(57)【要約】【課題】一定の炭酸ガス濃度の炭酸水を、低コストかつ簡便な操作で製造できる装置および方法を提供する。【解決手段】膜型炭酸ガス溶解器３内に原水を流しながら炭酸ガスを供給して、原水中に炭酸ガスを溶解させる炭酸水製造装置において、あらかじめ原水の流量と炭酸ガスの供給圧力と得られる炭酸水の炭酸ガス濃度との相関データが記録してあり、炭酸水の製造時には原水の流量を検出し、前記相関データに基づいて、得られる炭酸水が目標炭酸ガス濃度となるように炭酸ガスの供給圧力を調節する手段を備えることを特徴とする炭酸水製造装置、及びその装置を用いた炭酸水製造方法。【選択図】図１
2007229714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜型炭酸ガス溶解器内に原水を流しながら炭酸ガスを供給して、原水中に炭酸ガスを溶解させる炭酸水製造装置において、あらかじめ原水の流量と炭酸ガスの供給圧力と得られる炭酸水の炭酸ガス濃度との相関データが記録してあり、炭酸水の製造時には原水の流量を検出し、前記相関データに基づいて、得られる炭酸水が目標炭酸ガス濃度となるように炭酸ガスの供給圧力を調節する手段を備えることを特徴とする炭酸水製造装置。
【請求項２】
膜型炭酸ガス溶解器の膜が、非多孔質ガス透過性膜を含む請求項１記載の炭酸水製造装置。
【請求項３】
さらに気泡発生装置または圧注装置を備える請求項１記載の炭酸水製造装置。
【請求項４】
さらに自動抜水手段を備える請求項１記載の炭酸水製造装置。
【請求項５】
膜型炭酸ガス溶解器内に原水を流しながら炭酸ガスを供給して、原水中に炭酸ガスを溶解させる炭酸水製造方法において、あらかじめ原水の流量と炭酸ガスの供給圧力と得られる炭酸水の炭酸ガス濃度との相関データを記録し、炭酸水の製造時には原水の流量を検出し、前記相関データに基づいて、得られる炭酸水が目標炭酸ガス濃度となるように炭酸ガスの供給圧力を調節することを特徴とする炭酸水の製造方法。
【請求項６】
目標炭酸ガス濃度が、６００ｐｐｍ〜１４００ｐｐｍの範囲内である請求項５記載の炭酸水製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば生理的機能改善を目的とした水治療などに有用な炭酸水を製造する為の装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭酸水は、退行性病変、末梢循環障害などの治療に効果があるとされている。炭酸水を人工的に製造する方法としては、例えば、浴槽内に炭酸ガスを気泡の形で送り込む方法（気泡法）があるが、この方法では、溶解率が低く、溶解時間が長くなる。また、炭酸塩と酸とを反応させる化学的方法（薬剤法）があるが、この方法では、薬剤の大量投入が必要で、清浄度を維持できない。また、タンク内に温水と炭酸ガスとを一定期間加圧封入する方法（圧注入法）があるが、この方法では装置が大型化し、実用的でない。
【０００３】
また、現在市販されている炭酸水の製造装置は、通常は１００〜１４０ｐｐｍ程度の低い炭酸ガス濃度の炭酸水を製造するものであり、その炭酸ガス濃度を制御する手段も備えていない。
【０００４】
一方、特許文献１には、中空糸半透膜を通じて炭酸ガスを供給し、温水に吸収させる方法が記載されている。さらに、特許文献２には、浴槽内の炭酸ガス濃度を一定に保つために、浴槽内にｐＨセンサーを設置して炭酸ガス溶解器への炭酸ガス供給量を調節する方法が記載されている。また、特許文献３には、炭酸水のｐＨ測定値と原水のアルカリ度の値から生成した炭酸水の炭酸ガス濃度データを演算し、炭酸水の炭酸ガス濃度が目標値となるように炭酸ガス供給量を調節する方法が記載されている。これらは、中空膜を備えた炭酸ガス溶解器内に原水を一回通過させることにより炭酸水を製造する、いわゆるワンパス型の装置を用いた方法である。
【０００５】
このワンパス型の装置では、生理的な効果（血流増加等）に優れた高濃度の炭酸水を製造する為には、中空膜の膜面積を大きくするか、あるいは炭酸ガスの圧力を高くする必要がある。しかし、膜面積を大きくすると、装置が大型化し、コストも高くなる。また、ガス圧力を高くすると、溶解率が低下してしまう。さらに、ワンパス型の装置では、水道水などの温水と装置との配管・ホース接続が不可欠なので、装置を移動して各場所で使用する場合はその都度セッティングする必要がある。
【０００６】
一方、循環用ポンプにより浴槽中の温水を炭酸ガス溶解器を介して循環させる、いわゆる循環型の装置によれば、高濃度の炭酸水を効率良く、低コストで製造できる。しかも、ワンパス型の装置のような接続作業が不要であり、浴槽にお湯を溜め、装置の炭酸水循環用ホースを投入するだけで使用できるので、セッティングが非常に簡単である。このような循環型の炭酸水装置としては、例えば、特許文献２及び特許文献４に記載されたものがある。
【０００７】
【特許文献１】特開平２−２７９１５８号公報
【特許文献２】特開平８−２１５２７０号公報
【特許文献３】国際公開第９８／３４５７９号パンフレット
【特許文献４】特開平８−２１５２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、より実用的な循環型の炭酸水製造装置を実現することにあり、所望の炭酸ガス濃度（特に生理的効果が得られる高い濃度）の炭酸水を、低コストかつ簡便な操作で製造できる装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、膜型炭酸ガス溶解器内に原水を流しながら炭酸ガスを供給して、原水中に炭酸ガスを溶解させる炭酸水製造装置において、あらかじめ原水の流量と炭酸ガスの供給圧力と得られる炭酸水の炭酸ガス濃度との相関データが記録してあり、炭酸水の製造時には原水の流量を検出し、前記相関データに基づいて、得られる炭酸水が目標炭酸ガス濃度となるように炭酸ガスの供給圧力を調節する手段を備えることを特徴とする炭酸水製造装置である。
【００１０】
さらに本発明は、膜型炭酸ガス溶解器内に原水を流しながら炭酸ガスを供給して、原水中に炭酸ガスを溶解させる炭酸水製造方法において、あらかじめ原水の流量と炭酸ガスの供給圧力と得られる炭酸水の炭酸ガス濃度との相関データを記録し、炭酸水の製造時には原水の流量を検出し、前記相関データに基づいて、得られる炭酸水が目標炭酸ガス濃度となるように炭酸ガスの供給圧力を調節することを特徴とする炭酸水の製造方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複雑な制御は必要無く、装置の構成も非常に簡素化でき、小型で且つ低コストで、目的とする炭酸ガス濃度の炭酸水を簡単に製造することができる。
【００１２】
特に本発明は、水道の蛇口から原水を供給する場合にも適用でき、しかも装置がコンパクトなので、家庭内の浴槽も含めて、既存の浴槽に簡単に対応できる水治療用の装置として非常に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１４】
図１は、本発明の循環型炭酸水製造装置を用いた場合の一例を示すフローシートである。この例においては、浴槽（水槽）１１中の温水を循環させる。なお、本発明において浴槽１１中の水の温度は特に制限されない。ただし、炭酸水の生理的効果を発揮させ、かつ体や患部に余計な負担をかけない点から、体温付近またはそれ以下の温度が好ましい。具体的には、３２〜４２℃程度が好ましい。
【００１５】
この例では、浴槽１１内の水を循環させている。本発明の装置を、このように浴槽に適用するのは非常に有用な例である。しかし、本発明はこれに限定されない。入浴の為の浴槽以外のもの、例えば貯水用または給水用タンクなど、所望の濃度の炭酸水を内部に満たす必要がある水槽の場合であっても、本発明を適用することができる。
【００１６】
また、本発明において循環させる対象である水は、特に限定されない。循環させる前は炭酸ガスを全く含まない水を循環させる場合は、次第に炭酸ガス濃度が高まった炭酸水が循環することになる。また、炭酸ガス濃度が低くなった炭酸水を循環させることによって、炭酸ガス濃度を高く回復することもできる。
【００１７】
図１に示す例において、この浴槽１１中の温水は、循環ポンプ１で吸い上げられ、温水中のゴミをトラップする為のプレフィルター２を経て炭酸ガス溶解器３へ導かれ、再び浴槽１１に戻る。一方、炭酸ガスは、炭酸ガスボンベ４から、減圧弁５、炭酸ガスの遮断弁である電磁弁６を経て、炭酸ガス溶解器３内へ供給される。
【００１８】
炭酸ガス溶解器５は、中空糸膜が配設された膜モジュールを内蔵して構成された膜型炭酸ガス溶解器である。この例においては、炭酸ガス溶解器５内に供給された炭酸ガスは、中空糸膜の外表面へ導かれる。一方、炭酸ガス溶解器５内に供給された温水は、中空糸膜の中空部を流れる。ここで、中空糸膜の外表面の炭酸ガスは、中空糸膜の中空部を流れる温水と膜面を介して接触し、炭酸ガスが温水中に溶解して炭酸水が生成し、この炭酸水が浴槽１１内に供給される。このように浴槽１１内の温水を循環ポンプ１で任意の時間循環させれば、炭酸ガス濃度が高い炭酸水が浴槽１１内に満たされることになる。
【００１９】
この例のように膜モジュールの膜面を介して炭酸ガスを接触・溶解させる場合は、気液接触面積を大きくとることができ、高い効率で炭酸ガスを溶解させることができる。このような膜モジュールとしては、例えば、中空糸膜モジュール、平膜モジュール、スパイラル型モジュールを使用できる。特に、中空糸膜モジュールは、最も高い効率で炭酸ガスを溶解させることができる。
【００２０】
浴槽１１内の温水は、循環する時間の経過に伴い炭酸ガス濃度が上昇する。そのような循環時間と炭酸ガス濃度の相関データをあらかじめ取っておけば、目的とする炭酸ガス濃度と炭酸ガス供給圧力が決まれば必要な循環時間を決定することができる。ただし、循環水量が常時一定でなければ、この相関データは利用できないので、循環ポンプ１としては、定量ポンプを用いる必要がある。しかし、本発明者らの知見によれば、定量ポンプであっても、渦巻きポンプ等ではプレフィルターの目詰まりなどの揚程の変化により、ポンプ流量も変動してしまい、相関データが利用できない。しかも、炭酸水が高濃度になると、気泡によりポンプが停止してしまう。
【００２１】
そこで、本発明においては、循環ポンプ１として、自吸性能を有する容積式定量ポンプを用いることにより、安定した循環と、常時一定した循環水量を実現させるものである。この容積式定量ポンプは、初期の運転時に呼び水をしなくても起動できる自吸性能を有する。しかも、炭酸水は高濃度になると気泡が発生し易くなるが、この容積式定量ポンプは、気泡リッチな状態でも安定して送水することが可能である。
【００２２】
本発明において、この容積式定量ポンプは、特に、あらかじめ容積式定量ポンプの循環流量と、水槽内水量におけるガス供給圧力と水槽内の炭酸水の炭酸ガス濃度と循環時間の相関データを記録し、炭酸水の製造時には前記相関データに基づいて循環時間を調節することにより、水槽内の炭酸水の炭酸ガス濃度を６００ｐｐｍ〜１４００ｐｐｍの範囲内にする場合に非常に有効である。
【００２３】
このような自吸性能を有する容積式定量ポンプとしては、例えば、ダイヤフラムポンプ、ねじポンプ、チューブポンプ、ピストンポンプ等が挙げられる。現在の市販品の中では、価格、能力、大きさ等の点から、ダイヤフラムポンプが最適である。具体的には、例えば、SHURflo社（米国）製の３ヘッドダイヤフラムポンプ、Aquatec Water System社（米国）製の５ヘッドダイヤフラムポンプ、FLOJET社（米国）製の４ヘッドダイヤフラムポンプ等が使用できる。なお、これら市販品は、通常は、飲料用ろ過装置におけるブースターポンプとして販売されているものである。すなわち、これら市販品は、炭酸水製造装置とは無関係である。
【００２４】
炭酸ガス溶解器３へ供給する炭酸ガスの圧力は、減圧弁５により設定する。この圧力が低いほど、炭酸ガス溶解器３での未溶解ガスの発生が抑えられ、溶解効率が高くなる。また、炭酸ガス溶解器３内の中空糸膜の炭酸ガス透過量は炭酸ガス供給圧力に比例し、その圧力が大きければ透過量も大きくなる。これらの点と、炭酸ガス圧力が低くなるほど製造時間が長くなる点から、その圧力は０.０１〜０.３ＭＰａ程度が妥当である。なお、循環温水の炭酸ガスの吸収量はその温水の炭酸ガス濃度と循環水量にも依存し、吸収量以上の炭酸ガスを供給すると未溶解ガスとなる。
【００２５】
炭酸ガス溶解器５に中空糸膜を用いる場合、その中空糸膜としては、ガス透過性に優れるものであればどの様なものを用いてもよく、多孔質膜でも非多孔質ガス透過性膜（以下「非多孔質膜」と略称する）でもよい。多孔質中空糸膜としては、その表面の開口孔径が０.０１〜１０μｍのものが好ましい。また、非多孔質膜を含む中空糸膜も好適に用いられる。最も好ましい中空糸膜は、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である。その具体例としては、例えば三菱レイヨン（株）製の三層複合中空糸膜（ＭＨＦ、商品名）が挙げられる。図２はこのような複合中空糸膜の一例を示す模式図である。図３に示す例においては、非多孔質層１９がガス透過性に優れたごく薄膜状のものとして形成され、その両面に多孔質層２０が形成されており、非多孔質層１９が損傷を受けないように保護されている。
【００２６】
ここで、非多孔質層（膜）とは、気体が膜基質への溶解・拡散機構により透過する膜であり、分子がクヌッセン流れのように気体がガス状で透過できる孔を実質的に含まないものであればいかなるものでもよい。この非多孔質膜を用いると炭酸ガスを温水中に気泡として放出することなくガスを供給、溶解できるので、効率よい溶解が可能になり、しかも任意の濃度に制御性良く、簡単に溶解することができる。また、多孔質膜の場合に稀に生じる逆流、すなわち温水が細孔を経てガス供給側に逆流するような事もない。
【００２７】
中空糸膜の膜厚は１０〜１５０μｍのものが好ましい。膜厚が１０μｍ以上であれば、十分な膜強度を示す傾向にある。また、１５０μｍ以下であれば、十分な炭酸ガスの透過速度および溶解効率を示す傾向にある。三層複合中空糸膜の場合は、非多孔質膜の厚みは０.３〜２μｍが好ましい。０.３μｍ以上であれば、膜の劣化が生じ難く、膜劣化によるリークが発生し難い。また、２μｍ以下であれば、十分な炭酸ガスの透過速度および溶解効率を示す傾向にある。
【００２８】
また、例えば中空糸膜の膜１本当たりの通水量を０〜３０Ｌ／ｍｉｎ、ガス圧力を０.０１Ｍｐａ〜０.３Ｍｐａとすると、膜面積は０.１ｍ2〜１５ｍ2と程度が好ましい。
【００２９】
中空糸膜の膜素材としては、例えば、シリコーン系、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリスルフォン系、セルロース系、ポリウレタン系等の素材が好ましい。三層複合中空糸膜の非多孔質膜の材質としては、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ４−メチルペンテン−１、ポリジメチルシロキサン、ポリエチルセルロース、ポリフェニレンオキサイド等が好ましい。このうち、ポリウレタンは製膜性が良好で、溶出物が少ないので特に好ましい。
【００３０】
中空糸膜の内径は５０〜１０００μｍが好ましい。内径を５０μｍ以上にすれば、中空糸膜内を流れる流体の流路抵抗が適度に小さくなり、流体の供給が容易になる。また、１０００μｍ以下にすれば、溶解器のサイズを小さくすることが可能になり、装置のコンパクト化の点で有利である。
【００３１】
炭酸ガス溶解器に中空糸膜を使用する場合、中空糸膜の中空側に炭酸ガスを供給し、外表面側に温水を供給して炭酸ガスを溶解させる方法と、中空糸膜の外表面側に炭酸ガスを供給し、中空側に温水を供給して炭酸ガスを溶解させる方法とがある。このうち、特に後者の方法は、膜モジュールの形態にかかわらず、温水中に炭酸ガスを高濃度で溶解できるので好ましい。
【００３２】
本発明に用いる炭酸ガス溶解器として、多孔質体からなる散気部が炭酸ガス溶解器内の底部に設置された散気手段を有するものも使用できる。散気部に配される多孔質体の材質や形状はどのようなものであっても構わないが、その空孔率、すなわち多孔質体自体に存在する空隙の多孔質体全体に対する体積割合が５〜７０ｖｏｌ％であるものが好ましい。炭酸ガスの溶解効率をより高めるためには空孔率が低い方が適しており、５〜４０ｖｏｌ％であることがより好ましい。空孔率が７０ｖｏｌ％以下であれば、炭酸ガスの流量制御が容易になり、ガス流量を適度に小さくでき、散気体から散気される炭酸ガスの気泡が巨大化することなく、溶解効率が低下し難い。また、空孔率が５ｖｏｌ％以上であれば、炭酸ガスの十分な供給量を維持でき、炭酸ガスの溶解が比較的短時間ですむ傾向にある。
【００３３】
また、多孔質体の表面における開口孔径は、散気する炭酸ガスの流量制御、ならびに微細な気泡を形成する為には、０.０１〜１０μｍであることが好ましい。孔径が１０μｍ以下であれば、水中を上昇する気泡が適度に小さくなり、炭酸ガスの溶解効率が向上する。また、０.０１μｍ以上にすれば、水中への散気量が適度に多くなり、高濃度の炭酸水を得る場合でも比較的短時間で済む。
【００３４】
散気手段の散気部に配される多孔質体はその表面積が大きいほど気泡を多数発生させることができ、炭酸ガスと原水との接触が効率良く進み、また気泡が生成する前の溶解も生じるので溶解効率が高くなる。したがって、多孔質体の形状にはこだわらないが、表面積が大きなものが好ましい。表面積を大きくする手段としては、多孔質体を筒状にするとか、平板のような形状にしてその表面に凹凸をつけるなど種々の方法があるが、多孔質中空糸膜を用いることが好ましく、特に多孔質中空糸膜を多数本束ねたようなものを利用することが有効である。
【００３５】
多孔質体の材質は、金属、セラミック、プラスチックなど様々なものが挙げられるが、特に限定はされない。ただし、親水性の材質のものは、炭酸ガスの供給停止時に温水が表面の細孔から散気手段内へ侵入するので好ましくない。
【００３６】
中空糸膜の外表面側に炭酸ガスを供給し、中空側に温水を供給して炭酸ガスを溶解させる場合は、逆流洗浄用の配管を設けてもよい。中空糸膜の中空部への供給口にあたるポッティング開口端部にスケールが蓄積した場合、そのスケールは逆流洗浄によって比較的簡単に除去できる。
【００３７】
本発明により製造する炭酸水に関して、その炭酸ガス濃度は特に限定されない。先に述べた例においては、希望する炭酸ガス濃度の値を装置に入力し、循環ポンプ１により浴槽１１内の温水を循環させれば、あとは希望する炭酸ガス濃度に応じて装置が自動的に循環時間を調節してくれるので、希望する炭酸ガス濃度の炭酸水が浴槽１１内に満たされる。
【００３８】
ただし、医学的な生理的効果を十分得るには、炭酸水の炭酸ガス濃度は、一般的には６００ｐｐｍ以上は必要である。この点から、本発明において製造する炭酸水の炭酸ガス濃度も、６００ｐｐｍ以上であることが好ましい。一方、炭酸ガス濃度が高濃度になるほど、炭酸ガスの溶解効率は低下し、しかも、ある程度の濃度以上では生理的効果も横這いになる。この点から、炭酸ガス濃度の上限は、１４００ｐｐｍ程度が妥当である。
【００３９】
本発明の炭酸水製造装置には、さらに気泡発生装置または圧注装置を設けることができる。気泡発生装置は浴水中にて気泡を発生させることにより、また圧注装置は浴水中にて水流を発生させることにより、体の患部に物理的な刺激を与え、そのマッサージ効果により血行を促進させ、腰痛・肩こり・筋肉疲労などをやわらげる為のものである。このような装置は、現在各社で販売され、病院・老健施設や家庭用に普及している。
【００４０】
一方、本発明により製造する炭酸水は、水中の炭酸ガスが経皮吸収され、血管を拡張し血行促進させる作用を奏するものである。つまり、気泡や圧注による作用を動的作用とすると、炭酸水による作用は静的作用と言える。なお、炭酸水による治療は、気泡発生装置や圧注装置と比べると物理的な刺激が無いので、体や患部に無理な負担が無く副作用が少ないという利点がある。
【００４１】
図１に示す例では、本発明の炭酸水製造装置にさらに気泡発生装置を設け、一つのパッケージにユニット化することによって、両機能を一つの装置で実施できる多機能装置としたものである。気泡発生装置は、少なくとも使用時には浴槽内の下部に配置される散気板９と、その散気板９に空気を供給する為のコンプレッサー８と、両者を連通する配管とからなる。コンプレッサー９を起動することによって、散気板８から気泡が発生し、入浴者の患部に物理的な刺激を与える。
【００４２】
ただし、このような多機能装置においては、浴槽に炭酸水を満たした時は気泡を発生させない方が好ましい。気泡により浴槽内がかき乱され、炭酸水中に溶解している炭酸ガスが空気中に蒸散し易く、瞬く間に炭酸水の濃度が激減する傾向にあるからである。この為、炭酸水製造の機能と、気泡発生の機能は併用せずに、切替スイッチを設けて別々に実施することが好ましい。
【００４３】
また、図３は、本発明の炭酸水製造装置の他の多機能装置の一例を示すものである。この圧注装置は、少なくとも使用時には浴槽１１内に配置されるジェットノズル１０と、そのジェットノズル１０に供給する空気を吸い込むエジェクター１２と、両者を連通する配管とからなる。このジェットノズル１０から水流または気泡等が発生し、入浴者の患部に物理的な刺激を与える。この水流または気泡発生の機能は炭酸水の製造とは併用せずに、切替弁１３により切り替えて、別々に実施する。
【００４４】
図１に示した装置においては、さらに自動抜水手段が設けられている。この自動抜水手段は、具体的には、炭酸ガス溶解器３内の中空糸膜のドレイン抜き用配管と、その配管の途中に配された電磁弁（開放弁）７とからなる。炭酸ガス溶解器３内においては、中空糸膜の中空部から蒸発した水蒸気が、中空糸膜外側部で凝縮してドレインが溜まり、このドレインが膜面を塞いで有効なガス透過ができなくなる場合がある。自動抜水手段は、電磁弁（開放弁）７を自動的かつ定期的に開いて、炭酸ガス溶解器３内に溜まったドレインを装置外部へ放出するものである。
【００４５】
図１に示す例においては、例えば、炭酸ガス溶解器３（中空糸膜面積０.６ｍ2）においては、運転開始時（または終了時）に１秒間電磁弁７を開け、ドレインを外部へ放出する。この時、炭酸ガス電磁弁６を開け、適度なガス圧（０.１５Ｍｐａ程度）にてドレインを放出する。毎回の運転時に外部放出するのは、頻度が多過ぎ、炭酸ガスの浪費になる。したがって、運転時間を積算し、４時間以上運転毎の次の運転開始時に、自動的に抜水させる。
【００４６】
このように、その装置に合致した時間とガス圧を設定し、自動的にドレイン抜きを行なうことによって、従来技術のようにわざわざ手動でドレイン抜きを実施する必要が無くなり、常時、有効な膜面積が確保され、高濃度の炭酸水を製造することができる。
【実施例】
【００４７】
以下、本発明を、実施例によって更に具体的に説明する。
【００４８】
＜実施例１＞
図１に示したフローシートの装置を用いて、次の通り炭酸水を製造した。炭酸ガス溶解器３には、前述した三層複合中空糸膜［三菱レイヨン(株)製、商品名ＭＨＦ］を有効総膜面積０.６ｍ2で内蔵する溶解器を使用し、中空糸膜の外表面側に炭酸ガスを供給し、中空側に原水を供給して炭酸ガスを溶解させる手法をとった。また、循環ポンプ１としては、ダイヤフラム式定量ポンプであるSHURflo社製の３ヘッドダイヤフラムポンプを使用した。
【００４９】
そして、浴槽１１内に満たした水量１０Ｌ、温度３５℃の温水を、循環ポンプ１により、流量５Ｌ／ｍｉｎで循環させ、同時に炭酸ガス溶解器５へ炭酸ガスを０.０５ＭＰａの圧力で供給した。この循環により、浴槽１１内の温水の炭素ガス濃度は次第に高まっていった。炭酸ガス濃度は、東亜電波工業製のイオンメーターＩＭ４０Ｓ、炭酸ガス電極ＣＥ−２３５により測定した。この循環時間ごとの炭酸ガス濃度の測定結果を表１に示す。なお、炭酸水の製造においては、自動抜粋機能により自動的にドレイン抜きを実施し、ガス抜きも適宜行なった。
【００５０】
さらに、炭酸ガス供給圧力を０.１０ＭＰａ、０.１５ＭＰａに変更したこと以外は、同様にして炭酸水を製造した。この場合の循環時間および炭酸ガス濃度も表２に示す。また、これらをグラフ化したものを図４に示す。
【００５１】
【表１】
2007229714.tif 000003
【００５２】
この表１に示すデータから、例えば、製造しようとする炭酸水の目標炭酸ガス濃度が１０００ｐｐｍであるならば、炭酸ガス供給圧力を０.０５ＭＰａ、０.１０ＭＰａ、０.１５ＭＰａのそれぞれの場合、循環の為の所要時間は表２に示すように決定される。
【００５３】
【表２】
2007229714.tif 000004
【００５４】
本発明においては、自吸性能を有する容積式定量ポンプを用いているので、１０００ｐｐｍ程度の高濃度の炭酸水であっても安定した循環が可能である。したがって、再度、表２に示す３通りのガス供給圧力で、それぞれ所要時間循環させたところ、１０００ｐｐｍ程度の高濃度の炭酸水を製造することができた。
【００５５】
＜比較例１＞
循環ポンプ１として、ダイヤフラム式定量ポンプの代わりに渦巻きポンプを使用し、さらにポンプ吸い込み口での圧力を正圧（押し込み）にするために浴槽中の吸い込みホース先端部にも水中ポンプ（渦巻き式）を付けたこと以外は、実施例１と同様にして炭酸水を製造しようとした。しかし、高濃度の炭酸水（１０００ｐｐｍ）に到達する前に、気泡発生によりポンプが停止してしまった。
【００５６】
運転開始から渦巻きポンプが気泡巻き込みにより停止してしまう迄の時間と、その停止時の炭酸ガス濃度を表３に示す。
【００５７】
【表３】
2007229714.tif 000005
【００５８】
表３に示す結果から、渦巻きポンプを用いると、炭酸水が高濃度になって来て気泡によりポンプが停止するので、１０００ｐｐｍ程度の高濃度のものを製造できないことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の循環型炭酸水製造装置を用いた場合の一例を示すフローシートである。
【図２】三層複合中空糸膜の一例を示す模式図である。
【図３】本発明の循環型炭酸水製造装置を用いた場合の一例を示すフローシートである。
【図４】実施例１における循環時間と炭酸ガス濃度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
１    循環ポンプ
２    プレフィルター
３    炭酸ガス溶解器
４    炭酸ガスボンベ
５    減圧弁
６    電磁弁
７    電磁弁
８    コンプレッサー
９    散気板
１０    ジェットノズル
１１    浴槽
１２    エジェクター
１３    切替弁
１９    非多孔質層
２０    多孔質層
【図１】
2007229714.tif 000006
【図２】
2007229714.tif 000007
【図３】
2007229714.tif 000008
【図４】
2007229714.tif 000009