JP2003066023A - 人工炭酸泉の炭酸ガス濃度測定方法、その制御方法および人工炭酸泉製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡便な方法により温水に溶解した炭酸ガス濃
度を求めることができ、所望の炭酸ガス濃度の温水、即
ち、人工炭酸泉として有効な飽和炭酸ガス濃度以上であ
る１０００ｐｐｍから１４００ｐｐｍの炭酸泉を簡便に
製造する装置を提供する。 【解決手段】 炭酸ガス溶解器とｐＨ測定装置を備えた
人工炭酸泉製造装置において、飽和炭酸ガス濃度以下と
なる一定量の炭酸ガスを人工炭酸泉にする温水に溶解し
て、溶解後の温水のｐＨ値と溶解させた炭酸ガス溶解量
から炭酸ガス濃度を算出し、ｐＨ値と炭酸ガス濃度との
相関関係式を算出し、算出して求めた相関関係式を用い
て目標とする炭酸ガス濃度の人工炭酸泉を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、温水に炭酸ガスを溶解
することにより人工的に生成した炭酸泉の炭酸ガス濃度
を測定する方法、当該炭酸泉の炭酸ガス濃度を所望の濃
度に制御する方法、および当該炭酸泉の人工炭酸泉製造
装置に関し、特に簡易な手段で行う炭酸ガス濃度を測定
する方法、当該方法を用いて人工炭酸泉の炭酸ガス濃度
を所望の濃度に制御する方法および好適な人工炭酸泉を
製造する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】炭酸泉はその強力な血管拡張作用により
末梢血液循環不全に優れた効果を発揮すると考えられて
いることから、広く治療や湯治に使用されている。これ
までは天然より湧出した炭酸泉が使用されていたが、優
れた人工炭酸泉製造方法の開発により現在では広く内科
治療の一つとして人工炭酸泉治療が使用されるに至って
いる。人工炭酸泉治療における臨床研究成果から、治療
に使用し得る炭酸ガスの有効濃度は１０００ｐｐｍ以上
１４００ｐｐｍ近傍で最大になることが明らかになって
きている。また、疾患の重傷度や治療の継続期間により
炭酸ガス濃度に対する応答性が異なることも示されてき
ており、実際の人工炭酸泉治療においては、患者に応じ
た炭酸ガスの適応濃度を設定することが必要となってい
る。

【０００３】炭酸泉治療において炭酸ガス濃度を測定す
る方法としては、イオン電極式の炭酸ガス濃度計を用い
る方法、あらかじめ測定したアルカリ度を事前にプログ
ラム入力しｐＨ測定により炭酸ガス濃度を測定する方法
がある。しかし、イオン電極式の方法では測定結果を得
るまでに数分を要し、測定毎に常に数分が必要なため短
時間で測定結果を得ることが出来なかった。また、アル
カリ度を事前にプログラム入力してｐＨ測定により炭酸
ガス濃度を測定する方法では、水質毎に異なるアルカリ
度を事前にその都度測定する必要があり、他のイオンや
塩類が混入した場合には再度アルカリ度を測定しなおす
必要があり、これらの測定方法では、実用上の欠点を有
していた。

【０００４】一方、人工炭酸泉の製造方法としては、薬
剤反応により生じた炭酸ガスの気泡を温水中に溶解させ
る方法（特開平２−２７０１５８号公報）、導管を用い
て循環させた温水を導管の途中に設けた分散器内におい
てスタティックミキサと呼ばれる攪拌器で強制的に炭酸
ガスと温水とを混合させる方法（特開昭６３−２４２２
５７号公報）、多層複合中空糸膜溶解器を使用する方法
（三菱レイヨン・エンジニアリング社製「炭酸水製造装
置ＭＲＥＳＰＡ」）等がある。

【０００５】いずれの炭酸ガス溶解方法でも、大気圧下
での炭酸ガス溶解方法であることから効率的に飽和溶解
度以上の炭酸ガス濃度に調整することは難しい。また、
圧力タンクを使用することにより飽和溶解度以上にする
ことは技術的には可能であるが、大量の炭酸泉を得るた
めには装置を大型化する必要があり実際上採用し難い状
況にある。

【０００６】本発明の目的は、治療に有効と言われてい
る炭酸ガス濃度領域内にある人工炭酸泉の炭酸ガス濃度
を簡便に測定すること、人工炭酸泉を上記炭酸ガス濃度
領域内における所望の炭酸ガス濃度に制御する方法、さ
らには効率的に人工炭酸泉を製造する装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【発明を解決するための手段・効果】上記目的は、以下
の事項を備えた本件各請求項に係わる発明により効果的
に達成される。

【０００８】即ち、請求項１に係わる発明は、異種の温
水使用ごとに、所定量の温水に飽和炭酸ガス濃度以下と
なる所望量の炭酸ガスを少なくとも１回溶解すること、
炭酸ガス溶解後の温水のｐＨ値を測定すること、前記炭
酸ガスの溶解量と前記温水の量とから炭酸ガス濃度を算
出すること、算出した炭酸ガス濃度と測定したｐＨ値と
から相関関係式を導出すること、同相関関係式にある温
水に所望量の炭酸ガスを更に溶解させて得られる人工炭
酸泉のｐＨ値を測定すること、及び前記相関関係式から
前記人工炭酸泉のｐＨ値に対応する炭酸ガス濃度を算出
すること、を特徴とする人工炭酸泉の炭酸ガス濃度測定
方法にある。

【０００９】この人工炭酸泉の炭酸ガス濃度測定方法で
は、炭酸ガス溶解前の所定量の温水に対して溶解させて
も飽和炭酸ガス濃度以下となる所望量の炭酸ガスを少な
くとも１回溶解させ、溶解させた毎にそのときの温水の
ｐＨ値を測定する。このｐＨ値を測定するに当たって
は、飽和炭酸ガス濃度以下となる所望量の炭酸ガスを温
水に対して溶解させており、溶解に使用した炭酸ガスが
１００％温水に溶解させることができる。また、温水の
炭酸ガス濃度は供給した炭酸ガス量と温水量とから算出
することができるので、所望量炭酸ガスを溶解させたと
きの温水の炭酸ガス濃度とそのときのｐＨ値との関係を
得ることができる。算出した炭酸ガス濃度と測定したｐ
Ｈ値を用いて後述する炭酸ガス濃度とｐＨ値との相関関
係式を導出する。この相関関係式が人工炭酸泉を製造す
るために使用する温水の相関関係式を導出したときの条
件下における特有の相関関係式となっている。この相関
関係式を用いることにより、任意の炭酸ガス量を溶解さ
せたときの人工炭酸泉の炭酸ガス濃度をこの相関関係式
から求めたｐＨ値として表すことができる。従って、人
工炭酸泉の炭酸ガス濃度は、この相関関係式を用いるこ
とによりを簡便に求めることができるのである。

【００１０】請求項２に係わる発明は、異種の温水使用
ごとに、所定量の温水に飽和炭酸ガス濃度以下となる所
望量の炭酸ガスを少なくとも１回溶解すること、炭酸ガ
ス溶解後の温水のｐＨ値を測定すること、前記炭酸ガス
の溶解量と前記温水の量とから炭酸ガス濃度を算出する
こと、算出した炭酸ガス濃度と測定したｐＨ値とから相
関関係式を導出すること、同相関関係式にある温水に所
望量の炭酸ガスを更に溶解させて得られる人工炭酸泉に
対する所望の炭酸ガス濃度とするためのｐＨ値を前記相
関関係式を用いて算出すること、及び前記人工炭酸泉の
ｐＨ値を上記相関関係式から算出したｐＨ値となるよう
炭酸ガスの溶解量を制御すること、を特徴とする人工炭
酸泉の炭酸ガス濃度制御方法にある。

【００１１】この人工炭酸泉の炭酸ガス濃度制御方法で
は、請求項１に記載の人工炭酸泉の炭酸ガス濃度測定方
法を利用することによって、人工炭酸泉の炭酸ガス濃度
を所望の濃度に制御するものである。そのために、人工
炭酸泉の炭酸ガス濃度制御を行う上で、炭酸ガス濃度を
直接測定する代わりに、相関関係式を用いて所望の該炭
酸ガス濃度に対応したｐＨ値を算出し、このｐＨ値、即
ち人工炭酸泉としての所望の炭酸ガス濃度、となるよう
に炭酸ガス溶解器における炭酸ガス溶解量を制御するも
のである。従って、簡便な方法により人工炭酸泉の炭酸
ガス濃度を所望の値に制御し得るものである。

【００１２】請求項３に係わる発明は、温水に所望量の
炭酸ガスを溶解させる人工炭酸泉製造装置であって、流
量調整器を備えた炭酸ガス供給源と、炭酸ガスを温水に
溶解する炭酸ガス溶解器と、炭酸ガス溶解後の温水のｐ
Ｈ値を測定するｐＨ測定装置と、ガス流量調整器を制御
する制御装置とを備えてなり、前記制御装置は、人工炭
酸泉の目標炭酸ガス濃度を設定するステップと、炭酸ガ
ス供給源を制御して所定量の温水に飽和炭酸ガス濃度以
下となる所望量の炭酸ガスを少なくとも１回炭酸ガス溶
解器に供給するステップと、前記炭酸ガスの溶解量と前
記温水の量とから炭酸ガス濃度を算出するステップと、
算出した炭酸ガス濃度と測定したｐＨ値とから相関関係
式を導出するステップと、同相関関係式にある温水に所
望量の炭酸ガスを更に溶解させて得られる人工炭酸泉に
対する所望の炭酸ガス濃度とするためのｐＨ値を前記相
関関係式を用いて算出するステップと、前記人工炭酸泉
のｐＨ測定器における測定値が上記相関関係式から算出
したｐＨ値となるよう前記ガス流量調整器を制御するス
テップと、からなることを特徴とする人工炭酸泉製造装
置にある。

【００１３】温水に所望の炭酸ガスを溶解させる人工炭
酸ガス製造装置において、流量調整器を備えた炭酸ガス
供給源と、炭酸ガスを温水に溶解する炭酸ガス溶解器
と、炭酸ガス溶解後の温水のｐＨ値を測定するｐＨ測定
装置と炭酸ガス流量調整器を制御する制御装置とを備え
たものであって、制御装置により請求項２に記載した人
工炭酸泉の炭酸ガス濃度制御方法を行わせて所望の炭酸
ガス濃度の人工炭酸泉を製造する人工炭酸泉製造装置で
ある。

【００１４】炭酸泉として使用する温水に関する炭酸ガ
ス濃度とｐＨ値の相関関係式を求めておき、この相関関
係式を用いて目標とする炭酸ガス濃度に対応するｐＨ値
を算出し、この目標とするｐＨ値に温水がなるように炭
酸ガス溶解器に炭酸ガスを供給するガス流量調整器を制
御するものであって、簡便にして所望の炭酸ガス濃度に
なった炭酸泉を製造することができるものである。

【００１５】請求項４に係わる発明は、温水に所望量の
炭酸ガスを溶解させる人工炭酸泉製造装置であって、炭
酸ガス圧調整器を備えた炭酸ガス供給源と、中空糸膜を
介して炭酸ガスを温水に溶解する炭酸ガス溶解器と、炭
酸ガス溶解器における温水圧を調整する温水圧調整器と
を備えてなり、炭酸ガス圧及び温水圧を炭酸ガス圧調整
器及び温水圧調整器の調整により飽和炭酸ガス濃度以上
の人工炭酸泉が得られる圧力としたことを特徴とする人
工炭酸泉製造装置にある。

【００１６】この人工炭酸泉製造装置では、中空糸膜を
用いた炭酸ガス溶解器において、中空糸膜表面の接触部
と中空糸膜の中空内の一方に温水を他方に炭酸ガスを流
通させ、中空糸膜におけるガス交換膜としての作用を利
用して温水に炭酸ガスを溶解させるときに、炭酸ガス圧
及び温水圧をそれぞれ炭酸ガス圧調整器及び温水圧調整
器を調整することによって飽和炭酸ガス濃度以上の人工
炭酸泉が得られる圧力としたことを特徴としている。こ
のため、飽和炭酸ガス濃度以上に炭酸ガスが溶解した人
工炭酸泉を中空糸膜によるガス交換膜を介して製造する
ことができるものである。

【００１７】請求項５に係わる発明は、前記温水圧調整
器の調整により前記温水圧を０．１Ｍｐａ以上に保持す
ることを特徴とする請求項４記載の人工炭酸泉製造装置
にある。この人工炭酸泉製造装置では、請求項４におけ
る人工炭酸泉製造装置において炭酸ガス溶解器に供給す
る温水の圧力を温水圧調整器の調整により０．１Ｍｐａ
以上に保持した状態で炭酸ガスの溶解を行うものであ
り、これにより効率的に温水に対して飽和炭酸ガス濃度
以上の炭酸ガスを溶解できるものである。

【００１８】請求項６に係わる発明は、前記温水圧調整
器が前記炭酸ガス溶解器の下流側に設けた除菌フィルタ
ーであることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の
人工炭酸泉製造装置にある。

【００１９】この人工炭酸泉製造装置では、炭酸ガス溶
解器の下流側に除菌フィルターを設けることにより温水
圧力調整器としての機能も併せ持たせ、一つの部材で温
水圧の調整および温水の除菌を行わせるものである。

【００２０】請求項７に係わる発明は、更に炭酸ガス供
給源に設けた流量調整器を有してなり、上記温水圧調整
器、上記炭酸ガス圧調整器及び前記流量調整器を制御す
る制御装置は、人工炭酸泉の目標炭酸ガス濃度を設定す
るステップと、炭酸ガス供給源を制御して所定量の温水
に飽和炭酸ガス濃度以下となる所望量の炭酸ガスを少な
くとも１回炭酸ガス溶解器に供給するステップと、前記
炭酸ガスの溶解量と前記温水の量とから炭酸ガス濃度を
算出するステップと、算出した炭酸ガス濃度と測定した
ｐＨ値とから相関関係式を導出するステップと、同相関
関係式にある温水に所望量の炭酸ガスを更に溶解させて
得られる人工炭酸泉に対する所望の炭酸ガス濃度とする
ためのｐＨ値を前記相関関係式を用いて算出するステッ
プと、ｐＨ測定器の測定値が上記相関関係式から算出し
たｐＨ値となるよう前記ガス流量調整器を制御するステ
ップと、からなることを特徴とする請求項４乃至６記載
の人工炭酸泉製造装置にある。

【００２１】この人工炭酸泉製造装置では、炭酸ガス供
給源に流量調整器を更に設けると共に、温水圧調整器、
炭酸ガス圧調整器及び新たに設けた流量調整器を制御装
置により制御し、その制御としては請求項３に記載の人
工炭酸泉製造装置における制御装置の制御と同様の制御
を行わせるものである。これにより飽和炭酸ガス濃度以
上の所望の炭酸ガス濃度となった人工炭酸泉を効率的に
製造することができるものである。

【００２２】

【発明の実施形態】以下、本発明の代表的な実施の形態
について図面を参照しながら具体的に説明する。

【００２３】図１は、本発明における人工炭酸泉製造装
置の構成図である。図２は、ｐＨ値と炭酸ガス濃度から
求めた相関関係式と実測値との関係を示した図である。
図３は、多層複合中空糸膜の構成図である。図４は、多
層複合中空糸膜を用いて温水に対して炭酸ガスが溶解す
る概念図である。

【００２４】図１に示すように、浴槽１内の温水を循環
させるための導管Ａおよび戻し管Ｂと、浴槽１内の温水
を導管Ａから温水を吸引し炭酸ガスを溶解した温水を戻
し管Ｂを介して浴槽１に排出する循環ポンプ２と、導管
Ａの温水に炭酸ガスを溶解する炭酸ガス溶解器３と、炭
酸ガス溶解器３の下流側に設けられた温水圧調整器４
と、温水圧調整器４の下流側に設けられたｐＨ測定装置
５と、炭酸ガス溶解器３へ炭酸ガスを供給する炭酸ガス
ボンベ６と、炭酸ガスボンベ６から供給される炭酸ガス
の圧力を調整する炭酸ガス圧調整器７と、炭酸ガス圧調
整器７から排出される炭酸ガス流量を調整する流量調整
器８と、流量調整器からの流量を測定する積算流量計９
と、積算流量計９からの測定値と循環ポンプの吐出量と
から炭酸ガス溶解器において炭酸ガスを溶解した温水に
溶存する炭酸ガス濃度を演算しこの演算した炭酸ガス濃
度とｐＨ測定装置で測定したｐＨ値とから炭酸ガス濃度
とｐＨ値との相関関係式を算出しｐＨ測定装置内を流れ
る温水の浴存する炭酸ガス濃度の表示を行い、また温水
圧調整器と炭酸ガス圧調整器への圧力制御および流量調
整器の流量制御さらには循環ポンプの制御を行う制御信
号を発信する制御装置１０とにより構成されている。な
お、炭酸ガス供給源としては、炭酸ガスボンベ、炭酸ガ
ス圧調整器及び流量調整器から構成されているが、炭酸
ガス圧調整器と流量調整器は必要により一方だけを使用
することができるし、炭酸ガス圧調整器と流量調整器の
配置を図１の場合と逆にすることもできる。

【００２５】図１においては、温水圧調整器を炭酸ガス
溶解器の下流側に配置した構成を示しているが、温水圧
調整器を炭酸ガス溶解器の上流側に設けることも、循環
ポンプを温水圧調整器として使用することもできるし、
炭酸ガス溶解器の上流側と下流側の双方に設けてもよ
い。また、ｐＨ測定装置は、温水圧調整器の下流側に設
けた構成を記載しているが、温水圧調整器の上流側に配
置してもよく、炭酸ガス溶解後のｐＨ値が測定できる場
所であればよいことは言うまでもない。

【００２６】この実施例では温水圧調整器４として、ろ
過フィルターを用いた例を示しているが、ろ過フィルタ
ーの代わりに制御弁等公知の圧力調整手段を採用した
り、循環ポンプの吐出圧を制御することにより炭酸ガス
溶解器へ流入される温水圧を調整することができる。ま
た、ろ過フィルターを用いる場合には、循環ポンプの吐
出圧との関係で炭酸ガス溶解器へ流入される温水圧が所
望の圧力以上となるろ過フィルターを採用することで圧
力調整器としての機能を行わせることができる。

【００２７】炭酸ガス濃度とｐＨ値の相関関係式の算出
は、最初に溶解する炭酸ガス溶解量が飽和炭酸ガス濃度
以下であることが必要であり、このとき炭酸ガスを全て
温水に溶解させることができる。一般的には、炭酸ガス
濃度が低濃度であるほど溶解効率は高くｐＨ値の測定精
度を上げることは可能であるが、炭酸ガスの濃度が低す
ぎると炭酸ガス溶解量そのものの定量に誤差が生じるた
め、溶解方法や水温にもよるが、炭酸ガスを溶解させよ
うとする温水の水温における飽和溶解度の１０〜７０％
であることが望ましい。炭酸ガス溶解前の所定量の温水
に対して溶解させても飽和炭酸ガス濃度以下となる所望
量の炭酸ガスは少なくとも１回溶解させ、このとき供給
した炭酸ガス量と温水量とから算出した温水の炭酸ガス
濃度と測定した温水のｐＨ値を用いて相関関係式を導出
できる。異なる炭酸ガス濃度でのｐＨ値を使っても相関
関係式を導出できる。

【００２８】相関関係式は２つの異なる濃度におけるそ
れぞれのｐＨ値を測定することにより次式より求めるこ
とができる。 ｐＨ＝ｌｏｇ[ （炭酸水素塩の濃度／炭酸ガス濃度）* （１／炭酸の解離定数 ）] …式（１）

【００２９】他のイオンの存在がほとんど無視できる真
水であれば、１つの炭酸ガス濃度とそのときのｐＨ値だ
けからでも相関関係式を求めることができ、例えば、２
５℃における炭酸の解離定数で近似した、いわゆるＴｉ
ｌｌｍａｎｎの式を用いて次式により求められる。 ｐＨ＝ｌｏｇ［炭酸水素塩の濃度* ０．２０３×１０⁷ガス濃度］…式（２）

【００３０】相関関係式の導出に当たっては、炭酸ガス
溶解前の所定量の温水に所望量の炭酸ガスを溶解させ
て、そのときの炭酸ガス濃度とｐＨ値とを用いて相関関
係式を導出できるし、複数の炭酸ガス濃度での炭酸ガス
濃度とｐＨ値とから一つの相関関係式を導出することも
できる。なお、複数の炭酸ガス濃度で行う場合には、そ
のときの炭酸ガス濃度を決定することができるのなら
ば、温水としては炭酸ガス溶解前の温水を常に使用しな
くてもよいことは言うまでもない。

【００３１】相関関係式を求めるに当たっては、試料用
の温水としたものを別途用意してこれを使用してもよい
し、浴槽から循環中の温水をそのまま使用してもよく、
相関関係式を求めるための炭酸ガス濃度とｐＨ値とを求
めることができるのであればどのような形態であっても
よい。上記式（１）においては、温水の炭酸ガス濃度を
複数回変えた条件下での炭酸ガス濃度とｐＨ値とを用い
ており、複数の炭酸ガス濃度の対応したｐＨ値を用いて
相関関係式を導出することにより、測定条件や共存イオ
ンにより変動する解離定数、ｐＨ測定装置におけるｐＨ
測定電極の感度低下に起因する校正誤差をも包括した関
係式として得ることができ、より正確な相関関係式を得
ることができる。

【００３２】図２に示すように、上述の（１）式を用い
て、異なる炭酸ガス濃度でのｐＨ値（グラフ右の２つの
■点）から求めた炭酸ガス濃度とｐＨ値の相関関係式が
片対数グラフにおける直線として示されている。また、
別途実測した炭酸ガス濃度とそのときのｐＨ値の実測値
が▼点として同片対数グラフ上に示している。また、飽
和炭酸ガス濃度以上における相関関係式から算出したｐ
Ｈ値（グラフ左の■点）このグラフから分かる通り、相
関関係式が実測値を満足していることが分かる。このこ
とから、上記式を用いて相関関係式を求めこの関係式に
基づいて、所定のｐＨ値に対応した炭酸ガス度（炭酸ガ
ス濃度）を精度よく得ることができることが分かる。従
って、この相関関係式を用いれば、所望の炭酸ガス度を
有する温水を得るためには、そのときのｐＨ値がいくら
にすればよいか簡単に得ることができる。

【００３３】図３に示すように、中空糸膜としては、多
層構造の複合中空糸膜を用いることができる。この実施
例のものは、中間の非多孔質薄膜層１２を内層１１と外
層１３でサンドイッチ状に挟みこんだ三層構造の中空糸
膜を示している。中間の非多孔質薄膜層１２は、ガス透
過性の高い素材で形成されており、水等の液体は透過さ
せずに炭酸ガス等のガス成分のみを透過させるガス交換
膜としての機能を有している。また、この中間層である
非多孔質薄膜層１２の厚みは非常に薄く、約０．５μｍ
に形成されており、このため、非多孔質であってもガス
透過性が高く、ガス相／液相間のガス交換速度にほとん
ど影響しない膜となっている。

【００３４】さらに、中間層の非多孔質薄膜層１２を挟
んで内層１１と外層１３の多孔質層は機械的強度の高い
結晶性のポリオレフィン（ポリエチレン）で形成されて
いるため、中間層である非多孔質薄膜層１２の強度を支
持し、表面を保護する構造となっている。中空糸膜とし
て上記記載した数値等は一つの例示であって、本願発明
を行うことができる炭酸ガス溶解器として中空糸膜であ
ればその中空糸膜を使用することができる。

【００３５】図４に示すように、図３に示すような中空
糸膜からなる炭酸ガス溶解器において、中空糸膜表面に
接触して炭酸ガスを供給し該中空糸膜の中空内を流通す
る温水に対して炭酸ガスを中間層の非多孔質薄膜層１２
を介して溶解させる。あるいは、中空内に炭酸ガスを供
給し中空糸膜表面に接触させながら流通させた温水に対
して炭酸ガスを中間層の非多孔質薄膜層１２を介して溶
解させることもできる。

【００３６】炭酸ガス溶解においては、大気圧下での炭
酸ガス分圧が１以下の領域であれば、炭酸ガスは速やか
に温水中に溶解するため気−液接触面積の大きい中空糸
膜を使用した炭酸ガス溶解器を用いることにより、効率
的な溶解を行うことことが可能である。しかし、炭酸泉
として有効とされる炭酸ガス泉濃度が１０００ｐｐｍか
ら１４００ｐｐｍのものは過飽和状態にある。効率的な
溶解を実施するためにはおのずと溶解方法を変更する必
要がある。少なくとも、炭酸ガス濃度が飽和溶解濃度
（４０℃の場合には、９７３ｐｐｍ）に到達した時点に
おいては炭酸ガス溶解器内の温水圧を上昇させなおかつ
炭酸ガス圧力を温水圧以上に調整することによって、気
体−液体接触面での局所的な圧注入状態が得られ、過飽
和状態となった人工炭酸泉を製造することができる。上
昇させる温水圧は目標とする過飽和状態の炭酸ガス濃度
にもよるが、少なくとも０．１Ｍｐａ以上の圧力にする
ことが好ましい。

【００３７】また、このときの供給する炭酸ガスの圧力
は、少なくともこのときの温水圧以上の圧力が必要であ
る。温水圧を上昇させる手段としては、オリフィス式の
弁を使用することもできるし、中空糸膜による除菌ろ過
フィルターを炭酸ガス溶解器の下流側に設ければ、温水
圧を上昇させると共に温水を除菌することができ清潔な
状態にて人工炭酸泉を使用することができる。

【００３８】

【実施例】３５℃の温水１０Ｌを浴槽に入れ、循環ポン
プ（５Ｌ／ｍｉｎ）、多層構造の複合中空糸膜を用いた
炭酸ガス溶解器（三菱レイヨン社製）および第１の水圧
調整器、炭酸ガスボンベ、炭酸ガス圧調整器、ｐＨ測定
装置、積算流量計、制御装置を図１に示す順序にて連結
し、炭酸ガス圧１．５Ｍｐａにて循環ポンプを運転し
た。次いで、運転時間２分後、３分後のｐＨ値から相関
関係式ｐＨ＝ｌｏｇ［２．９８×１０⁷／炭酸ガス濃
度］を算出した。さらに炭酸ガス溶解器の下流側に中空
糸膜ろ過フィルター（三菱レイヨン社製）を設置するこ
とにより、温水圧を０．２Ｍｐａ、炭酸ガス圧を０．３
Ｍｐａとした後、１０分後における温水の炭酸ガス濃度
を相関関係式より求めたところ１４０４ｐｐｍの値を得
ることができた。このときの炭酸ガス濃度を実測したと
ころ１４０５ｐｐｍあることが分かった。（表１参照）

【００３９】

【表1】

【００４０】以上から明らかなように、簡便な方法によ
り温水に溶解した炭酸ガス濃度を求めることができると
共に所望の飽和炭酸ガス濃度以上の人工炭酸泉、即ち、
人工炭酸泉として有効な炭酸ガス濃度である１０００ｐ
ｐｍから１４００ｐｐｍの炭酸泉を簡便に調整、製造す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における人工炭酸泉製造装置の構成図で
ある。

【図２】ｐＨ値と炭酸ガス濃度から求めた相関関係式と
実測値との関係を示した図である。

【図３】多層複合中空糸膜の構成図である。

【図４】多層複合中空糸膜を用いて温水に対して炭酸ガ
スが溶解する概念図である。

【符号の説明】

１…浴槽 ２…循環ポンプ ３…炭酸ガス溶解器 ４…温水圧調整器 ５…ｐＨ測定器 ６…炭酸ガスボンベ ７…炭酸ガス圧調整器 ８…流量調整器 ９…積算流量計 １０…制御装置 Ａ…導管 Ｂ…戻し管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ａ６１Ｋ 33/00 Ａ６１Ｐ 9/08 Ａ６１Ｐ 9/08 43/00 １２５ 43/00 １２５ Ｇ０１Ｎ 27/46 ３５３Ｚ (72)発明者 田阪 広 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 長坂 好倫 東京都港区港南一丁目６番41号 三菱レイ ヨン・エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 讃井 克弥 東京都港区港南一丁目６番41号 三菱レイ ヨン・エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 2G042 AA01 BB05 CA02 CB03 DA10 EA01 GA01 GA02 4C086 AA01 HA06 HA16 HA21 MA02 MA05 NA04 ZA39 ZC71 4C094 AA01 BB15 DD06 FF20 GG03 4G035 AA05 AE02 AE13

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異種の温水使用ごとに、所定量の温水に
   飽和炭酸ガス濃度以下となる所望量の炭酸ガスを少なく
   とも１回溶解すること、 炭酸ガス溶解後の温水のｐＨ値を測定すること、 前記炭酸ガスの溶解量と前記温水の量とから炭酸ガス濃
   度を算出すること、 算出した炭酸ガス濃度と測定したｐＨ値とから相関関係
   式を導出すること、 同相関関係式にある温水に所望量の炭酸ガスを更に溶解
   させて得られる人工炭酸泉のｐＨ値を測定すること、及
   び前記相関関係式から前記人工炭酸泉のｐＨ値に対応す
   る炭酸ガス濃度を算出すること、を特徴とする人工炭酸
   泉の炭酸ガス濃度測定方法。
2. 【請求項２】 異種の温水使用ごとに、所定量の温水に
   飽和炭酸ガス濃度以下となる所望量の炭酸ガスを少なく
   とも１回溶解すること、 炭酸ガス溶解後の温水のｐＨ値を測定すること、 前記炭酸ガスの溶解量と前記温水の量とから炭酸ガス濃
   度を算出すること、 算出した炭酸ガス濃度と測定したｐＨ値とから相関関係
   式を導出すること、 同相関関係式にある温水に所望量の炭酸ガスを更に溶解
   させて得られる人工炭酸泉に対する所望の炭酸ガス濃度
   とするためのｐＨ値を前記相関関係式を用いて算出する
   こと、及び前記人工炭酸泉のｐＨ値を上記相関関係式か
   ら算出したｐＨ値となるよう炭酸ガスの溶解量を制御す
   ること、を特徴とする人工炭酸泉の炭酸ガス濃度制御方
   法。
3. 【請求項３】 温水に所望量の炭酸ガスを溶解させる人
   工炭酸泉製造装置であって、 流量調整器を備えた炭酸ガス供給源と、 炭酸ガスを温水に溶解する炭酸ガス溶解器と、 炭酸ガス溶解後の温水のｐＨ値を測定するｐＨ測定装置
   と、 ガス流量調整器を制御する制御装置とを備えてなり、前
   記制御装置は、 人工炭酸泉の目標炭酸ガス濃度を設定するステップと、 炭酸ガス供給源を制御して所定量の温水に飽和炭酸ガス
   濃度以下となる所望量の炭酸ガスを少なくとも１回炭酸
   ガス溶解器に供給するステップと、 前記炭酸ガスの溶解量と前記温水の量とから炭酸ガス濃
   度を算出するステップと、 算出した炭酸ガス濃度と測定したｐＨ値とから相関関係
   式を導出するステップと、 同相関関係式にある温水に所望量の炭酸ガスを更に溶解
   させて得られる人工炭酸泉に対する所望の炭酸ガス濃度
   とするためのｐＨ値を前記相関関係式を用いて算出する
   ステップと、 前記人工炭酸泉のｐＨ測定器における測定値が上記相関
   関係式から算出したｐＨ値となるよう前記ガス流量調整
   器を制御するステップと、を含んでなることを特徴とす
   る人工炭酸泉製造装置。
4. 【請求項４】 温水に所望量の炭酸ガスを溶解させる人
   工炭酸泉製造装置であって、 炭酸ガス圧調整器を備えた炭酸ガス供給源と、 中空糸膜を介して炭酸ガスを温水に溶解する炭酸ガス溶
   解器と、 炭酸ガス溶解器における温水圧を調整する温水圧調整器
   とを備えてなり、 炭酸ガス圧及び温水圧を炭酸ガス圧調整器及び温水圧調
   整器の調整により飽和炭酸ガス濃度以上の人工炭酸泉が
   得られる圧力としたことを特徴とする人工炭酸泉製造装
   置。
5. 【請求項５】 前記温水圧調整器の調整により前記温水
   圧を０．１Ｍｐａ以上に保持することを特徴とする請求
   項４記載の人工炭酸泉製造装置。
6. 【請求項６】 前記温水圧調整器が前記炭酸ガス溶解器
   の下流側に設けた除菌フィルターであることを特徴とす
   る請求項４又は請求項５記載の人工炭酸泉製造装置。
7. 【請求項７】 更に炭酸ガス供給源に設けた流量調整器
   を有してなり、 上記温水圧調整器、上記炭酸ガス圧調整器及び前記流量
   調整器を制御する制御装置は、 人工炭酸泉の目標炭酸ガス濃度を設定するステップと、 炭酸ガス供給源を制御して所定量の温水に飽和炭酸ガス
   濃度以下となる所望量の炭酸ガスを少なくとも１回炭酸
   ガス溶解器に供給するステップと、 前記炭酸ガスの溶解量と前記温水の量とから炭酸ガス濃
   度を算出するステップと、 算出した炭酸ガス濃度と測定したｐＨ値とから相関関係
   式を導出するステップと、 同相関関係式にある温水に所望量の炭酸ガスを更に溶解
   させて得られる人工炭酸泉に対する所望の炭酸ガス濃度
   とするためのｐＨ値を前記相関関係式を用いて算出する
   ステップと、 ｐＨ測定器の測定値が上記相関関係式から算出したｐＨ
   値となるよう前記ガス流量調整器を制御するステップ
   と、を含んでなることを特徴とする請求項４乃至６記載
   の人工炭酸泉製造装置。