JP4268541B2 - ミストサウナ機能付き浴室暖房乾燥機 - Google Patents

Description

本発明は、ミストサウナ機能を有する浴室暖房乾燥機に関するものである。

従来から、ミストサウナを実現するにあたり、水を加熱し、ミストノズルより少量の水を噴霧すると共に、温風にて加熱することにより、浴室内でミストサウナ浴ができるようにしたものがある。

その一例として、入浴者の存在が予定されている人体存在予定箇所に向けてミストまたはシャワーを噴出する温水噴出手段を備えた温水噴出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、ミスト運転において、マイルドなミストサウナ（ミスト噴霧量が例えば０．５リットル／ｍｉｎ）では４０℃が好まれ、ハードなミストサウナ（ミスト噴霧量が例えば１．０リットル／ｍｉｎ）では４３℃が好まれる。そのため一般には、ミスト運転時における浴室の必要温度３８℃〜４６℃（好ましくは４０℃〜４３℃）を満足させる必要がある。ところが、浴室の広さやその断熱性能、四季による外気温度変化により、浴室の熱負荷は千差万別である。また男性、女性の違いや、体質や年令により、快適なミストサウナの温度条件も異なる。従来は、ユーザーが手動で浴室温度を調節しており、手動操作が煩わしく、しかも成り行き任せで調節しているため、ユーザーの好みに合わせて快適な浴室温度を保つことが困難であった。
特開２００２−３３６１５５号

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、浴室の広さや四季による外気温度変化によらず、浴室の必要温度（３８℃〜４６℃）に自動的に制御することができ、ユーザーは浴室温度の調節を意識することなく、快適なサウナ効果を容易に得ることができるミストサウナ機能付き浴室暖房乾燥機を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するために本発明に係るミストサウナ機能付き浴室暖房乾燥機は、浴室１３内に温風を供給する暖房乾燥機本体２と、温水をミスト状に噴霧するミスト噴霧装置３と、浴室を所定温度に制御する制御部４とを備え、上記暖房乾燥機本体２は、循環ファン５と、循環ファン５からの風を温水により加熱する温風用熱交換器７と、温風用熱交換器７への温水の供給量を調節する温風用制御弁８と、天井付近の浴室温度を検知する浴室温度センサー９とを有し、上記ミスト噴霧装置３は、ミストサウナ用の温水を噴霧するミストノズル１０と、ミストノズル１０に供給される水を加熱するミスト用熱交換器１１と、ミスト用熱交換器１１への温水の供給量を調節するミスト用制御弁１２とを有し、上記制御部４は、目標設定温度に対する浴室温度センサー９で検知される浴室温度の温度偏差Δｔ（＝浴室温度センサー９で検知される浴室温度−目標設定温度）が所定レベルより小さい場合は温度偏差Δｔが大きくなるに従って循環ファン５の風量レベルを段階的に下げていくように制御する温風量制御モードを自動的に実行し、温度偏差Δｔが所定レベルより大きい場合は温度偏差Δｔが大きくなるに従ってミスト用制御弁１２の開度を段階的に下げていくように調節するミスト温度制御モードを自動的に実行することを特徴としている。

このような構成とすることで、温度偏差の大小に応じて温風量制御モードとミスト温度制御モードとを自動的に実行するので、温風の熱が浴室１３の天井付近にこもることによる弊害（入浴者がいる浴室下方温度の下がり過ぎ）を防止でき、手動操作による煩わしい切り換え操作が不要となり、浴室１３の熱負荷に応じたミスト運転を実現できる。しかも、浴室１３の広さやその断熱性能、四季による外気温度変化によらず、ユーザーは浴室温度の調節を意識することなく、浴室１３の必要温度３８℃〜４６℃（好ましくは４０℃〜４３℃）を満足させることができる。

また、上記ミスト温度制御モードは、ミスト用熱交換器１１の出口温度を監視し、ミスト噴霧温度を段階的に下げてゆくようにミスト用制御弁１２の開度を制御するのが好ましく、この場合、ミスト噴霧温度を監視してミスト用制御弁１２の開度を調節することにより、暖房負荷が小さい場合（温度偏差が大きい場合）でも、浴室温度の調節を適正に行なうことができる。

本発明に係るミストサウナ機能付き浴室暖房乾燥機は、温風循環量の自動制御、或いはミスト噴霧温度の自動制御により、浴室の熱負荷に応じたミスト運転を行なうことが可能となり、ユーザーは浴室温度の調節を意識することなく、快適な温度でミストサウナ浴ができるものである。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。

図１は本実施形態のミストサウナ機能付き浴室暖房乾燥機１の一例を示し、図２（ａ）（ｂ）は温風量制御モードとミスト温度制御モードの各動作状態を示し、図３は浴室１３の一例を示し、図４はミストサウナ機能付き浴室暖房乾燥機１の断面図を示し、図５はミストサウナ機能付き浴室暖房乾燥機１を下方から見た斜視図を示している。なお、図４中の５０は換気ファン５１を備えた送風機、５２は循環ファン５を備えた送風機、５３はグリル板、５４は温風吹き出し口、５５は可動ルーバー、５６ａはミスト噴霧装置３のノズル弁２４ａ，２４ｂ等を収納する弁ボックス、５７は吸い込み口であり、図５中の５８は暖房乾燥機本体２を吊り下げる吊り金具である。なお、図５の仕様は、換気ファン５１を暖房乾燥機本体２に内蔵している図４とは異なり、換気ファン５１をファンボックス７０に内蔵させて暖房乾燥機本体２に取り付けるタイプのものである。図５中の７１は排気用の接続口、７２、７３は脱衣室やトイレの吸気用の接続口である。

上記ミストサウナ機能付き浴室暖房乾燥機１は、図１、図３〜図６に示すように、浴室１３の天井部に設置され、浴室１３内に温風を供給する暖房乾燥機本体２と、温水をミスト状に噴霧するミスト噴霧装置３と、浴室を所定温度に制御する制御部４とを備えている。浴室１３の外部には給湯機能付き熱源機１４が設置され、浴室１３内の壁にはリモコン操作部１５が設置されている。リモコン操作部１５には、例えば、暖房運転スイッチ、換気運転スイッチ、乾燥運転スイッチ、涼風運転スイッチ、ミスト運転スイッチ、目標設定温度（３８℃〜４６℃）を設定するスイッチ等が設けられている。なおワイヤレスリモコンでも同様である。

上記暖房乾燥機本体２は、図１に示す例では、給湯機能付き熱源機１４（図３）と接続して熱源機１４から供給される温水が循環する暖房用温水管路１６を有し、暖房用温水管路１６の途中には、熱源機１４からの温水により加熱される温風用熱交換器７が設けられている。温風用熱交換器７の上流には温水の供給量を調節する温風用制御弁８（本例では熱動弁８ａ）が配置されている。温風用熱交換器７の上方には、電動モータにより回転する循環ファン５が配置され、熱動弁８ａを開放することで、循環ファン５からの風が温風用熱交換器７により加熱され、下方の温風吹き出し口５４から浴室１３内に供給されるようになっている。また、暖房乾燥機本体２内には、浴室温度を検知するサーミスタ等の浴室温度センサー９が配置されていると共に、暖房用温水管路１６の温水温度を検知するサーミスタ等の温水温度センサー１７が配置されている。

さらに、上記暖房用温水管路６の上流側と下流側は、ミスト加熱用管路１９を介してバイパス接続されている。ミスト加熱用管路１９の上流端部は、暖房用温水管路１６の熱動弁８ａよりも上流位置に分岐接続され、ミスト加熱用管路１９の下流端部は、暖房用温水管路１６の温風用熱交換器７よりも下流位置に分岐接続されている。

一方、ミスト噴霧装置３のミストボックス５６は、図４に示すように、暖房乾燥機本体２のボックス上部に載設されている。ミストボックス５６内には、ミスト用給水管路２０及びミスト用排水管路２１が配管されている。ミスト用給水管路２０の上流端には、電磁弁等のような給水弁２２、ストレーナ２３を介して、外部の水道管が接続されている。ミスト用給水管路２０の途中にはミスト用熱交換器１１が配置され、それよりも下流には第１及び第２ノズル弁２４ａ，２４ｂを介して、ミストサウナ用の温水を噴霧する一対のミストノズル１０が配設されている。ここでは、一方のミストノズル１０は、マイルドなミストサウナ（ミスト噴霧量が例えば０．５リットル／ｍｉｎ）を得るためのものであり、他方のミストノズル１０はハードなミストサウナ（ミスト噴霧量が例えば１．０リットル／ｍｉｎ）を得るためのものである。なお、第１及び第２ノズル弁２４ａ，２４ｂは、一対のミストノズル１０，１０を切り換える電磁弁からなり、本例ではノズル弁２４ａ，２４ｂは対応するミストノズル１０に各々近接して配置されている。

上記ミスト用熱交換器１１は、例えば図７に示すように、複数枚の波状をした伝熱プレート７ａを積層したプレート式の液・液熱交換器で構成されている。このミスト用熱交換器１１の一次側にミスト加熱用管路１９が接続され、二次側にミスト用給水管路２０が接続され、ミスト加熱用管路１９に配置したミスト用制御弁１２（本例では水比例弁１２ａ）を開くことで、ミスト用熱交換器１１の一次側に温水が供給され、これにより二次側を通過する水が加熱されて、ミストノズル１０に供給されるようになっている。また、ミスト用給水管路２０にはミスト噴霧温度を検知するサーミスタ等のようなミスト温度センサー１８が配置されている。

上記ミスト用給水管路２０のミスト用熱交換器１１とノズル弁２４ａ，２４ｂとの間からミスト用排水管路２１が分岐している。ミスト用排水管路２１は、電磁弁等のような排水弁２６及びバキュームブレーカー２７を介して、外部の排水管に接続されており、ミスト運転開始時に、ノズル弁２４ａ，２４ｂを閉じた状態で排水弁２６を開くことで、ミスト用給水管路２０内の水をミスト用排水管路２１を通して排水できるようになっている。なおバキュームブレーカー２７はミスト用排水管路２１内の汚れた水がミスト用給水管路２０側に逆流するのを防止する働きをする。

一方、浴室を所定温度に制御する制御部４は、図６に示すように、浴室温度センサー９、温水温度センサー１７、ミスト温度センサー１８からの各検知信号を受信すると共に、リモコン操作部１５から指令されるリモコン信号に基づいて各々に対応する運転を実行するマイクロコンピュータにより構成されている。この制御部４は、温度偏差Δｔが、所定レベルより小さい場合は、循環ファン５の回転数等を変化させて風量を制御するための温風量制御モードを実行し、温度偏差Δｔが所定レベルより大きい場合は水比例弁１２ａの開度を調節するためのミスト温度制御モードを実行するように構成されている。本例のミスト温度制御モードは、ミスト用熱交換器１１の出口温度を監視し、ミスト噴霧温度を段階的に下げていくように水比例弁１２ａを制御するものである。ここで、温度偏差Δｔとは目標設定温度に対する浴室温度センサー９で検知される浴室温度の温度偏差をいい、つまり、浴室温度センサー９で検知される浴室温度から目標設定温度を引いたものである。

次に、浴室温度の制御動作を説明する。ミスト運転が開始されると、温風吹き出しとミスト噴霧とによって、より早く浴室１３内をミストサウナ状態にして短時間で暖房することができる。このとき、浴室温度センサー９によって浴室温度が検知され、この浴室温度が目標設定温度に近づくように、循環ファン５の風量レベルを調節する。

ところが、一般的に、循環ファン５の風量レベルを下げると、温風の熱が浴室１３の天井付近にこもり、天井付近と入浴者のいる浴室下方付近との間で温度のギャップが大きくなり、一方、天井付近に設置される浴室温度センサー９は、天井付近の温度を検知しているため、浴室温度センサー９により検知される浴室温度が目標設定温度よりも高いのに、入浴者がいる浴室下方付近の温度が低すぎることがある。

そこで、本発明では、上記温度ギャップがあることを見越し、温度偏差Δｔが所定レベルよりも小さい場合（暖房負荷が大きい場合）は、図２（ａ）に示す温風量制御モードを実行する。この温風量制御モードは、温度偏差Δｔが大きくなるに従って循環ファン５の風量レベルを段階的に下げていくように制御する。図２（ａ）においては循環ファン５の風量レベルを最大風量の段階Ａ１から最小風量の段階Ａ７までの７段階に分け、ミスト用の熱動弁８ａを全開にした状態で、温度偏差Δｔが０のときはＡ１からＡ２に循環ファン５の風量レベルを１段階下げ、温度偏差Δｔが＋１のときはＡ２からＡ３に循環ファン５の風量レベルをさらに１段階下げる。同様にして、温度偏差Δｔが＋５のときはＡ６からＡ７に循環ファン５の風量レベルをさらに１段階下げ、最終的にＡ７では熱動弁８ａを全閉状態にする。なお、熱動弁８ａの全閉状態でも循環ファン５は回転している。

一方、温度偏差が所定レベルよりも大きい場合（暖房負荷が小さい場合）は、図２（ｂ）に示すミスト温度制御モードを実行する。このミスト温度制御モードは、温度偏差Δｔが大きくなるに従ってミスト用制御弁１２を構成する水比例弁１２ａの開度を段階的に下げていくように調節する。図２（ｂ）においては、水比例弁１２ａの開度を最大レベルＢ５から最小レベルＢ５までの５段階に分け、ミスト用熱交換器１１の出口温度（ミスト噴霧温度）をミスト温度センサー１８にて監視して、水比例弁１２ａの開度を段階的（例えば、５℃きざみ）に下げたり、上げたりする。つまり、温度偏差Δｔが＋４のときはＢ１からＢ２に水比例弁１２ａの開度を１段階絞り、温度偏差Δｔが＋５のときはＢ２からＢ３に水比例弁１２ａの開度をさらに１段階絞る。同様にして、温度偏差Δｔが＋７のときはＢ４からＢ５に水比例弁１２ａの開度をさらに１段階絞る。

なお図２の例では、＋３＜温度偏差Δｔ＜＋５の範囲で、循環ファンの制御領域と水比例弁１２ａの調整領域を重複させているが、さらに広い領域で重複させてもよいし、また、必ずしも重複させる必要もない。

上記構成によれば、温度偏差Δｔの大小に応じて温風量制御モードとミスト温度制御モードとを自動的に実行するので、温風の熱が浴室１３の天井付近にこもることによる弊害（入浴者がいる浴室下方温度の下がり過ぎ）を防止でき、浴室１３の熱負荷に応じたミスト運転の自動化を実現できる。つまり、浴室１３の広さやその断熱性能、四季による外気温度変化に影響されることがなく、例えば冬場にミスト（強）＋温風暖房（強）にした場合、或いは夏場にミスト（強）＋温風暖房（弱）にした場合やミスト（弱）＋温風暖房（ＯＦＦ）にした場合等であっても、従来のような手動操作による煩わしい切り換え操作を行なわずして、浴室１３の必要温度３８℃〜４６℃を満足させることができる。これによりユーザーは浴室温度の調節を意識することなく、しかも老若男女を問わず、暑さ感や寒さ感を感じることのない快適なサウナ効果が得られるものである。

また本例では、ミスト温度制御モードの実行開始を、温度偏差Δｔを利用するので、つまり、浴室温度センサー９により検知される温度と入浴者がいる浴室中心付近の温度とのギャップを利用して行なうので、ミスト温度制御モードの実行開始のタイミングの把握が容易であり、従って、制御部４の回路構造を簡略化できる利点がある。

また、ミスト噴霧装置３を長期間使用せずに、ミストノズル１０に水を供給するミスト用給水管路２０内に水が汚れて滞留している場合があるが、本例では、ミスト運転開示時にノズル弁２４ａ，２４ｂを閉じ且つ給水弁２２及び排水弁２６を開く操作を行なうことによって、ミスト用給水管路２０内の残水をミスト用排水管路２１から水抜きすることができ、汚れた水や残水が浴室１３内に噴霧するのを防止できる。さらに、ノズル弁２４ａ，２４ｂを対応するミストノズル１０に各々近接して配置しているので、ノズル弁２４ａ，２４ｂとミストノズル１０との間のパイプ部分２８の距離が短くなり、ミスト運転を停止してノズル弁２４ａ，２４ｂを閉じた後に、パイプ部分２８に溜まる水の量を極力減らすことができ、これにより運転停止状態でミストノズル１０から自然に抜けていく水（垂れ水）の量を減らすことができると共に、パイプ部分２８において空気置換による水の汚染防止を図ることができ、この結果、衛生的なミストサウナ浴を楽しむことができる。

なお前記各実施形態では、循環ファン５の風量レベルを７段階とし、水比例弁１２ａの開度レベルを５段階としたが、もちろんこれは一例であり、段階数は問わない。また、循環ファン５の風量調節を回転数の増減で行なう場合を説明したが、もちろん回転数以外の調節方法であってもよい。

また、目標設定温度の好ましい例として４０℃〜４３℃を挙げたが、もちろんこの数値は一例であり、ユーザーの好み、或いは四季の季節に応じて３８℃〜４６℃の範囲内で適宜設定変更自在である。

図８は、図１の変形例であり、ノズル弁２４ａ，２４ｂとミストノズル１０との間のパイプ部分２８にチャッキ弁２９を配置した場合の一例を示している。チャッキ弁２９は、非使用時は閉じていて空気が逆流せず、一定の水圧がかかったときに開放される空気置換防止弁として機能する。本例ではチャッキ弁２９によってミストノズル１０からの空気の侵入を防止できるため、パイプ部分２８に溜まった水が空気置換によって汚染されることがなくなり、この結果、汚染された水を噴出することのない衛生上の効果が得られる。また本例では、また、チャッキ弁２９を暖房乾燥機本体２に内蔵される弁ボックス５６ａ（図４）に収納し、ノズル弁２４ａ，２４ｂをチャッキ弁２９から距離をあけてミストボックス５６内のミスト用熱交換器１１側近くに配置しているので、電磁弁からなるノズル弁２４ａ，２４ｂの配線などの組み立て性が良好になる効果も同時に得られる。

本発明の一実施形態のミストサウナ機能付き浴室暖房乾燥機の配管構造の説明図である （ａ）は同上の温風量制御モードを説明するグラフ、（ｂ）は同上のミスト温度制御モードを説明するグラフである。 同上の浴室の天井部にミストサウナ機能付き浴室暖房乾燥機を設置した場合の斜視図である。 同上のミストサウナ機能付き浴室暖房乾燥機の断面図である。 同上のミストサウナ機能付き浴室暖房乾燥機を下方から見た斜視図である。 同上の制御部に関連するブロック図である。 同上のミスト用熱交換器の伝熱プレートの説明図である。 本発明の他の実施形態の説明図である。

符号の説明

１ ミストサウナ機能付き浴室暖房乾燥機
２ 暖房乾燥機本体
３ ミスト噴霧装置
４ 制御部
５ 循環ファン
７ 温風用熱交換器
８ 温風用制御弁
９ 浴室温度センサー
１０ ミストノズル
１１ ミスト用熱交換器
１２ ミスト用制御弁
１３ 浴室

Claims (2)

1. 浴室内に温風を供給する暖房乾燥機本体と、温水をミスト状に噴霧するミスト噴霧装置と、浴室を所定温度に制御する制御部とを備え、上記暖房乾燥機本体は、循環ファンと、循環ファンからの風を温水により加熱する温風用熱交換器と、温風用熱交換器への温水の供給量を調節する温風用制御弁と、天井付近の浴室温度を検知する浴室温度センサーとを有し、上記ミスト噴霧装置は、ミストサウナ用の温水を噴霧するミストノズルと、ミストノズルに供給される水を加熱するミスト用熱交換器と、ミスト用熱交換器への温水の供給量を調節するミスト用制御弁とを有し、上記制御部は、目標設定温度に対する浴室温度センサーで検知される浴室温度の温度偏差（＝浴室温度センサーで検知される浴室温度−目標設定温度）が所定レベルより小さい場合は温度偏差が大きくなるに従って循環ファンの風量レベルを段階的に下げていくように制御する温風量制御モードを自動的に実行し、温度偏差が所定レベルより大きい場合は温度偏差が大きくなるに従ってミスト用制御弁の開度を段階的に下げていくように調節するミスト温度制御モードを自動的に実行することを特徴とするミストサウナ機能付き浴室暖房乾燥機。
2. 上記ミスト温度制御モードは、ミスト用熱交換器の出口温度を監視し、ミスト噴霧温度を段階的に下げていくようにミスト用制御弁の開度を制御することを特徴とする請求項１記載のミストサウナ機能付き浴室暖房乾燥機。

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