JP3720686B2 - 循環型炭酸泉の製造装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、生理的に効果のある炭酸泉を家庭等で容易に得るための炭酸泉の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
炭酸泉は優れた保温作用があることから、古くから温泉を利用する浴場等で用いられている。炭酸泉の保温作用は、基本的に、含有炭酸ガスの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る。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。
【０００３】
このため退行性病変及び末梢循環障害の治療に効果があるとされている。このように炭酸泉が優れた効能を持つことから、これを人工的に調合する試みが行われてきた。例えば浴槽内に炭酸ガスを気泡の形で送り込む方法、炭酸塩と酸とを作用させる化学的方法、タンクに温水と炭酸ガスとを一定期間加圧封入する方法等により炭酸温水を得ていた。
【０００４】
また特開平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、水に吸収させる方法が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の炭酸温水の生成方法では、簡単に家庭の浴槽で利用できる装置がなく、化学的方法では、炭酸ガス濃度を３００ｐｐｍにするには、多量の薬品を投入しなければならず、高濃度の炭酸泉を家庭の浴内で製造できる装置が望まれていた。
【０００６】
本発明の目的は、高濃度の炭酸泉を簡単に家庭で製造することができる装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、温水に炭酸ガスを溶解する溶解器と、炭酸ガスを供給するガスボンベと、使用の際に浴槽中に浸漬して浴槽のお湯を汲み上げ溶解器へ導く水中ポンプと、溶解器への炭酸ガス供給量を調節するガス供給量調整手段とを有してなり、溶解器内には中空糸膜が配設され、該中空糸膜の中空部はドレイン抜きに連通してなり、溶解器内へ導入された温水は、その中空部に炭酸ガスが供給された中空糸膜と接触した後浴槽に給湯するための導出管へ至るよう構成されてなる循環型炭酸泉の製造装置である。
【０００８】
以下、図面により本発明をより詳細に説明する。
【０００９】
図１は本発明の炭酸泉の製造装置の一例である。浴槽に浸漬した水中ポンプ１によって浴槽から温水を吸引し、フィルター２を経て温水を溶解器３へ導く。また、炭酸ガスボンベ４からガス供給量調節手段としての減圧弁５を経て炭酸ガスを溶解器３の炭酸ガス導入口７へ供給する。炭酸ガスは、溶解器内で中空糸膜の中空部へ導かれ、ここで中空糸膜の外表面を流れる温水と中空糸膜の膜面を介して接触して温水中に溶解し、温水は炭酸泉となり、炭酸泉導出管８から浴槽へ戻される。
【００１０】
フィルター２は、溶解器３の温水導入口の上流に配設され、温水中に混入しているゴミなどをトラップし中空糸膜の膜面が閉塞するのを防ぐために配設され、金属製の金網、焼結材や、プラスチック製の不織布、多孔質体が使用できる。孔径は小さい方がよいが、あまり小さ過ぎると抵抗が増大するため、数十μｍから数百μｍの間が好ましい。
【００１１】
ガス供給量調節手段には、各種の方式のものが採用できるが、本実施例では単に減圧弁をガス供給量調節手段として用いた。開閉弁１１は、温水の循環がなされていないとき（お湯の汲み上げ停止時）、ガスボンベから溶解器への炭酸ガスの供給を阻止するものであり、水中ポンプを停止しても中空糸膜が加圧されたままになるの防止する安全弁の役割を果す。本実施例では、溶解器の入水側にセンサー１２を配設し、温水が循環しているときは、開閉弁１１を開の状態に保持し、循環が止められたときに閉とされる構成とした。
【００１２】
炭酸ガスボンベ４は、簡単に持ち運びができるためには２ｋｇから５ｋｇ程度のものが好ましい。なお、図において６はドレイン抜き、９は炭酸ガス配管を表わす。
【００１３】
本発明の炭酸泉製造装置は、上記ユニットが一体となった形をとり、コンパクトでかつ持ち運びができる重量になっている。水中ポンプを浴槽内に浸漬し、プラグ１０を外部電源に接続して水中ポンプを作動させると、炭酸ガスの供給が自動的に始まって炭酸泉導出管から炭酸泉が流出し、浴槽の温水を簡便に炭酸泉にできる。
【００１４】
図２は本発明の装置に内蔵される溶解器の一例を示す模式断面図である。
【００１５】
温水導入口２１から供給された温水は、まず最初に炭酸ガス溶解器本体を構成する管体２２内の先端が遮断された内部多孔管２３内へ導かれる。多孔管の周りには、中空糸膜２４が多孔管と同軸方向に配列され、その両端が開口状態を保ってポッティング剤２５で固定されており、その外周は外部多孔管２９により覆われている。中空糸膜の中空部は、炭酸ガス導入口２６およびドレイン抜き２７に連通し、温水の流路とは液密に遮断されている。多孔管の孔から流れ出した温水は、その中空部に炭酸ガス導入口２６より供給された炭酸ガスが流れる中空糸膜の表面を横切って管体の外周へ向け放射状に流れ、中空糸膜表面と接触する際に、炭酸ガスが温水に溶解される。この溶解器では、溶解器内へ供給された温水が中空糸膜と均一に接触するので、溶解器内へ供給された温水への炭酸ガスの溶解効率が高まり、高濃度の炭酸泉が得られる。外部多孔管２９を通過した炭酸泉は炭酸泉導出口２８より取り出される。
【００１６】
炭酸ガス溶解器３に用いられる中空糸膜としては、ガス透過性に優れるものであれば各種のものが用いられる。特に好ましい中空糸膜は、薄膜状の非多孔質ガス透過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り、例えば三菱レイヨン（株）製三層複合中空糸膜（ＭＨＦ）が挙げられる。図３はこのような複合中空糸膜の一例を示す模式図であり、３１は非多孔質層、３２は多孔質層である。
【００１７】
非多孔質ガス透過層（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良い。
【００１８】
非多孔質ガス透過膜を用いると、任意の圧力でガスが気泡として放出されることなくガスを供給、溶解でき、効率よい溶解ができると共に任意の濃度に制御性良く簡便に溶解できる。また、膜を介して水または水溶液がガス供給側へ逆流するようなこともない。
【００１９】
中空糸膜の膜素材としては、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、ポリイミド系、ポリスルフォン系、セルロース系、ポリウレタン系等が好ましいものとして挙げられる。
【００２０】
中空糸膜の内径は５０μｍ以上１０００μｍ以下が望ましい。５０μｍ未満では中空糸膜内を流れる炭酸ガスの流路抵抗が大きく、十分な炭酸ガスの供給が行えない。また、１０００μｍを超えると、溶解器のサイズが大きくなり、コンパクトにならない。
【００２１】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例１
図１に示した装置で炭酸泉を製造した。溶解器は図２の構造を有するもので、内蔵される中空糸膜は三層構造を有し、内径が２００μｍ、内層と外層は厚みがそれぞれ２０μｍのポリエチレン多孔質膜、中間層は厚みが０．５μｍのセグメント化ポリウレタン非多孔質膜からなるものであり、有効総膜面積は１．８ｍ2 である。炭酸ガスボンベは２ｋｇのものを使用し、フィルターには１００メッシュの不織布を使用した。水中ポンプは、消費電力１５０Ｗ、吐出量３７リットル／ｍｉｎ、吐出圧１０ｍＨのものを使用した。
【００２２】
溶解器へ４０℃の温水を１５リットル／ｍｉｎで供給した。同時に炭酸ガスボンベより、炭酸ガスの圧力を調整して流量を調整した炭酸ガスを供給した。その結果、炭酸ガス流量が４リットル／ｍｉｎのときは５００ｐｐｍ、３リットル／ｍｉｎのときは３８０ｐｐｍの濃度の炭酸泉が得られた。なお、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で測定した。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の炭酸泉の製造装置によれば、浴槽に本装置の水中ポンプを浸漬してポンプを作動させるという簡単な操作で炭酸ガスを温水に効率的に溶解でき、家庭で高濃度の炭酸泉を得ることができる。また、本発明の装置はコンパクトに構成されているので、手軽に運搬できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の炭酸泉製造装置を示す模式図である。
【図２】本発明に用いるのが好適な溶解器の模式断面図である。
【図３】本発明に用いるのが好適な三層複合中空糸膜を示す断面斜視図である。
【符号の説明】
１ 給水ポンプ
２ フィルター
３ 溶解器
４ 炭酸ガスボンベ
５ 減圧弁
６ ドレイン抜き
７ 炭酸ガス導入口
８ 炭酸泉導出管
９ 炭酸ガス配管
１０ プラグ
１１ 開閉弁
１２ センサー
２１ 温水導入口
２２ 管体
２３ 多孔管
２４ 中空糸膜
２５ ポッティング部
２６ 炭酸ガス導入口
２７ ドレイン抜き
２８ 炭酸泉導出口
２９ 外部多孔管
３１ 均質層
３２ 多孔質層
【産業上の利用分野】
本発明は、生理的に効果のある炭酸泉を家庭等で容易に得るための炭酸泉の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
炭酸泉は優れた保温作用があることから、古くから温泉を利用する浴場等で用いられている。炭酸泉の保温作用は、基本的に、含有炭酸ガスの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る。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。
【０００３】
このため退行性病変及び末梢循環障害の治療に効果があるとされている。このように炭酸泉が優れた効能を持つことから、これを人工的に調合する試みが行われてきた。例えば浴槽内に炭酸ガスを気泡の形で送り込む方法、炭酸塩と酸とを作用させる化学的方法、タンクに温水と炭酸ガスとを一定期間加圧封入する方法等により炭酸温水を得ていた。
【０００４】
また特開平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、水に吸収させる方法が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の炭酸温水の生成方法では、簡単に家庭の浴槽で利用できる装置がなく、化学的方法では、炭酸ガス濃度を３００ｐｐｍにするには、多量の薬品を投入しなければならず、高濃度の炭酸泉を家庭の浴内で製造できる装置が望まれていた。
【０００６】
本発明の目的は、高濃度の炭酸泉を簡単に家庭で製造することができる装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、温水に炭酸ガスを溶解する溶解器と、炭酸ガスを供給するガスボンベと、使用の際に浴槽中に浸漬して浴槽のお湯を汲み上げ溶解器へ導く水中ポンプと、溶解器への炭酸ガス供給量を調節するガス供給量調整手段とを有してなり、溶解器内には中空糸膜が配設され、該中空糸膜の中空部はドレイン抜きに連通してなり、溶解器内へ導入された温水は、その中空部に炭酸ガスが供給された中空糸膜と接触した後浴槽に給湯するための導出管へ至るよう構成されてなる循環型炭酸泉の製造装置である。
【０００８】
以下、図面により本発明をより詳細に説明する。
【０００９】
図１は本発明の炭酸泉の製造装置の一例である。浴槽に浸漬した水中ポンプ１によって浴槽から温水を吸引し、フィルター２を経て温水を溶解器３へ導く。また、炭酸ガスボンベ４からガス供給量調節手段としての減圧弁５を経て炭酸ガスを溶解器３の炭酸ガス導入口７へ供給する。炭酸ガスは、溶解器内で中空糸膜の中空部へ導かれ、ここで中空糸膜の外表面を流れる温水と中空糸膜の膜面を介して接触して温水中に溶解し、温水は炭酸泉となり、炭酸泉導出管８から浴槽へ戻される。
【００１０】
フィルター２は、溶解器３の温水導入口の上流に配設され、温水中に混入しているゴミなどをトラップし中空糸膜の膜面が閉塞するのを防ぐために配設され、金属製の金網、焼結材や、プラスチック製の不織布、多孔質体が使用できる。孔径は小さい方がよいが、あまり小さ過ぎると抵抗が増大するため、数十μｍから数百μｍの間が好ましい。
【００１１】
ガス供給量調節手段には、各種の方式のものが採用できるが、本実施例では単に減圧弁をガス供給量調節手段として用いた。開閉弁１１は、温水の循環がなされていないとき（お湯の汲み上げ停止時）、ガスボンベから溶解器への炭酸ガスの供給を阻止するものであり、水中ポンプを停止しても中空糸膜が加圧されたままになるの防止する安全弁の役割を果す。本実施例では、溶解器の入水側にセンサー１２を配設し、温水が循環しているときは、開閉弁１１を開の状態に保持し、循環が止められたときに閉とされる構成とした。
【００１２】
炭酸ガスボンベ４は、簡単に持ち運びができるためには２ｋｇから５ｋｇ程度のものが好ましい。なお、図において６はドレイン抜き、９は炭酸ガス配管を表わす。
【００１３】
本発明の炭酸泉製造装置は、上記ユニットが一体となった形をとり、コンパクトでかつ持ち運びができる重量になっている。水中ポンプを浴槽内に浸漬し、プラグ１０を外部電源に接続して水中ポンプを作動させると、炭酸ガスの供給が自動的に始まって炭酸泉導出管から炭酸泉が流出し、浴槽の温水を簡便に炭酸泉にできる。
【００１４】
図２は本発明の装置に内蔵される溶解器の一例を示す模式断面図である。
【００１５】
温水導入口２１から供給された温水は、まず最初に炭酸ガス溶解器本体を構成する管体２２内の先端が遮断された内部多孔管２３内へ導かれる。多孔管の周りには、中空糸膜２４が多孔管と同軸方向に配列され、その両端が開口状態を保ってポッティング剤２５で固定されており、その外周は外部多孔管２９により覆われている。中空糸膜の中空部は、炭酸ガス導入口２６およびドレイン抜き２７に連通し、温水の流路とは液密に遮断されている。多孔管の孔から流れ出した温水は、その中空部に炭酸ガス導入口２６より供給された炭酸ガスが流れる中空糸膜の表面を横切って管体の外周へ向け放射状に流れ、中空糸膜表面と接触する際に、炭酸ガスが温水に溶解される。この溶解器では、溶解器内へ供給された温水が中空糸膜と均一に接触するので、溶解器内へ供給された温水への炭酸ガスの溶解効率が高まり、高濃度の炭酸泉が得られる。外部多孔管２９を通過した炭酸泉は炭酸泉導出口２８より取り出される。
【００１６】
炭酸ガス溶解器３に用いられる中空糸膜としては、ガス透過性に優れるものであれば各種のものが用いられる。特に好ましい中空糸膜は、薄膜状の非多孔質ガス透過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り、例えば三菱レイヨン（株）製三層複合中空糸膜（ＭＨＦ）が挙げられる。図３はこのような複合中空糸膜の一例を示す模式図であり、３１は非多孔質層、３２は多孔質層である。
【００１７】
非多孔質ガス透過層（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良い。
【００１８】
非多孔質ガス透過膜を用いると、任意の圧力でガスが気泡として放出されることなくガスを供給、溶解でき、効率よい溶解ができると共に任意の濃度に制御性良く簡便に溶解できる。また、膜を介して水または水溶液がガス供給側へ逆流するようなこともない。
【００１９】
中空糸膜の膜素材としては、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、ポリイミド系、ポリスルフォン系、セルロース系、ポリウレタン系等が好ましいものとして挙げられる。
【００２０】
中空糸膜の内径は５０μｍ以上１０００μｍ以下が望ましい。５０μｍ未満では中空糸膜内を流れる炭酸ガスの流路抵抗が大きく、十分な炭酸ガスの供給が行えない。また、１０００μｍを超えると、溶解器のサイズが大きくなり、コンパクトにならない。
【００２１】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例１
図１に示した装置で炭酸泉を製造した。溶解器は図２の構造を有するもので、内蔵される中空糸膜は三層構造を有し、内径が２００μｍ、内層と外層は厚みがそれぞれ２０μｍのポリエチレン多孔質膜、中間層は厚みが０．５μｍのセグメント化ポリウレタン非多孔質膜からなるものであり、有効総膜面積は１．８ｍ2 である。炭酸ガスボンベは２ｋｇのものを使用し、フィルターには１００メッシュの不織布を使用した。水中ポンプは、消費電力１５０Ｗ、吐出量３７リットル／ｍｉｎ、吐出圧１０ｍＨのものを使用した。
【００２２】
溶解器へ４０℃の温水を１５リットル／ｍｉｎで供給した。同時に炭酸ガスボンベより、炭酸ガスの圧力を調整して流量を調整した炭酸ガスを供給した。その結果、炭酸ガス流量が４リットル／ｍｉｎのときは５００ｐｐｍ、３リットル／ｍｉｎのときは３８０ｐｐｍの濃度の炭酸泉が得られた。なお、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で測定した。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の炭酸泉の製造装置によれば、浴槽に本装置の水中ポンプを浸漬してポンプを作動させるという簡単な操作で炭酸ガスを温水に効率的に溶解でき、家庭で高濃度の炭酸泉を得ることができる。また、本発明の装置はコンパクトに構成されているので、手軽に運搬できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の炭酸泉製造装置を示す模式図である。
【図２】本発明に用いるのが好適な溶解器の模式断面図である。
【図３】本発明に用いるのが好適な三層複合中空糸膜を示す断面斜視図である。
【符号の説明】
１ 給水ポンプ
２ フィルター
３ 溶解器
４ 炭酸ガスボンベ
５ 減圧弁
６ ドレイン抜き
７ 炭酸ガス導入口
８ 炭酸泉導出管
９ 炭酸ガス配管
１０ プラグ
１１ 開閉弁
１２ センサー
２１ 温水導入口
２２ 管体
２３ 多孔管
２４ 中空糸膜
２５ ポッティング部
２６ 炭酸ガス導入口
２７ ドレイン抜き
２８ 炭酸泉導出口
２９ 外部多孔管
３１ 均質層
３２ 多孔質層
Claims (4)
- 温水に炭酸ガスを溶解する溶解器と、炭酸ガスを供給するガスボンベと、使用の際に浴槽中に浸漬して浴槽のお湯を汲み上げ溶解器へ導く水中ポンプと、溶解器への炭酸ガス供給量を調節するガス供給量調整手段とを有してなり、溶解器内には中空糸膜が配設され、該中空糸膜の中空部はドレイン抜きに連通してなり、溶解器内へ導入された温水は、その中空部に炭酸ガスが供給された中空糸膜と接触した後浴槽に給湯するための導出管へ至るよう構成されてなる循環型炭酸泉の製造装置。
- 溶解器への温水の循環がなされていないとき、ガスボンベから溶解器への炭酸ガスの供給を阻止する開閉弁が配設されている請求項１記載の製造装置。
- 中空糸膜が、薄膜状の非多孔質ガス透過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請求項１記載の製造装置。
- 溶解器の入水側にセンサーが配置され、温水の循環の有無を検知する請求項２記載の製造装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000249512A JP3720686B2 (ja) | 1995-02-14 | 2000-08-21 | 循環型炭酸泉の製造装置 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02500595A JP3154634B2 (ja) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | 循環型炭酸泉の製造装置 |
| JP2000249512A JP3720686B2 (ja) | 1995-02-14 | 2000-08-21 | 循環型炭酸泉の製造装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02500595A Division JP3154634B2 (ja) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | 循環型炭酸泉の製造装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001113289A JP2001113289A (ja) | 2001-04-24 |
| JP3720686B2 true JP3720686B2 (ja) | 2005-11-30 |
Family
ID=18739242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000249512A Expired - Lifetime JP3720686B2 (ja) | 1995-02-14 | 2000-08-21 | 循環型炭酸泉の製造装置 |
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| EP1837068B1 (en) | 2001-08-28 | 2010-10-06 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Method and device for manufacturing artificial carbonated spring water |
| KR100449876B1 (ko) | 2002-12-05 | 2004-09-22 | 삼성전기주식회사 | 블록형 다채널 광신호를 연결할 수 있는 다층인쇄회로기판 및 그 방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2810694B2 (ja) * | 1989-04-20 | 1998-10-15 | 花王株式会社 | 浴湯用炭酸温水の生成方法及び装置 |
| JPH0773593B2 (ja) * | 1989-11-15 | 1995-08-09 | 松下電工株式会社 | 微細気泡炭酸泉製造装置 |
-
2000
- 2000-08-21 JP JP2000249512A patent/JP3720686B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001113289A (ja) | 2001-04-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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