するか否かを切り替える。制御部８は、バルブ１０を開放又は閉塞させるための制御信号ＣＴ２により、窒素タンク３に収容されている窒素の圧縮ガスをバブル水生成部６へ供給するか否かを切り替える。
【００２７】
制御部８は、バルブ１１を開放又は閉塞させるための制御信号ＣＴ３により、水素タンク４に収容されている水素の圧縮ガスをバブル水生成部６へ供給するか否かを切り替える。制御部８は、バルブ１２を開放又は閉塞させるための制御信号ＣＴ４により、オゾンタンク５に収容されているオゾンの圧縮ガスをバブル水生成部６へ供給するか否かを切り替える。
【００２８】
また、制御部８は、バルブ１３を切り替えるための制御信号を生成する。制御部８は、酸素タンク２、窒素タンク３、水素タンク４又はオゾンタンク５に含まれる気体をバブル水生成部６へ供給するか、又はこれらのタンクに含まれる気体をバブル水の生成に用いることなく外部へ放出するかをバルブ１３により切り替える。
【００２９】
制御部８は、バルブ１５を開放又は閉塞させるための制御信号を生成することにより、水供給部１からバブル水生成部６へアルカリイオン水を供給するか否かを切り替える。制御部８は、バルブ１６を切り替えるための制御信号を発生し、制御信号に基づいて、バブル水生成部６が生成したバブル水を外部へ放出するか、又はバブル水を貯水槽７へ移動させるかをバルブ１６により切り替える。
【００３０】
［バブル水の生成手順］
制御部８は、以下の手順によりバブル水を生成する。まず、制御部８は、水供給部１からバブル水生成部６へアルカリイオン水を供給する経路をバルブ１５により開放する（図１中の（１））。制御部８は、アルカリイオン水をバブル水生成部６へ供給することを水供給部１に指示してもよい。
【００３１】
制御部８は、酸素タンク２、窒素タンク３、水素タンク４及びオゾンタンク５に収容された気体のうち、いずれか一以上の気体を選択する。制御部８は、バルブ９〜バルブ１２のうち、選択した一以上の気体をバブル水生成部６へ供給するための経路上のバルブを開放する。一方、制御部８は、バルブ９〜バルブ１２のうち、選択していない気体をバブル水生成部６へ供給するための経路上のバルブを閉塞する。さらに、制御部８は、バルブ１３を制御することにより、選択した一以上の気体をバブル水生成部６へ供給する（図１中の（２））。
【００３２】
一例としては、制御部８は、酸素を選択した場合、酸素を収容する酸素タンク２からバブル水生成部６までの経路上のバルブ９及びバルブ１３を開放する。一方、制御部８は、他の気体に対応するバルブ１０〜バルブ１２をそれぞれ閉塞する。
【００３３】
制御部８は、バブル水生成部６がバブル水の生成を開始すると、バブル水生成部６が生成したバブル水を貯水槽７へ流入させるようにバルブ１６を切り替え、且つ貯水槽７のバブル水Ｂをポンプ１４により汲みあげて、バブル水Ｂをバブル水生成部６へ再び供給する。制御部８は、バブル水生成部６と貯水槽７との間でバブル水を循環させることにより、バブル水中の微細バブルの数密度を増加させる（図１中の（３））。制御部８は、バブル水中の微細バブルの数密度が目標値以上になると、バブル水生成部６が生成したバブル水を外部へ放出させるようにバルブ１６を切り替える（図１中の（４））。なお、数密度は、例えば、バブル水１ｍｌ当たりの微細バブルの個数である。
【００３４】
［バブル水生成装置の機能的構成］
図２は、バブル水生成装置１００の機能的構成を示す図である。図２においては、図１に示した水供給部１、バブル水生成部６及び制御部８の他に、温度センサ１８、操作部１９、通信部２０、及び記憶部２１が示されている。
【００３５】
温度センサ１８は、バブル水生成装置１００の周辺の空気の温度を測定する。バブル水生成装置１００は、周辺の空気の湿度を測定するための湿度センサ（不図示）をさらに備えてもよい。
【００３６】
操作部１９は、ユーザが各種の設定をするための操作用デバイスであり、複数のボタン又はタッチパネルを有する。操作部１９がタッチパネル付きディスプレイである場合、操作部１９は、複数の気体のうちアルカリイオン水に注入する気体を選択するための画面を表示する。操作部１９は、バブル水の用途を選択するための画面を表示してもよい。具体的には、操作部１９は、「作物への散布」、「作物の洗浄」、「作物の保存」といった用途を示すテキスト又は画像を表示する。操作部１９は、ユーザがタッチしたテキストを示す情報を制御部８に通知する。
【００３７】
操作部１９は、天気及び風の強さ等の周辺環境の状態を入力するための画面を表示してもよい。また、操作部１９は、必要なバブル水の量、又はバブル水に含まれる微細バブルの数密度の目標値等を入力するための画面を表示してもよい。
【００３８】
通信部２０は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）又はＬＴＥ等の通信回線を含むネットワークを介して外部のコンピュータと通信するための通信モジュールである。通信部２０は、アルカリイオン水にどの気体を注入するかに関する指示を外部のコンピュータから受けてもよい。
【００３９】
記憶部２１は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成される。記憶部２１は、制御部８を機能させるための各種プログラムや各種データを記憶している。記憶部２１は、温度センサ１８の測定結果等の周辺環境の状態を示す情報が入力されると、一以上の気体を選択するための選択指示情報を出力する学習済みの機械学習モデルＭを記憶している。制御部８は、記憶部２１に記憶されている各種プログラムを実行することにより、操作受付部８１、特定部８２、供給制御部８３、選択部８４、生成制御部８５及び切替部８６として機能する。
【００４０】
操作受付部８１は、操作部１９におけるユーザの操作を受け付ける。例えば、操作受付部８１は、バブル水の生成の開始を指示するユーザの操作を受け付ける。また、操作受付部８１は、複数の気体から一以上の気体を選択することを指示するユーザの操作を受け付ける。操作受付部８１は、例えば酸素、窒素、水素又はオゾン等の複数の気体のそれぞれに対応するボタンを有しており、ユーザがボタンを押したことを検出することにより、ユーザによる気体の選択操作を受け付ける。操作受付部８１は、バブル水に含まれる微細バブルの数密度の目標値を気体ごとに指示するユーザの操作を受け付けてもよい。
【００４１】
また、操作受付部８１は、バブル水の用途を入力するユーザの操作を受け付けてもよい。具体的には、操作受付部８１は、ユーザが操作部１９を操作することにより入力した「作物への散布」、「作物の洗浄」、「作物の保存」といった用途を受け付ける。
【００４２】
操作受付部８１は、複数のタンクのいずれかに収容された気体をそのまま外部へ放出させることを指示するユーザの操作を受け付けてもよい。操作受付部８１は、気体をそのまま外部へ放出させることを指示するユーザの操作を受け付けたことを切替部８６に通知する。
【００４３】
また、操作受付部８１は、通信部２０及びネットワークを介して、複数の気体から一以上の気体を選択するための遠隔操作を受け付けてもよい。このような構成により、バブル水生成装置１００が農場等の人が常駐していない場所に設置された場合に、ユーザ又はサービスマンが遠隔操作することによりバブル水に注入する気体の選択を指示することができる。
【００４４】
特定部８２は、周辺環境の状態を特定する。例えば、特定部８２は、バブル水の生成の開始を指示するユーザの操作を操作受付部８１が受け付けたときの周辺環境の状態を特定する。特定部８２は、温度センサ１８の測定結果に基づいて、空気の温度を周辺環境の状態として特定する。また、特定部８２は、空気の湿度、土壌の状態又は地域を周辺環境の状態として特定してもよい。
【００４５】
供給制御部８３は、水供給部１及びバルブ１５を制御するための制御信号を生成する。供給制御部８３は、水供給部１からバブル水生成部６までのアルカリイオン水の経路をバルブ１５により開放する。供給制御部８３は、バブル水生成部６へのアルカリイオン水の供給を開始することを水供給部１に指示する。供給制御部８３は、操作部を介して設定された量のバブル水が生成された時点で、アルカリイオン水の供給を停止することを水供給部１に指示する。
【００４６】
［気体の選択］
８−９  選択部８４は、操作受付部８１が受け付けた操作に基づいて、酸素、窒素、水素又はオゾン等の複数の気体から一以上の気体を選択する。例えば、選択部８４は、複数の気体から一以上の気体を選択することを指示するユーザの操作を操作受付部８１が受け付けた場合に、ユーザの指示どおりに一以上の気体を選択する。選択部８４は、複数の気体から一以上の気体を選択することを指示するユーザ又はサービスマンによる遠隔操作を操作受付部８１が受け付けた場合には、ユーザ又はサービスマンの遠隔操作による指示どおりに一以上の気体を選択する。
【００４７】
また、選択部８４は、操作受付部８１が受け付けた用途に基づいて、複数の気体から一以上の気体を選択してもよい。バブル水に注入するのに適した気体は、バブル水の用途に応じて異なる。例えば、作物の育成には酸素が入ったバブル水が有効であるため、選択部８４は、操作受付部８１が「作物への散布」を用途として受け付けた場合に酸素を選択する。また、作物の洗浄には窒素が入ったバブル水が有効であるため、選択部８４は、操作受付部８１が「作物の洗浄」を用途として受け付けた場合に、窒素を選択する。水素は還元効果を有するため、酸化防止剤として用いるバブル水を生成する場合に適している。このため、選択部８４は、操作受付部８１が「作物の保存」を用途として受け付けた場合に、水素を選択する。
【００４８】
また、選択部８４は、特定部８２が特定した周辺環境の状態に基づいて、複数の気体から一以上の気体を選択してもよい。選択部８４は、バブル水の生成の開始を指示するユーザの操作を操作受付部８１が受け付けた場合に、特定部８２が特定した周辺環境の状態を状態情報として取得する。選択部８４は、記憶部２１に記憶された、周辺環境の状態と気体の種別とが関連付けられた気体選択用データを参照することにより、周辺環境の状態に適した気体を選択する。気体選択用データにおいては、例えば、周辺環境の状態と、アルカリイオン水の単位量に注入するべき複数の気体それぞれの量とが関連付けられている。
【００４９】
例えば、周辺環境の空気の温度が高い状態では、保存中の作物が比較的腐りやすい。そこで、選択部８４は、特定部８２が特定した周辺環境の空気の温度が２５度以上であることを特定した状態で「作物の保存」が用途として選択された場合に、保存中の作物の酸化を抑制することを目的として、アルカリイオン水に注入する水素の量を増加させる。
【００５０】
また、土壌に細菌が増加しやすい高温多湿の状態では、善玉菌を活性化させる水を作物に散布することが望ましい。そこで、選択部８４は、高温多湿の状態で「作物への散布」が用途として選択された場合に、酸素を選択する。選択部８４は、温度及び湿度が高ければ高いほど窒素の量を増やしてもよい。
【００５１】
選択部８４は、取得した状態情報を記憶部２１の学習済みの機械学習モデルＭに入力することにより、機械学習モデルＭから出力される、気体を選択するための選択指示情報を取得してもよい。選択指示情報は、アルカリイオン水の単位量に注入するべき複数の気体それぞれの量を示す情報である。選択指示情報は、各気体に基づく微細バブルの数密度の目標値を示す情報であってもよい。
【００５２】
選択部８４は、取得した選択指示情報に基づいて、複数の気体から一以上の気体を選択する。選択部８４は、バルブ９〜バルブ１２を開放又は閉塞させることにより、選択指示情報において指示された気体を収容するタンクから、選択指示情報が示す気体をバブル水生成部６に供給する。選択部８４は、選択指示情報が複数の気体を選択することを示している場合には、複数のバルブを同時に開放させる。選択部８４は、選択指示情報が示している量の気体がバブル水生成部６に圧入されるように、各バブルの開度を制御する。このような構成により、選択部８４は、機械学習モデルＭを用いて周辺環境の状態に適した気体を自動的に選択することができるので、バブル水生成装置１００は、ユーザが気体の種別及び量を選択することなく周辺環境の状態に適したバブル水を生成することができる。
【００５３】
［バブル水の生成］
生成制御部８５は、バブル水生成部６に供給するアルカリイオン水の量を調整するために、ポンプ１４及びバルブ１５を制御する。生成制御部８５は、初期状態において、バルブ１５を開放することにより水供給部１からアルカリイオン水をバブル水生成部６に供給する。生成制御部８５は、バブル水生成部６がバブル水の生成を開始すると、生成されたバブル水を貯水槽７に流入させるようにバルブ１６を切り替える。
【００５４】
また、生成制御部８５は、ポンプ１４を制御することにより、貯水槽７のバブル水Ｂをポンプ１４により汲みあげてバブル水生成部６に供給することにより、バブル水生成部６と貯水槽７との間でバブル水を循環させる。生成制御部８５は、所要量のアルカリイオン水が供給された時点でバルブ１５を閉塞し、バルブ１５が閉塞された状態で、バブル水Ｂの循環を継続する。生成制御部８５は、循環しているバブル水へ微細バブルを繰り返し注入することにより、バブル水中の微細バブルの数密度を増加させる。
【００５５】
生成制御部８５は、不図示のバブル検出センサから出力されるデータに基づいて、バブル水に含まれる微細バブルの数密度が目標値以上であるか否かを判定する。目標値は、例えば、操作受付部８１が受け付けたユーザの操作において指示されたものであってもよく、学習済みの機械学習モデルＭが出力した選択指示情報において指示されたものであってもよい。生成制御部８５は、バブル水に含まれる微細バブルの数密度が目標値以上であると判定した場合に、バブル水を外部へ放出するようにバルブ１６を切り替える。
【００５６】
一方、生成制御部８５は、バブル水に含まれる微細バブルの数密度が目標値未満であると判定した場合に、微細バブルの数密度が目標値以上となるまで、バブル水生成部６と貯水槽７との間でバブル水を循環させる。
【００５７】
生成制御部８５は、操作受付部８１が複数の気体について気体ごとに目標値を指示するユーザの操作を受け付けた場合には、気体ごとの微細バブルの数密度がそれぞれ指示された目標値以上となるまで、バブル水生成部６と貯水槽７との間でバブル水を循環させる。生成制御部８５は、複数の気体のうちの一部の気体の微細バブルの数密度がユーザにより指示された目標値以上となった場合には、バルブ９〜バルブ１２のうち、この気体に対応するバルブを閉塞することを選択部８４に指示する。生成制御部８５は、残りの気体の微細バブルの数密度がユーザにより指示された目標値以上となるまで、バブル水をそのまま循環させる。
【００５８】
［気体の放出］
切替部８６は、合流路上に配置されたバルブ１３を制御する。切替部８６は、タンクに収容された気体をバブル水生成部６に注入するか、タンクに収容された気体をバブル水の生成に用いることなく外部へ放出するかをバルブ１３により切り替える。切替部８６は、バブル水の生成の開始を指示するユーザの操作を操作受付部８１が受け付けた場合に、選択部８４が選択した気体をバブル水生成部６に注入させる。切替部８６は、気体を放出させることを指示するユーザの操作を操作受付部８１が受け付けた場合に、選択部８４が選択した気体をそのまま外部へ放出させる。このような構成により、切替部８６は、例えば、オゾンタンク５に含まれるオゾンの圧縮ガスを殺菌のために作物へ吹きかけることができる。
【００５９】
［機械学習モデルＭの作成］
図３は、バブル水生成装置１００の記憶部２１が記憶している学習済みの機械学習モデルＭを作成するためのモデル作成装置３００の構成を示す図である。学習済みの機械学習モデルＭは、モデル作成装置３００において予め作成され、バブル水生成装置１００の製造時に記憶部２１に記憶されるものとする。バブル水生成装置１００は、モデル作成装置３００において更新された機械学習モデルＭをネットワーク経由で取得し、取得した機械学習モデルＭを記憶部２１に記憶させてもよい。
【００６０】
モデル作成装置３００は、所定の教師データを用いることにより、学習済みの機械学習モデルＭを作成する。モデル作成装置３００は、通信部３１、記憶部３２及び制御部３３を備える。
【００６１】
通信部３１は、教師データを提供する複数のバブル水生成装置１００と通信するための通信インターフェースである。記憶部３２は、例えば、ＲＯＭ及びＲＡＭ等により構成される。記憶部３２は、制御部３３を機能させるための各種プログラムや各種データを記憶する。
【００６２】
制御部３３は、例えばＣＰＵであり、記憶部３２に記憶されたプログラムを実行することにより、教師データ取得部３３１及びモデル作成部３３２として機能する。教師データ取得部３３１は、通信部３１を介して、複数のバブル水生成装置１００から教師データを取得する。教師データでは、周辺環境の状態を示す状態情報と、複数のタンクに収容された複数の気体のうちのどの気体を選択したかを示す選択情報と、生成されたバブル水の評価結果を示す評価情報とが互いに関連付けられている。評価結果は、テスト用のバブル水生成装置１００により生成されたバブル水を使用した結果、どの程度の効果が得られたかをテスト用のバブル水生成装置１００のユーザが評価したものである。教師データ取得部３３１は、取得した教師データをモデル作成部３３２へ出力する。
【００６３】
モデル作成部３３２は、教師データ取得部３３１が取得した教師データに基づいて記憶部３２が記憶している機械学習モデルを更新することにより、図２の特定部８２が特定した状態を示す情報を入力とし、一以上の気体を選択するための選択指示情報を出力とする図２の学習済みの機械学習モデルＭを作成する。
【００６４】
図４は、教師データ取得部３３１が取得する教師データの一例を示す図である。図４には、周辺環境の温度と、周辺環境の土壌の状態と、バブル水に用いた微細バブルの数密度と、バブル水を散布することにより作物にどの程度効果があったかをＡ〜Ｅの５段階でユーザが評価した評価結果とをそれぞれ示す。評価結果では、Ａが最も良い結果を得たことを示し、Ｅが最も悪い結果を得たことを示す。
【００６５】
例えば、図４の上から１番目の教師データは、周辺環境の温度が１２℃であり、土壌の状態が標準的であり、バブル水に用いた微細バブルの数密度は、酸素、窒素、水素、オゾンの順に８００個／ｍｌ、１００個／ｍｌ、１００個／ｍｌ、０個／ｍｌであり、評価結果はＡであったことを示している。
【００６６】
図４の上から２番目の教師データは、周辺環境の温度が１７℃であり、土壌の状態が標準的であり、バブル水に用いた微細バブルの数密度は、酸素、窒素、水素、オゾンの順に３００個／ｍｌ、１００個／ｍｌ、２００個／ｍｌ、１００個／ｍｌであり、評価結果はＣであったことを示している。１番目のデータと２番目のデータとを比較すると、酸素に基づく微細バブルの量が少ない２番目のバブル水を使用した場合、１番目のバブル水を使用した場合よりも評価結果が悪いということがわかる。
【００６７】
［バブル水の生成手順］
図５は、バブル水生成装置１００によるバブル水の生成の処理手順を示すフローチャートである。この処理手順は、例えば、操作受付部８１がバブル水の生成の開始を指示するユーザの操作を受け付けたときに開始する。
【００６８】
まず、供給制御部８３は、水供給部１及びバルブ１５を制御することにより、水供給部１からバブル水生成部６へアルカリイオン水を供給する（Ｓ１０１）。選択部８４は、操作受付部８１が受け付けたユーザの操作に基づいて、酸素タンク２に収容された酸素等の複数の気体から一以上の気体を選択する（Ｓ１０２）。生成制御部８５は、供給制御部８３が供給したアルカリイオン水に、選択部８４が選択した一以上の気体を注入することにより、微細バブルを含むバブル水の生成を開始する（Ｓ１０３）。生成制御部８５は、ポンプ１４を駆動させることにより、バブル水生成部６と貯水槽７との間でバブル水を循環させる。
【００６９】
生成制御部８５は、バブル水に含まれる微細バブルの数密度がユーザにより指示された目標値以上であるか否かを判定する（Ｓ１０４）。生成制御部８５は、バブル水に含まれる微細バブルの数密度がユーザにより指示された目標値以上であると判定した場合に（Ｓ１０４のＹＥＳ）、バブル水を外部へバルブ１６により放出し（Ｓ１０５）、処理を終了する。生成制御部８５は、Ｓ１０４の判定においてバブル水に含まれる微細バブルの数密度がユーザにより指示された目標値未満であると判定した場合（Ｓ１０４のＮＯ）、バブル水に含まれる微細バブルの数密度がユーザにより指示された目標値以上になるまで、バブル水生成部６と貯水槽７との間でバブル水を循環させる。
【００７０】
本実施形態によれば、生成制御部８５は、複数の気体のうち、選択部８４が選択した一以上の気体をアルカリイオン水に注入してバブル水を生成するので、バブル水の用途に応じて、微細バブルとして異なる気体を含むバブル水を生成することができる。また、生成制御部８５は、アルカリイオン水を用いてバブル水を生成することにより、バブル水による洗浄効果、脱臭効果、殺菌効果等を向上させることができる。生成制御部８５は、人の皮膚への浸透力が低いアルカリイオン水により人体に無害なバブル水を生成するので、生成したバブル水は、ミニトマトの表面の農薬を除去する等の様々な用途に利用することができる。
【００７１】
［複数種類のバブル水の自動生成］
バブル水生成装置１００は、複数の異なる種類のバブル水を順次生成してもよい。バブル水の種類は、バブル水に注入される気体の種別及び微細バブルの数密度の少なくともいずれかにより定められる。すなわち、バブル水Ａの種類が他のバブル水Ｂの種類と同じであるとは、バブル水Ａに注入される一以上の気体の種別及び微細バブルの数密度が、バブル水Ｂに注入される一以上の気体の種別及び微細バブルの数密度と同じであることをいう。
【００７２】
操作受付部８１は、複数の異なる種類のバブル水を生成することを指示するユーザの操作を受け付ける。具体的には、操作受付部８１は、バブル水の生成を開始する生成開始時刻と、生成するバブル水の種類と、生成するバブル水の量とを指示するユーザの操作を受け付ける。操作受付部８１は、例えば、バブル水の種類として、注入される気体の種別及び微細バブルの数密度の少なくともいずれかを指定するための操作を受け付ける。
【００７３】
選択部８４は、複数の気体から、複数の種類のバブル水に対応する一以上の気体を順次選択する。例えば、選択部８４は、操作受付部８１が受け付けた生成開始時刻になる度に、この生産開始時刻に生成することが指示されたバブル水の種類に対応する一以上の気体を選択する。
【００７４】
生成制御部８５は、複数の異なる種類のバブル水を順次生成する。生成制御部８５は、操作受付部８１が受け付けた生成開始時刻になる度に、操作受付部８１が受け付けた操作が示す種類のバブル水の生成を開始する。生成制御部８５は、指示された量のバブル水を生成すると、生成したバブル水を外部へ放出する。生成制御部８５は、一種類のバブル水を生成する度に、生成したバブル水を外部へ放出する。例えば、バルブ１６の先には、複数のホース（不図示）が接続されており、生成制御部８５は、異なる種類のバブル水を生成する度に、生成したバブル水を対応するホースにより外部へ放出する。
【００７５】
［複数のバブル水の生成手順］
図６は、複数のバブル水を順に生成する処理手順の一例を示すフローチャートである。この処理手順は、例えば、複数の異なる種類のバブル水を生成することを指示するユーザの操作を操作受付部８１が受け付けたときに開始する。
【００７６】
まず、選択部８４は、操作受付部８１が受け付けた生成開始時刻になったか否かを判定する（Ｓ２０１）。選択部８４は、操作受付部８１が受け付けた生成開始時刻になったと判定した場合に（Ｓ２０１のＹＥＳ）、この生成開始時刻に生成することが指示されたバブル水に対応する一以上の気体を選択する（Ｓ２０２）。生成制御部８５は、指示された量のバブル水を生成する（Ｓ２０３）。
【００７７】
生成制御部８５は、生成したバブル水を、バブル水の種類に対応するホースにより外部へ放出する（Ｓ２０４）。選択部８４は、生成することが指示された全ての種類のバブル水を生成したか否かを判定する（Ｓ２０５）。選択部８４は、生成することが指示された全ての種類のバブル水の生成が完了したと判定した場合に（Ｓ２０５のＹＥＳ）、処理を終了する。
【００７８】
選択部８４は、Ｓ２０１の判定において、操作受付部８１が受け付けた生成開始時刻になっていないと判定した場合に（Ｓ２０１のＮＯ）、Ｓ２０１の判定を繰り返す。選択部８４は、Ｓ２０５の判定において、生成することが指示された全ての種類のバブル水の生成が完了していないと判定した場合に（Ｓ２０５のＮＯ）、Ｓ２０１の処理に戻る。
【００７９】
操作受付部８１は、例えば、農場等において作物の育成に適した酸素リッチのバブル水と、出荷前の作物を洗浄するのに適した窒素リッチのバブル水と、作物の酸化防止剤として散布するのに適した水素リッチのバブル水とをそれぞれユーザが必要としている場合に、これらのバブル水の生成を指示するユーザの操作を一括して受け付ける。このため、ユーザは、生成制御部８５がバブル水の生成を完了する度にバブル水の生成に用いる気体を指示する必要がない。
【００８０】
［変形例］
以上の説明においては、バブル水生成装置１００が、複数の気体から選択された気体に基づく微細バブルを含むバブル水を生成する場合を例示したが、バブル水生成装置１００は、生成したバブル水と他の液体とを混合してもよい。例えば、バブル水生成装置１００が、液体肥料、酵素を含む液体肥料、農薬又は洗剤等の複数の液体のいずれかを貯蔵するための複数のタンクと、バブル水の用途に基づいて選択部８４が選択した液体をバブル水に混合するための混合部（不図示）とを備えてもよい。混合部は、例えばバブル水と液体とを混合して撹拌する機能を有する容器であり、生成制御部８５により撹拌動作が制御される。複数のタンクそれぞれと混合部との間、及びバルブ１６と混合部との間には、生成制御部８５によって制御されるバルブが設けられている。
【００８１】
操作受付部８１は、液体肥料、農薬又は洗剤等の複数の液体のそれぞれに対応するボタンを有しており、ユーザがボタンを押したことを検出することにより、ユーザによる液体の選択操作を受け付けてもよい。選択部８４は、操作受付部８１が受け付けた気体の選択操作及び液体の選択操作に基づいて、微細バブルを発生するための気体と、バブル水に混合する液体とを選択する。生成制御部８５は、複数のタンクそれぞれと混合部との間、及びバルブ１６と混合部との間に設けられたバルブを制御することにより、ユーザが所望する液体と、ユーザが所望する気体に基づく微細バブルが含まれるバブル水を混合部に導入する。さらに、生成制御部８５は、混合部を制御することにより、混合部に導入されたバブル水と液体とを撹拌することにより、ユーザが所望するバブル水を生成する。
【００８２】
選択部８４は、操作受付部８１が受け付けた用途に基づいて、複数の液体から一以上の液体を選択してもよい。選択部８４は、例えば「作物への散布」が選択された場合に液体肥料及び農薬を選択し、「設備の洗浄」が選択された場合に洗剤を選択する。また、選択部８４は、特定部８２が特定した土壌の状態に応じて、複数の液体肥料からいずれかの液体肥料を選択してもよい。
【００８３】
また、バブル水生成装置１００は、バブル水に液体を混合する例に限定されず、バブル水に固体を混合してもよい。バブル水生成装置１００は、バブル水の用途に適した気体に基づく微細バブルと、液体及び固体とが混合されたバブル水を生成してもよい。例えば、バブル水生成装置１００は、バブル水に栄養素を加えるための複数の異なる粉末を収容する複数の収容部をさらに備える。選択部８４は、バブル水の用途又は土壌の状態に応じて複数の粉末からいずれかの粉末を選択し、生成制御部８５は、選択部８４が選択した粉末を混合部に導入するように収容部を制御する。  
【００８４】
また、以上の説明においては、記憶部２１に機械学習モデルＭが記憶されている場合を例示したが、記憶部２１が機械学習モデルＭを記憶しておらず、選択部８４は、クラウドサーバ上の機械学習モデルを使用してもよい。
【００８５】
また、以上の説明においては、アルカリイオン水に気体を注入して微細バブルを含むバブル水を生成する装置及び方法を例示したが、気体を注入する対象となる水は、酸性水であってもよい。バブル水生成装置１００は、ユーザにより指定された用途によって、アルカリイオン水を使用するか酸性水を使用するかを切り替えてもよい。
【００８６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。
【符号の説明】
【００８７】
１  水供給部
２  酸素タンク
３  窒素タンク
４  水素タンク
５  オゾンタンク
６  バブル水生成部
７  貯水槽
８  制御部
９  バルブ
１０  バルブ
１１  バルブ
１２  バルブ
１３  バルブ
１４  ポンプ
１５  バルブ
１６  バルブ
１８  温度センサ
１９  操作部
２０  通信部
２１  記憶部
３１  通信部
３２  記憶部
３３  制御部
８１  操作受付部
８２  特定部
８３  供給制御部
８４  選択部
８５  生成制御部
８６  切替部
１００  バブル水生成装置
３００  モデル作成装置
３３１  教師データ取得部
３３２  モデル作成部
【図１】
2020179351.tif 000003
【図２】
2020179351.tif 000004
【図３】
2020179351.tif 000005
【図４】
2020179351.tif 000006
【図５】
2020179351.tif 000007
【図６】
2020179351.tif 000008