JP4293069B2 - 混気ジェット式流走具および混気ジェット機構に設けられる逆止弁 - Google Patents

Description

本発明は、浴室等に設けられるシャワーノズル、真空形成装置や浚渫装置等の混気ジェット機構に設けられる逆止弁に関するものである。

混気ジェット式流送具の一例としてたとえば内部に混気ジェット機構を設け、浴室に設置されるシャワーノズルがある（例えば特許文献１）。
この混気ジェット機構を設けたシャワーノズルは、給水ホースと散水部との間に給水ホースからの圧力水を小径の噴射ノズルからこれよりも大径の混気部に噴射し、混気部に形成された負圧で通気路から混気部に気体を吸引するように構成されており、空気を混入することにより、節水効果が注目されている。

上記の混気ジェット機構を設けたシャワーノズルでは、混気部に連通する通気路が外方に常時連通された状態にあることから、給水ホースからの給水を停止したときに混気部から散水部との間に残留する水が通気路から外部に漏出してしまうという問題があった。
特に、介護用品のシャワーノズルのように止水コックを混気部より散水部側部分に設けたものでは止水時に水圧で通気路から水が噴射されてしまうという問題がある。
そこで、通気路にボールスプリング式の逆止弁を設け、逆止弁で止水時の水の漏洩を防止するものも提案されている（例えば特許文献２）。
実開平５−２６１５１号公報 特開平２００２−９６０００号公報

上記混気ジェット機構を設けたシャワーノズルの通気路に形成された逆止弁では、閉弁する方向にボールを押圧しているスプリングの閉弁用押圧力に抗してボールを吸引負圧で移動させて開弁しなくてはならず、閉弁用押圧力が強いことから抵抗が高く、その分、空気の吸引量が低下してしまうという問題があった。
更に、開弁中のボールは吸気圧力とスプリングの閉弁用押圧力とがつり合った状態でボールが不安定な状態にあり、ふらつき易いことから、このボールが通気路等に衝突を繰り返す所謂チャタリングを起し、これがシャワーノズルの振動や騒音の発生原因ともなるという問題もある。
また、ボールがチャタリングを起すと、ボールやこれを収納する周壁部分の磨耗も早く、耐久性、ひいてはシャワーノズルの耐久性も低下してしまうという問題もある。

本発明は上記問題点に鑑み提案されたもので、吸気抵抗が極めて小さく大量の外気を吸引して空気量の多い混気ジェットを形成できるとともに、振動や騒音がなく、耐久性に優れた混気ジェット式流送具および混気ジェット機構に設けられる逆止弁を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成する為に本発明にかかる混気ジェット式流送具は、一端に吐出部と他端に給水部とを有し、給水部からの圧力水を小径の噴射ノズルからこれよりも大径の混気部に噴射して混気部に負圧を形成し、混気部に形成された負圧で吸気通路から気体を吸引するように構成された混気ジェット機構を吐出部と給水部との間に形成された流水路に設けた混気ジェット式流送具において、弁箱と、弁箱を摺動することにより前記吸気通路を断続する弁体とを備え、弁箱側吸気通路部分の内周面部分とこの内周面に当接する弁体の外周面部分を給水部側で小径となるテーパー状周面とし、弁体には小径の噴射ノズルと、その下流側に噴射ノズルよりも大径の混気部とを同芯状に形成し、弁体の小径の円筒状部分と弁箱側とを封止してその給水部側部分に受圧面を形成するとともに、給水部からの圧力水により受圧面が受ける圧力に抗して、前記吸気通路を閉止する方向に弁体を押圧する付勢手段を設けて構成され、噴射ノズルに供給される圧力水により受圧面が受ける圧力で弁体が下流側に移動して弁体側吸気通路部分の外周面と弁箱側吸気通路部分の内周面との間に隙間を形成して吸気通路を開き、噴射ノズルに供給される圧力水の圧力が低くなり、または／および混気部側の圧力が高くなった時に吸気通路を閉じるように構成した逆止弁を設けたことを主要な特徴とするものである。

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混気ジェット式流送具では、弁体が受圧面部分と吸気通路を開閉する部分とを一体に形成したことや、弁体が受圧面部分と吸気通路を開閉する部分とを別体で形成したことを特徴と、混気ジェット式流送具がシャワーノズル若しくは混気ジェット式流送具が混気ジェットで固塊物を吸引して流送する吸引流送具であることも特徴とするものである。

また、本発明にかかる混気ジェット機構に設けられる逆止弁では、給水部からの圧力水を小径の噴射ノズルからこれよりも大径の混気部に噴射して混気部に負圧を形成し、この負圧で吸気通路から混気部に気体を吸引するように構成した混気ジェット機構に設けられる逆止弁であって、弁箱と、弁箱を摺動することにより前記吸気通路を断続する弁体とを備え、弁箱側吸気通路部分の内周面部分とこの内周面に当接する弁体の外周面部分を給水部側で小径となるテーパー状周面とし、弁体には小径の噴射ノズルと、その下流側に噴射ノズルよりも大径の混気部とを同芯状に形成し、弁体の小径の円筒状部分と弁箱側とを封止して、その給水部側部分に受圧面を形成するとともに、給水部からの圧力水により受圧面が受ける圧力で弁体が下流側に移動して弁体側吸気通路部分の外周面と弁箱側吸気通路部分の内周面との間に隙間を形成して吸気通路を開き、噴射ノズルに供給される圧力水の圧力が低くなり、または／および混気部側の圧力が高くなった時に吸気通路を閉じるように逆止弁を構成したことを主要な特徴とするものである。

さらに、本発明にかかる混気ジェット機構に設けられる逆止弁では、混気部への気体の吸引方向を、混気部のジェット流に対して鋭角に吸引するように吸引通路を形成したことも特徴とするものである。

本発明によれば、弁箱と、弁箱を摺動することにより前記吸気通路を断続する弁体とを備え、弁箱側吸気通路部分の内周面部分とこの内周面に当接する弁体の外周面部分を給水部側で小径となるテーパー状周面とし、弁体にはこれを貫通する状態で噴射ノズルとその下流側に混気部とを同心状に形成し、弁体の給水部側部分に受圧面を形成するとともに、給水部からの圧力水により受圧面が受ける圧力に抗して、前記吸気通路を閉止する方向に弁体を押圧する付勢手段を設けて構成され、噴射ノズルに供給される圧力水により受圧面が受ける圧力で弁体が下流側に移動して弁体側吸気通路部分の外周面に隙間を形成して吸気通路を開き、噴射ノズルに供給される圧力水の圧力が低くなり、または／および混気部側の圧力が高くなった時に吸気通路を閉じるように構成してあるので、圧力水が供給され、吸引用の負圧が形成されているときは通気路が常時開通した状態に維持される。
これにより、ボールスプリング式のような抵抗もなく大量の外気を吸引して空気量の多い混気ジェットを形成でき、節水効果も向上させることができる利点がある。

また、供給される圧力水の圧力で逆止弁を通気路が開通する方向に常時押圧されているので、開弁中のボールは吸気圧力とスプリングの閉弁用押圧力とがつり合った状態でボールが不安定な状態にある従来のボールスプリング式のような、ボールのふらつきや、ボールが通気路等に衝突を繰り返す所謂チャタリングがない。
これにより、シャワーノズルの振動や騒音がなく、耐久性も大幅に向上させることができる利点もある。

以下本発明にかかる逆止弁付きシャワーノズルの好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は浴室用シャワーヘッドの斜視図であって、図中符号１はシャワーヘッドを全体的に示す。
この浴室用シャワーヘッド１は、筒状本体２の下端に混気ジェット機構３を設けた給水部４を配設するとともに、上端部分に散水部（吐出部）５が形成されており、給水部４と散水部５とは筒状本体２内に形成された流水路６で連通されている。

筒状本体２は、合成樹脂で緩やかな円弧状に形成され、上端寄り部に屈曲管部７が形成されており、この屈曲管部７の開口端部には多数の散水用小孔８を穿設した拡散放水板９が取り付けられて上記の散水部５が形成されている。
上記給水部４は、筒状本体２の下端部分と図示を省略した水道の蛇口若しくは給湯器の給湯部分に連結された給水ホース１０の端部とを連結して形成されており、当該部分の内部に上記混気ジェット機構３が形成されている。

混気ジェット機構３は、図２及び図３に示すように、給水部４で形成された筒状の弁箱１１内に後述する逆止弁１２の弁体１３を摺動可能に設け、この弁体１３に小径の噴射ノズル１４と、この噴射ノズル１４よりも大径で直管状の混気部１５とを同芯状に配設するとともに、混気部１５の噴射ノズル１４側部分に弁体側吸気通路１６を穿設して形成されている。
上記弁体側吸気通路１６は、弁体１３の中間部分を下窄まりテーパー状周面１７の下寄り部から混気部１５に向けて噴射ノズル１４及び混気部１５の軸心１８に対して鋭角θとなるように形成されている。
このように弁体側吸気通路１６を噴射ノズル１４及び混気部１５の軸心１８に対して鋭角θに形成した場合には、この弁体側吸気通路１６から混気部１５に吸引される空気の風きり音の発生を可及的に防止して混気ジェット機構３を静粛なものにすることができる。

逆止弁１２は、弁体１３とこれを昇降可能に収納する弁箱１１と、弁体１３を下方に押圧付勢するコイルスプリング（付勢手段）１９とを備えてなる。
弁体１３はその内部に上述した混気ジェット機構３をそなえ、中間部分に上記の下窄まりテーパー状周面１７が形成され、その上部に大径の円筒状部分２０が形成されるとともに、下部には小径の円筒状部分２１が形成されている。
そして、噴射ノズル１４の外周で弁体１３の下端面部分は給水ホース１０からの圧力水を受ける受圧面２２になっている。
尚、図中符号２３はシール用のＯ−リングであり、符号２４はコイルスプリング１９の端部を受け止めるプレートである。

弁体１３を収納する弁箱１１は、給水ホース１０が連結される部分の内方に弁体１３の上記小径の円筒状部分２１が上下摺動可能に嵌合する小径筒部２５と、弁体１３のテーパー状周面１７に面で当接するテーパー周面部２６と、弁体１３の大径の筒状部分２０が上下摺動可能に嵌合する大径筒部２７とが給水部４から散水部５側に向けて順に形成されている。
そして、テーパー周面部２６には弁箱側吸気通路２８が形成されており、この弁箱側吸気通路２８は、弁体１３のテーパー状周面１７が弁箱１１のテーパー周面部２６に当接した時に、弁体側吸気通路１６と連通しない位置、即ち高さ位置を異ならせて形成してある。

上記のように構成された逆止弁１２の作用を次に説明する。
まず、弁体１３の給水部４に給水ホース１０を連結し、当該給水ホース１０から加圧された温水を混気ジェット機構３に供給する。
このとき、混気ジェット機構３部分に収納された逆止弁１２の弁体１３は、図４に示すようにコイルスプリング１９により下方に押圧され、弁体１３のテーパー状周面１７が弁箱１１のテーパー周面部２６に密着しており、高さの異なる弁箱側吸気通路２８と弁体側給気通路１６とは遮断された状態になっている。

そして、この混気ジェット機構３に加圧された温水が供給されると、その圧力が弁体１３の下端面部分に形成された受圧面２２に作用し、弁体１３をコイルスプリング１９の押圧力に抗して弁体１３を上昇させる。
こうして弁体１３が上昇すると図５に示すように、弁体１３のテーパー状周面１７と弁箱１１のテーパー周面部２６と間に隙間Ｓが形成され、この隙間Ｓを介して弁体側吸気通路１６と弁箱側通路２８とが連通され、吸気通路２９が形成される。
一方、混気ジェット機構３に供給された温水が小径の噴射ノズル１４から、この噴射ノズル１４よりも大径で直管状の混気部１５に勢い良く噴射され、このジェット流が混気部１５に広がると、混気部１５の噴射ノズル１４側部分にはキャビテーションによる負圧が形成される。

この混気部１５に形成された負圧で吸気通路２９から外気が吸引され、混気部１５のジェット流に混合されて混気ジェット流が形成される。
混気ジェット流は、シャワーヘッド１内の流水路６から流送されるとき、屈曲管部７に衝突するときに混気ジェット流に混入されている気泡がさらに細かく細分化されてから多数の散水用小孔８を穿設した散水部（吐出部）５の拡散放水板９からミクロな気泡を多量に含んだ肌に優しいシャワー水流として放出される。

次に、シャワー水流を停止するために、図外の給湯装置のコックが閉じられて、給水ホース１０から加圧された温水の混気ジェット機構３への供給が停止されると、この供給停止により 弁体１３の下端面部分に形成された受圧面２２に作用する圧力が低下する。
この受圧面２２に作用する圧力の低下により弁体１３がコイルスプリング１９の押圧力で下降する。
こうして弁体１３が下降して弁体１３のテーパー状周面１７と弁箱１１のテーパー周面部２６とが密着して図４に示すように隙間Ｓが無い状態になると、吸気通路２９は弁体側吸気通路１６と弁箱側通路２８とに分断される。
これにより、弁体側吸気通路１６から混気部１５及びシャワーヘッド１内の流水路６に残留する混気ジェット流を形成していた水は、この遮断された吸気通路２９で外部への漏出が防止される。

一方、上記の例では、図外の給湯装置のコックが閉じられて、給水ホース１０から加圧された温水の混気ジェット機構３への供給が停止されることで受圧面２２に作用する圧力が低下したときに吸気通路２９が遮断される例を説明してあるが、本発明の逆止弁１２では、何らかの原因（例えば散水用小孔８の目詰まりや、吐出部（散水部）５側部分に開閉バルブが設けられ、この開閉バルブが閉じられる等）で吐出部５側の圧力が高くなったときも作用する。
すなわち、散水用小孔８の目詰まりや、吐出部５側部分に設けられた開閉バルブが閉じられる等で混気ジェット機構３より吐出部５側の圧力が高くなると、吐出部５側の圧力と受圧面２２に作用する圧力との差圧が少なくなる。
すると、弁体１３がコイルスプリング１９の押圧力で下降して弁体１３のテーパー状周面１７と弁箱１１のテーパー周面部２６とが密着して吸気通路２９は上記のように弁体側吸気通路１６と弁箱側通路２８とに分断され、弁体側吸気通路１６から混気部１５及びシャワーヘッド１内の流水路６に残留する混気ジェット流を形成していた水は、この遮断された吸気通路２９で外部への漏出が防止されるのである。

尚、上記実施の形態では逆止弁１２の弁体１３を受圧面２２部分と混気部１５部分とを一体に形成するようにしてあるが、これらを図６及び図７に示すように分割して弁体１３を形成することができる。
即ち、図６に示すように弁体１３を受圧面２２部分に噴射ノズル１４を形成し、混気部１５にテーパー状周面１７を形成するとともに、テーパー状周面１７の底部に当接する噴射ノズル１４の周面部分に弁体側吸気通路１６を形成したものである。
因みに本例の場合、弁体側吸気通路１６はテーパー状周面１７の底部に形成することもできる。

本例の逆止弁１２では図７に示すように受圧面２２に給水ホース１０から加圧された温水の圧力が作用するとその圧力により、受圧面２２部分と混気部１５部分とが一体となってコイルスプリング１９の押圧力に抗して上昇し、テーパー状周面１７と弁箱１１のテーパー周面部２６と間に隙間Ｓを形成することにより、この隙間Ｓで弁体側吸気通路１６と弁箱側吸気通路２８とが連通されて吸気通路２９が形成される点や、受圧面２２に作用する圧力が低下したときや、吐出部（散水部）５側の圧力が高くなり、吐出部５側の圧力と受圧面２２側の圧力との差圧が少なくなったときに吸気通路２９が遮断される作用は上記の形態と同様である。

また、上記実施の形態では、逆止弁１３をシャワーノズル１に装着した例で説明してあるが、こうしたものに限られず、液体や固塊物を含む流体、粉粒体を流送するために用いられる混気ジェットポンプや浚渫や物品洗浄に用いられる混気ジェットポンプの逆止弁として使用することができるのは勿論のことである。

本発明にかかる逆止弁を装着した浴室用シャワーノズル部分の斜視図である。 本発明にかかる逆止弁の分解斜視図である。 本発明にかかる逆止弁を分解した状態の縦断正面図である。 本発明にかかる逆止弁の縦断正面図である。 本発明にかかる逆止弁の作用説明図である。 本発明にかかる逆止弁の別の形態を示す縦断側面図である。 本発明にかかる逆止弁の別の形態における作用説明図である。

１・・・浴室用シャワーノズル
２・・・筒状本体
３・・・混気ジェット機構
４・・・給水部
５・・・散水部（吐出部）
６・・・流水路
１０・・・給水ホース
１１・・・弁箱
１２・・・逆止弁
１３・・・弁体
１４・・・噴射ノズル
１５・・・混気部
１６・・・弁体側吸気通路
１７・・・テーパー状周面
１８・・・軸芯
１９・・・コイルスプリング（付勢手段）
２０・２１・・・円筒状部分
２５・・・小径筒部
２６・・・テーパー周面部
２７・・・大径筒部
２８・・・弁箱側吸気通路
２９・・・吸気通路
Ｓ・・・隙間
θ・・・鋭角

Claims (7)

1. 一端に吐出部と他端に給水部とを有し、給水部からの圧力水を小径の噴射ノズルからこれよりも大径の混気部に噴射して混気部に負圧を形成し、混気部に形成された負圧で吸気通路から気体を吸引するように構成された混気ジェット機構を吐出部と給水部との間に形成された流水路に設けた混気ジェット式流送具において、弁箱と、弁箱を摺動することにより前記吸気通路を断続する弁体とを備え、弁箱側吸気通路部分の内周面部分とこの内周面に当接する弁体の外周面部分を給水部側で小径となるテーパー状周面とし、弁体には小径の噴射ノズルと、その下流側に噴射ノズルよりも大径の混気部とを同芯状に形成し、弁体の小径の円筒状部分と弁箱側とを封止してその給水部側部分に受圧面を形成するとともに、給水部からの圧力水により受圧面が受ける圧力に抗して、前記吸気通路を閉止する方向に弁体を押圧する付勢手段を設けて構成され、噴射ノズルに供給される圧力水により受圧面が受ける圧力で弁体が下流側に移動して弁体側吸気通路部分の外周面と弁箱側吸気通路部分の内周面との間に隙間を形成して吸気通路を開き、噴射ノズルに供給される圧力水の圧力が低くなり、または／および混気部側の圧力が高くなった時に吸気通路を閉じるように構成した逆止弁を設けたことを特徴とする混気ジェット式流送具。
2. 弁体が受圧面部分と吸気通路を開閉する部分とを一体に形成したことを特徴とする請求項１に記載の混気ジェット式流送具。
3. 弁体が受圧面部分と吸気通路を開閉する部分とを別体で形成したことを特徴とする請求項１に記載の混気ジェット式流送具。
4. 混気ジェット式流送具がシャワーノズルである請求項１に記載の混気ジェット式流送具。
5. 混気ジェット式流送具が混気ジェットで固塊物を吸引して流送する吸引流送具である請求項１に記載の混気ジェット式流送具。
6. 給水部からの圧力水を小径の噴射ノズルからこれよりも大径の混気部に噴射して混気部に負圧を形成し、この負圧で吸気通路から混気部に気体を吸引するように構成した混気ジェット機構に設けられる逆止弁であって、弁箱と、弁箱を摺動することにより前記吸気通路を断続する弁体とを備え、弁箱側吸気通路部分の内周面部分とこの内周面に当接する弁体の外周面部分を給水部側で小径となるテーパー状周面とし、弁体には小径の噴射ノズルと、その下流側に噴射ノズルよりも大径の混気部とを同芯状に形成し、弁体の小径の円筒状部分と弁箱側とを封止して、その給水部側部分に受圧面を形成するとともに、給水部からの圧力水により受圧面が受ける圧力で弁体が下流側に移動して弁体側吸気通路部分の外周面と弁箱側吸気通路部分の内周面との間に隙間を形成して吸気通路を開き、噴射ノズルに供給される圧力水の圧力が低くなり、または／および混気部側の圧力が高くなった時に吸気通路を閉じるように逆止弁を構成したことを特徴とする混気ジェット機構に設けられる逆止弁。
7. 混気部への気体の吸引方向を、混気部のジェット流に対して鋭角に吸引するように吸引通路を形成したことを特徴とする請求項６に記載の混気ジェット機構に設けられる逆止弁。

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