JP2001293344A - Device and process for preparing carbonated water - Google Patents
Device and process for preparing carbonated waterInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for producing carbonated water useful for, for example, hydrotherapy for improving physiological functions.
【０００２】[0002]
【従来の技術】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。2. Description of the Related Art Carbonated water is said to be effective in treating degenerative lesions and peripheral circulatory disorders. As a method of artificially producing carbonated water, for example, there is a method of sending carbon dioxide gas into a bathtub in the form of bubbles (bubble method). However, in this method, the dissolution rate is low and the dissolution time is long. In addition, there is a chemical method (chemical method) for reacting a carbonate with an acid, but this method requires a large amount of chemicals to be introduced, and cannot maintain cleanliness. Further, there is a method in which hot water and carbon dioxide gas are pressurized and sealed in the tank for a certain period (pressure injection method). However, this method is not practical because the apparatus becomes large in size.
【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。[0003] Further, currently commercially available carbonated water producing apparatuses produce carbonated water having a carbon dioxide concentration as low as about 100 to 140 ppm, and have no means for controlling the carbon dioxide concentration. .
【０００４】一方、特開平２−２７９１５８号公報に
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、特開平８−２
１５２７０号公報には、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、国際公開第９８／３４５７９号パンフレッ
トには、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。On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-279158 describes a method in which carbon dioxide is supplied through a hollow fiber semipermeable membrane and absorbed in warm water. Further, Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
Japanese Patent No. 15270 describes a method of adjusting a supply amount of carbon dioxide gas to a carbon dioxide gas dissolving unit by installing a pH sensor in a bathtub in order to keep a concentration of carbon dioxide gas in the bathtub constant. In addition, International Publication No. WO98 / 34579 describes that carbonated water carbon dioxide concentration data generated from the pH value of carbonated water and the alkalinity value of raw water is calculated, and the carbon dioxide concentration of carbonated water is set to a target value. A method of adjusting the supply amount of carbon dioxide gas as described below is described. These are methods using a so-called one-pass type apparatus for producing carbonated water by passing raw water once through a carbon dioxide gas dissolver provided with a hollow membrane.
【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。In this one-pass type apparatus, in order to produce high-concentration carbonated water having excellent physiological effects (such as an increase in blood flow), the membrane area of the hollow membrane must be increased or the pressure of carbon dioxide gas must be increased. Need to be higher. However, when the film area is increased, the size of the apparatus is increased and the cost is increased. When the gas pressure is increased, the dissolution rate is reduced. Further, in the one-pass type apparatus, since connection of piping and hoses to hot water such as tap water and the apparatus is indispensable, it is necessary to set each time when the apparatus is moved and used in each place.
【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、特開平８−２１５２７０号公報、同
８−２１５２７１号公報に記載されたものがある。On the other hand, according to a so-called circulation type apparatus in which warm water in a bathtub is circulated by a circulation pump through a carbon dioxide gas dissolver, high-concentration carbonated water can be produced efficiently and at low cost. In addition, connection work such as a one-pass type device is not required, and the device can be used simply by storing hot water in a bathtub and putting in a hose for circulating carbonated water of the device, so that setting is very simple. Examples of such a circulation type carbonated water apparatus include those described in JP-A-8-215270 and JP-A-8-215271.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】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。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to realize a more practical circulating type carbonated water producing apparatus, which has a desired carbon dioxide concentration (particularly, a high concentration at which a physiological effect can be obtained). An object of the present invention is to provide an apparatus and a method capable of producing carbonated water with low cost and simple operation.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、炭酸ガス溶解
器と、循環用ポンプとを備え、該循環用ポンプにより水
槽中の水を該炭酸ガス溶解器を介して循環させ、該炭酸
ガス溶解器内に炭酸ガスを供給して、該水中に炭酸ガス
を溶解させる炭酸水製造装置において、該循環用ポンプ
が、自吸性能を有する容積式定量ポンプであることを特
徴とする炭酸水製造装置である。The present invention comprises a carbon dioxide gas dissolver and a circulation pump, and circulates water in a water tank through the carbon dioxide gas dissolver by the circulation pump. A carbonated water producing apparatus for supplying carbon dioxide gas into a dissolver and dissolving carbon dioxide gas in the water, wherein the circulation pump is a positive displacement metering pump having self-priming performance. Device.
【０００９】さらに本発明は、循環用ポンプにより水槽
中の水を炭酸ガス溶解器を介して循環させ、該炭酸ガス
溶解器内に炭酸ガスを供給して、該水中に炭酸ガスを溶
解させる炭酸水製造方法において、該循環用ポンプとし
て、自吸性能を有する容積式定量ポンプを用いることを
特徴とする炭酸水製造方法である。Further, according to the present invention, water in a water tank is circulated through a carbon dioxide gas dissolver by a circulation pump, and carbon dioxide gas is supplied into the carbon dioxide gas dissolver to dissolve carbon dioxide gas in the water. In the water production method, a displacement type pump having a self-priming performance is used as the circulation pump.
【００１０】従来の循環型炭酸水装置のうち、特開平８
−２１５２７０号公報では、炭酸水の製造の為には如何
なる種類の循環ポンプが適しているか、何ら検討されて
いない。また、特開平８−２１５２７０号公報では、循
環ポンプとして水中ポンプを使用しているが、水中ポン
プなどの渦巻きポンプでは、循環している炭酸水が高濃
度になるほど気泡が発生し、ポンプの吐出量、揚程が低
下する恐れがあり、最悪にはポンプの羽根車が空回り
し、炭酸水の循環が不可能になることがある。[0010] Of the conventional circulating carbonated water apparatus, Japanese Patent Application Laid-Open
No. 215270 does not discuss what kind of circulating pump is suitable for producing carbonated water. In Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-215270, a submersible pump is used as a circulating pump. However, in a vortex pump such as a submersible pump, the higher the concentration of circulating carbonated water, the more bubbles are generated. The amount and head may be reduced, and in the worst case, the pump impeller may run idle, making it impossible to circulate carbonated water.
【００１１】一方、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、高濃度の炭酸水
であっても良好に循環することが可能であり、水槽中に
高濃度の炭酸水を満たすことができる。On the other hand, in the present invention, since a positive displacement metering pump having self-priming performance is used, even high-concentration carbonated water can be circulated satisfactorily, and a high-concentration carbonated water can be circulated in a water tank. Can be filled with carbonated water.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below.
【００１３】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。FIG. 1 is a flow sheet showing an example of the case of using the circulating carbonated water producing apparatus of the present invention. In this example, hot water in a bathtub (water tank) 11 is circulated. In the present invention, the temperature of the water in the bathtub 11 is not particularly limited. However, a temperature near or below body temperature is preferred from the viewpoint that the physiological effect of carbonated water is exerted and no extra burden is imposed on the body or the affected part. Specifically, 32 to 42
C. is preferred.
【００１４】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。In this example, the water in the bathtub 11 is circulated. Applying the apparatus of the present invention to a bath tub in this way is a very useful example. However, the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to a bathtub other than a bathtub for bathing, for example, a water bath that needs to be filled with a desired concentration of carbonated water, such as a water storage or water supply tank.
【００１５】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。The water to be circulated in the present invention is not particularly limited. When circulating water containing no carbon dioxide before circulating, the carbonated water having a gradually increased concentration of carbon dioxide circulates. In addition, the carbon dioxide gas concentration can be recovered to a high level by circulating the carbonated water having a low carbon dioxide gas concentration.
【００１６】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。In the example shown in FIG. 1, the hot water in the bathtub 11 is sucked up by a circulation pump 1, passed through a pre-filter 2 for trapping dust in the hot water, guided to a carbon dioxide gas dissolver 3, and then returned to the bathtub. Return to 11. On the other hand, the carbon dioxide gas is supplied from the carbon dioxide gas cylinder 4 into the carbon dioxide gas dissolver 3 via the pressure reducing valve 5 and the electromagnetic valve 6 which is a carbon dioxide gas shutoff valve.
【００１７】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１
１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。The carbon dioxide dissolver 5 is a membrane-type carbon dioxide dissolver having a built-in membrane module provided with a hollow fiber membrane. In this example, the carbon dioxide gas supplied into the carbon dioxide gas dissolver 5 is guided to the outer surface of the hollow fiber membrane. On the other hand, the warm water supplied into the carbon dioxide gas dissolver 5 flows through the hollow portion of the hollow fiber membrane. Here, the carbon dioxide gas on the outer surface of the hollow fiber membrane comes into contact with the warm water flowing through the hollow part of the hollow fiber membrane via the membrane surface, and the carbon dioxide gas dissolves in the warm water to produce carbonated water. Is supplied into the bathtub 11. Bathtub 1 like this
If the warm water in 1 is circulated for an arbitrary time by the circulation pump 1,
The bathtub 11 is filled with carbonated water having a high carbon dioxide gas concentration.
【００１８】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。When carbon dioxide gas is contacted and dissolved through the membrane surface of the membrane module as in this example, the gas-liquid contact area can be increased, and the carbon dioxide gas can be dissolved with high efficiency. As such a membrane module, for example, a hollow fiber membrane module, a flat membrane module, and a spiral module can be used. In particular, the hollow fiber membrane module can dissolve carbon dioxide gas with the highest efficiency.
【００１９】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。The concentration of carbon dioxide gas in the hot water in the bathtub 11 increases as the circulation time elapses. If such correlation time data between circulation time and carbon dioxide concentration is obtained in advance,
Once the target carbon dioxide concentration and carbon dioxide supply pressure are determined, the required circulation time can be determined. However, this correlation data cannot be used unless the amount of circulating water is always constant, so that a constant-rate pump must be used as the circulating pump 1. However, according to the knowledge of the present inventors, even in the case of a fixed-rate pump, in a spiral pump or the like, a pump flow rate also fluctuates due to a change in a head such as clogging of a prefilter, and correlation data cannot be used. In addition, when the concentration of carbonated water becomes high, the pump stops due to bubbles.
【００２０】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。Therefore, in the present invention, the circulating pump 1
By using a positive displacement metering pump having self-priming performance, stable circulation and constantly constant circulating water volume are realized. This positive displacement metering pump has a self-priming capability that can be started without priming during initial operation. In addition, when the concentration of carbonated water becomes high, bubbles are easily generated. However, this positive displacement metering pump can stably supply water even in a bubble-rich state.
【００２１】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６００
ｐｐｍ〜１４００ｐｐｍの範囲内にする場合に非常に有
効である。In the present invention, this positive displacement metering pump is particularly provided with a circulating flow rate of the positive displacement metering pump in advance.
By recording correlation data between the gas supply pressure in the water volume in the water tank, the carbon dioxide concentration in the carbonated water in the water tank, and the circulation time, and adjusting the circulation time based on the correlation data during the production of carbonated water, the carbonation in the water tank is controlled. The concentration of carbon dioxide in water is 600
It is very effective when it is in the range of 1 ppm to 1400 ppm.
【００２２】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。As a positive displacement metering pump having such self-priming performance, for example, a diaphragm pump, a screw pump, a tube pump, a piston pump and the like can be mentioned.
Among current commercial products, a diaphragm pump is the most suitable in terms of price, capacity, size, and the like. Specifically, for example, a three-head diaphragm pump manufactured by SHURflo (USA), a five-head diaphragm pump manufactured by Aquatec Water System (USA), a four-head diaphragm pump manufactured by FLOJET (USA), and the like can be used. In addition, these commercially available products are usually sold as booster pumps in filtration devices for beverages. That is, these commercially available products have nothing to do with the carbonated water producing apparatus.
【００２３】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。The pressure of the carbon dioxide supplied to the carbon dioxide dissolver 3 is set by a pressure reducing valve 5. The lower this pressure, the more
Generation of undissolved gas in the carbon dioxide gas dissolver 3 is suppressed, and dissolution efficiency is increased. The amount of carbon dioxide gas permeated through the hollow fiber membrane in the carbon dioxide gas dissolver 3 is proportional to the pressure of supply of carbon dioxide gas. With these points,
Since the production time becomes longer as the carbon dioxide gas pressure becomes lower, it is appropriate that the pressure is about 0.01 to 0.3 MPa. Note that the amount of carbon dioxide absorbed in the circulating hot water also depends on the concentration of carbon dioxide in the hot water and the amount of circulating water.
【００２４】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。When a hollow fiber membrane is used for the carbon dioxide gas dissolver 5, any hollow fiber membrane having excellent gas permeability may be used. It may be a permeable membrane (hereinafter abbreviated as “non-porous membrane”). The porous hollow fiber membrane preferably has a surface having an opening pore diameter of 0.01 to 10 μm. Further, a hollow fiber membrane including a non-porous membrane is also preferably used. The most preferred hollow fiber membrane is a composite hollow fiber membrane having a three-layer structure in which both sides of a thin nonporous layer are sandwiched between porous layers. A specific example thereof is a three-layer composite hollow fiber membrane (MHF, trade name) manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd. FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of such a composite hollow fiber membrane. In the example shown in FIG. 3, the non-porous layer 19 is formed as a very thin film having excellent gas permeability, and the porous layers 20 are formed on both surfaces thereof.
Are formed, and the non-porous layer 19 is protected from being damaged.
【００２５】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。Here, the non-porous layer (membrane) is a membrane through which gas permeates by a dissolution / diffusion mechanism in a membrane substrate, and substantially has pores through which gas can permeate in gaseous form like a Knudsen flow. Anything may be used as long as it is not included. If this non-porous membrane is used, gas can be supplied and dissolved without releasing carbon dioxide gas as warm air bubbles,
Efficient dissolution is possible, and the dissolution can be easily performed at an arbitrary concentration with good controllability. In addition, there is no rare backflow that occurs in the case of a porous membrane, that is, backflow of warm water to the gas supply side through the pores.
【００２６】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。The thickness of the hollow fiber membrane is preferably from 10 to 150 μm. When the film thickness is 10 μm or more, sufficient film strength tends to be exhibited. Also, if it is 150 μm or less,
It tends to show sufficient carbon dioxide gas permeation rate and dissolution efficiency. In the case of a three-layer composite hollow fiber membrane, the thickness of the non-porous membrane is preferably 0.3 to 2 μm. When the thickness is 0.3 μm or more, the film is hardly deteriorated, and the leak due to the film deterioration is hardly generated.
If it is 2 μm or less, the carbon dioxide gas tends to show sufficient permeation rate and dissolution efficiency.
【００２７】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。Further, for example, the water flow rate per hollow fiber membrane is 0 to 30 L / min, and the gas pressure is 0.01 Mpa.
When ～0.3Mpa, membrane area is preferably much as 0.1m 2 ~15m 2.
【００２８】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。As the material of the hollow fiber membrane, for example, materials such as silicone, polyolefin, polyester, polyamide, polysulfone, cellulose, and polyurethane are preferable. As the material of the non-porous membrane of the three-layer composite hollow fiber membrane, polyurethane, polyethylene, polypropylene, poly-4-methylpentene-1, polydimethylsiloxane, polyethylcellulose, polyphenylene oxide and the like are preferable. Of these, polyurethane is particularly preferred because it has good film-forming properties and has little elution.
【００２９】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。The inner diameter of the hollow fiber membrane is preferably 50 to 1000 μm. When the inner diameter is 50 μm or more, the flow resistance of the fluid flowing in the hollow fiber membrane is appropriately reduced, and the supply of the fluid is facilitated. If the thickness is 1000 μm or less, the size of the dissolver can be reduced, which is advantageous in terms of making the apparatus compact.
【００３０】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。When a hollow fiber membrane is used for the carbon dioxide gas dissolving device, a method of supplying carbon dioxide to the hollow side of the hollow fiber membrane and supplying hot water to the outer surface side to dissolve the carbon dioxide gas, There is a method in which carbon dioxide is supplied to the outer surface side and hot water is supplied to the hollow side to dissolve carbon dioxide. Among them, the latter method is particularly preferable because carbon dioxide can be dissolved in hot water at a high concentration regardless of the form of the membrane module.
【００３１】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５〜７０
ｖｏｌ％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７０
ｖｏｌ％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。As the carbon dioxide dissolver used in the present invention, a carbon dioxide dissolver having a diffuser means in which a diffuser made of a porous material is provided at the bottom in the carbon dioxide dissolver can be used. The material and shape of the porous body disposed in the diffuser may be of any material, but the porosity, that is, the volume ratio of the voids present in the porous body itself to the entire porous body is 5-70
What is vol% is preferable. In order to further enhance the dissolution efficiency of carbon dioxide, a lower porosity is more suitable.
More preferably, it is 40 vol%. Porosity 70
When the content is not more than vol%, the control of the flow rate of the carbon dioxide gas becomes easy, the gas flow rate can be appropriately reduced, and the bubbles of the carbon dioxide gas diffused from the diffused gas do not become large, and the dissolving efficiency does not easily decrease. If the porosity is 5 vol% or more, a sufficient supply of carbon dioxide gas can be maintained, and the dissolution of carbon dioxide gas tends to be relatively short.
【００３２】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。The pore diameter on the surface of the porous body is preferably 0.01 to 10 μm in order to control the flow rate of diffused carbon dioxide gas and to form fine bubbles. When the pore size is 10 μm or less, bubbles rising in water are appropriately reduced, and the dissolving efficiency of carbon dioxide gas is improved. On the other hand, if the thickness is 0.01 μm or more, the amount of air diffused into water becomes moderately large, and even if a high concentration of carbonated water is obtained, it can be performed in a relatively short time.
【００３３】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。The larger the surface area of the porous body disposed in the diffuser of the diffuser means, the more bubbles can be generated, and the contact between the carbon dioxide gas and the raw water proceeds efficiently, and before the bubbles are generated. Dissolution also occurs, thereby increasing the dissolution efficiency.
Therefore, although the shape of the porous body is not limited, a porous body having a large surface area is preferable. As a means for increasing the surface area, there are various methods such as making the porous body cylindrical, or making the surface like a flat plate with irregularities, but it is preferable to use a porous hollow fiber membrane, In particular, it is effective to use a porous bundle of hollow fiber membranes.
【００３４】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。The material of the porous body includes various materials such as metal, ceramic, and plastic, but is not particularly limited. However, a hydrophilic material is not preferable because warm water enters the air diffusing means from the pores on the surface when the supply of carbon dioxide gas is stopped.
【００３５】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。A carbon dioxide gas is supplied to the outer surface side of the hollow fiber membrane,
When dissolving carbon dioxide by supplying warm water to the hollow side,
A pipe for backwashing may be provided. If scale accumulates at the end of the potting opening corresponding to the supply port to the hollow portion of the hollow fiber membrane, the scale can be relatively easily removed by backwashing.
【００３６】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。Regarding the carbonated water produced according to the present invention, the concentration of carbon dioxide gas is not particularly limited. In the above-described example, if the desired value of the carbon dioxide concentration is input to the device and the circulation pump 1 circulates the hot water in the bathtub 11, the device is automatically operated in accordance with the desired carbon dioxide concentration. The circulation time is adjusted so that the bathtub 11 is filled with carbonated water having a desired carbon dioxide concentration.
【００３７】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。However, in order to obtain a sufficient medical physiological effect, the carbon dioxide concentration of the carbonated water is generally 600 ppm.
The above is necessary. From this point, the carbon dioxide concentration of the carbonated water produced in the present invention is also preferably 600 ppm or more. On the other hand, the higher the concentration of carbon dioxide gas, the lower the dissolution efficiency of carbon dioxide gas, and above a certain concentration, the physiological effect level off. From this point,
The upper limit of the carbon dioxide concentration is appropriately about 1400 ppm.
【００３８】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。The apparatus for producing carbonated water of the present invention may further include a bubble generator or a pressure injection device. The bubble generator generates physical bubbles in the bath water and the pressure injection device generates water flow in the bath water to give physical stimulation to the affected part of the body and promote blood circulation by its massage effect, It is for relieving low back pain, stiff shoulders, muscle fatigue, etc. Such devices are currently sold by various companies, and are widely used in hospitals, nursing homes, and homes.
【００３９】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。On the other hand, the carbonated water produced according to the present invention has a function of percutaneously absorbing carbon dioxide in the water, thereby expanding blood vessels and promoting blood circulation. In other words, if the action by air bubbles and pressure injection is a dynamic action, the action by carbonated water can be said to be a static action. It should be noted that the treatment with carbonated water has the advantage that there is no physical stimulus as compared with a bubble generator or a pressure injection device, so there is no unreasonable burden on the body or the affected part and there are few side effects.
【００４０】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。In the example shown in FIG. 1, a bubble generating device is further provided in the carbonated water producing apparatus of the present invention, and a unit is formed into a single package, thereby forming a multifunctional apparatus capable of performing both functions with one apparatus. It is. The bubble generator is
At least at the time of use, it comprises a diffuser plate 9 arranged at the lower part in the bathtub, a compressor 8 for supplying air to the diffuser plate 9, and a pipe connecting the two. By activating the compressor 9, air bubbles are generated from the diffuser plate 8, and give a physical stimulus to the affected part of the bather.
【００４１】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。However, in such a multifunctional device, it is preferable not to generate bubbles when the bathtub is filled with carbonated water. This is because the inside of the bathtub is disturbed by the bubbles, and the carbon dioxide dissolved in the carbonated water tends to evaporate into the air, and the concentration of the carbonated water tends to decrease rapidly in an instant. For this reason, it is preferable that the function of producing carbonated water and the function of generating bubbles are not used in combination and are separately implemented by providing a changeover switch.
【００４２】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。FIG. 3 shows an example of another multifunctional apparatus of the carbonated water producing apparatus of the present invention. This pressure injection device includes a jet nozzle 10 arranged at least in a bathtub 11 at the time of use, an ejector 12 for sucking air supplied to the jet nozzle 10, and a pipe connecting the two. Water jets or air bubbles or the like are generated from the jet nozzle 10 and give physical stimulation to the affected part of the bather. The function of generating water flow or bubbles is not used in combination with the production of carbonated water, but is switched by the switching valve 13 and separately performed.
【００４３】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。The apparatus shown in FIG. 1 is further provided with automatic drainage means. Specifically, the automatic water draining means includes a pipe for draining the hollow fiber membrane in the carbon dioxide gas dissolving unit 3 and a solenoid valve (opening valve) arranged in the middle of the pipe.
7 In the carbon dioxide dissolver 3, when water vapor evaporated from the hollow part of the hollow fiber membrane condenses on the outer part of the hollow fiber membrane and the drain accumulates, the drain blocks the membrane surface and the gas cannot be effectively permeated. There is. The automatic drainage means automatically and periodically opens the solenoid valve (opening valve) 7 to discharge the drain accumulated in the carbon dioxide dissolver 3 to the outside of the apparatus.
【００４４】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。In the example shown in FIG. 1, for example, in the carbon dioxide dissolver 3 (hollow fiber membrane area: 0.6 m 2 ), the solenoid valve 7 is opened for one second at the start (or at the end) of the operation, and the drain is opened. Release to the outside. At this time, the carbon dioxide gas electromagnetic valve 6 is opened, and the drain is discharged at an appropriate gas pressure (about 0.15 Mpa). External discharge during each operation is too frequent and wastes carbon dioxide. Therefore, the operation time is integrated and water is automatically drained at the start of the next operation for every operation for 4 hours or more.
【００４５】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。As described above, by setting the time and gas pressure suitable for the apparatus and automatically performing draining, there is no need to perform manual draining as in the prior art. A large film area can be ensured, and high-concentration carbonated water can be produced.
【００４６】[0046]
【実施例】以下、本発明を、実施例によって更に具体的
に説明する。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
【００４７】＜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。<Example 1> Using the apparatus of the flow sheet shown in FIG. 1, carbonated water was produced as follows. The carbon dioxide dissolver 3 includes the above-described three-layer composite hollow fiber membrane [Mitsubishi Rayon
MHF] (trade name, manufactured by Co., Ltd.) with an effective total membrane area of 0.6 m 2 was used to supply carbon dioxide gas to the outer surface side of the hollow fiber membrane and raw water to the hollow side to supply carbon dioxide. The technique of dissolving gas was adopted. As the circulating pump 1, a three-head diaphragm pump manufactured by SHURflo, which is a diaphragm-type metering pump, was used.
【００４８】そして、浴槽１１内に満たした水量１０
Ｌ、温度３５℃の温水を、循環ポンプ１により、流量５
Ｌ／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。Then, the amount of water 10
L, warm water at a temperature of 35 ° C. was circulated at a flow rate of 5
Circulation was performed at a rate of L / min, and at the same time, carbon dioxide gas was supplied to the carbon dioxide gas dissolver 5 at a pressure of 0.05 MPa. By this circulation, the carbon gas concentration of the hot water in the bathtub 11 gradually increased. The carbon dioxide concentration was measured with an ion meter IM40S manufactured by Toa Denpa Kogyo and a carbon dioxide electrode CE-235. Table 1 shows the measurement results of the carbon dioxide concentration for each circulation time. In the production of carbonated water, drainage was automatically performed by an automatic extraction function, and gas was also appropriately removed.
【００４９】さらに、炭酸ガス供給圧力を０.１０ＭＰ
ａ、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。Further, the supply pressure of the carbon dioxide gas is set to 0.10 MPa.
a, carbonated water was produced in the same manner except that the pressure was changed to 0.15 MPa. Table 2 also shows the circulation time and carbon dioxide concentration in this case. FIG. 4 shows these graphs.
【００５０】[0050]
【表１】 [Table 1]
【００５１】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１０００ｐｐ
ｍ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。From the data shown in Table 1, for example, the target carbon dioxide concentration of the carbonated water to be produced is 1000 pp.
m, the carbon dioxide gas supply pressure is 0.05 MPa,
In each case of 0.10 MPa and 0.15 MPa, the time required for circulation is determined as shown in Table 2.
【００５２】[0052]
【表２】 [Table 2]
【００５３】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、１０００ｐｐ
ｍ程度の高濃度の炭酸水を製造することができた。In the present invention, since a positive displacement metering pump having self-priming performance is used, stable circulation is possible even with carbonated water having a high concentration of about 1000 ppm.
Therefore, when the gas was circulated again for the required time at each of the three gas supply pressures shown in Table 2, 1000 pp
m high concentration of carbonated water could be produced.
【００５４】＜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。<Comparative Example 1> As a circulation pump 1, a spiral pump was used instead of a diaphragm type metering pump.
Further, carbonated water is produced in the same manner as in Example 1, except that a submersible pump (swirl type) is also provided at the tip of the suction hose in the bathtub to make the pressure at the pump suction port positive (push). Tried. However, before reaching the high concentration of carbonated water (1000 ppm), the pump stopped due to the generation of bubbles.
【００５５】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。Table 3 shows the time from the start of operation to the stop of the vortex pump due to entrainment of bubbles, and the carbon dioxide concentration at the time of the stop.
【００５６】[0056]
【表３】 [Table 3]
【００５７】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。From the results shown in Table 3, it can be seen that when a centrifugal pump is used, the concentration of carbonated water becomes high and the pump is stopped by air bubbles, so that a pump having a high concentration of about 1000 ppm cannot be produced.
【００５８】[0058]
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、容積式定量ポンプを用いるので、高濃度の炭酸水に
気泡が発生した場合でも、安定した循環が可能である。
また、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、高濃度の炭酸水を低コ
ストかつ簡便な操作で製造することができる。As described above, in the present invention, since a positive displacement metering pump is used, stable circulation is possible even when bubbles are generated in high-concentration carbonated water.
Further, complicated control is not required, the configuration of the apparatus can be extremely simplified, and a small-sized and low-cost high-concentration carbonated water can be produced at low cost and with simple operation.
【００５９】さらに、ワンパス型の装置に比べて、セッ
ティングが簡単であり、また低いガス供給圧力で、より
効率良く、低コストで炭酸水を製造できる。Further, as compared with the one-pass type apparatus, the setting is simple, and the carbonated water can be produced more efficiently at a lower gas supply pressure and at lower cost.
【００６０】このような点から、本発明は、例えば浴槽
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、家庭用の炭酸水製造装置として非
常に有用である。In view of the above, the present invention can be used simply by storing hot water in a bathtub and putting in a carbonated water circulation hose of the apparatus, and is therefore very useful as a carbonated water producing apparatus for home use.
【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。FIG. 1 is a flow sheet showing an example of a case where the circulating carbonated water producing apparatus of the present invention is used.
【図２】三層複合中空糸膜の一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic view showing an example of a three-layer composite hollow fiber membrane.
【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。FIG. 3 is a flow sheet showing an example in the case of using the circulating carbonated water producing apparatus of the present invention.
【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。FIG. 4 is a graph showing a relationship between a circulation time and a carbon dioxide gas concentration in Example 1.
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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Circulation pump 2 Prefilter 3 Carbon dioxide gas dissolver 4 Carbon dioxide gas cylinder 5 Pressure reducing valve 6 Solenoid valve 7 Solenoid valve 8 Compressor 9 Air diffuser plate 10 Jet nozzle 11 Bathtub 12 Ejector 13 Switching valve 19 Non-porous layer 20 Porous layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹田 哲 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目１番60号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内 (72)発明者 榊原 巨規 東京都港区港南一丁目６番41号 三菱レイ ヨン株式会社内 (72)発明者 森岡 雄一 山形県長井市成田2613 テクノ・モリオカ 株式会社内 Ｆターム(参考） 2D005 FA00 4C094 AA01 DD06 GG01 4G035 AA05 AB28 4G037 BA03 BB01 BB06 BD01 BD06 EA10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tetsu Takeda 4-160 Sunadabashi, Higashi-ku, Nagoya City, Aichi Prefecture Inside Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Product Development Laboratory (72) Inventor Koki Sakakibara 1-6-1 Konan, Minato-ku, Tokyo No. 41 Inside Mitsubishi Rayon Co., Ltd. (72) Inventor Yuichi Morioka 2613 Narita, Nagai City, Yamagata Prefecture Techno Morioca Co., Ltd. F-term (reference) 2D005 FA00 4C094 AA01 DD06 GG01 4G035 AA05 AB28 4G037 BA03 BB01 BB06 BD01 BD06 EA10
Claims (8)
え、該循環用ポンプにより水槽中の水を該炭酸ガス溶解
器を介して循環させ、該炭酸ガス溶解器内に炭酸ガスを
供給して、該水中に炭酸ガスを溶解させる炭酸水製造装
置において、該循環用ポンプが、自吸性能を有する容積
式定量ポンプであることを特徴とする炭酸水製造装置。1. A carbon dioxide dissolver and a circulation pump, wherein water in a water tank is circulated through the carbon dioxide dissolver by the circulation pump, and carbon dioxide is supplied into the carbon dioxide dissolver. In the carbonated water producing apparatus for dissolving carbon dioxide in the water, the circulating pump is a positive displacement metering pump having self-priming performance.
である請求項１記載の炭酸水製造装置。2. The apparatus for producing carbonated water according to claim 1, wherein the carbon dioxide dissolver is a membrane type carbon dioxide dissolver.
過性膜を含む炭酸ガス溶解器である請求項２記載の炭酸
水製造装置。3. The apparatus for producing carbonated water according to claim 2, wherein the membrane type carbon dioxide gas dissolver is a carbon dioxide gas dissolver including a non-porous gas permeable membrane.
える請求項１記載の炭酸水製造装置。4. The apparatus for producing carbonated water according to claim 1, further comprising a bubble generator or a pressure injection device.
載の炭酸水製造装置。5. The carbonated water producing apparatus according to claim 1, further comprising an automatic drainage means.
ス溶解器を介して循環させ、該炭酸ガス溶解器内に炭酸
ガスを供給して、該水中に炭酸ガスを溶解させる炭酸水
製造方法において、該循環用ポンプとして、自吸性能を
有する容積式定量ポンプを用いることを特徴とする炭酸
水製造方法。6. A method for producing carbonated water in which water in a water tank is circulated by a circulation pump through a carbon dioxide gas dissolver, carbon dioxide gas is supplied into the carbon dioxide gas dissolver, and carbon dioxide gas is dissolved in the water. , Wherein a positive displacement metering pump having self-priming performance is used as the circulation pump.
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６
００ｐｐｍ〜１４００ｐｐｍの範囲内にする請求項６記
載の炭酸水製造方法。7. Correlation data between the circulation flow rate of the positive displacement metering pump, the gas supply pressure in the water volume in the water tank, the carbon dioxide concentration in the carbonated water in the water tank, and the circulation time is recorded in advance, and the correlation data is recorded during the production of carbonated water. By adjusting the circulation time on the basis of the
The method for producing carbonated water according to claim 6, wherein the content is in the range of 00 ppm to 1400 ppm.
Ｐａの範囲内である請求項６記載の炭酸水製造方法。8. The supply pressure of carbon dioxide gas is 0.01 to 0.3M.
The method for producing carbonated water according to claim 6, wherein the value is within the range of Pa.
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