JPH0773594B2

JPH0773594B2 - 微細気泡炭酸泉製造装置

Info

Publication number: JPH0773594B2
Application number: JP1297064A
Authority: JP
Inventors: 直樹久門; 治衞川越; 伸真継
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1989-11-15
Filing date: 1989-11-15
Publication date: 1995-08-09
Anticipated expiration: 2010-08-09
Also published as: JPH03158157A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は気体を液体に加圧溶解させ、この液体を減圧す
ることにより微細気泡を発生させると共に気体として二
酸化炭素を液体である水に加圧溶解させることによって
炭酸泉を製造することができる微細気泡炭酸泉製造装置
に関するものである。

［従来の技術］従来より炭酸泉を製造する場合、化学的に二酸化炭素を
発生させるような錠剤（炭酸水素ナトリウムとクエン酸
等）を浴槽内の浴水中に入れて行うものと、二酸化炭素
を浴槽内の浴水中にバブリングして溶解させるものなど
があったが、高濃度の炭酸泉を作ろうとした場合、前者
の化学物質による方法では多量の錠剤を入れる必要があ
り、コスト的にも問題があった。また、この方法では浴
水中に解けきれなかった二酸化炭素が水面からどんどん
気泡となって逃げてしまい、ある程度までしか濃度を上
げることができず、水面から逃げる二酸化炭素の量が多
量になると狭い浴室内では二酸化炭素の濃度が高くなり
窒息などの危険があった。

後者の方法にあっても、時間をかけてバブリングすると
濃度はある程度までは上げることができるが、それ以上
に濃度を上げることができず、また、ある濃度を越える
と供給された二酸化炭素のうち溶解する量よりも逃げる
量の方が多くなり、経済的にも問題があり、前者の場合
と同様に高濃度になって浴水の水面から逃げることとな
り、逃げる量が多くなると狭い浴室内では窒息の危険が
あった。

このため、二酸化炭素を浴水中に加圧溶解させる方法と
して第５図に示されるようなものがある。このものは、
浴槽10に設けた吸入口２と吐出口３との間に管路４を形
成してあり、管路４に設けた加圧ポンプ11にて吸入口２
より吸入された管路４内の浴水1aに供給管路７より二酸
化炭素を供給して浴水1a中に二酸化炭素を溶解させ、炭
酸泉として再び吐出口３より浴槽10内に噴出するという
ものである。この装置を詳述すると加圧ポンプ11のスイ
ッチが入ると浴槽10に設けられた吸入口２から管路４を
経て液体１である浴槽10内の浴水1aが吸入される。７は
管路４に連通された二酸化炭素を供給するための供給管
路である。そして、加圧ポンプ11のスイッチ、オンと同
時に電磁弁7aが開いて気体である二酸化炭素が供給管路
７内に供給される。そして、加圧ポンプ11での液体１で
ある浴水1aの吸入による減速によって気液混合部では供
給管路７が負圧になることにより二酸化炭素が管路４内
に吸入され管路４内の浴水1aと混合される。気液混合部
５で気体が混合された液体１は加圧ポンプ11にて加圧さ
れ気体は液体１に溶解する。このとき、加圧ポンプ11で
の溶解効率を上げるためには、実際に液体１に溶解する
気体量に対して過剰に気体を供給する必要があり、加圧
ポンプ11で加圧されても多量の未溶解気体が存在する。
そのため、加圧ポンプ11の水下側に位置する管路４にア
キュムレータ６を設けてあり、アキュムレータ６で余剰
気体（未溶解気体）を分離して排気絞り弁6aから排気さ
れるようにしてある。このとき、排気絞り弁6aからは排
気と共に若干量の水も排水される。排気絞り弁6aではア
キュムレータ６の圧力を一定に保ちつつ排気量を調整す
る。そして、余剰気体の混ざっていない気体の溶解した
液体１は炭酸泉として吐出口３を経て浴槽10内に噴出さ
れる。この場合、気体として100％の二酸化炭素を使用
してもいが、100％の二酸化炭素は減圧して噴出する際
にその一部は大泡となって空気中へ逃げてしまうため、
二酸化炭素に空気を混合した混合気体を供給してやるこ
とにより微細気泡炭酸泉が得られる。

［発明が解決しようとする課題］しかし上述のような方法で微細気泡炭酸泉を作る場合、
二酸化炭素と空気の混合割合が異なると溶解する効率も
変化する。例えば、二酸化炭素100％で供給すると減圧
した際に大泡が発生し、多量の二酸化炭素が水面から空
気中に逃げていくため、溶解効率が悪くなるといった問
題がある。このように供給時の二酸化炭素の濃度が高い
と微細気泡の発生量が少なく、大泡が出てしまうといっ
たことが起こり、浴槽中は無色透明となり普通の浴水と
見た目には変わらなくなってしまう。逆に二酸化炭素の
濃度が低いと微細気泡の発生量は多くなるが、ある程度
の溶解濃度の高い炭酸泉を得るのに時間がかかりすぎる
といった問題がある。

本発明は上記問題点を解決しようとするものであり、そ
の目的とするところは、気体である二酸化炭素と空気を
効率的に液体に溶解させて高濃度の微細気泡炭酸泉を製
造することのできる微細気泡炭酸泉製造装置を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、本発明における微細気泡炭
酸泉製造装置は、気体と液体とを混合して加圧すること
により液体に気体を溶解させ、この液体を再び減圧する
ことによって微細気泡を析出する微細気泡発生装置であ
って、液体を吸入する吸入口と液体を吐出する吐出口と
の間に設けられた管路に気体である二酸化炭素と空気を
供給する供給部を設け、上記管路に設けた供給部よりも
水下側にアキュムレータを設け、アキュムレータと供給
部との間に加圧ポンプを設けて成る微細気泡炭酸泉製造
装置において、二酸化炭素と空気が混合された気体中の
二酸化炭素の割合を50％〜60％としたものである。

［作用］気液混合部５にて液体に気体が混合される。ここで液体
に供給される気体として二酸化炭素だけでなく空気も混
合され、空気と共に二酸化炭素が液体中に加圧溶解され
る。そして、二酸化炭素と空気が混合された気体中の二
酸化炭素の割合を50％〜60％としてあることにより、微
細気泡を析出しながら、且つ高濃度の炭酸泉が安定して
供給でき、しかも供給量に対する溶解の効率も高くする
ことができる。

［実施例］以下本発明を図示された実施例に基づいて詳述する。

図示された実施例にあっては、浴槽10内に微細気泡炭酸
泉を噴出する場合の実施例を示してある。10は浴槽であ
り、この浴槽10の内壁には液体１である浴槽10内の浴水
1aを吸入する吸入口２を設けてあり、吸入口２より吸入
された浴水1aは吐出口３より噴出されるようにしてあ
る。４は吸入口２と吐出口３との間に亘って配管された
管路であり、この管路４には吸入口２から浴槽10内の浴
水1aを吸入し、吐出口３より噴出させることができる加
圧ポンプ11を配置してある。加圧ポンプ11と吸入口２と
の間に位置する管路４には気体である二酸化炭素と空気
を供給する供給部５を設けてある。この供給部５は二酸
化炭素が供給される二酸化炭素供給管5aと空気が供給さ
れる空気供給管5bとにより構成してあり、それぞれ気体
供給管７に接続してあり、気体供給管７は気液混合部12
を介して管路４に連結してある。二酸化炭素供給管5a及
び空気供給管5bにはそれぞれ気体供給管７に送られる気
体の量を調整するための弁装置5a′,5b′を取付けてあ
る。この弁装置5a′,5b′としては例えばタイマ８にて
開閉が制御される電磁弁等が用いられる。弁装置5a′が
取付けられた二酸化炭素供給管5aの先には減圧弁5a″を
介して二酸化炭素タンク９を接続してある。８は各弁装
置5a′,5b′の開閉を制御するタイマである。そしてタ
イマ８を介して弁装置5a′,5b′を開閉させることによ
り二酸化炭素または空気を気体供給管７に供給すること
ができるようにしてある。６は加圧ポンプ11の水下側に
位置する管路４に設置されたアキュムレータである。

しかして、加圧ポンプ11のスイッチが入ると液体１であ
る浴槽10内の浴水1aが吸入口２を介して管路４内に吸入
される。このとき、加圧ポンプ11のスイッチが入るのに
連動して二酸化炭素供給管5a及び空気供給管5bに設けら
れた弁装置5a′,5b′がタイマ８によって開閉し、二酸
化炭素と空気が気体供給管７を介して気液混合部12に送
られる。そして、液体１の流速にて二酸化炭素供給管5a
及び空気供給管5bが管路４よりも負圧となり、エゼクタ
ー効果によって供給部５から空気及び二酸化炭素が管路
４内に吸入され浴水1aと混合され加圧ポンプ11にて加圧
されて浴水1a中に二酸化炭素と空気とが加圧溶解する。
このとき、加圧ポンプ11による空気及び二酸化炭素の溶
解効率を上げるためには、実際に溶解する気体量に対し
て過剰に気体を供給する必要があり、加圧ポンプ11にて
加圧されても、多量の未溶解気体が存在する。このた
め、アキュムレータ６で余剰気体を分離し、アキュムレ
ータ６に連結された絞り弁6aから排気され、それと同時
に若干量の水も排水される。このとき、絞り弁6aは排気
量を調整してアキュムレータ６内の圧力が著しく減圧さ
れた状態とならないようにしてある。つまり、空気と二
酸化炭素が溶解された浴水1aは加圧された状態のままで
管路４を通って吐出口３へと送られるのであるが、この
途中において、アキュムレータ６内を通る際、アキュム
レータ６は浴水1aの脈動を吸収したり衝撃圧を吸収した
りする一般的な作用をする他に、加圧ポンプ11内での加
圧で溶解しきれなかった空気及び二酸化炭素の溶解を促
進すると共に、それでも溶解せずに浴水1a中に混在する
余剰気体をアキュムレータ６内の上部に浮上させて浴水
1aから余剰気体を分離する作用をするものである。そし
て、このアキュムレータ６を通った浴水1aは気体である
空気と二酸化炭素とが高濃度に溶解された状態となり、
この高濃度に気体が溶解された浴水1aを再び吐出口３よ
り浴槽10内に噴出させるものである。そして、吐出口３
より気体が溶解された浴水1aを浴槽10内に噴出させる
と、浴水1aは加圧状態から一気に圧力が解放された状態
となり、このため、浴水1a中に溶解していた空気は析出
し、微細気泡となって浴槽10内の浴水1a中に生じること
となる。この微細気泡に二酸化炭素が混合されることと
なり、従来、加圧溶解した二酸化炭素が減圧された際、
大泡となって水面に向けて急速に上昇していくのを防止
し、上昇速度の遅い微細気泡と共に浴水1a中に漂い、微
細気泡の多大な気液接触面積を利用して高効率に再溶解
させることができるものである。

上記空気と二酸化炭素の供給割合としては、空気が多い
程微細気泡は多量に発生し、二酸化炭素が多い程微細気
泡の析出が減るため微細気泡による白濁の度合が薄くな
る。また、二酸化炭素を多量に供給すると大泡が析出す
るため二酸化炭素と空気が混合された気体中の二酸化炭
素の割合は50％〜60％とするのが最も望ましい。

以下、データに基づき詳述する。

第２図は通常の風呂の湯温である40℃で、一般的な家庭
用浴槽の容量である200リットルの浴水に濃度の異なる
二酸化炭素を溶解させた場合の水中の炭酸ガス濃度を示
したものであり、供給される二酸化炭素の濃度の違いに
より溶解度を示したものである。縦軸には溶解度（pp
m）を示してあり、横軸には経過時間（分）を示してあ
る。図中イは二酸化炭素と空気が混合された気体中の二
酸化炭素の割合が40％のものを示してあり、ロは50％の
もの、ハは60％のもの、ニは80％のもの、ホは100％の
ものをそれぞれ示してある。このグラフから分かるよう
に、供給される炭酸ガス濃度が高い程、水中の炭酸ガス
溶解度も高くなる。ただし、供給濃度が高くなると大泡
も析出して微細気泡が析出しなくなる。そのため、高濃
度の炭酸ガスを供給しても微細気泡が析出しない。ま
た、大泡は未溶解の二酸化炭素を多量に含んでおり、こ
れが水面から大気中に逃げると溶解効率（供給した二酸
化炭素の何％が溶解したかを示す値）が低下する。

第３図は供給濃度の違いによる溶解効率を示したもので
ある。縦軸には溶解率（％）を示してあり、横軸には経
過時間（分）を示してある。これによると二酸化炭素と
空気が混合された気体中の二酸化炭素の割合が図中ロ，
ハに示される50％〜60％のものが最も溶解効率が高くな
っていることが分かる。つまり、供給濃度が60％を越え
ると多量に大泡が析出し、溶解すべき二酸化炭素が逃げ
てしまい効率が下がり微細気泡も薄くなる。

第４図は供給濃度の違いによって、湯温40℃で、200リ
ットルの浴水を250ppmの炭酸泉にするために必要な炭酸
ガス量を示したものである。これによると、同じ濃度の
炭酸泉にするために供給しなければならない炭酸ガスの
量は、50％〜60％が最も少なくてすむものであり、溶解
の効率が良いことを示している。二酸化炭素の濃度が50
％未満ではさらに多量の微細気泡が得られるが二酸化炭
素の濃度が薄いために第２図に示されるように炭酸泉の
濃度を上げるのに時間がかかり、供給する二酸化炭素の
濃度としては好ましくない。しかし、逆に供給する二酸
化炭素の濃度が高すぎると、例えば100％のものでは微
細気泡は全く析出しない。また、70％〜90％では微細気
泡は析出するが、その発生量は少なく、供給される二酸
化炭素の濃度が上がるにつれて微細気泡の発生量は少な
くなる。すなわち、供給される二酸化炭素の量が高いと
微細気泡炭酸泉と呼べるほどの微細気泡が析出せず、ま
た、大泡がでるため溶解効率も低くなる。

上記のような理由から、微細気泡炭酸泉製造装置に供給
する気体中の二酸化炭素の濃度は50％〜60％が最も好ま
しく、この濃度で供給すると微細気泡もある程度の濃度
で供給でき、且つ炭酸泉としても高濃度のものが得られ
るものであり、さらに、溶解効率の点においても優れて
いる。

［発明の効果］本発明は叙述のように液体中に供給される二酸化炭素と
空気が混合された気体中の二酸化炭素の割合を50％〜60
％としてあるので、微細気泡炭酸泉を製造するにあた
り、効率良く微細気泡を析出し、且つ高濃度の炭酸泉を
安定して供給できるものであり、しかも、供給量に対す
る溶解の効率も高くすることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のシステム図、第２図は供給
される二酸化炭素の濃度の違いによる溶解度を示すグラ
フ、第３図は同上の溶解効率を示すグラフ、第４図は40
℃で200リットルの水を250ppmの炭酸泉にする場合に供
給される二酸化炭素の濃度の違いによる必要な二酸化炭
素の量を示すグラフ、第５図は従来例のシステム図であ
って、５は気液混合部である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−176426（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−38523（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−142037（ＪＰ，Ｕ) 実開昭60−102020（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気体と液体を混合し加圧することにより液
体に気体を溶解させ、この液体を再び減圧することによ
って微細気泡を析出する微細気泡発生装置であって、液
体を吸入する吸入口と液体を吐出する吐出口との間に設
けられた管路に気体である二酸化炭素と空気を供給する
供給部を設け、上記管路に設けた供給部よりも水下側に
アキュムレータを設け、アキュムレータと供給部との間
に加圧ポンプを設けて成る微細気泡炭酸泉製造装置にお
いて、二酸化炭素と空気が混合された気体中の二酸化炭
素の割合を50％〜60％として成ることを特徴とする微細
気泡炭酸泉製造装置。