(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴槽や足浴槽からポンプで吸い上げて、あるいは、浴槽に接続された循環ろ過管路から送水された温水が通過するタンクなどの容器に、炭酸ガスボンベから圧力調整器と電磁開閉器を介して一定圧の炭酸ガスを非連続的に注入する工程と、前記容器内に前記ポンプにより送水される温水の噴射流により前記容器の上部に溜まった炭酸ガスを前記容器内の温水に巻き込む工程とを有し、巻き込まれた炭酸ガスの大きな気泡がほぼ無くなった前記容器の底部の温水を該容器の外部へ絞りを介して排出する工程を有する炭酸泉生成方法において、
さら湯から１，０００ｐｐｍ以上の高濃度の炭酸泉を生成する際には、前記容器の圧力を高圧（０．１から０．２ＭＰａ）に設定し、炭酸泉が前記高濃度になった後又は該高濃度に接近した濃度になった後に、前記容器の圧力を低圧（０．０４から０．０７ＭＰａ）に下げて目標の濃度の炭酸泉を生成することを特徴とする炭酸温水生成方法。
【請求項２】
前記容器の圧力を高圧に設定して前記ポンプを運転した後、設定時間が経過した後に、前記容器の圧力を低圧に下げる、請求項１に記載の炭酸温水生成方法。
【請求項３】
前記容器の水位を水位検知センサーあるいはフロートで検知して、水位が予め設定された水位よりも下がった場合、炭酸ガスの前記容器への供給を停止することを特徴とする請求項１又は２に記載の炭酸温水生成方法。
【請求項４】
前記容器の圧力を高圧および低圧に変化させる方法が、前記ポンプの回転数を変更する方法であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の炭酸温水生成方法。
【請求項５】
前記容器の圧力を高圧および低圧に変化させる方法が、前記絞りの開度を調整する方法であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の炭酸温水生成方法。
【請求項６】
前記容器の底部の温水を該容器の外部へ前記絞りを介して排出する管路が、前記絞りを有する第１の管路と、開閉弁を備えた第２の管路を有し、前記容器の圧力を高圧および低圧に変化させる方法が、該開閉弁を開閉させる方法であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の炭酸温水生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、温水に炭酸ガスを溶け込ませて温水中の炭酸ガス溶存濃度を高め、極めて高濃度の人工炭酸泉を生成し、長時間高濃度の炭酸泉を維持する技術に関するものである。【０００２】  本発明は、炭酸泉の濃度を維持する際に、未溶解の炭酸ガスをほとんど排出せずに、しかも、複雑な制御プラグラムを使用することなく、入浴者やたし湯の量に影響されることなく、常に高濃度の炭酸泉を維持できる技術に関するものである。【０００３】  本発明は、温浴施設（銭湯、スーパー銭湯、ホテル、旅館、フィットネスクラブ、ゴルフ場など）に導入される最適な炭酸泉装置の技術に関するものである。
【背景技術】
【０００４】  人体の皮膚は、冷水に触れたときに体温の低下を防ぐために毛細血管の収縮が起こり、皮膚近傍での血流が減少する。これに対して、適度な温度の炭酸泉に肌が接すると、温浴効果による血管拡張に加えて炭酸ガスが皮膚を通り抜けて血液中に入り込み血液中の炭酸ガス濃度が上昇する。【０００５】  これにより、身体は酸素欠乏状態と判断し、この酸素欠乏状態の信号を受けた毛細血管は大量の血液を流せるように毛細血管の入口を開く。この結果、皮膚近傍の血流が増大し、皮膚の紅潮現象となって現れる。このメカニズムが、炭酸泉の浴用効果と考えられている。ここに、温泉として適温である４０℃程度の温度での炭酸ガスの飽和溶存濃度は約１０００ｐｐｍである。【０００６】  炭酸泉は、保温効果に優れた皮膚に優しい温泉として世界的に知られている。このことだけでなく、高濃度の炭酸泉は治療効果があると認識され始めている。これらの効果により、近年温浴施設への導入が加速している。【０００７】  温浴施設においては、ほとんどが循環ろ過システムを採用しており、そのシステムに炭酸泉装置を組み込むことが多い。したがって、１，０００ｐｐｍ以上の炭酸泉濃度を少なくとも３時間から１５時間、長い場合は１日中（２４時間）維持しておく必要がある。【０００８】  その場合、従来は、さら湯から１，０００ｐｐｍ以上の炭酸泉に立ち上げる際には装置を連続運転し、１，０００ｐｐｍ以上になった後は間欠運転にしたり、注入する炭酸ガスの量を少なく制御したりする方法が一般的である【０００９】  これは、さら湯からの立ち上げ時は、短時間で高濃度にできるように装置で生成される炭酸泉の濃度を高く（１，５００から１，６００ｐｐｍ）設定する。１，０００ｐｐｍ以上になった後もこの濃度で運転し続けると、余剰に解けた炭酸ガスは管路内や浴槽で抜け出してしまい無駄になる。そこで、ある程度濃度が上がった時点で間欠運転に切り替えたり注入する炭酸ガスの量を少なくして、炭酸ガスの消費量を抑えるようにしている。
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  しかし、浴槽の炭酸泉濃度は、客数の増減や浴槽の水面が下がったときに行なわれるたし湯の量により大きく変動し、一定の間欠運転や炭酸ガスの注入では濃度を維持することが難しい。
【００１１】  すなわち、間欠運転の運転時間が少ないと、無駄に炭酸ガスを消費しない代わりに入浴者数が増えると濃度が下がってしまう。逆に運転時間を長くすると、必要以上に炭酸泉の濃度を上げるだけではなく未溶解の炭酸ガスが浴槽に流れてゆくことになり、危険性もあがってしまう。これは、注入する炭酸ガスの量を制御する場合も同様である。
【００１２】  現状では、間欠運転の比率を運営者の感で行なっている場合が多く、必ずしも満足の行く物ではない。また、お湯のｐＨや泡の量を測定して擬似的に炭酸泉濃度を測定し、その濃度にあわせて自動的に運転間隔を制御する方法もあるが、濃度の検知が微妙で正確性に欠けることと、複雑になりコストが上がるだけではなく故障の原因にもなる。
【００１３】  また、タンクを用い、そのタンク内でお湯と炭酸ガスを接触させて溶解する方式において、最初から必要以上の濃度にならないタンク圧で炭酸泉を生成し、そのまま連続運転を続ける方法も考えられるが、この場合、さら湯から高濃度（１，０００ｐｐｍ以上）の炭酸泉にするのに時間が多く必要となる。
【００１４】  もちろん、装置から吐出される吐出量を多く（浴槽容量の３から４倍）すればある程度短時間で目標の濃度にできるが、一般的に循環ろ過システムの循環量は浴槽容量の２から３倍であり、炭酸泉装置の吐出量を多くすると循環ろ過システムが許容量を超えてしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】  本発明は、浴槽や足浴槽からポンプで吸い上げて、あるいは、浴槽に接続された循環ろ過管路から送水された温水が通過するタンクなどの容器に、炭酸ガスボンベから圧力調整器と電磁開閉器を介して一定圧の炭酸ガスを非連続的に注入する工程と、前記容器内に前記ポンプにより送水される温水の噴射流により前記容器の上部に溜まった炭酸ガスを前記容器内の温水に巻き込む工程とを有し、巻き込まれた炭酸ガスの大きな気泡がほぼ無くなった前記容器の底部の温水を該容器の外部へ絞りを介して排出する工程を有する炭酸泉生成方法において、
さら湯から１，０００ｐｐｍ以上の高濃度の炭酸泉を生成する際には、前記容器の圧力を高圧（０．１から０．２ＭＰａ）に設定し、炭酸泉が前記高濃度になった後又は該高濃度に接近した濃度になった後に、前記容器の圧力を低圧（０．０４から０．０７ＭＰａ）に下げて目標の濃度の炭酸泉を生成することを特徴とする炭酸温水生成方法を提案している。
【００１６】  この方法では、さら湯から１，０００ｐｐｍ以上の炭酸泉に立ち上げる際は、タンクなどの容器内の圧力を高く設定し、高濃度の炭酸泉（たとえば、１，５００ｐｐｍ）が吐出されるようにし、１，０００ｐｐｍ以上の濃度になった後、あるいは、１，０００ｐｐｍに近づいた後は、容器内の圧力を下げて容器から吐出される炭酸泉を目標の濃度（たとえば、１，２００ｐｐｍ）になるように設定する。
【００１７】容器内の圧力を変化させる方法として、前記容器内に送水するポンプの回転数を変える方法や、容器からの吐水管路に可変絞りを設けて、その開口比を変化させる方法などを挙げることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】  図１に本発明における炭酸溶解部の実施例を示す。循環ろ過管路から分岐されて装置に送られたお湯は給水管路１に設けられたポンプ２で加圧され逆流防止弁１７を通り送水管路２４に送られる。
【００１９】  送水管路２４に送られたお湯は容器８上部に設けられたノズル３から容器８の長手方向に勢い良く噴射される。容器８には水位を検知するフロート２０が設けられており、下部には吐水管路１１がつながれている。水位を検知する部材は、フロートではなく水位検知センサー（図示せず）でも良い。
【００２０】  また、タンク上部には、炭酸ガスボンベ６から圧力調整器５と電磁開閉器４を通って炭酸ガスが供給され、さらに、排気管路９も接続されている。排気管路９には電磁開閉バルブ２２が設けられている。そして、吐水管路１１には容器内の圧力を保つための絞り１８が設けられている。
【００２１】  次に、図１を用いて炭酸溶解動作を説明する。まず、循環ろ過管路（図示せず）から分岐して給水管路１に送られたお湯は、ポンプ２により加圧送水され逆流防止弁１７、送水管路２４、ノズル３を通り容器８に送られる。この時、排気管路９に設けられた電磁開閉器１９を開くことにより、容器８内の空気が排気管路９を通り、吐水管路１１から排出され。
【００２２】  ここで、設定された時間だけ電磁開閉器１９を開いておき、設定時間経過後に電磁開閉器１９を閉じることにより、容器８内の空気がすべて容器から排出されお湯で満たされた状態になる。ここで、容器８内の水位が容器上端まで達したことをセンサー（図示せず）で検知し電磁開閉器１９を閉じても良いし、さらに、排気管路９は吐水管路１１に接続せず大気解放でも良い。
【００２３】  次に、電磁開閉器４を開くことにより、炭酸ガスボンベ６内の炭酸ガスが圧力調整器５により設定された圧に調整された後に絞り２１を通り容器８に供給される。容器８内に供給された炭酸ガスはノズル３から噴射されるお湯と激しく接触しお湯に溶ける。
【００２４】  この時、絞り２１によりノズルから噴射されるお湯に溶ける炭酸ガス量よりも少し多くなるように流量を調整することにより、容器８内に炭酸ガスが溜まり徐々に容器８内の水位が下がってゆく。お湯に溶ける炭酸ガス量よりも炭酸ガスの供給量を少なくすると、容器８内の炭酸泉の濃度が１，０００ｐｐｍを越えないため、供給される炭酸ガスの量は、お湯に溶ける炭酸ガスの量よりも若干多くしておくことが望ましい。
【００２５】  容器８内の水位がさらに下がり、設定された水位よりも低くなるとフロート２０が下がる。この信号を検知して電磁開閉器４を閉じて炭酸ガスの供給を遮断する。これにより、容器８内に閉じ込められた炭酸ガスはノズル３から噴射されるお湯に溶けて徐々に容器８内の水位が上昇し始めてフロート２０が上がる。この信号を検知して、再び、電磁開閉器４を開いて炭酸ガスを容器８内に供給する。すると、再び容器８内の水位が下がり始める。この動作を繰り返すことにより、容器８内の水位をある程度一定に保つことができる。
【００２６】  次に、図２を用いて本発明の制御方法の実施例を示す。ポンプ２は主制御装置に接続された回転数制御装置により回転数を制御できるようになされており、浴槽のお湯がさら湯の場合は、ポンプ２を高回転で運転することにより容器８内の圧力を高くする。炭酸ガスの溶解濃度は容器８内の圧力に依存するため、容器８内の圧力を高くすることにより炭酸ガスの溶解溶解濃度が上がり、濃い炭酸泉が吐水管路１１から排出される。これにより、浴槽お湯を短時間で１，０００ｐｐｍ以上の高濃度炭酸泉にすることができる。
【００２７】  そして、浴槽の容量に適した時間だけポンプ２を高回転で運転した後、ポンプ２の回転数を落として低回転で運転する。これにより、容器８内の圧力が下がり、容器８内での炭酸ガス溶解量が減り容器８内の炭酸泉濃度が下げることができる。この時、容器８内の炭酸泉濃度を目標とする浴槽の炭酸泉濃度とほぼ同じ濃度になるように容器８内の圧力を保つ（ポンプ２の回転数を設定する）。
【００２８】  浴槽から循環ろ過管路に引き込まれた炭酸泉の濃度は、基本的に浴槽の炭酸泉濃度とほぼ同じであるため、循環ろ過管路から分岐されて給水管路１に送られる炭酸泉も浴槽の濃度とほぼ同じであり、その濃度が容器８内の濃度と同じであれば、極端に言えば容器８内での炭酸ガスの追加溶解量はゼロとなる。
【００２９】  もし、浴槽の炭酸泉濃度が落ちて給水管路１に送られる炭酸泉濃度が少し低くなった場合は、容器８内で炭酸ガスが追加溶解し容器８内の圧力に応じた炭酸泉濃度になって吐水管路１１に排出される。ここにより浴槽に戻される炭酸泉濃度は常に一定になり、自動的に浴槽の炭酸泉濃度が保たれる。
【００３０】  この場合、容器８内を通過するお湯の量は、浴槽の容量の１．５倍以上が望ましく、あまり少ないと、浴槽の炭酸泉濃度が下がった分を元に戻す時間が長くなり、入浴者が多い場合やたし湯が多い場合など、浴槽の濃度が急激に落ちた場合に浴槽の濃度を一定に保てなくなる。
【００３１】  また、容器８内の圧力を高い状態にする場合も、容器８内の圧力は０．１から０．１５ＭＰａ程度が望ましく、高くても０．２ＭＰａを超えないことが望ましい。さらに、浴槽の炭酸泉濃度が１，０００から１，２００ｐｐｍ程度になった後、ポンプの回転数を落として容器８から排出される炭酸泉濃度を１，２００から１，３００ｐｐｍ程度に抑える場合は、容器８内の圧力を０．０５ＭＰａ程度にすることが望ましい。
【００３２】  次に、図３を用いて本発明の別の制御方法を説明する。この例では、吐水管路１１に設けられている絞り１８を制御絞りとし、絞りの開口比を電気的に制御できる物とする。これにより、ポンプ２の回転数は一定のままで、容器８の圧力を上げる場合は絞り１８を絞って開口面積を小さくし、容器８内の圧力を下げる場合は絞り１８の開口面積を大きくする。これにより、ポンプの回転数を変化させた場合と同様の効果が期待できる。
【００３３】  さらに図４では、本発明のもうひとつの制御方法を説明する。この場合は、吐水管路１１を２つに分岐し、片方に電磁開閉器２３を設け、この電磁開閉器２３を開閉することにより、容器８から排出される炭酸泉の量を変化させて容器内の圧力を変化させる物である。
【００３４】  また、容器８内の圧力を圧力センサーあるいは圧力スイッチで検知して、その信号によりポンプ２の低回転時の回転数および絞り１８の開口比を制御しても良い。さらに、実施例では容器８の上部から炭酸ガスを供給しているが、送水管路２４に炭酸ガスを注入しても良い。
【発明の効果】
【００３５】  本発明により、浴槽を短時間で高濃度炭酸泉にした後に、予測により間欠運転を行なう必要がなく、常に連続運転をするだけで入浴者数の変化やたし湯の影響を受けずに浴槽の炭酸泉濃度をほぼ一定に保つことができ、さらに無駄な炭酸ガスを消費することもなくなる。したがって、経済的にも安全性の面からも有利である。
【００３６】  また、浴槽から戻ってきた炭酸泉の濃度をｐＨ計や炭酸濃度測定器で測定して制御する必要もないため、装置自体のコストも低く抑えられる。さらに、測定器を使用しないため、故障も少なくメンテナンス的にも有利である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】：本発明における炭酸溶解部の実施例を示す
【図２】：本発明の制御方法の実施例を示す
【図３】：本発明の別の制御方法の実施例を示す
【図４】：本発明のもうひとつの制御方法の実施例を示す
【符号の説明】
【００３８】１  給水管路、２  ポンプ、３  ノズル
４  電磁開閉器、５  圧力調整器、６  ボンベ
７  水位センサー、８  容器、９  排気管路
１０  バルブ、１１  吐水管路、１２  圧力スイッチ
１３  蛇口、１４，１９，２３  電磁開閉器、１５  バイパス管路
１６  減圧弁、１７  逆流防止弁、１８，２１，２２，２６  絞り
２０  フロートスイッチ、２４  送水管路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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