JP4793525B2

JP4793525B2 - 泡沫吐水装置

Info

Publication number: JP4793525B2
Application number: JP2001080105A
Authority: JP
Inventors: 健高木; 幸弘福田; 昌之永石
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2021-03-21
Also published as: JP2002275969A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水栓の先端に取り付けられ給水を泡沫化するための泡沫吐水口を有する泡沫吐水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
給水音やシンク等への落下音を小さくしたり、水はねをなくすために泡沫吐水口を設けた水栓が従来から利用されていたが、水栓が吐水する水量は５Ｌ／分程度であり節水のために水量を２Ｌ／分程度まで絞ると空気が混入せず、吐水のボリューム感や水勢がないだけでなく水はねを少なくすることもできなかった。
しかし、我々は特願２０００―０７６７５９に示したように水量２Ｌ／分程度で従来に比べ大量の空気を混入することができる泡沫吐水口をつくり、吐水のボリューム感や水勢を増し使い勝手を向上させしかも水はねををおさえることができた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記発明においては、泡沫吐水口を取り付ける水栓の通水路の形状や吐水を吐出する吐水角度により、吐水のまとまりが若干低下することもわかった。
そこで本発明は、吐水角度に関係なくまとまりのある吐水を吐出できる泡沫吐水装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、洗浄水流入口と、気泡流吐出口の間で延在する流路の途上に空気混入機構と整流機構とを上流側よりこの順に備えた泡沫吐水口を、継手を介して水栓の先端に設けた泡沫吐水装置において、前記空気混入機構は、外縁部の周上に互いに間隔を隔てて配設された多数の小孔を有し流路を塞いで配設された減圧板と、減圧板の下流の流路囲壁に形成された空気孔とを有し、整流機構は、空気孔の下流で漏斗状に縮径する流路の傾斜部と、傾斜部の下流端から気泡流吐出口へ向けて延在する気泡流吐出口と同心の流路の整流部と、傾斜部と整流部とを連結する流路のＲ部と、流路の整流部を塞いで配設された整流格子と、整流格子の下流で整流部に接続する整流路とを有し、前記減圧板より上流に、前記継手の流路断面積よりも小さな通水流路断面を有する絞り部を設けるとともに、前記多数の小孔が前記通水流路断面の中心からすべて一定の距離となるように形成され、前記減圧板の前記外縁部に配設された前記多数の小孔を通った円筒状の線状流は、前記傾斜部の全周にわたって衝突し前記傾斜部に沿って流れることにより縮径して合流することを特徴とする。
【０００５】
本発明においては、洗浄水が減圧板の小孔を通過する際、圧力エネルギーが運動エネルギーに変換され小孔からの噴流は流速を高め、この噴流が粘性により周囲の空気を巻き込む。さらに空気を含んだ高速流は漏斗状の傾斜部に衝突し乱流化し空気を破砕、泡沫流に変換し傾斜部に沿って収束し、整流格子にて整流され、整流路でまとめられ吐出される。
【０００６】
ここで、減圧板より上流に絞り部を設けることにより、減圧板の小孔への通水が均一となるとともに乱れを多く含んだ状態となり、その流れが減圧板の小孔を通過することによって作られた噴流は乱流のまま噴出されるため、噴流と空気の接触面積が増大し空気混入量が多くなり、整流格子にて整流された吐水のボリュームが増大され吐水のまとまりがよくなる。
さらには、水は減圧板の小孔に均一に分散されるため小孔から吐出した各々の噴流のばらつきがなくなり、気泡流吐出口からの吐水のふらつきもおさえられる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、絞り部は瞬間流量を所定値に保持する定流量調節手段であることを特徴と
する。
【０００８】
本発明においては、定流量調節手段通過後の洗浄水は部分噴流となることにより、減圧板の小孔には均一にしかも乱れを多く含んだ状態で通水され、小孔を通過した噴流は空気との接触面積が増大し空気を多量に巻き込みため、整流格子にて整流された吐水のボリュームが増大され吐水のまとまりがよくなる。さらには、定流量調節手段により瞬間流量を所定値に保つことができるため水圧条件や設置状況に関係なく吐水のボリューム感や水勢が安定するとともに吐水位置の変動もなく使い勝手が向上する。
【０００９】
請求項３記載の発明は、絞り部の通水流路には減圧板の小孔への異物の混入を防止するストレーナ有することを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、絞り部の通水流路に減圧板の小孔への異物の混入を防止するストレーナ有することで、減圧板の小孔への異物の混入や小孔の目詰まりを防止することができ、長期的にも安定した吐水を実現できる。
【００１１】
請求項４記載の発明は、絞り部は洗浄水流入口と減圧板との間に設けられていることを特徴とする。
本発明においては、絞り部を泡沫吐水口内の洗浄水流入口と減圧板との間にに設けたことにより、泡沫吐水口を変えることにより、まとまりがありしかも空気を大量に含んだ泡沫吐水を吐水することができるため、通水路形状に関係なく既存の水栓においても泡沫吐水口を取り替えるだけで、安定した吐水を実現することができる。
【００１２】
請求項５記載の発明は、絞り部は減圧板と一体であることを特徴とする。
【００１３】
本発明において、絞り部が減圧板と一体であるため部品点数が少なくなりしかも組立性も向上する。
【００１４】
請求項６記載の発明は、絞り部は継手の通水路内に設けられていることを特徴とする。
【００１５】
本発明において、絞り部を継手の通水路内に設けることにより、泡沫吐水口の部品点数を少なくすることができるためコストダウンになり、泡沫吐水口がコンパクトなるため、泡沫吐水口の水栓本体からの出っ張りも少なくデザイン性も向上する。
【００１６】
請求項７記載の発明は、絞り部は減圧板から２０ｍｍ以内に設けられていることを特徴とする。
【００１７】
本発明においては、絞り部は減圧板の近くに設けられることにより、絞り部で増速された流れが減圧板小孔に入る前に乱れを多く含んだ流れとなることにより、その流れが減圧板の小孔を通過することによって作られた噴流は乱流のまま噴出されるため、噴流と空気の接触面積が増大し空気混入量が大きくなる。また、減圧板の小孔に均一に通水することもでき吐水が安定する。
【００１８】
請求項８記載の発明は、絞り部の通水流路は減圧板の小孔より内側でしかも小孔配置円と同心円状の通水孔であることを特徴とする。
本発明においては、絞り部は減圧板の小孔の内側に設けられていることにより、絞り部によって増速された流れが直接小孔にいくことがなく、小孔に均一に通水されることにより吐水のふらつきをおさえた吐水を実現できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施例を図１を参照して説明する。
図１は本発明の第一の実施例である泡沫吐水口を水栓の先端に設置した泡沫吐水装置であり、泡沫吐水口内に絞り部を設けたものである。図１において水栓本体１の先端の継手１ａに泡沫吐水口２が付いている。図２は泡沫吐水口２の詳細を示したもので、泡沫吐水口２は流路上流側から下流側へ向けて順次配設された絞り部としての絞径板６、減圧板３と、内筒４とを備え、更に上記諸部材を収容する外筒５を備えている。
外筒５の上流端が洗浄水流入口７を形成し、内筒３の下流端が気泡流吐出口８を形成している。外筒５の減圧板３よりも上流の部位の内部空間により洗浄水流路９ａが形成され、内筒３の内部空間により洗浄水流路９ｂが形成されている。
【００２０】
絞径板６は気泡流吐出口８と同心の中心孔６ａを有し、洗浄水流路の下流端を塞いで配設されている。
減圧板３は気泡流吐出口８と同心の円であり且つ気泡流吐出口８よりも大径の円の周上に互いに等間隔を隔てて配設された複数の小孔３ａと、空気孔３ｂと、逆流防止部３ｃを有しており、内筒４が形成する洗浄水流路の上流端を塞いで配設されている。
【００２１】
減圧板３の直近下流の洗浄水流路を形成する内筒４の側壁に空気孔４ａが形成されている。空気孔４ａは、内筒４と外筒５との間に形成された空気流路１０を介して、外筒５の外部空間に連通している。
【００２２】
小孔３ａと空気孔３ｂと逆流防止部３ｃが形成された減圧板３と内筒４に形成された空気孔４ａと空気通路１０と後述する洗浄水流路の傾斜部４ｂとにより、空気混入機構が構成されている。
【００２３】
内筒４は空気孔４ａの下流で漏斗状に縮径して気泡流吐出口８を形成する下流端と同径に絞られた後、下流端に向けて鉛直に延在している。したがって、内筒４が形成する洗浄水流路９ｂは空気孔４ａの下流で漏斗状に縮径する傾斜部４ｂと、傾斜部４ｂの下流端から気泡流吐出口８と同心且つ同径の整流部４ｃと、洗浄水流路９ｂの整流部４ｃの下流端近傍を塞いで配設されている整流格子４ｄと、整流格子４ｄの下流に気泡流吐出口８と同心で且つ同径の整流路４ｅから構成され整流路４ｅの下流端が気泡流吐出口８を形成している。
【００２４】
傾斜部４ｂと整流部４ｃとは、傾斜部４ｂと整流部４ｃとに接する円弧で構成されるＲ部４ｆによりなめらかに連結されている。
傾斜部４ｂとＲ部４ｆと整流部４ｃと整流格子４ｄと整流路４ｅから整流機構が構成されている。
【００２５】
以上の構成において、水栓本体１に固定された継手１ａの通水路１ｂは泡沫吐水口２の気泡流吐出口８に対して偏心しており、通水路１ｂを通って洗浄水流入口７から洗浄水流路９ａに流入した洗浄水は絞径板６の中心孔６ａにより中央に集められ、増速された状態で減圧板３に衝突するため、減圧板３と絞径板６によって形成された内部空間で乱れを多く含んだ状態となって減圧板３に均一に拡がり、減圧板３の複数の小孔３ａから高速の線状流となって吐出する。
【００２６】
小孔３ａから噴出された複数の高速の線状流は空気孔３ｂ、４ａと空気通路１０とを介して外気を巻き込む。
線状流は乱流状態であるため、整流の状態に比べ噴流と空気の接触面積が増大するため、多量の空気を巻き込むことが可能となる。
【００２７】
円筒状の線状流が洗浄水流路９ｂの傾斜部４ｂに衝突する際に、洗浄水に巻き込まれた空気が多数の微細気泡となって洗浄水中に分散混入する。
多数の微細気泡が洗浄水に混入した円筒状の気泡流は洗浄水流路９ｂの傾斜部４ｂに沿って流れることにより縮径し、洗浄水流路９ｂの整流部４ｃへ流入する。
その際、洗浄水が減圧板３に均一に拡がって、減圧板３の小孔３ａから噴出された線状流の流速が同じであったため、線状流が傾斜部４ｂに衝突することによって形成される円筒状の気泡流が洗浄水流路９ｂの傾斜部４ｂに沿って流れ縮径する過程において発生する気泡流のふらつきはおさえられる。
【００２８】
整流部４ｃを流れる気泡流は、整流格子４ｄを通って整流された後、整流路４ｅでまとめられて気泡流吐出口８から吐出する。
【００２９】
気泡流吐出口から吐出する気泡流は絞径板６を用いない場合に比べて、非常に多くの気泡を含んでいるため気泡流のボリュームが増大し、さらにはまとまりもよくなる。また、気泡流のふらつきもおさえられているため、使用者の視覚的な好感度や手洗感を向上させることができ、且つ節水も可能となる。
【００３０】
本実施例のように泡沫吐水口２に絞径板６を設けたことにより、既存の継手がどのような形状であっても安定した泡沫吐水を実現できる。
また、中心孔６ａをストレーナと兼ねることにより、既存の水栓本体にストレーナがない場合でも減圧板の小孔３ａへのゴミ詰まりを防止できるため、長期的に安定した吐水を実現できる。
【００３１】
本実施例の絞径板６の有無による流量と空気混入率の関係を図３に示している。なお、流量は節水を考慮して２Ｌ／分から３Ｌ／分、気泡流吐出口８の直径はΦ１２、減圧板３の小孔３ａの配置直径はΦ１５、絞径板６の中心孔６ａの直径はΦ８である。だたし、中心孔６ａの直径がΦ８からΦ１３の範囲においては同じ効果が得ることができる。
【００３２】
図４は第二の実施例である泡沫吐水装置で泡沫吐水口２に絞り部としての定流量弁１１を設けたものである。泡沫吐水口２は流路上流側から下流側に向けて順次配設された定流量弁１１、定流量弁ガイド１２、減圧板３と内筒４とを備え、更に上記諸部材を収容する外筒５を備えている。外筒５の上流側が洗浄水流入口７を形成し、内筒４の下流端が気泡流吐出口８を形成している。外筒５の減圧板３よりも上流の部位の内部空間により洗浄水流路９ａが形成され、内筒３の内部空間により洗浄水流路９ｂが形成されている。
定流量弁１１は気泡流吐出口８と同心の中心孔を１１ａ_１を持つカバー１１ａと、溝１１ｂ_１を持つコア１１ｂとＯリング１１ｃより構成され、洗浄水流路の下流端を塞いで配設されている。
【００３３】
以上の構成において、水栓本体１に固定された継手１ａの通水路１ｂを通って洗浄水流入口７から洗浄水流路９ａに流入した洗浄水は定流量弁１１のコア１１ｂの溝１１ｂ_１でいくつかの部分噴流となり、カバー１１ａの中心孔１１ａ_１を通って減圧板３に衝突し、減圧板３と定流量弁１１によって形成された内部空間で乱れを多く含んだ状態となって減圧板３に均一に拡がり、減圧板３の複数の小孔３ａから高速の線状流となって吐出するため、上記実施例と同様に気泡流吐出口８から吐出される気泡流は空気を多量に含んだボリュームのあるまとまったものとなる。
【００３４】
本実施例では定流量弁１１で水量が一定に保たれるため、圧力変動等の外部要因による影響を受けることなく安定した吐水を実現できる。
【００３５】
図５は第三の実施例である絞り部を継手１ａに形成したものである。また、この絞り部は定流量弁でもよい。継手１ａの通水路１ｂは減圧板３の小孔３ａと同心でしかも小孔３ａよりも内側に形成された円管状の絞られた通水路である。本実施例においても上記第一の実施例と同様の作用により気泡流吐出口８から吐出される気泡流は空気を多量に含んだボリュームのあるまとまったものとなる。
【００３６】
本実施例においては泡沫吐水口２を形成する部品を増やすことなく、継手１ａの形状を工夫することにより上記実施例と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例である泡沫吐水装置の概略図である。
【図２】泡沫吐水口の詳細図である。
【図３】本実施例の絞径板の有無による流量と空気混入率の関係である。
【図４】本発明の第二の実施例である泡沫吐水装置の概略図である。
【図５】本発明の第三の実施例である泡沫吐水装置の概略図である。
【符号の説明】
１…水栓本体、１ａ…継手、１ｂ…通水路、２…泡沫吐水口、３…減圧板、
３ａ…小孔、３ｂ…空気孔、３ｃ…逆流防止部、４…内筒、
４ａ…空気孔、４ｂ…傾斜部、４ｃ…整流部、４ｄ…整流格子、
４ｅ…整流路、４ｆ…Ｒ部、５…外筒、６…絞径板、６ａ…中心孔、
７…洗浄水流入口、８…気泡流吐出口、９ａ…洗浄水流路、
９ｂ…洗浄水流路、１０…空気通路、１１…定流量弁、１１ａ…カバー、
１１ｂ…コア、１１ｃ…Ｏリング

Claims

洗浄水流入口と、気泡流吐出口の間で延在する流路の途上に空気混入機構と整流機構とを上流側よりこの順に備えた泡沫吐水口を、継手を介して水栓の先端に設けた泡沫吐水装置において、
前記空気混入機構は、外縁部の周上に互いに間隔を隔てて配設された多数の小孔を有し前記流路を塞いで配設された減圧板と、前記減圧板の下流の流路囲壁に形成された空気孔とを有し、
前記整流機構は、前記空気孔の下流で漏斗状に縮径する前記流路の傾斜部と、前記傾斜部の下流端から前記気泡流吐出口へ向けて延在する前記気泡流吐出口と同心の前記流路の整流部と、前記傾斜部と前記整流部とを連結する前記流路のＲ部と、前記整流部を塞いで配設された整流格子と、前記整流格子の下流で前記整流部に接続する整流路とを有し、
前記減圧板より上流に、前記継手の流路断面積よりも小さな通水流路断面を有する絞り部を設けるとともに、前記多数の小孔が前記通水流路断面の中心からすべて一定の距離となるように形成され、
前記減圧板の前記外縁部に配設された前記多数の小孔を通った円筒状の線状流は、前記傾斜部の全周にわたって衝突し前記傾斜部に沿って流れることにより縮径して合流することを特徴とする泡沫吐水装置。
前記絞り部は瞬間流量を所定値に保持する定流量調節手段であることを特徴とする請求項１記載の泡沫吐水装置。
前記絞り部の通水流路には、前記減圧板の小孔への異物の混入を防止するストレーナを有することを特徴とする請求項１記載の泡沫吐水装置。
前記絞り部は前記洗浄水流入口と前記減圧板との間に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の泡沫吐水装置。
前記絞り部は前記減圧板と一体であることを特徴とする請求項４記載の泡沫吐水装置。
前記絞り部は前記継手の通水路内に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の泡沫吐水装置。
前記絞り部は前記減圧板から２０ｍｍ以内に設けられていることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の泡沫吐水装置。
前記絞り部の通水流路は、前記減圧板の小孔より内側でしかも小孔配置円と同心円状の通水孔であることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記載の泡沫吐水装置。