碳酸泉和碳酸水的制造装置及制造方法、及其应用的气体浓度控制方法和膜组件制造方法及图纸

本发明专利技术涉及碳酸泉、碳酸水制造装置和制造方法，用汲取泵（９）汲取浴槽（１１）内的温水（１２），通过溶液流量调整装置（１４）导入碳酸气溶解器（７），然后注入浴槽（１１）。碳酸气气瓶（１）所供给的碳酸气通过气体流量调整装置（５）被导入碳酸气溶解器（７）。这时，由测定装置（１３）测定导出管（１５）中的人工碳酸泉中存在的气泡量，用预先设定的气泡量和碳酸气浓度的关系式，利用控制装置（１６）控制溶液流量调整装置（１４）、气体流量调整装置（５）等，以使碳酸泉中的碳酸气浓度达到所需浓度。在碳酸气溶解器（７）和碳酸气供给源之间具有碳酸气的流量控制装置（５），即使所供给的碳酸气压力变动或膜透过性能变动，也总能制造不变且高浓度的碳酸泉。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳酸泉、碳酸水的制造装置及其制造方法。更详细地说，涉及用于高效率获得始终不变的碳酸浓度的高浓度碳酸泉或碳酸水的制造装置及其制造方法。而且，本专利技术还涉及对气体溶解于液体中所得到的溶气液进行气体浓度测定的方法和该溶气液的制造装置，尤其是涉及将连续制造的溶气液的气体浓度控制为所需浓度的方法及其优选的溶气液制造装置，以及用于将气体高效率地溶解于所述液体的膜组件。
技术介绍
溶解有气体的溶气液，可用于各种用途。例如，作为气体以碳酸气为例，也可普遍适用于碳酸气浓度低的微碳酸水、在高压力下提高碳酸气浓度的碳酸饮料、将碳酸气溶解于温水中的人工碳酸泉、以及工业用途的碳酸气溶气液等。在碳酸泉等含碳酸气的温水中沐浴的情况下具有的血管扩张效果、洗澡水不易变凉等温浴效果，一般来说是众所周知的，因而很久以来就用于温泉浴场等。碳酸泉的保温作用，基本上可认为是由于所含碳酸气对末梢血管的扩张作用改善身体情况的结果。此外，碳酸气经过皮肤进入身体，也使毛细血管作用区增加并扩张，改善皮肤的血液循环。因此被认为对退行性病变和末梢循环障碍的治疗有效。而且，近年来还渐渐证明了100mg/升至1000mg/升量级的高浓度水平下的治疗效果。正是这种原因，市场上有便于取得的浴用碳酸水的药剂和装置销售。为了人工获得这种碳酸泉，有使碳酸盐和酸反应的化学方法、利用锅炉的燃气的方法、或例如日本专利技术专利公开公报特开平5-238928号所记载的将碳酸气直接吹入那种具有节流部分的管路中的装置、以及作为日本专利技术专利公告公报特公平7-114790号、特公平7-114791号等所记载的那种碳酸气溶解器，使用静态混合器的方法等。最近还有人提出很多用膜制造碳酸泉的方法。所提出的方案有例如在日本专利技术专利公报第2810694号中，使用收容多条两端开口的多孔中空纤维膜而构成的中空纤维膜组件的方法，或如日本专利技术专利公报第3048499号、第3048501号、专利技术专利公开特开2001-293344号等所述，用非多孔的中空纤维膜作为中空纤维膜的方法。对于用膜制造碳酸泉的方法来说，有让原水一次性通过具有膜组件的碳酸气溶解器来制造碳酸泉的所谓一次通过型，以及靠循环泵让浴池中的温水循环通过碳酸气溶解器的所谓循环型。但在采用多孔中空纤维膜的方法的情况下，膜有可能因长时间使用而亲水，水会漏到气体一侧而堵塞膜表面，而无法获得最初的碳酸气添加性能。反之，用非多孔中空纤维膜时，气体侧和液体侧之间存在非多孔膜，因而长期使用也不致于有水漏出至气体一侧，但作为水分子的水蒸汽会透过，因而有可能所透过的水蒸汽在气体一侧凝聚，还是可能发生凝聚水(冷凝水)堵塞膜表面的情况。因此，上述日本专利技术专利公开公报特开平7-313855号和特开平7-328403中在气体一侧配置冷凝水排水阀门，通过定期开闭阀门从气体一侧排出冷凝水。但这种方法对于透过水蒸汽多的膜来说必须频繁实施冷凝水排水的操作，每当此时气体一侧充满的碳酸气便释放到大气中，所以往往碳酸气消耗量大。另一方面，如上所述靠用膜的方法制造碳酸泉的话，虽有可最高效率地获得高浓度碳酸泉的优点，但缺点在于无法获得每次相同的碳酸浓度，尤其是同一天连续几次制造碳酸泉时，便发生碳酸气通气初期碳酸浓度偏低这种现象。上述方法中，如多个实施例所示，碳酸气控制可由流量和压力表示，但只是用与气瓶直接连接使用的压力控制阀等靠压力控制来控制流量，碳酸气通气初期和碳酸气稳定时透过膜的碳酸气流量不同。就碳酸气流量变化的原因而言，可认为是由于在初期膜比温水冷和膜中碳酸气密度低等原因，所以即便是同一压力下碳酸气也难以透过膜的缘故。但就当时来说，只要制造出某种程度的浓度的碳酸泉就够了，不怎么把精度看作一个问题。但近年来渐渐清楚，尤其是在治疗效果方面，若是1200mg/升左右的40℃碳酸气饱和浓度附近的碳酸泉，便可期待有更为显著的效果，从而不得不改变以往那种制造出适当浓度的碳酸泉就行的想法。因此，产生了高浓度且重复性良好地制造碳酸泉的必要性。另一方面，虽然上述碳酸气溶解器经过一再改进，也试图逐步改善碳酸气的溶解效率，但仍要求进一步改善溶解效率。尤其是对大量使用碳酸气的全身沐浴装置来说，溶解效率的改善很重要。即使在采用压力控制的方法中，只要采用具有余量的运转方法，例如预先使压力大些，或在循环式运转时增加运转时间，就可以制造高浓度的碳酸泉。但用这些方法会浪费碳酸气，因而不是理想的方法。此外，尤其是医院中使用时，为了照料许多患者，要求有在尽可能短的时间内制造出高浓度碳酸泉的方法，但是在循环式的情况下，在初期没有流量流过，相应延长了高浓度碳酸泉的制造时间。另一方面，关于采用一次通过型高重复性地制造碳酸泉的方法，在日本专利技术专利公开公报特开平10-277121号有所记载。该方法是对所制造的碳酸泉中碳酸气浓度进行测定，通过反馈该浓度来控制所供给的碳酸气量的方法，但因此要达到所需碳酸气浓度较费时间。而且，该方法的浓度测定法存在这样的缺点，即原水的碱度一旦有变化便无法进行高重复性的控制。作为溶液中气体浓度的测定方法，已知有这些方法，即用离子电极式气体浓度计测定气体浓度的方法，事先程序输入预先测定的碱度，再通过pH测定来测定气体浓度的方法，在溶解液中添加药剂以调整溶解液的pH值、以电化学方式测定气体浓度的方法，在溶解液中添加药剂以释放所溶解的气体、根据所释放气体的热传导率测定气体浓度的方法，根据溶解液中的红外线吸收率测定气体浓度的方法，以及通过对溶解液照射超声波使其释放所溶解的气体并检测所释放气体的压力以测定气体浓度的方法(日本专利公开公报特开平5-296904号)等。但如上所述的气体测定方法，其操作非常复杂，使用时需要很多时间和人工，无法即时测定溶解器连续制造的溶解液的气体浓度。以下以例如人工碳酸泉作为溶解液进行说明。人工碳酸泉通常是在温水中溶解所需浓度的碳酸气来制造人工碳酸泉的。人工碳酸泉如前文所述，被认为利用其强劲的血管扩张作用对末梢血液循环不良具有优异效果，因而普遍用于治疗或浴疗。在此之前虽说用过天然涌出的碳酸泉，但由于研究出良好的人工碳酸泉制造方法，现在才普遍作为一种内科治疗方法使用人工碳酸泉治疗。人工碳酸泉治疗的临床研究成果表明，可用于治疗的碳酸气有效浓度在1000mg/升以上，最大达1400mg/升左右。此外，研究还显示出对治疗起作用的碳酸气浓度因疾患的重伤程度或治疗的持续时间的不同而有所不同，实际进行人工碳酸泉治疗时，需要设定与患者的情况相对应的碳酸气浓度。因此，将人工碳酸泉用于治疗时，溶解液中碳酸气浓度为重要因素，但溶解器连续制造的所需浓度的人工碳酸泉，需要在贮存于贮存槽后立即用于入浴。若人工碳酸泉中气体浓度的测定费时间，则贮存槽中的碳酸气便释放到大气中，人工碳酸泉中气体浓度便会降低。若在这种状态下入浴，就不能够在所需碳酸气浓度下入浴，无法期待人工碳酸泉浴的治疗效果。而且，需要重复多次测定气体浓度时，也会发生温水温度下降的情况。尤其是用离子电极式的方法测定碳酸气浓度时，需要数分钟才能得到测定结果，每次测定往往需要数分钟时间，因而无法在短时间内得到测定结果。而事先程序输入碱度利用pH测定手段测定碳酸气浓度的方法，需要每次都事先测定每一种水质不同的碱度。而且，混入其他离子或盐类时需要重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳酸泉用溶气液制造装置，是制造碳酸泉的装置，其特征在于，具备通过膜使碳酸气溶解于温水的膜组件；向该膜组件供给温水的装置；以及向该膜组件供给碳酸气的装置，该供给碳酸气的装置和该膜组件之间，具有使碳酸气流量保 持不变且不受到次级压影响的流量控制阀。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：榊原巨规，大谷内健，田阪广，
申请(专利权)人：三菱丽阳株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]