FI81493B

FI81493B - Sauna stove

Info

Publication number: FI81493B
Application number: FI891187A
Authority: FI
Inventors: Tapio Yli-Kovero
Original assignee: Yli Kovero Tapio
Priority date: 1989-03-13
Filing date: 1989-03-13
Publication date: 1990-07-31
Also published as: FI81493C; FI891187A0

Abstract

The invention relates to a sauna stove. The stove comprises a stone compartment 7 within the inner mantle of the stove, stove stones and a heating element 9 situated within this compartment, a lid, with which the stone compartment 7 can be shut tight, a circulation duct 6 for stove air and a fan 3,4 for air circulation in the stove through the stone compartment 7 and the circulation duct as forced circulation when the lid is closed. In order to simplify the stove construction, the circulation duct 6 for stove air and the fan blade component 3 are situated essentially inside the stove's inner mantle. <IMAGE>

Description

1 814931 81493

Saunan kiuasSauna stove

Keksinnön kohteena on saunan kiuas, joka käsittää sisäpuolelle sovitetun kivitilan, kivitilaan sijoitetut kiuas-5 kivet ja lämmityselementit, kannen, jonka avulla kivitila voidaan sulkea tiiviisti, kiuasilraan kierrätyskanavan ja puhaltimen ilman kierrättämiseksi kiukaan sisällä kivitilan ja kierrätyskanavan läpi suljettuna pakkokiertona kannen ollessa suljettu.The invention relates to a sauna stove comprising a stone space arranged inside, stove-5 stones placed in the stone space and heating elements, a lid by means of which the stone space can be closed tightly to the stove bridge to circulate the recirculation duct and fan

10 Nykyiset sähkökäyttöiset saunakiukaat lämpiävät sau- nomiskuntoon n. 30-90 minuutissa. Ilma kiertää tällöin ns. luonnonkiertona kiuaskivien välistä saunaan. Kiukaat ovat siten rakennettuja, että samanaikaisesti lämmitetään kiukaan kiviä ja saunan ilmaa. Saunan tilavuuden mukaan suo-15 siteltu kiuas lämmittää 80-110°C lämpötila-alueella saunan siten, että haluttu saunomislämpötila ja riittävä kiuaslämpö-tila saavutetaan lähes samanaikaisesti. Markkinoilla olevien kiukaiden ja saunomislämpötilan säätö tapahtuu siten, että kiuasta lämmitetään kunnes saunan ilma lämpiää saunomisläm-20 pötilaan. Tämän jälkeen kiuaskiviä ei enää lämmitetä ja ne alkavat jäähtyä. Kun saunailman lämpötila laskee alle asetetun lämpötilan, alkaa kiukaan lämmitys uudestaan. Erityisesti silloin, kun saunan ovi on ollut pitkään suljettuna, saattaa kiuas olla kokonaan menettänyt löylynantokykynsä. Tämä 25 johtuu siitä, että vaikka kiuasta ei lämmitetä, luovuttaa se kuitenkin edelleen lämpöä saunan ilmaan, joten saunailma lämpiää edelleen ja kiuas jäähtyy. Saunailma alkaa jäähtyä vasta kun kiuas on kokonaan menettänyt löylynantokykynsä.10 The current electric sauna heaters warm up to the condition of the sauna in about 30-90 minutes. The air then circulates in the so-called as a natural cycle between the stove stones in the sauna. The heaters are built in such a way that the stones in the heater and the air in the sauna are heated at the same time. Depending on the volume of the sauna, the protected stove heats the sauna in the temperature range of 80-110 ° C so that the desired sauna temperature and sufficient stove temperature are reached almost simultaneously. The heaters and sauna temperature on the market are adjusted so that the heater is heated until the sauna air warms up to the sauna heater temperature. After this, the stove stones are no longer heated and start to cool. When the sauna air temperature drops below the set temperature, the heater heats up again. Especially when the sauna door has been closed for a long time, the stove may have completely lost its steam output. This is due to the fact that even if the stove is not heated, it still transfers heat to the sauna air, so the sauna air continues to heat up and the stove cools down. The sauna air only starts to cool down when the stove has completely lost its steam output.

Esimerkkeinä tunnetuista ratkaisuista voidaan mainita 30 FI-patenttijulkaisussa 66532 esitetty kiuas. Em. kiuas on jaettu kahteen erikseen lämmitettävään osaan, kivitilaan ja ilmakanavaan. Kivitilaan on tällöin sijoitettu kiuaskivien lämmityselementti ja ilmakanavaan vastaavasti saunailman lämmityselementti. Kivitilaan on lisäksi sijoitettu ter-35 mostaatti kiuaskivien lämmön säätämiseksi. Em. järjestelyllä on pyritty varmistamaan, ettei kiukaan lämpötila ja sitä kautta kiukaan löylynantokyky pääse laskemaan liian alhai- 81 493 2 seksi. Kiukaan liiallista jäähtymistä on pyritty estämään myös järjestelyllä, jossa termostaatti katkaisee aluksi vain osan lämmitystehosta, osan jäädessä edelleen päälle.Examples of known solutions are the stove disclosed in FI patent publication 66532. Em. the stove is divided into two separately heated parts, a stone space and an air duct. In this case, a heating element for the stove stones is placed in the stone space and a sauna air heating element in the air duct, respectively. In addition, a ter-35 thermostat is placed in the stone space to regulate the heat of the stove stones. Em. the arrangement has been made to ensure that the temperature of the stove and thus the steam output of the stove cannot fall too low to 81 493 2 sex. Efforts have also been made to prevent excessive cooling of the heater by an arrangement in which the thermostat initially cuts off only a part of the heating power, while the part remains on.

Toisena esimerkkinä tunnetusta tekniikasta voidaan 5 mainita FI-patenttijulkaisussa 61130 esitetty kiuas, jossa lämpövastukset on erotettu kivitilasta absorptiopinnan avulla.As another example of the prior art, mention may be made of the stove disclosed in FI patent publication 61130, in which the thermal resistors are separated from the stone space by means of an absorption surface.

Tunnetuille kiukaille ja saunomisolosuhteiden säätöjärjestelmille voidaan mainita seuraavat epäkohdat. Kiukaan 10 lämmitysteho, kivimäärä ja saunan tilavuus ovat tiukassa riip-puvaisuussuhteessa toisiinsa. Saunan lämmitysaikaa ei voida olennaisesti lyhentää lisäämällä kiukaan lämpötehoa, koska tällöin lämmitysajan lyhetessä kiuaskivet eivät ehdi lämmetä hyvän löylynantokyvyn edellyttämälle tasolle ennen kuin 15 termostaatti katkaisee lämmityksen. Saunan löylynantokykyä ei voida olennaisesti parantaa lisäämällä kivien määrää, koska tällöin esilämmitysaika muodostuu kohtuuttoman pitkäksi tai kiuaskivet eivät koskaan lämpiä riittävän kuumaksi, jos termostaatti katkaisee kiukaan lämmittämisen kannalta 20 liian aikaisin. Saunomislämpötila ja kiukaan löylynantokyky ovat tiukasti sidoksissa toisiinsa ja toimivat vain kapealla lämpötila-alueella 80-110°C. Jatkuvassa käytössä, esimerkiksi kerrostalosaunoissa ei yleensä voida ylläpitää hyvää löylynantokykyä, ellei saunatermostaatti ole asetettu vähin-25 tään 100 asteeseen. Toisin sanoen miedossa saunomislämpöti-lassa 60-70 asteessa kylvettäessä ei yleensä ole mahdollista ottaa kunnon löylyjä vettä kiukaalle heittämällä.The following drawbacks can be mentioned for the known heaters and sauna control systems. The heating power of the heater 10, the amount of stones and the volume of the sauna are in a strict interdependence relationship. The heating time of the sauna cannot be substantially shortened by increasing the heat output of the heater, because then when the heating time is shortened, the stove stones do not have time to heat up to the level required for good steam output before the thermostat switches off the heating. The steam capacity of the sauna cannot be substantially improved by increasing the number of stones, because in this case the preheating time becomes unreasonably long or the stove stones never heat up hot enough if the thermostat switches off the heater too early for heating. The sauna temperature and the steam output of the heater are tightly related and only operate in a narrow temperature range of 80-110 ° C. In continuous use, for example in apartment buildings, good steam output cannot usually be maintained unless the sauna thermostat is set to at least 100 degrees. In other words, when sowing at a mild sauna temperature of 60-70 degrees, it is usually not possible to take good steam by throwing water on the stove.

Kerrostalo-olosuhteissa, kun saunaa käyttää peräjälkeen useita perheitä, ei saunomisolosuhteita voida säätää 30 yksilöllisesti kunkin saunojan halujen mukaisesti, vaan sauna on löylynantokyvyn säilyttämiseksi säädetty kuumaksi, jolloin miedoista löylyistä pitävät kylpijät, useimmiten lapset ja vanhukset, eivät voi ollenkaan heittää löylyä, vaan joutuvat tyytymään kuiviin löylyihin.In apartment building conditions, when the sauna is used by several families in succession, the sauna conditions cannot be adjusted individually according to the wishes of each sauna owner, but the sauna is set hot to maintain the steam capacity, so that mild bathers, usually children and the elderly, cannot to dry steamers.

35 Ilman ja kiukaan yhtäaikainen lämmittäminen aiheut taa lisäksi tarpeettoman suuren energian kulutuksen, sillä suuri osa energiasta kuluu saunan katon, seinien ja lauteiden 3 81493 lämmittämiseen. Tämä huonontaa myös saunomisolosuhteita, mikä puolestaan aiheuttaa sen, että moni kerrostalosaunoja aloittaa saunomisensa jäähdyttämällä kylmällä vesisuihkulla polttavan kuumat lauteet ja seinät. Tämä lämmönhukka 5 on niin suuri, että kiukaan kokoa valittaessa saunassa olevat betoniseinät vaativat normaalia suuremman kiukaan valintaa.35 In addition, the simultaneous heating of the air and the heater causes an unnecessarily high energy consumption, as a large part of the energy is used to heat the roof, walls and benches of the sauna 3 81493. This also worsens the sauna conditions, which in turn causes many apartment building saunas to start their sauna by cooling the hot benches and walls with a cold water jet. This heat loss 5 is so great that when choosing the size of the heater, the concrete walls in the sauna require the choice of a larger heater than normal.

Em. epäkohtien eliminoimiseksi on kehitetty kiuas, jossa kiuafsilma pystytään kierrättämään kiukaan sisäpuolel-10 la. Tällainen kiuas on esitetty hakijan aikaisemmassa Fl-pa-tenttihakemuksessa 854753.Em. in order to eliminate the drawbacks, a stove has been developed in which the stove air can be circulated inside the stove-10 la. Such a stove is disclosed in the applicant's earlier F1 patent application 854753.

Em. FI-patenttihakemuksessa 854753 on kuvattu kiuas, jossa ilmaa kierrätetään kiukaan sisällä kivitilan kautta suljettuna kiertona niin, että kivitilan yläosasta lähtee 15 ulkopuolinen putki kivitilan alapuolelle, jossa on puhallin ja ilmakanava kivitilaan. Tällaisen ratkaisun epäkohtana on se, että kierrätysputki on erillinen kiukaan sisävaipan ulkopuolinen rakenne, joka on kallis rakentaa ja joka on erikseen lämpöeristettävä.Em. FI patent application 854753 describes a stove in which air is circulated inside the stove through a stone space in a closed circuit so that an external pipe 15 from below the top of the stone space below the stone space has a fan and an air duct into the stone space. The disadvantage of such a solution is that the recirculation pipe is a separate structure outside the inner casing of the stove, which is expensive to build and which has to be separately thermally insulated.

20 Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan saunan kiuas, jonka avulla aiempien ratkaisujen epäkohdat voidaan eliminoida. Tähän on päästy keksinnön mukaisen kiukaan avulla, joka on tunnettu siitä, että kiuasilman kierrätyskanava ja puhaltimen siipiosa on sijoitettu olennaisesti kiukaan sisä-25 vaipan sisäpuolelle.The object of the invention is to provide a sauna heater by means of which the disadvantages of the previous solutions can be eliminated. This is achieved by means of a heater according to the invention, characterized in that the recirculation duct of the heater air and the fan part of the fan are arranged substantially inside the inner jacket of the heater.

Keksinnön etuna on se, että sauna pystytään lämmittämään mahdollisimman nopeasti ja pienellä energian kulutuksella, sillä mitä nopeammin kiuas ja saunailma saadaan lämmitettyä sitä vähemmän energiaa sitoutuu saunan seiniin ja 30 kattoon. Kiuasilman kierrättämisjärjestelmä mahdollistaa lisäksi esimerkiksi saunomisen jälkeen kiukaassa vielä jäljellä olevan lämmön talteenoton ja siirtämisen muihin tiloihin. Tämä lämmön talteenottomahdollisuus merkitsee sitä, että sauna ja muut tilat voidaan lämmittää kiukaan avulla, 35 jolloin muuta lämmitysjärjestelmää ei tarvita. Keksinnön mukainen kiuas on lisäksi rakenteeltaan erittäin yksinkertainen, sillä kierrätysputken rakenne on hyvin yksinkertai- 4 81 493 täinen ja kierrätysputkea ei myöskään tarvitse mitenkään eristää.The advantage of the invention is that the sauna can be heated as quickly as possible and with low energy consumption, because the faster the stove and sauna air can be heated, the less energy is bound to the walls and ceiling of the sauna. The stove air recirculation system also makes it possible, for example after a sauna session, to recover the heat still remaining in the stove and transfer it to other rooms. This possibility of heat recovery means that the sauna and other premises can be heated by means of a heater, 35 in which case no other heating system is required. Furthermore, the stove according to the invention has a very simple structure, since the structure of the recycling pipe is very simple and the recycling pipe does not need to be insulated in any way.

Keksintöä ryhdytään seuraavassa selvittämään tarkemmin oheisessa piirustuksessa esitetyn edullisen suoritusesi-5 merkin avulla, jolloin piirustuksen kuvio esittää keksinnön mukaista kiuasta periatteellisena leikkauskuvantona.The invention will now be explained in more detail by means of the preferred embodiment shown in the accompanying drawing, in which the figure of the drawing shows the stove according to the invention in a schematic sectional view.

Kuvion mukaisessa sovellutusesimerkissä on viitenumerolla 1 esitetty kiukaan kivitilan sisävaippa. Kiukaan sisävaipan sisäpuolinen tila on jaettu kivitilaan 7 ja puhal-10 linosaan 8 kivitilan 2 avulla. Puhallinosaan 8 on sijoitettu puhaltimen siipiosa 3, joka on yhdistetty sopivaan voimanlähteeseen (ei esitetty kuviossa) akselin 4 avulla. Kiuasilman kierrätysputki on merkitty kuvioon viitenumeron 6 avulla. Venttiilielin, jonka läpi saunailma pääsee virtaamaan puhal-15 timen siipiosalle 3 on merkitty kuvioon viitenumeron 5 avulla. Kivitilaan 7 on sijoitettu kivien lämmitysvastukset 9.In the application example according to the figure, the inner casing of the stone space of the stove is indicated by reference numeral 1. The space inside the inner casing of the heater is divided into a stone space 7 and a fan-10 section 8 by means of a stone space 2. A fan blade part 3 is placed in the fan part 8, which is connected to a suitable power source (not shown in the figure) by means of a shaft 4. The stove air recirculation pipe is indicated in the figure by reference numeral 6. The valve member through which the sauna air can flow to the fan part 3 of the fan 15 is indicated in the figure by reference numeral 5. Stone heating resistors 9 are placed in the stone space 7.

Kiuas on ulkopuolelta eristetty eristekerroksen avulla. Kivitila on myös varustettu luukulla, jonka avulla kivi-tila 7 voidaan tarvittaessa tiiviisti sulkea.The stove is insulated from the outside with an insulating layer. The stone space is also provided with a hatch, by means of which the stone space 7 can be tightly closed if necessary.

20 Keksinnön perusidean mukaan kiuas lämmitetään ensin haluttuun lämpötilaan kierrättämällä ilmaa pelkästään kiukaan sisävaipan sisällä suljettuna pakkokiertona kivitilan 7 läpi. Kivitilan 7 saavutettua halutun lämpötilan ilmaa aletaan saunailman lämmittämiseksi kierrättämään avoime-25 na pakkokiertona kivitilan 7 ja saunan kautta. Ideana on siis se, että kivitilassa 7 olevat kivet lämmitetään ensin nopeasti haluttuun lämpötilaan. Tämän lämmitysvaiheen aikana saunailmaa ei lämmitetä lainkaan. Saunailma lämmitetään vasta senjälkeen kun kivien lämpötila on halutulla tasolla.According to the basic idea of the invention, the stove is first heated to the desired temperature by circulating air only inside the inner casing of the stove in a closed forced circulation through the stone space 7. When the stone space 7 has reached the desired temperature, the air is started to be circulated in an open forced manner through the stone space 7 and the sauna in order to heat the sauna air. The idea is thus that the stones in the stone space 7 are first quickly heated to the desired temperature. During this heating phase, the sauna air is not heated at all. The sauna air is heated only after the temperature of the stones is at the desired level.

30 On 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.30 It is clear that the heating of the stone space can take place completely before the sauna air is heated, but it is also possible to heat the stone space first to a certain temperature, after which both the stone space and the sauna air are heated simultaneously.

·.' 35 Em. periaatteen etuna on rakenteellisesti mm. se, että kiukaan sisävaippa 1 voidaan valmistaa huonosti sähköä johtavasta materiaalista, joka parantaa kiukaan sähköturvalli- 5 81493 suutta ja helpottaa kiukaan rakenteen suunnittelemista edullisesti koottavaksi. Nykyisissä kiukaissa sisävaippa on terästä tai muuta hyvin lämpöä ja samalla sähköä johtavaa ainetta, jotta kiuasta lämmitettäessä myös saunailma läm-5 piäisi.·. ' 35 Em. The advantage of the principle is structurally e.g. the fact that the inner jacket 1 of the stove can be made of a poorly conductive material, which improves the electrical safety of the stove and facilitates the design of the structure of the stove to be preferably assembled. In current heaters, the inner casing is made of steel or another material that is highly heat and at the same time electrically conductive, so that when the heater is heated, the sauna air also heats up.

Keksinön mukaisen kiukaan mahdollisimman nopeaa läm-piämistä voidaan edelleen tehostaa valmistamalla sisävaippa 1 huonosti lämpöä johtavasta aineesta ja pinnoittamalla sisävaipan 1 sisäpinta lämpösäteilyä heijastavalla aineella. 10 Kuvion mukainen kiuas toimii lämmityksen alkamisesta lähtien seuraavalla tavalla. Kiukaan kansi suljetaan, koska kiuas on kylmä. Lämmityselementit 9 alkavat lämmittää kivi-tilaa 7. Kiukaan kivitilan 7 läpi ilmaa pakkokiertona kierrättävä puhallin 3,4 alkaa kiuasilman kierrättämisen kiukaan 15 sisällä. Ilman kierto on merkitty kuvioon nuolilla. Ilma kiertää siis kivitilan 7 läpi kierrätysputkeen 6. Kierrätys-putkea 6 pitkin ilma kulkee puhaltimen imupuolelle ja puhal-timen vaikutuksesta uudelleen kivitilaan jne. Kierrätys-putki 6 on sisävaipan 1 sisäpuolelle sovitettu yksinkertai-20 nen eristämätön putki. Kun kivitila 7 saavuttaa asetetun lämpötilan avataan kansi ja venttiilielin 5, jolloin puhallin 3,4 alkaa kierrättämään ilmaa avoimena pakkokiertona saunan kautta.The heating of the heater according to the invention as quickly as possible can be further enhanced by making the inner jacket 1 from a poorly heat-conducting material and coating the inner surface of the inner jacket 1 with a heat-reflecting material. 10 From the beginning of the heating, the stove according to the figure works as follows. The heater cover is closed because the heater is cold. The heating elements 9 begin to heat the stone space 7. Through the stone space 7 of the heater, the fan 3,4, which circulates the air in a forced circulation, begins to circulate the heater air inside the heater 15. The air circulation is indicated in the figure by arrows. The air thus circulates through the stone space 7 to the recirculation pipe 6. The air flows along the recirculation pipe 6 to the suction side of the fan and again to the rock space by the fan, etc. The recirculation pipe 6 is a simple uninsulated pipe fitted inside the inner jacket 1. When the stone space 7 reaches the set temperature, the lid and the valve member 5 are opened, whereby the fan 3,4 starts to circulate the air in an open forced circulation through the sauna.

Kun saunailma on lämmennyt haluttuun lämpötilaan, lak-25 kaa saunailman kierrätys avoimena pakkokiertona kiukaan kivitilan läpi ja sauna on kylpemisvalmis. Kiukaan kivien lämpötila pidetään jatkuvasti halutuissa rajoissa riippumatta saunan lämpötilasta.When the sauna air has warmed up to the desired temperature, the sauna air is recirculated as an open forced circulation through the stone space of the heater and the sauna is ready for bathing. The temperature of the stones in the heater is constantly kept within the desired limits, regardless of the temperature of the sauna.

Edellä esitettyä suoritusesimerkkiä ei ole mitenkään 30 tarkoitettu rajoittamaan keksintöä vaan on selvää, että keksintöä voidaan muunnella patenttivaatimusten puitteissa monin eri tavoin. Näinollen on selvää, että puhaltimen toimintaa voidaan säätää millä tahansa sopivalla tavalla. Vastaavasti kansi voidaan tehdä esimerkiksi kääntyväksi ja sen 35 asentojen säätö voidaan automatisoida. Esimerkkejä mahdollisista säädöistä on esitetty FI-patenttihakemuksessa 854753. Kiuas voidaan luonnollisesti varustaa myös vesi- 6 81493 suihkutuksella, sillä on tunnettua, että vesihöyry siirtää lämpöä tehokkaammin kuin kuiva ilma. Kiuas voidaan varustaa myös sopivalla kanavalla, jonka kautta lämmintä ilmaa voidaan johtaa puhaltimen avulla kiukaan ja saunan ulkopuolel-5 le kiukaan kannen ollessa suljettu.The above embodiment is in no way intended to limit the invention, but it is clear that the invention can be modified in many different ways within the scope of the claims. Thus, it is clear that the operation of the fan can be adjusted in any suitable way. Correspondingly, the lid can be made pivotable, for example, and its position adjustment can be automated. Examples of possible adjustments are given in FI patent application 854753. The heater can, of course, also be equipped with a water spray, as it is known that water vapor transfers heat more efficiently than dry air. The heater can also be equipped with a suitable duct, through which warm air can be led by means of a fan to the heater and to the outside of the sauna when the lid of the heater is closed.

Claims

1. Sauna stove, which comprises a space (7) for stones, arranged inside the furnace inner sheath (1), in the space furnace stones and heating elements (9), a lid, whereby the space (7) for stones can be closed tightly, a circular channel (6) for furnace air and a fan (3, 4) for circulating air in the furnace through the space (7) for stones and the circulation duct as a closed forced circulation, where the lid is closed, characterized in that the circulation duct (6) for the furnace air and the fan part (3) are located substantially on the inside of the furnace inner sheath (1).

2. An oven according to claim 1, characterized in that the furnace air circulation duct (6) is connected by a valve means (5) to a duct leading to the exterior of the oven.