(57)【要約】      （修正有）【課題】省エネルギーかつ安全な紫外線でオゾンを生成し、殺菌効果が大きく、洗浄機能、生理活性機能を有する機能液製造装置及び機能液製造方法の提供。【解決手段】殺菌する光源である紫外線ＬＥＤ２は、発光チップと、発光チップの発光を収束する集光レンズ４と、紫外線ＬＥＤ２が発光チップの発光を集光レンズ４で収束して照射する紫外線ＬＥＤ２と、紫外線ＬＥＤ２が配管構成要素のスリーブの内部に収納され、スリーブ６を通過する空気中酸素分子又は酸素ガス中酸素分子にＬＥＤの収束紫外線をピンポイントで照射して生成したオゾンを含有する空気又は酸素ガスが、吸引手段で吸引されマイクロ・ナノバブル発生装置１０へ吸引された、オゾン含有気水二相流が吐出され、オゾンマイクロ・ナノバブルを生成すると共に殺菌、洗浄、生理活性機能を有する機能水を生成する機能液製造装置１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長範囲２４０ｎｍ〜２００ｎｍに中心波長を有する深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬにおいては、該深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬの発光を収束する集光レンズを備えた深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬと、該深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬをスリーブ内に配設した、配管の一部を構成するオゾン発生装置と、前記スリーブ内を流過する空気中酸素分子又は酸素ガス中酸素分子に、前記波長範囲２４０ｎｍ〜２００ｎｍに中心波長を有する深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬの収束紫外線がピンポイントで照射され、生成したオゾン含有空気又は酸素ガスを、吸引手段で吸引するマイクロ・ナノバブル発生装置と、該マイクロ・ナノバブル発生装置に吸引されて生成したオゾン含有気液二相流が、機能液貯槽の液中へ吐出されてオゾンマイクロバブルを生成すると共にナノバブルを生成して殺菌、洗浄、生理活性機能を有する機能液を生成することを特徴とする機能液製造装置。
【請求項２】
１個以上の深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬをスリーブに配設した、配管の一部を構成するオゾン発生装置と、２台以上の該オゾン発生装置が直列に配設された直列接続オゾン発生装置群と、該直列接続オゾン発生装置群が２組以上、互いに並列して配設されたことを特徴とする請求項１記載の機能液製造装置。
【請求項３】
マイクロ・ナノバブル発生装置の気体吸引側配管と、該気体吸引側配管の二か所以上の支配管と、該支配管のそれぞれに配設した大気供給手段、酸素ガス供給手段及びオゾン含有気体供給手段と、該大気供給手段、酸素ガス供給手段及びオゾン含有気体供給手段から供給される気体種別を選択する開閉手段を配設することを特徴とする請求項１又は２記載の機能液製造装置。
【請求項４】
請求項１記載の機能液製造装置において、マイクロ・ナノバブル発生装置に吸引されて生成したオゾン含有気液二相流が、機能液貯槽の液中へ吐出されてオゾンマイクロバブルを生成すると共にナノバブルを生成して殺菌、洗浄、生理活性機能を有する機能液を生成した機能液で殺菌、洗浄する前処理又は同時併用として、前記機能液貯槽の被洗浄対象物を超音波洗浄する超音波振動装置と、殺菌対象液が循環される循環ポンプ装備の循環配管と、該循環配管に連通接続して殺菌対象液を、光透過製セルの光透過壁を隔てて流過する前記殺菌対象液に含有する細菌等を殺菌する３００ｎｍ〜２００ｎｍの波長範囲に中心波長を有する深紫外発光ＬＥＤ又はマイクロプラズマ励起深紫外発光素子と、該深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬの深紫外線を照射して殺菌すると共に前記光透過壁を隔てて流過する前記殺菌対象液中に光触媒コーティング多孔体を浸漬した紫外線及び光触媒併設殺菌装置を配設することを特徴とする請求項１、２又は３記載の機能液製造装置。
【請求項５】
請求項１記載の、オゾン発生装置において、該オゾン発生装置におけるスリーブを貫通して配設したフイールドエミッションランプと、該フイールドエミッションランプの投光窓部から主波長２００ｎｍ以下の真空紫外光が、前記スリーブを流下する空気中酸素分子又は酸素ガス中酸素分子を照射して、前記酸素分子をオゾン化後に、空気層を透過後に、前記紫外光が照射される、前記投光窓部に対向した管壁に塗布された、主波長２００ｎｍ以下の真空紫外発光蛍光体が発光する主波長２００ｎｍ以下の真空紫外光で酸素分子をオゾン化することを特徴とする請求１，２又は３記載の機能液製造装置。                
【請求項６】
波長範囲２４０ｎｍ〜２００ｎｍに主波長を有する深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬ等においては、該深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬの発光を収束する集光レンズを備えた深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起遠紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬと、該深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬ等の第一の光源を、スリーブ内に固着配設した、第一のオゾン発生手段と、前記スリーブ内壁面に、前記第一の発光手段の発光放射を受けて、３００ｎｍ〜２５０ｎｍの主波長範囲で励起発光する深紫外線発光蛍光粉体が凹面状基板に塗布された紫外線発光蛍光体を第二の光源を配設した、第二のオゾン発生手段と、前記スリーブ内を流過する空気中酸素分子又は酸素ガス中酸素分子に、前記第一の光源及び第二の光源が照射され、オゾンを生成するオゾン発生装置と、該生成するオゾン含有空気又は酸素ガスを、吸引手段で吸引するマイクロ・ナノバブル発生装置と、該マイクロ・ナノバブル発生装置に吸引されて生成したオゾン含有気液二相流が、機能液貯槽の液中へ吐出されてオゾンマイクロバブルを生成すると共にナノバブルを生成して、殺菌、洗浄、生理活性機能を有する機能液を生成することを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の機能液製造装置。
【請求項７】
マイクロ・ナノバブル発生装置でオゾンを吸引して機能液を製造する配管系統と、循環ポンプで処理対象液を循環して紫外線及び光触媒で殺菌及び汚染物分解する配管系統とを有する機能液製造装置において、空気又は酸素ガス流中の酸素を、真空紫外線照射手段でオゾン化するオゾン生成部と、紫外線及び光触媒殺菌部と、前記オゾン生成部に配設した真空紫外線照射手段と、該真空紫外線照射手段で照射される照射光を受光し、深紫外線発光し、二方向へ分岐照射する深紫外蛍光粉体塗布壁と、前記オゾン生成部と紫外線及び光触媒殺菌部との隔壁であって、前記深紫外蛍光粉体が発光する深紫外線を透過する透明隔壁と、前記深紫外線蛍光粉体塗布壁が放射する深紫外線を、光透過製液体流路を流下する液体に照射殺菌及び分解すると共に、前記液体中に浸漬した光触媒担持して殺菌及び分解する殺菌及び分解手段と、前記オゾン生成部で生成するオゾン含有空気又は酸素ガスを吸引して機能液貯槽の機能液を吸入すると共に該機能液中にオゾン含有気液二相流を吐出して、オゾンマイクロ・ナノバブルを生成するマイクロ・ナノバブル発生装置と、前記殺菌及び分解手段を流下する液を吸入及び吐出する循環ポンプを配設することを特徴とする、殺菌、洗浄、生理活性機能を有する機能液を生成することを特徴とする請求項１、２又は３記載の機能液製造装置。
【請求項８】
殺菌、洗浄、生理活性機能を有する機能液を生成する魚介類・海藻養殖場において、浮体と、該浮体を推進する船外配設のマイクロ・ナノバブル発生装置と、方向舵手段と、前記マイクロ・ナノバブル発生装置に加圧液を供給する循環ポンプと、前記マイクロ・ナノバブル発生装置に、オゾン含有空気又は酸素ガスを供給するオゾン発生装置とで少なくとも構成することを特徴とする、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の機能液製造装置。
【請求項９】
機能液製造装置に使用するマイクロ・ナノバブル発生装置の加圧ポンプ吐出液保有エネルギーにおいて、速度水頭エネルギー低減手段と、該速度水頭エネルギー低減分で増大した圧力水頭エネルギーを利用した旋回速度水頭エネルギー変換手段と、市販配管部材を利用した、製作及び維持管理費低減手段とを有することを特徴とする請求項１、３、４，６，７及び８記載の機能液製造装置。
【請求項１０】
深紫外発光ＬＥＤを配設しているオゾン発生装置又はオゾン生成部のスリーブであって、該スリーブの外部に巻き付けて配設したソレノイドコイルと、該ソレノイドコイルに１０ＭＨｚ〜３０ＭHzの高周波交流電力を供給する高周波交流電源制御装置を配設することを特徴とする請求項１、２，３，４，５又は６記載の機能液製造装置。
【請求項１１】
深紫外発光ＬＥＤを配設しているオゾン発生装置又はオゾン生成部のスリーブ内へ流入する気体流に、酸素冨化気体を適用する酸素冨化手段において、中空糸膜を配設した酸素冨化手段と、前記中空糸膜の外側である、マイクロ・ナノバブル発生装置の気体吸引配管に連通接続して配設した気体吸引手段と、前記中空糸膜へ吸引される大気中空気の空気吸引配管と、該吸引配管の途中に、吸引空気の露点以下に冷却する冷却手段と、該冷却手段で冷却して生成する結露水を前記空気吸引配管から排除するドレン排出器と、前記冷却手段と中空糸膜との間の空気吸引配管に連通接続して挿設した加熱手段と、該加熱手段と前記冷却手段とを連通接続する連結管と、該連結管に熱移動作動液を封入して構成した熱移動手段を配設することを特徴とする請求項１，２，３，４、５又は６記載の機能液製造装置。
【請求項１２】
病原菌又は汚染性有機物含有の水溶液の浄化処理において、被処理液を流量調整して流下する流量調整手段と、該流量調整手段の下流側に配設した紫外線又は自然光含有紫外線殺菌・紫外線又は可視光応答型光触媒殺菌廃液処理槽と、該紫外線又は自然光含有紫外線殺菌・紫外線又は可視光応答型光触媒殺菌槽の被処理液中に浸漬した紫外線又は可視光応答型光触媒を塗布した光透過型多孔質板と、前記紫外線又は自然光含有紫外線殺菌・紫外線又は可視光応答型光触媒殺菌廃液処理槽の被処理液に浸漬した防水型深紫外線又は可視光発光ＬＥＤ水中紫外線又は可視光照射手段と、該防水型深紫外線又は可視光発光ＬＥＤ水中紫外線又は可視光照射手段と電気的に直列接続する可視光発光ＬＥＤパイロットランプとを配設することを特徴とする機能液製造装置。
【請求項１３】
病原菌又は汚染性有機物含有の水溶液の浄化処理において、被処理液を流量調整して流下する流量調整手段と、該流量調整手段の下流側に配設した紫外線又は自然光含有紫外線殺菌・紫外線又は可視光応答型光触媒殺菌廃液処理槽と、該紫外線又は自然光含有紫外線殺菌・紫外線又は可視光応答型光触媒殺菌廃液処理槽の被処理液中に浸漬した紫外線又は可視光応答型光触媒を塗布した光透過型多孔質板と、前記紫外線又は自然光含有紫外線殺菌・紫外線又は可視光応答型光触媒殺菌廃液処理槽の被処理液に浸漬した防水型深紫外線又は可視光発光ＬＥＤ照射手段と、該防水型深紫外線又は可視光発光ＬＥＤ照射手段と電気的に直列接続する可視光発光ＬＥＤパイロットランプと、前記紫外線又は自然光含有紫外線殺菌・紫外線又は可視光応答型光触媒殺菌廃液処理槽の底部に削孔した分流孔を貫通し、上端部が水面下に浸漬され、前記底部より下方が大気中に曝露され、紫外線又は可視光応答型光触媒を塗布した光透過型多孔質板を照射する深紫外線又は可視光発光ＬＥＤ照射手段と、該電気的に直列接続する可視光発光ＬＥＤパイロットランプと、前記深紫外線又は可視光発光ＬＥＤ照射手段で紫外線又は可視光応答型光触媒を塗布した光透過型多孔質板を照射すると、前記紫外線又は可視光応答型光触媒を光励起して発生するＯＨラジカル等を生成することを特徴とする請求項１２記載の機能液製造装置。
【請求項１４】
病原菌又は汚染性有機物含有の水溶液の浄化処理において、被処理液を流量調整して流下する流量調整手段と、該流量調整手段の下流側に配設した紫外線又は自然光含有紫外線殺菌・紫外線又は可視光応答型光触媒殺菌廃液処理槽と、該紫外線又は自然光含有紫外線殺菌・紫外線又は可視光応答型光触媒殺菌槽の被処理液に浸漬して配設した紫外線又は可視光応答型光触媒を塗布した光透過型多孔質板と、前記紫外線又は自然光含有紫外線殺菌・紫外線又は可視光応答型光触媒殺菌槽の被処理液に浸漬した防水紫外線又は可視光発光ＬＥＤ水中紫外線照射手段と、該防水紫外線又は可視光発光ＬＥＤ水中紫外線照射手段と電気的に直列接続した可視光発光ＬＥＤパイロットランプと、前記紫外線又は自然光含有紫外線殺菌・紫外線又は可視光応答型光触媒殺菌廃液処理槽の底部に削孔した分流孔を貫通し、上端部が水面下に浸漬され、前記底部より下方が大気中又は下方配設の被処理液受水槽に浸漬した円筒状又は中空糸状酸素ガス透過膜とで構成することを特徴とする請求項１２又は１３記載の機能液製造装置。
【請求項１５】
病原菌又は汚染性有機物含有の水溶液の浄化処理において、被処理液を流量調整して流下する流量調整手段と、該流量調整手段の下流側に配設した紫外線又は自然光含有紫外線殺菌・紫外線又は可視光応答型光触媒殺菌廃液処理槽と、該紫外線又は自然光含有紫外線殺菌・紫外線又は可視光応答型光触媒殺菌廃液処理槽の被処理液に浸漬して配設した紫外線又は可視光応答型光触媒を塗布した光透過型多孔質板と、前記紫外線又は自然光含有紫外線殺菌・紫外線又は自然光含有紫外線応答型光触媒殺菌廃液処理槽の被処理液に浸漬した防水紫外線又は可視光発光ＬＥＤ水中紫外線照射手段と、該防水紫外線又は可視光発光ＬＥＤ水中紫外線照射手段と電気的に直列接続した可視光発光ＬＥＤ照射手段と、前記紫外線又は自然光含有紫外線殺菌・紫外線又は可視光応答型光触媒殺菌廃液処理槽の底部に削孔した分流孔を貫通し、上端部が水面下に浸漬され、前記底部より下方が大気中又は下方配設の被処理液受水槽に浸漬した円筒状又は中空糸状酸素透過膜と、該円筒状又は中空糸状酸素透過膜から放出された処理液を散布される、培養土壌と植物由来の小片状体、ペレット状体、粒子状体又は粉末状体等の生分解性プラスチックを任意の配合割合で混合した培養土壌で構成することを特徴とする請求項１２又は１３記載の機能液製造装置。
【請求項１６】
病原菌又は汚染性有機物含有の水溶液の浄化処理において、０．１μｍ以上の孔径を有する精密濾過膜及び限外濾過膜と、紫外線（自然光含有紫外線含む）及び（／又は）光触媒殺菌処理手段と、曝気手段で構成することを特徴とする機能液製造装置。
【請求項１７】
病原菌又は汚染性有機物含有の水溶液の浄化処理において、被処理液を流量調整して流下する流量調整工程と、被処理液中に紫外線応答型光触媒を塗布した光透過型多孔質無機板を浸漬する工程と、該光透過型多孔質無機板に深紫外線を照射する工程と、被処理液を深紫外線で殺菌する工程と、紫外線応答型光触媒を紫外線励起して発生するＯＨラジカル等を生成する機能液製造装置方法。
【請求項１８】
殺菌対象物を浸漬した機能水が貯水された機能水貯槽において、波長範囲２４０ｎｍ〜２００ｎｍに中心波長を有する深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬを、配管の一部を構成するスリーブ内に配設したオゾン発生装置において、前記深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬは、該深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬが放射する発光を収束する集光レンズを備え、前記深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬの発光を集光レンズで収束して照射する工程と、前記スリーブ内を流過する空気中酸素分子又は酸素ガス中酸素分子に、波長範囲２４０ｎｍ〜２００ｎｍに中心波長を有する遠紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬの収束紫外線がピンポイントで照射され、酸素ガスをオゾン化する工程と、生成したオゾンガス含有の空気又は酸素ガスを、マイクロ・ナノバブル発生装置の吸引手段で吸引して生成する気液二相流が液中へ吐出されて、オゾンマイクロバブルを生成すると共にナノバブルを生成する工程で構成することを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の機能液製造方法。
【請求項１９】
病原菌又は汚染性有機物含有の水溶液の浄化処理において、被処理液を流量調整して流下する流量調整工程と、該流量調整工程の下流側に配設した分流手段の底部に削孔した分流孔において分流する分流工程と、該分流孔を貫通し、上端部が前記下方分流手段の水面下に浸漬され、前記下方分流手段の底部より下方が大気中に曝露され、自然光応答型光触媒を塗布した光透過型多孔質板と、該可自然光応答型光触媒を塗布した光透過型多孔質板を照射する可視光照射工程と、前記自然光応答型光触媒を光励起して発生するＯＨラジカル等を生成する機能液製造装置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、養殖海苔網の殺菌用液及び養殖用液、養殖魚介類の殺菌用液及び養殖用液、農産物の栽培殺菌用液及び栽培用液、食品の殺菌用液、半導体デバイス用シリコンウエ―ハ洗浄、廃液処理等に係わる機能液製造装置及び機能液製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
海苔養殖において養殖海苔網を海に敷設するに際しては、雑藻類の混生や、雑菌等が原因の病害といった問題があり、こうした雑藻類や雑菌等の駆除、予防法としては、酸処理法が一般的に利用されている。海苔養殖酸処理剤の一例として、海水に無機塩類と酸とを加えたものを開示している（例えば、特許文献１参照）。又、有機酸にリンを含まない緩衝剤化合物と海水を混合し、ｐＨ変化の小さい酸処理剤を開示している（例えば、特許文献２参照）。そして又、乳酸、クエン酸等の有機酸でアオノリ・ケイソウおよび赤腐れ菌を同時に駆除、予防する殺藻殺菌剤を開示している（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、このいずれもが、強い酸により、海苔葉体を傷つけ、海苔の生育に障害となっている。その結果、乾海苔は、硬くなり、食味を阻害している。そして、冷凍保存で傷つけられた葉体は、生理活性が低下し、雑藻類との生存競争に負け、又、雑菌に感染し易くなり、赤クサレ病、壷状病、スミ海苔となり、収益を低下させる。
【０００３】
又、魚介類の陸上養殖施設における飼育液は、循環使用の過程において、残餌や魚糞等で汚染される為、固形物処理、泡沫分離処理、溶解性有機物処理等が必要であるが、細菌及びウイルスによる病害を防止する為に、紫外線殺菌処理、オゾン殺菌処理等が行われている。一例として、オゾン発生器から供給されるオゾンを、気泡分散器で液槽内に分散している陸上養殖設備を開示している（例えば、特許文献４参照）。しかしながら、従来の紫外線殺菌装置は、２６０ｎｍ付近に最大波長を有する殺菌線を透過させる特殊ガラスで製作され、ＬＥＤに比べて、高価で消費電力が大きい等の問題を有している。
【０００４】
又、水耕栽培において、水耕液にオゾンナノバブルを含有させて除菌または殺菌し、オゾンナノミストによって温室建屋内の空気及び植物を除菌する知見を開示している（例えば、特許文献５参照）。
【０００５】
又、魚肉練り製品の製造において、冷凍食品をオゾンナノバブル水に浸漬して解凍する解凍方法と、オゾンナノバブル水を魚肉練り製品の原料に添加して、原料を無菌化する殺菌製造方法を開示している（例えば、特許文献６参照）。
【０００６】
又、無声放電式オゾン発生装置等で生成したオゾンで、オゾン含有ガスを生成し、該オゾン含有ガスを冷却部に導入し、液化オゾンを生成する知見が開示されている（例えば、特許文献７参照）。
【０００７】
又、無声放電方法で、高電圧電極と接地電極の真中に誘電体を設け、該誘電体が放電柱に挟まれるように配設されたオゾン発生装置を開示している（例えば、特許文献８参照）
【０００８】
又、水銀および希ガスが封入された石英ガラスより成る低圧水銀蒸気放電等であって、矩形波電流又は１０ＫＨｚ以上の高周波電力を備える点灯装置とを備えた紫外線発生装置を開示している（例えば、特許文献９参照）。
【０００９】
又、大型の被洗浄物を、洗浄する投げ込み型超音波洗浄装置を開示している（例えば、特許文献１０参照）。
【００１０】
又、基準電極に対して高い電圧を有する放電電極で放電し、両電極を収容する空間に充填されたガスから発生するプラズマの電子を発光層に衝突させて深紫外線を発光する深紫外発光素子を開示している（例えば、特許文献１１参照）。
【００１１】
又、対象ガスを、絶縁管内において、大気圧下でのグロー放電で生起生成したガスプラズマジェットを放出する装置を開示している（例えば、特許文献１２参照）。
【００１２】
又、空気中の酸素を濃縮して酸素冨化機において、空気を冷却した際に生成する凝縮水をドレンタンクから蒸発させて排除する酸素冨化機を開示している（例えば、特許文献１３参照）。
【００１３】
又、紫外線透過性の低い、切削油であっても殺菌効率が高い紫外線殺菌装置を開示している（例えば、特許文献１４参照）。
【００１４】
又、水耕栽培培養液収容容器の外側部分に、気体透過性多孔質フイルムを使用した水耕栽培装置を開示している（例えば、参考文献１５参照）。
【００１５】
そして又、セルロース、アセテート径樹脂を主成分とする、生分解性樹脂押出発泡体シートからなる水耕栽培マットを開示している（例えば、参考文献１６参照）。
【００１６】
又、従来のオゾン発生装置は、無声放電方式、電気分解方式、紫外線ランプ方式等があり、紫外線ランプ方式等があるが、いずれも価格が高価であり、紫外線ランプ方式以外では、有害な窒素酸化物を生成する問題を有し、又、紫外線ランプ方式においては、有害な窒素酸化物は生成しないものの、殺菌作用の最大値を示す波長である２６０ｎｍ付近の２５３．７の殺菌線を放射する殺菌灯が常用されているが、形状に制約があると共にＬＥＤに比べ消費電力が大きい等の問題がある。又、紫外線殺菌装置又は光触媒殺菌装置においては、特に透過媒質距離が大きいか、透視度がおおき場合には、紫外線又は可視光が、透過媒質に吸収されて、殺菌効果を発揮出来ない。そして又、溶存酸素要求量がさほど大きくない水耕栽培等においては、動力を必要としないと共に効率が優れた溶存酸素供給手段が待たれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特許第３２９６１７４号公報
【特許文献２】特開２００７―９１６９０号公報
【特許文献３】特許３１２１２５９号公報
【特許文献４】特開平１１−３１８２７０
【特許文献５】特開２００８―２０６４４８号公報
【特許文献６】特開２００７―９７５２１号公報
【特許文献７】特開２００１―１３３１４２号公報
【特許文献８】特開２０１５―６７４８０号公報
【特許文献９】特開平５―１３５７４１号公報
【特許文献１０】特開２０１５―１１２５８６号公報
【特許文献１１】特開２０１５―１０３３４０号公報
【特許文献１２】特開２０１３―２２５４２１号公報
【特許文献１３】特開２００６―２４７５５２号公報
【特許文献１４】特開２０１１―２２５６７６号公報
【特許文献１５】特開２００５―２１１０７号公報
【特許文献１６】特開２００３―１４３９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、上記従来技術に鑑み、解決しようとする問題点として、省エネルギーで安全性の高い深紫外発光ＬＥＤ又はマイクロプラズマ励起深紫外発光素子でオゾンを生成し、殺菌効果の大きなオゾンマイクロ・ナノバブル液とすることが課題である。又、深液紫外発光ＬＥＤ又はマイクロプラズマ励起遠紫外発光素子の紫外線を酸素分子に照射することにより生成したオゾンを、前記同一の深紫外発光ＬＥＤ又はマイクロプラズマ励起深紫外発光素子（ＭＩＰＥ）で分解しないことが課題である。又、何らの手段を講じることがなければ、本来では、酸素分子に照射しても、該酸素分子を僅かしかオゾン化出来ない波長範囲にある遠紫外発光ＬＥＤ又はマイクロプラズマ励起深紫外発光素子でオゾン化を可能にすることが課題である。又、簡単な構造及び構成でオゾン濃度を高めると共にオゾン発生量を増大することを課題とする。又、洗浄機能、生理活性機能を有する機能液も製造することも課題である。細菌やウイルス等を広範に殺菌することが課題である。又、環境への汚濁負荷を全く排出しないことが課題である。又、オゾンマイクロ・ナノバブル液程の強い殺菌力を必要としない場合には、空気マイクロ・ナノバブル液で代替することも課題である。被処理液及び光触媒への紫外線又は自然光到達率の向上が課題である。又、被処理液へ紫外線又は紫外線含有自然光で、核酸を損傷された微生物が、紫外線又は可視光線を照射され続けられて光回復現象が生起することを阻害する手段とする。又、単位容積当たりの光触媒表面積を増大させることが課題である。そして又、被処理液に、無動力で溶存酸素を供給することも課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、上記課題を解決するために、第一の発明において、波長範囲２４０ｎｍ〜２００ｎｍに中心波長を有する深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起遠紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬにおいては、前記深紫外発光ＬＥＤ又はマイクロプラズマ励起深紫外発光素子の発光を集光レンズで収束して照射する深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬとし、該深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬをスリーブ内に配設して、配管の一部を構成するオゾン発生装置とする。前記スリーブ内を流過する空気中酸素分子又は酸素ガス中酸素分子に、前記波長範囲２５４ｎｍ〜２００ｎｍに中心波長を有する深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬにおいては、前記深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬの収束深紫外線がピンポイントで照射され、生成したオゾン含有空気又は酸素ガスが、吸引手段で吸引するマイクロ・ナノバブル発生装置に吸引され、オゾン含有気液二相流が生成するので、該気液二相流が液中へ吐出されると、オゾンマイクロバブルを生成し、該オゾンマイクロバブルが液中で縮小し、ついには消滅するが、消滅時に、自己加圧効果により、フリーラジカルを発生すると共に、気泡径１ｎｍ以下のオゾンナノバブルを生成して殺菌、洗浄、生理活性機能を有する機能液を生成する。オゾンナノバブルを効率的に発生させるためには、ある程度の電解質を含有する液中でマイクロバブルを発生させ、これを自然な状態で浮遊さるか、簡単な物理的刺激を加えることが好ましい。オゾンナノバブルは、高濃度電解質イオンで覆われ、気体が液中へ溶解し難くなり、液中で長時間に亘り安定した状態を維持する。ここで、３００ｎｍ〜２００ｎｍの波長領域の電磁波を遠紫外線と定義する。又、海水、水耕栽培等のごとく、慣用的に使用されているもの以外は、例えば、機能水とせず、機能液と表現する。
【００２０】
光量子のエネルギーは波長に逆比例するので、中心波長１８５ｎｍを放射して酸素分子をオゾン化する、従来の紫外線ランプの光量子が有するエネルギーは、例えば、中心波長２４０ｎｍである遠紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬにおける光量子が有するエネルギーに対して、波長が１．３分の１程度であるので、紫外線ＬＥＤにおける光量子が有するエネルギー密度を、約２倍程度以上に強化する手段を講じれば、酸素分子が、オゾン化される。従って、深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬは、発光を収束する集光レンズを備え、前記深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬの発光を集光レンズで、約１．３倍程度以上に深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬにおける光量子が有するエネルギー密度（単位面積当たりのエネルギー）を、ピンポイントで強化された収束紫外線を照射することにより、酸素分子はピンポイントでオゾン化される。前記深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬが発光する中心波長の選定に当たっては、可能な限りにおいて、２００ｎｍに近似又は２００ｎｍであることが、酸素分子に照射する全光量子エネルギー量が多いので、オゾン生成量が多くなるので、好ましい。
【００２１】
又、深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬが放射する光量子束は、レーザー光を除いては、複数の波長からなるスペクトル分布で構成され、酸素分子をオゾン化する２４２ｎｍ以下の波長域の遠紫外光を放射するものも多く存在する。従って、２４２ｎｍ以下の波長域の深紫外光を集光レンズで集光して酸素分子に照射すれば、酸素分子はオゾン化される。
【００２２】
又、第二の発明においては、２個以上の深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬをスリーブに配設した、配管の一部を構成するオゾン発生装置と、２台以上の該オゾン発生装置が直列に配設された直列接続オゾン発生装置群と、該直列接続オゾン発生装置群が２組以上、互いに並列して配設され、オゾン濃度を高め、殺菌処理能力を高める。
【００２３】
又、第三の発明においては、マイクロバブル発生装置の気体吸引側配管系統において、該気体吸引側配管系統の上流側に二か所以上の支配管を配設し、支配管のそれぞれに、一つには、開閉手段を装備した大気解放口を配設し、又、開閉手段を装備した他の支配管に酸素ガスボンベ又は酸素冨化装置等の酸素供給手段を配設し、又、開閉手段を装備した他の支配管にオゾン発生装置を連通接続して、必要に応じて、それぞれの開閉手段を操作して、空気、酸素ガス、オゾン含有空気又はオゾン含有酸素ガスを選択する。
【００２４】
又、第四の発明においては、第一の発明におけるオゾンが、マイクロ・ナノバブル発生装置に吸引され生成したオゾンマイクロ・ナノバブル液含有の機能液で殺菌、洗浄する前処理又は併用として、機能液貯槽に超音波発生装置を配設  し、液中で超音波振動を発生することで、キャビテーション効果により、フリーラジカルが発生すると共に被洗浄物を洗浄し、貯液槽に貯液された殺菌対象液を循環する循環ポンプ装置の循環配管に連通接続して殺菌対象液を、光透過壁を隔てて流過する前記殺菌対象液に含有する細菌等を殺菌する、２４０ｎｍ〜２００ｎｍの波長範囲に中心波長を有する深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬを配設し、深紫外線を照射して殺菌すると共に前記光透過壁を隔てて流過する前記殺菌対象液中に光触媒コーティングフイルターを浸漬し、前記深紫外線で光触媒を励起して殺菌する紫外線殺菌及び光触媒併設装置に配設する。又、波長範囲２４０ｎｍ〜２００ｎｍに中心波長を有する深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬの発光を収束する集光レンズを備え、前記遠紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬの発光を集光レンズで収束して照射する深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬをスリーブ内に配設して、配管の一部を構成するオゾン発生装置とする。該紫外線オゾン発生装置内を通過する空気中酸素分子又は酸素ガス中酸素分子に、波長範囲２５０ｎｍ〜２００ｎｍに中心波長を有する前記深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬにおいては、該深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬの収束紫外線がピンポイントで照射され、生成したオゾン含有空気又は酸素ガスを、吸引手段で吸引するマイクロ・ナノバブル発生装置に吸引されて生成したオゾン含有気液二相流が水中へ吐出されてオゾンマイクロバブルを生成すると共にナノバブルを生成して殺菌、洗浄、生理活性機能を有する機能液を生成する。
【００２５】
又、第五の発明においては、真空紫外光漏洩防止手段を配設した、オゾン発生装置に、ＬＥＤ，フイールドエミッションランプ又はエキシマランプを配設し、該ＬＥＤ，フイールドエミッションランプ又はエキシマランプの投光窓部から２００ｎｍ以下の真空紫外光が、第一発明等のマイクロ・ナノバブル発生装置等に吸引されて、空気吸引口から流入し、前記オゾン発生装置の内部を流下する空気中酸素分子を照射し、該酸素分子をオゾン化する。前記２００ｎｍ以下の真空紫外光は空気で幾分吸収されるので、空気中を透過することにより、多少は減光するが、大部分は透過し、前記投光窓部に対向した前記オゾン発生装置の内壁又は該内壁に固着して配設する基板に塗布した真空紫外発光蛍光体を照射すると、真空紫外光が生成するので、該真空紫外光が空気中又は酸素ガス中酸素分子をオゾン化する。真空紫外光が漏洩し、人体に悪影響が及ぶことを防止するために、前記オゾン発生装置には、不透光性の遮蔽カバー等の真空紫外光漏洩防止手段を配設する。  
【００２６】
又、第六の発明においては、  波長範囲２４０ｎｍ〜２００ｎｍに中心波長を有する深紫外発光又は真空紫外光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起遠紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬにおいては、該深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬの発光を収束する集光レンズを備えた深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬと、該深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬをスリーブ内に配設して第一の光源とし、該光源が照射された凹面鏡で反射して生成する第二の光源とし、前記第一及び第二の光源が照射する深紫外発光又は真空紫外光を前記集光レンズ及び凹面鏡の焦点付近における空気中又は酸素ガス中酸素分子をオゾン化する、配管の一部を構成するオゾン発生装置とし、生成したオゾン含有空気又は酸素ガスが、吸引手段有する吸引手段でマイクロ・ナノバブル発生装置に吸引されて生成する、オゾン含有気液二相流が、機能液貯槽の液中へ吐出されてオゾンマイクロバブルを生成すると共にナノバブルを生成し、殺菌、洗浄、生理活性機能を有する機能液を生成する機能液製造装置を構成する。
【００２７】
又、第七の発明においては、マイクロ・ナノバブル発生装置でオゾン含有空気又は酸素ガスを吸引して機能液を製造する配管系統と、循環ポンプで機能液貯槽の処理対象液を循環して紫外線及び光触媒で殺菌及び汚染物分解する配管系統とを有する機能液製造装置であって、空気又は酸素ガス流中の酸素を、真空紫外線でオゾン化するオゾン生成部においては、該オゾン生成部に配設した真空紫外線投光手段で照射される照射光を、分岐受光手段で二方向において分岐受光し、該分岐受光手段に、殺菌効果を有する深紫外線を発光する深紫外線発光蛍光粉体を塗布した深紫外線発光蛍光粉体塗布壁が放射する深紫外線を、殺菌及び分解手段部においては、光透過性液体流路を流下する液体に照射して、菌体を殺菌し、汚染物質を分解すると共に、前記液体中に浸漬した光触媒担持体に照射して菌体を殺菌し、汚染物質を分解する。前記オゾン生成部で生成するオゾン含有空気又は酸素ガスを吸引して機能液貯槽の機能液を吸入すると共に該機能液中にオゾン含有気液二相流を吐出して、オゾンマイクロ・ナノバブルを生成するマイクロ・ナノバブル発生装置で、前記機能液貯槽の液を循環する。又、前記殺菌及び分解手段部を流下する液を吸入及び吐出する循環ポンプを配設し、殺菌、洗浄、生理活性機能を有する機能液を生成する機能液製造装置とする。
【００２８】
又、第八の発明においては、  殺菌、洗浄、生理活性機能を有する機能液を生成する魚介類・海藻養殖場等において、小舟、ゴムボート等の浮体を推進する手段として、マイクロ・ナノバブル発生装置の気液二相流吐出口を水平後方へ向けて、気液二相流を噴出して推進する、船外機として作用する。方向舵手段としては、運転手手動操作又はリモコン操作等を選択する。前記マイクロ・ナノバブル発生装置に加圧液を供給する循環ポンプの駆動源としては、エンジン駆動、交流電源モータ駆動等を選択する。前記マイクロ・ナノバブル発生装置に、オゾン含有空気又は酸素ガスを供給するオゾン生成装置も必要に応じて構成する。
【００２９】
又、第九の発明においては、機能液製造装置に使用するマイクロ・ナノバブル発生装置の加圧ポンプ吐出水は、速度水頭エネルギー、圧力水頭エネルギー及び位置水頭エネルギーを保有するが、加圧ポンプ吐出口から吐出される液が保有する水頭エネルギーは、液中に吐出されるまでに、位置水頭エネルギーの損出を無視すれば、マイクロ・ナノバブル生成に有効に利用されない水頭エネルギーは摩擦損出水頭エネルギーであるが、該摩擦損出水頭エネルギーは速度の２乗に比例するので、加圧ポンプ吐出水が保有する水頭エネルギーをマイクロ・ナノバブルの生成に有効に利用するためには、配管及びマイクロ・ナノバブル発生装置内における流速を極力低減することが、有効に作用する。従って、加圧ポンプからマイクロ・ナノバブル発生装置までの配管距離を出来るだけ短くすることが有効であり、加圧ポンプを水中ポンプ型とすることが好ましいが、送電線の距離延長による損出も考慮する必要があり、水中ポンプ型が最適とは、一概には決定出来ない。配管径は、経済性等を考慮して、可能な限り、大径とすることが有効である。マイクロ・ナノバブル発生装置の構造においては、旋回流室流入口までの断面積を大きくして流速を低減し、速度水頭エネルギーを圧力エネルギーに変換し、増大した圧力水頭エネルギーを有する水を、速度増大手段で旋回流室の円形内壁に沿う方向に噴出し、前記旋回流室に高速旋回流を生成し、多量のマイクロ・ナノバブル生成に寄与する作用を現出する。該旋回流室の断面積は、気体吸入口端を最大とし、気液二相流吐出口端を最低とする円錐形構造とすることにより、気液二相流口端における旋回流は高速となると共に気液二相流吐出流速も高速となり、周囲環境の液中に噴出されると急激に流速は激減する。又、製作し易く維持管理を容易にするために、出来るだけに、プレス加工する旋回流室を構成する円筒部以外は、規格製品を使用する構造とし、維持管理において、簡単に分解及び組み立て出来る構造とする。
【００３０】
又、第十の発明においては、オゾン発生装置又はオゾン生成部のスリーブの外部に巻きつけて配設したソレノイドコイルに、に１ＭＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの中周波交流電源を供給し、前記ソレノイドコイルで、中周波磁場を生成すると共に中周波電場を誘導し、該中周波電場が、前記スリーブ内を流下する気体に作用し、該気体に含有する酸素分子を励起し、前記スリーブ内に配設した、深紫外発光ＬＥＤ励起深紫外発光素子の発光を集光レンズで集光し、対象気体の分子をピンポイントで照射した励起とで協調し、酸素分子のオゾン化を促進する。
【００３１】
さらに、前記ソレノイドコイルにより、スリーブの流入口及び内部には、中周波磁場が発生し、常磁性体である酸素分子をスリーブ内に誘導し、反磁性である窒素分子を排斥する。従って、前記スリーブへ流入する気体が大気中の空気である場合には、空気中の酸素ガス含有量が富化される作用をする。
【００３２】
又、第十一の発明においては、深紫外発光ＬＥＤ等の紫外線発光素子を配設しているオゾン発生装置又はオゾン生成部のスリーブ内へ、吸入口から吸入した空気を選択的に透過する中空糸膜を配設した酸素冨化手段から酸素を透過導入し、酸素分子をオゾン化する。前記中空糸膜へ、大気中空気を空気吸引配管で吸引するが、露点近い空気を、冷却手段で冷却して結露水を生成し、該結露水を前記空気吸引配管からドレン排出器で排出することで、乾き空気の状態とする。さらに、該乾き空気を、補助加熱源を有する加熱手段で加熱することで、中空糸膜に空気が接触しても、結露する状態とはならない。前記冷却手段と加熱手段との間に、熱移動作動液を封入すると共に連通接続する連結手段を配設し、熱移動手段を構成する。結露水が生成すると、酸素よりも水分が、先に前記中空糸膜を透過するので、酸素の透過が阻害され、酸素透過速度が減退する。前記オゾン発生装置とマイクロ・ナノバブル発生装置間に配設する吸引配管に、付加して挿設した吸引手段の吸引力と前記マイクロ・ナノバブル発生装置の負圧吸引力とが加算されて、前記中空糸膜の内部から外部へ、酸素を選択的に吸引透過させる駆動力として作用し、透過出来ない窒素は窒素掃気手段で大気へ放出して、前記中空糸膜の内部へ、大気中の新鮮空気を導入し、酸素源を補給する。
【００３３】
又、第十二の発明においては、紫外線又は可視光が透過媒質に吸収されることなく、処理対象物に照射される比率を高めるために、可能な限りに紫外線又は可視光の透過距離を小さくすることが必要であるので、被処理対象液の処理方式が流動方式  であれ、滞留方式であっても、処理対象液の液深又は付着液厚  を小さくする手段とする。又、流路調整手段には、複数のＶノッチ付き越流堰を配設し、該複数のＶノッチ付き越流堰に紫外線又は可視光応答型光触媒を塗布固着し、又、処理対象液流路の側壁に紫外線又は可視光応答型光触媒を塗布固着すると共に紫外線又は可視光応答型光触媒を塗布固着した無機質多孔体板を処理対象液流路の底面に直立して配設し、処理対象液と紫外線又は可視光応答型光触媒を照射する深紫外線又は可視光発光ＬＥＤ照射手段を配設する。該深紫外線又は可視光発光ＬＥＤと、電気的に直列接続した可視光発光ＬＥＤパイロットランプを配設して、前記紫外線又は可視光発光ＬＥＤの点滅確認手段とする。前記紫外線又は可視光前記紫外線又は可視光応答型光触媒に紫外線又は可視光が照射されると、光励起し、ＯＨラジカル等を生成して、微生物又は有害有機物を酸化分解すると共に光触媒が超撥水性能を付与され、流量調整を容易にする手段となる。機能液化された被処理液は、処理液貯留槽に遮光状態で貯留され、曝気手段で溶存酸素を供給し、殺菌処理と溶存酸素を供給された良好な給液として貯留される。そして又、殺菌処理済み処理液貯留槽の処理液に自然光線が照射されて、微生物が光回復することを阻害するために、処理液貯留槽に貯留した処理液に自然光線が照射されることを阻止する手段を配設する。
【００３４】
又、第十三の発明においては、流量調整手段で被処理液を流量調整して流下し、下方底方向へ分流させるために、多孔質体を下方分流手段の槽底に削孔した分流孔を貫通して配設する。前記多孔質体の上端部は下方分流手段の水面下に水没すると共に孔開きキャップで被覆され、被処理液が流量調整して流下し、下方分流手段の槽底よりも下方部分の多孔質体は、大気中に露出して配設されるが、前記多孔質体には、紫外線応答型又は可視光応答型光触媒を塗布固着する。前記多孔質体は、紫外線応答型又は可視光応答型光触媒を塗布固着されているので、深紫外線又は可視光照射手段で照射すると、光触媒が光励起することで超親水化し、流下液の膜厚が極力に薄く調整される。極薄く調整された流下液に紫外線又は自然光が照射されると、該紫外線又は自然光に含有する紫外線が微生物の拡散に作用して微生物を殺菌すると共に紫外線又は可視光応答型光触媒を照射し、該光触媒を光励起して、ＯＨラジカル等を生成して、微生物又は有害有機物を酸化分解する。機能液化された被処理液は、自然光が照射されると、微生物が光回復するので、一時遮光状態の処理液貯槽に貯留される。尚、前記深紫外線又は可視光照射手段と、電気的に直列接続した可視光発光ＬＥＤパイロットランプを配設して、前記紫外線又は可視光発光ＬＥＤの点滅確認手段とする。
【００３５】
又、第十四の発明においては、流量調整手段の後処理に、処理対象液流路の側壁及び流路の底面に直立した無機質多孔体板に、紫外線応答型光触媒又は可視光応答型光触媒を塗布固着した無機質多孔体板に、深紫外線発光ＬＥＤで紫外線を照射するか又は可視光発光ＬＥＤを照射する。該紫外線発光ＬＥＤ又は可視光発光ＬＥＤの点滅を確認する可視光発光ＬＥＤパイロットランプを配設配設して、、前記紫外線発光ＬＥＤ又は可視光発光ＬＥＤと電気的に直列接続して配設する。紫外線殺菌・紫外線応答型光触媒殺菌又は自然光含有紫外線・可視光応答型光触媒殺菌した被処理液に、円筒状又は中空糸状酸素透過多孔膜の上端口を浸漬すると共に円筒状又は中空糸状酸素透過多孔膜を、前記処理対象液流路の底板に削孔した孔に貫通すると共に下部を大気中に曝露して配設し、前記被処理対象液に溶存酸素を供給する手段とする。前記処理対象液内の円筒状又は中空糸状酸素透過多孔膜には、前記上端口へ流入する処理対象液量を調整する上端開口キャップで被覆し、流量調整する。前記円筒状又は中空糸状酸素透過多孔膜内には、被処理対象液が充満し、サイホン作用で下降流が形成される。前記円筒状又は中空糸状酸素透過多孔膜の外部は、大気中に曝露されているので、大気中酸素ガスは、ヘンリーの法則に従い、該外部から内部への濃度勾配により、被処理液に拡散する。前記円筒状又は中空糸状酸素透過多孔膜内の被処理液が滞留した流れの無い状態であれば、大気から静止被処理液への拡散移動は減衰するが、液流が形成されているので、ベルヌイ―の定理により、大気中よりも、前記円筒状又は中空糸状酸素透過多孔膜内の被処理液の静圧が低くなるので、ヘンリーの法則により、酸素ガスの溶解作用が大きくなると共に溶存酸素濃度が低い被処理液が入れ替わり、酸素溶解量が大きくなる作用が働く。
【００３６】
又、第十五の発明においては、流量調整手段の後処理に、処理対象液流路の側壁及び流路の底面に直立した無機質多孔体板に、紫外線応答型光触媒又は可視光応答型光触媒を塗布固着した無機質多孔体板に、紫外線発光手段で紫外線を照射するか又は自然光を照射し、紫外線殺菌・紫外線応答型光触媒殺菌又は自然光含有紫外線・可視光応答型光触媒殺菌した被処理液に、円筒状又は中空糸状酸素透過多孔膜内に前記被処理液を流下すると共に中空糸状酸素透過多孔膜外を大気中に曝露して前記溶存酸素を供給し、殺菌されると共に溶存酸素を供給された処理液とする。該処理液に、肥料成分を追加又は無追加して生成した培養液を、高設式栽培ベッドの下方に配設すると共に培養土に植物由来のペレット状、粒状又は粉体状の生分解性プラスチックを任意の配合割合で配合した培養土を入れた配合培養土を入れたプランターに施用する。尚、前記培養土に植物由来のペレット状、粒状又は粉体状の生分解性プラスチックを任意の配合割合で配合した培養土を入れた配合培養土を入れたプランターとしては、家庭用に供用することも出来る。
【００３７】
そして又、第十六の発明においては、病原菌又は汚染性有機物含有の水溶液の浄化処理するために、０．１μｍ以上の孔径を有する精密濾過膜又は限外濾過膜で、生物の生育環境を決めるほとんどの微生物及び粗大有機物を濾過して、被処理液から濾別し、被処理液に残留したウイルス及び有害有機物質は、紫外線及び（／又は）光触媒処理手段で、殺菌及び分解処理し、作物又は魚介類の生育に必要な溶存酸素を供給するために、曝気手段で曝気処理する。但し、紫外線及び（／又は）光触媒処理手段で、殺菌及び分解処理する操作に先行して、曝気手段で曝気処理する操作をしても何ら支障はない。尚、紫外線としては、自然光含有の紫外線であってもよく、又、深紫外線発光ＬＥＤによる深紫外線でもよく、何ら支障はない。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  
【発明の効果】
【００３８】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３９】
第一の発明においては、オゾンマイクロ・ナノバブル発生装置の気体吸引配管の一部を構成するオゾン発生装置内に深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬを配設するので、極めて安全である効果を奏する。
【００４０】
又、深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬの発光を集光レンズで収束することで、光量子が有する単位面積当たりの光量子エネルギーを高められるため、露光して使用することは、人体、特に目に対して危険であるが、前記深紫外線ＬＥＤをスリーブに収納して使用するため、露光することがなく、深紫外発光ＬＥＤ又はマイクロプラズマ励起深紫外発光素子を深紫外線発光装置として使用する上で、極めて安全となる効果を奏する。
【００４１】
又、２４２ｎｍ以下の波長域に主波長を有する深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬを使用する場合には、オゾン生成効率が大きくなる効果を奏する。
【００４２】
又、オゾン液で殺菌した後に残るのは酸素で、汚染物と有害物を一切生じないので、環境への汚濁負荷を全く排出しない効果を奏する。
【００４３】
又、従来のオゾン発生装置に使用されていた紫外線発生ランプは、石英ガラス管に水銀を封入し、高電力を必要としていたが、深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬでオゾンを生成できるので、低出力のオゾン発生装置とすることが出来るので、極めて省エネルギーであると共に低価格とする効果を奏する。
【００４４】
又、マイクロ・ナノバブルが、電解質を含有する液中で生成すると、圧壊時にフリーラジカルが生成すると共にナノバブルが長時間安定であるので、オゾンの殺菌作用との相乗効果で、強力で、持続的殺菌効果を奏する。
【００４５】
又、イチゴ栽培等においては、紫外線が直接照射される部分は殺菌され、影の部分は殺菌されないが、オゾンナノバブル含有の機能液を噴霧状にして殺菌出来る効果を奏する。
【００４６】
又、２００ｎｍ付近に中心波長を有する、深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬが発光する深紫外線により酸素分子をオゾン化する作用は小さいが、集光レンズで集光し、ピンポイントで酸素分子を照射することにより、単位照射面積当たりのオゾン化作用が強くなるので、従来においては、酸素分子のオゾン化に利用出来なかった深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬを酸素分子のオゾン化に活用出来る効果を奏する。
【００４７】
又、第二の発明においては、２個以上の深紫外発光ＬＥＤ又はマイクロプラズマ励起深紫外発光素子が、直列に配設された管体とすることにより、オゾン濃度が高まり、殺菌効果を高める効果を奏する。
【００４８】
又、管体が２組以上、互いに並列して配設されることにより、オゾン量を多くすることが出来るので、殺菌処理能力を大きくする効果を奏する。
【００４９】
又、第三の発明においては、マイクロ・ナノバブル発生装置の気体吸引支管を、大気、酸素ガス及びオゾンガス吸引支管を配設すると共に前記各支管に開閉弁を装備することにより、大気吸引支管を選択して、開閉弁を開にし、空気マイクロ・ナノバブル水を生成すると、空気マイクロバブルの自己加圧効果により、汚染物質等の化学物質を酸化分解するフリーラジカルを生成すると共に液中に長時間浮遊して滞留するナノバブルを生成するので、殺菌機能、洗浄機能及び生理活性機能を有する機能液とし、酸素ガス支管を選択して、開閉弁を開にし、酸素マイクロ・ナノバブル液を生成すると、殺菌機能と洗浄機能は前記空気マイクロ・ナノバブル液と同様であるが、生理活性機能に極めて優れた機能液とし、オゾン支管を選択して、開閉弁を開にし、オゾンマイクロ・ナノバブル液を生成すると、洗浄機能と生理活性機能は同様であるが、殺菌機能に極めて優れた機能液とすることが出来るので、同一の装置で、処理対象物に対する、要求性能の程度を判断して、柔軟なシステム運用が出来る効果を奏する。
【００５０】
又、第四の発明においては、殺菌対象液を、安価で省エネルギーな深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬで生成するオゾンを、マイクロ・ナノバブル発生装置で吸引して生成するオゾンマイクロ・ナノバブル液で殺菌及び洗浄する前処理として、被洗浄物に付着した菌体又は芽胞の表層に付着した有機物を超音波振動装置及び紫外線・光触媒併設殺菌装置で殺菌除去しておくことにより、オゾン液だけでは抵抗を示す黄色ブドウ球菌をはじめとするグラム陽性菌及び芽胞菌等をオゾンマイクロ・ナノバブル液で殺菌防除することが容易となり、広範な細菌等に対して強力な殺菌効果を奏する。さらに、前記紫外線・光触媒殺菌装置における、紫外線殺菌機能と光触媒殺菌機能は、同一の深紫外発光ＬＥＤ又はマイクロプラズマ励起深紫外発光素子が放射する光量子エネルギーの作用で生起する省エネルギー効果を奏する。
【００５１】
又、マイクロ・ナノバブル発生装置で生成するマイクロバブル、及びナノバブル及びフリーラジカルが増大して、洗浄機能、生理活性機能が増大する効果を奏する。
【００５２】
又、第五の発明においては、真空紫外光漏洩防止手段を配設した、オゾン発生装置に、ＬＥＤ，フイールドエミッションランプ又はエキシマランプを配設し、該ＬＥＤ，フイールドエミッションランプ又はエキシマランプの投光窓部から２００ｎｍ以下の真空紫外光が、第一発明等のマイクロ・ナノバブル発生装置等に吸引されて、空気吸引口から流入し、前記オゾン発生装置の内部を流下する空気中酸素分子を照射し、該酸素分子をオゾン化する。前記２００ｎｍ以下の真空紫外光は空気で幾分吸収されるので、空気中を透過することにより、多少は減光するが、大部分は透過し、前記投光窓部に対向した前記オゾン発生装置の内壁又は該内壁に固着して配設する基板に塗布した真空紫外発光蛍光体を照射すると、真空紫外光が生成するので、該真空紫外光が空気中又は酸素ガス中酸素分子をオゾン化するので、ＬＥＤ，フイールドエミッションランプ又はエキシマランプ等の光源で酸素分子をオゾン化し、前記光源の残光で、真空紫外発光蛍光体を励起して、前記酸素分子とは別の酸素分子をオゾン化するので、同一外形の装置で、オゾン生成効率を増大する効果を奏する。
【００５３】
又、第六の発明においては、深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬの発光を、集光レンズを経て、焦点付近で高密度化した光量子エネルギーを、酸素分子にピンポイントで照射して、酸素分子をオゾン化すると共に前記集光レンズの焦点を経て再び拡散した深紫外光で、スリーブの壁面に固着して配設した凹面鏡での反射深紫外線が酸素分子に照射され、酸素分子をオゾン化するので、同一の光源で、酸素分子をオゾン化し、省エネルギーとすると共にオゾン濃度が向上する効果を奏する。
【００５４】
又、第七の発明においては、真空紫外線発光手段で生成する真空紫外線を、空気又は酸素ガス中の酸素分子に照射してオゾン化し、前記空気又は酸素ガス中を通過した真空紫外線を、二方向へ分岐照射し、該二方向分岐照射紫外線を受光した、深紫外線発光蛍光粉体を塗布した深紫外線発光蛍光粉体塗布壁は、深紫外線を放射し、殺菌及び分解対象液に照射すると共に液中に浸漬した光触媒担持体に照射して、菌体を殺菌し、汚染物質を分解出来るので、真空紫外線発光手段で照射する真空紫外線をオゾン液製造と、菌体の殺菌及び汚染物の分解に供与出来る省エネルギーと経済効果を奏する。
【００５５】
又、第八の発明においては、小舟等の浮体に、気液二相流を水平後方へ向けて配設することにより、対象水域に溶存酸素を供給しながら、病原菌を殺菌し、養殖対象の生理を活性化する作業を、広範に省エネルギーを達成する効果を奏する。
【００５６】
又、第九の発明においては、マイクロ・ナノバブル発生装置における、加圧ポンプ吐出液の流路流速を、多量のマイクロ・ナノバブル生成に寄与する旋回流室以外流路流速を減速し、速度水頭エネルギーの一部を圧力水頭エネルギーとすることにより、摩擦損出エネルギーを低減し、該摩擦損出エネルギー低減分を、旋回流室におけるマイクロ・ナノバブル生成に寄与する速度水頭エネルギーを増大することが出来ると共に、旋回流室が、気体流入口から、気液二相流吐出口に向かって、円錐筒が縮小する構造により、前記気液二相液吐出速度が増大し、前記気液二相流が周囲水域に吐出された際に速度が激減する結果、吐出前後の速度差の増大により、マイクロバブルのナノバブル化が増大する効果を奏する。又、可能な限り、規格部材で構成し、組み立て及び解体が簡単な構造とすることにより、省エネルギーでナノバブル生成効率を高めると共に製作費及び維持管理費を低減する効果を奏する。さらに、  部品及び部材の大部分を、大量生産市販品である配管部品を調達出来るので、製造費及び部品交換費が安価となる効果を奏する。
【００５７】
又、第十の発明においては、  深紫外発光ＬＥＤ照射手段で、酸素分子を照射しても、酸素分子をオゾン化するには、光量子エネルギーが微弱であるが、前記深紫外発光ＬＥＤ照射手段で、酸素分子を照射し、光励起エネルギー状態にある酸素分子が流下しているスリーブの外周に配設したソレノイドコイルに、１０ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの高周波交流電力印加することにより、光励起に近い酸素分子を、さらに高周波励起することにより、酸素分子を大量にオゾン化出来る効果を奏する。
【００５８】
又、第十一の発明においては、波長範囲２４０ｎｍ〜２００ｎｍに中心波長を有する深紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起深紫外発光素子又はフイールドエミッションランプＦＥＬが有する光量子エネルギーは、酸素分子をオゾン化するエネルギーが弱いが、プラズマを生成するほどの強力な高調波交流電力を供給することなく、小型で低電力の中周波交流電源で、励起準位に近い状態にある酸素分子に作用して、酸素イオンと自由電子に分離すると共に前記酸素分子をオゾン化する。さらに、豊富になった前記自由電子は、酸素分子に作用し、酸素分子の解離とオゾン化を促進する効果を奏する。  さらに、常磁性の空気中酸素分子を交番磁力線で誘引すると共に反磁性の窒素分子を排斥し、酸素冨化空気がマイクロ・ナノバブル発生装置に吸引され、殺菌作用、洗浄作用及び生理活性作用が強いオゾンマイクロ・ナノバブルを生成する効果を奏する。
【００５９】
又、第十二の発明においては、被処理水の流路及び光触媒被塗布固着多孔質体に光触媒を塗布固着することにより、紫外線又は自然光含有の紫外線が透過する媒質の距離及び光触媒への到達距離を小さくすることが出来るので、紫外線殺菌・光触媒殺菌が増大する効果をそうする。
【００６０】
又、第十三の発明においては、光触媒を塗布固着した光透過型多孔質板を下方に垂架すると共に被処理液を流下し、紫外線又は自然光含有紫外線を照射すると、前記光透過型多孔質板は、超親水化するので、水溶液に対する濡れ性能が格段に向上し、該光透過型多孔質板を流下する被処理液の付着流下膜厚を、細やかに調整できるので、被処理液媒質を透過する紫外線の光量子エネルギーは減衰し難くなるので、殺菌効果が減退しない効果を奏する。
【００６１】
又、第十四の発明においては、サイホン作用が生成するように、円筒状又は中空糸状の酸素ガス透過膜を垂直に配設するので、該酸素ガス透過膜の内部に、被処理液の流動が生成すると共に大気圧に対して負圧が生成するので、前記酸素ガス透過膜外周囲の大気から内部への吸引力として作用するので、前記酸素ガス透過膜の内部被処理液は、常時、新たな被処理液となると共に大気と被処理液との酸素ガス差圧が、常時最大に維持され、内部におけるガス拡散と酸素溶解度が、常時最大に維持され、溶存酸素溶解量を大きくすると共に無動力酸素ガス供給の省エネルギー効果を奏する。
【００６２】
又、第十五の発明においては、生分解性プラスチックを培養土として利用するので、重量が小さい培養土入りのプランターとなり、小さい人力による作業が出来ると共に、堆肥化による肥育効果と培養液廃棄処分に苦労しない効果を奏する。
【００６３】
そして又、第十六の発明においては、作物の水耕栽培又は、魚介類及び藻類の栽培において、病害となるほぼほとんど全ての微生物と粗大固形有機物を、膜濾過分離出来るので、後処理となる紫外線殺菌及び光触媒殺菌処理において、被処理液媒質を透過する紫外線の光量子エネルギーは減衰し難くなるので、殺菌効果が減退しない効果を奏すると共にウイルスに対する殺菌効果を大きくする効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図１は、第一の発明に係わる、概略説明縦断面図である。
【００６５】
【図２】図２は、第一の発明に係わる、オゾン発生装置の概略説明縦断面図である。
【００６６】
【図３】図３は、第二の発明に係わる、概略説明縦断面図である。
【００６７】
【図４】図４は、第三の発明の水耕栽培に係わる第１実施例で、概略説明縦断面図である。
【００６８】
【図５】図５は、第三の発明の海苔養殖に係わる第２実施例で、概略説明縦断面図である。
【００６９】
【図６】図６は、第四の発明に係わる、概略説明縦断面図である。
【００７０】
【図７】図７は、第四の発明に係わり、図６における、紫外線・光触媒併用殺菌装置の、（ａ）は概略説明部分拡大縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）における概略説明Ａ−Ａ断面図である。
【００７１】
【図８】図８は、第五の発明に係わる、概略説明縦断面図である。
【００７２】
【図９】図９は、第六の発明に係わる、概略説明縦断面図である。
【００７３】
【図１０】図１０は、第七の発明に係わり、（ａ）は概略説明平断面図で、（ｂ）は（ａ）における、概略説明Ｂ−Ｂ縦断面図である。
【００７４】
【図１１】図１１は、第八の発明に係わり、（ａ）は概略説明縦断面図で、（ｂ）は（ａ）における、概略説明立面図である。
【００７５】
【図１２】図１２は、第九発明の第１実施例に係わる、概略説明縦断面図である。（ｂ）は（ａ）における、概略説明Ｃ−Ｃ平断面図である。
【００７６】
【図１３】図１３−ｂは、第九発明の第２実施例に係わる、図１３−ａにおける、概略説明Ｄ−Ｄ平断面図である。
【００７７】
【図１４】図１４は、第十の発明に係わり、（ａ）は大気中の空気を吸引する概略説明側面図で、（ｂ）は酸素ボンベの酸素を吸引する概略説明部分フロー図である。
【００７８】
【図１５】図１５は、第十一の発明に係わり、酸素冨化空気をオゾン発生装置を経て、マイクロ・ナノバブル発生装置へ吸引する概略説明フロー図である。
【００７９】
【図１６】図１６は、第十二発明の第１実施例に係わる、概略説明縦断面図であって、（ａ）は、水中紫外線発光ＬＥＤによる紫外線殺菌・光触媒廃液処理装置を例示した概略説明縦断面図で、（ｂ）は、（ａ）におけるＥ−Ｅ視の概略説明平断面図で、（ｃ）は、（ｂ）におけるＦ−Ｆ視及びＧ−Ｇの概略説明正面図で、（ｄ）は、（ａ）及び（ｂ）に記載の水密紫外線灯の概略説明拡大縦断面図である。
【００８０】
【図１７】図１７は、第十二発明の第２実施例に係わる、（ａ）は、太陽光による自然光含有紫外線殺菌・可視応答光触媒殺菌装置を例示した概略説明縦断面図で、（ｂ）は、（ａ）におけるＨ−Ｈ視の概略説明平断面図で、（ｃ）は、（ｂ）におけるＩ−Ｉ視及びＪ−Ｊ視の概略説明正面図である。
【００８１】
【図１８】図１８は、第十三発明の第１実施例に係り、（ａ）は、複数の光透過性多孔質セラミック板間に配設した水密構造深紫外線発光ＬＥＤによる紫外線殺菌・光触媒廃液処理装置を例示した概略説明縦断面図で、（ｂ）は、（ａ）におけるＫ−Ｋ視の概略説明平断面図で、（ｃ）は、（ｂ）におけるＬ−Ｌ視の概略説明正面図である。
【００８２】
【図１９】図１９は、第十三発明の第２実施例に係わる、（ａ）は、太陽光及び可視光線発光ＬＥＤ光源を液体ガイドラインシステムによる受光照射を自然光含有紫外線殺菌・可視光応答光触媒殺菌装置を例示した概略説明縦断面図で、（ｂ）は、（ａ）におけるＭ−Ｍ視の概略説明平断面図で、（ｃ）は、（ｂ）におけるＮ−Ｎ視の概略説明正面図である。
【００８３】
【図２０】図２０は、第十四発明に係わる、自然光含有紫外線殺菌・可視光応答光触媒殺菌槽での殺菌処理液に円筒状酸素ガス透過膜で溶存酸素を供給する概略説明縦断面図である。
【００８４】
【図２１】図２１は、第十五発明に係わる、自然光含有紫外線殺菌・可視光応答光触媒殺菌槽での殺菌処理液に円筒状酸素ガス透過膜で溶存酸素を供給し、液肥調整した培養液を、生分解性プラスチック粒体混合培養土入りプランターに施用している概略説明縦断面図である。
【００８５】
【図２２】図２２は、第十六発明に係わる、被処理液を精密濾過膜で濾過処理した濾過処理液を、紫外線発光ＬＥＤと光触媒で殺菌処理し、該処理液を曝気する概略説明縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００８６】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。但し、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための機能水製造装置を例示するものであって、本発明は機能液製造装置を以下のものに限定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲に記載される部材を、実施例の部材に限定するものでは決してない。
【実施例１】
【００８７】
図１、図２、は、第一発明の第１の実施例に係わる概略説明縦断面図であって、本実施例は、オゾンマイクロバブルを生成すると共に殺菌、洗浄、生理活性機能を有する機能液を生成する機能液製造装置１に係わるものである。深紫外線を発生する光源として深紫外発光ＬＥＤ２を備える。該深紫外発光ＬＥＤ２は、２２０ｎｍの波長領域に中心波長を有する深紫外線を放射する発光チップ３を備える。又、前記深紫外発光ＬＥＤ２は、発光チップ３の発光を収束する集光レンズ４を備える。前記深紫外発光ＬＥＤ２は、発光チップ３の発光を集光レンズ４で収束して、前記深紫外発光ＬＥＤ2の近距離前方を通過する空気に含有されている酸素分子にピンポイントで照射して酸素分子をオゾン化する。前記遠紫外発光ＬＥＤ２は、基板５に固定されると共にフッ素樹脂製のスリーブ６に収納して配設され、気体吸引配管７の一部を構成するオゾン発生装置８としている。前記スリーブ６の空気吸気口６ａからは大気中の空気が流入し、前記スリーブ６の中を流過する。該スリーブ６を流過したオゾン含有空気は、前記気体吸引配管７を経由し、機能液貯槽９の液中に浸漬した旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０の気体吸引口１０ａに吸引され、気液二相流を前記機能液貯槽９に吐出して、オゾンマイクロ・ナノバブルを生成し、前記機能液貯槽９の液を機能液化する。前記旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０には、循環ポンプ１１の吐出側配管１１ａで，高圧液が導入されて旋回流が発生すると共に負圧を生成し、前記気体吸引口１０ａから前記旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０へ空気又はオゾン含有空気が吸引される。空気マイクロ・ナノバブルは、少なからず、洗浄機能、殺菌機能及び生理活性機能を有していて、オゾンマイクロ・ナノバブル液は、前記空気マイクロ・ナノバブル液と同様に生理活性機能を有しているが、強力な洗浄機能及び殺菌機能を有している。従って、空気マイクロ・ナノバブル液を選択するか又はオゾンマイクロ・ナノバブル液を選択するかを状況に応じて選択するために、大気吸引支管７ａ及び前記スリーブ６の吐出側配管７ｂに、開閉弁１２ａ及び１２ｂをそれぞれ装備し、空気は大気を、オゾンは、前記オゾン発生装置８から吸引し、空気又はオゾンを選択して供給する。尚、図３には、点線で光の軌跡を模して、二本の線が交わる位置は、集光レンズの焦点を表しているが、前記集光レンズ４の焦点における光跡は、前記遠紫外発光ＬＥＤ２及び集光レンズ４の特性に応じて、特定の広がり（面積）を示す。該集光レンズ４の焦点において、単位面積当たりの光量子エネルギー（エネルギー密度）はもっとも大きく、前記焦点付近にある酸素分子に照射されて、該酸素分子をオゾン化する。尚、本実施例では、旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０としているが、ベンチュリー型、オリフィス型及び圧力型、圧力型等のマイクロ・ナノバブル発生装置であっても良く、何ら制限されない。
【００８８】
一般的に、深紫外発光ＬＥＤ又はマイクロプラズマ励起深紫外発光素子においては、複数の波長域のスペクトルで構成されるので、集光レンズ４の焦点では、発光素子特有の面積を有する光束を示す。従って、前記集光レンズ４での集光において、主波長の光量子エネルギー密度よりも、２４２ｎｍ以下の光量子エネルギー密度が大きければ、２４２ｎｍ以下の深紫外領域に焦点を合わせた選択をすべきである。
【実施例２】
【００８９】
図３は第二発明の第１の実施例に係わる概略説明縦断面図であって、深紫外発光ＬＥＤ２をスリーブ６に収納して配設され、気体吸引配管７の一部を構成するオゾン発生装置８を、直列に連通接続して配設したものを、並列に二組配設していて、オゾン濃度を高めると共に処理能力を高めている。
【実施例３】
【００９０】
図４は第三発明の第１の実施例に係わる概略説明図であって、水耕栽培の分野に適用した実施例の概略説明縦断面図で、旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０Ａの気体吸引口１０Ａａへ吸引する気体として、機能液に求められる、生理活性及び殺菌機能の強弱に応じて、空気、酸素、オゾン含有空気又はオゾン含有酸素であるかを判断して選択開閉するために、それぞれ、開閉弁１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び１２ｄを大気吸引支管７ａ、オゾン含有空気吸引支管７ｂ、オゾン含有酸素吸引支管７ｃ及び酸素ガス吸引支管７ｄに配設している。オゾン含有酸素吸引支管７ｃ及び酸素ガス吸引支管７ｄへの酸素ガス供給源として、酸素ガスボンベ１３を配設しているが、該酸素ガスボンベ１３の代替として、酸素冨化装置とすることも出来る。機能液貯槽９Ａに貯液している機能液を、栽培対象種の露出部及び栽培室内空間の殺菌に利用する場合には、前記オゾン発生装置８を通して、前記旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０Ａの気体吸引口１０Ａａへ大気を吸引して、オゾンマイクロ・ナノバブル液を生成し、水中ポンプ１４Ａの吐出側配管１５Ａに配設している開閉弁１５Ａａを開にし、スプレーノズル１６Ａから噴霧液を噴霧して殺菌し、収穫物を洗浄及び殺菌する場合には、開閉弁１５Ａｂを開にしてスプレーノズル１６Ｂで洗浄及び殺菌する。水耕栽培法を適用する栽培ベッド１７による前記栽培対象種の栽培においては、機能液貯槽９Ｂに貯液された肥料溶液を水中ポンプ１４Ｂの吐出側に配設した吐出側配管１５Ｂで、前記栽培ベッド１７へ送液して栽培するが、該栽培ベッド１７の肥料溶液は、順次に押出し流れにより押し出されて流出し、戻り配管１８で前記機能液貯槽９Ｂへ移流して循環される。病原菌の殺菌を重視する場合には、オゾン発生装置８を通して、旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０Ｂの気体吸引口１０Ｂａへ吸引する気体として、機能液に求められる、生理活性及び殺菌機能の強弱に応じて、空気、酸素、オゾン含有空気又はオゾン含有酸素であるかを判断して、前記機能液貯槽９Ａにおける旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０Ａの気体吸引口１０Ａａへ吸引する気体と同様に前記開閉弁１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び１２ｄを開閉操作する。
【実施例４】
【００９１】
図５は第三発明の第１の実施例に係わる概略説明図であって、海苔養殖の分野に適用した実施例の概略説明縦断面図で、図４の第三実施例と同様に、選択的に空気、オゾン含有空気、オゾン含有酸素ガス及び酸素ガスを選択し、旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０Ａ及び１０Ｂで吸引し、海水を貯留した機能液貯槽９及び海苔原藻貯蔵槽１９に気液二相流を吐出する。前記海苔原藻貯蔵槽１９において、海苔原藻を貯蔵するには、海水で２５％程度に薄めて貯蔵する。生きた海苔葉体は、生体を維持するために、酸素呼吸と炭酸同化作用で、貯蔵海水の溶存酸素が低下すると、海苔葉体の細胞が破壊され、海苔葉体が部分的白化症状を呈すると共に細胞膜が破壊されて溶出したヌメリが放出される現象を呈するが、すると、該海水汚染によって、さらに前記酸素呼吸と炭酸同化作用が著しく阻害される。又、前記海苔葉体及び海水中には、雑菌等を含有していて、該海苔葉体が劣化しかねないので、本実施例では、先ず、選択的に開閉弁１２ｂ、１２ｃを開とし、オゾン発生装置８で生成するオゾン含有空気又はオゾン含有酸素を前記旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０Ａ及び１０Ｂで吸引し、それぞれ、前記機能液貯槽９及び海苔原藻貯蔵槽１９の液中にオゾン含有気液二相流を吐出し、オゾンマイクロ・ナノバブル液を生成し、酸素を供給すると共に雑菌等を殺菌する。３０分の殺菌工程を終えると、開閉弁１２ｄを開とし、酸素ガスボンベ１３から吐出する酸素ガスを、前記旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０Ａ及び１０Ｂで吸引し、それぞれ、前記機能液貯槽９及び海苔原藻貯蔵槽１９の液中に酸素ガス含有気液二相流を吐出し、酸素ガスマイクロ・ナノバブル液を生成し、溶存酸素を供給する。該酸素ガスマイクロ・ナノバブル液の生理活性機能により、前記生きた海苔葉体の細胞を活性化し、養殖海苔採取時よりも品質が向上した状態とすることが出来る。３０分の該生理活性化工程を終えると、開閉弁１２ａを開とし、大気を、前記旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０Ａ及び１０Ｂで吸引し、それぞれ、前記機能液貯槽９及び海苔原藻貯蔵槽１９の液中に空気含有気液二相流を吐出し、空気マイクロ・ナノバブル液を生成して、溶存酸素を供給する、溶存酸素供給工程とする。尚、前記旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０Ａ、１０Ｂには、それぞれ、循環ポンプ１１及び水中ポンプ１４で高圧液が導入されて旋回流が発生すると共に負圧を生成し、前記気体吸引口１０Ａａ、１０Ｂａから前記旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０Ａ、１０Ｂへ、選択的にそれぞれ、前記殺菌工程、生理活性化工程又は溶存酸素供給工程に応じて、オゾン含有酸素ガス、酸素ガス又は空気が吸引される。又、海苔原藻貯蔵槽１９には、ドラフトチューブ１９ａ内に撹拌翼２０ａを配設し、撹拌電動減速装置２０で駆動し、前記ドラフトチューブ１９ａ内に上向流を生成すると共に下降流路部１９ｂに下降流を生成し、前記海苔原藻を撹拌混合すると共に前記生きた海苔葉体に酸素を供給している。又、前記循環ポンプ１１Ｂの圧力液を、前記旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０Ｂに送液して生成する、殺菌工程、生理活性化工程又は酸素供給工程に応じた気体と、前記機能液貯槽９Ａの機能液化した海水の気液二相流を、前記海苔原藻貯蔵槽１９に吐出すると、上向流路部１９ｃを流過し、越流堰部１９ｄを流下し、トラフ部１９ｅに連通接続した還流配管２１Ａを流下して、前記機能液貯槽９へ還流される。前記海苔原藻貯蔵槽１９での貯蔵を終えた海苔原藻は、乾藻海苔等の加工処理前に、すき水と称する真水を貯水した図示してない塩分除去槽へ移送するために、前記海苔原藻貯蔵槽１９の底部１９ｅに連通接続した移送ポンプ２２の吸込管２２ａで吸入し、前記移送ポンプ２２の吐出管２２ｂを連通接続した液体サイクロン２３に連通接続し、該液体サイクロン２３で分離した脱海水原藻は、図示してない塩分除去槽へ、脱海水原藻移送管２３ａで移送され、海水は、還流配管２１Ｂで前記機能水貯槽９へ還流される。
【実施例５】
【００９２】
図６及び図７は第四発明の第１の実施例に係わる概略説明縦断面図で、機能液貯槽９の液中に、投込み型超音波振動子２４を配設して、被洗浄物に付着した菌体、芽胞及び有機物を洗浄し、又、前記機能液貯槽９の機能液を、循環ポンプ１１、砂ろ過槽２５及び紫外線・光触媒併設殺菌装置２６を順次に、循環配管２７で連通接続すると共に前記機能液貯槽９に吐出口２７ａを水没させた循環配管系統２８を循環して、機能液に浮遊している細菌類を殺菌防除している。尚、本実施例では、超音波洗浄装置２９において、前記投込み型超音波振動子２４だけを図示していて、超音波発振器は図示してない。前記循環配管系統２８を循環している機能液に含有する養殖海苔病害細菌類は、前記紫外線・光触媒併設殺菌装置２６を流過する際には、石英ガラス製の反応セル３０の光透過壁３０ａを隔てて配設された２６５ｎｍの中心波長を有する遠紫外発光ＬＥＤ２が照射する遠紫外光で分解殺菌されると共に前記紫外線・光触媒併用殺菌装置２６の光触媒が深紫外線で励起されるが、前記紫外線・光触媒併設殺菌装置２６は、図７に示すとおり、前記光透過壁３０ａを隔てて被処理液が流過する液中に浸漬した光触媒コーティングフイルター３１の光触媒層３２を励起して生成するフリーラジカルで殺菌される。尚、前記紫外発光ＬＥＤ２は、フッ素樹脂製のスリーブ６Ｂに収納し、外部への紫外線の漏洩はないと共に前記スリーブ６Ｂが遠紫外線で劣化することはない。又、２１０ｎｍに中心波長を有するマイクロプラズマ励起遠紫外発光素子３３は、該マイクロプラズマ励起遠紫外発光素子３３の発光を収束する集光レンズ４を備え、前記マイクロプラズマ励起遠紫外発光素子３３をフッ素樹脂製のスリーブ６Ａ内に配設して、気体吸引配管７の一部を構成するオゾン発生装置８とする。該オゾン発生装置８内を流過する空気中酸素分子又は酸素ガス中酸素分子に、前記マイクロプラズマ励起深紫外発光素子３３の収束遠紫外線がピンポイントで照射され、生成したオゾン含有空気又は酸素ガスを、吸引手段で吸引する旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０に吸引されて生成したオゾン含有気液二相流が水中へ吐出されてオゾンマイクロバブルを生成すると共にナノバブルを生成して殺菌、洗浄、生理活性機能を有する機能液を生成する。養殖海苔の病害菌としては、壷状菌、赤グサレ病菌及びスミ海苔病菌と多く、これらの菌による海苔葉体の病害は、海水温、塩分濃度及び日射量等の環境条件と養殖海苔の生理状態に左右されて発生するので、養殖海苔葉体に付着する病原菌の濃度を低下させ、罹患の機会を低減させるためには、病原菌を洗浄して防除することも重要であるので、前記投込み型超音波振動子２４で、養殖海苔葉体に付着する有機物及び病原菌を洗浄除去すると共に前記紫外線・光触媒併設殺菌装置２６でも病原菌を殺菌する前処理を行うことにより、オゾンマイクロ・ナノバブル液による殺菌が有効に働き、広範な細菌等に対して強力な殺菌効果を奏する。尚、本実施例では、投込み式超音波振動子２４としているが、固定式超音波振動子も使用出来て、又、前記砂濾過槽の代替としては、従来から多用されている固液分離装置である、ドラムフイルター、液体サイクロン等も使用出来て、何ら妨げられない。
【実施例６】
【００９３】
図８は第五発明の第１の実施例に係わる概略説明縦断面図であって、オゾン発生装置８のスリーブ６の管壁６ａを貫通して、フイールドエミッションランプ３４が配設されていて、該フイールドエミッションランプ３４の投光窓部３４ａから２００ｎｍの真空紫外光が、図示してない旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０に吸引されて、空気吸気口６ａから流入し、前記スリーブ６内を流下する空気中酸素分子を照射し、該酸素分子をオゾン化する。前記２００ｎｍの真空紫外光は空気で幾分吸収されるので、空気中を透過することにより、多少は減光するが、大部分は透過し、前記投光窓部３４ａに対向した前記スリーブの内壁６ｂに塗布した真空紫外発光蛍光体３５を照射し、真空紫外光が生成するので、該真空紫外光が空気中酸素分子をオゾン化する。合成石英製の前記投光窓部３４ａ以外の合成石英製の真空管３４ｂから真空紫外光が漏洩し、人体に悪影響が及ぶことを防止するために、前記真空管３４ｂに不透光性の遮蔽カバー３６で被覆する。
【実施例７】
【００９４】
図９は第六発明の第１の実施例に係わる概略説明縦断面図であって、２２０ｎｍの波長領域に中心波長を有する深紫外線を放射する発光チップ３を備える深紫外発光ＬＥＤ2の近距離前方の焦点付近を通過する空気に含有されている酸素分子にピンポイントで照射して酸素分子をオゾン化すると共に前記集光レンズ４で集光された紫外線が、該集光レンズの焦点を経て凹面鏡３７で反射し、該凹面鏡３７の焦点で酸素分子をオゾン化する。
【実施例８】
【００９５】
図１０は第七発明の第１の実施例に係わる概略説明図であって、（ａ）はオゾン発生・紫外線殺菌・光触媒殺菌ユニット３８の概略説明平断面図で、（ｂ）は（ａ）における概略説明Ｂ−Ｂ縦断面図で、前記オゾン発生・紫外線殺菌・光触媒殺菌ユニット３８は、空気又は酸素ガス流路部３９と殺菌・分解流路部４０とで構成される。前記空気又は酸素ガス流路部３９に流入気体の選択に応じて、流入側の気体吸引管７が、図１等に図示の大気吸引支管７ａ、オゾン含有空気吸引支管７ｂ、オゾン含有酸素ガス吸引支管７ｃに連通接続され、流出側の気体吸引管７ａが旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０の気体吸引口１０ａに連通接続され、フイールドエミッションランプ４１で生成する、波長２００ｎｍの真空紫外線が投光窓４１Ａａ、４１Ｂａから、前記空気又は酸素ガス流路部３９を流下する酸素ガスに照射され、オゾン化する。前記真空紫外線は、空気又は酸素ガス等の気体中を透過し、深紫外発光蛍光体４２を塗布した深紫外発光体４３に照射され、該深紫外線発光体４３に塗布された深紫外発光蛍光体４２は、主波長２６０ｎｍの深紫外線を発光し、前記殺菌・分解流路部４０の殺菌対象液を照射して殺菌又は汚染物質を分解すると共に光触媒を塗布した多孔質体４４を照射して殺菌又は汚染物質を分解する。本実施例では、真空紫外線照射手段としてフイールドエミッションランプ４１を例示しているが、真空紫外発光ＬＥＤ、マイクロプラズマ励起紫外発光素子又はエキシマランプであってもよく、何ら制限されない。
【実施例９】
【００９６】
図１１は第八発明の第１の実施例に係わる概略説明図であって、（ａ）は旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置を船外推進手段とした概略説明縦断面図で、（ｂ）は（ａ）における概略説明Ｃ−Ｃ縦断面図で、小型船４５に装備した船外機４６の推進手段として旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０を配設している。そして、循環ポンプ１１の吐出側配管１１ａを前記旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０に圧力水を供給し、該旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０の気体吸引口１０ａに連通接続している。
【実施例１０】
【００９７】
図１２は第九発明の第１の実施例に係わる概略説明図であって、（ａ）は旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０の概略説明縦断面図で、（ｂ）は（ａ）における概略説明Ｃ−Ｃ断平面図で、実施例１の図１に記載の循環ポンプ１１に接続する吐出側配管１１ａが、液体流入口である液体流入ソケット４７に連通接続され、加圧液体が圧力室４８に流入する。前記吐出側配管１１ａ及び液体流入ソケット４７の流路断面積よりも圧力室４８の流路断面積は、はるかに大きいので、前記吐出側配管１１ａにおける速度水頭エネルギーの一部は、圧力室４８における圧力水頭エネルギーに変換され、前記圧力室４８における、液体流速は減少するので、流体摩擦損出は減少する。該圧力室４８の高圧力液が、液噴出ノズル４９から、旋回流室５０を構成する円錐筒体５１における内壁面５１ａに沿う接線方向へ噴射され、前記旋回流室５０に旋回流が生成し、遠向心分離作用により、前記円錐筒体５１の筒心位置付近に形成される旋回空洞部５２へ、中蓋５３に削孔した気体吸引口５３ａから気体が吸引され、前記旋回空洞部５２を形成する。気体と液体との比重差により、気体には向心力が作用し、液体には遠心力が作用する前記遠向心分離作用として、表現した。前記気体吸引口５３ａへ吸引される気体は、気体流入ソケット５４及び気体吸引配管７で吸引されるが、該気体吸引配管７の図示してない吸引側は、空気を吸引する場合には、大気に解放され、酸素ガスを吸引する場合には、酸素ボンベ又は酸素冨化装置に接続され、オゾンガスを吸引する場合には、オゾン発生装置に接続される。ここで、前記旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０の構造を説明する。前記圧力室４８を内包した最外殻を構成する部材として、円筒胴体５５の両端５５ａ、５５ｂに、配管用規格のキャップ５６Ａ、５６Ｂを螺合接続して、最外殻胴体５７を構成する。前記中蓋５３は、円錐胴体５１の一端５１ａに螺合した、プレス加工製のキャップ５８に、前記気体吸引口５３ａが旋回流室５０に向かう方向で熔着され、前記キャッ５８プには、さらに、前記気体流入ソケット５４を、熔着している。本実施例では、プレス加工製のキャップ５８としているが、ヘラ絞り加工製としてもよく、又は、配管用規格のキャップを使用出来るが、該配管規格のキャップを適用する場合は、該キャップと円筒胴体５７とで構成する液流路の断面積の減少が、流体抵抗を増大させないように前記円筒胴体５７のサイズを一ランク上げる考慮も必要となる。前記キャップ５６Ａの軸芯位置にＯリング５９用の溝５６Ａaを削孔すると共に、六角ニップル６０を挿入する孔５６Ａｂを削孔する。又、前記キャップ５６Ｂの軸芯位置に、配管用規格の径違いソケット６１を熔着し、該ソケット６１の一端６１ａに前記円錐筒体５１の他端５１ｂを螺合する。そして、前記六角ニップル６０を、孔５６Ａｂに挿入すると共に気体流入ソケット５４にねじ込むと、前記円錐筒体５１を固着すると共に水密性と気密性が保持される。前記液体流入ソケット４７から高圧水が圧力室４８へ導入されると、液噴出ノズル４９から旋回流室５０へ高速水が噴出して液体旋回流が生成し、前記径違いソケット６１の気液二相流吐出口６１ａへ向かい、又、気体吸引口５３��から吸引された気体は、旋回空洞部５２を生成して、前記気液二相流吐出口６１ａへ向かい、該気液二相流吐出口６１ａから、周囲環境の液中に噴出されると、流速が急激に減少し、微細気泡が生成する。
【実施例１１】
【００９８】
図１３は第九発明の第２の実施例に係わる概略説明図であって、（ａ）は旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０の概略説明縦断面図で、（ｂ）は（ａ）における概略説明Ｄ−Ｄ断平面図で、本実施例においては、主に、螺合接合で構成しているが、図１３に示すごとく、円筒胴体５５にフランジ６２を配設すると共に円錐胴体５１と中蓋５３を鏡板６３で押圧封止する構成とすることも出来る。
【実施例１２】
【００９９】
図１４は第十発明の第１の実施例に係わる概略説明図であって、大気中空気を吸引し、空気中酸素分子をオゾン化する、（ａ）はオゾン発生装置８で空気を対象気体として、酸素分子をオゾン化する概略説明平断面図で、（ｂ）は前記オゾン発生装置で酸素ガスを対象気体として、酸素分子をオゾン化する概略説明平断面図である。先ず（ａ）において、実施例１の図１と同様に、深紫外線を発光する光源として深紫外発光ＬＥＤ２を備える。該深紫外発光ＬＥＤ２は、２２０ｎｍの波長領域に中心波長を有する深紫外線を放射する発光チップ３を備えると共に発光チップ３の発光を収束する集光レンズ４を備える。前記深紫外発光ＬＥＤ２は、発光チップ３の発光を集光レンズ４で収束して、前記深紫外発光ＬＥＤ2の近距離前方を通過する空気に含有されている酸素分子にピンポイントで照射して酸素分子をオゾン化する。しかし、２２０ｎｍの波長領域に中心波長を有する深紫外線では、酸素分子をオゾン化するには、光量子エネルギーが弱く、前記スリーブ６内を流下する酸素分子の大部分は、酸素分子のままで流下するが、前記スリーブ６の外周にソレノイドコイル６４を巻き付け、中周波交流電源６５で、中周波交流電力を印加すると、２２０ｎｍ波長の深紫外発光ＬＥＤ２によっては、前記酸素分子が解離するエネルギーレベルに達してない該酸素分子に、前記ソレノイドコイル６４による中周波交番磁界が作用すると、前記酸素分子は、活発に振動し、解離して酸素原子、イオン及び自由電子を生成し、該酸素原子は、他の酸素分子と結合して、オゾンを生成する。前記自由電子も活発に振動し、酸素分子を励起し、活発にオゾンを生成する。又、前記ソレノイドコイル６４に生成する中周波交番磁界により、常磁性体の酸素分子は、強力に磁化し、図示してない旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置の吸引作用と相まって、前記スリーブ６内に吸引され、窒素分子は、反磁性体であるので、空気から排斥され、前記スリーブ６内に流入する空気は、酸素が豊富になった、酸素冨化空気となる。次に（ｂ）においても、オゾン発生装置８で、図示してない酸素ガス供給源から供給される酸素ガスを対象気体として、酸素分子をオゾン化するオゾンの生成機構は、（ａ）と同様であるが、図示してないマイクロ・ナノバブル発生装置に吸引される気体は、オゾンだけであるので、殺菌、洗浄及び生理活性機能に富んだ機能液とすることが出来る。
【実施例１３】
【０１００】
図１５は第十一発明の第１の実施例に係る概略説明図であって、オゾン発生装置８は、スリーブ６内に、紫外発光ＬＥＤは、２２０ｎｍの波長領域に中心波長を有する深紫外線を放射する発光チップ３を備えると共に発光チップ３の発光を収束する集光レンズ４を備えた、深紫外発光ＬＥＤ２を配設していて、さらに、酸素分子をオゾン化する能力を向上させるために、中周波交流電源６５で中周波交番磁界を発生するソレノイドコイル６４をスリーブ６の外周に巻き付けている。前項の実施例においては、前記スリーブ６への吸気は、大気中の空気であったが、本実施例では、酸素冨化空気を吸気する為に、中空糸膜６６ａを内設した酸素冨化装置６６を、酸素冨化空気吸引支管７ｅに連通接続している。前記中空糸膜６６ａは、空気中の酸素よりも、水蒸気等の水分を優先して透過しやすいと共に窒素が透過し難い性能を有するので、吸入空気を冷却して結露水を生成するために、ヒートパイプ６７の冷却部６７ａを配設した冷却装置６８を、前記酸素冨化空気吸引支管７ｅの空気吸引端７ｆに連通接続する。前記冷却装置６８に生成した結露水は、該冷却装置６８に連通接続したドレン排出器６９で排出される。前記冷却装置６８を流下した乾き空気中の塵埃を除去し、前記中空糸膜６６ａの細孔が、目詰まりするのを防止するために、ダストフイルター７０に連通接続する。そして、該ダストフイルター７０と前記酸素冨化装置６６との間に、前記ヒートパイプ６７の加熱部６７ｂを配設した加熱装置７１を連通接続して、前記乾き空気を加熱し、前記中空糸膜６６ａを透過する酸素に対する、透過妨害要因を排除する。本実施例では、空気の冷却と加熱に、ヒートパイプ６７の冷却部６７ａと加熱部６７ｂを配設して例示しているが、ヒートポンプ冷暖房装置における、蒸発部と凝縮部とすることも出来る。前記中空糸膜６６ａの内部よりも外部の圧力を低くし、酸素を透過しやすくするために、前記酸素冨化装置６６に後置したブロワー７２を、気体吸引管７に連通接続する。前記中空糸膜６６ａの内部よりも外部の圧力を低くする吸引力としては、前記ブロワー７２と旋回流型のマイクロ・ナノバブル発生装置１０の吸引力が作用する。
【実施例１４】
【０１０１】
図１６、は、第十二発明の第１の実施例に係わる概略説明図であって、循環式水耕栽培における高設式栽培ベッド１７に機能液貯槽９Ａに貯液した培養液７３を給液ポンプ７４で、先下がりの勾配を有する高設式栽培ベッド１７に揚液している。栽培植物に養分を吸収され、養分組成が変化すると共に雑菌が繁殖している廃培養液は、廃培養液槽７５に流下し、廃液ポンプ７６で、紫外線殺菌・紫外線応答型光触媒廃液処理装置７７Ａの潜り堰７８ａを配設した流量調整槽７８へ揚液する。前記潜り堰７８ａで整流された被処理水は、複数のＶノッチ加工した第一越流堰７８ｂで流量調整されて、紫外線殺菌・紫外線応答型光触媒廃液処理槽７９Ａに流下する。前記給液ポンプ７４は、流量可変の定流量ポンプとすることも出来る（以下同様）。該紫外線殺菌・紫外線応答型光触媒廃液処理槽７９Ａの側壁７９Ａａと底板７９Ａｂには、紫外線殺菌・紫外線応答型光触媒が塗布固着され、前記底板７９Ａｂに直立して、紫外線殺菌・紫外線応答型光触媒を塗布固着した光透過性多孔質セラミック板８０が配設されると共に２６０ｎｍに主波長を有する複数の深紫外発光ＬＥＤ２を基板６に配設し、水密石英ガラス管８１に収納して構成した水密深紫外線灯８２を配設している。前記流量調整槽７８と紫外線殺菌・紫外線応答型光触媒廃液槽７９Ａの上部には、紫外線が漏出して、人体への危険が生じることを防止する遮光蓋８３が配設されているが、前記水密紫外線灯８２を図示してない手動スイッチだけで点滅せずに、遮光蓋８３の開閉に伴って前記水密紫外線灯８２を点滅する近接スイッチ８４を配設している。被処理水が前記紫外線殺菌・紫外線応答型光触媒廃液槽７９Ａでの処理を終えた処理水は、複数のＶノッチ加工した第二越流堰７８ｃを流下し、一時処理水貯留ピット７８ｄを経由して流下し、機能液貯槽９Ｂに貯留される。該機能液貯槽９Ｂ内の処理水は、養分組成が崩れているので、組成調整して機能液貯槽９Ａへ、移流ポンプ８５で移流されるが、該移流ポンプ８５の移流管８５ａの吐出口８５ｂにマイクロ・ナノバブル発生装置１０を配設して溶存酸素を供給している。該マイクロ・ナノバブル発生装置１９においては、大気中の空気を吸引してマイクロ・ナノバブルを生成しているが、植物又は魚介類の細胞活性を促すとされる、酸素供給装置から酸素を吸引してマイクロ・ナノバブルを生成することも出来る（以下同様）。
【実施例１５】
【０１０２】
図１７は第十二発明の第２の実施例に係わる概略説明図であって、実施例１の図１と同様の循環式水耕栽培における高設式栽培ベッド１７に機能液貯槽９Ａに貯液した培養液７３を給液ポンプ７４で、先下がりの勾配を有する高設式栽培ベッド１７に揚液している。栽培植物に養分を吸収され、養分組成が変化すると共に雑菌が繁殖している廃培養液は、廃培養液槽７５に流下し、廃液ポンプ７６で、可視光線殺菌・可視光線応答型光触媒廃液処理装置８６Ａの潜り堰７８ａを配設した流量調整槽７８へ揚液する。前記潜り堰７８ａで整流された被処理水は、複数のＶノッチ加工した第一越流堰７８ｂで流量調整されて、可視光線殺菌・可視光線応答型光触媒槽８７Ａに流下する。該可視光線殺菌・可視光線応答型光触媒廃液処理槽８７Ａの底板８７Ａｂには、可視光線応答型光触媒が塗布固着され、前記底板８７Ａｂに直立して、可視光線殺菌・可視光線応答型光触媒を塗布固着した光透過性多孔質セラミック板８０が配設されると共に可視光線発光ＬＥＤを内設した防水性集魚灯８８を配設している。被処理水が前記可視光線線殺菌・可視線応答型光触媒廃液処理槽８７Ａでの処理を終えた処理水は、複数のＶノッチ加工した第二越流堰７８ｃを流下し、一時処理水貯留ピット７８ｄを経由して流下し、機能液貯槽９Ｂに貯留される。該機能液貯槽９Ｂ内の処理水は、養分組成が崩れているので、組成調整して機能液貯槽９Ａへ、移流ポンプ８５で移流されるが、該移流ポンプ８５の移流管８５ａの吐出口８５ｂにマイクロ・ナノバブル発生装置１０を配設して溶存酸素を供給している。
【実施例１６】
【０１０３】
図１８は第十三発明の第１の実施例に係わる概略説明図であって、実施例１の図１と同様の循環式水耕栽培における高設式栽培ベッド１７に機能液貯槽９Ａに貯液した培養液７３を給液ポンプ７４で、先下がりの勾配を有する高設式栽培ベッド１７に揚液している。栽培植物に養分を吸収され、養分組成が変化すると共に雑菌が繁殖している廃培養液は、廃培養液槽７５に流下し、廃液ポンプ７６で、紫外線殺菌・紫外線応答型光触媒廃液処理装置７７Ｂの潜り堰７８ａを配設した流量調整槽７８へ揚液する。前記潜り堰７８ａで整流された被処理水は、複数のＶノッチ加工した第一越流堰７８ｂで流量調整されて、紫外線殺菌・紫外線応答型光触媒槽７９Ｂに流下する。該紫外線殺菌・紫外線応答型光触媒廃液処理槽７９Ｂの側壁７９Ｂａと底板７９Ｂｂには、紫外線応答型光触媒が塗布固着され、下方底方向へ分流させるために、紫外線応答型光触媒が塗布固着された光透過性多孔質セラミック板８０を、底板７９Ｂｂに削孔した分流孔７９Ｂｃを貫通して配設する。前記光透過性多孔質セラミック板８０の上端８０ａは、液面下に水没すると共に流量調整開孔キャップ８９で被覆され、被処理液が流量調整して流下し、前記分流孔７９Ｂｃよりも下方部分の光透過性多孔質セラミック板８０は、大気中に露出して配設されるが、前記光透過性多孔質セラミック板８０には、紫外線応答型光触媒を塗布固着する。前記光透過性多孔質セラミック板８０は、紫外線応答型光触媒が塗布固着されているため、光触媒が光励起するので、超親水化し、流下液の膜厚が極力に薄く調整可能である。該極薄く調整された流下液に紫外線が照射されると、該紫外線が微生物の核酸に作用して微生物を殺菌すると共に紫外線応答型光触媒を照射し、該光触媒を光励起して、ＯＨラジカル等を生成して、微生物又は有害有機物を酸化分解する。前記光透過性多孔質セラミック板８０及び該光透過性多孔質セラミック板８０に沿って流下する被処理液を照射する紫外線灯としては、実施例１の図１における水密深紫外灯８２を配設している。前記紫外線殺菌・紫外線応答型光触媒廃液処理槽７９Ｂでの処理を終えた処理水は、オーバーフロー移流管９０を流下して機能液貯槽９Ｂに貯留される。該機能液貯槽９Ｂ内の処理水は、養分組成が崩れているので、組成調整して機能液貯槽９Ａへ、移流ポンプ８５で移流されるが、該移流ポンプ８５の移流管８５ａの吐出口８５ｂにマイクロ・ナノバブル発生装置１０を配設して溶存酸素を供給している。
【実施例１７】
【０１０４】
図１９は第十三発明の第２の実施例に係わる概略説明図であって、実施例１の図１と同様の循環式水耕栽培における高設式栽培ベッド１７に機能液貯槽９Ａに貯液した培養液７３を給液ポンプ７４で、先下がりの勾配を有する高設式栽培ベッド１７に揚液している。栽培植物に養分を吸収され、養分組成が変化すると共に雑菌が繁殖している廃培養液は、廃培養液槽７５に流下し、廃液ポンプ７６で、可視光線殺菌・可視光線応答型光触媒廃液処理装置８６Ｂの潜り堰７８ａを配設した流量調整槽７８へ揚液する。前記潜り堰７８ａで整流された被処理水は、複数のＶノッチ加工した第一越流堰７８ｂで流量調整されて、可視光線殺菌・可視光線応答型光触媒槽８７Ｂに流下する。該可視光線殺菌・可視光線応答型光触媒廃液処理槽８７Ｂの側壁８７Ｂａと底板８７Ｂｂには、可視光線応答型光触媒が塗布固着され、下方底方向へ分流させるために、可視光応答型光触媒が塗布固着された光透過性多孔質セラミック板８０を、底板８０Ｂｂに削孔した分流孔８０Ｂｃを貫通して配設する。前記光透過性多孔質セラミック板８０の上端８０ａは、液面下に水没すると共に流量調整開孔キャップ８９で被覆され、被処理液が流量調整して流下し、前記分流孔８０Ｂｃよりも下方部分の光透過性多孔質セラミック板８０は、大気中に露出して配設されるが、前記光透過性多孔質セラミック板８０には、可視光応答型光触媒を塗布固着する。前記光透過性多孔質セラミック板８０は、可視光応答型光触媒が塗布固着されているため、光触媒が光励起するので、超親水化し、流下液の膜厚が極力に薄く調整可能である。該極薄く調整された流下液に自然光が照射されると、該自然光に含有する紫外線が微生物の核酸に作用して微生物を殺菌すると共に可視光応答型光触媒を照射し、該光触媒を光励起して、ＯＨラジカル等を生成して、微生物又は有害有機物を酸化分解する。前記光透過性多孔質セラミック板８０及び該光透過性多孔質セラミック板８０に沿って流下する被処理液を照射する自然光は、採光部９１ａ、導光部９１ｂ、分岐部９１ｃ、照射部９２ｄで構成する液体ライトガイドシステム９１で採光、導光及び照射するが、自然光を採光不能な曇り又は雨模様に際しては、図示してない照度センサーにより制御されて、自然光が採光不能であれば、駆動装置９２により、可視光波長を有する可視光ＬＥＤ投光装置９３の光源が、前記採光部９１ａの上方に移動して点灯し、前記液体ライトガイドシステム９１の採光部９１ａに採光されて、導光及び照射される。前記可視光線殺菌・可視線応答型光触媒槽８７Ｂでの処理を終えた処理水は、オーバーフロー移流管９０を流下して機能液貯槽９Ｂに貯留される。該機能液貯槽９Ｂ内の処理水は、養分組成が崩れているので、組成調整して機能液貯槽９Ａへ、移流ポンプ８５で移流されるが、該移流ポンプ８５の移流管８５ａの吐出口８５ｂにマイクロ・ナノバブル発生装置１０を配設して溶存酸素を供給している。
【実施例１８】
【０１０５】
図２０は第十４発明に係わる概略説明図であって、  実施例１の図１と同様の循環式水耕栽培における高設式栽培ベッド１７に機能液貯槽９Ａに貯液した培養液７３を給液ポンプ７４で、先下がりの勾配を有する高設式栽培ベッド１７に揚液している。栽培植物に養分を吸収され、養分組成が変化すると共に雑菌が繁殖している廃培養液は、廃培養液槽７５に流下し、廃液ポンプ７７で、自然光含有紫外線線殺菌・可視光線応答型光触媒廃液処理装置８６Ｂの潜り堰７８ａを配設した流量調整槽７８へ揚液する。前記潜り堰７８ａで整流された被処理水は、複数のＶノッチ加工した第一越流堰７８ｂで流量調整されて、自然光含有紫外線殺菌・可視光線応答型光触媒廃液処理槽８７Ｂに流下する。該自然光含有紫外線殺菌・可視光線応答型光触媒槽８７Ｂの底板８７Ｂｂには、下方底方向へ分流させるために、円筒状酸素ガス透過膜９４を、底板８７Ｂｂに削孔した分流孔８７Ｂｃを貫通して配設する。前記円筒状酸素ガス透過膜９４の上端９４ａは、液面下に水没すると共に流量調整開孔キャップ８９で被覆され、被処理液が流量調整して流下し、前記分流孔８７Ｂｃよりも下方部分の円筒状酸素ガス透過膜９４は、大気中に露出して配設されている。前記円筒状酸素ガス透過膜９４の内部９４ｂに、被処理水が流下すると、ベルヌーイの定理に従い前記円筒状酸素ガス透過膜９４の内部９４ｂは、円筒状酸素ガス透過膜９４の外部９４ｃ周囲の大気圧よりも低圧状態となり、ヘンリーの法則に従って、空気中の酸素ガスが円筒状酸素ガス透過膜９４の内部９４ｂを流下する被処理水への溶解拡散作用が、増進する。前記自然光含有紫外線殺菌・可視光応答型光触媒廃液処理槽８７Ｂで自然光含有紫外線殺菌・可視光応答光触媒で殺菌され、前記円筒状酸素ガス透過膜９４で溶存酸素を溶解された被処理水は、機能液貯槽９Ｂに移流し、肥料組成を調整後、移流ポンプ８５で機能液貯槽９Ａへ送液される。
【実施例１９】
【０１０６】
図２１は第十五発明に係わる概略説明図であって、図２２の第２０実施例における、機能液貯槽９Ｂに移流した被処理液を、移流ポンプ８５で高置液槽９５へ移流されるが、該高置液槽９５の底板９５ｂには、下方底方向へ分流させるために、円筒状酸素ガス透過膜９４を、底板８７Ｂｂに削孔した分流孔８７Ｂｃを貫通して配設する。前記円筒状酸素ガス透過膜９４の上端９４ａは、液面下に水没すると共に流量調整開孔キャップ８９で被覆され、被処理液が流量調整して流下し、前記分流孔８７Ｂｃよりも下方部分の円筒状酸素ガス透過膜９４は、大気中に露出して配設されている。前記円筒状酸素ガス透過膜９４で溶存酸素を供給された被処理液は、高設式栽培ベッドの下部露地に配設した、培養土に粒状生分解性プラスチックを混合して生成した新たな培養土９６を配設したプランター９７に、培養液配液管９８で施用される。尚、培養土に粒状生分解性プラスチックを混合する割合は、特に限定されず、流受生分解性プラスチックを１００％とすることも出来る。
【実施例２０】
【０１０７】
図２２は第十六発明に係わる概略説明図であって、高設式栽培ベッド１７から排出する廃培養液を貯留する廃培養液槽７５に配設した膜供給ポンプ９９で、精密濾過膜モジュール１００に、廃培養液を供給すると、膜濾過処理液は、可視光線殺菌・可視光線応答型光触媒廃液処理装置８６Ａの流量調整槽７８へ移流され、流量調整されながら可視光線殺菌・可視光線応答型光触媒廃液処理槽８７Ａへ流下し、紫外線殺菌・光触媒殺菌処理されて、機能液貯槽９Ｂで前記膜濾過処理液の肥効を補充調整後、該機能液貯槽９Ｂに配設した移流ポンプ８５で、吐出側配管８５ａに配設したマイクロ  ・ナノバブル発生装置１０を経てマイクロ・ナノバブル含有の気液二相流として、機能液貯槽９Ａへ移流される。一方、前記廃培養液から膜濾過処理液を分離して残留して生成した濃厚汚水は、濃厚汚水貯槽１０１へ移流して、一時貯留され、廃棄処分される。本実施例では、自然光含有の紫外線による殺菌処理と、自然光含有の可視光線応答型光触媒殺菌処理としているが、深紫外線発効ＬＥＤによる紫外線殺菌処理と、紫外線応答型光触媒殺菌とすることも出来る。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明は、紫外線ＬＥＤ２における発光チップ３の発光を、集光レンズ４で収束し、光量子の有するエネルギー密度を高めると共に酸素分子をピンポイントで照射することによりオゾンを生成し、該オゾンを旋回流型マイクロ・ナノバブル発生装置で吸引して生成する気液二相流を液中に吐出して生成するオゾンマイクロ・ナノバブル液は、安価で、安全で、省エネルギーに製造出来るので、海苔養殖、魚介類養殖、農産物栽培、食品産業、半導体デバイス用シリコンウエ―ハ製造、廃水処理、店舗及び家庭等の洗浄、殺菌及び消臭等の多彩な分野において利用することが出来る。
【符号の説明】
【０１０９】
１    機能液製造装置
２    深紫外発光ＬＥＤ
３    発光チップ
４    集光レンズ
５    基板
６、６Ａ、６Ｂ    スリーブ
７    気体吸引配管
８    オゾン発生装置
６ａ、６Ｂａ    空気吸気口
９、９Ａ、９Ｂ    機能液貯槽
１０、１０Ａ、１０Ｂ    マイクロ・ナノバブル発生装置
１０ａ、１０Ａａ、１０Ｂａ    気体気口
１１、１１Ａ、１１Ｂ    循環ポンプ
１１ａ    吐出側配管
７ａ    大気吸引支管
７ｂ    吐出側配管
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１５Ａａ、１５Ａｂ    開閉弁
７ｂ    オゾン含有空気吸引支管
７ｃ    オゾン含有酸素ガス吸引支管
７ｄ    酸素ガス吸引支管
１３    酸素ガスボンベ
１４Ａ、１４Ｂ、１４    水中ポンプ
１５Ａ、１５Ｂ    吐出側配管
１６Ａ、１６Ｂ    スプレーノズル
１７    高設式栽培ベッド
１８    還流配管
１９    海苔原藻貯蔵槽
１９ａ    ドラフトチューブ
２０ａ    撹拌翼
２０    撹拌電動減速装置
１９ｂ    下降流路部
１９ｃ    上向流路部
１９ｄ    越流堰部
１９ｅ    トラフ部
２１Ａ、２１Ｂ    還流配管
１９ｅ    底部
２２    移送ポンプ
２２ａ    吸込管
２２ｂ    吐出管
２３    液体サイクロン
２３ａ    脱海水原藻移送管
２４    投込み型超音波振動子
２５    砂ろ過槽
２６    紫外線・光触媒併設殺菌装置
２７    循環配管
２７ａ    吐出口
２８    循環配管系統
２９    超音波洗浄装置
３０    反応セル
３０ａ    光透過壁
３１    光触媒コーティングフイルター
３２    光触媒層
３３    マイクロプラズマ励起深紫外発光素子
３４、４１Ａ、４１Ｂ    フイールドエミッションランプ
３４ａ    投光窓部
６ｂ    内壁
３５    真空紫外発光蛍光体
３４ｂ    真空管
３６    遮蔽カバー
３７    凹面鏡
３８    オゾン発生・紫外線殺菌・光触媒殺菌ユニット
３９    空気又は酸素ガス流路部
４０    殺菌・分解流路部
４１Ａａ、４１Ｂａ    投光窓
４２    真空紫外線発光蛍光体塗膜
４３    深紫外線発光体
４４    多孔質体
４５    小型船
４６    船外機
４７    液体流入ソケット
４８    圧力室
４９    液噴出ノズル
５０    旋回流室
５１    円錐筒体
５２    旋回空洞部
５３    中蓋
５３ａ    気体吸引口
５４    気体流入ソケット
５５    円筒胴体
５５ａ、５５ｂ    両端
５６Ａ、５６Ｂ    キャップ
５７    最外殻胴体
５１ａ    一端
５８    キャップ
５９    Ｏリング
５６Ａａ    溝
６０    六角ニップル
５６Ａｂ    孔
６１    径違いソケット
６１ａ    一端
５１ｂ    他端
６１ａ    気液二相流吐出口
６２    フランジ
６３    鏡板
６４    ソレノイドコイル
６５    中周波交流電源
６６ａ    中空糸膜
６６    酸素冨化装置
７ｅ    酸素冨化空気吸引支管
６７    ヒートパイプ
６７ａ    冷却部
６８    冷却装置
７ｆ    空気吸引端
６９    ドレン排出器
７０    ダストフイルター
６７ｂ    加熱部
７１    加熱装置
７２    ブロワー
９Ａ      機能液貯槽
７３    培養液
７４    給液ポンプ
７５    廃培養液槽
７６    廃液ポンプ
７７Ａ    紫外線殺菌・紫外線応答型光触媒廃液処理装置
７８ａ    潜り堰
７８    流量調整槽
７８ｂ    第一越流堰
７９Ａ    紫外線殺菌・紫外線応答型光触媒廃液処理槽
７９Ａａ    側壁
７９Ａｂ    底板
８０      光透過性多孔質セラミック板
８１      水密石英ガラス管  
８２      水密深紫外線灯  
８３      遮光蓋
８４      近接スイッチ
７８ｃ      第二越流堰
７８ｄ      一時処理水貯留ピット
９Ｂ      機能液貯槽
８５      移流ポンプ
８５ｂ      移流管
８５ｃ      吐出口
８６Ａ      可視光線殺菌・可視光線応答型光触媒廃液処理装置
８７Ａ      可視光線殺菌・可視光線応答型光触媒処理槽
８７Ａｂ      底板      
８８      防水性集魚灯
７７Ｂ      紫外線殺菌・紫外線応答型光触媒廃液処理装置
７９Ｂ      紫外線殺菌・紫外線応答型光触媒処理槽
７９Ｂａ      側壁
７９Ｂｂ      底板
７９Ｂｃ      分流孔
８０ａ      上端
８９      流量調整開孔キャップ
９０      オーバーフロー移流管
８６Ｂ    自然光含有紫外線殺菌・可視光線応答型光触媒廃液処理装置
８７Ｂ    自然光含有紫外線殺菌・可視光線応答型光触媒処理槽
８７Ｂａ    側壁
８７Ｂｂ    底板
８７Ｂｃ    分流孔
９１ａ    採光部      
９１ｂ    導光部
９１ｃ    分岐部
９１ｄ    照射部
９１    液体ライトガイドシステム
９２    駆動装置
９３    可視光ＬＥＤ投光装置
９４    円筒状酸素透過膜
９４ａ    上端
９４ｂ    内部
９４ｃ    外部
９５    高置液槽
９６    培養土
９７    プランター
９８    培養液配液管
９９    膜供給ポンプ
１００    精密濾過膜モジュール
１０１    濃厚汚水貯槽
【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】
2018094543.tif 000017
【図１６】
2018094543.tif 000018
【図１７】
2018094543.tif 000019
【図１８】
2018094543.tif 000020
【図１９】
2018094543.tif 000021
【図２０】
2018094543.tif 000022
【図２１】
2018094543.tif 000023
【図２２】
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