JPH0773593B2 - 微細気泡炭酸泉製造装置 - Google Patents

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３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20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。20は
管路４に連通された二酸化炭素や空気等の気体を供給す
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、オンと同時に液体１である浴水1aの吸入による流
速によって気液混合部12では供給管路20が負圧になるこ
とにより気体が供給管路20を介して管路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12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よ
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、
二酸化炭素と空気を混合し、一定濃度の気体を連続的に
供給することは吸い込み負圧や気体の供給圧力の変動に
対して気体の吸い込み量が変化するため極めて困難であ
り、任意の濃度の気体を安定して連続的に供給すること
は困難であった。

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、気体である空気と二酸化炭素を
一定割合で混合して連続的に供給することができる微細
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２と液体を吐出する吐出口３
との間に設けられた管路４に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、上記管路４に設けた供給
部５よりも水下側にアキュムレータ６を設け、アキュム
レータ６と供給部５との間に加圧ポンプ11を設けて成る
微細気泡炭酸泉製造装置において、二酸化炭素を供給す
るための二酸化炭素供給管5aと、空気を供給するための
空気供給管5bにそれぞれ気体の供給量を調整する弁装置
5a′,5b′を設けたものである。

また、液体が通る管路４に二酸化炭素と空気を供給する
供給管を接続し、この供給管を一本の気体供給管７にて
構成し、この気体供給管７にアキュムレータ６より導出
された排気管6aを接続するようにしてもよい。

［作用］ 供給部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供給管5aと空気供給管5b
とを介して二酸化炭素だけでなく空気も供給され、空気
と共に二酸化炭素が液体中に加圧溶解される。空気と二
酸化炭素の混合はそれぞれ二酸化炭素供給管5aと空気供
給管5bに取付けられた弁装置5a′,5b′によって行なわ
れ、交互に開閉を行ったり、一定時間毎に切り換えるこ
とにより任意の濃度で連続的に供給される。

また、アキュムレータ６からの未溶解気体を排気管6aを
介して気体供給管７に送ってリサイクルすることによ
り、常にある程度の量の気体が気体供給管７内にあるた
め、気体を補給するために弁装置5a′,5b′の開閉を行
っても気体供給管７内の気体の量の変動や炭酸ガス濃度
の変動が少ないため安定して供給することができる。

［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′としてはタイマ８にて開閉が
制御される電磁弁である。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に供給量を調整しながら供給す
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′のいずれかが開状態となる。この
とき、両方の弁装置5a′,5b′が同時に開放しないもの
とする。これは、両方の電磁弁を同時に開放すると吸い
込み時の負圧の変動が大きく、二酸化炭素及び空気の吸
い込み量を一定にすることが困難になるため、２つの電
磁弁を交互に開閉して供給するものである。そして、各
電磁弁が交互に開閉することにより、負圧は一定に保た
れて気体の供給量は二酸化炭素も空気もほぼ一定の量が
吸入でき、後は吸入時間の設定をタイマ８で変えるだけ
で任意の濃度の二酸化炭素が供給できる。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6b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6b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。そして、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
るため目的や用途に応じて割合を調整するとよい。

第２図は本発明の他の実施例を示すものである。第１図
にて示される実施例ではアキュムレータ６からの排気及
び若干量の水は絞り弁6bを経て、大気中に捨てられてい
たが、第２図に示される実施例では絞り弁6bからの排気
を気体供給管７へ流すように混合部13にて絞り弁6bと気
体供給管７を排気管6aで接続してある。このように接続
してあることにより、供給された気体は消費されながら
も常にある一定量の気体が気体供給管７中にあり、気液
混合部12で管路４に供給することができるため、気体供
給時の圧力変動が少なく、常に安定した加圧溶解が可能
になる。また、気体の供給は加圧溶解で消費された分を
補充するだけでよく補充は間欠注入で良くなる。そのた
め、電磁弁の開閉回数を少なくすることができ、電磁弁
の寿命（耐久性）を伸ばすことができる。また、排気や
排水がないため排気音や排水音がなくなり、排水配管等
を設ける必要もなく、どこにでも設置できる。また、空
気以外の高価な炭酸ガス等の気体を加圧溶解する場合も
溶解しきれなかった気体を捨てる必要はなく100％利用
できて経済的である。

［発明の効果］ 本発明は叙述のように二酸化炭素を供給するための二酸
化炭素供給管と、空気を供給するための空気供給管にそ
れぞれ気体の供給量を調整する弁装置を設けてあるの
で、各弁装置を交互に開閉させたり、各弁装置の開閉時
間を任意に設定することによって、容易に任意の濃度の
気体を安定して連続的に供給することができるものであ
り、従って、連続して安定的に微細気泡炭酸泉を製造す
ることができるものである。

また、請求項２記載のものにあっては、液体が通る管路
に二酸化炭素と空気を供給する供給管を接続し、この供
給管を一本の気体供給管にて構成し、この気体供給管に
アキュムレータより導出された排気管を接続してあるの
で、アキュムレータで発生する未溶解気体を排気管を介
して気体供給管に送ってリサイクルすることができ、常
に一定量の気体が気体供給管内にあるため気体は消費し
た量だけ供給するだけでよく、供給量は低く抑えること
ができ、供給時の圧力変動も最小にすることができ、さ
らに、安定した微細気泡炭酸泉の供給が可能となる。ま
た、排気や排水がないため排水音や排気音がなく、その
分静音化が図れて排水のための配管も不要となるもので
ある。また、気体は捨てられることなくすべて溶解に使
われるため空気等以外の高価な気体を使用した場合でも
無駄がなくて経済的である。

【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図は同上
の他の実施例のシステム図、第３図は従来例のシステム
図であって、４は管路、5aは二酸化炭素供給管、5bは空
気供給管、5a′は弁装置、5b′は弁装置、６はアキュム
レータ、6aは排気管、７は気体供給管である。

───────────────────────────────────────────────────── 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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、二酸化炭素を供給するための二酸化炭素供給管
   と、空気を供給するための空気供給管にそれぞれ気体の
   供給量を調整する弁装置を設けて成る微細気泡炭酸泉製
   造装置。
2. 【請求項２】液体が通る管路に二酸化炭素と空気を供給
   する供給管を接続し、この供給管を一本の気体供給管に
   て構成し、この気体供給管にアキュムレータより導出さ
   れた排気管を接続して成ることを特徴とする請求項１記
   載の微細気泡炭酸泉製造装置。