JP2022045126A - 吐出システムおよび吐出装置稼働方法 - Google Patents

Abstract

【課題】揺動噴射時に空気の残留を抑制できる技術を提供する。【解決手段】吐出システムは、吐出装置１０および制御部を備える。吐出装置１０は、一対の流入口３７ｅから液体を合流室３７ｄへ送り出し、出口孔３８から揺動する噴流を噴射する。制御部は、吐出装置１０へ稼働開始時に液体を供給し、液体の供給開始後に吐出装置１０への液体の供給を瞬間的に停止する。制御部は、停止後に再び吐出装置１０へ液体を供給する。【選択図】図５

Description

本開示は、噴流を噴射する吐出システム、および吐出装置の稼働方法に関する。

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流室を構成し揺動噴射を実行した場合、合流室において空気が溜まると、揺動噴射の形成を阻害する要因となる。本願発明者は、詳細を後述するように、揺動噴射時に空気の残留を抑制するうえで、特許文献１の開示技術に改良余地があるとの認識を得た。

本開示の目的の１つは、揺動噴射時に空気の残留を抑制できる技術を提供することにある。

本開示の吐出システムは、一対の流入口から液体を合流室へ送り出し、出口孔から揺動する噴流を噴射する吐出装置と、前記吐出装置の稼働開始時に液体を供給し、液体の供給開始後に前記吐出装置への液体の供給を瞬間的に停止し、停止後に再び前記吐出装置へ液体を供給する制御部と、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の吐出装置の平面図である。 図１の吐出装置の側面図である。 図４のＡ－Ａ線による吐出装置の断面図である。 図５のＢ－Ｂ線による吐出装置の断面図である。 吐出装置の稼働方法における手順を示すフローチャートである。 吐出装置へ供給する液体の流量を示すグラフである。 稼働開始時の吐出装置内の状態を示す模式図である。 瞬間的な供給停止時の吐出装置内の状態を示す模式図である。 再供給後の吐出装置内の状態を示す模式図である。

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」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、図４を参照する。吐出装置１０は、長方形の板状をなす吐出本体部３０と、吐出本体部３０の一側辺に寄せて配置された供給管３０ａとを備える。供給管３０ａは、給液路２２に接続され、給液路２２から液体が供給される。吐出装置１０には、例えば浴槽水Ｗを吸い込んで給液路２２へ戻す戻し流路を付属させてもよい。戻し流路は、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。

図５、図６を参照する。本明細書では、出口孔３８を設けた側を前側（図５の紙面下側）、供給管３０ａを設けた側を後側（図５の紙面上側）とする前後方向Ｘと、前後方向Ｘに直交する幅方向Ｗとを用いて説明する。吐出本体部３０の内部には、供給管３０ａに接続された噴射流路３６が形成されている。

吐出本体部３０は、前後方向Ｘの前側から見て中央に出口孔３８が設けられており、出口孔３８から前方へ噴流Ｊを揺動噴射する。噴射流路３６は、給液路２２から供給口４０ｂを通して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とを有する。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６に示す断面は、図５に示す断面図におけるＢ－Ｂ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。

吐出本体部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、吐出本体部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、本実施形態の吐出本体部３０における噴射流路３６は、供給口４０ｂ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、合流室３７ｄの後方に設けた第１壁部３３の幅方向Ｗの両側に設けられている。供給口４０ｂ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。第１壁部３３は、一対の流入口３７ｅ間において合流室３７ｄを臨む内側面３３ａを有する。内側面３３ａの幅方向における側辺部３３ｂおよび側辺部３３ｃは、流入口３７ｅの縁の一部を形成している。内側面３３ａは、合流室３７ｄに対して凹状である。

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が形成されている。合流室３７ｄは、流入口３７ｅ側から出口孔３８側へ向うについて幅方向Ｗの寸法が増すように形成されている。

図７、図８を参照し、吐出装置１０への液体供給と噴射の動作について説明する。吐出装置１０は、液体を供給する前に噴射流路３６が空気で満たされているものとする。稼働開始時には、吐出システム１８の制御部２６は、吐出装置１０へ所定流量で液体を供給する（Ｓ１）。所定流量は、ポンプ２４の稼働能力、吐出装置１０の大きさなどによる。浴槽１６用の吐出装置１０の場合、所定流量は例えば１０～５０リットル／分程度である。所定流量は、この範囲に限られるものではない。

稼働を開始した後、制御部２６は、吐出装置１０への液体の供給を瞬間的に停止する（Ｓ２）。このステップＳ２では、吐出装置１０へ供給する液体の流量を瞬間的に低減してもよい。液体の供給を瞬間的に停止した後、制御部２６は、再び吐出装置１０へ所定流量で液体を供給する（Ｓ３）。ステップＳ１で供給していた流量が低下し始め、ステップＳ３で供給流量が再び所定流量へ戻るまでの期間を瞬間停止時間Ｔとすると、瞬間停止時間Ｔは、例えば０．１～1秒程度とする。瞬間停止時間Ｔは、更に０．１～０．５秒程度であることが好ましい。

図９、図１０、図１１を参照する。各図において、合流室３７ｄにおける液体の一部の流れを矢印で示す。図９に示すように、吐出装置１０は、稼働開始時に所定流量で液体を供給している状態で、第１壁部３３の内側面３３ａの前方に空気Ｓが残留している。噴流Ｊは、空気Ｓが妨げとなって揺動噴射が発生しないか、揺動の周期や振れ幅が不安定なものとなる。

図１０に示すように、吐出装置１０は、液体の瞬間的な供給停止または液体供給量の低減によって、流入口３７ｅから送り出される液体の流量および流速が低下して流れが広がり、空気Ｓが出口孔３８の方向へ押し出される。

図１１に示すように、再び吐出装置１０への液体の供給を所定流量に戻すと、吐出装置１０は、出口孔３８から空気Ｓが排出され、合流室３７ｄ内が液体で満たされた状態となり、噴流Ｊの揺動が安定する。吐出システム１８は、制御部２６によって瞬間的に吐出装置１０への液体供給を停止または液体供給量を低減することによって、吐出装置１０内での空気の残留を抑制し、噴流Ｊを安定して揺動させることができる。更に吐出システム１８は、制御部２６によって瞬間的な液体供給停止または供給量低減を複数回行うようにしてもよい。更に吐出システム１８は、制御部２６以外にも機械的な部品、例えば弁体などを用いて瞬間的に吐出装置１０への液体供給を停止または液体供給量を低減するようにしてもよい。

瞬間的に液体供給を停止または液体供給量を低減する吐出装置１０の稼働方法によって、吐出装置１０内での空気の残留を抑制し、噴流Ｊを安定して揺動させることができる。更に、吐出装置１０の稼働方法では、瞬間的な液体供給停止または供給量低減を複数回行うようにしてもよい。

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。

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（例えば首、肩、腕、腰、腹部、脚部など）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。

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。

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、１８…吐出システム、２６…制御部、３７ｄ…合流室、３７ｅ…流入口、３８…出口孔。

Claims (4)

1. 一対の流入口から液体を合流室へ送り出し、出口孔から揺動する噴流を噴射する吐出装置と、
   前記吐出装置の稼働開始時に液体を供給し、液体の供給開始後に前記吐出装置への液体の供給を瞬間的に停止し、停止後に再び前記吐出装置へ液体を供給する制御部と、
   を備える吐出システム。
2. 一対の流入口から液体を合流室へ送り出し、出口孔から揺動する噴流を噴射する吐出装置と、
   前記吐出装置の稼働開始時に所定流量で液体を供給し、液体の供給開始後に前記吐出装置へ供給する液体の流量を瞬間的に低減し、低減後に再び前記吐出装置へ前記所定流量で液体を供給する制御部と、
   を備える吐出システム。
3. 一対の流入口から液体を合流室へ送り出し、出口孔から揺動する噴流を噴射する吐出装置へ稼働開始時に液体を供給し、
   液体の供給開始後に前記吐出装置への液体の供給を瞬間的に停止し、
   停止後に再び前記吐出装置へ液体を供給する吐出装置稼働方法。
4. 一対の流入口から液体を合流室へ送り出し、出口孔から揺動する噴流を噴射する吐出装置へ稼働開始時に所定流量で液体を供給し、
   液体の供給開始後に前記吐出装置へ供給する液体の流量を瞬間的に低減し、
   低減後に再び前記吐出装置へ前記所定流量で液体を供給する吐出装置稼働方法。

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