JP5046024B2

JP5046024B2 - 噴流浴装置

Info

Publication number: JP5046024B2
Application number: JP2007317076A
Authority: JP
Inventors: 勝嗣瓜生; 智博工藤; 博友須山; 秀和北浦
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2027-12-07
Also published as: JP2009136547A

Description

本発明は、浴槽内に噴流を噴出させる噴流ノズルを備えた噴流浴装置に関する。

従来、浴槽壁に噴流ノズルを設けて、そのノズルから噴流を浴槽内に噴出させるものがあるが、その多くは、まっすぐに噴流を噴出させるものであり、噴流が入浴者の体の一部に局所的にあたり、噴流により受ける刺激が単調で飽きやすく、多様なマッサージ感は得られ難かった。
特開２００１−８９９８号公報特開平２−１２８７６５号公報特開平４−６１８５９号公報特開平４−１７６４６１号公報特開２００６−１５００４９号公報特開２００５−２４５９８７号公報特開２００４−５１３号公報

特許文献１には、外形形状が略円形で内部に設けた噴流孔の噴流口が軸芯位置より偏心すると共にユニット噴流口カバー内に回転自在に収容配置されたノズル本体と、バスタブ内の水を所定圧力でノズル本体の噴流孔内に噴射するオリフィスとを備えたノズル装置が開示されている。バスタブ内の水は、オリフィスを介してノズル本体の噴流孔内に所定圧力で噴射され、空気と混合して気泡混合噴流となり、噴流孔の噴流口からバスタブ内にジェット噴流として噴射される。この時、ノズル本体の噴流口が軸芯位置に対して偏心した位置に設けられていることから、オリフィスからの噴流によってノズル本体が回転し、これにより、ジェット噴流の噴射方向が変化する回転噴流が得られる。

しかし、特許文献１では、ノズル本体を回転させることで回転噴流を生じさせる構成であるため、そのノズル本体を回転自在に支持するための構造が複雑になり、安価に作製できない。さらには、回転摺動部分の摩耗やゴミ詰まりなどによる回転性能の低下が懸念される。

また、特許文献１では、浴槽壁に対して取り付けられる筒状の取付部材と、この取付部材の内部で回転自在に設けられた筒状のノズル本体とが二重筒状になった入れ子構造となっている。したがって、構造が複雑になるとともに、内筒に相当するノズル本体と、外筒に相当する取付部材との間に細い隙間が形成されており、その隙間にゴミ等がつまる目詰まりの心配もある。

また、特許文献２では、下流側に向かって流路幅を漸次拡大する案内壁を内面に有する構造体（内筒に相当）と、浴槽壁に取り付けられる構造体（外筒に相当）の内壁面との間に、下流に流れてきた流水の一部を上流側に還流させる流路が細い隙間として形成されており、特許文献２においても二重筒構造となっている。したがって、構造が複雑になると共に、狭い流路（隙間）の目詰まりの心配がある。

また、特許文献３においても、二重筒構造のノズルとなっており、やはり同様に、構造が複雑になると共に、狭い流路（隙間）の目詰まりの心配がある。

また、特許文献４では、噴流の運動が往復運動であるため、人体への刺激範囲が直線状の軌跡となり、刺激範囲としては不十分であった。また、さらに、特許文献４で開示の噴流ノズルは浴湯を空気中に噴出させるためのもので、腰、背中、脇腹、腕、脹脛、足裏等の、通常の入浴姿勢において浴湯中に存在する身体の一部については、刺激を与えることができない。

また、特許文献５では、内部で旋回流を形成する単筒構造のノズルの周壁部にノズル筒体内への流入口が開口しており、ノズル筒体に流入した主流は筒体内で定常的かつ強力な旋回流れを形成する。そのため、ノズル出口面から吐水される噴流は、卓越した遠心力により筒体軸方向（体表面に向かう方向）への直進性は失われ、ノズル出口面全体から径方向に均一に広がった噴流となり、広範囲を単調に刺激する噴流となってしまう。

また、特許文献６においても、内部で旋回流を形成する単筒構造のノズルの周壁部にノズル筒体内への流入口が開口しており、広範囲を単調に刺激する噴流となってしまう。

また、特許文献７においても、内部で旋回流を形成する単筒構造のノズルの周壁部にノズル筒体内への流入口が開口しており、やはり同様に、広範囲を単調に刺激する噴流となってしまう。

また、旋回流を形成する構造のノズルにおいては、ノズル内に流れが急変化する部分があることで流水が局部的に低圧となって気泡が生じる現象（キャビテーション）が起こりやすい。キャビテーションが生じると、気泡の圧壊時の音と、圧壊の衝撃に起因する騒音が発生する。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされ、簡単且つ騒音を抑えた構造で、変化に富んだ噴流吐出を実現する噴流浴装置を提供する。

本発明の一態様によれば、浴槽と、前記浴槽の浴槽壁に開口され前記浴槽の内部に貯留された浴槽水が吸い込まれる吸入口と、前記吸入口から浴槽水を吸入し加圧して吐出する加圧装置と、前記浴槽のあふれ縁より下で前記浴槽壁に対して保持される一重構造の筒体を有し、前記筒体の内部に導入された浴槽水を、噴出方向を変化させながら前記浴槽の内部に噴出する噴流ノズルと、を備えた噴流浴装置であって、前記噴流ノズルは、流水導入部と、前記筒体の軸方向に延在して前記筒体の内部に形成されたチャンバーと、前記チャンバー内に設けられた遮蔽体と、を有し、前記流水導入部は、前記加圧装置から送られる加圧浴槽水が導入される上流側端部と、前記上流側端部に対して流路が細くされると共に前記チャンバーに連通する下流側端部とを有し、前記チャンバーは、前記軸方向の上流側端部に設けられ前記流水導入部の前記下流側端部に対して流路断面が急拡大された流路断面急拡大部と、前記軸方向の下流側端部に開口され前記浴槽の内部に臨む噴出口と、を有し、前記遮蔽体は、前記噴出口へと通じるチャンバー内の流路の一部を遮り、前記チャンバーの下流側における前記噴出口に続く内壁面は前記チャンバーの軸中心に向けて傾斜しており、前記流水導入部の前記下流側端部は、前記チャンバーの軸方向に対して略平行に延在し、径が一定な直管状に形成されていることを特徴とする噴流浴装置が提供される。

本発明によれば、簡単且つ騒音を抑えた構造で、変化に富んだ噴流吐出を実現する噴流浴装置が提供される。

図２は、本発明の実施形態に係る噴流浴装置の概略構成を示す模式図である。
図３は、同噴流浴装置において浴槽を側面方向から見た模式図である。

本実施形態に係る噴流浴装置は、図２に示すように、浴槽１と、浴槽１の浴槽壁３ｂに開口された吸入口５と、循環路１３、１４と、循環路１３、１４の途中に設けられた加圧装置であるポンプ７と、浴槽壁４ａに対して保持された噴流ノズル１１とを備える。

浴槽１は、略平行に相対向する一対の長辺側浴槽壁３ａ、３ｂと、略平行に相対向する一対の短辺側浴槽壁４ａ、４ｂとを有する。

吸入口５は長辺側浴槽壁３ｂに形成されている。ポンプ７が駆動されると、浴槽１の内部に貯留された浴槽水（湯も含む）は吸入口５を介して循環路１３へと吸い込まれる。

一般に、入浴者は、向かい合う一対の短辺側浴槽壁４ａ、４ｂのうちの一方の短辺側浴槽壁（図２に示す具体例では短辺側浴槽壁４ａ）に背をもたれかけて、他方の短辺側浴槽壁（図２に示す具体例では短辺側浴槽壁４ｂ）に足を向けた姿勢で入浴するため、吸入口５を短辺側浴槽壁に形成した場合には、入浴者の背中や足裏で吸入口５がふさがれポンプ７に過剰の負荷がかかることが懸念される。したがって、吸入口５は、入浴者の身体の一部等によってふさがれにくい長辺側浴槽壁に形成するのが望ましい。なお、図２に示す具体例では、吸入口５を、長辺側浴槽壁３ｂに形成したが長辺側浴槽壁３ａに形成してもよい。

循環路１３の一端は吸入口５に接続され、他端はポンプ７の吸入口に接続されている。循環路１４の一端はポンプ７の吐出口に接続され、他端は噴流ノズル１１の流水導入口に接続されている。ポンプ７は、吸入口５から循環路１３内に浴槽水を吸い込むと共に、その吸い込んだ浴槽水を加圧してポンプ７の下流側の循環路１４に吐出する。このポンプ７から吐出された加圧浴槽水は、噴流ノズル１１の流水導入口に流入する。使用していないときに、ポンプ７内部の残留水を抜くために、ポンプ７は吸入口５よりも上方に設けることが望ましい。

図２に示す具体例では、一方の短辺側浴槽壁４ａに、２つの噴流ノズル１１を取り付けている。２つの噴流ノズル１１は、略同じ高さ（例えば、浴槽１の底面から概ね２３０ｍｍ）に所定距離隔てて（例えば、２つの噴流ノズル１１間の距離は概ね１６０ｍｍ）で、且つ、２つの噴流ノズル１１の設置位置の中心と短辺側浴槽壁４ａ方向の中央部が一致するように設けられている。噴流ノズル１１が取り付けられた一方の短辺側浴槽壁４ａの反対側の他方の短辺側浴槽壁４ｂの上方には浴槽側水栓が設けられる。したがって、通常、入浴者は自然と噴流ノズル１１が設けられた側の短辺側浴槽壁４ａに背中を向けた姿勢で入浴する。

図１は、噴流ノズル１１の模式断面図である。

噴流ノズル１１は、大きく分けて、略円筒形状でほぼまっすぐに延在する筒体２０と、筒体２０の軸方向の上流側端部に設けられた湾曲部３０とを有する。筒体２０と湾曲部３０とは一体成形構造であってもよいし、別体のものを結合させてもよい。また、筒体２０は、略円筒形状に限らず、略楕円筒形状であってもよい。

湾曲部３０の内部には流水導入部２２が形成され、その流水導入部２２における上流側端部の最上流端には、前述した循環路１４と浴槽１の外部で接続される流水導入口２１が開口形成されている。筒体２０の軸方向の下流側端部には噴出口２６が開口形成されている。

噴流ノズル１１は、噴出口２６を浴槽１の内部に臨ませて、前述した浴槽１における一方の短辺側浴槽壁４ａに保持されている。噴流ノズル１１は浴槽１のあふれ縁より下で、浴槽壁４ａに対して保持されている。ここで、「あふれ縁」とは、浴槽１内に浴槽水をためていったとき、最初に浴槽１内から溢れる部分の浴槽１の縁（またはリム）を意味する。このような構成のため、噴流ノズル１１からの噴流を浴槽水中に噴出させることができる。

流水導入部２２の下流側端部は、流水導入部２２の中で最も流路断面が縮小された流路断面収縮部２３として機能する。流路断面収縮部２３の最下流端は、筒体２０の軸方向の上流側端部に開口している。

流水導入部２２の流路断面は円形または楕円形であり、その流路断面積は、上流側端部から下流側端部である流路断面収縮部２３に向けて漸次減少している。すなわち、流水導入部２２の流路は、上流側端部から下流側端部である流路断面収縮部２３に向けて漸次細くなっている。

流路断面収縮部２３の流路断面の中心は、筒体２０の軸中心Ｃ１に一致している。流水導入部２２の流路断面の中心を通る流路中心線Ｃ２は曲率を有する曲線を描き、すなわち、流水導入部２２は湾曲している。その流路中心線Ｃ２の下流端位置は、チャンバー２５の軸中心Ｃ１に一致している。

流路断面収縮部２３は、筒体２０の内部に形成されたチャンバー２５に連通し、且つチャンバー２５に対して流路断面が縮小されている。また、流路断面収縮部２３は、その流路断面の中心を、チャンバー２５の軸中心Ｃ１に一致させて、チャンバー２５の軸方向に対して略平行に延在し、径が一定な直管状に形成されている。すなわち、流水導入部２２の流路は上流側から下流側に向けて漸次細くなり、その細くなった先には、流路径が一定な直管部として流路断面収縮部２３が続いている。

流路断面収縮部２３と噴出口２６との間の筒体２０の内部には、筒体２０の軸方向に延在するチャンバー２５が設けられている。

チャンバー２５の軸方向の上流側端部には、流路断面収縮部２３に対して流路断面が急拡大（例えば径が３倍以上急拡大された）された流路断面急拡大部２４が設けられている。流路断面急拡大部２４は、流路断面収縮部２３より下流側で流路断面収縮部２３に連通している。

チャンバー２５の軸方向の下流側端部には噴出口２６が開口している。チャンバー２５の内壁面は、流路断面急拡大部２４から噴出口２６の近傍に至るまで、チャンバー２５の軸中心Ｃ１に対して略平行に延在し、また、チャンバー２５は流路断面急拡大部２４の内径寸法のまま噴出口２６近傍まで続いている。チャンバー２５における軸方向の上流側端部が流路断面急拡大部２４として機能し、チャンバー２５における軸方向の下流側端部が噴出口２６として機能する。

流路断面収縮部２３から流路断面急拡大部２４にかけての流路壁面は略垂直に変化している。すなわち、流路断面収縮部２３の流路壁面は、チャンバー２５の軸方向に対して略平行であるのに対して、流路断面急拡大部２４として機能するチャンバー２５の軸方向の上流側端部の壁面は、流路断面収縮部２３の流路壁面に対して略垂直に続いて径外方に広がって形成されている。この流路壁面の急変化により、後述するように流路断面急拡大部２４にて、壁面からの流れの剥離が生じる。

なお、流路断面急拡大部２４の流路壁面は流路断面収縮部２３の流路壁面に対して略垂直に広がっていることに限らず、流路断面急拡大部２４にて、流れの剥離が生じる程度に、下流側に向けて流路断面が拡径する漏斗（またはラッパ）状に形成されていてもよい。ただし、流路断面収縮部２３の流路壁面に対して略垂直に続くように流路断面急拡大部２４の流路壁面が形成されている方が、流路断面急拡大部２４における流れの剥離を促進させやすい。

また、噴出口２６近傍のチャンバー２５内に、噴出口２６へと通じるチャンバー２５内流路の一部を遮る遮蔽体２７を設けている。遮蔽体２７は例えば円盤状に形成され、その中心をチャンバー２５の軸中心Ｃ１に一致させて、チャンバー２５の内部に設けられている。

遮蔽体２７は、例えば、遮蔽体２７とチャンバー２５の内壁部との間に放射状に設けられた図示しない複数本の保持部材を介してチャンバー２５の内壁部に対して保持されている。それら保持部材は、円盤状の遮蔽体２７の外周面のまわりに周方向に沿って等間隔で設けられ、よって、遮蔽体２７によってチャンバー２５内流路のすべてが遮蔽されず、遮蔽体２７とチャンバー２５の内壁部との間には、チャンバー２５から噴出口２６への流水の流れを許容する流路が確保されている。

また、チャンバー２５の軸方向の下流側端部における噴出口２６へと続く内壁面に、チャンバー２５の軸中心Ｃ１に向けて傾斜した環状の傾斜面２８を形成している。傾斜面２８は、上流側から下流側に向かうにしたがって徐々に軸中心Ｃ１に近づくように傾斜している。

次に、本実施形態に係る噴流浴装置の作用について説明する。

図２、３において、浴槽１近傍に設けられた図示しないコントローラのスイッチを入浴者が操作すると、ポンプ７が起動し、浴槽１内に貯留された浴槽水が吸入口５から循環路１３内へと吸入される。この吸入された浴槽水は、ポンプ７にて加圧されて、循環路１４を介して、噴流ノズル１１の流水導入口２１に導入される。

流水導入口２１から導入された加圧浴槽水は、流水導入部２２を流れ、この下流側端部である流路断面収縮部２３から流路断面急拡大部２４を経てチャンバー２５内に噴流となって流入する。加圧浴槽水が、流路断面収縮部２３からチャンバー２５内に流入する際、流路断面の急拡大により、流路内壁面に沿って流れることができなくなり、流路内壁面に対して流れの剥離が生じる。

一般的に、噴流は、外部流体との運動量交換により外部流体を加速し、噴流内部に巻き込む。このとき、噴流近傍に壁面が存在すると、外部流体を内部に引き込むように作用する引きつけ力の反作用により、噴流自身が壁面に向かって曲げられ、再び流れが壁面に沿うようになる。つまり、チャンバー２５の内壁面の周の一部に流れが再付着する。

チャンバー２５の内壁面に付着した主流は、そのままチャンバー２５内壁面に沿い、遮蔽体２７の外周面とチャンバー２５内壁面との間を噴出口２６に向かって流れ、噴出口２６の上流側手前でチャンバー２５の軸中心Ｃ１に向かうように傾斜して形成された傾斜面２８に沿って軸中心Ｃ１に対して傾斜した噴流として噴出口２６から浴槽１内に噴出する。

以上のようにして、チャンバー２５内に、主流（図１において太線矢印ａで表す）が形成される。

流路断面収縮部２３に比べて噴出口２６の流路断面が大きく、流れは下流に向かって減速、すなわち、チャンバー２５内部では下流に向かって静圧が増加する逆圧力勾配が形成されること、さらにチャンバー２５内に流路の一部を遮るように遮蔽体２７が設けられていることによって、前述した主流の一部は、噴出口２６から噴出されず、図１において矢印ｂで表すように、チャンバー２５の上流側に戻される。

その上流側に戻された流れが、流路断面急拡大部２４付近にて主流が剥離したよどみ領域に流れ込むことで、流路断面急拡大部２４付近で中心軸Ｃ１まわりに旋回流が形成され、これにより、主流の流路壁面に対する再付着位置が周方向で不規則に変化し、噴出口２６からは中心軸Ｃ１まわりに不規則に旋回した噴流が噴出される。

入浴者は、噴流ノズル１１から噴出される旋回噴流を、腰、背、肩、手、足等の身体の一部に受けることにより、マッサージ効果を得ることができる。噴流ノズル１１から噴出される噴流は、一般的に広く知られる気泡浴装置による細く強い直線的な噴流とは異なり、太くやわらかい旋回噴流であるため、腰を包み込む、背中、腰全体を押すようにもみほぐすなど、局所的に強い刺激感ではなく、広範囲をもみほぐすような手もみに近いマッサージ感を得ることができ、長時間入浴していても飽きがなくゆったりとリラックスできる。また、直線的な強い噴流を局所的に受ける場合には、所望の部位にその噴流を受けるべく姿勢を保つために緊張状態になりがちであったが、本実施形態の旋回噴流は広範囲にわたってやわらかい刺激を与えるため、入浴者に緊張を強いることなく、力を抜いたリラックスした状態にさせやすい。

本実施形態に係る噴流ノズル１１から噴出される噴流は旋回しているので、気泡が混入されなくても、マッサージ感を受けるのに十分な刺激感が得られる。むしろ気泡混入では得られない水で押されるような手もみに近いマッサージ感が得られる。また、気泡を混入しない分、噴流の噴出音及び気泡混入時の音を低減して、静かな環境でよりリラックスできる。なお、チャンバー２５内は噴出口２６面に比べ圧力が低く、ノズル１１が図３中に示すような高さ位置に取り付けられるのであれば、チャンバー２５内は概ね負圧を生じており、チャンバー壁の任意の位置に空気流入口を設けることで、容易に気泡を自給混入させることが可能であるので、本実施形態に係る旋回噴流に気泡を混入してもよく、その場合、気泡を混入しない場合よりも噴流の旋回力が弱まる。

また、本実施形態に係る噴流ノズル１１は、内部に導入された流体自身が、前述したようにチャンバー２５内での還流作用によって、噴出口２６から噴出される噴流の旋回を励起する構成となっているため、特許文献１のような回転摺動部分が不要であり、ノズル構造が単純化され、安価に作製することができ、またメンテナンスも容易になる。さらには、回転摺動部分における摩耗やゴミ詰まりなどによる旋回性能低下の心配もない。

また、前述したように、特許文献１のノズルは二重筒状になった入れ子構造となっている。したがって、構造が複雑になるとともに、内筒に相当するノズル本体と、外筒に相当する取付部材との間に細い隙間が形成されており、その隙間にゴミ等がつまる目詰まりの心配もある。同様に、特許文献２、３においても、ノズルが二重筒構造となっている。したがって、構造が複雑になると共に、狭い流路（隙間）の目詰まりの心配がある。

これに対して本実施形態では、特許文献１、２、３のように中心の流路の外側に別の流路が細い隙間として形成されておらず、チャンバー２５を形成した筒体２０は一重構造である。すなわち、ひとつの筒体２０によって周囲が囲まれる単一空間（流路）内で、噴出口２６へと向かう主流、および主流とは逆方向に流れる還流が形成され、浴槽水中に旋回噴流として噴出される。したがって、構造が単純化され、安価に作製することができ、またメンテナンスも容易になる。さらには、目詰まりによる旋回性能低下の心配もない。

また、前述したように、特許文献５、６、７のノズルは、内部で旋回流を形成する単筒構造のノズルの周壁部にノズル筒体内への流入口が開口された構造であり、ノズル筒体内に流入した主流は筒体内で定常的かつ強力な旋回流を形成する。そのため、ノズル出口面から吐水される噴流は、卓越した遠心力により筒体軸方向（体表面に向かう方向）への直進性は失われ、ノズル出口面全体から径方向に均一に広がった噴流となり、広範囲を単調に刺激する噴流となってしまう。

これに対して本実施形態では、旋回流を励起するためのチャンバー２５への流入口として機能する流路断面収縮部２３は、チャンバー２５を囲む筒体２０の周壁部には形成されてはおらず、チャンバー２５の軸方向の上流側端部に開口している。したがって、流路断面収縮部２３からチャンバー２５内に流入した主流は、流路断面急拡大部２４で流路壁面から剥離した後、チャンバー２５の内周面に再付着して噴出口２６より直進性を保ったまま噴出し、さらに、その主流の流路壁面（チャンバー２５の内周面）への再付着位置がチャンバー２５内に形成される循環流（戻り流）により変化することで、噴出方向が変化するため、刺激箇所が時間とともに変化するような変化に富んだ噴流刺激が得られる。

なお、本実施形態において、前述したように、チャンバー２５内静圧は、浴槽１内に貯留された浴槽水の静圧より低く、チャンバー２５内部では下流側に向かって静圧が増加する逆圧力勾配が形成されるため、遮蔽体２７を設けなくても、主流の一部をチャンバー２５上流側に戻す還流を形成することは可能である。ただし、遮蔽体２７を設けた方が、逆静圧勾配（流れ方向に対して静圧が上昇）だけを利用した還流形成に比べ、噴流噴出方向の切り替わりを生じさせるための循環流の形成が安定するため、噴流の旋回が安定する。すなわち、噴流旋回方向もしくは噴流移動方向が反転しにくくなる。

また、傾斜面２８を設けなくても、前述したように主流がチャンバー２５の内周面における周の一部に偏ることから筒体軸方向に対して偏向した噴流が実現されるが、本実施形態のように噴出口２６の上流側の手前に傾斜面２８を設け、その傾斜面２８に主流を沿わせることで、主流の偏向を促進することができ、より広範囲にわたるやわらかな旋回噴流を形成しやすくなる。

旋回流を形成する構造のノズルにおいては、ノズル内に流れが急変化する部分があることで流水が局部的に低圧となって気泡が生じる現象（キャビテーション）が起こりやすい。キャビテーションが生じると、気泡の圧壊時の音と、圧壊の衝撃に起因する騒音が発生する。

そこで、本実施形態では、流路断面が急拡大する直前部分である流路断面収縮部２３を、チャンバー２５の軸方向に対して略平行に延在させ、径が一定な直管状に形成することで、上記キャビテーションの抑制を図っている。

流路断面収縮部２３を直管状にすることで、軸方向速度成分以外の速度成分が小さくなるようにチャンバー２５内へと流れ込む流水は整流され、流路断面急拡大部２４における流れの直進性が増す。直管状の流路断面収縮部２３（以下、単に直管部とも称する）が長くなるにつれ、流路断面急拡大部２４にて剥離した流水がチャンバー２５内壁面に付着する際に、流路断面急拡大部２４直後の流れの偏向度合いが小さくなる。この結果、流路断面急拡大部２４近傍で発生する局部的な低圧部位の圧力低下が小さくなり、キャビテーションの発生が抑制される。キャビテーションが抑制されることでそれに起因する騒音を低減でき、前述したような水で押されるような手もみに近いマッサージ感を、静かな環境で受けることでリラックス効果を高めることができる。

前述した噴流ノズル１１において図１に表す各寸法ｄ_０、Ｄ、Ｄ_ＣＢ、ｈ、Ｄｏｕｔ、Ｌ、Ｘ、Ｄ_ＩＮ、Ｌ_０、Ｌ_１を、それぞれ以下のように設計し、比較実験を行った。流路断面収縮部２３の内径ｄ_０＝８．４ｍｍ、流路断面急拡大部２４及びチャンバー２５の内径Ｄ＝２７．８ｍｍ、遮蔽体２７の外径Ｄ_ＣＢ＝２０．９ｍｍ、遮蔽体２７の軸方向厚さｈ＝９．７ｍｍ、噴出口２６の口径Ｄｏｕｔ＝２２．３ｍｍ、チャンバー２５の長さＬ＝７６．６ｍｍ、遮蔽体２７の軸方向の中心から噴出口２６までの距離Ｘ＝８．４ｍｍ、流水導入口２１の口径Ｄ_ＩＮ＝２０ｍｍとした。直管部の軸方向長さＬ_１は、０、６、１１、１６、２６ｍｍと各々変化させた。

ノズル材質（筒体２０及び湾曲部３０の材質）はＡＢＳ樹脂製とした。噴流の噴出流量は４４リットル／分に設定した。なお、実際に製造する上では、直管部における周方向のすべての壁面が完全に平行となるように作るのは困難であり、このような実情を鑑み、現状、直管部は周方向に変化する０〜１°程度の勾配を有する。

直管部の軸方向長さＬ_１を０、６、１１、１６、２６ｍｍと各々変化させて、ノズル１１に噴流噴出動作を行わせたが、Ｌ_１をいずれの長さとしてもノズル１１から噴出された噴流は旋回していた。

また、ＪＩＳＣ１５０５規格の精密騒音計を用い、動特性をＦＡＳＴ、周波数分析のバンド幅を１／３オクターブ、騒音値を人間の聴感に近くなるように補正したＡレンジとした場合における、２０秒測定時の等価騒音レベル（ＬＡｅｑ）を測定した。これは、ノズル１１より５００ｍｍ離れた場所（空気中）での音圧を測定した。

図４に、その測定結果を示す。（ａ）は、直管部の軸方向長さＬ_１を６ｍｍとした場合の音圧測定結果を示し、（ｂ）は、Ｌ_１を（ａ）の場合より長くした１６ｍｍとした場合の音圧測定結果を示す。

耳で聴くと、Ｌ_１＝６ｍｍの場合には、流路断面収縮部２３を直管部としなかった場合よりは騒音は小さかったが、Ｌ_１＝１６ｍｍの場合に比べ、チリチリ、カリカリといった甲高い音が不連続に発生した。

１／３オクターブバンドごとの音圧を比較すると、キャビテーション音発生時には、４ｋＨｚ周辺にピークが見られ、前述のキャビテーションに起因する音は周波数４ｋＨｚ周辺にピークを持つ音であると言える。

Ｌ_１＝６ｍｍの場合においても、オールパス（ＡＰ）音圧は３３．５ｄＢと小さく、静かでリラックスした入浴は可能であるが、チリチリ、カリカリと甲高い異音が不連続に発生していると人によっては気になる場合もある。

図５に、図４の測定結果における４ｋＨｚバンドの音圧（ＬＡｅｑ）（ｄＢ）と、流路断面収縮部２３（直管部）の長さＬ_１（ｍｍ）との関係を示す。

図５の結果より、直管部を設けない場合（Ｌ_１＝０）に比べ、直管部を設けた方が明らかに４ｋＨｚバンドの音圧が低減している。したがって、直管部を設けると、チリチリ、カリカリ音が小さくなり、より静かにリラックスして入浴することができる。

また、直管部の長さＬ_１は長いほど４ｋＨｚバンドの音圧が小さくなる傾向にある。特に、Ｌ_１が１６ｍｍ以上の場合においては音圧は２０ｄＢ以下と非常に小さく、耳で聴いた場合でもほとんど、チリチリ、カリカリ音を聞き取れなかった。したがって、Ｌ_１を１６ｍｍ以上に設計することでキャビテーション発生が抑制され、さらに静かにリラックスして入浴することができる。

なお、前述したような管内（流路内）での整流効果については、直管部が流路径の何倍の長さを有するかで評価することが重要である。そこで、上記図５のグラフにおける横軸を、直管部（流路断面収縮部２３）の流路径（内径）ｄ_０に対する長さＬ_１の比で表される管径比長さ（Ｌ_１／ｄ_０）として、音圧との関係を整理し直すと、図６に示すグラフとなる。

この図６のグラフより、特に管径比長さ（Ｌ_１／ｄ_０）が１．９以上の場合において、音圧が２０ｄＢ以下と非常に小さく、耳で聴いた場合でもほとんど、チリチリ、カリカリ音を聞き取れなかった。したがって、直管状の流路断面収縮部２３の長さＬ_１を、その流路径ｄ_０の１．９倍以上とすれば、チャンバー２５内における流路断面急拡大部２４近傍でのキャビテーション発生が抑制され、前述したような水で押されるような手もみに近いマッサージを受けつつ静かにリラックスして入浴することができる。

本発明の実施形態に係る噴流ノズルの模式断面図。本発明の実施形態に係る噴流浴装置の概略構成を示す模式図。同噴流浴装置において浴槽を側面方向から見た模式図。（ａ）は図１における流路断面収縮部（直管部）長さＬ_１を６ｍｍとした場合における等価騒音レベル（ＬＡｅｑ）の測定結果であり、（ｂ）は流路断面収縮部（直管部）長さＬ_１を１６ｍｍとした場合における等価騒音レベル（ＬＡｅｑ）の測定結果である。図４の測定結果における４ｋＨｚバンドの音圧と、流路断面収縮部（直管部）長さＬ_１との関係を示すグラフ。図４の測定結果における４ｋＨｚバンドの音圧と、管径比長さ（Ｌ_１／ｄ_０）との関係を示すグラフ。

符号の説明

１…浴槽、５…吸入口、１１…噴流ノズル、２０…筒体、２２…流水導入部、２３…流路断面収縮部、２４…流路断面急拡大部、２５…チャンバー、２６…噴出口、２７…遮蔽体

Claims

浴槽と、
前記浴槽の浴槽壁に開口され前記浴槽の内部に貯留された浴槽水が吸い込まれる吸入口と、
前記吸入口から浴槽水を吸入し加圧して吐出する加圧装置と、
前記浴槽のあふれ縁より下で前記浴槽壁に対して保持される一重構造の筒体を有し、前記筒体の内部に導入された浴槽水を、噴出方向を変化させながら前記浴槽の内部に噴出する噴流ノズルと、を備えた噴流浴装置であって、
前記噴流ノズルは、流水導入部と、前記筒体の軸方向に延在して前記筒体の内部に形成されたチャンバーと、前記チャンバー内に設けられた遮蔽体と、を有し、
前記流水導入部は、前記加圧装置から送られる加圧浴槽水が導入される上流側端部と、前記上流側端部に対して流路が細くされると共に前記チャンバーに連通する下流側端部とを有し、
前記チャンバーは、前記軸方向の上流側端部に設けられ前記流水導入部の前記下流側端部に対して流路断面が急拡大された流路断面急拡大部と、前記軸方向の下流側端部に開口され前記浴槽の内部に臨む噴出口と、を有し、
前記遮蔽体は、前記噴出口へと通じるチャンバー内の流路の一部を遮り、
前記チャンバーの下流側における前記噴出口に続く内壁面は前記チャンバーの軸中心に向けて傾斜しており、
前記流水導入部の前記下流側端部は、前記チャンバーの軸方向に対して略平行に延在し、径が一定な直管状に形成されていることを特徴とする噴流浴装置。
前記流水導入部における直管状の前記下流側端部の軸方向長さを、該下流側端部の流路径の１．９倍以上としたことを特徴とする請求項１記載の噴流浴装置。