JP4472539B2 - ミストサウナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、浴室に配置した噴霧ヘッドから温水をミスト状に噴出させてサウナ効果を得られるようにしたミストサウナ装置に関する。

従来、この種のミストサウナ装置では、一般に、熱源機の給湯用熱源部で加熱された温水を噴霧ヘッドに供給している(例えば、特許文献１参照)。ここで、給湯用熱源部のバーナを燃焼させるには、所定の最低作動流量(例えば、４リットル／分)以上の水を給湯用熱源部の熱交換器に流す必要がある。一方、噴霧ヘッドで湯水をミスト状に噴出させるのに適した流量は微少量(例えば、２リットル／分)であり、給湯用熱源部で加熱された温水を全て噴霧ヘッドから噴出させるとミスト粒径が大きくなって、使用者に不快感を与える虞がある。そこで、上記特許文献１に記載のものでは、給湯用熱源部と噴霧ヘッドとの間の経路から排水路を分岐し、給湯用熱源部で加熱された温水の一部を排水して、噴霧ヘッドに適量の温水が供給されるようにしている。

然し、このように温水の一部を排水したのでは、資源の無駄になりランニングコストが増大する。そこで、噴霧ヘッドに連なる噴霧用流路の上流端に、水道水を供給する給水配管を接続すると共に、噴霧用流路の途中に液々熱交換器を介設し、熱源機の暖房用熱源部から熱媒循環路を介して液々熱交換器に供給される熱媒体により、噴霧ヘッドに供給する水を加熱するようにしたミストサウナ装置も知られている(例えば、特許文献２参照)。これによれば、給湯用熱源部を使用する場合のような最低作動流量による流量の制限を受けず、液々熱交換器に流す水の流量を抑えることにより、液々熱交換器で加熱された温水の全量を噴霧ヘッドから所望のミスト粒径で噴霧することができる。

このように、暖房用熱源部により液々熱交換器を介して噴霧用の水を加熱するものでは、排水が不要になるためランニングコストを低減できる。然し、暖房用熱源部の加熱能力は一般的に１０〜１５ｋＷ程度であって、３０〜４２ｋＷ程度になる給湯用熱源部の加熱能力に比しかなり低く、更に、熱媒循環路の持つ熱容量が大きいため、コールドスタート時、熱媒体の温度を上昇させるのに時間がかかる。そして、熱媒体の温度が上昇するまでは、液々熱交換器で噴霧用の水を加熱することはできず、そのため、熱媒体の温度が所定温度に上昇するまで噴霧ヘッドへの給水を待つ必要がある。その結果、寒冷期においては、噴霧ヘッドからの温水の噴霧開始までに要する待ち時間が長くなり、浴室の温度をサウナ効果に必要とされる温度に立ち上げるまでにかなりの時間がかかることになる。
特開２００２−４８９号公報 特開２００３−３３４２３０号公報

本発明は、以上の点に鑑み、排水による資源の無駄やランニングコストの増加を極力抑えて、且つ、浴室温度の立ち上げを早められるようにしたミストサウナ装置を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、給湯用の熱源部と暖房用の熱源部とを有する熱源機と、浴室に配置した噴霧ヘッドと、噴霧ヘッドに連なる噴霧用流路に介設した液々熱交換器とを備え、熱源機の暖房用熱源部から熱媒循環路を介して液々熱交換器に供給される熱媒体により、噴霧ヘッドに供給する水を加熱するようにしたミストサウナ装置において、噴霧用流路の液々熱交換器の上流側の端部に、水道水を供給する給水配管と、熱源機の給湯用熱源部で加熱された温水を供給する給湯配管とが並列に接続され、噴霧用流路に給水配管からの水道水を供給する状態と給湯配管からの温水を供給する状態とに切換自在な切換機構を備えると共に、給湯配管または噴霧用流路から排水可能な排水機構を備え、噴霧ヘッドからの噴霧開始時に、噴霧用流路に給湯配管からの温水を供給する状態にして、温水の一部を排水機構を介して排水しつつ噴霧ヘッドから温水を噴霧し、熱媒循環路に循環される熱媒体の温度が所定温度に上昇したところで、噴霧用流路に給水配管からの水道水を供給する状態に切換えると共に排水機構を介しての排水を停止することを特徴とする。

本発明によれば、コールドスタート時に、先ず、噴霧用流路に給湯配管からの温水を供給する状態に切換えることにより、熱媒体の温度上昇を待つことなく、給湯用熱源部で加熱された温水を噴霧ヘッドから噴霧して、浴室温度の立ち上げを早めることが可能になる。そして、熱媒循環路に循環される熱媒体の温度が所定温度に上昇したところで、噴霧用流路に給水配管からの水道水を供給する状態に切換え、液々熱交換器で加熱された水道水を噴霧ヘッドから噴霧することができる。

ここで、給湯用熱源部で加熱された温水を噴霧ヘッドから噴霧している間は、給湯用熱源部の最低作動流量の関係で噴霧するのに適した流量より多い温水が供給されるため、給湯用熱源部から供給される温水のうち噴霧に適した流量を超える余剰分の温水を排水機構を介して排水する必要がある。従って、熱媒体の昇温が遅れて、給湯用熱源部で加熱された温水を噴霧ヘッドから噴霧する期間が長くなると、排水による資源の無駄やランニングコストの増加を生ずる。然し、本発明においては、熱媒体の温度が低いうちは、給湯用熱源部で加熱された温水により熱媒体が液々熱交換器を介して加熱される。即ち、給湯用熱源部が熱媒循環路に循環される熱媒体の加熱源としても機能することになり、熱媒体の昇温が早められる。その結果、給湯用熱源部で加熱された温水を噴霧ヘッドから噴霧する期間が短くなり、排水による資源の無駄やランニングコストの増加が可及的に抑制される。

尚、給湯用熱源部で加熱された温水の余剰分は、給湯配管または噴霧用流路の何れから排水しても良いが、排水機構が、液々熱交換器の下流側の噴霧用流路の部分から排水するように構成されていれば、排水される余剰分の温水も液々熱交換器を通過して、熱媒体の加熱に寄与することになり、熱効率が向上する。

また、暖房用熱源部で加熱された熱媒体を循環させる暖房端末として浴室を暖房する浴室暖房器が設けられている場合、上記の如く給湯用熱源部で加熱された温水により液々熱交換器を介して熱媒体を加熱できるため、浴室暖房器による暖房開始時期を早めることが可能になり、コールドスタート時の浴室温度の立ち上げを一層早めることができる。

図１を参照して、１は浴室を示している。浴室１には、噴霧ヘッド２と、浴室暖房器３とが配置されている。浴室１の外部(屋外等)には、熱源機４が配置されており、熱源機４を熱源として、噴霧ヘッド２及び浴室暖房器３への温水の供給が行われる。

熱源機４は、給湯用の熱源部５と暖房用の熱源部６とを備えている。各熱源部５，６は、バーナ５ａ，６ａとバーナ５ａ，６ａの燃焼熱で加熱される熱交換器５ｂ，６ｂとで構成されている。給湯用熱源部５の熱交換器５ｂには、上流側の給水配管７と下流側の給湯配管８とが接続され、給湯配管８の下流端の出湯栓９を開く等して熱交換器５ｂに通水したとき、バーナ５ａに点火されて給湯が行われる。尚、熱交換器５ｂの通水量が所定の最低作動水量(例えば、４リットル／分)以上にならないと、バーナ５ａには点火されない。尚、給水配管７には、手動の給水弁７ａを介して水道水が供給される。

暖房用熱源部６の熱交換器６ｂには、熱媒循環路１０を介して暖房端末たる浴室暖房器３が接続されている。熱媒循環路１０には、熱源機４内に位置させて、シスターン１１と暖房ポンプ１２とが介設されている。浴室暖房器３には、図示省略するが放熱器と循環ファンとが内蔵されている。そして、暖房ポンプ１２の作動により、熱交換器６ｂで加熱された熱媒体(水や不凍液等)が放熱器に供給され、放熱器で加熱された空気が循環ファンにより浴室１に循環されて、浴室１の暖房が行われる。尚、熱媒循環路１０には、浴室暖房器３と並列に他の暖房端末が接続されていても良い。

噴霧ヘッド２に連なる噴霧用流路１３には、液々熱交換器１４が介設されている。そして、暖房用熱源部６で加熱された熱媒体を暖房用の熱媒循環路１０から分岐した液々熱交換器用の熱媒循環路１０´を介して液々熱交換器１４に供給し、噴霧ヘッド２に供給する水を液々熱交換器１４において熱媒体により加熱できるようにしている。熱媒循環路１０´には、熱媒弁１５と熱媒温度センサ１６とが設けられている。尚、熱媒弁１５は、開閉式の電磁弁であっても流量制御可能な電磁弁であっても良い。

また、噴霧用流路１３の液々熱交換器１４の上流側の端部には、給湯用熱源部５の熱交換器５ｂに連なる給水配管７から分岐した噴霧用の給水配管７´と、給湯用熱源部５の熱交換器５ｂに連なる給湯配管８から分岐した噴霧用の給湯配管８´とが並列に接続されている。そして、噴霧用流路１３と給水配管７´と給湯配管８´との接続部に切換機構たる三方弁１７を設け、三方弁１７により、噴霧用流路１３に給水配管７´からの水道水を供給する状態(給水状態)と給湯配管８´からの温水を供給する状態(給湯状態)とに切換自在としている。また、三方弁１７は、噴霧用流路１３への給水配管７´及び給湯配管８´からの水、温水の供給を共に停止する状態(全閉状態)にも切換自在である。

液々熱交換器１４の下流側の噴霧用流路１３の部分には、電磁開閉弁から成る噴霧弁１８が介設されており、更に、噴霧弁１８と液々熱交換器１４との間に位置させて、湯温センサ１９が設けられている。また、液々熱交換器１４の下流側の噴霧用流路１３の部分から外部に排水可能な排水機構２０が設けられている。排水機構２０は、噴霧弁１８と湯温センサ１９との間の噴霧用流路１３の部分から分岐させた排水路２０ａと、排水路２０ａに介設した電磁開閉弁から成る排水弁２０ｂとで構成されている。

液々熱交換器１４、熱媒弁１５、熱媒温度センサ１６、三方弁１７、噴霧弁１８、湯温センサ１９及び排水弁２０ｂは熱源機４とは別置きの噴霧ユニット２１に内蔵されている。そして、噴霧ユニット２１に設けた噴霧コントローラ２２に熱媒温度センサ１６及び湯温センサ１９の検出信号を入力し、この噴霧コントローラ２２により熱媒弁１５、三方弁１７、噴霧弁１８及び排水弁２０ｂを制御するようにしている。尚、噴霧コントローラ２２は、熱源機４用のコントローラ(図示せず)に通信可能に接続され、熱源機用コントローラを介して暖房用熱源部６の作動を制御する。また、図外のリモコンが噴霧コントローラ２２に通信可能に接続され、リモコンに設けられた噴霧スイッチの操作に応じて噴霧コントローラ２２による噴霧制御が行われる。

以下、噴霧コントローラ２２による噴霧制御の詳細について図２を参照して説明する。先ず、Ｓ１のステップで噴霧スイッチがオンされたか否かを判別し、噴霧スイッチがオンされたときにＳ２、Ｓ３のステップに進む。Ｓ２のステップでは、三方弁１７を給湯状態に切換えると共に、排水弁２０ｂを開弁する。また、噴霧弁１８は初期状態である閉弁状態に維持される。その結果、噴霧用流路１３に給湯配管８´から湯水が供給され、この湯水は全て排水路２０ａから排水される。これにより、液々熱交換器１４及び給湯配管８´に残留していた冷水の排水が行われる。

Ｓ３のステップでは、熱媒弁１５を開弁すると共に、熱源機用コントローラに暖房用熱源部６の作動指令を送り、暖房用熱源部６のバーナ６ａを点火させると共に、暖房ポンプ１２を作動させる。これにより、暖房用熱源部６で加熱された熱媒体が熱媒循環路１０´を介して液々熱交換器１４に供給される。但し、暖房用熱源部６の加熱能力は１０〜１５ｋＷ程度であって、３０〜４２ｋＷ程度になる給湯用熱源部５の加熱能力に比しかなり低く、更に、熱媒循環路１０，１０´の持つ熱容量が大きいため、コールドスタート時、熱媒体の温度を上昇させるのに時間がかかる。特に、コールドスタート時に噴霧と共に浴室暖房器３を作動させる場合には熱媒体の昇温がかなり遅れる。

次に、Ｓ４のステップで湯温センサ１９の検出温度ＴＷが噴霧に最低限必要な所定温度ＹＴ１(例えば、５０℃)以上になったか否かを判別し、ＴＷ≧ＹＴ１になったとき、Ｓ５のステップに進んで噴霧弁１８を開弁する。これにより、給湯用熱源部５で加熱された湯水が噴霧ヘッド２に供給され、噴霧ヘッド２から湯水がミスト状に噴出される。ここで、液々熱交換器１４及び給湯配管８´に残留していた冷水の排水が完了し、給湯用熱源部５で加熱された湯水が湯温センサ１９の設置部に到達すれば、速やかにＴＷ≧ＹＴ１になって、湯水の噴霧が開始される。かくして、コールドスタート時に熱媒体の昇温に時間がかかっても、給湯用熱源部５で加熱された湯水の噴霧で浴室温度の立ち上がりが早められる。尚、給湯用熱源部５の最低作動流量の関係で給湯用熱源部５から供給される湯水の流量は噴霧に適した流量を上回るが、余剰分の湯水は排水路２０ａから排水され、噴霧ヘッド２には適量の湯水が供給されて、所望のミスト粒径で温水が噴霧される。

また、熱媒体の温度が低いうちは、給湯用熱源部５で加熱された温水により熱媒体が液々熱交換器１４を介して加熱される。即ち、給湯用熱源部５が熱媒循環路１０，１０´に循環される熱媒体の加熱源としても機能することになり、熱媒体の昇温が早められる。

次に、Ｓ６のステップで熱媒温度センサ１６の検出温度ＴＮが水を適温に加熱可能な所定温度ＹＴ２(例えば、７５℃)以上になった否かを判別し、ＴＮ≧ＹＴ２になったとき、Ｓ７のステップに進んで、三方弁１７を給水状態に切換えると共に、排水弁２０ｂを閉弁する。これにより、給水配管７´からの水道水が液々熱交換器１４で熱媒体により加熱されて温水となって噴霧ヘッド２に供給され、噴霧ヘッド２から温水が継続して噴霧される。尚、給水配管７´からの給水量は、給水配管７´の管路抵抗等で噴霧に適した流量になるように制限されており、排水の必要はない。

ここで、給湯用熱源部５で加熱された温水を噴霧ヘッド２から噴霧する期間が長くなると、余剰分の温水の排水による資源の無駄やランニングコストの増加を生ずる。然し、本実施形態においては、熱媒体の温度が低いうちは、上記の如く給湯用熱源部５で加熱された温水により熱媒体が液々熱交換器１４を介して加熱されて、熱媒体の昇温が早められる。その結果、給湯用熱源部５で加熱された温水を噴霧ヘッド２から噴霧する期間が短くなり、排水による資源の無駄やランニングコストの増加が可及的に抑制される。また、コールドスタート時に、温水噴霧に加えて浴室暖房器３を作動させる場合にも、熱媒体の早期の昇温により速やかに暖房が開始され、コールドスタート時の浴室温度の立ち上げが早められる。

次に、Ｓ８のステップで噴霧スイッチがオフされたか否かを判別し、オフされるまでは液々熱交換器１４で加熱された温水の噴霧を継続する。噴霧スイッチがオフされたときは、Ｓ９のステップに進み、熱媒弁１５を閉弁し、更に、三方弁１７を全閉状態に切換えると共に、排水弁２０ｂを開弁する。これにより、液々熱交換器１４の下流側の噴霧用流路１３の部分に残留する水が排水路２０ａを介して排水される。次に、Ｓ１０のステップで排水に必要な一定時間が経過したか否かを判別し、一定時間経過したとき、Ｓ１１のステップで噴霧弁１８を閉弁し、噴霧制御処理を完了する。尚、Ｓ９のステップでは、図示しないが、熱源機用コントローラに噴霧終了信号を送信する。熱源機用コントローラは、浴室暖房器３を含む全ての暖房端末の作動が停止されている場合、噴霧終了信号を受けてバーナ６ａの燃焼を停止すると共に、暖房ポンプ１２の作動を停止する。

尚、上記実施形態では、液々熱交換器１４で加熱された温水の噴霧に先行して常に給湯用熱源部５で加熱された温水の噴霧を行うようにしたが、寒冷期以外では熱媒体の昇温に左程時間はかからない。そこで、外気温や浴室温度を検出し、この温度が所定温度(例えば、７℃)以上であるときは、給湯用熱源部５で加熱された温水の噴霧を行わないようにしても良い。この場合、噴霧スイッチがオンされたときに、先ずＳ３のステップと同様の処理を行って、暖房用熱源部６で加熱された熱媒体を液々熱交換器１４に供給し、熱媒温度センサ１６の検出温度ＴＮが所定温度ＹＴ２以上と判別されたときに、噴霧弁１８を開弁すると共に三方弁１７を給水状態に切換える制御を行えば良い。

また、上記実施形態では、噴霧用流路１３に給水配管７´からの水道水を供給する状態と給湯配管８´からの温水を供給する状態とに切換自在な切換機構として三方弁１７を用いたが、これに限るものではなく、例えば、給水配管７´と給湯配管８´の夫々に介設した電磁開閉弁で切換機構を構成することも可能であり、更に、給水配管７´からの水道水と給湯配管８´からの湯水とを任意の比率で混合して噴霧用流路１３に供給することも可能となるよう切換機構を構成しても良い。

また、上記実施形態では、排水機構２０の排水弁２０ｂを電磁開閉弁で構成しているが、排水弁２０ｂを、水圧が所定圧以上になったときに開く機械式の定圧作動弁(リリーフ弁)で構成することも可能である。この場合、噴霧用流路１３に給湯用熱源部５から必要以上の温水が供給されると、噴霧用流路１３の水圧が上昇してリリーフ弁が開き、余剰分の温水が排水される。

また、上記実施形態では、排水機構２０を、液々熱交換器１４の下流側の噴霧用流路１３の部分から排水するように構成しているが、液々熱交換器１４の上流側の噴霧用流路１３の部分や給湯配管１０´から排水するように構成することも可能である。但し、本実施形態のように構成すれば、給湯用熱源部５で加熱された温水が排水される余剰分の温水も含めて全て液々熱交換器を通過して、熱媒体の加熱に寄与することになる。従って、熱効率を向上するには、本実施形態のように構成することが望ましい。

更に、上記実施形態では、熱源機４とは別に噴霧ユニット２１を設けているが、噴霧ユニット２１を熱源機４に組み込むことも可能である。また、熱源機４が、給湯用熱源部５で加熱した湯水を給湯配管から分岐した注湯路を介して浴槽に注湯する湯張り機構を有するものであれば、給湯用熱源部５で加熱された湯水を噴霧ヘッド２から噴霧する際、湯張り機構を排水機構として利用し、余剰分の温水を浴槽に注湯するようにしても良い。

本発明の実施形態のミストサウナ装置を示す説明図。 図１のミストサウナ装置における噴霧制御の処理内容を示すフロー図。

符号の説明

１…浴室、２…噴霧ヘッド、３…浴室暖房器、４…熱源機、５…給湯用熱源部、６…暖房用熱源部、７，７´…給水配管、８，８´…給湯配管、１０，１０´…熱媒循環路、１３…噴霧用流路、１４…液々熱交換器、１７…三方弁(切換機構)、２０…排水機構。

Claims (3)

1. 給湯用の熱源部と暖房用の熱源部とを有する熱源機と、浴室に配置した噴霧ヘッドと、噴霧ヘッドに連なる噴霧用流路に介設した液々熱交換器とを備え、熱源機の暖房用熱源部から熱媒循環路を介して液々熱交換器に供給される熱媒体により、噴霧ヘッドに供給する水を加熱するようにしたミストサウナ装置において、
   噴霧用流路の液々熱交換器の上流側の端部に、水道水を供給する給水配管と、熱源機の給湯用熱源部で加熱された温水を供給する給湯配管とが並列に接続され、
   噴霧用流路に給水配管からの水道水を供給する状態と給湯配管からの温水を供給する状態とに切換自在な切換機構を備えると共に、
   給湯配管または噴霧用流路から排水可能な排水機構を備え、
   噴霧ヘッドからの噴霧開始時に、噴霧用流路に給湯配管からの温水を供給する状態にして、温水の一部を排水機構を介して排水しつつ噴霧ヘッドから温水を噴霧し、熱媒循環路に循環される熱媒体の温度が所定温度に上昇したところで、噴霧用流路に給水配管からの水道水を供給する状態に切換えると共に排水機構を介しての排水を停止することを特徴とするミストサウナ装置。
2. 前記排水機構は、前記液々熱交換器の下流側の前記噴霧用流路の部分から排水するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のミストサウナ装置。
3. 前記暖房用熱源部で加熱された熱媒体を循環させる暖房端末として浴室を暖房する浴室暖房器が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のミストサウナ装置。

Images