JP7390661B2 - シャワーノズル及び液体流通構造 - Google Patents

Description

本発明は、シャワーノズル及び液体流通構造に関する。

特許文献１には、気泡発生機構が内装されたシャワーノズルが開示されている。この気泡発生機構には、流路の途中位置に絞り部が形成されており、絞り部には衝突部が配置されている。気泡発生機構は、液体の流れを衝突部に衝突させることによって液体に気泡を含有させ、気泡が含有された液体を流出口から流出させる。

国際公開第２０１３／０１２０６９号

しかしながら、特許文献１に開示されたシャワーノズルでは、気泡発生機構における流路断面積が小さくなっていることによって、気泡発生機構を通過する液体の量が規制されており、シャワーノズルにおける液体の流量が減少することが考えられる。

本発明は、液体の流量の減少が抑制されたシャワーノズルを提供することを目的とする。

本発明によるシャワーノズル（１）は、液体が流通する流路（４）が設けられた管体（３）と、管体（３）の一端に設けられ、液体の出口となるヘッド（５）と、管体（３）の流路（４）内において液体が通過するように配置され、通過する液体に気泡を含有させる気泡発生器（１０）と、気泡発生器（１０）と流路（４）の内周面との間において液体を通過させる補助流路（２５）と、を備える。

このようなシャワーノズル（１）では、管体（３）の流路（４）を流通する液体が気泡発生器（１０）を通過することによって、液体に気泡が含有される。気泡発生器（１０）と管体（３）の流路（４）の内周面との間には、補助流路（２５）が設けられているため、気泡発生器（２５）を通過する気泡が含有された液体と、補助流路（２５）を通過する液体とが混合されてヘッド（５）から流出する。このように、気泡発生器（１０）に加えて補助流路（２５）が設けられているため、気泡発生器（１０）を通過する液体の流量よりも大きい流量をシャワーノズル（１）に流通させることができるので、液体の流量の減少が抑制される。

また、補助流路（２５）は、液体に旋回流を発生させる複数の偏向流路（２６）を備えてもよい。この構成では、補助流路（２５）から流出する液体によって旋回流が形成されるため、気泡発生器（１０）を通過する気泡を包含した液体と、補助流路（２５）を通過する液体とが混合されやすい。

偏向流路（２６）は、入口から出口に向かって流路の軸線を中心とした周方向に傾斜する傾斜面（２６ｓ）を有していてもよい。偏向流路（２６）では、周方向に傾斜する傾斜面（２６ｓ）に沿って液体が流通することによって、周方向に傾斜した方向に液体が吐出される。

補助流路（２５）では、入口の開口面積は出口の開口面積よりも大きくてもよい。この構成では補助流路（２５）の出口から吐出される液体の流速を大きくすることができる。

気泡発生器（１０）は、流路（４）の内周面に沿った外周面を有する筒状体（２０）の内側空間に配置され、筒状体（２０）は、気泡発生器（１０）が流路（４）の下流側に移動することを規制する規制壁（２３）を有し、補助流路（２５）は、筒状体（２０）の周壁（２１）に形成されてもよい。この構成では、補助流路（２５）が形成された筒状体（２０）と気泡発生器（１０）とを容易に一体化することができる。

シャワーノズル（１）は、気泡発生器（１０）の上流に配置される押さえ部材（４０）をさらに備え、押さえ部材（４０）は、入口側から出口側に向かって開口面積が大きくなるように傾斜した内周傾斜面（３５）と、内周傾斜面（３５）から突出して気泡発生器（１０）に係合可能なリブ（３６）を有してもよい。この構成では、気泡発生器（１０）が上流側に移動することが規制される。

また、本発明による液体流通構造（５０）は、入口から出口に向けて液体を流通させる液体流通構造（５０）であって、流路（１２）を有し、当該流路（１２）を通過する液体に気泡を含有させる気泡発生器（１０）と、気泡発生器（１０）の外周において液体を通過させる補助流路（２５）と、を備える。

本発明によれば、液体の流量の減少が抑制されたシャワーノズルを提供できる。

一例に係るシャワーノズルを示す部分断面図である。 筒状体を入口側から見た斜視図である。 筒状体を出口側から見た斜視図である。 筒状体を出口側から見た平面図である。 筒状体を入口側から見た平面図である。 図４のＶＩ―ＶＩ線に沿った断面図である。 キャップを出口側から見た平面図である。 図７のＶＩＩＩ―ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。 図７のＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、一例に係るシャワーノズルを側面から見た図であり、シャワーノズルの一部を断面で示している。図１に示すように、シャワーノズル１は、管体３と、ヘッド５と、気泡発生器１０と、筒状体２０と、キャップ（押さえ部材）３０と、を備える。管体３は、シャワーノズル１の使用者に把持される部分であり、例えば略円柱状の外形を有する。図示例の管体３は、長手方向の中央において屈曲された略円柱状の外形を有している。管体３の内側には、長手方向に沿って液体が流通する断面円形の流路４が形成されている。すなわち、管体３は、略円筒形状を有している。ヘッド５は、管体３の一端（下流側の端部）に設けられており、管体３の他端（上流側の端部）側に接続されるシャワーホース４０から流入する液体の出口となっている。ヘッド５には、例えば複数の貫通孔が設けられており、管体３を流通する液体は複数の貫通孔から吐出される。

気泡発生器１０は、管体３の流路４内において液体が通過するように配置され、通過する液体に気泡を含有させる。本実施形態では、気泡発生器１０は、筒状体２０の内側空間に配置されている。一例の気泡発生器１０は、略円筒形状を有しており、内側空間によって構成される流路１２を通過する液体に気泡を含有させる。図示例の気泡発生器１０は、上流側に開口する流入口と下流側に開口する流出口とをつなぐ流路１２を有する。流路１２の途中位置には、流入口よりも流路断面積が小さい絞り部１２ａが形成されており、絞り部１２ａには流路断面積をさらに減少させる衝突部１３が配置されている。流入口から供給された液体は、衝突部１３に衝突することにより、溶解していた気体の一部が気泡となった気泡含有液体となり、流出口から流する。なお、気泡発生器１０は、他の原理に基づいて、流通する液体に気泡を発生させてもよい。一例において、気泡は、気泡径が１００μｍ未満のファインバブルであってもよく、特に、気泡径が１μｍ以上１００μｍ未満のマイクロバブル、気泡径が１μｍ未満のウルトラファインバブル等であってもよい。

図２は、筒状体を入口（上流）側から見た斜視図である。図３は、筒状体を出口（下流）側から見た斜視図である。図４は、筒状体を出口側から見た平面図である。図５は、筒状体を入口側から見た平面図である。図６は、図４のＶＩ―ＶＩ線に沿った断面図である。筒状体２０は、有底円筒状を有しており、周壁２１及び底壁２３を含んでいる。例えば、筒状体２０の内径は、気泡発生器１０の外径と略同じか僅かに小さくなっている。底壁２３の中央には円形の開口２３ａが形成されている。筒状体２０の内側空間に配置された気泡発生器１０は、底壁（規制壁）２３に当接することによって、下流側に移動することが規制されている。

筒状体２０の周壁２１は、管体３の流路４の内周面に沿った外周面を有しており、図１に示すように、底壁２３が下流側を向くように管体３の流路４内に配置されている。一例のシャワーノズル１では、管体３におけるヘッド５と逆側（すなわち上流側）の端部に筒状体２０が配置されている。例えば、管体３の流路４の上流側端部は、内径が大きくなるように形成された段部４ａになっている。筒状体２０は、段部４ａに配置されることによって、下流側への移動が規制されている。筒状体２０が段部４ａに配置された状態では、筒状体２０の偏向流路２６（出口２６ｂ）は、管体３の流路４に連通している。

筒状体２０の周壁２１には、補助流路２５が形成されている。補助流路２５は、気泡発生器１０と管体３の流路４の内周面との間において液体を通過させる。一例の補助流路２５は、周壁２１の一端から他端にかけて形成された管状の流路である。本実施形態において、補助流路２５は、液体に旋回流を発生させる複数（図示例では４つ）の同形状の偏向流路２６によって構成されている。それぞれの偏向流路２６は、周壁２１の周方向に互いに等間隔で配置されている。そのため、筒状体２０は、軸芯を回転中心とした回転対称性を有している。偏向流路２６は、出口２６ｂから吐出される液体の向きを管体３の流路４の軸線方向に対して傾けることで、液体に旋回流を発生させる。

一例の偏向流路２６は、断面矩形状を呈している。すなわち、それぞれの偏向流路２６は、液体の流通方向に沿って延在する４つの側面によって画成されている。一例において、偏向流路２６は、台形状の２つの側面と矩形状の２つの側面とによって画成されていてもよい。図示例では、４つの側面の内の一つ（側面２６ｓ）が、入口から出口に向かって流路の軸線を中心とした周方向に傾斜する傾斜面となっている。なお、補助流路２５の横断面は、矩形以外であってもよく、例えば円形や多角形であってもよい。例えば、補助流路の横断面が円形状である場合には、補助流路の内周面において、入口から出口に向かって流路の軸線を中心とした周方向に傾斜する部分が傾斜面となる。

また、それぞれの偏向流路２６において、入口２６ａの開口面積は出口２６ｂの開口面積よりも大きくなっている。すなわち、偏向流路２６の流通断面積は、入口２６ａから出口２６ｂに向かうにつれて漸次小さくなる。なお、図示例では、偏向流路２６の入口２６ａの開口面積が特に大きくなるように、入口２６ａの開口端が径方向に広がっている（図６参照）。本実施形態においては、気泡発生器１０と補助流路２５とによって、上流（入口２６ａ）から下流（出口２６ｂ）に向けて液体を流通させる液体流通構造５０が構成されている。

キャップ（押さえ部材）３０は、気泡発生器１０及び筒状体２０の上流に配置されており、管体３とシャワーホース４０とを接続する。一例のキャップ３０は、略筒状をなしており、液体が流通する流路３９を有している。キャップは、上流側の外周に形成されたねじ溝３１と下流側の外周に形成されたねじ溝３２とを有する。また、上流側のねじ溝３１と下流側のねじ溝３２との間には径方向に突出するフランジ３３が形成されている。上流側のねじ溝３１は、シャワーホース４０の先端に設けられた略円筒状の取付部材４１に接続され得る。すなわち、取付部材４１の内周面には、ねじ溝３１に対応するねじ溝４２が形成されている。

下流側のねじ溝３２は、管体３の上流側の端部に接続されている。図１に示すように、管体３の上流側端部の内周面には、ねじ溝３２に対応するねじ溝６が形成されている。キャップ３０が管体３に接続された状態（すなわち、ねじ溝３２とねじ溝６とが螺合した状態）では、キャップ３０のフランジ３３が管体３の端縁に当接している。一例においては、キャップ３０のフランジ３３と下流側のねじ溝３２との間（環状溝３２ａ）に配置されたＯリング等のシール部材７によって、管体３の上流側端部とキャップ３０との接続部分が封止されている。

図７は、キャップ３０を出口（下流）側から見た平面図である。図８は、図７のＶＩＩＩ―ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。図９は、図７のＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図である。図７～図９に示すように、キャップ３０の内周には、入口側から出口側に向かって開口面積が大きくなるように傾斜した円錘台形状の傾斜面（内周傾斜面）３５が形成されている。図示例の傾斜面３５は、液体の流通方向において、フランジ３３の中心位置よりも下流側に形成されている（図８参照）。傾斜面３５には、傾斜面３５から流路３９の中心に向かって突出する複数（図示例では４つ）のリブ３６が形成されている。それぞれのリブ３６は、周方向に互いに等間隔で配置されている。それぞれのリブ３６は三角板状をなしている。リブ３６の下流側の端縁３６ａは、キャップ３０の下流側の端縁３０ａに揃っている。また、リブ３６の径方向における端縁３６ｂは、キャップ３０の流路３９の入口側の内周面３９ａの位置に揃っている。

キャップ３０が管体３に接続された状態では、リブ３６が筒状体２０の上流側端縁及び気泡発生器１０の上流側端縁に当接（係合）し得る。また、気泡発生器１０の流路１２及び筒状体２０の偏向流路２６（入口２６ａ）は、キャップ３０の流路３９に連通している。例えば、流路３９の下流となる傾斜面３５の出口側端縁の外径は、筒状体２０の外径よりも大きくなっていてもよい。

シャワーホース４０を流通された液体は、キャップ３０の流路３９を介して気泡発生器１０の流路１２及び筒状体２０の補助流路２５（偏向流路２６）に供給される。気泡発生器１０の流路１２に供給された液体は、気泡含有液体となって気泡発生器１０から流出される。また、補助流路２５に供給された液体は、流路４の軸線を中心として周方向に旋回しながら下流側に進行する旋回流となって筒状体２０から流出される。これらの液体は互いに混合されながら管体３の流路４を流通し、ヘッド５から吐出される。

以上説明したように、一例のシャワーノズル１は、液体が流通する流路４が設けられた管体３と、管体３の一端に設けられ、液体の出口となるヘッド５と、管体３の流路４内において液体が通過するように配置され、通過する液体に気泡を含有させる気泡発生器１０と、気泡発生器１０と流路４の内周面との間において液体を通過させる補助流路２５と、を備える。

このようなシャワーノズル１では、管体３の流路４を流通する液体が気泡発生器１０を通過することによって、液体に気泡が含有される。気泡発生器１０と管体３の流路４の内周面との間には、補助流路２５が設けられているため、気泡発生器１０を通過する気泡を含有した液体と、補助流路２５を通過する液体とが混合されてヘッド５から流出する。このように、気泡発生器１０に加えて補助流路２５が設けられているため、液体の流量の減少が抑制される。

また、補助流路２５は、液体に旋回流を発生させる複数の偏向流路２６を備えてもよい。この構成では、補助流路２５から流出する液体によって旋回流が形成されるため、気泡発生器１０を通過する気泡を含有した液体と、補助流路２５を通過する液体とが混合されやすい。

偏向流路２６は、入口から出口に向かって流路４の軸線を中心とした周方向に傾斜する側面（傾斜面）２６ｓを有していてもよい。偏向流路２６では、周方向に傾斜する側面２６ｓに沿って液体が流通することによって、周方向に傾斜した方向に液体が吐出される。液体が周方向に傾斜した向きに吐出されることにより、容易に旋回流が形成され得る。

偏向流路２６（補助流路２５）の入口２６ａの開口面積は出口２６ｂの開口面積よりも大きくてもよい。この構成では偏向流路２６の出口２６ｂから吐出される液体の流速を大きくすることができる。そのため、気泡発生器１０を通過する気泡を含有した液体と、補助流路２５を通過する液体とが混合されやすい。

気泡発生器１０は、流路４の内周面に沿った外周面（周壁２１）を有する筒状体２０の内側空間に配置され、筒状体２０は、気泡発生器１０が液体の出口側に移動することを規制する規制壁を有し、補助流路２５は、筒状体２０の周壁２１に形成されてもよい。この構成では、補助流路２５が形成された筒状体２０と気泡発生器１０とを容易に一体化することができる。また、気泡発生器１０の外周の位置に容易に補助流路２５を配置することができる。

キャップ３０は、入口側から出口側に向かって開口面積が大きくなるように傾斜した傾斜面（内周傾斜面）３５と、傾斜面３５から突出して気泡発生器１０に係合可能なリブ３６とを有してもよい。この構成では、気泡発生器１０が上流側に移動することが規制される。

以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、補助流路の流路断面積は入口から出口にかけて一定であってもよい。この場合、補助流路は、入口から出口に向かって流路４の軸線を中心とした周方向に傾斜していてもよいし、傾斜していなくてもよい。すなわち、補助流路は、螺旋状に形成されていてもよいし、直線状に形成されていてもよい。

また、筒状体２０の周壁２１に管状の補助流路２５が形成されている例を示したが、補助経路は、気泡発生器１０における液体の流通経路に沿って管体３の流路４内に設けられていればよい。一例として、筒状体の周壁の内周面に溝状の経路が形成されており、気泡発生器１０の外周面と溝状の経路とによって補助経路が画成されてもよい。

また、気泡発生器及び筒状体が管体の上流側端部に配置される例を示したが、気泡発生器及び筒状体が配置される位置は特に限定されない。例えば、気泡発生器及び筒状体は、管体の下流側端部（すなわち、ヘッドの上流側）に配置されてもよいし、管体における上流端と下流端との中央に配置されてもよい。

また、気泡発生器と筒状体とによって構成される液体流通構造がシャワーノズルの流路内に配置される形態について説明したが、例えば、気泡発生器と、気泡発生器の外周において液体を通過させる補助流路と、を備える液体流通構造が設けられた液体流通部品が既設のシャワーノズルとシャワーホースとの間に配置される形態であってもよい。

１…シャワーノズル、３…管体、４…流路、５…ヘッド、１０…気泡発生器、２０…筒状体、２５…補助流路、２６…偏向流路。

Claims (8)

1. 液体が流通する流路（４）が設けられた管体（３）と、
   前記管体（３）の一端に設けられ、前記液体の出口となるヘッド（５）と、
   前記管体（３）の前記流路（４）内において前記液体が通過するように配置され、通過する前記液体に気泡を含有させる気泡発生器（１０）と、
   前記気泡発生器（１０）と前記流路（４）の内周面との間において前記液体を通過させる補助流路（２５）と、を備え、
   前記気泡発生器（１０）は、前記流路（４）の前記内周面に沿った外周面を有する筒状体（２０）の内側空間に配置され、
   前記筒状体（２０）は、前記気泡発生器（１０）が前記流路（４）の下流側に移動することを規制する規制壁（２３）を有し、
   前記補助流路（２５）は、前記筒状体（２０）の周壁（２１）に形成されている、シャワーノズル。
2. 液体が流通する流路（４）が設けられた管体（３）と、
   前記管体（３）の一端に設けられ、前記液体の出口となるヘッド（５）と、
   前記管体（３）の前記流路（４）内において前記液体が通過するように配置され、通過する前記液体に気泡を含有させる気泡発生器（１０）と、
   前記気泡発生器（１０）と前記流路（４）の内周面との間において前記液体を通過させる補助流路（２５）と、
   前記気泡発生器（１０）の上流に配置される押さえ部材（４０）と、を備え、
   前記押さえ部材（４０）は、前記液体の入口側から出口側に向かって開口面積が大きくなるように傾斜した内周傾斜面（３５）と、前記内周傾斜面（３５）から突出して前記気泡発生器（１０）に係合可能なリブ（３６）を有している、シャワーノズル。
3. 前記気泡発生器（１０）の上流に配置される押さえ部材（４０）をさらに備え、
   前記押さえ部材（４０）は、前記液体の入口側から出口側に向かって開口面積が大きくなるように傾斜した内周傾斜面（３５）と、前記内周傾斜面（３５）から突出して前記気泡発生器（１０）に係合可能なリブ（３６）を有している、請求項１に記載のシャワーノズル。
4. 前記補助流路（２５）は、前記液体に旋回流を発生させる複数の偏向流路（２６）を備える、請求項１～３のいずれか一項に記載のシャワーノズル。
5. 前記偏向流路（２６）は、入口から出口に向かって前記流路の軸線を中心とした周方向に傾斜する傾斜面（２６ｓ）を有している、請求項４に記載のシャワーノズル。
6. 前記補助流路（２５）では、入口の開口面積は出口の開口面積よりも大きい、請求項１～５のいずれか一項に記載のシャワーノズル。
7. 入口から出口に向けて液体を流通させる液体流通構造（５０）であって、
   流路（１２）を有し、当該流路（１２）を通過する前記液体に気泡を含有させる気泡発生器（１０）と、
   前記気泡発生器（１０）の外周において前記液体を通過させる補助流路（２５）と、を備え、
   前記気泡発生器（１０）は、筒状を呈する筒状体（２０）の内側空間に配置され、
   前記筒状体（２０）は、前記気泡発生器（１０）が出口側に移動することを規制する規制壁（２３）を有し、
   前記補助流路（２５）は、前記筒状体（２０）の周壁（２１）に形成されている、液体流通構造。
8. 入口から出口に向けて液体を流通させる液体流通構造（５０）であって、
   流路（１２）を有し、当該流路（１２）を通過する前記液体に気泡を含有させる気泡発生器（１０）と、
   前記気泡発生器（１０）の外周において前記液体を通過させる補助流路（２５）と、
   前記気泡発生器（１０）の上流に配置される押さえ部材（４０）と、を備え、
   前記押さえ部材（４０）は、前記液体の入口側から出口側に向かって開口面積が大きくなるように傾斜した内周傾斜面（３５）と、前記内周傾斜面（３５）から突出して前記気泡発生器（１０）に係合可能なリブ（３６）を有している、液体流通構造。
   

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