(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
農作物、植物、水産物の被殺菌対象物に付着した病原菌の殺菌もしくは害虫を駆除するプラズマ殺菌駆除装置であって、
被殺菌対象物の少なくとも上方に設置されるフレーム構造体と、
前記フレーム構造体に搭載されたプラズマ反応容器を備えた水酸基ラジカルの生成ユニットと、
前記フレーム構造体に取り付けられ、前記生成ユニットによる前記水酸基ラジカルの生成と共に生成されるオゾンの拡散を制限するための覆い手段と、
前記フレーム構造体に取り付けられ、前記覆い手段内に閉じ込められた、前記水酸基ラジカルの生成と共に生成されるオゾンを分解除去するオゾン除去手段と、
を備えたことを特徴とするプラズマ殺菌駆除装置。
【請求項２】
前記水酸基ラジカルの生成ユニットが、前記フレーム構造体に対して移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載のプラズマ殺菌駆除装置。
【請求項３】
前記被殺菌対象物が栽培棚で栽培されている作物であって、
前記フレーム構造体が、前記栽培棚の長手方向に設置され、
前記水酸基ラジカルの生成ユニットが、前記フレーム構造体に対して移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載のプラズマ殺菌駆除装置。
【請求項４】
前記被殺菌対象物が栽培棚で栽培されている作物であって、
前記フレーム構造体が門形形状に形成され、かつ、前記フレーム構造体が栽培棚の長手方向に直交する方向に前記栽培棚を跨いだ状態で設置され、
前記フレーム構造体あるいは前記栽培棚のいずれか一方が移動することを特徴とする請求項１記載に記載されたプラズマ殺菌駆除装置。
【請求項５】
前記覆い手段は、柔軟性の素材を垂下させたカーテン、気体を吹き出すことにより形成されるエアーカーテン、もしくは液体を噴霧することにより形成されるミストカーテンであることを特徴とする請求項１に記載されたプラズマ殺菌駆除装置。
【請求項６】
前記オゾン除去手段には、担体に触媒を担持させた通気フィルタを用いることで、オゾンを分解除去することを特徴とする請求項１に記載されたプラズマ殺菌駆除装置。
【請求項７】
前記オゾン除去手段は、吸引口および排出口が形成されたケース内に前記通気フィルタが収容され、前記吸引口もしくは排出口に吸排出用のファンが配置されていることを特徴とする請求項６に記載されたプラズマ殺菌駆除装置。
【請求項８】
前記ケースに形成された吸引口が、前記覆い手段の内側に向かって形成され、前記ケースに形成された排出口が、前記覆い手段の外側に向かって形成されていることを特徴とする請求項７に記載されたプラズマ殺菌駆除装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はプラズマ殺菌駆除装置に関し、プラズマ放電を利用して水酸基ラジカルを生成し、この水酸基ラジカルを利用して、例えば農作物に付着した病原菌の殺菌もしくは害虫等を駆除するプラズマ殺菌駆除装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、農業の分野においては、従来より適切な量の農薬を用いることで、作物の病原菌や害虫を駆除し、これにより作物の栽培の効率化が図られてきた。しかしながら近年においては、農薬を利用することによる作物や土壌への残留などの社会的な弊害が問題となり、無農薬で野菜等の作物を栽培する努力が重ねられている。
【０００３】
そこで、殺菌や害虫の駆除効果に高い効率を有する水酸基ラジカル（以下、ＯＨラジカルとも呼ぶ。）の農業分野への利用に着目し、ＯＨラジカルを効率よく生成することができ、作物の病原菌や害虫の駆除を効果的に果たすことができるプラズマ殺菌駆除装置の提案が特許文献１になされている。
【０００４】
この特許文献１に開示されたプラズマ殺菌駆除装置は、例えば空気プラズマ中に、水ミストや水滴を導入することにより、強酸化力を有するＯＨラジカルを生成するものである。これによると、優れた殺菌効果や害虫の駆除効果を有するＯＨラジカルを、効率よく生成することができるので、農薬を使用せずに短時間で、農作物や土壌等の殺菌または害虫等の駆除が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１４／１０４３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記した特許文献１に開示されたプラズマ殺菌駆除装置によると、電極およびアース側電極が配置された反応容器内に、例えば水ミストが導入されると共に、ガス供給部からプラズマとなるガスも導入される。この状態で前記電極およびアース側電極間に所定の高電圧を印加して反応管内で放電を起こすことで、前記した水ミストとプラズマとなるガスにより、ＯＨラジカルを効率よく生成することができる。
したがって、前記反応容器を含むプラズマ殺菌駆除装置を利用して、農作物等に対する病原菌または害虫等の駆除作業を実現することができる。
【０００７】
ところで、前記したプラズマ殺菌駆除装置においては、反応容器内において放電によりプラズマが生成され、このプラズマ中の電子により酸素や水が分解され、副産物としてオゾン（Ｏ３）が生成される。
したがって、このオゾンがＯＨラジカルと共に導出されるために、前記したプラズマ殺菌駆除装置を利用するためには、作業者に対するオゾン対策が必要となる。
【０００８】
この発明は、前記した技術的な背景に基づいてなされたものであり、作業者に対するオゾン対策を加えた、実用的なプラズマ殺菌駆除装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記した課題を解決するためになされたこの発明に係るプラズマ殺菌駆除装置は、農作物、植物、水産物の被殺菌対象物に付着した病原菌の殺菌もしくは害虫を駆除するプラズマ殺菌駆除装置であって、被殺菌対象物の少なくとも上方に設置されるフレーム構造体と、前記フレーム構造体に搭載されたプラズマ反応容器を備えた水酸基ラジカルの生成ユニットと、前記フレーム構造体に取り付けられ、前記生成ユニットによる前記水酸基ラジカルの生成と共に生成されるオゾンの拡散を制限するための覆い手段と、前記フレーム構造体に取り付けられ、前記覆い手段内に閉じ込められた、前記水酸基ラジカルの生成と共に生成されるオゾンを分解除去するオゾン除去手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
この発明に係る前記したプラズマ殺菌駆除装置によると、被殺菌対象物の少なくとも上方に設置されるフレーム構造体に、プラズマ反応容器を備えた水酸基ラジカル生成ユニットが搭載される。
これにより、被殺菌対象物に対して、ＯＨラジカルを被殺菌対象物の上部から供給することができ、例えば、農薬等の薬品を使用せずに、前記被殺菌対象物に対する殺菌または害虫等の駆除を効果的になすことができる。
【００１１】
一方、前記水酸基ラジカル生成ユニットによって副産物として生成されるオゾンは、前記フレーム構造体に取り付けられた覆い手段によって、拡散が制限される。
そして、覆い手段内に閉じ込められた前記オゾンは、オゾン除去手段によって分解除去されるため、作業者が前記オゾンの影響を極力防止することができ、作業者の安全性を十分に確保することができる。
【００１２】
ここで、前記水酸基ラジカルの生成ユニットが、前記フレーム構造体に対して移動可能に構成されていることが好ましい。
このように水酸基ラジカルの生成ユニットが、前記フレーム構造体に対して移動可能に構成されている場合には、前記生成ユニットが被殺菌対象物の上方を移動しながら、前記被殺菌対象物に対する殺菌または害虫等の駆除を行うことができる。
【００１３】
また、前記被殺菌対象物が栽培棚で栽培されている作物であって、前記フレーム構造体が、前記栽培棚の長手方向に設置され、前記水酸基ラジカルの生成ユニットが、前記フレーム構造体に対して移動可能に構成されていることが望ましい。
このように、フレーム構造体が前記栽培棚の長手方向に設置され、前記水酸基ラジカルの生成ユニットが前記フレーム構造体に対して移動可能に構成されている場合には、栽培棚で栽培されている作物に対しても、前記生成ユニットが被殺菌対象物の上方を移動しながら、効率的に殺菌または害虫等の駆除を行うことができる。
したがって、この発明に係る前記したプラズマ殺菌駆除装置は、例えばいちごや野菜等の作物もしくは花などの植物を対象として、その栽培棚を地上から適宜の高さに設置して育成する高設栽培の設備に好適に導入することができる。
【００１４】
また、前記被殺菌対象物が栽培棚で栽培されている作物であって、前記フレーム構造体が門形形状に形成され、かつ、前記フレーム構造体が栽培棚の長手方向に直交する方向に前記栽培棚を跨いだ状態で設置され、前記フレーム構造体あるいは前記栽培棚のいずれか一方が移動するものであって良い。
このように、前記フレーム構造体が栽培棚の長手方向に直交する方向に前記栽培棚を跨いだ状態で設置され、前記フレーム構造体あるいは前記栽培棚のいずれか一方が移動するように構成されているため、栽培棚で栽培されている作物に対しても、被殺菌対象物の上方を移動しながら、効率的に殺菌または害虫等の駆除を行うことができる。
したがって、この発明に係る前記したプラズマ殺菌駆除装置は、例えばいちごや野菜等の作物もしくは花などの植物を対象として、その栽培棚を地上から適宜の高さに設置して育成する高設栽培の設備に好適に導入することができる。
尚、フレーム構造体にキャスタ等の移動手段を取付け、前記フレーム構造体が前記栽培棚に対して移動しても良く、あるいはまた前記栽培棚が搬送装置によって移動可能に構成し、前記栽培棚がフレーム構造体に対して移動するように構成しても良い。
【００１５】
また、前記覆い手段は、柔軟性の素材を垂下させたカーテン、気体を吹き出すことにより形成されるエアーカーテン、もしくは液体を噴霧することにより形成されるミストカーテンであることが望ましい。
柔軟性の素材を垂下させたカーテン、気体を吹き出すことにより形成されるエアーカーテン、もしくは液体を噴霧することにより形成されるミストカーテンによって、オゾンの拡散を制限することができる。
【００１６】
また、前記オゾン除去手段には、担体に触媒を担持させた通気フィルタを用いることで、オゾンを分解除去することが望ましい。
担体に触媒を担持させた通気フィルタを用い、前記通気フィルタを通過させることにより、オゾンを分解除去できるため、作業者に対する前記オゾンによる影響を極力抑制することができる。
【００１７】
また、前記オゾン除去手段は、吸引口および排出口が形成されたケース内に前記通気フィルタが収容され、前記吸引口もしくは排出口に吸排出用のファンが配置されていることが望ましい。このように構成することにより、効率よく、通気フィルタを通過させ、オゾンを分解除去することができる。
【００１８】
更に、前記ケースに形成された吸引口が、前記覆い手段の内側に向かって形成され、前記ケースに形成された排出口が、前記覆い手段の外側に向かって形成されていることが望ましい。このように構成することにより、前記オゾンが除去された空気を外部に排出することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、作業者に対するオゾン対策を加えた、実用的なプラズマ殺菌駆除装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明に係る農業用プラズマ殺菌駆除装置の全体構成を栽培棚の長手方向に向かって見た状態の正面図である。
【図２】同じく全体構成を栽培棚の長手方向に直交する方向から見た状態の側面図である。
【図３】水酸基ラジカルを生成する生成ユニットの基本構成を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
この発明に係るプラズマ殺菌駆除装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。この実施の形態にあっては、プラズマ殺菌駆除装置を、地上から適宜の高さにいちご等の苗がハウス栽培される栽培棚を設置して育成する高設栽培設備に用いた場合について説明する。
図に示すように、高設栽培に用いられる栽培棚１は、例えば鉄パイプ２などを用いて地上から適宜の高さに、ほほ水平状態となるように長尺状に設置される。そして、長尺状に設置された栽培棚１には、長手方向に沿って多数の栽培トレイ３が配置され、この栽培トレイ３内には培地が収容され、これに作物（いちご）の苗Ｓが植えられている。
【００２２】
プラズマ殺菌駆除装置には、前記栽培棚１の長手方向に直交する方向に跨いだ状態で設置されるフレーム構造体１１が備えられる。このフレーム構造体１１は、図１に示すように栽培棚１を中央にして、その両外側に垂直に立設された左右の枠体１２と、左右の枠体１２を連結する水平状態に配置された金属製のアングル材もしくは金属パネルによる連結材１３とにより構成されている。
【００２３】
前記左右の枠体１２は、図２に示されているようにそれぞれ等脚台形状に組まれており、この等脚台形の下底部の各端部には、それぞれキャスタ１４が取り付けられている。すなわち前記キャスタ１４は、左右の枠体１２のいずれにも同様に取り付けられており、したがってフレーム構造体１１は、長尺状の栽培棚１を跨いだ状態で、４個のキャスタ１４を利用することにより、栽培棚１の長手方向に沿って移動することができる。
即ち、前記フレーム構造体１１がいわゆる門形形状に形成され、かつ、前記フレーム構造体１１が栽培棚１の長手方向に直交する方向に前記栽培棚１を跨いだ状態で設置され、フレーム構造体１１は、長尺状の栽培棚１を跨いだ状態で、栽培棚１の長手方向に沿って移動することができるように構成されている。
【００２４】
一方、図２に示されているように等脚台形状に組まれた枠体１２の上底部から垂下するようにして、ＯＨラジカルの生成ユニット２１と、オゾン除去手段２２を構成するケースが配置されている。
そして、ＯＨラジカルの生成ユニット２１とオゾン除去手段２２との間には、透明樹脂板１５がそれぞれの枠体１２に対応して取り付けられている。これにより、ＯＨラジカル生成ユニット２１の直下における前記栽培トレイ３に植えられた作物の苗Ｓの様子を、図１に示す作業者Ｐが前記透明樹脂板１５を介して透視することができる。
【００２５】
また、図２に示したように左右の透明樹脂板１５の前後を覆うようにして、カーテン１６がフレーム構造体１１に取り付けられて垂下されている。この前後のカーテン１６は、前記左右の透明樹脂板１５とにより囲いを作り、ＯＨラジカル生成ユニット２１からのＯＨラジカルを、その直下に位置する作物の苗Ｓに効率良く当てる機能を果たす。
また、ＯＨラジカル生成ユニット２１を囲む前後のカーテン１６は、左右の透明樹脂板１５とにより囲いを作ることで、ＯＨラジカル生成ユニット２１から発生する後述するオゾン（Ｏ３）を閉じ込めるための覆い手段の一部としての機能も果たす。
【００２６】
図３は、ＯＨラジカル生成ユニット２１の基本構成を示した模式図である。ＯＨラジカル生成ユニット２１は、例えば石英ガラスなどの絶縁物からなる反応容器２１ａが垂直に配置され、この反応容器２１ａ内には電極となる金属素材により形成された水ミスト供給管２１ｂが配置されている。水ミスト供給源２１ｃからもたらされる水ミストは、前記供給管２１ｂを介して、反応容器２１ａ内に送り出されるように構成されている。
【００２７】
また、反応容器２１ａ内には、ガス（この例においては大気）が、ガス供給源２１ｄとしてのファンやコンプレッサ等の送風手段によって供給される。
前記反応容器２１ａの外側にはコイル状のアース側電極２１ｅが巻回されて配置されており、このアース側電極２１ｅと、前記した電極となる水ミスト供給管２１ｂとの間には、高圧電源２１ｆが接続される。
【００２８】
この構成により、電極となる水ミスト供給管２１ｂの先端部とアース側電極２１ｅとの間で放電が生じ、反応容器２１ａ内に送り込まれたガス（大気）はプラズマ状態となる。そして、水ミスト供給管２１ｂにより供給される水ミストが、空気プラズマ中に導入されることで、反応容器２１ａ内でＯＨラジカルが生成され、このＯＨラジカルは白抜きの矢印で示したように反応容器２１ａの下端部から導出される。
【００２９】
この実施例においては、３本の反応容器２１ａが具備されて、図１に示したように栽培棚１に配列された作物（いちごの苗Ｓ）の直上に位置するように、前記フレーム構造体１１に水平方向に並べた状態で取り付けられている。なお、ＯＨラジカル生成ユニット２１を構成する図３に示したプラズマ反応容器２１ａ以外の各構成要素は、前記した３本の反応容器２１ａの上部に配置されたパネル部材（ＯＨラジカル生成ユニット２１と同一の符号で示す。）内に配置されている。
【００３０】
ところで、前記したＯＨラジカル生成ユニット２１における反応容器２１ａ内には、前記したＯＨラジカルの生成と共に、オゾン（Ｏ３）が生成される。このオゾンによる作業者Ｐが受ける悪影響を避けるために、このプラズマ殺菌駆除装置には、オゾン除去手段２２が具備されている。
このオゾン除去手段２２は、図１に示されているようにＬ字状に形成されたケース（オゾン除去手段２２と同一の符号で示す。）内に収容されて、フレーム構造体１１を構成する左右の枠体１２にそれぞれ取り付けられている。
【００３１】
Ｌ字状ケース２２の水平部は、前記した透明樹脂板１５の下端部においてフレーム構造体１１の中央部側に向かって配置されており、その先端部には吸引口２２ａが形成されている。したがって、吸引口２２ａは栽培棚１に対して若干下側となる位置に配置されている。またＬ字状ケース２２の鉛直部は、透明樹脂板１５の外側に沿ってフレーム構造体１１に取り付けられており、鉛直部の頂端部には排出口２２ｂが形成されている。
【００３２】
すなわち、Ｌ字状ケース２２の吸引口２２ａは、前記覆い手段を形成する透明樹脂板１５およびカーテン１６の内側に向かって形成され、Ｌ字状ケース２２の排出口２２ｂは、前記覆い手段を形成する透明樹脂板１５およびカーテン１６の外側に向かって、かつ前記吸引口２２ａよりも上方に形成されている。
そして、この実施例においては前記排出口２２ｂの直下におけるケース２２の鉛直部内に吸排出用のファン２２ｃが配置されており、この吸排出用のファン２２ｃの直下におけるケース２２の鉛直部内に通気フィルタ２２ｄが収容されている。
【００３３】
前記したオゾン除去手段２２によると、外郭ケース内に配置された吸排出用のファン２２ｃの駆動により、透明樹脂板１５およびカーテン１６の内側を降りてくるオゾンを、吸引口２２ａより効率的に吸い込むことができる。そして、ケース内に吸い込まれたオゾンは、通気フィルタ２２ｄを通して分解除去され排出口２２ｂにより、透明樹脂板１５およびカーテン１６による覆い手段の外側に排出することができる。
【００３４】
なお、前記したオゾン除去手段２２に用いられる通気フィルタ２２ｄとしては、無機繊維またはアルミ箔等を骨格にした例えばハニカム担体に、二酸化マンガンなどを触媒として担持させたものが用いられる。これによれば、触媒によってオゾンを効果的に分解除去する触媒分解法を利用することができ、オゾン除去手段としてランニングコストも安価に設定することができる。
【００３５】
以上説明したこの発明に係るプラズマ殺菌駆除装置によると、農薬を使用せずに作物に対する殺菌または害虫等の駆除作用を効果的に果たすことができる。さらにＯＨラジカルと共に発生するオゾンに対して作業者の安全性を十分に確保することができる。
【００３６】
なお、前記した実施の形態においては、ＯＨラジカルと共に生成されるオゾンの拡散を制限する覆い手段として、柔軟性の素材を垂下させたカーテンを利用しているが、先に説明したとおり、このカーテンに代えて気体を吹き出すことにより形成されるエアーカーテンを用いることができ、さらに液体を噴霧することにより形成されるミストカーテンを利用することもできる。
また、覆い手段内に閉じ込めたオゾンを分解除去する手段として、触媒分解法を利用する例を示したが、この触媒分解法に代えて周知の紫外線照射法を利用することもできる。
【００３７】
さらに前記した実施の形態においては、前記フレーム構造体１１は、一列の栽培棚１を跨いだ状態で、栽培棚１の長手方向に移動するように構成されているが、これは２列以上の複数列の栽培棚１を跨ぐことができる幅広いフレーム構造体１１とすることで、作業能率を向上させたプラズマ殺菌駆除装置を提供することが可能となる。
【００３８】
尚、上記実施形態にあっては、いちご等の苗がハウス栽培される栽培棚に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、被殺菌対象物を、他の農作物、花、木などの植物、魚介類等の水産物等、種々な対象物に適用することができる。
【００３９】
また上記実施形態にあっては、前記フレーム構造体がいわゆる門形形状に形成され、かつ、前記フレーム構造体が栽培棚の長手方向に直交する方向に前記栽培棚を跨いだ状態で設置され、前記フレーム構造体が前記栽培棚の長手方向に沿って、移動する場合について説明したが、前記栽培棚を搬送装置によって移動可能に構成し、前記栽培棚がフレーム構造体に対して移動するように構成しても良い。
【００４０】
また、本発明にあっては、前記フレーム構造体をいわゆる門形形状に形成する必要はなく、被殺菌対象物の上方に、レール状のフレーム構造体を設置し、このフレーム構造体に対して、生成ユニットが移動可能に取り付けられていても良い。
また、前記レール状のフレーム構造体は、前記栽培棚の長手方向に延設され、前記水酸基ラジカルの生成ユニットが、前記フレーム構造体に対して移動可能に構成されているのが好ましい。
【符号の説明】
【００４１】
１      栽培棚
２      鉄パイプ
３      栽培トレイ
１１    フレーム構造体
１２    枠体
１３    連結材
１４    キャスタ
１５    透明樹脂板（覆い手段）
１６    カーテン（覆い手段）
２１    ＯＨラジカル生成ユニット
２１ａ  プラズマ反応容器
２１ｂ  水ミスト供給管（電極）
２１ｃ  水ミスト供給源
２１ｄ  ガス供給源
２１ｅ  アース側電極
２１ｆ  高圧電源（高周波電源）
２２    オゾン除去手段（外郭ケース）
２２ａ  吸引口
２２ｂ  排出口
２２ｃ  吸排出用のファン
２２ｄ  通気フィルタ
Ｐ      作業者
Ｓ      作物の苗
【図１】
0006464009.tif 000002
【図２】
0006464009.tif 000003
【図３】
0006464009.tif 000004