JP5716240B2 - Carbonated spring manufacturing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、頭髪や頭皮などの洗浄用シャワーとして使用することができる炭酸泉の製造装置に関するものである。 The present invention relates to a carbonated spring manufacturing apparatus that can be used as a shower for washing hair and scalp.
炭酸ガスが含まれている温泉(以下において、単に炭酸泉と呼ぶ。)は、保温効果が高いことが古来より知られている。この保温効果は、炭酸ガスによる毛細血管の拡張作用によって皮膚の血行が改善されるためである。 It has long been known that hot springs containing carbon dioxide (hereinafter simply referred to as carbonated springs) have a high thermal insulation effect. This heat retention effect is because the blood circulation of the skin is improved by the action of dilating the capillaries with carbon dioxide.
また、弱酸性の性質を有する炭酸泉を頭髪や頭皮などの洗浄用シャワーとして使用すると、アルカリ性のシャンプー液やパーマ液等によって傷んだ頭髪のリンス効果を有するとともに、頭皮の毛穴部分に蓄積された油脂成分や角質成分の除去にも優れた効果を有する。 In addition, when carbonated springs with weakly acidic properties are used as a shower for washing hair, scalp, etc., they have a rinsing effect on hair damaged by alkaline shampoo solution, perm solution, etc., and oil and fat accumulated in the pores of the scalp. It also has an excellent effect in removing components and keratin components.
中空糸膜を使用して、温水中に炭酸ガスを溶解させて人工的に炭酸泉を製造し、頭髪や頭皮の洗浄用シャワーとして使用する技術が特許文献1に開示されている。この技術を用いると、小型の炭酸泉製造装置を提供することができるので家庭用としても使用をすることができる。 Patent Document 1 discloses a technique of using a hollow fiber membrane to artificially produce a carbonated spring by dissolving carbon dioxide in warm water and using it as a shower for washing hair and scalp. If this technique is used, a small carbonated spring manufacturing apparatus can be provided, so that it can also be used for home use.
また、洗面所や浴槽などに設置されている温冷水混合栓の部分に、特殊な形状をしたジョイントを嵌め込んで、温冷水混合栓と炭酸泉製造装置とを連結可能とすることによって、装置全体の寸法をさらにコンパクト化する技術が特許文献2に開示されている。 In addition, by fitting a specially shaped joint into the hot / cold water mixer tap installed in the bathroom or bathtub, the hot / cold water mixer tap and the carbonated spring production device can be connected, allowing the entire device to be connected. Patent Document 2 discloses a technique for further reducing the size of the above.
なお、上述したようなシャワー用の炭酸泉製造装置は、一般的にはワンパス型と呼ばれており、持ち運びが可能なものであり、浴室内に加えて洗面所内などでも使用することができるものである。したがって、装置全体の寸法をよりコンパクト化することも重要な技術課題になっている。すなわち、本発明に係わる炭酸泉製造装置の主な用途は、浴槽用として設置されて、固定された状態で使用するようなものではない。 In addition, the carbonated spring manufacturing apparatus for showers as described above is generally called a one-pass type, and is portable and can be used not only in the bathroom but also in the bathroom. is there. Therefore, it is an important technical problem to further reduce the size of the entire apparatus. That is, the main use of the carbonated spring production apparatus according to the present invention is not intended to be used in a state where it is installed and fixed for a bathtub.
上述した炭酸泉による保温効果等は、炭酸泉中に溶解している炭酸ガスの濃度が高いほど優れた効果を有することが知られている。しかしながら、上述した特許文献1や特許文献2の炭酸泉製造装置を用いた場合には、例えば特許文献1に記載されているように炭酸ガスの濃度が500ppm程度の炭酸泉しか製造することができない。なお、1気圧、約40℃の温水中の飽和炭酸ガスの濃度は1100ppm程度であることが知られている。 It is known that the above-described heat retention effect by the carbonated spring has a superior effect as the concentration of carbon dioxide dissolved in the carbonated spring is higher. However, when the carbonated spring manufacturing apparatus of Patent Document 1 or Patent Document 2 described above is used, only carbonated springs having a carbon dioxide gas concentration of about 500 ppm can be manufactured as described in Patent Document 1, for example. In addition, it is known that the density | concentration of the saturated carbon dioxide gas in 1 atmosphere and about 40 degreeC warm water is about 1100 ppm.
また、特許文献1の炭酸泉製造装置は、炭酸ガスの溶解部に中空糸膜を使用している。そして、温水中に含まれている水垢等のゴミによって使用時間の経過とともに中空糸膜の部分が詰まっていき、その結果、炭酸泉中に溶解されている炭酸ガスの濃度が次第に低下する。したがって、炭酸ガスの溶解部である中空糸膜の部分を頻繁に交換しなければならないというメンテナンス上の煩わしさがあった。 Moreover, the carbonated spring manufacturing apparatus of patent document 1 uses the hollow fiber membrane for the melt | dissolution part of a carbon dioxide gas. And the part of a hollow fiber membrane is clogged with progress of use time by garbage, such as scale contained in warm water, As a result, the density | concentration of the carbon dioxide gas melt | dissolved in carbonated spring falls gradually. Therefore, there is a trouble in maintenance that the part of the hollow fiber membrane which is the dissolving part of carbon dioxide gas has to be frequently replaced.
本発明は、コンパクトであり持ち運びが可能であるとともに、炭酸泉中に溶解している炭酸ガスの濃度を高くすることができ、かつメンテナンス作業の容易な炭酸泉製造装置を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a carbonated spring manufacturing apparatus that is compact and portable, can increase the concentration of carbon dioxide dissolved in the carbonated spring, and can be easily maintained.
本発明は、上記した問題点の解決を目的としており、請求項1に記載した発明は、
温水に炭酸ガスを供給して、前記温水と前記炭酸ガスとの混合物を生成し、
該混合物を、蛇腹状の凹凸を有するフレキシブルチューブと、炭酸泉チューブと、ジョイント部を有するシャワーヘッド部を経由して炭酸泉を製造する炭酸泉製造装置において、
前記フレキシブルチューブは、複数個所の曲がり部を有するものであり、
前記シャワーヘッド部は、
複数個の貫通孔を有する円板状をした縮径コマと、中央部の断面積が両端部の断面積よりも狭い構造をしたベンチュリ管を経由して、吐水口から前記炭酸泉が外部に放出されるものであり、
前記縮径コマは、
前記複数個の貫通孔の断面積が、前記炭酸泉チューブの断面積の1/3〜1/5程度にまで減縮されており、
該貫通孔のそれぞれが、外側の円周方向に5〜30度広がる方向を向くように形成されている
ことを特徴としている。
The present invention aims to solve the above problems, and the invention described in claim 1
Supplying carbon dioxide to the warm water to produce a mixture of the warm water and the carbon dioxide;
In the carbonated spring production apparatus for producing the carbonated carbonate via a flexible tube having bellows-like irregularities, a carbonated spring tube, and a shower head having a joint ,
The flexible tube has a plurality of bent portions,
The shower head part is
The carbonated spring is discharged from the water outlet through a disk-shaped reduced diameter piece having a plurality of through-holes and a venturi tube having a cross-sectional area at the center smaller than that at both ends. Is,
The reduced diameter piece is
The cross-sectional area of the plurality of through holes is reduced to about 1/3 to 1/5 of the cross-sectional area of the carbonated spring tube,
Each of the through holes is formed so as to face a direction extending 5 to 30 degrees in the outer circumferential direction .
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載した発明において、
前記フレキシブルチューブは、3個所以上の曲がり部を有するものであることを特徴としている。
The invention described in claim 2 is the invention described in claim 1,
The flexible tube has three or more bent portions.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載した発明において、
前記ジョイント部と前記ベンチュリ管とは、一体化されて製造されている
ことを特徴としている。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2 ,
The joint portion and the venturi tube are manufactured integrally.
本発明に係わるシャワー用として使用されるワンパス型の炭酸泉製造装置を用いると、コンパクトであるとともに炭酸泉中に溶解されている炭酸ガスの濃度を極めて高くすることができる。 When the one-pass type carbonated spring manufacturing apparatus used for showers according to the present invention is used, the concentration of carbon dioxide gas dissolved in the carbonated spring can be made extremely high while being compact.
この炭酸泉製造装置で製造した弱酸性の性質を有する炭酸泉を頭髪や頭皮などの洗浄用シャワーとして使用すると、アルカリ性のシャンプー液やパーマ液等によって傷んだ頭髪のリンス効果を有するとともに、頭皮の毛穴部分に蓄積した油脂成分や角質成分の除去にも優れた効果を有する。 When the carbonated spring with weak acidity produced by this carbonated spring production device is used as a shower for washing hair, scalp, etc., it has the effect of rinsing hair damaged by alkaline shampoo solution or perm solution, etc. It also has an excellent effect in removing oily and fat components and keratinous components accumulated in.
また、本発明に係わる炭酸泉製造装置は、メンテナンス作業が容易であり、炭酸ガスの温水中への溶解効率も高いので炭酸ガスボンベ内に充填されている炭酸ガスの消費量も少ない。 Moreover, the carbonated spring manufacturing apparatus according to the present invention is easy to perform maintenance work and has high efficiency of dissolving carbon dioxide gas in warm water, so that the consumption of carbon dioxide gas filled in the carbon dioxide gas cylinder is small.
加えて、本発明の炭酸泉製造装置は、構造が簡単であり、部品数も少ないので低価格で製造をすることができる。 In addition, the carbonated spring manufacturing apparatus of the present invention has a simple structure and a small number of parts, so that it can be manufactured at a low price.
a)シャワーヘッド部の内部構造図である。 a) It is an internal structure figure of a shower head part.
b)シャワーヘッド部を流れる炭酸泉に注目した説明図である。
a)円周方向に広がる方向を向く4個の貫通孔の概略図である。 a) It is the schematic of four through-holes which face the direction which spreads in the circumferential direction.
b)シャワーヘッド部を流れる炭酸泉に注目した説明図である。 b) It is explanatory drawing which paid its attention to the carbonated spring which flows through a shower head part.
以下において、図1〜図5を用いて、本発明に係わる炭酸泉製造装置100の実施の形態について詳細に説明する。
Hereinafter, an embodiment of the carbonated
1.炭酸泉製造装置の概略
図1は、本発明に係わるシャワー用の炭酸泉製造装置100の概略図である。この炭酸泉製造装置100は、本体部21とシャワーヘッド部31とその他の付属品とで構成されている。
1. 1 is a schematic diagram of a carbonated
すなわち、この炭酸泉製造装置100は、温水に炭酸ガスを供給して温水と炭酸ガスとの混合物を生成し、その混合物を蛇腹状の凹凸を有するフレキシブルチューブと、炭酸泉チューブと、シャワーヘッド部を経由して炭酸泉を製造するものである。そして、この炭酸泉製造装置100は、後述するように本体部21のフレキシブルチューブ9の設置構造と、シャワーヘッド部31の内部構造に特徴を有するものである。
That is, the carbonated
炭酸ガスボンベ1に充填されている高圧の炭酸ガスは、レギュレータ2、流量調節器3を経由して本体部21のジョイント13aに供給される。なお、図1では省略をしているが、炭酸ガスの正確な流量を測定するために、流量計を流量調節器3とジョイント13aとの間に設けることもできる。
The high-pressure carbon dioxide gas filled in the carbon dioxide gas cylinder 1 is supplied to the
蛇口などの温水出口6からの温水は、そのまま本体部21のジョイント13bに供給される。なお、図1では省略をしているが、温水の正確な流量(例えば、2〜5リットル/分程度が好ましい。)を測定するために、流量計を温水出口6とジョイント13bとの間に設けることもできる。 Hot water from the hot water outlet 6 such as a faucet is supplied to the joint 13b of the main body 21 as it is. Although omitted in FIG. 1, in order to measure an accurate flow rate of hot water (for example, about 2 to 5 liters / minute is preferable), a flow meter is placed between the hot water outlet 6 and the joint 13b. It can also be provided.
本体部31において、ジョイント13bからの温水は、温水流量計7、逆支弁5bを経由してT型ジョイント8に供給される。温水の流量が一定値以上、例えば、約3リットル/分を超えた場合には、温水流量計7は炭酸ガスを供給するための電磁弁4を開く信号を自動的に送るようにした。 In the main body 31, hot water from the joint 13 b is supplied to the T-shaped joint 8 via the hot water flow meter 7 and the reverse branch valve 5 b. When the flow rate of hot water exceeds a certain value, for example, exceeds about 3 liters / minute, the hot water flow meter 7 automatically sends a signal for opening the electromagnetic valve 4 for supplying carbon dioxide gas.
ここで、温水流量計7とT型ジョイント8の間に逆支弁5bが設置されているので、何らかの異常事態があった場合でも炭酸ガスボンベ1からの炭酸ガスが温水流量計7などに逆流するようなことはない。 Here, since the reverse support valve 5b is installed between the hot water flow meter 7 and the T-shaped joint 8, the carbon dioxide gas from the carbon dioxide gas cylinder 1 flows back to the hot water flow meter 7 or the like even if there is any abnormal situation. There is nothing wrong.
ジョイント13aからの炭酸ガスは、電磁弁4、逆支弁5aを介してT型ジョイント8に供給される。また、電磁弁4とT型ジョイント8の間に逆支弁5aが設置されているので、何らかの異常事態があった場合でも温水が電磁弁4などに逆流するようなことはない。 Carbon dioxide gas from the joint 13a is supplied to the T-shaped joint 8 through the electromagnetic valve 4 and the reverse support valve 5a. In addition, since the reversely supported valve 5a is installed between the electromagnetic valve 4 and the T-shaped joint 8, hot water does not flow back to the electromagnetic valve 4 or the like even if there is any abnormal situation.
T型ジョイント8の部分において温水中に炭酸ガスが合流する。この合流した部分付近では、温水と気泡状をした炭酸ガスとが混合した状態になっているおり、温水中に炭酸ガスはほとんど溶解されていない。以下において、この状態を温水と炭酸ガスとの混合物と呼ぶことにする。 Carbon dioxide gas merges into the warm water at the T-joint 8 portion. In the vicinity of the merged portion, the hot water and the carbon dioxide in the form of bubbles are mixed, and the carbon dioxide is hardly dissolved in the warm water. Hereinafter, this state is referred to as a mixture of warm water and carbon dioxide gas.
温水と炭酸ガスとの混合物は、蛇腹状の凹凸を有するフレキシブルチューブ9を経由することによって炭酸ガスの一部が温水中に溶解する。この段階では、温水中に炭酸ガスの一部が既に溶解されているので、以降においてフレキシブルチューブ9を通過した状態の温水を単に炭酸泉と呼ぶことにする。
The mixture of warm water and carbon dioxide gas is partly dissolved in warm water by passing through the
フレキシブルチューブ9を経由した炭酸泉は、本体部21のジョイント13cに到達する。なお、本体部21内の蛇腹状の凹凸を有するフレキシブルチューブ9は、特徴のある設置構造をしているので、その設置構造の詳細については後述する。
The carbonated spring that has passed through the
ジョイント13cからの炭酸泉は、自由に折り曲げて使用することができ、市販されている樹脂製の炭酸泉チューブ10を経由してシャワーヘッド部31に供給される。そして、後述するようにシャワーヘッド部31において、炭酸泉中に溶解されている炭酸ガスの濃度がさらに高くできるような内部構造となっている。なお、シャワーヘッド部31の内部構造の詳細については後述する。
The carbonated spring from the joint 13c can be freely bent and used, and is supplied to the shower head unit 31 via a commercially available resinous
2.フレキシブルチューブ9の設置構造
本体部21に設置した本発明に係るフレキシブルチューブ9の設置構造の概略を図2に示す。本体部21は直方体形状をしており、その外形寸法は縦横の寸法がそれぞれ約200mm、高さ寸法が約100mmとコンパクトなものである。フレキシブルチューブ9は、外径寸法の太い部分と細い部分(凹凸部分)が交互に形成されている蛇腹状をしたものである。フレキシブルチューブ9として、外径寸法の太い部分が約16mm、細い部分が約13mm、それぞれが約5mmピッチで形成されており、板厚みが約0.6mm、チューブ全長が約750mmのステンレス製の市販品を用いた。
2. Installation Structure of
本発明者による詳細な実験によって、フレキシブルチューブ9の全長が長いほど、同じ全長の場合には折り曲げ部(図2では、折り曲げ部23a〜e)の数が多いほど炭酸ガスは温水中に溶解されやすいことが明らかになった。
According to detailed experiments by the inventor, the longer the total length of the
また、炭酸泉の製造中において、折り曲げ部の数が多いほどフレキシブルチューブ9が激しく振動していることを目視によって観察することができた。この理由は、温水中の気泡状をしている炭酸ガスは、蛇腹状の凹凸を有するフレキシブルチューブ9の内壁部分と衝突して衝撃を受け、その衝撃によって撹拌され、微細化されて温水中に溶解されやすくなっているためと考えられる。そして、温水中の気泡状をしている炭酸ガスは、折り曲げ部の数が多いほど激しく側壁部分に衝突し、撹拌されているためと考えられる。
Further, during the production of the carbonated spring, it was possible to visually observe that the
ここで、フレキシブルチューブ9の折り曲げ部の数としては3箇所以上、より好ましくは5箇所以上設けると炭酸ガスが温水中に溶解されやすいことがわかった。そこで、本体部1の外形寸法が限られていることやコスト面などから、本実施例では略90度の折り曲げ部として4箇所を設けるとともに(折り曲げ部23a〜d)、略180度に折り返すための折り曲げ部として1箇所(折り曲げ部23e)の計5箇所の折り曲げ部を設けるようにした(図2)。
Here, it was found that when the number of bent portions of the
3.シャワーヘッド部31の構造
本発明に係るシャワーヘッド部31の構造について図3〜図5を用いて詳細に説明する。上述したように、本体部21のジョイント13cからの炭酸泉は、市販されている炭酸泉チューブ10を経由してシャワーヘッド部31に供給される(図3)。
3. Structure of Shower Head Unit 31 The structure of the shower head unit 31 according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. As described above, the carbonated spring from the joint 13c of the main body 21 is supplied to the shower head unit 31 via the commercially available carbonated spring tube 10 (FIG. 3).
シャワーヘッド部31は、縮径コマ35と、炭酸泉チューブ10と接続するためのジョイント部34と、使用者が持ちやすくするための持ち手33と、炭酸泉を吐水する吐水口32などで構成されている(図3)。
The shower head unit 31 is composed of a reduced
円板状をした縮径コマ35は、プラスチック樹脂、例えば、ナイロン樹脂を成形して製造した。シャワーヘッド部31の持ち手33は、使用者が握りやすくするとともに耐久性のあるゴム製、例えばABS製のものを用いた。
The disk-shaped reduced
ジョイント部34と持ち手33部分の内側のベンチュリ管37とは、プラスチック樹脂、例えば、ナイロン樹脂によって一体的に成形してベンチュリ部41を形成するようにした(図4(a))。ジョイント部34とベンチュリ管37とを一体化した状態で製造することによってベンチュリ部41を低価格で製造をすることができる。
The
ベンチュリ管37を経由した炭酸泉は、プラスチック樹脂、例えば、ナイロン樹脂によって成形されている先端部38を経由して吐水口32から外部に放出される。ここで、略直角方向に曲げられた先端部38を使用することによって、使用者がシャワーヘッド部31の持ち手33の部分を握りやすくできるので、自分自身で頭髪や頭皮の洗浄などをすることができる(図4(a))。
The carbonated spring that has passed through the
炭酸泉チューブ10からの炭酸泉は、まず縮径コマ35、35aを経由してからジョイント部34及びベンチュリ管37に進入するようにした(図4(a)(b)、図5(b))。縮径コマ35、35aは、円板状をしており、その外径はジョイント部34の外形寸法と略同一寸法であり、その内側に同じ形状をした複数個の貫通孔、例えば、4個の貫通孔36、36aが開けられている(図3、図4(a)、図5(a))。ここで、高濃度の炭酸泉を得るためには、縮径コマ35、35aの貫通孔36、36aの数を複数個、特に4個以上設けることが好ましいことがわかった。
The carbonated spring from the
本実施例として、縮径コマ35、35aの貫通孔36、36aの部分における炭酸泉が通過可能な断面積は、炭酸泉チューブ10の部分における炭酸泉が通過可能な断面積の1/3〜1/5程度にまで減縮されるようにした。したがって、縮径コマ35、35aの貫通孔36、36aの部分を通過する炭酸泉の流速は、それよりも上流の炭酸泉チューブ10の部分を通過する炭酸泉の流速よりも3〜5倍程度の速度にまで大きく増加することになる(図4(b)、図5(b))。
As a present Example, the cross-sectional area which the carbonated spring can pass in the part of the through-holes 36 and 36a of the diameter-
したがって、縮径コマ35、35aの貫通孔36、36a付近では(以下において、縮径部42と呼ぶ。図4(b)、図5(b))、いわゆるキャビテーション現象が発生して炭酸泉の乱流が起こる。そして、炭酸泉の乱流によって、比較的大きな炭酸ガスの気泡がせん断されて無数の微細な気泡が生成される。さらに、それらが激しく撹拌されるために、炭酸ガスの微細化された気泡は、炭酸泉中に容易に溶解することができる。
Accordingly, in the vicinity of the through holes 36, 36a of the diameter-reduced
本発明の炭酸泉製造装置を実際に運転してみると、シャワーヘッド部31の縮径部42付近ではキャビテーションによる効果と思われる比較的大きな音や振動が発生しているのが観測された。 When the apparatus for producing carbonated spring of the present invention was actually operated, it was observed that relatively loud sounds and vibrations that seem to be due to cavitation were generated in the vicinity of the reduced diameter portion 42 of the shower head portion 31.
ここで、円板状をした縮径コマ35、35aに設けられている複数個の貫通孔36、36aの形状としては、中心軸方向に平行に形成するよりも(貫通孔36:図4(a)、(b))、それぞれが円周方向に広がる方向を向くように形成されている方が(貫通孔36a:図5(a)、(b))、高い濃度の炭酸泉が得られることがわかった。
Here, the shape of the plurality of through holes 36, 36a provided in the disk-shaped diameter-reduced
そこで、図5(a)に示されているように、4個の貫通孔36aのそれぞれが円周方向に5〜30度程度、例えば、約10度、外側の円周方向に広がる方向を向くように形成した。なお、図5においては、図面の理解を容易にするために、あえて約10度よりも大きな角度で外側に広がる方向を向くように記載した。 Therefore, as shown in FIG. 5 (a), each of the four through holes 36a is oriented in a direction extending in the circumferential direction of about 5 to 30 degrees, for example, about 10 degrees in the circumferential direction. Formed as follows. In FIG. 5, in order to facilitate understanding of the drawing, it is described so as to face the direction spreading outward at an angle larger than about 10 degrees.
ベンチュリ部41の入り口付近では、貫通孔36aを通過した炭酸泉11の流路が円周方向に外側に曲げられて、その内壁面部分と激しく衝突して、撹拌がされる衝突部43が発生する(図5(b))。この衝突部43の発生によって、後述するような高い濃度の炭酸泉が得られているものと考えられる(図5(b))。
Near the entrance of the
そして、炭酸泉は縮径部42の貫通孔36の断面積よりも、大きな断面積を有するベンチュリ部41の入口側に進入する(図4(b)、図5(b))。ベンチュリ部41は、両端部分の断面積よりも中央部分の断面積が狭い構造のベンチュリ管37で構成されている(図4(b)、図5(b))。そして、ベンチュリ管37の両端部の断面積は、貫通孔36、36aの断面積よりも大きな断面積を有するようにした。
The carbonated spring enters the inlet side of the
すなわち、縮径部42によって加速された炭酸泉は、ベンチュリ部41の入り口付近で大きく減速した後に、ベンチュリ部41の中央付近で加速される。したがって、ベンチュリ部41の中央付近においても、炭酸ガスの比較的大きな気泡はせん断や粉砕等がされて無数の微細な気泡が生成される。
That is, the carbonated spring accelerated by the reduced diameter portion 42 is largely decelerated near the entrance of the
その後、炭酸泉は、ベンチュリ部41の出口付近で再び減速されて、ベンチュリ部41の出口付近の断面積とほぼ同じ断面積を有している吐水口32から外部に放出されて頭髪や頭皮などの洗浄用シャワーとして利用される(図4(b)、図5(b))。
Thereafter, the carbonated spring is decelerated again in the vicinity of the outlet of the
ここで、ベルヌーイの定理によると、液体の流速が早くなると液体内の圧力は低下し、逆に、液体の流速が遅くなると液体内の圧力は増加することが知られている。そして、液体内の圧力が高いほど炭酸ガスの飽和溶解度は高くなり、液体内の圧力が低くなると炭酸ガスの飽和溶解度も低くなるという傾向がある。 Here, according to Bernoulli's theorem, it is known that the pressure in the liquid decreases as the flow rate of the liquid increases, and conversely, the pressure in the liquid increases as the flow rate of the liquid decreases. Then, the higher the pressure in the liquid, the higher the saturation solubility of the carbon dioxide gas, and the lower the pressure in the liquid, the lower the saturation solubility of the carbon dioxide gas.
上述したように、吐水口32付近の断面積は、ベンチュリ部41の出口付近の断面寸法とほぼ同じ寸法であるので炭酸泉の流速は減速されており、それとは反比例をするように炭酸泉内の圧力を高くすることができるので、炭酸泉中に溶解可能な炭酸ガスの濃度を高くすることができる。
As described above, since the cross-sectional area in the vicinity of the water discharge port 32 is substantially the same as the cross-sectional dimension in the vicinity of the outlet of the
すなわち、シャワーヘッド部31の内部では、縮径コマ35によるキャビテーション効果と、ベンチュリ管37によるベンチュリ効果の複合効果が起こるために無数の微細な炭酸ガスの気泡が生成されて、炭酸ガスの炭酸泉中への溶解がさらに加速される。そして、本発明を用いると、後述するような高濃度の炭酸ガスが溶解されている炭酸泉を製造することができる。
That is, in the shower head portion 31, a combined effect of the cavitation effect due to the reduced
以下において、本発明に係わる炭酸泉製造装置100を用いて、温水と炭酸ガスから炭酸泉を製造する場合についての一実施例を説明する(図1〜図5)。
Below, one Example about the case where carbonated spring is manufactured from warm water and a carbon dioxide gas using the carbonated
炭酸ガスボンベ1の元栓であるコックを開き(ただし、元栓のコックは図示されていない。)、レギュレータ2の2次圧力を0.18±0.02MPa、例えば、約0.18MPaに調整する。次に、炭酸ガスの流量調整器3のバルブを、1/6回転程度ひねってあらかじめ開いておく(図1)。 The cock that is the main stopper of the carbon dioxide gas cylinder 1 is opened (however, the cock of the main stopper is not shown), and the secondary pressure of the regulator 2 is adjusted to 0.18 ± 0.02 MPa, for example, about 0.18 MPa. Next, the valve of the carbon dioxide flow rate regulator 3 is opened in advance by twisting about 1/6 turn (FIG. 1).
温水出口6からの温水は、本体部21内の温水流量計7に供給されていないので電磁弁4は閉じたままの状態になっている。したがって、この状態では、炭酸ガスボンベ1に充填されている炭酸ガスがT型ジョイント8に供給されるようなことはない(図1)。 Since the warm water from the warm water outlet 6 is not supplied to the warm water flow meter 7 in the main body 21, the electromagnetic valve 4 remains closed. Therefore, in this state, the carbon dioxide gas filled in the carbon dioxide gas cylinder 1 is not supplied to the T-shaped joint 8 (FIG. 1).
次に、図示されていない湯沸かし器などの温水出口6から本体部21のジョイント13bに温水、例えば約40℃の温水を供給する。そして、温水出口6のバルブを次第に開いていき、温水出口6からの温水の流量を少しずつ増加させていく。本体部21の温水流量計7によって、温水の流量が3リットル/分を超えたと判断されると自動的に炭酸ガスを供給するための電磁弁4を開くようにした(図1)。 Next, warm water, for example, warm water of about 40 ° C., is supplied from the warm water outlet 6 such as a water heater (not shown) to the joint 13 b of the main body 21. Then, the valve of the hot water outlet 6 is gradually opened, and the flow rate of the hot water from the hot water outlet 6 is gradually increased. When the hot water flow meter 7 of the main body 21 determines that the flow rate of hot water has exceeded 3 liters / minute, the electromagnetic valve 4 for automatically supplying carbon dioxide gas is opened (FIG. 1).
電磁弁4が開くことによって、炭酸ガスボンベ1に充填されている炭酸ガスがT型ジョイント8に流れ込む。そして、温水流量(圧力)の変動も考慮して、電磁弁4が開いた状態での温水出口6のバルブの位置よりも、さらにバルブを捻って、例えば1/6回転程度、余計に温水出口6のバルブを捻っておく(図1)。 When the solenoid valve 4 is opened, the carbon dioxide gas filled in the carbon dioxide gas cylinder 1 flows into the T-shaped joint 8. Then, considering the variation of the hot water flow rate (pressure), the valve is twisted further than the position of the valve of the hot water outlet 6 in the state where the solenoid valve 4 is opened, for example, about 1/6 rotation, extra hot water outlet. 6 is twisted (FIG. 1).
T型ジョイント8では、温水中に炭酸ガスが供給されてそれぞれが合流する。T型ジョイント8の部分では、温水中に炭酸ガスが気泡状となって混合されている状態、いわゆる温水と炭酸ガスとの混合物となっており、そのままフレキシブルチューブ9に流れ込む(図1)。
In the T-shaped joint 8, carbon dioxide gas is supplied into warm water and joins each other. In the portion of the T-shaped joint 8, a state in which carbon dioxide is mixed in the hot water in the form of bubbles, that is, a so-called mixture of warm water and carbon dioxide, flows into the
温水と炭酸ガスとの混合物は、蛇腹状の凹凸と、5箇所の折り曲げ部23a〜eを有するフレキシブルチューブ9を経由してジョイント13cに到達する(図2)。この状態において、フレキシブルチューブ9は小刻みに振動しているのが観測された。温水と炭酸ガスとの混合物が、フレキシブルチューブ9の内壁と激しく衝突して撹拌されているためと考えられる。
The mixture of warm water and carbon dioxide gas reaches the joint 13c via the
温水と炭酸ガスとの混合物は、複数の折り曲げ部23a〜eを有するフレキシブルチューブ9を通過することによって、温水中の炭酸ガスの気泡は微細化されるとともに炭酸ガスの一部が温水中に溶解されて炭酸泉になる(図2)。
The mixture of warm water and carbon dioxide passes through the
本体部1のジョイント13cからの炭酸泉は、使用者が自由に折り曲げて使用をすることができる炭酸泉チューブ10を経由してシャワーヘッド部31に供給される(図3)。シャワーヘッド部31は、円板状をした縮径コマ35とベンチュリ管37を有するものであり、この順に炭酸泉が通過するようにした(図4(a)(b)、図5(a)(b))。シャワーヘッド部31では、上述したようにキャビテーション効果とベンチュリ効果の複合効果が起こるために炭酸ガスの炭酸泉中への溶解がさらに加速される。
The carbonated spring from the joint 13c of the main body 1 is supplied to the shower head unit 31 via the
ここで、(図4(a)(b)、図5(a)(b))に示されるように、縮径コマ35、35aを経由してからベンチュリ管37を通過させた方が、ベンチュリ管37を経由してから縮径コマ35、35aを通過させるよりも安定した炭酸ガス濃度の炭酸泉が得られることがわかった。
Here, as shown in FIGS. 4A and 4B and FIGS. 5A and 5B, the
この現象についての詳細な理由は不明ではあるが、あらかじめ縮径コマ35、35aによるキャビテーション効果を受けた後に、ベンチュリ管37によるベンチュリ効果を受けた方が微細な気泡の発生状況にバラツキが生じにくく、それぞれの効果が複合された顕著な効果が得られているためと考えられる。
Although the detailed reason for this phenomenon is not clear, it is less likely that variations in the generation of fine bubbles will occur if the venturi effect is caused by the
一実施例として、図5(a)(b)に示されるような形状をした縮径コマ35aを有する本発明に係わる炭酸泉製造装置100を用いて炭酸泉を製造して、吐水口32からの炭酸泉中に溶解している炭酸ガスの濃度を測定した。炭酸泉中の炭酸ガスの濃度は、株式会社熊谷分析センターに分析を依頼し、JIS−K―0101―25.2に規定される方法で測定した。その結果、本発明に係る炭酸泉製造装置を用いると、炭酸ガスの濃度が約1100ppmという極めて高い濃度の炭酸泉を得ることができた。
As one embodiment, a carbonated spring is manufactured using the carbonated
上述したように、本発明に係わるようなワンパス型の炭酸泉製造装置を用いると、コンパクトであり持ち運びが可能であるとともに、炭酸泉中に溶解されている炭酸ガスの濃度を極めて高くすることができる。 As described above, when the one-pass type carbonated spring manufacturing apparatus according to the present invention is used, it is compact and portable, and the concentration of carbon dioxide dissolved in the carbonated spring can be extremely increased.
この炭酸泉を頭髪の洗浄用シャワーとして使用すると、アルカリ性のシャンプー液やパーマ液等によって傷んだ頭髪のリンス効果を有する。また、炭酸泉は、頭皮の毛穴部分に蓄積した油脂成分や角質成分の除去などにも優れた効果を有しており、頭皮の血行を促進する。 When this carbonated spring is used as a shower for washing hair, it has a rinsing effect on hair damaged by an alkaline shampoo solution or perm solution. Carbonate springs also have an excellent effect in removing oily and keratinous components accumulated in the pores of the scalp and promote blood circulation of the scalp.
加えて、本発明に係わる炭酸泉製造装置は、炭酸ガスの温水中への溶解効率も高いので、炭酸ガスボンベ内に充填されている炭酸ガスの消費量も少ない。加えて、本発明の炭酸泉製造装置は構造が簡単であり、かつメンテナンス作業も容易であり、部品数も少ないので低価格で製造をすることができる。 In addition, the carbonated spring manufacturing apparatus according to the present invention has high efficiency of dissolving carbon dioxide gas in warm water, and therefore the consumption of carbon dioxide gas filled in the carbon dioxide gas cylinder is small. In addition, the carbonated spring manufacturing apparatus of the present invention has a simple structure, is easy to perform maintenance work, and has a small number of parts, so that it can be manufactured at a low price.
通常の使用状況では、炭酸ガスの消費量を抑えるためにも吐水口32からの炭酸泉の白濁状態が比較的少ない程度、例えば、上述したように炭酸ガスの流量調整器3のバルブを1/6回転程度ひねって開いた状態での使用が好ましい。一方、低濃度の炭酸ガスが含まれている炭酸泉を好む使用者にとっては、炭酸ガスの流量調整器3のバルブをさらに絞り込むこともできる。 In a normal use situation, in order to reduce the consumption of carbon dioxide, the white turbidity of the carbonated spring from the water outlet 32 is relatively small. For example, as described above, the valve of the carbon dioxide flow rate regulator 3 is 1/6. It is preferable to use it in a state where it is twisted and opened. On the other hand, for a user who prefers a carbonated spring containing a low concentration of carbon dioxide, the valve of the carbon dioxide gas flow rate regulator 3 can be further narrowed down.
なお、使用者の好みに応じて、レギュレータ2の2次圧力を増加させて約0.20MPaに設定したり、炭酸ガスの流量調整器3のバルブをさらに大きく開いたりして、温水の流量に対して炭酸ガス量を多めに供給することもできる。炭酸ガスを多めに供給することによって、炭酸泉中に白濁した状態の炭酸ガスの微細な気泡を多量に発生させることができるので、シャワー時における頭皮のマッサージ効果を増加させることができる。 Depending on the user's preference, the secondary pressure of the regulator 2 is increased and set to about 0.20 MPa, or the valve of the carbon dioxide gas flow rate regulator 3 is further opened to increase the flow rate of hot water. On the other hand, a larger amount of carbon dioxide can be supplied. By supplying a large amount of carbon dioxide, a large amount of fine bubbles of carbon dioxide in a cloudy state can be generated in the carbonated spring, so that the scalp massage effect at the time of shower can be increased.
本発明は、頭髪や頭皮の洗浄用シャワーなどとして使用することが可能なワンパス型の炭酸泉製造装置に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a one-pass type carbonated spring manufacturing apparatus that can be used as a shower for washing hair or scalp.
1 炭酸ガスボンベ
2 レギュレータ
3 流量調整器
4 電磁弁
5a、5b 逆止弁
6 温水出口
7 温水流量計
8 T型ジョイント
9 フレキシブルチューブ
10 炭酸泉チューブ
11 炭酸泉
13a,b,c ジョイント
21 本体部
22 炭酸ガス供給管
23a,b,c,d,e 曲がり部
31 シャワーヘッド部
32 吐水口
33 持ち手
34 ジョイント部
35 縮径コマ
35a 縮径コマ
36 貫通孔
36a 貫通孔
37 ベンチュリ管
38 先端部
41 ベンチュリ部
42 縮径部
43 衝突部
100 炭酸泉製造装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Carbon dioxide gas cylinder 2 Regulator 3 Flow regulator 4 Solenoid valve 5a, 5b Check valve 6 Hot water outlet 7 Hot water flow meter 8 T type joint 9
Claims (3)
該混合物を、蛇腹状の凹凸を有するフレキシブルチューブと、炭酸泉チューブと、ジョイント部を有するシャワーヘッド部を経由して炭酸泉を製造する炭酸泉製造装置において、
前記フレキシブルチューブは、複数個所の曲がり部を有するものであり、
前記シャワーヘッド部は、
複数個の貫通孔を有する円板状をした縮径コマと、中央部の断面積が両端部の断面積よりも狭い構造をしたベンチュリ管を経由して、吐水口から前記炭酸泉が外部に放出されるものであり、
前記縮径コマは、
前記複数個の貫通孔の断面積が、前記炭酸泉チューブの断面積の1/3〜1/5程度にまで減縮されており、
該貫通孔のそれぞれが、外側の円周方向に5〜30度広がる方向を向くように形成されている
ことを特徴とする炭酸泉製造装置。 Supplying carbon dioxide to the warm water to produce a mixture of the warm water and the carbon dioxide;
In the carbonated spring production apparatus for producing the carbonated carbonate via a flexible tube having bellows-like irregularities, a carbonated spring tube, and a shower head having a joint ,
The flexible tube has a plurality of bent portions,
The shower head part is
The carbonated spring is discharged from the water outlet through a disk-shaped reduced diameter piece having a plurality of through-holes and a venturi tube having a cross-sectional area at the center smaller than that at both ends. Is,
The reduced diameter piece is
The cross-sectional area of the plurality of through holes is reduced to about 1/3 to 1/5 of the cross-sectional area of the carbonated spring tube,
Each of the through holes is formed so as to face a direction extending 5 to 30 degrees in the outer circumferential direction .
ことを特徴とする請求項1に記載の炭酸泉製造装置。 The carbonated spring manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the flexible tube has three or more bent portions.
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の炭酸泉製造装置。 The carbonated spring manufacturing apparatus according to claim 1 or 2 , wherein the joint portion and the venturi tube are manufactured integrally.
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