(57)【要約】【課題】浴室に使用されるサウナ装置における、安定的なスケール障害防止を目的とする。【解決手段】本体に設けた給水口６からの給水により浴室内の加湿を行うサウナ装置３と、前記給水口６の上流側に水の硬度成分を除去する水質制御装置４と、前記サウナ装置３の運転に応じて前記水質制御装置４を制御する制御手段５とを備え、前記制御手段５は、前記サウナ装置３の運転に応じて、前記水質制御装置４を硬度除去モード、出水モード、再生モードのいずれかのモードで運転するように制御するという構成にしたことにより、サウナ装置３の運転時に流量の変化に応じて水質制御装置４が所定の水質となるよう能力を制御し、あるいは出水、止水を制御し、あるいは回収したスケール成分を装置外に排出、再生することを適切なタイミングに実施することができるため、スケール障害を抑制して安定してサウナ装置３を運転する事ができるサウナシステム１が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体に設けた給水口からの給水により浴室内の加湿を行うサウナ装置と、
前記給水口の上流側に水の硬度成分を除去する水質制御装置と、
前記サウナ装置の運転に応じて前記水質制御装置を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記サウナ装置の運転に応じて、前記水質制御装置を硬度除去モード、出水モード、再生モードのいずれかのモードで運転するように制御することを特徴とするサウナシステム。
【請求項２】
サウナ装置および水質制御装置の機器情報を表示するための表示手段を備えることを特徴とする請求項１記載のサウナシステム。
【請求項３】
水質制御装置が、少なくとも１対の対向する電極を備え、
制御手段から前記電極に給電して水中の硬度成分を除去することを特徴とする請求項１または２に記載のサウナシステム。
【請求項４】
制御手段は、
水質制御装置を硬度除去モードおよび出水モードで運転した後、
電極の極性を反転して電極面に付着した硬度成分を電極面から除去して水質制御装置の外部に排出する再生モードを実行することを特徴とする請求項３に記載のサウナシステム。
【請求項５】
電極の少なくとも一部が複数の炭素繊維からなり、
炭素繊維の間を通水して硬度成分を除去することを特徴とする請求項３または４に記載のサウナシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浴室において使用されるサウナ装置およびスケール防止のための水質制御装置からなるサウナシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のサウナ装置は、浴室の天井に設置して浴室内の空気を吸い込み、加熱したのち、霧化、蒸発を行って空気を加湿したのち、浴室に吹き出して浴室内をサウナ空間とするものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、そのサウナ装置について図５を参照しながら説明する。
【０００４】
図５に示すように、サウナ装置１０１は循環送風機１０２と空気を加熱する加熱装置１０３、散水装置１０４、霧化装置１０５、蒸発促進部材１０６およびそれらを連通する風路構造１０７からなる。散水装置１０４から噴出した水は、蒸発促進部材１０６に接触し、加熱空気によって蒸発する。また、霧化装置１０５は、下部に溜まった水を超音波で霧化し、蒸発促進部材１０６あるいはバイパスして後段の風路構造１０７に霧状の水滴を供給する。このように、サウナ装置１０１は、浴室を加湿するために、機器内部で連続的に水を大量に蒸発させて加湿空気を作り出し、浴室内をサウナ空間とするものである。
【０００５】
一方、この種のサウナ装置に供給する水のスケール成分の除去方法には、いくつかの手法が知られているが、その一つに電極を用いた電気分解によるものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
以下、そのスケール防止方法について図６を参照しながら説明する。
【０００７】
図６に示すように、冷却塔１０７によって気化、濃縮された冷却水１０８は、熱交換器１０９に供給される前に、電極を具備する電解槽１１０を通過させ、電気分解によって電極上にスケール成分を付着させ、スケール成分を除去したのち、熱交換器１０９に供給される。また、電極上に付着したスケール成分は、極性を反転させることで電極上から剥離され、後段のスケール回収手段１１１で回収され、系外に排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４７４０８０２号公報
【特許文献２】特開２００１−２５９６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような従来のサウナ装置においては、水質の制御装置を備えていないので、水中にカルシウムやマグネシウムなどの成分が多く含まれる場合には、サウナ装置内で水を気化させたときに、これらの成分が装置内に残留し、不溶性の塩となって固着し、装置を閉塞させるなどのスケール障害を引き起こすという課題を有していた。
【００１０】
一方、スケールを除去する手段を設けていた場合には、スケール除去能力は使用状況によって変動するため、適切なタイミングでスケール除去や再生制御を行わなければ、除去能力が不足して、十分な水質が得られないという課題を有していた。
【００１１】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、サウナ装置とスケールを除去するための水質制御装置を備え、これらを連動して運転制御することで、安定してスケール障害を防止しながらサウナ装置を運転することができるサウナシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そして、この目的を達成するために、本発明は、本体に設けた給水口からの給水により浴室内の加湿を行うサウナ装置と、前記給水口の上流側に水の硬度成分を除去する水質制御装置と、前記サウナ装置の運転に応じて前記水質制御装置を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記サウナ装置の運転に応じて、前記水質制御装置を硬度除去モード、出水モード、再生モードのいずれかのモードで運転するように制御することを特徴としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、本体に設けた給水口からの給水により浴室内の加湿を行うサウナ装置と、前記給水口の上流側に水の硬度成分を除去する水質制御装置と、前記サウナ装置の運転に応じて前記水質制御装置を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記サウナ装置の運転に応じて、前記水質制御装置を硬度除去モード、出水モード、再生モードのいずれかのモードで運転するという構成にしたことにより、サウナ装置の運転時に流量の変化に応じて水質制御装置が所定の水質となるよう能力を制御し、あるいは水質制御装置からの出水、止水を制御し、あるいは水質制御装置に蓄積したスケール成分を装置外に排出、再生することを適切なタイミングに実施することができるため、スケール除去が不足してスケール障害が起きる事を防止して安定してサウナ装置を運転する事ができ、あるいは流量が少ないときに過剰な運転を抑制してエネルギーを低減するという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１のサウナシステムの構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１のサウナ装置の構成を示す模式図
【図３】本発明の実施の形態１の水質制御装置の構成を示す模式図
【図４】本発明の実施の形態１の水質制御装置の制御工程を示すフローチャート
【図５】従来のサウナ装置を示す模式図
【図６】従来のスケール防止方法を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の請求項１記載のサウナシステムは、本体に設けた給水口からの給水により浴室内の加湿を行うサウナ装置と、前記給水口の上流側に水の硬度成分を除去する水質制御装置と、前記サウナ装置の運転に応じて前記水質制御装置を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記サウナ装置の運転に応じて、前記水質制御装置を硬度除去モード、出水モード、再生モードのいずれかのモードで運転するように制御するという構成を有する。
【００１６】
これにより、サウナ装置の運転時に流量の変化に応じて水質制御装置が所定の水質となるよう能力を制御し、あるいは水質制御装置からの出水、止水を制御し、あるいは水質制御装置に蓄積した硬度成分を装置外に排出、再生することを適切なタイミングに実施することができるため、スケール除去が不足してスケール障害が起きる事を防止して安定してサウナ装置を運転する事ができ、あるいは流量が少ないときに過剰な運転を抑制してエネルギーを低減するという効果を奏する。
【００１７】
また、サウナ装置および水質制御装置の機器情報を表示するための表示手段を備える構成にしてもよい。これにより、水質制御装置のメンテナンス時期を使用者が容易に知る事ができるので、水質制御装置の劣化にともなう水質の低下を防ぐという効果を奏する。
【００１８】
また、水質制御装置が、少なくとも１対の対向する電極を備え、制御手段から前記電極に給電して水中の硬度成分を除去するようにしてもよい。これにより、電気的な制御によって必要時に水質を制御できるようになり、サウナ装置を使用しないときには水質制御装置の運転を停止して、エネルギーを低減し、さらに寿命を延ばすことができるという効果を奏する。
【００１９】
また、制御手段は、水質制御装置を硬度除去モードおよび出水モードで運転した後、電極の極性を反転して電極面に付着した硬度成分を電極面から除去して水質制御装置の外部に排出する再生モードを実行することにしてもよい。これにより、電極上に付着した硬度成分を排出し、装置内に蓄積して閉塞することを防止することができるため、装置の故障を減らす事ができるという効果を奏する。
【００２０】
また、電極の少なくとも一部が複数の炭素繊維からなり、炭素繊維の間を通水して硬度成分を除去するという構成にしてもよい。これにより、水と電極材料との距離を近くに保ち、より大きな電気誘引力を水中の硬度成分に与えることができるため、電極上への硬度成分の付着能力が高く、小型化できるという効果を奏する。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１に示すように、サウナシステム１は、浴室２の天井付近に設置して浴室２内を加湿し、サウナ浴をするためのシステムである。サウナシステム１は、サウナ空気を創出するためのサウナ装置３と、サウナ装置３に硬度成分を除去した水を供給するための水質制御装置４と、水質制御装置４の制御を行う制御手段５から構成される。水質制御装置４は、サウナ装置３の本体に設けた給水口６の上流側に配置され、配管で接続する。
【００２３】
制御手段５は、硬度成分を除去するための硬度除去モードや、硬度を除去した水を排出する出水モード、装置内部に回収した硬度成分を装置外に排出して装置を再生するための再生モードなどの運転モードの実行、切り替えの制御を行う。一方、サウナ装置３には、電磁弁やモーターなど各種アクチュエータの制御や、使用者の設定どおりのシーケンスでサウナ運転などの運転モードを実行するためのサウナ制御手段７を設ける。
【００２４】
サウナ制御手段７は、サウナ運転を使用者が実行した場合、サウナ運転に必要なシーケンスを実行するとともに、水質制御装置４の制御手段５に信号を送信し、水を供給させる。制御手段５は、サウナ制御手段７から運転信号を受け取り、サウナ運転と連動して硬度を除去した水を出水するために必要な水質制御装置４の運転を実行し、水を供給する。
【００２５】
また、サウナ制御手段７は、サウナ装置３の運転／停止だけでなく、例えば運転モードや運転時間などの水の供給量に関する情報を併せて送信し、制御手段５にもあらかじめサウナ装置３の運転モードによる必要水量のパターンをプログラムしておくことで、必要な水量を確実に供給するようにすることが好ましい。このようにすると、必要量に応じて水質制御装置４を運転することができるため、余計な消費エネルギーを削減することができ、サウナ装置３の寿命を延ばすことができる。
【００２６】
また、サウナ装置３や水質制御装置４の運転状況や設定内容を表示するための表示手段を設ける。表示手段は、浴室内あるいは外の壁面など使用者の目に付くところにリモコン８を設置し、そのリモコン８上に設ける。表示手段として、例えば液晶などの小型ディスプレイや、ＬＥＤなどのランプとし、文字や図形、照明の点灯、点滅など所定の方法で報知を行う。なお、表示内容としては、サウナ装置３の運転状況の他、例えば水質制御装置４の運転履歴やメンテナンス時期などを通知すると、性能を損なわず、安定して所定の水質を供給することができるため好ましい。
【００２７】
水質制御装置４に供給する原水としては、水道水（例えば導電率１０〜２５０マイクロＳ／ｃｍ、カルシウム硬度２０〜５００、水温５〜３０℃、０．２ＭＰａ程度）を用いると水質が安定しており好ましい。原水は、外部から給水管９を介して供給され、水質制御装置４で処理されたのち、処理水は配管を介してサウナ装置３の給水口６から供給される。
【００２８】
また、水質制御装置４で回収された硬度成分は、水質制御装置４に接続された排水管１０から系外に排出されるようにする。これにより、サウナ装置３内部に硬度成分が蓄積することを防ぐことができ、長期間安定して水質を保つことができる。
【００２９】
尚、処理後一定期間以上経過した滞留水なども定期的に排水するようなシークエンスを制御手段５に入れると、雑菌の繁殖による水質の低下を防止することができるため好ましい。
【００３０】
サウナ装置３の詳細な構成を図２に示す。サウナ装置３は、浴室２に設置して浴室２内の空気を循環できる構成とする。空気を循環させるための循環ファン１１と、空気を加熱するための加熱手段１２、水質制御装置４から供給された処理水を噴霧するためのノズル１３を設け、ノズル１３から噴霧された微細な水滴と加熱空気を混合して高温の加湿空気を作り、浴室内に放出する。
【００３１】
加熱手段１２は、熱源と放熱部から構成されるものとし、例えば熱源としては、ＰＴＣやニクロム線などの電気式ヒーターや、温水を流通させた銅管などがよく、また放熱部としては例えばアルミニウムなどの金属製のフィンが伝熱性や加工性の点から好ましい。
【００３２】
また、ノズル１３は、水を微細化して一定の角度で噴霧するものとし、例えば、ノズル径が０．５から１．０ｍｍで、噴霧角度は３０から１２０度程度のものが、加湿効率の点から好ましい。
【００３３】
また、ノズル１３から噴出した水滴が直接浴室に飛散すると、加湿効率が低下するため、大粒の水滴をトラップするための気液分離手段１４を設ける。気液分離手段１４としては、例えば金属や樹脂などを不織布状にするか、あるいは編みこんだ構造が水滴のトラップと通気抵抗の少なさから好ましい。
【００３４】
サウナ装置３は、浴室２の天井付近や壁などに設置して使用するが、天井埋め込み構造として、天井面と同じ面に表面パネルを設ける構造とすると、浴室内のスペースを活用しやすくなるため好ましい。この場合、本体の浴室側の面には、浴室内の空気を吸い込むための吸い込み口１５と、加湿空気を吹き出すための吹き出し口１６を設け、所定の方向に吹き出すことができるようにするとよい。
【００３５】
サウナ装置３は、サウナ運転の他に、ノズル１３からの水の噴霧を停止した状態で加熱手段と循環ファンの運転を行うことで、浴室暖房、浴室乾燥、あるいは衣類乾燥運転を行うものとしてもよい。また、ダンパ１７を開き、換気ボックス１８から連通するダクトを介して浴室内の湿気を屋外に排出する換気運転を行うことができるようにしてもよい。
【００３６】
一方、水中の硬度成分を除去する方法としてはいくつか存在し、イオン交換樹脂方式、電気透析方式、逆浸透膜方式、電析方式などが知られており、いずれかに限定されるものではない。
【００３７】
図３には、電析方式の水質制御装置４の模式図を示す。電析方式とは、水中に浸漬した電極で電気分解を行い、電極の表面に水中に溶存するカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの硬度成分を炭酸カルシウムや水酸化マグネシウムなどの不溶性の塩として析出させ、水の硬度成分を低減させる方法である。それぞれの極性での反応式は以下のようになるといわれている。
【００３８】
陽極：２ＯＨ-→１／２Ｏ2↑＋Ｈ2Ｏ＋２ｅ-
陰極：２Ｈ+＋２ｅ-→Ｈ2↑
Ｍｇ2+＋２ＯＨ-→Ｍｇ（ＯＨ）2↓
Ｃａ2+＋ＯＨ-＋ＣＯ2→ＣａＣＯ3↓＋Ｈ+
水中に陽極１９および陰極２０を浸漬し、さらに硬度成分が析出する陰極２０側に、表面積を拡大して水との接触効率を高めるために、例えば炭素繊維フェルト２１を陰極２０と圧接するように設置する。陽極１９および陰極２０は、水中に通電できる材料で、例えば、鉄、ステンレス、銅、アルミ、黄銅、チタンなどが使用できるが、耐久性の観点から、チタンが好ましい。
【００３９】
さらに、耐久性を高めるために、チタン表面に白金や酸化イリジウムなどをコーティングしてもよい。陽極１９と陰極２０の間には、それぞれの電極上の反応で発生する気泡や電極反応性生物を分離して整流するための分離手段２２を設けることで電極の反応効率を向上させることができる。分離手段２２は、電気抵抗となりにくい膜状の素材がよく、例えば、ポリプロピレンなどの樹脂のメッシュや、メンブレンが使用できる。また、イオン透過性をもつイオン交換膜なども分離性が良いため好ましい。
【００４０】
処理原水を効率よく電極反応させて処理するためには、処理原水を電極である炭素繊維フェルト２１の内部を一様に透過させるように通水させるとよく、そのために流路を塞ぐように炭素繊維フェルト２１を配置し、給水管９を接続する入水口２３は炭素繊維フェルト２１の上流側に設置する。処理した水が陽極１９の反応水と混合しないよう、分離手段２２の手前側で出水できるよう出水口２５を設ける。
【００４１】
一方、陽極１９側の反応水は、ｐＨが低下するため、陽極１９側に設けた排水口２７から系外に排出されるようにする。あるいは、一部を配管内に流通させて殺菌に用いるか、炭素繊維フェルト２１上に析出したスケールを溶解するための再生液として用いるようにしても良い。
【００４２】
電極には、制御手段５から直流制御で通電を行い、電極反応をさせる。通電条件としては、電流一定制御となるような制御回路を用いると、電圧の変動によらず一定の性能が得られるため好ましい。電流値は目標の回収量を確保できるよう水質や処理流量から予め求めておく。例えば、硬度１００を２０まで低減するものとして、処理流量が１０ｍＬ／ｍｉｎ、電流効率が２０％の場合、必要な電流値は０．１２Ａとなる。
【００４３】
また、電圧は、想定される水質や電極面積、電極間距離などから必要な電圧を検討しておき、十分な出力と耐圧がえられる電子部品を選定しておく必要がある。
【００４４】
図４に、水質制御装置４の運転時の制御フローの一例を示す。
【００４５】
まず、使用者のボタン操作からサウナ運転実行を検知したのち、サウナ制御手段７から水質制御装置４の制御手段５に制御信号が送信され、制御手段５が受信し、水質制御装置４の運転を開始する。
【００４６】
このとき、制御信号からサウナ運転モード信号を検出、判定して処理流量を選定する。と同時に処理流量に応じた電流値設定の判定も実施する。続いて、入水口２３の給水バルブ２４を開き、水を流した後、電極への通電を開始して硬度除去モードを実行する。さらに続いて出水口２５の供給バルブ２６を開き、サウナ装置３に硬度を除去した水を供給する。
【００４７】
サウナ運転は、タイマ制御か、停止操作を実行した場合、運転停止と判定し、サウナ制御手段７から制御手段５に停止信号を発信して、制御手段５は供給バルブ２６を閉止し、電極への通電を停止する。こののち、予め設定した一定時間のうちに運転開始信号を受信しなかった場合、機器の使用を停止したと判定して、回収した硬度成分を排出する再生モードに入る。
【００４８】
再生モードは、硬度除去モードと逆の極性に切り替えて直流電流を通電し、電極反応で付着したスケールを溶解、剥離する。続いて排水口２７の排水バルブ２８を開き、剥離したスケールや電解液を系外に排水する。所定の時間通水したのち、逆通電を停止し、すべてのバルブを閉止して運転を停止する。なお、再生モード実行中は、使用者が再生運転を停止しないよう、表示手段に再生モードを実行中である旨の表示を行うことが、性能を確保する上で好ましい。
【００４９】
また、すべての通電時間の合計時間は、制御手段５に備えた記憶装置に記憶しておき、使用者がリモコン操作で表示を要求した場合に表示手段に表示するか、あるいは、あらかじめ設定した許容使用時間を越えたと判断した場合に、メンテナンスを行うよう使用者に表示手段で報知するという判定制御を設けると、確実な性能維持につながるため好ましい。
【００５０】
なお、実施の形態１では、水質制御装置４に電析方式を用いたが、電析方式にかえてイオン交換樹脂方式や、電気透析方式を用いてもよいが、電析方式は薬剤の頻繁な補充がなく、安価な構成の上、細かい運転制御がしやすい構成なので好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明にかかるサウナシステムは、サウナ運転に使用する水の硬度成分を安定して除去することを可能とするものであるので、浴室に使用されるサウナ装置のスケール障害防止や水質制御装置の運転制御の効率化等として有用である。
【符号の説明】
【００５２】
１  サウナシステム
２  浴室
３  サウナ装置
４  水質制御装置
５  制御手段
６  給水口
７  サウナ制御手段
８  リモコン
９  給水管
１０  排水管
１１  循環ファン
１２  加熱手段
１３  ノズル
１４  気液分離手段
１５  吸い込み口
１６  吹き出し口
１７  ダンパ
１８  換気ボックス
１９  陽極
２０  陰極
２１  炭素繊維フェルト
２２  分離手段
２３  入水口
２４  給水バルブ
２５  出水口
２６  供給バルブ
２７  排水口
２８  排水バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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