JP4481381B2 - サウナ設備とその運転方法及び浴室換気暖房乾燥機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浴室をサウナとして利用可能とするサウナ設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発汗によって新陳代謝を高め、汗といっしょに老廃物を排出するサウナは、美容と健康に良いことから愛好者も多い。一般にサウナ設備は、高温サウナ（温度９０〜１２０℃、相対湿度１０〜３０％）、低温サウナ（温度４０〜５０℃、相対湿度８０〜１００％）の他、遠赤外照射（温度４０〜６０℃、相対湿度１０〜３０％）がある。
家庭の浴室をサウナとして利用する場合においては、浴室換気暖房乾燥機と湯水のミストを噴霧するミストノズルを浴室内に備え、浴室内の温度と湿度を設定し、浴室を不快感が少なく、発汗を促進する低温サウナとして利用していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、上記のように浴室を低温サウナとして利用する場合は、浴室を加温する為の温風の流速は人体表面においては、０．５ｍ／ｓ以下程度であった。
本発明は、このような事情に鑑みて、上記の浴室をサウナとして利用する場合において、従来よりも更に不快感が少なくて発汗を促進する低温サウナを実現し、更には、この低温サウナを家庭で手軽に実現することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成する為の本発明による、浴室内のサウナ空間の温度を設定する温度設定手段と、前記サウナ空間の湿度を設定する湿度設定手段と、前記サウナ空間を流れる気流の流速を設定する流速設定手段とを備えて、前記浴室内をサウナとして利用するサウナ設備の運転方法の特徴は、サウナ運転時に、前記温度設定手段及び湿度設定手段を働かせて、前記サウナ空間の温度を４０〜５０℃の範囲内に、湿度を８０〜１００％の範囲内に設定すると共に、前記流速設定手段を働かせて、前記サウナ空間を流れる気流の流速を０．８〜１．５ｍ／ｓの範囲内にすることにある。
サウナ設備の運転方法にあっては、浴室内の温度と湿度の設定の他、浴室内のサウナ運転中に人が位置するサウナ空間を流れる気流の流速を設定、即ち、人体の皮膚表面の気流の流速を設定することが重要であることを、発明者らは新たに見出し、本発明を完成した。
即ち、浴室内をサウナとして利用する際に、浴室内の温度は人体の皮膚温度以上に設定される。よって、この浴室内における皮膚温度以上の気流の皮膚表面での流れは、人体を温めるように作用する。ここで、この気流の流速を０．８〜１．５ｍ／ｓの範囲内にすると、人体に対する温熱効果が促進され、発汗を促進することができ、快適なサウナとすることができる。この現象は、サウナ被験者による実際の実験、及び、人体熱モデルによる数値解析的手法でも、発汗作用が促進されることが証明できる。
更に、サウナ空間を流れる気流の流速を０．８〜１．０ｍ／ｓの範囲内にすることが好ましく、簡単な構成で本願の目的を達成することができる。
【０００５】
更に、サウナ空間の温度を４０〜５０℃の範囲内に設定し、湿度を８０〜１００％の範囲内に設定して、浴室内を低温サウナとして利用する。
このように、人体の皮膚温度より少し高い温度に設定することで、息苦しくなく皮膚表面温度が上昇し、湿度を高く設定することで、人体の皮膚表面における蒸発による放熱が抑制され、発汗をより促進することができる。
又、温度４０〜４５℃、湿度８０〜９０％がより好適で、「息苦しい」、「髪がべたべたする」等を感じることがなく、快適で発汗性の良いサウナを実現することができる。
このようなサウナ空間の気流の流速、温度、及び湿度の上記の数値範囲については、サウナ空間を流れる気流の流速に対する温熱効果と、温度、湿度に対する発汗量の効果とを、環境条件に対しての人体熱及び発汗量が計算できる人体熱モデルによる計算結果、及び被験者実験による実測によって得たものであり、より快適で、より発汗を促進する数値範囲であると云える。
【０００６】
このようなサウナ設備は、以下のように構成する。
即ち、浴室内のサウナ空間の温度を設定する温度設定手段と、前記サウナ空間の湿度を設定する湿度設定手段と、前記サウナ空間を流れる気流の流速を設定する流速設定手段とを備えて、前記浴室内をサウナとして利用するサウナ設備を構成するに、サウナ運転時に、前記温湿度設定手段を働かせて、前記サウナ空間の温度を４０〜５０℃の範囲内に、湿度を８０〜１００％の範囲内に設定すると共に、前記流速設定手段を働かせて、前記気流の流速を０．８〜１．５ｍ／ｓの範囲内に設定する制御手段を備える。
このサウナ設備においては、サウナ運転時に、サウナ空間の温度及び湿度を設定する温度設定手段及び湿度設定手段を備えており、浴室内をサウナとして利用可能となっている。
更には、サウナ空間を流れる気流の流速を設定する流速設定手段を備え、制御手段によって、この気流の流速を０．８〜１．５ｍ／ｓの範囲内に設定することで、皮膚表面で気流の流れは、人体をより一層温め、人体からの発汗をより促進することができる。
【０００７】
このようなサウナ設備において、制御手段は、サウナ空間の温度を４０〜５０℃の範囲内に設定し、湿度を８０〜１００％の範囲内に設定し、浴室内を低温サウナとして実現する。
サウナ運転時にサウナ空間を所定の温度及び湿度に設定する為の温度設定手段及び湿度設定手段の設定はセンサ等を利用して制御することも可能であるが、浴室の形状、容積等は予めわかっているので、動作設定量を実験等で予め求めることができる。よって、制御手段は、予め求めた動作設定量になるように温度設定手段及び湿度設定手段を設定して、サウナ空間を上記の温度範囲及び湿度範囲に設定することができ、浴室を、人体からの発汗をより促進するサウナとして利用できるサウナ設備を簡単に実現することができる。
【０００８】
これらのサウナ設備において、前記湿度設定手段として、水若しくは湯水のミストを発生して前記サウナ空間に噴霧するミスト発生器と、前記ミスト発生器に供給する前記水若しくは湯水の量を設定する流量調整弁とを備える。
サウナ空間の湿度を設定する湿度設定手段においては、超音波式加湿器やヒータにて湯水を加熱して蒸気を発生させるように構成することができるが、本発明のサウナ設備においては、ミスト発生器において、例えば湯水をミスト状にサウナ空間に噴霧する。その霧状の湯水は粒径が小さい為、サウナ空間に噴霧された後に蒸発し、結果サウナ空間の湿度を上げることができる。よって、サウナ空間に噴霧する湯水の量とサウナ空間の湿度の関係を予め求めておき、それに基づいて、制御手段は流量調整弁を設定することで、サウナ空間の湿度を制御し、所定の範囲内の湿度とすることができる。
又、ミスト発生器に供給する湯水は、やけど防止の観点から、６０℃以下の湯水を使用することが好ましい。
【０００９】
更に、これらのようなサウナ設備において、前記浴室内の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記制御手段は、サウナ運転開始時に、前記流速設定手段を働かせて、前記サウナ空間を流れる気流の流速を０．８〜１．５ｍ／ｓの範囲内に設定すると共に、前記温度設定手段を働かせて、前記サウナ空間の温度の４０〜５０℃の範囲内への加温を開始した後に、前記温度検出手段によって検出した温度に基づいて決定した動作設定量で前記湿度設定手段による加湿を開始し、前記サウナ空間の湿度を８０〜１００％の範囲内に設定するように構成する。
この場合においては、予め実験等によって、サウナ空間の湿度を所定の湿度とするサウナ空間の温度と湿度設定手段の動作設定量の関係が求められる。
よって、サウナ運転時に、サウナ空間の温度を温度検出手段により検出し、この求められた関係に基づいて、湿度設定手段を働かせ、サウナ空間の湿度を所定の湿度に設定することができるのである。
又、サウナ運転開始時に、まず温度設定手段を働かせ、温度検出手段による温度検出をともなってサウナ空間を所定の温度に加温し、予め求められた上記の所定温度に対する必要加湿量に設定した湿度設定手段によりサウナ空間の加湿を開始し、サウナ空間を所定の湿度に設定することができる。
このことによって、湿度設定手段による加湿開始時には、サウナ空間がある程度加温されており、加湿によって寒く感じることがない。
このように構成することで、人体の発汗をより促進し、簡単な構成で、より精度良く温度湿度を設定できるサウナ設備を構成することができる。
【００１０】
更には、浴室内に備えられる浴室換気暖房乾燥機をサウナ設備として利用することができ、この場合においては以下のように構成することができる。即ち、浴室内を乾燥させる乾燥機能と、前記浴室内を暖房する暖房機能と、前記浴室内を換気する換気機能とを備えた浴室換気暖房乾燥機であって、
浴室内の湿度を設定する前記湿度設定手段、及び、前記浴室内の温度を検出する前記温度検出手段を備え、
前記暖房機能は前記温度設定手段及び前記流速設定手段を有し、前記浴室内に設置されて、前記浴室をサウナとして利用する請求項２のサウナ設備として使用される。
即ち、浴室換気暖房乾燥機に湿度設定手段を備えることによって、請求項２に記載のサウナ設備として利用することができ、一般家庭においても、手軽にサウナを実現することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るサウナ設備として使用される浴室換気暖房乾燥機３の浴室１における設置状態を示す。
一般に、浴室１には、浴槽６と洗場７があり、浴槽６に湯を張り、洗場７において、体を洗うことが可能となっている。
更に、図１に示す浴室１においては、浴室換気暖房乾燥機３を、浴室１の内側の側壁下方部（例えば、浴室１内の高さの２分の１程度下方部）に備えており、後に説明するが、浴室１をサウナとして利用可能となっている。側壁下方部に浴室換気暖房乾燥機３を備えることで、例えば温風が頭上から吹出して、「頭がボーとする」等の問題がなく、足元から、温風を吹出し、快適に加温することができる。
浴室１の側壁の上方に浴室１内の換気を行う換気扇４が備えられており、換気扇４は浴室換気暖房乾燥機３に備えられた制御装置１００によって制御される構成となっている。
又、図に示していない脱衣場のドア８の側部に、浴室換気暖房乾燥機３の制御装置１００と接続されるリモコン５が備えられており、制御装置１００に運転指示を与えることができる。
【００１２】
以上が、浴室１の概略的な構成であり、以下に、浴室１をサウナとして利用可能とするサウナ設備として利用する浴室換気暖房乾燥機３について詳細を説明する。
図１に示す浴室換気暖房乾燥機３は風を吹出す吹出口１２と浴室１内の空気を吸込む吸込口１３が備えられており、吸込口１３から吸込んだ空気を吹出口１２より吹出す為のファン（図示せず）を内部に備えている。更に、吸込口１３より吸込んだ空気を加熱する熱交換器（図示せず）を備えており、熱交換器に湯水を供給し、この湯水と空気の熱交換を行い空気を加熱する構成となっている。
【００１３】
このような構成により、上記のファンの回転数を変更することで、吹出口１２から吹出される空気の流量を変更することができ、結果、サウナ空間２を流れる気流の流速を設定することができ、このようにサウナ空間２を流れる気流の流速を設定する手段を流速設定手段Ａと呼ぶ。
【００１４】
更には、上記の熱交換器に供給する湯水の量、若しくは温度を調整することで吹出口１２から吹出される空気の温度を設定することができ、結果、浴室１内のサウナ空間２の温度を設定することができる。このように、サウナ空間２の温度を設定する手段を温度設定手段Ｂと呼ぶ。
【００１５】
又、浴室換気暖房乾燥機３は湯水のミストを噴霧するミストノズル１１を備え、このミストノズル１１に供給する湯水の量を設定することができる。噴霧した湯水のミストは噴霧された後に蒸発し、結果、浴室１内の湿度を上昇させることができ、この噴霧量を設定することでサウナ空間２の湿度を設定することができ、このようにサウナ空間２の湿度を設定する手段を湿度設定手段Ｃと呼ぶ。
【００１６】
尚、サウナ空間２とは、サウナ運転時に人が存在する空間のことを示し、図に示すような浴室１においては、洗場７における周囲壁面よりも２０ｃｍ程度内側の上方で、人の頭頂までの空間をサウナ空間２とすることができるが、本願においては、最終的に人体の皮膚表面においての温度、湿度、気流を設定して、快適且つ発汗性の良いサウナを実現することが目的であり、サウナ空間２とは人体皮膚表面付近の空間を示すといえる。
【００１７】
快適且つ発汗性の良いサウナを実現する為には、サウナ空間２の気流、温度、湿度を最適な範囲に設定することが重要である。
そこで、本発明に係るサウナ設備としての浴室換気暖房乾燥機３において、サウナ運転時に、制御装置１００は流速設定手段Ａを働かせて、サウナ空間２を流れる気流の流速を０．８〜１．５ｍ／ｓに設定し、温度設定手段Ｂを働かせて、サウナ空間２の温度を４０〜５０℃に設定し、湿度設定手段Ｃを働かせて、サウナ空間２の湿度を８０〜１００％に設定する。このように、サウナ空間２の気流の流速、温度、湿度を所定の範囲に設定する手段を制御手段Ｄと呼ぶ。
尚、浴室１の容積、及び形状等の環境条件は既知の条件であり、所定の気流の流速、温度、湿度に設定する為の、流速設定手段Ａ、温度設定手段Ｂ、湿度設定手段Ｃの動作設定量を予め求めておくことができ、制御手段Ｄはその動作設定量に基づいて設定することができるが、好適に設定する手順を以下に説明する。
【００１８】
即ち、図１に示す浴室換気暖房乾燥機３は、浴室１内の温度を検出する温度センサ１４を備えており、サウナ運転時に、その温度センサ１４の出力信号に基づいて、浴室１内を一定温度、例えば４０℃に高精度で設定することができる。
まず、リモコン５等によってサウナ運転開始の指示を得た制御装置１００は、温度設定手段Ｂ及び流速設定手段Ａによって、サウナ空間２においての気流の流速が１．０ｍ／ｓ程度の温風を浴室１のサウナ空間２に循環させて加温する。
又、このサウナ空間２の加温開始後に、湿度設定手段Ｃを働かせて、即ち、ミストノズル１１より湯水のミストの噴霧を開始する。この場合、温度設定手段Ｂの設定温度は４０℃であるため（４０℃が好ましいが、４０℃〜５０℃で充分である）、ミストノズル１１からの噴霧量は、浴室１の形状、容積等の環境条件により予め決定されている。即ち、湯水のミストを噴霧して、湿度を８０％程度まで加湿する準備時間とその噴霧量とが実験で予め求められ、制御装置はその予め求められた噴霧量及び準備時間に従って、湿度設定手段Ｃを設定し、サウナ空間２の湿度が８０％程度になるまでミストを噴霧して加湿し、８０％になるとミストを停止する。
このような制御を行うことで、準備時間後のサウナ空間２を流れる気流の流速は１．０ｍ／ｓ程度、温度は４０℃、湿度は８０％程度に設定され、サウナ空間２において、「息苦しい」、「髪がべとべとする」等がなく、更に快適で発汗性の良いサウナを実現することができる。
【００１９】
又、図２に、サウナ空間を流れる気流の流速、温度、湿度と人体の皮膚表面からの発汗量との関係を数値計算できる人体熱モデルによる、１０分間の発汗量についての数値解析結果のグラフを示す。
この計算結果より、サウナ空間を流れる気流の流速と発汗量の関係はほぼ比例関係にあることがわかる。更に、十分な発汗量を確保しようとすると、温湿度が４５℃以上、８０％以上であることが好ましく、流速を増やすに連れて、発汗量が増加していることがわかる。
このような手法によって、短時間でより発汗でき、快適なサウナの条件を導くことができる。
【００２０】
更に、浴室換気暖房乾燥機３の制御装置１００は換気扇４を設定することができ、例えば、サウナ運転終了後に、換気扇４を駆動させ、浴室１内の湿気を外部に放出して湿度を下げ、浴室１内をからっとさせる浴室換気機能を有している。
更には、浴室換気暖房乾燥機３は、例えば、温度設定手段Ｂ及び流速設定手段Ａを働かせて、浴室１内を暖房する暖房機能と、例えば流速設定手段Ａを働かせて浴室１内を乾燥する乾燥機能を有しており、それぞれの機能はリモコン５より入力された指示に従って、制御装置１００が制御して実現する。
【００２１】
〔別実施の形態〕
（イ） 上記の実施の形態のおいては、浴室を換気、暖房、乾燥する浴室換気暖房乾燥機３について述べてきたが、本発明においては、サウナ設備としての運転方法即ち、サウナ空間を流れる気流の流速を０．８〜１．５ｍ／ｓの範囲内に設定することに特徴があるものであり、浴室換気暖房乾燥機に限るものではない。（ロ） 上記の実施の形態においては、浴室の洗場にサウナ空間を有す例を示したが、サウナ運転時に人が位置する部分をサウナ空間とすることより、浴槽にサウナ空間を有す構成でも良く、この場合は、サウナ設備としての浴室換気暖房乾燥機を浴槽付近に設置することができる。
（ハ） 上記の実施の形態においては、換気扇を浴室換気暖房乾燥機とを別に設けたが、これらを一体の構造とすることができる。
（ニ） 上記の実施の形態においては、湿度設定手段として湯水のミストを噴霧するミストノズルの構成を示したが、ミストノズルの代わりに、ヒータ、若しくは超音波による加湿器等を使用することができる。
（ホ）上記の実施の形態においては、ミストノズルからの噴霧量を設定するために、ミストノズルに供給する湯水の流量を設定する構成を説明したが、別に、湯水の流量を一定にして、噴霧する時間を変更することで噴霧量を設定することもでき、更に、噴霧を断続的に行うこともできる。
【００２２】
【発明の効果】
よって、前記浴室内をサウナとして利用可能なサウナ設備において、人体からの発汗量を増加させ、快適で省エネルギー性に優れたミストサウナを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るサウナ設備として利用できる浴室換気暖房乾燥機の配置状態及び構成を示す図
【図２】 サウナ空間を流れる気流の流速、温度、湿度と人体皮膚表面からの発汗量の関係を示すグラフ
【符号の説明】
１ 浴室
２ サウナ空間
３ 浴室換気暖房乾燥機
Ａ 流速設定手段
Ｂ 温度設定手段
Ｃ 湿度設定手段
Ｄ 制御手段

Claims (3)

1. 浴室内のサウナ空間の温度を設定する温度設定手段と、前記サウナ空間の湿度を設定する湿度設定手段と、前記サウナ空間を流れる気流の流速を設定する流速設定手段と、前記浴室内の温度を検出する温度検出手段とを備え、前記湿度設定手段として、水若しくは湯水のミストを発生して前記サウナ空間に噴霧するミスト発生器と、前記ミスト発生器に供給する前記水若しくは湯水の量を設定する流量調整弁とを備えて、前記浴室内をサウナとして利用するサウナ設備の運転方法であって、
   サウナ運転開始時に、前記流速設定手段を働かせて、前記サウナ空間を流れる気流の流速を０．８〜１．５ｍ／ｓの範囲内に設定すると共に、前記温度設定手段を働かせて、前記サウナ空間の温度の４０〜５０℃の範囲内への加温を開始した後に、前記温度検出手段によって検出した温度に基づいて決定した動作設定量で前記湿度設定手段による加湿を開始して、前記サウナ空間の湿度を８０〜１００％の範囲内に設定するサウナ設備の運転方法。
2. 浴室内のサウナ空間の温度を設定する温度設定手段と、前記サウナ空間の湿度を設定する湿度設定手段と、前記サウナ空間を流れる気流の流速を設定する流速設定手段と、前記浴室内の温度を検出する温度検出手段とを備え、前記湿度設定手段として、水若しくは湯水のミストを発生して前記サウナ空間に噴霧するミスト発生器と、前記ミスト発生器に供給する前記水若しくは湯水の量を設定する流量調整弁とを備えて、前記浴室内をサウナとして利用するサウナ設備であって、
   サウナ運転開始時に、前記流速設定手段を働かせて、前記サウナ空間を流れる気流の流速を０．８〜１．５ｍ／ｓの範囲内に設定すると共に、前記温度設定手段を働かせて、前記サウナ空間の温度の４０〜５０℃の範囲内への加温を開始した後に、前記温度検出手段によって検出した温度に基づいて決定した動作設定量で前記湿度設定手段による加湿を開始して、前記サウナ空間の湿度を８０〜１００％の範囲内に設定する制御手段を備えたサウナ設備。
3. 浴室内を乾燥させる乾燥機能と、前記浴室内を暖房する暖房機能と、前記浴室内を換気する換気機能とを備えた浴室換気暖房乾燥機であって、
   浴室内の湿度を設定する前記湿度設定手段、及び、前記浴室内の温度を検出する前記温度検出手段を備え、
   前記暖房機能は前記温度設定手段及び前記流速設定手段を有し、前記浴室内に設置されて、前記浴室をサウナとして利用する請求項２のサウナ設備として使用される浴室換気暖房乾燥機。

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