JP2000166797A - シャワーヘッド用節水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 節水を図りつつも十分な水勢を得ることが可
能なシャワーヘッド用節水器を提供する。 【解決手段】 シャワーホース４とシャワーヘッド５と
の間に介装され、シャワーホース４に接続されて管路断
面積が水の流れ方向に漸次縮小されたノズル部１１と、
ノズル部１１の先端から水の流れ方向前方に離間して設
けられる喉部１２と、ノズル部１１と喉部１２との間に
設けられ大気中に連通するチャンバ部１３と、喉部１２
に連続して設けられて管路断面積が水の流れ方向に漸次
拡大されるとともにシャワーヘッド５に接続されるディ
フューザ部１４とを備えるシャワーヘッド用節水器を採
用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シャワーヘッドと
該シャワーヘッドに接続されるシャワーホースとの間に
介装されて節水を図るシャワーヘッド用節水器に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】浴室等に設置されるシャワーにおいて
は、身体を洗浄するためにシャワーヘッドから水を勢い
良く噴出させる必要がある。そのため、従来のシャワー
ヘッドでは、十分な水勢を得るために多量の水が消費さ
れている。ところで、近年は地球環境の保全ならびにエ
ネルギー資源の確保といった観点から、住宅やホテル、
観光施設等で使用されるいわゆる上水道についても節水
がすすめられている。

【０００３】しかしながら、従来型のシャワーヘッドで
は、節水のために水量を絞れば水勢が低下して十分に身
体を洗浄できなくなるといった恐れがある。そこで、次
のような節水器を備えるシャワーヘッドが提案されてい
る。

【０００４】例えば、図５に示すシャワーヘッド用の節
水器は、管路断面積が水の流れ方向に縮小し断面積が最
小となる喉部１を経て再び拡大する形状をした管路を有
し、喉部１およびその付近に空気の吸入口２が設けられ
ている。この節水器においては、水が節水器を通過する
際、その喉部１で流水の運動エネルギーすなわち動圧が
増大し、逆に静圧は急激に低下するので、外気圧のと間
に生じた圧力差により吸入口２から空気が吸い込まれ、
管路内で水に混入され、シャワーヘッドの噴水口から泡
沫水となって吐水されるようになっている。

【０００５】また、図６に示すシャワーヘッド用の節水
器は、水の流れ方向に縮小し断面積が最小となる喉部３
から直接シャワーヘッドの管路に水を流出させる形状を
している。この節水器においては、圧力損失はやや増加
するが、節水器の全長を短くコンパクトにできるメリッ
トがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図５に示す
節水器では、シャワーヘッド側の圧力損失が高まると喉
部１を通過する水の流量が少なくなって喉部１の静圧が
上昇し、吸入口２から吸入される空気の吸入量が少なく
なって十分な泡沫水の吐出が得られなくなるといった問
題がある。また、吸入口２の穴の向きが流線とほぼ直角
に配置されるので、喉部１の流速が速くなると、喉部１
の管壁に作用して水が吸入口２より逆流するといった問
題がある。図において、実線で表される動圧ｐ_v、静圧
ｐ_sはシャワーヘッド側の圧力損失がそれほど高くない
状態での水のもつエネルギーの変化を示し、破線で表さ
れる動圧ｐ_v、静圧ｐ_sはシャワーヘッド側の圧力損失が
高まった状態での水のもつエネルギーの変化を示す。圧
力損失がそれほど高くない状態では吸入口２の位置での
水の静圧ｐ_sは大気圧より低く、逆流等の心配はない
が、圧力損失が高まると吸入口２における静圧ｐ_sと大
気圧との差が小さくなり、静圧ｐ_sが大気圧を上回って
しまうと吸入口２から水が逆流してしまうのである。

【０００７】図６に示す節水器では、断面積の小さな喉
部３から断面積が急拡大された管路に向けて水が噴射さ
れるため、喉部３の前方で乱流域が生まれて吹き出し音
が発生する等、静粛性に劣るといった問題がある。ま
た、喉部３から管路の断面積が急拡大されているため、
水が噴射された後は静圧再取得の状態となるが、静圧の
上昇とあいまってシャワーヘッド側の圧力損失が高まる
と、シャワーヘッド側からの吐出水が少なくなってシャ
ワーホース内に水が満たされ、吸入口２’から水が逆流
するといった問題がある。

【０００８】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、節水を図りつつも十分な水勢を得ることが可能
なシャワーヘッド用節水器を提供することを目的として
いる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、次のような構成を有するシャワーヘッ
ド用節水器を採用する。すなわち、請求項１記載のシャ
ワーヘッド用節水器は、シャワーホースに接続されて管
路断面積が水の流れ方向に漸次縮小されたノズル部と、
該ノズル部の先端から水の流れ方向前方に離間して設け
られる喉部と、前記ノズル部と喉部との間に設けられ大
気中に連通するチャンバ部と、前記喉部に連続して設け
られて管路断面積が水の流れ方向に漸次拡大されるとと
もに前記シャワーヘッドに接続されるディフューザ部と
を備えることを特徴としている。

【００１０】上記請求項１記載のシャワーヘッド用節水
器においては、シャワーホースから加圧供給される水
が、管路断面積が漸次縮小するノズル部を通過する過程
で圧力エネルギーを運動エネルギーに変換され、ノズル
部から噴射されることでより高い噴流動圧を得て喉部に
流入する。さらに、管路断面積が漸次拡大するディフュ
ーザ部を通過する過程で運動エネルギーから圧力エネル
ギーへの変換は急激には進まず、水の動圧が高く保た
れ、動圧は除々に低下する。

【００１１】また、ノズル部を通過する過程で圧力エネ
ルギーを運動エネルギーに変換させることから、ノズル
部の先端で水の静圧は低下し、大気との圧力差から空気
が水に混入されて細かな泡となるが、空気が混入された
水は、ディフューザ部を通過する過程で運動エネルギー
を圧力エネルギーに除々に変換されるため、喉部付近に
おいて急激な静圧の上昇は起こらず静圧が低く保たれる
ので、チャンバ部への水の逆流が防止される。

【００１２】さらに、管路断面積が漸次拡大することで
ディフューザ部内の水の流れが一様に形成され、乱流域
が発生しなくなって余計な振動が生じないので、ノズル
部からの吹き出し音の発生が抑制される。

【００１３】請求項２記載のシャワーヘッド用節水器
は、請求項１記載のシャワーヘッド用節水器における前
記喉部の管路断面積が、前記ノズル部先端の管路断面積
よりも大きいことを特徴としている。

【００１４】上記請求項２記載のシャワーヘッド節水器
においては、運動エネルギーを付加された水が喉部に流
入するとき、喉部の管路断面積がノズル部に比べて大き
いことから、ノズル部から噴射された水が喉部の開口周
縁にぶつかることなく流入する。これにより、チャンバ
部への水の逆流、逆ハネが防止される。

【００１５】請求項３記載のシャワーヘッド用節水器
は、請求項１または２記載のシャワーヘッド用節水器に
おける前記ノズル部先端の端面が略円錐形状をなすテー
パ形状とされるとともに、前記喉部の流入側開口がすり
鉢状に形成されていることを特徴としている。

【００１６】上記請求項３記載のシャワーヘッド用節水
器においては、ノズル部から噴射される水の流れ方向に
対してチャンバ部から流入する空気の流れ方向が直角よ
りも緩やかな角度に設定されることから、チャンバ部か
ら空気が流入し易くなる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明に係るシャワーヘッド用節
水器の実施形態を図１ないし図４に示して説明する。本
来、シャワーヘッドとシャワーホースとは、シャワーヘ
ッド側に設けられた雄ネジ部とシャワーホース側に設け
られた雌ネジ部とを螺合させることにより接続される
が、図２に示すように、当該シャワーヘッド用節水器１
０は、筒状に形成された一端にシャワーホース４側の雌
ネジ部４ａに螺入される雄ネジ部１０ａを有し、他端に
はシャワーヘッド５側の雄ネジ部５ａを螺入される雌ネ
ジ部１０ｂを有しており、シャワーホース４とシャワー
ヘッド５との間に介装されて使用されるようになってい
る。

【００１８】シャワーヘッド用節水器１の側断面図を図
１に示す。図において、符号１１はノズル部、１２は喉
部、１３はチャンバ部、１４はディフューザ部である。

【００１９】ノズル部１１は、雄ネジ部１０ａに接続さ
れたシャワーホース４から連続する断面円形の管路を形
成しており、その中央で管路断面積が水の流れ方向（図
中矢印Ａ方向）に漸次縮小され、先端に口径ｄ₁の縮径
部１１ａが設けられている。

【００２０】喉部１２は、ノズル部１１と同じく断面円
形で口径ｄ₂（ｄ₂＞ｄ₁）の管路を形成しており、ノズ
ル部１１の先端から水の流れ方向前方に距離ｌだけ離間
して設けられている。

【００２１】チャンバ部１３は、距離ｌだけ離間して配
置されたノズル部１１と喉部１２との間に設けられてい
る。チャンバ部１３は、ノズル部１１の周囲に形成され
た環状の空間であり、当該節水器の外側面に開口する流
路１３ａを通じて大気中に連通している。

【００２２】ディフューザ部１４は、喉部１２に連続す
る断面円形の管路を形成しており、管路断面積が水の流
れ方向に漸次拡大されている。

【００２３】また、ノズル部１１先端の端面１１ｂは、
管路の中心を軸とする略円錐形状をなすテーパ形状とさ
れており、さらに端面１１ｂの前方に位置する喉部１２
の流入側開口１２ａは、テーパ形状をなす端面１１ｂの
傾斜に沿うすり鉢状に形成されている。これにより、ノ
ズル部１１から噴射される水の流れ方向に対してチャン
バ部１３から流入する空気の流れ方向が緩やかな角度
（４５゜程度が適当）に設定される。

【００２４】上記のように構成されたシャワーヘッド用
節水器１が装着されたシャワーヘッドにおいては、シャ
ワーホース４から水が加圧供給されると、管路断面積が
漸次縮小するノズル部１１を通過する過程で圧力エネル
ギーを運動エネルギーに変換され、ノズル部１１から噴
射されることでより高い噴流動圧を得て喉部１２に流入
する。

【００２５】さらに、喉部１２に流入した水は、管路断
面積が漸次拡大するディフューザ部１４を通過する過程
で運動エネルギーから圧力エネルギーへの変換が急激に
は進まず、水の動圧が高く保たれたまま、シャワーヘッ
ド５から吐水される。

【００２６】また、ノズル部１１を通過する過程で圧力
エネルギーを運動エネルギーに変換させることから、ノ
ズル部１１の先端で水の静圧は低下し、大気との圧力差
から空気が水に混入されて細かな泡となる。空気が混入
された水は、ディフューザ部１４を通過する過程で運動
エネルギーを圧力エネルギーに除々に変換されるため、
喉部１２付近において急激な静圧の上昇は起こらず静圧
が低く保たれる。このため、チャンバ部１３への水の逆
流が防止されて空気の吸入、水への混入が効果的に行わ
れる。

【００２７】さらに、ディフューザ部１４内の管路断面
積が漸次拡大することで水の流れが一様に形成され、乱
流域が発生しなくなって余計な振動が生じなくなるの
で、ノズル部１１からの吹き出し音の発生が抑制され
る。

【００２８】圧力エネルギーを運動エネルギーに変換さ
れた水が喉部１２に流入するとき、喉部１２の管路断面
積がノズル部１１に比べて大きいことから、ノズル部１
１から噴射された水が喉部１２の開口周縁にぶつかるこ
となく流入する。これにより、チャンバ部１３への水の
逆流、逆ハネが防止される。

【００２９】ノズル部１１から噴射される水の流れ方向
に対してチャンバ部１３から流入する空気の流れ方向が
緩やかな角度に設定されることから、チャンバ部１３か
ら空気が流入し易くなる。

【００３０】図４は、シャワーヘッド用節水器内の水の
流れ方向に沿う動圧Ｐ_v、静圧Ｐ_Sの変化を示す図であ
る。なお、図には比較のために図６に示した節水器内の
水の流れ方向に沿う動圧、静圧も示す。Ｘ₁（ノズル部
１１の先端）からＸ₂（喉部１２の終端）にかけて、ノ
ズル部１１から噴射される水は噴流動圧を得て動圧Ｐ_v
が高く保たれる。また、ノズル部１１から噴射された水
は流速が僅かに遅くなり、静圧が僅かに上昇する。

【００３１】Ｘ₂からＹ（ディフューザ部１４の終端）
にかけて、喉部１２からディフューザ部１４に流入した
水は、ディフューザ部１４を通過する過程で一様な流れ
を形成するため、ディフューザ部１４の側面との摩擦に
よるエネルギー低下分を差し引いても動圧Ｐ_vは僅かし
か減少せず、高く保たれる。また、喉部１２からディフ
ューザ部１４に流入した水は圧力エネルギーを除々に高
められるため、急激な静圧の上昇は起こらない。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るシャ
ワーヘッド用節水器によれば、ディフューザ部を通過し
た後も動圧を高く保たれており、シャワーヘッド側の圧
力損失が多少増加したとしても、喉部の上流側と下流側
との間の圧力差が従来と比較して大きく保たれ、喉部を
通過する水の流量が減少し難くなるので、十分な泡沫水
の吐水を得ることができる。

【００３３】また、のど部に流入した水が、ディフュー
ザ部を通過する過程で運動エネルギーを圧力エネルギー
に除々に変換されるため、喉部付近において急激な静圧
の上昇は起こらず静圧が低く保たれるので、チャンバ部
への水の逆流を防止して空気の吸入、水への混入を効果
的に行うことができる。これにより、水の流量は少なく
とも泡沫水の容積を格段に増加させて少ない水でも十分
な吐水を得ることができる。

【００３４】さらに、管路断面積が漸次拡大することで
ディフューザ部内の水の流れが一様に形成され、乱流域
が発生しなくなって余計な振動が生じないので、ノズル
部からの吹き出し音の発生を抑制してシャワー使用時の
静粛性を高めることができる。

【００３５】運動エネルギーを付加された水が喉部に流
入するとき、喉部の管路断面積がノズル部に比べて大き
いことから、ノズル部から噴射された水が喉部の開口周
縁にぶつかることなく流入するので、チャンバ部への水
の逆流、逆ハネを防止することができる。

【００３６】ノズル部から噴射される水の流れ方向に対
してチャンバ部から流入する空気の流れ方向が直角より
も緩やかな角度に設定されることから、チャンバ部から
空気が流入し易くなり、チャンバ部への水の逆流、逆ハ
ネを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るシャワーヘッド用節水器の実施
形態を示す側断面図である。

【図２】 シャワーホースならびにシャワーヘッドに対
するシャワーヘッド用節水器の装着状態を示す斜視図で
ある。

【図３】 シャワーヘッド用節水器内を流れる水の状態
を模式的に示す説明図である。

【図４】 シャワーヘッド用節水器内の水の流れ方向に
沿う動圧ならびに静圧の変化を示す図表である。

【図５】 従来のシャワーヘッド用節水器の一例を示す
側断面図である。

【図６】 従来のシャワーヘッド用節水器の他の例を示
す側断面図である。

【符号の説明】

４ シャワーホース ５ シャワーヘッド １０ シャワーヘッド用節水器 １１ ノズル部 １１ａ 縮径部 １１ｂ 端面 １２ 喉部 １２ａ 流入側開口 １３ チャンバ部 １３ａ 流路 １４ ディフューザ部

フロントページの続き (72)発明者 鈴木 共之 千葉県野田市目吹617 ニッケイ株式会社 野田工場内 Ｆターム(参考） 2D032 FA04

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャワーヘッドと該シャワーヘッドに接
   続されるシャワーホースとの間に介装されて節水を図る
   シャワーヘッド用節水器であって、 前記シャワーホースに接続されて管路断面積が水の流れ
   方向に漸次縮小されたノズル部と、 該ノズル部の先端から水の流れ方向前方に離間して設け
   られる喉部と、 前記ノズル部と喉部との間に設けられ大気中に連通する
   チャンバ部と、 前記喉部に連続して設けられて管路断面積が水の流れ方
   向に漸次拡大されるとともに前記シャワーヘッドに接続
   されるディフューザ部とを備えることを特徴とするシャ
   ワーヘッド用節水器。
2. 【請求項２】 前記喉部の管路断面積が、前記ノズル部
   先端の管路断面積よりも大きいことを特徴とする請求項
   １記載のシャワーヘッド用節水器。
3. 【請求項３】 前記ノズル部先端の端面が略円錐形状を
   なすテーパ形状とされるとともに、前記喉部の流入側開
   口がすり鉢状に形成されていることを特徴とする請求項
   １または２記載のシャワーヘッド用節水器。