JP6089526B2 - Ozonizer, liquid purification apparatus using the same, and treatment method - Google Patents
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Description
本発明は、オゾナイザに関し、特に、小規模の植物栽培や家庭菜園などの植物を養液栽培するときの養液や、飼育魚の水槽内の液体を除菌浄化する場合などに適したオゾナイザと、これを用いた液体浄化装置並びに処理方法に関する。 The present invention relates to an ozonizer. The present invention relates to a liquid purification apparatus and a processing method using the same.
従来より、植物を養液栽培したり飼育魚の水槽内の液体を浄化したりする場合、一般的にオゾナイザでオゾンを発生させ、そのオゾンにより除菌浄化することが有効であることが知られている。
この種のオゾナイザとしては、例えば、特許文献1のオゾン発生装置が提案されている。このオゾン発生装置にはオゾン発生管が設けられ、このオゾン発生管は、一方の電極を構成する金属管とその内周にガラス管などの絶縁層からなる誘電体円筒が形成された外管と、この外管と同軸に配されて他方の電極となる内管とからなっている。ここで、オゾンを大量に発生させる場合には、装置本体の温度が大きく上昇するため、これを防ぐ必要がある。特許文献1のオゾン発生装置では、オゾン発生管に外管外壁面の温度を所定温度に調整するための装置が設けられ、この装置により温度上昇を防ごうとしている。また、特許文献1における従来技術では、オゾン発生管の外管の外壁に温度上昇防止用の放熱フィンが設けられている。
Conventionally, it is known that it is generally effective to generate ozone with an ozonizer and sterilize and purify with ozone when cultivating plants or purifying liquids in aquariums of domestic fish Yes.
As this type of ozonizer, for example, an ozone generator disclosed in Patent Document 1 has been proposed. This ozone generator is provided with an ozone generator tube, which is composed of a metal tube constituting one electrode and an outer tube having a dielectric cylinder made of an insulating layer such as a glass tube formed on the inner periphery thereof. The inner tube is arranged coaxially with the outer tube and becomes the other electrode. Here, when a large amount of ozone is generated, it is necessary to prevent this because the temperature of the apparatus main body rises greatly. In the ozone generator of Patent Document 1, a device for adjusting the temperature of the outer wall surface of the outer tube to a predetermined temperature is provided in the ozone generator tube, and this device tries to prevent the temperature from rising. Moreover, in the prior art in patent document 1, the radiation fin for temperature rise prevention is provided in the outer wall of the outer tube | pipe of an ozone generation tube.
特許文献2は、水耕栽培により大量の植物を栽培する場合に適した養液栽培システムであり、この養液栽培システムにオゾン発生ユニットが用いられている。このオゾン発生ユニットでは、金属棒の外周にガラス等からなる円筒状の誘電体が設けられた構造になっており、金属棒と誘電体との隙間が放電空間となりこの放電空間を介してオゾンを発生可能になっている。
ところで、近年、震災などの自然災害の影響やエコロジーの観点などから、例えば養液栽培の分野では露地栽培から施設園芸に注目が集まり、大規模植物工場だけでなく、例えば、2〜3坪規模程度の小規模植物工場や家庭菜園などの需要も見込まれている。このような小規模の植物栽培の要望を受け、養液浄化用のオゾナイザの小型化も望まれている。 By the way, in recent years, from the viewpoint of the effects of natural disasters such as the earthquake disaster and ecology, for example, in the field of hydroponics, attention has been focused on outdoor horticulture to facility horticulture, not only large-scale plant factories, for example, 2-3 tsubo Demand for small-scale plant factories and kitchen gardens is also expected. In response to such a demand for small-scale plant cultivation, downsizing of an ozonizer for purifying nutrient solution is also desired.
しかしながら、特許文献1や特許文献2のオゾン発生装置は、小規模植物工場や家庭菜園、或は飼育魚用の小型の水槽内などでの使用を前提としておらず、比較的大量の被処理流体をオゾンにより除菌浄化処理する構成であることから、構造が複雑になり全体が大型化していた。
例えば、特許文献1のオゾン発生装置では、外管である金属管を冷却するためにフィンや温度調整装置を設けていることで構造が複雑化し、これらのフィンなどの配置スペースも必要になるために装置全体が大型化していた。さらに、このオゾン発生装置では、金属管の内壁にガラスを溶着又はライニングにより施した構造であるため、その寸法精度を維持しながら形成することが困難になっていた。
However, the ozone generators of Patent Document 1 and
For example, in the ozone generator of Patent Document 1, the structure is complicated by providing fins and a temperature adjusting device to cool a metal tube as an outer tube, and an arrangement space for these fins is also required. In addition, the entire device was enlarged. Furthermore, since this ozone generator has a structure in which glass is welded or lined to the inner wall of a metal tube, it has been difficult to form while maintaining its dimensional accuracy.
特許文献2におけるオゾン発生ユニットでは、円筒状誘電体の外周に養液が流れ、この養液がユニットに対して冷却とアースの機能を兼ねる構成であるため、小型化するためには構造が複雑になり、部品点数を少なくすることも難しい。しかも、円筒状誘電体の外周に液体を流すために、オゾン発生ユニットに水用の配管と空気用の配管の両方を接続する必要があり小型化には限界があった。さらに、小型化した場合には通水部分の流下面積が小さくなってこの狭い通水部分に流体が詰まりやすくなることから、流体の流れが悪くなってオゾン発生能力に悪影響を及ぼしたり故障につながるおそれもある。
上記のように、特許文献1や特許文献2のようなオゾン発生装置は、大流量の水処理に対応させるために構造を簡略化したり部品点数を少なくすることは難しく、小型化には適していない。
In the ozone generation unit in
As described above, it is difficult to simplify the structure or reduce the number of parts of ozone generators such as Patent Document 1 and
本発明は、上記の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、特に小規模の植物栽培の養液や水槽内の液体などの除菌浄化に有用であり、簡単な構造により全体を小型化しつつ機能的に除菌浄化して生物の生育促進を図ることができるオゾナイザとこれを用いた液体浄化装置並びに処理方法を提供することにある。 The present invention has been developed to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is particularly useful for sterilizing and purifying small-scale plant cultivation nutrient solutions and liquids in water tanks, An object of the present invention is to provide an ozonizer capable of promoting the growth of a living organism by functionally sterilizing and purifying it while miniaturizing the whole with a simple structure, and a liquid purification apparatus and treatment method using the ozonizer.
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、高電圧電極の金属棒の外周に放電空間である空隙を介して同芯状に配設した円筒状の誘電体と、この誘電体の外周面に巻装したアース機能と放熱機能を有する薄膜状の放熱性シートとを備えたオゾン発生体から成り、前記放熱性シートの幅は、前記金属棒の長さと同等以上であり、この放熱性シートの巻装端部を延設した状態で前記オゾン発生体が内蔵されている筐体に接続したオゾナイザである。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is directed to a cylindrical dielectric disposed concentrically on the outer periphery of a metal rod of a high-voltage electrode via a gap that is a discharge space, It is composed of an ozone generator having a grounding function wound around an outer peripheral surface and a thin-film heat dissipation sheet having a heat dissipation function, and the width of the heat dissipation sheet is equal to or greater than the length of the metal rod. The ozonizer is connected to a casing in which the ozone generator is built in a state where the winding end of the conductive sheet is extended .
請求項2に係る発明は、オゾン発生体の一側に乾燥空気流入口を、他側にオゾンの流出口を設けたオゾナイザである。
The invention according to
請求項3に係る発明は、オゾン発生体よりオゾンを被処理水の流路にエジェクタを介して供給した被処理水を、紫外線機能と光触媒機能を有する酸化促進体に流入させて浄化するようにしたオゾナイザを用いた液体浄化装置である。
The invention according to
請求項4に係る発明は、養液栽培の養液又は飼育魚の水槽の液体に、浄化した処理水を液体浄化装置で循環させて被処理水を浄化するようにした処理方法である。
The invention which concerns on
本発明によると、金属棒の外周に空隙を介して円筒状誘電体を同芯状に配設し、この誘電体の外周面に薄膜状の放熱性シートを巻装していることで、高電圧の接地極と放熱の両方をこの一つの部品で構成でき、小規模の植物栽培の養液や飼育魚の水槽内の水に対して十分なオゾン発生機能を発揮しつつ簡単な構造により全体を小型化でき、組立ても容易におこなえる。この構造により養液や水を機能的に除菌浄化して生物の生育促進を図ることができる。
According to the present invention, a cylindrical dielectric is disposed concentrically on the outer periphery of the metal rod via a gap, and a thin heat dissipating sheet is wound around the outer peripheral surface of the dielectric. Both the voltage grounding electrode and heat dissipation can be configured with this single component, and the entire structure has a simple structure while providing sufficient ozone generation function for small-scale plant-cultivated nutrient solution and water in the aquarium of domestic fish. It can be downsized and easily assembled. With this structure, the nutrient solution and water can be sterilized and purified functionally to promote the growth of organisms.
しかも、放熱性シートの熱伝導率及び導電率が良好であり、この放熱性シートが薄膜状であることから、空隙での放電で発生した熱を効率よく伝導して筐体を介して外部に逃がすことができ、かつ、空隙内での放電性を高めて高効率で大量のオゾンを発生させることが可能となる。
In addition , the heat dissipation sheet has good thermal conductivity and conductivity, and since this heat dissipation sheet is in the form of a thin film, the heat generated by the discharge in the gap is efficiently conducted to the outside through the housing. It is possible to escape, and it is possible to generate a large amount of ozone with high efficiency by improving the dischargeability in the air gap.
さらに、オゾン発生体の全長を利用しながら乾燥空気のオゾンを供給することができ、オゾン発生体を径方向にコンパクト化しながら長さ方向に配置された高電圧電極である金属棒により濃度の濃いオゾンを供給できる。
Furthermore , ozone of dry air can be supplied while utilizing the entire length of the ozone generator, and the ozone generator is highly concentrated by a metal rod that is a high voltage electrode arranged in the length direction while being compact in the radial direction. Can supply ozone.
また、エジェクタによりオゾンを細かい気泡状態で被処理水に溶け込ませながら混合させることができ、酸化促進体の紫外線機能と光触媒機能によりこの被処理水を除菌浄化処理してより機能性の高い処理水を得ることが可能になる。
さらに、被処理水を砂・砂利等のろ過材でろ過するタイプのろ過装置に対して、液体浄化装置を接続するようにすれば、このろ過装置内によりろ過した細菌類や内部に付着したぬめり等を液体浄化装置で除去することが可能になり、ろ過装置としての寿命を延ばすことが可能になる。
Moreover , ozone can be mixed while being dissolved in the water to be treated in the form of fine bubbles by the ejector, and the water to be treated is sterilized and purified by the ultraviolet ray function and photocatalytic function of the oxidation promoter, thus providing a higher functionality treatment. It becomes possible to obtain water.
Furthermore, if a liquid purification device is connected to a filtration device that filters the water to be treated with a filter medium such as sand or gravel, the bacteria filtered through the filtration device and the slime attached to the inside And the like can be removed by the liquid purification device, and the lifetime of the filtration device can be extended.
しかも、養液栽培の養液又は水槽の液体がオゾンにより酸性化することを防ぎながら、処理水を液体浄化装置で循環させて生物の効果的な生育促進を図ることができる。
Moreover , while preventing the nutrient solution of the hydroponics or the liquid in the water tank from being acidified by ozone, the treatment water can be circulated by the liquid purification device to promote effective growth of the organism.
以下に、本発明におけるオゾナイザとこれを用いた液体浄化装置並びに処理方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1においては、本発明におけるオゾナイザの一実施形態を示しており、図2においては、図1の分離斜視図を示している。
図に示すように、本発明におけるオゾナイザ本体1はオゾン発生体2を有し、このオゾン発生体2は、金属棒3、誘電体4、放熱性シート5により構成されている。
Hereinafter, embodiments of an ozonizer, a liquid purification apparatus using the ozonizer, and a treatment method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of an ozonizer according to the present invention, and FIG. 2 shows an exploded perspective view of FIG.
As shown in the figure, the ozonizer body 1 in the present invention has an
オゾン発生体2において、金属棒3は、高電圧電極として例えばSUS304等のステンレス材料又はチタンにより設けられる。金属棒3の形状としては、例えば、外径φ7mm程度、長さ55mm程度に設けられ、長さに比較して外径が小さい細径状に形成される。金属棒3の長さを55mmに設けた場合には、500mg/h程度のオゾン発生量が確保される。オゾン発生量としては、300mg/h程度確保すればよく、この場合、金属棒3の長さを30〜35mm程度まで短く形成できる。
In the
図3において、誘電体4は円筒状に形成され、金属棒3の外周に空隙Gを介して同芯状に配設される。この空隙Gは、0.5mm程度の間隔によって設けられ、この空隙Gが放電空間となる。
誘電体4は、例えば、ホウケイ酸ガラスなどのガラス管からなり、例えば、外径φ10mm、肉厚1mm、長さ80mm程度の寸法に設けられる。このように誘電体4をホウケイ酸ガラスにより形成した場合には熱衝撃に強くなり、このホウケイ酸ガラスと同様に熱衝撃に強い石英ガラスやセラミックを材料にした場合と比較して安価となる。さらに、寸法精度についても石英ガラス管に比べて公差を少なくできるため、空隙Gの幅を安定させることができる。
In FIG. 3, the
The dielectric 4 is made of, for example, a glass tube such as borosilicate glass, and is provided with dimensions such as an outer diameter of 10 mm, a thickness of 1 mm, and a length of about 80 mm. Thus, when the dielectric 4 is formed of borosilicate glass, it is resistant to thermal shock, and it is less expensive than the case of using quartz glass or ceramic that is resistant to thermal shock in the same manner as this borosilicate glass. Furthermore, since the tolerance of the dimensional accuracy can be reduced as compared with the quartz glass tube, the width of the gap G can be stabilized.
図3に示すように、誘電体4の外周面4aには、アース機能を有する薄膜状の放熱性シート5が密接状態に巻装される。放熱性シート5は、熱伝導率が良好の材料により形成され、空隙Gでの放電により発生した熱を効率よく放熱する機能を発揮できるようになっている。放熱性シート5は、導電率も良好であり、空隙Gで放電させるための接地極の機能も有している。このように放熱と接地極との機能を放熱性シート5による一つの部品にできるためコストダウンを図ることができる。
As shown in FIG. 3, a thin-film heat-dissipating
放熱性シート5は、例えば、熱伝導率及び導電率が良好なグラファイトシートからなり、本実施形態では、厚さ17μm程度の薄膜状のグラファイトシートからなっている。グラファイトシート5は、より薄膜状であるときに熱伝導率および導電率を向上でき、本実施形態では、面方向の熱伝導率1750W(m・K)、導電率20000S/cmになっている。放熱性シート5は、特に面方向の熱伝導率を重視する場合には、上述のようなグラファイトシートが好ましく、また、放電量が少ない仕様のオゾナイザに用いる場合には、グラファイト以外の材料、例えば、銅テープ、アルミテープなどにより形成でき、この場合にも放熱及び接地の機能を有している。
The
グラファイトシート5の誘電体4への巻装側には図示しない接着剤が塗布され、この接着剤は、例えば、アクリル系であることが好ましい。接着剤をアクリル系とした場合、例えば、耐熱温度100〜150℃程度のものを用いることで耐熱性を向上できる。グラファイトシート5の巻装端部5aは、オゾン発生体2を内蔵するための図3に示した筐体7に接着剤を介して接続される。この接着剤の層の厚さは、例えば10〜30μmであり、所定の熱伝導性、導電性を確保しつつ接着性を重視する場合には30μm、より熱伝導性、導電性を重視する場合には10μmなどが選択される。グラファイトシート5は、図3の実線に示すようにオゾナイザの上方で筐体7に接続する以外にも、破線に示すようにオゾナイザの下方で接続することもでき、この場合、上方で接続した場合に比して、滞留領域Eがないため、よりよい放熱をおこなうことができる。
An adhesive (not shown) is applied to the side of the
グラファイトシート5は、オゾン発生体2の放熱機能を有する取付部材に接続されていてもよく、この場合、この取付部材を筐体7と一体に設けるか、或は別体に設けることもできる。図3においては、取付部材8が筐体7に一体に設けられている。筐体7や取付部材8は、オゾナイザ本体を保持する部分のみがアルミ材料等の放熱機能の高い材料で形成されているとよい。
The
図1に示すように、オゾナイザ本体1の両側には略円筒状の接続部材10、10が設けられている。接続部材10は、誘電体4を取付け可能な貫通孔11が軸方向に設けられ、この貫通孔11を介して接続部材10の内部に金属棒3が装着された誘電体4が取付けられる。
両側の接続部材10、10において、一側には乾燥空気流入口12、他側にはオゾンの流出口13が設けられ、これらの乾燥空気流入口12、オゾン流出口13がオゾン発生体2における空隙Gと連通している。オゾン発生体2は、接続部材10を介して外部の流路と接続され、乾燥空気流入口12側から乾燥空気を流入させてオゾン流出口13からオゾンを含んだ空気を供給可能になっている。
As shown in FIG. 1, substantially cylindrical connecting
In the
オゾナイザ本体1は、上記の各部品以外にも、ポリテトラフルオロエチレンなどの樹脂製からなる円筒状のスペーサ15、導電体であるボルト16a、絶縁体であるボルト16b、ナット17、シールワッシャ18、Oリング19を有している。ボルト16aは、図示しない電源と接続される。
The ozonizer body 1 includes a
図1、図2において、オゾナイザ本体1を組み立てる場合には、金属棒3の両側にボルト16をねじ込み、このボルト16にスペーサ15を被せた状態で誘電体4を金属棒3の外周側に装着し、これらの両側を内周側にOリング19を装着した接続部材10の貫通孔11に挿入させる。次いで、スペーサ15の端面15aを接続部材10の貫通孔11に挿入しつつ、シールワッシャ18を介してボルト16にナット17を螺着することでこれらを一体化できる。誘電体4の端面4bと接続部材10との間には空間を設けており、オゾナイザ本体1の組立の際に誘電体4に軸方向の力が加わることを防いでいる。
1 and 2, when assembling the ozonizer body 1, the
その後、誘電体4の外周面4aにグラファイトシート5を取付ける。この場合、グラファイトシート5の片面に塗布された接着剤により、このグラファイトシート5を誘電体4に巻装するだけでその外周面4aに密着状態で接着される。グラファイトシート5と誘電体4とが密着していない部分があると、この部分が空気層、すなわち絶縁層となってしまい、オゾンが発生しない領域を形成してしまう。グラファイトシート5は、接着材の層により誘電体4との間に空気層の残留を防ぎつつ貼り付けられるため、誘電体4の外周面4a全体でオゾンを発生させることができる。
Thereafter, the
放熱性シート5は、金属棒3の外周全面に対向するよう、その幅Wを金属棒3の長さ(本実施形態では55mm)と同等以上に設定し、誘電体4の外周面4aに取付ける。これにより、金属棒3の全長にわたってオゾンを発生させることができる。本実施形態における幅Wは、金属棒3の長さより長く、両接続部材10、10同士の間隔Tよりもやや短い寸法に設定されている。
オゾナイザ本体1の組立後には、接続部材10を筐体7に図示しないねじで固定し、グラファイトシート5の巻装端部5aを筐体7に貼り付けて固定する。
The
After the ozonizer body 1 is assembled, the connecting
本発明のオゾナイザは、上記のように細径状の金属棒3の外周に空隙Gを介して円筒状の誘電体4を同芯状に配設し、この誘電体4の外周面4aに薄膜状の放熱性シート5を密接状態に巻装してオゾン発生体2が構成されていることにより、構造を簡略化して全体を小型化できる。しかも、小規模植物工場や家庭菜園などの植物栽培や、飼育魚の水槽の水などの比較的少量の被処理水に対して、オゾン発生体2により十分なオゾンを発生させて除菌浄化することが可能となる。
In the ozonizer of the present invention, the
図4においては、オゾナイザ本体1を直列又は並列に接続した状態を示している。図4(a)では、オゾナイザ本体1を直列に接続しており、オゾナイザ本体1を小型化しつつ高濃度のオゾンを発生可能となる。さらに、図示しない電極部分を長くすることで、同じ空気の条件(圧力、流量)ならば、電極部分を長くすればオゾン濃度が濃くなり、電極部分を太くすることによっても放電面積が大きくなることでオゾン濃度を濃くすることが可能となる。例えば、図4(a)において、一次側オゾナイザ本体1の入口側から2L/minで空気を供給したときに、この一次側オゾナイザ本体1から二次側オゾナイザ本体1に2L/minでオゾン含有空気を供給し、二次側オゾナイザ本体の出口側からは、オゾナイザ本体1が1台であるときの2倍の濃度のオゾン含有空気を2L/minで発生させることが可能となる。 FIG. 4 shows a state in which the ozonizer main bodies 1 are connected in series or in parallel. In FIG. 4A, the ozonizer main body 1 is connected in series, and it becomes possible to generate high-concentration ozone while reducing the size of the ozonizer main body 1. Furthermore, if the electrode part (not shown) is lengthened, the ozone concentration becomes deeper if the electrode part is made longer under the same air conditions (pressure and flow rate), and the discharge area becomes larger by making the electrode part thicker. This makes it possible to increase the ozone concentration. For example, in FIG. 4A, when air is supplied at 2 L / min from the inlet side of the primary ozonizer body 1, ozone-containing air is supplied from the primary ozonizer body 1 to the secondary ozonizer body 1 at 2 L / min. From the outlet side of the secondary ozonizer body, it is possible to generate ozone-containing air at a concentration of 2 L / min that is twice the concentration of the single ozonizer body 1.
図4(b)では、オゾナイザ本体1を並列に接続しており、オゾナイザ本体1を小型化しつつ濃度を変えずに大流量のオゾン発生可能となる。この場合、例えば、各オゾナイザ本体1の入口側から2L/minで空気を供給したときに、これらの並列接続されたオゾナイザ本体1の出口側から各入口側の2倍である4L/minで同じオゾン濃度のオゾン含有空気を発生させることが可能となる。さらに、オゾナイザ本体1をn個並列接続することで、同じオゾン濃度でn倍の流量のオゾン含有空気を発生できる。 In FIG. 4B, the ozonizer main body 1 is connected in parallel, so that a large flow of ozone can be generated without changing the concentration while reducing the size of the ozonizer main body 1. In this case, for example, when air is supplied at 2 L / min from the inlet side of each ozonizer body 1, the same at 4 L / min, which is twice from the outlet side of these ozonizer bodies 1 connected in parallel to each inlet side, is the same. It becomes possible to generate ozone-containing air having an ozone concentration. Furthermore, by connecting n ozonizer main bodies 1 in parallel, ozone-containing air having an n-fold flow rate can be generated with the same ozone concentration.
図5においては、ヘッダ20を用いてオゾナイザ本体1を直列又は並列に接続した状態を示している。
図5(a)では、ヘッダ20によりn台のオゾナイザ本体1を直列に接続しており、この場合、一次側ヘッダ20の入口側から乾燥空気を供給したときにこの空気が一次側ヘッダ20と二次側ヘッダ20との間に直列に設けられたオゾナイザ本体1を順次通過し、二次側ヘッダ20の出口側から1台のオゾナイザ本体1のn倍の濃度のオゾン含有空気を入口側と同じ流量で発生できる。
FIG. 5 shows a state in which the ozonizer main body 1 is connected in series or in parallel using the
In FIG. 5A, n ozonizer bodies 1 are connected in series by a
図5(b)では、ヘッダ20によりn台のオゾナイザ本体1を並列に接続しており、この場合、一次側ヘッダ20の入口側から乾燥空気を供給したときにこの空気が一次側ヘッダ20と二次側ヘッダ20との間に並列に設けられたオゾナイザ本体1を同時に通過し、二次側ヘッダ20の出口側から1台のオゾナイザ本体1の場合と同じオゾン濃度で一次側ヘッダ20の入口側のn倍の流量でオゾン含有空気を発生できる。
In FIG. 5B, n ozonizer bodies 1 are connected in parallel by the
このようにヘッダ20を介してオゾナイザ本体1を直列又は並列に接続することで、全体をコンパクト化しつつ多数のオゾナイザ本体1を接続することもでき、オゾナイザ本体1が1台である場合と比較して、より高濃度や大流量のオゾン含有空気を効率的に発生させることが可能となる。
By connecting the ozonizer main bodies 1 in series or in parallel via the
図6においては、例えば、上述したようにオゾナイザ本体1を直列又は並列に接続する場合などに、このオゾナイザ本体1を筐体7或は取付部材8に並べて配置する場合を示している。このときには、各誘電体4の外周面4aにグラファイトシート5を巻装し、一方、筐体7或は取付部材8の取付位置にグラファイトシート5を貼り付ける。続いて、筐体7に貼り付けたグラファイトシート5に誘電体4の外周面4aに巻装したグラファイトシート5を密着させることにより、オゾナイザ本体1によるオゾン発生時の熱を筐体7或は取付部材8に逃がすことが可能になる。本発明によれば、誘電体4の外周に突起物がないので、図6に示すように複数のオゾナイザを近接配置することができ、装置の小型化を図ることができる。
In FIG. 6, for example, when the ozonizer body 1 is connected in series or in parallel as described above, the ozonizer body 1 is arranged side by side on the
図7、図8においては、上述したオゾナイザ本体1を用いた液体浄化装置本体(以下、装置本体という)30を示している。装置本体30は、上記オゾナイザ本体1によるオゾン発生機能に加えて、紫外線機能と光触媒機能を有する酸化促進体31、エジェクタ32、流量スイッチ33、チェックバルブ34を有している。
7 and 8, a liquid purification apparatus main body (hereinafter referred to as an apparatus main body) 30 using the above-described ozonizer main body 1 is shown. In addition to the ozone generation function of the ozonizer body 1, the
酸化促進体31の内部には、図示しない紫外線光源(紫外線ランプ)が酸化促進体31の内部流路35の外周側に円筒部材36を介して設けられ、この紫外線ランプにより酸化促進体31の入口側流路37から内部流路35を流れて出口側流路38に流出する被処理水に紫外線を照射可能になっている。
内部流路35には光触媒41も設けられており(図7参照)、内部流路35内を被処理水が通過するときにこの光触媒41による作用も発揮される。
An ultraviolet light source (ultraviolet lamp) (not shown) is provided inside the
The
図7において、オゾン発生体2のオゾン流出口13と酸化促進体31の入口側流路37との間にはチェックバルブ34を介してエジェクタ32が設けられ、このエジェクタ32に流量スイッチ33を介して被処理水の流路が接続されている。
In FIG. 7, an
エジェクタ32は、例えば、オゾン発生体2のオゾン流出口13と酸化促進体31の入口側流路37との間に設けられる。エジェクタ32はベンチュリー管の原理に基づいて被処理水に負圧を発生させることができ、エアポンプ39からの圧縮空気がオゾナイザ1を介してエジェクタ32内に供給されると、前記負圧を利用して、効率よくオゾンを被処理水に溶存させることができる。図示しないが、エジェクタ32の位置にマイクロバブル(微細気泡)を発生可能なマイクロバブル発生装置を設けてもよく、このマイクロバブル発生装置を用いてオゾン発生体2により発生させたオゾンを被処理水に溶存させるようにしてもよい。
For example, the
このようにして、オゾン発生体2を用いた装置本体30では、オゾン発生体2からのオゾンを、エジェクタ32やマイクロバブル発生装置を介して被処理水の流路に供給し、この処理水を酸化促進体31に流入させてオゾナイザ本体1によるオゾン処理後の処理水を酸化促進体31の紫外線機能と光触媒機能とによってさらに除菌浄化するようになっている。図8において、オゾナイザ本体1の一次側にはエアポンプ39、ドライヤ39が設けられ、エアポンプ39により発生させた圧縮空気は、ドライヤ40を介して乾燥したのちにオゾナイザ本体1に送られる。
Thus, in the apparatus
なお、酸化促進体31は、全体を大型化した状態で設けられていてもよく、この場合、市販の大型の殺菌灯を用いることができ、これにより殺菌用の特殊形状の紫外線ランプを使用する必要がなくなるため、コストダウンを図ることができる。また、市販の殺菌灯では紫外線能力が足りない場合に特殊な紫外線ランプを使用してもよく、このときにはより促進酸化が必要な用途に用いることができる。この場合、特殊な紫外線ランプ用とする場合、コンパクト化を図ることもできる。
In addition, the
酸化促進体31を大型化した場合、促進酸化によってFeやMgなどの養分が酸化析出して酸化促進体31の内部流路35に付着したり酸化沈殿したりして不足する場合がある。
これらの養分を補うことを目的として、酸化促進体31には紫外線照度センサ45が設けられている。紫外線照度センサ45により紫外線の照度を確認でき、FeやMgなどの酸化物が酸化促進体31の内部流路35に付着して紫外線の照度が減少してきた場合には、センサ45からの情報がフィードバックされて、被処理水内のFeやMgなどの減少により不足した成分が図示しない液肥補充装置などから補給される。例えば、レタス等の栽培物の葉の葉緑素は、FeやMgの不足により減少して黄緑、黄化、黄白化するが、センサ45を用いることで栽培物の葉の葉緑素を計測し、葉緑素の減少に伴ってFe、Mgの肥料成分を補充できる。
When the
For the purpose of supplementing these nutrients, the
続いて、前記したオゾナイザ本体1を用いた装置本体30を利用した被処理水の処理方法を説明する。この処理方法は、養液栽培の養液又は飼育魚の水槽の液体に、浄化した処理水を液体浄化装置で循環させて被処理水を浄化するようにしたものである。
Next, a method for treating water to be treated using the apparatus
この処理方法の例として、図9においては、オゾナイザ本体1を用いた装置本体30を設けた養液栽培システム50を示している。養液栽培システム50は、オゾナイザ本体1を用いた装置本体30、培養液タンク51、栽培ベッド52、循環ポンプ53を有している。培養液タンク51には栄養分を溶かした液肥である培養液が被処理水として入れられており、この培養液が培養液タンク51と栽培ベッド52との間において循環される。この養液栽培システム50において、培養液タンク51から栽培ベッド52の循環配管の流路に装置本体30を挿入し、この装置本体30により培養液を除菌浄化するものである。
As an example of this processing method, FIG. 9 shows a nutrient
養液栽培システム50において、培養液タンク51と栽培ベッド52とは、供給ライン54と戻りライン55とにより接続された循環ライン56を有している。供給ライン54は、培養液タンク51から栽培ベッド52まで培養液を供給するためのラインであり、流路が途中で分岐されて養液投入口54aが設けられ、この養液投入口54aから栽培ベッド52の植物に培養液を供給できるようになっている。戻りライン55は、栽培ベッド52から培養液タンク51まで培養液を戻すためのラインであり、栽培ベッド52の出口側から1本の流路に集束された状態で培養液タンク51に接続される。
In the nutrient
栽培ベッド52には、適宜の植物が培養液により栽培可能な状態で植えられている。図示しないが、栽培ベッド52には送風機を設けるようにしてもよく、この場合、送風機から植物の図示しない葉・茎に送風可能となる。送風機に装置本体30から排出される排オゾンを供給すれば、送風機はこの排オゾンを含んだ空気を植物に送ることが可能になる。
In the
図9(a)においては、装置本体30が養液栽培システム50全体を循環する循環ライン56に設置され、より具体的には、循環ポンプ53からつながる供給ライン54の一次側に設けられている。この場合、供給ライン54と装置本体30との間にバイパス弁57が設けられ、このバイパス弁57を調節して循環ポンプ53から送り出される培養液の一部又は全部を装置本体30に供給し、この装置本体30により除菌浄化された培養液を栽培ベッド52側に送り出すようになっている。
In FIG. 9 (a), the
図9(b)においては、装置本体30が養液栽培システム50の循環ポンプ53からつながる供給ライン54から培養液タンク51につながるバイパス配管58に設けられる。この場合、循環ポンプ53によりバイパス配管58に送られる培養液を装置本体30により除菌浄化し、この除菌浄化した培養液を培養液タンク51に戻すようになっている。図示しないが、これらの図9(a)、図9(b)の供給ライン54のEC(電気伝導度)、Ph(水素イオン濃度)などの調整については別の装置を設け、この装置により実施すればよい。
In FIG. 9 (b), the provided from the
装置本体30を養液栽培システム50に設ける場合、この装置本体30を予め取付けるか、又は後付けにより取付けるかの何れの場合も可能である。このように、オゾナイザ本体1を用いた装置本体30を養液栽培システム50の流路に設けることにより、オゾン供給機能、紫外線機能、光触媒機能を作用させることができ、オゾン供給機能により培養液全体にオゾンを供給し、紫外線機能により培養液に紫外線を照射し、光触媒機能によりオゾンよりも強い除菌能力と有機物の分解能力とを有する光触媒を培養液に作用させることが可能になる。
When the apparatus
上記した養液栽培システム50以外にも、循環ポンプ等で被処理水を循環させて装置本体により水処理することで、図示しないあらゆるシステムの除菌浄化をおこなうことも可能である。例えば、前記した飼育魚の水槽以外にも、養殖、蓄養、観賞魚などの水槽の除菌浄化も実施でき、この場合、装置本体により水槽内に繁殖する有害なバクテリアの除菌をおこなうことにより、水産用医薬品の使用量の低減をおこなえる。また、水質浄化することにより、換水回数を減らして水の使用量を低減できる。金メッキなどのメッキ後の洗浄槽の水を装置本体を介して循環させることにより、バクテリアの発生を抑制することができる。クーリングタワーの冷却水用として装置本体を用いた場合には、冷却水の除菌及び藻の発生を抑制することにより冷却能力を維持できる。池の除菌浄化に用いた場合には、池の水の青子の発生を抑えることにより、池の景観を向上させることもできる。本発明のオゾナイザを用いた液体浄化装置を利用することで大型で浄化能力の高い液体浄化装置の使用を回避できることから、オーバースペックを防ぎつつ小型の浴槽などを除菌浄化することもできる。
In addition to the nutrient
1 オゾナイザ本体
2 オゾン発生体
3 金属棒
4 誘電体
4a 外周面
5 グラファイトシート(放熱性シート)
5a 巻装端部
7 筐体
8 取付部材
12 乾燥空気流入口
13 オゾン流出口
30 液体浄化装置本体
31 酸化促進体
32 エジェクタ
45 紫外線照度センサ
50 養液栽培システム
G 空隙
1
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