(57)【要約】【課題】  炭酸ガス容器内及び炭酸ガス流路内でドライアイス化することなく、炭酸ガスを安定して放出することができる炭酸水製造方法、及び炭酸水を効率的に得ることができる炭酸水製造装置を提供する。【解決手段】  炭酸ガス容器と、炭酸ガス流量調節器と、散気部とを有する炭酸ガス溶解器を用いて、水槽内の水に炭酸ガスを溶解させる炭酸水製造方法であって、該炭酸ガス容器、該炭酸ガス流量調節器の少なくとも一つが、その一部又は全部が該水槽内の水に浸漬された状態で、該散気部から水槽内の水に炭酸ガスを散気させる炭酸水製造方法。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭酸ガス容器と、炭酸ガス流量調節器と、散気部とを有する炭酸ガス溶解器を用いて、水槽内の水に炭酸ガスを溶解させる炭酸水製造方法であって、該炭酸ガス容器、該炭酸ガス流量調節器の少なくとも一つが、その一部又は全部が該水槽内の水に浸漬された状態で、該散気部から水槽内の水に炭酸ガスを散気させる炭酸水製造方法。
【請求項２】
前記散気部は、炭酸ガスにより回転する回転体を有する請求項１に記載の炭酸水製造方法。
【請求項３】
炭酸ガス容器と、炭酸ガス流量調節器と、炭酸ガスにより回転する回転体が配された散気部とを有する炭酸水製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、短時間で水槽内の水を炭酸水化する炭酸水製造方法、及び低コストで簡便に水槽内の温水を炭酸水化することのできる炭酸水製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭酸泉等、炭酸ガスを含んだ温水に入浴した場合の、血管拡張効果や湯冷めしにくい等の温浴効果は一般によく知られ、浴用炭酸水を得ることができる薬剤や装置が市販されている。
【０００３】
炭酸ガスを含んだ炭酸温水を得るための方法としては、化学反応により炭酸ガスを発生する酸と炭酸塩を錠剤に成型し、錠剤を温水中に投入することによって炭酸温水が得る方法が知られている（特許文献１）。
【０００４】
また、水槽中の水を、水中ポンプで炭酸ガス添加部に通水することにより、炭酸ガスを溶解させる炭酸水製造装置が知られている（特許文献２）。
【０００５】
また、容器内に貯留水と発泡薬剤を投入してガスを発生させ、該ガスを貯留水中に溶解させた後、貯留水を容器の吐出口から人体に向けて吐出させ、水の圧力が低下する際に生じるガスの溶解度の変化を利用して、浴槽水中に微細気泡を発生させる装置が知られている（特許文献３）。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の方法は、錠剤を投入するだけの簡単な操作で炭酸水を得ることができるものの、水中に薬剤を直接投入するため、炭酸ガス以外の反応副生成物や、錠剤化するための成型助剤等の不純物が水中に残存してしまう欠点があった。
【０００７】
また特許文献２の方法は、水中ポンプとガス溶解器が直結され、更に２ｋｇ〜５ｋｇのガスボンベが提案されており、装置の小型化に配慮された構成となっているが、水中ポンプの電源が必要であったり、ガスボンベを浴室内に設置するか、又は浴室外に設置するための工事が必要であったりと、使用者の利便性をさらに改良させるべき余地もあった。
【０００８】
また、特許文献３の方法は、装置構成が簡便で使用者の利便性が考慮された構成となっているが、薬剤の残留した液体が人体に向けて吐出される面で好ましくなかった。また、ガスのみを吐出するようにした構成も提案されているが、容器内に残る薬剤の残留した薬液の廃棄の際に身体に接触してしまう可能性があった。
【０００９】
また、炭酸ガス源として、内部に液化炭酸ガスを充填した高圧液化炭酸ガスボンベを使用する場合には、炭酸ガス流量が多くなると温度が低下し、炭酸ガス流路内で炭酸ガスがドライアイス化するなどガス流量が不安定になることがあった。
この炭酸ガスがドライアイス化による流量不安定を解消するためには、ヒーター付きガス流量調節器や、フィン付きガス流量調節器等の特殊なガス流量調節器を用いることが必要であった。
【特許文献１】特開平８−３３３２３６号公報
【特許文献２】特開平８−２１５２７１号公報
【特許文献３】特開２００３−２３５９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、炭酸ガス容器内及び炭酸ガス流路内でドライアイス化することなく、炭酸ガスを安定して放出することができる炭酸水製造方法、及び炭酸水を効率的に得ることができる炭酸水製造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】
【００１１】
すなわち本発明の第一の要旨は、炭酸ガス容器と、炭酸ガス流量調節器と、散気部とを有する炭酸ガス溶解器を用いて、水槽内の水に炭酸ガスを溶解させる炭酸水製造方法であって、該炭酸ガス容器、該炭酸ガス流量調節器の少なくとも一つが、その一部又は全部が該水槽内の水に浸漬された状態で、該散気部から水槽内の水に炭酸ガスを散気させる炭酸水製造方法である。
【００１２】
本発明の第二の要旨は、炭酸ガス容器と、炭酸ガス流量調節器と、炭酸ガスにより回転する回転体が配された散気部とを有する炭酸水製造装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の炭酸泉製造方法は、炭酸ガス容器と、炭酸ガス流量調節器と、散気部とを有する炭酸ガス溶解器を用いて、水槽内の水に炭酸ガスを溶解させるにあたって、炭酸ガス容器、ガス流量調節器の少なくとも一つが、その一部又は全部を水槽内の水に浸漬された状態で、散気部から炭酸ガスを水槽内の水に散気させるものである。このような構成にすることにより、非常に簡便な構成且つ単純な操作でありながら、炭酸ガス容器内及び炭酸ガス流路内で炭酸ガスをドライアイス化させることなく、炭酸ガスを水中に放出することができ、炭酸水を効率的に得ることができる。
【００１４】
また、本発明の炭酸泉製造装置は、炭酸ガス容器と、炭酸ガス流量調節器と、炭酸ガスにより回転する回転体が配された散気部とを有するため、回転体の回転によって効率的に炭酸ガスを水中に溶解させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の炭酸水製造装置を模式的に表す図である。
【００１６】
図１中、１は炭酸ガス容器、２はガス流量調節器、３は散気部である。炭酸ガス容器１内の炭酸ガスは、ガス流量調整器２により吐出流量が調節され、散気部３から散気される。ガス流量調整器２は、具体的には、一般に減圧弁と呼ばれる調圧器を使用することが好ましい。
【００１７】
また、一定のガス圧力に減圧するように固定された調圧器を使用することが、誤ってガス圧力を変更してしまいガスが過剰に流れることや、必要量のガスが流れないこと等の不都合を避けることができるため、より好ましい。
また、圧力により開度が変化する定流量弁を用いることも可能である。更に、減圧弁と定流量弁を併用することも可能である。
【００１８】
散気部３は、水中に炭酸ガスを散気できるものであれば特に限定はされない。例えば、一般にエアストーンと呼ばれる金属や樹脂等の焼結体や、多孔質の平膜や中空糸膜、また側面に穴のあいた筒上にスリットを設けたゴムを巻きつけた散気管等があげられる。
【００１９】
図２は本発明に使用する散気部の一例を示す模式図である。
図２中Ａは、焼結体４を散気部として用いた例、図２中Ｂは、多孔質の平膜５を散気部として用いた例、図２中Ｃは、多孔質の中空糸膜６を散気部として用いた例、図２中Ｄ及びＤ’は、側面に穴のあいた筒７上にスリットを設けたゴム８を巻きつけた散気管９を散気部として用いた例（Ｄは部材組み立て前を、Ｄ’は部材組み立て後を示す）をそれぞれ示す。
図中Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｄ’共通の１０は、図示しないガス流量調整器との接続部で、接続部１０を通った炭酸ガスは、それぞれの散気部の表面体から水中に散気される。
【００２０】
ここで、散気部３に、炭酸ガスにより回転する回転体を配すると、炭酸ガスの溶解効率が向上するため好ましい。
回転体は、例えば図３に示すように、気泡の浮力により回転する回転体を散気部の上部に取り付けたものが挙げられる。
【００２１】
図３中２及び３は、図１に示すガス流量調整器２及び散気部３と同様のものを示す。図３中点線で示した部分は、回転可能に取り付けられたプロペラ１１を支持する枠組み１２であり、格子状の部材や、棒状の部材により構成されており、散気部３及びプロペラ１１周辺の気泡や水の分散拡散に滞りがおきることを防止する。
散気部３から散気された炭酸ガスは、気泡となって上昇しプロペラに接触し、プロペラを回転させる。プロペラの回転により、散気部３周辺の水は撹拌され、水中での炭酸ガス濃度の分布が平均化される。
【００２２】
図４は炭酸ガスにより回転する回転体の別の一例を示す模式図であり、散気部３そのものが回転するように構成されている。図４中Ｅは棒状の散気部３を用いた例、図４中Ｆは円盤状の散気部３を用いた例をそれぞれ示す。図中Ｅ、Ｆ共通の１０は、図示しないガス流量調整器との接続部である。
ここで、散気部３は、図中の矢印の方向に回転可能にされており、回転方向に向けて噴出口１３が設けられている。接続部を通った炭酸ガスは、散気部３に設けられた噴出口１３から噴出され、散気部３全体が噴出力により回転する。この様にすることにより、炭酸ガスは水平方向に噴出されるため、気泡が水面に達するまでの時間と水中での気泡の移動距離を長くすることができ、水中に炭酸ガスが溶解しやすくなる。
さらに、図４中Ｆに示したように、回転により水を撹拌することができるフィン１４を設けることにより、散気部３周辺の水は撹拌され、水中での炭酸ガス濃度の分布が平均化される。
【００２３】
本発明の炭酸水製造方法では、炭酸ガス容器１、炭酸ガス流量調節器２の少なくとも一つが、その一部又は全部が水槽内の水に浸漬された状態で、散気部３から水槽内の水に炭酸ガスを散気させる。
水に浸漬させるのは、炭酸ガス容器１の一部あるいは全部とすることもできるし、炭酸ガス流量調節器２の一部あるいは全部とすることもできる。また、炭酸ガス容器１及び炭酸ガス流量調節器２の両方とも、一部を水に浸漬させることもできる。
【００２４】
炭酸ガス容器１及び炭酸ガス流量調節器２の両方について、全部を水に浸漬させることが、炭酸ガスのドライアイス化をより効果的に防止できるため、より好ましい。さらに、散気部３やその他接続部等も含め、炭酸ガス溶解器全体を水に浸漬させることがより好ましい。炭酸ガス溶解器全体を水に浸漬させることにより、外部の水との間で熱交換が起こり、炭酸ガス流路内で、温度低下によって炭酸ガスがドライアイス化することを防ぐことができ、従って特殊なガス流量調節器を必要とすることなく好適に炭酸ガスを水中に放出することができる。
【００２５】
図６は、７４ｇ入り液化炭酸ガスボンベからなる炭酸ガス容器１から、５Ｌ／ｍｉｎの流量で炭酸ガスを放出したときの、炭酸ガス流量の変化を示すものである。このとき炭酸ガス容器１の周囲温度は２０℃及び３５℃とした。また、液化炭酸ガス７４ｇは、気化した場合大凡３８Ｌとなり、５Ｌ／ｍｉｎの流量で炭酸ガスを放出したとき７分から８分で全ての炭酸ガスが放出されることになる。
【００２６】
図６から明らかなように、３５℃で炭酸ガスを放出した場合には、８分ほどで炭酸ガス流量は０Ｌ／ｍｉｎとなり、炭酸ガスは滞りなく気化し速やかに放出されていることがわかる。一方、２０℃の場合では、約６分後から炭酸ガス流量は不安定に低下し、以降更に１０分ほどかけて１Ｌ／ｍｉｎ以下の流量で炭酸ガスが放出されている。即ち、ボンベ温度が２０℃では、液化炭酸ガスが気化する際の温度低下により、ボンベ内で炭酸ガスがドライアイス化し、ドライアイスの気化速度でしか炭酸ガスを放出することができなくなってしまうが、炭酸ガスボンベ温度を高くすることにより、速やかに炭酸ガスを放出することができる。
【００２７】
したがって水の温度は、炭酸ガスのドライアイス化を防止するためには２５℃以上が好ましく、３５℃以上がより好ましい。一方、温度の上限は、足浴あるいは入浴時に好適となる温度であり、４５℃以下が好ましく、４２℃以下がより好ましい。
【００２８】
使用する水槽は、全身浴、半身浴、足浴等の入浴のできる浴槽を用いることができ、浴槽の湯を簡単に炭酸温水化することによって、炭酸温水浴を手軽に楽しむことができる。大きさ等は特に限定されるものではない。
【００２９】
炭酸ガス容器１としては、高圧液化炭酸ガスボンベを使用することが好ましい。これは、高圧液化炭酸ガスボンベは小容量で大量の炭酸ガスを使用することができ、更に高密度であることから装置全体の密度を上げることができ、水槽内に炭酸ガス溶解器を浸漬する際に、確実に炭酸水化する水の水底に沈んだ状態で、炭酸ガスを水中に散気することができるためである。
炭酸水製造装置全体の密度は、炭酸ガス放出前も、炭酸ガスを全て放出した後も、水槽内の水よりも重いことが好ましい。
【００３０】
炭酸ガス容器１は、発泡性素材で覆われていると、水槽に投入した際に水槽の底への衝撃をやわらげることができ好ましい。
また、炭酸ガス噴出中の炭酸水製造装置は、炭酸ガス容器１の吐出口に液化炭酸ガスが接触すると好ましくないので、正立するようにハカマ様の台にのせて使用することが好ましい。
【００３１】
炭酸ガス容器１の容量は、一つの炭酸ガス容器１を複数回使用する場合、炭酸ガス容器１が大きくなること、また使用時以外にガス流路を塞ぐ開閉コックや、炭酸ガス容器１内の炭酸ガス量を確認するための圧力計等の必要部材が増えるため、構造が複雑で価格も高くなる傾向にある。
一方、複数個の炭酸ガス容器を使用するように設定した場合には、使用する炭酸ガス容器の数によって、水中の炭酸ガス濃度を上げることができ、使用者に任意の炭酸ガス濃度の炭酸水を提供できる点で好ましいが、炭酸ガス容器の交換の手間がかかる傾向にある。
従って炭酸ガス容器１の容量は、一回の炭酸水製造操作で使い切る容量であることが好ましい。
【００３２】
以下、本発明による炭酸水製造方法を実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００３３】
散気部として図２Ａに示す焼結体を用い、図１に示す炭酸水製造装置を作製した。このとき炭酸ガス容器１は、７４ｇ入り高圧液化炭酸ガス容器を用いた。ついで、内寸で奥行き５０ｃｍ、巾５０ｃｍの水槽に、３８℃の水を１００Ｌ入れて水深４０ｃｍとした。水を入れた水槽内に、前記炭酸水製造装置全体を浸漬した状態で、炭酸ガスを５Ｌ／ｍｉｎで噴出させた。
【００３４】
図５はこのときの様子を模式的に示す図である。１５は水を入れた水槽であり、水中に浸漬した炭酸水製造装置１６の散気部３からは、炭酸ガス気泡１８が水中に分散している。また、１７は炭酸水製造装置が正立するように炭酸ガス容器に取り付けられたハカマ様の台である。
【００３５】
このようにして約８分後、炭酸ガス容器内の炭酸ガスが無くなり炭酸ガスの噴出は停止した。炭酸ガスの噴出停止後、水槽内の水の炭酸ガス濃度を測定したところ、３４０ｐｐｍであった。このとき、炭酸水製造装置全体の重量は５８０ｇで体積は２５０ｃｍ３であり、密度は２．３２０ｇ／ｃｍ３であった。また、炭酸ガス容器のガスがすべて放出されたときの炭酸水製造装置全体の重量は５０６ｇで、体積は２５０ｃｍ３であり、密度は２．０２４ｇ／ｃｍ３であった。３８℃の水の密度は０．９９２ｇ／ｃｍ３であり、炭酸水製造装置全体の密度は、炭酸ガス放出前も、炭酸ガスを全て放出した後も、水槽内の水よりも重かった。
【００３６】
＜実施例２＞
散気部として図４Ｆに示す回転円盤を用い、水槽として、内寸で奥行き３０ｃｍ、巾４５ｃｍの浴槽に３８℃の水を５４Ｌ入れ、水深４０ｃｍとした以外は実施例１と同様の操作を行った。
【００３７】
炭酸ガスの噴出停止後、浴槽内の水の炭酸ガス濃度を測定したところ、５５０ｐｐｍであった。このとき、炭酸水製造装置全体の重量は６１０ｇで、体積は２７０ｃｍ３であり、密度は２．２５９ｇ／ｃｍ３であった。また、炭酸ガス容器のガスがすべて放出されたときの炭酸水製造装置全体の重量は５３６ｇで、体積は２７０ｃｍ３であり、密度は１．９８５ｇ／ｃｍ３であった。３８℃の水の密度は０．９９２ｇ／ｃｍ３であり、炭酸水製造装置全体の密度は、炭酸ガス放出前も、炭酸ガスを全て放出した後も、水槽内の水よりも重かった。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の炭酸水製造装置の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の炭酸水製造装置に使用する散気部の一例を示す模式図である。
【図３】本発明の炭酸水製造装置に使用する回転体を取り付けた散気部の一例を示す模式図である。
【図４】本発明の炭酸水製造装置に使用する回転する散気部の一例を示す模式図である。
【図５】本発明による炭酸水製造方法の実施の状態の一例を示す模式図である。
【図６】炭酸ガス容器から炭酸ガスが放出される際の温度の影響を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１    炭酸ガス容器
２    ガス流量調節器
３    散気部
４    焼結体
５    多孔質の平膜
６    多孔質の中空糸膜
７    側面に穴のあいた筒
８    スリットを設けたゴム
９    散気管
１０    接続部
１１    プロペラ
１２    枠組み
１３    噴出口
１４    フィン
１５    水槽
１６    炭酸水製造装置
１７    台
１８    炭酸ガス気泡
【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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