FI74207C - Foerfarande foer att vaerma bastu och bastuugn. - Google Patents

Description

1 74207

Menetelmä saunan lämmittämiseksi ja saunan kiuas

Keksinnön kohteena on menetelmä saunan lämmittämiseksi, jossa saunan ilma lämmitetään saunaan sijoitetun lämmi-5 tettävän kiukaan avulla sekä saunan kiuas, jonka avulla menetelmää voidaan hyödyntää.

Nykyiset sähkökäyttöiset saunan kiukaat lämpiävät saunomiskuntoon n. 30-90 minuutissa. Ilma kiertää tällöin ns. luonnonkiertona kiuaskivien välistä saunaan. Kiukaat 10 ovat siten rakennettuja, että samanaikaisesti lämmitetään kiukaan kiviä ja saunan ilmaa. Saunan tilavuuden mukaan suositeltu kiuas lämmittää 80-110°C lämpötila-alueella saunan siten, että haluttu saunomislämpötila ja riittävä kiuasläm-pötila saavutetaan lähes samanaikaisesti. Markkinoilla 15 olevien kiukaiden ja saunomislämpötilan säätö tapahtuu siten, että kiuasta lämmitetään kunnes saunan ilma lämpiää saunomislämpötilaan. Tämän jälkeen kiuaskiviä ei enää lämmitetä ja ne alkavat jäähtyä. Kun saunailman lämpötila laskee alle asetetun lämpötilan, alkaa kiukaan lämmitys uudestaan.

20 Erityisesti silloin, kun saunan ovi on ollut pitkään suljettuna saattaa kiuas olla kokonaan menettänyt löylynantokykynsä. Tämä johtuu siitä, että vaikka kiuasta ei lämmitetä, luovuttaa se kuitenkin edelleen lämpöä saunan ilmaan, joten saunailma lämpiää edelleen ja kiuas jäähtyy. Saunailma alkaa 25 jäähtyä vasta kun kiuas on kokonaan menettänyt löylynantokykynsä .

Esimerkkeinä tunnetuista ratkaisuista voidaan mainita FI-patenttijulkaisussa 66532 esitetty kiuas. Em. kiuas on jaettu kahteen erikseen lämmitettävään osaan, kivitilaan 30 ja ilmakanavaan. Kivitilaan on tällöin sijoitettu kiuaskivien lämmityselementti ja ilmakanavaan vastaavasti saunailman lämmityselementti. Kivitilaan on lisäksi sijoitettu termostaatti kiuaskivien lämmön säätämiseksi. Em. järjestelyllä on pyritty varmistamaan, ettei kiukaan lämpötila ja 35 sitä kautta kiukaan löylynantokyky pääse laskemaan liian alhaiseksi. Kiukaan liiallista jäähtymistä on pyritty estämään myös järjestelyllä, jossa termostaatti katkaisee aluksi 2 74207 vain osan lämmitystehosta, osan jäädessä edelleen päälle.

Toisena esimerkkinä tunnetusta tekniikasta voidaan mainita FI-patenttijulkaisussa 61130 esitetty kiuas,, jossa lämpövastukset on erotettu kivitilasta absorptiopinnan 5 avulla.

Tunnetuille kiukaille ja saunomisolosuhteiden säätöjärjestelmille voidaan mainita seuraavat epäkohdat. Kiukaan lämmitysteho, kivimäärä ja saunan tilavuus ovat tiukassa riippuvaisuussuhteessa toisiinsa. Saunan lämmitysaikaa ei 10 voida olennaisesti lyhentää lisäämällä kiukaan lämpötehoa, koska tällöin lämmitysajan lyhetessä kiuaskivet eivät ehdi lämmetä hyvän löylynantokyvyn edellyttämällä tavalla ennen kuin termostaatti katkaisee lämmityksen. Saunan löylynanto-kykyä ei voida olennaisesti parantaa lisäämällä kivien mää-15 rää, koska tällöin esilämmitysaika muodostuu kohtuuttoman pitkäksi tai kiuaskivet eivät koskaan lämpiä riittävän kuumaksi, jos termostaatti katkaisee kiukaan lämmittämisen kannalta liian aikaisin. Saunomislämpötila ja kiukaan löylyn-antokyky ovat tiukasti sidoksissa toisiinsa ja toimivat vain 20 kapealla lämpötila-alueella 80-110°C. Jatkuvassa käytössä, esimerkiksi kerrostalosaunoissa ei yleensä voida ylläpitää hyvää löylynantokykyä, ellei saunatermostaatti ole asetettu vähintään 100 asteeseen. Toisin sanoen miedossa saunomislämpötilassa 60-70 asteessa kylvettäessä ei yleensä ole mahdol-25 lista ottaa kunnon löylyjä vettä kiukaalle heittämällä.

Kerrostalo-olosuhteissa, kun saunaa käyttää peräjälkeen useita perheitä, ei saunomisolosuhteita voida säätää yksilöllisesti kunkin saunojan halujen mukaisesti, vaan sauna on löylynantokyvyn säilyttämiseksi säädetty kuumaksi, jol-30 loin miedoista löylyistä pitävät kylpijät, useimmiten lapset ja vanhukset, eivät voi ollenkaan heittää löylyä vaan joutuvat tyytymään kuiviin löylyihin.

Ilman ja kiukaan yhtäaikainen lämmittäminen aiheuttaa lisäksi tarpeettoman suuren energian kulutuksen, sillä suuri 35 osa energiasta kuluu saunan katon, seinien ja lauteiden lämmittämiseen. Tämä huonontaa myös saunomisolosuhteita, mikä puolestaan aiheuttaa sen, että moni kerrostalosaunoja 3 74207 aloittaa saunomisensa jäähdyttämällä kylmällä vesisuihkulla polttavan kuumat lauteet ja seinät. Tämä lämmönhukka on niin suuri, että kiukaan kokoa valittaessa saunassa olevat betoniseinät vaativat normaalia suuremman kiukaan valintaa.

5 Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä saunan lämmittämiseksi ja kiuas, joiden avulla tunnetun tekniikan epäkohdat on voitu eliminoida. Tähän on päästy keksinnön mukaisen menetelmän avulla, joka on tunnettu siitä, että kiuas lämmitetään ensin haluttuun lämpötilaan 10 kierrättämällä ilmaa kiukaan sisällä suljettuna pakkokier-tona pelkästään lämmitettävän kivitilan läpi, jonka jälkeen ilmaa aletaan saunailman lämmittämiseksi kierrättämään sinänsä tunnettuna pakkokiertona kivitilan ja saunan kautta. Keksinnön mukainen kiuas on. puolestaan tunnettu siitä, että 15 kiuas käsittää sinänsä tunnetun kannen, jonka avulla kivi-tila voidaan sulkea tiiviisti, sekä kiuasilman kierrätys-kanavan ja että puhallin on sovitettu kierrättämään ilmaa kiukaan sisällä kivitilan ja kierrätyskanavan läpi suljettuna pakkokiertona kannen ollessa suljettu ja sinänsä tun-20 nettuna avoimena pakkokiertona kivitilan ja saunan kautta kannen ollessa auki.

Keksinnön etuna on ennenkaikkea se, että sauna lämmitetään mahdollisimman nopeasti ja pienellä energian kulutuksella, sillä mitä nopeammin kiuas ja saunailma saadaan 25 lämmitettyä sitä vähemmän energiaa sitoutuu saunan seiniin ja kattoon. Kiuasilman kierrättämisjärjestelmä mahdollistaa lisäksi esimerkiksi saunomisen jälkeen kiukaassa vielä jäljellä olevan lämmön talteenoton ja siirtämisen muihin tiloihin. Tämä lämmön talteenottomahdollisuus merkitsee 30 sitä, että sauna ja muut tilat voidaan lämmittää kiukaan avulla, jolloin muuta lämmitysjärjestelmää ei tarvita. Keksinnön mukainen kiuas on lisäksi suhteellisen yksinkertainen monipuolisuudestaan huolimatta, joten valmistuskustannukset muodostuvat edullisiksi.

35 Keksintöä ryhdytään seuraavassa selvittämään tar kemmin oheisessa piirustuksessa esitetyn edullisen suoritus- 4 74207 esimerkin avulla, jolloin piirustuksen kuvio esittää keksinnön mukaista kiuasta periaatteellisena leikkauskuvantona.

Kuvion mukaisessa esimerkissä on viitenumerolla 1 merkitty kiukaan sisävaippa. Sisävaippa 1 on lämpöeristetty 5 lämpöeristeen 2 avulla. Kiukaan kivitilaa ja kiuaskiviä on puolestaan merkitty viitenumeron 11 avulla. Kivitilaan 11 on sijoitettu kiuaskivien lämmityselementii 3 ja kiuaski-vien lämpötilaa mittaava anturi 4. Kiukaan ulkovaippa on merkitty kuvioon viitenumeron 13 avulla.

10 Kuvion mukaiseen kiukaaseen kuuluu lisäksi kansi 7, jonka avulla kivitila 11 voidaan sulkea tiiviisti. Kansi 7 on sovitettu kääntymään kannen liikutusmekanismin ja nive-löinnin 8 avulla. Kiukaaseen kuuluu vielä puhallin 5, joka on sovitettu puhaltamaan ilmaa kivitilan 11 läpi. Ilman 15 kierrätystä varten kiuas käsittää vielä kiuasilman kierrä-tyskanavan 9, kiertoilman valintaventtiilin 10, lämmitys-kanavan 18 ja lämmityskanavan valintaventtiilin 19. Puhal-timen painepuolella on kuvion esimerkissä vielä sijoitettu sumutin 6 saunailman suhteellisen kosteuden säätämiseksi.

20 Keksinnön perusidean mukaan kiuas lämmitetään ensin haluttuun lämpötilaan kierrättämällä ilmaa pelkästään kiukaan sisällä suljettuna pakkokiertona kivitilan 11 läpi. Kivitilan 11 saavutettua halutun lämpötilan ilmaa aletaan saunailman lämmittämiseksi kierrättämään avoimena pakkokier-25 tona kivitilan 11 ja saunan kautta. Ideana on siis se, että kivitilassa 11 olevat kivet lämmitetään ensin nopeasti haluttuun lämpötilaan. Tämän lämmitysvaiheen aikana sauna-ilmaa ei lämmitetä lainkaan. Saunailma lämmitetään vasta senjälkeen kun kivien lämpötila on halutulla tasolla. On 30 selvää, että kivitilan lämmitys voi tapahtua täydellisesti ennen saunailman lämmitystä, mutta on myös mahdollista lämmittää kivitila ensin tiettyyn lämpötilaan, jonka jälkeen sekä kivitilan että saunailman lämmitys tapahtuu samanaikaisesti .

35 Em. periaatteen etuna on rakenteellisesti mm. se, että kiukaan sisävaippa 1 voidaan valmistaa huonosti sähköä 5 74207 johtavasta materiaalista, joka parantaa kiukaan sähköturvallisuutta ja helpottaa kiukaan rakenteen suunnittelemista edullisesti koottavaksi. Nykyisissä kiukaissa sisävaippa on terästä tai muuta hyvin lämpöä ja samalla sähköä johtavaa 5 ainetta, jotta kiuasta lämmitettäessä myös saunailma lämpi-äisi.

Keksinnön mukaisen kiukaan mahdollisimman nopeaa lämpiämistä voidaan edelleen tehostaa valmistamalla sisävaippa 1 huonosti lämpöä johtavasta aineesta ja pinnoitta-10 maila sisävaipan 1 sisäpinta lämpösäteilyä heijastavalla aineella.

Kuvion mukainen kiuas toimii lämmityksen alkamisesta lähtien seuraavalla tavalla. Kiukaan kansi 7 sulkeutuu, koska kiuas on kylmä. Lämmityselementit 3 alkavat 15 lämmittää kivitilaa 11. Kiertoilman valintaventtiili 10 avaa kiuasilman kierrätyskanavan 9. Kiukaan kivitilan 11 läpi ilmaa pakkokiertona kierrättävä puhallin 5 alkaa kiuasilman kierrättämisen kiukaan sisällä. Kun kivitila 11 saavuttaa asetetun lämpötilan aukaisee kannen aukaisumekanismi 20 8 kannen ja kiertoilman valintaventtiili 10 sulkee kiuas ilman kierrätyskanavan ja avaa samalla kiukaan ulkopuolelle johtavan kanavan. Tällöin puhallin 5 alkaa kierrättää ilmaa avoimena pakkokiertona saunan kautta. Tässä vaiheessa on edullista, että sumutin 6 alkaa sumuttamaan vettä kiukaa-25 seen, sillä vesihöyry siirtää tehokkaammin lämpöä kuin kuiva ilma.

Kun saunailma on lämmennyt haluttuun lämpötilaan lakkaa saunailman kierrätys avoimena pakkokiertona kiukaan kivitilan 11 läpi ja sauna on kylpemisvalmis. Kiukaan kivien 30 lämpötila pidetään jatkuvasti halutuissa rajoissa riippumat ta saunan lämpötilasta.

Puhaltimen 5 toimintaa ja kannen 7 asentoa voidaan luonnollisesti säätää monella eri tavalla. Esimerkiksi kiuaskivien lämpötilasta, saunan lämpötilasta, kiukaan 35 lämmitykseen käytetyn energian kulutuksesta, kiukaan lämmi- 6 74207 tykseen käytetyn ajan kulumisesta tai em. seikkojen erilaisista yhdistelmistä riippuvainen säätö on täysin mahdollinen. Lisäksi on mahdollista toteuttaa kiuas myös täysin käsisäätöisenä, jolloin esim. kivien ja/tai saunan 5 lämpötilan pohjalta säädetään käsin puhallinta tai/ja luukun asentoa.

Edellä esitettyä suoritusesimerkkiä ei ole mitenkään tarkoitettu rajoittamaan keksintöä, vaan keksintöä voidaan muunnella patenttivaatimusten puitteissa monin eri tavoin.

10 Näinollen esimerkiksi menetelmää ei ole mitenkään rajoitettu sähkökiukaisiin, vaan menetelmää voidaan soveltaa myös muulla tavalla lämmitettävien kiukaiden yhteyteen. Lämmi-tyskanavan 18 kautta lämmintä ilmaa voidaan johtaa mihin tahansa haluttuun paikkaan esimerkiksi saunomisen jälkeen, 15 jolloin saunasta saatava lämpö voidaan käyttää hyödyksi.

I.

Claims (7)

7 74207

1. Menetelmä saunan lämmittämiseksi, jossa saunan ilma lämmitetään saunaan sijoitetun lämmitettävän kiukaan 5 avulla, tunnettu siitä, että kuias lämmitetään ensin haluttuun lämpötilaan kierrättämällä ilmaa kiukaan sisällä suljettuna pakkokiertona pelkästään lämmitettävän kivitilan (11) läpi, jonka jälkeen ilmaa aletaan saunailman lämmittämiseksi kierrättämään sinänsä tunnettuna avoimena 10 pakkokiertona kivitilan (11) ja saunan kautta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kiukaan lämmittäminen ja saunailman lämmittäminen suoritetaan osittain samanaikaisesti .

3. Saunan kiuas, joka käsittää kivitilan (11) ja kivitilan sijoitetut kiuaskivet ja lämmityselementit (3), ja puhaltimen (5) ilman puhaltamiseksi kiukaan läpi, tunnettu siitä, että kiuas käsittää sinänsä tunnetun kannen (7), jonka avulla kivitila (11) voidaan sulkea 20 tiiviisti, sekä kiuasilman kierrätyskanavan (9) ja että puhallin (5) on sovitettu kierrättämään ilmaa kiukaan sisällä kivitilan (11) ja kierrätyskanavan (9) läpi suljettuna pakkokiertona kannen (7) ollessa suljettu ja sinänsä tunnettuna avoimena pakkokiertona kivitilan (11) ja saunan 25 kautta kannan (7) ollessa auki.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kiuas, joka on varustettu kivitilaan (11) sijoitetulla anturilla (4) kiuaskivien lämpötilan säätämistä varten, tunnettu siitä, että puhallin (5) ja/tai kannen (7) asento on 30 sovitettu säädettäväksi kiuaskivien lämpötilasta riippuvaisesti .

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen kiuas, tunnettu siitä, että puhallin (5) ja/tai kannen (7) asento on sovitettu säädettäväksi saunan lämpötilasta 35 riippuvaisesti. 8 74207

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 3-5 mukainen kiuas, tunnettu siitä, että puhallin (5) ja/tai kannen (7) asento on sovitettu säädettäväksi kiukaan lämmitykseen käytetyn energian kulutuksesta riippuvaisesti.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 3-6 mukainen kiuas, t u n e t t u siitä, että puhallin (5) ja/tai kannen (7) asento on sovitettu säädettäväksi kiukaan lämmitykseen käytetyn ajan kulumisesta riippuvaisesti. I; 9 74207