ガス混入装置およびこれを備えたオゾン含有ガス混入装置
【課題】
液体にガスを均一に混入させることができるガス混入装置およびこれを備えたオゾン含有ガス混入装置を提供すること。
【解決手段】
外管３内に間隙を隔てて外管３の軸芯に沿うように円管状の内管７が配設されている。内管７は、全体に亘って細孔が無数に形成されている。内管７内には、内管７の軸芯回りに捩じれた螺旋状の通路を形成する通路形成部材９が配設されている。内管７は多孔質セラミックスからなる。通路形成部材９は、その長手方向に沿う軸回りに捩れた帯状に形成されている。
液体にガスを均一に混入させることができるガス混入装置およびこれを備えたオゾン含有ガス混入装置を提供すること。
【解決手段】
外管３内に間隙を隔てて外管３の軸芯に沿うように円管状の内管７が配設されている。内管７は、全体に亘って細孔が無数に形成されている。内管７内には、内管７の軸芯回りに捩じれた螺旋状の通路を形成する通路形成部材９が配設されている。内管７は多孔質セラミックスからなる。通路形成部材９は、その長手方向に沿う軸回りに捩れた帯状に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組成ガスとしてオゾンを含むオゾン含有ガス等のガスを微細な無数の気泡の状態で水などの液体に均一に混入させるガス混入装置およびこれを備えたオゾン含有ガス混入装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示されている従来のガス混入装置は、図７の図（１）および該図（１）の矢視Ｚ−Ｚ線に沿う断面図である図（２）に示すように、外周に螺旋状の溝１０１ａを有し軸芯部に中央穴１０１ｂが設けられた管状の発泡部１０１が管状部１０２の内側に挿入された二重管構造からなり、発泡部１０１の中央穴１０１ｂにオゾンが注入される一方、発泡部１０１の螺旋状の溝１０１ａと管状部１０２の内周面とで形成された螺旋状の通路１０３に水道水などが供給される。前記発泡部１０１は、部材に多数の小孔を形成したものからなり、発泡部１０１の中央穴１０１ｂにオゾンが注入されると、発泡部１０１の多数の小孔を介してオゾンが前記螺旋状の通路１０３を流れている水道水などに混入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第２６０７６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のガス混入装置は、オゾンが注入される発泡部１０１の中央穴１０１ｂと水道水などが供給される螺旋状の通路１０３との間に存在する発泡部１０１の部材厚さが一定ではないので、オゾンが通過する際に抵抗が少ない発泡部の部位（発泡部の部材厚さが最も薄い部位１０１ｃ（図７の図（２）において一点鎖線で囲んだ部位））の小孔を介して、発泡部１０１の中央穴１０１ｂに注入されたオゾンの大半が通過しようとするため、螺旋状の通路１０３内を流れている水道水などにオゾンが均一に混入しない虞があった。
【０００５】
本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、液体にガスを均一に混入させることができるガス混入装置およびこれを備えたオゾン含有ガス混入装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために、本発明に係るガス混入装置は、外管と、この外管内に間隙を隔ててこの外管の軸芯に沿うように配設され、全体に亘って細孔が無数に形成された円管状の内管と、この内管内に挿入されこの内管の軸芯回りに捩じれた螺旋状の通路を形成する通路形成部材とを備えたものである。
【０００７】
請求項２に記載した発明に係るガス混入装置は、請求項１に記載のガス混入装置において、前記外管を、複数の外管片を同軸に第１中間連結管を介して連結して構成し、前記内管を、複数の内管片を同軸に前記第１中間連結管を介して連結して構成し、前記通路形成部材を、複数の通路形成部材片を同軸に第２中間連結管を介して連結して構成したことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３に記載した発明に係るガス混入装置は、請求項１または請求項２に記載のガス混入装置において、前記通路形成部材は、その長手方向に沿う軸回りに捩れた帯状に形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項４に記載した発明に係るガス混入装置は、請求項１ないし請求項３のうち何れか一つに記載のガス混入装置において、前記内管は、多孔質セラミックスからなることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項５に記載した発明に係るオゾン含有ガス混入装置は、請求項１ないし請求項４のうち何れか一つに記載のガス混入装置と、前記外管と前記内管との間の間隙にオゾンを含有するオゾン含有ガスを注入するオゾン含有ガス注入装置とを備え、前記内管内の螺旋状の通路に供給される水に前記内管の細孔を介して前記オゾン含有ガスを混入可能としたものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、外管内に配設される内管を、全体に亘って細孔が無数に形成された円管状のものにしたので、外管と内管との間の間隙にガスを注入する一方、内管内に液体を供給することで、ガス側と液体側とを隔てる内管の部材厚さが一定となる。この結果、内管の一部の部位に偏ることなく広い領域に亘って均一にガスが内管内を通過するようになり、ガスが液体に均一に混入する。
【００１２】
また、通路形成部材を内管内に挿入して内管の軸芯回りに捩じれた螺旋状の通路を形成したので、外管と内管との間の間隙を液体が流れるとした場合の旋回半径より小さな半径（内管の内周の半径に相当する半径）で旋回しながら螺旋状の通路を液体が流れる。このため、液体の流れる速度を一定とした場合に、外管と内管との間の間隙を液体が流れるとした場合と比較して旋回角速度を大きくすることができる。この結果、液体が効果的に攪拌されガスが液体に一層均一に混入する。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、外管片と内管片と通路形成部材片とを、混入したいガス量に応じて複数個ずつ単に連結してガス混入装置を構成するという単純な手段で、混入したいガス量に対応することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、通路形成部材は、その長手方向に沿う軸回りに捩れた帯状に形成されているので、内管内に挿入して螺旋状の通路を形成するための通路形成部材を単純な構造で構成することができる。
また、通路形成部材の帯状の壁面によって内管内が２つの通路に区画されることで、区画されたそれぞれの通路で液体が個別に攪拌されガスが液体に一層均一に混入する。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、内管を多孔質セラミックスで構成したので、全体に亘って均一に細孔が無数に形成された円管状の内管を容易に形成することができる。
【００１６】
請求項５記載の発明によれば、外管と内管との間の間隙にオゾンを含有するオゾン含有ガスを注入するオゾン含有ガス注入装置をさらに備え、内管内の螺旋状の通路に供給される水に内管の細孔を介してオゾン含有ガスを混入可能としたので、オゾン含有ガスを水に均一に混入させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の第１の実施の形態に係るガス混入装置の構成を示す断面図である。
【図２】図２の図（１）は第１の実施の形態に係るガス混入装置に組み込まれた締結部材を示した断面図であり、図２の図（２）は締結部材を図（１）の矢視Ｘ線に沿う方向から見た状態の外観図である。
【００１８】
【図３】図３の図（１）および図（２）は第１の実施の形態に係るガス混入装置に組み込まれた通路形成部材の外観を示した図であり、図（１）は通路形成部材を図（２）の矢視Ｙ線に沿う方向から見た状態の外観図である。
【図４】図４の図（１）は本発明の第２の実施の形態に係るガス混入装置の構成を示す断面図であり、図（２）は同装置に組み込まれた中間締結部材を示した断面図である。
【００１９】
【図５】図５は本発明の第１の実施の形態に係るガス混入装置を使用した汚染土壌の浄化装置の構成を示す図である。
【図６】図６は本発明の第１の実施の形態に係るガス混入装置を使用したクーラントの処理装置の構成を示す図である。
【図７】図７の図（１）は従来のガス混入装置の構成を示す断面図であり、図７の図（２）は図（１）の矢視Ｚ−Ｚ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１の実施の形態）
以下、本発明に係るガス混入装置の第１の実施の形態を図１ないし図３によって詳細に説明する。
【００２１】
図１において符号１で示すものは、ガス混入装置であり、このガス混入装置１は、１本の円筒状の外管３と、この外管３の両端部の内周面に刻設された雌ねじ部３ａにそれぞれの雄ねじ部５ａが螺合された略円環状の締結部材５と、それぞれの締結部材５の一端部の内周部に形成された段付き拡径部５ｂに両端部が嵌合された円筒状の内管７と、この内管７内に挿入された通路形成部材９とを備える。外管３の長手方向中途部には、外部から外管３内にガスを注入するための注入部３ｂが設けられている。図２に示すように、締結部材５の軸方向中途部には、締結部材５を螺合する際に工具により把持するための把持部５ｄが形成されている。
【００２２】
図３に示すように、通路形成部材９は、その長手方向に沿う軸Ｑ回りに捩れた帯状に形成されている。通路形成部材９を製造する方法としては、例えば、一対の対向する転動ローラ間で帯状の板材を挟持して転動ローラを回転させながら、帯状の板材をその長手方向に沿う軸回りに捩じることで通路形成部材９を形成する方法があげられる。また、通路形成部材９を製造する他の方法としては、鋳型による成型があげられる。通路形成部材９は、その長手方向に沿う方向から見た外形は、内管７の内径の寸法より僅かに小さい直径を有する円形となっている（図３の図（１）を参照）。
【００２３】
前記各締結部材５，５の段付き拡径部５ｂが形成された部位とは反対側の端部には前記段付き拡径部５ｂの内径より小径の小径部５ｃが形成され、該小径部５ｃ内に円筒状の内嵌管１１がそれぞれ嵌合されている。小径部５ｃと内嵌管１１との軸方向の長さは略同一とされ、内嵌管１１の略全体が小径部５ｃ内に嵌合されている。なお、各締結部材５，５の小径部５ｃの内径を内嵌管１１の内径と同一の寸法にして内嵌管１１を省略することもできる。
【００２４】
前記内管７と各内嵌管１１，１１とのそれぞれの内径は同一の寸法に形成され、内管７と各内嵌管１１，１１との対向するそれぞれの端部どうし内には内管７と内嵌管１１とに跨って支持管１３が嵌合されている。通路形成部材９の両端部は長さＬに亘って、通路形成部材９の長手方向から見て中央部９ｂの外径の寸法より小径に形成され（図３の図（１）および図（２）を参照）、この小径に形成された通路形成部材９の両端部の各小径部９ａ，９ａが各支持管１３，１３内に嵌合され、各支持管１３，１３の長手方向の中途部までそれぞれ嵌合されている。
【００２５】
通路形成部材９が内管７内に挿入されることで内管７の軸芯回りに捩じれた螺旋状の通路８，８が内管７内に形成される。すなわち、通路形成部材９の帯状の壁面によって内管７内が２つの通路８，８に区画され、これらの２つの通路８，８は共に螺旋状の通路とされる。
【００２６】
外管３の各雌ねじ部３ａ，３ａと各締結部材５，５の雄ねじ部５ａとはテーパねじ構造とされ、互いに強固に螺合することによって両ねじ部どうしの締結が緩み難くされると共に螺合部が気密状態に保持される。前記外管３、各締結部材５，５、通路形成部材９、各内嵌管１１，１１および各支持管１３，１３はステンレス製の部材、または表面が亜鉛メッキ，クロムメッキ，ニッケルメッキ，もしくはニッケル−クロムメッキ等の表面処理で被覆された鉄製の部材で構成され、内管７は多孔質セラミックスで構成されている。
【００２７】
多孔質セラミックスとしては、例えば、アルミナ、ムライト、コーディエライト、シリコンナイトライド等を挙げることができる。
なお、内管７は、細孔が無数に形成されたものであれば多孔質セラミックスでなくてもよく、例えば、ガラス，シリコン，発泡塩化ビニールまたはテフロン（登録商標、正確にはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン））系発泡体等の材料で形成してもよい。
【００２８】
（ガス混入装置１の組立工程）
前記ガス混入装置１は、以下のような工程によって組み立てられる。
（１）通路形成部材９の両端部の各小径部９ａ，９ａにそれぞれ支持管１３を嵌合したものを内管７内に挿入する。このとき、各支持管１３，１３と内管７との嵌合部にはエポキシ接着剤を予め塗布した状態で挿入する。塗布したエポキシ接着剤が固化することで、支持管１３と内管７との嵌合部の隙間が気密状態に保持される。
【００２９】
（２）次に、一対の締結部材５，５の小径部５ｃ内に内嵌管１１をそれぞれ嵌合する。このとき、締結部材５の小径部５ｃと内嵌管１１との嵌合部にはエポキシ接着剤を予め塗布した状態で嵌合する。塗布したエポキシ接着剤が固化することで、締結部材５と内嵌管１１との嵌合部の隙間が気密状態に保持される。
【００３０】
（３）次に、一対の締結部材５，５のうちの一方の締結部材５の小径部５ｃ内に嵌合された内嵌管１１内に、前記（１）の工程で組み立てられた組立体の一端側の支持管１３の端部を内嵌管１１の長手方向中途部まで嵌合すると共に締結部材５の段付き拡径部５ｂ内に前記組立体の内管７を該段付き拡径部５ｂの長手方向中途部まで嵌合する。このとき、内嵌管１１と支持管１３との嵌合部および締結部材５の段付き拡径部５ｂと内管７との嵌合部にはそれぞれエポキシ接着剤を予め塗布した状態で嵌合する。この嵌合作業は、外管３の一方の雌ねじ部３ａに前記一方の締結部材５の雄ねじ部５ａを螺合しながら行なう。塗布したエポキシ接着剤が固化することで、それぞれの嵌合部の隙間が気密状態に保持される。
【００３１】
（４）最後に、一対の締結部材５，５のうちの他方の締結部材５の段付き拡径部５ｂ内に前記組立体の内管７を嵌合すると共に当該他方の締結部材５の小径部５ｃ内に嵌合された内嵌管１１内に前記組立体の他端側の支持管１３の端部を嵌合しながら、当該他方の締結部材５の雄ねじ部５ａを注入部３ｂが予め組み付けられた外管３の他方の雌ねじ部３ａに強固に螺合する。螺合する際は、一対の締結部材５，５の把持部５ｄをそれぞれ工具により把持しながら螺合することで強固に螺合することができる。
【００３２】
このとき、前記他方の締結部材５に嵌合した内嵌管１１と前記組立体の他端側の支持管１３との嵌合部および同締結部材５の段付き拡径部５ｂと内管７との嵌合部にはそれぞれエポキシ接着剤を予め塗布した状態で嵌合する。塗布したエポキシ接着剤が固化することで、それぞれの嵌合部の隙間が気密状態に保持される。
以上で、ガス混入装置１の組立が完了する。
【００３３】
上述したようなガス混入装置１によれば、外管３内に配設される内管７を、全体に亘って細孔が無数に形成された円管状のものにしたので、外管３と内管７との間の間隙にガスを注入する一方、内管７内に液体を供給することで、ガス側と液体側とを隔てる内管７の部材厚さが一定となる。この結果、内管７の一部の部位に偏ることなく広い領域に亘って均一にガスが内管７の部材内部を通過するようになり、ガスが液体に均一に混入する。
【００３４】
また、通路形成部材９を内管７内に挿入して内管７の軸芯回りに捩じれた螺旋状の通路８，８を形成したので、外管３と内管７との間の間隙を液体が流れるとした場合の旋回半径より小さな半径（内管７の内周の半径に相当する半径）で旋回しながら螺旋状の通路８，８を液体が流れる。このため、液体の流れる速度を一定とした場合に、外管３と内管７との間の間隙を液体が流れるとした場合と比較して旋回角速度を大きくすることができる。この結果、液体が効果的に攪拌されガスが液体に一層均一に混入する。このとき、内管７の内壁面に細かな気泡の状態でガスが付着したとしても、付着したガスは液体の攪拌によって効果的に剥離させられる。
【００３５】
また、通路形成部材９は、その長手方向に沿う軸Ｑ回りに捩れた帯状に形成されているので、内管７内に挿入して螺旋状の通路８を形成するための通路形成部材を単純な構造で構成することができる。
また、通路形成部材９の帯状の壁面によって内管７内が２つの通路８，８に区画されることで、区画されたそれぞれの通路８，８で液体が個別に攪拌されガスが液体に一層均一に混入する。
【００３６】
また、内管７内を２つの通路８，８に区画する通路形成部材９が帯状のものからなるので、内管７内の空間が通路形成部材９によって無用に占有されないため、通路８，８の断面積を十分確保しつつ螺旋状の通路８，８を形成することができると共に内管７の内周面側の細孔を通路形成部材９の側縁部によって遮る領域を可及的少なくすることができる。この結果、通路８，８に液体を十分供給することができると共に内管７の細孔を介して内管７の通路８，８にガスを十分注入することができる。
さらにまた、内管７を多孔質セラミックスで構成したので、全体に亘って細孔が無数に形成された円管状の内管を容易に形成することができる。
【００３７】
（第２の実施の形態）
以下、本発明に係るガス混入装置の第２の実施の形態を図４の図（１）および図（２）によって詳細に説明する。なお、図４の図（１）において、前記第１の実施の形態で説明したものと同一または同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【００３８】
上述した第１の実施の形態におけるガス混入装置１では、外管３と内管７と通路形成部材９とを１個ずつ備えている例を示したが、本実施の形態におけるガス混入装置１０では第１の実施の形態におけるガス混入装置１の外管３と内管７と通路形成部材９と同一または同等のものをそれぞれ２個ずつ使用している。
【００３９】
２個の通路形成部材９，９をそれらの一端部どうしを間隙を隔てて同軸上に対向させた状態で、それらの一端部の各小径部９ａ，９ａが１個の第２支持管１５内に嵌合されて２個の通路形成部材９，９が第２支持管１５によって連結されている。また、２個の外管３，３と、それら外管３，３内に間隙を隔ててそれぞれ配設された２個の内管７，７との一端部どうしを間隙を隔てて同軸上に対向させた状態で中間締結部材１７によって連結されている。第２支持管１５および中間締結部材１７は、ステンレス製の部材、または表面が亜鉛メッキ，クロムメッキ，ニッケルメッキ，もしくはニッケル−クロムメッキ等の表面処理で被覆された鉄製の部材で構成されている。
【００４０】
詳述すると、中間締結部材１７の両端の外周部にそれぞれ形成された雄ねじ部１７ａ，１７ａに一対の外管３，３の各一端部の内周面に刻設された雌ねじ部３ａが螺合され、中間締結部材１７の両端の内周部にそれぞれ形成された段付き拡径部１７ｂ，１７ｂ内に各内管７，７の一端部がそれぞれ嵌合されている。中間締結部材１７の軸方向中央部には、中間締結部材１７を螺合する際に工具により把持するための把持部１７ｃが形成されている。各内管７，７と第２支持管１５との嵌合部および各内管７，７と中間締結部材１７との嵌合部にはエポキシ接着剤を予め塗布した状態で嵌合する。塗布したエポキシ接着剤が固化することで、それぞれの嵌合部の隙間が気密状態に保持される。
【００４１】
各外管３，３、各内管７，７、各通路形成部材９，９、中間締結部材１７、第２支持管１５は本発明の「外管片」、「内管片」、「外通路形成部材片」、「第１中間連結管」、「第２中間連結管」をそれぞれ構成する。
而して、本実施の形態に係るガス混入装置１０は、第２支持管１５および中間締結部材１７による連結によって、前記第１の実施の形態における外管３と内管７と通路形成部材９とがそれぞれ単一の長尺の部材として構成された長尺のガス混入装置と実質上同等であると言える。
【００４２】
また、本実施の形態に係るガス混入装置１０では、第１の実施の形態における外管３と内管７と通路形成部材９と同一または同等のものをそれぞれ２個ずつ使用する例を示したが、本発明は、このような構成に囚われることなく、外管３と内管７と通路形成部材９と同一または同等のものをそれぞれ３個以上の個数ずつ使用して、その個数に応じた個数の第２支持管１５および中間締結部材１７で連結して外管等の各部材を実質上さらに長尺の部材とするようにしてもよい。
【００４３】
上述したような本実施の形態に係るガス混入装置１０によれば、外管３と内管７と通路形成部材９とを、混入したいガス量に応じて複数個ずつ単に連結してガス混入装置１０を構成するという単純な手段で、混入したいガス量に対応することができる。
また、この実施の形態においても、上述した第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏することができ、第１の実施の形態と同一または同等の構成部分については第１の実施の形態と同様の構造変更が可能であるのは言うまでもない。
【００４４】
（汚染土壌の浄化装置）
次に、前記第１の実施の形態におけるガス混入装置１を使用して、トリクロロエチレンやテトラクロロエチレン等を含む汚染物質によって土壌が汚染されている地中の汚染土壌を浄化する浄化装置の一例について図５により説明する。該浄化装置は、本発明の「オゾン含有ガス混入装置」を構成する。図５では、地中Ｍを浄化している状態を、一部を破断して示している。なお、図５については、作図の都合上、それぞれの構成部材の縮尺の比率は互いに異ならせて図示している。
【００４５】
図５において符号２１で示すものは試錐管であり、該試錐管２１は試錐装置（図示せず）により地面に穿った穴内に挿入される。該試錐管２１は、汚染物質によって土壌が汚染されている地中Ｍの深さまで貫入する。試錐管２１の下部から上方に一定の長さに亘って、その長手方向に所定の間隔を隔てて複数の貫通孔２１ａ…が穿設されている。試錐管２１には管継手を介してオゾン水供給管２３の一端部が接続され、オゾン水供給管２３の他端部はガス混入装置１の一方の締結部材５に接続されている。
【００４６】
ガス混入装置１の他方の締結部材５には送水管２５を介して給水装置２７の一側部が接続され、給水装置２７の他側部には、水が貯留された水槽２９が給水管３１を介して接続されている。給水装置２７には、水を供給するためのポンプ（図示せず）および該ポンプを駆動するための電動モータ（図示せず）を備えている。給水装置２７から送水管２５を介してガス混入装置１に例えば１ＭＰａ（メガパスカル）の水圧で水が供給される。なお、水槽２９に貯留された水に代えて、水道水や河川などの水をポンプでガス混入装置１に供給するようにしてもよい。
【００４７】
ガス混入装置１の外管３に設けられた注入部３ｂ（図１を参照）には、オゾン含有ガス供給管３３を介してオゾン含有ガス注入装置３５の一側部が接続され、オゾン含有ガス注入装置３５の他側部には、酸素ガスが収容された酸素ボンベ３７が酸素ガス供給管３９を介して接続され、酸素ボンベ３７内の酸素ガスがオゾン含有ガス注入装置３５に導入される。
【００４８】
オゾン含有ガス注入装置３５の内部で放電管による無声放電によってオゾンが発生し、酸素に対してオゾンが所定の割合で混合されてオゾン含有ガスが生成される。オゾン含有ガスとしては、例えば、容積比でオゾンが１パーセントないし１０パーセントで残りが酸素からなるガスをあげることができる。このようにして生成されたオゾン含有ガスは、例えば１．１ＭＰａ（メガパスカル）の圧力でオゾン含有ガス注入装置３５からオゾン含有ガス供給管３３を介してガス混入装置１の外管３内に注入される。
【００４９】
給水装置２７とオゾン含有ガス注入装置３５とを作動させながら、水槽２９に貯留された水を送水管２５を介してガス混入装置１の内管７内に供給することで、内管７の一部の部位に偏ることなく広い領域に亘って均一にオゾン含有ガスが内管７内を通過するようになり、内管７内を流れている水にオゾン含有ガスが均一に混入する。また、内管７の軸芯回りに捩じれた螺旋状の通路８を通路形成部材９により形成しているので、内管７の内周の半径に相当する比較的小さな半径で旋回しながら螺旋状の通路８を水が流れるため、旋回角速度を大きくすることができる。
【００５０】
この結果、水が効果的に攪拌されオゾン含有ガスが水に一層均一に混入し、このようにして生成されたオゾン水がオゾン水供給管２３を介して試錐管２１に供給され、試錐管２１の複数の貫通孔２１ａ…から地中Ｍの土壌にオゾン水が噴射される。これによって、汚染物質により汚染されている地中Ｍの土壌を浄化することができる。地中Ｍの広範の深度に亘って土壌が汚染されている場合は、試錐管２１を上下方向に適宜移動させ、試錐管２１に設けられている複数の貫通孔２１ａ…の位置を汚染されている深度に合致させてオゾン水を供給するようにする。
【００５１】
また、面積の広い領域に亘って地中Ｍの土壌が汚染されている場合は、汚染された領域に、適当な間隔を隔てて複数の試錐管２１…を貫入したのち、それらの試錐管２１…にそれぞれオゾン水供給管２３を個別に接続してオゾン水を地中Ｍに供給するか、もしくは、全ての試錐管２１の本数分に対応する本数の分岐管にオゾン水供給管２３を分岐してそれらの分岐した分岐管を複数の試錐管２１…にそれぞれ接続してオゾン水を地中Ｍに供給するようにする。
【００５２】
または、ガス混入装置１，オゾン水供給管２３，給水装置２７およびオゾン含有ガス注入装置３５等の個数およびオゾン水供給管２３やオゾン水供給管２３を分岐した分岐管の本数を適宜選定して、複数の試錐管２１…を介してしてオゾン水を地中Ｍに供給するようにしてもよい。例えば、全ての試錐管２１…を幾つかのグループに分けてそれらのグループごとにガス混入装置１やオゾン含有ガス注入装置３５等を準備すると共に、前記各グループごとの試錐管２１…の本数分に対応する本数の分岐管にオゾン水供給管２３を分岐してそれらの分岐した分岐管を各試錐管２１…に接続してオゾン水を地中Ｍに供給するようにする。
【００５３】
なお、上述した汚染土壌の浄化方法では、前記第１の実施の形態におけるガス混入装置１を使用して浄化するようにしたが、これに代えて前記第２の実施の形態におけるガス混入装置１０を使用して浄化するようにしてもよい。
【００５４】
（クーラントの処理装置）
次に、前記第１の実施の形態におけるガス混入装置１を使用してクーラントを防腐処理する処理装置の一例について図６により説明する。該処理装置は、本発明の「オゾン含有ガス混入装置」を構成する。
金属部品などを機械加工するときに、その加工の最中に加工対象物に直接流し掛けるクーラントを一定の期間使用していると、該クーラントが腐敗する場合があるが、その腐敗する前にクーラントを防腐処理するものである。なお、図６において、前記（汚染土壌の浄化装置）で説明したものと同一または同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。また、図６については、作図の都合上、それぞれの構成部材の縮尺の比率は互いに異ならせて図示している。
【００５５】
ところで、クーラントは組成としてその大半を占めるベース基材となっているのは水である。水の性質として、細菌の繁殖により腐敗しやすいという問題があるが、クーラントにオゾンを混入させて殺菌することで防腐処理される。
【００５６】
図６は、一定の期間使用したクーラントをオゾンにより防腐処理する処理装置を示している。図６において符号４１で示すものは防腐処理する前のクーラントを貯留した貯留槽であり、この貯留槽４１の上部と下部には循環管４３の端部がそれぞれ接続され、該循環管４３の中途部には、貯留槽４１に貯留されたクーラントを循環管４３を介して貯留槽４１外に吸出したのち再び貯留槽４１内に戻して循環させる循環装置４５が配設されている。循環装置４５には、クーラントを循環させるためのポンプ（図示せず）および該ポンプを駆動するための電動モータ（図示せず）を備えている。
【００５７】
図６中の矢印Ｇは循環管４３内をクーラントが流れる方向を示している。循環管４３内をクーラントが流れる方向から見て、循環装置４５より下流側には前記第１の実施の形態におけるガス混入装置１が配設され、該ガス混入装置１にオゾン含有ガス注入装置３５がオゾン含有ガス供給管３３を介して接続されている。
【００５８】
オゾン含有ガス注入装置３５と循環装置４５とを作動させながら、貯留槽４１内に貯留されたクーラントを循環管４３を介してガス混入装置１の内管７内に供給することで、内管７の一部の部位に偏ることなく広い領域に亘って均一にオゾン含有ガスが内管７内を通過するようになり、内管７内を流れているクーラントにオゾン含有ガスが均一に混入する。また、内管７の軸芯回りに捩じれた螺旋状の通路８を通路形成部材９により形成しているので、内管７の内周の半径に相当する比較的小さな半径で旋回しながら螺旋状の通路８をクーラントが流れるため、旋回角速度を大きくすることができる。
【００５９】
この結果、クーラントが効果的に攪拌されオゾン含有ガスがクーラントに一層均一に混入されてクーラントが殺菌され防腐処理される。
なお、上述したクーラントの処理方法では、前記第１の実施の形態におけるガス混入装置１を使用して処理するようにしたが、これに代えて前記第２の実施の形態におけるガス混入装置１０を使用して処理するようにしてもよい。
【００６０】
さらに、上述したクーラントの処理の目的はクーラントの防腐であったが、これとは異なり、クーラントの廃棄前の処理のために、図６に示す構成と同一または同等の構成を使用することもできる。
【００６１】
長期間使用したクーラントには、防錆剤、界面活性剤、油などの難生物分解性の高分子化合物が含まれているが、このようなクーラントに前記第１の実施の形態におけるガス混入装置１または第２の実施の形態におけるガス混入装置１０を使用してオゾン含有ガスを均一に混入させることで高分子化合物がオゾンにより効果的に分解されて低分子化が促進され、微生物により処理されやすくなる。オゾンにより分解処理されたクーラントは、さらに曝気処理装置による曝気処理により無害化した後、廃棄することができる。
【００６２】
なお、上述した各実施の形態は本発明を説明するための一例であり、本発明は、前記の各実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲と明細書との全体から読み取れる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更後のガス混入装置もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００６３】
例えば、上述した各実施の形態においては、ガスとしてオゾン含有ガスを使用する例を示したが、これに代えて、酸素ガスもしくは炭酸ガス等のガスまたは窒素ガスもしくはアルゴンガス等の不活性ガスを使用するようにしてもよい。例えば、オゾン含有ガスに代えて酸素または炭酸ガスを水に混入させて酸素水または炭酸水を製造する場合に、上述した各実施の形態に係るガス混入装置を利用することもできる。
【００６４】
また、これ以外の例として、密閉された鉄製の容器に潤滑油等の油を長期間貯留する場合に、該容器の上部に溜まった空気中に存在する酸素および水分によって容器内が腐食するという問題があるが、上述した各実施の形態によるガス混入装置を使用して窒素ガスもしくはアルゴンガス等の不活性ガスを油中に混入させて油中から空気を除去する処理を行い、この処理後の油を密閉された容器に貯留するようにすれば、容器内の腐食を防止することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１ ガス混入装置
３ 外管（外管片）
７ 内管（内管片）
９ 通路形成部材（通路形成部材片）
１０ ガス混入装置
１５ 第２支持管（第２中間連結管）
１７ 中間締結部材（第１中間連結管）
３５ オゾン含有ガス注入装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組成ガスとしてオゾンを含むオゾン含有ガス等のガスを微細な無数の気泡の状態で水などの液体に均一に混入させるガス混入装置およびこれを備えたオゾン含有ガス混入装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示されている従来のガス混入装置は、図７の図（１）および該図（１）の矢視Ｚ−Ｚ線に沿う断面図である図（２）に示すように、外周に螺旋状の溝１０１ａを有し軸芯部に中央穴１０１ｂが設けられた管状の発泡部１０１が管状部１０２の内側に挿入された二重管構造からなり、発泡部１０１の中央穴１０１ｂにオゾンが注入される一方、発泡部１０１の螺旋状の溝１０１ａと管状部１０２の内周面とで形成された螺旋状の通路１０３に水道水などが供給される。前記発泡部１０１は、部材に多数の小孔を形成したものからなり、発泡部１０１の中央穴１０１ｂにオゾンが注入されると、発泡部１０１の多数の小孔を介してオゾンが前記螺旋状の通路１０３を流れている水道水などに混入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第２６０７６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のガス混入装置は、オゾンが注入される発泡部１０１の中央穴１０１ｂと水道水などが供給される螺旋状の通路１０３との間に存在する発泡部１０１の部材厚さが一定ではないので、オゾンが通過する際に抵抗が少ない発泡部の部位（発泡部の部材厚さが最も薄い部位１０１ｃ（図７の図（２）において一点鎖線で囲んだ部位））の小孔を介して、発泡部１０１の中央穴１０１ｂに注入されたオゾンの大半が通過しようとするため、螺旋状の通路１０３内を流れている水道水などにオゾンが均一に混入しない虞があった。
【０００５】
本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、液体にガスを均一に混入させることができるガス混入装置およびこれを備えたオゾン含有ガス混入装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために、本発明に係るガス混入装置は、外管と、この外管内に間隙を隔ててこの外管の軸芯に沿うように配設され、全体に亘って細孔が無数に形成された円管状の内管と、この内管内に挿入されこの内管の軸芯回りに捩じれた螺旋状の通路を形成する通路形成部材とを備えたものである。
【０００７】
請求項２に記載した発明に係るガス混入装置は、請求項１に記載のガス混入装置において、前記外管を、複数の外管片を同軸に第１中間連結管を介して連結して構成し、前記内管を、複数の内管片を同軸に前記第１中間連結管を介して連結して構成し、前記通路形成部材を、複数の通路形成部材片を同軸に第２中間連結管を介して連結して構成したことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３に記載した発明に係るガス混入装置は、請求項１または請求項２に記載のガス混入装置において、前記通路形成部材は、その長手方向に沿う軸回りに捩れた帯状に形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項４に記載した発明に係るガス混入装置は、請求項１ないし請求項３のうち何れか一つに記載のガス混入装置において、前記内管は、多孔質セラミックスからなることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項５に記載した発明に係るオゾン含有ガス混入装置は、請求項１ないし請求項４のうち何れか一つに記載のガス混入装置と、前記外管と前記内管との間の間隙にオゾンを含有するオゾン含有ガスを注入するオゾン含有ガス注入装置とを備え、前記内管内の螺旋状の通路に供給される水に前記内管の細孔を介して前記オゾン含有ガスを混入可能としたものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、外管内に配設される内管を、全体に亘って細孔が無数に形成された円管状のものにしたので、外管と内管との間の間隙にガスを注入する一方、内管内に液体を供給することで、ガス側と液体側とを隔てる内管の部材厚さが一定となる。この結果、内管の一部の部位に偏ることなく広い領域に亘って均一にガスが内管内を通過するようになり、ガスが液体に均一に混入する。
【００１２】
また、通路形成部材を内管内に挿入して内管の軸芯回りに捩じれた螺旋状の通路を形成したので、外管と内管との間の間隙を液体が流れるとした場合の旋回半径より小さな半径（内管の内周の半径に相当する半径）で旋回しながら螺旋状の通路を液体が流れる。このため、液体の流れる速度を一定とした場合に、外管と内管との間の間隙を液体が流れるとした場合と比較して旋回角速度を大きくすることができる。この結果、液体が効果的に攪拌されガスが液体に一層均一に混入する。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、外管片と内管片と通路形成部材片とを、混入したいガス量に応じて複数個ずつ単に連結してガス混入装置を構成するという単純な手段で、混入したいガス量に対応することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、通路形成部材は、その長手方向に沿う軸回りに捩れた帯状に形成されているので、内管内に挿入して螺旋状の通路を形成するための通路形成部材を単純な構造で構成することができる。
また、通路形成部材の帯状の壁面によって内管内が２つの通路に区画されることで、区画されたそれぞれの通路で液体が個別に攪拌されガスが液体に一層均一に混入する。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、内管を多孔質セラミックスで構成したので、全体に亘って均一に細孔が無数に形成された円管状の内管を容易に形成することができる。
【００１６】
請求項５記載の発明によれば、外管と内管との間の間隙にオゾンを含有するオゾン含有ガスを注入するオゾン含有ガス注入装置をさらに備え、内管内の螺旋状の通路に供給される水に内管の細孔を介してオゾン含有ガスを混入可能としたので、オゾン含有ガスを水に均一に混入させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の第１の実施の形態に係るガス混入装置の構成を示す断面図である。
【図２】図２の図（１）は第１の実施の形態に係るガス混入装置に組み込まれた締結部材を示した断面図であり、図２の図（２）は締結部材を図（１）の矢視Ｘ線に沿う方向から見た状態の外観図である。
【００１８】
【図３】図３の図（１）および図（２）は第１の実施の形態に係るガス混入装置に組み込まれた通路形成部材の外観を示した図であり、図（１）は通路形成部材を図（２）の矢視Ｙ線に沿う方向から見た状態の外観図である。
【図４】図４の図（１）は本発明の第２の実施の形態に係るガス混入装置の構成を示す断面図であり、図（２）は同装置に組み込まれた中間締結部材を示した断面図である。
【００１９】
【図５】図５は本発明の第１の実施の形態に係るガス混入装置を使用した汚染土壌の浄化装置の構成を示す図である。
【図６】図６は本発明の第１の実施の形態に係るガス混入装置を使用したクーラントの処理装置の構成を示す図である。
【図７】図７の図（１）は従来のガス混入装置の構成を示す断面図であり、図７の図（２）は図（１）の矢視Ｚ−Ｚ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１の実施の形態）
以下、本発明に係るガス混入装置の第１の実施の形態を図１ないし図３によって詳細に説明する。
【００２１】
図１において符号１で示すものは、ガス混入装置であり、このガス混入装置１は、１本の円筒状の外管３と、この外管３の両端部の内周面に刻設された雌ねじ部３ａにそれぞれの雄ねじ部５ａが螺合された略円環状の締結部材５と、それぞれの締結部材５の一端部の内周部に形成された段付き拡径部５ｂに両端部が嵌合された円筒状の内管７と、この内管７内に挿入された通路形成部材９とを備える。外管３の長手方向中途部には、外部から外管３内にガスを注入するための注入部３ｂが設けられている。図２に示すように、締結部材５の軸方向中途部には、締結部材５を螺合する際に工具により把持するための把持部５ｄが形成されている。
【００２２】
図３に示すように、通路形成部材９は、その長手方向に沿う軸Ｑ回りに捩れた帯状に形成されている。通路形成部材９を製造する方法としては、例えば、一対の対向する転動ローラ間で帯状の板材を挟持して転動ローラを回転させながら、帯状の板材をその長手方向に沿う軸回りに捩じることで通路形成部材９を形成する方法があげられる。また、通路形成部材９を製造する他の方法としては、鋳型による成型があげられる。通路形成部材９は、その長手方向に沿う方向から見た外形は、内管７の内径の寸法より僅かに小さい直径を有する円形となっている（図３の図（１）を参照）。
【００２３】
前記各締結部材５，５の段付き拡径部５ｂが形成された部位とは反対側の端部には前記段付き拡径部５ｂの内径より小径の小径部５ｃが形成され、該小径部５ｃ内に円筒状の内嵌管１１がそれぞれ嵌合されている。小径部５ｃと内嵌管１１との軸方向の長さは略同一とされ、内嵌管１１の略全体が小径部５ｃ内に嵌合されている。なお、各締結部材５，５の小径部５ｃの内径を内嵌管１１の内径と同一の寸法にして内嵌管１１を省略することもできる。
【００２４】
前記内管７と各内嵌管１１，１１とのそれぞれの内径は同一の寸法に形成され、内管７と各内嵌管１１，１１との対向するそれぞれの端部どうし内には内管７と内嵌管１１とに跨って支持管１３が嵌合されている。通路形成部材９の両端部は長さＬに亘って、通路形成部材９の長手方向から見て中央部９ｂの外径の寸法より小径に形成され（図３の図（１）および図（２）を参照）、この小径に形成された通路形成部材９の両端部の各小径部９ａ，９ａが各支持管１３，１３内に嵌合され、各支持管１３，１３の長手方向の中途部までそれぞれ嵌合されている。
【００２５】
通路形成部材９が内管７内に挿入されることで内管７の軸芯回りに捩じれた螺旋状の通路８，８が内管７内に形成される。すなわち、通路形成部材９の帯状の壁面によって内管７内が２つの通路８，８に区画され、これらの２つの通路８，８は共に螺旋状の通路とされる。
【００２６】
外管３の各雌ねじ部３ａ，３ａと各締結部材５，５の雄ねじ部５ａとはテーパねじ構造とされ、互いに強固に螺合することによって両ねじ部どうしの締結が緩み難くされると共に螺合部が気密状態に保持される。前記外管３、各締結部材５，５、通路形成部材９、各内嵌管１１，１１および各支持管１３，１３はステンレス製の部材、または表面が亜鉛メッキ，クロムメッキ，ニッケルメッキ，もしくはニッケル−クロムメッキ等の表面処理で被覆された鉄製の部材で構成され、内管７は多孔質セラミックスで構成されている。
【００２７】
多孔質セラミックスとしては、例えば、アルミナ、ムライト、コーディエライト、シリコンナイトライド等を挙げることができる。
なお、内管７は、細孔が無数に形成されたものであれば多孔質セラミックスでなくてもよく、例えば、ガラス，シリコン，発泡塩化ビニールまたはテフロン（登録商標、正確にはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン））系発泡体等の材料で形成してもよい。
【００２８】
（ガス混入装置１の組立工程）
前記ガス混入装置１は、以下のような工程によって組み立てられる。
（１）通路形成部材９の両端部の各小径部９ａ，９ａにそれぞれ支持管１３を嵌合したものを内管７内に挿入する。このとき、各支持管１３，１３と内管７との嵌合部にはエポキシ接着剤を予め塗布した状態で挿入する。塗布したエポキシ接着剤が固化することで、支持管１３と内管７との嵌合部の隙間が気密状態に保持される。
【００２９】
（２）次に、一対の締結部材５，５の小径部５ｃ内に内嵌管１１をそれぞれ嵌合する。このとき、締結部材５の小径部５ｃと内嵌管１１との嵌合部にはエポキシ接着剤を予め塗布した状態で嵌合する。塗布したエポキシ接着剤が固化することで、締結部材５と内嵌管１１との嵌合部の隙間が気密状態に保持される。
【００３０】
（３）次に、一対の締結部材５，５のうちの一方の締結部材５の小径部５ｃ内に嵌合された内嵌管１１内に、前記（１）の工程で組み立てられた組立体の一端側の支持管１３の端部を内嵌管１１の長手方向中途部まで嵌合すると共に締結部材５の段付き拡径部５ｂ内に前記組立体の内管７を該段付き拡径部５ｂの長手方向中途部まで嵌合する。このとき、内嵌管１１と支持管１３との嵌合部および締結部材５の段付き拡径部５ｂと内管７との嵌合部にはそれぞれエポキシ接着剤を予め塗布した状態で嵌合する。この嵌合作業は、外管３の一方の雌ねじ部３ａに前記一方の締結部材５の雄ねじ部５ａを螺合しながら行なう。塗布したエポキシ接着剤が固化することで、それぞれの嵌合部の隙間が気密状態に保持される。
【００３１】
（４）最後に、一対の締結部材５，５のうちの他方の締結部材５の段付き拡径部５ｂ内に前記組立体の内管７を嵌合すると共に当該他方の締結部材５の小径部５ｃ内に嵌合された内嵌管１１内に前記組立体の他端側の支持管１３の端部を嵌合しながら、当該他方の締結部材５の雄ねじ部５ａを注入部３ｂが予め組み付けられた外管３の他方の雌ねじ部３ａに強固に螺合する。螺合する際は、一対の締結部材５，５の把持部５ｄをそれぞれ工具により把持しながら螺合することで強固に螺合することができる。
【００３２】
このとき、前記他方の締結部材５に嵌合した内嵌管１１と前記組立体の他端側の支持管１３との嵌合部および同締結部材５の段付き拡径部５ｂと内管７との嵌合部にはそれぞれエポキシ接着剤を予め塗布した状態で嵌合する。塗布したエポキシ接着剤が固化することで、それぞれの嵌合部の隙間が気密状態に保持される。
以上で、ガス混入装置１の組立が完了する。
【００３３】
上述したようなガス混入装置１によれば、外管３内に配設される内管７を、全体に亘って細孔が無数に形成された円管状のものにしたので、外管３と内管７との間の間隙にガスを注入する一方、内管７内に液体を供給することで、ガス側と液体側とを隔てる内管７の部材厚さが一定となる。この結果、内管７の一部の部位に偏ることなく広い領域に亘って均一にガスが内管７の部材内部を通過するようになり、ガスが液体に均一に混入する。
【００３４】
また、通路形成部材９を内管７内に挿入して内管７の軸芯回りに捩じれた螺旋状の通路８，８を形成したので、外管３と内管７との間の間隙を液体が流れるとした場合の旋回半径より小さな半径（内管７の内周の半径に相当する半径）で旋回しながら螺旋状の通路８，８を液体が流れる。このため、液体の流れる速度を一定とした場合に、外管３と内管７との間の間隙を液体が流れるとした場合と比較して旋回角速度を大きくすることができる。この結果、液体が効果的に攪拌されガスが液体に一層均一に混入する。このとき、内管７の内壁面に細かな気泡の状態でガスが付着したとしても、付着したガスは液体の攪拌によって効果的に剥離させられる。
【００３５】
また、通路形成部材９は、その長手方向に沿う軸Ｑ回りに捩れた帯状に形成されているので、内管７内に挿入して螺旋状の通路８を形成するための通路形成部材を単純な構造で構成することができる。
また、通路形成部材９の帯状の壁面によって内管７内が２つの通路８，８に区画されることで、区画されたそれぞれの通路８，８で液体が個別に攪拌されガスが液体に一層均一に混入する。
【００３６】
また、内管７内を２つの通路８，８に区画する通路形成部材９が帯状のものからなるので、内管７内の空間が通路形成部材９によって無用に占有されないため、通路８，８の断面積を十分確保しつつ螺旋状の通路８，８を形成することができると共に内管７の内周面側の細孔を通路形成部材９の側縁部によって遮る領域を可及的少なくすることができる。この結果、通路８，８に液体を十分供給することができると共に内管７の細孔を介して内管７の通路８，８にガスを十分注入することができる。
さらにまた、内管７を多孔質セラミックスで構成したので、全体に亘って細孔が無数に形成された円管状の内管を容易に形成することができる。
【００３７】
（第２の実施の形態）
以下、本発明に係るガス混入装置の第２の実施の形態を図４の図（１）および図（２）によって詳細に説明する。なお、図４の図（１）において、前記第１の実施の形態で説明したものと同一または同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【００３８】
上述した第１の実施の形態におけるガス混入装置１では、外管３と内管７と通路形成部材９とを１個ずつ備えている例を示したが、本実施の形態におけるガス混入装置１０では第１の実施の形態におけるガス混入装置１の外管３と内管７と通路形成部材９と同一または同等のものをそれぞれ２個ずつ使用している。
【００３９】
２個の通路形成部材９，９をそれらの一端部どうしを間隙を隔てて同軸上に対向させた状態で、それらの一端部の各小径部９ａ，９ａが１個の第２支持管１５内に嵌合されて２個の通路形成部材９，９が第２支持管１５によって連結されている。また、２個の外管３，３と、それら外管３，３内に間隙を隔ててそれぞれ配設された２個の内管７，７との一端部どうしを間隙を隔てて同軸上に対向させた状態で中間締結部材１７によって連結されている。第２支持管１５および中間締結部材１７は、ステンレス製の部材、または表面が亜鉛メッキ，クロムメッキ，ニッケルメッキ，もしくはニッケル−クロムメッキ等の表面処理で被覆された鉄製の部材で構成されている。
【００４０】
詳述すると、中間締結部材１７の両端の外周部にそれぞれ形成された雄ねじ部１７ａ，１７ａに一対の外管３，３の各一端部の内周面に刻設された雌ねじ部３ａが螺合され、中間締結部材１７の両端の内周部にそれぞれ形成された段付き拡径部１７ｂ，１７ｂ内に各内管７，７の一端部がそれぞれ嵌合されている。中間締結部材１７の軸方向中央部には、中間締結部材１７を螺合する際に工具により把持するための把持部１７ｃが形成されている。各内管７，７と第２支持管１５との嵌合部および各内管７，７と中間締結部材１７との嵌合部にはエポキシ接着剤を予め塗布した状態で嵌合する。塗布したエポキシ接着剤が固化することで、それぞれの嵌合部の隙間が気密状態に保持される。
【００４１】
各外管３，３、各内管７，７、各通路形成部材９，９、中間締結部材１７、第２支持管１５は本発明の「外管片」、「内管片」、「外通路形成部材片」、「第１中間連結管」、「第２中間連結管」をそれぞれ構成する。
而して、本実施の形態に係るガス混入装置１０は、第２支持管１５および中間締結部材１７による連結によって、前記第１の実施の形態における外管３と内管７と通路形成部材９とがそれぞれ単一の長尺の部材として構成された長尺のガス混入装置と実質上同等であると言える。
【００４２】
また、本実施の形態に係るガス混入装置１０では、第１の実施の形態における外管３と内管７と通路形成部材９と同一または同等のものをそれぞれ２個ずつ使用する例を示したが、本発明は、このような構成に囚われることなく、外管３と内管７と通路形成部材９と同一または同等のものをそれぞれ３個以上の個数ずつ使用して、その個数に応じた個数の第２支持管１５および中間締結部材１７で連結して外管等の各部材を実質上さらに長尺の部材とするようにしてもよい。
【００４３】
上述したような本実施の形態に係るガス混入装置１０によれば、外管３と内管７と通路形成部材９とを、混入したいガス量に応じて複数個ずつ単に連結してガス混入装置１０を構成するという単純な手段で、混入したいガス量に対応することができる。
また、この実施の形態においても、上述した第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏することができ、第１の実施の形態と同一または同等の構成部分については第１の実施の形態と同様の構造変更が可能であるのは言うまでもない。
【００４４】
（汚染土壌の浄化装置）
次に、前記第１の実施の形態におけるガス混入装置１を使用して、トリクロロエチレンやテトラクロロエチレン等を含む汚染物質によって土壌が汚染されている地中の汚染土壌を浄化する浄化装置の一例について図５により説明する。該浄化装置は、本発明の「オゾン含有ガス混入装置」を構成する。図５では、地中Ｍを浄化している状態を、一部を破断して示している。なお、図５については、作図の都合上、それぞれの構成部材の縮尺の比率は互いに異ならせて図示している。
【００４５】
図５において符号２１で示すものは試錐管であり、該試錐管２１は試錐装置（図示せず）により地面に穿った穴内に挿入される。該試錐管２１は、汚染物質によって土壌が汚染されている地中Ｍの深さまで貫入する。試錐管２１の下部から上方に一定の長さに亘って、その長手方向に所定の間隔を隔てて複数の貫通孔２１ａ…が穿設されている。試錐管２１には管継手を介してオゾン水供給管２３の一端部が接続され、オゾン水供給管２３の他端部はガス混入装置１の一方の締結部材５に接続されている。
【００４６】
ガス混入装置１の他方の締結部材５には送水管２５を介して給水装置２７の一側部が接続され、給水装置２７の他側部には、水が貯留された水槽２９が給水管３１を介して接続されている。給水装置２７には、水を供給するためのポンプ（図示せず）および該ポンプを駆動するための電動モータ（図示せず）を備えている。給水装置２７から送水管２５を介してガス混入装置１に例えば１ＭＰａ（メガパスカル）の水圧で水が供給される。なお、水槽２９に貯留された水に代えて、水道水や河川などの水をポンプでガス混入装置１に供給するようにしてもよい。
【００４７】
ガス混入装置１の外管３に設けられた注入部３ｂ（図１を参照）には、オゾン含有ガス供給管３３を介してオゾン含有ガス注入装置３５の一側部が接続され、オゾン含有ガス注入装置３５の他側部には、酸素ガスが収容された酸素ボンベ３７が酸素ガス供給管３９を介して接続され、酸素ボンベ３７内の酸素ガスがオゾン含有ガス注入装置３５に導入される。
【００４８】
オゾン含有ガス注入装置３５の内部で放電管による無声放電によってオゾンが発生し、酸素に対してオゾンが所定の割合で混合されてオゾン含有ガスが生成される。オゾン含有ガスとしては、例えば、容積比でオゾンが１パーセントないし１０パーセントで残りが酸素からなるガスをあげることができる。このようにして生成されたオゾン含有ガスは、例えば１．１ＭＰａ（メガパスカル）の圧力でオゾン含有ガス注入装置３５からオゾン含有ガス供給管３３を介してガス混入装置１の外管３内に注入される。
【００４９】
給水装置２７とオゾン含有ガス注入装置３５とを作動させながら、水槽２９に貯留された水を送水管２５を介してガス混入装置１の内管７内に供給することで、内管７の一部の部位に偏ることなく広い領域に亘って均一にオゾン含有ガスが内管７内を通過するようになり、内管７内を流れている水にオゾン含有ガスが均一に混入する。また、内管７の軸芯回りに捩じれた螺旋状の通路８を通路形成部材９により形成しているので、内管７の内周の半径に相当する比較的小さな半径で旋回しながら螺旋状の通路８を水が流れるため、旋回角速度を大きくすることができる。
【００５０】
この結果、水が効果的に攪拌されオゾン含有ガスが水に一層均一に混入し、このようにして生成されたオゾン水がオゾン水供給管２３を介して試錐管２１に供給され、試錐管２１の複数の貫通孔２１ａ…から地中Ｍの土壌にオゾン水が噴射される。これによって、汚染物質により汚染されている地中Ｍの土壌を浄化することができる。地中Ｍの広範の深度に亘って土壌が汚染されている場合は、試錐管２１を上下方向に適宜移動させ、試錐管２１に設けられている複数の貫通孔２１ａ…の位置を汚染されている深度に合致させてオゾン水を供給するようにする。
【００５１】
また、面積の広い領域に亘って地中Ｍの土壌が汚染されている場合は、汚染された領域に、適当な間隔を隔てて複数の試錐管２１…を貫入したのち、それらの試錐管２１…にそれぞれオゾン水供給管２３を個別に接続してオゾン水を地中Ｍに供給するか、もしくは、全ての試錐管２１の本数分に対応する本数の分岐管にオゾン水供給管２３を分岐してそれらの分岐した分岐管を複数の試錐管２１…にそれぞれ接続してオゾン水を地中Ｍに供給するようにする。
【００５２】
または、ガス混入装置１，オゾン水供給管２３，給水装置２７およびオゾン含有ガス注入装置３５等の個数およびオゾン水供給管２３やオゾン水供給管２３を分岐した分岐管の本数を適宜選定して、複数の試錐管２１…を介してしてオゾン水を地中Ｍに供給するようにしてもよい。例えば、全ての試錐管２１…を幾つかのグループに分けてそれらのグループごとにガス混入装置１やオゾン含有ガス注入装置３５等を準備すると共に、前記各グループごとの試錐管２１…の本数分に対応する本数の分岐管にオゾン水供給管２３を分岐してそれらの分岐した分岐管を各試錐管２１…に接続してオゾン水を地中Ｍに供給するようにする。
【００５３】
なお、上述した汚染土壌の浄化方法では、前記第１の実施の形態におけるガス混入装置１を使用して浄化するようにしたが、これに代えて前記第２の実施の形態におけるガス混入装置１０を使用して浄化するようにしてもよい。
【００５４】
（クーラントの処理装置）
次に、前記第１の実施の形態におけるガス混入装置１を使用してクーラントを防腐処理する処理装置の一例について図６により説明する。該処理装置は、本発明の「オゾン含有ガス混入装置」を構成する。
金属部品などを機械加工するときに、その加工の最中に加工対象物に直接流し掛けるクーラントを一定の期間使用していると、該クーラントが腐敗する場合があるが、その腐敗する前にクーラントを防腐処理するものである。なお、図６において、前記（汚染土壌の浄化装置）で説明したものと同一または同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。また、図６については、作図の都合上、それぞれの構成部材の縮尺の比率は互いに異ならせて図示している。
【００５５】
ところで、クーラントは組成としてその大半を占めるベース基材となっているのは水である。水の性質として、細菌の繁殖により腐敗しやすいという問題があるが、クーラントにオゾンを混入させて殺菌することで防腐処理される。
【００５６】
図６は、一定の期間使用したクーラントをオゾンにより防腐処理する処理装置を示している。図６において符号４１で示すものは防腐処理する前のクーラントを貯留した貯留槽であり、この貯留槽４１の上部と下部には循環管４３の端部がそれぞれ接続され、該循環管４３の中途部には、貯留槽４１に貯留されたクーラントを循環管４３を介して貯留槽４１外に吸出したのち再び貯留槽４１内に戻して循環させる循環装置４５が配設されている。循環装置４５には、クーラントを循環させるためのポンプ（図示せず）および該ポンプを駆動するための電動モータ（図示せず）を備えている。
【００５７】
図６中の矢印Ｇは循環管４３内をクーラントが流れる方向を示している。循環管４３内をクーラントが流れる方向から見て、循環装置４５より下流側には前記第１の実施の形態におけるガス混入装置１が配設され、該ガス混入装置１にオゾン含有ガス注入装置３５がオゾン含有ガス供給管３３を介して接続されている。
【００５８】
オゾン含有ガス注入装置３５と循環装置４５とを作動させながら、貯留槽４１内に貯留されたクーラントを循環管４３を介してガス混入装置１の内管７内に供給することで、内管７の一部の部位に偏ることなく広い領域に亘って均一にオゾン含有ガスが内管７内を通過するようになり、内管７内を流れているクーラントにオゾン含有ガスが均一に混入する。また、内管７の軸芯回りに捩じれた螺旋状の通路８を通路形成部材９により形成しているので、内管７の内周の半径に相当する比較的小さな半径で旋回しながら螺旋状の通路８をクーラントが流れるため、旋回角速度を大きくすることができる。
【００５９】
この結果、クーラントが効果的に攪拌されオゾン含有ガスがクーラントに一層均一に混入されてクーラントが殺菌され防腐処理される。
なお、上述したクーラントの処理方法では、前記第１の実施の形態におけるガス混入装置１を使用して処理するようにしたが、これに代えて前記第２の実施の形態におけるガス混入装置１０を使用して処理するようにしてもよい。
【００６０】
さらに、上述したクーラントの処理の目的はクーラントの防腐であったが、これとは異なり、クーラントの廃棄前の処理のために、図６に示す構成と同一または同等の構成を使用することもできる。
【００６１】
長期間使用したクーラントには、防錆剤、界面活性剤、油などの難生物分解性の高分子化合物が含まれているが、このようなクーラントに前記第１の実施の形態におけるガス混入装置１または第２の実施の形態におけるガス混入装置１０を使用してオゾン含有ガスを均一に混入させることで高分子化合物がオゾンにより効果的に分解されて低分子化が促進され、微生物により処理されやすくなる。オゾンにより分解処理されたクーラントは、さらに曝気処理装置による曝気処理により無害化した後、廃棄することができる。
【００６２】
なお、上述した各実施の形態は本発明を説明するための一例であり、本発明は、前記の各実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲と明細書との全体から読み取れる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更後のガス混入装置もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００６３】
例えば、上述した各実施の形態においては、ガスとしてオゾン含有ガスを使用する例を示したが、これに代えて、酸素ガスもしくは炭酸ガス等のガスまたは窒素ガスもしくはアルゴンガス等の不活性ガスを使用するようにしてもよい。例えば、オゾン含有ガスに代えて酸素または炭酸ガスを水に混入させて酸素水または炭酸水を製造する場合に、上述した各実施の形態に係るガス混入装置を利用することもできる。
【００６４】
また、これ以外の例として、密閉された鉄製の容器に潤滑油等の油を長期間貯留する場合に、該容器の上部に溜まった空気中に存在する酸素および水分によって容器内が腐食するという問題があるが、上述した各実施の形態によるガス混入装置を使用して窒素ガスもしくはアルゴンガス等の不活性ガスを油中に混入させて油中から空気を除去する処理を行い、この処理後の油を密閉された容器に貯留するようにすれば、容器内の腐食を防止することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１ ガス混入装置
３ 外管（外管片）
７ 内管（内管片）
９ 通路形成部材（通路形成部材片）
１０ ガス混入装置
１５ 第２支持管（第２中間連結管）
１７ 中間締結部材（第１中間連結管）
３５ オゾン含有ガス注入装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外管と、
この外管内に間隙を隔ててこの外管の軸芯に沿うように配設され、全体に亘って細孔が無数に形成された円管状の内管と、
この内管内に挿入されこの内管の軸芯回りに捩じれた螺旋状の通路を形成する通路形成部材とを備えたガス混入装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガス混入装置において、
前記外管を、複数の外管片を同軸に第１中間連結管を介して連結して構成し、
前記内管を、複数の内管片を同軸に前記第１中間連結管を介して連結して構成し、
前記通路形成部材を、複数の通路形成部材片を同軸に第２中間連結管を介して連結して構成したことを特徴とするガス混入装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のガス混入装置において、
前記通路形成部材は、その長手方向に沿う軸回りに捩れた帯状に形成されていることを特徴とするガス混入装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうち何れか一つに記載のガス混入装置において、
前記内管は、多孔質セラミックスからなることを特徴とするガス混入装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうち何れか一つに記載のガス混入装置と、
前記外管と前記内管との間の間隙にオゾンを含有するオゾン含有ガスを注入するオゾン含有ガス注入装置とを備え、
前記内管内の螺旋状の通路に供給される水に前記内管の細孔を介して前記オゾン含有ガスを混入可能としたオゾン含有ガス混入装置。
【請求項１】
外管と、
この外管内に間隙を隔ててこの外管の軸芯に沿うように配設され、全体に亘って細孔が無数に形成された円管状の内管と、
この内管内に挿入されこの内管の軸芯回りに捩じれた螺旋状の通路を形成する通路形成部材とを備えたガス混入装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガス混入装置において、
前記外管を、複数の外管片を同軸に第１中間連結管を介して連結して構成し、
前記内管を、複数の内管片を同軸に前記第１中間連結管を介して連結して構成し、
前記通路形成部材を、複数の通路形成部材片を同軸に第２中間連結管を介して連結して構成したことを特徴とするガス混入装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のガス混入装置において、
前記通路形成部材は、その長手方向に沿う軸回りに捩れた帯状に形成されていることを特徴とするガス混入装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうち何れか一つに記載のガス混入装置において、
前記内管は、多孔質セラミックスからなることを特徴とするガス混入装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうち何れか一つに記載のガス混入装置と、
前記外管と前記内管との間の間隙にオゾンを含有するオゾン含有ガスを注入するオゾン含有ガス注入装置とを備え、
前記内管内の螺旋状の通路に供給される水に前記内管の細孔を介して前記オゾン含有ガスを混入可能としたオゾン含有ガス混入装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−８６０８１（Ｐ２０１３−８６０８１Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３２３１１（Ｐ２０１１−２３２３１１）
【出願日】平成２３年１０月２２日（２０１１．１０．２２）
【出願人】（５９１２１１７１１）カルト株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２２日（２０１１．１０．２２）
【出願人】（５９１２１１７１１）カルト株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
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