JP4438209B2

JP4438209B2 - シャワー装置

Info

Publication number: JP4438209B2
Application number: JP2000304826A
Authority: JP
Inventors: 宏之臼井; 幸弘福田; 宏水越; 健高木; 昌之永石
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2000-10-04
Filing date: 2000-10-04
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2020-10-04
Also published as: JP2002102100A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水または温水に空気を混入することにより、水または温水の見かけ上の体積を増加させることにより、実流量よりも水勢を向上させることにより節水可能な空気混入シャワー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来シャワー装置において、特願平７−１７０４３０のように、水または温水の流水する通水路に空気混入機構を配設することにより、シャワー吐水に空気を混入し、水または温水の見かけ上の体積を増加させることにより、実流量よりも水勢を向上させようとする技術があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来に提案されているような空気混入機構では、空気混入量が極めて少なく、シャワー吐水に空気を混入させ、水または温水の見かけ上の体積を増加させることにより、実流量よりも水勢を向上させる効果を十分に得ることができなかった。
【０００４】
また、従来の空気混入機構では、水または温水が逆流して、圧力水増速部近傍に配設され、水または温水が流水する通水路に外気と連通している空気吸入口より漏水し、空気混入量が極端に低下していた。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、水または温水に空気を混入することにより、水または温水の見かけ上の体積を増加させ、実流量よりも水勢を向上させる事により節水可能なシャワー装置において、空気混入量を格段に向上させたシャワー装置を実現しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様によれば、水または温水に空気を混入することにより、水または温水の見かけ上の体積を増加させ、実流量よりも水勢を向上させることにより節水可能な空気混入シャワー装置において、水または温水が流水する通水路の途中に設けられた空気混入機構であって、流路断面積よりも面積の総和が小さい複数の圧力水吐出口を有し、複数の高速の線状流を形成する圧力水増速部と、前記圧力水増速部の下流側に設けられ、外気と連通し水または温水が流水する通水路に空気を吸入する空気吸入口と、を有し、前記複数の高速の線状流に外気を巻き込ませる空気混入機構と、前記空気混入機構の下流側に設けられ、上流側から下流側に向けて、テーパ状に通水路面積を縮小する縮小テーパ部と、気液混合流路最小面積部であるのど部と、前記のど部からテーパ状に通水路断面積を拡大してなる拡大テーパ部と、を有する逆流防止機構と、前記逆流防止機構の下流側に設けられ、水または温水を最終的に吐出する散水板を有するシャワーヘッドと、を備え、前記複数の高速の線状流が前記縮小テーパ部と衝突するように構成されていることを特徴とするシャワー装置が提供される。
このような構成とすることにより、圧力水吐出面積が同じ場合、吐出口が一つの場合と比較して複数の場合では、空気との接触総面積が増加し、圧力水に巻き込まれる空気の量が増加し、空気混入率を格段に向上させることが可能となる。
【０００７】
また、本発明の好ましい態様においては、空気混入機構部はシャワーヘッドと取り外し可能なアダプタ式となっている構成とすることである。
このような構成とすることにより、空気混入機構部を取り付ける場合と取り付けない場合で、空気を混入されたシャワー吐水と通常のシャワー吐水を容易に切り換えることが可能となる。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様においては、圧力水増速部近傍に配設され、水または温水が流水する通水路に空気を吸入する外気と連通している空気吸入口の開口面積の総和が1mm²〜3mm²である構成とすることである。
本発明に係るシャワー装置において、空気混入機構部に配設されている空気吸入口の総面積は、空気混入率を低下させないためには、空気を外気より取り込む際の抵抗を勘案するとある一定面積以上必要となる。
空気を外気より取り込む際の抵抗は空気混入量と空気吸入口の開口総面積によって決まる。
また、本発明に係るシャワー装置において、空気混入機構部に配設されている空気吸入口の総面積は、空気を吸入する際の騒音を低減させようとすると、できるだけ小さい方が良い。
上記のように、空気吸入口の開口面積の総和が1mm²〜3mm²である構成とすることにより、本発明のシャワー装置において、通水量が、従来のシャワー装置よりも節水させるために５L/min〜１０L/minに吸入空気量を１００体積％程度混入させると考えると、空気混入量を低下させずに、騒音を低減することが可能となる。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様においては、シャワーヘッドにおける水または温水を最終的に吐出する散水板において、散水板の水または温水を吐出する開口面積の総和は30mm²〜45mm²である構成とすることである。
本発明に係るシャワー装置において、節水の観点で、一定流量における水または温水の通水量で水勢を向上させようとすると、シャワーヘッドにおける水または温水を最終的に吐出する散水板の開口面積の総和は、小さい方がよい。
また、本発明に係るシャワー装置において、空気混入部より上流側のシャワーヘッド内部の通水路における内部圧力が高いほど空気混入率は低下する。
さらに、本発明に係るシャワー装置において、一定流量の通水量では、シャワーヘッドにおける水または温水を最終的に吐出する散水板の開口面積の総和は小さいほど、シャワーヘッド内部の通水路における内部圧力が高くなる。
つまり、水または温水を最終的に吐出する散水板の開口面積の総和は、一定流量の水または温水の通水量において、空気混入率を向上させるためには大きい方が良く、水勢を向上させるためには小さい方が良い。
また、本発明におけるシャワー装置において、一定流量の通水量において、水勢を向上させようとして、水または温水を最終的に吐出する散水板の開口面積を小さくすると、シャワー吐水の線が細くなったり、シャワー吐水がすかすかになり、シャワー浴を行う際、快適感を阻害させる。
以上のことと、本発明のシャワー装置において、通水量が、従来のシャワー装置よりも節水させるために５L/min〜１０L/minに吸入空気量を１００体積％程度と考えると、上記のように、散水板の水または温水を吐出する開口面積の総和を30mm²〜45mm²とすることにより、空気混入量を低減せず、快適感を損なうことなく水勢を向上し、節水することが可能となる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様においては、空気混入機構を有するシャワーヘッドにおいて、空気混入機構の下流側にテーパ状に通水路面積を縮小して気液混合流路最小面積部であるのど部を形成し、さらに気液混合流路最小面積部であるのど部よりテーパ状に通水路断面積を拡大してなる逆流防止機構を有する構成とすることである。
通水路面積を縮小してなるのど部を形成することにより、のど部より上流側の圧力による空気混入機構部側への水または温水の逆流を防止することが可能となり、空気混入率を格段に向上させることが可能となる。
また、テーパ状に断面積を縮小することによって、圧力水増速部によって噴出された高速流のエネルギーロスを少なくすることが可能となる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様においては、空気混入機構の上流側にテーパ状に通水路面積を縮小して気液混合流路最小面積部であるのど部を形成し、さらに気液混合流路最小面積部であるのど部よりテーパ状に通水路断面積を拡大してなる逆流防止機構はシャワーヘッドと取り外し可能なアダプタ式となっている構成とすることである。このような構成とすることにより、空気混入機構部を取り外し、通常のシャワー吐水を得ようとする際、通水路最小面積部を取り外すことにより、通水路最小面積部でのエネルギーロスが無くなり、通常のシャワー吐水に必要な通水量を得ることが可能となる。
【００１２】
【発明の実施形態】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例について説明する。
図１に示すように、空気混入シャワー装置は、流路上流側から下流側に向けて順次配設された空気混入機構部１と流路の断面積が縮小されてのど部を形成している逆流防止機構２とシャワーヘッド３を備えている。
空気混入機構部１と逆流防止機構２はそれぞれ取り外し可能なアダプタ式となっている。
【００１３】
図１，２に示すように、空気混入機構部１は、水または温水が流水する通水路の途中に流路断面積よりも面積の総和が小さい複数の圧力水吐出口を設けたノズル部１ａと、水または温水が流水する通水路に空気を吸入する外気と連通している空気吸入口１ｂが配設されている。
また、取り外し可能なアダプタ式となっている空気混入機構部１はシャワーホース接続部にねじ部５、逆流防止機構接続部にねじ部６ａを備えている。
【００１４】
逆流防止機構２は、空気混入機構部の下流側に配設され、流路上流側から下流側に向けて、水または温水が流水する通水路の断面積を滑らかに縮小させる縮小テーパ部２ａと、前記縮小テーパ部２ａによって形成される気液混合流路最小面積部であるのど部２ｂと、前記気液混合流路最小面積部２ｂより気液混合流路面積を滑らかに拡大させる拡大テーパ部２ｃが配設されている。
また、取り外し可能なアダプタ式となっている逆流防止機構２は空気混入機構部１との接続部にねじ６ｂ、シャワーヘッド接続部にねじ７ａを備えている。
【００１５】
シャワーヘッド３は、水または温水、あるいは気液混合流が通水する通水路３ａと水または温水、あるいは気液混合流が最終的に吐出される散水板４を備えている。
シャワーヘッド３は逆流防止機構との接続部にねじ部７ｂを備えている。
また、ねじ部７ｂはねじ部５と共通のねじでシャワーホースに直接接続できるようになっている。
【００１６】
本実施例に係る空気混入シャワー装置においては、図２において、白抜矢印で示すようにシャワーホース側より通水路に流入した水または温水が、通水路断面積よりも面積の総和が小さい複数の圧力水吐出口を設けたノズル部１ａを通過し、二重矢印で示すように複数の高速の線状流となって吐出する。
複数の高速の線状流は、空気吸入口１ｂを介して外気を巻き込む。複数の高速線状流が逆流防止機構２における縮小テーパ部２ａと衝突する際に、水または温水に巻き込まれた空気が多数の微細気泡となって水または温水中に分散混入する。
多数の微細気泡が水または温水に混入した気液混合流は、逆流防止機構２におけるのど部２ｂを円滑に通過し、シャワーヘッド３における通水路３ａに流入し、散水板４を介して最終的に吐出され、シャワー吐水となる。
【００１７】
本実施例に係る空気混入シャワー装置においては、空気混入機構１におけるノズル部１ａは、複数の圧力水吐出口を設けているので、圧力水吐出口が一つの場合と比較して、高速流の空気との接触面が増加し、高速流に巻き込まれる空気の量が増加し、空気混入率が増加する。
また、空気吸入量をほぼ落とすことなく空気吸入時の騒音を下げるために、水または温水が流水する通水路に空気を吸入する外気と連通している空気吸入口１ｂの開口面積は、1mm²〜3mm²とすることが好ましい。
また、ノズル部１ａにおける複数の小穴は、シャワーホース側より水または温水が小穴に流入する際のエネルギーロスを最小限に押さえるために、Ｒ部１ｃを設ける事が好ましい。
【００１８】
逆流防止機構２における気液混合流路最小面積部であるのど部２ｂによりシャワーヘッド内部の圧力による逆流方向への力を小さくすることにより空気混入機構部への気液混合流の逆流を防ぎ、空気混入率の低下が防止される。
また、空気混入機構部１におけるノズル部１ａによって増速された高速の線状流は、逆流防止機構２にける縮小テーパ２ａにより、スムーズに縮径され運動エネルギーの損失を少なくすることが可能となり、シャワーヘッド内の圧力による逆流方向への力による逆流を防止することが可能となる。
また、逆流防止機構２における拡大テーパ２ｃはのど部２ｂでいったん縮径された気液混合流をスムーズにシャワーヘッドにおける通水路断面積まで拡大することが可能となり、拡大される際の流れの剥離による気泡同士の結合を防止することが可能となる。
また、逆流防止機構２における縮小テーパ２ａの鉛直方向との角度θは、空気混入機構部１におけるノズル部１ａによって増速された高速の線状流がテーパに衝突し、逆流をしないようにするために１５°以下にすることが好ましい。
【００１９】
シャワーヘッド３における散水板４の開口面積は、通水量５L/min〜１０L/min、空気混入量１００体積％程度において快適な水勢を得るために、３０mm²〜４５mm²とすることが好ましい。
【００２０】
本実施例に係るシャワー装置において、シャンプーや石鹸を洗い落とす際、絶対通水量が必要となる場合、または給湯の同時使用などで給湯圧力が一時的に低減した場合、空気混入機構１と逆流防止機構２を取り外す事によって、通常のシャワー吐水を簡単に得ることが可能となる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の発明によれば、圧力水に巻き込まれる空気の量が増加し、空気混入率を格段に向上させることが可能となる。
【００２２】
また、請求項２記載の発明によれば、空気を混入されたシャワー吐水と通常のシャワー吐水を容易に切り換えることが可能となる。
【００２３】
また、請求項３記載の発明によれば、空気混入量を低下させずに空気を巻き込む際の騒音を低減することが可能となる。
【００２４】
また、請求項４記載の発明によれば、空気混入量を低減せず、快適感を損なうことなく水勢を向上し、節水することが可能となる。
【００２５】
また、請求項５記載の発明によれば、空気混入機構部側への水または温水の逆流を防止することが可能となり、空気混入率を格段に向上させることが可能となる。
【００２６】
また、請求項６記載の発明によれば、通常のシャワー吐水を得ようとする際、通水路最小面積部でのエネルギーロスが無くなり、通常のシャワー吐水に必要な通水量を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る空気混入シャワー装置の分解断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る空気混入機構部と逆流防止機構部の断面図である。
【符号の説明】
１空気混入機構
１ａノズル部
１ｂ空気吸入口
１ｃＲ部
２逆流防止機構
２ａ縮小テーパ部
２ｂのど部
２ｃ拡大テーパ部
３シャワーヘッド
３ａ通水路
４散水板
５シャワーホース接続用空気混入機構部ねじ
６ａ逆流防止機構接続用空気混入混入機構部ねじ
６ｂ空気混入機構接続用逆流防止機構部ねじ
７ａシャワーヘッド接続用逆流防止機構部ねじ
７ｂシャワーヘッド部ねじ

Claims

水または温水に空気を混入することにより、水または温水の見かけ上の体積を増加させ、実流量よりも水勢を向上させることにより節水可能な空気混入シャワー装置において、
水または温水が流水する通水路の途中に設けられた空気混入機構であって、
流路断面積よりも面積の総和が小さい複数の圧力水吐出口を有し、複数の高速の線状流を形成する圧力水増速部と、
前記圧力水増速部の下流側に設けられ、外気と連通し水または温水が流水する通水路に空気を吸入する空気吸入口と、
を有し、前記複数の高速の線状流に外気を巻き込ませる空気混入機構と、
前記空気混入機構の下流側に設けられ、上流側から下流側に向けて、テーパ状に通水路面積を縮小する縮小テーパ部と、気液混合流路最小面積部であるのど部と、前記のど部からテーパ状に通水路断面積を拡大してなる拡大テーパ部と、を有する逆流防止機構と、
前記逆流防止機構の下流側に設けられ、水または温水を最終的に吐出する散水板を有するシャワーヘッドと、
を備え、
前記複数の高速の線状流が前記縮小テーパ部と衝突するように構成されていることを特徴とするシャワー装置。
前記空気混入機構部は、前記シャワーヘッドから取り外し可能なアダプタ式となっていることを特徴とする請求項１記載のシャワー装置。
前記空気吸入口の開口面積の総和は、１ｍｍ^２〜３ｍｍ^２であることを特徴とする請求項１または２に記載のシャワー装置。
前記散水板の水または温水を吐出する開口面積の総和は、３０ｍｍ^２〜４５ｍｍ^２であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のシャワー装置。
前記逆流防止機構は、前記シャワーヘッドから取り外し可能なアダプタ式となっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のシャワー装置。