(57)【要約】【課題】小型で簡単な装置により高濃度の炭酸泉を容易に製造でき、温水の温度が低下する問題を防止でき、装置の保守が容易な炭酸泉の製造技術を提供する。【解決手段】気密タンク１と、気密タンク１に水を供給する給水手段２と、気密タンク１に加圧した炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給手段５と、気密タンク１で生成した炭酸泉を取り出す炭酸泉供給手段２３と、気密タンク１内の水面Ｗが上部の所定水位になったことを検出して給水手段２による給水を停止する水位監視手段１０と、気密タンク１内の水面Ｗ上の炭酸ガスを水中に巻込んで攪拌する攪拌手段１４と、気密タンク１内の水面Ｗ上部の空間１９の炭酸ガスを外部に開放する炭酸ガス開放手段２１とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭酸ガスを水に溶解させて炭酸泉を製造する炭酸泉の製造方法であって、気密タンクに水を供給すると共に加圧した炭酸ガスを供給し、加圧下で気密タンク内の水面上の炭酸ガスを水中に巻込んで攪拌することにより水中に炭酸ガスを溶解させて炭酸泉を生成し、続いて前記気密タンク内部の炭酸ガスを外部に開放した後、気密タンク内に生成した炭酸泉を供給することを特徴とする炭酸泉の製造方法。
【請求項２】
前記気密タンクに０．３ＭＰａ以上の所定圧力に保持した炭酸ガスを供給し、気密タンク内部を所定時間だけ前記所定圧力に保持して前記攪拌を行うことを特徴とする請求項１に記載の炭酸泉の製造方法。
【請求項３】
前記気密タンクで生成した炭酸泉を貯留タンクに供給し、該貯留タンクから炭酸泉を取り出して供給している間に前記気密タンクにより炭酸泉を製造することを特徴とする請求項１又は２に記載の炭酸泉の製造方法。
【請求項４】
炭酸ガスを水に溶解させて炭酸泉を製造する炭酸泉の製造装置であって、気密タンクと、該気密タンクに水を供給する給水手段と、前記気密タンクに加圧した炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給手段と、前記気密タンクで生成した炭酸泉を取り出す炭酸泉供給手段と、前記気密タンク内の水面が上部の所定水位になったことを検出して前記給水手段による給水を停止する水位監視手段と、前記気密タンク内の水面上の炭酸ガスを水中に巻込んで攪拌する攪拌手段と、前記気密タンク内の水面上部の空間の炭酸ガスを外部に開放する炭酸ガス開放手段と、を備えたことを特徴とする炭酸泉の製造装置。
【請求項５】
前記気密タンクの炭酸泉供給手段に受入口を介して貯留タンクを接続し、前記気密タンクで生成した炭酸泉を貯留タンクに貯留し、貯留した炭酸泉を貯留炭酸泉供給手段により供給するようにしたことを特徴とする請求項４に記載の炭酸泉の製造装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸泉の製造方法及び装置に関し、より詳しくは、小型で簡単な装置により高濃度の炭酸泉を容易に製造することができ、更に温水の場合に温水の温度が低下することがなく、且つ装置の保守が容易にできるようにした炭酸泉の製造方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭酸泉は優れた保温作用があることから、従来より温泉を利用する浴場等において用いられている。炭酸泉の保温作用は、炭酸ガスによる末梢血管拡張作用により身体環境が改善されるためと考えられ、また、炭酸ガスの経皮進入によって、毛細血管床の増加及び拡張が起こり、皮膚の血行を改善することによると考えられている。
【０００３】
更、近年では炭酸泉が退行性病変及び末梢循環障害の治療に用いられるようになってきており、これらの治療においては、炭酸泉中の遊離炭酸濃度が、約４０°Ｃの温水における過飽和濃度域である１２００ｍｇ／Ｌ（リットル）前後になると、炭酸泉の生理的効果が更に顕著に発揮されることが判ってきている。
【０００４】
このような炭酸泉を人工的に製造する装置としては、例えば浴槽の湯を浴槽外で強制的に循環させる循環流路に、薄膜状の非多孔質層の両側を多孔質層で挟み込んだ三層構造の複合中空糸膜を内蔵した炭酸ガス溶解器を配置したものが特許文献１に開示されている。
【０００５】
また、炭酸ガスで０．０５ＭＰａ以上０．３ＭＰａ以下に加圧した耐圧タンク内に温水をスプレー噴射することにより炭酸泉を製造するものが特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１０４４３９号公報
【特許文献２】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、前記特許文献１に記載された炭酸泉の製造装置では、循環流路内に配置した炭酸ガス溶解器の中空糸膜に浴槽の湯と炭酸ガスを通して接触させることにより炭酸ガスを湯に溶解させるようにしたものであるが、単に中空糸膜を通すだけでは湯と炭酸ガスの接触を良好に行わせることができず、このために炭酸ガスの溶解を十分に高めることができず、高濃度の炭酸泉が製造できないという問題がある。更に、供給する炭酸ガスの消費量が増加するという問題がある。また、前記中空糸膜を用いる方法は、浴槽の湯の循環によって短時間で汚れてしまうため、中空糸膜の洗浄或は交換といった保守を頻繁に行う必要があるという問題がある。
【０００７】
また、前記特許文献２に記載された炭酸泉の製造装置では、炭酸ガスで０．０５ＭＰａ以上０．３ＭＰａ以下に加圧した耐圧タンク内に温水をスプレー噴射して炭酸ガスと接触させることで炭酸ガスを温水に溶解させるようにしたものであるが、前記したように温水をスプレー噴射すると温水の温度が低下してしまうという新たな問題が生じる。更に、温水をスプレー噴射するのみでは温水と炭酸ガスとの接触に限界があり、そのために高濃度の炭酸泉を製造できないという問題がある。更に、温水をスプレー噴射して炭酸ガスと効果的に接触させるためには、微粒噴射ができる高価なスプレーを用いる必要があり、更に、スプレーから噴射された温水の粒子を炭酸ガスと効果的に接触させるための空間が必要であり、この空間を確保するために加圧タンクが大型になってしまうという問題がある。また、加圧タンク内の加圧された炭酸ガス内に温水をスプレーするためには、温水を更に高い圧力に加圧する必要があるため、高い圧力のポンプが必要となりポンプによる消費動力も増大するという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決すべくなしたものであり、小型で簡単な装置により高濃度の炭酸泉を容易に製造することができ、更に温水の場合に温水の温度が低下することがなく、且つ装置の保守が容易な炭酸泉の製造方法及び装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、炭酸ガスを水に溶解させて炭酸泉を製造する炭酸泉の製造方法であって、気密タンクに水を供給すると共に加圧した炭酸ガスを供給し、加圧下で気密タンク内の水面上の炭酸ガスを水中に巻込んで攪拌することにより水中に炭酸ガスを溶解させて炭酸泉を生成し、続いて前記気密タンク内部の炭酸ガスを外部に開放した後、気密タンク内に生成した炭酸泉を供給することを特徴とする炭酸泉の製造方法、に係るものである。
【００１０】
上記炭酸泉の製造方法において、前記気密タンクに０．３ＭＰａ以上の所定圧力に保持した炭酸ガスを供給し、気密タンク内部を所定時間だけ前記所定圧力に保持して前記攪拌を行うことは好ましい。
【００１１】
また、上記炭酸泉の製造方法において、前記気密タンクで生成した炭酸泉を貯留タンクに供給し、該貯留タンクから炭酸泉を取り出して供給している間に前記気密タンクにより炭酸泉を製造することは好ましい。
【００１２】
本発明は、炭酸ガスを水に溶解させて炭酸泉を製造する炭酸泉の製造装置であって、気密タンクと、該気密タンクに水を供給する給水手段と、前記気密タンクに加圧した炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給手段と、前記気密タンクで生成した炭酸泉を取り出す炭酸泉供給手段と、前記気密タンク内の水面が上部の所定水位になったことを検出して前記給水手段による給水を停止する水位監視手段と、前記気密タンク内の水面上の炭酸ガスを水中に巻込んで攪拌する攪拌手段と、前記気密タンク内の水面上部の空間の炭酸ガスを外部に開放する炭酸ガス開放手段と、を備えたことを特徴とする炭酸泉の製造装置、に係るものである。
【００１３】
上記炭酸泉の製造装置において、前記気密タンクの炭酸泉供給手段に受入口を介して貯留タンクを接続し、前記気密タンクで生成した炭酸泉を貯留タンクに貯留し、貯留した炭酸泉を貯留炭酸泉供給手段により供給するようにしたことは好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の炭酸泉製造方法及び装置によれば、加圧下で気密タンク内部の水面上の炭酸ガスを水中に巻込んで攪拌することによって炭酸ガスを水中に溶解させるようにしたので、炭酸ガスを過飽和の高濃度に水中に溶解させることができ、よって高濃度の炭酸泉を容易に製造できるという優れた効果を奏し得る。
【００１５】
更に、気密タンクは小型且つ簡単な構成でしかも安価に提供することができ、更に気密タンクの保守も容易であるという効果がある。
【００１６】
また、前記気密タンクに貯留タンクを接続して備えることにより、炭酸泉を略連続して供給できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は本発明を実施する形態の一例としての炭酸泉製造装置の概要構成を示すもので、図中１は、加圧に耐え得る気密タンクであり、気密タンク１は上部の接続部１ｃにおいて上下に分割された下部の容器部１ａと上部の蓋部１ｂとを組立てることにより構成している。
【００１９】
前記気密タンク１の蓋部１ｂには、水を供給するための給水手段２が接続してあり、該給水手段２は、図示しない給油口に接続された、或は浴槽にポンプを介して接続された吸水管３により、温水を給水弁４を介して気密タンク１に供給するようにしている。なお、気密タンク１は後述する構成によって温水以外に水道水等の水を供給しても炭酸泉を生成することができるが、以下の説明では給水手段２により温水を供給する場合について述べる。
【００２０】
前記気密タンク１には、該気密タンク１内の温水中に加圧した炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給手段５を設けている。該炭酸ガス供給手段５は炭酸ガスボンベ６等からの炭酸ガスをレギュレータ７により０．３ＭＰａ以上で最高圧が例えば０．８ＭＰａ程度までの任意の所定圧力に調整し、この炭酸ガスをガス管８及び調整弁９を介して前記気密タンク１内に供給すようにしている。図１の形態では、前記ガス管８により気密タンク１内下部の温水中に炭酸ガスを供給して温水中に気泡を生じさせることで温水との接触を高めるようにしている。
【００２１】
前記気密タンク１内上部には、水面Ｗが上部の所定水位になったことを検出して前記給水手段２における給水弁４を閉止するようにした水位監視手段１０を設けている。この水位監視手段１０は、目標とする水面Ｗの高さ位置に下端が開口１１ａした細径の導出管１１を前記気密タンク１の上部に設けており、該導出管１１に開閉弁１２と、導出管１１に流れる温水を検出する流量スイッチ１３とを備えている。
【００２２】
上記水位監視手段１０では、前記開閉弁１２のみを開とした状態の気密タンク１に加圧された温水を供給すると、気密タンク１内の空気は細径の導出管１１から排出されるのみであるため、水面Ｗの上昇によって気密タンク１内の圧力が上昇するため、前記水面Ｗが導出管１１の開口１１ａ位置まで上昇すると、気密タンク１内部の圧力により温水が前記開口１１ａから導出管１１を通って流出するので、この導出管１１を流れる温水が流量スイッチ１３によって検出され、流量スイッチ１３の検出信号によって前記給水手段２の給水弁４が閉止されるようになっている。なお、前記水位監視手段１０は、前記導出管１１に流量スイッチ１３を設けるようにした構成以外に、気密タンク１内部にフロート式のスイッチを設けたり、或いは電気、光学或は音波を用いて水面Ｗを検出する方法等を用いてもよい。
【００２３】
前記気密タンク１の上部には、該気密タンク１内の水面Ｗ上の炭酸ガスを水中に巻込んで攪拌する攪拌手段１４を設けている。図１の攪拌手段１４は前記水面Ｗ位置と水面Ｗより下部位置とに回転羽根１５ａ，１５ｂを備えた回転軸１６を前記気密タンク１の蓋部１ｂに貫通させて設け、該回転軸１６の回転を駆動するモータ１７を前記気密タンク１の外部に設けている。図中１８は、気密タンク１上部の前記回転軸の貫通部に設けたシールである。なお、図では２段の回転羽根１５ａ，１５ｂを備えた場合を例示したが、回転羽根１５ａ，１５ｂの設置段数、形状等は種々変更することができ、また、前記モータ１７は気密タンク１の内部に設けるようにしてもよい。更に、前記攪拌手段１４は、気密タンク１内の水面Ｗ上の炭酸ガスを水中に巻込んで攪拌できるものであれば良く、従って前記回転羽根１５ａ，１５ｂを設ける構成以外の種々の攪拌装置を用いることができる。
【００２４】
更に、前記気密タンク１には、該気密タンク１内の水面Ｗ上部の空間１９の炭酸ガスを開放弁２０を備えて外部に開放するようにした炭酸ガス開放手段２１を設けている。更に、上記炭酸ガス開放手段２１には、前記気密タンク１内の空間１９の炭酸ガス圧が所定の圧力以上に高まった場合に空間１９の炭酸ガスを外部に排出する安全弁２２を備えている。なお、前記開放弁２０の出口に真空装置を備えるようにしてもよい。
【００２５】
前記気密タンク１の下部には、気密タンク１内で生成した炭酸泉を取り出すための炭酸泉供給手段２３が設けてあり、該炭酸泉供給手段２３は、給泉管２４の給泉弁２５を開けることにより気密タンク１内の炭酸泉を、浴槽或は足を漬けて治療する足湯槽又は手を漬けて治療する手湯槽等に供給するようにしている。このとき、前記気密タンク１を浴槽等の供給対象よりも高い位置に設置すると、重力によって炭酸泉を供給することができる。また、気密タンク１内の炭酸ガスを開放弁２０にてすべて開放することなく圧力を残すようにすると、その残圧によって炭酸泉を供給することができる。また、必要な場合には給泉管２４にポンプを備えて炭酸泉を供給対象へ供給するようにしてもよい。
【００２６】
なお、前記気密タンク１の外部或は内部に加温装置を備えて、気密タンク１内で製造する炭酸泉を加熱するようにしてもよい。
【００２７】
次に、図１に示した形態の作動を説明する。
【００２８】
炭酸泉の製造は、先ず図１における開閉弁１２のみを開とした状態の気密タンク１に、給水弁４を開けて加圧された温水を供給する。すると、気密タンク１内の空気は細径の導出管１１から排出されるのみであるため、温水の供給により水面Ｗが上昇することによって気密タンク１内の圧力が上昇するため、前記水面Ｗが導出管１１の開口１１ａ位置まで上昇すると、気密タンク１内部の圧力によって温水が前記開口１１ａから導出管１１を通って流出するので、この導出管１１を流れる温水が流量スイッチ１３によって検出されることにより水面Ｗが所定レベルになったことが検出される。そして、流量スイッチ１３の検出信号によって前記給水手段２の給水弁４が閉止される。これにより水面Ｗは設定されたレベルに維持される。
【００２９】
次に、前記開放弁２０を開けて外開放弁２０の出口に備えた図示しない真空装置により気密タンク１内の空気を真空吸引し、その後開放弁２０を閉じて気密タンク１内を気密に保持しておくことは好ましい。
【００３０】
続いて、前記開閉弁１２を閉止し、炭酸ガス供給手段５の調整弁９を開けることにより、炭酸ガスボンベ６等からレギュレータ７に導かれて０．３ＭＰａ以上で最高圧が例えば０．８ＭＰａ程度までの任意の所定圧力（この例では０．５ＭＰａ）に調整した炭酸ガスを、ガス管８により気密タンク１内下部の温水中に供給する。これにより、気密タンク１に供給された炭酸ガスは温水中で気泡になることにより温水との接触が高められる。
【００３１】
次に、攪拌手段１４のモータ１７を駆動して水面Ｗ近傍に配置された回転羽根１５ａ，１５ｂを回転する。回転羽根１５ａ，１５ｂの回転により、水面Ｗ上の炭酸ガスが水中に巻込まれるように攪拌され、この時、気密タンク１内部は前記炭酸ガスの供給によって例えば０．５ＭＰａの圧力に加圧されているので、過飽和濃度域である１２００ｍｇ／Ｌよりも更に高い濃度で炭酸ガスが温水に溶解される。また、前記したように気密タンク１内部を予め真空吸引しておくと、温水に空気中の窒素等が溶解するのを防止して炭酸ガスの溶解率を更に高めることができる。
【００３２】
図１の気密タンク１の容量が２０リットルで、炭酸ガスの圧力を０．５ＭＰａとした製造装置を用いて試験を実施した結果、約４０００ｍｇ／Ｌ前後の炭酸ガスを溶解した高濃度の炭酸泉を約５分で製造することができた。
【００３３】
炭酸泉の生成が終了すると、炭酸ガス供給手段５の調整弁９を閉じて炭酸ガスの供給を停止した後、炭酸ガス開放手段２１の開放弁２０を開けることにより空間１９の炭酸ガスの圧力を外部に開放する。この開放によって、気密タンク１内に生成した炭酸泉から炭酸ガスが放出されて炭酸ガスの濃度が低下するが、炭酸泉は略３５００ｍｇ／Ｌ前後の炭酸ガスが溶解した高濃度の状態を維持する。
【００３４】
続いて、炭酸泉供給手段２３の給泉弁２５を開けて、炭酸泉を浴槽或は足を漬けて治療する足湯槽又は手を漬けて治療する手湯槽等に供給すると、微細気泡が発生するのでこの状態で温浴に利用する。
【００３５】
気密タンク１内の炭酸泉の供給が終了すると、再び給泉弁２５を閉じて、前記と同様の操作を行って気密タンク１での炭酸泉の生成を行う。
【００３６】
前記したように、温水に炭酸ガスが略３５００ｍｇ／Ｌ前後のような高濃度で溶解した炭酸泉は、浴槽等に供給した際における炭酸ガスの消失が緩やかであり、約４０分以上の長時間に亘って気泡を発生し続けるので炭酸泉による温浴効果を長時間に亘って利用することができる。
【００３７】
また、前記気密タンク１は小型且つ簡単な構成であり安価に製造することができ、更に前記気密タンク１は接続部１ｃで上下に分割できるので、接続部１ｃから切離すことで容器部１ａと蓋部１ｂの内部を掃除する等の保守を容易に行うことができる。
【００３８】
図２は本発明を実施する形態の他の例としての炭酸泉製造装置の概要構成を示すもので、この形態では、前記気密タンク１の炭酸泉供給手段２３の給泉管２４に受入口２６を介して接続した貯留タンク２７を設けている。貯留タンク２７は、前記気密タンク１で生成した炭酸泉を貯留できるよう前記気密タンク１と略同等の容積を有しており、貯留タンク２７に貯留した炭酸泉は、給泉管２８と給泉弁２９を備えた貯留炭酸泉供給手段３０の前記給泉弁２９を開けることにより、浴槽或は足を漬けて治療する足湯槽又は手を漬けて治療する手湯槽等に供給するようにしている。図２中、３１は前記貯留タンク２７内に貯留した炭酸泉を供給する際に空気を吸引させて貯留タンク２７内が負圧になるのを防止するようにした逆止弁を備えた空気取入口である。
【００３９】
上記図２の形態によれば、前記気密タンク１で生成した炭酸泉を貯留タンク２７に供給して貯留し、該貯留タンク２７の炭酸泉を浴槽等に供給している間に、前記気密タンク１によって炭酸泉を製造することができるので、貯留タンク２７により炭酸泉を略連続して供給することができる。
【００４０】
なお、上記形態においては、温水を用いて炭酸泉を製造する場合について説明したが、温水に比して水は炭酸ガスが溶解し易いので、水を用いて前記と同様に炭酸泉を製造することは容易に可能であること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明を実施する形態の一例としての炭酸泉製造装置の概要構成を示す断面図である。
【図２】本発明を実施する形態の他の例としての炭酸泉製造装置の概要構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  気密タンク
２  給水手段
５  炭酸ガス供給手段
１０  水位監視手段
１４  攪拌手段
１９  空間
２１  炭酸ガス開放手段
２３  炭酸泉供給手段
２６  受入口
２７  貯留タンク
３０  貯留炭酸泉供給手段
Ｗ  水面
【図１】
2007289492.tif 000003
【図２】
2007289492.tif 000004