(57)【要約】【課題】コスト上昇や装置の大型化を抑え、水蒸気の発生量を即時的に調整可能なサウナ機能付き浴室暖房機を提供する。【解決手段】サウナ機能付き浴室暖房機１は、浴室ＢＲに連通する吸込口２１ａと吹出口２１ｂとを結ぶ通風路と、通風路に設けられ、浴室ＢＲ内の空気を吸込口２１ａから吸い込み、吹出口２１ｂから浴室ＢＲに吹き出す循環ファン２２と、通風路に設けられた暖房用放熱器４ｂとを有し、浴室ＢＲを暖房する暖房機構２と、水を噴霧する噴霧ノズル３２と、噴霧ノズル３２が噴霧した水を蒸発させる蒸発器３１と、噴霧ノズル３２に水を供給する水路３３とを有し、水蒸気を発生させる加湿機構３とを備え、加湿機構３が発生する水蒸気を、暖房用放熱器２３で加熱された空気に混入させ、浴室ＢＲを高温多湿のサウナ状態にする。さらに、噴霧ノズル３２が噴霧する水量を制御するコントローラ５を備える。【選択図】図１
2010133631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴室に連通する吸込口と吹出口とを結ぶ通風路と、通風路に設けられ、浴室内の空気を吸込口から吸い込み、吹出口から浴室に吹き出す循環ファンと、通風路に設けられた暖房用放熱器とを有し、浴室を暖房する暖房機構と、
水を噴霧する噴霧ノズルと、噴霧ノズルが噴霧した水を蒸発させる蒸発器と、噴霧ノズルに水を供給する水路とを有し、水蒸気を発生させる加湿機構とを備え、加湿機構が発生する水蒸気を、暖房用放熱器で加熱された空気に混入させることにより、浴室を高温多湿のサウナ状態にするサウナ機能付き浴室暖房機であって、
噴霧ノズルが噴霧する水量を制御する噴霧量制御手段を備えることを特徴とするサウナ機能付き浴室暖房機。
【請求項２】
前記水路に介設され、閉弁で噴霧ノズルへの水の供給を遮断する開閉弁を備え、噴霧量制御手段は、開閉弁の開閉を調整することによって、噴霧ノズルが噴霧する水量を制御することを特徴とする請求項１記載のサウナ機能付き浴室暖房機。
【請求項３】
前記水路に介設され、開閉度に応じて噴霧ノズルに供給される水量を調整する流量調整弁を備え、噴霧量制御手段は、流量調整弁の開閉度を調整することによって、噴霧ノズルが噴霧する水量を制御することを特徴とする請求項１記載のサウナ機能付き浴室暖房機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浴室を高温多湿のサウナ状態にすることが可能なサウナ機能付き浴室暖房機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、暖房用熱交換器を有する熱源機と、浴室に連通する吸込口と吹出口とを結ぶ通風路と、通風路に介設され、浴室内の空気を吸込口から吸い込み、吹出口から浴室に吹き出す循環ファンと、通風路に介設された暖房用放熱器と、熱源機の暖房用熱交換器で加熱された熱媒体を暖房用放熱器に循環させる主熱媒循環路とを有し、浴室を暖房する暖房機構と、蒸発器に向かって温水を噴霧する噴霧ノズルと、噴霧ノズルに温水を供給する温水路とを有し、噴霧ノズルが噴霧した温水を蒸発器で蒸発させて水蒸気（ミスト）を発生させる加湿機構とを備え、加湿機構が発生する水蒸気を、暖房用放熱器で加熱された空気に混入させることにより、浴室を高温多湿のサウナ（スチームサウナ）状態にするサウナ機能付き浴室暖房機が知られている。
【０００３】
このようなサウナ機能付き浴室暖房機では、浴室内の湿度が最適となるように、加湿機構が発生する水蒸気量（加湿量）を調整する必要がある。
【０００４】
そこで、特許文献１及び２に記載の蒸気発生装置は、熱交換器（蒸発器）に温水を拡散する複数本の拡散パイプと、各拡散パイプへの通水を閉弁で遮断する開閉弁とを備えている。そして、各開閉弁の開閉を制御し、熱交換器に拡散する温水量を変更することにより、水蒸気の発生量を調整している。また、熱交換器に対する拡散パイプの位置や温水の拡散方向を制御し、熱交換器への拡散面積を変更することによって、水蒸気の発生量を調整することも記載されている。
【０００５】
また、特許文献３に記載の蒸気発生装置においては、熱交換器（蒸発器）に温水を拡散する拡散パイプと、拡散された温水を回収するバッファタンクと、バッファタンク内の温水を汲み上げて拡散パイプに供給する循環ポンプとを備えている。そして、循環ポンプの回転数を制御し、拡散パイプから熱交換器に拡散する温水量を変更することにより、水蒸気の発生量を調整している。また、熱交換器に接続された熱動弁の開閉を制御して、水蒸気の発生量を調整することも記載されている。
【特許文献１】特開２００７−１５２０００号公報
【特許文献２】特開２００７−１５２００１号公報
【特許文献３】特開２００７−２７１１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１または２に記載された蒸気発生装置においては、複数の拡散パイプごとに開閉弁を設ける必要があるため、コストが高くなるという問題があった。一方、拡散パイプの位置や温水の拡散方向を制御するためには、拡散パイプを移動または回転する機構が必要となり、装置が大型化するので、天井裏への埋め込みが困難になるという問題があった。さらに、騒音やコストが高くなるという問題もあった。
【０００７】
また、特許文献３に記載された蒸気発生装置においては、循環ポンプを設ける必要があるため、コストが高くなるという問題があった。さらに、熱交換器に接続された熱動弁の開閉を制御する場合、熱交換器の熱容量が大きいため、熱交換器の蒸発能力の変更に時間がかかり、水蒸気の発生量を即時的に調整できないという問題があった。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑み、コスト上昇や装置の大型化を抑え、水蒸気の発生量を即時的に調整可能なサウナ機能付き浴室暖房機を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明のサウナ機能付き浴室暖房機は、浴室に連通する吸込口と吹出口とを結ぶ通風路と、通風路に設けられ、浴室内の空気を吸込口から吸い込み、吹出口から浴室に吹き出す循環ファンと、通風路に設けられた暖房用放熱器とを有し、浴室を暖房する暖房機構と、水を噴霧する噴霧ノズルと、噴霧ノズルが噴霧した水を蒸発させる蒸発器と、噴霧ノズルに水を供給する水路とを有し、水蒸気を発生させる加湿機構とを備え、加湿機構が発生する水蒸気を、暖房用放熱器で加熱された空気に混入させることにより、浴室を高温多湿のサウナ状態にするサウナ機能付き浴室暖房機であって、噴霧ノズルが噴霧する水量を制御する噴霧量制御手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明のサウナ機能付き浴室暖房機によれば、噴霧量制御手段を備えるので、噴霧ノズルが蒸発器に噴霧する水量を制御することができる。そのため、蒸発器の蒸発能力が一定であっても、噴霧ノズルが蒸発器に噴霧する水量を制御することにより、加湿機構での水蒸気の発生量を変更することができる。そして、噴霧ノズルが噴霧する水量の変化に応じて、加湿機構での水蒸気の発生量は即時的に変化する。従って、水蒸気の発生量を即時的に調整することが可能となる。
【００１１】
ところで、通常、噴霧ノズルへの水の供給を遮断する弁が水路に介設されており、加湿機構での水蒸気の有無に応じて弁の開閉制御が行われる。そして、このような弁のなかでも開閉弁はコスト的に安価である。そこで、本発明のサウナ機能付き浴室暖房機は、前記水路に介設され、閉弁で噴霧ノズルへの水の供給を遮断する開閉弁を備え、噴霧量制御手段は、開閉弁の開閉を調整することによって、噴霧ノズルが噴霧する水量を制御することが好ましい。これにより、新たな構成部材を追加することなく噴霧ノズルが噴霧する水量を制御することができる。よって、コスト上昇や装置の大型化を伴うことなく、水蒸気の発生量を即時的に調整することが可能となる。
【００１２】
しかし、開閉弁を開閉するとき、騒音が発生する。そこで、騒音の発生を抑制したい場合、本発明のサウナ機能付き浴室暖房機は、前記水路に介設され、開閉度に応じて噴霧ノズルに供給される水量を調整する流量調整弁を備え、噴霧量制御手段は、流量調整弁の開閉度を調整することによって、噴霧ノズルが噴霧する水量を調整することが好ましい。
【００１３】
この場合も、新たな構成部材を追加することなく噴霧ノズルが噴霧する水量を制御することができる。よって、コスト上昇を抑え、装置の大型化を伴うことなく、水蒸気の発生量を即時的に変更することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施形態に係るサウナ機能付き浴室暖房機１を図面を参照して説明する。
【００１５】
サウナ機能付き浴室暖房機１は、図１に示すように、暖房機構２、加湿機構３、及び熱源機４を備える。熱源機４は、バーナ４ａで加熱される暖房用熱交換器４ｂを備えている。
【００１６】
暖房機構２は、図２に示すように、浴室ＢＲの天井部ＢＲ１に配置される。暖房機構２は、浴室ＢＲに連通する吸込口２１ａ及び吹出口２１ｂを下面に有し、吸込口２１ａと吹出口２１ｂとを結ぶ通風路を画成する通風ケース２１と、通風ケース２１内に配置され浴室ＢＲ内の空気を通風ケース２１内の通風路を介して循環させる循環ファン２２と、通風ケース２１内に配置され空気を加熱する暖房用放熱器２３とを有している。暖房用放熱器２３は、詳細は図示しないが、図２の紙面垂直方向に積層した多数のフィンとこれらフィンを貫通する蛇行形状のチューブとを備えたフィンチューブ型熱交換器である。循環ファン２２により吸込口２１ａから通風ケース２１内に吸い込まれた浴室ＢＲの空気は、暖房用放熱器２３で加熱され、温風となって吹出口２１ｂから浴室ＢＲに吹き出される。
【００１７】
暖房機構２は、さらに、図１に示すように、暖房用放熱器２３に接続され、熱源機４の暖房用熱交換器４ｂに連なる主熱媒循環路２４を有している。暖房機構２内の主熱媒循環路２４には、暖房用熱媒弁２４ａが介設されている。一方、熱源機４内の主熱媒循環路２４には、シスターン２４ｂ及び循環ポンプ２４ｃが介設されている。暖房用熱媒弁２４ａの開弁及び循環ポンプ２４ｃの作動で熱媒体（水、不凍液等）が循環する。熱源機４の暖房用熱交換器４ｂで加熱された熱媒体は、暖房用放熱器２３の前記チューブ内に供給され、暖房用放熱器２３で放熱された後、熱源機４の暖房用熱交換器４ｂへ戻り再び加熱される。
【００１８】
加湿機構３は、主熱媒循環路２４から分岐させた第１副熱媒循環路２５と、第１副熱媒循環路２５に介設された熱動弁２５ａ及び蒸発器３１と、蒸発器３１に向けて温水を噴霧する噴霧ノズル３２とを有している。蒸発器３１及び噴霧ノズル３２は、図２に示すように、通風ケース２１内に配置されている。蒸発器３１は、詳細は図示しないが、図２の紙面垂直方向に積層した多数のフィンとこれらフィンを貫通する蛇行形状のチューブとを備えたフィンチューブ型熱交換器である。図１に示すように、熱源機４の暖房用熱交換器４ｂで加熱された熱媒体は、第１副熱媒循環路２５を介して、蒸発器３１の前記チューブ内に供給され、蒸発器３１で放熱された後、熱源機４の暖房用熱交換器４ｂへ戻り再び加熱される。噴霧ノズル３２には温水路（水路）３３が連なる。温水路３３には、上流側から順に、フィルタ３３ａ、給水弁３３ｂ、逆止弁３３ｃ、液々熱交換器３４、温水用温度センサ３３ｄ、温水弁３３ｅが介設されている。
【００１９】
液々熱交換器３４には、温水路３３を介して水道水が供給される。液々熱交換器３４には、主熱媒循環路２４から分岐した第２副熱媒循環路２６が接続されており、この第２副熱媒循環路２６に流量制御弁２６ａが介設されている。このようにして、熱源機４の暖房用熱交換器４ｂで加熱された熱媒体が流量制御弁２６ａの開弁で液々熱交換器３４に供給され、温水路３３に流れる水が液々熱交換器３４で熱媒体の熱により加熱され、温水となって噴霧ノズル３２に供給される。噴霧ノズル３２は、蒸発器３１の後面上部に幅方向全域に亘り微細水滴がかかるように、供給された温水を扇状に噴霧する。なお、液々熱交換器３４に流れる熱媒体の流量を流量制御弁２６ａにより変化させることにより、噴霧ノズル３２に供給される温水の温度が変化する。
【００２０】
蒸発器３１には、熱源機４の暖房用熱交換器４ｂで加熱された熱媒体が熱動弁２５ａの開弁で供給され、噴霧ノズル３２から噴霧される温水を蒸発させる。噴霧ノズル３２から噴霧された温水のうち蒸発せずに蒸発器３１から滴下する温水は、ドレンパン３５ａを介して排水路３５で回収され、浴室ＢＲ内に設けられた図外の浴室用ドレンパン等を介し浴室外へ排水される。排水路３５には、温水路３３の液々熱交換器３４の上流側から延びるバイパス路３６が接続されている。バイパス路３６により、液々熱交換器３４で加熱される前の水道水が排水路３５に供給され、排水路３５を流れる湯が冷却される。
【００２１】
サウナ機能付き浴室暖房機１は、図２に示すように、噴霧量制御手段であるコントローラ５を備えている。コントローラ５は、暖房機構２、加湿機構３の作動を制御する。また、コントローラ５は、図外のリモコンと熱源機４のコントローラ（図示省略）とに通信可能に接続されている。リモコンには、暖房スイッチ、サウナスイッチ等の各種スイッチが設けられている。そして、コントローラ５は、これらスイッチの操作に応じて暖房運転制御、サウナ運転制御等の各種制御を実行する。
【００２２】
サウナ機能付き浴室暖房機１は、さらに、浴室ＢＲ内の湿度を検出する湿度センサ６を備えている。この湿度センサ６及び温水用温度センサ３３ｄからの検出信号は、コントローラ５に入力される。コントローラ５は、これらセンサ６，３３ｄからの検出信号に応じて、サウナ運転制御等の各種制御を実行する。
【００２３】
次に、リモコンの暖房スイッチがオンされたときのコントローラ５の作動を説明する。コントローラ５は、暖房用バーナ４ａを燃焼させ、且つ、循環ポンプ２４ｃを作動させる暖房指令を熱源機４に送ると共に、暖房用熱媒弁２４ａを開弁し、暖房用熱交換器４ｂで加熱された熱媒体を主熱媒循環路２４を介して暖房用放熱器２３に循環させ、さらに、循環ファン２２を作動させて、温風を浴室ＢＲに送風する暖房運転制御を行う。そして、コントローラ５は、暖房スイッチがオフされたとき、暖房用バーナ４ａの燃焼を停止させると共に、熱源機４に循環ポンプ２４ｃの作動を停止させる指令を送り、暖房用熱媒弁２４ａを閉弁し、暖房運転を終了する。
【００２４】
次に、リモコンのサウナスイッチがオンされたときのコントローラ５の作動を説明する。コントローラ５は、上述した暖房運転制御を行うと共に加湿運転制御を行うことにより、サウナ運転制御を行う。コントローラ５は、第１副熱媒循環路の熱動弁２５ａを開弁し、温水用温度センサ３３ｄで検出される温水の温度が所定の設定温度になるように流量制御弁２６ａの開度を制御し、湿度センサ６で検出される浴室ＢＲの湿度が所定の設定湿度になるように温水弁３３ｅの開閉を制御することにより加湿運転制御を行う。なお、湿度センサ６を設けることなく、例えば、温水弁３３ｅを所定間隔で開閉することにより加湿運転制御を行ってもよい。温水路３３に供給される水道水は、液々熱交換器３４で加熱され温水となり、温水弁３３ｅが開弁されることにより、噴霧ノズル３２から噴霧され、蒸発器３１で加熱されて蒸発する。こうして発生した水蒸気は、循環ファン２２により温風と共に吹出口２１ｂから浴室ＢＲ内に吹き出され、浴室ＢＲ内の入浴者はサウナを楽しむことができる。そして、コントローラ５は、サウナスイッチがオフされたとき、暖房運転制御を終了させると共に、熱動弁２５ａ、流量制御弁２６ａ及び温水弁３３ｅを閉弁して処理を終了する。
【００２５】
コントローラ５は、湿度センサ６で検出される浴室ＢＲの湿度が所定の設定湿度未満であるとき、温水弁３３ｅを開弁して、噴霧ノズル３２から蒸発器３１に温水を噴霧させて、水蒸気を発生させる。一方、湿度センサ６で検出される浴室ＢＲの湿度が所定の設定湿度以上であるとき、温水弁３３ｅを閉弁して、噴霧ノズル３２からの温水の噴霧を停止させて、水蒸気の発生を抑える。このように、  コントローラ５は、温水弁３３ｅの開閉を制御して、噴霧ノズル３２の噴霧量を変更して、水蒸気の発生量を調整することによって、浴室ＢＲの湿度が所定の設定湿度となるようにしている。
【００２６】
なお、流量制御弁２６ａの開度を制御して、噴霧ノズル３２に供給される温水の温度を変更することによっても、水蒸気の発生量を調整することは可能である。しかしながら、水蒸気の発生量を抑えるために、流量制御弁２６ａの開度を低くして、噴霧ノズル３２に供給される温水の温度を低くしようとしても、液々熱交換器３４の熱容量が大きいため、水蒸気の発生が抑えられるまでに時間がかかるという不具合が生じる。さらに、噴霧ノズル３２が噴霧する温水の温度が低いと、蒸発器３１内を通過する熱媒体が過度に放熱されて、暖房機構２での暖房能力が低下するという不具合も生じる。また、水蒸気の発生量を増すために、流量制御弁２６ａの開度を高くして、噴霧ノズル３２に供給される温水の温度を高くしようとしても、水蒸気の発生が増えるまでに時間がかかるという不具合が生じる。さらに、蒸発せずにドレンパン３５ａに流下する温水の温度が高くなるので、ドレンパン３５ａが変形する、バイパス路３６から供給する冷却水を多量に必要とするという不具合が生じる。さらに、水蒸気の発生を抑制、増加させるために時間がかかるので、予測制御が必要となるため、制御が困難である。
【００２７】
また、熱動弁２５ａの開閉を制御して、蒸発器３１での蒸発能力を変更することによっても、水蒸気の発生量を調整することは可能である。しかしながら、水蒸気の発生量を抑えるために、熱動弁２５ａを閉弁しても、蒸発器３１の熱容量が大きいため、水蒸気の発生が停止するまでに時間がかかるという不具合が生じる。そして、水蒸気を発生させるために、熱動弁２５ａを開弁したときも、同様に、水蒸気の発生が再開されるまでに時間がかかるという不具合が生じる。さらに、水蒸気の発生を抑制、増加させるために時間がかかるので、予測制御が必要となるため、制御が困難である。
【００２８】
以上のように、流量制御弁２６ａや熱動弁２５ａの開閉を制御して、水蒸気の発生量を調整すると、上述のような不具合が生じる。他方、温水弁３３ｅを開閉して、水蒸気の発生量を調整しても、このような不具合は生じない。即ち、温水弁３３ｅの開閉により、噴霧ノズル３２からの噴霧は即時的に再開、停止され、水蒸気の発生も速やかに再開、停止する。また、噴霧ノズル３２に供給される温水は適温でよいため、蒸発器３１内での熱媒体の過度な放熱、ドレンパン３５ａの変形、多量の冷却水の使用という不具合は生じない。
【００２９】
なお、コントローラ５による温水弁３３ｅの開閉制御は上述したものに限定されない。例えば、コントローラ５が、湿度センサ６で検出される浴室ＢＲの湿度が所定の設定湿度範囲以内にあるとき、所定の時間間隔で温水弁３３ｅの断続的に開閉するように制御してもよい。また、入浴者が前記コントローラから浴室ＢＲの湿度を設定可能なものであってもよい。このとき、湿度設定の変更に応じて、水蒸気の発生量を迅速に調整できるので、前記流量制御弁２６ａや熱動弁２５ａの開閉を制御する場合に比べて、さらに優位となる。
【００３０】
ところで、温水弁３３ｅを開閉するとき、騒音が発生する。そこで、騒音の発生を抑制したい場合には、温水弁３３ｅとして、流量制御弁を用いればよい。この場合、コントローラ５は、流量調整弁としての温水弁３３ｅの開閉度を調整し、水蒸気の発生量を調整することによって、浴室ＢＲの湿度が所定の設定湿度となるように制御する。これにより、騒音の発生を抑制することができると共に、細やかな制御により湿度の変動を抑制することも可能となる。ただし、温水弁３３ｅとして開閉弁を用いたほうが、コスト的に安価である利点がある。
【００３１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、噴霧ノズル３２が温水を扇状に噴霧する場合について説明したが、噴霧ノズル３２は水を噴霧するものであってもよい。ただし、温水を噴霧するほうが、蒸発効率及び暖房効率が良いため、好ましい。
【００３２】
また、サウナ機能付き浴室暖房機１の浴室の暖房機本体を天井裏に設置する場合について説明したが、暖房機本体を浴室の側壁に設置する壁掛け式のサウナ機能付き浴室暖房機にも本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係るサウナ機能付き浴室暖房機の構成を示す説明図。
【図２】サウナ機能付き浴室暖房機を示す説明断面図。
【符号の説明】
【００３４】
１…サウナ機能付き浴室暖房機、  ２…暖房機構、  ３…加湿機構、  ４…熱源機、  ４ｂ…暖房用熱交換器、  ５…コントローラ（噴霧量制御手段）、  ６…湿度センサ、  ２１…通風ケース、  ２１ａ…吸込口、  ２１ｂ…吹出口、  ２２…循環ファン、  ２３…暖房用放熱器、  ２４…主熱媒循環路、  ２５…第１副熱媒循環路、  ２６…第２副熱媒循環路、  ３１…蒸発器、  ３２…噴霧ノズル、  ３３…温水路（水路）、  ３３ｅ…温水弁（開閉弁）、  ３４…液々熱交換器、  ＢＲ…浴室。
【図１】
2010133631.tif 000003
【図２】
2010133631.tif 000004