CN109922890B - 喷淋头 - Google Patents

Abstract

喷淋头引擎(8)包括第一板(10)，第一板连接到第二板，第一板和第二板之间具有空腔。水通过第一板(10)中的斜角孔进入空腔，并围绕中心轴线(36)以涡流运动的方式流动。桨轮(38)通过涡流水在空腔内旋转。桨轮(38)中的缺口切出部(44)形成穿过第二板(24)中的通孔的出口通道，出口通道在缺口切出部与第二板(24)中的槽口对齐时允许水离开。旋转的桨轮(38)继续旋转，从而使缺口切出部(44)旋转并产生旋转喷洒样式。

Description

喷淋头

相关申请的交叉引用

本申请作为于2017年10月9日提交的PCT国际专利申请，并要求于2016年10月7日提交的美国临时专利申请No.62/405,504的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及喷淋头的领域。具体而言，本发明涉及产生水的移动样式的动态喷淋头引擎。

背景技术

喷淋头引擎被用于提供独特的淋浴体验。喷淋头引擎可配置为产生宽广的喷洒样式和特征的阵列。例如，许多喷淋头引擎被设计为将用水量最小化。通常利用在入水口路径或出水口中引入孔口式节流器，来将用水量最小化。

入水口节流的已知问题是需要较长的喷洒才能将区域完全浸湿和清洗。这增加了喷洒持续时间，而使用者对此感到相当不便。

对出水口节流的已知问题是所形成的水滴非常小，由于细小液滴的表面面积增加且与周围空气的接触,从而在过程中损失热能量。

另一种已知的喷淋头引擎问题是需要许多小零件，从而增加了引擎的机械复杂度。这种增加的复杂度增加了成本，也增加了由于结垢或机械故障而导致故障的可能性。

因此需要一种限制水流，同时提供与较高流动速率的喷淋头相当的喷洒体验的喷淋头引擎。也需要能浸湿与较高流动速率的喷淋头类似的区域的喷淋头引擎。最后，需要在不使用复杂的零件之下解决已知问题的喷淋头引擎。

发明内容

一种喷淋头引擎，包含第一板，第一板具有面表面和壁，壁从第一板延伸。至少一个孔被形成在第一板的面表面中，该至少一个孔的角度形成为并非垂直于面表面。可以由多个孔形成环绕第一板的中心轴线的一环，或可以在第一板的面表面中形成单个孔。

喷淋头引擎配置为让水流流入至少一个孔。第二板具有面表面和壁，壁从第二板延伸，一通孔以垂直角度形成在第二板的面表面的中心处，第二板接合到第一板。通孔包括在与通孔交叉的形成第二板的面表面中的多个槽口。

通过第一板的面表面和壁与第二板的面表面和壁以及第二板的面表面和壁在壁处接合而形成具有中心轴线的空腔。桨轮具有多个桨叶，多个桨叶接合到中心杆，桨轮由第一板和第二板支撑且位于第一板和第二板之间。凹槽部分在中心轴线处形成在第一板中，凹槽部分配置为接收杆。

杆对齐空腔的中心轴线，并且还通过形成在第二板的面表面的中心处的通孔。杆包括缺口切出部，其中杆通过第二板的面板的中心内的孔。杆还包括第一肩部和第二肩部，第一肩部由第一板支撑，第二肩部由第二板支撑。

在水通过第一板中的至少一个孔时，水按照至少一个孔的角度所造成的涡流运动进入空腔。在空腔内，水继续涡流运动，从而推动桨轮的桨叶，并使得桨轮和杆旋转。接着，水离开由缺口切出部限定的面表面中心内的通孔部分。换言之，随着杆旋转，水离开由与槽口中的一个重叠的缺口切出部限定的通孔部分。在任何给定时间，单个或多个槽口可以与缺口切出部重叠。缺口切出部包括倾斜表面，倾斜表面配置为让离开的水偏转并改变水流的方向。

附图说明

下面将参照附图描述本公开，附图仅作为非限制性示例给出，其中：

图1示出了根据本发明的实施例的喷淋头引擎的透视图；

图2示出了图1的喷淋头引擎沿线AA的透视截面图；

图3示出了图1的喷淋头引擎沿线AA的正视截面图；

图4示出了根据图1的喷淋头引擎的分解图；

图5示出了如图4所示的喷淋头引擎外的桨轮的透视图；

图6示出了包含多个图1的喷淋头引擎的喷淋头的透视图；

图7示出了图6的喷淋头沿线BB的透视截面图；

图8示出了根据第二实施例的喷淋头引擎组件的透视分解图；

图9示出了包括在图8的喷淋头引擎组件中的喷淋头引擎沿线CC的透视截面图；

图10示出了包括在图8的喷淋头引擎组件中的喷淋头引擎沿线CC的正视剖视图；

图11示出了包含图8的喷淋头引擎的喷淋头的分解图；

图12示出了如图11所示的喷淋头引擎外的桨轮的透视图；

图13示出了包含图8的喷淋头引擎组件的喷淋头的透视图；

图14示出了图13的喷淋头沿线DD的透视截面图；

在数个视图中，相应的附图标记表示相应的部分。本文所阐述的示例示出了本发明的具体实施例，而这些示例不应被视为以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式

本发明总体上涉及一种喷淋头引擎和包含这种喷淋头引擎的喷淋头。在一些实施例中，本发明的喷淋头引擎提供了一种简单的设计，其中在将水流引导到大区域的同时限制水流。在这种情况下，这种喷淋头引擎和喷淋头可以提高用户满意度和便利性，而不需要很大的机械复杂性。

现在参考图1-7，示出了喷淋头引擎8和包含这种喷淋头引擎的喷淋头68的第一实施例。图1示出了在喷淋头68的分解视图情况下的喷淋头引擎8。喷淋头引擎8配置为安装在喷淋头68内,或以其他方式设置为喷淋头68的零件，如图1和2所示，并参照图6和图7所进一步图示的更多细节。喷淋头引擎包括第一板10和第二板24，第一板10和第二板24彼此隔开以形成空腔34的周界，下面将进一步讨论。在一些实施例中，第一板10和第二板24例如在分别从第一板10和第二板24延伸的壁14、24处接合在一起。第一板10和第二板24示出为具有圆柱形和环形部分，但是它们也可以形成为任何其他形状。优选地，该形状具有圆形内边缘，在水被引入经过孔18时这将在喷淋头引擎8内促进涡流效应。在所示的每个喷淋头引擎8包括单个孔18时，也可以对于每个喷淋头引擎8在第一板10中形成多个孔18。当使用多个孔18时，孔18优选地围绕喷淋头引擎8的中心轴线36形成环，从而促进涡流效应。

如前所述，第一板10包括壁14，壁14在第一板10处从喷淋头引擎8延伸并限定喷淋头引擎8的周边16。类似地，第二板24包括壁20，壁20在第二板24处从喷淋头引擎8延伸并限定喷淋头引擎8的下周边28。第一板10的壁14接合到第二板24的壁20，从而将各个板密封在一起。现在参照图2和图3，横截面图AA显示了通过将第一板10接合到第二板24而形成的空腔34。相应的壁延伸以彼此接合，以形成空腔34。当水被引入喷淋头引擎8时，水可进入孔18并填充空腔34。当水被引入空腔34中时，其围绕中心轴线36以涡流样式运动。每个孔18具有以一角度形成的至少一个表面，而非垂直于第一板10的面表面(face surface)12。换而言之，每个孔18形成为包括至少一个斜表面，该表面延伸穿过第一板10并形成暴露到空腔34的开口，从而促使水以与第一板10成角度(非垂直)的方向流入空腔中。在所示的示例性实施例中，斜表面在喷淋头引擎的大致圆形或环形内部容积的旋转或轴向方向上具有倾斜方向，从而促进进入内部容积的水围绕中心轴线36旋转。因此，如果围绕中心轴线36需要多个孔18，则形成在第一板10中的每个孔18的角度可以类似地取向，从而进一步促进围绕中心轴线36的连续涡流样式。

响应于在空腔34内建立的涡流样式，桨轮38在涡流样式的方向上围绕中心轴线36旋转。每个单独的桨叶40接收来自涡流水的力，使得桨轮38旋转。由对齐中心轴线36的中心杆42将桨轮38固定就位。中心杆42插入第一板10的面表面12中的凹槽部分48中。中心杆42上的第一肩部52邻接第一板10的面表面12。可选地，围绕凹槽部分48的肩部接合区段53略微延伸到第一板10和第二板24之间的空间中，以接合肩部52，从而使得桨轮38的整个顶表面的一部分与面表面12接合，减少桨轮38旋转期间的摩擦。类似地，第二肩部54邻接从第二板24的面表面26延伸的锥体62。

各个桨叶40形成为与空腔34互补，这使得从涡流水传递到桨轮38的力最大化。优选地，每个桨叶40垂直于第一板10的面表面12和第二板24的面表面26。因此，桨轮不会由桨叶40的曲率或任何轴向流而旋转，而是由围绕中心轴线36的环形流而旋转。可以预见，在本公开的范围内，桨叶40可以被修改成相对于面表面12、26以与正交不同的角度倾斜。

从喷淋头引擎8的上述几何形状可以理解，旋转的桨轮38产生独特的喷洒样式。桨轮38的中心杆42包括从形成在第二板24的面表面26中形成的通孔30延伸的部分。通孔30形成在面表面26的中心，并且形成用于空腔34内的涡流水的出口点。在水通过孔18进入空腔34后，它只能从通孔30离开。当桨轮38的中心杆42插入通孔30中时，水只能从由中心杆42中的缺口切出部44限定的通孔30的部分离开。

缺口切出部44由此产生用于水离开空腔34的流动路径。缺口切出部44还优选地以一角度形成，产生倾斜表面58，该倾斜表面58相对于中心轴线36成斜角。当水离开通孔30时，水从缺口切出部44偏转离开。因此，倾斜表面58的特定角度可以是任何所需的角度，以实现所需的喷洒样式。为了进一步促进独特的喷洒样式效果，锥体62从第二板24的在空腔34内的面表面26延伸。锥体62包括穿过锥体62的多个槽口50，其形成通道64以用于水进入通孔30。当桨轮38旋转时，缺口切出部44与槽口50对齐，从而打开通道64而允许水离开通孔30。优选地，缺口切出部44始终与至少一个槽口50对齐，这确保了离开通孔30的一致的水流。可以设想，槽口50可以围绕锥体62间隔开，因此在缺口切出部44和槽口50之间仅存在间歇对齐，这将产生脉冲喷洒样式；当缺口切出部44没有与任何槽口50对齐时，水流将被截断。

继续参照图4，示出了在喷淋头68的情况下的喷淋头引擎8的分解图。第一板10与第二板24分离，从而露出第一板10的壁14以及第二板24的壁20。在空腔34内，呈现水的涡流样式60。如前所述，可以通过形成在第一板10中的至少一个孔18将水引入空腔34中。孔18以与第一板10表面成非垂直角度的角度形成，从而在水进入空腔34时产生涡流样式60。一旦产生涡流样式60，桨轮38的桨叶40被迫使在涡流样式60的方向上围绕中心轴线36旋转。整个桨轮38通过锥体62从第二板24的表面26升高。桨轮38也围绕中心轴线36旋转。由于缺口切出部44被形成于中心杆42中，所以其也旋转。当缺口切出部44与槽口50对齐时，水可以流出空腔34并经过因在通孔30中缺口切出部44和槽口50对齐而产生的通道64。

现在参照图5，示出了桨轮38的分离视图。可以看到缺口切出部44形成有倾斜表面58。倾斜表面58允许微调离开喷淋头引擎8的水流。不同的角度将产生不同的水流离开轨迹。可以使用任何角度，包括平行于中心轴线36的倾斜表面58。

桨轮38的每个单独的桨叶40示出为具有包括倾斜表面61的形状。倾斜表面61形成为与锥体62的轮廓相互补，如图4所示。倾斜表面61确保桨叶40以最大表面积与涡流水接触。当缺口切出部44与槽口50对齐时，倾斜表面61还允许锥体62提供槽口50并产生通道64(例如参见图4)。因此，第二肩部54骑乘在锥体62的顶部上，并且桨叶40与具有倾斜表面61的锥体的轮廓匹配。

喷淋头引擎8可以用在任何喷淋头中，以提供独特的淋浴体验。实际上，多个喷淋头引擎8可以以任何配置安装到单个喷淋头中。每个喷淋头引擎8的尺寸或比例也可以适合于应用。图6示出了一种示例，其中喷淋头68示出为包含四个喷淋头引擎8。每个喷淋头引擎8示出为从喷淋头68的面70中的开口71突出。开口71示出为环形并露出第二板24，但开口71也可被调整为较小且仅露出中心杆42，或仅提供对桨轮38的中心杆42中的缺口切出部44喷射的水流的入口。

喷淋头68包括接合到面70的基座72。水可以被引入入口78。螺纹套环66可以附接到水源，例如淋浴臂/弯头(未示出)，或任何其他水输送装置。螺纹套环66也可以修改为用于与现有技术中的管道配件接合的任何已知的紧固装置。

一旦水被引入入口78，则水流入喷淋头68，以馈送到多个喷淋头引擎8。如图7中所示，示出了喷淋头68的内部构造。再次说明，所示出的喷淋头68仅为喷淋头引擎8用途的一个实施例。在一些实施例中，喷淋头引擎8设计成模块化的并且并能在提供隔室以对喷淋头引擎8馈送水的任何喷淋头中工作。因此，喷淋头引擎8可以如示出的那样被用于传统的壁挂式喷淋头68，但也可作为“花洒(raincan)”式喷淋头、身体喷淋器、手持喷淋器、或任何其他水输送喷淋装置。在替代性实施例中，喷淋头引擎8可被整体形成为喷淋头，如图7所示。

在任何应用中，喷淋头引擎8应通过入口78馈送水。图7通过多个箭头呈现水流56。喷淋头68的基座72和面70示出为通过螺纹连接74接合。可以使用任何已知的连接来密封喷淋头68的两个半部。水流56进入入口78并用水填充贮存器76。贮存器76为每个单独的喷淋头引擎8提供一致的水源。贮存器76向孔18馈送水流56，允许水流56以一定角度进入空腔34。如前所述，每个孔18以并非垂直于第一板10的角度形成。孔18的角度产生涡流样式60，这从图4最能看出。一旦水流56在空腔34内涡流，则使得桨轮38旋转。当每个桨轮38的缺口切出部44与槽口50对齐并产生通道64时，水流56从缺口切出部44的倾斜表面58喷洒出。随着桨轮38旋转，不同的通道64开启，允许水流56产生由旋转73所描绘的旋转流。

现在参照图8-14，示出了集成在喷淋头168中的喷淋头引擎的第二示例性实施例。在该示例性实施例中，喷淋头168包括喷淋头引擎组件109，喷淋头引擎组件109一体形成在喷淋头内并形成多个喷淋头引擎108。喷淋头引擎组件109由背板110、面170和多个桨轮138形成。

背板110包括形成喷淋头引擎108的侧壁的多个圆柱形壁114，以及延伸穿过多个圆柱形壁114的多个孔118，多个孔118的形状和前述的孔18类似。孔118延伸穿过背板110，进入圆柱壁114形成的区域内的空腔区域111，使得在背板110接合至面170时形成喷淋头引擎108。背板110包括凹槽部分148，凹槽部分148定位在圆柱壁114的相应中心轴线处，以由类似于前述凹槽部分48的方式接收桨轮138。

在所示的实施例中，面170包括多个喷淋头引擎位置，该多个喷淋头引擎位置由在背板110的方向上从这些位置延伸的第二壁120形成。在这样的实施例中，如本文所述，第二表面可以直接形成在面170中，而不是如上所述需要喷淋头引擎的单独的第二表面。此外，背板110以上述方式为每个相应的喷淋头引擎形成多个第一表面。如上所述，第二壁120与壁114配合以形成空腔区域111，每个空腔区域111具有相关的桨轮138。

通常，桨轮138对应于图1-7的桨轮38。然而，在所示的示例性实施例中(特别是在图9-10和12中看到的)，每个桨叶140具有大致矩形的形状，允许一些流体沿着桨轮在空腔区域111内的靠近面170的区域中流动。桨轮138保持缺口切出部44，当桨叶在空腔区域111内旋转时促进改变水流。

尽管在所示的实施例中，背板110和面170配合以由空腔区域和相关的桨轮138形成四个喷淋头引擎108，但是可替代地形成更多或更少的喷淋头引擎。此外，面部170以类似于上述的面70的方式形成，允许包括缺口切出部44的桨轮138的一部分突出。

通过比较图1-7和图8-14的实施例可以看出,第一壁14、114和第二壁20、120可以以不同的方式接合。在图8-14中所示的示例实施例中，第一壁被插入第二壁所形成的周边内并与之邻近，且第一和第二壁中的每一个基本上延伸背板110和面170之间的整个距离；在此种布置中，第一和第二壁可以彼此固定，以保持背板110和覆盖件170的相对位置。在替代实施例中，第一壁可以限定喷淋头引擎的外周边，第二壁装配在第一壁内并与之邻近。在更进一步的实施例中，例如图1-7中所示，第一和第二壁14,20可以以共同的周边距离定位并且具有共同的形状，每个壁都分别从第一和第二板10,24延伸并且固定在第一和第二板10,24之间的环形接合处。根据本公开，其他实施例也是可能的。

具体地，参照图13-14，应注意到，可以通过互补的、面170的面朝外螺纹与基部172的朝内螺纹，将喷淋头168保持在一起。当螺纹连接在一起时，面170和基座172将背板110和桨轮130保持就位。另外，背板110和基座170之间的区域以上述方式接收水流，结合图6-7。

尽管已经参考特定装置、材料和实施例描述了本公开，但是根据前面的描述，本领域技术人员可以容易地确定本公开的基本特征，并且可以进行各种改变和修改以适应各种用途，而不脱离所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围。

Claims (15)

1.一种喷淋头引擎，包括：

第一板，所述第一板具有面表面和壁，第一板的所述壁从所述第一板的所述面表面延伸并围绕所述第一板的所述面表面；

多个孔，所述多个孔在所述第一板的所述面表面中，所述多个孔中的至少一个孔具有以并非垂直于所述面表面的角度形成为至少一个表面；

第二板，所述第二板具有面表面和壁，第二板的所述壁从所述第二板的所述面表面延伸并围绕所述第二板的所述面表面；

通孔，所述通孔以垂直角度形成在所述第二板的所述面表面的中心处；

具有中心轴线的空腔，所述空腔由所述第一板的所述面表面和壁以及所述第二板的所述面表面和壁通过在相应的壁处接合而限定；和

桨轮，所述桨轮包含多个桨叶，所述多个桨叶接合至中心杆，所述中心杆由所述第一板与所述第二板支撑且位于所述第一板与所述第二板之间，其中所述中心杆对齐所述空腔的所述中心轴线，所述中心轴线穿过在所述第二板的所述面表面的中心处形成的通孔；以及

其中所述中心杆包含缺口切出部，其中所述中心杆通过所述第二板的面表面的中心内的通孔，且其中，所述第二板的所述面表面的中心内的所述通孔包括穿过所述第二板与所述通孔交叉的多个槽口。

2.如权利要求1所述的喷淋头引擎，还包括由所述多个孔形成的环，所述环围绕所述中心轴线。

3.如权利要求1所述的喷淋头引擎，还包括凹槽部分，所述凹槽部分在所述中心轴线处形成在所述第一板中，所述凹槽部分配置为接收所述中心杆。

4.如权利要求1所述的喷淋头引擎，其中，所述中心杆包括第一肩部和第二肩部，所述第一肩部由所述第一板支撑，所述第二肩部由所述第二板支撑。

5.如权利要求1所述的喷淋头引擎，其中，水流配置为流动通过所述多个孔，并从由所述缺口切出部限定的所述第二板的所述面表面的中心内的所述通孔的一部分离开。

6.如权利要求5所述的喷淋头引擎，其中，所述缺口切出部包括倾斜表面，在水离开所述通孔的所述部分时所述倾斜表面配置为偏转并改变水流的方向。

7.如权利要求1所述的喷淋头引擎，其中，在水流通过所述第一板中的所述多个孔时，所述第一板中的所述多个孔在所述第一板和所述第二板内产生涡流样式。

8.如权利要求7所述的喷淋头引擎，其中，所述涡流样式促使所述桨轮绕着所述中心轴线旋转，从而让从形成在所述第二板的所述面表面的中心处的所述通孔流出的所述水流以旋转样式偏转离开所述缺口切出部。

9.一种喷淋头，包括：

背板,具有平坦表面和从背板延伸的至少一个圆柱形壁，其中每一个圆柱形壁在其中形成空腔区域；

背板中的至少一个孔，该至少一个孔在至少一个圆柱形壁的每一个空腔区域中，其中该至少一个孔以并非垂直于背板的平坦表面的角度形成；

一个或多个桨轮；

面，配置为在第二壁中接收一个或多个桨轮，其中背板的至少一个圆柱形壁与该面的第二壁配合，以将一个或多个桨轮包围在其中，其中一个或多个桨轮能相对于所述面旋转，其中每一个桨轮包括中心杆，所述中心杆由所述背板与所述面的第二壁支撑且位于所述背板与所述第二壁之间，其中每一个桨轮与每一个空腔区域的中心轴线对准；

在所述面中的至少一个通孔，所述至少一个通孔每一个配置为接收一个或多个桨轮中的对应一个的中心杆的一部分，其中一个或多个桨轮中的一个的该部分能在所述至少一个通孔中旋转；和

基部，具有入口，该入口配置为连结所述面并将背板包围其中；

其中水配置为进入基部的入口并经过背板中的每一个孔，由此以涡流样式进入空腔区域并离开所述面中的至少一个通孔。

10.如权利要求9所述的喷淋头，其中每一个桨轮的每一个中心杆经过所述面中的至少一个通孔，且每一个桨轮的每一个中心杆包括缺口切出部，在该处所述中心杆经过所述面中的至少一个通孔，且其中涡流样式迫使桨轮旋转，由此让水流以旋转样式偏转离开所述至少一个通孔。

11.如权利要求10所述的喷淋头，还包括：

锥体，所述锥体延伸进入每一所述空腔区域并围绕形成在所述面中的所述至少一个通孔；以及

多个槽口，所述多个槽口形成于每一个所述锥体内，产生从所述空腔区域到所述至少一个通孔的通道，其中随所述缺口切出部旋转，在所述缺口切出部对齐每一个槽口时，所述水流仅被引导流动经过所述多个槽口。

12.一种喷淋头引擎，包括：

背板，具有平坦表面和从背板延伸的多个圆柱形壁，在圆柱形壁中的每一个中形成空腔区域；

背板中的多个孔，每一个孔进入相应空腔区域中，其中每一个孔以并非垂直于平坦表面的角度形成，由此使得在水流通过多个孔中的每一个进入相应空腔区域时造成涡流样式；

面，具有从所述面延伸的多个第二壁，其中所述面配置为连结背板，使得多个圆柱形壁与多个第二壁配合；

通孔，在每一个空腔区域下方的多个第二壁中形成在所述面中；

多个桨轮，其每一个包括多个桨叶，所述多个桨叶接合至中心杆，所述中心杆由所述背板与所述面支撑且位于所述背板与所述面之间，其中每一个中心杆被形成在所述面中的相应通孔支撑；

缺口切出部，在每一个中心杆经过通孔的位置处形成在每一个中心杆中；

分离锥体，从所述面延伸到每一个空腔区域中且围绕每一个通孔；和

多个槽口，形成到每一个锥体中，形成从每一个空腔区域至通孔的通道；

其中，所述涡流样式促使所述多个桨轮绕着空腔区域的中心轴线旋转，从而让从所述通孔流出的所述水流以旋转样式偏转离开所述缺口切出部；以及

其中，随所述缺口切出部旋转，在所述缺口切出部对齐每一个槽口时，所述水流仅被引导流动经过所述多个槽口。

13.如权利要求12所述的喷淋头引擎，还包括凹槽部分，所述凹槽部分形成在所述背板中，所述凹槽部分配置为接收每一个所述中心杆。

14.如权利要求12所述的喷淋头引擎，其中，所述多个桨叶的每一个是平坦的且平面地从所述中心杆垂直地延伸。

15.如权利要求12所述的喷淋头引擎，其中，所述多个桨叶的每一个垂直于所述背板和所述面。

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