CN106604782A - 沉浸式淋浴头 - Google Patents
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Abstract
淋浴头的一个变型包括:主体,其界定流体回路、在主体的腹侧上的第一区域和在主体的腹侧上邻近第一区域的第二区域;一组中空锥形喷嘴,其分布在第一区域内,流体地联接到流体回路并且排出在第一尺寸范围内的流体液滴的喷雾;一组扁平扇形喷嘴,其布置在第二区域内,流体地联接到流体回路并且排出在第二尺寸范围内的流体液滴的喷雾;和一组孔,其流体地联接到流体回路并且排出在从一组中空锥形喷嘴排出的喷雾和从扁平扇形喷嘴排出的喷雾之间的流体滴液,从该组孔排出的流体滴液在超过第一尺寸范围和第二尺寸范围的第三尺寸范围内。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年8月28日提交的第62/043,095号美国临时申请的权益,该申请通过该引用以其整体并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及沐浴系统领域,并且更具体地涉及一种在沐浴系统领域中的新且有用的沉浸式淋浴头。
附图简述
图1是淋浴头的示意性表示;
图2是淋浴头的一个变型的示意性表示;
图3是淋浴头的一个变型的示意性表示;图4是淋浴头的一个变型的示意性表示;
图5是淋浴头的一个变型的示意性表示;
图6是淋浴头的一个变型的示意性表示;
图7A、图7B和图7C是淋浴头的一个变型的示意性表示;
图8A、图8B和图8C是淋浴头的一个变型的示意性表示;
图9是淋浴头的一个变型的示意性表示;
图10是淋浴头的一个变型的示意性表示;
图11A和图11B是淋浴头的一个变型的示意性表示;以及
图12A和图12B是淋浴头的变型的图形表示。
实施方案的描述
本发明的实施方案的以下描述不意图将本发明限制到这些实施方案,而是意图使本领域技术人员能够理解并使用本发明。本文所描述的变型、配置、实施方式、示例性实施方式和示例是可选的,并且不排除其所描述的变型、配置、实施方式、示例性实施方式和示例。本文所描述的发明可以包括这些变型、配置、实施方式、示例性实施方式和示例的任何和所有的排列。
1.淋浴头
如在图1中所示,淋浴头100包括:主体110,其界定流体回路120、位于主体110的腹侧上的第一区域111和位于主体110的腹侧上的邻近第一区域111的第二区域112;一组中空锥形喷嘴130,其分布在第一区域111内,该组中空锥形喷嘴130流体地连接到流体回路120,并且排出在第一尺寸范围内的流体液滴的喷雾;一组扁平扇形喷嘴140,其布置在第二区域112内,该组扁平扇形喷嘴140流体地连接到流体回路120并且排出在第二尺寸范围内的流体液滴的喷雾;和一组孔,其流体地连接到流体回路120并且排出在从一组中空锥形喷嘴130排出的喷雾和从扁平扇形喷嘴150排出的喷雾之间的流体液滴,从该组孔排出的流体液滴在超出第一尺寸范围和第二尺寸范围的第三尺寸范围内。
淋浴头100的一个变型包括:第一部件113,其界定第一通道124和将流体连通到第一通道124的入口;第二部件114,其从第一部件113延伸并且界定流体地连接到第一通道124的第二通道125;第一组喷嘴,其流体地连接到第一通道124,以离散的细雾喷雾排出流体液滴,并且包括穿过第一部件113分布的第一喷嘴、第二喷嘴和第三喷嘴,第二喷嘴横向偏离第一喷嘴,第三喷嘴在第一喷嘴和第二喷嘴之间横向地居中并且朝向第一部件113的前端纵向地偏离第一喷嘴和第二喷嘴;和第二组喷嘴,其流体地连接到第二通道125,第二组喷嘴以离散的浓雾喷雾排出流体液滴并且穿过第二部件114分布。
2.应用
通常,淋浴头100用于在沐浴环境内排出水滴。特别地,淋浴头100包括中空锥形喷嘴、全锥形喷嘴和/或扁平扇形喷嘴的组合—相比于通常排出宽度大于1000微米的水滴的传统淋浴头—该组合排出一些相对小的水滴,这些相对小的水滴在沐浴环境内保持悬浮在空气中相对较长的持续时间—由于这些小水滴的相对较高的阻力系数—以形成吞没沐浴者(或“使用者”)的加热的湿气云雾。淋浴头100可以从一个或多个中空锥形喷嘴排出水的细雾喷雾以产生细小液滴的云雾,相比于从传统淋浴头排出的水滴,由于这些细小液滴的相对小的尺寸和相对高的表面积与体积比,这些细小液滴的云雾将热量传导和辐射到沐浴者、周围空气和相邻的表面中。因此,通过将相对小的尺寸的流体液滴排出到沐浴环境中,等到这些液滴在浴室的地板上汇集并流向排水管时,淋浴头100可以实现从由这些喷嘴排出的水中提取较多的热量。
淋浴头100还可以以选定的喷雾几何形状和位置排出一系列流体液滴尺寸,以提升沐浴环境内的热保持。特别地,淋浴头100可以包括排出水滴—平均尺寸大于从中空锥形喷嘴排出的水滴—的扁平扇形喷雾的扁平扇形喷嘴,扁平扇形喷雾在淋浴头100的下方交叉以围绕细的(较细的)流体液滴的云雾形成较大的流体液滴的连续的水幕。与从中空锥形喷嘴排出的较小的液滴相比,这种从全锥形喷嘴排出的较大的液滴可以在更长的持续时间内和/或在离淋浴头100更大的距离内保持更多的热量,从而将内部的较细液滴的云雾与周围空气和相邻的表面热隔绝。特别地,扁平扇形喷嘴排出较大的液滴,这些较大的液滴协作以形成隔热边界层,该隔热边界层使沐浴环境内的较小的液滴与附近的较冷表面和周围空气隔绝,否则较冷表面和周围空气可能从这些较小的液滴吸收热量并且使沐浴环境相对快速地冷却。因此,淋浴头100可以以特定的形式排出相对细的液滴和较大的液滴的组合以产生和保持相比于沐浴环境周围的周围空气呈现出更高的平均温度和更高的平均湿度的沐浴环境。
淋浴头100可以包括一个或多个中空锥形喷嘴、全锥形喷嘴和/或扁平扇形喷嘴,该一个或多个中空锥形喷嘴、全锥形喷嘴和/或扁平扇形喷嘴分别排出相对小的流体液滴(例如,宽度在150微米和300微米之间(例如,“细”雾喷雾)、宽度在350微米和500微米之间、和宽度在350微米和800微米之间(例如,“浓”雾喷雾))。这些喷嘴可以界定相对小的孔,这些相对小的孔一起产生比排出相对大的水滴(例如,宽度大于1000微米)的传统淋浴头更低的通过淋浴头100的总体积流率。因此,对于从淋浴头100排出的水滴云雾,在类似的供水条件(例如,类似的水压、类似的水温)下,通过在淋浴头100下方偏离的平面的体积流体流量可以少于通过在传统淋浴头下方类似地偏离的平面的体积流体流量;但是,由于从淋浴头100排出的相对较小的流体液滴的较长的漂浮时间,所以在这种类似的供水条件下,在淋浴头100下方偏离的体积中(例如,在沐浴环境内)的总流体质量可以与在传统淋浴头下方偏离的类似体积中的总流体质量大体上相似。因此,在类似的供水条件下,淋浴头100在操作中可以比传统淋浴头每单位时间排出更少的水,但仍然用类似体积的水以类似的温度淋湿沐浴者。此外,淋浴头100包括中空锥形喷嘴(和/或全锥形喷嘴)和扁平扇形喷嘴的组合,该中空锥形喷嘴(和/或全锥形喷嘴)和扁平扇形喷嘴协作以形成隔离的沐浴环境,使得相比于传统淋浴头,尽管淋浴头100的水消耗减少了,但在操作中淋浴头100每单位时间为沐浴者产生类似的热流量。例如,淋浴头100可以通过中空锥形喷嘴、全锥形喷嘴和/或扁平扇形喷嘴的组合以0.8加仑每分钟(或“gpm”)的总流动速率排出流体液滴。这些流体液滴可以形成液滴云雾,该液滴云雾在离主体的不同距离处的薄横截面体积内呈现出与从传统淋浴头以显著更大的流动速率排出的水流所呈现的平均温度近似的平均温度,如在图12A和图12B中所示。
淋浴头100还可以包括一个或多个喷射孔160,喷射孔160将甚至更大的流体液滴(如宽度在800微米和3000微米之间)喷射到从中空锥形喷嘴、全锥形喷嘴或扁平扇形喷嘴排出的喷雾中。特别地,淋浴头100可以包括一组喷射孔160,该组喷射孔160朝向从其他喷嘴排出的较小液滴的喷雾排出较大的流体液滴。由于其较大的尺寸和较低的表面积与体积比,这些较大的液滴可以在离淋浴头100更长的距离内保持热量并且可以将热量传递给局部较小的液滴,从而在离淋浴头100更远的距离处横跨沐浴环境的薄片或体积(即,在流体液滴的水幕内)保持更高的平均温度。喷射孔160可以以小于中空锥形喷雾、全锥形喷雾和/或扁平扇形喷雾的排出速度的排出速度排出这些较大的液滴。这些较大的液滴可以在接近较小的液滴浮在空气中的持续时间的持续期间内保持浮在空气中,并且携带近似于相邻体积的较小液滴的平均动量的动量,从而在主体和浴室的地板之间产生从较大的液滴的更大的热提取。这些较大的液滴还加热相邻体积的较小的液滴,以在沐浴环境内保持更均匀和更高的平均温度,并且由于其较低的排出速度而导致在沐浴环境内保持柔和、低冲击的流体液滴云雾。
淋浴头100可以安装在从浴室内比如盥洗室的墙壁或天花板延伸的流体供给源的颈部上。淋浴头100在本文中被描述为当安装时界定面朝浴室的控制墙壁或“前部”的前(即,前部)端,并且淋浴头100在本文中被描述为将流体液滴向下排到站在淋浴头100下方并且面朝浴室的前部—即,站在淋浴头100的腹侧的下方并且面朝淋浴头100的前端的使用者身上。但是,淋浴头100可以在任何其他的环境中且以任何其他方式安装,并且淋浴头100可以包括以下的喷嘴布置,该喷嘴朝向以任何其他方式邻近淋浴头100定位,比如坐在或站在淋浴头100的上方、下方或侧边以及相对于淋浴头100的任何角位置(即,偏角)的使用者排出流体液滴。
此外,淋浴头100在本文中被描述为安装在沐浴环境中的单元。但是,淋浴头100可以另外地或可替代地包括手持单元,如淋浴杆,该手持单元类似地包括一个或多个中空锥形喷嘴、全锥形喷嘴、扁平扇形喷嘴和/或喷射孔160,如下面描述的。
3.主体
淋浴头100包括主体110,该主体110界定流体回路120、位于主体110的腹侧上的第一区域111和位于主体110的腹侧上的邻近第一区域111的第二区域112。通常,主体110界定壳体,该壳体支撑离散的和/或一体的喷嘴,并且界定内部流体回路120,该内部流体回路120在操作期间将流体(例如,水)从一个或多个入口分配到对应的喷嘴。
在一个实施方式中,主体110包括:第一部件113,其界定第一区域111、第一通道124和将流体连通到第一通道124的入口;和从第一部件113延伸的第二部件114,该第二部件114界定第二区域和流体地联接到第一通道124的第二通道125。例如,第一部件113可以界定线性部件,并且第二部件114可以界定环形部件,其中线性部件从环形部件的第一横向侧、横跨环形部件的径向中心延伸到环形部件的与第一横向侧相对的第二横向侧,如在图3、图5和图6中所示。可替代地,主体110可以界定在中心开口内的环状部件或横跨其中心是实心的盘形部件,如在图4、图9和图10中所示。另外可替代地,主体110可以可替代地界定方形或直线形轮廓(例如,如在图9中所示)或任何其他合适的形状或几何形状。
在一个变型中,淋浴头100包括可独立操作的一组中空锥形喷嘴130和一组全锥形喷嘴140,以及一组扁平扇形喷嘴150。在该变型的一个实施方式中,由主体110界定的流体回路120包括三个不同的流体部分。例如,主体110的背侧可以界定第一入口121、第二入口122和第三入口123。流体回路120可以包括:从第一入口121延伸到一组中空锥形喷嘴130的第一通道124;从第二入口122延伸到一组全锥形喷嘴140的第二通道125;和从第三入口123延伸到一组扁平扇形喷嘴150的第三通道126,如在图5中所示。在该示例中,在邻近的淋浴头安装件或壁装控制系统中的阀选择性地将流体连通到第一入口121中和第二入口122中,同时在操作期间流体持续流动到第三入口123。可替代地,淋浴头100可以包括在第一入口和第二入口上方联接到主体110或布置在主体110内的阀,并且使用者可以手动地操纵该阀以在第一通道和第二通道之间并且从而在一组中空锥形喷嘴130和一组全锥形喷嘴140之间进行选择。因此,在操作期间,第三通道126可以独立于第一通道和第二通道保持打开,并且流体可以选择性地分配到第一通道和第二通道以选择性地从淋浴头100分别排出中空锥形喷雾和全锥形喷雾。
在前述变型的另一个实施方式中,主体110的背侧包括第一入口121和第二入口122;并且流体回路120包括:第一通道124,其从第一入口121延伸到一组中空锥形喷嘴130;第二通道125,其从第二入口122延伸到一组全锥形喷嘴140;和第三通道126,其流体地联接到一组扁平扇形喷嘴150,流体地联接到第一通道124以及流体地联接到第二通道125,如在图6中所示。在该实施方式中,流体回路120还可以包括:置于第一通道124和第三通道126之间的第一止回阀127;和置于第二通道125和第三通道126之间的第二止回阀128,如在图6中所示。例如,在上述实施方式中,其中主体110包括环形部件和线性部件,线性部件延伸穿过环形部件的中心并且支撑环形部件的侧部(左侧和右侧),第一通道124可以包括:第一管道,该第一管道从第一入口121、穿过细长部件的右侧、经过一个或多个中空锥形喷嘴并且朝向环形部件的右侧延伸;和第二管道,该第二管道从第一入口121、穿过细长部件的左侧、经过一个或多个中空锥形喷嘴并且朝向环形部件的左侧延伸。在该示例中,第三环形部件可以界定环状管道,该环状管道完全围绕环形部件回转且由该环形部件限制,并且流体地联接到扁平扇形喷嘴。流体回路120可以包括布置在第一管道和环状管道的右侧之间的第一止回阀127和布置在第二管道和环状管道的左侧之间的第二止回阀128,使得进入第一入口121的流体流动通过第一止回阀和第二止回阀进入环状管道,并且流动通过扁平扇形喷嘴。此外,在该示例中,流体回路120可以类似地包括在第二通道125和第三通道126的右侧之间的第三止回阀和在第二通道125和第三通道126的左侧之间的第四止回阀,使得进入第二入口122的流体流动通过第三止回阀和第四止回阀进入环状管道,并且流动通过扁平扇形喷嘴,如在图6中所示。但是,第一止回阀和第二止回阀可以防止从第二通道125流动到第三通道126中的流体回流到第一通道124中,并且第三止回阀和第四止回阀可以防止从第一通道124流动到第三通道126中的流体回流到第二通道125中。因此,如在该示例中,流体回路120可以选择性地将进入第一入口和第二入口的流体分别分配到一组中空锥形喷嘴130和扁平扇形喷嘴,或分配到全锥形喷嘴和扁平扇形喷嘴。因此,在该实施方式中,主体110可以界定两个入口和对应的通道,其流体地联接到选择的喷嘴,使得淋浴头100可以排出中空锥形喷雾(通过中空锥形喷嘴和第一通道124)或一系列全锥形喷雾(通过全锥形喷嘴和第二通道125),同时保持围绕锥形喷雾的扁平扇形喷雾(通过扁平扇形喷嘴和第三通道126)的周边水幕,如在图2中所示。
可替代地,主体110可以界定单个入口,并且流体回路120可以包括歧管,该歧管将流体从入口分配到淋浴头100中的每个喷嘴,例如同时地分配到中空锥形喷嘴和全锥形喷嘴。但是,主体110可以以任何合适的方式界定流体地联接到一个或多个中空锥形喷嘴、全锥形喷嘴、扁平扇形喷嘴和/或喷射孔160的任何其他数量的入口。
在前述变型中,淋浴头100可以通过(例如,布置在相邻的淋浴头安装件中的)阀流体地联接到流体供给源,该阀使流体供给源选择性通向第一通道和第二通道。因此,使用者可以手动地操作该阀以选择性地将流体连通到第一通道124和第二通道125,以分别在清洗循环期间排出流体液滴的细雾和在冲洗循环期间排出流体液滴的较浓的雾。可替代地,淋浴头100可以包括集成阀,主体110可以界定将流体连通到该阀的单个入口。该阀可以根据其位置选择性地将流体分配到第一通道和第二通道(和第三通道)。
在前述变型中,主体110可以在第一通道和第二通道之间界定薄壁,使得当第一通道124打开(即,流体流到第一入口121中且通过第一通道124)且第二流体管道闭合(即,通过第二入口122的体积流量近似为零)时,流动通过第一通道124的加热的流体通过第一通道和第二通道之间的薄壁传递热量,从而加热保持在第二通道125中的流体。因此,当第二通道125打开时,如在接近淋浴阶段尾声的冲洗循环期间,最初从第二通道125通过全锥形喷嘴排出的流体处于大体上类似于之前流动通过第一通道124的流体的温度的温度。此外,主体110可以包括薄壁式罩壳和/或可以具有特征为大体上最小的热质量(thermal mass)或高的导热性的材料,使得在淋浴阶段的开始,主体110需要较少的时间来加温到流动通过淋浴头100的流体的温度。
淋浴头100还可以包括包围主体110并偏离于主体110(其一部分)的罩壳。该罩壳可以具有相对低的导热性的材料,并且因此可以界定围绕主体110的热断层(thermalbreak),以限制热量通过对流和/或辐射从主体110传递到环境,否则这可能在操作期间降低穿过主体110的加热流体的温度。例如,罩壳可以偏离于主体110,并且罩壳和主体110之间的空间可以保持处于真空中或填充有隔热材料(例如,低重量的膨胀泡沫),以限制从主体110到罩壳中的热传递。
主体110可以由多个分立的组件组装成,该多个分立的组件被注塑、铸造、冲压、旋压、机加工、挤压和/或以任何其他方式形成—如由聚合物(例如,尼龙、聚甲醛)、金属(例如,不锈钢、铝)或任何其他合适的材料形成—并且然后被组装。在一个实施方式中,主体110包括:界定主体110的腹侧的第一部分;和界定主体110的背侧的第二部分,该第二部分安装在第一部分上并且与第一部分配合以包围流体回路120。在一个示例中,第一部分包括纤维填充的复合部分,该纤维填充的复合部分界定横穿其背侧的一组出口钻孔和与其背侧相对的一系列开放通道,其中每个开放通道引导穿过出口钻孔的子集。在该示例中,第二部分包括界定一组入口钻孔的盖板,并且第二部分被超声波焊接在第一部分中的开放通道之上,从而封闭开放通道以形成流体回路120。在该示例中,第二部分中的入口钻孔可以与第一部分中选定的开放通道对齐,使得进入入口钻孔的流体通过流体回路120中选定的通道被分配到合适的出口钻孔。然后,各种类型的喷嘴可以例如通过将喷嘴压制、螺纹连接或熔合(例如,化学结合、超声波焊接)到主体110中的对应的出口钻孔中而以选定的定向安装在组装主体中的选定的出口钻孔中。在该示例中,可替代地,主体110的第一部分和第二部分可以被激光焊接、化学结合(例如,用液状粘固剂)、密封和紧固(例如,用硅密封胶和一组螺纹紧固件),或以任何其他方式组装。在类似的示例中,如上所述,主体110的第一部分可以界定一组出口钻孔,并且主体110的第二部分可以界定一组入口钻孔和开放通道。在该示例中,当第一部分和第二部分被组装时,第一部分的内表面可以封闭第二部分中的开放通道,其中出口钻孔终止于由第二部分界定的对应的开放通道中。
在另一个实施方式中,主体110界定开放的内部体积,并且入口和喷嘴通过(刚性或柔性)管和三通管接头(union tees)的部分流体地联接。在一个示例中,主体110包括:罩壳,其界定背侧、横穿罩壳的背侧的一系列出口钻孔以及终止于与罩壳的背侧相对的进入窗口中的内部体积;和盖板,其界定一组入口钻孔。在该示例中,离散的喷嘴安装(例如,螺纹连接)到罩壳中的出口钻孔中,直通适配器(pass-through adapter)(即,入口)安装在盖板中的入口钻孔中,并且管和三通管接头的部分被连接在直通适配器和选定的喷嘴之间以形成流体回路120。然后将盖板安装在罩壳中的窗口上以将流体回路120封闭在内部体积内。在该示例中,盖板可以焊接到罩壳、结合(例如,用粘合剂)到罩壳、紧固到罩壳(例如,用一个或多个螺纹紧固件)、或以任何其他合适的方式联接到罩壳。在该示例中,每个喷嘴和直通适配器可以包括延伸到罩壳的内部体积中的接管,并且每组中空锥形喷嘴130、全锥形喷嘴和扁平扇形喷嘴可以由耐热管和三通管接头的部分串联连接。淋浴头100还可以包括分立的直通止回阀(in-line check valve),该直通止回阀在每个端上终止于接管中并且安装在管的选定的部分之间(例如,安装在从中空锥形喷嘴或从全锥形喷嘴分叉(teed)的选定的管部分之间)。可替代地,止回阀可以被集成到三通管接头中。另外可替代地,主体110可以包括一组分立的歧管,该组分立的歧管流体地联接到对应的直通适配器或集成到直通适配器中;每个歧管可以包括多个接管,并且布置在歧管和一组喷嘴之间的管部分可以将流体从歧管并行地连通到喷嘴。
在前述实施方式中,主体110还可以包括在流体回路120中的一个或多个特征或元件,以调节通过淋浴头100中的各个喷嘴的体积流率。特别地,从中空锥形喷嘴、全锥形喷嘴和扁平扇形喷嘴排出的中空锥形喷雾、全锥形喷雾和扁平扇形喷雾的液滴尺寸、排出速度和喷雾角度可能受到通过喷嘴的体积流率的影响,该体积流率可以是在这些喷嘴的入口处的流体压力的函数。因此,主体110可以包括在流体回路120内的一个或多个压力调节器或限制板,以减少从入口连通的流体压力并且减少通过特定喷嘴的体积流率,以实现针对从这些喷嘴排出的喷雾的液滴尺寸、排出速度和喷雾角度的目标范围。例如,主体110可以沿着流体回路120,例如在第一通道124和第三通道126之间或在第三入口123和第三通道126之间界定一个或多个限制板(例如,孔板,截面面积减小的区域),以降低第三通道126中的流体压力,降低通过一组扁平扇形喷嘴150的体积流率,以及因此减小来自扁平扇形喷嘴的液滴尺寸和/或排出速度。
在主体110中的流体回路120中的第一通道、第二通道和第三通道还可以具有特定的恒定或变化的横截面、长度和/或表面光洁度等,以实现从对应的入口到对应的喷嘴的目标压头损失(即,总流体压力损失),以实现通过喷嘴的目标体积流率,例如给出在45psi到60psi的普通水供给压力范围内的供给流体压力。例如,在入口通过分立的管部分连接到喷嘴的前述实施方式中,每个管部分可以由刚性材料(例如,尼龙)或柔性材料(例如,硅树脂)切割成或形成(例如,注塑、挤压)并且可以在受控长度内界定恒定或变化的横截面,以针对穿过管部分的处于100°F到120°F的操作温度范围内的水实现沿着管部分的长度的目标压头损失。在该示例中,主体110可以包括较短较宽的管部分,该较短较宽的管部分将第一入口121连接到第一通道124以实现从入口到中空锥形喷嘴的相对小的压降,从而产生来自中空锥形喷嘴的相对较小的液滴,并且主体110可以包括较长的窄的管部分,该较长的窄的管部分将第三入口123连接到第三通道126以实现从入口到扁平扇形喷嘴的相对较大的压降,从而产生来自扁平扇形喷嘴的相对较大的液滴,如下面所描述的。可替代地,如在前述实施方案中,主体110可以类似地界定集成通道,该集成通道在对应的喷嘴和对应的喷嘴之间具有恒定或变化的横截面且具有特定的长度,以其间实现这种受控的压头损失。
淋浴头100还可以包括在入口的前方的压力调节器,并且该压力调节器配置为将未调节的入口压力调节到流体回路120内的目标操作压力。例如,淋浴头100可以包括隔膜式压力调节器,该隔膜式压力调节器布置在一个或多个入口处并且配置为将住宅或商业用水供给源从50磅每平方英寸(或“psi”)到100psi的范围降低到规定的20psi。在另一个示例中,淋浴头100可以包括在每个入口(例如,入口121、122和133)的前方的限制板或类似的孔,该限制板或类似的孔协作以将通过主体的体积流率限制到喷嘴出口压力的特定的目标范围,如在20psi和40psi之间,从而当淋浴头100连接到以35psi和80psi之间的压力供给水的住宅水管时产生0.6gpm和0.9gpm之间的净体积流率。
可替代地,流体回路120可以界定具有大体上类似的横截面的通道或通道部分,并且在中空锥形喷嘴、全锥形喷嘴和/或扁平扇形喷嘴的组中的每个喷嘴可以界定特定的几何形状(例如,有效孔面积、总长度、入口和出口的长度和角度等),以在给定在特定的流体压力范围内到入口的流体供给的情况下获得在目标范围内的出口压力。该组喷嘴可以协作以实现通过淋浴头100的体积流率的目标范围,如在0.6gpm和0.9gpm之间的总体积流率。例如,当第一流体入口121和第三流体入口123打开且第二流体入口122闭合时,中空锥形喷嘴和扁平扇形喷嘴的组可以协作以在给定共同入口压力范围的情况下,以在0.6gpm和0.75gpm之间的总体积流率排出流体液滴。在该示例中,当第二流体入口122和第三流体入口123打开且第一流体入口121关闭时,全锥形喷嘴和扁平扇形喷嘴的组可以协作以针对相同的入口压力范围,以在0.75gpm和0.9gpm之间的总体积流率排出流体液滴。
另外可替代地,淋浴头100中的每个入口可以限定流体(例如,水)可以流过的特定的有效孔面积,其中当连接到以35psi和80psi之间的压力供给流体的住宅水管时,入口121、122和/或123的单独的或组合的有效孔面积将通过淋浴头100的体积流率限制到0.6gpm和0.9gpm之间的目标体积流率。
因此,流体回路120可以界定实现通过喷嘴的最小目标体积流率范围和流体液滴云雾两者的特征和/或几何形状,对于给定温度的水供给源,流体液滴云雾在离主体110的距离处呈现出接近于在离淋浴头对应的距离处的最大平均横截面温度值的渐近线的平均横截面温度,如在图12A中所示。特别地,淋浴头100可以在流体回路120内界定各种特征和/或几何形状,该特征和/或几何形状将通过喷嘴的体积流率限制到低的窄的体积流率范围,同时排出足够尺寸、密度和速度的流体液滴的云雾,以实现大体上类似于(例如,5%之内)由以大体上更大的(例如,两倍)体积流率操作的淋浴头排出的流或云雾的温度的在离主体的各个距离处的温度。例如,淋浴头100可以实现比传统淋浴头高达72%的节水率,同时仍然实现接近由具有小于72%的节水率的这种传统淋浴头排出的且在类似距离处的流的平均温度的在离淋浴头100的各个距离处的排出云雾的平均温度,如在图12B中所示。但是,主体110可以在入口和喷嘴之间界定集成或分立的通道或任何其他几何形状或材料,并且可以包括任何其他特征或元件以控制通过中空锥形喷嘴、全锥形喷嘴和/或扁平扇形喷嘴的体积流率和/或到达中空锥形喷嘴、全锥形喷嘴和/或扁平扇形喷嘴的流体压力。
如上所述,喷嘴可以界定分立的结构并且可以被安装在主体110内。可替代地,喷嘴可以集成到罩壳中,并且喷嘴和主体110(主体110的部分)可以界定单一的(即,单个)结构。例如,罩壳和喷嘴可以以单一的材料注塑成型为一体。在另一个示例中,罩壳和喷嘴可以通过首先将低磨损的聚合物(例如,聚苯硫醚)在多个不连续的位置处注射到模具中以形成喷嘴并且然后将颜色持久的聚合物(例如,纤维填充尼龙)注射到模具中以形成罩壳而在双射注射模具(double-shot injection mold)中注塑成一体(in-unit)。在另一个示例中,罩壳可以以不锈钢被冲压,被冲孔以界定喷嘴接纳部,被精加工(例如,抛光、刷光)以及被插入注射模具内,并且聚合物可以被注射到模具中,以直接将喷嘴模制到不锈钢罩壳中的每个喷嘴接纳部中。但是,喷嘴可以以任何其他合适的方式安装到或集成到主体110中。
4.中空锥形喷嘴
淋浴头100包括一组中空锥形喷嘴130,该组中空锥形喷嘴130分布在主体110的第一区域111内并且流体地联接到流体回路120。通常,该组中空锥形喷嘴130中的每个中空锥形喷嘴以从主体110的第一区域111向外延伸的近似中空锥形的喷雾形式排出流体液滴。如上所述,一组全锥形喷嘴140可以以离散的细雾喷雾排出流体液滴,如宽度在150微米和350微米之间的流体液滴。淋浴头100还可以包括一组全锥形喷嘴140、扁平扇形喷嘴和/或喷射孔160,该组全锥形喷嘴140、扁平扇形喷嘴和/或喷射孔160分别排出较大的流体液滴,例如宽度在350微米和500微米之间、宽度在350微米和800微米之间和宽度在600微米和3000微米之间。
在一个实施方式中,每个中空锥形喷嘴包括入口、芯或涡流板以及出口孔,其中连续的流体流进入入口、穿过涡流板并且以呈中空锥形形式的流体液滴离开出口孔。该组中空锥形喷嘴130中的中空锥形喷嘴可以另外地或可替代地包括雾化器,该雾化器流体地联接到主体110上的空气入口,如从主体110的背侧通往中空锥形喷嘴的入口;在该实施方式中,流动通过中空锥形喷嘴的流体通过空气入口吸入空气,在中空锥形喷嘴中与该空气混合,并且以小流体液滴雾从中空锥形喷嘴离开。但是,中空锥形喷嘴可以具有任何其他的几何形状并且可以是任何其他的喷嘴类型。
如上所述,中空锥形喷嘴可以被模制、铸造、机加工、印刷或以其他方式与主体110(例如,与主体110的第一部分)一起原位形成。可替代地,中空锥形喷嘴可以界定安装到主体110中的分立的组件。例如,主体110可以界定带有螺纹出口钻孔的纤维填充的复合罩壳,并且该组中空锥形喷嘴130可以包括机加工的带螺纹的青铜喷嘴(在图11A和图11B中示出),该机加工的带螺纹的青铜喷嘴螺纹连接到主体110的带螺纹的出口钻孔中。可替代地,中空锥形喷嘴可以以任何其他材料(例如,聚苯硫醚、铝硅酸盐)铸造、机加工、注塑成型或形成,并且可以以任何其他方式被压接、结合或安装到主体110中。
中空锥形喷嘴可以穿过主体110的第一区域111分布以在离淋浴头100的目标距离处实现目标喷雾轮廓。在一个实施方式中,第一组喷嘴以线性阵列穿过主体110的第一区域111分布。例如,该组中空锥形喷嘴130可以包括:第一(右侧)中空锥形喷嘴;第二(左侧)中空锥形喷嘴,其与第一中空锥形喷嘴横向偏离一定的偏移距离;和第三(中央)中空锥形喷嘴,其在第一中空锥形喷嘴和第二中空锥形喷嘴之间横向地居中,并且与第一中空锥形喷嘴和第二中空锥形喷嘴纵向地偏离,以形成中空锥形喷嘴的三角形布局,如在图7A中所示。在该示例中,中央全锥形喷嘴143可以朝向第一部件113的前端与第一喷嘴和第二喷嘴纵向地偏离小于偏移距离的一半,使得第一中空锥形喷嘴、第二中空锥形喷嘴和第三中空锥形喷嘴形成等腰三角形布局。因此,当使用者站在淋浴头100的下方并且面朝淋浴头100的前端时,第一中空锥形喷嘴可以朝向位于淋浴头100下方的可能与使用者的右肩一致的位置排出中空锥形喷雾,第二中空锥形喷嘴可以朝向位于淋浴头100下方的可能与使用者的左肩一致的位置排出中空锥形喷雾,以及第三中空锥形喷嘴可以朝向位于淋浴头100下方的可能与使用者的面部一致的位置排出中空锥形喷雾,如在图7B、图7C和图7D中所示。
在前述实施方案中,第一中空锥形喷嘴和第二中空锥形喷嘴可以在第一区域111上被横向地隔开,并且在给定流体回路120中的流体压力的操作范围的情况下,可以各自排出在离主体110的目标距离处达到目标直径的中空锥形喷雾,如在图7A、图7B和图7C中所示。例如,右侧中空锥形喷嘴131可以构造为以近似中空锥形的形式排出液滴,该中空锥形在离主体110二十英寸的距离处直径达到大约十英寸,并且左侧中空锥形喷嘴132可以类似地构造成使得当淋浴头100放在使用者的头部上方大约八英寸的操作距离处时,使用者的上背部的整个宽度(其可能宽大约十九英寸)和使用者的肩部(肩部的顶部可能在使用者的头部的顶部下方低大约十二英寸)被吞没在来自第一中空锥形喷嘴和第二中空锥形喷嘴的中空锥形喷雾中。特别地,在该示例中,右侧中空锥形喷嘴131可以构造成以近似中空锥形的形式排出液滴,该中空锥形的特征在于对于在40psi和45psi之间的操作压力,喷雾角度在27°和31°之间,以便在离主体二十英寸的距离处实现大约十英寸的喷雾直径;左侧中空锥形喷嘴132可以被类似地构造。此外,在该示例中,右侧中空锥形喷嘴和左侧中空锥形喷嘴可以大体上垂直于第一区域111,并且可以在第一区域111上偏离九英寸的中心到中心的横向距离,以便在离主体110二十英寸的距离处实现一英寸的喷雾重叠。可替代地,第一中空锥形喷嘴和第二中空锥形喷嘴可以在主体110的第一区域111上偏离较短的中心到中心的距离(例如,四英寸),并且从主体110的中心向外地成一定的角度(例如,成8°的角度),以在主体110下方二十英寸的距离处实现大约一英寸的目标重叠。
此外,在前述实施方式中,中央中空锥形喷嘴133可以布置在第一中空锥形喷嘴和第二中空锥形喷嘴的前方(即,朝向主体110的前部或前端),以朝向使用者的头部和胸部排出水滴。在一个示例中,左侧中空锥形喷嘴和右侧中空锥形喷嘴界定第一喷嘴出口角度,且中央中空锥形喷嘴133界定小于第一喷嘴出口角度的第二喷嘴出口角度,以针对特定的操作压力实现呈现较紧密的喷雾角度的中空锥形喷雾,并且因而中央喷嘴可以将较紧密的中空喷雾集中在未被来自右侧中空锥形喷嘴和左侧中空锥形喷嘴132的喷雾覆盖的使用者的头部的顶部、面部和胸部上。可替代地,中央中空锥形喷嘴133可以界定较宽的喷嘴出口角度以实现以较宽的喷雾角度为特征的中空锥形喷雾;因此中央中空锥形喷嘴133可以排出在离主体110的较小的距离处达到较大宽度的中空锥形喷雾,以便覆盖使用者头部的更大的宽度,在操作期间使用者的头部比使用者的肩部可能更接近淋浴头100。例如,淋浴头100可以包括不超过三个的中空锥形喷嘴(或不超过三个的全锥形喷嘴)以实现吞没使用者的上半身(例如,从颈部到大腿上部)的细的流体液滴云雾。
但是,淋浴头100可以包括任何其他数量和布置的中空锥形喷嘴。例如,中空锥形喷嘴可以以三个或更多个中空锥形喷嘴的径向构型布置,如以离主体110的中心均匀的径向距离穿过第一区域111分布。在另一个示例中,中空锥形喷嘴可以以两个或更多个中空锥形喷嘴的线性构型布置,该两个或更多个中空锥形喷嘴以方形或直线形阵列穿过主体110的第一区域111分布。
在一个实施方式中,淋浴头100包括多个中空锥形喷嘴,该多个中空锥形喷嘴协作以形成围绕使用者的小液滴云雾。特别地,当使用者站在淋浴头100的下方,比如淋浴头100以在六英寸至十英寸的目标偏离范围内的偏离距离布置在使用者的头部的上方时,该组中空锥形喷嘴130可以协作以形成围绕使用者头部的流体液滴的不连续的云雾,和形成围绕使用者身体的流体液滴的连续的云雾。在该实施方式中,该组中空锥形喷嘴130可以离散地排出流体液滴喷雾,该流体液滴喷雾在离主体110的一定距离处相遇并且合并以形成流体液滴的连续的云雾。但是,当中空锥形喷雾在离淋浴头100一定距离处相遇时,流体液滴云雾在淋浴头100下方多达距离主体110的腹侧的距离的区域中可以是不连续的,并且因此周围空气可以在该区域中更容易地与流体液滴混合。当使用者站在淋浴头100的下方时,使用者的头部可以占据该区域并且因此可以暴露于新鲜的空气和从中空锥形喷嘴排出的加热的流体液滴的离散的喷雾中。在该区域中的细的流体液滴的云雾的不连续性可以因此为使用者提供对新鲜空气的接近,并且因此改善使用者对该区域中有限空间的感觉。
可替代地,该组中空锥形喷嘴130可以包括单个中空锥形喷嘴,该单个中空锥形喷嘴界定特定的孔尺寸和特定的喷嘴出口角度,以在离主体110的特定距离处实现目标流体液滴尺寸、水滴密度和锥形喷雾尺寸。但是,淋浴头100可以包括任何其它构型的且以在主体110上成任何其它布置的任何其他数量的中空锥形喷嘴。
在该组中空锥形喷嘴130包括右侧中空锥形喷嘴、左侧中空锥形喷嘴和中央中空锥形喷嘴133的上述实施方式中,流体回路120可以包括从第一入口121延伸到右侧中空锥形喷嘴、左侧中空锥形喷嘴和中央中空锥形喷嘴的第一歧管和第一组管道,该组管道具有大体上类似的(或相同的)长度和横截面。特别地,流体回路120可以界定一组大体上类似的流体管道,该组流体管道将流体从第一入口121连通到一组中空锥形喷嘴130,以在每个中空锥形喷嘴的入口处实现大体上类似的流体压力。因此,尽管中空锥形喷嘴大体上是类似的,但从第一入口121到该组中空锥形喷嘴130的管道的这种构造可以产生横跨中空锥形喷嘴大体上均匀的体积流率和喷雾几何尺寸,随着时间的推移,这可以进一步产生横跨中空锥形喷嘴的大体上均匀的磨损和钙沉淀物的堆积。
可替代地,在前述实施方式中,第一入口121可以在中央中空锥形喷嘴133的上方居中,并且右侧中空锥形喷嘴和左侧中空锥形喷嘴通过第一入口121和中央中空锥形喷嘴133之间的歧管或开放空腔流体地联接到该入口。由于中央中空锥形喷嘴133相对于第一入口121的位置,因此中央中空锥形喷嘴133可以暴露于最大流体压力(例如,由于最小压头损失)和横穿该组中空锥形喷嘴130的最大体积流率。因此,对于大体上相同的右侧中空锥形喷嘴、左侧中空锥形喷嘴和中央中空锥形喷嘴而言,中央中空锥形喷嘴133可以排出特征在于比从左侧中空锥形喷嘴和右侧中空锥形喷嘴排出的中空锥形喷雾具有更宽的喷雾角度、更小的液滴尺寸和更大的排出速度的中空锥形喷雾。对于构造成朝向使用者的头部排出中空锥形喷雾的中央中空锥形喷嘴133,从该中央中空锥形喷嘴133排出的较小的流体液滴可以产生较高的热传递速率和较低的对使用者皮肤的冲击。特别地,因为使用者的头部可能相对靠近淋浴头100,所以从中央中空锥形喷嘴133排出的这种较小的流体液滴可以行进较短的距离到达使用者的头部,并且因此可以在经过该距离后仍然保持足够的热量和动量—尽管相比于从左侧中空锥形喷嘴和右侧中空锥形喷嘴排出的液滴,其具有减小的尺寸和较高的表面积与体积比—以加温和冲洗使用者的头部。此外,在该构型中,因为中央中空锥形喷嘴133可以以较高的排出速度排出这些流体液滴,所以这些较小的液滴可以比从右侧中空锥形喷嘴和左侧中空锥形喷嘴排出的液滴更快地到达使用者的头部,对于这些较小的流体液滴,这同样有助于淋浴头100和使用者的头部之间的热量保持。在该构型中,从中央中空锥形喷嘴133排出的较小的流体液滴因此还可以携带较少的动量并且因此可能在使用者的皮肤上是不易察觉的,特别是在人类身体的包含更高密度的机械性刺激感受器的部位,如脸部。中央中空锥形喷嘴133可以因此排出小于从左侧中空锥形喷嘴和右侧中空锥形喷嘴排出的流体液滴的流体液滴的中空锥形喷雾,以在沐浴环境内和使用者的脸部周围产生柔和的沉浸式的体验。
此外,前述构型中的流体回路120可以在左侧中空锥形喷嘴和右侧中空锥形喷嘴的前方产生(略微)减小的流体压力和通过左侧中空锥形喷嘴和右侧中空锥形喷嘴的(略微)减小的体积流率,例如由于通过第一入口121与右侧中空锥形喷嘴和左侧中空锥形喷嘴之间的管道的压头损失。右侧中空锥形喷嘴和左侧中空锥形喷嘴可以因此排出特征在于具有(相对)较小的喷雾角度、较大的液滴和较低的排出速度的中空锥形喷雾。右侧中空锥形喷嘴和左侧中空锥形喷嘴可以因此排出比居中中空锥形喷嘴133更紧密的中空锥形喷雾(即,呈现更窄的喷雾角度的中空锥形喷雾),该更紧密的中空锥形喷雾离主体110的每单位距离分散更少以用于改进的方向控制(即,朝向使用者的肩部)。从右侧中空锥形喷嘴和左侧中空锥形喷嘴排出的较大的液滴还可以呈现较低的表面积与体积比,并且因此可以在从主体110到使用者的肩部的相对较长的距离内保持更多的热量。
该组中空锥形喷嘴130中的中空锥形喷嘴的几何尺寸可以另外地或可替代地被控制以实现、加剧或减轻前述效果。特别地,淋浴头100可以包括缓和(即,补偿)或加强(即,加剧)上述段落中描述的流率、流体压力、液滴尺寸和/或其他流动和喷雾特性的特定几何尺寸—如特定的孔尺寸和喷嘴出口角度—的喷嘴,以在淋浴头100操作期间实现特定的流动和喷雾标准。例如,在第一入口121居中位于中央中空锥形喷嘴133的上方的实施方式中,中央中空锥形喷嘴133可以包括界定第一横截面积和第一喷嘴出口角度的孔,并且左侧中空锥形喷嘴和右侧中空锥形喷嘴可以包括界定小于第一横截面积的第二横截面积和界定宽于第一出口角度的第二出口角度的孔。在该示例中,左侧中空锥形喷嘴和右侧中空锥形喷嘴的减小的横截面积可以产生与从中央中空锥形喷嘴133排出的流体液滴的尺寸近似的液滴尺寸,并且左侧中空锥形喷嘴和右侧中空锥形喷嘴的较宽的喷嘴出口角度可以产生界定喷雾角度的锥形喷雾,该喷雾角度近似于从中央中空锥形喷嘴133排出的锥形喷雾的喷雾角度,尽管由于中央中空锥形喷嘴、右侧中空锥形喷嘴和左侧中空锥形喷嘴相对于第一入口121的位置造成在其前方的流体压力上存在差异。在该示例中,主体110可以另外地或可选地界定流体回路120,该流体回路120包括通道、管道和/或限制板等以补偿第一入口121相对于该组中空锥形喷嘴130的位置,例如以平衡横穿该组中空锥形喷嘴130的体积流率、流体液滴尺寸和锥形喷雾几何形状,或者以产生横穿该组中空锥形喷嘴130变化的液滴尺寸和锥形喷雾几何形状。
在另一个示例中,中央中空锥形喷嘴133可以包括界定第一横截面积和第一出口角度的孔,并且左侧中空锥形喷嘴和右侧中空锥形喷嘴可以包括界定大于第一横截面积的第二横截面积和界定小于第一出口角度的第二出口角度的孔。在该示例中,由于左侧中空锥形喷嘴和右侧中空锥形喷嘴的增加的横截面积,对于在出口处给定的流体压力,左侧中空锥形喷嘴和右侧中空锥形喷嘴可以排出平均尺寸超过从中央中空锥形喷嘴133排出的流体液滴的平均尺寸的流体液滴。此外,由于左侧中空锥形喷嘴和右侧中空锥形喷嘴的窄的出口角度,对于在入口处的给定的流体压力,相比于从中央中空锥形喷嘴133排出的锥形喷雾,左侧中空锥形喷嘴和右侧中空锥形喷嘴可以排出更紧密的锥形喷雾。因此,在该示例中,从左侧中空锥形喷嘴和右侧中空锥形喷嘴排出的流体液滴可以更大并且可以形成更紧密的锥形喷雾—在给定的入口压力下,相对于从中央中空锥形喷嘴133排出的流体液滴—以在从淋浴头100到使用者的肩部的距离内产生更大的热保持和喷雾方向控制,从淋浴头100到使用者的肩部的距离可以大于从淋浴头100到使用者的头部的距离。类似地,在该示例中,中央中空锥形喷嘴133的几何形状可以产生更宽的、携带更少的动量的中空锥形喷雾,并且相比于从右侧中空锥形喷嘴和左侧中空锥形喷嘴朝向使用者的肩部排出的中空锥形喷雾,从中央中空锥形喷嘴133产生的中空锥形喷雾在其到达使用者的面部时是更加沉浸的。
但是,该组中空锥形喷嘴130可以包括任何数量、几何形状和布置的中空锥形喷嘴,并且中空锥形喷嘴可以排出具有任何其他尺寸且呈任何其它几何形状的中空锥形喷雾的流体液滴。
5.全锥形喷嘴
淋浴头100的一个变型包括一组全锥形喷嘴140,该组全锥形喷嘴140邻近一组中空锥形喷嘴130分布在主体110的第一区域111内并且流体地联接到流体回路120。通常,该组全锥形喷嘴140中的每一个全锥形喷嘴以从主体110的第一区域111向外延伸的近似全锥形的喷雾形式排出流体液滴。如上所述,该组全锥形喷嘴140可以以离散的喷雾(例如包括平均尺寸大于从中空锥形喷嘴排出的流体液滴的平均尺寸的流体液滴的喷雾)排出流体液滴。
在流体回路120包括第一入口121和第二入口122的上述实施方式中,该组全锥形喷嘴140可以通过第二通道125流体地联接到第二入口122。为了在淋浴阶段的尾声完成最终的冲洗循环,第二通道125可以打开以将流体连通到该组全锥形喷嘴140,因此相比于一组中空锥形喷嘴130,该组全锥形喷嘴140可以(以更高的体积流率)排出更大的液滴。特别地,相比于从中空锥形喷嘴排出的液滴,该组全锥形喷嘴140排出更大的流体液滴,该更大的流体液滴在每单位流体体积的更长的距离内呈现出更大的热保持并且保持更高的速度直到与使用者的皮肤撞击;因此,相比于从中空锥形喷嘴排出的流体液滴,全锥形喷嘴可以排出提供改进的冲洗效率和更高的流体液滴温度的流体液滴。淋浴头100可以包括多个全锥形喷嘴,该多个全锥形喷嘴协作以形成比从中空锥形喷嘴排出的液滴更大且移动更快的水滴的云雾,并且这些较大且移动较快的流体液滴可以比从中空锥形喷嘴排出的较小的移动较慢的液滴更快地从使用者的皮肤冲洗掉肥皂、污物和/或其他碎屑。
如上所述,该组全锥形喷嘴140可以独立于一组中空锥形喷嘴130操作,如通过选择性地将流转移到第一入口121和第二入口122中。可替代地,淋浴头100可以同时地将流体连通通过中空锥形喷嘴和全锥形喷嘴。
在一个实施方式中,全锥形喷嘴—在该组全锥形喷嘴140中的—界定超过中空锥形喷嘴的孔直径的孔直径,并且因此排出比中空锥形喷嘴更大的流体液滴。在该实施方式中,全锥形喷嘴还可以界定比中空锥形喷嘴更宽的喷嘴出口角度,以实现呈现出与从中空锥形喷嘴排出的锥形喷雾的喷雾角度类似的喷雾角度的锥形喷雾。全锥形喷嘴可以另外地或可替代地包括位于喷嘴入口前方的集成限制板以降低喷嘴入口处的流体压力,从而增加液滴尺寸和/或减小液滴排出速度。可替代地,流体回路120可以在第二入口122和全锥形喷嘴之间界定较长的通道、具有减小的横截面积的通道、和/或限制板,以实现这种效果。如上所述,该组全锥形喷嘴140可以包括大体上相同的全锥形喷嘴或具有各种尺寸和几何形状的全锥形喷嘴,如上所述。但是,全锥形喷嘴可以界定特定的孔直径和特定的喷嘴出口角度,并且可以穿过主体110的第一区域111布置,以在离主体110的特定的距离处实现特定的流体液滴尺寸、特定的水滴密度和/或特定的锥形喷雾几何形状,例如上文对于一组中空锥形喷嘴130所描述的。
因此,根据类似于上述中空锥形喷嘴的那些构型的构型,该组全锥形喷嘴140可以通过流体回路120(例如,第二通道125)流体地联接到第二入口122,并且可以穿过第一区域111分布。例如,在一组中空锥形喷嘴130包括成三角形形式的右侧中空锥形喷嘴、左侧中空锥形喷嘴和中央中空锥形喷嘴的上述实施方式中,该组全锥形喷嘴140可以类似地包括邻近右侧中空锥形喷嘴131的前端的右侧全锥形喷嘴141、邻近特定的中空锥形喷嘴的前端的左侧全锥形喷嘴142、和邻近中央中空锥形喷嘴133的后侧的中央全锥形喷嘴143。在该构型中,右侧全锥形喷嘴和左侧全锥形喷嘴可以朝向主体110的后端倾斜以将相应的全锥形喷雾朝向使用者的肩部引导,并且中央全锥形喷嘴143可以朝向主体110的前端倾斜以将相应的全锥形喷雾朝向使用者的头部引导。
可替代地,一组全锥形喷嘴140可以布置在主体110的第一区域111上、布置在主体110的第二区域中、布置在第一区域111和第二区域之间的第三区域中,如在图10中所示,或布置在主体110上的任何其他位置中并且以任何构型(例如,以如上所述的线性阵列或径向阵列)布置。
6.扁平扇形喷嘴
淋浴头100的一个变型还包括一组扁平扇形喷嘴150,该组扁平扇形喷嘴150布置在第二区域内并且流体地联接到流体回路120。通常,扁平扇形喷嘴用于排出流体液滴的扁平扇形喷雾,该扁平扇形喷雾围绕分别从中空锥形喷嘴和全锥形喷嘴排出的中空锥形喷雾和/或全锥形喷雾。
在一个实施方式中,该组扁平扇形喷嘴150中的扁平扇形喷嘴界定大于中空锥形喷嘴(和全锥形喷嘴)的喷嘴直径的喷嘴直径,并且因此排出比中空锥形喷嘴更大的流体液滴。扁平扇形喷嘴可以另外地或可替代地包括集成限制板—位于喷嘴入口的前方—该集成限制板降低了喷嘴入口处的流体压力,从而增加了由扁平扇形喷嘴排出的液滴的尺寸和/或降低了由扁平扇形喷嘴排出的液滴的排出速度。流体回路120还可以在第二入口122和全锥形喷嘴之间界定较长的通道、具有减小的横截面积的通道、和/或限制板,以实现从扁平扇形喷嘴排出的扁平扇形喷雾的增加的液滴尺寸、降低的排出速度和减小的喷雾角度的这种效果。
在该变型中,该组扁平扇形喷嘴150可以以近似片层的喷雾形式排出流体液滴,其从主体110的第二区域向外成扇形展开并且在超过离主体110的水幕距离(curtaindistance)处与相邻的流体液滴片层相交,以形成围绕从一组中空锥形喷嘴130(和/或从全锥形喷嘴)排出的(较小的)流体液滴的(较大的)流体液滴的水幕。特别地,扁平扇形喷嘴可以以在离淋浴头100一定距离处相交的离散的扁平喷雾排出较大的液滴,以形成较大的液滴的连续的水幕,该较大的液滴的连续的水幕包围从中空锥形喷嘴(和/或从全锥形喷嘴)排出的较小的液滴,如在图2中所示。从扁平扇形喷嘴排出的这些较大的液滴呈现较低的表面积与体积比,并且因此对于给定的周围空气温度,相比于从中空锥形喷嘴排出的较小的液滴,这些较大的液滴在较长的时间段内且在离淋浴头100较长的距离内可以保持热量。因此,由这些较大的液滴形成的水幕可以将水幕内的较小的液滴与沐浴环境外部的较冷的周围空气(和较冷的水蒸气)隔离开。特别地,扁平扇形喷嘴可以协作以形成围绕从中空锥形喷嘴和/或全锥形喷嘴排出的流体液滴的云雾的液滴屏障(例如,隔热边界层),使得将包含在这些较小的液滴中的热量保持在沐浴环境内并且保持可用于在较长持续时间内温热使用者(站在水幕内)。
扁平扇形喷嘴还可以以小于来自中空锥形喷嘴(和全锥形喷嘴)的流体液滴的排出速度的排出速度排出这些较大的液滴,以实现这些较大的液滴从淋浴头100朝向浴室的地板行进较长的飞行时间。特别地,全锥形喷嘴可以界定实现在特定的尺寸范围内和特定的排出速度范围内的液滴的几何形状—对于在全锥形喷嘴的前方的给定的流体压力和流体温度—使得水幕在距离淋浴头100(例如,在其下方)的阈值距离内保持在阈值温度以上。例如,全锥形喷嘴可以界定使排出的液滴尺寸和排出速度平衡的几何形状,以在湿度超过90%的室温淋浴环境中,对于在40psi和45psi之间的入口流体压力且对于在113°F和120°F之间的入口温度,在离淋浴头100的目标距离内(44英寸,或在使用者的头部的顶部的下方大约三英尺)实现小于阈值温度下降的目标温度下降(例如,少于30°F)。
在一个实施方式中,该组扁平扇形喷嘴150以径向阵列围绕主体110的第二区域分布,如在图3中所示。例如,如上所述,第二部件114可以界定环形部件,并且一组扁平扇形喷嘴150可以以径向形式围绕该环形部件均匀地分布。
在一个构型中,扁平扇形喷嘴以离主体110的中心恒定的径向距离且在该组扁平扇形喷嘴150的径向轴线大体上平行的情况下布置在主体110上。在该构型中,扁平扇形喷嘴可以协作以排出离散的扁平扇形喷雾,该离散的扁平扇形喷雾在离主体110一定的距离处相交并且合并以形成宽度(或直径)大约是径向距离的两倍的连续多边形(例如,近似圆形)的水幕,如在图2中所示。
在类似的构型中,扁平扇形喷嘴可以朝向主体的中心以特征分散角度(即,沿着扁平扇形喷雾的短轴的喷雾角度)向内倾斜,使得从扇形喷嘴排出的每个扁平扇形喷雾的外边界大体上平行于主体的径向轴线、垂直于主体的腹侧和/或垂直于浴室的地板。例如,该组扁平扇形喷嘴中的扁平扇形喷嘴可以排出与扁平扇形喷嘴的中心线成3°的角度分散的扁平扇形喷雾,并且该扁平扇形喷嘴可以朝向主体的中心以3°的角度向内倾斜以补偿该分散角度。
在另一个构型中,扁平扇形喷嘴以离主体110的中心恒定的径向距离围绕主体110布置,并且其中扁平扇形喷嘴的径向轴线从主体110的中心向外倾斜(例如,一组扁平扇形喷嘴150的径向轴线在主体110的背侧的上方会聚)。在该构型中,扁平扇形喷嘴可以排出扁平扇形喷雾,该扁平扇形喷雾从主体110向外成扇形展开并且与相邻的扁平喷雾相交和合并以形成宽度超过扁平扇形喷嘴到主体110的中心的径向距离的两倍的连续的多边形水幕,如图8A、图8B和图8C中所示。因此,在该构型中,淋浴头100的主体110可以界定小于人类的(普通的)宽度和深度的最大横向和纵向尺寸,并且扁平扇形喷嘴可以从主体110向外成角度以形成足够宽度和深度—在离淋浴头100一定距离处—的水幕以包围使用者的躯干。
在又一个构型中,扁平扇形喷嘴以各种俯仰角和侧倾角穿过主体110分布,以形成在离淋浴头100一定距离处界定近似卵形横截面的水幕。在该构型中,一组扁平扇形喷嘴150可以包括第一(例如,前部)扁平扇形喷嘴,该第一(前部)扁平扇形喷嘴邻近主体110的前端并且朝向主体110的后端倾斜(例如,以正俯仰角倾斜),并且第一扁平扇形喷嘴可以排出大体上平行于主体110的横向轴线并且朝向主体110的后端倾斜的流体液滴的第一片层。该组扁平扇形喷嘴150可以类似地包括第二(例如,后部)扁平扇形喷嘴,该第二(后部)扁平扇形喷嘴邻近主体110的后端并且朝向主体110的前端倾斜,该第二扁平扇形喷嘴可以排出大体上平行于主体110的横向轴线并且朝向主体110的前端倾斜的流体液滴的第二片层。此外,该组扁平扇形喷嘴150可以包括第三(例如,右侧)扁平扇形喷嘴和第四(例如,左侧)扁平扇形喷嘴,第三扁平扇形喷嘴邻近主体110的右侧并且从主体110向外倾斜,第四扁平扇形喷嘴邻近主体110的左侧并且类似地从主体110向外倾斜。第三(右侧)扁平扇形喷嘴可以排出从主体110的右侧向外倾斜的流体液滴的第三片层,并且第四(左侧)扁平扇形喷嘴可以类似地排出从主体110的左侧向外倾斜的流体液滴的第四片层。因此,当来自第一扁平扇形喷嘴、第二扁平扇形喷嘴、第三扁平扇形喷嘴和第四扁平扇形喷嘴的扁平扇形喷雾在离淋浴头100一定距离处相交时,这些扁平扇形喷雾可以形成界定近似为矩形的横截面的连续的水幕,其中水幕的矩形横截面的长边大体上平行于横向轴线淋浴头,并且其中水幕的矩形横截面的短边大体上平行于纵向轴线淋浴头。
在前述的构型中,淋浴头100可以包括另外的扁平扇形喷嘴,该另外的扁平扇形喷嘴以圆形图案布置在主体110上以实现界定近似卵形的横截面的水幕。例如,第一扁平扇形喷嘴和第二扁平扇形喷嘴可以相对于主体110的参考轴线成0°的角度设置(即,偏转角为0°),第三扁平扇形喷嘴和第四扁平扇形喷嘴可以成90°的偏转角设置,并且该组扁平扇形喷嘴150还可以包括:第五扁平扇形喷嘴,其在第一扁平扇形喷嘴和第三扁平扇形喷嘴之间并且成45°的偏转角设置;第六扁平扇形喷嘴,其在第一扁平扇形喷嘴和第四扁平扇形喷嘴之间并且成135°的偏转角设置;第七扁平扇形喷嘴,其在第二扁平扇形喷嘴和第四扁平扇形喷嘴之间并且成225°的偏转角设置;和第八扁平扇形喷嘴,其在第二扁平扇形喷嘴和第三扁平扇形喷嘴之间并且成315°的偏转角设置,如在图10中所示。因此,这八个扁平扇形喷嘴可以协作以排出形成水幕的八个离散的扁平扇形喷雾,该水幕在离淋浴头100的水幕距离处界定近似卵形的八边形横截面。但是,该组扁平扇形喷嘴150可以包括以任何其他方式布置在主体110上的任何数量(例如,三个、五个或十二个)的扁平扇形喷嘴。
在前述构型中,扁平扇形喷嘴的径向阵列的直径(例如,前部扁平扇形喷嘴和后部扁平扇形喷嘴之间的最大距离)可以超过人体躯干的普通深度但可以小于人体躯干的普通宽度。例如,对于十二英寸的普通人体躯干深度和十九英寸的普通人体躯干宽度,该组扁平扇形喷嘴150可以以直径为十四英寸的径向阵列且根据俯仰角、偏转角和侧倾角的特定组合分布在主体110的腹侧上,以在离主体110二十英寸的距离处实现大约22英寸宽和十三英寸深的水幕。在类似的示例中,扁平扇形喷嘴可以以直径为十英寸的径向阵列布置在主体110上并且可以包括第一扁平扇形喷嘴、第二扁平扇形喷嘴、第三扁平扇形喷嘴和第四扁平扇形喷嘴;第一扁平扇形喷嘴—邻近主体110的前端—和第二扁平扇形喷嘴—邻近主体110的后端—都可以以与主体110的垂直轴线(例如,y轴)成15°的角度从主体110向外倾斜,以在离主体110二十英寸的距离处实现二十英寸深的水幕;以及第三扁平扇形喷嘴—邻近主体110的右侧—和第四扁平扇形喷嘴—邻近主体110的左侧—都可以以与主体110的垂直轴线成22.5°的角度从主体110向外倾斜,以在离主体110二十英寸的距离处实现二十五英寸宽的水幕。
此外,该组扁平扇形喷嘴150中的每个扁平扇形喷嘴可以界定特定角度的喷嘴出口,以排出以特定的喷雾角度为特征的扁平扇形喷雾,使得在离淋浴头100特定的目标距离处扁平扇形喷雾展开到特定的目标宽度。在扁平扇形喷嘴穿过主体110均匀地分布并且与主体110的中心(例如,径向)轴线成相同的角度的上述构型中,该组扁平扇形喷嘴150中的每个扁平扇形喷嘴可以界定大体上相同的喷嘴出口角度,使得从相邻的扁平扇形喷嘴排出的扁平扇形喷雾在离淋浴头100大体上相同的距离(即,水幕距离)处相交并且合并,从而在离淋浴头100大体上一致的距离处产生流体液滴的连续的水幕。
在分布在主体的后端和前端上的扁平扇形喷嘴大体上平行于主体110的中心轴线并且分布在主体110的横向侧面上的扁平扇形喷嘴向外倾斜的另一个构型中,前部扁平扇形喷嘴和后部扁平扇形喷嘴可以各自界定第一(较宽的)出口喷嘴角度,使得从该前部扁平扇形喷嘴和后部扁平扇形喷嘴排出的扁平扇形喷雾展开到足够的宽度以在离主体110的目标距离处与从横向扁平扇形喷嘴排出的扁平扇形喷雾相遇。在该构型中,横向扁平扇形喷嘴可以各自界定第二(较浅的)出口喷嘴角度—小于第一喷嘴出口角度—使得从该横向扁平扇形喷嘴排出的扁平扇形喷雾展开到较窄的宽度以在离主体110的目标距离处与从前部扁平扇形喷嘴和后部扁平扇形喷嘴排出的扁平扇形喷雾相遇,从而在目标距离(即,水幕距离)的下方形成流体液滴的矩形水幕。可替代地,在该构型中,后部扁平扇形喷嘴可以界定第一(较浅的)喷嘴出口角度并且前部扁平扇形喷嘴可以界定第二(较浅的)喷嘴出口角度—小于第一喷嘴出口角度—使得相比于从后部扁平扇形喷嘴排出的扁平扇形喷雾,从前部扁平扇形喷嘴排出的扁平扇形喷雾在离淋浴头100更大的距离处与来自相邻的扁平扇形喷嘴的扁平扇形喷雾相交,从而形成随离淋浴头100的起始距离变化的流体液滴的连续的水幕。特别地,在该构型中,该组扁平扇形喷嘴150可以协作以形成流体液滴的连续的水幕,该连续的水幕在使用者的前部在离淋浴头100的第一(较大的)距离处和在使用者的背部在离淋浴头100的第二(较短的)距离—小于第一距离—处开始。因此,在该构型中,从扁平扇形喷嘴排出的扁平扇形喷雾可以在使用者的头部的下方形成连续的水幕,从而允许(更多的)冷(例如,新鲜的)空气到达使用者的脸部,并且流体液滴的水幕可以在使用者的背部更高处是连续的,从而围绕使用者的背部和颈部保持更多的热量。
淋浴头100可以另外地或可替代地包括第二组扁平扇形喷嘴150,该组扁平扇形喷嘴150包括扁平扇形喷嘴150的第一子集和扁平扇形喷嘴150的第二子集,扁平扇形喷嘴150的第一子集协作以形成如上所述的围绕从第一全锥形喷嘴排出的全锥形喷雾的流体液滴的第一水幕,扁平扇形喷嘴150的第二子集类似地协作以形成围绕从第二全锥形喷嘴排出的全锥形喷雾的流体液滴的第二水幕。此外,在该实施方式中,第二组扁平扇形喷嘴150可以形成离散的较小的水幕,该离散的较小的水幕围绕从一组全锥形喷嘴140排出的离散的全锥形喷雾,并且如上所述,(第一)组扁平扇形喷嘴150可以形成流体液滴的较大的水幕,该流体液滴的较大的水幕包围分别从全锥形喷嘴排出的全锥形喷嘴和由从第二组扁平扇形喷嘴150排出的扁平扇形喷雾形成的离散的较小的水幕。
但是,该组扁平扇形喷嘴150中的每个扁平扇形喷嘴可以在任何其他位置中以任何其他俯仰角、偏转角度或侧倾角布置在主体110上或集成到主体110中,并且可以界定任何其他的喷嘴出口角度以实现任何喷雾角度的扁平扇形喷雾;该组扁平扇形喷嘴150可以以任何其他方式协作,以在淋浴头100的下方形成任何其他几何形状的并且围绕从中空锥形喷嘴和/或全锥形喷嘴排出的流体液滴的流体液滴的水幕。
与中空锥形喷嘴和全锥形喷嘴一样,每个扁平扇形喷嘴可以界定分立的喷嘴,该分立的喷嘴安装在(例如,螺纹连接到、压接到、结合到)淋浴头100的主体110上,例如安装到在主体的第二区域112中或主体110的第二部件114中的钻孔中或钻孔上。例如,每个扁平扇形喷嘴可以包括陶瓷(例如,硅铝酸盐)或青铜壳体,该壳体界定终止于线性V形槽中的钻孔并且界定与主体110中的内螺纹相配合的外螺纹。可替代地,扁平扇形喷嘴和主体110可以界定单一(例如,单个的、连续的)结构,如上所述。但是,扁平扇形喷嘴可以具有任何其他形式或材料,并且可以以任何其他合适的方式安装或集成到主体110中。
7.孔/喷射器
在一个变型中,淋浴头100包括一个或多个喷射孔160,喷射孔160将较大的流体液滴喷射到从中空锥形喷嘴、全锥形喷嘴和/或扁平扇形喷嘴排出的喷雾中,如在图1、图11A和图11B中所示。通常,这些喷射孔160用于排出较大的流体液滴,这些较大的流体液滴由于其较大的尺寸和较低的表面积与体积比,比从中空锥形喷嘴、全锥形喷嘴和扁平扇形喷嘴排出的流体液滴在离淋浴头100更大的距离内保持更多的热量。例如,全锥形喷嘴可以排出宽度在350微米和500微米之间的流体液滴,并且淋浴头100可以包括一组孔,该组孔将宽度在800微米和1200微米之间的宽度的流体液滴排出到从全锥形喷嘴排出的每个实心锥形喷雾中。在该示例中,扁平扇形喷嘴可以排出宽度在350微米和800微米之间的流体液滴,并且淋浴头100可以另外地或可替代地包括一组孔,该组孔将宽度在600微米和3000微米之间的流体液滴排出到从扁平扇形喷嘴排出的每个扁平扇形喷雾中(例如,排出到流体液滴的水幕中)。
在该变型中,虽然从中空锥形喷嘴、全锥形喷嘴和/或扁平扇形喷嘴排出的较小的液滴相对快地将热量释放到使用者和周围空气中,但是这些较大的液滴由于其尺寸可以更缓慢地传递热量,从而在从淋浴头100中的各个喷嘴和喷射孔160排出的流体液滴和滴液的云雾内保持更高的平均温度。特别地,从中空锥形喷嘴、全锥形喷嘴和/或扁平扇形喷嘴排出的较小的液滴从淋浴头100沿着其轨迹传递热量并变冷。从喷射孔160排出的较大的滴液可以从淋浴头100经过其轨迹更加缓慢地传递热量,并且可以将该热量传递到较小流体液滴的局部体积中,从而在离淋浴头100更大的距离处产生横跨云雾的薄片或体积的更高的平均温度。
在一个实施方式中,每个全锥形喷嘴与至少一个喷射孔配对,该至少一个喷射孔将较大的液滴喷射到从对应的全锥形喷嘴排出的全锥形喷雾中,如在图9和图10中所示。在一个构型中,全锥形喷嘴—在一组全锥形喷嘴140中的—界定分立的喷嘴主体,该分立的喷嘴主体包括:中心孔,其排出全锥形喷雾;和一组(例如,三个)周边孔,该组周边孔与中心孔共用入口,并且该组周边孔各自将较大的滴液的连续射流排出到从中心孔排出的全锥形喷雾中,如在图11A中所示。在该构型中,主孔和辅助孔可以集成到单个喷嘴主体中并且可以界定平行的径向轴线;因此辅助孔可以排出平行的滴液射流,该平行的滴液射流在离喷嘴主体一定距离处横跨全锥形喷雾的边界。
可替代地,辅助孔可以例如以近似于从中心孔排出的流体液滴的锥形喷雾的喷雾角度的一半的角度—对于流体回路120内特定的操作流体压力或操作流体压力范围—朝向中心孔向内倾斜(即,成角度的),使得从辅助孔排出的流体滴液的射流突破锥形喷雾的边界并然后沿着其从淋浴头100到浴室地板的轨迹保持大体上平行于锥形喷雾的边界并且保持在锥形喷雾的边界内,如在图11B中所示。因此,在该构型中,辅助孔可以朝向中心孔倾斜以排出流体滴液的射流,该流体滴液的射流邻近主体110的第一区域111下方的偏移距离处突破从中心孔排出的全锥形喷雾的边界,使得流体液滴的射流在离第一区域111的偏离距离的下方保持以锥形喷雾为边界。
在前述实施方式中,淋浴头100可以可替代地包括一个或多个分立的喷射主体,每个喷射主体界定喷射孔,喷射孔流体地联接到流体回路120并且构造成将流体滴液喷射到从安装在淋浴头100中的分立的全锥形喷嘴排出的锥形喷雾中。另外可替代地,淋浴头100可以包括一个或多个喷射孔160,该一个或多个喷射孔160直接集成到主体110中并且构造成将流体滴液喷射到从类似地集成到主体110中的全锥形喷嘴排出的锥形喷雾中。
在另一个实施方式中,淋浴头100包括一个或多个喷射孔160,该一个或多个喷射孔160构造成将较大的流体滴液喷射到从扁平扇形喷嘴排出的扁平扇形喷雾中。在该实施方式中,喷射孔160可以直接地集成到扁平扇形喷嘴主体中、集成到淋浴头100的主体110中、或者集成到分立的喷嘴主体中,如上所述。此外,喷射孔160可以在主体110上相对于扁平扇形喷嘴定向,使得从喷射孔160排出的流体滴液通过在由扁平扇形喷嘴形成的水滴的水幕的边界内并且平行于该边界的轨迹落下,如上所述。
在该变型中,淋浴头100可以包括一组喷射孔160,该组喷射孔160各自排出流体滴液的连续的流。可替代地,喷射孔160可以排出流体滴液的间断的流。例如,喷射孔—在该组喷射孔160中的—可以包括单个孔强制脉冲喷嘴,该单个孔强制脉冲喷嘴构造成将间断的射流例如排到从一组全锥形喷嘴140中的特定的全锥形喷嘴排出的流体液滴的锥形喷雾中。
但是,在该变型中,淋浴头100可以包括任何其他数量和布置的喷射孔160,该喷射孔160构造成在淋浴头100的操作期间,将相对大的滴液的连续的和/或间断的流排出到从中空锥形喷嘴、全锥形喷嘴和/或扁平扇形喷嘴排出的中空锥形喷雾、全锥形喷雾和/或扁平扇形喷雾中。
本领域技术人员根据先前的详细描述以及附图和权利要求将认识到,可以对本发明的实施方案作出修改和改变,而不脱离如在所附权利要求中界定的本发明的范围。
Claims (22)
1.一种淋浴头,包括:
·主体,其界定流体回路、在所述主体的腹侧上的第一区域,和在所述主体的腹侧上邻近所述第一区域的第二区域;
·一组中空锥形喷嘴,其分布在所述第一区域内,所述一组中空锥形喷嘴流体地联接到所述流体回路并且排出在第一尺寸范围内的流体液滴的喷雾;
·一组扁平扇形喷嘴,其布置在所述第二区域内,所述一组扁平扇形喷嘴流体地联接到所述流体回路并且排出在第二尺寸范围内的流体液滴的喷雾;和
·一组孔,其流体地联接到所述流体回路并且排出在从所述一组中空锥形喷嘴排出的喷雾和从所述扁平扇形喷嘴排出的喷雾之间的流体滴液,从所述一组孔排出的流体滴液在超过所述第一尺寸范围和所述第二尺寸范围的第三尺寸范围内。
2.根据权利要求1所述的淋浴头,其中所述一组中空锥形喷嘴以近似于从所述第一区域向外延伸的中空锥形的喷雾形式排出流体液滴;并且其中所述一组扁平扇形喷嘴以近似于从所述第二区域向外成扇形展开的片层的喷雾形式排出流体液滴,并且所述片层超出离所述主体的水幕距离与相邻的流体液滴的片层合并以形成流体液滴的周边水幕,所述周边水幕包围从所述一组中空锥形喷嘴排出的流体液滴。
3.根据权利要求1所述的淋浴头,其中所述一组扁平扇形喷嘴包括:
·第一扁平扇形喷嘴,其邻近所述主体的前端并且朝向所述主体的后端倾斜;
·第二扁平扇形喷嘴,其邻近所述主体的后端并且朝向所述主体的前端倾斜;和
·第三扁平扇形喷嘴,其邻近所述主体的横向侧并且界定大体上垂直于所述主体的轴线的轴线。
4.根据权利要求3所述的淋浴头,其中所述第一扁平扇形喷嘴排出流体液滴的第一片层,所述第一片层大体上平行于所述主体的横向轴线并且朝向所述主体的后端倾斜;其中所述第二扁平扇形喷嘴排出流体液滴的第二片层,所述第二片层大体上平行于所述主体的横向轴线并且朝向所述主体的前端倾斜;并且其中所述第三扁平扇形喷嘴排出流体液滴的第三片层,所述第三片层大体上垂直于所述主体的腹侧。
5.根据权利要求1所述的淋浴头,其中所述一组扁平扇形喷嘴排出宽度在350微米和800微米之间的流体液滴;其中所述一组中空锥形喷嘴排出宽度在150微米和300微米之间的流体液滴;并且其中所述孔排出宽度超过600微米的流体液滴。
6.根据权利要求1所述的淋浴头,其中所述流体回路将通过所述流体回路的总体积流率限制到0.6加仑每分钟和0.9加仑每分钟之间。
7.根据权利要求1所述的淋浴头,还包括一组全锥形喷嘴,所述一组全锥形喷嘴邻近所述一组中空锥形喷嘴分布在所述第一区域内并且流体地联接到所述流体回路;其中所述一组全锥形喷嘴中的第一全锥形喷嘴排出宽度在小于所述第三尺寸范围的第四尺寸范围内的流体液滴;其中所述一组孔中的第一孔将流体液滴喷射到从所述第一全锥形喷嘴排出的流体液滴的锥形喷雾中。
8.根据权利要求7所述的淋浴头,其中所述第一孔朝向所述第一全锥形喷嘴倾斜并且在邻近离所述第一区域的偏离距离处将流体液滴的射流喷射到流体液滴的锥形喷雾中,流体液滴的射流在超过离所述第一区域的所述偏离距离处以流体液滴的锥形喷雾为界。
9.根据权利要求8所述的淋浴头,其中所述第一孔朝向所述第一全锥形喷嘴成第一角度倾斜,在所述流体回路内的流体压力的操作范围内,所述第一角度近似于从所述第一全锥形喷嘴排出的流体液滴的锥形喷雾的喷雾角度的一半。
10.根据权利要求7所述的淋浴头,其中所述第一孔包括单个孔强制脉冲喷嘴,所述单个孔强制脉冲喷嘴将间断的射流排出到从所述第一全锥形喷嘴排出的流体液滴的锥形喷雾中。
11.根据权利要求7所述的淋浴头,其中所述主体界定在所述主体的背侧上的第一入口、第二入口和第三入口;并且其中所述流体回路包括:
·第一流体通道,其从所述第一入口延伸到所述一组中空锥形喷嘴;
·第二流体通道,其从所述第二入口延伸到所述一组全锥形喷嘴;和
·第三流体通道,其从所述第三入口延伸到所述一组扁平扇形喷嘴。
12.根据权利要求7所述的淋浴头:
·其中所述主体界定第一入口和第二入口;
·其中所述流体回路包括:
·第一流体通道,其从所述第一入口延伸到所述一组中空锥形喷嘴;
·第二流体通道,其从所述第二入口延伸到所述一组全锥形喷嘴;和
·第三流体通道,其流体地联接到所述一组扁平扇形喷嘴,流体地联接到所述第一流体通道,并且流体地联接到所述第二流体通道;
·还包括第一止回阀,其置于所述第一流体通道和所述第三流体通道之间;和
·还包括第二止回阀,其置于所述第二流体通道和所述第三流体通道之间。
13.根据权利要求1所述的淋浴头,其中所述主体包括第一部分和第二部分;所述第一部分界定所述主体的腹侧并且包括纤维填充复合材料;所述第二部分界定所述主体的背侧,所述第二部分熔合到所述第一部分,并且与所述第一部分配合以界定所述流体回路。
14.根据权利要求13所述的淋浴头,其中所述第一部分、所述一组中空锥形喷嘴、所述一组扁平扇形喷嘴和所述一组孔构成整体结构。
15.根据权利要求1所述的淋浴头,其中所述一组中空锥形喷嘴包括第一中空锥形喷嘴、第二中空锥形喷嘴和第三中空锥形喷嘴,所述第二中空锥形喷嘴从所述第一中空锥形喷嘴横向地偏离一定的偏移距离,所述第三中空锥形喷嘴在所述第一中空锥形喷嘴和所述第二中空锥形喷嘴之间横向地居中并且从所述第一中空锥形喷嘴和所述第二中空锥形喷嘴纵向地偏离小于所述偏移距离的一半。
16.根据权利要求15所述的淋浴头:
·其中所述第三中空锥形喷嘴朝向所述主体的前端纵向地偏离;
·其中所述第一中空锥形喷嘴、所述第二中空锥形喷嘴和所述第三中空锥形喷嘴大体上垂直于所述第一区域;
·还包括一组全锥形喷嘴,所述一组全锥形喷嘴邻近所述一组中空锥形喷嘴分布在所述第一区域内,所述一组全锥形喷嘴流体地联接到所述流体回路,并且包括:
○第一全锥形喷嘴,其邻近所述第一中空锥形喷嘴的前端;
○第二全锥形喷嘴,其邻近所述第二中空锥形喷嘴的前端;和
○第三全锥形喷嘴,其邻近所述第三中空锥形喷嘴的后端;
·其中所述第一全锥形喷嘴和所述第二中空锥形喷嘴朝向所述主体的后端倾斜;以及
·其中所述第三全锥形喷嘴朝向所述主体的前端倾斜。
17.根据权利要求1所述的淋浴头,其中所述主体包括界定所述第一区域的线形部件和界定所述第二区域的环形部件,所述线形部件从所述环形部件的第一横向侧、横跨所述环形部件的径向中心延伸到所述环形部件的与所述第一横向侧相对的第二横向侧。
18.一种淋浴头,包括:
·第一部件,其界定第一流体通道和将流体连通到所述第一流体通道的入口;
·第二部件,其从所述第一部件延伸并且界定流体地联接到所述第一流体通道的第二流体通道;
·第一组喷嘴,其流体地联接到所述第一流体通道,以离散的细雾喷雾排出流体液滴,并且包括穿过所述第一部件分布的第一喷嘴、第二喷嘴和第三喷嘴,所述第二喷嘴从所述第一喷嘴横向地偏离,所述第三喷嘴在所述第一喷嘴和所述第二喷嘴之间横向地居中并且从所述第一喷嘴和所述第二喷嘴朝向所述第一部件的前端纵向地偏离;和
·第二组喷嘴,其流体地联接到所述第二流体通道,以离散的浓雾喷雾排出流体液滴,并且穿过所述第二部件分布。
19.根据权利要求18所述的淋浴头,其中所述第一组喷嘴包括中空锥形喷嘴,所述中空锥形喷嘴以近似于从所述第一部件向外延伸的中空锥形的喷雾形式排出在第一尺寸范围内的流体液滴;并且其中所述第二组喷嘴包括扁平扇形喷嘴,所述扁平扇形喷嘴以近似于从所述第二部件向外成扇形展开的片层的喷雾形式排出在第二尺寸范围内的流体液滴,并且所述片层在超出离所述第一部件的水幕距离处与相邻的流体液滴的片层相交以形成流体液滴的周边水幕,所述周边水幕包围从所述第一组喷嘴排出的流体液滴,所述第二尺寸范围大于所述第一尺寸范围。
20.根据权利要求19所述的淋浴头,其中所述第二部件包括环形部件;其中所述第一部件包括线形部件,所述线形部件从所述环形部件的第一横向侧、横跨所述环形部件的径向中心延伸到所述环形部件的与所述第一横向侧相对的第二横向侧;其中所述第一组喷嘴以线性阵列穿过所述线形部件分布;并且其中所述第二组喷嘴以径向阵列沿着所述环形部件分布。
21.根据权利要求18所述的淋浴头,其中所述第一喷嘴包括全锥形喷嘴,所述全锥形喷嘴以近似于从所述第一部件向外延伸的实心锥形的喷雾形式排出在第一尺寸范围内的流体液滴;并且其中所述第二组喷嘴中的第四喷嘴将宽度在第二尺寸范围内的流体液滴喷射到从所述第一喷嘴排出的流体液滴的锥形喷雾中,所述第二尺寸范围超过所述第一尺寸范围。
22.根据权利要求21所述的淋浴头,其中所述第四喷嘴以第一角度朝向所述第一喷嘴倾斜,在所述流体回路内的流体压力的操作范围内,所述第一角度近似于从所述第一喷嘴排出的流体液滴的锥形喷雾的喷雾角度的一半。
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