JP2004003319A - 流体噴出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】流体を噴出する噴出口21を有する流体噴出装置1であって、流体が流入する旋回室5と、旋回室5に組み込まれる噴出体20とを有する。噴出体20は、旋回室5内の流体を噴出口21へと導く管路22と、旋回室5内の流体の流れを受ける室内部位23とを備え、噴出口21を外部に臨ませて、且つ噴出口近傍を旋回室5内壁に当接させた状態で、この当接部分を頂点として傾斜して首振り公転しつつ、噴出体中心軸周りに回転する自転運動を起こす。そして、噴出体20は、噴出口21に流体を導く管路22を噴出体中心軸に対して傾斜させる。
【選択図】 図4
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、供給された流体を回転して噴出する流体噴出装置に、関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来は、噴出する流体を回転するものとして、水流を用いたマッサージを行なうものが知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平5−115813号公報
【特許文献2】
特開平5−123613号公報
【0004】
この特許文献1は、水流を利用して水車を回転させ、水車に設けた遮蔽板で、複数の吐水穴を順次遮蔽し、複数の吐水穴から洗浄水を順次吐水する。こうすることで、吐水の軌跡をあたかも回転しているようにして吐水し、この吐水を人体に当てることで、マッサージを行なおうと言うものである。
【0005】
また、特許文献2では、旋回ノズルに羽根を設け、この羽根に洗浄水を噴出して旋回ノズルを回転させて、旋回ノズルを首振り公転させるものが提案されている。この様なノズル装置を用いて洗浄水を吐水して人体に当てて、マッサージを行うこともできる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に記載のものでは、水車や遮蔽版を、水圧を受けて装置壁面に押された状態で回転する必要があるため、水車や遮蔽版と装置壁面との間で発生する摩擦力より大きな水流の力で水車や遮蔽版を回転させる必要がある。このため、水車や遮蔽板が一旦回転を開始すると、この大きな水流の力によって、前記水車や遮蔽版は数十から百数十Hzで回転するので、吐水される水流の回転数も数十から百数十Hzで回転を行っていた。
また、吐水の変化が単に回転するだけで、単調であるために、吐水の回転による刺激に、人体が馴染んでしまい、好ましいマッサージ効果が得られないという問題があった。
また、さらに低回転、例えば数十から数Hzで吐水を回転させてマッサージを行いたいと言う要望に対しては、回転数が高速過ぎて、吐水の回転による刺激変化が不十分なものとなっていた。
また、特許文献2についても同様に、吐水の回転が単調で高速であるために、好ましいマッサージ効果や刺激が得られないといった問題があった。
【0007】
また、気流を回転して噴出する場合であっても、この気流を用いて、手などの乾燥を行うことができ、回転する気流によって手などに付着した水滴を動かすことで、手もみをして水滴を動かして乾燥効率を高めると同様の効果を得ることができる。しかし、この場合であっても、同様に気流の回転が単調である場合には、水滴が手などの起伏した表面の一部にとどまってしまったり、気流の回転数が高速の場合には、気流によって水滴が動く前に回転してしまったりして、十分乾燥効率を高めることができないといった問題があった。
【0008】
本発明の流体噴出装置は、このような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、前記噴出される水流や気流等の流体の回転を不規則なものとしたり、又その回転数を小さくしたりすることで、洗浄水を噴出する場合には、マッサージ効果や洗浄力を高めたり、また、気流を噴出する場合には、乾燥効率を高めたりすることが可能な流体噴出装置を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の流体噴出装置は、流体を噴出する噴出口を有する流体噴出装置であって前記流体噴出装置は、流体が流入する流入室と、前記流入室の流体を前記噴出口へと導く管路と、前記噴出口と、前記流入室内に組み込まれて、前記流入室内の流体の流れを受ける室内部位と、を有する噴出体と、を備え、前記噴出体を、前記噴出口を外部に臨ませて、且つ前記噴出口近傍を前記流入室内壁に当接させた状態で、この当接部分を頂点として傾斜して回転する首振り公転運動と、前記噴出体中心軸周りに回転する自転運動と、を可能として備え、前記管路は、前記噴出体の自転により洗浄水が円錐状に拡大して吐水されるように、前記噴出体中心軸に対して傾斜して設けられたことを、特徴としている。
【0010】
上記した構成を有する本発明の流体噴出装置は、前記流入室に流体を導いて、この流体によって前記室内部位を回転させている。
また、前記噴出体は、前記噴出口を外部に臨ませて、且つ前記噴出口近傍を前記流入室内壁に当接させた状態で、この当接部分を頂点として傾斜可能とされているので、前記室内部位が回転すると、前記噴出体は前記当接部分を頂点として公転運動を行う。
【0011】
また、前記噴出体は前記流入室に自由な状態で組み込まれているだけなので、前述した公転をおこないつつ、自転も行う。この自転は、前記噴出体が流入室内壁に当接しながら公転することによっても起こすこともできるし、前記流入室内に流入した流体の流れを前記室内部位に及ぼすことでも起こすことができる。
【0012】
また、前記噴出体は、前記流入室の流体を前記噴出口へと導く管路を有し、前記管路を前記噴出体中心軸に対して傾斜して設けている。従って、前記噴出口から噴出される流体は、前記傾斜した管路に沿って噴出される。この場合、噴出体は、首振り公転と自転とを起こすので、流体噴出装置から噴出される流体は、前記噴出体が首振り公転することによる円錐状に拡大した軌跡と、前記傾斜した管路を有する噴出体が自転することによる円錐状に拡大した軌跡と、の合成軌跡となって噴出される。
【0013】
従って、噴出する流体が単に回転するだけでなく、2つの軌跡が合成された軌跡となって噴出されるため、単調な噴出とならない。よって、この様な流体噴出装置を用いて、人体に向けて吐水をすれば、吐水の回転による刺激に、人体が馴染んでしまうこともなく、好ましいマッサージ効果を得ることができる。
【0014】
また、2つの合成軌跡によって広範囲に吐水することもでき、強くまとまった水流を回転させることで、洗浄力も向上する。
【0015】
また、気流を回転して噴出する場合であっても、この気流を用いて、手などの乾燥を行えば、回転する気流によって手などに付着した水滴を動かすことで、手もみをして水滴を動かして乾燥効率を高めると同様の効果を得ることができる。しかも、この場合であっても、同様に気流の回転が単調とならないため、水滴が手などの起伏した表面の一部にとどまってしまったりすることも無く、十分乾燥効率を高めることができる。
【0016】
この場合、噴出口を前記噴出体中心軸に対して偏心させることが、簡便である。
【0017】
上記した本発明は種々の態様を採ることが出来る。例えば、前記噴出体の傾斜角度を規制するガイド部を設けるようにすることもできる。
こうした態様の流体噴出装置は、前記噴出体が傾斜して公転(首振り公転)を行う際、前記ガイドによって確実に公転角度(即ち、傾斜角度)を規制することができる。従って、前記噴出体および前記噴出口から噴出される流体を安定して公転させることができる。また、前記噴出体と前記ガイドは接触してガイドされるので、前記噴出体が公転する際に、この接触部の摩擦力によって、前記噴出体が確実に自転することができる。よって、前述した2つの軌跡、およびその合成軌跡を確実に起こすことが可能となる。
【0018】
また、前記自転の周期は、前記接触部の形態によって、おおよそ制御することができる。例えば、前記噴出体の外周で前記ガイドを行う場合、前記自転の周期は、前記公転の周期に前記接触部における前記噴出体と前記ガイド部の直径の比を、掛け合わせた長周期のものとなるよう、制御することができる。
【0019】
また、前記ガイド部によって規制される前記噴出体の傾斜角度αと、前記管路の傾斜角度βの関係がα<βとなるようにすることもできる。
こうした態様の流体噴出装置は、噴出する流体を、前記公転角度αの円錐状の軌跡と、前記自転傾斜角度βの円錐状の軌跡と、の合成軌跡とすることができる。
【0020】
また、前述したように、傾斜角βの軌跡を支配する自転周期が、前記公転にくらべて長周期とされており、且つ、前記合成軌跡は、高速移動する短周期の公転における噴射角αより、長周期の自転における噴射角βの方が角度が大きく設定されている。
【0021】
従って、この様な噴出形態は、噴射角αを持った噴出流体を、円錐角βを有する円錐状に、長周期の自転周期で、低速で回転させて噴出させていることになる。よって、このように減速された低速、且つ噴出角の大きい回転噴射(自転噴出)を、噴出体の安定性の高い高速回転で作り出す事ができる。また、この様な流体の噴出を得るにあたって、減速機構や特別な装置を全く必要とせず、非常に簡単な構成で達成することができる。
【0022】
また、この様な低速の流体の回転噴出を用いて、人体に向けて噴出すれば、流体が回転によって纏まり無く飛び散るようなこともなく、さらには流体の回転が低速であるために刺激変化を人体が認識し易くなり、高いマッサージ効果が期待できる。
【0023】
こうした態様の流体噴出装置では、前記ガイド部と前記噴出体との接触部の少なくとも一方に、滑り防止部を設けるようにすることもできる。
この態様の流体噴出装置は、前記噴出体が前記ガイド部と接触して、自転を行う際に、前記接触部での滑りを抑制して当該接触部での摩擦力を生じ易くする。よって、前述した公転による回転力を確実に自転する力とすることができるので、前述した様な公転と自転によって引き起こされる様々な効果を、確実に引き起こすことができる。
また、この場合、前記滑り防止部は、摩擦抵抗の大きいゴム等の材質を用いても良いし、微小な凹凸加工を施して滑りにくくしても良く、簡単な構造で構成することができる。
【0024】
また、前記流入室への流体の流入を、前記流入室の周壁に沿った流入として、前記流入室内において、前記室内部位まわりの旋回流を起こすようにすることもできる。
こうすれば、前記流入室における前記室内部位周りでは、当該部位回りの旋回流において、前記流入室への流入部とその反対側で、前記室内部位周りの流速差を確実に引き起こすことができる。従って、前記室内部位に、この流速差に基づいて力を生じさせることができ、この力によって、前記流入室内で前記室内部位を前記流入室中心軸に対して、傾斜させ、前記室内部位を回転させることができる。
【0025】
この場合、室内部位を傾斜させようとする力は、飛行機の翼周りの速度差により発生する揚力と同質のものであり、この力により室内部位は傾斜する。また、室内部位が傾斜し始めると、傾斜した側では、室内部位と旋回室内壁との間隔が狭くなるので、旋回流の速度がさらに増加し、前述した速度差は大きくなり、さらに大きな力が発生して、より傾斜しようとする。また、室内部位が傾斜することで、室内部位の側面にも旋回流の流れを受けて、室内部位は旋回流の流れ方向により確実に回転する。
【0026】
また、前記室内部位は、前記流入室の中心軸に対して傾斜した姿勢で、前記中心軸周りに公転可能としていることから、前記噴出部は、前記室内部位が、前記流入室の中心軸に対して傾斜した姿勢で、前記中心軸周りに公転を行う。また、この場合であっても、例えば、前記噴出部は流れや前記流入室内壁への当接による摩擦力によって、自由に自転することができる。
【0027】
こうした態様の流体噴出装置では、前記室内部位を円柱形状とすることもできる。
こうすれば、前記円柱形状とした室内部位周りの旋回流を、前記円柱の周壁においてその流れが不用意に乱れた旋回流とすることを抑制でき、こうした抑制を円柱形状の軸方向に亘り発現させる。よって、円柱形状の室内部位の軸方向で旋回流の前記速度差を発生させるので、円柱形状の室内部位全体を揚力発生に寄与させて、揚力を大きくすることができる。これにより、室内部位や噴出体の首振り公転の確実化を図ることができる。
【0028】
また、前述したように、自転しようとする力には、旋回流からの流れによる自転力と、流入室内壁への当接による摩擦力によって壁面を転がることで生じる自転力と、の2つがあるが、この2つの自転力による自転方向は異なっている。
従って、室内部位を円柱形状とすることで、前記室内部位が前記室内部位壁面での洗浄水粘性抵抗によって前記旋回流からうける自転力を小さくすることができ、前記噴出体の自転を前述した流入室内壁への当接による摩擦力による自転力のみを受けるようにすることが可能となり、安定して自転を行うことが可能となる。
【0029】
上記の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明のシャワー装置は、給水された洗浄水を人体に向けて吐水するシャワー装置であって、既述したいずれかの前記流体噴出装置を有し、前記噴出口から人体に向けて洗浄水を吐水するシャワー装置であることを特徴としている。
こうすれば、本発明の流体噴出装置の有する高いマッサージ効果を、頭皮等への洗浄水吐水に際して発揮することができる。
【0030】
頭皮などのマッサージには約40Hz以下の比較的遅い周期のマッサージが、吐水の回転等の刺激を認識し易く、大きなマッサージ感が得られて、望ましいが、この場合、前記高速の公転によって作り出される低速の自転を利用した回転吐水によって、容易にこの低速の回転吐水を作り出すことができる。また、この場合であっても特別な装置や電源を必要としないので、シャワー装置として用いるのに、適している。また、高速の安定した回転すなわち公転運動によって、低速回転を実現しているので、安定したマッサージを行うことができる。
【0031】
上記の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の人体局部洗浄装置は、便器後部に設けられ、人体局部に向かって洗浄水を吐水して局部の洗浄を行う人体局部洗浄装置であって、既述したいずれかの流体噴出装置を有し、前記噴出口より洗浄水を人体局部に向かって噴出することを特徴としている。
こうすれば、本発明の流体噴出装置の有する高いマッサージ効果を、人体局部への洗浄水吐水に際して発揮することができ、局部の血行促進や、便意促進を行うことができる。この場合、複雑な装置や大掛かりな装置を必要とせず、便器内部にノズルを進出させて人体局部の洗浄を行うのに適している。
【0032】
上記の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の乾燥装置は、便器後部に設けられ、人体局部を洗浄した後、人体局部に向かって送風して、人体局部の乾燥を行う人体局部洗浄装置用の乾燥装置であって、既述したいずれか記載の流体噴出装置を有し、前記噴出口より人体局部に向かって温風を送風し、人体局部の乾燥を行うことを特徴としている。
こうすれば、本発明の流体噴出装置の有する高い乾燥性能を、局部の温風乾燥に際して発揮することができる。また、この場合、乾燥対象である局部自体を動かさずに、温風を低速で回転して送風することで水滴を確実に動かすことができるため、人体局部に付着した水滴が人体熱をより多く奪うことができ、蒸発速度が大きくなって乾燥時間を短縮させることができる。また、温風が常に回転して動いているために、温風の温度を上げて蒸発速度を高めても、局部の一箇所が熱くなりすぎることが無い。また、複雑な装置や大掛かりな装置を必要しないため、便器内部にノズルを進出させて局部に近づけて、送風して乾燥効率を高めることもできる。
【0033】
上記の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明のマッサージ浴槽装置は、給水された洗浄水を浴槽内に吐水し、入浴中の人体に向けて吐水してマッサージを行うマッサージ浴槽装置であって、既述したいずれかの前記流体噴出装置を有し、前記噴出口から人体に向けて洗浄水を吐水することを特徴としている。
こうすれば、本発明の流体噴出装置の有する高いマッサージ効果を、入浴中の人体に対して発揮することができる。この場合、水中への吐水を低速で回転させることで、前述したシャワー装置同様に低速回転吐水による大きなマッサージ効果を得ることができる。また、この場合であっても、特別な装置を必要としないので、取付けスペースが限られるマッサージ浴槽装置に適している。
【0034】
上記の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の洗浄装置は、被洗浄物を収納する収納部を有し、給水された洗浄水を被洗浄物に向けて吐水する洗浄装置であって、既述したいずれかの前記流体噴出装置を有し、前記噴出口から前記被洗浄物に向けて吐水することを特徴としている。
こうすれば、本発明の流体噴出装置の有する高い洗浄効果を、被洗浄物の洗浄に際して発揮することができる。また、この場合であっても、特別な装置や電源を必要としないので、小型化や漏電の安全性等が要求される食器洗浄乾燥機や浴槽洗浄装置等に用いると好適である。
【0035】
上記の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の送風装置は、人体に付着した水を吹き飛ばす送風装置であって、既述したいずれかの前記流体噴出装置と、気流を発生させる気流発生装置と、を有し、該気流発生装置によって、発生した気流を前記流体噴出装置へと供給し、前記噴出口から人体に向けて噴出することを特徴としている。
こうすれば、本発明の流体噴出装置の有する高い乾燥性能を、人体への気流噴出に際して発揮することができる。この場合、気流発生装置より発生した気流を、前記流体噴出装置に導くだけで、噴出する気流を回転して噴出することができ、この気流を用いて、人体や物体に付着した水滴を広範囲にわたって吹き飛ばすことができ、人体や物体を動かす必要が無い。また、前述したように、気流を減速回転して噴出することもできるので、水滴を確実に吹き飛ばすことができる。
【0036】
上記の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の乾燥装置は、人体に付着した水に温風を送風して乾燥を行う乾燥装置であって、既述したいずれかの前記流体噴出装置と、気流を発生させる気流発生装置と、前記気流発生装置によって発生した気流を加熱する加熱装置と、を有し、前記気流発生装置によって、発生した気流を前記加熱装置で加熱して、前記流体噴出装置へと供給し、前記噴出口から人体に向けて噴出することを特徴としている。
こうすれば、前記気流発生装置で発生した気流を、前記加熱装置で加熱して温風とし、前記噴出口から温風を回転させて噴出させることができる。従って、人体や物体に付着した水滴を広範囲にわたって乾燥させることができ、また、温風が常に動いているので温風の温度を上げて乾燥効率を短縮させることができ、人体や物体を動かす必要が無い。
【0037】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図1は本発明の流体噴出装置を縦断面視した図である。
図2は本発明の流体噴出装置を横断面視した図である。
図3は本発明の流体噴出装置に用いる噴出体の詳細図であり、図3(a)は噴出体を断面視した図であり、図3(b)は噴出体の外観図を示した図であり、図3(c)は噴出体の拡大上面図である。
【0038】
図1に示すように、流体噴出装置1は、流体が流入する流入室として円筒状に形成された旋回室5を備え、この旋回室5に、通路3と旋回室流入路2を経て流体を供給する構成になっている。
旋回室流入路2は、通路3より通路断面積が小さく構成されており、旋回室5の中心に対して偏心して当該旋回室5に接続されている。
よって、旋回室流入路2からの流体は、旋回室5に対してその接線方向から流入し、旋回室5内壁に沿って旋回する旋回流を生成する。
この場合、旋回室流入路2の通路断面積は通路3より小さいことから、旋回室5に流入する流体の流速を高めることができる。
【0039】
また、流体噴出装置1は、この旋回室5内に噴出体20を組み込んで備えている。
噴出体20は、図3に示すように、全体を円柱形状として、上部に流体を噴出する噴出口21を有する小径の噴出部位26と、下部に大径の室内部位23を備え、前記噴出部位26と室内部位23の間を段差部25として備えている。
【0040】
また、この噴出体20は、旋回室5内の流体を噴出口21へと導く管路22と、その下端で連通し噴出体軸方向に沿った軸方向管路24と、当該管路に連通するよう室内部位23を十字状に貫通する導入管路23aとを有する。従って、噴出体20は、旋回室5に流入した流体を、導入管路23a、軸方向管路24を経て管路22に導き入れ、この管路22における噴出口21から流体を噴出する。この管路22は、その下端の上流側開口22aから噴出口21に至って傾斜した管路とされ、噴出口21より噴出される流体の噴出方向を決定する。本実施例では、管路22は、噴出体20の中心軸に対して、角度βで傾斜して設けてある。つまり、この噴出口21は、その噴出側開口を噴出体20の中心軸に対して偏心して位置させている。
【0041】
また、この小径の噴出部位26は旋回室5に開口した開口部8(図1参照)に挿入されている。噴出体20が旋回室5内の流体圧で上昇すると、段差部25はこの開口部8の旋回室5側の内壁に内接して支持される。
また、この室内部位23は、旋回室5内に位置して上記の旋回流から後述の種々の力を受け、開口部8の開口回りにおける段差部25を接点とした噴出体20の円錐状の首振り公転駆動等に関与するが、これについては、後述する。
【0042】
また、旋回室5の下流側には、該旋回室5より小径のガイド部7が設けてある。このガイド部7は、後述する図4に示すように、室内部位23に接触して、この室内部位23、延いては噴出体20が首振り公転する際の最大傾斜角度がαとなるように構成してある。
なお、本実施例においては、α=5°、β=20°、すなわち、α<βとなるように構成されている。
【0043】
この様な構成の流体噴出装置1に流体が供給されると、旋回室5で室内部位23周りの旋回流を確実に起こす。この旋回流は、旋回室5への流入部である旋回室流入路2の近辺と、室内部位23を挟んでその反対側において、室内部位23周りの流速差を確実に引き起こすことができる。従って、室内部位23に、この流速差に基づいて力を生じさせることができ、この力によって、旋回室5内で室内部位23を旋回室5中心軸に対して、傾斜させ、室内部位23を回転させることができる。
【0044】
また、この傾斜や回転と同時に噴出体20は、旋回室5内の流体の圧力を受けて、上方へと移動するので、噴出体20は段差部25の一部を開口部8の内壁に内接させながら回転を行う。
【0045】
ここで、この傾斜しようとする力は、飛行機の翼周りの速度差により発生する揚力と同質のものであり、この力により室内部位23は傾斜する。また、室内部位23が傾斜し始めると、傾斜した側では、室内部位23と旋回室5の内壁との間隔が狭くなるので、旋回流の速度がさらに増加し、前述した速度差は大きくなり、さらに大きな力が発生して、より傾斜しようとする。また、室内部位23が傾斜することで、室内部位23の側面にも旋回流の流れを受けて、室内部位23が旋回流の流れ方向に回転する。また、室内部位23は、旋回室5の中心軸に対して傾斜した姿勢で、前記中心軸周りに公転可能としていることから、噴出体20は、室内部位23が、旋回室5の中心軸に対して傾斜した姿勢で、前記中心軸周りに公転を行う。また、この場合であっても、噴出体20は流れや旋回室5の内壁(詳しくはガイド部7)への当接による摩擦力によって、自由に自転することができる。
【0046】
ここで、こうした流体噴出装置1を用いた場合の、流体噴出の様子を図でもって説明する。
図4は流体噴出装置1を用いて流体を噴出する様子を説明する図である。
【0047】
図4に示すように、上記のように噴出体20が首振り公転を起こすと、噴出体20自体は前述した通り、傾斜して回転し、ガイド部7で最大傾斜角がαとなるように規制される。この場合、噴出体20が回転することで、回転外側方向に発生する遠心力によって、室内部位23がガイド部7に、常に接触し、押付けられるので、噴出体20の傾斜角αで安定して回転、すなわち公転を行う。
また、噴出体20は、このガイド部7への接触による摩擦力を受けるので、自身の中心軸周りに回転、すなわち自転する。
【0048】
この場合、この自転の回転方向は、噴出体20がガイド部7に内接して転がるので、前記公転および旋回流の回転方向に対して、反対方向の回転となる。本実施例では、このガイド部7を、摩擦抵抗の大きいゴム等の材質を用いて形成することにしたので、このガイド部7での噴出体20の滑りを抑制し、噴出体20に対して摩擦力を生じやすくした。よって、噴出体20の公転による回転力をこの噴出体20の自転を引き起こす力とでき、噴出体20の自転を確実に起こすことが出きる。このように自転を確実に起こす他の手法としては、微小鋼球等を吹き付けるショットブラスト処理をガイド部7に施して、室内部位23のガイド表面に微小な凹凸を形成するようにすることもできる。また、噴出体20の室内部位23表面の側に微小凹凸を形成するようにすることもできる。
【0049】
また、この時の回転数は、公転の回転数が旋回室内の流体の流れの速度に支配されて決定され、自転の回転数は、この公転によって噴出体20がガイド部7を転がることで決まる。よって、噴出体20の外径dに対して、ガイド部の内径D、公転の回転数をRとした時、自転回転数は、R×((D−d)/D)となる。従って、この実施例では、D=4.4mm、d=4mm、公転の回転数をR=4000rpmとすると、自転の回転数は約360rpmとなる。つまり、噴出体20の自転速度は公転速度に比して減速されており、自転周期も公転周期より長周期となる。実際、流体を水として用いた場合、流量約500ml毎分で、公転の回転数が約4000回転毎分、自転の回転数が約360rpmとなることが実験により確認された。
【0050】
また、噴出口21より噴出される流体の噴出方向は、管路22の噴出方向を決定する傾斜部分で定まり、当該部分が噴出体20の中心軸に対して、角度βで傾斜して設けてあることから、流体は、噴出体20に対して角度βで噴出される。
【0051】
従って、この様な噴出体20が、公転しながら、自転を行って流体を噴出すると、噴出される流体は次の様な軌跡を採る。
すなわち、流体噴出装置1は、噴出する流体の軌跡を、前述した公転角度αで円錐状に拡大した軌跡と、自転傾斜角度βで円錐状に拡大した軌跡と、の合成軌跡とすることができる。
【0052】
また、前述したように、傾斜角βの軌跡を支配する自転周期が、前記公転にくらべて長周期とされており、且つ、前記合成軌跡においては、高速移動による短周期の公転噴出の噴射角αより、減速された長周期の自転噴出の噴射角βの方が角度が大きく設定されている。
【0053】
従って、この様な噴出形態は、噴射角αを持った噴出流体を、あたかも円錐角βを有する円錐状に、長周期の自転周期で、低速で回転させて噴出させていることになる。
【0054】
この様な流体を人体に噴出した場合、人体は、この遅く、大きな噴出角をもった自転による流体の噴出を、より認識する。つまり、刺激に対する人体の皮膚感覚は、刺激が加わる際の周波数が高いほど(本実施例に照らせば噴出流体の移動速度が高いほど)刺激に対する認識が弱まるので、長周期で低速回転(低周波数)の自転による流体の噴出を、人体はより認識する。
【0055】
よって、このように減速された低速、且つ噴出角の大きい回転噴射(自転噴出)を、噴出体20の安定性の高い高速回転で作り出す事ができる。この場合、噴出角20°で約6Hzの回転を、公転角5°で約67Hzの公転で作り出している。この回転比は、既述した噴出体20の外径dとガイド部の内径Dの比でほぼ定まるので、この内外径を調整することで、具体的には噴出体20やガイド部7の交換で、噴出体20の自転周期(周波数)を種々調整でき、上記した合成軌跡についても調整できる。
【0056】
また、この様な流体の噴出を得るにあたって、減速機構や特別な装置を全く必要とせず、非常に簡単な構成で達成することができる。
また、この様な低速の流体の回転噴出を用いて、人体に向けて噴出すれば、流体が回転によって纏まり無く飛び散るようなこともなく、さらには流体の回転が低速であるために刺激変化を人体が認識し易くなり、高いマッサージ効果が期待できる。
【0057】
ところで、既存の噴出体としては、噴出口を噴出体中心軸回りに放射状に複数有し、各噴出口からシャワー状に同時に噴出するものがあるのに対し、本実施例では、噴出体20を自転・公転させつつ、噴出側開口が噴出体中心軸に対して偏心した噴出口21から噴出させている。よって、本実施例は、上記の既存のものに比して、人体への刺激を減ずることなく洗浄水を噴出できる。
【0058】
また、本実施例では、旋回室5の内部において既述したように公転する噴出体20を、その下部の室内部位23を円柱形状とした。よって、この円柱形状とした室内部位23周りの旋回流を、円柱周壁においてその流れが不用意に乱れた旋回流とすることを抑制でき、こうした抑制を円柱形状の室内部位23の軸方向に亘り発現させる。このため、円柱形状の室内部位23の軸方向で旋回流の既述した速度差を確実に発生させるので、円柱形状の室内部位23全体を揚力発生に寄与させて、揚力を大きくすることができる。これにより、室内部位23や噴出体20の首振り公転の確実化を図ることができる。
【0059】
次に、同様な流体噴出を行う変形例について説明する。
この変形例は、噴出体を公転させる原動力として自転する力を用い、この自転する力を噴出体に設けた軸流羽根が流れを受けることで得ていることを特徴としている。
【0060】
図5は、変形例の流体噴出装置41を説明するための図であり、図6は本実施例の流体噴出装置41に用いる噴出体30を説明する図で、図6(a)は噴出体30を縦断面視して説明する図であり、図6(b)は噴出体30を下面視して説明する図である。
【0061】
図5に示すように、流体噴出装置41は、流体が流入する流入室として円筒状に形成された回転室39を備え、この回転室39に、回転室流入路36を経て流体を回転室底面側から供給する構成になっている。
回転室流入路36は、回転室39の中心に接続されており、流体噴出装置41へと流体を導く通路より通路断面積が小さく構成されており、回転室39に流入する流体の流速を高めることができる。
【0062】
また、流体噴出装置41は、この回転室39内に噴出体30を組み込んで備えている。
噴出体30は、図6に示すように、噴出体20と同様に全体を円柱形状として、上部に流体を噴出する噴出口31を有する小径の噴出部位42と、下部に大径の室内部位33を備え、噴出部位42と室内部位33の間を段差部35として備えている。
【0063】
また、この噴出体30は、回転室39内の流体を噴出口31へと導く管路32と、その下端で連通し噴出体軸方向に沿った軸方向管路32bと、当該管路に連通するよう室内部位33を十字状に貫通する導入管路33aとを有する。従って、噴出体30は、回転室39に流入した流体を、導入管路33a、軸方向管路32bを経て管路32に導き入れ、この管路32における噴出口31から流体を噴出する。この管路32は、その下端の上流側開口32aから噴出口31に至って傾斜した管路とされ、噴出口31より噴出される流体の噴出方向を決定する。この管路32にあっても、噴出体30の中心軸に対して、角度βで傾斜して設けてある。こうした関係は、既述した噴出体20と同様である。
【0064】
また、この小径の噴出部位42は回転室39に開口した開口部38に挿入されて、噴出体30が回転室39内の流体圧で上昇した時に、段差部35がこの開口部38の回転室39側の内壁に内接して支持されるように構成されている。
【0065】
また、この室内部位33には、軸流羽根34が設けられており、回転室流入路36からの流速が高められた、噴出体30の下方からの流れを受けて、回転力を得て、噴出体30自体が噴出体30の中心軸周りに自転するように構成されている。
【0066】
また、回転室39の下流側には、該回転室39より小径のガイド部37が設けてあり、噴出体30が、前述した段差部35と開口部38の内壁との内接部を、頂点とした噴出体30の円錐状の首振り公転運動が可能なように構成されていると共に、室内部位33、延いては噴出体30が首振り公転時に接触して、最大傾斜角度がαとなるように構成してある。なお、本実施例においては、α=5°、β=20°、すなわち、α<βとなるように構成されている。
【0067】
この様な構成の流体噴出装置1に流体が供給されると、回転室39内で、噴出体30の中心軸周りの回転、すなわち自転運動を確実に起こす。
また、噴出体30は回転室39内で自由に傾斜、回転できるように構成されているので、この自転による回転によって、回転室39内で傾斜し、又同時に、噴出体30は回転室39内の流体圧で上昇し、段差部35がこの開口部38の回転室39側の内壁に内接するので、この接触部で発生する噴出体30の自転による摩擦力によって、噴出体30は回転室39内で首振り公転を開始する。
【0068】
このように、噴出体30が自転しながら公転し、噴出体の流体噴出傾斜角度βと、公転角度αが、α<βとなるように設定されて流体噴出装置41から流体を噴出すると、図4に示した流体噴出装置1と同様の流体噴出を行うことができる。
従って、この様な流体噴出装置41によっても、既述した流体噴出装置1と同様の効果を奏することができる。そして、本実施例の流体噴出装置41によれば、軸流羽根34により噴出体30の自転噴出をより確実に行うことができる。
【0069】
次に、以上で説明した流体噴出装置の応用例について説明する。
図7は、本発明の流体噴出装置1をハンドシャワーに用いた状態を説明する図である。
【0070】
図7に示したように、ハンドシャワー45は、前述した様な流体噴出装置1を複数内蔵して備えている。
このようなハンドシャワー45は、その内蔵する流体噴出装置1が有する噴出体20の噴出口21から洗浄水を吐水する。よって、この吐水を人体や頭皮に当ててマッサージを行えば、長周期で低周波数(低回転)の自転噴出により、前述した様な、高いマッサージ効果を得ることができる。
また、この場合、特に吐水する洗浄水を数Hzで回転させることができるので、人体が明確に認識できる刺激の変化をもった吐水を、頭皮や人体に当てることができる。従って、人体や頭皮のマッサージや血行促進を行うのに適している。
また、この場合であっても、特別な装置や大掛かりな装置や電源を必要としないので、浴室内で用いるハンドシャワーに適している。
【0071】
次に、別の流体噴出装置の応用例について説明する。図8は、本発明の流体噴出装置1を乾燥装置に用いた状態を説明する図である。
【0072】
図8に示したように、乾燥装置48は、その内部に、流体噴出装置1、加熱手段47、気流発生装置46を備えている。乾燥装置48は、図示しないセンサーによって使用者または手を検知すると、気流発生装置46を駆動し気流を発生させ、加熱手段47へと気流を送り込む。よって、この乾燥装置48は、この気流を加熱して温風とした上で、この温風を流体噴出装置1へと送り込む構成となっている。
【0073】
従って、この様な構成の乾燥装置48を用いて手の乾燥を行えば、内蔵した流体噴出装置1からは、高速の公転噴出と低速の自転噴出をその軌跡で組み合わせた温風の気流が噴出されるので、高い乾燥性能を発揮することができる。この場合、手に付着した水滴は、噴出口21より噴出される高速温風によって、蒸発もしくは吹飛ばされる。さらに、この高速温風は、数Hzで回転しながら噴出口21より噴出されるので、手などに付着した水滴を確実に動かすことができ、手もみをして水滴を動かして乾燥効率を高めると同様の効果を得ることができる。しかも、この場合であっても、気流の回転が単調とならないため、水滴が手などの起伏した表面の一部にとどまってしまったりすることも無く、十分乾燥効率を高めることができる。
【0074】
次に、別の流体噴出装置の応用例について説明する。図9は、本発明の流体噴出装置1を人体局部洗浄装置用の乾燥ノズル50に用いた状態を説明する図である。
【0075】
図示するように、乾燥ノズル50は、人体局部に洗浄水を噴出し、人体局部の洗浄を行った後、人体局部に向かって温風を噴出して乾燥を行うものであって、便器内に進出するノズル本体51と、該ノズル本体51の先端内部に備えられた流体噴出装置1とから構成され、図示しない送風装置と加熱手段によって、温風を前記流体噴出装置1に供給し、噴出口21から人体局部に向かって温風を噴出することで、人体局部の乾燥を行う構成になっている。
従って、この様な構成の乾燥ノズル50を用いて人体局部の乾燥を行えば、本発明の流体噴出装置1の有する高い乾燥性能を発揮することができる。また、この場合であっても、特別な装置を用いることなく、噴出する温風を低速で回転して噴出でき、又電源等を必要としないので、漏電の恐れも無く、便器内に進出して乾燥を行う、人体洗浄装置用の乾燥ノズルに適している。
【0076】
また、この場合、ノズル本体を便器内に進出する動力源として送風装置の風圧を利用して、ノズル本体を駆動すれば、ノズル本体を進出するための駆動装置も必要なくなり、さらに装置の小型化、簡略化、低コスト化が望めて好ましい。
【0077】
また、乾燥ノズル50に洗浄水を供給して、洗浄ノズルとして用いることもできる。具体的には、ノズル本体51の流体噴出装置1への送風に変え、洗浄水を供給する。こうすれば、本発明の流体噴出装置1の有する高い洗浄性能を発揮することができる。なお、局部洗浄時には、流体噴出装置1に洗浄水(温水洗浄水)を供給し、この局部洗浄後の温風乾燥時に、流体噴出装置1に温風を送るようにすることもできる。
【0078】
次に、別の流体噴出装置の応用例について説明する。図10は、本発明の流体噴出装置1をマッサージ浴槽に用いた状態を説明する図である。
【0079】
図示するように、マッサージ浴槽60は、浴槽水を貯溜した浴槽62に、前述した様な流体噴出装置1を備え、噴出口21を浴槽内に向けた状態で固定されている。また、流体噴出装置1には、浴槽62内の浴槽水を吸込口67より吸込んで、流体噴出装置1へと循環供給する循環ポンプ65が備えられている。また、この循環ポンプ65は操作手段64からの信号を制御装置63が受けて、運転されるようになっている。
このような構成のマッサージ浴槽60を用いれば、水中への吐水であっても、前述した様な高いマッサージ効果や高い信頼性を得ることができることは明らかである。
【0080】
また、本実施例において浴槽水が無い状態で、流体噴出装置1から洗浄水や洗剤を噴出するようにすれば、洗浄水や洗剤の回転数を小さくすることができ、噴出した洗浄水や洗剤が纏まり無く飛び散るようなことが無く、本発明の流体噴出装置1の有する高い洗浄性能を発揮することができる。
【0081】
また、本発明の流体噴出装置1は食器洗浄機などに用いても高い洗浄力を発揮することができる。
図11は、本発明の流体噴出装置1を食器洗浄機用の洗浄ノズルに用いた状態を説明する図である。
【0082】
図示するように、食器洗浄機70は、食器を収納する食器収納カゴ72と、該食器収納カゴ72を収納する食器収納部71を有する本体74と、該本体74を密閉、開閉する開閉フタ73とから構成され、食器収納部71には流体噴出装置1を有している。
この様な構成の食器洗浄機70を用いて食器の洗浄を行うに当たっては、図示しない洗浄ポンプから供給される洗浄水を流体噴出装置1から噴出するだけで、本発明の流体噴出装置1の有する高い洗浄性能を発揮することができる。また、この場合であっても、特別な装置や電源を用いる必要が無く、小型化や安全性が要求される食器洗浄機に適している。また、本発明の流体噴出装置1から噴出される洗浄水は、数Hzの小さい周期を有して噴出されるので、例えば、下から洗浄水を噴出した場合、食器に噴射され表面に残った洗浄水の水膜が、洗浄水の自重で下に落ちてから、次の周期の洗浄水が噴射されるので、前記水膜によって洗浄水の勢いが減速することが無く、望ましい。
【0083】
また、以上のすべての応用例において、流体噴出装置1の代わりに、流体噴出装置41を用いても同様の効果を得ることができる。
【0084】
ここで、他の変形例について説明する。図12は噴出体20の変形例を示す説明図である。
【0085】
図示するように、この変形例の噴出体20は、洗浄水の噴出方向を決定する傾斜した管路22を、軸方向管路24から2方向に分岐した傾斜管路部22cとし、それぞれの管路部の開口である噴出口21を噴出体先端面に二つ有する。それぞれの噴出口21にあっても、噴出体20の中心軸に対して偏心して位置し、各噴出口に至る傾斜管路部22cは、側面視において噴出体20の中心軸に対して角度βで傾斜して、噴出口21からの流体の噴出方向を定める。
【0086】
この変形例の噴出体20によれば、自転噴出時における傾斜角度βの円錐状軌跡を、それぞれの噴出口21からの二筋の噴出流体で形成することができる。よって、低速回転の自転噴出に伴う円錐状軌跡において流体が噴出していない隙を少なくできるので、円錐状の水膜の様にして流体を噴出できる。
【0087】
図13はまた別の噴出体20の変形例を示す説明図である。この変形例は、上記した各噴出体が管路の傾斜部分で噴出口21からの流体の噴出方向を定めていたのに対し、管路内に流速差をもたらして噴出口21からの流体の噴出方向を定める点に特徴がある。
【0088】
即ち、変形例の噴出体20Aは、噴出口21に至る直管状の管路22の経路途中に凸部27を有し、噴出体20Bは、噴出口21に至る直管状の管路22において噴出口21の側を大径で偏心した拡張管路部28とする。こうした変形例では、管路22を通過する流体が凸部27を越える際、凸部27の側で流速が下がり凸部27と対向する管路壁面側では流速が上がる。よって、流体は、噴出口21から噴出するに当たって凸部27で折れ曲がった様な軌跡で斜めに噴出し、図4に示す角度βでの円錐状の様な流体噴出をもたらす。
【0089】
噴出体20Bについてもほぼ同様であり、管路22を通過する流体が偏心した拡張管路部28に達すると、管路が広がった側で流速が下がりその反対側では流速が上がる。よって、流体は、噴出口21から噴出するに当たって拡張管路部28における管路拡張側で折れ曲がった様な軌跡で斜めに噴出し、図4に示す角度βでの円錐状の様な流体噴出をもたらす。
【0090】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記の実施例や実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】流体噴出装置1を縦断面視して説明した図である。
【図2】流体噴出装置1の旋回室を横断面視して、説明した図である。
【図3】噴出体20を説明する図であり、図3(a)は噴出体20を縦断面視した図であり、図3(b)は噴出体20を外観視した図であり、図3(c)は噴出体20の拡大上面図である。
【図4】流体噴出装置1から流体を噴出する様子を説明する図である。
【図5】流体噴出装置41を縦断面視して説明した図である。
【図6】噴出体30を説明する図であり、図6(a)は噴出体30を縦断面視した図であり、図6(b)は噴出体30を下方から外観視した図である。
【図7】本発明の流体噴出装置1をハンドシャワー45に用いた場合の説明図である。
【図8】本発明の流体噴出装置1を乾燥装置48に用いた場合の説明図である。
【図9】本発明の流体噴出装置1を人体局部洗浄装置の乾燥ノズルに用いた場合の説明図である。
【図10】本発明の流体噴出装置1をマッサージ浴槽60に用いた場合の説明図である。
【図11】本発明の流体噴出装置1を食器洗浄機70に用いた場合の説明図である。
【図12】噴出体20の変形例を示す説明図である。
【図13】また別の変形例に係る噴出体20A、20Bを示す説明図である。
【符号の説明】
1…流体噴出装置
2…旋回室流入路
3…通路
5…旋回室
7…ガイド部
8…開口部
20…噴出体
20A…噴出体
20B…噴出体
21…噴出口
22…管路
22a…上流側開口
22c…傾斜管路部
23…室内部位
23a…導入管路
24…軸方向管路
25…段差部
26…噴出部位
27…凸部
28…拡張管路部
30…噴出体
31…噴出口
32…管路
32a…上流側開口
32b…軸方向管路
33…室内部位
33a…導入管路
34…軸流羽根
35…段差部
36…回転室流入路
37…ガイド部
38…開口部
39…回転室
41…流体噴出装置
42…噴出部位
45…ハンドシャワー
46…気流発生装置
47…加熱手段
48…乾燥装置
50…乾燥ノズル
51…ノズル本体
60…マッサージ浴槽
62…浴槽
63…制御装置
64…操作手段
65…循環ポンプ
67…吸込口
70…食器洗浄機
71…食器収納部
72…食器収納カゴ
73…開閉フタ
74…本体
Claims (14)
- 流体を噴出する噴出口を有する流体噴出装置であって、前記流体噴出装置は、
流体が流入する流入室と、
前記流入室の流体を前記噴出口へと導く管路と、前記噴出口と、前記流入室内に組み込まれて、前記流入室内の流体の流れを受ける室内部位と、を有する噴出体と、を備え、
前記噴出体を、
前記噴出口を外部に臨ませて、且つ前記噴出口近傍を前記流入室内壁に当接させた状態で、この当接部分を頂点として傾斜して回転する首振り公転運動と、前記噴出体中心軸周りに回転する自転運動と、を可能として備え、
前記管路は、前記噴出体の自転により洗浄水が円錐状に拡大して吐水されるように、前記噴出体中心軸に対して傾斜して設けられたことを、特徴とする流体噴出装置。 - 請求項1記載の流体噴出装置であって、
前記噴出口は、前記噴出体中心軸に対して偏心している流体噴出装置。 - 請求項1または請求項2記載の流体噴出装置であって、
前記噴出体の傾斜角度を規制するガイド部を設けたことを、特徴とする流体噴出装置。 - 請求項3記載の流体噴出装置であって、
前記ガイド部によって規制される前記噴出体の傾斜角度αと、前記噴出体中心軸に対する前記管路の傾斜角度βの関係を、α<βとしたことを、特徴とする流体噴出装置。 - 請求項3または請求項4記載の流体噴出装置であって、
前記ガイド部と前記噴出体との接触部の少なくとも一方に、滑り防止部を設けたことを、特徴とする流体噴出装置 - 請求項1ないし請求項5いずれか記載の流体噴出装置であって、
前記流入室への流体の流入を、前記流入室の周壁に沿った流入として、前記流入室内において、前記室内部位まわりの旋回流となるようにしたことを、特徴とする流体噴出装置。 - 請求項6記載の流体噴出装置であって、
前記室内部位を円柱形状としたことを、特徴とする流体噴出装置。 - 給水された洗浄水を人体に向けて吐水するシャワー装置であって、
請求項1ないし請求項7いずれか記載の前記流体噴出装置を有し、前記噴出口から人体に向けて洗浄水を吐水するシャワー装置。 - 便器後部に設けられ、人体局部に向かって洗浄水を吐水して局部の洗浄を行う人体局部洗浄装置であって、
請求項1ないし請求項7いずれか記載の流体噴出装置を有し、前記噴出口より洗浄水を人体局部に向かって噴出することを特徴とする人体局部洗浄装置。 - 便器後部に設けられ、人体局部を洗浄した後、人体局部に向かって送風して、人体局部の乾燥を行う人体局部洗浄装置用の乾燥装置であって、
請求項1ないし請求項7いずれか記載の流体噴出装置を有し、前記噴出口より人体局部に向かって温風を送風し、人体局部の乾燥を行うことを、特徴とする人体局部洗浄装置用の乾燥装置。 - 給水された洗浄水を浴槽内に吐水し、入浴中の人体に向けて吐水してマッサージを行うマッサージ浴槽装置であって、
請求項1ないし請求項7いずれか記載の前記流体噴出装置を有し、前記噴出口から人体に向けて洗浄水を吐水することを、特徴とするマッサージ浴槽装置。 - 被洗浄物を収納する収納部を有し、給水された洗浄水を該被洗浄物に向けて吐水する洗浄装置であって、
請求項1ないし請求項7いずれか記載の前記流体噴出装置を有し、前記噴出口から前記被洗浄物に向けて吐水することを、特徴とする洗浄装置。 - 人体に付着した水を吹き飛ばす送風装置であって、
請求項1ないし請求項7のいずれか記載の前記流体噴出装置と、気流を発生させる気流発生装置と、を有し、
該気流発生装置によって、発生した気流を前記流体噴出装置へと供給し、前記噴出口から人体に向けて噴出することを特徴とする送風装置。 - 人体に付着した水に温風を送風して乾燥を行う乾燥装置であって、
請求項1ないし請求項7のいずれか記載の前記流体噴出装置と、気流を発生させる気流発生装置と、前記気流発生装置によって発生した気流を加熱する加熱装置と、を有し、
前記気流発生装置によって、発生した気流を前記加熱装置で加熱して、前記流体噴出装置へと供給し、前記噴出口から人体に向けて噴出することを特徴とする乾燥装置。
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