JP5065156B2 - サウナ用ナノミスト及びマイナスイオン発生装置 - Google Patents

Description

この発明は、ナノミスト（１０ナノ以下の超微細水滴）とマイナスイオンとを同時に発生させ、これをサウナ室に供給して、室温３８℃〜４０℃で相対湿度９０％以上の状態とすることで、手軽に低温サウナを楽しむことが出来るサウナ用ナノミスト及びマイナスイオン発生装置に関するものである。

従来よりこの種のものでは、水槽内の水を加熱する水槽用ヒータと、ファンによって送られて来るサウナ室内の空気を加熱するヒータと、温水を霧化する超音波装置とを備え、室内を暖めながらミストを発生させて低温サウナを実現するものであった。（例えば、特許文献１参照。）
特公平３−４９４６８号公報

ところでこの従来のものでは、貯水部には常に水が貯水されることとなり、又飛散したシャワーの水も貯水される事も考えられ、この貯水が長時間に及ぶとこの水が腐り、この腐った水をミストにしてサウナに使用した場合、健康に害を及ぼす危険を有すると言う問題点があった。

この発明は上記課題を解決するために、特にその構成を、送風機により外気が通過する処理室と、該処理室の下部に設けられ自動給水弁を備えた給水管からの給水を所定量貯水する貯水部と、この貯水部に下部を水没させた回転体と、この回転体の外周に位置し、該回転体と共に回転しこの回転による遠心力で飛散される水及び空気が通過可能な円筒状の多孔体と、前記貯水部内の水位を検知して少なくとも自動給水弁を制御して貯水部の水位を所定量に保持する水位センサとを備えたものに於いて、前記処理室を含む外気が流入する給気経路に空気ヒータを備え、少なくとも運転終了時には残水を排水し送風機と空気ヒータに通電して乾燥運転すると共に、前記空気ヒータは逆Ｕ字状に形成され、給気口の側壁から突出し該側壁に対して傾斜して取り付けられるものである。

この発明によれば、運転終了後残水は排水され腐る心配がなく、更に装置内は空気ヒータにより温風で乾燥されるので、装置内を常に綺麗な状態に維持しておくことが出来、しかもサウナ室内もある程度この温風で乾燥することが出来るので、衛生的で安全なサウナを長期に渡って楽しむことが出来、極めて使用勝手が良いものである。
又空気ヒータを場所を取ることなくコンパクトに取り付ける事が出来、装置が大型化せずにサウナ室に簡単に設置されるものである。

又マイナスイオンには、疲労回復効果、精神安定効果、血液の浄化効果、抵抗力の増進効果、自律神経調整効果等があり、更にナノミストには、空気中やカーテンや衣服等の繊維の隙間など、隅々まで行き渡り汚れた空気や細菌を抑制し、臭いまでも分解するもので、脱臭効果、除塵効果、除菌効果、勿論加湿効果があるものであり、この加湿はベトツキがないサラサラで潤いのある空気で、毛穴からの浸透でお肌と髪の潤いを保つ効果を有するものであり、これらの効果が得られるマイナスイオンとナノミストを大量に放出されると言うことは、これらの効果も増大するものである。

一方本装置の貯水部に加熱用ヒータを投入して、本装置を低温サウナのエンジンとして使用した場合には、サウナ室の使用室温３８〜４０℃、相対湿度９０％以上で使用することで、サウナ室と言う限られたスペース内ではマイナスイオン及びナノミストの上記の作用効果が顕著に現れるものであり、しかも水分子付加マイナスイオン分子群が直接肌等に作用して汗腺を開くことにより、発汗が容易になり、又肺から吸引されたマイナスイオンは血液中に入り、その還元作用で血液の酸化を阻止し血液サラサラ状態とすると共に、その循環を良くし、末梢血管まで血液を行き渡らせることにより、痛みや懲りを緩和することが出来るものと考えられる。

次にこの発明のマイナスイオン及びナノミスト発生装置を低温ミストサウナのエンジン（主要部品）として使用した一実施形態を図面に基づいて説明する。
１は低温サウナ室２のベンチ３下に備えられたナノミスト及びマイナスイオン発生装置で、サウナ室２内の上部まで延びた吸引ダクト４を介して該サウナ室２内の空気を吸引し、塵や細菌を除去した後に、昇温したナノミスト及びマイナスイオンをベンチ３下方に形成した放出口５からサウナ室２に供給して、順次これを繰り返すことでサウナ室２を使用室温３８〜４０℃、相対湿度９０％以上の低温サウナの使用雰囲気とするものである。

６は自動給水弁７を備えた給水管８からの給水を一定量貯水する貯水部で、水面下で底部近傍には単相２００Ｖ、２ＫＷで平面視Ｍ字状に水平に取り付けられて逆Ｕ字部９を３箇所有した加熱ヒータ１０を備え、貯水を４６℃〜４８℃に加熱するものであり、一側壁にはオーバーフロー管１１及び自動排水弁１２を設けた排水管１３を連通し、サウナ中は常に一定水位を維持しながら終了時には全て排水する。

１４は前記貯水部６内を処理室１５と分離室１６の２室に仕切る仕切壁で、下端を分離室１６側を屈曲し水面との間の連通路１７を水面近傍まで下げることにより、処理室１５から分離室１６へ向かう空気中の大粒のミストを水面にぶつけて落下させる気液分離器の役目も果たすようにしている。

前記処理室１５には、貯水部６の蓋体１８に固定された回転用モータ１９の支軸２０に連結され、下部を水没させ上方に向かって径が拡大した擂り鉢状の回転体２１が、加熱ヒータ１０の給水管８から一番離れた方の逆Ｕ字部９中に垂下して設けられ、この回転体２１は前記回転用モータ１９による駆動で回転し、その遠心力で加熱されたばかりの温水を表面及びむしろ裏面に沿って吸い上げ、上端に形成した複数の細孔２２から周囲に飛散させるものである。

更に分離室１６には、仕切壁１４の下端を分離室１６下方に向かって傾斜屈曲させた第１の邪魔板２３と、この仕切壁１４と対向する側壁に、下方に向かって傾斜して取り付けた第２の邪魔板２４とで交互に突出させて、中央部に下部の連通路１７から上部の放出口５に向かう蛇行路２５が形成されているものである。

２６は前記回転体２１の外周に所定間隔を保持して位置し、該回転体２１と共に回転する円筒状の多孔体で、この回転による遠心力で水及び空気を飛散させ、そして全周壁に形成した多数のスリットや金網やパンチングメタル等から成る多孔部２７を、通過させたり、ぶつけて破砕させることで、水の粒子を微細化してナノミストを生成すると共に、この水の粒子の微細化によるレナード効果でマイナスイオンを発生させるものである。

２８は前記多孔体２６を覆った楕円形状の空気案内筒で、円筒状の多孔体２６との間には一対の大流通路２９、２９と一対の小流通路３０、３０とが形成されるように、処理室１５の上方を塞ぐ中蓋３１に設けられており、分離室１６の上部で該分離室１６と放出口５とを連通する位置に備えられたクロスフローファンから成る送風機３２の駆動で、吸引ダクト４を介し蓋体１８と中蓋３１との間の給気口３３から吸引されたサウナ室２内の空気を、回転体２１の上方から空気案内筒２８内に流入させることで、水の粒子の破砕回数を増やすと共に、空気のマイナス帯電も増加させ結果としてナノミスト及びマイナスイオンを大量に発生させることが出来るものであり、例えばマイナスイオンではサウナ室２の中央部中間位置で７０００個／ＣＣを検出した。

３４は貯水部６の底部に備えられた２つのフロートスイッチ３５、３６から成る水位センサで、貯水部６の水位が加熱ヒータ１０が水面上に露呈しない所定水位に低下するとフロートスイッチ３５がＯＦＦし、自動給水弁７を開口して一定水位まで給水して所定水位でフロートスイッチ３６がＯＮとなり、自動給水弁７を閉口しサウナ運転中は常に貯水部６を一定水位に保持するものである。

３７は前記２つのフロートスイッチ３５、３６を貯水部６の水面変動の影響を受けないように保護する断面コ字状の保護枠で、正面及び両側方を水面上まで突出させた枠体とし、貯水部６の一側壁とで２つのフロートスイッチ３５、３６を囲ったものであり、上面で２つのフロートスイッチ３５、３６を垂下して固定している。

３８は吸引ダクト４と共に給気経路を構成する給気口３３に取り付けられた逆Ｕ字状で、１００Ｖ、４００Ｗの空気ヒータで、給気口３３の側壁から突出し該側壁に対して上方を稍後側に寝かせて傾斜させた状態にし、逆Ｕ字状のヒータ部分が重ならずに小さな面で送風空気と効率良く接するようにしたものであり、運転開始時に送風機３２と共に１０分間のみ通電してサウナ室２の雰囲気温度を上昇させて、立ち上がり時間の短縮を図るものであり、更に運転終了後には送風機３２と共に９０分間通電されて温風によって装置内を乾燥させ、衛生状態の良好を保つようにしたものである。

３９は貯水部６の下部外壁で所定水位に設けられた貯水温度センサで、貯水温度が４６℃で加熱ヒータ１０をＯＮし、４８℃でＯＦＦして所定温度に保持する。
４０は同じく貯水部６の下部外壁で所定水位に設けられた加熱防止センサで、貯水部６が異常加熱状態になった時、全駆動を停止して安全を確保するものである。

４１はサウナ室２の換気用の換気扇、４２はサウナ室２への出入り用のドアで、覗き窓４３が上方に設けられている。

次に図５に示す要部電気回路のブロック図を説明すれば、記憶、演算、時間カウント等の機能を有するマイコン４４の入力側には、ＯＮ／ＯＦＦの運転スイッチ４５と、フロートスイッチ３５、３６と、貯湯温度センサ３９、加熱防止センサ４０とが接続されており、出力側には、自動給水弁７と、加熱ヒータ１０と、自動排水弁１２と、回転用モータ１９と、送風機３２と、空気ヒータ３８とが接続されており、運転開始時に送風機３２と空気ヒータ３８を１０分間通電及び運転終了時の９０分の乾燥運転のカウントは、このマイコン４４によるカウントで制御されるものである。

次にこの一実施形態の作動について説明する。
今サウナ室２の近傍に備えられる操作部（図示せず）の運転スイッチ４５をＯＮすることで、サウナ運転が開始され先ず自動給水弁７が開口して給水管８から空状態の貯水部６に水が供給され、一定水位まで貯水（６Ｌ）されれば、水位センサ３４が検知して自動給水弁７がＯＦＦされて給水が終了されるが、以後サウナ運転が終了するまで、水位センサ３４による自動補水が行われる。

そしてこの時、図６のフローチャートのようにステップ４６で運転スイッチ４５のＯＮを確認すると、マイコン４４からの出力により、ステップ４７で送風機３２と空気ヒータ３８とが通電されて、吸引ダクト４を介して吸引されたサウナ室２内の空気を加熱し、処理室１５から貯水部６を通り分離室１６を抜けて放出口５からサウナ室２に戻されて、運転開始時のサウナ室２内の室温を上昇させ立ち上がり時間の短縮を図るものであり、ステップ４８で運転スイッチ４５のＯＮからの時間が１０分経過すると、ステップ４９で送風機３２と空気ヒータ３８の通電をＯＦＦして、運転開始時の加熱運転を停止するものである。

次に加熱ヒータ１０がＯＮされて貯水部６内の貯水の加温が開始し、貯水がある程度温度上昇した３０℃に達することで、回転用モータ１９が駆動開始すると共に、１０分経過で一旦停止した送風機３２が再び駆動開始し、回転体２１は処理室１５内で回転することで、水没している下端の表面及び裏面の方がむしろ多く温水が遠心力で、その面に沿って上昇し、上端の複数の細孔２２から外周に向かって飛散され、一部は同時に回転している多孔体２６にぶつかって水の粒子が破砕し、又他の一部は空気と共に多孔部２４を通り抜けて、多孔体２６周の空気案内筒２８の内壁にぶつかって同じく水の粒子が破砕されることで、ナノミスト及び大粒ミストを含むミストが生成されると共に、この粒子の破砕により空気がマイナスに帯電してマイナスイオンが発生する。又貯水部６内の温水もある程度攪拌されて全体の温度を均一にする効果もある。

一方送風機３２の駆動で給気口３３からは、吸引ダクト４を介してサウナ室２内の空気が流入し、回転中の回転体２１上方から空気案内筒２８に案内されて処理室１５内へと流れるが、この時、円筒状の多孔体２６と楕円形状の空気案内筒２８との間には、一対の大流通路２９、２９と一対の小流通路３０、３０が形成されており、ここを空気が流通することで、ベルヌーイの定理より圧力差が生じて圧力が高い大流通路２９、２９側から圧力が低い小流通路３０、３０側への空気の流れが発生して乱流となり、大粒のミストは容易に落下して微細なナノミストだけが存在することとなり、又マイナスに帯電した水粒子に多くの空気が接触することで、マイナスイオンも大量に得ることが出来、しかもこの時、空気中に含まれている塵や細菌がナノミスト以上のミストに囲まれて水中に落下し、そのまま水中に止まることで、空気清浄も同時に行われるもので、この空気清浄も空気の乱流になって良好に行われるものである。

更に温水のミスト化で温度上昇しマイナスイオンも含む空気は、仕切壁１４の下の連通路１７を通過する下向きの流れで、大粒ミストは自重で水中に落下すると共に、続く分離室１６を上昇する過程で残ったナノミスト以上のミストは、先ず仕切壁１４の下端の第１の邪魔板２３にぶつかり大粒ミストに成長して落下し、次に蛇行路２５を流通しながらも落下し、第２の邪魔板２４にもぶつかって最後の大粒ミストに成長して落下し、再び蛇行路２５を流通して、最終的には送風機３２を通って放出口５からサウナ室２内に放出されるものである。

これによって、大粒ミストの放出が確実に阻止され超微細のナノミストとマイナスに帯電した空気によるマイナスイオンのみが、放出口から放出されることとなり、床や壁が塗れる心配がなく安心して使用出来ると共に、ナノミストとマイナスイオンがいっぱいの良好な雰囲気を形成することが出来るものである。

又この時、回転体２１の回転駆動により貯水部６内の水面が波打つが、水位センサ３４は水面上に延びる保護枠３７とによって囲われているので、保護枠３７内の水面には波が伝わらず的確な水位検知が行われ、自動給水弁７がチャタリングを起こすような不具合はなく、常に設定された一定水位で回転体２１によるマイナスイオンとナノミストを良好に生成出来、放出空間を快適な雰囲気空間に保持することが出来るものである。

更に水位センサ３４は２つのフロートスイッチ３５、３６で構成されることで、それぞれストロークが短くても誤動作する心配がなく、確実に作動して的確に自動給水弁７を制御出来、貯水部６を常に過不足なく一定の水位に維持することが出来るものである。

又正面からの直接的な波は勿論、貯水部６の側壁にぶつかって水位センサ３４に作用する二次的な波も両側方の枠体で阻止出来るので、完全に波の影響を遮断出来、強固に水位センサ３４を保護して長期に渡って安心して使用出来るものである。

更にこれが低温サウナであれば、サウナ室２内を循環方式で徐々に昇温して３０分で室温３８℃〜４０℃、ナノミストで相対湿度９０％以上のマイナスイオンいっぱいの低温サウナ使用雰囲気とし、２０分以上の入浴が可能で、水分子付加マイナスイオン分子群が直接肌等に作用して汗腺を開くことにより、発汗が容易になり大量の汗をかき体内の老廃物を排出出来るものであり、又肺から吸引されたマイナスイオンは血液中に入り、その還元作用で血液の酸化を阻止し血液サラサラ状態とすると共に、その循環を良くし、末梢血管まで血液を行き渡らせることにより、痛みや懲りを緩和することが出来るものと考えられる。

又マイナスイオンにより、疲労回復効果、精神安定効果、血液の浄化効果、抵抗力の増進効果、自律神経調整効果等があり、更にナノミストによって、空気中の隅々まで行き渡り汚れた空気や細菌を抑制し、臭いまでも分解するもので、脱臭効果、除塵効果、除菌効果、勿論加湿効果があるものであり、この加湿はベトツキがないサラサラで潤いのある空気で、毛穴からの浸透でお肌と髪の潤いを保つ効果を有するものであり、これらの効果が得られるマイナスイオンとナノミストを大量に放出されると言うことは、これらの効果も増大するものである。

次にサウナ運転終了後の乾燥運転は図７のフローチャートのように、運転スイッチ４５のＯＦＦで（ステップ５０）、ＹＥＳでステップ５１に進みマイコン４４からの出力で給水管８の自動給水弁７を閉口状態とし、加熱ヒータ１０をＯＦＦとすると共に、回転用モータ１９及び送風機３２を駆動停止し、自動排水弁１２を開口して排水管１３から貯水部６内の残水を全て排水してサウナ運転は終了するものであるが、ステップ５２で運転スイッチ４５のＯＦＦから１０秒をカウントして確認し、継続して乾燥運転に入るもので、ステップ５３でマイコン４４からの出力により送風機３２と空気ヒータ３８が通電されて、吸引ダクト４からサウナ室２内のナノミストを含む空気を吸引し、この空気を給気口３３に傾斜して取り付けられた空気ヒータ３８で加熱して温風とし、これを処理室１５から空の貯水部６に順次供給して、貯水部６だけでなく処理室１５や分離室１６の乾燥が行われて、カビや雑菌の繁殖を防止して衛生的で清潔な状態を維持出来るものであり、この乾燥運転は９０分間行われて自動的にＯＦＦ（ステップ５４、５５）されるものであるが、この間に乾燥用の温風はサウナ室２内に放出されるので、サウナ室２内も自動的に乾燥され良好な状態が維持されると言う効果も有するものである。

又前記空気ヒータ３８は逆Ｕ字状に形成され、給気口３３の側壁から突出し該側壁に対して傾斜して取り付けられたので、空気ヒータ３８を場所を取ることなくコンパクトに取り付ける事が出来、装置が大型化せずにサウナ室２に簡単に設置されるものであり、しかも１つの空気ヒータ３８を装置の乾燥用と共にサウナ室２の加熱用にも使用出来、極めて使用勝手が良く効率良く使用出来るものである。

更に加熱ヒータ１０の逆Ｕ字部９で加熱され温度上昇した温水は、回転体２１の下部が水没している上部に流れるので、回転体２１の回転による遠心力で直ぐにこの温水が吸い上げられ、多孔体２６にぶつけられて破砕によりナノミストが生成され、又この破砕で通過する空気がマイナスに帯電されることで同時にマイナスイオンも生成されるものであり、ある程度加熱ヒータ１０による水が加熱された段階の早いうちから、ナノミスト及びマイナスイオンを発生させ、これをサウナ室２に供給して待ち時間少なく、短時間にサウナ室２をサウナ使用可能状態にすることが出来、極めて使用勝手が良くいつでも低温サウナを楽しむことが出来るものである。

更に加熱ヒータ１０の逆Ｕ字部９が３箇所あることで、回転体２１の取り付け位置の自由度があり、３箇所のどこに取り付けても同様の効果が得られるが、ただ給水部分から離れれば離れる程冷水の影響を受けず良い効果は得られるものである。

この発明の一実施形態のミストサウナの概略構成図。 同サウナ用ナノミスト及びマイナスイオン発生装置の横断面図。 同サウナ用ナノミスト及びマイナスイオン発生装置の縦断面図。 同要部の平面図。 同要部電気回路のブロック図。 立ち上がり加熱運転を示すフローチャート。 乾燥運転を示すフローチャート。

符号の説明

１ ナノミスト及びマイナスイオン発生装置
２ 低温サウナ室
６ 貯水部
７ 自動給水弁
８ 給水管
１５ 処理室
２１ 回転体
２６ 多孔体
３２ 送風機
３３ 給気口
３４ 水位センサ
３８ 空気ヒータ
４４ マイコン

Claims (1)

1. 送風機により外気が通過する処理室と、該処理室の下部に設けられ自動給水弁を備えた給水管からの給水を所定量貯水する貯水部と、この貯水部に下部を水没させた回転体と、この回転体の外周に位置し、該回転体と共に回転しこの回転による遠心力で飛散される水及び空気が通過可能な円筒状の多孔体と、前記貯水部内の水位を検知して少なくとも自動給水弁を制御して貯水部の水位を所定量に保持する水位センサとを備えたものに於いて、前記処理室を含む外気が流入する給気経路に空気ヒータを備え、少なくとも運転終了時には残水を排水し送風機と空気ヒータに通電して乾燥運転すると共に、前記空気ヒータは逆Ｕ字状に形成され、給気口の側壁から突出し該側壁に対して傾斜して取り付けられる事を特徴とするサウナ用ナノミスト及びマイナスイオン発生装置。

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