(57)【要約】【課題】炭酸泉製造装置の装置構成が単純で、製造コストの低減化を図ることができるばかりでなく、溶解効率が良く、微細な気泡を生成でき、しかも浴槽の全体に気泡を放散可能な炭酸泉浴槽システムを提供する。【解決手段】一端に回転駆動機構3が取り付けられた回転軸2の他端にインペラ4を設けて成る回転翼機構1と、炭酸ガス供給源10と、炭酸ガス供給源から上記インペラの回転領域に向けて炭酸ガスを導入する導入路9と、全身浴用もしくは手足浴用の浴槽本体40とを備える。そして、回転翼機構の少なくともインペラが浴槽本体の湯内に配置され、炭酸ガスが、回転翼機構のインペラの回転により生じる負圧によって、炭酸ガス供給源から導入路を経て温湯中のインペラ回転領域に導かれる。インペラの撹拌力によって生成される渦流と、インペラの翼板のせん断力とによって、極微細気泡を生成し、インペラの遠心力によって極微細気泡を浴槽本体内に放出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に回転駆動機構が取り付けられた回転軸の他端にインペラを設けて成る回転翼機構と、
炭酸ガス供給源と、
炭酸ガス供給源から上記インペラの回転領域に向けて炭酸ガスを導入する導入路と、
全身浴用もしくは手足浴用の浴槽本体とを備え、
前記回転翼機構の少なくとも前記インペラが上記浴槽本体の湯内に配置され、
炭酸ガスが、回転翼機構のインペラの回転により生じる負圧によって、炭酸ガス供給源から導入路を経て温湯中のインペラ回転領域に導かれ、
インペラの撹拌力によって生成される渦流と、インペラの翼板のせん断力とによって、極微細気泡を生成して浴槽本体内に放出する、
ことを特徴とする炭酸泉浴槽システム。
【請求項２】
請求項１記載の炭酸泉浴槽システムにおいて、
前記導入路に電磁弁が介装され、
湯温と湯のｐＨに基づいて上記電磁弁の開閉動作を行うことにより、炭酸ガスの流量を調整し、炭酸泉中の炭酸ガス濃度を適正値に維持する、
ことを特徴とする炭酸泉浴槽システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全身浴用もしくは手足浴用の炭酸泉浴槽システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
炭酸ガスが１０００ｐｐｍ以上含まれた炭酸泉は、血行促進作用や保温作用あるいは血圧降下作用などがあり、ヨーロッパでは古くから病気の療養やリハビリなどに利用されている。炭酸泉の持つこうした生理的な効果に着目し、人工的に炭酸泉を製造する技術が数多く提案されている。こうした炭酸泉製造装置によって製造された炭酸泉は、通常、管路を介して全身浴用もしくは手足浴用の浴槽に導かれ、炭酸泉浴槽システムとして利用される。
【０００３】
特許文献１には、炭化水素を燃料とする燃焼器からの燃焼ガスを、吸着剤を用いて除湿した後、燃焼ガス中の炭酸ガスを吸着剤を用いて濃縮して、浴槽に送入する技術が開示されている。
また、炭酸ガスボンベを用いた比較的小型の装置として、特許文献２には、炭酸ガスボンベから供給される炭酸ガスを水中ポンプによって浴槽から吸引される温水と、溶解器中で接触させ、温水中に炭酸ガスを溶解させる技術が開示されている。溶解器は、内部に中空糸膜が配置され、中空部に供給された炭酸ガスを、糸膜外表面を流れる温水と膜面を介して接触させることにより、温水中に溶解させる。
【０００４】
特許文献３には、炭酸ガス容器と炭酸ガス流量調節器の少なくとも一方が、その一部もしくは全部を水槽内に浸漬され、炭酸ガス流量調節器によって流量を調節された炭酸ガスを散気部より水中に放散させて炭酸水を得る技術が開示されている。
さらに、特許文献４には、炭酸ガスによって所定圧に加圧された耐圧タンク中に温水をスプレーし、炭酸泉を取り出す装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２６９９４２号公報
【特許文献２】特開平８−２１５２７１号公報
【特許文献３】特開２００５−２１８５７１号公報
【特許文献４】特開２００５−１７７２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載の技術は、装置が大がかりで、メンテナンスも容易でない。特許文献４記載の技術は、耐圧タンクを必要とし、コスト高となる。
また、特許文献２と３に記載の技術は、いずれも炭酸ガスの溶解効率が悪いばかりでなく、自然の炭酸泉のような微細な気泡を生成しにくい。
また、これら従来の技術はいずれも、炭酸泉を浴槽に導いた際、気泡を浴槽の全体に分散して放出しにくく、特に特許文献３記載の技術の場合、装置の設置箇所に周辺にのみ気泡が集中してしまう問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するために提案されたものである。
すなわち、本発明の目的は、炭酸泉製造装置の装置構成が単純で、製造コストの低減化を図ることができるばかりでなく、溶解効率が良く、微細な気泡を生成でき、しかも浴槽の全体に気泡を放散可能な炭酸泉浴槽システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は次の構成を備える。
請求項１に係る炭酸泉浴槽システムは、一端に回転駆動機構が取り付けられた回転軸の他端にインペラを設けて成る回転翼機構と、炭酸ガス供給源と、炭酸ガス供給源から上記インペラの回転領域に向けて炭酸ガスを導入する導入路と、全身浴用もしくは手足浴用の浴槽本体とを備える。そして、回転翼機構の少なくともインペラが浴槽本体の湯内に配置され、炭酸ガスが、回転翼機構のインペラの回転により生じる負圧によって、炭酸ガス供給源から導入路を経て温湯中のインペラ回転領域に導かれ、インペラの撹拌力によって生成される渦流と、インペラの翼板のせん断力とによって、極微細気泡を生成して浴槽本体内に放出する、点に特徴がある。
【０００９】
請求項２に係る炭酸泉浴槽システムは、請求項１に係る発明の構成に加えて、導入路に電磁弁が介装されている。そして、湯温と湯のｐＨに基づいて上記電磁弁の開閉動作もしくは開度調整を行うことにより、炭酸ガスの流量を調整し、炭酸泉中の炭酸ガス濃度を適正値に維持する、ものである。
【００１０】
インペラは、例えば底板上に複数枚の翼板を周方向に間隔を置いて配置した公知のものが採用される。一般的には、回転軸の上端に回転駆動機構が、また下端にインペラがそれぞれ設けられるが、上端にインペラを、下端に回転駆動機構を持つ構造にすることもできる。
炭酸ガス供給源は、屋内もしくは屋外配置用の炭酸ガスボンベが望ましい。
【００１１】
インペラの回転領域に向けて炭酸ガスを導入する導入路は、例えば次のような構造により、インペラ回転領域に炭酸ガスを導入する。
回転軸を筒状ケーシングによって覆う。筒状ケーシングの下端に、インペラの上端と若干の間隔を置いて対向するように外方に張出し形成されたガイド部を設ける。これにより、インペラ上端とガイド部との間に炭酸ガスの導入空間を形成する。導入路の基端を炭酸ガス供給源に接続する一方、先端を上記ガイド部もしくは筒状ケーシングの下端部周面適所に接続する。
筒状ケーシングに導入路先端を接続した場合、筒状ケーシングの内部空間は、インペラの上部と連通する。ガイド部は、水平部とその外端から下方に立下った立下り部を有する構造にするのが望ましい。
【００１２】
炭酸泉浴槽にあって、回転翼機構は、浴槽のコーナー部などに設置される。回転翼機構の前方には、温水及び炭酸泉が流通可能な例えばパンチングメタルなどから成る仕切り壁が取り付けられる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明システムによれば、炭酸泉製造装置が、回転翼機構と、炭酸ガス供給源と、導入路とによって構成されるので、構造が単純で、比較的低コストの炭酸泉浴槽システムを提供できる。しかも、高速回転するインペラの背面に生じる負圧によって炭酸ガスが供給源から導入路を経てインペラ回転領域内に自動的に吸引されるので、炭酸ガスを温水内に強制導入するポンプなどの圧送手段が不要となる。
【００１４】
インペラの回転領域に導入された炭酸ガスは、高速で回転することにより発生する渦流とインペラのせん断作用を受けて極めて微細な気泡となり、またインペラの撹拌作用によって温水中に分散、混合される。このため、本装置によれば、炭酸ガスを温水中に効率良く溶け込ませることができるばかりでなく、炭酸ガスが極微細な気泡として溶け込まれた良質の炭酸泉を製造できる。
【００１５】
また、本発明システムによれば、炭酸ガスが極微細気泡となって溶け込んだ温水は、インペラの高速回転に伴う渦流として遠心力によって装置外方に勢い良く放出されるので、浴槽内に自然対流を生じさせ、炭酸泉を発生域にのみ留まらせることがなくなって浴槽内全体に無理なく行きわたらせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を図示した実施形態に基づいて詳説する。
図１は、本発明の一実施形態に係る炭酸泉浴槽システムの概略構成図、図２はこのシステムに用いられる炭酸泉製造装置を一部断面で示した概略構成図である。
【００１７】
先ず、図２を参照するに、図中符合１は、炭酸泉製造装置２０を構成する回転翼機構で、中心に回転軸２が配置されている。回転軸２の上端には、駆動機構としてのモータ３が取り付けられ、下端にはインペラ４が固定されている。インペラ４は、詳細には図示しないが、液体の流入を阻止する底板上に周方向に９０度の間隔を置いて４枚の翼板４ａを起立させて成る。翼板４ａの上端外縁には切欠き部５が形成されている。回転軸２とその下端に固定されたインペラは、モータ３が駆動することにより、高速回転する。
【００１８】
６は、回転軸の外周を覆う筒状ケーシング、７は回転軸を回動自在に支持するベアリングである。ベアリング下方の筒状ケーシング下部空間には、インペラ４の翼板上端との間に炭酸ガスの導入空間８が形成されている。導入空間８は、翼板上端と適度の間隔を置いて対向するベアリング７及びこれを支持する筒状ケーシングの支持壁下面６ａと、筒状ケーシング６の下端部周面６ｂとから成るガイド部６ｃによって上方及び周囲を取り囲まれている。
【００１９】
９は、炭酸ガスボンベ１０内の炭酸ガスを導入空間８に導き入れるための導入路である。導入路９の基端は、炭酸ガスボンベ１０の口部に接続され、先端はガイド部６ｃを構成する筒状ケーシングの下端部周面６ｂに形成した開口に接続されており、炭酸ガス供給源と導入空間８とを連通させている。
導入路９の中途には、電磁弁１１が介装されている。電磁弁１１は、本装置が温水内に設置されて稼働したときに、湯温と湯のｐＨに基づいて開閉動作することにより、炭酸ガスの流量を調整し、湯中の炭酸ガス濃度を適正値に維持する。
【００２０】
図１において、図中符合４０は全身浴用の浴槽である。本浴槽システムでは、浴槽内空間がパーティション４３によって上記した炭酸泉製造装置２０の回転翼機構等の配置空間４１と、利用者が浴用する浴用空間４２とに区切られている。
パーティション４３は、例えばパンチングメタルなどの炭酸泉が通過可能な多数の開口を有する部材によって形成されている。開口は、浴用空間内の人間の手足等が侵入し得ない大きさいに形成される。回転翼機構１は、配置空間４１の上部開口を覆う蓋部（図示せず）あるいは浴槽縁部に固定される。導入路９は、配置空間４１から浴槽外に引き出され、浴槽近傍に配置した炭酸ガスボンベ１０に接続されている。
【００２１】
したがって、炭酸泉製造装置２０をインペラ４が配置空間の湯内に位置するようにして設置し、モータ３を駆動させてインペラ４を高速回転させると、翼板４ａの背面側に大きな負圧を生じる。この負圧は、インペラ４の上方に設けられた導入空間８と導入路９内に作用し、炭酸ガス供給源１０から炭酸ガスをインペラ４の回転領域内に自動的に引き込む。
炭酸ガスは、導入路９から導入空間８を経てインペラ回転領域内に吸引されるので、周辺に拡散されることなく、インペラの作用を受ける領域に集中する。
インペラ回転領域に集中的に導かれた炭酸ガスは、高速回転するインペラ４によって発生する渦流と翼板自体のせん断作用とによって極めて微細な気泡に細分化される。この極微細気泡は、インペラ４の撹拌作用によって温水中に分散されつつ速やかに溶け込まれ、炭酸泉が生成される。
【００２２】
生成された渦流を成す炭酸泉は、インペラ４の遠心力を受けた強い流れとなって配置空間４１からパーティション４３に向けて放出される。放出された炭酸泉の渦流は、パーティション４３の多数の開口を通って浴用空間４２に流れ込み、浴用空間４２の下部に主として横方向への対流を生じさせる。浴用空間４２の上部に位置する湯もしくは濃度の薄くなった炭酸泉は、配置空間上部に還流し、炭酸泉製造装置２０によって所定濃度の炭酸泉となって再放出される。
【００２３】
浴槽４０には、図示しないが、配置空間４１もしくは浴用空間４２の湯温やｐＨを検出するセンサが配設されている。これらのセンサが所定の値を示すと、導入路９に設けた電磁弁１１が自動的に開閉し、導入路中に供給される炭酸ガスの流量を調整する。これにより、浴槽内の炭酸泉の炭酸ガス濃度が一定の値に保たれる。
【００２４】
従来の一般的な浴槽システムと同様に、炭酸泉浴槽５２と、炭酸泉製造装置の配置された炭酸泉製造槽５１とを独立した浴槽にした場合、図４に示すように、両槽５１，５２は、上部と下部において連通路５３，５４を介して連通され、下部連通路５３の中途にポンプ５５が設けられる。なお、炭酸泉製造装置には便宜的に図２に示したものと同じものを示してある。
この例では、炭酸泉製造槽５１によって製造された炭酸泉は、ポンプ５５によって浴槽５２に圧送され、浴槽内の湯もしくは濃度の薄くなった炭酸泉が炭酸泉製造槽５１に還流する。すなわち、ポンプ３５による強制循環によってはじめて浴槽内の炭酸泉が一定に保たれる。
【００２５】
上記したように、本発明システムでは、生成された炭酸泉がインペラの高速回転による遠心方向への強い流れとなって放出されることから、生成された炭酸泉は、浴用空間４２に自然と流れ込み、浴槽内に対流を生じさせる。したがって、ポンプによる強制循環をしなくても、浴用空間全体に炭酸泉が無理なくゆきわたる。
炭酸泉製造装置の回転翼機構等は、配置空間５１の浴槽本体コーナー部あるいは一側中央部など、対流を生じさせるに効果的と思われる位置に設置される。
【００２６】
図３は、本発明に用いられる炭酸泉製造装置の他例を一部断面で示した概念構成図である。図中、図２の実施形態に係る装置と同一部材には同一符合を付することによりその説明を省略する。
この製造装置３０は、図１の実施形態とは異なり、導入路２９の先端がベアリング７よりも上方に位置する筒状ケーシング２６の側面に接続されている。導入路２９は、この接続箇所に設けた開口から筒状ケーシング内に入り込み、筒状ケーシング２６の下部に形成された導入空間８にその先端が開口している。
【００２７】
このため、図２の実施形態では炭酸ガスが導入空間８に側方から導入されるのに対して、本実施形態では、インペラの高速回転によって生じた負圧により、導入空間８に上方から引き込まれ、インペラの回転領域内に自然と導かれる。
なお、図中符合２１は、この実施形態に係る回転翼機構を示す。
本実施形態に係る装置が炭酸泉を製造するメカニズムと作用は、図２の装置と同様である。本製造装置は、導入路を接続する筒状ケーシングの開口を図に示すものより更に上方、例えばモータの直下位置に設けることができ、これにより、回転翼機構の下部に管路の余分な出っ張りがなくなって、浴槽の狭い配置空間に設置できる利点がある。
【００２８】
本システムは、全身浴用の浴槽だけでなく、足湯や、手腕を浸す炭酸泉浴槽にもそのまま使用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係る炭酸泉製造システムの概略構成図。
【図２】図１のシステムに用いられる炭酸泉製造装置を一部断面で示した概略構成図。
【図３】図１のシステムに用いられる炭酸泉製造装置の他例を一部断面で示した概略構成図。
【図４】従来の浴槽システムの問題点を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００３０】
１，２１          回転翼機構
２                回転軸
３                モータ
４                インペラ
６，２６          筒状ケーシング
６ａ              ガイド部
７                ベアリング
８                導入空間
９，２９          導入路
１０                炭酸ガス供給源
１１                電磁弁
２０，３０          炭酸泉製造装置
４０                浴槽
４１                配置空間
４２                浴用空間
４３                パーティション
５１                炭酸泉製造槽
５２                浴槽
５３，５４          連通路
５５                ポンプ
【図１】
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【図２】
2007267846.tif 000004
【図３】
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【図４】
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