(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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）の動作を制御し、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し、且つ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浄化装置。
【請求項２】
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）の動作を制御し、
前記電極対（64,65、464,465、564,565、664,665）は、前記養液中に配置されていることを特徴とする浄化装置。
【請求項３】
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２に記載の浄化装置。
【請求項４】
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１〜３のいずれか１項に記載の浄化装置。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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、前記養液通路（11,81）を循環する養液を貯水する貯水タンク（82）とを有し、
前記浄化ユニット（60）は、前記貯水タンク（82）内に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の浄化装置。
【請求項８】
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又は７に記載の浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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）。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２９９１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【発明の効果】
【００１６】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】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。
【図２】本実施形態に係る電源装置の概略構成を示す図である。
【図３】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。
【図４】実施形態１に係る絶縁ケーシングの斜視図である。
【図５】超音波発生部の変形例を示す図である。
【図６】超音波発生部の変形例を示す図である。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】浄化ユニットの制御部の一例を示すブロック図である。
【図１２】放電ユニットの第１変形例を示す図である。
【図１３】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。
【図１４】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。
【図１５】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。
【図１６】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。
【図１７】実施形態２に係る浄化ユニットを示す図である。
【図１８】実施形態３に係る浄化ユニットを示す図である。
【図１９】実施形態４に係る浄化ユニットを示す図である。
【図２０】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。
【図２１】制御部の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
（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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
〈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）。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。  
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
−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。
【００４６】
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。
【００４７】
−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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
−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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
−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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
〈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。
【００６９】
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。
【００７０】
〈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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
−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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
〈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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
（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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
（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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
（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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
（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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
〈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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
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。
【符号の説明】
【０１２５】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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