JPH02279158A - 浴湯用炭酸温水の生成方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は人工的に炭酸温水を生成する方法及び装置に関
し、特に浴槽の温水に好適な炭酸温水の生成方法及び装
置に関する。

（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多く用いられている。

殊に、炭酸泉の保温作用は、基本的に、含有炭酸ガスの
抹消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、炭酸ガスの経皮への侵入によって毛細
血管床の増加及び拡張が起こり、皮膚の血行を促進する
。このため、退行性病変及び抹消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果をもつことから、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
に炭酸ガスをバブリングさせる方法、浴槽内で炭酸塩と
酸とを作用させて炭酸ガスを発生させる化学的方法、タ
ンクに温水と炭酸ガスとを一定期間加圧封入して炭酸ガ
スを温水に吸収させる方法等により炭酸温水を得るよう
にしていた。

一方、これらの方法は、気泡の大きさ、化学物質の量的
な問題、装置及び経費の問題から、炭酸温水を生成する
方法としては、効率のよくないものとしてに報告されて
いる（リチト、バルチモア、ウエイバリイ編、メディカ
ル・ハイドロシイ（１９６３）の第３１１頁乃至第３２
０頁、ムクレラン著、［カーボン・ダイオキサイド・バ
スＪ　（Ｍｃｃｌｅｌｌａｎ＋Ｈ，Ｓ、　”Ｃａｒｂｏ
ｎ　ｄｉｏｘｉｄｅ　ｂａｔｈｓ’　ｉｎ　Ｍｅｄｉｃ
ａｌｈｙｄｒｏｇｙ　　、ｅｄｉｔｅｄ　　ｂｙ　　Ｓ
、Ｌｉｃｈｔ、Ｂａｌｔｉｍｏｒｅ、Ｍｄ。

Ｗｅｖｅｒｌｙ、　　１９６３．　　ｐｐ３１１−３２
０）　　）。

また、最近では、炭酸塩と有機酸とを錠剤として調製し
たものが市販されている。このような錠、。

剤は、保存及び溶解時の取り扱いが容易で、効率がよく
、簡便且つ低順である等の利点がある。

〔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は、いずれも炭酸ガ
スの温水への溶解率が低く、温水中に溶存する炭酸ガス
の濃度を充分に高めることができないという問題があっ
た。

例えば、錠剤を用いる方法では、上述した炭酸泉として
の効果を発揮する炭酸ガスの濃度３００ｐｐｍ以上を確
保しようとすると、多数の錠剤を投入しなければならな
い。

また、浴槽内に炭酸ガスを直接バブリングさせる方法で
は、４０’Ｃの温水で炭酸ガス濃度３００ｐｐｍにする
には、炭酸ガスの溶解率（温水に吸収される場合）が１
０％程度に過ぎず、殆どの炭酸ガスは逸散してしまうこ
とが判った。また、エア・ストーン、焼結金属パイプ等
を用いて炭酸ガスと水の接触面積を大きくして炭酸ガス
を吸収させる方法で、４０°Ｃの温水に炭酸ガス濃度を
３００ｐｐｍにすると、炭酸ガスの溶解率が５０％程度
まで象、増する反面、これ以上の溶解率を確保すること
は困難であった。

従って、本発明の目的は、簡単且つコンパクトな装置で
炭酸ガスを水に効率的に溶解させて高濃度の炭酸水を生
成する炭酸水の生成方法及び装置を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、中空糸型半透膜の表面に接触させて水を流通
させ、また上記中空糸型半透膜の中空内に炭酸ガスを給
送して上記中空糸型半透膜の表面に接触して流通する水
中に炭酸ガスを上記中空糸型半透膜を介して分散、吸収
させて炭酸水を生成することを特徴とする炭酸水の生成
方法（第１の方法発明）を提供することによって上記目
的を達成したものである。

また、第１の発明方法の実施に好適な装置、即ち、水を
流通させる駆動装置と、該駆動装置によって流通させる
水に表面を接触する中空糸型半透膜を備えた分散器と、
該分散器の中空糸型半透膜の中空内に炭酸ガスを給送し
て該中空糸型半透膜の表面に接触して流通する水中に炭
酸ガスを上記中空糸型半透膜を介して分散、吸収させる
炭酸ガス供給装置とを備えたことを特徴とする炭酸水の
生成装置を併せて提供するもので゛ある。

更に、本発明は、水中に中空糸型半透膜を浸漬し、該中
空糸型半透膜の中空内に炭酸ガスを給送して炭酸ガスを
中空糸型半透膜を介して上記水中に分散、吸収させて炭
酸水を生成することを特徴とする炭酸′水の生成方法（
第２の方法発明）を提供すると共に、該発明方法を実施
する場合に好適な装置として、水中に静置され、該水に
表面を接触させる中空糸型半透膜を備えた分散器と、該
分散器の中空糸型半透膜の中空内に炭酸ガスを給送して
該中空糸型半透膜を介して上記水に炭酸ガスを分散、吸
収させる炭酸ガス供給装置とを備えたことを特徴とする
炭酸水の生成装置を提供するものである。

〔作用〕

第１の発明方法及び装置によれば、中空糸型半透膜の中
空内に炭酸ガスを給送すると、中空糸型半透膜を炭酸ガ
スが微細な気泡として透過し、中空糸型半透膜表面に接
触して流通する水中に炭酸ガスが溶解して炭酸水を生成
する。

また、中空糸型半透膜を水中に浸漬した場合には、中空
糸型半透膜の中空内に炭酸ガスを給送すると、炭酸ガス
が中空糸型半透ＩＱを微細な気泡として透過して水中に
溶解して炭酸水を生成する。

〔実施例］ 以下、第１図乃至第８図に示す実施例に基づいて本発明
を説明する０図において、第１図は、本発明の炭酸水の
生成方法の第１の発明方法を温水に対して実施する場合
に好適な炭酸ガスの生成装置の第１の実施例を示す全体
構成図、第２図は第１図の要部を拡大して示す断面図、
第３図は第２の実施例の炭酸ガスの生成装置を示す全体
構成図、第４図は第３の実施例の炭酸ガスの生成装置を
示す全体構成図、第５図は本発明の第２の方法を実施す
る場合に好適な炭酸ガスの生成装置の要部を示す斜視図
、第６図は第２の実施例の示す第５図相当図、第７図は
第３の実施例を示す第５図相当図、第８図は第１図に示
す実施例装置を用いて生成した炭酸温水の炭酸ガス濃度
の経時変化を比較例と共に示すグラフである。

まず、本発明の第１の方法を実施する場合に好適な本発
明の一実施例装置について動作と共に説明する。

本実施例装置は、第１図に示す如く、浴槽１中の温水２
を導管３を介して循環流通させる吸引ポンプ４と、該吸
引ポンプ４によって循環する温水２に表面が接触する中
空糸型半透膜５１を備えた分散器５と、該分散器の中空
糸型半透膜５１の中空内に導管６を介して炭酸ガスを給
送し、該中空糸型半透膜５１を介して循環流通する上記
温水２中に上記炭酸ガスを分散、吸収させる炭酸ガスボ
ンへ７とを備えて構成されている。

而して、上記中空糸型半透膜５１を備えた分散器５は、
第２図に示す如く、同一長さに形成された中空糸型半透
膜５１を多数本束ねて、シェル５２内に装着され、上記
シェル４２の両端に上記中空糸型半透膜５１の束の端面
を被覆するようにカバー５３．５３が取り付けられてい
る。そして、一方のカバー５３において上記中空糸型半
透膜５１の東端面を封止し、他方のカバー５３において
導管６が連結されている。該導管６の他端には炭酸ガス
ボンへ７が連結されており、該炭酸ガスボンへ７の炭酸
ガスが上記導管６を介して上記中空糸型半透１１９５１
の各中空内に給送されて、該中空糸型半透膜５１を所定
圧力迄加圧し得るように構成されている。

また、上記シェル５２には、上記カバー５３．５３近傍
に位置させて導管３が連結されており、一方の導管３か
ら上記シェル５２内に温水２が流入して上記中空糸型半
透膜５１の表面に接触しつつシェル５２内を流通し、他
方の導管３から流出して上記浴槽ｌとの間を循環するよ
うになされている。そして、４水２がシェル５２内を流
通する間に中空糸型半透膜５１の中空から炭酸ガスが中
空糸型半透膜５１を透過し微細な気泡になって、該中空
糸型半透膜５１に接触しつつ流通する温水２に炭酸ガス
を分散、吸収させるように構成されている。

而して、上記分散器５の中空糸型半透膜５１としては、
一般に人工透析膜として用いられている中空糸を好適に
用いることができる。上記分散器５内の中空糸型半透膜
５１に循環流通させる通水量は、該中空糸型半透膜５１
の材質、性状によって異なる。

また、中空内に給送する炭酸ガスの＠量も通水量と同様
、中空糸型半透膜５１の材質、性状によって異なる。

上記中空糸型半透膜５１は、炭酸ガスの透過性があれば
良く、そのような材質として、例えば、ポリカーボネー
ト、ポリアクリロニトリル、ポリスルホン、ポリオレフ
ィン等の有機多孔質半透膜が挙げられ、また、中空糸型
半透１１１５１に代えて、ガラス多孔質膜、ステンレス
焼結体、セラミックス膜等の無機多孔質等を用いること
もできる。

また、上記中空糸型半透膜５１、無機多孔質膜それぞれ
の細孔径が０．１ｎｍ〜１０，０００ｎｍの範囲にある
ことが好ましい。この細孔径は必要に応じて適宜選択す
るとかできる。

そして、上記中空糸型半透膜５１に接触させつつ分散器
５内を循環流通させる水量と炭酸ガス供給量との比率（
ガス／液供給比）は、分散器内の理論飽和溶解度に対し
て５〜３００％の範囲に設定しておくことが好ましい。

上記実施例装置によれば、中空糸型半透膜５１を介して
炭酸ガスが微小な気泡となって温水２中に分散するため
、気泡の温水２に対する接触面積が極めて大きく、温水
２に対して炭酸ガスが掻めて効率よく溶解、吸収される
。そのため分散器５をコンパクトにすることができ、装
置の小型化、設置面積の省スペース化等を達成すること
ができる。

第３図は本発明の第２の実施例を示すもので、本実施例
は、温水２を循環流通させる手段として、吸引ポンプに
代えて加熱源４゛を用いる以外は略同様に構成されてい
る。即ち、加熱ｔＡ４”によって温水２を加熱し、その
温度差による対流現象を利用して浴槽ｌに温水２をＶ＆
環させるようにしたもので、本実施例装置によっても上
記実施例と同様の作用、効果が奏し得られる。

また、第４図は、本発明の更に他の実施例を示すもので
、本実施例は、図示しない給湯器から温水２を浴槽１中
に供給する途上で、分散器５を流通させて炭酸ガスを温
水２中に吸収させるようにしたものである。

次に本発明の第２の発明方法を実施するに好適な装置に
ついて動作と共に説明する。

本実施例装置は、第２図に示す如く、浴槽１の温水中に
静置され、Ｍｉ　’４１水２に表面が接触する中空糸型
半透膜５１を備えた分散器５と、該分散器５の中空糸型
半透膜５１の中空内に導管６を介して炭酸ガスを給送し
て上記温水に炭酸ガスを分散、吸収させる炭酸ガス給送
装置（図示せず）とを備えて構成されている。

上記分散器５は、前記各実施例装置と同様シェル５２内
に中空糸型半透膜５１を装着して構成されている。

そして、シェル５２全周面に多数の孔５２Ａが分散させ
て形成されており、線孔５２Ａを介して上記シェル５２
内において生成した炭酸温水が出入りし、あるいは炭酸
ガスがシェル５２外へ分散るように構成されている。

従って、本実施例装置によれば、上記分散器５によって
生成された炭酸温水の濃度は、シェル５２内から上記孔
５２Ａを介してシェル５２外へ拡散すると共に、浴槽１
内における加熱温水の対流によって均一化する。

また、第６図は、本発明方法を実施するに好適な第２の
装置を示すもので、本実施例装置の分散器５は、第６図
に示す如く、シート５４に中空糸型半透膜５１が蛇行さ
せて配設されて構成されている。そして、中空糸型半透
膜５１の一端が封止され、他端が炭酸ガス給送装置（図
示せず）に導管６を介して接続されて、中空内に炭酸ガ
スを給送するように構成されている。そして、上記中空
糸型半透膜５１は、複数本束ねて用いられている。

勿論、上記分散器５は、浴槽の底面等に静置させて用い
られる。

従って、本実施例装置によっても、上記実施例と同様の
作用、効果が奏し得られる。

また　第７図は本発明方法を実施するに好適な第３の装
置を示すもので、本実施例装置の分散器５は第７図に示
す如く、コイル状に形成された中空糸型半透膜５１のみ
で構成されている。そして、コイル状の中空糸型半透膜
５１の一端が封止され、他端が炭酸ガス給送装置（図示
せず）に導管６を介して接続されている。

従って、本実施例装置のコイル状の中空糸型半透膜５１
によっても上記各実施例と同様の作用、効果を奏し得ら
れる。

尚、上記実施例では、本発明方法を実施する炭酸ガス生
成装置の分散器５は、中空糸型半透膜５１を多数本束ね
たもの、あるいはシート５４に蛇行させたもの、コ°イ
ル状に形成したものについて説明したが、本発明はこれ
らに限定されるものではなく、中空糸型半透膜以外の炭
酸ガスを透過する半透膜であれば、半透膜の形態に左右
されることなく本発明に適用することができる。要は、
半透膜を介して炭酸ガスを温水に接触させ得るように構
成したものであれば本発明に包含される。

また、上記実施例では、本発明方法及び装置を温水に適
用したものについて説明したが、水に対しても同様に適
用することができる。

次に、下記試験例に基づいて本発明方法及び装置につい
て説明する。

（試験例） 本試験例は、第１図に示す実施例装置を用いて、下記条
件下で行った。

分　散　ｎ：人工透析膜（日機装■製）■型式：ＡＬＦ
−２０Ｇ×２本 ■有効膜面積：２．１ポ×２本 ■充液量：１３５ｍｘ２ ■耐圧：１．Ｑｋｇ／ｃｄ 循環ボンプ：二国機械工業■製 ■吸引能カニ３ｋｇ／ｃＪ ■揚程：３ｃｍ 浴槽１に４０°Ｃの温水を２００ｆ入れ、導管３を介し
て吸引ポンプ４によって、上記温水を吸引して分散器５
を循環流量３０１　／ｍｉｎ、で流通させて炭酸温水と
して浴槽ｌへ戻す。この時、中空糸型半透膜５１の中空
内（７）Ｃｏ２流量１０　ｊｌＶｍｉｎ、圧力を０．２
０ｋｇ／ｃｔに設定する。上述の条件下で温水を循環流
通させて１０分毎に温水の炭酸ガス濃度を測定し、その
測定結果を第８図に示した。

また、比較例として、４０’Ｃの温水を２００ｆｆｉ入
れた。浴槽１にセラミックス製気敗板（平均気孔径５０
１ｍ、５ＩＩＩＩＩｌ角Ｘ２５０＋＋＋ｕ＋）を設置し
、該気散板に炭酸ガスを１０４２　／ｍｉｎ、を給送し
て、１０分毎に温水の炭酸ガス濃度を測定し、その結果
を第８図に示した。

第８図に示す結果によれば、本実施例装置は、１０分経
過時には温水の炭酸ガス濃度が６００ｐｐ−を超え、３
０分経過時には１１０００ｐｐ前後の濃度を達成するこ
とができる。

一方、比較例の装置は、２０分前後で炭酸ガス濃度５０
０　ｐｐｍに達するものの、２０分以降経過してもそれ
ほどの濃度上昇を期待することができない よって、本実施例装置を用いた本発明方法は、高濃度の
炭酸温水を短時間で生成することができる。

〔発明の効果〕

本発明の炭酸温水の生成方法及び装置によれば、簡単且
つコンパクトな装置で炭酸ガスを温水に効率的に溶解さ
せて高濃度の炭酸温水を生成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の炭酸温水の生成方法の第１の方法を
実施する場合に好適な炭酸ガスの生成装置の第１の実施
例を示す全体構成図、第２図は第１図の要部を拡大して
示す断面図、第３図は第２の実施例の炭酸ガスの生成装
置を示す全体構成図、第４図は第３の実施例の炭酸ガス
の生成装置を示す全体構成図、第５図は本発明の第２の
方法を実施する場合に好適な炭酸ガスの生成装置の要部
を示す斜視図、第６図は第２の実施例の示す第５図相当
図、第７図は第３の実施例を示す第５図相当図、第８図
は第１図に示す実施例装置を用いて生成した炭酸温水の
炭酸ガス濃度の経時変化を比較例と共に示すグラフであ
る。 ｌ：浴槽　　　　２；温水 ４；吸引ポンプ（駆動装置） ５；分散器 ７；ボンベ（炭酸ガス供給装置） ５１；中空糸型半透膜

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）中空糸型半透膜の表面に接触させて水を流通させ
   、また上記中空糸型半透膜の中空内に炭酸ガスを給送し
   て上記中空糸型半透膜の表面に接触して流通する水中に
   炭酸ガスを上記中空糸型半透膜を介して分散、吸収させ
   て炭酸水を生成することを特徴とする炭酸水の生成方法
   。
2. （２）水を流通させる駆動装置と、該駆動装置によって
   流通される水に表面を接触する中空糸型半透膜を備えた
   分散器と、該分散器の中空糸型半透膜の中空内に炭酸ガ
   スを給送して該中空糸型半透膜の表面に接触して流通す
   る水中に上記炭酸ガスを上記中空糸型半透膜を介して分
   散、吸収させる炭酸ガス供給装置とを備えたことを特徴
   とする炭酸水の生成装置。
3. （３）水中に中空糸型半透膜を浸漬し、該中空糸型半透
   膜の中空内に炭酸ガスを給送して該炭酸ガスを中空糸型
   半透膜を介して上記水中に分散、吸収させて炭酸水を生
   成することを特徴とする炭酸水の生成方法。
4. （４）水中に静置され、該水に表面を接触させる中空糸
   型半透膜を備えた分散器と、該分散器の中空糸型半透膜
   の中空内に炭酸ガスを給送して該中空糸型半透膜を介し
   て上記水に炭酸ガスを分散、吸収させる炭酸ガス供給装
   置とを備えたことを特徴とする炭酸水の生成装置。