JP2013047451A - 吐水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型のポンプを用いることなく、吐水に充分大きな流速変動を与えることができ、吐水から着水までの距離が短い場合であっても充分に大きな水塊を形成することが可能な吐水装置を提供すること。
【解決手段】この吐水装置は、水溜部に空気を導入する空気導入口１０ａを有し、空気導入口１０ａから導入した空気を泡状にした気泡を生成するとともに、この気泡を通水経路部１０５に間欠的に供給する気泡供給手段を備え、気泡供給手段は、噴流ＷＳｍによって水溜部１０６に形成される旋回流ＷＳｓの流れを変化させることによって、空気導入口１０ａから空気を導入する状態と、空気導入口１０ａから空気の導入を停止する状態とを交互に作り出すように構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、吐水装置に関する。

人体を洗浄するための吐水装置は、洗浄感を高めることが求められている。洗浄感は、吐水装置から吐出された水が人体に当たった場合の刺激感と量感とによって左右される感覚である。刺激感と量感とを吐出される水の性状に当てはめると、刺激感とは水の流速に代表される物理量であり、量感とは人体に当たった水の面積（人体に当たる直前の水の断面積にも相当する）に代表される物理量である。換言すれば、刺激感は水の流速に応じて使用者が感じる水の刺激の強さであって、水の流速が速くなれば刺激感が強くなり、水の流速が遅くなれば刺激感が弱くなるものである。また、量感は人体に当たった水の面積に応じて使用者が感じる水の量の多少であって、水の面積が広くなれば量感が強くなり、水の面積が狭くなれば量感が弱くなるものである。

一方で吐水装置には、より節水性能を高めることも求められている。節水性能を高めるには、吐水装置から吐出される水の量を減らすことが必要であるものの、単純に吐出される水の量を減らせば量感が低減されることになり、洗浄感に不満を抱く使用者が増えるおそれがある。

そこで、連続的な線状の吐水を間欠的な水塊による吐水に変換することで、低水量でありながら、人体に当たる水の面積を確保し、量感を損ねない技術が提案されている。この技術の一例としては、下記特許文献１に記載のものが提案されている。下記特許文献１に記載の技術では、吐水に噴射速度が速い第一部分と噴射速度が遅い第二部分とを交互に形成し、人体への着水前に第一部分が第二部分に追いつくことで、大きな水塊を形成している。下記特許文献１に記載の技術では、このような速度差を形成するために、吐水装置への給水圧よりも高い圧力を間欠的に加えて、吐水圧を大きく変動させることが利用されている。このように吐水圧を大きく変動させることで、吐水に間欠的な流速変動が起きることから、上述したような間欠的な水塊による吐水が実現される。

下記特許文献１に記載の技術は、間欠的な水塊による吐水を確実に実現するためには優れた技術であるけれども、給水圧よりも高い圧力を加えるために比較的大型のポンプが必要となる。このような比較的大型のポンプが必須のものとされれば、吐水装置全体が高価なものとなり、装置の大型化にも繋がるおそれがある。

ポンプを用いずに吐水の流速を周期的に変動させる技術としては、下記特許文献２に記載のものが提案されている。下記特許文献２では、吐水に気泡を混入させることで吐水の流速変動を起こさせている。同文献の記載によれば、洗浄水の中に気泡として混入された空気の量がより多い部分では、その部分の洗浄水の速度は、より高速になる。一方で、洗浄水の中に気泡として混入された空気の量がより少ない部分では、その部分の洗浄水の速度は、より低速になる。これにより、吐水には、高速な部分と低速な部分との繰り返しが生ずる。

ポンプを用いずに吐水の流速を周期的に変動させる技術ではないものの、水に対する気泡の混入量を変化させる技術として、下記特許文献３に記載のものが提案されている。下記特許文献３では、供給する空気量を調整するため、気体混入比制御手段が設けられている。気体混入比制御手段は、気体供給流路と、気体供給流路に設けられた電磁弁である気体流量弁とを有している。この気体流量弁を開くと、その開度に応じた空気が供給され、気泡混入水が生成される。一方、この気体流量弁を閉じると空気の流入が遮断され、気泡混入水は生成されない。

特開２００１−９０１５１号公報 特許第４５７２９９９号公報 特開２００８−２３７６０１号公報

上記特許文献２では、ポンプを使わずに流速を変動させることができるものであるが、空気の混入量の変動はいわば成り行きで発生するものであり、その変動幅は僅かなものである。そのため、気泡供給量を大きく変動させることができず、吐水の流速を大きく変動させることができないものである。

一方、上記特許文献３に記載の気泡混入量制御技術を適用し、気体流量弁を細かく開閉させることで空気の混入量を変動させ、流速を大きく変動させた吐水を実現することは可能である。しかしながら、そもそも装置の大型化や高価化を回避するべくポンプレスでの構成を検討しているにも関わらず、電磁弁である気体流量弁を設けることは、結果的に装置全体が高価なものとなり、装置の大型化に繋がるおそれがある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、大型のポンプや電磁弁を用いることなく、吐水に充分大きな流速変動を与えることができ、吐水から着水までの距離が短い場合であっても充分に大きな水塊を形成することが可能な吐水装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る吐水装置は、人体に向けて水を吐出する吐水装置であって、水を供給する給水路と、前記給水路から供給された水を下流側に向けて噴流として噴射する噴射口と、前記噴射口の下流側に設けられ、前記噴流を外部に吐出する吐出口が設けられた吐出流路と、前記噴射口と前記吐出流路との間に設けられ、前記噴射口から前記吐出流路に至る噴流が通過する経路である通水経路部及び前記通水経路部に隣接させて溜水を形成するための水溜部を有する水溜室と、前記水溜部に空気を導入する空気導入口を有し、前記空気導入口から導入した空気を泡状にした気泡を生成するとともに、この気泡を前記通水経路部に間欠的に供給する気泡供給手段と、を備える。本発明において気泡供給手段は、前記噴流によって前記水溜部に形成される旋回流の流れを変化させることによって、前記空気導入口から空気を導入する状態と、前記空気導入口からの空気の導入を停止する状態とを交互に作り出すように構成されている。

本発明によれば、空気導入口から水溜室内に空気を導入する状態と、空気導入口から空気の導入を停止する状態とを交互に作り出すので、噴流に対して気泡が多く供給される状態と、噴流に対して気泡が供給されない状態とを作り出すことができる。噴流に対する気泡の供給量に大きな増減を生じさせることができるため、吐水に大きな流速変動を起こすことができ、吐水から着水までの距離が短い場合であっても充分に大きな水塊を形成することができる。

更に、本発明では、噴流によって水溜部に形成される旋回流の流れを変化させることで空気を周期的に遮断／導入させている。空気導入口からの空気の導入は旋回流によって影響を受けているため、噴流によって自然発生する旋回流の流れを変化させれば、電磁弁等を用いて空気導入口を電気的に開閉させなくとも、空気を周期的に遮断／導入させることができる。このように本発明によれば、旋回流の流れを変化させるという簡単な構成で気泡の供給量に大きな増減を生じさせることが可能となる。

また本発明に係る吐水装置では、前記気泡供給手段は、前記空気導入口から導入した空気によって形成された気泡を前記噴流に引き込ませることで前記旋回流の流速を一時的に高め、その流速の一時的な高まりによって前記空気導入口に前記旋回流を一時的に逆流させるように構成されていることも好ましい。

気泡が噴流に引き込まれると、その引き込みに伴って噴流の周囲に存在していた水が押し出され、旋回流の流速が一時的に高まる。この好ましい態様では、このように噴流に気泡が供給されることにより旋回流の流速の一時的な高まりを利用し、空気導入口に旋回流を一時的に逆流させている。従って、旋回流の流速変化を利用したより簡単な構成で、気泡の供給量に大きな増減を生じさせることが可能となる。

また本発明に係る吐水装置では、前記気泡供給手段は、前記空気導入口近傍における前記旋回流上流側のガイド壁面を、前記空気導入口から導入される空気の上流側における空気導入方向と略沿うように形成した領域を含み、前記空気導入方向と前記旋回流上流側の水流方向とが対向するように構成されていることも好ましい。

この好ましい態様では、空気導入口近傍における旋回流上流側のガイド壁面を、空気導入口から導入される空気の上流側における空気導入方向と略沿うように形成することで、ガイド壁面に沿った旋回流の流速が高まった場合に、導入される空気を押し込んで逆流させやすくすることができ、より確実に空気の遮断／導入を行うことができる。

また本発明に係る吐水装置では、前記ガイド壁面は、前記水溜部における前記吐出流路の近傍と前記空気導入口の近傍とを繋ぎ、屈曲部を有さない連続面で構成されていることも好ましい。

気泡の噴流への引き込みに伴って流速が高まった旋回流は、吐出流路近傍から空気導入口の近傍に向かって進む。そこでこの好ましい態様では、ガイド壁面を屈曲部を有さない連続面とすることで、旋回流の流速を減じることなく空気導入口近傍へと送り込むことができる。これにより、ガイド壁面に沿った旋回流の流速が高まった場合に、導入される空気を押し込んで逆流させやすくすることができ、より確実に空気の遮断／導入を行うことができる。

また本発明に係る吐水装置では、前記空気導入方向と前記旋回流上流側の水流方向とが斜めにずれて対向するように、前記ガイド壁面が構成されていることも好ましい。

この好ましい態様では、空気導入方向と旋回流上流側の水流方向とが斜めにずれて対向するようにガイド壁面が構成されているので、流速が十分に高まっていない旋回流の場合は、空気の押し込み力が不足するように構成することができ、流速が十分に高まった旋回流の場合のみに空気を押し込んで逆流させやすくすることができる。従って、より確実に空気の遮断／導入を行うことができる。

また本発明に係る吐水装置では、前記気泡供給手段は、前記噴射口の流路断面積よりも大きな断面積となる大気泡を生成し、この大気泡を前記通水経路部に供給するように構成されていることも好ましい。

噴流より大きな断面積となる大気泡を供給することで、噴流の周囲に存在している空気をより多く押し出すことができ、旋回流の流速をより一層高めることができる。従って、より確実に空気の遮断／導入を行うことができる。更に、噴流が大気泡の中を貫通する状態と、噴流が水の中を貫通する状態とを交互に作り出すことができ、噴流の通水抵抗を大きく変動させることができるので、吐水により大きな流速変動を与えることができる。

本発明によれば、大型のポンプや電磁弁を用いることなく、吐水に充分大きな流速変動を与えることができ、吐水から着水までの距離が短い場合であっても充分に大きな水塊を形成することが可能な吐水装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る吐水装置を示す概略斜視図である。 図１に示す吐水装置における吐水初速の変動を示す図である。 図１に示す吐水装置の吐水状態を模式的に示す図である。 図１に示す吐水装置が有する水溜室の概略構成を模式的に示す図である。 図４のＡ―Ａ断面を示す図である。 図４のＢ―Ｂ断面を示す図である。 図４に示す水溜室で噴流に気泡を供給する態様を説明するための図である。 図７のＣ―Ｃ断面を示す図である。 図７のＤ領域を拡大して示す図である。 図４に示す水溜室で噴流に気泡を供給する態様を説明するための図である。 図４に示す水溜室で噴流に気泡を供給する態様を説明するための図である。 図１１のＥ―Ｅ断面を示す図である。 図４に示す水溜室で噴流に気泡を供給する態様を説明するための図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

本発明の実施形態である吐水装置について説明する。本発明に係る吐水装置は、人体に向けて水を吐出するものであって、大型のポンプを用いることなく、吐水に充分大きな流速変動を与えることができ、吐水から着水までの距離が短い場合であっても充分に大きな水塊を形成することが可能なものである。従って、本発明に係る吐水装置の応用範囲は多岐に渡るものであって、水塊となった吐水を人体に着水することが可能であって、節水効果と洗浄感向上とを両立できるあらゆるものに応用可能なものである。本実施形態の説明では、人体の局部洗浄を行う装置として本発明の吐水装置を応用した一例を説明する。本発明の趣旨に鑑みれば、本発明に係る吐水装置としてはこれに限られるものではない。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る吐水装置としての局部洗浄装置ＷＡは、大便器ＣＢに載せて使用されるものである。局部洗浄装置ＷＡは、本体部ＷＡａと、便座ＷＡｂと、便蓋ＷＡｃと、リモコンＷＡｄとを備えている。本体部ＷＡａは、ノズルＮＺを有しており、ノズルＮＺを進退自在に保持している。本体部ＷＡａは、便座ＷＡｂ及び便蓋ＷＡｃを回動自在に保持している。

使用者は使用時に、便蓋ＷＡｃを図１に示すように便蓋ＷＡｃを上方に回動させ、便座ＷＡｂを露出させる。使用者は便座ＷＡｂに着座して用便をした後、リモコンＷＡｄを操作してノズルＮＺに形成された吐出口ＮＺａから吐水させ、自身の局部を洗浄する。使用者は局部洗浄後、リモコンＷＡｄを操作して吐出口ＮＺａからの吐水を停止する。その後使用者は、リモコンＷＡｄを操作して大便器ＣＢに洗浄水を流す。

本実施形態では、図１に示すように、吐水ＪＷの進行方向に沿ったＪ軸と、鉛直方向に沿ったＶ軸とを設定し、このＪ軸及びＶ軸を用いながら局部洗浄装置ＷＡの吐水態様について説明する。

本実施形態における吐水初速の変動態様の一例を図２に示す。図２に示すように、吐水初速を周期的に変動させることで、吐水初速が低い状態（図２のＦＷ）から高い状態（図２のＡＷ）に至るまでは、後続の吐水を先行する吐水に追い付かせる追い付き期間を形成している。周期的に発生する追い付き期間の間は、水塊の形成に寄与せず吐水する期間なので、本実施形態では便宜的に無駄水期間と呼称する。

図３に、図１に示す局部洗浄装置ＷＡの吐水状態を模式的に示す。本実施形態では、大型のポンプを使用することなく、吐水される水の流速を周期的に変動させて、大きな水塊を吐水対象部位に衝突させるように構成されている。

このように吐水される水の流速の変動が起こると、図３の（Ａ）に示すように、吐水ＪＷは、部位Ｗｐ１，部位Ｗｐ２，部位Ｗｐ３，部位Ｗｐ４，部位Ｗｐ５を含むものとなる。この各部位のそれぞれの流速を、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５とすると、Ｖ１（≒Ｖ５）＜Ｖ２（≒Ｖ４）＜Ｖ３となる。

よって、吐水直後から図３の（Ａ）〜（Ｃ）へと移行するにつれて、部位Ｗｐ３は部位Ｗｐ２より速度が大きいから、部位Ｗｐ３は部位Ｗｐ２と合体し、さらに部位Ｗｐ１と合体して大きな水塊となる。

このように最大流速の部位Ｗｐ３がその前の部位Ｗｐ２，部位Ｗｐ１と順次合体することにより、大きな塊となって、人体局部に着水することになる。この洗浄水は、人体局部に当たるときには、衝突エネルギ（洗浄強度）が大きい水塊状態となっている。この部位Ｗｐ３の流速Ｖ３は、最大流速であることから、脈動流で吐水された洗浄水は、合体した水塊の状態が脈動周期ごとに現れるような吐水形態で、吐出口ＮＺａから吐水されていることになる。しかも、脈動周期でこのような現象が起きることから、上記のように最大流速の部位Ｗｐ３の合体を経た水塊は繰り返し現れ、ある吐水タイミングでの水塊とその次の吐水タイミングでの部位Ｗｐ３の合体を経た水塊とはほぼ同じ速度で吐水されることになる。しかも、このそれぞれの水塊は、最大流速での部位Ｗｐ３に遅れて吐水された部位Ｗｐ４、部位Ｗｐ５で繋がれたような状態となる。

本実施形態に係る局部洗浄装置ＷＡは、大型のポンプを用いずに吐水の流速変化をつけ、上述したような繰り返し周期的に現れる水塊による吐水を行うものである。局部洗浄装置ＷＡは、図１に示したノズルＮＺの吐出口ＮＺａの上流側に、水溜室１０を有している。本実施形態に係る局部洗浄装置ＷＡは、水溜室１０によって気泡を供給することで吐水の流速変化をつけている。この水溜室１０の構成について、図４を参照しながら説明する。図４は、水溜室１０の概略構成を模式的に示す図である。

図４に示すように水溜室１０は、空気管路１０１と、給水管路１０２（給水路）と、吐出管路１０３と、を備えている。空気管路１０１、給水管路１０２、及び吐出管路１０３は、水溜室１０の内部に連通するように設けられた管路である。

水溜室１０は、全体としては略三角柱状の箱形状を成している。水溜室１０は、壁１０ｅと、壁１０ｆと、壁１０ｇと、壁１０ｉと、壁１０ｊとを有している。図４には、壁１０ｅ，壁１０ｆ，壁１０ｇのみが三角形を成すように描かれており、壁１０ｅと壁１０ｆとが直角を成し、壁１０ｇが斜辺となる直角三角形を成すように描かれている。壁１０ｉと壁１０ｊとは互いに対向する位置に配置される壁であって、壁１０ｅと、壁１０ｆと、壁１０ｇとを繋ぐように配置される壁である。

空気管路１０１は、水溜室１０に形成された空気導入口１０ａを介して、水溜室１０内部と連通している。空気導入口１０ａは、壁１０ｆと壁１０ｇとが突き合わされる角部近傍であって、壁１０ｇの上流側端に形成されている。

給水管路１０２は、噴射口１０ｂを介して、水溜室１０内部と連通している。噴射口１０ｂは、壁１０ｆと壁１０ｅとが突き合わされる角部近傍であって、壁１０ｆに形成されている。

吐出管路１０３は、水溜室側開口１０ｃを介して、水溜室１０内部と連通している。水溜室側開口１０ｃは、壁１０ｇと壁１０ｅとが突き合わされる角部近傍であって、壁１０ｆに形成されている。

空気管路１０１は、空気導入口１０ａと大気開放された開口とを繋ぐ管路である。空気管路１０１から導入される空気は、空気導入口１０ａから水溜室１０の内部に引き込まれる。水溜室１０の内部に引きこまれた空気は、気泡ＢＡを形成している。

給水管路１０２は、噴射口１０ｂと給水源とを繋ぐ管路である。給水管路１０２は、その管路の途上若しくは噴射口１０ｂにおいて縮径されている。従って、給水管路１０２から供給される水は、その速度が高められ噴流ＷＳｍとして水溜室１０内に噴射される。

吐出管路１０３は、水溜室側開口１０ｃとノズルＮＺ（図１参照）に形成された吐出口ＮＺａとを繋ぐ管路である。本実施形態の場合、噴射口１０ｂと水溜室側開口１０ｃとは対向配置されている。従って、噴射口１０ｂから水溜室１０内に噴射される噴流ＷＳｍは、水溜室１０内をJ軸に沿って進行し、水溜室側開口１０ｃから吐出管路１０３に入る。吐出管路１０３に入った水は、J軸に沿って吐出管路１０３内を進行し、吐出口ＮＺａから外部へと吐出される。

上述したように、噴射口１０ｂから水溜室１０内に噴射される噴流ＷＳｍは、水溜室１０内をJ軸に沿って進行し、水溜室側開口１０ｃから吐出管路１０３に入る。従って、噴射口１０ｂから吐出口ＮＺａに至る噴流ＷＳｍが通過する経路である通水経路部１０５が形成される。本実施形態の場合、通水経路部１０５は、噴射口１０ｂと水溜室側開口１０ｃとを繋ぐ経路である。

水溜室１０内の通水経路部１０５を除いた残余の領域は、水溜部１０６となっている。水溜部１０６は、通水経路部１０５に隣接させて溜水ＰＷを形成するための部分である。本実施形態の場合、水溜部１０６は、通水経路部１０５を囲むように形成されている。

本実施形態の場合、噴射口１０ｂ及び水溜室側開口１０ｃは、三角形となっている水溜室１０の一辺側である壁１０ｅに近接させて配置されている。一方、空気導入口１０ａは、壁１０ｅとは反対側の頂点に相当する壁１０ｆ及び壁１０ｇの突き合わせ部分に近接配置されている。従って、噴射口１０ｂ及び水溜室側開口１０ｃと、空気導入口１０ａとは離隔配置されている。

図４のＡ―Ａ断面を図５に示し、図４のＢ―Ｂ断面を図６に示す。図４に示す状態では、噴流ＷＳｍは、溜水ＰＷの中を進行しており、図５に示すように溜水ＰＷからの抵抗を受けながら水溜室側開口１０ｃに向かっている。水溜室側開口１０ｃに至った噴流ＷＳｍは、吐出管路１０３内に入り、図６に示すように吐出管路１０３の内壁面と接触した状態で進行している。

図４に示す状態では、気泡ＢＡは小さい。図４に示す状態から更に時間が進行すると、図７に示すように細長形状に気泡ＢＡが成長する。気泡ＢＡは、噴流ＷＳｍにその下端が近づくまで成長している。従って、副水流ＷＳｓが旋回可能な領域は、図４に示す状態よりは狭まっている。副水流ＷＳｓは、旋回流速が速くなり、且つ噴流ＷＳｍの流れを阻害しない方向に旋回している。図７のＣ―Ｃ断面を図８に、図７のＤ領域を図９にそれぞれ示す。

図８に示すように、細長形状の気泡ＢＡは、水溜室１０の空気導入口１０ａから噴射口１０ｂに向かって伸びる４つの壁１０ｆ，１０ｉ，１０ｊ，１０ｇの内の３つの壁１０ｆ，１０ｉ，１０ｊに接触して成長している。従って、副水流ＷＳｓに接触する面は、副水流導入口１０ｄに向かう面のみとなっている。

図９に示すように、細長形状に成長した気泡ＢＡは、鉛直方向であるＶ軸方向に浮力が作用する。副水流ＷＳｓは、この浮力に抗するように気泡ＢＡに作用している。従って、気泡ＢＡは、水溜室１０の空気導入口１０ａから噴射口１０ｂに向かって伸びる４つの壁１０ｆ，１０ｉ，１０ｊ，１０ｇの内の３つの壁１０ｆ，１０ｉ，１０ｊに接触した状態を保つことができる。

細長形状の気泡ＢＡの成長という観点からは、壁１０ｆ，１０ｉ，１０ｊは、気泡ＢＡを空気導入口１０ａから通水経路部１０５に導くガイド面として機能している。副水流ＷＳｓは、気泡ＢＡがガイド面である壁１０ｆ，１０ｉ，１０ｊから離隔しないように、壁１０ｆ，１０ｉ，１０ｊに向けて気泡ＢＡを押し付ける力を発生させ、細長形状に気泡を成長させる押圧力付与手段として機能している。

図７に示す状態から更に時間が進行すると、図１０に示すように細長形状の気泡ＢＡが噴流ＷＳｍに近づき干渉し始める。気泡ＢＡは、噴流ＷＳｍに引っ張られ、通水経路部１０５に入り込む。従って、気泡ＢＡが入り込んだ分の水が押し退けられることになり、副水流ＷＳｓの旋回流速が速くなる。本実施形態においては、旋回流である副水流ＷＳｓの流速がある程度速くなると、空気導入口１０ａから水が逆流し、空気の供給を一時的に遮断するように構成されている。本実施形態の水溜室１０が略三角形状を成しているのは、このように一時的に空気導入口１０ａに水を逆流させ、空気の供給を一時的に遮断するためである。

本実施形態の場合、壁１０ｇは少なくともその一部がガイド壁面として機能するように構成されている。本実施形態では、空気導入口１０ａ近傍における旋回流（副水流ＷＳｓ）上流側のガイド壁面である壁１０ｇを、空気導入口１０ａから導入される空気の上流側における空気導入方向と略沿うように形成している。本明細書において、「壁１０ｇが空気導入方向と略沿うように」とは、空気導入方向と旋回流（副水流ＷＳｓ）上流側の水流方向とが対向するような配置関係を指しており、空気導入方向に対して水流方向が直交するものや、空気導入方向に対して水流方向が完全に沿うものは含まない概念である。

また、ガイド壁面である壁１０ｇは、空気導入方向と旋回流上流側の水流方向とが斜めにずれて対向するように構成されている。

また、ガイド壁面である壁１０ｇは、水溜部１０６における吐出管路１０３（吐出流路）の近傍と空気導入口１０ａの近傍とを繋ぎ、屈曲部を有さない連続面で構成されている。

図１０に示す状態から更に時間が進行すると、図１１に示すように気泡ＢＡが噴流ＷＳｍに完全に引き込まれ、気泡ＢＡは通水経路部１０５の略全域に渡って存在する。旋回流速が高まった副水流ＷＳｓは、気泡ＢＡを引きちぎることになる。図１１のＥ―Ｅ断面を図１２に示す。

図１２に示すように、噴流ＷＳｍは気泡ＢＡを貫通している。このように噴流ＷＳｍが気泡ＢＡを貫通することで、噴流ＷＳｍ周りの抵抗が低下し、噴流ＷＳｍは速度を低下させずに吐出口ＮＺａに向かうことができる。もっとも、図１２に例示するような、噴流ＷＳｍが気泡ＢＡを完全に貫通する状態が必須なものではなく、噴流ＷＳｍの周囲の多くの部分を気泡ＢＡによって囲むことができればよく、一部において溜水ＰＷと接触する状態であっても構わないものである。

図１１に示す状態では、通水経路部１０５の水を気泡ＢＡが押し出しており、副水流ＷＳｓの流速は依然として速いままである。従って、空気導入口１０ａからは水が逆流し、空気の供給が遮断された状態が継続している。

図１１に示す状態から更に時間が進行すると、図１３に示すように気泡ＢＡが噴流ＷＳｍに引き込まれるように吐出管路１０３に向かい、気泡ＢＡが吐出管路１０３に入り込む。気泡ＢＡは、通水経路部１０５よりも広い流路断面積となるように形成されているので、水溜室側開口１０ｃの外周に引っかかりながら吐出管路１０３に向かう。このように水溜室側開口１０ｃの外周に引っかかった気泡ＢＡは、噴流ＷＳｍによって後方から押し込まれたり、溜水ＰＷからの圧力を受けて押し込まれたりしながら、吐出管路１０３に入っていくことになる。

図１３に示す状態では、通水経路部１０５から気泡ＢＡが排出されるので、通水経路部１０５に水が入り込み、副水流ＷＳｓは通水経路部１０５に向かう流速は速くなるものの、残余の旋回流部分は流速が遅くなる。従って、空気導入口１０ａからの水の逆流は抑制され、空気の再供給が開始される。

気泡ＢＡが吐出管路１０３内に入り込むと、吐出管路１０３の内壁に沿って空気の膜を形成し、噴流ＷＳｍはその膜の中を進行する。従って、噴流ＷＳｍが吐出管路１０３の内壁から受ける抵抗が減少し、噴流ＷＳｍは減速されずに吐出口ＮＺａに向かう。もっとも、噴流ＷＳｍを気泡ＢＡが完全に包むような状態が必須なものではなく、噴流ＷＳｍの周囲の多くの部分を気泡ＢＡによって囲むことができればよく、一部において吐出管路１０３と接触する状態であっても構わないものである。

図１３に示す状態から気泡ＢＡが更に吐出管路１０３の下流側に進行すると、次の気泡ＢＡが空気管路１０１から取り込まれ、図４の状態に戻る。本実施形態では、図４〜図１３を参照しながらした説明による気泡ＢＡの動きが周期的に繰り返される。

上述したように本実施形態において気泡供給手段は、噴流ＷＳｍによって水溜部１０６に形成される旋回流（副水流ＷＳｓ）の流れを変化させることによって、空気導入口１０ａから空気を導入する状態と、空気導入口１０ａから空気の導入を停止する状態とを交互に作り出すように構成されている。

本実施形態によれば、空気導入口１０ａから水溜室内に空気を導入する状態と、空気導入口１０ａから空気の導入を停止する状態とを交互に作り出すので、噴流ＷＳｍに対して気泡ＢＡが多く供給される状態と、噴流に対して気泡が供給されない状態とを作り出すことができる。噴流ＷＳｍに対する気泡ＢＡの供給量に大きな増減を生じさせることができるため、吐水に大きな流速変動を起こすことができ、吐水から着水までの距離が短い場合であっても充分に大きな水塊を形成することができる。上述した本実施形態では、気泡ＢＡを大きく形成し、大きく形成した気泡ＢＡを一つずつ供給したけれども、気泡の供給態様はこれに限られるものではなく、分割された気泡を複数同時に供給しても構わないものである。

更に、本実施形態では、噴流ＷＳｍによって水溜部１０６に形成される旋回流である副水流ＷＳｓの流れを変化させることで空気を周期的に遮断／導入させている。空気導入口１０ａからの空気の導入は副水流ＷＳｓによって影響を受けているため、噴流ＷＳｍによって自然発生する副水流ＷＳｓの流れを変化させれば、電磁弁等を用いて空気導入口を電気的に開閉させなくとも、空気を周期的に遮断／導入させることができる。このように本実施形態によれば、副水流ＷＳｓの流れを変化させるという簡単な構成で気泡の供給量に大きな増減を生じさせることが可能となる。

また本実施形態では、気泡供給手段は、空気導入口１０ａから導入した空気によって形成された気泡ＢＡを噴流ＷＳｍに引き込ませることで副水流ＷＳｓの流速を一時的に高め、その流速の一時的な高まりによって空気導入口１０ａに副水流ＷＳｓを一時的に逆流させやすくするように構成されている。

気泡ＢＡが噴流ＷＳｍに引き込まれると、その引き込みに伴って噴流ＷＳｍの周囲に存在していた水が押し出され、副水流ＷＳｓの流速が一時的に高まる。このように噴流ＷＳｍに気泡ＢＡが供給されることによる副水流ＷＳｓの流速の一時的な高まりを利用し、空気導入口１０ａに副水流ＷＳｓを一時的に逆流させている。従って、副水流ＷＳｓの流速変化を利用したより簡単な構成で、気泡の供給量に大きな増減を生じさせることが可能となる。

また本実施形態では、気泡供給手段は、空気導入口１０ａ近傍における副水流ＷＳｓ上流側のガイド壁面である壁１０ｇを、空気導入口１０ａから導入される空気の上流側における空気導入方向と略沿うように形成した領域を含み、空気導入方向と副水流ＷＳｓ上流側の水流方向とが対向するように構成されている。

このように、空気導入口１０ａ近傍における副水流ＷＳｓ上流側のガイド壁面である壁１０ｇを、空気導入口１０ａから導入される空気の上流側における空気導入方向と略沿うように形成することで、ガイド壁面である壁１０ｇに沿った副水流ＷＳｓの流速が高まった場合に、導入される空気を押し込んで逆流させやすくすることができ、より確実に空気の遮断／導入を行うことができる。

また本実施形態では、ガイド壁面である壁１０ｇは、水溜部１０６における吐出管路１０３の近傍と空気導入口１０ａの近傍とを繋ぎ、屈曲部を有さない連続面で構成されている。

気泡ＢＡの噴流ＷＳｍへの引き込みに伴って流速が高まった副水流ＷＳｓは、吐出管路１０３近傍から空気導入口１０ａの近傍に向かって進む。そこで、ガイド壁面である壁１０ｇを屈曲部を有さない連続面とすることで、副水流ＷＳｓの流速を減じることなく空気導入口１０ａ近傍へと送り込むことができる。

また本実施形態では、空気導入方向と副水流ＷＳｓ上流側の水流方向とが斜めにずれて対向するように、ガイド壁面である壁１０ｇが構成されている。

このように、空気導入方向と副水流ＷＳｓ上流側の水流方向とが斜めにずれて対向するようにガイド壁面である壁１０ｇが構成されているので、流速が十分に高まっていない旋回流の場合は、空気の押し込み力が不足するように構成することができ、流速が十分に高まった旋回流の場合のみに空気を押し込んで逆流することができる。従って、より確実に空気の遮断／導入を行うことができる。

また本実施形態では、気泡供給手段は、噴射口１０ｂの流路断面積よりも大きな断面積となる大気泡ＢＡを生成し、この大気泡ＢＡを通水経路部１０５に供給するように構成されている。

噴流より大きな断面積となる大気泡ＢＡを供給することで、噴流ＷＳｍの周囲に存在している空気をより多く押し出すことができ、副水流ＷＳｓの流速をより一層高めることができる。従って、より確実に空気の遮断／導入を行うことができる。更に、噴流ＷＳｍが大気泡の中を貫通する状態と、噴流ＷＳｍが水の中を貫通する状態とを交互に作り出すことができ、噴流ＷＳｍの通水抵抗を大きく変動させることができるので、吐水により大きな流速変動を与えることができる。

ＷＡ：局部洗浄装置（吐水装置）
ＷＡａ：本体部
ＷＡｂ：便座
ＷＡｃ：便蓋
ＷＡｄ：リモコン
ＮＺ：ノズル
ＮＡａ：吐出口
ＣＢ：大便器
ＪＷ：吐水
１０：水溜室
１０ａ：空気導入口
１０ｂ：噴射口
１０ｃ：水溜室側開口
１０１：空気管路
１０２：給水管路
１０３：吐出管路
１０５：通水経路部
１０６：水溜部
ＰＷ：溜水
ＢＡ：気泡
ＷＳｍ：噴流
ＷＳｓ：副水流

Claims (6)

1. 人体に向けて水を吐出する吐水装置であって、
   水を供給する給水路と、
   前記給水路から供給された水を下流側に向けて噴流として噴射する噴射口と、
   前記噴射口の下流側に設けられ、前記噴流を外部に吐出する吐出口が設けられた吐出流路と、
   前記噴射口と前記吐出流路との間に設けられ、前記噴射口から前記吐出流路に至る噴流が通過する経路である通水経路部及び前記通水経路部に隣接させて溜水を形成するための水溜部を有する水溜室と、
   前記水溜部に空気を導入する空気導入口を有し、前記空気導入口から導入した空気を泡状にした気泡を生成するとともに、この気泡を前記通水経路部に間欠的に供給する気泡供給手段と、を備え、
   前記気泡供給手段は、前記噴流によって前記水溜部に形成される旋回流の流れを変化させることによって、前記空気導入口から空気を導入する状態と、前記空気導入口からの空気の導入を停止する状態とを交互に作り出すように構成されていることを特徴とする吐水装置。
2. 前記気泡供給手段は、前記空気導入口から導入した空気によって形成された気泡を前記噴流に引き込ませることで前記旋回流の流速を一時的に高め、その流速の一時的な高まりによって前記空気導入口に前記旋回流を一時的に逆流させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の吐水装置。
3. 前記気泡供給手段は、前記空気導入口近傍における前記旋回流上流側のガイド壁面を、前記空気導入口から導入される空気の上流側における空気導入方向と略沿うように形成した領域を含み、
   前記空気導入方向と前記旋回流上流側の水流方向とが対向するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の吐水装置。
4. 前記ガイド壁面は、前記水溜部における前記吐出流路の近傍と前記空気導入口の近傍とを繋ぎ、屈曲部を有さない連続面で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の吐水装置。
5. 前記空気導入方向と前記旋回流上流側の水流方向とが斜めにずれて対向するように、前記ガイド壁面が構成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の吐水装置。
6. 前記気泡供給手段は、前記噴射口の流路断面積よりも大きな断面積となる大気泡を生成し、この大気泡を前記通水経路部に供給するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の吐水装置。

Images