WO2001078883A1

WO2001078883A1 - Procede et dispositif de fabrication d'une solution aqueuse d'acide carboxylique

Info

Publication number: WO2001078883A1
Application number: PCT/JP2001/003309
Authority: WO
Inventors: Yoshinori Nagasaka; Hiroki Sakakibara; Yuichi Morioka; Katsuya Sanai; Michio Kanno; Satoshi Takeda
Original assignee: Mitsubishi Rayon Engineering Co., Ltd.; Mitsubishi Rayon Co., Ltd.
Priority date: 2000-04-18
Filing date: 2001-04-18
Publication date: 2001-10-25
Also published as: US20050093184A1; EP1745838A3; EP2098282A1; US20080001311A1; EP1894615B1; DE60134590D1; EP1283069B1; EP1894615A2; US7246793B2; US20080001314A1; EP1745838B1; US7533873B2; US6905111B2; DE60126601D1; EP1283069A1; US20030122268A1; EP2272582B1; DE60126601T2; US20070257385A1; DE60140091D1

Description

明細書

炭酸水製造装置および炭酸水製造方法技術分野

本発明は、例えば生理的機能改善を目的とした水治療などに有用な炭酸水を製造する為の装置および方法に関する。背景技術

炭酸水は、退行性病変、末梢循環障害などの治療に効果があるとされている。炭酸水を人工的に製造する方法としては、例えば、浴槽内に炭酸ガスを気泡の形で送り込む方法（気泡法）があるが、この方法では、溶解率が低く、溶解時間が長くなる。また、炭酸塩と酸とを反応させる化学的方法（薬剤法）があるが、この方法では、薬剤の大量投入が必要で、清浄度を維持できない。また、タンク内に温水と炭酸ガスとを一定期間加圧封入する方法（圧注入法）があるが、この方法では装置が大型化し、実用的でない。

また、現在市販されている炭酸水の製造装置は、通常は 1 0 0〜1 4 O m g Z L程度の低い炭酸ガス濃度の炭酸水を製造するものであり、その炭酸ガス濃度を制御する手段も備えていない。

一方、特開平 2— 2 7 9 1 5 8号公報には、中空糸半透膜を通じて炭酸ガスを供給し、温水に吸収させる方法が記載されている。さらに、特開平 8— 2 1 5 2 7 0号公報には、浴槽内の炭酸ガス濃度を一定に保っために、浴槽內に p Hセンサーを設置して炭酸ガス溶解器への炭酸ガス供給量を調節する方法が記載されている。また、国際公開第 9 8ノ 3 4 5 7 9号パンフレットには、炭酸水の p H測定値と原水のアルカリ度の値から生成した炭酸水の炭酸ガス濃度データを演算し、炭酸水の炭酸ガス濃度が目標値となるように炭酸ガス供給量を調節する方法が記載されている。これらは、中空膜を備えた炭酸ガス溶解器内に原水を一回通過させることにより炭酸水を製造する、いわゆるワンパス型の装置を用いた方法である。

このワンパス型の装置では、生理的な効果（血流増加等）に優れた高濃度の炭酸水を製造する為には、中空膜の膜面積を大きくするか、あるいは炭酸ガスの圧力を高くする必要がある。しカゝし、膜面積を大きくすると、装置が大型化し、コストも高くなる。また、ガス圧力を高くすると、溶解率が低下してしまう。さらに、ワンパス型の装置では、水道水などの温水と装置との配管 .ホース接続が不可欠なので、装置を移動して各場所で使用する場合はその都度セッティングする必要がある。

一方、循用ポンプにより浴槽中の温水を炭酸ガス溶解器を介して循環させる、いわゆる循環型の装置によれば、高濃度の炭酸水を効率良く、低コストで製造できる。しかも、ワンパス型の装置のような接続作業が不要であり、浴槽にお湯を溜め、装置の炭酸水循環用ホ一スを投入するだけで使用できるので、セッティングが非常に簡単である。このような循環型の炭酸水装置としては、例えば、特開平 8— 2 1 5 2 7 0号公報、同 8— 2 1 5 2 7 1号公報に記載されたものがある。また、所望の炭酸ガス濃度の炭酸水が浴槽に満たされた状態においては、浴槽の大きさによって差はあるものの炭酸水中の炭酸ガスが蒸散し、徐々に炭酸ガス濃度が低下してしまう。特に、多人数用の大型浴槽に炭酸ガスを満たした場合は、その蒸散量が多く、炭酸ガス濃度の低下が早い。また、多人数用の大型浴槽においては、温水の清浄化の為に使用時にも濾過器を通して温水を循環させるものが多いが、このような濾過器を通して温水を循環させるタイプの浴槽に仮に炭酸水を満たしたとすると、その濾過器の部分で炭酸ガスの蒸散が多量に生じてしまう。また、 p H測定値に基づいて炭酸ガス供給量を制御する方法では、得られる炭酸水の炭酸ガス濃度の誤差が比較的大きく、 p Hセンサ一を自動的に校正する機能を付加して p Hセンサーでの測定誤差を ± 0 . 0 5以内に抑える必要がある。これでは、複雑な制御が必要になり、装置が大型化し、コストも高くなる。しかも、炭酸ガス濃度を精度良く制御するには、原水（水道水等）のアルカリ度も測定しなければならない。

また、炭酸ガス製造装置には、特開平 2— 2 7 9 1 5 8号公報、国際公開第 9 8 / 3 4 5 7 9号パンフレツトに記載の様な中空糸膜を備えた炭酸ガス溶解器内に原水を一回通過させることにより炭酸水を製造する、いわゆるワンパス型の装置、および、特開平 8— 2 1 5 2 7 0号公報、同 8— 2 1 5 2 7 1号公報記載の様な循環用ポンプにより浴槽中の温水を炭酸ガス溶解器を介して循環させる、いわゆる循環型の装置があるが、何れの型の装置においても、中空糸膜の中空部から膜を透過した水や、中空部から膜を透過した水蒸気が凝縮した水が、中空糸膜の外側部でドレインとして溜まってくる。このドレインが膜面に接すると膜面が塞がれ有効なガス透過ができなくなる。従来の装置においては、作業者が適宜ドレインバルブを開くことにより、この中空糸膜の外側部に溜まったドレインを外部へ放出す作業を行っていた。

また、足の生理的機能改善等を目的とした炭酸水の足浴槽（フット ·バス）が従来より知られているが、従来の足浴槽においては、予め製造した炭酸水を足浴槽に満たすか、あるいは温水を満たしてから他の装置を用いて浴槽内の温水を炭酸水にする必要があるので、使用時の操作が煩雑である。特に、可搬式の足浴槽の場合は、場所を選ばず簡単に足浴治療が可能という利点が、この炭酸水製造操作によって制限されてしまうことにもなる。発明の開示

本発明の第一の目的は、より実用的な循環型の炭酸水製造装置を実現することにあり、所望の炭酸ガス濃度（特に生理的効果が得られる高い濃度）の炭酸水を、低コストかつ簡便な操作で製造できる装置および方法を提供することにある。本発明の第二の目的は、炭酸ガスの蒸散の問題を解決し、一定の炭酸ガス濃度を長期にわたって低コストかつ簡便な操作で製造 ·維持できる炭酸水の製造方法を提供することにある。

本発明の第三の目的は、原水の流量によらず、常に一定の炭酸ガス濃度（特に生理的効果が得られる高い濃度）の炭酸水を、低コストかつ簡便な操作で製造できる装置および方法を提供することにある。

本発明の第四の目的は、より実用的な炭酸水製造装置を実現することにあり、簡便な操作で炭酸水を製造できる装置および方法を提供することにある。

本発明の第五の目的は、使用時の操作が簡単で、しかも可搬式の足浴槽の利点を十分に生かした足浴槽用の炭酸水製造装置を提供することにある。

第一の本発明は、炭酸ガス溶解器と、循環用ポンプとを備え、該循環用ポンプにより水槽中の水を該炭酸ガス溶解器を介して循環させ、該炭酸ガス溶解器内に炭酸ガスを供給して、該水中に炭酸ガスを溶解させる炭酸水製造装置において、該循環用ポンプが、自吸性能を有する容積式定量ポンプであることを特徴とする炭酸水製造装置であり、かつ、循環用ポンプにより水槽中の水を炭酸ガス溶解器を介して循環させ、該炭酸ガス溶解器内に炭酸ガスを供給して、該水中に炭酸ガスを溶解させる炭酸水製造方法において、該循環用ポンプとして、自吸性能を有する容積式走量ポンプを用いることを特徴とする炭酸水製造方法である。

従来の循環型炭酸水装置のうち、特開平 8— 2 1 5 2 7 0号公報では、炭酸水の製造の為には如何なる種類の循環ポンプが適しているか、何ら検討されていなレ、 ₌ また、特開平 8 — 2 1 5 2 7 0号公報では、循環ポンプとして水中ポンプを使用しているが、水中ポンプなどの渦巻きポンプでは、循環している炭酸水が高濃度になるほど気泡が発生し、ポンプの吐出量、揚程が低下する恐れがあり、最悪にはポンプの羽根車が空回りし、炭酸水の循環が不可能になることがある：一方、第一の本発明においては、自吸性能を有する容積式定量ポンプを用いているので、高濃度の炭酸水であっても良好に循環することが可能であり、水槽中に高濃度の炭酸水を満たすことができる。

第二の本発明は、循環ポンプにより水槽中の水を炭酸ガス溶解器を介して循環させながら、該炭酸ガス溶解器内に炭酸ガスを供給して、該水中に炭酸ガスを溶解させる炭酸水製造方法において、炭酸水製造の為の水の循環の立上げ時には、所定の炭酸ガス圧力を印加して所望の炭酸ガス濃度の炭酸水を生成する立上げェ程と、前記立上げ工程によって生成した炭酸水の所望の炭酸ガス濃度を維持する為に、所定の炭酸ガス圧力を印^]して該炭酸水を循環させる濃度維持工程と、を有することを特徴とする炭酸水製造方法である。

第二の本発明は、特に多人数用の大型浴槽などにおいて、まず立上げ時には効率良く高濃度の炭酸水を製造し、さらに使用時の清浄化目的の循環においても炭酸ガス製造プロセスを適用し、炭酸ガスの濃度維持を図る方法であり、これにより一定の炭酸ガス濃度を長期にわたって低コストかつ簡便な操作で製造 '維持できる。

第三の本発明は、炭酸ガス溶解器内に原水を流しながら炭酸ガスを供給して、原水中に炭酸ガスを溶解させる炭酸水製造装置において、あらかじめ原水の流量と炭酸ガスの供給圧力と得られる炭酸水の炭酸ガス濃度との相関データが記録してあり、炭酸水の製造時には原水の流量を検出し、前記相関データに基づいて、得られる炭酸水が目標炭酸ガス濃度となるように炭酸ガスの供給圧力を調節する手段を備えることを特徴とする炭酸水製造装置であり、かつ、炭酸ガス溶解器内に原水を流しながら炭酸ガスを供給して、原水中に炭酸ガスを溶解させる炭酸水製造方法において、あらかじめ原水の流量と炭酸ガスの供給圧力と得られる炭酸水の炭酸ガス濃度との相関データを記録し、炭酸水の製造時には原水の流量を検出し、前記相関データに基づいて、得られる炭酸水が目標炭酸ガス濃度となるように炭酸ガスの供給圧力を調節することを特徴とする炭酸水製造方法である。第三の本発明によれば、従来の p H測定値に基づいて炭酸ガス供給量を制御する方法と比較して、原水の流量によらず、常に一定の高濃度炭酸水を低コストかつ簡便な操作で製造できる。

第四の本発明は、膜型炭酸ガス溶解器を使用した炭酸水製造装置において、膜型炭酸ガス溶解器に溜まつたドレインを自動的に外部へ放出する自動抜水手段を有することを特徴とする炭酸水製造装置であり、かつ、膜型炭酸ガス溶解器を使用した炭酸水製造方法において、膜型炭酸ガス溶解器に溜まったドレインを自動的に外部へ放出することを特徴とする炭酸水製造方法である。

第四の本発明によれば、わざわざ手動でドレイン抜きを実施する必要がなく、常時、有効な膜面積を確保でき、高濃度の炭酸水を簡便な操作で良好に製造できる。

第五の本発明は、可搬式足浴槽を具備することを特徴とする炭酸水製造装置である。

第五の本発明において「可搬式」とは、一定の場所に固定されず、必要に応じて搬送 ·移動させることが可能なものをいう。その搬送方法は特に限定されない。第五の本発明によれば、使用時の操作が簡単で、しかも可搬式の足浴槽の利点を十分に生かした浴槽を提供できる。図面の簡単な説明

図 1は、第一の本発明の循環型炭酸水製造装置を用いた場合の一例を示すフロ一シートである。図 2は、三層複合中空糸膜の一例を示す模式図である。図 3は、第一の本発明の循環型炭酸水製造装置を用いた場合の一例を示すフローシ一トである。図 4は、実施例 A 1における循環時間と炭酸ガス濃度の関係を示すグラフである。図 5は、第二の本発明の循環型炭酸水製造方法を用いた場合の一例を示すフローシニトである。図 6は、第三の本発明のワンパス型炭酸水製造装置を用いた場合の一例を示すフローシートである。図 7は、第三の本発明において原水の流量と炭酸ガスの制御ガス圧の相関関係を示すグラフである。図 8は、本発明を炭酸水製造供給システムへの応用した一例を模式的に示すフローシートである。図 9は、循環型の炭酸水製造装置を利用した第五の本発明の一形態を示す模式図である。図 1 0は、ワンパス型の炭酸水製造装置を利用した第五の本発明の一形態を示す模式図である。発明を実施するための最良の形態

[第一の本発明の形態]

図 1は、第一の本発明の循環型炭酸水製造装置を用いた場合の一例を示すフロ —シートである。この例においては、浴槽（水槽） 1 1中の温水を循環させる。なお、浴槽 1 1中の水の温度は特に制限されない。ただし、炭酸水の生理的効果を発揮させ、かつ体や患部に余計な負担をかけない点から、体温付近またはそれ以下の温度が好ましい。具体的には、 3 2〜4 2 °C程度が好ましい。

この例では、浴槽 1 1内の水を循環させている。本発明の装置をこのように浴槽に適用するのは非常に有用な例である。しかし、第一の本発明はこれに限定されない。入浴の為の浴槽以外のもの、例えば貯水用または給水用タンクなど、所望の濃度の炭酸水を内部に満たす必要がある水槽の場合であっても、第一の本発明を適用することができる。

また、循環させる対象である水は、特に限定されない。循環させる前は炭酸ガスを全く含まない水を循環させる場合は、次第に炭酸ガス濃度が高まった炭酸水が循環することになる。また、炭酸ガス濃度が低くなつた炭酸水を循環させることによって、炭酸ガス濃度を高く回復することもできる。

図 1に示す例において、この浴槽 1 1中の温水は、循環ポンプ 1で吸い上げられ、温水中のゴミをトラップする為のプレフィルター 2を経て炭酸ガス溶解器 3 へ導かれ、再び浴槽 1 1に戻る。一方、炭酸ガスは、炭酸ガスボンベ 4から、減圧弁 5、炭酸ガスの遮断弁である電磁弁 6を経て、炭酸ガス溶解器 3内へ供給される。

炭酸ガス解器 3は、中空糸膜が配設された膜モジュールを内蔵して構成された膜型炭酸ガス溶解器である。この例においては、炭酸ガス溶解器 3内に供給された炭酸ガスは、中空糸膜の外表面へ導かれる。一方、炭酸ガス溶解器 5内に供給された温水は、中空糸膜の中空部を流れる。ここで、中空糸膜の外表面の炭酸ガスは、中空糸膜の中空部を流れる温水と膜面を介して接触し、炭酸ガスが温水中に溶解して炭酸水が生成し、この炭酸水が浴槽 1 1内に供給される。このように浴槽 1 1内の温水を循環ポンプ 1で任意の時間循環させれば、炭酸ガス濃度が高い炭酸水が浴槽 1 1内に満たされることになる。この例のように膜モジュールの膜面を介して炭酸ガスを接触 ·溶解させる場合は、気液接触面積を大きくとることができ、高い効率で炭酸ガスを溶解させることができる。このような膜モジユールとしては、例えば、中空糸膜モジュール、平膜モジュール、スパイラル型モジュールを使用できる。特に、中空糸膜モジュールは、最も高い効率で炭酸ガスを溶解させることができる。

浴槽 1 1内の温水は、循環する時間の経過に伴い炭酸ガス濃度が上昇する。ぞのような循環時間と炭酸ガス濃度の相関データをあらかじめ取っておけば、目的とする炭酸ガス濃度と炭酸ガス供給圧力が決まれば必要な循環時間を決定することができる。ただし、循環水量が常時一定でなければ、この相関データは利用できないので、循環ポンプ 1としては、定量ポンプを用いる必要がある。しかし、本発明者らの知見によれば、定量ポンプであっても、渦巻きポンプ等ではプレフィルターの目詰まりなどの揚程の変化により、ポンプ流量も変動してしまい、相関データが利用できない。しかも、炭酸水が高濃度になると、気泡によりポンプが停止してしまう。

そこで、第一の本発明においては、循環ポンプ 1 として、自吸性能を有する容積式定量ポンプを用いることにより、安定した循環と、常時一定した循環水量を実現させるものである。この容積式定量ポンプは、初期の運転時に呼び水をしなくても起動できる自吸性能を有する。しかも、炭酸水は高濃度になると気泡が発. 生し易くなるが、この容積式定量ポンプは、気泡リッチな状態でも安定して送水することが可能である。

この容積式定量ポンプは、特に、あらかじめ容積式定量ポンプの循環流量と、水槽内水量おけるガス供給圧力と水槽内の炭酸水の炭酸ガス濃度と循環時間の相関データを記録し、炭酸水の製造時には前記相関データに基づいて循環時間を調節することにより、水槽内の炭酸水の炭酸ガス濃度を 6 0 O m g Z L l 4 0 0 m g Z Lの範囲内にする場合に非常に有効である。

このような自吸性能を有する容積式定量ポンプとしては、例えば、ダイヤフラムポンプ、ねじポンプ、チューブポンプ、ピストンポンプ等が挙げられる。現在の市販品の中では、価格、能力、大きさ等の点から、ダイヤフラムポンプが最適である。具体的には、例えば、 SHURflo社（米国）製の 3ヘッドダイヤフラムボンプ、 Aquatec Water System社（米国）製の 5ヘッドダイヤフラムポンプ、 FL0JET 社（米国）製の 4ヘッドダイヤフラムポンプ等が使用できる。なお、これら市販品は、通常は、飲料用ろ過装置におけるブースタ一ポンプとして販売されているものである。すなわち、これら市販品は、炭酸水製造装置とは無関係である。炭酸ガス溶解器 3 へ供給する炭酸ガスの圧力は、減圧弁 5により設定する。この圧力が低いほど、炭酸ガス溶解器 3での未溶解ガスの発生が抑えられ、溶解効率が高くなる。また、炭酸ガス溶解器 3内の中空糸膜の炭酸ガス透過量は炭酸ガス供給圧力に比例し、その圧力が大きければ透過量も大きくなる。これらの点と、炭酸ガス圧力が低くなるほど製造時間が長くなる点から、その圧力は 0 . 0 1 〜 0 . 3 M P a程度が妥当である。なお、循環温水の炭酸ガスの吸収量はその温水の炭酸ガス濃度と循環水量にも依存し、吸収量以上の炭酸ガスを供給すると未溶解ガスとなる。

炭酸ガス溶解器 5に中空糸膜を用いる場合、その中空糸膜としては、ガス透過性に優れるものであればどの様なものを用いてもよく、多孔質膜でも非多孔質ガス透過性膜（以下「非多孔質膜」と略称する）でもよい。多孔質中空糸膜としては、その表面の開口孔径が 0.01〜 10 μ mのものが好ましい。また、非多孔質膜を含む中空糸膜も好適に用いられる。最も好ましい中空糸膜は、薄膜状の非多孔質層の両側を多孔質層で挟み込んだ三層構造の複合中空糸膜である。その具体例としては、例えば三菱レイヨン（株）製の三層複合中空糸膜（MHF、商品名）が挙げられる。図 2はこのような複合中空糸膜の一例を示す模式図である。図 2 に示す例においては、非多孔質層 1 9がガス透過性に優れたごく薄膜状のものとして形成さ；^、その両面に多孔質層 20が形成されており、非多孔質層 1 9が損傷を受けないように保護されている。

ここで、非多孔質層（膜）とは、気体が膜基質への溶解 ·拡散機構により透過する膜であり、分子がクヌッセン流れのように気体がガス状で透過できる孔を実質的に含まないものであればいかなるものでもよい。この非多孔質膜を用いると炭酸ガスを温水中に気泡として放出することなくガスを供給、溶解できるので、効率よい溶解が可能になり、しかも任意の濃度に制御性良く、簡単に溶解することができる。また、多孔質膜の場合に稀に生じる逆流、すなわち温水が細孔を経てガス供給側に逆流するような事もない。

中空糸膜の膜厚は 1 0〜1 50 μ mのものが好ましレ、 ₃ 膜厚が 10 / m以上であれば、十分な膜強度を示す傾向にある。また、 1 50 /zm以下であれば、十分な炭酸ガスの透過速度および溶解効率を示す傾向にある。三層複合中空糸膜の場合は、非多孔質膜の厚みは 0. 3〜2 μ mが好ましい。 0. 3 / m以上であれば、膜の劣化が生じ難く、膜劣化によるリークが発生し難い。また、 2 μιη以下であれば、十分な炭酸ガスの透過速度および溶解効率を示す傾向にある。

また、例えば中空糸膜モジュール 1本当たりの通水量を 0. 2〜30 LZm i n、ガス圧力を 0.0 lMPa〜0. 3MPaとすると、膜面積は 0. 1 m²〜 1 5 m²程度が好ましレ、。

中空糸膜の膜素材としては、例えば、シリコーン系、ポリオレフイン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリスルフォン系、セルロース系、ポリウレタン系等の素材が好ましい。三層複合中空糸膜の非多孔質膜の材質としては、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ 4—メチルペンテン一 1、ポリジメチルシロキサン、ポリェチルセルロース、ポリフエ二レンオキサイド等が好ましレ、。このうち、ポリウレタンは製膜性が良好で、溶出物が少ないので特に好ましレ、。

中空糸膜の内径は 5 0〜： I 0 0 0 μ mが好ましレ、。内径を 5 0 μ m以上にすれば、中空糸膜内を流れる流体の流路抵抗が適度に小さくなり、流体の供給が容易になる。また、 1 0 0 0 / m以下にすれば、溶解器のサイズを小さくすることが可能になり、装置のコンパクト化の点で有利である。

炭酸ガス解器に中空糸膜を使用する場合、中空糸膜の中空側に炭酸ガスを供給し、外表面側に温水を供給して炭酸ガスを溶解させる方法と、中空糸膜の外表面側に炭酸ガスを供給し、中空側に温水を供給して炭酸ガスを溶解させる方法とがある。このうち、特に後者の方法は、膜モジュールの形態にかかわらず、温水中に炭酸ガスを高濃度で溶解できるので好ましい。

本発明に用いる炭酸ガス溶解器として、多孔質体からなる散気部が炭酸ガス溶解器内の底部に設置された散気手段を有するものも使用できる。散気部に配される多孔質体の材質や形状はどのようなものであっても構わないが、その空孔率、すなわち多孔質体自体に存在する空隙の多孔質体全体に対する体積割合が 5〜 7 0 V o 1 %であるものが好ましい。炭酸ガスの溶解効率をより高めるためには空孔率が低い方が適しており、 5〜4 0 V o 1 <½であることがより好ましレ、。空孔率が 7 0 V o 1 %以下であれば、炭酸ガスの流量制御が容易になり、ガス流量を適度に小さくでき、散気体から散気される炭酸ガスの気泡が巨大化することなく、溶解効率が低下し難い。また、空孔率が 5 V o 1 %以上であれば、炭酸ガスの十分な供給量を維持でき、炭酸ガスの溶解が比較的短時間ですむ傾向にある。

また、多孔質体の表面における開口孔径は、散気する炭酸ガスの流量制御、ならびに微細な気泡を形成する為には、 0 . 0 1〜1 0 mであることが好ましし、。孔径が 1 0 μ m以下であれば、水中を上昇する気泡が適度に小さくなり、炭酸ガスの溶解効率が向上する。また、 0 . 0 1 μ ιτι以上にすれば、水中への散気量が適度に多くなり、高濃度の炭酸水を得る場合でも比較的短時間で済む。

散気手段の散気部に配される多孔質体はその表面積が大きいほど気泡を多数発生させることができ、炭酸ガスと原水との接触が効率良く進み、また気泡が生成する前の溶解も生じるので溶解効率が高くなる。したがって、多孔質体の形状にはこだわらないが、表面積が大きなものが好ましい。表面積を大きくする手段としては、多孔質体を筒状にすると力、平板のような形状にしてその表面に凹凸をつけるなど種々の方法があるが、多孔質中空糸膜を用いることが好ましく、特に多孔質中空糸膜を多数本束ねたようなものを利用することが有効である。

多孔質体の材質は、金属、セラミック、プラスチックなど様々なものが挙げられるが、特に限定はされない。ただし、親水性の材質のものは、炭酸ガスの供給停止時に温水が表面の細孔から散気手段内へ侵入するので好ましくない。

中空糸膜の外表面側に炭酸ガスを供給し、中空側に温水を供給して炭酸ガスを溶解させる場合は、逆流洗浄用の配管を設けてもよい。中空糸膜の中空部への供給口にあたるポッティング開口端部にスケールが蓄積した場合、そのスケールは逆流洗浄によって比較的簡単に除去できる。

製造する炭酸水に関して、その炭酸ガス濃度は特に限定されない。先に述べた例においては、希望する炭酸ガス濃度の値を装置に入力し、循環ポンプ 1により浴槽 1 1内の温水を循環させれば、あとは希望する炭酸ガス濃度に応じて装置が自動的に循環時間を調節してくれるので、希望する炭酸ガス濃度の炭酸水が浴槽 1 1内に満たされる。

ただし、医学的な生理的効果を十分得るには、炭酸水の炭酸ガス濃度は、一般的には 6 0 0 m g Z L以上は必要である。この点から、本発明において製^ する炭酸水の炭酸ガス濃度も、 6 0 O m g Z L以上であることが好ましい。一方、炭酸ガス濃度が高濃度になるほど、炭酸ガスの溶解効率は低下し、しかも、ある程度の濃度以上では生理的効果も横這いになる。この点から、炭酸ガス濃度の上限は、 1 4 0 O m g Z L程度が妥当である。

炭酸水製造装置には、さらに気泡発生装置または圧注装置を設けることができる。気泡発生装置は浴水中にて気泡を発生させることにより、また圧注装置は浴水中にて水流を発生させることにより、体の患部に物理的な刺激を与え、そのマッサージ効果により血行を促進させ、腰痛 ·肩こり ·筋肉疲労などをやわらげる為のものである。このような装置は、現在各社で販売され、病院 .老健施設や家庭用に普及している。

一方、本発明により製造する炭酸水は、水中の炭酸ガスが経皮吸収され、血管を拡張し血行促進させる作用を奏するものである。つまり、気泡や圧注による作用を動的作用とすると、炭酸水による作用は静的作用と言える。なお、炭酸水による治療は、気泡発生装置や圧注装置と比べると物理的な刺激が無いので、体や患部に無理な負担が無く副作用が少ないという利点がある。

図 1に示す例では、第一の本発明の炭酸水製造装置にさらに気泡発生装置を設け、一つのパッケージにユニット化することによって、両機能を一つの装置で実施できる多能装置としたものである。気泡発生装置は、少なくとも使用時には浴槽内の下部に配置される散気板 9と、その散気板 9に空気を供給する為のコンプレッサー 8と、両者を連通する配管とからなる。コンプレッサー 9を起動することによって、散気板 8から気泡が発生し、入浴者の患部に物理的な刺激を与える。

ただし、このような多機能装置においては、浴槽に炭酸水を満たした時は気泡を発生させない方が好ましい。気泡により浴槽内がかき乱され、炭酸水中に溶解している炭酸ガスが空気中に蒸散し易く、瞬く間に炭酸水の濃度が激減する傾向にあるからである。この為、炭酸水製造の機能と、気泡発生の機能は併用せずに、切替スィツチを設けて別々に実施することが好ましい。

また、図 3は、第一の本発明の炭酸水製造装置の他の多機能装置の一例を示すものである。この圧注装置は、少なくとも使用時には浴槽 1 1内に配置されるジェットノズル 1 0と、そのジュットノズル 1 0に供給する空気を吸い込むェジェクタ一 1 2と、両者を連通する配管とからなる。このジェットノズル 1 0から水流または気泡等が発生し、入浴者の患部に物理的な刺激を与える。この水流または気泡発生の機能は炭酸水の製造とは併用せずに、切替弁 1 3により切り替えて、別々に実施する。

図 1に示した装置においては、さらに自動抜水手段が設けられている。この自動抜水手段は、具体的には、炭酸ガス溶解器 3内の中空糸膜のドレイン抜き用配管と、その配管の途中に配された電磁弁（開放弁） 7とからなる。炭酸ガス溶解器 3内においては、中空糸膜の中空部から蒸発した水蒸気が、中空糸膜外側部で凝縮してドレインが溜まり、このドレインが膜面を塞いで有効なガス透過ができなくなる場合がある。自動抜水手段は、電磁弁（開放弁） 7を自動的かつ定期的に開いて、炭酸ガス溶解器 3內に溜まったドレインを装置外部へ放出するものである。

図 1に示す例においては、例えば、炭酸ガス溶解器 3 (中空糸膜面積 0 . 6 m²) においては、運転開始時（または終了時）に 1秒間電磁弁 7を開け、ドレインを外部へ放出する。この時、炭酸ガス電磁弁 6を開け、適度なガス圧（0 . 1 5 M P a程度）にてドレインを放出する。毎回の運転時に外部放出するのは、頻度が多過ぎ、炭酸ガ^の浪費になる。したがって、運転時間を積算し、 4時間以上運転毎の次の運転開始時に、自動的に抜水させる。

このように、その装置に合致した時間とガス圧を設定し、自動的にドレイン抜きを行なうことによって、従来技術のようにわざわざ手動でドレイン抜きを実施する必要が無くなり、常時、有効な膜面積が確保され、高濃度の炭酸水を製造することができる。

[第二の本発明の形態]

図 5は、第二の本発明の循環型炭酸水製造方法を用いた場合の一例を示すフロ —シートである。

まず、第二の本発明における立上げ工程について説明する。立上げ工程において、この例では、浴槽（水槽） 2 1中の温水を循環させる。第二の本発明における浴槽 2 1中の水の温度や用途については、先に述べた第一の発明の場合と同様である。図 5に示す例において、この浴槽 2 1中の温水は、循環ポンプ 2 2で吸い込まれ、温水中のゴミをトラップする為のプレフィルター 2 3を経て炭酸ガス溶解器 2 4へ導かれ、ガス抜きチャンバ一 2 5を経て、再び浴槽 2 1に戻る。また、浴槽 2 1と循環ポンプ 2 2の問には、浴槽中の水を清浄化する為の濾過器 2 6力設けられ、さらに水と温水を供給できる切替弁 2 7が設けられている。一方、炭酸ガスは、炭酸ガスボンベ 2 8から、減圧弁 2 9、炭酸ガスの遮断弁である電磁弁 3 0、調圧弁 3 1を経て、炭酸ガス溶解器 2 4内へ供給される。

第二の本発明において、循環ポンプ 2 2は、特に限定されないが、例えば汎用渦巻きポンプ、ダイヤフラムポンプ、ねじポンプ、チューブポンプ、ピストンポンプ等を使用できる。炭酸ガス溶解器 2 4 へ供給する炭酸ガスの圧力は、減圧弁 2 5により設定する。この圧力が低いほど、炭酸ガス溶解器 2 4での未溶解ガスの発生が抑えられ、溶解効率が高くなる。また、炭酸ガス溶解器 2 4内の中空糸膜の炭酸ガス透過量は炭酸ガス供給圧力に比例し、その圧力が大きければ透過量も大きくなる。なお、循環温水の炭酸ガスの吸収量はその温水の炭酸ガス濃度と循環水量にも依存し、吸収量以上の炭酸ガスを供給すると未溶解ガスとなる。立上げ工程で製造する炭酸水に関して、その炭酸ガス濃度は特に限定されない。浴槽部 2 1内の温水は、循環する時間の経過に伴い炭酸ガス濃度が上昇する。そのような循瓌時間と炭酸ガス濃度の相関データをあらかじめ取っておけば、目的とする炭酸ガス濃度と炭酸ガス供給圧力が決まれば必要な循環時間を決定することができる。

炭酸水の好ましい炭酸ガス濃度、炭酸ガス溶解器 2 4の構成、膜モジュールの構成、中空糸膜の構成、炭酸ガス供給圧力の好ましい範囲、逆流洗浄用の配管、自動抜水手段（ドレイン抜き用配管、電磁弁（開放弁） 3 2 ) については、第一の発明の場合（図 1 ) と同様である。

以上説明した循環型の炭酸水製造工程、すなわち第二の本発明における立上げ工程により、効率良く任意の高濃度（例えば 6 0 0〜1 4 0 O m g Z L ) の炭酸水を製造することができる。この立上げ工程の時間は、特に限定されず、浴槽に所望の炭酸ガス濃度の炭酸水が満たされるまで実施すればよい。通常は、浴槽を使用する前には浴槽内の水が適度な温度になるまで加温する必要があるが、第二の本発明における立上げ工程の時間も、その加温時間と同じ程度の時間にするのが好ましい。その加温時間は、多人数用大型浴槽の場合は 1時間程度である。立上げ工程における炭酸ガス供給圧力は、 0 . 1 5 M P a〜0. 3 M P a程度が好ましい。この圧力の下限付近は特に小型浴槽の場合に適した値であり、上限付近は特に大型浴槽の場合に適した値である。立上げ工程においては、高濃度の炭酸水を短時間で製造する為にその圧力も高くするが、濃度維持工程においては、それもより低い圧力で実施できる。

この立上げ工程に引き続き、さらに浴槽内の温水を循環させ続け、その高濃度を効率良く維持する、すなわち第二の本発明の濃度維持工程を行う。この濃度維持工程は、特に水面の表面積の大きな大型浴槽の場合非常に有意義である。この濃度維持工程の時間は、特に限定されないが、好ましくは浴槽を使用している間は実施することが好ましい。また、浴槽使用中、連続して実施しても良いし、また浴槽内の炭酸水の炭酸ガス濃度（例えば 600〜1 400mg,L) を所望の値に維持できる限りにおいて、間隔を置きながら間欠的に実施しても良い。通常は、炭酸水中の炭酸ガスは、浴槽面積当り l〜4mg LZcm² Hr程度の割合で蒸散していくので、その蒸散を補う程度の炭酸ガスを循環する炭酸水中に供給溶解すればよい。

濃度維持土程における炭酸ガス供給圧力は、 0. 00 1〜0. IMP a程度が好ましい。この圧力の下限付近は特に小型浴槽の場合に適した値であり、上限付近は特に大型浴槽の場合に適した値である。

第二の本発明において、浴槽（水槽）の大きさは特に限定されないが、その内容積が 0. 5 m³〜 3 m³程度の浴槽に好適に適用できる。

立上げ工程および濃度維持工程における単位面積当りの循環流量は、 5 LZm i nZm²〜l 5 L/m i n Zm²程度が好ましレ、。また、中空糸膜における単位膜面積当りの炭酸ガス透過流量は、 0. 2〜2 LZm i nZa t mZm²程度が好ましレ、。

[第三の本発明の形態]

図 6は、第三の本発明のワンパス型炭酸水製造装置を用いた場合の一例を示すフローシートである。この例においては、水道等の温水用蛇口から直接供給される温水を原水として用いている。第三の本発明における浴槽中の水の温度や用途については、先に述べた第一の発明の場合と同様である。この温水は、原水供給の遮断弁である電磁弁 41、温水中のゴミをトラップする為のプレフィルター 4 2、温水の流量を検知するフローセンサ一 43を経て炭酸ガス溶解器 4 5内へ供給される。一方、炭酸ガスは、炭酸ガスボンベ 46から、減圧弁 4 7、炭酸ガスの遮断弁である電磁弁 48、ガスフローセンサー 50、そして炭酸ガス圧力を調節する為の炭酸ガス調圧弁 5 1を経て、炭酸ガス溶解器 45内へ供給される。配管や炭酸ガス溶解器 45内でのガスのリークにより過剰なガスが流れた場合には、電磁弁 48を遮断する。炭酸ガス溶解器 45内に原水を一回通過させることにより炭酸水を製造する装置は、このようにワンパス型の装置と呼ばれている。

この例においては、温水を、炭酸ガス溶解器 45内の中空糸膜の中空部に流し続ける。炭酸ガス溶解器 45内部を通過することで原水は炭酸水となり、この炭酸水は、炭酸ガス溶解器 45から配管を通じて連続的に浴槽 56に供給される。炭酸ガス溶解器 45内へ供給する原水の流量（つまり溶解器 45内を通過する原水の流量）は、炭酸ガス溶解器 45の原水供給部の手前に設けたフローセンサ一 4 3により検知できる。

図 7は、炭酸ガス溶解器 45 (中空糸膜面積 2.4 m²) 内に流す原水の流量 [L /m i n] と'、炭酸ガスの制御ガス圧 [MP a] の相関関係を示すグラフである。この図 7では、得られる炭酸水の炭酸ガス濃度を 30 OmgZL、 600mgZ L、 l O O OmgZLとした場合における原水の流量と炭酸ガスの制御ガス圧の相関関係を示している。例えば、炭酸ガス供給圧力を上げると、この圧力に比例して炭酸ガス溶解器 43内の中空糸膜の炭酸ガス透過量が多くなる。したがって、原水の流量が多い場合や目標とする炭酸ガス濃度が高い場合は、それに対応して炭酸ガス供給圧力を上げればよい。

第三の本発明では、図 7に示したような相関関係を、あらかじめデータとしてとっておき、例えば、装置の制御コンピューターにプログラムしておく。このデータは次のような制御に用いる。まず使用者は、得ようとする炭酸水の目標炭酸ガス濃度、例えば 1000 mgZLを装置に入力する。次に、一般の水道の温水用蛇口から、温水を装置内へ供給する。温水の流量は蛇口の開き具合によって変化する不確定な因子である。そこで、この装置はフローセンサ一 43により、不確定な因子である流量をリアルタイムで検出する。あとは図 7に示した相関関係のグラフ（相関データ）に基づいて、炭酸ガスの圧力をどの程度にすれば炭酸ガス濃度 100 OmgZLの炭酸水が得られるかを導き出し、炭酸ガス調圧弁 51 により炭酸ガス溶解器 45へ供給する炭酸ガスの供給圧力を自動的に調節する。つまり、フローセンサ一 43で検出した原水の流量と、あらかじめ記録した相関データから必要な炭酸ガス供給圧力を決定し、炭酸ガスの供給圧力がその圧力値になるように、炭酸ガス調圧弁 51にて自動的に調節するようにプログラムすればよいのである。

なお、中空糸膜について述べると、一般的には、原水の流量の最大値を 30 L /m i n程度と想定すると、炭酸ガスの供給圧力は 0.01〜0.5 M Paの範囲内で調整することになり、中空糸膜の膜面積は 0 . l m²〜l 5 m²程度が適当である。第三の本発明においては、例えば、水道の蛇口から原水を供給する場合（つまり原水の流量が不確定な場合）であっても、目標とする炭酸ガス濃度を少ない誤差で得ることができる。しかも、従来技術のような炭酸ガス濃度測定手段や p H 測定手段は不要なので、装置がコンパクトになり、操作も簡便になる。したがつて、例えば、必ずしも浴槽を設計する段階で炭酸水製造装置を付設する必要が無く、家庭内浴槽も含めて既存の浴槽に簡単に対応できるコンパクトな装置にすることができ、非常に実用的である。

図 7に示したような相関関係は、気液接触面積（中空糸膜面積など）にも影響を受ける。しかし、その装置に使用する膜モジュールなどの気液接触手段において、気液接触面積は一定である。また、部品交換される場合であっても、通常はその装置の規格品として定められた同一品が用いられる。つまり、個々の装置においては、通常、気液接触面積は不変の因子なのである。したがって、図 7に示したような相関関係は、一つの装置において一義的に定まることになる。

炭酸ガス溶解器 4 5に中空糸膜を用いる場合、中空糸膜の膜厚は 1 0〜1 5 0 / mのものが好ましい。膜厚が 1 0 // m以上であれば、十分な膜強度を示す傾向にある。また、 1 5 0 m以下であれば、十分な炭酸ガスの透過速度および溶解効率を示す傾向にある。三層複合中空糸膜の場合は、非多孔質膜の厚みは 0 . 3〜 2 μ mが好ましい。 0 . 3 μ m以上であれば、膜の劣化が生じ難く、膜劣化によるリークが発生し難い。また、 2 μ m以下であれば、十分な炭酸ガスの透過速度および溶解効率を示す傾向にある。

中空糸膜の膜厚以外の構成、炭酸水の好ましい炭酸ガス濃度、炭酸ガス溶解器 4 5の構成、膜モジュールの構成、逆流洗浄用の配管、自動抜水手段（ドレイン抜き用配管、電磁弁（開放弁） 5 3 ) 、気泡発生装置、圧注装匱については、第一の発明の場合（図 1 ) と同様である。

図 6に示す装置では、炭酸ガス溶解器 4 5の下流側、すなわち生成した炭酸水が通る配管側にガス抜き弁 5 2が設けられている。このガス抜き弁 5 2は排水管に連通しており、炭酸水中に含まれる気泡状の未溶解炭酸ガスを除去し、そのガスを排水管側に放出する為のものである。 [第四の本発明の形態]

第四の本発明、すなわち膜型炭酸ガス溶解器に溜まったドレインを自動的に外部へ放出する自動抜水手段を有する炭酸水製造装置の形態としては、例えば、第三の本発明の形態として先に説明した図 6のワンパス型炭酸水製造装置を構成を挙げることができる。ただし、第四の本発明においては、第三の本発明のような炭酸ガスの供給圧力を調節する手段は必ずしも必要とされない。それ以外は、図 6のような^成を採用することができる。

すなわち、図 6に示した装置においては、自動抜水手段が設けられている。この自動抜水手段は、具体的には、炭酸ガス溶解器 4 5内の中空糸膜の外側に連通したドレイン抜き用配管と、その配管の途中に配された電磁弁（開放弁） 5 3からなる。炭酸ガス溶解器 4 5内においては、中空糸膜の中空部から蒸発した水蒸気が、中空糸膜外側部で凝縮してドレインが溜まり、このドレインが膜面を塞いで有効なガス透過ができなくなる場合がある。自動抜水手段は、電磁弁（開放弁） 5 3を自動的かつ定期的に開いて、炭酸ガス溶解器 4 5内に溜まったドレ,インを装置外部へ放出するものである。図 6に示す例においては、例えば、フローセンサ一 4 3にて検出する原水の流量が 1 LZm i n以下になると、電磁弁 4 8が閉じて炭酸ガスの供給を停止し、これにより炭酸水の製造を停止するように設定されている。そして、このように炭酸ガスの供給を停止した後、所定の時間経過後に、自動的にドレイン抜きするように設定されている。具体的には、この停止のタイミングの 1 0秒後に、電磁弁 5 3を 5秒程度開け、中空糸膜の外側のガスの残圧にてドレインを外部へ放出する。

なお、炭酸ガス溶解器は、上記説明の構成とは反対に、中空糸膜内部に炭酸ガスを供給し、中空糸膜外部に原水を流すようにしても構わない。このような構成の場合、炭酸ガス溶解器内の中空糸膜の内側にドレイン抜き用配管を連通させる。炭酸ガスの供給の停止時には、最高で 0 . 3 M P aの高い圧力が、炭酸ガス溶解器 4 5内の中空糸膜の外側に残圧として残る可能性がある。したがって、炭酸ガスの供給の停止直後に電磁弁 5 3を開けるとハンマー現象を起こす場合がある。これを防ぐ為に、上述の例ではタイムラグ（1 0秒程度）をもうけているのである。 1 0秒程度経過すれば、中空糸膜の外側のガスは膜を介して中空側に適度に抜け、中空糸膜の外側の残圧が 0 . 0 5 M P a程度になる。この程度の残圧であれば、ハンマー現象を起こすことなく、電磁弁 5 3を 5秒程度開くだけで十分にドレインを放出できる。

すなわち、図 6に示したような膜型炭酸ガス溶解器 4 5内に原水と炭酸ガスを供給して原水中に炭酸ガスを溶解させる炭酸水製造装置（ワンパス型）においては、炭酸ガスの供給停止時に、炭酸ガス溶解器 5内の中空糸膜の外側の残圧が中空側にある度抜けてドレインを適度に放出できる時間（タイムラグ）経過後、ドレインを抜く為に十分な時間開放する操作を自動的に行えるように設定されている。このタイムラグは、特に残圧が好ましくは 0 . 0 2〜0 . 0 5 M P a程度、より好ましくは 0 . 0 2〜0 . 0 3 M P a程度になる時間にすればよレ、。具体的には、タイムラグは 5〜 1 0秒程度が適当である。また、電磁弁 5 3の開放時間は 3〜 5秒程度が適当である。

さらに、第四の本発明の別の形態としては、例えば、第一の本発明の形態として先に説明した図 1の循環型炭酸水製造装置を構成を挙げることができる。ただし、第四の本発明においては、第一の本発明のような自吸性能を有する容積式定量ポンプは必ずしも必要とされない。それ以外は、図 1のような構成を採用することができる。

すなわち、図 1に示す装置において、自動抜水手段は、具体的には、炭酸ガス溶解器 3内の中空糸膜のドレイン抜き用配管と、その配管の途中に配された電磁弁（開放弁） 7とからなる。この自動抜水手段は、電磁弁（開放弁） 7を自動的かつ定期的に開いて、炭酸ガス溶解器 3内に溜まったドレインを装置外部へ放出するものである。例えば、炭酸ガス溶解器 3 (中空糸膜面積 0 . 6 m²) においては、運転開始時（または終了時）に 1秒間電磁弁 7を開け、ドレインを外部へ放出する。この時、炭酸ガス電磁弁 6を開け、適度なガス圧（0 . 1 5 M P a程度）にてドレインを放出する。毎回の運転時に外部放出するのは、頻度が多過ぎ、炭酸ガスの浪費になる。したがって、運転時間を積算し、 4時間以上運転毎の次の運転開始時に、自動的に抜水させる。

図 1に示したような、循環用ポンプ 1により浴槽 1 1 (水槽）中の水を炭酸ガス溶解器 3を介して循環させ、炭酸ガス溶解器 3内に炭酸ガスを供給して、水中に炭酸ガスを溶解させる炭酸水製造装置（循環型）においては、運転開始時または終了時に、炭酸ガス供給管からドレインを抜く為の適度な圧力を供給しつつ、ドレインを抜く為に十分な時間開放する操作を自動的に行えるように設定されている。この適度な圧力とは、好ましくは 0 . 0 3〜0 . 1 5 M P a程度である。また、電磁弁 7の開放時間は 1〜 5秒程度が適当である。さらに、炭酸ガス溶解器 3の運転時間とドレインの溜り具合をデータとしてとつておき、ドレイン抜き力 S 必要となる時間（積算運転時間）を決め、運転時間を装置が自動的に積算して、その積算運転時間以上の運転毎の次の運転開始時に、自動的に抜水するように設定すれば良い。この積算運転時間は、 4〜 6時間程度が好ましい。

このように、その装置に合致した時間と残圧を設定し、自動的にドレイン抜きを行なうことにより、従来技術のようにわざわざ手動でドレイン抜きを実施する必要が無くなり、常時、有効な膜面積が確保され、高濃度の炭酸水を簡単に製造することができる。

[第一〜第四の本発明で複数のユースボイントへ供給する形態]

以上説明した第一〜第四の本発明においては、炭酸水製造装置と貯水タンクとを具備し、該炭酸水製造装置にて製造した炭酸水を該貯水タンクに貯水し、該貯水タンク内に貯水した炭酸水を送水ポンプにて複数のユースボイントへ供給する装置として応用することも有用な形態である。

すなわち、従来の炭酸水の製造においては、一つのユースポイント（浴槽等）に対して一つの炭酸水製造装置が使用されるのが通常である。したがって、多数のユースポイン卜が設置された病院や療養所などの施設においては、ユースボイントごとに炭酸水製造装置を設ける必要があり、必然的に設備コストが高くなる。また、一つのユースポイントに対して一つの炭酸水製造装置が使用されるということは、そのユースポイントに一度に大量の炭酸水が必要な場合は、炭酸水製造装置の溶解器等を大型化しなければならない。一方、上述のように、炭酸水を製造する機能とこれを貯水する機能とを分離併存させた炭酸水製造供給システム (炭酸水製造装置）に応用すれば、複数のユースポイントへ炭酸水を供給する場合であっても一つの炭酸水製造装置で対応し、設備コストの低減を図ることがでさる。図 8は、本形態の一例を模式的に示すフローシートである。この装置は、炭酸水製造装置 1 0 0と、貯水タンク 2 0 0とを基本的な構成として具備する。炭酸水製造装置 1 0 0はワンパス型の装置であり、この例においては、水道等の温水用蛇口から直接供給される温水を原水として用いている。この温水は、原水供給の遮断弁である電磁弁 6 1、温水中のゴミをトラップする為のプレフィルター 6 2、温水の流量を検知するフ口一センサー 6 3を経て炭酸ガス溶解器 6 5内へ供給される。二方、炭酸ガスは、炭酸ガスボンベ 6 6から、減圧弁 6 7、炭酸ガスの遮断弁である電磁弁 6 8、ガスフローセンサー 7 0、そして炭酸ガス圧力を調節する為の炭酸ガス調圧弁 7 1を経て、炭酸ガス溶解器 6 5内へ供給される。また、自動抜水手段（ドレイン抜き用配管と、その配管の途中に配された電磁弁（開放弁） 7 3 ) 、ガス抜き弁 7 2も備えている。

次に、貯水タンク 2 0 0及びュ一スポイント 3 0 0について説明する。

上述の炭酸水製造装置 1 0 0にて製造した高濃度炭酸水（1 0 0 O m g Z L程度）は、配管を通じて貯水タンク 2 0 0へ供給する。製造した炭酸水を貯水タンク 2 0 0に供給する為の供給管 8 6は、貯水タンク 2 0 0内に挿入管として配する。これにより、極力炭酸水がかき乱されるのを防ぐことができ、炭酸水中の炭酸ガスの蒸散を防止できる。貯水タンク 2 0 0内が所定水位になったら、レベルスィッチ 8 1にて炭酸水製造装置 1 0 0での炭酸水製造を中止する。

次に、送水ポンプ 8 2にて炭酸水を各ュ一スポィント 3 0 0へセントラル的に供給する。送水配管 9 0の最上部にはガス抜き弁 9 1を配置し、気化した炭酸ガスを除去する。

送水ポンプ 8 2としては、例えば汎用の渦巻きポンプ、ダイヤフラムポンプ、ねじポンプ、チューブポンプ、ピストンポンプ等を使用できる。また送水ポンプ 8 2駆動の際は、送水ポンプ 8 2の締切防止および送水流量の調整のため、リターン配管 8 3を設け常時循環させる。このリタ一ン配管 8 3の貯水タンク 2 0 0 へ再送する部分は、炭酸水を貯水タンク 2 0 0に供給する為の供給管 8 6と同様に挿入管として配置し、極力炭酸水がかき乱されるのを防いでいる。

ここで、貯水タンク 2 0 0が開放系であると、炭酸水中の炭酸ガスが蒸散し濃度が低下してしまう傾向にある。そこで、貯水タンク 2 0 0の炭酸水の高濃度を維持するために、タンク内気相部は常時炭酸ガスで満たすことが好ましい。図 8 に示す例においては、炭酸ガスボンベ 6 6より减圧弁 8 7を介して 1 k P a〜3 k P a程度の炭酸ガスを貯水タンク 2 0 0中の気相として封圧している。これにより、貯水タンク 2 0 0内の炭酸水の水位が下降すれば炭酸ガスが気相に供給され、水位が上昇すればブリザ一弁 8 4より排気される。

貯水タンク 2 0 0には電気ヒータ 8 5を内蔵し所定温度の炭酸水の温度を維持する。電気ヒータ 8 5は、コントローラにより O NZO F F制御する。

また、貯水タンク 2 0 0において、気相部のガス圧と炭酸水の温度が定まっていれば、その炭酸ガスの水に対する溶解度は一定なので、常に一定の濃度を維持した炭酸水を貯水タンク 2 0 0に貯えておくことができる。例えば大気圧で、気相部が 1 0 0 %炭酸ガスの状態においては、炭酸ガスの水（4 0 °C) に対する溶解度は化学論的には 1 I 0 9 m g / L ( 4 0 °C) である。したがって、気相部（炭酸ガス）を大気圧に保っておくだけで、炭酸水の炭酸ガス濃度を 1 0 0 O m g Z L以上の高濃度に保つことができ、しかも貯水タンク 2 0 0内を大気圧またはその近傍に維持すれば、貯水タンク 2 0 0の壁部に極端な加圧または負圧がかからないので、貯水タンク 2 0 0の構造材は比較的軽易なものでよくなり、装置コストの低減にも繋がる。

本形態において貯水タンク 2 0 0に供給する水は、所望の濃度の炭酸水でなければならない。仮に、全く炭酸ガスを含まない水を貯水タンク 2 0 0に供給したとすると、例えば、貯水タンク 2 0 0内で高い圧力をかけて加圧封入する従来法 (圧注入法）を実施して炭酸ガスを製造しなければならないが、この場合は、貯水タンク 2 0 0が大型化、堅牢化してしまい、炭酸水を製造するのに長時間を要するのでユースボイントへ安定供給できない。しかも所望の高い濃度の炭酸水を得るのも困難である。

[第五の本発明の形態]

図 9は、循環型炭酸水製造装置 4 0 0を用いた場合の第五の本発明の一形態を示す模式図である。この装置には、浴槽部 1 0 1の後方側に炭酸水製造装置 4 0 0が内蔵されている。また、その後方上側には取手 1 0 2が設けられ、本体の下側にはキャスター 1 0 3が設けられており、この取手 1 0 2とキャスター 1 0 3 により、簡単に搬送できる構成になっている。この例においては、炭酸水製造装置 4 0 0として、循環型のものを用いて、浴槽部 1 0 1内の温水を循環させる。なお、第五の本発明において浴槽部 1 0 1内の水の温度は特に制限されない。ただし、炭酸水の生理的効果を発揮させ、かつ患部に余計な負担をかけない点から、体温付近またはそれ以下の温度が好ましい。具体的には、 3 2〜4 2 °C程度が好ましい。

図 9に示す例において、この浴槽部 1中の温水は、循環ポンプ 1 0 4で吸い込まれ、温水中のゴミをトラップする為のプレフィルター 1 0 5を経て炭酸ガス溶解器 1 0 6へ導かれ、再び浴槽部 1 0 1に戻る。一方、炭酸ガスは、炭酸ガスボンべ（またはカートリッジ） 1 0 7力ら、減圧弁 1 0 8、炭酸ガスの遮断弁である電磁弁 1 0 9を経て、炭酸ガス溶解器 1 0 6内へ供給される。循環ポンプ 1 0 4としては、特に制限はなく、例えば汎用の渦巻きポンプ、自吸性能を有する容積式定量ポンプ等を使用できる。特に第五の本発明の装置は、浴槽自体が炭酸水製造装置を備える一体型のものなので、例えば、循環ポンプ 1 0 4を浴槽底部より低い位置に配置できる。このように配置すれば、ポンプに呼び水をしなくてもポンプを起動することができる。すなわち、循環型の炭酸水製造装置において、汎用の渦巻きポンプを使用できることも、第五の本発明の利点の一つである。炭酸ガス溶解器 1 0 6は、中空糸膜が配設された膜モジュールを内蔵して構成された膜型炭酸ガス溶解器である。この例においては、浴槽部 1 0 1内の温水を循環ポンプ 1 0 4で任意の時間循環させれば、炭酸ガス濃度が高い炭酸水が浴槽部 1 0 1内に満たされることになる。この浴槽部 1 0 1の容量は、通常は 1 0〜 4 0 Lの範囲内である。

図 9に示すような循環型の炭酸水製造装置 4 0 0、すなわち炭酸ガス溶解器 1 0 6と、循環ポンプ 1 0 4とを備え、循環ポンプ 1 0 4により浴槽部 1 0 1中の水を炭酸ガス溶解器 1 0 6を介して循環させながら炭酸ガス溶解器 1 0 6内に炭酸ガスを供給して、水中に炭酸ガスを溶解させることにより炭酸水を製造する装置、を利用した足浴槽の場合は、ワンパス型の炭酸水製造装置を利用した足浴槽 (後述する図 1 0参照）と比較して、ランニングコストの点で有利である。

また、この例においては、例えば中空糸膜モジュール 1本当たりの通水量を 0 . 1〜 1 0 L Zm i n、ガス圧力を 0 . 0 l M P a〜0 . 3 M P aとすると、膜面積は 0 . 1 m²〜 5 m²程度が好ましレヽ。

図 9に示した足浴槽は、以上説明したように炭酸水を製造し、足浴槽として使用して、その後は排水管 1 0 2から使用済みの炭酸水を抜き、槽内を洗浄し、次の使用に備えればよい。複数の患者に同じ炭酸水を使用するのは、細菌感染の恐れがあるので好ましくない。また、排水操作の時間短縮の点から、排水管 1 1 2 の内径は 2 O m m以上であることが好ましい。また図 9に示す例は、気泡発生装置を設け、一つのパッケージにユニット化することによって、多機能装置としたものである。気泡発生装置は、少なくとも使用時には浴槽部 1の下側に配置される散気部 1 1 0と、その散気部 1 1 0に空気を供給する為のコンプレッサー 1 1 と、両者を連通する配管とからなる。コンプレッサー 1 1 1を起動することによつて、散気部 1 1 0から気泡が発生し、入浴者の患部に物理的な刺激を与える。図 9に示した例においては、さらに自動抜水手段（ドレイン抜き用配管と、電磁弁（開放弁） 1 1 3 ) が設けられている。循環型の場合は、運転開始時（または終了時）に 1秒間電磁弁 1 1 3を開け、適度なガス圧にてドレインを外部へ放出すればよい。また、炭酸水の好ましい炭酸ガス濃度、炭酸ガス溶解器 1 0 6の構成、膜モジュールの構成、中空糸膜の構成、炭酸ガス供給圧力の好ましい範囲、逆流洗浄用の配管、自動抜水手段（ドレイン抜き用配管と、電磁弁（開放弁） 1 1 3 ) については、第一の発明の場合（図 1 ) と同様である。

図 1 0は、ワンパス型炭酸水製造装置 5 0 0を用いた場合の第五の本発明の一形態を示す模式図である。この例においては、水道等の温水用蛇口 1 3 1から直接供給される温水を原水として用いている。この温水は、原水供給の遮断および切替を行なう為の切替弁 1 3 2、温水中のゴミをトラップする為のプレフィルタ一 1 0 5、ポンプ 1 3 3を経て炭酸ガス溶解器 1 0 6内へ供給される。一方、炭酸ガスは、炭酸ガスボンベ（またはカートリッジ） 1 0 7から、減圧弁 1 0 8、炭酸ガスの遮断弁である電磁弁 1 0 9を経て、炭酸ガス溶解器 1 0 6内へ供給される。ポンプ 1 3 3としては、特別なポンプを使用する必要は無く、例えば汎用の渦巻きポンプ等を使用できる。ただしポンプ 1 3 3は、ワンパス型の装置においては必ずしも必要なものではない。すなわち、水道を使用する場合など、所望の水圧が得られればポンプ 1 3 3を介することなく装置 5 0 0に通水して、炭酸水を製造することができる。炭酸ガスボンベ（またはカートリッジ） 1 0 7としては、搬送性の点から小型のものが好ましく、特に容量 1 L以下のものが好ましレ、。

また、水道を用いる代わりに、炭酸水製造装置 5 0 0の上部に設けた貯水槽 1 3 5に貯えた水を切替弁 1 3 2を介して炭酸ガス溶解器 1 0 6に流し込むこともできる。貯槽 1 3 5の容量は、足浴槽の浴槽部 1 0 1と同容量として、 1回ごとに貯水槽 1 3 5に温水を溜め、その全量を炭酸水製造装置 5 0 0を介して浴槽部 1に供給する。このような機能を備えていれば、水道の無い場所でも足浴槽を使用でき、可搬式の足浴槽の利点を一層生かすことが可能になる。貯水槽 1 3 5 内の原水は、あらかじめ適当な時に蓋 1 3 6を開けて給水したものである。

炭酸ガス溶解器 1 0 6は、中空糸膜が配設された膜モジュールを内蔵して構成された膜型炭酸ガス溶解器である。この例においては、炭酸ガス溶解器 1 0 6内に供給された炭酸ガスは、中空糸膜の外表面へ導かれる。一方、炭酸ガス溶解器 1 0 6内に供給された原水（温水）は、中空糸膜の中空部を流れる。ここで、中空糸膜の外表面の炭酸ガスは、中空糸膜の中空部を流れる原水と膜面を介して接触し、炭酸ガスが原水中に溶解して所望の濃度の炭酸水がワンパスで生成する。この炭酸水が逆止弁 1 3 4を介して、浴槽部 1 0 1内に供給される。

なお、炭酸ガス溶解器は、上記説明の構成とは反対に、中空糸膜内部に炭酸ガスを供給し、中空糸膜外部に原水を流すようにしても構わない。

図 1 0に示すようなワンバス型炭酸水製造装置 5 0 0、すなわち膜型炭酸ガス溶解器 1 0 6を備え、蛇口 1 3 1に連通する原水供給口および貯水槽 1 3 6のうちの何れか一方から膜型炭酸ガス溶解器 1 0 6内に原水を流しながら炭酸ガスを供給して、原水中に炭酸ガスを溶解させることにより炭酸水を製造する装置を利用した足浴槽の場合は、図 9に示した循環型炭酸水製造装置.4 0 0を利用した足浴槽と比較して、装置内の細菌汚染が生じ難いという利点がある。また、ワンパス型炭酸水製造装置 5 0 0を用いた場合は、循環型のものを用いる場合よりも炭酸水の製造時間が短縮でき、例えば多数の患者の治療が必要な場合等において非常に有用である。図 1 0の自動抜水（ドレイン抜き）においては、炭酸ガスの供給を停止した後、所定の時間経過後（例えば 1 0秒後）に、電磁弁 7 3を 5秒程度開け、中空糸膜の外側のガスの残圧にてドレインを外部へ放出する。

また図 9および図 1 0に示した例において、炭酸水製造装置 4 0 0、 5 0 0は、メンテナンスや消耗品交換等の点から、足浴槽本体から取り外し自在であることが好ましい。具体的には、アングルのみのパネルに組み込んで箱状（スキッド状）のュニットとして、簡単に取り出せる構造にするとよい。

以上説明した図 9およぴ図 1 0に示したような態様の足浴槽を備えた炭酸水製造装置は、炭酸水製造装置、浴槽、ボンべを一体ユニット化し、可搬性を持たせ場所を選ばず簡単に炭酸水浴が実施できる点で、非常に好適な形態である。また、足浴患者の疾患は末梢血管循環不良による虚血性潰瘍が多く、車椅子を使用していることが多い。したがって、本発明の装置も車椅子に対応した寸法であることが好ましい。例えば、車椅子には通常、フットレストが付いている。足浴をする時はこのフットレストを両側に上げて、足浴槽を車椅子の中に挿入できると便利である。この場合、足浴槽の幅は、フットレストを両側に上げた内寸法以内でなくてはならない。したがって、具体的には、足浴槽の幅寸法は、 3 0 0〜3 5 0 m m程度が好ましい。また例えば、足浴槽の高さおよび浴槽深さは、車椅子の患者がスムーズに足浴槽に足を挿入し、なおかつできるだけ深く足を入浴できる方が良い。したがって、具体的には、足浴槽の高さは 3 5 0〜4 5 O mm程度が好ましく、浴槽深さは 2 5 0〜3 5 O mm程度が好ましい。

以下に、本発明を実施例によって更に具体的に説明する。

まず、第一の本発明に関する実施例 Aについて説明する。

く実施例 A 1 >

図 1に示したフローシートの装置を用いて、次の通り炭酸水を製造した。炭酸ガス溶解器 3には、前述した三層複合中空糸膜 [三菱レイヨン（株）製、商品名 M H F ] を有効総膜面積 0 . 6 m²で内蔵する溶解器を使用し、中空糸膜の外表面側に炭酸ガスを供給し、中空側に原水を供給して炭酸ガスを溶解させる手法をとつた。また、循環ポンプ 1としては、ダイヤフラム式定量ポンプである SHURflo社製の 3 へッドダイヤフラムボンプを使用した。そして、浴槽 1 1内に満たした水量 1 0 L、温度 3 5°Cの温水を、循環ポンプ 1により、流量 5 L /m i nで循環させ、同時に炭酸ガス溶解器 5へ炭酸ガスを 0. 05 MP aの圧力で供給した。この循環により、浴槽 1 1内の温水の炭素ガス濃度は次第に高まっていった。炭酸ガス濃度は、東亜電波工業製のイオンメータ — I M40 S、炭酸ガス電極 CE— 23 5により測定した。この循環時間ごとの炭酸ガス濃度の測定結果を表 1に示す。なお、炭酸水の製造においては、自動抜水機能により自動的にドレイン抜きを実施し、ガス抜きも適宜行なった。

さらに、炭酸ガス供給圧力を 0. 1 OMP a、 0. 1 5MP aに変更したこと以外は、同様にして炭酸水を製造した。この場合の循環時間および炭酸ガス濃度も表 2に示す。また、これらをグラフ化したものを図 4に示す。表 1 ：循環時間と炭酸ガス濃度の関係

炭酸ガス濃度 [mgZL]

ガス供給庄カガス供給圧力ガス供給圧力

0.05MPa 0. 1 MPa 0. 1 5MPa

1 1 1 9 94 92. 8

循 2 254 200 335

3 358 3 1 9 607

時 4 437 4 28 848

間 5 499 548 1057

6 490 6 23 1 265

mm 7 521 697 14 1 0

8 594 8 14 1 53 1

9 648 8 73 1 699

10 69 1 945 1 802

1 1 721 1 0 29 1 93 7

1 2 763 1 1 3 5 2050

1 3 81 2 1 1 89 21 90

14 839 1 250 2260

1 5 883 1 270

1 6 91 2 1 308

1 7 932 1 3 5 1

1 8 949 1 3 72

1 9 976 1406

20 1008 1 447 この表 1に示すデータから、例えば、製造しょうとする炭酸水の目標炭酸ガス濃度が 1 000 mg/Lであるならば、炭酸ガス供給圧力を 0.05MP a、 0. 1 0MP a、 0. 1 5 MP aのそれぞれの場合、循環の為の所要時間は表 2に示すように決定される。表 2

第一の本発明においては、自吸性能を有する容積式定量ポンプを用いているので、 1 000 mg/L程度の高濃度の炭酸水であっても安定した循環が可能である。したがって、再度、表 2に示す 3通りのガス供給圧力で、それぞれ所要時間循環させたところ、 1 00 OmgZL程度の高濃度の炭酸水を製造することができた。

<比較例 A 1 >

循環ポンプ 1として、ダイヤフラム式定量ポンプの代わりに渦巻きポンプを使用し、さらにポンプ吸い込み口での圧力を正圧（押し込み）にするために浴槽中の吸い込みホース先端部にも水中ポンプ（渦巻き式）を付けたこと以外は、実施例 A 1と同様にして炭酸水を製造しょうとした。しかし、高濃度の炭酸水（1 0 0 Omg/L) に到達する前に、気泡発生によりポンプが停止してしまった。運転開始から渦卷きポンプが気泡巻き込みにより停止してしまう迄の時間と、その停止時の炭酸ガス濃度を表 3に示す。表 3

炭酸ガス供給圧力停止時間到達濃度

0.05MP a 1 2分 624 m g/L

0. 1 OMP a 4分 750 mg/L

0. 1 5MP a 3分 678 mg/L 表 3に示す結果から、渦巻きポンプを用いると、炭酸水が高濃度になって来て気泡によりポンプが停止するので、 1 00 OmgZL程度の高濃度のものを製造できないことが分かる。

以上の通り、第一の本発明においては、容積式定量ポンプを用いるので、高濃度の炭酸水に気泡が発生した場合でも、安定した循環が可能である。また、複雑な制御は必要無く、装置の構成も非常に簡素化でき、小型で且つ低コストで、高濃度の炭酸を低コストかつ簡便な操作で製造することができる。さらに、ワンパス型の装置に比べて、セッティングが簡単であり、また低いガス供給圧力で、より効率良く、低コストで炭酸水を製造できる。このような点から、第一の本発明は、例えば浴槽にお湯を溜め、装置の炭酸水循環用ホースを投入するだけで使用できるので、家庭用の炭酸水製造装置として非常に有用である。

次に、第二の本発明に関する実施例 Bについて説明する。

く実施例 B l >

図 5に示した第二の本発明の炭酸水製造プロセスを、次の通り実施した。

炭酸ガス溶解器 24には、前述した三層複合中空糸膜 [三菱レイヨン（株）製、商品名 MHF] を有効総膜面積 2.4 m²で内蔵する溶解器を使用し、中空糸膜の外表面側に炭酸ガスを供給し、中空側に原水を供給して炭酸ガスを溶解させる手法をとつた。濾過器 26には、ノーリツ社製商品名 RAF— 4 ON (能力： 4 tノ H (67 L/m i n) 、 400 W) を用い、循環ポンプ 22には、汎用渦巻きポンプ（270W) を用い、浴槽 21には、容量 1000 L ( 1 m³) の大型浴槽を用いた。水温は 40°C、循環流量は 10 LZm i nZm²として、炭酸ガス圧力 0. 2MP aで 1時間、立上げ工程を実施したところ、炭酸ガス濃度 8 1 Omg/L の炭酸水を浴槽内に満たすことができた。引き続き、炭酸ガス圧力 0. IMP aで濃度維持工程を実施し、 5時間の間、浴槽内の炭酸水の炭酸ガス濃度を 840〜 88 OmgZLに維持することができた。本実施例における具体的なデータを以下の表 4に示す。表 4

以上の通り、第二の本発明の方法によれば、一旦製造した後の炭酸ガスの蒸散の問題を解決し、一定の炭酸ガス濃度を長期にわたって低コストかつ簡便な操作で製造 ·維持できる。

次に、第三の本発明に関する実施例 Cにつレ、て説明する。

ぐ実施例 C 1 >

図 6に示したフローシートの装置を用いて、次の通り炭酸水を製造した。炭酸ガス溶解器 4 5には、前述した三層複合中空糸膜 [三菱レイヨン（株）製、商品名 M H F ] を有効総膜面積 2 . 4 m²で内蔵する溶解器を使用し、中空糸膜の外表面側に炭酸ガスを供給し、中空側に原水を供給して炭酸ガスを溶解させる手法をとつた。

まず、製造しょうとする炭酸水の目標炭酸ガス濃度を 6 0 O m g Z Lに設定した。次に、水道水を 4 0 °Cに加熱した温水（原水）を、任意の流量で炭酸ガス溶解器 4 5へ供給した。フロ一センサー 3により検知した温水の流量は 1 5 L /m i nでめった ₀

この流量のデータと、あらかじめ記録しておいた図 7に示した相関データに基づいて、得られる炭酸水の炭酸ガス濃度が 6 0 O m g Z Lになるように炭酸ガスの供給圧力を自動制御しながら、炭酸ガス溶解器 45へ炭酸ガスを供給した。この時の炭酸ガスの供給圧力は、具体的には 0. 16MP aであった。このようにして製造した炭酸水の炭酸ガス濃度を、東亜電波工業製のイオンメータ一 IM40 S、炭酸ガス電極 CE— 235により測定した。その結果を表 5に示す。なお、炭酸水の製造においては、自動抜水機能により自動的にドレイン抜きを実施し、ガス抜きも適宜行なった。

さらに、目標炭酸ガス濃度を 100 Omgノ Lに設定したこと以外は、同様にして炭酸水を製造した（温水の流量 1 5 LZm i n) 。炭酸ガスの供給圧力は、具体的には 0. 3 OMP aであった。このようにして製造した炭酸水の炭酸ガス濃度を同様に測定した。その結果を表 5に示す。表 5 «流量 15 L/m i nの: ¾

表 5に示す結果から明らかなように、何れの設定濃度の場合も、目的とする濃度の炭酸水を少ない誤差で製造することができた。

ぐ実施例 C 2 >

温水の流量を 5 L/m i nにしたこと以外は、実施例 C 1と同様にして炭酸水を製造した。その結果を表 6に示す。表 6 趙 5 L/m i nの齢

表 6に示す結果から明らかなように、何れの設定濃度の場合も、目的とする濃度の炭酸水を少ない誤差で製造することができた。また、実施例 C 1および C 2 の結果から、温水（原水）の流量が不確定であっても、目的とする濃度の炭酸水を少ない誤差で製造することができることも分かる。

以上の通り、第三の本発明によれば、複雑な制御は必要無く、装置の構成も非常に簡素化でき、小型で且つ低コストで、目的とする炭酸ガス濃度の炭酸水を簡単に製造することができる。特に第三の本発明は、水道の蛇口から原水を供給する場合にも適用でき、しかも装置がコンパクトなので、家庭内の浴槽も含めて、既存の浴槽に簡単に対応できる水治療用の装置として非常に有用である。

次に、第！ ^の本発明に関する実施例 Dにつレ、て説明する。

ぐ実施例 D 1 >

図 6に示したフローシートの装置を用いて、炭酸水を製造した。炭酸ガス溶解器 4 5には、前述した三層複合中空糸膜 [三菱レイヨン（株）製、商品名 MHF] を有効総膜面積 2. 4 m²で内蔵する溶解器を使用し、中空糸膜の外表面側に炭酸ガスを供給し、中空側に原水を供給して炭酸ガスを溶解させる手法をとつた。

まず、製造しようとする炭酸水の目標炭酸ガス濃度を 1000 p pmに設定した。次に、水道水を 40°Cに加熱した温水（原水）を、任意の流量で炭酸ガス溶解器 45へ供給した。フローセンサー 43により検知した温水の流量は 1 5 LZ m i nであった。ここで、得られる炭酸水の炭酸ガス濃度が 1000 p p mになるように炭酸ガスの供給圧力を適宜制御しながら、炭酸ガス溶解器 45へ炭酸ガスを供給した。この時の炭酸ガスの供給圧力は、具体的には 0. 30 MP aであつた。このようにして製造した炭酸水の炭酸ガス濃度は、 l O O O p pm近傍であつた。

この炭酸水の製造を 1時間継続した後、原水の供給および炭酸ガスの供給を停止した。設定通り、その停止のタイミングから 1 0秒後に、自動的に装置の電磁弁 53が 5秒開いた。この際、炭酸ガス溶解器 4 5内の中空糸膜の外側のガスの残圧（0.05MP a程度）にて、ドレインは良好に外部へ放出された。また、ノヽンマー現象も生じなかった。

<実施例 D 2 >

図 3に示したフローシートの装置を用いて、次の通り炭酸水を製造した。炭酸ガス溶解器 3には、前述した三層複合中空糸膜 [三菱レイヨン（株）製、商品名 M HF] を有効総膜面積 0. 6 m²で内蔵する溶解器を使用し、中空糸膜の外表面側に炭酸ガスを供給し、中空側に原水を供給して炭酸ガスを溶解させる手法をとつた。そして、浴槽 1 1内に満たした水量 1 0 L、温度 3 5 °Cの温水を、循環ポンプ 1により、流量 5 L Zm i nで循環させ、同時に炭酸ガス溶解器 3へ炭酸ガスを 0 . 1 5 M P aの圧力で供給した。この循環により、浴槽 1 1内の温水の炭素ガス濃度は次第に高まっていった。この循環を 5分継続したところ、浴槽 1 1内の炭酸水の濃度は、 1 0 0 0 p p m近傍になった。また、既に幾度も運転を繰り返した後（積算 4'時間以上）なので、炭酸水製造後の炭酸ガス溶解器 3内にはドレインが溜まっていた。次の運転終了時には、設定通り、電磁弁 7が自動的に 1秒間開いた。また、この時、炭酸ガス電磁弁 6は開いているので 0 . 1 5 M P aのガス圧がかかり、この圧力にて、ドレインは良好に外部へ放出された。さらに同様の炭酸水の製造を繰り返したところ、設定通り、運転時間を積算して 4時間以上運転毎の次の運転開始時に、自動的に良好に抜水された。

以上の通り、第四の本発明によれば、わざわざ手動でドレイン抜きを実施する必要がなく、常時、有効な膜面積を確保でき、高濃度の炭酸水を簡便な操作で良好に製造することができるので、非常に実用的である。

次に、複数のユースポイントへ供給する実施例 Eについて説明する。

<実施例 E 1 >

図 8に示した例に従い、次の通り炭酸水を製造 ·供給した。炭酸水製造装置 1 0 0において、炭酸ガス溶解器 6 5には、前述した三層複合中空糸膜 [三菱レイヨン（株）製、商品名 MH F ] を有効総膜面積 2 . 4 m²で内蔵する溶解器を使用し、中空糸膜の外表面側に炭酸ガスを供給し、中空側に原水を供給して炭酸ガスを溶解させる手法をとつた。貯水タンク 2 0 0は、 1 0 0 0 Lの内容積を有する円筒縦型タンクとした。貯水タンク 2 0 0での炭酸ガス飽和濃度は、 4 0 °C、大気圧で約 1 1 0 0 m g Lなので、炭酸水製造装置 1 0 0での製造濃度は 1 0 0 0 m g / Lとした。各ユースポイント 3 0 0は合計 5力所とし、各々 2 5 0 Lの浴槽へ供給するボイントとし、各ユースボイント 3 0 0で最大 1 5 L /m i n程度を供給できるものを想定し、送水ポンプ 8 2としては 1 0 0 L /m i nの送水能力の汎用の渦巻きポンプを用いた。

まず、水道水を 4 0 °Cに加熱した温水（原水）を 1 5 L /m i nの流量で炭酸ガス溶解器 65へ供給し、かつ炭酸ガスを炭酸ガス溶解器 65へ供給圧力 0. 30 MP aで供給した。製造された炭酸水の炭酸ガス濃度は、約 100 OmgZLであり、これを貯水タンク 200に供給した。貯水タンク 200内の炭酸水は 40°C に保った。この炭酸水を、送水ポンプ 82により、各ユースポイント 300に良好に供給することができた。

以上の通り、本実施例では、複数のユースポイント（浴槽等）へ炭酸水を供給する場合でっても一つの炭酸水製造装置で対応し、設備コストの低減を図ることができた。すなわち、このような応用を実施すれば、多数のユースポイントが設置された施設においても、一つの炭酸水製造装置で対応でき、また、貯水タンクに大量の炭酸水を貯めておけるので、一度に大量の炭酸水が必要となる場合であっても、炭酸水製造装置の溶解器は小型のもので対応でき、その分装置コストが安くなる。また、生理的に効果の得られる高濃度炭酸水を、容易に安定供給できる。

次に、第五の本発明に関する実施例 Fについて説明する。

<実施例 F 1 >

図 9に示した循環型の炭酸水製造装置を用いた足浴槽を、次の通り作製し、使用した。炭酸水製造装置 400において、炭酸ガス溶解器 1 06には、前述した三層複合中空糸膜 [三菱レイヨン（株)製、商品名 MHF] を有効総膜面積 0. 6m ²で内蔵する溶解器を使用し、中空糸膜の外表面側に炭酸ガスを供給し、中空側に原水を供給して炭酸ガスを溶解させる手法をとつた。循環ポンプ 1 04としては、汎用の渦卷きポンプ（イワキ社製マグネットポンプ）を用いた。また、足浴槽の寸法は車椅子に対応した前述の範囲内の寸法とし、浴槽の容量は 1 1 L、水温は 40°C、循環流量は 5. 4 LZm i nとして、 3分間温水を循環させたところ、以下の表 7に示す濃度の炭酸水が浴槽内に満たされた。表 7

炭酸ガス圧力炭酸ガス濃度

0. 1 MP a 520 mg/L

0. 2MP a 8 1 5 m g Z L なお、炭酸ガス濃度は、東亜電波社製の測定装置（ IM— 40) にて測定した値である。

<実施例 F 2 >

図 1 0に示したワンパス型の炭酸水製造装置を用いた足浴槽を、次の通り作製し、使用した。炭酸水製造装置 500において、炭酸ガス溶解器 1 06には、前述した三層複合中空糸膜 [三菱レイヨン（株)製、商品名 MHF] を有効総膜面積 0. 6m²で内'蔵する溶解器を使用し、中空糸膜の外表面側に炭酸ガスを供給し、中空側に原水を供給して炭酸ガスを溶解させる手法をとつた。足浴槽の寸法は車椅子に対応した前述の範囲内の寸法とし、水温は 40°C、原水流量は 5. 4 L/m i n、炭酸ガス圧力は 0. 2MP aとしたところ、炭酸ガス濃度 794mgZLの炭酸水を浴槽内に満たすことができた。

以上の通り、第五の本発明によれば、使用時の操作が簡単で、しかも可搬式の足浴槽の利点を十分に生かした浴槽を提供できる。

Claims

請求の範囲

1 . 炭酸ガス溶解器と、循環用ポンプとを備え、該循環用ポンプにより水槽中の水を該炭酸ガス溶解器を介して循環させ、該炭酸ガス溶解器内に炭酸ガスを供給して、該水中に炭酸ガスを溶解させる炭酸水製造装置において、該循環用ポンプが、自吸性能を有する容積式定量ポンプであることを特徴とする炭酸水製

2 . 循環用ポンプにより水槽中の水を炭酸ガス溶解器を介して循環させ、該炭酸ガス溶解器内に炭酸ガスを供給して、該水中に炭酸ガスを溶解させる炭酸水製造方法において、該循環用ポンプとして、自吸性能を有する容積式定量ボンプを用いることを特徴とする炭酸水製造方法。

3 . 炭酸ガスの供給圧力が 0 . 0 1〜0 . 3 M P aの範囲内である請求項 2 記載の炭酸水製造方法。

4 . 循環ポンプにより水槽中の水を炭酸ガス溶解器を介して循環させながら、該炭酸ガス溶解器内に炭酸ガスを供給して、該水中に炭酸ガスを溶解させる炭酸水製造方法において、

炭酸水製造の為の水の循環の立上げ時には、所定の炭酸ガス圧力を印加して所望の炭酸ガス濃度の炭酸水を生成する立上げ工程と、

前記立上げ工程によって生成した炭酸水の所望の炭酸ガス濃度を維持する為に、所定の炭酸ガス圧力を印加して該炭酸水を循環させる濃度維持工程と、

を有することを特徴とする炭酸水製造方法。

5 . 立上げ工程における所定の炭酸ガス圧力よりも、濃度維持工程における所定の炭酸ガス圧力の方が低い圧力である請求項 4記載の炭酸水製造方法。

6 . 立上げ工程における所定の炭酸ガス圧力は 0 . 1 5〜0 . 3 M P aであり、濃度維持工程における所定の炭酸ガス圧力は 0 . 0 0 1〜0 . 1 M P aである請求項 5記載の炭酸水製造方法。

7 . 炭酸ガス溶解器内に原水を流しながら炭酸ガスを供給して、原水中に炭酸ガスを溶解させる炭酸水製造装置において、あらかじめ原水の流量と炭酸ガスの洪給圧力と得られる炭酸水の炭酸ガス濃度との相関データが記録してあり、炭酸水の製造時には原水の流量を検出し、前記相関データに基づいて、得られる炭酸水が目標炭酸ガス濃度となるように炭酸ガスの供給圧力を調節する手段を備えることを特徴とする炭酸水製造装置。

8 . 炭酸ガス溶解器内に原水を流しながら炭酸ガスを供給して、原水中に炭酸ガスを溶解させる炭酸水製造方法において、あらかじめ原水の流量と炭酸ガスの供給圧力と得られる炭酸水の炭酸ガス濃度との相関データを記録し、炭酸水の製造時には'原水の流量を検出し、前記相関データに基づいて、得られる炭酸水が目標炭酸ガス濃度となるように炭酸ガスの供給圧力を調節することを特徴とする炭酸水製造方法。

9 . 目標炭酸ガス濃度が、 6 0 O m g / L〜 l 4 0 O m g Z Lの範囲内である請求項 8記載の炭酸水製造方法。

1 0 . 炭酸ガス溶解器が、膜型炭酸ガス溶解器である請求項 1または 7記載の炭酸水製造装置。 .

1 1 . 膜型炭酸ガス溶解器が、非多孔質ガス透過性膜を含む炭酸ガス溶解器である請求項 1 0記載の炭酸水製造装置。

1 2 . 炭酸ガス溶解器が、膜型炭酸ガス溶解器である請求項 2〜 6、 8および 9の何れか一項記載の炭酸水製造方法。

1 3 . 膜型炭酸ガス溶解器が、非多孔質ガス透過性膜を含む炭酸ガス溶解器である請求項 1 2記載の炭酸水製造方法。

1 4 . 膜型炭酸ガス溶解器を使用した炭酸水製造装置において、膜型炭酸ガス溶解器に溜まったドレインを自動的に外部へ放出する自動抜水手段を有することを特徴とする炭酸水製造装置。

1 5 . 膜型炭酸ガス溶解器を使用した炭酸水製造方法において、膜型炭酸ガス溶解器に溜まったドレインを自動的に外部へ放出することを特徴とする炭酸水製造方法。

1 6 . さらに気泡発生装置または圧注装置を備える請求項 1、 7または 1 4記載の炭酸水製造装置。

1 7 . 炭酸水製造装置と貯水タンクとを具備し、該炭酸水製造装置にて製造した炭酸水を該貯水タンクに貯水し、該貯水タンク内に貯水した炭酸水を送水ポンプにて複数のユースポイントへ供給する請求項 1、 7または 1 4記載の炭酸水製造装置。

1 8. 貯水タンク内の気相に炭酸ガスを満たし、かつ 1 k P a〜3 k P a のガス圧に保つ請求項 1 7記載の炭酸水製造装置。

1 9. 貯水タンク内の炭酸水の水位が下がった場合は該貯水タンク内の気相に炭酸ガスを追加供給し、また、貯水タンク内の炭酸水の水位が上がった場合は該貯水タジク内の気相の炭酸ガスの一部を排出する請求項 1 7記載の炭酸水製

20. 炭酸水製造装置にて製造した炭酸水を貯水タンクに供給する為の挿入管を、貯水タンク内に備える請求項 1 7記載の炭酸水製造装置。

21. 可搬式足浴槽を具備することを特徴とする炭酸水製造装置。

22. 搬送の為の取っ手およびキャスターを備える請求項 21記載の炭酸

23. 容量 1 L以下の炭酸ガスボンベまたは力一トリッジ型の炭酸ガスボンべを装着する請求項 21記載の炭酸水製造装置。

24. 可搬式足浴槽から取り外し自在である請求項 21記載の炭酸水製造