JP5230769B2 - 浴室暖房機 - Google Patents

Description

本発明は、浴室の天井部、壁面等に取付け、その浴室内又は浴室使用者を暖める浴室暖房機に関する。

従来から居室の温度と浴室の温度との間には温度差が生じやすい、特に冬季には居室を暖房していると共に、外気温度が低いので、この温度差が１５℃以上になる場合もある。
この温度差が浴室使用者の血圧の急変動を引き起こし、身体に大きな負担を与えていた。
近年、これらのことを解消するために浴室の天井部、もしくは壁面に、浴室暖房機を取付け、入浴前にあらかじめ浴室内を暖めておき、居室との温度差を少なくしたり、入浴中の浴室使用者の体を直接温めたりして身体への負担を軽減することが行われている。

前述の浴室暖房機としては、天井部や壁面などに取付ける本体、及び、この本体に取付けた加熱源としてのセラミックヒータ又はハロゲンランプヒータ、並びに、前記本体に取付けた送風機を備え、その送風機で浴室内の空気を本体内に吸い込み、吸い込んだ空気を加熱源で加温して温風とし、その温風を浴室内に吹き出す浴室暖房機が知られている。

前述したセラミックヒータ又はハロゲンランプヒータを加熱源として使用した従来の浴室暖房機は、浴室内又は浴室使用者を暖めるのに時間がかかり、浴室使用者にとって十分に満足できるものではなかった。

なお、大きなセラミックヒータ又はハロゲンランプヒータを使用すれば、浴室内又は浴室使用者を短時間で暖めることが可能であるが、大きなセラミックヒータ、ハロゲンランプヒータを使用すると、それだけ消費電力が増加し、消費電力に対する単位時間当りの暖めできる温度が低く、効率が悪い。
しかも、浴室内スペースや取付け作業などの面から浴室暖房機の大きさには限度があり、セラミックヒータやハロゲンランプヒータの大きさにも限度がある。
これらのことから、セラミックヒータやハロゲンランプヒータを加熱源として使用した従来の浴室暖房機は、浴室内又は浴室使用者を効率良く短時間に暖めることはできなかった。

また、ハロゲンランプヒータは垂直の姿勢で使用すると内部のコイルが自重で下がるため、垂直の姿勢で使用できない等の制約がある。
したがって、浴室暖房機の設計に制約があり、柔軟な設計ができない。

本発明は、前述の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、浴室内又は浴室使用者を効率良く短時間に暖めることができると共に、柔軟な設計ができる浴室暖房機を提供することである。

本発明者等は、浴室暖房機で浴室内又は浴室使用者を暖める研究、実験を繰り返した結果、加熱源としてカーボンランプヒータを使用することで浴室内又は浴室使用者を効率良く短時間に暖めることができることを見出し、本発明にいたった。

本発明は、天井部又は壁面などに取付ける本体１と、
この本体１に設けられた加熱源２としてのカーボンランプヒータ３と、
前記本体１に設けられ、浴室内の空気を吸い込み、その空気を前記カーボンランプヒータ３を通して浴室内に吹き出す送風機６を備え、
前記カーボンランプヒータ３は、前記本体１と別体のヒータ取付部材２１に設け、このヒータ取付部材２１を本体１に着脱自在に取り付けることで、そのカーボンランプヒータ３を本体１に設け、
前記本体１は、前記送風機６の吐出空気が流通する加熱用空気流通路４を有した箱体１０と、この箱体１０の下面１０ａに取り付けた下面パネル１１を備え、
前記箱体１０の下面１０ａには、前記加熱用空気流通路４が連通する開口部２０を有し、
前記下面パネル１１は、前記開口部２０と対向した吹出グリル１６を有し、
前記ヒータ取付部材２１は、前記開口部２０内に挿入され、当該開口部２０との間に前記送風機６の吐出空気の一部が流通する冷却用空気流通路８を形成する筒状の周壁板２１ａと、箱体１０に固着される取付用フランジ２１ｂを有し、
その周壁板２１ａに前記カーボンランプヒータ３を、そのヒータソケット部３ｂが周壁板２１ａの外周面から突出するように取り付け、前記ヒータ取付部材２１を箱体１０に取り付けることで、その加熱部３ａが前記加熱用空気流通路４に突出すると共に、ヒータソケット部３ｂが前記冷却用空気流通路８に突出するようにし、
前記冷却用空気流通路８の入口８ａを、前記加熱用空気流通路４の加熱部３ａよりも上流側に連通し、
前記冷却用空気流通路８の出口８ｂを、前記吹出グリル１６に連通したことを特徴とする浴室暖房機である。

本発明の浴室暖房機においては、前記浴室暖房機の送風機６及びカーボンランプヒータ３と、浴室暖房機と別体に設けられた浴室換気扇とを連動するようにできる。
このようにすれば、浴室暖房機と別体に設けた浴室換気扇と送風機６、カーボンランプヒータ３を連動して運転できる。

本発明によれば、加熱源２としてカーボンランプヒータ３を使用したことで、浴室内又は浴室使用者を効率良く短時間に暖めることができ、浴室使用者にとって十分に満足できるものである。
また、カーボンランプヒータ３は取付け姿勢に制約を受けることがないので、浴室暖房機の設計の自由度が確保できるから柔軟な設計ができる。

すなわち、加熱源として従来から使用しているセラミックヒータ、ハロゲンランプヒータは通電によって赤外線を放射し、その赤外線の熱を利用して温風としている。
このセラミックヒータが放射する赤外線の波長と、その放射率の特性は図１に示されるように、波長２〜８μｍ以上の比較的広い範囲の波長が放射されるが、その放射率が１割（０．１）以下で小さい。
同様にハロゲンランプヒータが放射する赤外線の波長と、その放射率の特性は図１に示されるように、波長２〜８μｍ以上の比較的広い範囲の波長が放射され、波長２μｍ付近の放射率が略３割（０．３）で最大で、そこから波長４μｍまで放射率が急激に減少し、波長４μｍ以上の領域ではセラミックヒータと同じく放射量が１割（０．１）以下で小さい。

これに対して本発明者等が見出したカーボンランプヒータが放射する赤外線の波長と、その放射率の特性は図１に示すように、前述のハロゲンランプヒータ、セラミックヒータと同様に波長２μｍ〜８μｍ以上の比較的広い範囲の波長が放射される。
放射率は略全領域において略７割（０．７）以上と前述のハロゲンランプヒータ、セラミックヒータに比較して数段大きい放射率を有する。

前述の説明において、放射率とは理想黒体を標準（１）とした赤外線の放射量の割合で、放射度ともいわれる。
この赤外線の放射率が大きければ、その放射率が小さいものに比べて同一大きさ、同一消費電力で熱量が多いことになる。

このように、赤外線の放射率がハロゲンランプヒータ、セラミックヒータに比較して数段大きいカーボンランプヒータを加熱源として使用した浴室暖房機であれば、ハロゲンランプヒータ、セラミックヒータを加熱源として使用した同一大きさの浴室暖房機に比較して浴室内又は浴室使用者を効率良く短時間に暖めることができる、ことが理解される。

また、カーボンランプヒータの放射する赤外線の放射率は、図１に示すように、波長が２．５μｍから６μｍの波長域において略９割（０．９）とピークを有する。
一方、人体の赤外線の透過率は図２に示すように、波長３μｍ付近と波長６μｍ付近の波長域で最も小さく、その波長域の赤外線を最も効率良く吸収する。
水の赤外線の透過率も図３に示すように、波長３μｍ付近と波長６μｍ付近の波長域で最も小さく、その波長域の赤外線を最も効率良く吸収する。
図２、図３において、赤外線の透過率は赤外線の通り抜ける効率を示し、その透過率が小さいほど赤外線を多く吸収する。つまり赤外線の吸収効率が高い。

このように、カーボンランプヒータの放射する赤外線における放射率のピークの波長域と、人体、水が最も効率良く吸収する赤外線の波長領域が略一致する。
このことからも、カーボンランプヒータを加熱源として使用した浴室暖房機は、湿気や水分の多い浴室内又は浴室使用者を効率良く短時間に暖めることができる、ことが理解される。

また、樹脂、繊維は波長３μｍ〜３０μｍの波長域の赤外線を効率良く吸収するものが多い。
一方、近年浴室はユニットバス化され、このユニットバスを構成する材料のほとんどが樹脂である。
また、浴室暖房機を取付けた浴室内に洗濯した衣類を置き、浴室を暖めることで乾燥させることがある。つまり、浴室を乾燥室として使用することがある。

このことからも、樹脂のユニットバス、乾燥室として使用する浴室に取付ける浴室暖房機は、２〜８μｍ以上の範囲の波長を放射すると共に、その波長域で赤外線の放射率が大きいカーボンランプヒータを加熱源として使用する本発明の浴室暖房機が好ましく、２〜８μｍ以上の範囲の波長を放射するが、その波長域での赤外線の放射率が小さいセラミックヒータ、ハロゲンランプヒータを加熱源として使用する従来の浴室暖房機が好ましくないこと、が理解される。

また、本発明によれば、送風機６により吸い込んだ浴室内の空気をカーボンランプヒータ３で温風として浴室内に吹き出すので、その浴室内の隅々までを効率良く短時間に暖めることができる。

しかも、本発明によれば、カーボンランプヒータ３を簡単に取り付け、取り外しできる。
また、送風機６の吐出空気を利用してカーボンランプ３のヒータソケット部３ｂを冷却することができ、そのヒータソケット部３ｂの耐久性が向上する。

赤外線分光放射率曲線の図表である。 人体の赤外線透過率と波長との関係を示す図表である。 水の赤外線透過率と波長との関係を示す図表である。 本発明の実施の形態を示す浴室暖房機の下面図である。 下面パネルを取り外した浴室暖房機の下面図である。 図４のＡ−Ａ断面図である。

送風機能と換気機能を有する浴室暖房機の実施の形態を図４、図５、図６に基づいて説明する。
浴室の天井部、壁面などに取付ける本体１と、この本体１に設けた加熱源２で浴室暖房機を形成し、その加熱源２によって浴室内又は浴室使用者を暖める。
前記加熱源２はカーボンランプヒータ３で、このカーボンランプヒータ３は焼結体成型品の加熱部３ａと、この加熱部３ａの長手方向両端部にそれぞれ設けたヒータソケット部３ｂで形成される。
前記カーボンランプヒータ３は通電することで赤外線を放射し、その赤外線の波長、放射率の特性は前述した図１に示すとおりである。

この実施の形態では、前記本体１に加熱用空気流通路４と排気用空気流通路５を有する。
その加熱用空気流通路４に送風機６と前記カーボンランプヒータ３が設けてあり、その送風機６を駆動することで浴室内の空気を吸い込み、その吸い込んだ空気をカーボンランプヒータ３で加温して温風とし、その温風を浴室内に吹き出す。このことが送風機能である。
前記排気用空気流通路５には排気用送風機７が設けてあり、その排気用送風機７を駆動することで浴室内の空気を吸い込んで浴室外に排出する。このことが換気機能である。

これにより、送風機能と換気機能を有する浴室暖房機を構成している。
なお、送風機能のみを有する浴室暖房機としても良い。

前記本体１には、カーボンランプヒータ３のヒータソケット部３ｂに送風機６の吐出空気の一部を流通して冷却する冷却用空気流通路８が形成してある。
これにより、ヒータソケット部３ｂを冷却して早期に劣化することを防止する。

つまり、カーボンランプヒータ３のヒータソケット部３ｂは電源コードが接続される。このヒータソケット部３ｂは加熱部３ａの温度を直接受けるために非常に高温となる。
このヒータソケット部３ｂは耐熱温度が３００℃程度のシリコン樹脂等でできており、高温状態が長く続くと劣化が著しく進行し、耐久性が悪い。
このために、前述のように冷却用通気流通路８を形成し、この冷却用空気流通路８にヒータソケット部３ｂを突出し、そのヒータソケット部３ｂに強制的に送風し、そのヒータソケット部３ｂを、その材料の耐熱温度以下の温度状態を維持し続けるようにしてある。

前記ヒータソケット部３ｂを冷却した空気は、温風となる。この温風は加熱部３ａを通って温風となった空気と合流して浴室内に吹き出しされる。

次に具体形状を説明する。
前記本体１は箱体１０と、この箱体１０の下部に取付けた下面パネル１１で略矩形箱形状である。
前記箱体１０は下面に開口した第１吸込口１２、第２吸込口１３、吹出口１４を有する。
前記下面パネル１１は吸込グリル１５と吹出グリル１６を有する。この吸込グリル１５は前記第１・第２吸込口１２，１３に連通し、吹出グリル１６が前記吹出口１４に連通する。

前記送風機６はケーシング６ａと送風用ファン６ｂと電動モータ６ｃを備えたシロッコファン型送風機で、その吸込側が前記第１吸込口１２に連通し、かつ吐出側が前記吹出口１４に連通して本体１内に前記加熱用空気流通路４を形成する。

前記排気用送風機７はケーシング７ａと排気用ファン７ｂと図示しない電動モータを備えたシロッコファン型送風機で、その吸込側が前記第２吸込口１３に連通し、かつ吐出側が排気ダクト１７に連通して本体１内に前記排気用空気流通路５を形成している。

前記箱体１０の下面１０ａには加熱用空気流通路４が連通する矩形状の開口部２０を有し、この開口部２０にヒータ取付部材２１が取付けてある。
このヒータ取付部材２１は、開口部２０と同一形状で、かつ開口部２０よりも小さな筒形状の周壁板２１ａと、この周壁板２１ａの各辺部に一体的にそれぞれ設けた取付用フランジ２１ｂを有し、その取付用フランジ２１ｂを箱体１０の下面１０ａに固着して取付けられる。前記周壁板２１ａが吹出口１４を形成する。
前記開口部２０と周壁板２１ａとの間に前述の冷却用空気流通路８を形成し、この冷却用空気流通路８は入口８ａで加熱用空気流通路４におけるカーボンランプヒータ３の上流側に開口して連通し、出口８ｂで下流側に開口して連通する。

前記周壁板２１ａにカーボンランプヒータ３が取付けられ、ヒータソケット部３ｂが前述の冷却用空気流通路８に突出するようにしてある。
このようであるから、ヒータソケット部３ｂを冷却することができると共に、カーボンランプヒータ３を簡単に取り付け、取り外しできる。
前記冷却用空気流通路８を排気用送風機７の吐出側に連通し、その排気用送風機７の吐出空気を冷却用空気流通路８に流通させるようにしても良い。

前記吹出グリル１６は、下面パネル１１の開口部１１ａに取付けてある。
この吹出グリル１６は熱せられると表面から波長３μｍ〜２０μｍの波長域の赤外線を放射する赤外線放射アルミ材、例えば、アルミニウム合金に陽極酸化被膜を施した赤外線放射アルミ材を使用している。

これによって、カーボンランプヒータ３で加温された温風は吹出グリル１６に接触して浴室内に吹き出しされるから、その温風で吹出グリル１６が熱せられて赤外線を放射する。
この赤外線によっても浴室内又は浴室使用者を暖めることができ、より一層効率良く短時間に暖めることができる。

前述の送風機能を有する浴室暖房機とは別に浴室換気扇を取付けた場合には、その送風機及びカーボンランプヒータ３の運転を浴室換気扇と連動運転させることもできる。

１…本体、２…加熱源、３…カーボンランプヒータ、３ａ…加熱部、３ｂ…ヒータソケット部、６…送風機、７…排気用送風機、８…冷却用空気流通路、１０…箱体、１１…下面パネル、１５…吸込グリル、１６…吹出グリル、２１…ヒータ取付部材。

Claims (2)

1. 天井部又は壁面などに取付ける本体１と、
   この本体１に設けられた加熱源２としてのカーボンランプヒータ３と、
   前記本体１に設けられ、浴室内の空気を吸い込み、その空気を前記カーボンランプヒータ３を通して浴室内に吹き出す送風機６を備え、
   前記カーボンランプヒータ３は、前記本体１と別体のヒータ取付部材２１に設け、このヒータ取付部材２１を本体１に着脱自在に取り付けることで、そのカーボンランプヒータ３を本体１に設け、
   前記本体１は、前記送風機６の吐出空気が流通する加熱用空気流通路４を有した箱体１０と、この箱体１０の下面１０ａに取り付けた下面パネル１１を備え、
   前記箱体１０の下面１０ａには、前記加熱用空気流通路４が連通する開口部２０を有し、
   前記下面パネル１１は、前記開口部２０と対向した吹出グリル１６を有し、
   前記ヒータ取付部材２１は、前記開口部２０内に挿入され、当該開口部２０との間に前記送風機６の吐出空気の一部が流通する冷却用空気流通路８を形成する筒状の周壁板２１ａと、箱体１０に固着される取付用フランジ２１ｂを有し、
   その周壁板２１ａに前記カーボンランプヒータ３を、そのヒータソケット部３ｂが周壁板２１ａの外周面から突出するように取り付け、前記ヒータ取付部材２１を箱体１０に取り付けることで、その加熱部３ａが前記加熱用空気流通路４に突出すると共に、ヒータソケット部３ｂが前記冷却用空気流通路８に突出するようにし、
   前記冷却用空気流通路８の入口８ａを、前記加熱用空気流通路４の加熱部３ａよりも上流側に連通し、
   前記冷却用空気流通路８の出口８ｂを、前記吹出グリル１６に連通したことを特徴とする浴室暖房機。
2. 前記送風機６及びカーボンランプヒータ３と、該浴室暖房機と別体に設けられた浴室換気扇とを連動するようにした請求項１記載の浴室暖房機。

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