JP4516047B2 - ミストサウナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、浴室に温水を噴霧し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として、熱源機と、ミストノズルと、ミストノズルに連なるミスト用給水路に介設した液々熱交換器と、熱源機で加熱された熱媒体を液々熱交換器を介して循環させるミスト用熱媒循環路とを備え、ミストノズルに供給する水を液々熱交換器においてミスト用熱媒循環路に循環させる熱媒体により加熱し、ミストノズルから温水を噴霧させるようにしたものは知られている。

ここで、液々熱交換器を用いるミストサウナ装置では、ミスト運転開始時に液々熱交換器内の残留水がミストノズルから噴霧されることになり、衛生上好ましくない。そこで、ミスト運転開始前に液々熱交換器の残留水を排水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１参照)。このものでは、液々熱交換器の上流側のミスト用給水路の部分に介設した給水弁と、液々熱交換器の下流側のミスト用給水路の部分に介設したミスト弁と、液々熱交換器とミスト弁との間のミスト用給水路の部分の温度を検出するミスト温度センサと、ミスト温度センサの設置箇所と液々熱交換器との間のミスト用給水路の部分に分岐接続した排水路と、排水路に介設した排水弁とを備えている。そして、ミスト運転の開始前に、ミスト用熱媒循環路に熱源機で加熱された熱媒体を循環させつつ、ミスト弁を閉弁させたまま給水弁と排水弁とを開弁させて排水運転を行うことにより液々熱交換器の残留水を排水し、その後で排水弁を閉弁すると共にミスト弁を開弁してミスト運転を開始し、以後、ミスト温度センサの検出温度が設定温度に維持されるように温調制御を行っている。

ところで、排水弁が閉じられたままになる閉故障を生じた場合、排水運転時に排水弁の開弁制御を行っても排水弁は開弁されず、残留水が排水されずに残り、ミスト運転の開始時に残留水がミストノズルから噴霧されてしまう。然し、特許文献１に記載のものでは、排水弁の閉故障に対する対策が全く講じられておらず、閉故障を生じてもそのまま放置されてしまう。
特開２００５−２４１２２４号公報

本発明は、以上の点に鑑み、排水弁の閉故障を生じた場合にこれを検出できるようにして信頼性を向上させ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。

本発明は、熱源機と、ミストノズルと、ミストノズルに連なるミスト用給水路に介設した液々熱交換器と、熱源機で加熱された熱媒体を液々熱交換器を介して循環させるミスト用熱媒循環路とを備え、ミストノズルに供給する水を液々熱交換器においてミスト用熱媒循環路に循環させる熱媒体により加熱し、ミストノズルから温水を噴霧させるミスト運転を行うようにしたミストサウナ装置であって、液々熱交換器の上流側のミスト用給水路の部分に介設した給水弁と、液々熱交換器の下流側のミスト用給水路の部分に介設したミスト弁と、液々熱交換器とミスト弁との間のミスト用給水路の部分の温度を検出するミスト温度センサと、ミスト温度センサの設置箇所とミスト弁との間のミスト用給水路の部分に分岐接続した排水路と、排水路に介設した排水弁とを備えるものにおいて、上記課題を解決するために、排水弁の閉故障の有無を検査する検査手段を備え、検査手段は、ミスト用熱媒循環路への熱媒体の循環を停止すると共にミスト弁を閉弁してミスト運転を停止した直後に給水弁と排水弁とを開弁させて検査運転を行い、この検査運転の開始から所定時間の間のミスト温度センサの検出温度の低下量が所定の閾値以下であるときに排水弁の閉故障有りと判別する判別手段を有するものであって、排水弁の閉故障有りと判別された場合は、以後のミスト運転を禁止することを特徴とする。

ミスト運転停止直後に本発明のように給水弁と排水弁とを開弁させると、排水弁が閉故障していない限り、液々熱交換器内の加温された残留水がミスト温度センサの設置部を経由して排水路から排水され、その後ミスト温度センサの設置部に水道管からの冷水が流れ、ミスト温度センサの検出温度が低下する。一方、排水弁が閉故障していると、加温された残留水が排水されずに残り、冷水がミスト温度センサの設置部に流れなくなる。そのため、ミスト温度センサの検出温度は左程変化しない。従って、ミスト温度センサの検出温度の変化量に基づいて排水弁の閉故障の有無を判別することができる。

尚、ミスト運転停止直後のミスト温度センサの検出温度が低いと、排水弁が閉故障していなくても、ミスト温度センサの検出温度の変化量が小さくなり、誤判定を生ずる可能性がある。そのため、ミスト運転停止直後のミスト温度センサの検出温度が所定温度以上でないときは検査手段による検査を禁止する第１の検査手段を備えることが望ましい。これによれば、誤判定を生ずることを未然に防止できる。

ところで、ミスト運転の開始前に、ミスト弁を閉弁させたまま給水弁と排水弁とを開弁させて排水運転を行う場合、排水弁が閉故障していなければ、ミスト温度センサの設置部に液々熱交換器の残留水に続いて水道管からの水が流れ、ミスト温度センサの検出温度が変化する。一方、排水弁が閉故障していると、ミスト温度センサの設置部に水が流通せず、ミスト温度センサの検出温度は所定時間経過しても殆ど変化しない。尚、水道水の水温によっては、排水弁が閉故障していなくても、ミスト温度センサの検出温度が殆ど変化しないこともある。そのため、排水運転時のミスト温度センサの検出温度の変化量だけで排水弁の閉故障の有無を判別することはできないが、排水弁が閉故障しているときに排水運転時のミスト温度センサの検出温度の変化量が所定値以上に大きくなることはない。

従って、排水運転の開始から所定時間の間のミスト温度センサの検出温度の変化量が所定値以上であるときは検査手段による検査を禁止する第２の検査禁止手段を備えることが望ましい。これによれば、ミスト運転停止時に毎回検査のために排水するものと異なり、排水弁が閉故障している可能性がないときには検査が行われず、水の消費量を削減することができる。

尚、後述する実施形態において、上記検査手段に相当するのは図２のＳ１５からＳ２１のステップに至る処理であり、上記第１の検査禁止手段に相当するのはＳ１４のステップであり、上記第２の検査禁止手段に相当するのはＳ１１のステップである。

図１を参照して、１は熱源機、２はミストサウナ装置を付設した浴室暖房機を示している。熱源機１は、バーナを熱源とする熱交換器３を備えている。浴室暖房機２は、浴室ＢＲの天井部ＢＲａに設置されており、熱交換器３に暖房用熱媒循環路４を介して接続される放熱器５を備えている。暖房用熱媒循環路４は、熱交換器３で加熱された熱媒体(水、不凍液等)を放熱器５に送る往路４ａと、放熱器５を通過した熱媒体を熱交換器３に戻す復路４ｂとで構成され、熱源機１内に、復路４ｂに介設されるシスターン６と循環ポンプ７とが設けられ、浴室暖房機２内に、復路４ｂに介設される暖房用熱媒弁８が設けられている。かくして、循環ポンプ７を作動させると共に暖房用熱媒弁８を開弁させれば、熱交換器３で加熱された熱媒体が放熱器５を介して暖房用熱媒循環路４に循環される。そして、浴室暖房機２の図示省略した循環ファンにより循環される浴室内の空気が放熱器５で加熱されて、浴室の暖房が行われる。尚、暖房用熱媒循環路４には、往路４ａから分岐してシスターン６に至るバイパス路４ｃが設けられている。

また、浴室暖房機２には、ミストノズル９と、ミストノズル９に連なるミスト用給水路１０に介設した液々熱交換器１１とが付設されている。そして、液々熱交換器１１を介して熱媒体を循環させるミスト用熱媒循環路１２を暖房用熱媒循環路４に放熱器５と並列に接続し、水道管からミスト用給水路１０を介してミストノズル９に供給する水を液々熱交換器１１において熱媒体により加熱できるようにしている。ミスト用熱媒循環路１２には、液々熱交換器１１の下流側に位置させてミスト用熱媒弁１３が介設されており、ミスト用熱媒弁１３の閉弁で液々熱交換器１１への熱媒体の流通が遮断されるようにしている。尚、本実施形態のミスト用熱媒弁１３は熱媒体の流量を調節可能な流量調節弁で構成されている。

ミスト用給水路１０には、液々熱交換器１１の上流側に位置させて給水弁１４が介設されると共に、液々熱交換器１１の下流側に位置させてミスト弁１５が介設されており、給水弁１４の閉弁で液々熱交換器１１への給水が遮断され、ミスト弁１５の閉弁でミストノズル９への給水が遮断されるようにしている。また、液々熱交換器１１とミスト弁１５との間のミスト用給水路１０の部分にミスト温度センサ１６を設け、更に、ミスト温度センサ１６の設置部とミスト弁１５との間のミスト用給水路１０の部分に排水路１７を分岐接続し、この排水路１７に排水弁１８を介設している。

ミスト温度センサ１６の検出信号は浴室暖房機２用のコントローラ１９に入力され、このコントローラ１９により暖房用熱媒弁８、ミスト用熱媒弁１３、給水弁１４、ミスト弁１５及び排水弁１８が制御される。尚、浴室暖房機２用のコントローラ１９は熱源機１用のコントローラ２０に通信可能に接続されている。また、図外のリモコンが浴室暖房機２用のコントローラ１９に通信可能に接続され、リモコンに設けられたミストスイッチがオンされたときにコントローラ１９によるミスト運転制御が行われる。

以下、ミスト運転制御について図２を参照して説明する。ミスト運転制御では、先ず、Ｓ１のステップで後述する異常フラグＦｅｒが「１」にセットされているか否かを判別する。Ｆｅｒ＝０であれば、Ｓ２のステップにおいてその時点でのミスト温度センサ１６の検出温度Ｔを排水開始前温度Ｔ０として記憶した後、Ｓ３のステップで熱源機１に作動指令を送ると共に暖房用熱媒弁８とミスト用熱媒弁１３とを開弁する。熱源機１用のコントローラ２０は、浴室暖房機２用のコントローラ１９からの作動指令を受けて、循環ポンプ７を作動させると共に熱交換器３のバーナを燃焼させる。かくして、熱源機１で加熱された熱媒体が放熱器５を介して暖房用熱媒循環路４に循環されて浴室の暖房が開始されると共に、熱媒体が液々熱交換器１１を介してミスト用熱媒循環路１２に循環されて、液々熱交換器１１の予熱が開始される。

次に、Ｓ４のステップで給水弁１４と排水弁１８とを開弁する。これにより、液々熱交換器１１の残留水を排水路１７を介して排水する排水運転が開始される。そして、Ｓ５のステップで排水運転の開始から所定の待ち時間(例えば、１０秒)が経過したか否かを判別し、待ち時間が経過したときに、Ｓ６のステップにおいてその時点でのミスト温度センサ１６の検出温度Ｔを排水開始後温度Ｔ１として記憶する。次に、Ｓ７のステップでミスト温度センサ１６の検出温度Ｔが所定の予熱完了温度(例えば、６０℃)以上になったか否かを判別し、予熱完了温度以上になったときに、Ｓ８のステップで排水弁１８を閉弁すると共にミスト弁１５を開弁して、液々熱交換器１１で加熱された温水をミストノズル９に供給し、ミストノズル９から温水を浴室に噴霧するミスト運転を開始する。

ミスト運転開始後はＳ９のステップに進み、ミスト温度センサ１６の検出温度Ｔが所定の設定温度に維持されるように、ミスト用熱媒弁１３により熱媒体の流量を制御する温調制御を行う。次に、Ｓ１０のステップに進み、ミストスイッチのオフ操作又はミストスイッチのオン時点からの経過時間に基づいてミスト運転を終了するか否かを判別し、終了するときはＳ１１のステップに進み、排水運転の開始から待ち時間の間に生じたミスト温度センサ１６の検出温度Ｔの変化量、即ち、排水開始前温度Ｔ０と排水開始後温度Ｔ１との偏差の絶対値が所定の検査禁止値ＹＴａ(例えば、３℃)以上であるか否かを判別する。そして、｜Ｔ０−Ｔ１｜＜ＹＴａであれば、Ｓ１２のステップにおいてその時点でのミスト温度センサ１６の検出温度Ｔを検査前温度Ｔ２として記憶した後、Ｓ１３のステップに進んで熱源機１に停止指令を送ると共に、暖房用熱媒弁８、ミスト用熱媒弁１３、給水弁１４及びミスト弁１５を閉弁して、ミスト運転を停止する。

次に、Ｓ１４のステップで検査前温度Ｔ２が所定の検査許可温度ＹＴｂ(例えば、５０℃)以上であるか否かを判別し、Ｔ２≧ＹＴｂであれば、Ｓ１５のステップで給水弁１４と排水弁１８とを開弁して、排水弁１８の閉故障の有無を判別するための検査運転を開始する。次に、Ｓ１６のステップで検査運転開始から所定の検査時間(例えば、２分)が経過したか否かを判別し、経過したときにＳ１７のステップでその時点でのミスト温度センサ１６の検出温度Ｔを検査後温度Ｔ３として記憶すると共に、Ｓ１８のステップで給水弁１４と排水弁１８とを閉弁して検査運転を終了し、次に、Ｓ１９のステップで検査前温度Ｔ２と検査後温度Ｔ３との差が故障判別のための所定の閾値ＹＴｃ(例えば、３℃)以下であるか否かを判別する。

ここで、ミスト運転停止直後に本実施形態のように給水弁１４と排水弁１８とを開弁させると、排水弁１８が閉故障していない限り、液々熱交換器１１内の加温された残留水がミスト温度センサ１６の設置部を経由して排水路１７から排水され、その後ミスト温度センサ１６の設置部に水道管からの冷水が流れ、ミスト温度センサ１６の検出温度Ｔが低下して、Ｔ２−Ｔ３＞ＹＴｃになる。一方、排水弁１８が閉故障していると、加温された残留水が排水されずに残り、冷水がミスト温度センサ１６の設置部に流れなくなるため、Ｔ２−Ｔ３≦ＹＴｃになる。そこで、Ｓ１９のステップでＴ２−Ｔ３＞ＹＴｃと判別されたときは、排水弁１８の閉故障無しと判断して、１回のミスト運転制御を完了する。一方、Ｓ１９のステップでＴ２−Ｔ３≦ＹＴｃと判別されたときは、排水弁１８の閉故障有りと判断して、Ｓ２０のステップで異常フラグＦｅｒを「１」にセットし、次に、Ｓ２１のステップでリモコンにより閉故障の発生を知らせる異常表示を行なって１回のミスト運転制御を完了する。次回のミスト運転制御では、Ｓ１のステップでＦｅｒ＝１と判別されてＳ２１のステップに進む。そのため、以後のミスト運転が禁止される。従って、排水弁１８の閉故障により液々熱交換器１１の残留水が排水運転で排水されないままミスト運転が開始され、ミスト運転の開始時に残留水が噴霧されることを防止できる。

ここで、検査前温度Ｔ２が低いと、排水弁１８の閉故障を生じていなくてもＴ２−Ｔ３≦ＹＴｃになって、閉故障有りと誤判定される可能性がある。そこで、Ｓ１４のステップでＴ２＜ＹＴｂと判別されたときには、そのまま１回のミスト運転制御を完了している。これにより、Ｔ２＜ＹＴｂのときは検査運転が禁止され、誤判定を生ずることが未然に防止される。

また、Ｓ１１のステップで｜Ｔ０−Ｔ１｜≧ＹＴａと判別されたときは、Ｓ２２のステップに進んで熱源機１に停止指令を送ると共に、暖房用熱媒弁８、ミスト用熱媒弁１３、給水弁１４及びミスト弁１５を閉弁してミスト運転を停止し、１回のミスト運転制御を完了している。これにより、｜Ｔ０−Ｔ１｜≧ＹＴａのときは検査運転が禁止される。

ここで、排水弁１８が閉故障していなければ、排水運転時にミスト温度センサ１６の設置部に液々熱交換器１１を通過した水が流れ、排水運転の開始から待ち時間が経過するまでの間に液々熱交換器１１の予熱によりミスト温度センサ１６の検出温度Ｔが上昇する。一方、排水弁１８が閉故障していると、ミスト温度センサ１６の設置部に水が流通せず、ミスト温度センサ１６の検出温度Ｔは待ち時間が経過しても殆ど変化しない。但し、待ち時間を長く設定すると、この待ち時間中に液々熱交換器１１が予熱によりかなり高温になり、排水弁１８が閉故障していても、液々熱交換器１１からの熱伝導でミスト温度センサ１６の検出温度Ｔが上昇する。そこで、待ち時間は１０秒程度の比較的短時間に設定している。

また、液々熱交換器１１に流入する水道水の水温が低いと、排水弁１８が閉故障していなくても、ミスト温度センサ１６の検出温度Ｔは左程上昇せず、更に、水温が非常に低温であれば、排水運転の開始後にミスト温度センサ１６の検出温度Ｔが低下することもある。そのため、｜Ｔ０−Ｔ１｜＜ＹＴａであるからといって排水弁１８の閉故障有りと判断することはできないが、排水弁１８が閉故障しているときに｜Ｔ０−Ｔ１｜≧ＹＴａになることはない。そして、本実施形態では、｜Ｔ０−Ｔ１｜≧ＹＴａである場合、即ち、排水弁１８の閉故障の可能性がない場合には検査運転が禁止される。そのため、ミスト運転停止後に毎回検査運転で排水するものに比し水の消費量を削減することができる。

尚、上記実施形態では、排水運転の開始に先立ちＳ３のステップで液々熱交換器１１の予熱を開始しているが、Ｓ３のステップをＳ６のステップとＳ７のステップとの間に移行させ、液々熱交換器１１を予熱せずに排水運転を開始して、Ｓ６のステップで排水開始後温度Ｔ１を取得するようにしても良い。このようにしても、排水弁１８が閉故障していなければ、排水運転の開始によりミスト温度センサ１６の設置部に液々熱交換器１１の残留水に続いて水道管からの水が流れるため、殆どの場合｜Ｔ０−Ｔ１｜≧ＹＴａになり、検査運転が禁止される。

ところで、熱源機で加熱された熱媒体を放熱器等の熱交換器を介して循環させる熱媒循環路を具備する従来の温水機器においては、熱交換器への熱媒体の流通を遮断する熱媒弁を熱交換器の上流側の熱媒循環路の部分に介設している。然し、これでは、熱媒弁が高温の熱媒体に晒されるため、耐久性が悪化する。また、熱媒体は弁内を流れる際に多少とも減圧され、熱媒弁を熱交換器の上流側の熱媒循環路の部分に介設したのでは、高温下での減圧によりキャビティテーションを生じて異常音が発生しやすくなる。これに対し、熱媒弁を熱交換器の下流側の熱媒循環路の部分に介設すれば、熱媒弁に流れる熱媒体の温度が熱交換器での熱交換により低くなり、熱媒弁が高温の熱媒体に晒されなくなって耐久性が向上すると共に、熱媒弁でのキャビティテーションによる異常音の発生が抑制される、という効果が得られる。そこで、上記実施形態では、浴室暖房機２の放熱器５への熱媒体の流通を遮断する暖房用熱媒弁８を放熱器５の下流側の暖房用熱媒循環路４の部分(復路４ｂ)に介設すると共に、液々熱交換器１１への熱媒体の流通を遮断するミスト用熱媒弁１３を液々熱交換器１１の下流側のミスト用熱媒循環路１２の部分に介設している。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、上記実施形態では、検査前温度Ｔ２と検査後温度Ｔ３との差に基づいて排水弁１８の閉故障の有無を判別しているが、検査運転中、常にミスト温度センサ１６の検出温度Ｔの検査前温度Ｔ２からの低下量（＝Ｔ２−Ｔ）が閾値ＹＴｃを上回ったか否かを判別し、検査時間が経過する前にＴ２−Ｔ＞ＹＴｃになったときには、その時点で閉故障無しと判断し、Ｔ２−Ｔ＞ＹＴｃにならないまま検査時間が経過したときに閉故障有りと判断するようにしても良い。

また、上記実施形態では、浴室暖房機１に並設したミストサウナ装置に本発明を適用したが、浴室暖房機１から独立して設置されるミストサウナ装置にも同様に本発明を適用できる。

本発明の実施形態のミストサウナ装置の全体構成を示す説明図。 実施形態のミストサウナ装置で実行する排水弁の閉故障検査を含むミスト運転制御の内容を示すフロー図。

符号の説明

１…熱源機、９…ミストノズル、１０…ミスト用給水路、１１…液々熱交換器、１２…ミスト用熱媒循環路、１４…給水弁、１５…ミスト弁、１６…ミスト温度センサ、１７…排水路、１８…排水弁、１９…コントローラ。

Claims (4)

1. 熱源機と、ミストノズルと、ミストノズルに連なるミスト用給水路に介設した液々熱交換器と、熱源機で加熱された熱媒体を液々熱交換器を介して循環させるミスト用熱媒循環路とを備え、ミストノズルに供給する水を液々熱交換器においてミスト用熱媒循環路に循環させる熱媒体により加熱し、ミストノズルから温水を噴霧させるミスト運転を行うようにしたミストサウナ装置であって、
   液々熱交換器の上流側のミスト用給水路の部分に介設した給水弁と、液々熱交換器の下流側のミスト用給水路の部分に介設したミスト弁と、液々熱交換器とミスト弁との間のミスト用給水路の部分の温度を検出するミスト温度センサと、ミスト温度センサの設置箇所とミスト弁との間のミスト用給水路の部分に分岐接続した排水路と、排水路に介設した排水弁とを備えるものにおいて、
   排水弁の閉故障の有無を検査する検査手段を備え、検査手段は、ミスト用熱媒循環路への熱媒体の循環を停止すると共にミスト弁を閉弁してミスト運転を停止した直後に給水弁と排水弁とを開弁させて検査運転を行い、この検査運転の開始から所定時間の間のミスト温度センサの検出温度の低下量が所定の閾値以下であるときに排水弁の閉故障有りと判別する判別手段を有するものであり、排水弁の閉故障有りと判別された場合は、以後のミスト運転を禁止することを特徴とするミストサウナ装置。
2. ミスト運転停止直後の前記ミスト温度センサの検出温度が所定温度以上でないときは前記検査手段による検査を禁止する第１の検査禁止手段を備え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. 請求項１記載のミストサウナ装置であって、ミスト運転の開始前に、前記ミスト弁を閉弁させたまま前記給水弁と前記排水弁とを開弁させて排水運転を行うものにおいて、
   排水運転の開始から所定時間の間の前記ミスト温度センサの検出温度の変化量が所定値以上であるときは前記検査手段による検査を禁止する第２の検査禁止手段を備えることを特徴とするミストサウナ装置。
4. 請求項２記載のミストサウナ装置であって、ミスト運転の開始前に、前記ミスト弁を閉弁させたまま前記給水弁と前記排水弁とを開弁させて排水運転を行うものにおいて、
   排水運転の開始から所定時間の間の前記ミスト温度センサの検出温度の変化量が所定値以上であるときは前記検査手段による検査を前記第１の検査禁止手段で禁止しなくても禁止する第２の検査禁止手段を備えることを特徴とするミストサウナ装置。

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