JP7281312B2 - 吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、波状の液流（以下、波状流ともいう）を放射状に吐出可能な吐出装置に関する。

従来、波状流を放射状に吐出可能な吐出装置が提案される。特許文献１には、吐出路が内部に形成された装置本体を備える吐出装置が記載される。吐出路は、その下流側端部に形成される吐出孔を有し、上流側から流入した液体を吐出孔から波状流として放射状に吐出可能である。

特表２００８－５１７７６２号公報

本発明者は、実験的な検討を進めた結果、次の新たな知見を得るに至った。これは、波状流を吐出孔から吐出する場合に、吐出孔より上流側において吐出路内にエアが残存したままであると、その残存エアに起因して波状流の形状が変化してしまうというものである。特許文献１の技術は、この観点から工夫を講じたものではなく、改良の余地があった。

本発明のある態様は、このような課題に鑑みてなされ、その目的の１つは、残存エアに起因する波状流の形状の変化を抑えられる技術を提供することにある。

前述の課題を解決するための本発明の第１態様は吐出装置である。この吐出装置は、吐出路が内部に形成された装置本体を備え、前記吐出路は、前記吐出路の下流側端部に形成される吐出孔を有し、上流側から流入した液体を前記吐出孔から波状流として放射状に吐出可能であり、前記装置本体には、前記吐出孔より上流側において、前記吐出路の内面に開口するエア抜き流路が形成される。

第１態様によれば、吐出孔から液流を吐出する場合に、吐出孔より上流側において吐出路内に残存するエアをエア抜き流路を通して外部に排気できる。これに伴い、残存エアに起因する波状流の形状の変化を抑えられる。

第１実施形態の吐出システムの構成図である。 第１実施形態の吐出装置の側面断面図である。 図２のＡ－Ａ断面図である。 波状流を示す図である。 図３のＢ－Ｂ断面図である。 第１実施形態の吐出装置の動作に関する説明図である。 第１実施形態の第１流れ状態に関する説明図である。 第１実施形態の第２流れ状態に関する説明図である。 波状流を示す他の図である。 図３の一部の拡大図である。 図２の一部の拡大図である。 第２実施形態の吐出装置の側面断面図である。 第３実施形態の吐出装置の断面図である。 第３実施形態の吐出装置が波状流を吐出している状態を示す図である。 図１３の一部の拡大図である。

以下、本発明の実施形態の一例を説明する。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、構成要素の一部を適宜省略したり、その寸法を適宜拡大、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形状には、言及している形状に厳密に一致する形状のみでなく、寸法誤差や製造誤差等の誤差の分だけずれた形状も含まれる。

図１を参照する。本実施形態の吐出装置１０は水回り設備１２に用いられる。本実施形態の水回り設備１２は浴室設備である。水回り設備１２は、吐出装置１０の他に、吐出装置１０から吐出される液体が内側に流れ込む槽体１４とを備える。本実施形態の槽体１４は浴槽である。本実施形態の吐出装置１０は、槽体１４内でユーザの身体、特に、座位姿勢にあるユーザの首や肩に当たるように波状流Ｗ１（後述する）を吐出する。これにより、ユーザにリラックス効果を付与できる。

本実施形態の吐出装置１０は吐出システム１６に用いられる。吐出システム１６は、液体Ｗ２を貯留する貯留槽１８と、貯留槽１８から吐出装置１０の吐出路３０（後述する）に液体Ｗ２を供給する液体供給路２０と、液体供給路２０の途中に設けられるポンプ２２と、ポンプ２２を制御する制御装置２４と、を備える。

本実施形態の貯留槽１８は、液体Ｗ２として水を貯留する槽体１４である。吐出装置１０には液体供給路２０を通して槽体１４内の水が供給されることになる。液体供給路２０は、配管等の複数の流路形成部材の内側に形成される。ポンプ２２は、貯留槽１８から吸引した液体Ｗ２を圧送することで、液体供給路２０を通して吐出装置１０に液体Ｗ２を供給する。制御装置２４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のハードウェアとソフトウェアを組み合わせたコンピュータである。制御装置２４は、ポンプ２２の動作の制御を通じて、吐出装置１０の動作を制御する。

図２を参照する。吐出装置１０は、装置本体２６を備える。装置本体２６の内部には、液体供給路２０から液体Ｗ２が供給される中継流路２８と、液体供給路２０から中継流路２８を介して液体Ｗ２が供給される吐出路３０とが形成される。本実施形態では、液体供給路２０から中継流路２８に鉛直方向の下側から液体が供給され、中継流路２８から吐出路３０に上向きに液体が供給される。

本実施形態の装置本体２６は、水回り設備１２に設けられるベース３２に固定される。本実施形態の吐出装置１０は、不図示の固定構造を用いてベース３２に固定される。この固定構造とは、たとえば、ねじ構造、爪と爪受け等である。本実施形態のベース３２は槽体１４の上面開口部の周縁部に設けられる槽体１４のフランジ部が構成する。本実施形態の装置本体２６は、吐出路３０が内部に形成される第１本体部材３４と、第１本体部材３４と一体化される第２本体部材３６とを備える。

図３、図４を参照する。吐出路３０は、吐出路３０の下流側端部に形成される吐出孔３８を有する。吐出路３０は、詳細は後述するが、上流側から流入した液体Ｗ２を波状の液流（波状流Ｗ１）として放射状に吐出可能である。ここでの「波状」とは、吐出孔３８の中心線ＣＬ１に沿った中心線方向Ｘで液流Ｗ１の進行方向に向かうにつれて、その中心線方向Ｘと直交する水平方向Ｙに周期的にうねる形状をいう。この「波状」には、物理的に厳密な波としての条件を満たす形状の他に、その形状に似た形状も含まれる。以下、この波状流Ｗ１がなす波状形状のうねる方向Ｙを波状流Ｗ１の振動方向Ｙという。また、ここでの「放射状」とは、波状流Ｗ１の進行方向に向かうにつれて波状流Ｗ１の振動方向Ｙに広がる形状をいう。図４では波状流Ｗ１が通過する範囲Ｓ１を示す。

以下、吐出路３０に関する構成を説明するとき、吐出孔３８の中心線方向Ｘを前後方向Ｘともいい、波状流Ｗ１の振動方向Ｙを左右方向Ｙともいう。また、前後方向Ｘ及び左右方向Ｙと直交する方向を高さ方向Ｚ（図２参照）という。この前後方向Ｘで波状流Ｗ１の進行方向を前側といい、それとは反対側を後側という。

吐出路３０は、上流側から液体Ｗ２が流入する入口流路４０と、入口流路４０から液体Ｗ２が流入する一対の中間流路４２Ｌ、４２Ｒとを備える。また、吐出路３０は、一対の中間流路４２Ｌ、４２Ｒのそれぞれから流入する液体Ｗ２が合流する合流室４６と、合流室４６内の液体Ｗ２を外部に吐出する吐出孔３８と、を備える。

図３、図５を参照する。吐出路３０は、鉛直方向に対向する内上面４８及び内下面５０と、左右方向Ｙに対向する一対の内側面５２とを備える。吐出路３０は、前後方向Ｘに直交する断面において矩形状をなす。この断面において、一対の内側面５２間の寸法を吐出路３０の内幅寸法Ｗａといい、内上面４８と内下面５０の間の寸法を吐出路３０の高さ寸法Ｈａという。吐出路３０は、入口流路４０や合流室４６において、内幅寸法Ｗａより高さ寸法Ｈａが小さい矩形状をなす。吐出路３０の高さ寸法Ｈａは、少なくとも入口流路４０、中間流路４２Ｌ、４２Ｒ、合流室４６を含む範囲で同じである。本実施形態では吐出孔３８を含む範囲でも同じである。

吐出路３０は、高さ方向Ｚから見て、吐出孔３８の中心線ＣＬ１を対称軸として左右対称な形状を持つ。また、吐出路３０は、前後方向Ｘから見て、吐出孔３８の中心線ＣＬ１に対して高さ方向Ｚに対称な形状を持つ。これらの条件は、吐出路３０の入口流路４０、合流室４６において、少なくとも満たされる。本実施形態では、吐出路３０の中間流路４２Ｌ、４２Ｒや吐出孔３８においても満たされる。ここでの「高さ方向Ｚから見て」とは、図３の視点から見ることと同義であり、「前後方向Ｘから見て」とは、図５の視点から見ることと同義である。

入口流路４０は、前後方向Ｘで吐出路３０の後側の部分に設けられ、合流室４６は入口流路４０より前後方向Ｘの前側に設けられる。入口流路４０の内面には中継流路２８の出口となる流入口２８ａが開口しており、流入口２８ａから入口流路４０内に液体が流入する。本実施形態の流入口２８ａは、入口流路４０において吐出路３０の内下面５０に開口している。

入口流路４０には拡散促進部５４が設けられる。本実施形態の拡散促進部５４は、高さ方向Ｚから見て、流入口２８ａを中心として取り囲むように等角度間隔を空けて複数設けられる。拡散促進部５４の高さ方向Ｚに直交する断面形状は流線形状であり、本実施形態では円形状である。拡散促進部５４は、入口流路４０内に流入した液体が衝突することで、その液体の拡散を促進する。これにより、入口流路４０内で前後方向Ｘで前側に向かう液体の左右方向Ｙでの流量分布の均一化を図れる。

吐出路３０には、入口流路４０内にて前後方向Ｘで前側（下流側）に流れる液体Ｗ２が衝突する衝突部５６が設けられる。本実施形態の衝突部５６は入口流路４０と合流室４６を前後方向Ｘに隔てる壁状をなす。

一対の中間流路４２Ｌ、４２Ｒは、吐出路３０の衝突部５６に対して左右方向Ｙの両側に設けられる。一対の中間流路４２Ｌ、４２Ｒには、左右方向Ｙの左側（一方側）に設けられる左側中間流路４２Ｌ（第１中間流路）と、左右方向Ｙの右側（他方側）に設けられる右側中間流路４２Ｒ（第２中間流路）とが含まれる。中間流路４２Ｌ、４２Ｒは、衝突部５６の左右方向Ｙの側面５６ａと吐出路３０の内側面５２とが形成する。本実施形態の中間流路４２Ｌ、４２Ｒは入口流路４０内から流入する液体Ｗ２を合流室４６に噴射可能な形状である。本実施形態の中間流路４２Ｌ、４２Ｒの中心軸線ＣＬ２は、高さ方向Ｚから見て、吐出孔３８の中心線ＣＬ１を左右方向Ｙに横切るように設けられる。

本実施形態の合流室４６には、一対の中間流路４２Ｌ、４２Ｒのそれぞれから噴射される液体の噴流が衝突する一対の衝突面５８Ｌ、５８Ｒが設けられる。各衝突面５８Ｌ、５８Ｒは、合流室４６の下流側（前側）に位置する下流側面４６ａに設けられる。一対の衝突面５８Ｌ、５８Ｒには、左側中間流路４２Ｌに対応する右側衝突面５８Ｒ（第１衝突面）と、右側中間流路４２Ｒに対応する左側衝突面５８Ｌ（第２衝突面）とが含まれる。各衝突面５８Ｌ、５８Ｒは、高さ方向Ｚから見て、吐出孔３８の中心線ＣＬ１に対して対応する中間流路４２Ｌ、４２Ｒとは左右方向Ｙで反対側に設けられる。

本実施形態の合流室４６には、一対の衝突面５８Ｌ、５８Ｒのそれぞれに衝突した液体Ｗ２の噴流を前後方向Ｘで吐出孔３８とは反対側（後側）に折り返すように誘導する一対の誘導面６２Ｌ、６２Ｒが設けられる。一対の誘導面６２Ｌ、６２Ｒには、右側衝突面５８Ｒに対応する右側誘導面６２Ｒと、左側衝突面５８Ｌに対応する左側誘導面６２Ｌとが含まれる。各誘導面６２Ｌ、６２Ｒは、合流室４６内において一対の内側面５２のそれぞれに設けられる。

吐出孔３８は、合流室４６の下流側面４６ａに開口する入口３８ａを有する。吐出孔３８の入口３８ａの内幅寸法は、前後方向Ｘで前側に向かう途中で、上流側の流路（合流室４６）の内幅寸法より小さくなるように設定される。これにより、吐出孔３８は、その上流側の流路内の液体Ｗ２を噴射するように吐出可能となる。吐出孔３８は、前後方向Ｘで前側に向かうにつれて内幅寸法が連続的に広がるように形成される。ここでの内幅寸法とは、高さ方向Ｚから見たときの左右方向Ｙに沿った寸法をいう。吐出孔３８は、装置本体２６の外面部に開口する出口３８ｂを有する。本実施形態の出口３８ｂは装置本体２６の前面部２６ａに開口する。

以上の吐出装置１０の動作を説明する。

図６を参照する。吐出路３０内での主な液体の流れ方向には矢印を付して示す。入口流路４０内には上流側となる中継流路２８から流入口２８ａを通して液体Ｗ２が流入する。入口流路４０内に流入した液体Ｗ２は、その流入箇所から拡散しつつ前後方向Ｘで前側に向けて流れる。この過程で入口流路４０内には液体Ｗ２が溜められる。本実施形態では入口流路４０内が液体Ｗ２で満たされる。

入口流路４０内で前側に流れる液体Ｗ２の一部は衝突部５６に衝突することで左右方向Ｙに分かれたうえで一対の中間流路４２Ｌ、４２Ｒ内に流入する液流Ｆａを形成する。入口流路４０内の液体Ｗ２は一対の中間流路４２Ｌ、４２Ｒを介して合流室４６内に流入する。この過程で合流室４６内には液体Ｗ２が溜められる。

図７、図８を参照する。合流室４６内には一対の中間流路４２Ｌ、４２Ｒのそれぞれから液体の噴流ＦｂＬ、ＦｂＲが噴射される。本実施形態では一対の中間流路４２Ｌ、４２Ｒのそれぞれから噴射される噴流ＦｂＬ、ＦｂＲが合流室４６内で衝突する。以下、左側中間流路４２Ｌが噴射する噴流を左側噴流ＦｂＬといい、右側中間流路４２Ｒが噴射する噴流を右側噴流ＦｂＲという。

これら噴流ＦｂＬ、ＦｂＲは、流体のランダム性に起因する揺らぎの影響を受けて、いずれか一方が他方より勢いの強い支配的な流れとなる。たとえば、図７の例では、右側噴流ＦｂＲが左側噴流ＦｂＬより勢いの強い支配的な流れとなっている第１流れ状態を示す。

図７に示すように、この支配的な右側噴流ＦｂＲは、合流室４６の下流側面４６ａ（左側衝突面５８Ｌ）に衝突するまで勢いを持って流れ易い。一方で、左側噴流ＦｂＬは、支配的な右側噴流ＦｂＲと衝突することで流れを阻害され（範囲Ｓａ参照）、合流室４６の下流側面４６ａ（右側衝突面５８Ｒ）に衝突するまで勢いを持って流れ難い。合流室４６の下流側面４６ａに衝突した右側噴流ＦｂＲは、その左側誘導面６２Ｌにより前後方向Ｘで折り返すように誘導される液流Ｆｃを形成し、左側噴流ＦｂＬと合流する（範囲Ｓｂ参照）。この結果、左側噴流ＦｂＬの勢いが増幅され、図８に示すように、左側噴流ＦｂＬが右側噴流ＦｂＲより勢いの強い支配的な流れとなる第２流れ状態に切り替わる。

支配的な左側噴流ＦｂＬは、合流室４６の下流側面４６ａ（右側衝突面５８Ｒ）に衝突するまで勢いを持って流れ易い。一方で、右側噴流ＦｂＲは、支配的な左側噴流ＦｂＬと衝突することで流れを阻害され（範囲Ｓｃ参照）、合流室４６の下流側面４６ａ（左側衝突面５８Ｌ）に衝突するまで勢いを持って流れ難い。合流室４６の下流側面４６ａに衝突した左側噴流ＦｂＬは、その右側誘導面６２Ｒにより前後方向Ｘで折り返すように誘導される液流Ｆｄを形成し、右側噴流ＦｂＲと合流する（範囲Ｓｄ参照）。この結果、右側噴流ＦｂＲの勢いが増幅され、図７に示すように、右側噴流ＦｂＲが左側噴流ＦｂＬより勢いの強い支配的な流れとなる第１流れ状態に切り替わる。

以上の結果、流体のランダム性に起因する揺らぎの影響を受けて、右側噴流ＦｂＲが支配的な流れになる第１流れ状態と、左側噴流ＦｂＬが支配的な流れになる第２流れ状態とが周期的に切り替わる。図７に示すように、第１流れ状態にあるとき、支配的な右側噴流ＦｂＲの一部は、合流室４６の下流側面４６ａに衝突せずに吐出孔３８を通り抜ける液流Ｆｅを形成する。この液流Ｆｅは、前後方向Ｘで前側に向かうとともに左右方向Ｙで左側に向かう速度ベクトルを持つ。図８に示すように、第２流れ状態にあるとき、支配的な左側噴流ＦｂＬの一部は、合流室４６の下流側面４６ａに衝突せずに吐出孔３８を通り抜ける液流Ｆｆを形成する。この液流Ｆｆは、前後方向Ｘで前側に向かうとともに左右方向Ｙで右側に向かう速度ベクトルを持つ。

第１流れ状態と第２流れ状態が周期的に切り替わることで、吐出孔３８を通り抜ける液流Ｆｅ、Ｆｆの左右方向Ｙでの速度ベクトルの向きが周期的に切り替わることになる。この過程で、この液流Ｆｅ、Ｆｆの左右方向Ｙでの速度ベクトルは、その向きの切り替えを伴いベクトル量が周期的に増減する。この結果、吐出孔３８からは、波状の液流、つまり、前述の波状流Ｗ１が吐出されることになる。吐出路３０は、一対の中間流路４２Ｌ、４２Ｒのそれぞれから合流室４６内に液流を流入させることで、吐出孔３８から吐出される液流Ｆｅ、Ｆｆの進行方向を左右方向Ｙに揺動可能であり、その進行方向を揺動させることで波状流Ｗ１を吐出可能であることになる。

このように、吐出路３０は、入口流路４０から一対の中間流路４２Ｌ、４２Ｒのそれぞれを介して合流室４６内に液体Ｗ２を流入させることで吐出孔３８から波状流を放射状に吐出可能である。このように一対の中間流路４２Ｌ、４２Ｒから合流室４６内に流入する複数の液体の流れ（液流）を利用して波状流Ｗ１を吐出するタイプを合流タイプという。本実施形態では、このような合流タイプの吐出路３０として、流体の揺らぎを利用した揺らぎタイプの吐出路３０を説明した。この合流タイプの吐出路３０としては、この他にも、後述するカルマン渦を利用するカルマン渦タイプの吐出路３０がある。

図４、図９を参照する。図４は、吐出路３０内にエアＡが残存していない状態を示し、図９は、吐出孔３８より上流側において吐出路３０内にエアＡが残存した状態を示す。本発明者は、波状流Ｗ１を吐出可能な吐出装置に関して、実験的な検討を進めた。

この結果、吐出孔３８より上流側において、吐出路３０内で吐出孔３８側に流れ続ける液体Ｗ２によりエアＡが封じ込められることで、吐出路３０内にエアＡが残存し易いという知見を得た。特に、合流タイプの吐出路３０では、その合流室４６内から吐出孔３８に流れ続ける液体Ｗ２により、合流室４６にエアＡが残存し易いという知見を得た。

また、吐出孔３８より上流側において、このように吐出路３０内にエアＡが残存したままであると、その残存エアＡに起因して波状流Ｗ１の形状が変化することがあるという知見を得た。この現象には、吐出路３０内の残存エアＡのうち、合流室４６内の残存エアＡが大きく影響しているという知見を得た。この原因は明らかではないが、吐出路３０内の残存エアＡが吐出路３０内での液体Ｗ２の流れに何らかの影響を及ぼすためと推察される。また、この現象は、吐出路３０内の残存エアＡが多くなるほど顕在化し易くなるという知見も得た。

また、揺らぎタイプやカルマン渦タイプの吐出路３０では、吐出路３０に流入する液体Ｗ２の流量が小さい場合、合流室４６内の残存エアＡに起因して、波状流Ｗ１の振幅が大幅に小さくなる、または、波状ではなく直線状の液流が吐出されることがあった。また、揺らぎタイプやカルマン渦タイプの吐出路３０では、特に、合流室４６内のエア溜まり領域７２（後述する）にエアＡが残存し易いという知見も得た。

図１０、図１１を参照する。本発明者は更なる実験的な検討を進めた。この結果、吐出孔３８より上流側において、吐出路３０の内面に開口するエア抜き流路６４を装置本体２６に形成し、吐出路３０内にある残存エアＡをエア抜き流路６４を通して外部に排気することが有効であるとの知見を得た。図１０では、説明の便宜のため、後述するエア抜き流路６４の導入口６４ａを黒塗りして示す。

以下、このような知見のもとでなされた吐出装置１０の詳細を更に説明する。エア抜き流路６４は、吐出孔３８より上流側において、吐出路３０の内面に開口する導入口６４ａを有する。本実施形態の導入口６４ａは合流室４６の内面に開口する。

エア抜き流路６４は、吐出路３０の吐出孔３８より上流側の空間と、大気に開放されている開放空間６８とを連通する。本実施形態において、この開放空間６８は装置本体２６の外部の外部空間である。これにより、吐出路３０内の残存エアＡを吐出路３０内に溜められる液体Ｗ２により押し出すことで、吐出路３０内の残存エアＡをエア抜き流路６４を通して開放空間６８に排気できる。

エア抜き流路６４の流路断面積は、吐出路３０内の残存エアＡを排気しつつ吐出路３０内の液体Ｗ２の流れを阻害できる大きさに設定される。この条件を満たすうえで、エア抜き流路６４の流路断面積は、吐出路３０の前後方向Ｘに直交する断面での断面積より十分に小さい大きさに設定される。このエア抜き流路６４の流路断面積は、たとえば、０．２ｍｍ^２以上３．０ｍｍ^２以下の大きさである。この下限値以上であれば、出願時点における加工技術の水準から容易に実現できる。この上限値以下であれば、吐出路３０内の液体Ｗ２の一部がエア抜き流路６４から外部に漏れ出たとしても、その漏れ出る量を抑えられ、見栄えの低下を避けられる。

（Ａ）これにより、波状流Ｗ１を吐出孔３８から吐出する場合に、吐出孔３８より上流側において吐出路３０内に残存するエアＡをエア抜き流路６４を通して外部に排気できる。これに伴い、吐出路３０にエア抜き流路６４がない場合と比べ、吐出路３０内の残存エアＡを減らすことができ、残存エアＡに起因する波状流Ｗ１の形状の変化を抑えられる。

吐出路３０内の残存エアＡに対する他の対策として、吐出路３０に流入する液体Ｗ２の大流量化も考えられる。これにより、吐出路３０内に流入する液体Ｗ２が吐出路３０内の残存エアＡを巻き込み易くなり、吐出路３０内の残存エアＡを減らし易くなる。しかしながら、この対策を採る場合、波状流Ｗ１の振動周期が過度に速くなってしまう問題があるとの知見を本発明者は得た。水回り設備１２で吐出装置１０を用いる場合、波状流Ｗ１の見栄えを良好にする観点から、その振動周期を遅くすることで、ゆったり感をユーザに与えることが望まれる。本実施形態によれば、吐出路３０内の残存エアＡを減らしつつ、吐出路３０に流入する液体の流量を小さくできる。これに伴い、波状流Ｗ１の振動周期を遅くすることで、その見栄えを良好にできる利点がある。また、吐出装置１０から吐出した波状流Ｗ１をユーザの身体に当てて用いる場合、波状流Ｗ１の振動周期を遅くすることで、ゆったりとしたマッサージ感をユーザに与えられる利点もある。

本実施形態のエア抜き流路６４は合流室４６の内面に開口している。よって、波状流Ｗ１の形状の変化に対する影響が大きい合流室４６内の残存エアＡを減らすことができ、波状流Ｗ１の形状の変化を効果的に抑えられる。

揺らぎタイプの吐出路３０の場合、エア抜き流路６４の導入口６４ａは、次に説明するエア溜まり領域７２に開口していると好ましい。中間流路４２Ｌ、４２Ｒの中心軸線ＣＬ２に沿った方向を軸線方向Ｄａという。高さ方向Ｚから見て、中間流路４２Ｌ、４２Ｒからその軸線方向Ｄａに直線的に延びる領域を液流通過領域７０という。液流通過領域７０は、中間流路４２Ｌ、４２Ｒから直線的に液流（噴流ＦｂＬ、ＦｂＲ）が合流室４６内に流入した場合に、その液流の通過が想定される領域である。本実施形態の中間流路４２Ｌ、４２Ｒは、高さ方向Ｚから見て、合流室４６側に向かうにつれて、中間流路４２Ｌ、４２Ｒの軸線方向Ｄａに直交する方向での内幅寸法が連続的に変化する。この場合、中間流路４２Ｌ、４２Ｒの内幅寸法が最も狭い箇所から中間流路４２Ｌ、４２Ｒの軸線方向Ｄａに直線的に伸びる領域を液流通過領域７０とする。揺らぎタイプの吐出路３０において、一対の液流通過領域７０は、高さ方向Ｚから見て、合流室４６内で交わるように設けられる。

液流通過領域７０に対して吐出孔３８とは反対側（上流側）において、一対の中間流路４２Ｌ、４２Ｒそれぞれの液流通過領域７０と合流室４６の内面とで囲まれた領域をエア溜まり領域７２という。このエア溜まり領域７２を形成する合流室４６の内面とは、本実施形態では、合流室４６の上流側（後側）に位置する上流側面４６ｂである。このエア溜まり領域７２は、合流室４６内に液体Ｗ２が満たされるまで溜められる過程でエアＡが残存し易い領域である。これは、このエア溜まり領域７２では、一対の中間流路４２Ｌ、４２Ｒから合流室４６内に流入する液流（噴流ＦｂＬ、ＦｂＲ）により吐出孔３８側にエアＡが逃げ難くなるためと考えられる。

導入口６４ａは、合流室４６内においてエア溜まり領域７２に開口していると好ましい。導入口６４ａは、少なくとも一部において、エア溜まり領域７２に開口していればよい。本実施形態の導入口６４ａは、エア溜まり領域７２にのみ開口している。

（Ｂ）これにより、揺らぎタイプの吐出路３０においてエアＡが残存し易いエア溜まり領域７２からエア抜き流路６４を通して残存エアＡを外部に排気し易くなる。この結果、揺らぎタイプの吐出路３０において、波状流Ｗ１の振幅を効果的に大きくできる。また、吐出路３０に流入する液体Ｗ２の流量を小さくすることで、波状流Ｗ１の振幅を確保しつつも振動周期を遅くでき、その見栄えをより良好にできる。これらの効果は実験的な検討により得られたものである。この他にも、揺らぎタイプの吐出路３０において、合流室４６内のエアＡを早期に排気できる。

このエア溜まり領域７２から残存エアＡを排気し易くする観点から、導入口６４ａは、高さ方向Ｚから見て、エア溜まり領域７２において、吐出孔３８の中心線ＣＬ１と重なる位置に開口していると好ましい。別の観点からみると、導入口６４ａは、エア溜まり領域７２において、合流室４６の左右方向Ｙでの中央部に開口していると好ましい。また、導入口６４ａは、高さ方向Ｚから見て、エア溜まり領域７２において、合流室４６の内面（上流側面４６ｂ）から離れた箇所に開口していると好ましい。これは、エア溜まり領域７２において合流室４６の内面には液体Ｗ２が伝わり易く、その内面に連なる箇所ではエアＡが残存し難いためである。

本実施形態の導入口６４ａは、吐出路３０の内上面４８に開口する。より詳しくは、合流室４６において内上面４８に開口する。これにより、吐出路３０内で上方に浮き上がる残存エアＡがエア抜き流路６４に入り易くなり、吐出路３０内の多くの残存エアＡを外部に排気し易くなる。

エア抜き流路６４は、吐出路３０から取り込んだエアＡを排出する排出口６４ｂを有する。吐出装置１０が波状流Ｗ１を吐出している状態にあるとき、吐出路３０内の液体Ｗ２の一部がエア抜き流路６４を通して排出口６４ｂから漏れ出る液漏れが発生し得る。このエア抜き流路６４から漏れ出た液体Ｗ２が吐出装置１０の外部で広い範囲に伝わり落ちると見栄えの低下を招く。

この対策として、本実施形態の排出口６４ｂは、排出口６４ｂから排出する液体Ｗ２を波状流Ｗ１に合流させることが可能な位置に開口する。詳しくは、本実施形態の排出口６４ｂは、吐出孔３８より上側にて装置本体２６の前面部２６ａに開口する。これにより、吐出孔３８において排出口６４ｂから排出された液体Ｗ２が方向Ｂに流れ落ちることで、その液体Ｗ２を波状流Ｗ１と合流させることができる。これに伴い、排出口６４ｂから漏れ出た液体Ｗ２が吐出装置１０の外部で広い範囲に伝わり落ちる事態を避けられ、良好な見栄えを得られる。

なお、同様の効果を得るうえで、排出口６４ｂの開口位置はこれに限定されない。たとえば、排出口６４ｂは、吐出孔３８の内面に開口していてもよい。この場合、エア抜き流路６４によって吐出孔３８より上流側の空間と開放空間６８とを連通させるために、排出口６４ｂは、波状流Ｗ１によって常時塞がれていない箇所にて吐出孔３８の内面に開口していればよい。

本実施形態のエア抜き流路６４は、エア抜き流路６４の導入口６４ａから高さ方向Ｚに延びる第１流路部６４ｃと、第１流路部６４ｃから前後方向Ｘに延びる第２流路部６４ｄとを有する。第１流路部６４ｃは第１本体部材３４に形成される閉断面形状の孔部が構成する。第２流路部６４ｄは、第１本体部材３４に形成される開断面形状の溝部と、その溝部の開口部を覆い塞ぐ第２本体部材３６の壁面とが構成する。このように、エア抜き流路６４は複数の本体部材３４、３６を組み合わせて構成してもよいし、単数の本体部材により構成してもよい。

（第２実施形態）
図１２を参照する。本実施形態の吐出装置１０は、第１実施形態と比べて、エア抜き流路６４を閉塞する閉塞部材７４を備える点で相違する。本実施形態の閉塞部材７４はエア抜き流路６４の内部に配置され、その内部でエア抜き流路６４を閉塞している。この他にも、エア抜き流路６４の外部に配置され、エア抜き流路６４を覆い塞ぐことで、エア抜き流路６４を閉塞してもよい。

閉塞部材７４は、吐出路３０内のガスに対して透過性を持つとともに、吐出路３０内に流入する液体Ｗ２に対して不透過性を持つ。本実施形態の閉塞部材７４は、このような条件を満たす素材を用いて構成される。この素材は、たとえば、ポリエチレン製不織布等である。これにより、吐出路３０内からエア抜き流路６４を通り抜けようとするガスの流れを許容しつつ、吐出路３０内からエア抜き流路６４を通り抜けようとする液体Ｗ２の流れを阻害できる。

以上の構成により、吐出路３０内の残存エアＡをエア抜き流路６４を通して排出しつつ、エア抜き流路６４から流れ出ようとする吐出路３０内の液体Ｗを閉塞部材７４により堰き止められる。これに伴い、吐出路３０内の液体Ｗ２がエア抜き流路６４から外部に漏れ出る液漏れの発生を抑えられる。特に、吐出装置１０の外部での液漏れの発生を抑えることで、その液体Ｗ２が広い範囲に伝わり落ちる事態を避けられ、良好な見栄えを得られる。

（第３実施形態）
本実施形態では、合流タイプの吐出路３０として、カルマン渦を利用するカルマン渦タイプの吐出路３０を説明する。

図１３を参照する。本図は、図３と同じ視点から第３実施形態の吐出装置１０を見た断面図である。吐出路３０は、第１実施形態と同様、上流側から液体Ｗ２が流入する入口流路４０と、入口流路４０から液体Ｗ２が流入する一対の中間流路４２Ｌ、４２Ｒとを備える。また、吐出路３０は、第１実施形態と同様、一対の中間流路４２Ｌ、４２Ｒのそれぞれから流入する液体Ｗ２が合流する合流室４６と、合流室４６内の液体Ｗ２を外部に吐出する吐出孔３８と、を備える。本実施形態の吐出路３０も、図示はしないが、前後方向Ｘに直交する断面において矩形状をなす。吐出路３０には、入口流路４０内にて前後方向Ｘで前側（下流側）に流れる液体Ｗ２が衝突する衝突部５６が設けられる。

以上の吐出装置１０の動作を説明する。

図１４を参照する。入口流路４０内には中継流路２８から流入口２８ａを通して液体Ｗ２が流入する。入口流路４０内に流入した液体Ｗ２は、その流入箇所から拡散しつつ前後方向Ｘで前側に向けて流れる。入口流路４０内で前側に流れる液体Ｗ２の一部は衝突部５６に衝突することで、一対の中間流路４２Ｌ、４２Ｒを交互に通り抜けるカルマン渦１００を形成する。この結果、合流室４６内に複数のカルマン渦１００からなる左右で一対の渦列１０２Ｌ、１０２Ｒが形成される。

カルマン渦１００は、合流室４６内で成長しながら合流室４６の下流側面４６ａに衝突し、その衝突により流れ方向を変えつつ吐出孔３８を通り抜ける液流を形成する。左側のカルマン渦１００は、吐出孔３８を通り抜ける液流として、前後方向Ｘで前側に向かうとともに左右方向Ｙで右側に向かう速度ベクトルを持つ液流を形成する。右側のカルマン渦１００は、吐出孔３８を通り抜ける液流として、前後方向Ｘで前側に向かうとともに左右方向Ｙで左側に向かう速度ベクトルを持つ液流を形成する。

このように、一対の渦列１０２Ｌ、１０２Ｒそれぞれのカルマン渦１００が形成する液流の左右方向Ｙでの速度ベクトルの向きは周期的に切り替わる。この結果、吐出孔３８からは、波状の液流、つまり、前述の波状流Ｗ１が吐出される。吐出路３０は、一対の中間流路４２Ｌ、４２Ｒのそれぞれから合流室４６内に液流を流入させることで、吐出孔３８から吐出される液流の進行方向を左右方向Ｙに揺動可能であり、その進行方向を揺動させることで波状流Ｗ１を吐出可能であることになる。

図１５を参照する。本実施形態の装置本体２６にも、吐出孔３８より上流側において、吐出路３０の内面に開口するエア抜き流路６４が形成される。カルマン渦タイプの吐出路３０の場合、エア抜き流路６４の導入口６４ａは、次に説明するエア溜まり領域７２に開口していると好ましい。本実施形態においても、第１実施形態で説明した液流通過領域７０を用いてエア溜まり領域７２を定義する。カルマン渦タイプの吐出路３０において、一対の液流通過領域７０は、高さ方向Ｚから見て、合流室４６内で交わらないように設けられる。

高さ方向Ｚから見て、合流室４６内において吐出孔３８とはＸ方向の反対側の領域であって、一対の中間流路４２Ｌ、４２Ｒそれぞれの液流通過領域７０と合流室４６の内面とで囲まれた領域をエア溜まり領域７２という。この「合流室４６内において吐出孔３８とはＸ方向の反対側の領域」とは、吐出孔３８の中心線ＣＬ１上での合流室４６のＸ方向での寸法Ｌａを二等分する位置Ｐａより、合流室４６内において吐出孔３８とはＸ方向の反対側の領域をいう。このエア溜まり領域７２は、第１実施形態と同様、合流室４６内に液体Ｗ２が満たされるまで溜められる過程でエアＡが残存し易い領域である。

エア抜き流路６４の導入口６４ａは、合流室４６内においてエア溜まり領域７２に開口していると好ましい。これにより、前述の（Ｂ）で説明した効果をカルマン渦タイプの吐出路３０においても得られる。つまり、カルマン渦タイプの吐出路３０においてエアＡが残存し易いエア溜まり領域７２からエア抜き流路６４を通して残存エアＡを外部に排気し易くなる。この結果、カルマン渦タイプの吐出路３０において、波状流Ｗ１の振幅を効果的に大きくできる。また、カルマン渦タイプの吐出路３０において、合流室４６内のエアＡを早期に排気できる。

このように、吐出路３０は、上流側から流入した液体Ｗ２を吐出孔３８から波状流Ｗ１として放射状に吐出可能であればよい。また、吐出路３０の具体例は合流タイプに限られない。

各構成要素の他の変形例を説明する。

水回り設備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、トイレ設備等でもよい。水回り設備１２の槽体１４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。

吐出システム１６の貯留槽１８は、水回り設備１２の槽体１４に限定されず、たとえば、槽体１４とは別に設けられていてもよい。

吐出装置１０の具体例は特に限定されず、たとえば、シャワー装置、水栓装置等でもよい。吐出装置１０が吐出する液体Ｗ２は水に限定されず、たとえば、洗剤を含有する洗剤液でもよい。

吐出路３０内での流入口２８ａの開口位置は特に限定されない。流入口２８ａは、たとえば、吐出路３０の内側面５２に開口してもよいし、前後方向Ｘの最も後側に設けられる吐出路３０の奥底面に開口してもよい。

エア抜き流路６４は、吐出孔３８より上流側において、吐出路３０の内面に開口していればよい。これにより、その程度の差異はあるものの、前述の（Ａ）に記載のような、残存エアＡに起因する波状流の形状の変化を抑えられる。また、合流タイプの吐出装置１０であれば、カルマン渦タイプの吐出装置１０でも、吐出路３０の合流室４６の内面に開口していれば、波状流Ｗ１の形状の変化を効果的に抑えられる。また、エア抜き流路６４は、吐出路３０の内下面５０に開口していてもよいし、その内側面５２に開口していてよい。

開放空間６８は、大気に開放されていればよく、その具体例は特に限定されない。たとえば、開放空間６８は、吐出装置１０の内部の他の空間でもよい。

以上、本発明の実施形態や変形例について詳細に説明した。前述した実施形態や変形例は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施形態や変形例の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明の思想を逸脱しない範囲において、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。前述の実施形態では、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が、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。

また、以上の構成要素の任意の組み合わせも、本発明の態様として有効である。たとえば、第３実施形態のエア抜き流路６４の構造と第２実施形態の閉塞部材７４を組み合わせてもよい。

以上の実施形態、変形例により具体化される発明を一般化すると、以下の技術的思想が導かれる。以下、発明が解決しようとする課題に記載の態様を用いて説明する。

第２態様の吐出装置は、第１態様において、前記吐出路は、上流側から液体が流入する入口流路と、前記入口流路から液体が流入する一対の中間流路と、前記一対の中間流路のそれぞれから流入する液体が合流する合流室と、前記合流室内の液体を外部に吐出する前記吐出孔と、を有し、前記吐出路は、前記入口流路から前記一対の中間流路のそれぞれを介して前記合流室内に液体を流入させることで前記吐出孔から波状流を放射状に吐出可能であり、前記エア抜き流路は、前記合流室の内面に開口してもよい。この態様によれば、波状流の形状の変化に対する影響が大きい合流室内の残存エアを減らすことができ、波状流の形状の変化を効果的に抑えられる。

第３態様の吐出装置は、第２態様において、前記吐出孔の中心線方向と前記波状流がなす波状形状の振動方向に直交する高さ方向から見て、前記中間流路から前記中間流路の軸線方向に直線的に延びる領域を液流通過領域としたとき、前記一対の中間流路それぞれの前記液流通過領域は、前記高さ方向から見て、前記合流室内で交わるように設けられ、前記高さ方向から見て、前記液流通過領域に対して前記吐出孔とは反対側において前記一対の中間流路それぞれの前記液流通過領域と前記合流室の内面とで囲まれた領域をエア溜まり領域としたとき、前記エア抜き流路は、前記エア溜まり領域に開口してもよい。この態様によれば、揺らぎタイプの吐出路において、エア溜まり領域からエア抜き流路を通して残存エアを外部に排気し易くなり、波状流の振幅を効果的に大きくできる。

第４態様の吐出装置は、第２態様において、前記吐出孔の中心線方向と前記波状流がなす波状形状の振動方向に直交する高さ方向から見て、前記中間流路から前記中間流路の軸線方向に直線的に延びる領域を液流通過領域としたとき、前記一対の中間流路それぞれの前記液流通過領域は、前記高さ方向から見て、前記合流室内で交わらないように設けられ、前記高さ方向から見て、前記合流室内において前記吐出孔とは前記中心線方向の反対側の領域であって、前記一対の中間流路それぞれの前記液流通過領域と前記合流室の内面とで囲まれた領域をエア溜まり領域としたとき、前記エア抜き流路は、前記エア溜まり領域に開口してもよい。この態様によれば、カルマン渦タイプの吐出路において、エア溜まり領域からエア抜き流路を通して残存エアを外部に排気し易くなり、波状流の振幅を効果的に大きくできる。

第５態様の吐出装置は、第１から第４態様のいずれかにおいて、前記吐出路は、鉛直方向に対向する内上面及び内下面を有し、前記エア抜き流路は、前記内上面に開口してもよい。この態様によれば、吐出路内で上方に浮き上がる残存エアがエア抜き流路に入り易くなり、吐出路内の多くの残存エアを外部に排気し易くなる。

第６態様の吐出装置は、第１から第５態様のいずれかにおいて、前記エア抜き流路は、前記吐出路から取り込んだエアを排出する排出口を有し、前記排出口は、前記排出口から排出する液体を前記波状流に合流させることが可能な位置に開口してもよい。この態様によれば、排出口から漏れ出た液体が吐出装置の外部で広い範囲に伝わり落ちる事態を避けられ、良好な見栄えを得られる。

第７態様の吐出装置は、第１から第６態様のいずれかにおいて、前記エア抜き流路を閉塞する閉塞部材を備え、前記閉塞部材は、ガスに対して透過性を持つとともに前記液体に対して不透過性を持ってもよい。この態様によれば、吐出路内の液体がエア抜き流路から外部に漏れ出る液漏れの発生を抑えられる。

ＣＬ１…中心線、Ｗ１…波状流、ＣＬ２…軸線、１０…吐出装置、２６…装置本体、３０…吐出路、３８…吐出孔、３８ａ…入口、３８ｂ…出口、４０…入口流路、４２Ｌ…中間流路、４６…合流室、４８…内上面、５０…内下面、６４…エア抜き流路、６４ｂ…排出口、７０…液流通過領域、７２…エア溜まり領域、７４…閉塞部材。

Claims (8)

1. 吐出路が内部に形成された装置本体を備え、
   前記吐出路は、前記吐出路の下流側端部に形成される吐出孔を有し、上流側から流入した液体を前記吐出孔から波状流として放射状に吐出可能であり、
   前記装置本体には、前記吐出孔より上流側において、前記吐出路の内面に開口するエア抜き流路が形成され、
   前記吐出路は、
   上流側から液体が流入する入口流路と、
   前記入口流路から液体が流入する一対の中間流路と、
   前記一対の中間流路のそれぞれから流入する液体が合流する合流室と、
   前記合流室内の液体を外部に吐出する前記吐出孔と、を有し、
   前記吐出路は、前記入口流路から前記一対の中間流路のそれぞれを介して前記合流室内に液体を流入させることで前記吐出孔から波状流を放射状に吐出可能であり、
   前記エア抜き流路は、前記合流室の内面に開口する吐出装置。
2. 前記吐出孔の中心線方向と前記波状流がなす波状形状の振動方向に直交する高さ方向から見て、前記中間流路から前記中間流路の軸線方向に直線的に延びる領域を液流通過領域としたとき、
   前記一対の中間流路それぞれの前記液流通過領域は、前記高さ方向から見て、前記合流室内で交わるように設けられ、
   前記高さ方向から見て、前記液流通過領域に対して前記吐出孔とは反対側において前記一対の中間流路それぞれの前記液流通過領域と前記合流室の内面とで囲まれた領域をエア溜まり領域としたとき、
   前記エア抜き流路は、前記エア溜まり領域に開口する請求項１に記載の吐出装置。
3. 前記吐出孔の中心線方向と前記波状流がなす波状形状の振動方向に直交する高さ方向から見て、前記中間流路から前記中間流路の軸線方向に直線的に延びる領域を液流通過領域としたとき、
   前記一対の中間流路それぞれの前記液流通過領域は、前記高さ方向から見て、前記合流室内で交わらないように設けられ、
   前記高さ方向から見て、前記合流室内において前記吐出孔とは前記中心線方向の反対側の領域であって、前記一対の中間流路それぞれの前記液流通過領域と前記合流室の内面とで囲まれた領域をエア溜まり領域としたとき、
   前記エア抜き流路は、前記エア溜まり領域に開口する請求項１に記載の吐出装置。
4. 吐出路が内部に形成された装置本体を備え、
   前記吐出路は、前記吐出路の下流側端部に形成される吐出孔を有し、上流側から流入した液体を前記吐出孔から波状流として放射状に吐出可能であり、
   前記装置本体には、前記吐出孔より上流側において、前記吐出路の内面に開口するエア抜き流路が形成され、
   前記エア抜き流路は、前記吐出路から取り込んだエアを排出する排出口を有し、
   前記排出口は、前記排出口から排出する液体を前記波状流に合流させることが可能な位置に開口する吐出装置。
5. 吐出路が内部に形成された装置本体を備え、
   前記吐出路は、前記吐出路の下流側端部に形成される吐出孔を有し、上流側から流入した液体を前記吐出孔から波状流として放射状に吐出可能であり、
   前記装置本体には、前記吐出孔より上流側において、前記吐出路の内面に開口するエア抜き流路が形成され、
   前記エア抜き流路を閉塞する閉塞部材を備え、
   前記閉塞部材は、ガスに対して透過性を持つとともに前記液体に対して不透過性を持つ吐出装置。
6. 前記エア抜き流路は、前記吐出路から取り込んだエアを排出する排出口を有し、
   前記排出口は、前記排出口から排出する液体を前記波状流に合流させることが可能な位置に開口する請求項１から３のいずれかに記載の吐出装置。
7. 前記エア抜き流路を閉塞する閉塞部材を備え、
   前記閉塞部材は、ガスに対して透過性を持つとともに前記液体に対して不透過性を持つ請求項１から４のいずれかに記載の吐出装置。
8. 前記吐出路は、鉛直方向に対向する内上面及び内下面を有し、
   前記エア抜き流路は、前記内上面に開口する請求項１から７のいずれかに記載の吐出装置。

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