JPH03158157A - 微細気泡炭酸泉製造装置 - 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］ 従来上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ろものなど
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、この方法では潮
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、水面から逃げろ二酸化炭素の１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
室急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さるが、それ以上
に濃度を上げることができず、また、ある濃度を越えろ
と供給された二酸化炭素のうも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（なると狭い浴室内では窒息の危険が
あった。

このため、二酸化炭素を溢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と噴出口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にで吸入口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ｌｌ！泉として再１噴出口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を経て液体ユである浴槽
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１
ａの吸入による流速によって気液混合部５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ｆｆｉ！する管路４にアキ
エムレータ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
れるようにしである。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。排気絞ワ弁６ａで
はアキュムレータ６の圧力を一定に儂ちつつ排気量を調
整ｔ７１ゆそして、余剰気体の混ざっていない気体の溶
解した液体１は炭酸泉として噴出口３を経て浴槽１０内
に噴出される。この場合、気体としＣ１００％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漁となって空気中へ逃げ
てし主うたぬ、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Ｊ！］ 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１００％で供給すると減圧
した際に大漁が発生し、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（、大漁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溢水と見た目には
変わらな（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！！造表装置、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ｍ細気泡を析出す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（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％としであることにより
、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である。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は噴出口３より噴出されるよ
うにしである。

４は吸入口２と噴出口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、噴出口３より噴出させることができる加
圧ポンプ１１を配置しである。

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ｓ５を設け
である。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ＷＳ１２を介して管路４に
連結しである。二酸化炭素供給管５ａ及び空気供給管５
ｂ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’　を取付けである。

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５
ｍ’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を接続しである。

８は各弁装置５ａ　　ｒｉｂ’の開閉を制御するタイマ
である。そしてタイマ８を介Ｌ　”（弁装置５　ａ’　
、　５　ｂ’　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
である。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ｆｉ５ａ’、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−効果によって供給部５がら
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にて加圧されて潜水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１
１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、７キ１ムレ−タロで余剰気体を分離し、アキュ
ムレータロ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、このとさ、紋り弁６
ｂは排気量をｍｌ！Ｌでアキュムレータロ内の圧力が着
しく減圧された状態とならないようにしである。

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を通って噴出口３へと送られ
るのであるが、この途中において、７　’ｆ　、ムレ−
２６内を通ろ際、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エム１
／−タロ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を再び噴出口３より浴槽１０内
に噴出させるものである。そして、噴出口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、
大部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（な
る。また、二酸化炭素を多量に供給すると大部が析出す
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６ ＠２図は通常の風呂の湯温である４０℃で、−般的な家
庭用浴槽の容量である２００リツ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ｌｌｌ！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（ｐｐｍ）を示してあり、横軸には経過時間（分）
を示しである。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
、口は５０％のもの、ハは６０％のもの、二は８０％の
もの、ホは１００％のものをそれぞれ示しである。

このグラフから分かるように、供給される炭酸ガス濃度
が嶌い程、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部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、大部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、慣紬には経
過時間（分）を示しである。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口、
八に示される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部が析出し、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、２０
０　＋）ットルの潜水を２５０ｐｐ−の炭酸泉にするた
めに必要な炭！！！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
ならない炭酸がスの量は、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、
＊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ろ。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、大部がでるため溶
解効率も低（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でも優
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％としであるので、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、供給量に討
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４
０℃で２００リツトルの水を２５０ｐｐ輪の炭酸泉にす
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１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ｇ、混合部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ［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。