ES3064205T3 - Water outlet fitting, e.g. tap or shower head, producing a combined flow of gas and water - Google Patents

Abstract

Accesorio de salida de agua, por ejemplo, grifo o cabezal de ducha, que produce un flujo combinado de gas y agua, y conector de alimentación para el mismo Un aparato produce burbujas de agua pura desde un emisor de flujo (11) que comprende una salida de agua anular (13) que rodea una salida de gas (12) y opera dentro de un espacio de parámetros definido. Uno o más emisores de flujo pueden estar incorporados en un cuerpo emisor (10) configurado como un cabezal de ducha o un grifo. En otro aspecto, un aparato produce burbujas de agua a partir de trayectorias de flujo coaxiales, de gas y de agua anulares. En otro aspecto, se dispone un conector de alimentación magnético para suministrar energía eléctrica a un cabezal de ducha. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Accesorio de salida de agua, por ejemplo, grifo o cabezal de ducha, que produce un flujo combinado de gas y agua Esta invención se refiere a accesorios de salida de agua, por ejemplo, cabezales de ducha o grifos, que combinan un flujo de agua con un flujo de aire presurizado u otro gas para producir un flujo voluminoso con un consumo de agua reducido.

[0003] En un enfoque, ilustrado por el documento WO2012/110790 A1 del presente solicitante, el flujo de agua se divide en gotas que están suspendidas en un flujo de aire en movimiento.

[0004] Otro enfoque es mezclar el aire y el agua para producir una corriente de agua aireada, frecuentemente denominada ducha de espuma o de burbujas, por ejemplo, como se enseña mediante el documento JP2002119435A. Las duchas de este tipo están dispuestas para suministrar una corriente de agua pura (es decir, agua sin tensioactivos u otros aditivos) que sale del cabezal de ducha como una fase líquida continua en la que el aire se distribuye en forma de pequeñas burbujas. El aire puede suministrarse al cabezal de ducha a través de una manguera desde una bomba de aire o un ventilador, o desde una bomba de aire integrada en el cabezal de ducha, como se enseña en el documento CN203972169U.

[0005] La corriente de agua aireada de una ducha de espuma o de burbujas generalmente no produce una acción de limpieza más eficaz en el cuerpo del usuario, sino que, distribuye el volumen de agua disponible sobre una mayor área de superficie. Es conocido que produce burbujas mucho más pequeñas (llamadas microburbujas” o “nanoburbujas”) mediante cavitación ultrasónica; sin embargo generalmente se utiliza para limpiar objetos más que para bañar el cuerpo.

[0006] También es conocido, por ejemplo, de los documentos CN107374430A, JP2004321405A y JP2004089465A la producción de una corriente de burbujas añadiendo tensioactivo al agua e insuflando un flujo de aire a través de la solución. Las burbujas se forman utilizando muy poca agua y pueden persistir hasta formar una plataforma que llena el espacio cerrado de la bañera o la ducha, lo que hace que la hora del baño sea más divertida y también puede ayudar a limpiar el cuerpo. Otro ejemplo de aire y agua por medio de una boquilla se muestra en el documento CN 106269 331 A.

[0007] La presente invención reconoce que un flujo de agua, sin la adición de tensioactivos, puede dividirse en burbujas individuales, relativamente grandes, y llenas de gas, como una nueva e interesante forma de distribuir el agua sobre una superficie objetivo como un flujo más voluminoso con una apariencia mejorada.

[0008] La apariencia mejorada de las burbujas de agua pura puede ser ventajosa particularmente en solicitudes para bañar todo o parte del cuerpo, lo que es una experiencia visual y táctil.

[0009] Por consiguiente, la invención proporciona: en un primer aspecto, un aparato y un método que funcionan dentro de un espacio de parámetros definido para encapsular el gas en una serie de burbujas; en un segundo aspecto, un aparato que incluye un cuerpo emisor; y en un tercer aspecto, un cabezal de ducha que incluye un conector de alimentación para suministrar energía eléctrica desde un conductor externo al cabezal de ducha; todo tal como se define en las reivindicaciones.

[0010] Según el primer aspecto de la invención, el aparato incluye un medio de suministro de gas, un medio de suministro de agua y un cuerpo emisor que incluye al menos un emisor de flujo. El emisor de flujo incluye una salida de gas y una salida de agua, y define un eje emisor que se extiende centralmente a través de la salida de gas.

[0011] La salida de agua es anular y rodea la salida de gas, y tiene un diámetro exterior d<w>y un ancho radial h. El medio de suministro de gas está dispuesto para suministrar un gas que tiene una densidad ρ<g>para que fluya a una velocidad u<g>desde la salida de gas.

[0012] El medio de suministro de agua está dispuesto para conectarse a un suministro de agua que tiene una tensión superficial σ<w>para hacer que el agua fluya a una velocidad u<w>desde la salida de agua como una lámina anular de agua que rodea el gas que fluye desde la salida de gas.

[0013] Un número de Weber aerodinámico (es decir, un número de Weber gaseoso) se define como

[0015]

[0017] El aparato está dispuesto para funcionar dentro de un espacio de parámetros definido por h/d<w>y We<g>, en donde

[0020] en donde We<g(máx)>está definido por una función

[0023]

[0026] El aparato está dispuesto y operado para encapsular el gas que fluye desde la salida de gas en una serie de burbujas formadas por el agua que fluye desde la salida de agua.

[0027] Según el segundo aspecto de la invención, el aparato incluye un cuerpo emisor, incluyendo el cuerpo emisor una entrada de agua, una entrada de gas y al menos un emisor de flujo. El emisor de flujo define un eje emisor e incluye una salida de gas en comunicación fluida con la entrada de gas, una salida de agua anular que rodea la salida de gas, y una trayectoria de flujo de agua anular en comunicación fluida con la entrada de agua y que termina en la salida de agua, definiéndose la trayectoria de flujo de agua anular entre paredes radialmente interior y exterior coaxiales con el eje emisor. El eje emisor se extiende centralmente a través de la salida de gas. La entrada de gas está dispuesta para recibir un suministro de gas para que fluya durante el uso desde la salida de gas. La entrada de agua está dispuesta para recibir un suministro de agua para que fluya durante el uso desde la salida de agua como una lámina de agua anular rodeando el gas que fluye desde la salida de gas, para encapsular el gas que fluye desde la salida de gas en una serie de burbujas formadas por el agua que fluye desde la salida de agua.

[0028] En su tercer aspecto, la invención proporciona un cabezal de ducha que incluye un conector de alimentación para suministrar energía eléctrica desde un conductor externo al cabezal de ducha. El conector de energía incluye el primer y segundo cuerpos de conectores que tienen contactos cooperadores para transmitir la energía eléctrica, al menos un imán para mantener unidos de modo liberable el primer y segundo cuerpos de conectores, y al menos un sello configurado para excluir el agua de los contactos cuando el primer y segundo cuerpos de conectores se mantienen unidos por al menos un imán.

[0029] Otras características y ventajas se apreciarán a partir de las realizaciones ilustrativas de la invención, que se describirán ahora, únicamente a modo de ejemplo y sin limitación al alcance de las reivindicaciones, y con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

[0030] La figura 1 muestra un aparato que incluye un cuerpo emisor según una realización de la invención.

[0031] La figura 2 muestra un emisor de flujo del cuerpo emisor, en sección longitudinal a lo largo del eje emisor.

[0032] La figura 3 es una vista de extremo del emisor de flujo de la figura 2.

[0033] Las figuras 4 y 5 son vistas de extremo de emisores de flujo con diferentes dimensiones.

[0034] La figura 6 es un gráfico que localiza el régimen de disgregación objetivo en el espacio de parámetros definido por h/d<w>y We<g>por referencia a Zhao y col. (op. cit., más adelante).

[0035] Las figuras 7a, 7b y 7c muestran una corriente de burbujas producidas por un emisor de flujo que funciona, respectivamente en el régimen de disgregación de tipo I, tipo II y tipo III.

[0036] Las figuras 8a-8d muestran una corriente de burbujas producidas por un emisor de flujo que funciona, respectivamente en el subrégimen de tipo II-A (figuras 8a y 8b), en el subrégimen de tipo II-B (figura 8c), y en el subrégimen de tipo II-C (figura 8d).

[0037] La figura 9A muestra una corriente de burbujas producida por un emisor de flujo que funciona en el régimen de tipo II con un eje emisor inclinado.

[0038] La figura 9B muestra una corriente de burbujas proyectadas a lo largo de una trayectoria ascendente desde un emisor de flujo que funciona en el régimen de tipo II.

[0039] Las figuras 10a y 10b son, respectivamente, una vista lateral periférica y una vista lateral frontal (salida) de un cuerpo emisor configurado como un cabezal de ducha para su instalación con un eje emisor inclinado.

[0040] La figura 10c es una sección en Xc-Xc de la figura 10b.

[0041] La figura 11 muestra un cabezal de ducha de prueba que comprende una pluralidad de emisores de flujo que funcionan a dos velocidades de flujo de aire diferentes.

[0042] La figura 12 muestra cuatro resistores de flujo con canales con patrones diferentes.

[0043] La figura 13 muestra otro resistor de flujo con canales corrugados.

[0044] La figura 14 muestra una placa que comprende una matriz de resistores de flujo.

[0045] La figura 14 muestra otra placa que comprende una matriz de protectores y resistores de flujo para desviar los flujos de mayor velocidad.

[0046] Las figuras 15 y 16 muestran otro resistor de flujo que comprende un elemento de válvula anular, respectivamente en una posición cerrada y una posición abierta.

[0047] Las figuras 17 y 18 muestran otro resistor de flujo que comprende un elemento de válvula anular, respectivamente en una posición abierta y una posición parcialmente cerrada.

[0048] La figura 19 es una sección longitudinal a través de un emisor de flujo que muestra otro resistor de flujo.

[0049] La figura 20 muestra un emisor de flujo según una realización de la invención, que funciona en el régimen alternativo del árbol de Navidad.

[0050] La figura 21 muestra otro emisor de flujo en varias vistas, que incluye una sección en A-A en la misma figura, que tiene un inserto tubular que separa las trayectorias de flujo de gas y agua y está acoplado de manera roscada en un resistor de flujo.

[0051] La figura 22 muestra vistas adicionales del emisor de flujo de la figura 21, ensamblado en una placa separadora del cuerpo emisor.

[0052] Las figuras 23 a 25 muestran otro cuerpo emisor, respectivamente en vista frontal (figura 23), vista trasera (figura 24) y vista despiezada (figura 25).

[0053] Las figuras 26 y 27 muestran dos placas frontales alternativas del cuerpo emisor de las figuras 23 a 25, cada una de las cuales incluye una matriz de resistores de flujo.

[0054] La figura 28 muestra la placa trasera del cuerpo emisor de las figuras 23 - 25.

[0055] La figura 29 es una sección transversal a través del cuerpo emisor en A-A de la figura 24.

[0056] La figura 30 es una vista ampliada de parte de la sección de la figura 29.

[0057] La figura 31 es la misma vista que la figura 30 en un desarrollo.

[0058] La figura 32 es una vista despiezada de las partes primera (parcial) y segunda que forman uno de los emisores de flujo del cuerpo emisor de las figuras 23 a 25.

[0059] La figura 33 muestra las mismas dos partes que la figura 32, vistas desde detrás de la placa separadora.

[0060] La figura 34 muestra las mismas partes que la figura 32, respectivamente en vista lateral y en sección tomada en A-A en la misma figura.

[0061] La figura 35 muestra las mismas partes que la figura 32, después del ensamblaje.

[0062] La figura 36 muestra las mismas partes ensambladas que la figura 35, respectivamente en vista lateral y en sección tomada en A-A en la misma figura.

[0063] La figura 37 muestra un conector de energía magnética con un sello.

[0064] La figura 38 muestra un conector de energía magnética dispuesto para conducir la energía a un cuerpo emisor configurado como un cabezal de ducha y montado en un brazo de soporte a través de una rótula liberable.

[0065] La figura 39 ilustra esquemáticamente un emisor de flujo con un control de modo de llenado y un control de secado y configurado como un grifo que descarga en un lavabo o cubeta.

[0066] Las figuras 40-43 muestran un cuerpo emisor configurado como un dispositivo portátil con una bomba de aire integral, en donde:

[0067] la figura 40 muestra el dispositivo portátil y la manguera flexible de suministro de agua;

[0068] la figura 41 es una sección longitudinal a través del dispositivo portátil;

[0069] la figura 42 muestra el cartucho de bomba de aire; y

[0070] la figura 43 muestra un paquete de baterías acoplado al dispositivo portátil.

[0071] Las figuras 44-46 muestran un cuerpo emisor configurado como un dispositivo portátil con una bomba de aire integral, respectivamente en vista frontal (figura 44), vista posterior (figura 45) y sección longitudinal (figura 46).

[0072] Las figuras 47-49 muestran otro cuerpo emisor configurado como un dispositivo portátil y alimentado con aire y agua a través de mangueras flexibles concéntricas, respectivamente en vista frontal (figura 47), vista de extremo (figura 48), y sección longitudinal (figura 49).

[0073] Las figuras 50-53 muestran otro cuerpo emisor configurado como un dispositivo portátil y alimentado con aire y agua a través de mangueras flexibles dispuestas en una relación paralela (yuxtapuesta), respectivamente en vista frontal (figura 50), vista lateral (figura 51), vista de extremo parcial (figura 52), y sección longitudinal (figura 53).

[0074] Los caracteres y números de referencia que aparecen en más de una de las figuras indican los mismos o elementos correspondientes en cada una de ellas.

[0075] Haciendo referencia a la figura 1 y la figura 2, un aparato 1 incluye un medio 2 de suministro de gas, un medio 3 de suministro de agua y un cuerpo 10 emisor que incluye al menos un emisor 11 de flujo.

[0076] El cuerpo emisor 10 tiene una entrada de gas 30 y una entrada de agua 20. El o cada emisor de flujo incluye una salida 12 de gas respectiva en comunicación de fluidos con la entrada 30 de gas, una salida 13 de agua anular que rodea la salida 12 de gas, y una trayectoria 16 del flujo de agua anular en comunicación de fluidos con la entrada 20 de agua y que termina en la salida 13 de agua. La trayectoria 16 del flujo de agua anular está definida entre las paredes 71, 81 radialmente interiores y exteriores (es decir, las superficies de la pared) coaxiales con el eje emisor X, que se extiende centralmente a través de la salida de gas.

[0077] El aparato puede incluir además un controlador 6 para controlar el funcionamiento del aparato en respuesta a la entrada de los controles de usuario 7. El controlador 6 puede incluir un procesador configurado para ejecutar instrucciones almacenadas en una memoria no transitoria, por ejemplo, para regular uno o ambos del flujo de agua y el flujo de gas en respuesta a la entrada del usuario y/o a los cambios en el flujo o la presión del agua.

[0078] El medio 2 de suministro de gas está dispuesto para suministrar un gas 50 que tiene una densidad ρ<g>para fluir a una velocidad u<g>desde la o cada salida 12 de gas.

[0079] El gas 50 puede ser aire, y el medio 2 de suministro de gas pueden incluir una bomba de aire, p. ej., un ventilador o un soplador 5. En esta memoria descriptiva, los términos “ventilador”, “soplador” y “bomba de aire” son sinónimos. La bomba 5 de aire puede ingerir aire ambiente y suministrarlo bajo una presión positiva pequeña a la salida de gas de cada emisor 11 de flujo, o a la entrada de gas principal 30 del cuerpo emisor 10 (se ve mejor en la figura 10c), que puede suministrar el gas 50 a una cámara de distribución 31 desde la que se distribuye a presión y caudal constantes a las salidas 13 de gas individuales. Alternativamente, la bomba de aire puede estar configurada como un ventilador 32 que está incorporado en el cuerpo emisor para aspirar el aire ambiente desde la entrada 30 de gas del cuerpo emisor y suministrarlo a la cámara de distribución.

[0080] Generalmente en esta memoria descriptiva, se supone que el gas es aire, y se considera que la densidad del gas ρ<g>es la densidad del aire. La densidad del gas ρ<g>se considera un valor fijo a la temperatura y presión seleccionadas, que puede determinarse mediante el perfil de presión/caudal de la bomba 5 de aire. Como aproximación, cuando el gas es aire, la densidad del gas ρ<g>puede tomarse como el valor nominal de 1,225 kgm<-3>a 1 atmósfera y 20 °C. Sin embargo, como alternativa, dado que el gas está encapsulado dentro de cada burbuja, el gas 50 puede incluir o consistir en un gas distinto del aire, y el nuevo aparato puede utilizarse para suministrar ese gas a la superficie objetivo, p. ej., a la superficie del cuerpo del usuario cuando se ducha o se lava las manos. Los cálculos presentados en la presente memoria pueden adaptarsemutatis mutandispara adaptarse al uso de gases distintos del aire ambiente.

[0081] A modo de ejemplo, el gas 50 podría ser aire mejorado con uno o más aditivos tales como aromas suspendidos en el aire, aire ionizado, oxígeno, ozono, dióxido de carbono o cualquier gas o compuesto vaporizado deseado, que podría introducirse y mezclarse en el aire ambiente corriente arriba o corriente abajo de la bomba 5 de aire. Podrían utilizarse oxígeno u otros gases, p. ej., como se ha mencionado anteriormente, en lugar de aire.

[0082] Alternativa o adicionalmente, el agua 40 puede mejorarse de modo similar con uno o más aditivos tales como aromas o cualquier otra sustancia deseada que pueda disolverse o dispersarse en el agua. Dichos aditivos pueden incluir surfactantes.

[0083] Para este propósito, el aparato puede incluir al menos un dispensador 8 de aditivos que está o están dispuestos para dispensar el al menos un aditivo en al menos uno del agua y el gas. Como se muestra, pueden disponerse uno o más dispensadores 8 de aditivos para dispensar aditivos en el agua y en el gas. Donde se dispone un dispensador de aditivos para dispensar un aditivo en el gas, el aditivo se encapsulará dentro de cada burbuja y, por lo tanto, se liberará al impactar con el cuerpo del usuario; esto concentra eficazmente una fragancia transportada por el aire u otro aditivo en un área local, mejorando su efecto incluso en pequeños volúmenes. El o cada dispensador 8 puede estar dispuesto en el cabezal de ducha u otro cuerpo emisor, o corriente arriba del cuerpo emisor, y puede estar corriente arriba o (como se muestra) corriente abajo de algunos o todos los demás componentes del aparato. El dispensador 8 puede incluir un depósito para contener el aditivo o puede configurarse para generar el aditivo, por ejemplo mediante ionización. El dispensador puede controlarse por el usuario, opcionalmente a través del controlador 6, para dispensar selectivamente la o una variedad de aditivos.

[0084] La velocidad del gas u<g>puede controlarse, p. ej., mediante el controlador 6, hasta un valor requerido controlando el suministro de energía a la bomba 5 de aire. La curva del ventilador u otros parámetros de funcionamiento pueden almacenarse en la memoria del controlador 6, que puede controlar la bomba 5 de aire y, por lo tanto, la velocidad del gas u<g>. El control puede ser de circuito abierto, p. ej., ajustando la potencia en función de la curva del ventilador almacenada, o de circuito cerrado, p. ej., ajustando la potencia en respuesta a la entrada de un sensor (no se muestra) que detecta la presión o el caudal del gas. El controlador puede determinar el valor objetivo para la velocidad del gas basándose en los valores de los parámetros de velocidad del agua y el gas almacenados (p. ej., mapeados) y/o en la entrada del sensor y/o en la entrada del control del usuario a través de los controles 7 de usuario.

[0085] El ventilador o soplador 5 puede ser un modelo económico que funcione a una presión relativamente baja. El medio 2 de suministro de gas pueden incluir además un calentador para calentar el aire u otro gas, un filtro, esterilización UV y/o cualquier otro medio para controlar los parámetros del flujo de gas, como se conoce en la técnica.

[0086] El medio 3 de suministro de agua pueden incluir cualquier disposición para recibir agua 40 desde un suministro de agua y conducirla a la salida 13 de agua de cada emisor 11 de flujo o a la entrada 20 de agua principal del cuerpo emisor 10 (que se ve mejor en la figura 10c) desde la que el agua 40 se distribuye a las salidas 13 de agua de los emisores 11 de flujo individuales. En una forma muy simple, el medio 3 de suministro de agua puede incluir simplemente un conector para conectar una trayectoria del flujo del cuerpo emisor 10 a un suministro de agua a una presión adecuada. El medio 3 de suministro de agua pueden incluir uno o más elementos 4 de control o detección, p. ej., una válvula de control del suministro de agua, p. ej., una válvula accionada por solenoide o una válvula motorizada, una válvula mezcladora, un calentador y/o una válvula termostática u otra disposición de control de la temperatura del agua, una bomba de agua y/o sensores de caudal o presión de agua, y/o cualquier otro medio para producir, regular o monitorizar el flujo de agua.

[0087] La velocidad u<w>del agua depende del caudal volumétrico del agua, que a su vez depende de la presión del suministro de agua. Para obtener una velocidad del agua conocida, el medio 3 de suministro de agua pueden incluir un regulador de presión o flujo 4 que está dispuesto para proporcionar un caudal volumétrico fijo en un amplio intervalo de variación en la presión del suministro de agua corriente arriba. El regulador de flujo puede ser ajustable o intercambiable para definir un consumo máximo de agua del aparato.

[0088] El regulador 4 de flujo puede ser un dispositivo pasivo simple, como se conoce en la técnica. Alternativa o adicionalmente, el medio 3 de suministro de agua pueden incluir un regulador de flujo de agua activo 4, como se conoce en la técnica, para mantener un caudal volumétrico de agua constante hacia uno o todos los emisores de flujo del cuerpo emisor, p. ej., basándose en la retroalimentación de un sensor de flujo. Tal regulador de flujo activo puede ajustarse mediante el controlador 6.

[0089] Haciendo referencia a las figuras 2 y 3, el o cada emisor 11 de flujo define un eje emisor X e incluye una salida 12 de gas y una salida 13 de agua anular que rodea la salida 12 de gas. El eje emisor X se extiende centralmente a través de la salida 12 de gas. La salida 13 de agua y la salida 12 de gas pueden estar en un plano de salida común P. La salida 13 de agua puede ser circular, como se muestra, y tiene un diámetro radialmente exterior d<w>y un diámetro interior d<o.>Convenientemente, la salida 12 de gas también puede ser circular con un diámetro d<i>, de modo que la salida 13 de agua esté separada de la salida 12 de gas por una pared cilíndrica 14 con un grosor t en donde t = (d<o>-d<i>) / 2. Por lo tanto, la salida de agua y la salida de aire son coaxiales en el eje emisor X.

[0090] En realizaciones alternativas, la salida 13 de agua puede ser no circular, en cuyo caso su diámetro exterior d<w>se define como el diámetro de un círculo de igual área de sección, es decir, igual en área al área de sección de la salida de agua, cuando se considera en el plano P de la salida de agua normal al eje emisor X.

[0091] Una salida de agua no circular puede tener lados rectos definidos por un polígono, p. ej., un polígono regular, estando los lados rectos preferiblemente conectados entre sí por partes curvadas para garantizar que la pared de burbujas permanezca intacta. El polígono podría ser un polígono teselado, tal como un cuadrado, un hexágono, o un triángulo equilátero, o podría ser por ejemplo un octágono, permitiendo que múltiples emisores de flujo se teselen en un patrón regular sobre el lado de salida del cuerpo emisor. La salida de gas puede tener una forma correspondiente a la de la salida de agua.

[0092] El ancho radial h de la salida de agua se define como la distancia radial entre sus paredes interior y exterior, por lo que h = (d<w>- d<o>)/2.

[0093] Si la dimensión de ancho radial h, por lo tanto el grosor de la lámina anular de agua, varía sustancialmente alrededor del eje emisor X, entonces la burbuja puede estallar; Por lo tanto, para un rendimiento fiable, es deseable que las paredes radialmente exterior e interior de la salida 13 de agua anular sean lo más casi concéntricas posible dentro de las tolerancias de fabricación. Preferiblemente, la dimensión radial h no debería variar en más de aproximadamente un 10 % (+/- 5 %) alrededor del eje emisor X de la salida 13 de agua anular.

[0094] Para facilitar la ilustración, las figuras 2 y 3 muestran un valor relativamente grande de h. La anchura radial h de la salida 13 de agua (que también puede ser la anchura radial h de la trayectoria 16 anular de flujo de agua) puede ser mucho menor en relación con el diámetro de la salida 12 de aire que la mostrada en las figuras 2 y 3, y puede ser, por ejemplo, tan pequeña como 1,0 mm, o incluso 0,5 mm, como se ilustra en los ejemplos adicionales de las figuras 4 y 5, respectivamente. Para evitar los efectos adversos de la cal y proporcionar tolerancias más generosas, puede preferirse seleccionar un valor de h de al menos 0,5 mm. Cuando las tolerancias de fabricación son pequeñas, son posibles valores de h inferiores a 0,5 mm, por ejemplo, de hasta 0,4 mm o 0,3 mm o incluso menos.

[0095] El medio de suministro de agua está dispuesto para conectarse a un suministro de agua 40 que tiene una tensión superficial σ<w>para hacer que el agua 40 fluya a una velocidad u<w>desde la o cada salida 13 de agua como una lámina anular de agua que rodea el gas 50 que fluye desde la salida 12 de gas.

[0096] La velocidad de rotación del ventilador o soplador 5 puede controlarse mediante el controlador 6 en respuesta a las variaciones en el caudal de agua, para mantener una relación predefinida entre la presión del gas o el caudal volumétrico y la presión del agua o el caudal volumétrico en el punto seleccionado del espacio de parámetros, que puede ajustarse por el usuario o por el controlador en respuesta a la entrada de control del usuario, p. ej., para seleccionar la frecuencia f deseada a la que se producen las burbujas. Esto puede compensar las fluctuaciones en la presión del suministro de agua debido a la demanda variable de las diferentes salidas de un sistema de suministro de agua típico.

[0097] El usuario puede controlar un parámetro, o dos o más parámetros a través de los controles 7 de usuario, mientras que los parámetros restantes se controlan automáticamente basándose en el valor del parámetro seleccionado por el usuario. Por ejemplo, el usuario podría ajustar el caudal de agua, ajustando el caudal de gas o el suministro de energía al ventilador o soplador 5 de forma automática o simultánea mediante el controlador 6 para corresponder al caudal volumétrico de agua seleccionado.

[0098] A modo de ejemplo, en una disposición de control, una bomba 5 de aire puede encenderse en respuesta a la detección del flujo de agua en un sensor 4' de flujo de agua, con una válvula accionable por el usuario (ya sea manual o eléctricamente) para iniciar y detener el flujo de agua. La potencia de la bomba 5 de aire puede regularse mediante un control que el usuario puede ajustar a un valor seleccionado, ya sea manualmente o mediante el controlador 6. El valor seleccionado puede mapearse con el caudal de agua seleccionado o detectado para definir una relación entre el flujo de agua y el flujo de aire, determinando por lo tanto la frecuencia f de burbuja como se describe más adelante. El valor seleccionado puede persistir después de terminar el funcionamiento del aparato, de modo que la próxima vez que se arranque el aparato la bomba de aire funcione con el mismo ajuste con respecto al caudal de agua. Esto podría lograrse haciendo del control un elemento ajustable mecánica y manualmente, p. ej., un potenciómetro, que permanezca en la posición seleccionada, o haciendo arreglos para que el valor seleccionado se almacene en la memoria del controlador 6 o del control 7 de usuario.

[0099] De este u otros modos, el usuario podría controlar la relación entre el flujo de gas y el flujo de agua dentro de un rango predefinido, p. ej., seleccionando un estado operativo deseado mediante los controles 7 de usuario, para ajustar la frecuencia a la que se producen burbujas para adaptarse a las preferencias individuales del usuario. Cuando se proporciona una pluralidad de emisores de flujo, pueden dividirse en diferentes grupos, y los controles más sofisticados pueden permitir al usuario seleccionar diferentes combinaciones de parámetros de flujo para diferentes grupos. Los controles de usuario también pueden permitir al usuario ajustar los parámetros de flujo para operar alternativamente fuera del régimen de burbujas, por ejemplo, en el espacio B de parámetros del “árbol de Navidad” o del régimen de disgregación celular (figura 6). A modo de ejemplo, la figura 20 muestra un emisor de flujo único, según una realización de la invención, que funciona en el régimen del árbol de Navidad.

[0100] Los controles de usuario pueden permitir al usuario ajustar la temperatura del gas o del agua o, por ejemplo, seleccionar aire (quizás con un caudal mayor) sin agua para secarlo después de una ducha. Podría proporcionarse una válvula desviadora de flujo de aire para desviar el flujo de aire a una salida separada para este propósito, o el flujo de aire podría proporcionarse a través de las salidas 12 de aire.

[0101] Para facilitar la referencia, los parámetros dimensionales y de fluido clave se exponen en la tabla 1 que figura a continuación, que incluye los valores nominales que pueden utilizarse para el cálculo.

[0102] Tabla 1

[0104]

[0106] El número de Weber aerodinámico o gaseoso We<g>se basa en la velocidad relativa entre los flujos de gas y agua y representa la relación entre las fuerzas inerciales o de impulso del gas y la fuerza de tensión superficial del agua en la interfaz agua/gas. Con números de Weber aerodinámicos más altos, las fuerzas inerciales dominan y el sistema se vuelve más inestable.

[0107] El número de Reynolds líquido Re<w>representa la relación entre las fuerzas inerciales o de impulso y las fuerzas del fluido viscoso dentro de la capa de agua anular, y es una medida de la turbulencia.

[0108] La tensión superficial σ<w>y la viscosidad dinámica µ<w>del agua se definen a una temperatura estándar de 37 °C, aunque evidentemente la temperatura del agua puede variar, p. ej., en respuesta a una válvula mezcladora operada por el usuario u otro control de temperatura.

[0109] Longitud de la trayectoria del flujo anular

[0110] Para un funcionamiento fiable, el agua debe presentar un flujo suave, laminar en la salida de agua. Esto puede lograrse proporcionando una trayectoria del flujo anular que se abra en la salida de agua. Por lo tanto, en tales disposiciones, el o cada emisor 11 de flujo incluye una trayectoria del flujo de agua anular respectiva 16 que lleva el flujo de agua a la respectiva salida 13 de agua.

[0111] La trayectoria 16 del flujo anular puede ser coaxial con el eje emisor X, y la sección transversal de la trayectoria 16 del flujo anular puede definir la sección transversal de la salida 13 de agua en el plano P de la salida de agua normal al eje emisor X. Por lo tanto, cuando la salida 13 de agua es circular, la trayectoria 16 del flujo anular es preferiblemente cilíndrica con paredes radialmente interiores y exteriores definidas como superficies de rotación alrededor del eje emisor X.

[0112] La trayectoria del flujo anular define una región de longitud L (figura 2) que tiene una sección transversal constante en la dirección del flujo (que preferiblemente es la dirección del eje emisor X hacia la salida de agua).

[0113] La longitud mínima L de una trayectoria del flujo anular requerida para lograr un flujo laminar completamente desarrollado puede determinarse mediante una fórmula convencional, como es bien conocida en la técnica:

[0116]

[0119] donde Re<w>es el número de Reynolds líquido definido como

[0120]

[0122] El valor mínimo u<w(mín)>para la velocidad u<w>del agua puede calcularse como

[0125]

[0128] Para un emisor de flujo con dimensiones di=4,0 mm, do=6,0 mm, dw=7,5 mm, esto da un valor

[0131]

[0134] Para la operación a u<w>= u<w(mín)>, esto produce un valor L = 14 mm para la longitud mínima esperada L de la trayectoria del flujo anular.

[0135] Sorprendentemente, sin embargo, se ha descubierto que para estos valores dimensionales, que se proporcionan a modo de ejemplo, pueden producirse burbujas de forma fiable a un valor de L = 7,5 mm, mucho más pequeño que la longitud esperada. Esto permite empaquetar el cuerpo emisor (independientemente de sus valores dimensionales) en un factor de forma relativamente delgado que es adecuado para utilizarse como un cabezal de ducha de aspecto generalmente convencional.

[0136] Por lo tanto, cuando se configura como un cabezal de ducha, a cada salida de agua puede suministrársele agua a través de una trayectoria del flujo anular respectiva que tiene una longitud L y una sección transversal constante a lo largo de su longitud L, en donde la longitud L puede ser inferior a 0,75 o incluso inferior a 0,6 o incluso inferior a 0,5 de la longitud mínima L esperada cuando se calcula como se ha definido anteriormente.

[0137] Espacio de parámetros

[0138] Según la invención, un número de Weber aerodinámico se define como

[0140]

[0142] El nuevo aparato está dispuesto para funcionar dentro de un espacio de parámetros definido por

[0143] h/d<w>y We<g>, en donde

[0145]

[0148] en donde We<g(máx)>está definido por una función

[0151]

[0154] Con referencia ahora a la figura 6, el espacio de parámetros definido incluye las regiones A y A (T-II). Cuando el aparato está configurado y operado dentro de este espacio de parámetros, el gas que fluye desde la salida de gas se encapsula en una serie de burbujas formadas por el agua 40 que fluye desde la salida de agua.

[0155] La figura 6 mapea el parámetro separado caracterizado por We<g>y h/d<w>, que se divide en tres regímenes de disgregación como se identifican en Zhao y col. (denominados en la presente memoria Zhao):

[0156] H. Zhao, J. L. Xu, J. H. Wu, W. F. Li y H. F. Lui, “Breakup morphology of annular liquid sheet with an inner round air stream”, Chemical Engineering Science 137, págs.412-422, 2015.

[0157] Las regiones A y A (T-II) forman parte del espacio de parámetros más grande a la izquierda de la curva que define We<g(máx).>Este espacio de parámetros más grande se identifica en Zhao como el régimen de disgregación en forma de “cubierta” o “burbuja” dentro del cual puede esperarse que una boquilla coaxial produzca disgregación del líquido en forma de burbujas o cubiertas de líquido encapsulando el gas que fluye desde el centro de la boquilla.

[0158] Cuando se opera a la derecha de la curva We<g(máx)>, puede esperarse que el líquido se rompa con un patrón característico “celular” o de “árbol de Navidad” (región B), como se muestra en la figura 20, o, a valores más altos de h/d<w>, con un patrón de “fibra” (región C), como lo describe Zhao.

[0159] Cuando se opera en el espacio de parámetros definido de las regiones A y A (T-II), el agua suministrada al emisor de flujo se divide en macroburbujas individuales llenas de gas, aumentando sustancialmente su área de superficie externa total en comparación con la obtenida al dividir el agua en gotas, para distribuir un volumen limitado de agua de modo más efectivo sobre un área mayor del cuerpo del usuario. Como se muestra en la figura 11 y se describe más adelante, pueden producirse grandes, macroburbujas de agua pura para desplazarse por separado a través del aire ambiente en corrientes paralelas con una divergencia de flujo insignificante, produciendo una apariencia más voluminosa y una sensación táctil mejorada en comparación con una lluvia convencional de gotas o duchas “espumosas” de la técnica anterior que producen una fase líquida continua, aireada.

[0160] Las macroburbujas producidas por las realizaciones del nuevo aparato pueden distinguirse por su tamaño relativamente grande, que puede tener por ejemplo más de 5 mm de diámetro, o más de 10 mm de diámetro, o más de 15 mm de diámetro, hasta 50 mm o incluso 100 mm o más de diámetro.

[0161] A modo de ejemplo, en la prueba presentada en la tabla 2, se produjeron burbujas con un diámetro de 20 mm a un caudal de agua de 0,39 l/m (litros por minuto) y una frecuencia de 52 bps, lo que equivale a 0,000125 I por burbuja. Por lo tanto, un volumen de 1 litro de agua producirá 8000 burbujas con un área de sección transversal combinada de 2,48 m<2>, mientras que el mismo volumen de agua dividido en gotas convencionales de 1,5 mm de diámetro produciría un área de sección transversal total de 1 m<2>. La apariencia de las burbujas se mejora mediante la refracción de la luz y puede mejorarse aún más mediante la iluminación integrada en el aparato de ducha.

[0162] Las burbujas individuales grandes se suspenden en el aire libre (ambiente) a medida que se desplazan hacia el punto de impacto con la superficie corporal del usuario, y presentan un aspecto voluminoso a medida que la luz se refracta a través de la carcasa transparente, como se muestra en la figura 11, donde fluyen corrientes paralelas de burbujas separadas desde una pluralidad de emisores de flujo.

[0163] El nuevo cabezal de ducha puede configurarse con relativamente pocas salidas grandes para producir burbujas de un diámetro muy grande, por ejemplo, de hasta aproximadamente 100 mm o más de diámetro. Las burbujas muy grandes son visualmente atractivas. Sin embargo, se ha descubierto que las burbujas más numerosas y más pequeñas emitidas desde un mayor número de salidas producen una apariencia voluminosa igualmente satisfactoria y una sensación táctil mejorada.

[0164] Una mayor cantidad de burbujas más pequeñas, emitidas por una mayor cantidad de salidas, puede distribuir el agua de modo más uniforme sobre la superficie corporal. Además, se ha descubierto que se produce una sensación distinta cuando una burbuja estalla contra la piel del usuario, lo que puede optimizarse mediante un número relativamente mayor de salidas que producen burbujas relativamente más pequeñas, por ejemplo, en un rango de diámetro de burbuja de aproximadamente 5 mm a aproximadamente 50 mm, p. ej., de aproximadamente 10 mm a aproximadamente 40 mm, p. ej., de aproximadamente 15 mm a aproximadamente 30 mm.

[0165] En las pruebas se ha descubierto que esta sensación variará con la frecuencia, como se describe más adelante. El régimen de disgregación de tipo II

[0166] Aunque el agua y el aire se utilizan comúnmente para trabajos experimentales para caracterizar los regímenes de disgregación obtenidos de una boquilla coaxial, en solicitudes prácticas donde se requieren burbujas de agua usualmente se producen por medio de tensioactivos. Las boquillas coaxiales se utilizan en aplicaciones prácticas con otros fluidos para encapsular un fluido dentro de otro; sin embargo, una boquilla coaxial que lleva un flujo de agua y aire se utiliza normalmente para producir gotas en lugar de burbujas.

[0167] Una dificultad particular para producir burbujas de agua pura (es decir, agua sin tensioactivos) para utilizarse al bañar o lavar el cuerpo es que las burbujas de agua pura tienden a ser inestables y por lo tanto estallarán a una distancia relativamente corta de la boquilla. La ráfaga produce una pulverización de gotas finas que no proporciona una sensación satisfactoria al impactar con la piel del usuario, ni el aspecto voluminoso deseado si solo se utiliza un pequeño volumen de agua.

[0168] El régimen de disgregación tipo “cubierta” o “burbuja” obtenido dentro del espacio de parámetros situado a la izquierda de la curva We<g(máx)>de la figura 6 fue caracterizado además por Vu y col., denominados en la presente memoria Vu: T. V. Vu, H. Takamura, J. C. Wells y T. Minemoto, “Breakup modes of a laminar hollow water jet”, J Vis, vol.14, págs.

[0169] 307-309, 2011.

[0170] Vu identificó tres regímenes de disgregación dentro del régimen de disgregación más amplio, tipo “cubierta” o “burbuja”, identificados respectivamente como tipos I, II y III. En las pruebas se ha descubierto que algunos ejemplos del nuevo aparato pueden producir burbujas en cualquiera de los regímenes de flujo de los tipos I, II y III, como se muestra respectivamente en las fotografías de la figura 7a (que muestran el funcionamiento en el régimen de tipo I o T-I), la figura 7b (tipo II o T-II) y la figura 7c (tipo III o T-III). Las dimensiones del emisor de flujo y los parámetros de flujo utilizados en las pruebas fueron los que se muestran en las figuras.

[0171] El régimen de tipo I se caracteriza por burbujas relativamente pequeñas conectadas entre sí por una ligadura continua relativamente grande, mientras que en el régimen de tipo III el agua se forma sustancialmente en su totalidad en burbujas, pero las burbujas se producen en grupos conectados.

[0172] El régimen de tipo II se caracteriza por burbujas individuales que se separan en el espacio, es decir, las burbujas individuales se producen y se desplazan por separado en una serie desconectada en el aire ambiente.

[0173] Con el fin de evitar la operación en el régimen de disgregación de tipo I (T-I), menos preferido, preferiblemente u<g>≥ u<w>.

[0174] Sin embargo, se prefiere configurar y operar el aparato dentro del régimen de tipo II (T-II), para garantizar que toda o sustancialmente toda el agua disponible se convierta en burbujas.

[0175] Esto puede lograrse definiendo aún más el espacio de parámetros de modo que

[0177]

[0179] y

[0182]

[0185] en donde We<g (mín)>está definido por una función

[0188]

[0191] El espacio de parámetros que define el régimen de disgregación de tipo II (T-II) preferido se indica en la figura 6 como región A (T-II) y delimitado entre las dos curvas representadas las funciones We<g(mín)>y We<g (máx)>, respectivamente. El subrégimen de tipo II-B

[0192] Haciendo referencia ahora a las figuras 8a a 8d, se llevaron a cabo pruebas adicionales en un emisor de flujo experimental según una realización de la invención, que funcionaba dentro del régimen de disgregación de tipo II preferido, con los resultados que se muestran.

[0193] Las pruebas muestran que el régimen de disgregación de tipo II puede dividirse en tres subregímenes distintos, denominados en la presente memoria subrégimen de tipo II-A (T-II-A) (figuras 8a y 8b), subrégimen de tipo II-B (T-II-B) (mostrado en la figura 8c), y subrégimen de tipo II-C (mostrado en la figura 8d).

[0194] Se sabe que, en determinadas condiciones de flujo, una corriente en serie de burbujas producida por una boquilla coaxial puede conectarse entre sí mediante ligaduras, como se muestra en Zhao. Cuando las ligaduras se rompen, pueden formar pequeñas gotas que se encuentran entre las burbujas separadas de la corriente.

[0195] El subrégimen de tipo II-A (figuras 8a, 8b) representa una transición entre los regímenes de burbujas de tipo I y de tipo II, y se caracteriza por la presencia de estas pequeñas gotas intermedias.

[0196] En el subrégimen de tipo II-B (figura 8c), estas gotas intermedias están sustancialmente ausentes, y sustancialmente toda el agua se produce como una corriente de burbujas individuales y separadas.

[0197] El subrégimen de tipo II-C (figura 8d) representa una transición entre los regímenes de tipo II y tipo III y se caracteriza por la producción de burbujas en pares conectados o grupos cortos, con burbujas individuales, intermedias y gotas intermedias.

[0198] Las gotas intermedias en los subregímenes de tipo II-A y Tipo II-C representan solo una pequeña proporción del agua, y en el subrégimen de tipo II-A son apenas visibles en la corriente de burbujas, de modo que la apariencia del flujo es sustancialmente idéntica.

[0199] Sin embargo, las pruebas realizadas con fotografías de alta velocidad mostraron que estas pequeñas gotas intermedias tienden a moverse a una velocidad mayor que las burbujas adyacentes, posiblemente debido a su densidad relativamente mayor. Esto puede verse comparando la posición de las gotas intermedias con respecto a sus respectivas burbujas conductoras a lo largo de la corriente de burbujas en el subrégimen de tipo II-A, como se muestra en las figuras 8a y 8b.

[0200] Se observa que cuando se requiere que las burbujas se desplacen a una distancia sustancial hasta la superficie objetivo, como cuando el cuerpo emisor está configurado como un cabezal de ducha para bañar todo el cuerpo del usuario, estas gotas intermedias pueden alcanzar y chocar con la burbuja inmediatamente delante de la gota en la corriente en movimiento, provocando que la burbuja principal se desintegre. Este fenómeno puede verse en la parte inferior de la figura 8b, que captura el momento en el que la burbuja final estalla por contacto con la siguiente gota. En comparación, las burbujas de agua pura producidas en el subrégimen de tipo II-B permanecen intactas durante una distancia que puede superar los 0,5 m o incluso 1 m, como se muestra en la figura 8c.

[0201] Para extender la distancia a la que pueden desplazarse las burbujas intactas antes de impactar en el cuerpo del usuario, se prefiere, por lo tanto, configurar y operar el aparato para producir burbujas en el régimen de disgregación de tipo II-B, para evitar la producción de ligaduras que forman gotas intermedias. Es decir, preferiblemente el aparato funciona para producir sustancialmente toda el agua en forma de una corriente de burbujas separadas sin que intervengan gotas. Las gotas intermedias ocasionales son aceptables siempre que la gran mayoría de las burbujas no se produzcan con las gotas intermedias.

[0202] El funcionamiento en el régimen de tipo II-B es especialmente preferido cuando el cuerpo emisor está configurado como un cabezal de ducha que incluye una pluralidad de dichos emisores de flujo dispuestos como una matriz separada en un lado de salida del cuerpo emisor, para producir corrientes de burbujas en las que el usuario puede bañar todo su cuerpo, y por lo tanto requiere que las burbujas permanezcan intactas durante una distancia de desplazamiento prolongada.

[0203] Se ha descubierto que solo se requiere un pequeño ajuste de la velocidad relativa del agua y el aire para ajustar el funcionamiento del aparato entre los subregímenes de los tipos II-A, II-B y II-C, y esto puede lograrse por ejemplo ajustando la velocidad del aire o del agua sin cambiar ningún otro parámetro. Por lo tanto, por ejemplo, cuando el aparato está configurado para funcionar en el régimen preferido de tipo II, el régimen de tipo II-B más preferido puede obtenerse simplemente ajustando la potencia de la bomba de aire sin ajustar el caudal de agua, o ajustando el caudal de agua sin ajustar la bomba de aire.

[0204] Para obtener un funcionamiento de tipo II-B, si se descubre que el aparato está funcionando en el régimen de tipo II-A, entonces el número de Weber aumenta, mientras que si está funcionando en el régimen de tipo II-C, el número de Weber disminuye hasta que se observe el funcionamiento de tipo II-B.

[0205] Una vez que se ha obtenido el régimen de flujo deseado para un aparato prototipo, los ajustes de los parámetros se pueden guardar como un valor de parámetro permanente, por ejemplo como ajustes de software del controlador que determinan los valores relativos de u<g>y u<w>.

[0206] Emisor angulado

[0207] La figura 9A muestra una prueba llevada a cabo en un emisor de flujo único según una realización de la invención, que funciona en el régimen de disgregación de tipo II. El cuerpo emisor está configurado para montarse, como se muestra, en una posición de uso en donde el eje emisor X está inclinado en un ángulo de al menos 20° con respecto a la vertical. En el ejemplo mostrado, el eje emisor X está cerca de la horizontal.

[0208] Sorprendentemente, se ha descubierto que se produce una corriente de burbujas de forma fiable en este ángulo, y además, las burbujas producidas permanecen intactas durante una larga distancia de hasta 0,5 m o incluso 1 m o más, como se muestra. En la fotografía puede observarse que las burbujas permanecen intactas en una corriente continua que es capturada en un embudo (esquina inferior izquierda de la fotografía) en el que estallan para formar la corriente de agua que sale del fondo del embudo.

[0209] Se observa que las burbujas producidas a lo largo de una trayectoria inclinada pueden permanecer intactas durante una distancia extendida, como se muestra, incluso cuando el aparato funciona en el régimen de tipo II pero fuera del subrégimen preferido de tipo II-B. Esto sugiere que en una trayectoria inclinada 20° o más con respecto a la vertical, la diferencia de densidad entre las gotas intermedias y las burbujas puede hacer que sigan trayectorias ligeramente diferentes, lo que evita que las gotas impacten y exploten sus burbujas principales, como se muestra en la configuración del eje vertical de la figura 8b.

[0210] Por lo tanto, cuando el aparato funciona en el régimen de tipo II, una inclinación del emisor de flujo de 20° o más puede representar una alternativa a ajustar el aparato al subrégimen de tipo II-B preferido, como una forma de obtener una mayor distancia de desplazamiento de las burbujas intactas.

[0211] En un enfoque que utiliza un eje emisor inclinado, el aparato puede ajustarse para funcionar en un punto en algún lugar dentro del espacio de parámetros de los subregímenes de tipo II-A y tipo II-B.

[0212] Un eje emisor inclinado puede ser particularmente conveniente cuando se desea colocar el cuerpo emisor para utilizarse en una cabina de ducha por lo demás convencional, lo que puede requerir que las burbujas se desplacen una distancia prolongada hasta la superficie corporal objetivo del usuario.

[0213] Por lo tanto, en tales configuraciones inclinadas axialmente, el cuerpo emisor puede configurarse por ejemplo como un cabezal de ducha que incluye una pluralidad de emisores de flujo dispuestos en una matriz separada en un lado de salida del cuerpo emisor, para producir corrientes de burbujas en las que el usuario puede ducharse (es decir, bañar) todo su cuerpo. En tales disposiciones, el cuerpo emisor está configurado preferiblemente de modo que todos los ejes emisores X estén inclinados en un ángulo α de 20° o más con respecto a la vertical, como se muestra en el ejemplo de las figuras 10a y 10b. Esto puede lograrse haciendo que todos los ejes emisores X sean paralelos. Separación de emisores de flujo

[0214] Para distribuir el agua de modo más uniforme sobre la superficie corporal mojada y para optimizar la experiencia sensorial producida por el estallido de burbujas, el cabezal de ducha puede incluir una pluralidad de emisores de flujo que pueden disponerse como una matriz separada en el lado de salida del cabezal de ducha. Los ejes emisores de flujo X pueden estar separados por igual.

[0215] A modo de ejemplo, un cuerpo emisor configurado como un cabezal de ducha para bañar todo el cuerpo puede incluir seis o más emisores de flujo, hasta doce o más, o incluso dieciocho o más emisores de flujo. Un cuerpo emisor configurado como un grifo podría incluir solo un emisor de flujo o un número menor de emisores de flujo, por ejemplo, hasta tres emisores de flujo, o hasta cinco emisores de flujo, aunque podrían proporcionarse más si se desea.

[0216] El diámetro de una burbuja producida de un emisor de flujo de cualquier diámetro exterior de agua d<w>dado será proporcional a la frecuencia a la que se producen burbujas en el emisor de flujo, que varía con la velocidad u<g>del flujo de gas, según se describe en Kendall:

[0217] J. M. Kendall, “Experiments on annular liquid jet stability and on the formation of liquid shells”, Physics of fluids, vol.

[0218] 29, no.2086, 1986.

[0219] Por lo tanto, para cualquier diámetro de salida de agua d<w>dado, la velocidad del gas u<g>puede ajustarse para obtener la frecuencia y el diámetro de burbuja deseados.

[0220] El diámetro máximo de burbuja se produce a la velocidad mínima del gas u<g>, es decir, en el extremo inferior del rango de números de Weber, como se muestra en el mapa de espacio de parámetros de la figura 6.

[0221] El diámetro máximo de burbuja que puede obtenerse está determinado por el diámetro de salida del agua d<w>y la velocidad del gas y el agua u<g>, u<w>. En las pruebas, se encuentra que el diámetro máximo de burbuja en el régimen operativo preferido de tipo II-B es de aproximadamente 2,8 · d<w>.

[0222] En las pruebas, se ha observado que cuando el cuerpo emisor incluye una matriz separada de emisores de flujo, las burbujas consecutivas en un tren de burbujas producidas por cada emisor de flujo tenderán a moverse u oscilar alrededor del eje emisor, de modo que el punto central de cada burbuja puede estar desplazado radialmente con respecto al eje emisor en una distancia radial r<o>. Si bien la dirección de este desplazamiento radial varía de una burbuja a otra, en las pruebas se ha descubierto que cuando se opera en el régimen operativo preferido de tipo II-B, el valor máximo del desplazamiento radial r<o (máx)>tiende a no superar la mitad del diámetro máximo de la burbuja, es decir, r<o(máx)>≤ 1,4 · d<w>.

[0223] Por lo tanto, los ejes emisores X de la pluralidad de emisores 11 del cuerpo emisor 10 pueden estar separados al menos por una distancia de separación mínima S<mín>para garantizar que las burbujas emitidas por emisores adyacentes en el peor de los casos no choquen ni exploten, en donde

[0224] Aunque las burbujas tienden a seguir una trayectoria constante, esta separación mínima S<min>también se adapta a cualquier movimiento relativo fuera del eje que pueda producirse entre los trenes de burbujas a medida que se desplazan desde el cuerpo emisor hasta la superficie corporal del usuario, lo que garantiza que las burbujas permanezcan separadas hasta el punto de impacto.

[0225] Para un espaciado más compacto que mantenga la separación basándose en la posición más desfavorable de una burbuja y una posición neutra en el eje de una burbuja adyacente (lo que puede evitar la mayoría de posibles conflictos), el valor S<min>puede reducirse a

[0228]

[0231] Resistores de flujo

[0232] El cuerpo emisor 10 puede incluir más de un grupo de emisores 11 de flujo, en donde los emisores de un grupo pueden tener diferentes dimensiones y recibir aire y agua a velocidades relativamente diferentes en comparación con las de otro grupo. Alternativamente, todos los emisores 11 de flujo del cuerpo emisor 10 pueden ser idénticos.

[0233] Para un funcionamiento fiable, se prefiere además que la velocidad del aire y del agua sea lo más casi igual posible entre unos diferentes de los emisores 11 de flujo, o de un grupo de emisores 11 de flujo idénticos.

[0234] El nuevo aparato puede configurarse para producir burbujas de agua pura, es decir, de agua sin tensioactivo. Esto se refleja en los valores tabulados de los parámetros operativos, notablemente el valor de la tensión superficial, que para el agua pura es mucho mayor que para una solución de tensioactivo. Por esta razón, el nuevo aparato funciona en un espacio de parámetros definido, entre otros por un número de Weber relativamente bajo y por lo tanto una velocidad diferencial relativamente pequeña entre el flujo de gas y el flujo de agua, y para un funcionamiento fiable se prefiere que el gas y el agua fluyan de modo suave y continuo a una presión relativamente baja y con una turbulencia mínima. Los medios de suministro de gas pueden incluir una bomba 5 de aire que suministra el aire a una presión positiva pequeña; la velocidad del aire puede igualarse entonces por medio de una cámara de distribución 31 (figura 10c) desde la que el aire se distribuye a cada salida 12 de gas a la misma velocidad y caudal, controlado por la pequeña caída de presión desde la cámara de distribución 31 a cada salida 12 de gas.

[0235] El suministro de agua a baja presión minimiza las turbulencias para garantizar un flujo uniforme, continuo y laminar de agua a cada salida de agua.

[0236] Cuando una pluralidad de emisores 11 de flujo están separados sobre el lado 15 de salida del cuerpo emisor 10, el lado 15 de salida puede ser aproximadamente plano para producir un flujo amplio en el que el usuario pueda bañar un área sustancial de su cuerpo. El lado 15 de salida puede disponerse después en un plano horizontal de modo que cada eje emisor X se extienda verticalmente hacia abajo, con las burbujas emitiéndose en corrientes verticales como se muestra en la figura 11.

[0237] Sin embargo, si el cuerpo emisor 10 teniendo esta configuración está inclinado (figura 10a) de modo que los ejes del emisor X estén inclinados alejándose de la vertical, la separación entre los emisores 11 dará como resultado una diferencia, entre los diferentes emisores 11, en la altura vertical desde el emisor 11 hasta la entrada 20 de agua principal al cuerpo emisor, desde el cual el agua 40 se distribuye a cada uno de los emisores 11 de flujo. Cuando el aparato funciona a una presión de agua baja, esta diferencia de altura puede resultar en una diferencia significativa en la presión del agua entre los diferentes emisores 11 de flujo, lo que a su vez aleja a los diferentes emisores 11 de su rango de parámetros operativos objetivo.

[0238] Con el fin de superar este problema, cuando se proporciona una pluralidad de emisores 11 de flujo, el aparato puede incluir una pluralidad de resistores 60 de flujo. El medio de suministro de agua se dispone entonces para distribuir el agua 40 entre los resistores 60 de flujo. Cada resistor 60 de flujo está dispuesto para suministrar un flujo de agua a la salida 13 de agua de uno respectivo diferente de los emisores 11 de flujo. Cada resistor 60 de flujo está dispuesto para desarrollar una caída de presión en el flujo de agua 40 a lo largo del resistor 60 de flujo.

[0239] La resistencia al flujo puede seleccionarse para garantizar que el efecto adicional de la inclinación del eje sobre la presión y el caudal del agua sea relativamente pequeño, asegurando de este modo que cada salida 13 de agua reciba agua sustancialmente a la misma presión.

[0240] Como se ha explicado anteriormente, esto puede ayudar particularmente a proporcionar un funcionamiento fiable cuando el cuerpo emisor está configurado para montarse en una posición de uso en donde cada eje emisor X está inclinado en un ángulo de 20° o más con respecto a la vertical, p. ej., como un cabezal de ducha.

[0241] Como se muestra en el ejemplo de la figura 10c, cada emisor 11 de flujo puede incluir una trayectoria 16 del flujo de agua anular que lleva el flujo de agua 40 desde una respectiva de los resistores 60 de flujo hasta la respectiva salida 13 de agua. En tales disposiciones, la caída de presión a lo largo de cada resistor 60 de flujo puede seleccionarse para que sea mayor que una caída de presión en el flujo de agua 40 a lo largo de la respectiva trayectoria 16 del flujo de agua anular desde el resistor 60 de flujo hasta la salida 13 de agua respectiva.

[0242] Como se ejemplifica adicionalmente mediante la realización de la figura 10c, el flujo de agua 40 puede ser axisimétrico desde cada resistor 60 de flujo hasta la respectiva trayectoria 16 del flujo de agua anular. Esto asegura que el agua fluya de modo uniforme y suave hacia la salida 13 de agua.

[0243] Como se ilustra en la figura 10c, cada resistor 60 de flujo puede incluir un cuerpo 61 de material poroso, p. ej., un bloque de partículas sinterizadas o material granular o fibroso. Como se muestra, el cuerpo de material poroso puede ser anular y puede tener superficies interior y exterior cilíndricas, y puede disponerse para rodear una entrada anular de la trayectoria 16 del flujo anular. El agua fluye radialmente hacia dentro alrededor del cuerpo 61 hasta su superficie exterior cilíndrica y sale por la entrada de la trayectoria 16 del flujo anular a través de su superficie interior cilíndrica. En esta y otras realizaciones, el aparato puede estar dispuesto para reducir la formación de cal para evitar que los depósitos cambien el área de la sección de flujo de las trayectorias de agua. Por ejemplo, el aparato puede incluir una disposición magnética o electromagnética para evitar la formación de cal, como se conoce en la técnica, que puede activarse selectivamente mediante el controlador 6, o puede disponerse para facilitar su desensamblaje y limpieza. También puede proporcionarse una herramienta de limpieza (no se muestra), por ejemplo, que comprenda un cabezal de limpieza que se ajuste simultáneamente, de forma deslizante y giratoria tanto a las salidas de aire como de agua de cada emisor de flujo. Alternativamente, partes del emisor de flujo, p. ej., las paredes anulares que definen las salidas de agua y de aire, pueden estar formadas por materiales elastoméricos que pueden flexionarse para eliminar los depósitos de cal.

[0244] En lugar de un cuerpo poroso, cada resistor de flujo podría configurarse alternativamente para dividir el flujo de agua entre una pluralidad de canales. Los canales pueden estar dispuestos radialmente y pueden ramificarse a lo largo de su longitud, como se muestra en los ejemplos de la figura 12, donde los canales muestran cambios en la dirección del flujo en un plano bidimensional.

[0245] La figura 13 muestra una disposición alternativa de un disco dentado puede acoplarse con otro disco correspondiente (no se muestra) para definir canales que muestran cambios en la dirección del flujo en la dimensión axial, fuera del plano del dibujo.

[0246] La figura 14 muestra una placa distribuidora de flujo de agua interna para un cuerpo emisor, que comprende una matriz de resistores de flujo similares a los de la figura 12.

[0247] La figura 14A muestra otra placa distribuidora de flujo de agua interna con una matriz de resistores 60 de flujo e incluye protectores 65 que están dispuestos en la cámara de distribución de agua para desviar los flujos de mayor velocidad desde la entrada 20 de agua opuesta a la superficie 42 de desviación de agua (se analiza más adelante), a fin de igualar la presión del agua entre los emisores de flujo.

[0248] En aún disposiciones alternativas adicionales, ejemplificadas en las figuras 15 a 19, cada resistor 60 de flujo puede definir una trayectoria del flujo del resistor de flujo e incluir un elemento 62 de válvula móvil por el flujo de agua 40 a través de la trayectoria del flujo del resistor de flujo para aumentar o reducir un área de sección de la trayectoria del flujo del resistor de flujo. El elemento de válvula puede ser anular y puede ser elastomérico, y puede definir una trayectoria del flujo de resistencia de flujo anular que se abre hacia la entrada de una trayectoria 16 del flujo anular corriente abajo que se abre en la salida 13 de agua. Un elemento de válvula elastomérico puede configurarse por ejemplo como una válvula pico de pato, como se muestra en el ejemplo de las figuras 15 y 16. La válvula puede estar dispuesta para permanecer cerrada en ausencia de presión de agua. Esto puede ayudar a reducir o evitar el goteo del cuerpo emisor cuando se corta el suministro de agua, p. ej., después de ducharse.

[0249] El elemento de válvula elastomérico puede colocarse corriente arriba de la trayectoria del flujo anular, p. ej., como se muestra, o en disposiciones alternativas, puede colocarse en la salida de agua.

[0250] Las figuras 15 y 16 muestran una tal disposición en donde el elemento 62 de válvula es un elemento elastomérico anular y puede moverse mediante la presión corriente arriba aplicada por el flujo de agua, desde la posición cerrada de la figura 15 a la posición abierta de la figura 16, para aumentar el área de sección de la trayectoria del flujo del resistor de flujo anular.

[0251] Las figuras 17 y 18 muestran otra disposición de este tipo en donde el elemento 62 de válvula es un anillo tórico anular y puede moverse mediante la presión corriente arriba aplicada por el flujo de agua, desde la posición abierta de la figura 17 hasta la posición parcialmente cerrada de la figura 18 para reducir el área de sección de la trayectoria del flujo del resistor de flujo anular.

[0252] Las figuras 15 a 18 ejemplifican cómo el agua puede fluir radialmente hacia dentro a través del resistor 60 de flujo hacia el eje de la trayectoria 16 del flujo anular.

[0253] La figura 19 ejemplifica cómo, alternativamente, el agua puede fluir a través del resistor 60 de flujo en la dirección axial de la trayectoria 16 del flujo anular., y además ejemplifica cómo el resistor 60 de flujo puede configurarse como un inserto de control de flujo convencional, p. ej., un regulador de flujo tipo anillo tórico. El inserto comprende un cuerpo anular 63, que se inserta herméticamente en un rebaje 64 en comunicación de fluidos con la trayectoria 16 del flujo anular, y el anillo tórico o elemento 62 de válvula que se recibe de forma móvil en el cuerpo 63 de modo que el flujo se controla entre el elemento 62 de válvula y el cuerpo 63. Tales insertos son bien conocidos en la técnica y están disponibles comercialmente en diferentes velocidades de flujo, por lo que el caudal total del cabezal de ducha u otro cuerpo emisor 10 puede ajustarse seleccionando los insertos apropiados durante el ensamblaje. La provisión de un inserto individual para cada emisor de flujo garantiza las tolerancias adecuadas entre los componentes del inserto, al tiempo que permite tolerancias más relajadas en las partes o partes más grandes del cuerpo emisor (p. ej., molduras). La figura 19 también ejemplifica cómo la pared que define el diámetro exterior d<w>de la salida 13 de agua puede definirse mediante una boquilla 18 que se extiende a lo largo del eje emisor X durante una corta distancia desde la superficie frontal 17 que define el lado 15 de salida del cuerpo emisor 10. Esto ayuda a que la columna de agua anular se separe del cuerpo emisor.

[0254] En aun disposiciones alternativas adicionales (no se muestran), cada resistencia de flujo puede controlarse activamente, p. ej., mediante el controlador 6. Tales resistores de flujo pueden comprender válvulas que se controlan hidráulica o neumáticamente o mediante un accionador electromagnético o piezoeléctrico, y pueden controlarse individualmente o en grupo.

[0255] Cuando se proporcionan resistores de flujo para cada emisor de flujo, también puede proporcionarse un controlador principal de presión o flujo corriente arriba, como se ha descrito anteriormente, para regular el flujo de agua al cuerpo emisor.

[0256] Frecuencia - longitud de la disgregación

[0257] El aparato puede incluir un control de frecuencia operable por un usuario para variar la frecuencia a la que se producen las series de burbujas desde el emisor de flujo ajustando al menos una de las velocidades u<g>del gas y la velocidad u<w>del agua. El control de frecuencia puede implementarse como una función del controlador 6 en respuesta a la entrada de control del usuario a través de los controles de usuario 7.

[0258] La figura 11 muestra las pruebas realizadas en un cabezal de ducha que comprende una matriz de dieciocho emisores de flujo y que funciona dentro del régimen preferido de tipo II-B según una realización de la invención. Las dimensiones de cada emisor de flujo fueron di = 3,5 mm, do = 5,5 mm, dw = 7,5 mm.

[0259] El cabezal de ducha tiene un diámetro total de 20 cm y se suministró con agua a un caudal de 7 l/m, o 0,39 l/m por emisor de flujo. El gas era aire y el caudal del aire era de 125 l/m para la prueba que se muestra en la fotografía “a”, y aumentó a 155 l/m para la prueba que se muestra en la fotografía “b”.

[0260] La prueba se repitió a diferentes velocidades de flujo de aire utilizando un emisor de flujo único con el mismo caudal del agua y dimensiones que los del cabezal de ducha de prueba. Se midieron la frecuencia y el diámetro de las burbujas, y los resultados se muestran en la Tabla 2.

[0261] Tabla 2

[0263]

[0265] Se ha descubierto que para un valor dado de dw y uw, el aumento de u<g>aumentará la frecuencia a la que se producen las burbujas. Sin embargo, como puede verse en los valores medidos y en las fotografías, hay poco o ningún aumento en el diámetro de las burbujas. Por lo tanto, los cálculos indican que el grosor de la pared de la burbuja disminuye a medida que aumenta u<g>.

[0266] Estos resultados estuvieron generalmente según las relaciones frecuencia/diámetro/caudal de las burbujas previstas en los artículos de Kendall y de Sevilla y col.:

[0267] J. Kendall, “Experiments on annular liquid jet instability and on the formation of liquid shells”, Physics of Fluids, vol.

[0268] 29, n.º 7, p.2086, 1986. Disponible: 10,1063/1,865595

[0269] A. SEVILLA, J. GORDILLO y C. MARTÍNEZ-BAZÁN, “Bubble formation in a coflowing air-water stream”, Journal of Fluid Mechanics, vol.530, pp.181-195, 2005. Disponible: 10.1017/s002211200500354x

[0270] Al mismo tiempo, se observó que la distancia a la que se desplazarán las burbujas antes de estallar también disminuye. En la prueba de la fotografía “b”, la mayoría de las burbujas estallaron a una distancia de 36 cm, mientras que en la prueba de la fotografía “a”, todas o la mayoría de las burbujas permanecieron intactas más allá de esta distancia. Se cree que la reducción en el grosor de la pared de la burbuja es al menos parcialmente responsable de la reducción de la distancia de disgregación observada en las pruebas, aunque el mecanismo exacto no está claro.

[0271] Por lo tanto, cuando se opera dentro del régimen de tipo 2B preferido, y particularmente en aplicaciones tales como cabezales de ducha, para extender la distancia a lo largo de la cual pueden desplazarse las burbujas intactas, se prefiere producir burbujas a un caudal de gas relativamente más bajo y a una frecuencia relativamente más baja. Frecuencia - sensación táctil

[0272] Se observa además que la frecuencia a la que se producen las burbujas y, por lo tanto, la frecuencia a la que las burbujas intactas estallan en la misma área de la superficie corporal del usuario, tiene un efecto en la percepción táctil de la experiencia de la ducha.

[0273] La tabla 2 presenta los resultados de una prueba de sensación táctil en donde un usuario de la prueba sostuvo su mano a una distancia de 5 cm o 40 cm verticalmente por debajo del plano de salida de aire y agua de un emisor de flujo único que apunta hacia abajo produciendo burbujas en el régimen de disgregación de tipo II-B preferido.

[0274] La distancia de 5 cm se seleccionó para representar una distancia típica cuando se lavan las manos debajo de un cuerpo emisor configurado como un grifo, mientras que la distancia de 40 cm representa una distancia típica hasta el punto de impacto en el cuerpo del usuario cuando el cuerpo emisor está configurado como un cabezal de ducha para duchar todo el cuerpo.

[0275] La sensación táctil era más fuerte a una distancia de 40 cm que a una distancia de 5 cm debido al efecto de la gravedad sobre las burbujas que se movían hacia abajo.

[0276] La entrada de energía al ventilador se ajustó para alterar la velocidad del gas u<g>y producir burbujas a una frecuencia de 20 bps (burbujas por segundo) a 100 bps. A una distancia de 40 cm y una frecuencia de 20 bps, el impacto de cada burbuja se distinguía individualmente, convirtiéndose en un pulso fuertemente definido a 40 bps. A una distancia de 5 cm, una frecuencia de 20 bps produjo un pulso fuertemente definido. El aumento de la frecuencia a 60 bps a una distancia de 40 cm, o a 40 bps a una distancia de 5 segundos, provocó que la sensación del pulso cambiara a una vibración menos definida. A frecuencias más altas, el impacto de las burbujas individuales se experimentó como un flujo suave, continuo.

[0277] Basándose en esta prueba, para optimizar la experiencia táctil del usuario cuando el cuerpo emisor está configurado como cabezal de ducha, el aparato puede funcionar para producir burbujas de cada emisor de flujo a una frecuencia f < 80 bps, preferiblemente f < 60 bps, más preferiblemente f < 40 bps. Cuando se configura como grifo, para optimizar la experiencia táctil, el aparato puede funcionar para producir burbujas de cada emisor de flujo a una frecuencia f < 60 bps, preferiblemente f < 40 bps. Sin embargo, dado que un flujo suave, continuo puede ser más apropiado cuando se configura como grifo, y la experiencia táctil puede ser más significativa cuando se configura como cabezal de ducha, puede preferirse que funcione cuando se configura como cabezal de ducha a una frecuencia relativamente más baja f < 60 bps, preferiblemente f < 40 bps, y cuando se configura como grifo a una frecuencia relativamente más alta f < 80 bps.

[0278] Tabla 3

[0280]

[0282] Pueden utilizarse frecuencias más altas si no se desea optimizar la experiencia táctil.

[0283] Además, el usuario puede ajustar el aparato para que funcione para producir burbujas fuera del régimen preferido de disgregación del tipo II-B o el tipo II, o incluso para que funcione alternativamente en el régimen de disgregación celular o de árbol de Navidad (espacio de parámetro B, figura 6).

[0284] En las pruebas se ha descubierto que cuando el aparato está configurado para optimizar la disgregación en el régimen de disgregación de tipo II-B preferido, es difícil ajustar el aparato para producir la disgregación celular o del árbol de Navidad alterando solo la velocidad del gas. Por lo tanto, para obtener una disgregación óptima en más de un régimen, el aparato puede configurarse para ajustar la velocidad del gas y del agua, p. ej., ajustando una válvula para cambiar la presión de suministro o el caudal, y ajustando simultáneamente la potencia de la bomba de aire.

[0285] Cuando se configura para un rendimiento óptimo en el régimen de disgregación de tipo II-B preferido, para ajustar la frecuencia a la que se producen burbujas en este régimen en aproximadamente /- 10 bps se considera suficiente para alterar la velocidad del gas sin cambiar la velocidad del agua. Para ajustes más grandes en la frecuencia, puede ajustarse la velocidad del gas y del agua.

[0286] Cuando el gas es aire, la velocidad del aire puede ajustarse ajustando la fuente de alimentación a la bomba de aire. Por lo tanto, si el usuario desea alterar la frecuencia a la que se producen las burbujas para cambiar la experiencia táctil, los controles del usuario pueden configurarse para lograr esto simplemente aumentando o reduciendo la potencia de la bomba de aire para aumentar o reducir su velocidad de rotación.

[0287] Cuando se opera en el régimen de tipo II, se descubre que el emisor de flujo produce un sonido agradable y aleatorio que recuerda al balbuceo de una corriente, lo que mejora aún más la experiencia sensorial total, especialmente cuando se utiliza como ducha.

[0288] Durante el uso, se prefiere suministrar agua a los emisores 11 de flujo a una temperatura no inferior a 20 °C - 25 °C. Sorprendentemente, se ha descubierto que las burbujas se forman y persisten de modo más fiable cuando el agua está a esta temperatura que con agua fría, aunque la razón no se comprende completamente.

[0289] Aplicaciones

[0290] En realizaciones, el cuerpo emisor puede configurarse como un cabezal de ducha para utilizarse en el baño de todo el cuerpo humano, o como un cabezal de ducha adaptado para bañar partes específicas del cuerpo humano. En realizaciones alternativas, el nuevo aparato puede configurarse para aplicaciones distintas de bañar el cuerpo o partes del cuerpo.

[0291] En una configuración, el cuerpo emisor puede sostenerse en la mano o montarse en una pared u otra superficie para producir un flujo en el que el usuario pueda bañar todo su cuerpo, opcionalmente también para lavarse el cabello. Preferiblemente en tales configuraciones el nuevo cuerpo emisor incluye una pluralidad de emisores de flujo, aunque podría incluir solo un, emisor de flujo grande.

[0292] Sorprendentemente, se ha descubierto que los nuevos emisores de flujo pueden proyectar burbujas de agua corriente a lo largo de una trayectoria ascendente, como se ilustra en el ejemplo experimental mostrado en la figura 9B. Esto permite disponer el cuerpo emisor, por ejemplo, como un bidé o inodoro con bidé, o como una corriente de burbujas dirigida corriente arriba para lavar el cuerpo o la cara.

[0293] Por lo tanto, en otra configuración, el cuerpo emisor puede configurarse para sostenerse en la mano o montarse en una posición fija para lavar una parte limitada del cuerpo, p. ej., las manos, los pies o la zona perineal, p. ej., como parte de un bidé o un inodoro con bidé. En tales configuraciones el cuerpo emisor puede incluir una pluralidad de emisores de flujo, o solo un, emisor de flujo grande.

[0294] Por lo tanto, el cuerpo emisor puede incluir una pluralidad de emisores 11 de flujo dispuestos como una matriz separada en un lado 15 de salida del cuerpo emisor 10. En tales disposiciones, el cuerpo emisor puede configurarse como un cabezal de ducha para bañar todo o parte del cuerpo de un usuario; y cuando se configura de este modo, el aparato puede funcionar para producir la serie de burbujas desde el emisor de flujo a una frecuencia f < 80 bps, preferiblemente f < 60 bps, más preferiblemente f < 40 bps.

[0295] Los múltiples cuerpos emisores 10, cada uno con uno o más emisores 11 de flujo, pueden disponerse como una matriz separada en una cabina de ducha para bañar el cuerpo desde diferentes direcciones simultáneamente.

[0296] Alternativamente, el cuerpo emisor puede configurarse como un grifo que se monta sobre una cubeta o lavabo para lavar las manos del usuario. Cuando se configura de este modo, el aparato puede funcionar para producir la serie de burbujas desde el emisor de flujo a una frecuencia f < 80 bps o f < 60 bps.

[0297] El grifo también podría utilizarse en una cocina, por ejemplo, para enjuagar cristalería delicada o lavar verduras.

[0298] El grifo puede estar dispuesto sobre una cubeta con una conexión de aguas residuales, para proporcionar un flujo particularmente para lavarse las manos. En tal configuración, el cuerpo emisor puede incluir solo un emisor de flujo, o puede incluir solo un pequeño número de emisores de flujo, p. ej., de 2 a 5 emisores de flujo.

[0299] En tal configuración, el cuerpo emisor puede configurarse como una boquilla que se extiende desde un pilar o cuerpo similar al de un grifo convencional, mientras que los controles de usuario pueden montarse en el pilar o cuerpo. Los controles 7 de usuario pueden incluir una válvula accionada manualmente que controla el flujo de agua, mientras que el flujo de gas es controlado por el controlador 6 en respuesta al flujo de agua detectado. Alternativamente, los controles 7 de usuario pueden incluir un interruptor eléctrico que inicia el flujo de agua y de gas, controlándose el flujo de agua, por ejemplo, mediante una válvula, tal como una válvula accionada por solenoide, en respuesta al funcionamiento del interruptor. En cada caso, el control 7 de usuario puede configurarse como si fuera un volante de mano, una palanca o un sensor de proximidad como los que se encuentran en un grifo convencional para controlar el flujo de agua desde la boquilla.

[0300] En esta memoria descriptiva, un grifo es sinónimo de espita.

[0301] En cada configuración (p. ej., como un cabezal de ducha o como un grifo o un bidé o inodoro con bidé), el aparato puede controlarse alternativamente para producir un flujo de aire sin agua para secar el cuerpo, las manos, etc. después de lavarlo en la corriente de burbujas, en donde el flujo de aire puede calentarse. En cada configuración (p. ej., como cabezal de ducha o como grifo), el aparato puede controlarse para funcionar alternativamente en el régimen de burbujas o en el régimen del árbol de Navidad, como se muestra en la figura 20. Por ejemplo, podría seleccionarse el régimen del árbol de Navidad para enjuagar.

[0302] En aún otras disposiciones, puede introducirse un tensioactivo en el suministro de agua para proporcionar un modo de operación diferente o un ciclo de limpieza. Las fuentes de luz pueden estar incorporadas en o cerca del cuerpo emisor. El flujo de aire podría producirse mediante una bomba de aire incorporada en el cuerpo emisor. Una bomba de aire de este tipo podría alimentarse de forma inductiva, opcionalmente mediante una batería montada de modo liberable cerca de la bomba, p. ej., en o cerca del cuerpo emisor.

[0303] Aparato que incluye un cuerpo emisor

[0304] Volviendo ahora a las realizaciones del aparato según el segundo aspecto de la invención, el cuerpo emisor 10 puede ser generalmente como se describió anteriormente con referencia a las figuras 2 a 6, y 10a a 10c. Incluye una entrada 20 de agua (figura 1), una entrada 30 de gas y al menos un emisor 11 de flujo. El emisor 11 de flujo define un eje emisor X e incluye una salida 12 de gas en comunicación fluida con la entrada 30 de gas, una salida 13 de agua anular que rodea la salida 12 de gas y una trayectoria 16 de flujo de agua anular en comunicación fluida con la entrada 20 de agua y que termina en la salida 13 de agua, definiéndose la trayectoria 16 de flujo de agua anular entre las paredes 71, 81 radialmente interior y exterior coaxial con el eje emisor X, que se extiende centralmente a través de la salida 12 de gas. La entrada 30 de gas está dispuesta para recibir un suministro 50 de gas para que fluya durante el uso desde la salida 12 de gas. La entrada 20 de agua está dispuesta para recibir un suministro de agua 40 para que fluya durante el uso desde la salida 13 de agua anular en la dirección del flujo como una lámina de agua anular rodeando el gas que fluye desde la salida de gas, para encapsular el gas que fluye desde la salida de gas en una serie de burbujas formadas por el agua que fluye desde la salida de agua.

[0305] El aparato puede configurarse para utilizarse como cabezal de ducha o grifo o en cualquier otra aplicación, como se analizó anteriormente. El aparato puede estar dispuesto para funcionar en el espacio de parámetros objetivo para producir burbujas de agua pura (es decir, agua corriente), según el primer aspecto de la invención. Alternativamente, puede disponerse para producir burbujas de otro modo, por ejemplo, a partir de agua mezclada con un tensioactivo, como se conoce en la técnica. En este caso el aparato puede estar dispuesto para funcionar fuera del espacio de parámetros objetivo, ya sea para producir burbujas menos bien formadas o para producir burbujas bien formadas basándose en la tensión superficial mucho más baja del agua (es decir, la mezcla de agua y tensioactivo).

[0306] La trayectoria 16 del flujo de agua anular puede ser cilíndrica y puede tener el mismo ancho radial h que la salida 13 de agua. En la práctica, se ha descubierto que el pequeño ancho radial h de la salida 13 de agua anular (que puede ser, p. ej., de 0,75 mm o incluso menos, como se analizó anteriormente) puede dificultar el moldeo del emisor 11 de flujo en una sola pieza, ya que la trayectoria 16 del flujo de agua anular debe estar formada por una parte tubular o cilíndrica delgada y, por lo tanto, frágil, de la herramienta de moldeo. Este problema se puede resolver formando el o cada emisor 11 de flujo como un conjunto en donde la pared 71 radialmente interior (es decir, la superficie de la pared) de la trayectoria 16 anular de flujo de agua esté definida por una primera parte 70, y la pared 81 radialmente exterior (es decir, la superficie de la pared) de la trayectoria 16 anular de flujo de agua esté definida por una segunda parte 80, ensamblándose las partes primera y segunda 70, 80 entre sí. Las partes pueden ser molduras, p. ej., molduras de plástico o caucho, y/o pueden estar hechas de un metal, p. ej., acero inoxidable. Cuando se proporcionan partes separadas e individuales como insertos, los insertos se pueden adaptar para definir una anchura radial deseada h de la trayectoria 16 anular de flujo de agua a fin de ajustar el caudal de agua total del cuerpo emisor durante la fabricación. Por ejemplo, puede utilizarse un inserto de rango bajo para proporcionar un caudal de agua total desde el cuerpo emisor de aproximadamente 6 a 8 l/m, o un inserto de rango alto por aproximadamente 8 a 10 l/m.

[0307] Como se ejemplifica en la disposición de la figura 19 y adicionalmente en la disposición de las figuras 21 y 22, la primera parte 70 puede ser tubular, p. ej., cilíndrica, como se muestra, con una superficie de pared radialmente exterior que define la pared 71 radialmente interior de la trayectoria 16 del flujo de agua anular, y una superficie 72 de pared radialmente interior que define la trayectoria 12' del flujo de gas que conduce a la salida 12 de gas, definiendo de este modo una pared cilíndrica 14 que separa la trayectoria 16 del flujo de agua anular que termina en la salida 13 de agua de la trayectoria 12' del flujo de gas que termina en la salida 12 de agua.

[0308] En el ejemplo de la figura 19, el inserto tubular que define la primera parte 70 se acopla de forma hermética en un orificio 101 de la placa separadora 100 (que se analiza con más adelante) en comunicación fluida con la cámara 31 de distribución por medio de un sello 90. El sello 90 puede ser, por ejemplo, una junta tórica, como se muestra, y puede disponerse en compresión radial entre la placa separadora 100 y el inserto o la primera parte 70.

[0309] La figura 19 también muestra cómo la primera parte tubular 70 puede estar soportada por espaciadores radiales 82 que se extienden a través del grosor radial h de la trayectoria 16 del flujo de agua anular entre sus paredes 71, 81 radialmente interiores y exteriores. (Se entenderá que la sección de la figura 19 se hace pasar a través de dos espaciadores 82 diametralmente opuestos, que son relativamente delgados en la dirección circunferencial, por lo que el agua fluye ininterrumpidamente entre ellos). Los espaciadores 82 pueden formar una parte de la segunda parte 80, como se muestra, o pueden formar una parte de la primera parte 70. Los espaciadores 82 sitúan la primera parte 70 coaxialmente con la pared exterior 81, y pueden ser también algo alargados en la dirección axial de la trayectoria 16 del flujo de agua anular, pero terminando corriente arriba de la salida 13 de agua, como se muestra, de modo que sus superficies planas (no visibles en la figura) suprimen cualquier flujo giratorio y guían el agua en un flujo axial, laminar, uniforme hacia la salida 13 de agua.

[0310] En el ejemplo de las figuras 21 y 22, la segunda parte 80 define un resistor 60 de flujo que tiene múltiples canales a través de los cuales el agua 40 fluye axisimétricamente radialmente hacia el interior hacia el eje emisor X, desde la cámara 41 de distribución de agua (que se analiza más adelante) hasta la trayectoria 16 anular de flujo de agua. La primera parte 70 forma un inserto tubular o pared cilíndrica 14, que funciona de manera similar a la de la figura 19, pero se acopla de forma roscada y de forma hermética en la segunda parte, como se muestra, con su extremo interior sobresaliendo para acoplarse de manera hermética en un orificio 101 de la placa separadora en comunicación fluida con la cámara 31 de distribución. Los canales 60' pueden estar limitados en un lado por la placa separadora 100. La segunda parte 80 puede ensamblarse en una placa frontal del cuerpo emisor, p. ej., la placa frontal 120 del cuerpo emisor 10, tal como se ilustra en las figuras 23 a 31, que se analizan más adelante, para formar, por ejemplo, un cabezal de ducha generalmente plano con una matriz espaciada de emisores de flujo. Alternativamente, la segunda parte 80 puede moldearse como una parte integral de la placa frontal 120.

[0311] En disposiciones alternativas adicionales (no mostradas), la primera parte puede ser tubular con una pared interior que rodea una parte tubular de la segunda parte, o de otro componente de ensamblaje, que define la trayectoria 12' del flujo de gas, formando así un revestimiento radialmente interior de la trayectoria 16 de flujo de agua anular. En aún disposiciones alternativas adicionales, la segunda parte puede formarse como un inserto tubular 80' que se recibe en un rebaje anular 70' definido dentro de una carcasa tubular 70" de la primera parte 70 o de otro componente de ensamblaje, formando así un revestimiento radialmente exterior de la trayectoria 16 anular de flujo de agua, como lo ejemplifican los emisores de flujo del cuerpo emisor de las figuras 23 a 31, que se ven mejor en las vistas ampliadas de las figuras 32 a 36. El inserto 80' puede tener una brida que defina el extremo de la boquilla emisora después del ensamblaje.

[0312] En cada caso, la primera o la segunda parte configurada como un inserto tubular que forma la pared interior o exterior respectiva de la trayectoria 16 anular de flujo de agua, ocupará una parte del ancho radial del rebaje en la otra parte respectiva, segunda o primera en la que se ensambla. Por lo tanto, ese rebaje puede ser correspondientemente más ancho en la dirección radial y, por lo tanto, la parte de la herramienta de moldeo que lo forma puede ser correspondientemente más gruesa y robusta.

[0313] El cuerpo emisor 10 puede incluir una pluralidad de emisores 11 de flujo dispuestos como una matriz espaciada, con las salidas de gas y de agua de cada emisor de flujo abriéndose a través del lado de salida del cuerpo emisor, p. ej., para formar un cabezal de ducha como se describió anteriormente. En tales disposiciones (no mostradas), cada una de las partes primera y segunda puede definir, respectivamente, las paredes interior o exterior de varios de los emisores 11 de flujo.

[0314] Sin embargo, las limitaciones de moldeo pueden dictar una tolerancia mínima en la distancia entre los ejes emisores respectivos X en cada una de las partes relativamente grandes cuando se forman como piezas moldeadas, tolerancia que puede ser demasiado grande para garantizar una concentricidad adecuada de las paredes interior y exterior 71, 81 de cada trayectoria 16 del flujo de agua cuando las partes primera y segunda se ensamblan entre sí.

[0315] Para garantizar la concentricidad adecuada de las paredes interior y exterior 71, 81 de cada trayectoria 16 anular del flujo de agua, el cuerpo emisor 10 puede incluir una pluralidad de dichas primeras partes 70 separadas e individuales, o una pluralidad de dichas segundas partes 80 separadas e individuales, de modo que la pared 71, 81 radialmente interior o exterior respectiva de cada trayectoria 16 anular del flujo de agua esté formada por una respectiva parte separada e individual. El cuerpo emisor 10 puede incluir una parte unitaria que define partes respectivas de todos los emisores 11 de flujo, p. ej., una placa frontal unitaria (tal como la placa frontal 120 de la figura 23) que puede definir la segunda parte 80, como se muestra en la figura 19 y (opcionalmente) en las figuras 21 y 22, o la primera parte 70, como se muestra en el ejemplo de las figuras 23 a 36 y se ve mejor en las figuras 32 a 36. Las múltiples partes individuales se pueden ensamblar entonces individualmente en la parte unitaria (p. ej., una moldura unitaria) para formar el conjunto terminado 10, de modo que la concentricidad de las paredes interior y exterior 71, 81 de cada trayectoria 16 del flujo de agua no dependa de la posición exacta de los ejes emisores X definidos por la parte o moldura más grande, entre sí.

[0316] El ensamblaje del cuerpo emisor 10 de este modo también facilita la aplicación de una fuerza de sujeción suficiente para acoplar de manera hermética cada parte separada e individual (que puede ser la primera o la segunda parte 70, 80) con una o más piezas o molduras unitarias más grandes (que pueden ser la segunda o la primera parte 80, 70, o una placa separadora 100, como se analiza más adelante), por ejemplo, colocando cada parte individual en compresión radial en uno o más sellos 90 (p. ej., sellos de anillo tórico) dispuestos entre las dos partes respectivas, de modo que las trayectorias del flujo de agua y de gas estén debidamente separadas.

[0317] Esto puede ser difícil de lograr cuando el cuerpo emisor 10 incluye partes o molduras relativamente grandes, cada una de las cuales define diferentes partes de múltiples emisores 11 de flujo. Sin embargo, cuando los insertos individuales se ensamblan en una parte más grande o en una parte moldeada, la parte más grande dictará la posición exacta de cada inserto más pequeño para que las dos partes estén correctamente alineadas y selladas. Otras posibles disposiciones de sellado son el ajuste a presión, la soldadura y el encolado.

[0318] Como se ejemplifica en la figura 19 y las figuras 23 a 36, el cuerpo emisor 10 puede incluir una placa frontal 120 unitaria, una placa posterior 110, y una placa separadora 100 que está dispuesta de modo hermético entre la placa frontal 120 y la placa posterior 110 para dividir el espacio intermedio y definir una cámara 31 de distribución y una cámara 41 de distribución de agua. La placa frontal 120 puede definir la superficie frontal 17 en el lado 15 de salida del cuerpo emisor 10. La cámara 31 de distribución está dispuesta entre la placa posterior 110 y la placa separadora 100 y está configurada para transportar el suministro 50 de gas desde la entrada 30 de gas a cada una de una pluralidad de trayectorias 12' de flujo de gas, estando cada trayectoria 12' del flujo de gas dispuesta para transportar el gas 50 a la salida 12 de gas de uno de los emisores 11 de flujo respectivos. La cámara 41 de distribución de agua está dispuesta entre la placa frontal 120 y la placa separadora 100 y está configurada para transportar el suministro de agua 40 a la trayectoria 16 del flujo de agua anular de cada emisor 11 de flujo.

[0319] Alternativamente, el suministro de agua y el suministro de gas, o ambos, pueden conducirse a los emisores de flujo individuales a través de canales individuales en lugar de a través de una cámara de distribución o una cámara de distribución de agua.

[0320] Una disposición sin una cámara de distribución de agua puede preferirse, por ejemplo, donde el cuerpo emisor esté dispuesto con una serie de emisores de flujo separados en un plano vertical o inclinado; en tales disposiciones, los canales de suministro de agua individuales y/o los resistores de flujo (se analizan más adelante) pueden configurarse para controlar (p. ej., igualar) la presión de suministro de agua a cada uno de los emisores de flujo.

[0321] De este modo, por ejemplo, el cuerpo emisor puede incluir una cámara de distribución para distribuir el aire, y canales de distribución de agua individuales para distribuir el agua a los emisores de flujo (o a los resistores de flujo corriente arriba de los emisores de flujo). O bien, el cuerpo emisor puede incluir canales de distribución de gas individuales para distribuir el gas a los emisores de flujo, y una cámara de distribución de agua para distribuir el agua. O bien, el cuerpo emisor puede incluir canales de distribución de agua para distribuir el agua y canales de distribución de gas para distribuir el gas.

[0322] Se entenderá que los resistores de flujo, cuando están presentes, también pueden configurarse con canales que definen la resistencia del flujo, lo que sin embargo no debe confundirse con los canales de distribución que se acaban de analizar que pueden proporcionarse para suministrar el fluido al resistor de flujo. Sin embargo, los canales de distribución también pueden configurarse para presentar una resistencia al flujo definida, y de este modo pueden funcionar como resistores de flujo según se describe en la presente memoria.

[0323] Como se analizó anteriormente, con el fin de obtener la concentricidad requerida en cada emisor de flujo en una matriz espaciada, e independientemente de si se proporciona una cámara de distribución o una cámara de distribución de agua, las paredes radialmente interior y exterior de la trayectoria anular del flujo de agua de cada emisor de flujo pueden definirse mediante diferentes partes, primera y segunda, que se ensamblan entre sí, en las que el cuerpo emisor incluye una pluralidad de primeras partes separadas e individuales, o una pluralidad de segundas partes individuales y separadas. La pared radialmente interior de la trayectoria del flujo de agua anular está definida por la primera parte, y la pared radialmente exterior de la trayectoria del flujo de agua anular está definida por la segunda parte.

[0324] En tales disposiciones, cada una de la pluralidad de dichas partes primera o segunda separadas e individuales puede formarse como un inserto respectivo, en donde el cuerpo del emisor incluye una parte unitaria que define la otra primera o segunda parte respectiva de todos los emisores de flujo, y cada inserto se recibe en la parte unitaria. Es decir, o bien:

[0325] (a) la parte unitaria define la primera parte (la pared radialmente interior de la trayectoria anular del flujo de agua) de cada emisor de flujo, y la segunda parte de cada emisor de flujo se forma como un inserto separado e individual que se recibe en la parte unitaria; o

[0326] (b) la parte unitaria define la segunda parte (la pared radialmente exterior de la trayectoria del flujo de agua anular) de cada emisor de flujo, y la primera parte de cada emisor de flujo se forma como un inserto separado e individual que se recibe en la parte unitaria.

[0327] Dichas disposiciones se analizan e ilustran adicionalmente en ejemplos con cámaras de distribución y cámaras de distribución de agua, como se analiza ahora.

[0328] Como se muestra en la figura 14 y las figuras 26 y 27, la placa frontal puede incluir una pluralidad de resistores 60 de flujo, cada uno de las cuales define una pluralidad de canales 60' (como se muestra, por ejemplo, en las figuras 12, 13, 21 y 33). Cada resistor 60 de flujo está configurado para suministrar un flujo 40 de agua a través de la pluralidad de canales 60', para desarrollar una caída de presión en el flujo de agua, desde la cámara 41 de distribución de agua hasta la trayectoria 16 del flujo de agua anular de un uno respectivo diferente de los emisores 11 de flujo.

[0329] Como se muestra en los ejemplos de la figura 19 y las figuras 21 y 22, y se analizó anteriormente, la pared 71 radialmente interna de la trayectoria 16 anular del flujo de agua de cada emisor 11 de flujo respectivo, puede definirse por una diferente respectiva de una pluralidad de primeras partes 70 separadas e individuales, mientras que las paredes 81 radialmente externas de las trayectorias 16 del flujo de agua anulares de todos los emisores 11 de flujo están definidas por una única segunda parte 80, la segunda parte 80 que forma la placa frontal 120 (figura 23), en donde las partes primera y segunda 70, 80 se ensamblan entre sí.

[0330] Como se ejemplifica adicionalmente en la figura 19 y las figuras 21 y 22, cada primera parte 70 puede definir la trayectoria 12' del flujo de gas de uno de los emisores 11 de flujo respectivos, mientras que cada primera parte 70 está conectada herméticamente a la placa separadora 100 con la trayectoria 12' del flujo de gas en comunicación fluida con la cámara 31 de llenado.

[0331] Alternativamente, como se muestra en el ejemplo de las figuras 32 a 36, y se analizó anteriormente, la pared 81 radialmente externa de la trayectoria 16 anular del flujo de agua de cada emisor 11 de flujo respectivo, puede definirse por una diferente respectiva de una pluralidad de segundas partes 80' separadas e individuales, mientras que las paredes 71 radialmente internas de las trayectorias 16 del flujo de agua anulares de todos los emisores 11 de flujo están definidas por una sola primera parte o moldura 70, primera parte o moldura que forma la placa frontal 120, en donde las partes primera y segunda 70, 80' se ensamblan entre sí.

[0332] Como se ilustra adicionalmente en el ejemplo de las figuras 32 a 36, la placa frontal 120 puede definir una pluralidad de carcasas tubulares 70", en donde cada una de las segundas partes 80' se recibe en una respectiva de las carcasas tubulares 70".

[0333] Como se ve mejor en las figuras 28 y 29, el cuerpo emisor puede incluir una bomba de aireen forma de un ventilador 32, que está dispuesto para hacer que el aire ambiente fluya desde la entrada 30 de gas a la cámara 31 de distribución. El ventilador puede disponerse como se muestra sustancialmente (es decir, en su mayor parte o en su totalidad) dentro de la cámara 31 de distribución (es decir, dentro del espacio definido entre la placa posterior 110 y la placa separadora 100, o sus planos principales), de modo conveniente con la entrada 30 de aire abriéndose a través de la placa posterior 100. El ventilador puede funcionar a baja tensión.

[0334] Cuando se incluye un ventilador en el cuerpo emisor, particularmente en la cámara de distribución, se encuentra una disposición favorable donde la pluralidad de emisores de flujo consiste en exactamente doce emisores 11 de flujo (en cuyo caso la placa frontal 120 puede disponerse como se muestra en la figura 27), o exactamente dieciséis emisores 11 de flujo (en cuyo caso la placa frontal 120 puede disponerse como se muestra en la figura 26). Esto permite una disposición axisimétrica de los emisores de flujo alrededor de una entrada 20 de agua ubicada en el centro.

[0335] Como se ve mejor en la figura 28, las superficies 33 de guía de aire pueden disponerse para proyectarse hacia la cámara de distribución 31 para redirigir o difundir el flujo de aire inducido por el ventilador, de modo que el ventilador pueda disponerse relativamente cerca de los emisores sin desequilibrar el flujo de gas entre los diferentes emisores. Alternativa o adicionalmente, por la misma razón, dado que cada trayectoria 12' del flujo de gas está en comunicación de fluidos con la cámara 31 de distribución a través de una entrada 12" de trayectoria del flujo de gas, las entradas 12" de trayectoria del flujo de gas de diferentes emisores 11 de flujo respectivos pueden tener diferentes áreas de sección transversal respectivas normales al eje emisor X, que se seleccionan para equilibrar la presión del aire entre los diferentes emisores 11 que se abren en diferentes ubicaciones hacia la cámara 31 de distribución.

[0336] Opcionalmente, diferentes emisores 11 de flujo en el mismo cuerpo emisor 10 pueden tener diferentes velocidades de flujo; Por ejemplo, pueden disponerse cuatro emisores 11 de flujo centrales grandes para producir burbujas más grandes que los ocho emisores de flujo más pequeños, circundantes.

[0337] Dado que el nuevo cuerpo emisor puede tener muchos menos emisores de flujo que el número de boquillas de una ducha de tipo rociador convencional, las regiones de la superficie frontal 17 situadas entre los emisores 11 de flujo pueden utilizarse, por ejemplo, para proporcionar un panel retroiluminado o con iluminación lateral o un espejo para verse o afeitarse.

[0338] Haciendo referencia ahora a las figuras 29 a 31, la entrada 20 de agua puede configurarse para definir un eje Xwi de entrada central a lo largo del cual el agua 40 fluye a lo largo de una dirección Dwi de entrada hacia la cámara 41 de distribución de agua. En la práctica, se ha descubierto que, particularmente cuando la cámara de distribución de agua tiene un factor de forma ancho y poco profundo, como se muestra, puede formarse una zona de recirculación en la región inmediatamente opuesta a este eje Xwi, lo que puede provocar una caída de presión y/o generar turbulencias no deseadas. Para obtener una distribución radial uniforme del agua a presión constante, la cámara 41 de distribución de agua puede incluir una superficie 42 de desviación de agua que es una superficie de rotación alrededor del eje central de entrada Xwi, orientada hacia la dirección de entrada Dwi y ensanchándose radialmente hacia fuera desde el eje Xwi de entrada central en la dirección Dwi de entrada, como se muestra.

[0339] Puede lograrse un flujo particularmente uniforme cuando la superficie 42 de desviación de agua se ensancha aún más radialmente hacia fuera contra la dirección de entrada de agua (en la región 42') y aún más radialmente hacia afuera en la dirección de entrada (en la región 42") para definir un anillo elevado 43 orientado hacia la dirección Dwi de entrada de agua, como se muestra en la figura 31. En la figura 14A puede verse una superficie 42 de desviación de agua similar.

[0340] Con referencia ahora a la figura 1, el aparato puede incluir una fuente 150 de luz estroboscópica que está dispuesta para iluminar las burbujas producidas por al menos un emisor 11 de flujo a una frecuencia de fuente de luz. La frecuencia de la fuente de luz se selecciona o puede seleccionarse basándose en la frecuencia a la que se emiten las burbujas para iluminar selectivamente las burbujas.

[0341] La fuente de luz puede comprender una matriz de LED u otros emisores de luz, que pueden estar integrados en el cuerpo emisor (p. ej., un cabezal de ducha), o un brazo o soporte u otro elemento de soporte que soporte el cabezal de ducha, p. ej., que se extiende desde una pared o un techo. Alternativamente los emisores de luz podrían colocarse dentro de una cabina de ducha, o integrarse en una superficie de una cabina de ducha, p. ej., un panel, o en una caja que contenga elementos del aparato. La fuente de luz (o el controlador 6 que controla la fuente de luz) podría conectarse o integrarse en un circuito de control de iluminación de la habitación de modo que la fuente de luz y otra iluminación de la habitación o cabina de ducha que contiene la ducha puedan controlarse mediante la misma entrada de usuario o controlador 6. Por ejemplo, la matriz de LED podría encenderse y simultáneamente la iluminación de la habitación podría atenuarse, en respuesta a la activación del suministro de aire y/o agua para hacer funcionar la ducha o en respuesta a una orden de usuario única.

[0342] Opcionalmente, la frecuencia de la fuente de luz puede seleccionarse para hacer que las burbujas parezcan estáticas o que se muevan hacia arriba o hacia abajo a una velocidad inferior a la velocidad real de desplazamiento de las burbujas.

[0343] Opcionalmente, puede disponerse un sensor de flujo 4' para detectar el flujo de agua 40, y controlar la frecuencia de la fuente 150 de luz (p. ej., en cooperación con el controlador 6 y/o los controles 7 de usuario), y opcionalmente también la velocidad de una bomba de aire (p. ej., un ventilador o un soplador) que suministra el flujo de gas a la salida 12 de gas de cada emisor 11 de flujo en respuesta a los cambios en el caudal del agua 40 al cuerpo emisor 10, que de este modo corresponde a frecuencia a la que se emiten las burbujas.

[0344] La fuente 150 de luz puede comprender uno o más LED accionados por modulación de ancho de pulso (PWM, por sus siglas en inglés), en donde la frecuencia y también el ciclo de trabajo (es decir, la proporción de tiempo durante cada ciclo de encendido/apagado durante el que se ilumina la fuente de luz) se controlan para iluminar selectivamente las burbujas. La frecuencia puede seleccionarse desde aproximadamente 60 Hz o 70 Hz hasta aproximadamente 200 Hz o 300 Hz, y puede ser un múltiplo de la frecuencia f a la que se emiten las burbujas, por ejemplo, hasta aproximadamente 4 f o 5 f. El ciclo de trabajo puede ser relativamente bajo, por ejemplo, aproximadamente el 10 %. Los LED pueden estar incorporados en el cuerpo emisor 10.

[0345] Puede proporcionarse un sensor de movimiento (p. ej., un sensor de infrarrojos pasivo) en el cuerpo emisor para controlar o permitir el funcionamiento de la fuente de luz o cambiar el modo de funcionamiento, opcionalmente en combinación con el controlador 6 y/o los controles 7 de usuario.

[0346] Dado que la experiencia de la ducha es tanto visual como táctil, es deseable que el usuario observe las burbujas que, aunque se mueven demasiado rápido para que el ojo las capte, pueden crear un efecto cautivador. Esto puede lograrse seleccionando adecuadamente la frecuencia de la fuente 150 de luz, por ejemplo, para crear una serie de efectos diferentes, tales como burbujas que parecen estar estacionarias o que se mueven lentamente hacia arriba o hacia abajo, o como una columna de burbujas superpuestas, que proporcionan una apariencia más voluminosa a un caudal total que puede ser mucho más bajo que el de una ducha convencional (tipo rociador).

[0347] El sensor 4' de flujo (o controlador 6 que responde a la entrada del sensor 4' de flujo) puede disponerse para encender la bomba 5 de aire o ventilador 32, opcionalmente también la fuente 150 de luz, en respuesta a la detección de un flujo de agua 40 hacia el cuerpo emisor 10. Por lo tanto, el aparato puede controlarse simplemente abriendo un grifo o válvula que suministra agua a la entrada 20 de agua.

[0348] El usuario puede controlar la fuente 150 de luz a través de los controles 7 de usuario, que pueden incluir, por ejemplo, botones o un mezclador digital, que puede controlarse, por ejemplo, a través de una aplicación que se ejecuta en un teléfono celular. Los controles 7 de usuario pueden incorporar varios sistemas de ducha digitales, como se conoce en la técnica, proporcionando al usuario el control sobre una conexión por cable o inalámbrica a través de cualquier protocolo digital adecuado. Por ejemplo, puede proporcionarse un control WiFi o Bluetooth para que se puedan cambiar los ajustes de iluminación o preferencias del ventilador y se puedan ver los datos de uso. La integración o la comunicación pueden proporcionarse con un mezclador termostático controlado digitalmente con control de volumen de flujo de agua. El volumen de agua, el volumen de aire y las luces LED se pueden modular simultáneamente para crear diferentes modos y efectos. Cada uno de los múltiples emisores 11 de flujo puede tener diferentes regímenes de iluminación individuales, p. ej., mediante diferentes regímenes de iluminación de una pluralidad de LED incorporados en la superficie frontal 17 del cuerpo emisor 10.

[0349] Haciendo referencia ahora a la figura 37, el aparato puede incluir un conector 160 de energía para suministrar energía eléctrica (preferiblemente a baja tensión) desde un conductor externo 165 al cuerpo emisor 10, p. ej., a la bomba 5 de aire o ventilador 32 y/o al LED u otra fuente 150 de luz incorporada en el cuerpo emisor 10. La energía eléctrica puede proporcionar señales de potencia y/o control. El conector de energía incluye el primer y segundo cuerpos 161, 162 de conectores que tienen contactos cooperadores 163 para transmitir la energía eléctrica, al menos un imán (que puede ser integral con los contactos 163) para mantener unidos de modo liberable el primer y segundo cuerpos 161, 162 de conectores, y al menos un sello 164 configurado para excluir el agua de los contactos 163 cuando el primer y segundo cuerpos de conectores se mantienen unidos por al menos un imán.

[0350] La figura 38 ilustra cómo puede disponerse el conector 160 de energía para transferir energía a través (es decir, a lo largo de) una rótula 170 u otro conector convencional entre el cuerpo emisor 10 (configurado, por ejemplo, como un cabezal de ducha) y un soporte o brazo 171, para evitar la posibilidad de que se produzcan daños y para facilitar la reconexión, si el cabezal de ducha u otro cuerpo emisor se desconecta del suministro de agua. Por lo tanto, el ensamblaje puede comprender un conector 170 de suministro de agua extraíble, p. ej., una rótula extraíble, y el conector 160 de energía extraíble, que están dispuestos para suministrar agua y electricidad en una relación de flujo paralelo entre un elemento 171 de soporte y el cabezal de ducha u otro cuerpo emisor 10. En este ejemplo, el conector de energía se ilustra con los contactos coaxiales 163.

[0351] Con referencia a la figura 1, el aparato puede incluir una turbina 130 accionada por el flujo de agua 40 y una bomba 5 de aire accionada por la turbina, estando dispuesta la bomba 5 de aire para suministrar un flujo de gas 50 a la salida 12 de gas de cada emisor 11 de flujo. La turbina y la bomba de aire (p. ej., el ventilador 32) pueden estar incorporadas en el cuerpo emisor 10.

[0352] Alternativa o adicionalmente, el aparato puede incluir una turbina 130 accionada por el flujo de agua 40 y un generador eléctrico 140 accionado por la turbina 130. De nuevo, la turbina 130 y el generador 140 pueden incorporarse en el cuerpo emisor 10. El generador 140 puede suministrar energía a la bomba 5 de aire o ventilador 32 y/o a la fuente 150 de luz. Opcionalmente, el generador 140 puede estar dispuesto para alimentar la bomba 5 de aire o ventilador 32 con una batería separada que se proporciona para alimentar la fuente 150 de luz.

[0353] El aparato puede configurarse para aplicaciones tal como se ha descrito anteriormente.

[0354] En cada una de sus realizaciones, el cuerpo emisor, cuando está configurado como un cabezal de ducha, puede montarse, por ejemplo, en un brazo de pared o en un brazo de techo con un mezclador termostático oculto en la pared, o en un brazo de pared que se extiende desde un mezclador termostático expuesto o montado en la superficie. Múltiples cuerpos emisores, teniendo cada uno uno o más emisores 11 de flujo, también pueden instalarse en una única cabina de ducha o similar para proporcionar burbujas de emisión en diferentes direcciones.

[0355] El aparato puede incluir un elemento de calentamiento eléctrico para calentar el agua a medida que fluye hacia el o cada emisor de flujo; en tales realizaciones, el cuerpo emisor puede configurarse como un cabezal de ducha, de modo que el aparato forme una ducha eléctrica, o como un grifo, de modo que el aparato forme un calentador de agua instantáneo o bajo demanda.

[0356] Por ejemplo, el cuerpo emisor puede configurarse como un grifo con burbujas de agua caliente instantáneo calentado eléctricamente, es decir, un grifo con un calentador eléctrico del tipo de demanda integral que responde al flujo de agua, para lavarse las manos o la cara sobre una cubeta. Un grifo de este tipo puede consumir agua a alrededor de 1 l/m, en comparación con un caudal mínimo de alrededor de 3 l/m de un grifo aireado convencional, lo que ceteris paribus permite un calentamiento más rápido del agua antes de que fluya hacia el emisor de flujo, lo que proporciona una mejor experiencia de lavado en comparación con los grifos eléctricos convencionales, denominados “instantáneos”, que en realidad se calientan lentamente.

[0357] Con referencia a la figura 39, el aparato puede incluir un control 180 de modo de llenado que es operable para conectar el suministro de agua 40 a la salida 12 de gas de modo que el agua 40 se emita simultáneamente desde la salida 13 de agua y la salida 12 de gas.

[0358] El control 180 de modo de llenado puede funcionar también para interrumpir el suministro de gas 50 a la salida 12 de gas. El control 180 de modo de llenado puede incluir una válvula, que puede funcionar para conectar la salida 12 de gas a una seleccionada del suministro de agua y el suministro de gas, mientras que simultáneamente la desconecta del otro suministro. La figura 39 ilustra esquemáticamente una tal disposición a modo de ejemplo. La válvula puede disponerse en una posición más alta que el emisor de flujo y configurarse para evitar que el agua regrese al ventilador. Alternativa o adicionalmente, el control del modo de llenado también puede funcionar para iniciar el suministro de agua a la salida 13 de agua y a la salida 12 de gas sin iniciar el suministro de gas a la salida 12 de gas.

[0359] Por lo tanto, el control del modo de llenado podría utilizarse cuando el emisor de flujo no esté en uso para iniciar el flujo de agua desde ambas salidas 12, 13. O bien, podría utilizarse para interrumpir el funcionamiento normal del emisor de flujo para llenar un recipiente desde el emisor de flujo, que después puede reanudar el funcionamiento normal.

[0360] Como se muestra en el ejemplo ilustrado, el cuerpo emisor 10 puede configurarse como un grifo que descarga en un lavabo o cubeta 182, de modo que el control del modo de llenado puede utilizarse cuando se desea llenar un recipiente con agua. El cuerpo emisor puede configurarse para otras aplicaciones, por ejemplo, como un emisor portátil en una manguera, para utilizarse en el lavado de una parte del cuerpo (p. ej., como en un bidé o inodoro con bidé) o para lavar artículos en un lavabo. En estas y otras aplicaciones, el control del modo de llenado puede disponerse en el cuerpo emisor o por separado, p. ej., montado en una pared o al lado de un lavabo.

[0361] El control 180 de modo de llenado puede incluir controles de usuario eléctricos o mecánicos y/o componentes de lógica de control y/o señal de control de salida, p. ej., incorporados en los controles 7 de usuario y/o el controlador 6, para responder a la entrada del usuario y controlar la válvula y/o el ventilador y/o una válvula para regular el suministro de agua y/u otros componentes del sistema. El control del modo de llenado puede configurarse para controlar el ventilador para impedir el funcionamiento del ventilador, o para interrumpir el suministro de gas deteniendo el ventilador. El control 180 de modo de llenado puede operarse manualmente o mediante una señal de control eléctrica o de otro tipo 181, y puede incluir o cooperar con una o más válvulas (p. ej., una válvula 4 de control de suministro de agua para iniciar o controlar el flujo de agua, y una válvula 180 de control de modo de llenado como se muestra en la figura 39 para desviar el flujo de agua a la salida 12 de gas) que puede controlarse mediante un solenoide u otro accionador.

[0362] Con referencia nuevamente a la figura 39, el aparato puede incluir una salida 184 de secado y un control 183 de secado, siendo el control 183 de secado operable para conectar el suministro de gas 50 a la salida 184 de secado. El control 183 de secado puede incluir una válvula y/o componentes de control eléctrico y/o lógica, generalmente como se ha descrito anteriormente con referencia al control de modo de llenado, y también puede funcionar para evitar o interrumpir el suministro de gas a la salida 12 de gas, o para evitar el funcionamiento del emisor de flujo, cuando se conecta el gas a la salida 184 de secado. Como se ilustra, esto puede lograrse configurando la válvula del control 183 de secado para conectar el suministro de gas a la salida 184 de secado y al mismo tiempo desconectarlo de la salida 12 de gas.

[0363] El control de secado 183 puede incluir un control de usuario manual o eléctrico. El control de secado puede incluir una válvula accionable mediante una señal de control 181.

[0364] El control 183 de secado puede estar dispuesto para conectar el suministro de gas 50 a la salida 184 de secado y, opcionalmente, también para desconectar el suministro de gas 50 de la salida 12 de gas, en respuesta a un aumento en la presión o el caudal del suministro de gas 50. Por ejemplo, la válvula del control 183 de secado puede funcionar en respuesta a un aumento en la presión o el caudal del suministro de gas 50 por encima de un valor umbral para desviar el flujo desde la salida 12 de gas a la salida 184 de secado, y para restablecer el flujo a la salida 12 de gas cuando la presión o el caudal caen por debajo del valor umbral.

[0365] De este modo, el usuario puede iniciar el flujo desde la salida de secado aumentando la potencia del ventilador. Un componente de control eléctrico del control 183 de secado, p. ej., que forma parte del controlador 6, puede disponerse para interrumpir o impedir el flujo de agua al emisor 11 de flujo, p. ej., cerrando la válvula de control de flujo de agua 4 (figura 1), cuando se conecta el suministro de gas 50 a la salida 184 de secado.

[0366] El aparato puede incluir tanto un control de modo de llenado como un control de secado, o solo uno de ellos. En cada caso, el emisor de flujo puede estar dispuesto para funcionar en el espacio de parámetros definido como se ha descrito anteriormente.

[0367] La salida de secado puede usarse, por ejemplo, para secar las manos o el cabello o todo el cuerpo u otras partes del cuerpo u otros artículos. Puede disponerse cerca del cuerpo emisor 10 o en cualquier otro lugar, en cualquier configuración deseada del cuerpo emisor, p. ej., como un grifo o un cabezal de ducha o un bidé o inodoro con bidé. Por ejemplo, cuando el cuerpo emisor está dispuesto en una manguera flexible, la salida de secado puede estar dispuesta cerca del cuerpo emisor en el extremo de la manguera.

[0368] En estas y otras realizaciones, el aparato puede incluir una manguera de agua flexible para conducir el suministro de agua a la entrada de agua del cuerpo emisor, y opcionalmente también una manguera de aire flexible para conducir el suministro de aire a la entrada de aire del cuerpo emisor, en cuyo caso las mangueras de aire y agua pueden disponerse en una relación paralela (yuxtapuesta) o coaxial. Una o ambas mangueras pueden dividirse en múltiples vías; por ejemplo, la manguera de aire podría incluir una pluralidad de conductos de aire dispuestos alrededor de la manguera de agua.

[0369] En aun otras realizaciones, el cuerpo emisor 10 puede incluir una bomba de aire para generar el suministro de gas, en donde el aparato incluye además una manguera flexible para conducir el suministro de agua a la entrada de agua del cuerpo emisor.

[0370] Opcionalmente en tales disposiciones, el emisor 11 de flujo puede estar dispuesto para funcionar en el espacio de parámetros definido como se ha descrito anteriormente.

[0371] El cuerpo emisor puede formar un dispositivo portátil que incluye un cabezal y un mango.

[0372] La bomba de aire puede estar alimentada por una turbina alimentada por el flujo de agua.

[0373] La turbina puede estar dispuesta en el cuerpo emisor, o alternativamente puede disponerse corriente arriba del cuerpo emisor.

[0374] Alternativamente, la bomba de aire puede alimentarse mediante un motor eléctrico.

[0375] El motor eléctrico puede alimentarse mediante un suministro eléctrico a través de un conductor que forma parte de la manguera flexible.

[0376] El motor eléctrico puede estar alimentado por una turbina, estando la turbina dispuesta en el cuerpo emisor y alimentada por el flujo de agua.

[0377] Alternativamente, el motor eléctrico puede alimentarse mediante una batería, es decir, cualquier dispositivo para almacenar energía eléctrica.

[0378] La batería puede ser desprendible para reemplazarla o recargarla.

[0379] Alternativa o adicionalmente, la batería puede recargarse colocando el cuerpo emisor cerca de una estación de carga, p. ej., una estación de carga inductiva, en donde la batería está provista de una bobina de carga inductiva que está acoplada inductivamente con una bobina de carga de la estación de carga. El aparato puede incluir un soporte para soportar de modo liberable el cuerpo emisor, en donde el soporte incluye la estación de carga inductiva. El soporte puede ser por ejemplo un soporte montado en la pared u otro soporte, en donde la estación de carga inductiva esté conectada a un suministro eléctrico fijo.

[0380] La turbina o la batería también pueden alimentar una fuente de luz que forma parte del cuerpo emisor o de otro lugar, como se ha descrito anteriormente.

[0381] El cuerpo emisor puede configurarse como un cabezal de ducha o un grifo, o como parte de un bidé o inodoro con bidé, o para otras aplicaciones, como lavar artículos o regar las delicadas plántulas del jardín.

[0382] La batería y/o la bomba de aire y/o la turbina pueden estar dispuestas en el mango o en el cabezal, es decir, la parte del cuerpo emisor que tiene el emisor o los emisores de flujo.

[0383] La bomba de aire puede aspirar aire a través de entradas de aire que se abren a través del cabezal del cuerpo emisor, o a través de un extremo distal del mango alejado del cabezal, para ayudar a proteger la bomba de aire de la entrada de agua.

[0384] La batería puede montarse, por ejemplo, en un lado del mango o de forma concéntrica con el mango.

[0385] Puede disponerse un mecanismo de liberación rápida para permitir que la manguera flexible se separe del mango para permitir que el dispositivo portátil se monte en un cargador inductivo o se conecte a un cargador fuera del baño, y/o para permitir que la batería se retire para cargarla o reemplazarla.

[0386] Las figuras 40 a 43 ilustran un aparato ilustrativo en donde el cuerpo emisor 10 está configurado como un dispositivo portátil que incorpora la bomba 32 de aire. El dispositivo portátil tiene un cabezal 10' con una matriz de emisores 11 de flujo y un mango 10" a través del cual el suministro de agua fluye al cabezal desde una manguera 190 de agua flexible con un conector 191 de manguera extraíble para conectarlo a la entrada 20 de agua del mango 10".

[0387] El mango 10" se muestra en la figura 40 también en una vista de extremo, ilustrando cómo la entrada 30 de aire puede dividirse en una pluralidad de canales que se abren en el extremo distal del mango para proteger la bomba 32 de aire de la entrada de agua. (en esta memoria descriptiva, los números de referencia 5 y 32 se usan indistintamente para indicar la bomba de aire, con el número de referencia 32 indicando generalmente la bomba de aire cuando está incorporada en el cuerpo emisor).

[0388] La figura 42 muestra cómo la bomba 32 de aire puede disponerse en forma de un cartucho o inserto 132 que se ensambla en la carcasa que forma el cabezal del dispositivo portátil como se muestra en la figura 41. Como se muestra, el cartucho 132 puede definir una cámara de distribución de aire y una cámara de distribución de agua como se ha descrito anteriormente. La bomba 32 de aire extrae aire de las entradas 30 de aire a través de la carcasa del cabezal 10' y los canales de aire del mango 10".

[0389] La figura 43 ilustra cómo puede acoplarse a un paquete 192 de baterías al dispositivo portátil para alimentar la bomba 32 de aire a través de un conductor (no se muestra). El paquete de baterías puede liberarse o recargarse in situ. Las figuras 44 a 46 muestran otra realización de ejemplo en donde el cuerpo emisor está configurado como un dispositivo portátil con la bomba 32 de aire dispuesta en el cabezal 10' para aspirar aire desde las entradas 30 de aire en la parte posterior del cabezal y suministrar el aire a través de una cámara 31 de distribución a los emisores 11 de flujo. La entrada 20 de agua puede conectarse al suministro de agua a través de una manguera flexible 190 (figura 40).

[0390] En esta disposición, la bomba 32 de aire es accionada mecánicamente por una turbina 34 que, a su vez, es accionada por el flujo de agua desde la entrada 20 de agua a través del mango 10' hacia el cabezal 10" antes de que el agua fluya a través del paso 35 y la cámara 41 de distribución de agua hacia los emisores 11 de flujo. La cámara de distribución de agua puede estar separada de la cámara 31 de distribución mediante una placa, por ejemplo, como se muestra en la figura 14A.

[0391] Las figuras 47-49 muestran cómo el cuerpo emisor 10 puede configurarse como un dispositivo portátil y suministrarse aire y agua a través de mangueras flexibles concéntricas. En el ejemplo ilustrado, la manguera 190 de agua está dispuesta dentro de la manguera 194 de aire.

[0392] Las figuras 50-53 muestran cómo el cuerpo emisor 10 puede configurarse como un dispositivo portátil y suministrarse con aire y agua a través de mangueras flexibles dispuestas en una relación yuxtapuesta (paralelas lado a lado). Las mangueras de aire y agua no se muestran, pero pueden ser de diseño convencional y están conectadas a la entrada 30 de aire y a la entrada 20 de agua respectivamente. En el ejemplo ilustrado, la entrada 20 de agua se comunica con una cámara 41 de distribución de agua en el cabezal 10' a través de un paso 20' de agua que se extiende concéntricamente dentro de un paso 30' de aire dentro del mango 10". El paso 30' de aire se comunica con una cámara de distribución 31 como se ha descrito anteriormente.

[0393] Aún más aplicaciones del nuevo aparato son concebibles en entornos de gravedad cero o de baja gravedad. Las burbujas producidas pueden ser más estables en condiciones de gravedad reducida debido a una menor aceleración y a un grosor de pared más estable, por lo que pueden desplazarse más lejos antes de romperse. Además, dado que las burbujas pueden crearse con velocidades de salida del fluido de la boquilla más bajas que las gotas convencionales, pueden proporcionar un mejor control y menos salpicaduras lo que puede ser útil para lavar o limpiar en tales entornos.

[0394] Cabezal de ducha con conector de alimentación magnético

[0395] Se apreciará que el conector de alimentación magnético también se puede usar en un cabezal de ducha convencional para proporcionar la misma ventaja, es decir, para facilitar la retirada y la reconexión del cabezal de ducha sin dañarlo. Por consiguiente, como se ilustra en los ejemplos anteriores con referencia a las figuras 37 y 38, las realizaciones según el tercer aspecto de la invención proporcionan un cabezal 10 de ducha que incluye un conector 160 de alimentación para suministrar energía eléctrica desde un conductor externo 165 al cabezal 10 de ducha. El conector 160 de energía incluye el primer y segundo cuerpos 161, 162 de conectores que tienen contactos cooperadores 163 para transmitir la energía eléctrica, al menos un imán (que puede ser integral con los contactos 163) para mantener unidos de modo liberable el primer y segundo cuerpos de conectores, y al menos un sello 164 configurado para excluir el agua de los contactos cuando el primer y segundo cuerpos de conectores se mantienen unidos por al menos un imán. Dicho conector de energía puede disponerse para transmitir energía en una relación de flujo paralelo con un conector de agua liberable, tal como una rótula 170 liberable convencional (figura 38).

[0396] En resumen, las realizaciones proporcionan un aparato que produce burbujas de agua pura a partir de un emisor 11 de flujo que comprende una salida 13 de agua anular que rodea una salida 12 de gas y que funciona dentro de un espacio de parámetros definido. Se pueden incorporar uno o más emisores de flujo en un cuerpo emisor 10 configurado como un cabezal de ducha o un grifo. En otro aspecto, un aparato produce burbujas de agua a partir de trayectorias de flujo de agua coaxiales, de gas y anulares. En otro aspecto, un conector de energía magnético está dispuesto para suministrar energía eléctrica a un cabezal de ducha.

[0397] Son posibles muchas adaptaciones adicionales dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

1. Un aparato que incluye:

un medio (2) de suministro de gas,

un medio (3) de suministro de agua, y

un cuerpo emisor (10), incluyendo el cuerpo emisor (10) al menos un emisor (11) de flujo;

definiendo el emisor (11) de flujo un eje emisor (X) e incluye:

una salida (12) de gas, y

una entrada (13) de agua;

extendiéndose el eje emisor (X) centralmente a través de la salida (12) de gas;

siendo la salida (13) de agua anular y rodeando la salida (12) de gas, y teniendo un diámetro exterior d<w>y un ancho radial h;

disponiéndose el medio (2) de suministro de gas para suministrar el gas (50) que tiene una densidad ρ<g>para fluir a una velocidad u<g>desde la salida (12) de gas;

disponiéndose el medio (3) de suministro de agua para conectarse a un suministro (40) de agua que tiene una tensión superficial σ<w>para hacer que el agua (40) fluya a una velocidad u<w>desde la o cada salida (13) de agua como una lámina anular de agua (40) que rodea el gas (50) que fluye desde la salida (12) de gas; en donde un número de Weber aerodinámico se define como

caracterizado porque

el aparato está dispuesto de tal modo que, durante su uso,

en donde We<g(máx)>está definido por una función

por lo que el aparato está dispuesto para encapsular el gas (50) que fluye desde la salida (12) de gas en una serie de burbujas formadas por el agua (40) que fluye desde la salida (13) de agua.

2. Un aparato según la reivindicación 1, en donde el aparato está dispuesto de tal modo que, durante el uso, u<g>> u<w>, y (We<g(mín)>≤ We<g>),

en donde We<g (mín)>está definido por una función

3. Un aparato según la reivindicación 2, en donde el aparato está dispuesto para producir sustancialmente toda el agua (40) en forma de una corriente de burbujas separadas sin que intervengan gotas.

4. Un aparato según la reivindicación 2, en donde el cuerpo emisor (10) incluye una pluralidad de dichos emisores (11) de flujo dispuestos como una matriz separada en un lado (15) de salida del cuerpo emisor (10); y los ejes emisores (X) están separados por al menos una distancia de separación mínima S<(mín)>, en donde

5. Un aparato según la reivindicación 1, en donde el cuerpo emisor (10) se configura como un grifo que se va a montar sobre una cubeta o lavabo (182) para lavar las manos del usuario.

6. Un aparato según la reivindicación 1, en donde el cuerpo emisor (10) incluye una pluralidad de emisores (11) de flujo dispuestos como una matriz separada en un lado (15) de salida del cuerpo emisor (10).

7. Un aparato según la reivindicación 6, en donde el cuerpo emisor (10) está configurado como un cabezal de ducha para bañar el cuerpo de un usuario.

8. Un aparato según la reivindicación 7, en donde el aparato es operable para producir la serie de burbujas desde el emisor (11) de flujo a una frecuencia inferior a 60 burbujas por segundo.

9. Un aparato según la reivindicación 6, que incluye además una pluralidad de resistores (60) de flujo, disponiéndose el medio (3) de suministro de agua para distribuir el agua (40) entre los resistores (60) de flujo; disponiéndose cada resistor (60) de flujo para suministrar un flujo de agua (40) a la salida (13) de agua de uno respectivo diferente de los emisores (11) de flujo; disponiéndose cada resistor (60) de flujo para desarrollar una caída de presión en el flujo de agua (40) a través del resistor (60) de flujo.

10. Un aparato según la reivindicación 2 o la reivindicación 9, en donde el cuerpo emisor (10) está configurado para montarse en una posición de uso en donde cada eje emisor (X) está inclinado en un ángulo de al menos 20° con respecto a la vertical.

11. Un aparato según la reivindicación 9, en donde cada resistor (60) de flujo incluye un cuerpo (61) de material poroso, o está configurado para dividir el flujo de agua (40) entre una pluralidad de canales (60').

12. Un aparato según la reivindicación 9, en donde cada resistor (60) de flujo define una trayectoria del flujo del resistor de flujo e incluye un elemento (62) de válvula móvil por el flujo de agua (40) a través de la trayectoria del flujo del resistor de flujo para aumentar o reducir un área de sección de la trayectoria del flujo del resistor de flujo.

13. Un aparato según la reivindicación 9, en donde cada emisor (11) de flujo incluye una trayectoria (16) del flujo de agua anular que lleva el flujo de agua (40) desde una respectiva de los resistores (60) de flujo hasta la respectiva salida (13) de agua; en donde, durante el uso, la caída de presión a lo largo de cada resistor (60) de flujo es mayor que una caída de presión en el flujo de agua (40) a lo largo de la respectiva trayectoria (16) del flujo de agua anular desde el resistor (60) de flujo hasta la salida (13) de agua respectiva;

en donde el flujo de agua (40) puede ser axisimétrico desde cada resistor (60) de flujo hasta la respectiva trayectoria (16) del flujo de agua anular.

14. Un aparato según la reivindicación 1, que incluye un control de frecuencia operable por un usuario para variar la frecuencia a la que se producen las series de burbujas desde el emisor (11) de flujo ajustando al menos una de entre la velocidad u<g>del gas (50) y la velocidad u<w>del agua (40).

15. Un método incluye:

proporcionar un aparato, el aparato incluye:

un medio (2) de suministro de gas,

un medio (3) de suministro de agua, y

un cuerpo emisor (10), incluyendo el cuerpo emisor (10) al menos un emisor (11) de flujo;

definiendo el emisor (11) de flujo un eje emisor (X) e incluye:

una salida (12) de gas, y

una entrada (13) de agua;

extendiéndose el eje emisor (X) centralmente a través de la salida (12) de gas;

siendo la salida (13) de agua anular y rodeando la salida (12) de gas, y teniendo un diámetro exterior d<w>y un ancho radial h;

suministrar gas (50) desde el medio (2) de suministro de gas, teniendo el gas (50) una densidad ρ<g>, para que fluya a una velocidad u<g>desde la salida (12) de gas;

conectando el medio (3) de suministro de agua para un suministro de agua (40) que tiene una tensión superficial σ<w>para hacer que el agua (40) fluya a una velocidad u<w>desde la o cada salida (13) de agua como una lámina anular de agua (40) que rodea el gas (50) que fluye desde la salida (12) de gas;

en donde un número de Weber aerodinámico se define como

y que incluye además hacer funcionar dentro de un espacio de parámetros definido por h/d<w>y We<g>, en donde

en donde We<g(máx)>está definido por una función

para encapsular el gas (50) que fluye desde la salida (12) de gas en una serie de burbujas formadas por el agua (40) que fluye desde la salida (13) de agua.