JP4133729B2 - サウナ用蒸気発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般家庭の浴槽に設置されてサウナ浴用の蒸気を発生させるサウナ用蒸気発生装置に係り、とくに、空いているスペースが少ない浴槽のリム面に取り付けるためのサウナ用蒸気発生装置の構成要素のレイアウトに関する。

近年、美容や健康維持の観点からサウナ浴の効用が着目されており、一般の家庭においてもサウナ浴を行うことができる方法や機器が提案されている。

一般の家庭で最も簡単にサウナ浴を行うには、浴槽にその半分程度のお湯を張り（腰湯）、入浴者の肩部分まで風呂蓋を被せて入浴することである。これにより、浴槽内に発生する蒸気によってサウナ浴を楽しむことができる。

しかし、このサウナ浴方法の場合、あくまで簡便な方法であり、蒸気の温度が不足したりして、十分に効果のあるものではない。

そこで浴室全体を利用してサウナ空間を形成し、サウナ浴ができるように提案されたものが知られている。例えば特許文献１に示すように、蒸気発生部が発生した蒸気を浴室内部に噴出させるための蒸気噴出部を備えている。蒸気発生部からの蒸気は、一度、蒸気噴出部の内部に供給されて拡散された後、この蒸気噴出口部の噴出口から浴室内に放出される。

また、特許文献２には、浴室全体をサウナ空間として利用するための別の構成が提案されている。これによれば、浴室内の例えば浴槽の横にサウナ装置本体を設置する。このサウナ装置本体は、その内部で、ノズルからの温水噴射によって生じる負圧及びノズル後方に備えたファンにより浴室内の空気を取り込み、この空気をノズル噴射の温水と混合させる。加熱された空気はダクトを通って浴室内に吐出させるとともに、ダクトに付着した温水滴を温水回収タンクに回収し溜めるようにしている。この回収された水は再度加熱され、ノズルから噴射させることで、リサイクル型のサウナ装置が構成されている。

さらに、特許文献３には、浴室全体をサウナ空間として利用するための更に別の構成が提案されている。この文献が提案する蒸気発生装置は、蒸気発生手段と、この蒸気発生手段で使用する温水を循環させる循環手段と、この循環手段に水や温水を供給（補給）する水等供給手段と、蒸気発生手段で発生した蒸気を送風する送風手段とを備えている。とくに、水等供給手段は、同文献３の図１、７に見られるように、水等供給源と、電磁弁を介在させた配管とを有する。水等供給源は、水道水を用いて、その水そのものや所定温度の温水を供給する給湯器で構成されている。この水道水を水源とした水や温水が、循環手段の一部を成すドレインパンに供給（補給）されるようになっている。

上述した特許文献１〜３に示されるように、一般家庭においても、浴室を利用してサウナ用空間を形成し、サウナ浴を行うことができる。
特開平５−３３７１６２号公報 特開２０００−５５３９７号公報 特許第３４０６９６７号公報

しかしながら、上述した特許文献１〜３に記載のサウナ装置及び蒸気発生装置は、浴室全体を利用してサウナ空間を形成することから、様々な問題が指摘されている。

第１の問題は、浴室の壁面が結露し、カビなどの発生原因になり易いということである。第２の問題は、浴室内部全体が高温多湿になるため、サウナ浴の入浴者が息苦しさを感じ易いことから、女性などの利用者にはなかなか好まれないことである。さらに、第３の問題は、浴室全体に蒸気を供給するので、サウナに適した温度・湿度の状態になるまでの待ち時間が長い。これと共に、第４の問題として、待ち時間が長い分、電気エネルギや水資源を使用量が多くなるといったことも指摘されている。

これらの問題は、浴室全体をサウナ空間にすることから顕著化しているのであって、このため、例えば前述した腰湯のように、サウナ空間を浴槽内に留めることができれば、かかる問題は抑制又は解消できる。

しかし、現状のサウナ装置や蒸気発生装置を用いて一般家庭の浴槽内にサウナ空間を生成するには、通常、それほど大きなスペースを確保し難い浴室のどこかにそのような装置を設置しなければならず、装置のサイズが大き過ぎたり、また装置の形状が合わなかったりすることから、その設置場所を確保することは非常に難しかった。仮に設置できたとしても、その分、洗い場が狭くなるなどの不都合が生じてしまうことが多い。

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、小型で、且つ、狭いスペースに設置し易い形状を有し、一般家庭などで用いられる浴槽に容易に取り付けることができ、浴槽をサウナ空間として容易に利用できる蒸気発生装置を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成するため、本発明によれば、対向する両側壁面を有するタンクと、このタンクの前記両側壁面のうちの一方の側壁面の下方位置に取り付けられ且つ当該タンクに貯溜された温水又は水を温めるヒータと、前記タンクのもう一方の側壁面の下方位置に設けた循環ポートと当該側壁面の上方位置に設けた噴射ノズルとを繋ぐ流路と、この流路に介挿され且つ前記タンク内の温水を吸い上げて前記噴射ノズルから当該タンク内に噴射させるポンプと、前記タンクの上部の前記両側壁面間の途中位置にて当該タンク内部に向けて設けた気液分離用のセパレータとを備え、前記タンクの上部に、前記セパレータよりも前記噴射ノズル側の位置に当該タンクの内部と連通した外部空気吸引用の吸引口を形成するとともに、前記セパレータを挟んだ前記吸引口とは反対側の位置に当該タンク内部と連通した蒸気吹出用の吹出口とを形成したことを特徴とする。

本発明によれば、タンクの下部と上部の機能を利用して各種の構成要素を配置したことから、小型で、且つ、狭いスペースに設置し易い形状を有し、一般家庭などで用いられる浴槽に容易に取り付けることができ、浴槽をサウナ空間として容易に利用できる蒸気発生装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る１つの実施形態を説明する。なお、本実施形態において、「蒸気」という用語は、必ずしも１００℃の蒸気に限定されることはなく、浴槽内で例えば４０℃前後の温度になるような、１００℃以下の蒸気温度も含まれる概念として使用されている。

まず、本発明に係るサウナ用蒸気発生装置を用いた浴槽サウナシステムの全体構成を説明する。

図１に、かかる浴槽サウナシステムの全体構成を示す。同図に示すように、この浴槽サウナシステムは、一例として、浴室ＢＲに置かれた浴槽１０の長手方向における足位置側の短辺上のリム面ＲＭ（縁）に、一部がその上面から突出し且つ残りの部分が垂下された状態で着脱可能に又は一体的に設置された蒸気発生装置１１を備える。また、この蒸気発生装置１１の少し上側に位置する浴室壁面には、送風口を浴槽１０側に向けた状態に涼風装置１２が設置されている。

浴室ＢＲの天井裏には、外部から商用電源の供給を受ける電源ボックス１３が設置されており、この電源から蒸気発生装置１１にヒータ電力が供給されるようになっている。さらに、この電源ボックス１３には、浴室内の壁面の適宜な場所に設置されたリモコン１４から操作信号を受け、この操作信号に基づく操作信号を蒸気発生装置１１及び涼風装置１２に制御信号を送信するように構成されている。

このため、蒸気発生装置１１は、詳しくは後述するが、リム面ＲＭから突出した部分から浴槽１０の湯溜め部（浴槽内部）に向けて適温（例えば４０℃前後）の蒸気（ミスト）を噴射するようになっている。このため、利用者は、蒸気発生装置１１の運転準備ができた段階で、図２に示すように、浴槽１０の内部に入って風呂蓋ＦＴをして且つその一部から顔を出す姿勢を採り、蒸気発生装置１１の運転をリモコン１４から指令する。これにより、浴槽１０の湯溜め部をサウナ空間にして、浴槽内に居ながらサウナ浴（発汗浴）を楽しむことができるようになっている。

以下、この浴槽サウナシステムを、蒸気発生装置１１の構成及び動作を中心に詳細に説明する。

蒸気発生装置１１は、図３〜５に示すように、略直方体状の箱体を成す。図３はサウナ浴の利用者（浴槽側）から見た図（以下、正面図という）を示す、図４はその左側面図を示し、図５はその右側面図を示す。

この蒸気発生装置１１は、その箱体を成す構成要素として、中心を成すケーシングとして機能する防水カバー２０と、この防水カバー２０の上側に設置された通気ダクト２１と、この通気ダクト２１を覆うトップカバー２２とを備える。

防水カバー２０の内側には、上側と下側とで段部３０ａを介して分割しつつ且つ一体の空間を成すように一体成形されたタンク３０を備える。このタンク３０のうち、段部３０ａよりも下側のタンク部分が温水を貯溜するための貯溜タンク３１を成し、その上側のタンク部分が熱交換用の熱交換タンク３２を成している。段部３０ａにはタンク内フィルタ３４が置かれている。

なお、貯溜タンク３１及び熱交換タンク３２は必ずしも上述のように一体に成形されるものに限定されず、それぞれ別体で成形した後で相互に組み付けて一体の収容空間を形成するようにしてもよいし、それぞれ別体で成形した後、別体のまま設置するとともに、連通部を介して両方のタンク空間を連結するようにしてもよい。

熱交換タンク３２の図３における左側側壁はテーパを付けて形成され、それに対向する右側側壁は直立して形成されている。このうち、テーパ壁には、後述するように、タンク内に注水を行う注水ノズル３５が設けられる一方、直立壁の内側面には、後述するようにポンプで循環させられて温水をタンク内に向けて噴射させる噴射ノズル３６が設置されている。

貯溜タンク３１は略直方体状を成し、その一方の側壁（図３における左側壁）に、タンク内の水を加熱するためのヒータ（シーズヒータ）３７が設置されている。このヒータ３７はその加熱部がタンク内側に位置し且つ端子部がタンク外側に位置するように側壁を気密状態で貫通して設置されている。タンク外側に位置する電極部はヒーターカバー３８で気密に覆うようになっている。

これにより、ヒータ３７の電極部は２重の防水区画で気密に覆うことができる。すなわち、防水カバー２０と貯溜タンク３１との間が１次防水区画を成し、ヒーターカバー３７の内部が２字防水区画を成す。この２重の防水区画により、ヒータ３７が一層確実に保護される。

また、この防水区画の防水性能を確保するためには、温水により上昇する内圧を確実に外部に逃がすことが重要である。このため、本実施形態では、２字防水区画で上昇する内圧を１次防水区画に確実に逃がすため、微細孔膜のベントフィルタを設ける。さらに、１次防水区画の内圧を外部に逃がすため、後述する電源ケーブル６３にパイプ入りケーブルを用いる。これにより、パイプの空洞部分を使って、電源ボックス１３を介して内圧を外部に逃がすことができる。

ヒータ３７に通電することで、貯溜タンク３１内の水が直接、加熱されるようになっている。

この貯溜タンク３１のもう一方の側壁（図３における右側壁）には、循環ポート３１ａが形成されており、この循環ポート３１ａの入り口には、ポンプフィルタ３９が取り付けられている。この循環ポート３１ａが形成されている側壁の外側には、図３に示すように循環ポンプ４０が設置されている。この循環ポンプ４０の吸入口は循環ポート３１ａに気密に連結しており、且つ、その排出口の一端に吐出ホース４１が連結している。この吐出ホース４１の他端は上方に立ち上がって（図５参照）、熱交換タンク３２の側壁の所定位置に至り、この位置で側壁に気密に挿通されて前述した噴射ノズル３６に結合されている。このため、循環ポンプ４０が駆動すると、貯溜タンク３１内の温水は、循環ポート３１ａ、循環ポンプ４０、及び吐出ホース４１を通って噴射ノズル３６に至り、噴射ノズル３６から熱交換タンク３２内に向けて噴射される。

さらに、貯溜タンク３１の底部には排出ポート３１ｂが形成されている。この排出ポートは、貯溜タンク３１の下側で排水弁５０（３方弁）の吸入ポートに連結されている。この排水弁５０には、吸入ポートのほかに、２つの排水ポートが設けられており、その一方が通常排水路を成すもので、逆止弁５１を介して通常排水口５２に至る。この通常排水口５２（図５参照）は排水管に接続されている。もう一方の排水ポートは緊急時に使用する緊急排水路を成すもので、そのまま緊急排水口５３（図５参照）を介して、例えば浴槽下の排水スペースに向けて常時開放されている。

このため、排水弁５０の電磁部を制御信号で制御することにより、閉（排水オフ）、開１（通常排水）、及び開２（緊急排水）の３つの状態に切換可能になっている。

なお、防水カバー２０の底面は、図３〜５に示すように、その略中央の位置で段差部２０ａを介して階段状に形成されており、この段差部２０ａに通常排水口５２及び緊急排水口５３が横向きに取り付けられている。この横向き取付けにより、据付工事や保守管理が容易になっている。

一方、貯溜タンク３１の下側には、上述した排水機構に加えて、注水機構も設けられている。具体的には、上述した段差部２０ａには、図５に示すように、給水口５４が設けられ、この給水口５４に、図示しない給湯機からの温水が供給されるようになっている。この給水口５４は、図８に示すように、タンク３０内の水又は温水（つまり汚水）が注水ノズル３５から給湯機に逆流することを防止する逆止弁５００を介して給湯機に結合されている。

この逆止弁５００は、注水ノズル３５の先端の注水用開口端とタンク３０内の満水時の水面レベルとの間に設定した逆流防止用のエアギャップ（後述する）と相俟って、かかる汚水の逆流防止をより確実にならしめんとするものである。

なお、上述の逆止弁５００は、防水カバー２０の内部側にて装備するようにしてもよい。

さらに、この給水口５４は、図８に示すように、防水カバー２０の内部にて、手動弁５５、圧力逃がし弁５６、給湯フィルタ５７、流量センサ１１６、給湯サーミスタ１１７、電磁式注水弁６０、及び定量弁６１を介して給水ホース６２に連結されている。

この給水ホース６２は、図４に示すように、上方に立ち上がって前述した熱交換タンク３２のテーパ面を有する側壁（テーパ壁）３２ａの注水ノズル３５に気密に連結されている。この注水ノズル３５、給水ホース６２、及び給水口５４は、水道を水源とした水供給源からタンク３０（熱交換タンク３２）に加温前又は加温後の水を供給する、本発明の係る供給路の一部を成す。

注水ノズル３５は、詳細には、図６に示すように、熱交換タンク３２のテーパ壁３２ａにその内側から外側に向けて一端を貫通させ且つテーパ壁３２ａに対してシーリング部材を用いて気密に配置されたＬ字管３５１と、テーパ壁３２ａを貫通したＬ字官５１の端部に一方の端部がＯリングなどのシーリング部材を用いて気密に結合され且つもう一方の端部が下方に向けて配置される繋ぎ管３５２と、熱交換タンク３２の内部にてＬ字官３５１のもう一方の端部に結合させてノズル本体３５３とを備える。繋ぎ管３５２には前述した給水ホース６２が接続される。なお、テーパ壁３２ａの外側壁面には、Ｌ字管３５１及び繋ぎ管３５２を保持する保持板３５４が取り付けられている。

ノズル本体３５３のもう一方の先端の部分を、略Ｌ字形に湾曲させている。ノズル本体３５３は、熱交換タンク３２のテーパ壁に沿って上向きに配置されるとともに、その略Ｌ字形に湾曲させた先端部分の開口端が熱交換タンク３２の満水時の水面レベルＬＶよりも所定高さαだけ高くなるように位置決めされている。このため、通常の注水時には、図６中の矢印Ａで示す如く、給水ホース６２、繋ぎ管３５２、Ｌ字官３５１、及びノズル本体３５３を通って熱交換タンク３２、すなわち貯溜タンク３１に給湯機からの温水が供給される。つまり、熱交換タンク３２に注水された給湯機からの温水は、貯溜タンク３１に貯まる。

このため、手動弁５５が開放された状態で、注水弁６０を制御信号により開閉すれば、外部の給湯機からの温水の、注水ノズル３５を介した熱交換タンク３２への供給を断続制御できるようになっている。

上述したノズル本体３５の吐出側の開口端の所定高さαは、例えば、熱交換タンク３２が満水（水面がＬＶの位置）であっても、且つ、前述した逆止弁５００が故障したり、水道断水や故障が起こったりしたときに、その水又は温水（汚水扱い）がノズル本体３５３に吸い込まれて逆流するという事態を防止できる高さである２５ｍｍ又は２５ｍｍ以上の値に設定されている。

なお、注水ノズル３５の設置の仕方は、上述した図６に詳述した構造に限定されるものではなく、例えば図７に示すように構成してもよい。この図７に示した構造によれば、熱交換タンク３２のテーパ壁３２ａの一部に内側に没する凹部３２ｂを形成し、この凹部３２ｂを利用して注水ノズル３５を取り付ける。

つまり、この注水ノズル３５は、図７に示すように、凹部３２ｂの位置に相当する、熱交換タンク３２の肩部にタンク内側に向けて気密に突設させたノズル本体３６１と、当該肩部に貫通し且つ気密に設けられた繋ぎ管３６２とを備える。繋ぎ管３６２には、熱交換タンク３２の外側にて下方から伸びてくる給水ホース６２が接続される。ノズル本体３６１のもう一方の端部は図示の如く、逆Ｖ字状に曲げられて、その先端の開口端が貯溜タンク３２の内側に斜めに向いている。このときの開口端から、熱交換タンク３２の満水時の素面ＬＶまでの距離は、上述したと同様に、タンク３０（３２）内の汚水の逆流防止のため、所定値α（２５ｍｍ以上）に設定されている。

このようにテーパ壁３２ａの一部に内側に没する凹部３２ｂを形成することで、注水ノズル３５を貯溜タンク３２のテーパ壁３２ａに取り付け用の穴を形成する必要が無く、凹部３２ｂの部分に、注水ノズル３５を取り付けるスペースを確保することができる。このため、注水ノズル３５を、テーパ壁３２ａを迂回して簡単に取り付けることができる。注水ノズル３５自体もその構造なもので済むという利点がある。

なお、防水カバー２０の底部の所定位置において、電源ボックス１３との間で接続されたヒータ電源用のケーブル６３、各種の電子回路電源用のケーブル６４、及び通信ケーブル６５が気密に連結している。これらのケーブルは、図示しないが、カバー内部おいて必要な箇所に引き回されるようになっている。

一方、前述した通気ダクト２１は、防水カバー２０の上部を覆う天井体７０に取り付けられている。この通気ダクト２１には、相互の間を仕切られ且つ所定距離隔てて吸引口７１及び吹出口７２が、図３に示す如く形成されている。吸引口７１及び吹出口７２共に熱交換タンク３２の内部スペースと連通している。このため、浴室（実際には、風呂蓋を使用して運転するので、浴槽内部）の空気が吸引口７１を介して熱交換タンク３２に取り込みできる一方で、熱交換タンク３２の内部の空気を吹出口７２を介して排出可能になっている。

トップカバー２２の正面側には開閉カバー２２ａが取り付けられており、サウナ浴を行なわないときには、このカバー２２ａが閉じて（図３の状態）、吸引口７１及び吹出口７２を閉鎖するようになっている。このため、浴槽ＢＴのお湯や塵芥が吸引口７１及び吹出口７２を介して蒸気発生装置１１内に入ることを防止している。サウナ浴を行なうときには、図５に示すように、このカバー２２ａを開けて、その開放状態を維持することができる機構が設けられている。

さらに、熱交換タンク３２の天井体７０には、図３に示すように、気体液体分離用の障害部材としてのセパレータ７３が熱タンク３２の内部に向かって垂れ下げるように取り付けてある。このセパレータ７３は吸引口７１及び吹出口７２の中間に位置し、吸引口７１及び噴射ノズル３６から到来する噴射体に対しては鈍角に成すようにテーパが付けられている。また、セパレータ７３の下端の位置は、吹出口７２のそれよりも下側に位置し、これにより、吸引口７１及び噴射ノズル３６からの噴射体が直接に吹出口７２に到達しないようになっている。

このため、このセパレータ７３に高温の空気・液体の混合体が衝突することで気液分離し、飽和水蒸気のみが熱交換タンク３２から吹出口７２を通って放出される。

これを詳述すると、ポンプ４０により噴射ノズル３６まで循環された温水は、この噴射ノズル３６に形成された複数の噴射孔から熱交換タンク３２の内部に向かって高速で噴射される。この噴射に伴う摩擦で吸引口７１を介して浴槽内の空気が巻き込まれるように取り込まれる。

この吸引は、次のような理由によって可能になる。熱交換タンク３２内に噴射された温水流によって、タンク内の空気に運動エネルギが与えられ、この空気がタンク内を移動することで、吸引口７１の周りに負圧が生じることから、この負圧によって吸引口７１から空気を取り入れることができる。

なお、温水は複数の噴射孔から同時に高速噴射されるため、熱交換タンク３２の内部の空気との接触面積が多くなり、より多くの空気が吸引口７１を介してタンク内に吸引される。

この吸引された空気は熱交換タンク３２内を高温水（噴射された温水）と併走するので、加熱及び加湿される。この加熱・加湿され空気と水の混合体が、その一部がセパレータ７３の傾斜面に衝突するとともに、残りの一部は熱交換タンク３２の壁面に衝突する。この衝突により、気液分離が起こり、飽和水蒸気と水とに分離される。水は直接に又は壁面を伝わって貯溜タンク３１に落下し、回収される。一方、飽和水蒸気は吹出口７２を介して浴槽に向けて放出される。

さらに、図３から理解されるように、熱交換タンク３２の右壁の外側には、吐出ホース４１を回避した状態で且つ温水などと触れることも無い状態で制御基板８０が設けられている。この制御基板８０には、蒸気発生装置１１の制御の中枢を担う制御回路８１の電子部品が実装されている。

この制御回路８１は、図８に示すように、マイコン（マイクロコンピュータ）９０を備え、このマイコン９０に蒸気発生装置１１の駆動・制御に関する処理を実行させる手順を記載したプログラムを与えることで、かかる駆動・制御を実現するための手段の一部が機能的に実現されるようになっている。このマイコン９０のメモリ（図示せず）には、かかるプログラムが予め格納されている。

また、制御回路８１には、マイコン９０の周辺回路及びインターフェースとして各種の回路が同一の制御基板８０上に実装されている。この回路には、Ａ／Ｄコンバータ９２〜９５、検出回路９６，９７、及び駆動回路９８〜１００が含まれる。この各種の回路は、蒸気発生装置１１内の各種の検出手段及び駆動手段と電気的に繋がっており、検出手段で検出された信号を受信・変換してマイコン９０に送るとともに、マイコン９０の処理により出力された制御信号を受信・変換して駆動手段に出力するようになっている。

これを具体的に説明すると、吸引口７１及び吹出口７２には、それぞれ、温度を検出する検出手段としてのサーミスタ１１０，１１１が設けられており、このサーミスタ１１０，１１１の検出信号がそれぞれＡ／Ｄコンバータ９２，９５に送られる。

また、熱交換タンク３２の縁（上限）の所定位置にオーバーフロー（ＯＦ）レベルセンサ１１２が設けられ、このレベルセンサ１１２の検出信号が検出回路９６に送られる。さらに貯溜タンク３１の側壁の上限よりもやや下側の位置であって、循環ポート３９よりも上側の位置には、下限レベルセンサ１１３が設けられ、このレベルセンサ１１３の検出手段が検出回路９７に送られる。この貯溜タンク３１の底部に近い所定位置には、比較用の基準信号を提供する共通レベルセンサ１１４が取り付けられ、この共通レベルセンサ１１４の検出信号は検出回路９６，９７に基準信号として送られる。これらのレベルセンサ１１２〜１１４は、とくに検出精度が要求されることから、水がセンサの位置まで達したときに同通（ＯＮ）する電極スイッチを用いている。

また、貯溜タンク３１において、上述した下限レベルセンサ１１３よりも下側であって、ほぼ同タンク３１の中央部に近い位置には、温水サーミスタ１１５が取り付けられ、この温水サーミスタ１１５の検出信号がＡ／Ｄコンバータ９３に送られる。

注水系に挿入されている給湯サーミスタ１７の検出信号はＡ／Ｄコンバータ９４に送られるとともに、流量センサ１１６の検出信号は直接にマイコンに送られる。

一方、マイコン９０から制御指令を受ける駆動回路９８，９９及び１００は、それぞれ、その駆動信号をポンプ４０、排水弁５０、注水弁６０に出力するようになっている。排水弁５０からの信号は直接にマイコン９０に出力される。

なお、防水カバー２０の内部にあって、その底部に近い位置には漏水検出センサ１１８が設置されており、このセンサ１１８の検出信号がマイコン９０に直接に送られる。また、熱交換タンク３２の上端部に設置されたインターロック用リードスイッチ１１９の検出信号もマイコン９０に直接に送られる。

図９に、電源ボックス１３の電気回路をブロック図示す。同図に示すように、絶縁トランス１２０及び電源基板１２１を備える。この電源基板１２１に、電源回路１２２、１２３、マイコン１２４、リレー１２５、両切りリレー１２６、及び駆動回路１２７を備える。電源回路１２２は、商用交流電源を受けてマイコン１２４に必要な動作電圧を生成し、この動作電圧をマイコン１２４に供給する。また、商用電源は、リレー１２５及び絶縁トランス１２０を介して別の電源回路１２３に接続されている。この電源回路１２３は、蒸気発生装置１１内の制御基板８０上の各種の電気回路及び駆動回路１２７に、それらに必要な動作電圧を供給するようになっている。リレー１２５は、必要時には、マイコン１２５から制御信号を受けて、かかる電源供給経路を遮断可能になっている。

さらに、商用電源は両切りリレー１２６を介してヒータ３７に接続されており、ヒータ３７にかかる電源が供給されるように構成されている。このリレー１２６も、必要時には、マイコン１２４からの制御を受けて、その電源供給経路を遮断可能になっている。

両切りリレー１２６及び電源回路１２３は、個別の電源ケーブル６３、６４を介して蒸気発生装置１１に接続されている。

駆動回路１２７は、マイコン１２４からの指令に応じて涼風装置１３（ファン）を回転駆動させる。涼風装置１３は、浴槽１０を使用した利用者の頭部にほぼ対向する浴室ＢＲの壁面に取り付けられている。このため、サウナ浴を行なっている利用者は、この涼風装置１３を稼動させることで、頭部以外の部分は浴槽１０内で蒸気に曝されるが、頭部は涼風を受けることで涼風感を得ることができる。

マイコン１２４は、ＣＰＵ、メモリ、インターフェースなどコンピュータ回路を有し、そのメモリに予め記憶させてプログラムを順次実行することで所望の機能を実現するように形成されている。かかる機能には、蒸気発生装置１１に必要な電源を供給する機能、緊急時に電源を遮断する機能、涼風装置１３を利用者からの指令に応じて駆動させる機能が含まれる。これらの機能を発揮させるため、このマイコン１２４は、通信ケーブル６５を介して、蒸気発生装置１１の制御基板８０上に実装したマイコン８１との間で、正常状態、漏電などの異常状態などに関する情報を送受信可能に接続されている。

また、上述した通信ケーブル６５は、リモコン１４と電源ボックス１３のマイコン１２４及び蒸気発生装置１１のマイコン８１との間をも接続しており、これにより、利用者が行なったリモコン１４に対する操作情報が両マイコン１２４、８１に送信されるようになっている。

以上のように構成される、本実施形態に係る蒸気発生装置１１の主たる構成要素の配置は、模式的には図１０に示すように表される。

つまり、この蒸気発生装置１１は、貯溜タンク３１と熱交換タンク３２が互いの内部空間を共有させるように一体に形成されたタンク３０を有する。このタンク３０は、浴槽１０のリム面に沿った所定方向において互いに対向する両側壁面Ｓ１、Ｓ２を有する。ヒータ３７が、タンク３０の一方の側壁面Ｓ１の下方の所定位置に取り付けられ且つ当該タンク３０に貯溜された温水又は水を温める。吐出ホース４１（流路）が、タンク３０のもう一方の側壁面Ｓ２の下方の所定位置に設けた循環ポート３１ａと当該側壁面Ｓ２の上方の所定に設けた噴射ノズル３６とを繋いでいる。この吐出ホース４１には、タンク３０（貯溜タンク３１）内の温水を吸い上げて噴射ノズル３６から当該タンク３０内に噴射させる循環ポンプ４０を介挿させる。気液分離用のセパレータ７３がタンク３０（熱交換タンク３２）の上部の、前記リム面に沿った方向の略中央部にて当該タンク３０内部に向けて設けられている。また、タンク３０（貯溜タンク３１）の上部には、セパレータ３７よりも噴射ノズル３６側の位置に当該タンク３０の内部と連通した外部空気吸引用の吸引口７１を形成するとともに、セパレータ３７を挟んだ吸引口７１とは反対側の位置に当該タンク３０内部と連通した蒸気吹出用の吹出口７２とを形成している。

また、循環ポート３１ａと噴射ノズル３６を繋ぐ吐出ホース４１はタンク３０の一方の側壁面Ｓ２の外側を通って配置するとともに、ポンプ４０はタンク３０の外側にて吐出ホース４１に介挿される。

タンク３０は、上述したように、温水又は水を貯溜させて且つ下方に位置する貯溜タンク３１と、この貯溜タンク３１の上部に形成された熱交換タンク３２とから成り、ヒータ３７及び循環ポートを貯溜タンク３１の両側壁面Ｓ１，Ｓ２それぞれに設け、噴射ノズル３６を熱交換タンク３２の一方の側壁面Ｓ２に設けている。貯溜タンク３１と熱交換タンク３２は同一の内部空間を共有するように互いに一体に形成されている。

さらに、少なくともタンク３０、吐出ホース４１、及び循環ポンプ４０は同一の防水カバー２０内に収容される。

さらに、タンク３０（熱交換タンク３２）の満水時の水面ＬＶよりも上方の位置に、水道を水源とした水供給源から当該タンク３０に加温前又は加温後の水を供給するホース６２に接続された注水ノズル３５を設け、この注水ノズル３５の注水用の開口端の位置を水面ＬＶから所定高さ（例えば２５ｍｍ）に設定するように配置される（図６，７参照）。

このサウナ用蒸気発生装置は、上述した吸引口７１及び吹出口７２がリム面ＲＭの上側に突出し且つ浴槽の内部方向に向いた状態で当該リム面ＲＭに取り付けられている。

このように、一般家庭用の浴槽のリム面にも取り付け可能なサウナ用蒸気発生装置が構成される。

なお、上述したタンクの配置構造は、図１０に記載のものに限定されるものでは無く、例えば図１１に示すように、貯溜タンク３１と熱交換タンク３２を、互いに別の内部空間を有するように各別に形成するとともに、当該両タンクの内部空間を連通させる連通路ＣＭを設けるようにしてもよい。この連通路ＣＭを介して、熱交換タンク３２に注水された給湯機からの温水や、熱交換タンク３２で回収された気液分離時の水滴を貯溜タンク３１に送り込み・回収することができる。

図１２を参照して、本実施形態に係る蒸気発生装置１１の動作の概要を説明する。この動作はマイコン９０を中心に実行される。なお、蒸気発生装置１１に、その注水時に、給湯機から供給される水（温水）の温度は３７〜５０℃であるものとする。

このマイコン９０により実行される処理には、「待機・準備の切り分け処理」（蒸気発生装置１１を待機状態に維持又は切り替える処理を行うべきか、又は、ミスト運転のための準備運転を開始すべきかについての、その切り分け処理）、「準備運転」（サウナ浴に適した温度及びミスト運転に適した量の温水を貯留タンク３１に確保する処理）、「ミスト運転」（準備運転により準備された温水を用い、かつ、利用者のリモコン操作に応答して蒸気発生装置１１の吹出口７２から蒸気（ミスト）を発生させる処理）、及び、「吹出蒸気の温度設定処理」（ミスト運転中に発生させる蒸気の温度設定処理）が含まれる。

図１０に、待機状態から準備運転を経て、再び待機状態に戻るまでの過程を例示する。

これによれば、待機状態において、利用者がリモコン１４の準備スイッチを押すと（時刻ｔ１）、前述した準備運転が実行されてミスト運転開始に必要な量及び温度の温水が確保される（時刻ｔ２）。この準備運転中に、タンク３０（貯溜タンク３１、熱交換タンク３２）及びこれに連通した部位が高温殺菌に付される。

この準備後、利用者がリモコン１４のミストスイッチを押すと（時刻ｔ３）、ミスト運転に入り、サウナ浴が可能になる（図２参照）。このサウナ浴が予め規定した所定時間（例えば１５分）継続すると（時刻ｔ４）、蒸気発生装置１１は一定期間（例えば１分）の待機状態に入る。この待機の間に（時刻ｔ4〜ｔ５）、利用者が再びサウナ浴を続けるべく、かかるミストスイッチを押すと（時刻ｔ４´）、この時点から再度、ミスト運転に入る。この２回目のサウナ浴の途中で、すなわち、所定時間（例えば１５分）が到達する前に、利用者がミストスイッチを押すと（時刻ｔ６）、再び待機時間（時刻ｔ６〜ｔ７）に入る。この待機中に、利用者がサウナ浴を終えるべく、準備スイッチを押すと（時刻ｔ６´）、蒸気発生装置１１は排水を行い（時刻ｔ６´〜ｔ８）、待機状態に戻る。

このようにして、利用者はミスト運転を行い、サウナ浴を楽しむことができる。このため、本実施形態に係る浴槽サウナシステムによれば、従来のように浴室全体を利用してサウナ空間を形成するものではないので、サウナ浴による浴室の壁面の結露に因るカビなどの発生を殆ど排除することができる。また、この浴槽用サウナシステムは、蒸気を浴槽内に向けて噴射させ、風呂蓋など覆いを浴槽に被せて利用するので、サウナ室特有の息苦しさを大幅に軽減できる。さらに、蒸気がサウナ環境を作ればよい空間は浴槽内部で済むので、短時間のうちに快適な温度、湿度の状態が得られる。すなわち、浴室を利用したサウナシステムに比べて、待ち時間が短くて済むという便利さも得られる。さらに、待ち時間が短い分、電気エネルギや水資源を使用量が少なくなり、省コスト及び省資源の要求を満たすサウナシステムを提供できる。

とくに、通常の入浴（全身浴、半身浴など）として使用する浴槽に向けて蒸気を発生させ、この浴槽内に滞留する蒸気によりサウナ浴ができるので、手軽に使用できる、一般家庭向きのシステムとして提供できる。

この場合に、一般家庭向けの浴槽において、小さなスペースならば確保し易いリム面の上下の部位に、かかる蒸気発生装置１１を取り付け、発生させて蒸気をバスタブに向けて噴射させることができる。

蒸気発生装置１１のそれ自体は、取り付け状態においてリム面に沿った方向を長手方向とし且つこれに直交する短手方向を有する、幅狭感のある略直方体状のタンク３０を備え、このタンク３０の長手方向に沿って必要な構成要素を配置している。

しかも、タンク３０の下部に貯溜タンク３１を形成し、その上部に熱交換タンク３２を形成していることから、温水の貯溜・加温、温水の循環・噴射、外部空気の吸引、気液分離及び蒸気発生、蒸気の吹出、気液分離時に発生する水滴の回収、給湯機からの温水の補水などの動作を、このタンク３０を中心に無駄なスペースを殆ど排除した、実装密度の高い、小型化された装置内で行うことができる。とくに、タンク３０（実際には防水カバー２０）の短手方向の幅（すなわち形状）を必要最小限に抑えることができるから、浴槽のリム面に、その上下のスペースを利用して比較的容易に設置することができる。このため、設置場所の確保が比較的容易で、洗い場のスペースを殆ど犠牲にすることも無い、一般家庭においても容易に使用可能な浴槽サウナ用の蒸気発生装置を提供することができる。

また、水道を水源とした水供給源からタンク３０（又は貯溜タンク３１）に加温前又は加温後の水を供給する供給路（注水ノズル３５、給水ホース６２、及び給水口５４を含む流路）を備え、この供給路の開口端を、タンク３０の満水時の水面ＬＶよりも高い位置に設けて当該水面との間に所定距離のエアギャップをとるように配置した。このため、別の逆流防止機器の故障時や断水のときの異常時において、負圧等の何等かの理由に因り、タンク内の水（温水）が供給路の開口端に入り込もうとした場合、すなわち、逆流しようとした場合であっても、かかる事態を確実の防止することができる。このため、水道系を、汚水（水道管の外側の空気に触れた水道水）から守ることができる。

さらに、準備運転の間には、通常、雑菌などを高温殺菌するようにしているので、衛星面にも配慮したサウナシステムを提供できる。この高温殺菌を自動的に行うことで、利用者が自分でタンクなどを雑菌対策のために掃除をする手間も省くことができ、使い勝手に優れたサウナシステムを提供できる。

また、制御対象としては、浴槽内の温度の代わりに、吹出し口からの蒸気の吹出温度を採用することで温度制御が容易になり、また、温度を今より上げる・下げるといった利用者の感覚的な温度指定法の採用により、浴槽内の蒸気温度を簡便に且つ的確に調整することができる。

なお、上述した実施形態に係る蒸気発生装置１１の構成は更に種々の形態に変形することができる。

例えば、タンク（貯溜タンク３１、熱交換タンク３２）の外側面に制振材を貼り付けたり、セパレータ３７に鋼材（ＳＵＳ）をインサート成形したりすることで、噴射ノズル３６から温水を高速噴射させることに伴って発生する低周波の騒音を低減させることができる。

さらに、熱源の準備の時間や高温殺菌の時間を短縮させる上で、タンク３０の外表面に保温材を貼り付けたり、１次防水区画（タンク３０と防水カバー２０との間のスペース）の空気容積を最小限に設計したりすることが有効である。

なお、本発明は上述した実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲の要旨に基づき、さらに種々の形態に変形可能なことは勿論である。

本発明の一実施形態に係る、本発明の蒸気発生装置を用いた浴槽用サウナシステムの概要を示す斜視図。 この浴槽用サウナシステムにおけるサウナ浴の状態を説明する側面図。 実施形態に係る蒸気発生装置の構成を示す、一部破断した正面図。 実施形態に係る蒸気発生装置の構成を示す左側面図。 実施形態に係る蒸気発生装置の構成を示す右側面図。 実施形態に係る蒸気発生装置で用いる注水ノズルの取り付け構造を説明する部分図。 変形例に係る注水ノズルの取り付け構造を説明する部分図。 蒸気発生装置の電気的な系統及び蒸気発生のための経路を示すブロック図。 電源ボックスを中心とした、蒸気発生装置以外の部分を示す電気的なブロック図。 本実施形態に係る主要な構成要素の配置を概念的に説明した図。 本実施形態の変形例に係る主要な構成要素の配置を概念的に説明した図。 待機状態、準備運転、ミスト運転、及び待機状態への移行を例示するタイミングチャート。

符号の説明

１０ 浴槽
１１ 蒸気発生装置
２０ 防水カバー
３０ タンク
３１ 貯溜タンク
３２ 熱交換タンク
３２ａ テーパ壁
３５ 注水ノズル
３６ 噴射ノズル
３７ セパレータ
３８ ヒータ
４０ ポンプ
６２ 給水ホース
ＣＭ 連通路
Ｓ１，Ｓ２ 側壁面

Claims (8)

1. 互いに対向する両側壁面を有するタンクと、
   このタンクの前記両側壁面のうちの一方の側壁面の下方位置に取り付けられ且つ当該タンクに貯溜された温水又は水を温めるヒータと、
   前記タンクのもう一方の側壁面の下方位置に設けた循環ポートと当該側壁面の上方位置に設けた噴射ノズルとを繋ぐ流路と、
   この流路に介挿され且つ前記タンク内の温水を吸い上げて前記噴射ノズルから当該タンク内に噴射させるポンプと、
   前記タンクの上部の前記両側壁面間の途中位置にて当該タンク内部に向けて設けた気液分離用のセパレータとを備え、
   前記タンクの上部に、前記セパレータよりも前記噴射ノズル側の位置に当該タンクの内部と連通した外部空気吸引用の吸引口を形成するとともに、前記セパレータを挟んだ前記吸引口とは反対側の位置に当該タンク内部と連通した蒸気吹出用の吹出口を形成したことを特徴とするサウナ用蒸気発生装置。
2. 前記循環ポートと前記噴射ノズルを繋ぐ流路は前記タンクの前記一方の側壁面の外側を通って配置するとともに、前記ポンプは前記タンクの外側にて前記流路に介挿されるように配置したことを特徴とする請求項１に記載のサウナ用蒸気発生装置。
3. 前記タンクは、前記温水又は水を貯溜させて且つ下方に位置する貯溜タンクと、この貯溜タンクの上部に形成された熱交換タンクとから成り、
   前記ヒータ及び前記循環ポートを前記貯溜タンクの前記両側壁面それぞれに設け、前記噴射ノズルを前記熱交換タンクの前記一方の側壁面に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のサウナ用蒸気発生装置。
4. 前記貯溜タンクと前記熱交換タンクは同一の内部空間を共有するように互いに一体に形成されたことを特徴とする請求項３に記載のサウナ用蒸気発生装置。
5. 前記貯溜タンクと前記熱交換タンクを、互いに別の内部空間を有するように各別に形成するとともに、当該両タンクの内部空間を連通させる連通路を設けたことを特徴とする請求項３に記載のサウナ用蒸気発生装置。
6. 少なくとも前記タンク、前記流路、及び前記ポンプは同一の防水カバー内に収容した構造である請求項１〜５の何れか一項に記載のサウナ用蒸気発生装置。
7. 前記タンクの満水時の水面よりも上方の位置に、水道を水源とした水供給源から当該タンクに加温前又は加温後の水を供給する供給路に接続された注水ノズルを設け、この注水ノズルの注水用の開口端の位置を前記水面からエアギャップを取るような高さに設定したことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のサウナ用蒸気発生装置。
8. 前記吸引口及び前記吹出口がリム面の上側に突出し且つ前記浴槽のタブ方向に向いた状態で当該リム面に取り付けられた請求項１〜７の何れか一項に記載のサウナ用蒸気発生装置。

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