FI81493C - Bastuugn. - Google Patents

Description

Saunan kiuas 1 81493

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.

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.

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- 2 81 493 seksi. Kiukaan liiallista jäähtymistä on pyritty estämään myös järjestelyllä, jossa termostaatti katkaisee aluksi vain osan lämmitystehosta, osan jäädessä edelleen päälle.

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

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.

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.

35 Ilman ja kiukaan yhtäaikainen lämmittäminen aiheut taa lisäksi tarpeettoman suuren energian kulutuksen, sillä suuri osa energiasta kuluu saunan katon, seinien ja lauteiden

II

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.

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. 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.

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.

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.

Keksintöä ryhdytään seuraavassa selvittämään tarkemmin oheisessa piirustuksessa esitetyn edullisen suoritusesi-5 merkin avulla, jolloin piirustuksen kuvio esittää keksinnön mukaista kiuasta periatteellisena leikkauskuvantona.

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.

Kiuas on ulkopuolelta eristetty eristekerroksen avulla. Kivitila on myös varustettu luukulla, jonka avulla kivi-tila 7 voidaan tarvittaessa tiiviisti sulkea.

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.

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.

·.' 35 Em. periaatteen etuna on rakenteellisesti mm. se, että kiukaan sisävaippa 1 voidaan valmistaa huonosti sähköä johtavasta materiaalista, joka parantaa kiukaan sähköturvalli-

II

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.

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.

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.

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.

Claims (2)

1. Saunan kiuas, joka käsittää kiukaan sisävaipan (1) sisäpuolelle sovitetun kivitilan (7), kivitilaan sijoi- 5 tetut kiuaskivet ja lämmityselementit (9), kannen, jonka avulla kivitila (7) voidaan sulkea tiiviisti, kiuasilman kierrätyskanavan (6) ja puhaltimen (3, 4) ilman kierrättämiseksi kiukaan sisällä kivitilan (7) ja kierrätyskanavan läpi suljettuna pakkokiertona kannen ollessa suljettu, 10 tunnettu siitä, että kiuasilman kierrätyskanava (6) ja puhaltimen siipiosa (3) on sijoitettu olennaisesti kiukaan sisävaipan (1) sisäpuolelle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen saunan kiuas, tunnettu siitä, että kiuasilman kierrätyskanava 15 (6) on yhdistetty venttiilielimen (5) avulla kiukaan ulko puolelle johtavaan kanavaan. β 81493