JP2013017505A - ミスト装置付き浴室 - Google Patents

Abstract

【課題】液−液熱交換器を用いることなく所望量のミスト用温水を得ることができ、それにより全体構成を簡素化することが可能であり、同時に、噴霧ノズルから使用者に爽快感を与えることのできる粒径のミストを噴霧することのできるミスト装置付き浴室を提供する。
【解決手段】バーナを備えた給湯用熱源機２０からの温水を給湯配管３０を通して浴室１０内に設置した噴霧ノズル１２からミスト状に噴霧するミスト装置を備えたミスト装置付き浴室Ａにおいて、給湯配管３０は流量調整弁３１を備え流量調整弁３１の作用により３．５〜４．０Ｌ／ｍｉｎの温水が給湯配管３０を流れるようにされており、複数個の噴霧ノズル１２は、各噴霧ノズル１２が、水圧が０．１５〜０．５０ＭＰａにおいて温水の噴量が０．５〜１．０Ｌ／ｍｉｎとなるようにその噴口径が設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ミスト装置付き浴室に関する。

バーナを備えた給湯用熱源機からの温水を給湯配管を通して浴室内に設置した噴霧ノズルからミスト状に噴霧するようにしたミスト装置付き浴室は知られている。現在使用されている給湯用熱源機では、備えられたバーナが安定して着火しかつ燃焼を継続するために、最低限の３．５〜４．０Ｌ／ｍｉｎの流量が必要とされている。一方、ミスト装置付き浴室において、噴霧ノズルから温水をミスト状に噴出させるのに適した流量は少量(例えば２Ｌ／ｍｉｎ)で十分であるとともに、噴出するミストによって使用者が爽快感を感じるのは、水圧が０．１５〜０．５０ＭＰａの条件で粒径７０〜１２０μｍ前後のミストであり、温度は４０〜５０℃であることが経験的に知られている。

バーナの安定燃焼を確保するために最低限３．５〜４．０Ｌ／ｍｉｎの流量を必要とする給湯用熱源機を用いる場合、３．５〜４．０Ｌ／ｍｉｎの流量をそのまま噴霧ノズルから噴出させようとすると、大きな噴口径を持つノズルが必要となり、噴出するミストの粒径が１２０μｍを大きく超えるか、ミストとならずに噴口から流出してしまい、使用者に不快感を与える。

それを回避するために、特許文献１には、バーナを備えた給湯機器（給湯用熱源機）からの温水を給湯配管を通し噴霧ノズルからミスト状に噴霧するミスト装置において、給湯配管から分岐した排湯経路を設け、その排湯経路の圧損を噴霧ノズル側と同等以上に設定するようにしたミスト装置が記載されている。このミスト装置では、排湯経路に温水の一部を分岐させることで、噴霧ノズル側に到達する温水量を適正化（２Ｌ／ｍｉｎ前後）し、それにより、所望の粒径のミストが噴霧ノズルから噴霧される。

排湯経路側に分岐する温水は無駄になる恐れがある。それを回避するために、特許文献２には、給湯用熱源機からの温水を噴霧ノズルに直接供与するのではなく、液−液熱交換器によって給湯用熱源機からの温水と熱交換して得られた温水（上水）を噴霧ノズルからミスト状に噴霧するようにしたミスト装置付き浴室が記載されている。この態様では、液−液熱交換器に供与する上水の量を噴霧ノズルに適した量とすることで、所望の粒径のミストを噴霧ノズルから噴霧することができ、ミスト噴霧中に無駄な水が排出されることもない。

特許文献３の図３には、バーナを備えた給湯用熱源機からの温水を、温水の供給停止を行うための開閉弁および給水弁を介して噴霧ノズルに供給しミスト化すると共に、噴霧ノズルに達するまでの温水を暖房用熱交換器内に通過させて、浴室内の空気と熱交換し、熱交換した空気で浴室内を暖房できるようにしたミスト装置付き浴室が記載されている。

特開２００２−４８９号公報 特開２００６−２０４３５８号公報 特開２００９−２２８２０号公報

特許文献２に記載される形態のミスト装置付き浴室では、使用者に爽快感を与える状態でミストを浴室内に噴出させることができる。しかし、噴霧ノズルからミスト状に噴霧する温水を得るのに、給湯用熱源機からの温水と上水との間で熱交換を行うための液−液熱交換器およびそれに関連するパーツ等が必要であり、全体構成が複雑となるのを避けられない。

また、特許文献２にも記載のように、浴室の天井部に浴室暖房用の熱交換器を配置し、適宜の熱源機からの温水を浴室暖房用の気−液熱交換器に送り、そこで熱交換して昇温した空気を浴室内に噴出できるようにした温風暖房付き浴室が普及しつつあるが、その浴室に、熱交換器を備えたミスト装置を組み込もうとすると、天井高さの制限等もあり、施工が極めて困難となる。

特許文献３の図３に記載のミスト装置付き浴室では、バーナを備えた給湯用熱源機からの温水を直接に噴霧ノズルに供給してミスト化しており、液−液熱交換器を用いずに装置を構成することができる。しかし、噴霧ノズルに供給すべき温水量や噴霧ノズルの構成等について格別の考察がなされてなく、噴霧ノズルに供給される温水量が多い場合に、適正な粒径のミストが得られない場合が起こり得る。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、液−液熱交換器を用いることなく所望量のミスト用温水を得ることができ、それにより全体構成を簡素化することが可能であり、同時に、噴霧ノズルから使用者に爽快感を与えることのできる粒径のミストを噴霧することのできるミスト装置付き浴室を提供することを課題とする。また、浴室用に温風暖房装置と共存させる場合でも、全体構成および施工が容易なミスト装置付き浴室を提供することを課題とする。

本発明者らは、上記の課題を解決すべく実験を行うことにより、現在一般に用いられているバーナを備えた給湯用熱源機からの温水を、浴室内に設置した噴霧ノズルに直接供給する場合において、噴霧ノズルに供給する温水流量を適切に制御し、かつ用いる噴霧ノズルの数、あるいは噴霧ノズルの噴口の数と形状を適切に調整することで、液−液熱交換器を別途使用することなく、使用者に爽快感を与えることのできるミストを噴霧ノズルから噴出できることを知見して、本発明をなすに到った。

すなわち、第１の発明は、バーナを備えた給湯用熱源機からの温水を給湯配管を通して浴室内に設置した噴霧ノズルからミスト状に噴霧するミスト装置を少なくとも備えたミスト装置付き浴室であって、前記給湯配管は流量調整弁を備え該流量調整弁の作用により３．５〜４．０Ｌ／ｍｉｎの温水が給湯配管を流れるようにされており、前記ミスト装置は複数個の噴霧ノズルを備え、各噴霧ノズルは、水圧が０．１５〜０．５０ＭＰａにおいて温水の噴量が０．５〜１．０Ｌ／ｍｉｎとなるようにその噴口径が設定されていることを特徴とする。

第２の発明は、バーナを備えた給湯用熱源機からの温水を給湯配管を通して浴室内に設置した噴霧ノズルからミスト状に噴霧するミスト装置を少なくとも備えたミスト装置付き浴室であって、前記給湯配管は流量調整弁を備え該流量調整弁の作用により３．５〜４．０Ｌ／ｍｉｎの温水が給湯配管を流れるようにされており、前記ミスト装置は１個の噴霧ノズルを備え、該噴霧ノズルは複数個の噴口を有し、各噴口は水圧が０．１５〜０．５０ＭＰａにおいて噴量が０．５〜１．０Ｌ／ｍｉｎとなるようにその噴口径が設定されていることを特徴とする。

第１の発明および第２の発明のミスト装置付き浴室は、そのいずれも、ミスト用温水を得るための液−液熱交換器を備えない。そのために、全体構成は大きく簡素化される。また、現在使用されているバーナを備えた給湯用熱源機は、着火および燃焼安定性を確保するために、最低で３．５〜４．０Ｌ／ｍｉｎの上水流量が必要であり、さらに、より多くの流量の上水が、蛇口側での温水需要に応じて、給湯用熱源機側に送られて、温水とされる。本発明によるミスト装置付き浴室では、バーナを備えた給湯用熱源機で生成された温水は、給湯配管に備えた流量調整弁の作用により、最大でも３．５〜４．０Ｌ／ｍｉｎとされて、噴霧ノズルに送られる。

第１の発明では、ミスト装置は複数個の噴霧ノズルを備えており、各噴霧ノズルは、水圧が０．１５〜０．５０ＭＰａにおいて温水の噴量が０．５〜１．０Ｌ／ｍｉｎとなるようにその噴口径が設定されている。また、第２の発明では、ミスト装置は１個の噴霧ノズルを備え、該噴霧ノズルは複数個の噴口を有し、各噴口は水圧が０．１５〜０．５０ＭＰａにおいて噴量が０．５〜１．０Ｌ／ｍｉｎとなるようにその噴口径が設定されている。それにより、いずれの発明に係るミスト装置付き浴室においても、噴霧ノズルに送られる３．５〜４．０Ｌ／ｍｉｎの温水は、後の実施例に示すように、ミストサウナを使用する者に爽快感を与えるとされて粒径７０〜１２０μｍ程度の範囲のミストとして噴霧ノズルから噴出される。

本発明によるミスト装置付き浴室の他の形態では、ミスト装置付き浴室は浴室暖房用の気−液熱交換器をさらに備える。浴室暖房用の気−液熱交換器を備えることにより、ミスト装置付き浴室は高齢者等にとってさらに使用勝手のよいものとなる。浴室暖房用の気−液熱交換器を備える場合、該浴室暖房用の気−液熱交換器のための熱源として前記給湯用熱源機以外の熱源機を備えるようにしてもよく、前記給湯用熱源機からの温水を熱源として用いることもできる。いずれであっても、前記したように、本発明によるミスト装置付き浴室ではミスト用温水を得るための液−液熱交換器を備える必要がないので、天井高さを高くすることなく、従来の浴室暖房用の気−液熱交換器を備えた浴室とほぼ同じ天井高さ内で施工することができる。

さらに、本発明によるミスト装置付き浴室では、使用する給湯用熱源機の給湯温度設定範囲内であれば任意にミスト温度を変更可能であり、従来の液−液熱交換器を備えたものとの比較して、使用者個人に合わせたミスト温度の変更が可能となる。

本発明によるミスト装置付き浴室では、バーナを備えた給湯用熱源機から所望の温度のミスト用温水を直接得ることができ、かつ噴霧ノズルから使用者に爽快感を与える粒径のミストを噴霧することができる。給湯用熱源機から所望の温度をミスト用温水として直接使用できるので、装置として全体構成を小型化、簡素化することができ、同時に、浴室用に温風暖房装置と共存させる場合でも、全体構成および施工が容易となる。

本発明によるミスト装置付き浴室の一形態を示す模式図。 噴霧ノズルの一例を示す図。

以下、本発明によるミスト装置付き浴室を実施の形態に基づき説明する。
図１に示すミスト装置付き浴室Ａにおいて、１０は浴室であり、２０はガスバーナを備えた給湯用熱源機である。浴室１０は、天井部に浴室暖房用の気−液熱交換器１１と、ミストを浴室内に噴霧することのできる複数個（図示の例では５個）の噴霧ノズル１２を備え、側壁部には操作盤１３を備えている。

気−液熱交換器１１には給湯用熱源機２０からの給湯配管３０が接続しており、該給湯配管３０は気−液熱交換器１１内を通過した後に、前記した噴霧ノズル１２に接続している。給湯配管３０には気−液熱交換器１１より上流側に流量調整弁３１が取り付けられている。

前記操作盤１３は、使用者がミストサウナを使用するときに使用するスイッチ類を備えており、操作盤１３からの信号は、後記する給湯用熱源機２０に備えた制御部４０に送られる。

給湯用熱源機２０は、従来知られたものであってよく、図示の例では、気−液型熱交換器２２と、前記気−液型熱交換器２２に高温燃焼ガスを供与するバーナ２３とを有し、水道配管からの上水は、給湯用熱源機２０内の管路２１を通って気−液型熱交換器２２に送られ、そこでバーナ２３の燃焼ガスと熱交換して加熱されて温水となる。そして、温水は給湯用熱源機２０内の管路２４を通り、前記した給湯配管３０および給湯蛇口３２などに送られる。管路２４には水量センサ２５が備えられており、水量センサ２５からの信号は制御部４０に送られ、制御部４０はその信号に基づいてバーナ２３の燃焼制御を行う。管路２１と管路２４は、流量調整弁２６を備えたバイパス管路２７で接続されており、また、管路２４における前記バイパス管路２７との接続部より下流側には、温度センサ２８が設けられており、温度センサ２８からの信号は制御部４０に送られ、制御部４０はその信号に基づいて、流量調整弁２６の開度を適宜制御して、所定温度の温湯が給湯配管３０および給湯蛇口３２に流れるように制御する。なお、給湯用熱源機２０における上記した構成および作動は通常の給湯用熱源機と同じである。

制御部４０には操作盤４１が接続しており、使用者からの制御指令が操作盤４１から制御部４０に送られる。制御部４０および操作盤４１は、従来公知の給湯器で用いられているものと同様のものであってよく、さらに、前記した操作盤１３と同様に、操作盤４１には使用者がミストサウナを使用するときに使用するスイッチ４２類が装備されている。

上記のミスト装置付き浴室Ａにおいて、前記流量調整弁３１は、遮断機能を備えた流量調整弁であり、制御部４０からの指令により、前記給湯配管３０を流れる温水の流れを遮断するか、流量を３．５〜４．０Ｌ／ｍｉｎの範囲で制御する。また、前記噴霧ノズル１２のそれぞれは、１個の噴口を有しており、噴口径は、水圧が０．１５〜０．５０ＭＰａにおいて温水の噴量が０．５〜１．０Ｌ／ｍｉｎとなるように設定されている。

上記ミスト装置付き浴室Ａの使用態様を説明する。ミストサウナが使用されていないときには、給湯配管３０に取り付けられた遮断機能を備えた流量調整弁３１は閉じられている。その状態で、使用者が操作盤１３または４１に備えられたミストサウナ使用スイッチを入れる。スイッチＯＮを検知して、制御部４０は流量調整弁３１を開く。それにより、給湯配管３０には、３．５〜４．０Ｌ／ｍｉｎの範囲の流量が生じる。この流量はバーナ２３を安定的に着火しかつ燃焼を継続するのに十分な流量であるので、バーナ２３は燃焼を継続する。気−液型熱交換器２２での熱交換によって所要温度に加熱された上水（温水）は、温水が給湯配管３０に流入し、流量調整弁３１および気−液熱交換器１１内を通過した後、噴霧ノズル１２から噴霧される。

使用者が浴室暖房を使用することを望む場合には、使用者が操作盤１３または４１に備えられた浴室暖房用スイッチを入れる。スイッチＯＮを検知して、制御部４０は図示しないファンを駆動して、浴室内の空気を気−液熱交換器１１を通して循環させる。

使用者が浴室暖房を使用する場合も使用しない場合も、噴霧ノズル１２に送り込まれた温水は、各噴霧ノズル１２の噴口径が水圧が０．１５〜０．５０ＭＰａにおいて温水の噴量が０．５〜１．０Ｌ／ｍｉｎとなるように設定されているために、後の実施例に示すように、使用者が爽快感を感じることのできる平均粒径、すなわち７０〜１２０μｍ程度の粒径のミストとして浴室内に噴霧される。

なお、使用者が給湯蛇口３２を開くことで、給湯用熱源機２０内を流れる上水の量が３．５〜４．０Ｌ／ｍｉｎの範囲を超える量となっても、噴霧ノズル１２へ流れる温水の量は、流量調整弁３１によって３．５〜４．０Ｌ／ｍｉｎの範囲に制御されるので、ミストの噴霧状態が影響を受けることはない。また、給湯蛇口３２からの温水が使用されている状態、すなわちバーナ２３が着火している状態で、使用者が操作盤１３または４１に備えられた浴室暖房用スイッチを入れてミストサウナの使用を開始する場合でも、噴霧ノズル１２へ流れる温水の量は、流量調整弁３１によって３．５〜４．０Ｌ／ｍｉｎの範囲に制御されるので、良好なミストの噴霧状態が得られる。

上記のように、本発明によるミスト装置付き浴室では、従来の浴室の天井部にミストを作ることのできる噴霧ノズル１２およびその配管系を設置するだけでよく、構成が簡素化できると共に、従来の浴室の天井高さの範囲内で、施工を終えることができる。そのために、低コストでの施工が可能さなる。

図２は、１個の噴霧ノズルで、快適なミストサウナ環境を形成することのできる噴霧ノズル１２Ａの形状を、ミスト噴口側から見て示している。図示のように、この噴霧ノズル１２Ａは複数個（図示のものでは８個）の噴口１２ｂが形成されており、各噴口１２ｂの直径は、水圧が０．１５〜０．５０ＭＰａにおいて噴量が０．５〜１．０Ｌ／ｍｉｎとなるように設定されている。この噴霧ノズル１２Ａを用いることによっても、使用者が爽快感を感じることのできる平均粒径、すなわち７０〜１２０μｍ程度の粒径のミストとして、温水は浴室内に噴霧することができることは容易に理解されよう。

なお、本発明によるミスト装置付き浴室Ａにおいて、浴室暖房を希望しない場合には、前記した浴室暖房用の気−液熱交換器１１を省略することもできる。また、浴室暖房用の気−液熱交換器１１を設置する場合でも、熱交換に必要な熱源を給湯配管３０内を流れる温水ではなく、別途配置した図示しない熱源機に求めるようにしてもよい。

以下、本発明者らが行った試験例を説明する。試験は、図１に示した構成を基本的に備えたミスト装置付き浴室を利用して行った。ただし、気−液熱交換器１１は使用を停止させた。流量調整弁３１を調整して、給湯配管３０を流れる温水の流量３．７〜４．０Ｌ／ｍｉｎとした。噴霧ノズルは直径０．１５ｍｍの噴口を１つのみ備えるものを用い、浴室内に取り付ける噴霧ノズル数を変えて試験を行った。その結果を表１に示した。

［評価］
実施例１〜４に示すように、給湯配管を流れる温水の流量が３．５〜４．０Ｌ／ｍｉｎ程度、すなわちバーナ付きの給湯用熱源機のバーナが安定して着火しかつ燃焼を継続できる流量であっても、水圧と噴量とが適切な値となるように、すなわち、水圧が０．１５〜０．５０ＭＰａ、噴量が０．５〜１．０Ｌ／ｍｉｎとなるように噴口径を設定した噴霧ノズルを複数個（実施例では４〜７個）用いることで、使用者に爽快感を与えることのできる平均粒径７０〜１２０μｍ程度のミストを得ることができることがわかる。

実施例１では、７個の噴霧ノズルを用いたことで、１個の噴霧ノズルの流量は０．５４Ｌ／ｍｉｎ、圧力０．１５ＭＰａで、１１０．２μｍのミストが得られており、実施例４では、４個の噴霧ノズルを用いたことで、１個の噴霧ノズルの流量は０．９８Ｌ／ｍｉｎと大きくなり、圧力も０．５０ＭＰａと高くなり、粒径は７９．１μｍと少し小さくなったミストが得られている。

比較例１では、同じ噴霧ノズルであるが１個のみを用いたことで、水流が線状になっており、使用者に爽快感を与えるミストが得られないことがわかる。

Ａ…ミスト装置付き浴室、
１０…浴室、
１１…浴室暖房用の気−液熱交換器、
１２…ミストを浴室内に噴霧する噴霧ノズル、
１３…操作盤、
２０…ガスバーナを備えた給湯用熱源機、
２２…気−液型熱交換器、
２３…バーナ、
３０…給湯配管、
３１…給湯配管に取り付けた流量調整弁。

Claims (5)

1. バーナを備えた給湯用熱源機からの温水を給湯配管を通して浴室内に設置した噴霧ノズルからミスト状に噴霧するミスト装置を少なくとも備えたミスト装置付き浴室であって、前記給湯配管は流量調整弁を備え該流量調整弁の作用により３．５〜４．０Ｌ／ｍｉｎの温水が給湯配管を流れるようにされており、前記ミスト装置は複数個の噴霧ノズルを備え、各噴霧ノズルは、水圧が０．１５〜０．５０ＭＰａにおいて温水の噴量が０．５〜１．０Ｌ／ｍｉｎとなるようにその噴口径が設定されていることを特徴とするミスト装置付き浴室。
2. バーナを備えた給湯用熱源機からの温水を給湯配管を通して浴室内に設置した噴霧ノズルからミスト状に噴霧するミスト装置を少なくとも備えたミスト装置付き浴室であって、前記給湯配管は流量調整弁を備え該流量調整弁の作用により３．５〜４．０Ｌ／ｍｉｎの温水が給湯配管を流れるようにされており、前記ミスト装置は１個の噴霧ノズルを備え、該噴霧ノズルは複数個の噴口を有し、各噴口は水圧が０．１５〜０．５０ＭＰａにおいて噴量が０．５〜１．０Ｌ／ｍｉｎとなるようにその噴口径が設定されていることを特徴とするミスト装置付き浴室。
3. 請求項１または２に記載のミスト装置付き浴室であって、浴室暖房用の気−液熱交換器をさらに備えることを特徴とするミスト装置付き浴室。
4. 請求項３に記載のミスト装置付き浴室であって、前記浴室暖房用の気−液熱交換器のための熱源として前記給湯用熱源機以外の熱源機を備えることを特徴とするミスト装置付き浴室。
5. 請求項３に記載のミスト装置付き浴室であって、前記浴室暖房用の気−液熱交換器のための熱源として前記給湯用熱源機からの温水を用いることを特徴とするミスト装置付き浴室。

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