JP2022045124A - 吐出装置 - Google Patents

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慎吾 森
Shingo Mori
雄三 新村
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Abstract

【課題】揺動噴射の向きをユーザが変えられる吐出装置において噴射部材における流路の大きさを確保できる技術を提供する。【解決手段】吐出装置は、前方へ揺動する噴流を噴射する出口孔38を設けた合流室37d、および合流室37dへ液体を送り出す一対の流入口37eを有し、前後方向の軸まわりに回転可能に支持される噴射部材30と、噴射部材30が挿入され、一対の流入口37eへ液体を通流する入口流路37cの一部を内側面43dによって形成する管状部材43と、を備える。これにより、吐出装置は、噴射部材30における流路の大きさを確保することができる。【選択図】図8

Description

本開示は、噴流を噴射する吐出装置に関する。
浴室設備等の衛生設備に噴流を噴射する吐出装置を組み込む場合がある。近年、噴流がユーザに付与する刺激を多様化する試みがなされている。この一例として、特許文献1には、一対のパワーノズルが発振室に流体ジェットを放出し、発振室が出口開口を通ってスイープジェットを放出する流体素子が記載されている。パワーノズルへの流体の供給は、流体源から平坦な拡大部分である通路によって構成される。
特表2003-526760号公報
揺動噴射を発生する噴射部材において、一対の入口流路および入口流路からの液体を合成する合成室を形成すると噴射部材が大型化してしまう。本願発明者は、詳細を後述するように、噴射部材を回転して揺動の向きをユーザが変えられる吐出装置において噴射部材における流路の大きさを確保するうえで、特許文献1の開示技術に改良の余地があるとの認識を得た。
本開示の目的の1つは、揺動噴射の向きをユーザが変えられる吐出装置において噴射部材における流路の大きさを確保できる技術を提供することにある。
本開示の吐出装置は、前方へ揺動する噴流を噴射する出口孔を設けた合流室、および前記合流室へ液体を送り出す一対の流入口を有し、前後方向の軸まわりに回転可能に支持される噴射部材と、前記噴射部材が挿入され、一対の前記流入口へ液体を通流する入口流路の一部を内側面によって形成する管状部材と、を備える。
第1実施形態の吐出システムを側方から見た構成図である。 第1実施形態の吐出システムを上方から見た構成図である。 図1の吐出装置の外観斜視図である。 図1の吐出装置の側面断面図である。 噴射部材の外観斜視図である。 噴射部材の正面図である。 図6のA-A線による噴射部材の断面図である。 図6のB-B線による噴射部材の断面図である。 図8のC-C線で切断した噴射流路の一部の断面図である。 カバーの側面断面図である。 吐出装置の運転時における液体の流れを示す図である。 吐出装置の停止時における液体の排出を示す図である。
以下、実施形態を説明する。同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。各図面では、説明の便宜のため、適宜、構成要素の一部を省略、拡大、縮小する。図面は符号の向きに合わせて見るものとする。本明細書で言及する構造及び形状には、言及している形状に厳密に一致する構造及び形状のみでなく、寸法誤差及び製造誤差等の誤差の分だけずれた構造及び形状も含まれる。本明細書での「接続」、「固定」、「取り付け」、「支持」とは、特に明示がない限り、言及している条件を二者が直接的に満たす場合の他に、他の部材を介して満たす場合も含む。
(第1実施形態)図1、図2を参照する。吐出装置10は衛生設備12に用いられる。本実施形態の衛生設備12は、浴室設備14であり、浴槽16を備える。浴室設備14は、この他にも、浴室壁、洗い場床等を備える。
浴槽16は、吐出装置10から噴射される噴流Jを受けることができる槽体の一例となる。浴槽16は、平面視において、長方形状をなす。浴槽16は、底面部16aと、底面部16aの四周の端辺部から立ち上がる複数の側壁部16bとを備える。
吐出装置10は、吐出システム18に用いられる。吐出システム18は、液体源20から吐出装置10に液体を供給する給液路22と、給液路22の途中に設けられるポンプ24と、ポンプ24を制御する制御部26とを備える。本実施形態の液体源20は、噴射対象の液体として浴槽水Wを貯留する浴槽16である。ポンプ24は、制御部26による制御のもと、液体源20から吸引した液体を圧送することによって、給液路22を通して吐出装置10に液体を供給する。
吐出装置10は、給液路22を通して供給される液体を噴流Jとして噴射する。本実施形態の吐出装置10は、液体の単相流の噴流Jを噴射する。本実施形態の吐出装置10は、ポンプ24によって給液路22を循環する浴槽水Wを噴射する。本実施形態の噴流Jは、ユーザの身体、特に、浴槽16内において座位姿勢にあるユーザの背中及び腰の少なくとも何れかに背面側から当てることができる。これにより、ユーザにマッサージ効果を付与できる。
図3を参照する。吐出装置10は、出口孔38を有する噴射部材30を備える。噴射部材30は、浴槽16内に臨み、出口孔38から前方へ噴流Jを噴射する。噴射部材30の周縁部はカバー70によって覆われている。液体の供給管40aおよび吸込管40bは、給液路22に接続されている。供給管40aから供給された液体は、吐出装置10の内部を通って噴射部材30の出口孔38から噴射される。吐出装置10は、カバー70に設けられた吸込口70aから浴槽16から液体を吸い込み、吸込管40bから給液路22へ液体を戻す。噴射部材30は、出口孔38の外側に排液孔39を有している。吐出装置10の内部に溜まった液体は、排液孔39から浴槽16へ排出される。
噴射部材30は、回転操作が可能である。噴射部材30の回転操作は、出口孔38の側方を前面31bから穿つようにして形成した回転操作部30aによって行える。
吐出装置10は、液体に空気の気泡を混ぜて出口孔38から浴槽16へ噴射するようにしてもよい。この場合、吐出装置10は、吸気管40cから空気を取り入れ、供給管40aから供給される液体に混ぜ合わせる。吐出装置10は、液体に空気の気泡を混ぜ合わせるために、内部にエゼクター部分を備えるとよい。エゼクター部分は、公知の技術を用いることができる。以下の説明では、吐出装置10の内部にエゼクター部分を持たず、吸気管40cを閉塞して空気を取り入れない構成とした場合について説明する。
図4を参照する。吐出装置10は、衛生設備12に設けられる壁状のベース28に取り付けられる。本実施形態のベース28は浴槽16の側壁部16bである。ベース28には、吐出装置10を取り付けるための貫通孔29が形成される。
吐出装置10は、噴流Jを噴射する噴射部材30と、噴射部材30を支持する支持体41とを備える。噴射部材30には、噴流Jを噴射する噴射流路36が形成される。噴射流路36の下流側端部には出口孔38が形成される。
本明細書では、浴槽16側を前側(図4の紙面左側)、それとは反対側を後側(図4の紙面右側)とする前後方向Xと、前後方向Xに直交する水平方向である左右方向Yとを用いて説明する。
支持体41は、ベース28に取り付けられる。支持体41は、ベース28に固定される固定部材42と、固定部材42に嵌め合わされる管状部材43とを備える。固定部材42は、ベース28に対して厚み方向の片側に配置される外側部品44と、ベース28に対して外側部品44とは反対側に配置される内側部品46とを備える。
外側部品44は、管状部材43が接続される内筒部48と、内側部品46が着脱可能に接続される外筒部50とを備える。内筒部48は、管状部材43を受けるとともに管状部材43を支持する受け部として機能する。
内側部品46は、浴槽16の貫通孔29に挿入される筒状体であり、その内側には管状部材43が挿入される。内側部品46は、外側部品44の外筒部50にねじ構造52を介して接続される。内側部品46および外側部品44は、ベース28を挟み込むようにしてベース28に固定される。内側部品46の前端部は、外方向へ鍔状に延びるフランジ部46aを有する。内側部品46のフランジ部46aには、前方へ延びる筒状の突起部46bが形成されている。
管状部材43の後端部は、筒状をなし、内筒部48に差し込まれて接続される接続部43aとなっている。接続部43aと内筒部48との間には、シール部材90が配置される。これらの間は、シール部材90によりシールされる。シール部材90は、ゴム等の弾性体である。管状部材43の前後方向Xにおける中途部は、接続部43aに連続し、前方へ向うにつれて拡径し、前側において一定の径となる部分を有している。
管状部材43の前端部は、中途部に連続し、前方へ向うにつれて拡径している。管状部材43は、前端において外方向へ鍔状に延びるフランジ部43bを有する。フランジ部43bは、外縁で後方へ折り返されて、内側部品46の突起部46bに嵌め合わされている。フランジ部43bの後方へ折り返された部分には、浴槽16内の液体を吸い込む孔43cが形成されている。
噴射部材30は、前端部において、円板状をなす蓋体31を有し、蓋体31に連続して後方へ延びる胴部32を有する。胴部32は、筒状をなし、後端部において管状部材43に接続される接続部32aを備える。胴部32の接続部32aは、管状部材43の前後方向Xにおける中途部に差し込まれる。噴射流路36は、蓋体31および胴部32の前端部側に形成される。胴部32の後端部側の内側には中継流路35が形成される。中継流路35は、噴射流路36に連続している。
蓋体31は、外周につば状の被押さえ部31aを備える。被押さえ部31aは、環状の押さえ部材91によって管状部材43側に押し付けられ、噴射部材30の前後方向Xでの位置が固定される。噴射部材30は、固定部材42に対して前後方向の軸まわりに回転可能に支持されている。噴射部材30は、管状部材43に固定され、管状部材43とともに固定部材42に対して回転する。噴射部材30は、固定部材42に固定された管状部材43に対して回転するようにしてもよい。
吐出装置10は、給液路22から供給される液体を噴射部材30に送る送り流路62と、浴槽16内から取り込んだ浴槽水Wを給液路22に戻す戻し流路64とを備える。送り流路62は、噴射部材30の出口孔38へ液体を通流する通流路となっている。送り流路62の下流側部分は、外側部品44の内筒部48の内部、および管状部材43の接続部43aの内部に形成される。戻し流路64は、管状部材43と内側部品46との間、および外側部品44の外筒部50と内筒部48の間に形成される。
吐出装置10は、送り流路62に残留する液体を排出する排液流路65を備える。噴射部材30の胴部32における側面32bは、管状部材43の内側面から離れている。排液流路65は、噴射部材30の蓋体31の後方において胴部32の側面32bと管状部材43の内側面との間に形成される。胴部32の後端部側の側面32bは、管状部材43の内側面から僅かに離れており、胴部32の後端部側の側面32bと管状部材43の内側面との間の隙間が排液流路65の一部を形成する。胴部32の前端部側の側面32bは、後端部側より大きく管状部材43の内側面から離れており、胴部32の前端部側の側面32bと管状部材43の内側面との間の隙間が排液流路65の一部を形成する。排液流路65は、送り流路62および噴射流路36に連続している。
図5、図6を参照する。噴射部材30の蓋体31は、前後方向Xの前側から見て中央に出口孔38が設けられている。噴射部材30は、出口孔38の外側の8箇所に排液孔39を有している。排液孔39は、前後方向Xの前側から見て出口孔38を中心とする円周上に等間隔に設けられている。排液孔39は、前方を臨むように設けられており、浴槽16の内側からのアクセスが可能となっている。
噴射部材30の蓋体31は、前面31bを穿つようにして凹所31cが形成されている。後述するように、噴射部材30は、内部に噴射方向を揺動させる合流室37dを有しており、合流室37dは前後方向Xに交差する断面が長方形状となっている。この合流室37dの断面の短手方向(図6における上下方向)における出口孔38の両側方に凹所31cを設け、回転操作部30aが形成されている。
噴射部材30の胴部32は、側面32bの一部を穿つようにして中継流路35が形成されている。主として軽量化のため、胴部32の側面32bを穿つようにして凹所32cが設けられている。
図7を参照する。排液孔39は、蓋体31を前後方向Xに貫通している。排液孔39の前端部には流出口39aが形成されており、流出口39aは前方へ向うにつれて拡径している。排液孔39の流出口39aに連続して導液部39bが形成されている。導液部39bは、蓋体31の表面を穿つようにして溝状に設けられている。導液部39bは、前後方向Xの前側から蓋体31を見て、流出口39aから外側へ延びるように設けられている。
排液孔39の後端部には流入口39cが形成されている。流入口39cは、前後方向Xの前側から蓋体31を見て外側へ拡がるように、蓋体31の表面を穿いて形成されている。流入口39cは、排液流路65に臨むように設けられている。流入口39cは、噴射部材30における液体の揺動発生部分としての噴射流路36とは胴部32の壁によって隔てられ、噴射流路36の外部に設けられている。
図8、図9を参照する。噴射流路36には、給液路22からの液体が流入する主流路37と、主流路37内の液体を前方へ吐出する前述の出口孔38とが形成される。噴射流路36は、高さ方向Hに対向する一対の対向面37aと、幅方向Wに対向する一対の内側面37bとを備える。主流路37における前後方向Xに直交する断面は、幅寸法よりも高さ寸法が小さい長方形状となっている。図9に示す断面は、図8に示す断面図におけるC-C線による断面であるので、厳密には図中における下側半分であるが、理解の容易化のため上側半分も図示した。
噴射部材30は、噴射流路36を有することによって揺動噴射を実行可能な流体素子として機能する。揺動噴射とは、噴流Jの噴射方向Daが平面内で揺動するように時間的に変化する噴射をいう。この揺動噴射によって、噴射部材30から波状の噴流Jが放射状に広がるように伝搬する。
揺動噴射を実現するために、本実施形態の噴射部材30における噴射流路36は、給液路22から分岐した一対の入口流路37cと、一対の入口流路37cの下流端部における流入口37eのそれぞれから流入する液体が合流する合流室37dとを備える。
一対の入口流路37cは、中継流路35の下流に形成された第1壁部33の幅方向Wの両側に設けられている。入口流路37cの一部は、管状部材43の内側面43dと第1壁部33との間に形成される。管状部材43の内側面43dと胴部32の側面32bとの間には隙間があり、この隙間が排液流路65となっている。胴部32の後端の接続部32aから流入した液体は、一対の入口流路37cに分かれて通流し、流入口37eから合流室37dへ送り出される。噴射流路36は、合流室37d内にて下流側に向かう液体の流れを遮る第2壁部34を備える。第2壁部34には、出口孔38が形成される。
図10を参照する。カバー70は、扁平な筒状であり、前側に孔部70bが設けられている。噴射部材30の蓋体31の前面は、孔部70bを通して浴槽16内に臨んでいる。蓋体31に設けられる出口孔38および排液孔39は、孔部70bを通して浴槽16内に臨んでいる。
カバー70は、上述のように吸込口70aを有している。吸込口70aは、内側からメッシュ部材71によって覆われている。メッシュ部材71は、例えば線径0.25mmのステンレス製ワイヤを縦横に編んで網目状としたものである。メッシュ部材71の網目の一つ一つによって形成される複数の吸込孔71aは、網目の目開きを例えば1mm程度とすることで、それ以上の大きな異物が吐出装置10内へ吸い込まれることを防止する。
噴射部材30に設けた排液孔39の内径寸法は、吸込孔71aの目開き寸法よりも大きくする。例えば、吸込孔71aを形成する網目の目開きを1mm程度とした場合に、排液孔39の内径寸法は1.2mm程度およびそれよりも大きい寸法のいずれかとする。排液孔39の内径寸法は、吸込孔71aの目開き寸法(1mm程度)に対して、2倍以上となる2.6mm程度の大きさとしてもよい。
本実施形態の吐出装置10の運転時における動作について説明する。図11を参照する。本図では、主な液体の流れ方向として、送り流路62内での一部の液体の流れ方向62Aと、戻し流路64内での一部の液体の流れ方向64Aと、排液流路65内での一部の液体の流れ方向65Aとを示す。吐出装置10の運転時には、図2に示したポンプ24を作動させ、液体が給液路22から吐出装置10内部の送り流路62へ供給される。
供給された液体は、吐出装置10内部の送り流路62の下流側にあたる中継流路35を通して噴射流路36へ送られる。噴射流路36では、揺動噴射が発生し、出口孔38から噴射する噴流Jの噴射方向が平面内で揺動する。吐出装置10は、カバー70の吸込口70aおよびメッシュ部材71の吸込孔71a(図10参照)を通して浴槽16から液体を吸い込み、給液路22へ液体を循環させる。
図8に示すように、噴射流路36における一対の入口流路37cの一部は、管状部材43の内側面43dと第1壁部33との間に形成されており、噴射部材30における流路を大きく確保することができる。吐出装置10は、噴射部材30における流路の大きさを確保することで、揺動噴射における振幅や周期の設定範囲を広げることができる。
吐出装置10は、噴流Jが揺動することによって、ユーザの身体に時間的に場所を変えて当たり、マッサージ効果を与えることができる。吐出装置10は、噴射部材30を回転操作部30aによって回転させることで、ユーザの嗜好に応じて噴流Jの揺動する方向を変化させることができる。
回転操作部30aは、合流室37dの断面の短手方向における出口孔38の両側方に凹所31c(図5参照)を設けように形成されているので、断面矩形状の合流室37dに凹所31cが貫通することなく、合流室37dにおける流路を確保することができる。回転操作部30aは、噴射部材30における蓋体31の前面31bを穿つようにして形成されているので、吐出装置10の前方への突出を抑え、全体サイズを小さくできる。
供給された液体の一部は、排液流路65にも流れ込み、排液孔39から吐出される。排液孔39は前方を臨むように形成されており、排液孔39から前方へ向って液体が噴射するので、吐出装置10は、出口孔38からの噴流Jを排液孔39からの液体の噴射によって後押しし、噴流Jの勢いを増すことができる。
吐出装置10は、排液孔39に異物が詰まった場合でも、排液孔39が前方を臨むように形成されているので、針などを用いて異物を容易に除去することができる。
図7に示すように排液孔39の流入口39cが、胴部32の壁によって噴射部材30における噴射流路36と隔てられ、噴射流路36の外部に設けられていることで、噴射流路36において発生する噴流Jの揺動への影響を抑制できる。
吐出装置10の停止時における液体の排出について説明する。図12を参照する。本図では、排液流路65内での一部の液体の流れ方向65Aを示す。図2に示したポンプ24を停止し、浴槽16内の液体が排出されると、吐出装置10の送り流路62内の液体の一部は出口孔38を通って排出される。しかし、出口孔38の高さより下方における送り流路62内の液体は、出口孔38からは排出されない。
図8に示すように、排液流路65は、管状部材43の内側面43dと噴射部材30の胴部32の側面32bとの間に形成されており、排液流路65に流入した液体は、噴射部材30の周りで最下部へと流れる。吐出装置10は、噴射部材30を回転位置に関わらず、排液流路65に流入した液体を噴射部材30の周りで最下部へと流すので、吐出装置10内の液体の残留量を減少させることができる。
排液孔39は、前後方向Xの前側から見て出口孔38の外側に設けられており、排液孔39を出口孔38よりも下側に位置させることで、出口孔38よりも低い位置にある液体を排出し、液体の残留量を減少できる。吐出装置10は、出口孔38よりも低い位置にある液体を出口孔38から排出することで、吐出装置10内の液体の残留量を減少させてバイオフィルムなどの菌汚れの発生を抑制できる。
図6に示すように前後方向Xの前側から見て出口孔38を中心とする円周上に排液孔39を8箇所に設けることによって、噴射部材30を回転させた場合にも、いずれかの排液孔39を出口孔38よりも低く位置することになり、送り流路62内の液体の残留量を減少できる。噴射部材30が回転しない構成とした場合には、出口孔38の外側であって下方に設けるとよい。
出口孔38を中心とする円周上の3箇所に排液孔39を設けることで、噴射部材30を回転させた場合に、いずれかの排液孔39を出口孔38よりも低く位置させることができる。しかし、噴射部材30の回転の角度位置によっては、排液孔39の位置が出口孔38の高さとあまり変わらず、液体の残留量を減少効果が限定的になる。吐出装置10は、出口孔38を中心とする円周上の4箇所以上に等間隔に排液孔39を設けることによって、送り流路62内における液体の残留量の減少効果が高められる。
排液孔39は、図7に示すように液体の流出口39aの外側へ向って液体を導く導液部39bを有しており、流出口39aでの液体の表面張力によって流れが止まることを抑制できる。いずれかの排液孔39が出口孔38よりも低い位置にあるとき、その排液孔39における導液部39bは下方および斜め下方のいずれかを向くことになり、導液部39bを伝って液体が流出口39aから流れ落ちることになる。排液孔39の流入口39cは、外側へ拡がるように形成されており、排液孔39への液体の流入を促進できる。
吐出装置10は、排液孔39の内径寸法を吸込孔71aの目開き寸法よりも大きくすることにより、給液路22に吸い込まれた異物を排液孔39から排出することができる。吐出装置10は、排液孔39の内径寸法を変化させることによって、噴射流路36側へ流す流量を調整することができる。吐出装置10は、噴射流路36側へ流す流量を調整することで、噴射流路36における液体の揺動の周波数を変え、噴射流路36で発生する音量を変えることができる。例えば、吸込孔71aを形成する網目の目開きを1mm程度とした場合に、排液孔39の内径寸法を1.2mm程度とする場合に比べて、2.6mm程度の大きさとした場合、噴射流路36への流量が減少し、噴射流路36で発生する音量を小さくできる。
各構成要素の他の実施形態を説明する。
衛生設備12の具体例は特に限定されず、たとえば、キッチン設備、洗面設備等でもよい。衛生設備12の槽体の具体例は特に限定されず、たとえば、キッチンシンク、手洗シンク等のシンクでもよい。
浴室設備14は、少なくとも浴槽16を備えていればよく、浴室壁、洗い場床等はなくともよい。
吐出システム18の液体源20は、浴槽16に限定されず、例えば、浴槽16とは別に設けられてもよい。液体源20は、衛生設備12が設置される建物の外部に設けられる上水道等の給水設備でもよい。この場合、吐出システム18は、給水設備から給水圧をかけた状態の水が給液路22に供給されるため、ポンプ24を備えなくともよい。
送り流路62と戻し流路64は、共通する吐出装置10の内部に形成される例を説明した。これらは、戻し流路64は、浴槽16において吐出装置10とは異なる箇所に形成されてもよい。
吐出装置10の具体例は特に限定されず、例えば、シャワー装置として用いられてもよい。
吐出装置10は、ユーザの身体に当たるように噴流Jを噴射できればよく、その噴流Jがユーザに当たる位置は特に限定されない。たとえば、吐出装置10は、ユーザの身体に側面側から当たるように噴流Jを噴射してもよい。
ベース28に対する支持体41の取付態様は、特に限定されない。
揺動噴射を実行可能な流体素子の具体例は特に限定されない。例えば、カルマン渦を利用する流体素子が用いられてもよいし、コアンダ効果を利用する流体素子が用いられてもよい。
導液部39bは、溝状に形成されるほか、段差、突起、リブなどによって形成されてもよい。
以上、実施形態及び変形例を説明した。実施形態及び変形例を抽象化した技術的思想を理解するにあたり、その技術的思想は実施形態及び変形例の内容に限定的に解釈されるべきではない。前述した実施形態及び変形例は、いずれも具体例を示したものにすぎず、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。実施形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施形態」との表記を付して強調している。しかしながら、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。
以上の構成要素の任意の組み合わせも、実施形態及び変形例を抽象化した技術的思想の態様として有効である。たとえば、実施形態に対して他の実施形態の任意の説明事項を組み合わせてもよいし、変形例に対して実施形態及び他の変形例の任意の説明事項を組み合わせてもよい。
10…吐出装置、30…噴射部材、30a…回転操作部、31c…凹所(凹み)、37c…入口流路、37d…合流室、37e…流入口、38…出口孔、43…管状部材、43d…内側面、65…排液流路。

Claims (3)

  1. 前方へ揺動する噴流を噴射する出口孔を設けた合流室、および前記合流室へ液体を送り出す一対の流入口を有し、前後方向の軸まわりに回転可能に支持される噴射部材と、
    前記噴射部材が挿入され、一対の前記流入口へ液体を通流する入口流路の一部を内側面によって形成する管状部材と、
    を備える吐出装置。
  2. 前記入口流路の一部を形成する前記管状部材の内側面と前記噴射部材との間に設けた排液流路を備える請求項1に記載の吐出装置。
  3. 前記合流室における前後方向の軸に交差する断面は長方形状であり、
    前記断面の短手方向における前記出口孔の両側方の前面の凹みによって形成された回転操作部を備える請求項1から2のいずれか1項に記載の吐出装置。
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