(57)【要約】【課題】  構成および制御を複雑にすることなく、電熱ヒータで空気加温と蒸気発生を効率よく行うことができ、浴室や部屋等において快適に空気の加温および加湿を行うことができる暖房加湿装置を得る。【解決手段】  電熱ヒータ９を水部２１ａに配置した蒸気発生管８と、電熱ヒータ９の発熱により生じた蒸気を凝縮させ、室内の空気と熱交換し、室内の空気を加温する凝縮管１２と、この凝縮管１２での凝縮による生じたドレンを蒸気発生管８へ回収するドレン戻り管１６と、凝縮管１２を通過した蒸気を室内へ送出し、加湿する蒸気噴出管１７と、を備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電熱ヒータを水中に配置した蒸気発生部と、前記電熱ヒータの発熱により生じた蒸気を凝縮させ、室内の空気と熱交換し、室内の空気を加温する凝縮部と、この凝縮部での凝縮による生じたドレンを前記蒸気発生部へ回収するドレン戻り部と、前記凝縮部を通過した蒸気を室内へ送出し、加湿する蒸気噴出部と、を備えた暖房加湿装置。
【請求項２】
前記凝縮部の最下部がドレン回収部の水位面より上方に位置させることを特徴とする請求項１記載の暖房加湿装置。
【請求項３】
前記蒸気発生部の水部と気相部において、両部を導通した水位検知装置を備え、この水位検知装置おける水部に水位の変動平滑化手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の暖房加湿装置。
【請求項４】
前記凝縮部へ室内の空気を送風する循環ファンを備え、前記蒸気噴出部を前記凝縮部を介して前記循環ファンに対向するように配置したことを特徴とする請求項１記載の暖房加湿装置。
【請求項５】
前記蒸気噴出部は、複数の蒸気噴出管からなることを特徴とする請求項１または４記載の暖房加湿装置。
【請求項６】
前記蒸気噴出部に、室内へ蒸気を送出する上向きの蒸気口を備えたことを特徴とする請求項１または４または５記載の暖房加湿装置。
【請求項７】
前記蒸気噴出部は、室内へ蒸気を送出する上向きの蒸気口を複数有するＵ字形状の配管からなることを特徴とする請求項１または４記載の暖房加湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般家庭の浴室や部屋等に設置され、電熱ヒータによって蒸気を発生させて、空気の加温および加湿を行う暖房加湿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の暖房加湿装置としては、例えばスチームサウナ装置が挙げられ、このスチームサウナ装置では、２つの電熱ヒータを有し、１つの電熱ヒータにより空気を加温し、もう一つの電熱ヒータが組み込まれた加湿用熱源により蒸気を発生させ、循環ファンにより、浴室内を低温サウナにしていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−２９４８５６号広報（第２−４頁、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の暖房加湿装置では、空気加温用電熱ヒータと加湿用熱源内の電熱ヒータの２つの電熱ヒータを有しており、構成および制御が複雑になってしまうという問題点があり、また、万一、電熱ヒータに埃等が堆積した場合には、電熱ヒータの発熱により発煙し、煙や異臭が浴室や部屋等に生じるという問題点もあった
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、構成および制御を複雑にすることなく、電熱ヒータで空気加温と蒸気発生を効率よく行うことができ、浴室や部屋等において快適に空気の加温および加湿を行うことができる暖房加湿装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る暖房加湿装置は、電熱ヒータを水中に配置した蒸気発生部と、前記電熱ヒータの発熱により生じた蒸気を凝縮させ、室内の空気と熱交換し、室内の空気を加温する凝縮部と、この凝縮部での凝縮による生じたドレンを前記蒸気発生部へ回収するドレン戻り部と、前記凝縮部を通過した蒸気を室内へ送出し、加湿する蒸気噴出部と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、蒸気発生部、凝縮部、ドレン戻り部、蒸気噴出部による簡単な構成および制御により、蒸気を発生させて浴室や部屋等へ蒸気と蒸気の凝縮熱を効率よく取り出すことができ、また、電熱ヒータは水中にあるため、電熱ヒータに埃等の堆積の恐れがなく、浴室内に発煙による煙、臭いが生じることがなく、快適に空気の加温および加湿を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示す暖房加湿装置の内部構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図であり、図２はこの暖房加湿装置を浴室に設置した状態を示す図であり、（ａ）は浴室の断面正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。
【０００９】
まず、図２において、暖房加湿装置１が設置される浴室２は、床面３、天井４および壁面５を有し、床面３上には一体成形された浴槽６および洗場７が配設されている。そこで、暖房加湿装置１は壁面５の下方に設置されている。
【００１０】
次に、図１の暖房加湿装置１において、蒸気発生管８内の水中内に電熱ヒータ９を配置する。蒸気搬送管１０は発生した蒸気を蒸気ヘッダー１１に導き、複数の凝縮管１２は複数の放熱フィン１３と一体的に構成される。循環ファン１４は凝縮管１２および放熱フィン１３の背部に設けられ、凝縮管１２および放熱フィン１３へ送風し、凝縮管１２および放熱フィン１３を冷却する。液ヘッダー１５では蒸気が凝縮管１２内で凝縮してドレンとなったものを集結させ、ドレンはドレン戻り管１６を介して蒸気発生管８へ回収される。
【００１１】
また、蒸気噴出管１７は液ヘッダー１５から分岐され、蒸気噴出管１７先端部の蒸気口１８は放熱フィン１３の前方、すなわち、放熱フィン１３を介して循環ファン１４と対向するように位置するともに、蒸気口１８において生じたドレンを蒸気噴出管１７内へ回収するために、上向きの形状にしている。
さらに、空気吸込口１９は浴室２からの空気を吸い込む口であり、空気吐出口２０は浴室２へ加温された空気および蒸気を吐き出す口である。
また、蒸気発生管８は、水からなる水部２１ａと水が蒸発する気相部２１ｂに分かれており、水部２１ａには電熱ヒータ９が配置され、さらに、水位検知計２２ａおよびオリフィス２２ｂからなる水位検知装置２２を備える。また、開閉弁２３を開閉させることにより蒸気発生管８へ給水が行われる。
【００１２】
次に、動作について説明する。
まず、蒸気発生管８において、電熱ヒータ９の発熱により水が加熱され、蒸気が発生する。この蒸気は蒸気搬送管１０により蒸気ヘッダー１１へ導かれ、蒸気ヘッダー１１から複数の放熱フィン１３と一体的に形成された複数の凝縮管１２へ分岐される。一方、循環ファン１４の回転により浴室２内の空気を空気吸込口１９から暖房加湿装置１内に吸い込み、凝縮管１２および放熱フィン１３に当てているため、蒸気の熱が空気放熱フィン１３および凝縮管１２を介して浴室２内の空気と熱交換することになる。これにより、放熱フィン１３および凝縮管１２が冷却されて、蒸気は凝縮管１２内で凝縮して凝縮熱を発生した後、ドレンとなって重力により落下し、液ヘッダー１５に集結した後、ドレン戻り管１６を介して蒸発発生管８に自然回収されるとともに、浴室２内の空気はこの凝縮熱により加温され、空気吐出口２０から浴室２内へ送出される。
【００１３】
また、浴室２内の加湿動作については、上記加温動作により、浴室２内の空気の温度が所定値、例えば３５〜４０℃に達し、循環ファン１４の回転により凝縮管１２および放熱フィン１３に当たる浴室２内の空気温度が上記所定値になれば、蒸気搬送管１０、蒸気ヘッダー１１経由した蒸気の一部が、凝縮管１２で凝縮することなく、液ヘッダー１５、蒸気噴出管１７を経由して蒸気口１８から送出され、浴室２内の湿度が約８０％に保たれる。
【００１４】
なお、上記加温加湿動作において、蒸気噴出管１７から蒸気が噴出することにより、蒸気発生管１８内の水が減少し、水位が低下した場合は、水位検知計２２ａにより水位低下を検知して、開閉弁２３を開閉し、適宜、蒸気発生管１８内へ水を補給する。
【００１５】
また、蒸気発生管８において、電熱ヒータ９の発熱により水が加熱され、沸騰した場合は、沸騰による水位変動は大きくなるため、蒸気発生管８内の水位検出誤差が大きくなり、さらに場合によっては、電熱ヒータ９が水中から露出し高温となり断線の恐れが生じることも考えられる。そこで、断線防止し、水位変動を平滑化するために、蒸気発生管８内の水部２１ａと気相部２１ｂを導通させた水位検知装置２２を設け、水部２１ａにはオリフィス１２ｂを設けている。
【００１６】
ここで、蒸気発生管８における水位面について説明する。凝縮管１２の最下部と蒸気発生管８の水位面との高低差Ｈとドレン戻り管１６の水位面と蒸気発生管８との水位面との高低差ｈでは、Ｈがｈよりも大きくなるように構成されている。これは、蒸気発生管８からの蒸気は蒸気搬送管１０を通過し、凝縮管１２にて凝縮し、ドレンとなって蒸気発生管８へ戻るわけであるが、その通路間で圧力損失が生じ、その圧力損失分と同等のｈ分だけ、ドレン戻り管１６の水位面が蒸気発生管８の水位面より上昇することになるため、もし、Ｈがｈより小さければ、ｈからＨを差し引いた長さの分だけ、凝縮管１２下部が液で充満し、蒸気の凝縮を妨げることになり、熱交換性能が劣化してしまうとともに、液ヘッダー１５部に蒸気噴出管１７を設けていることにより蒸気噴出が困難になってしまう。これらを防止するために、Ｈがｈよりも大きくなるように構成している。
【００１７】
次に、空気の加温と蒸気発生の割合の制御について、説明する。
上記のように構成された暖房加湿装置においては、循環ファン１４のファン回転数を大きくして送風量を増大させると、複数の凝縮管１２および複数の放熱フィン１３による熱交換性能が増大し、蒸気は複数の凝縮管１２にて殆ど凝縮してドレンとなってしまい、蒸気噴出管１７からは蒸気の噴出が殆どなくなる。また、循環ファン１４のファン回転数を小さくして送風量を減少していくと熱交換性能が減少し、凝縮量は減少して蒸気噴出管１７からの蒸気噴出量は増大することになる。
よって、空気の加温と蒸気発生割合は循環ファン１４により風量を増減することにより、制御することが可能となり、例えば浴室２では室温が約４０℃、湿度が約８０％になるように制御する。また、浴室２への投入エネルギーは電熱ヒータ１個の通電率や電圧等により制御する。
【００１８】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２を示す暖房加湿装置の内部構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図において、上記実施の形態１と同一部分または相当部分には同じ符号を付け。説明を省略する。液ヘッダー１５から分岐される蒸気噴出管２４は２４ａ、２４ｂ、２４ｃの複数本からなり、各蒸気噴出管２４ａ、２４ｂ、２４ｃの先端部の蒸気口１８は放熱フィン１３の前方、すなわち、放熱フィン１３を介して循環ファン１４を対向するように位置するともに、蒸気口１８において生じたドレンを蒸気噴出管２８内へ回収するために、上向きの形状にしている
【００１９】
次に、動作について説明するが、上記実施の形態１と同一の動作については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。
蒸気噴出管２４を２４ａ、２４ｂ、２４ｃの複数個設けて、蒸気の噴出面積を増大することにより、循環ファン１４のファン回転数を小さくして送風量を減少し、蒸気の噴出量が増大しても、蒸気の噴出速度が所定値、例えば０．１ｍ／ｓ以下に抑えられ、概１００℃の水滴が蒸気と同時に噴出することを回避でき、快適な加湿を行うことができる。
【００２０】
なお、本実施の形態２では、蒸気噴出管２４を複数本設けたものを示したが、図４に示すように、複数の蒸気口１８を有するＵ字形状の配管からなる蒸気噴出管２５を設けてもよく、同様の作用効果を奏する。
【００２１】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３を示す暖房加湿装置の内部構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図において、上記実施の形態１、２と同一部分または相当部分には同じ符号を付け、説明を省略する。蒸気噴出管２６は蒸気発生管８から分岐され、電磁弁２７を備える。
【００２２】
次に、動作について説明するが、上記実施の形態１と同一の動作については説明を省略し、特徴部分のみを説明する。
まず、実施の形態１では、浴室２内の空気の加温動作において、加温動作を開始してから温度が所定値、例えば３５〜４０℃に達するまでは、蒸気搬送管１０、蒸気ヘッダー１１経由した蒸気が、凝縮管１２で凝縮してしまうため、ヘッダー１５、蒸気噴出管１７を経由して蒸気口１８から送出されず、加湿動作が行われないという問題点があるが、本実施の形態３では、この問題点を解決するために、浴室２内の空気の加温状態に関係なく、蒸気噴出管２６から蒸気発生管８からの蒸気を浴室２へ直接送付することで加湿を行い、また、電磁弁２７の開閉量を制御することにより加湿量を調整する。
よって、常時、加湿動作を行うことができるとともに、やや効率は悪くなるものの、加温動作も同時に行うことができる。
【００２３】
なお、上記実施の形態１、２、３では、1本の蒸気搬送管１０により、蒸気発生管８から発生した蒸気を蒸気ヘッダー１１に導いたものを示したが、蒸気搬送管１０を複数本設けてもよく、これにより蒸気ヘッダー１１内で蒸気が一箇所に固まることなく、ほぼ均等化され、左右端部の凝縮管１２へも蒸気が行き渡り、熱交換の効率がよりよくなる。
【００２４】
また、上記実施の形態１、２、３では、暖房加湿装置を浴室で用いた場合について説明したが、一般家庭の部屋に用いてもよいことは言うまでも無く、一般家庭の部屋に用いた場合には、暖房加湿装置から送出される蒸気の大きさは、例えばヤカンで水を沸騰させた場合に生じる蒸気の大きさと同じ数μｍ程度であるため、蒸気口１８から空気吐出口２０へ送出される間に温度が下がり、火傷することもなく、かつ、蒸気の粒子が衣類等に付着することもない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の実施の形態１を示す暖房加湿装置の内部構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１を示す暖房加湿装置を浴室に設置した状態を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態２を示す暖房加湿装置の内部構成図である。
【図４】この発明の実施の形態２を示す他の暖房加湿装置の内部構成図である。
【図５】この発明の実施の形態３を示す暖房加湿装置の内部構成図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  暖房加湿装置、  ８  蒸気発生管、  ９  電熱ヒータ、  １０蒸気搬送管、  １１  蒸気ヘッダー、  １２  凝縮管、  １３  放熱フィン、  １５  液ヘッダー、  １６  ドレン戻り管、  １７  蒸気噴出管、  １８  蒸気口、  １８  空気吸込み口、  ２０  空気吐出し口、  ２１ａ  水部、  ２１ｂ  気相部、  ２２  水位検知装置、  ２２ａ  水位検知計、  ２２ｂ  オリフィス、  ２３  開閉弁、  ２４  蒸気噴出管、  ２５  蒸気噴出管、  ２６  蒸気噴出管、  ２７  電磁弁。
【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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