JP7561548B2 - 吐水装置および吐水システム - Google Patents

Description

本開示は、吐水装置および吐水システムに関する。

入浴者に対するマッサージ等を目的として、水流を吐水する吐水装置が知られている。従来では、浴槽内の水を取り込んで浴槽に向けて吐水する吐水装置が提案されている（例えば特許文献１）。

特開２０１６－００７３６１号公報

本開示はこうした状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、商品価値を高めた吐水装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本開示のある態様の吐水装置は、噴流を吐水する噴流吐水部と、流れ方向に直交する断面において有端膜状をなし、噴流の下方を通る膜状流を吐水する膜状流吐水部と、を備える。

本開示の別の態様も吐水装置である。この装置は、噴流を吐水する噴流吐水部と、流れ方向に直交する断面において有端膜状をなす膜状流を吐水する膜状流吐水部と、を備える。正面視において、噴流の吐水範囲と膜状流の吐水範囲とは重ならない。

本開示のさらに別の態様は、吐水システムである。この吐水システムは、槽体と、槽体内に吐水する上述のいずれかに記載の吐水装置と、を備える。

第１の実施の形態に係る吐水システムの構成図である。 第１の実施の形態に係る吐水システムの他の構成図である。 図１の吐水装置を周辺構造とともに示す模式的な正面図である。 図１の吐水装置を周辺構造とともに示す模式的な平面図である。 膜状流による水膜のクッション効果を説明する図である。 第２の実施の形態に係る吐水システムの構成図である。 図６の吐水装置を周辺構造とともに示す模式的な正面図である。 図６の吐水装置を周辺構造とともに示す模式的な平面図である。 変形例に係る吐水システムの構成図である。 図１０の吐水装置を周辺構造とともに示す模式的な正面図である。

以下、図面を参照しながら実施の形態を説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。

（第１の実施の形態）
図１、図２を参照する。図１は吐水装置１０の模式的な側面図でもある。図２は吐水装置１０の模式的な正面図でもある。吐水システム１８は、衛生設備１２に用いられる。本実施の形態では、衛生設備１２は浴室設備である。

吐水システム１８は、吐水装置１０と、吐水装置１０から吐水された水を受けることが可能な槽体２０と、槽体２０から吐水装置１０に水を供給する給水路２２と、給水路２２の途中に設けられる弁装置２４およびポンプ２６と、弁装置２４およびポンプ２６を制御する制御装置２８と、を備える。

以降、説明の便宜上、吐水装置１０の吐水方向に沿った水平方向を前後方向Ｘ、前後方向Ｘに直交する水平方向を左右方向Ｙ、前後方向Ｘおよび左右方向Ｙに直交する方向を上下方向Ｚという。吐水孔３８，４０側から吐水装置１０を前後方向Ｘに見て、手前側（すなわち吐水孔３８，４０側）を前側、奥側を後ろ側という。このような方向の表記は吐水装置１０の使用姿勢を制限するものではなく、吐水装置１０は用途に応じて任意の姿勢で使用されうる。

槽体２０は、浴室設備の浴槽である。吐水装置１０には、槽体２０内の水（不図示）が給水路２２を介して供給される。

給水路２２は、弁装置２４より上流側に設けられる上流側水路２２ａと、弁装置２４より下流側に設けられる第１下流側水路２２ｂおよび第２下流側水路２２ｃと、を含む。上流側水路２２ａの途中には、ポンプ２６が設けられる。第１下流側水路２２ｂは、吐水装置１０の噴流吐水部５０（後述）に水を供給するための水路であり、上流側は弁装置２４に連通し、下流側は噴流吐水部５０に連通する。第２下流側水路２２ｃは、膜状流吐水部５２（後述）に水を供給するための水路であり、上流側は弁装置２４に連通し、下流側は膜状流吐水部５２に連通する。

弁装置２４は、第１下流側水路２２ｂおよび第２下流側水路２２ｃのそれぞれと上流側水路２２ａとの連通の有無を切り替え可能である。弁装置２４は、例えば、多方弁等の切替弁や複数の開閉弁を用いて構成される。

弁装置２４は、制御装置２８による制御または手動操作を通じて、第１下流側水路２２ｂおよび第２下流側水路２２ｃの両方と上流側水路２２ａとを連通する。このとき、ポンプ２６によって槽体２０内の水を吸引して圧送することで、噴流吐水部５０および膜状流吐水部５２に水が供給される。これにより、噴流吐水部５０から噴流Ｆ１が吐水されるとともに、膜状流吐水部５２から膜状流Ｆ２が吐水される。

吐水装置１０は、筐体３２と、筐体３２の内部に形成される噴流吐水部５０および膜状流吐水部５２と、を備える。筐体３２は、衛生設備１２のベース３０に固定される。本実施の形態では、槽体２０の上面開口部の周縁部に設けられる槽体２０のフランジ部がベース３０を構成する。筐体３２は、不図示の固定構造、例えばねじ構造や爪と爪受け等を用いてベース３０に固定される。

噴流吐水部５０は、第１下流側水路２２ｂと連通する２つの噴流水路３４と、２つの噴流水路３４の下流側に設けられる噴流吐水孔３８と、を含む。噴流水路３４および噴流吐水孔３８の数は特に限定されず、１つであっても、３つ以上であってもよい。

膜状流吐水部５２は、第２下流側水路２２ｃと連通する膜状流水路３６と、膜状流水路３６の下流側に設けられる膜状流吐水孔４０と、を含む。膜状流水路３６の数は特に限定されず、２つ以上であってもよい。

本実施形態では、噴流水路３４および膜状流水路３６には、鉛直下方から水が供給される。

噴流吐水部５０の２つの噴流吐水孔３８は、筐体３２の前面部に開口する。噴流吐水孔３８は、正面視において（すなわち前後方向Ｘに前側から見て）、左右方向Ｘを長手方向とし、上下方向Ｚを短手方向とする長方形状である。２つの噴流吐水孔３８は、左右方向Ｙに間隔をあけて設けられる。

膜状流吐水部５２の膜状流吐水孔４０は、筐体３２の前面部に開口する。膜状流吐水孔４０は、左右方向Ｘを長手方向とし、上下方向Ｚを短手方向とする長方形状である。すなわち、膜状流吐水孔４０は、左右方向Ｙを長手方向とするスリット状に形成される。

膜状流吐水孔４０は、２つの噴流吐水孔３８よりも下方に設けられる。２つの噴流吐水孔３８はそれぞれ、少なくとも一部が膜状流吐水孔４０と上下に重なる位置に設けられる。この例では、２つの噴流吐水孔３８はそれぞれ、その全体が膜状流吐水孔４０と上下に重なる位置に設けられる。言い換えると、２つの噴流吐水孔３８はそれぞれ、膜状流吐水孔４０の設けられる左右方向Ｙでの範囲Ｓａの内側に収まる位置に設けられる。

図１、図３、図４を参照する。噴流吐水部５０は、第１下流側水路２２ｂから噴流水路３４に供給される水を、２つの噴流吐水孔３８のそれぞれから噴流Ｆ１として吐水する。噴流吐水部５０は、流れ方向や流量が時間的に一定となるように噴流Ｆ１を吐水する。ここでは噴流吐水部５０は、ユーザの肩に当たるように噴流Ｆ１を吐水する。各図には、噴流Ｆ１の吐水範囲が示される。２つの噴流吐水孔３８から吐水される噴流Ｆ１は、前側に向かうほど互いに近づいている。

膜状流吐水部５２は、第２下流側水路２２ｃから膜状流水路３６に供給される水を、膜状流吐水孔４０から、有端膜状（後述）をなす膜状流Ｆ２として吐水する。膜状流吐水部５２は、流量が時間的に一定となるように膜状流Ｆ２を吐水する。膜状流吐水部５２は、噴流Ｆ１の下方を通るように膜状流Ｆ２を吐水する。ここでは膜状流吐水部５２は、噴流よりも下方にて肩に当たるように膜状流Ｆ２を吐水する。各図には、膜状流Ｆ２の吐水範囲が示される。

図３のハッチングは、膜状流水路３６を飛び出るときの流れ方向に直交する膜状流Ｆ２の断面を示す。「有端膜状」とは、流れ方向に直交する断面において、両端部６０ａ、６０ｂが離れた箇所に設けられる膜状を意味する。膜状流Ｆ２は、この断面において、非環状をなすともいえる。この条件は、膜状流水路３６を飛び出るときの流れ方向に直交する断面において、少なくとも満たされていればよい。本実施の形態の膜状流Ｆ２は、このような断面において、直線状を描く有端膜状をなす。膜状流Ｆ２は、円弧状等の曲線状でもよいし、その具体的な形状は特に限られない。

膜状流Ｆ２は、流れ方向に直交する断面において、噴流Ｆ１よりも左右方向Ｘに長い、すなわち幅広である。この条件は、膜状流水路３６および噴流水路３４を飛び出るときの流れ方向に直交する断面において少なくとも満たされていればよい。

噴流Ｆ１および膜状流Ｆ２はいずれも、側面視において（すなわち左右方向Ｙに見て）放物線状をなすように吐水される。この例において噴流Ｆ１は、側面視において、膜状流Ｆ２が描く放物線より緩やかな放物線状をなすように吐水される。この例において噴流Ｆ１は、側面視において、噴流Ｆ１の上方のみを通るように膜状流吐水部５２から吐水される。

以上が吐水システム１８の基本構成である。続いて、その効果を説明する。

噴流だけでは肩全体に広がらないため温浴効果が乏しく、膜状流だけでは刺激感が弱いためマッサージ効果が乏しい。これに対し本実施の形態によれば、勢いが強い噴流Ｆ１と、幅広である膜状流Ｆ２とを同時にユーザに浴びせることができる。これにより、刺激感を与えつつ、広い範囲を温めることができる。例えば、噴流Ｆ１を首に当てて首をマッサージしつつ、膜状流Ｆ２を肩に当てて肩を広い範囲で温めることができる。つまり、吐水システム１８の商品価値が高まる。

膜状流が環状をなして噴射流を環囲する場合、膜状流は表面張力の影響によって吐水部から離れるにつれてすぼまり、噴流Ｆ１と早期に合流しうる。これに対し本実施の形態では、膜状流Ｆ２は有端膜状をなす。これにより、膜状流Ｆ２がすぼまったとしても、膜状流Ｆ２が噴流Ｆ１に近づくことはなく、噴流Ｆ１と膜状流Ｆ２との早期の合流を避けられる。すなわち、噴流Ｆ１および膜状流Ｆ２のそれぞれを、ユーザに浴びせることができる。

次に、吐水システム１８の他の特徴的な構成を説明する。

図５を参照する。膜状流Ｆ２がユーザの身体に着水すると、膜状流Ｆ２の水が着水地点から広がって着水地点の周りに水膜Ｗが形成される。この例において噴流Ｆ１は、この水膜Ｗに着水する。水膜Ｗはクッションの役割を果たし、噴流Ｆ１が着水したときの勢いを吸収する。

水流がユーザなどの物体と衝突すると飛沫が生じる。膜状流Ｆ２は勢いが弱いため、生じる飛沫も勢いが弱く、その飛沫が例えばユーザの顔に飛散してもユーザに与える不快感は小さい、あるいはユーザに不快感を与えない。噴流Ｆ１は勢いが強いため、生じる飛沫も勢いが強く、その飛沫が例えばユーザの顔に飛散するとユーザに不快感を与える。

これに対し本実施の形態では、水膜Ｗによって噴流Ｆ１が着水するときの勢いが吸収されるため、噴流Ｆ１によってユーザに適度な刺激感を与えつつも、噴流Ｆ１による飛沫の発生を抑えることができる。

図３を参照する。正面視において、噴流Ｆ１の吐水範囲は膜状流Ｆ２の吐水範囲内に収まる。言い換えると、正面視において、噴流Ｆ１の吐水範囲は膜状流Ｆ２の吐水範囲からはみ出ない。これは例えば、平面視において、２つの噴流吐水孔３８が膜状流吐水孔４０の分布範囲Ｒの内側に収まる位置に設けられることで実現される。

噴流Ｆ１の吐水範囲は、噴流吐水部５０を飛び出てからユーザなどの物体および固定構造物のいずれかに当たるまでの間に噴流Ｆ１が通る範囲をいい、噴流Ｆ１が描く軌跡により表される。膜状流Ｆ２の吐水範囲は、膜状流吐水部５２を飛び出てからユーザなどの物体および固定構造物のいずれかに当たるまでの間に膜状流Ｆ２が通る範囲をいい、膜状流Ｆ２が描く軌跡により表される。「固定構造物」は、噴流Ｆ１および膜状流Ｆ２の周囲にある構造物をいい、本実施形態では槽体２０である。

上述のように、膜状流Ｆ２の着水地点の周りには水膜Ｗが形成される。噴流Ｆ１の吐水範囲が膜状流Ｆ２の吐水範囲内に収まる場合、噴流Ｆ１の着水地点の左右方向Ｙにおける全体に水膜Ｗが形成されることになる。したがって、噴流Ｆ１による飛沫の発生をより確実に抑えることができる。

（第２の実施の形態）
図６、図７、図８を参照する。図６、図７、図８はそれぞれ、図２、図３、図４に対応する。第１の実施の形態との相違点に中心に説明する。

２つの噴流吐水孔３８は、膜状流吐水孔４０と上下に重ならない位置に設けられる。言い換えると、２つの噴流吐水孔３８はそれぞれ、膜状流吐水孔４０の設けられる左右方向Ｙでの範囲Ｓａの外に設けられる。２つの噴流吐水孔３８は、膜状流吐水孔４０よりも上方に設けられてもよいし、図示のように膜状流吐水孔４０と少なくとも一部が左右に重なる位置に設けられてもよいし、膜状流吐水孔４０よりも下方に設けられてもよい。

噴流吐水部５０、膜状流吐水部５２はそれぞれ、正面視において、噴流Ｆ１の吐水範囲と膜状流Ｆ２の吐水範囲とが重ならないように、噴流Ｆ１、膜状流Ｆ２を吐水する。言い換えると、噴流吐水部５０、膜状流吐水部５２はそれぞれ、噴流Ｆ１が膜状流の上方および下方のいずれも通らないように噴流Ｆ１、膜状流Ｆ２を吐水する。より具体的には、噴流吐水部５０、膜状流吐水部５２はそれぞれ、膜状流Ｆ２の左右方向Ｙの両側において噴流Ｆ１がユーザに当たるように噴流Ｆ１、膜状流Ｆ２を吐水する。

本実施の形態によれば、膜状流Ｆ２の左右方向Ｙの両側において噴流Ｆ１がユーザに当たるように、噴流Ｆ１と膜状流Ｆ２とを同時にユーザに浴びせることができる。これにより、刺激感を与えつつ、広い範囲を温めることができる。

以上、本開示について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。

（変形例１）
第１、第２の実施の形態とは異なり、噴流吐水部５０は、流れ方向が時間的に変化するように噴流Ｆ１を吐水してもよい。

図９、図１０を参照する。本変形例では、噴流吐水部５０は流体素子４４をさらに備える。流体素子４４の内部の流路は噴流水路３４の一部を構成し、当該流路の下流側端部は噴流吐水孔３８を構成する。

流体素子４４は、吐水装置１０全体の向きを変えることなく、噴流吐水孔３８から飛び出るときの流れ方向が時間的に変化するように噴流Ｆ１を吐水する。

例えば流体素子４４は、図１０の例では、噴流吐水孔３８から飛び出るときの流れ方向を左右方向Ｙに揺動させるように時間的に変化させる。この場合、噴流吐水部５０から波状の噴流Ｆ１が放射状に吐水される。図１０では波状の噴流Ｆ１の吐水範囲Ｓ３を一点鎖線で示す。

例えば流体素子４４は、所定の軸線に沿った軸方向の速度成分と軸線に直交する径方向の速度成分を有する噴流であって、径方向の速度成分が軸線周りに回転するよう時間的に変化する噴流を吐水するものであってもよい。この場合、噴流吐水部５０から螺旋状の噴流Ｆ１が放射状に吐水される。

流体素子４４の具体例は特に限定されない。例えば流体素子４４は、内部の合流室内で一対の水流を衝突させることで噴流Ｆ１の流れ方向を揺動するものであってもよい。例えば流体素子４４は、カルマン渦を利用して噴流Ｆ１の流れ方向を揺動するものであってもよいし、コアンダ効果を利用して噴流Ｆ１の流れ方向を揺動するものであってもよい。

噴流Ｆ１の流れ方向が時間的に変化する場合、噴流Ｆ１を浴びる箇所は経時的に変化するため、流れ方向が時間的に一定の場合と比べて噴流Ｆ１を浴びた箇所に形成される水膜が薄くなり、飛沫が生じやすい。このような状況のもとでも、膜状流Ｆ２が形成する水膜Ｗのクッション機能により、噴流Ｆ１による飛沫の飛散を抑止できる。

噴流Ｆ１の流れ方向が時間的に変化する場合、流れ方向が時間的に一定の場合と比べて噴流Ｆ１の吐水範囲が広くなる。このような場合でも、噴流Ｆ１の吐水範囲が膜状流Ｆ２の吐水範囲内に収まることで、噴流Ｆ１による飛沫の飛散を効果的に抑止できる。

（変形例２）
第１、第２の実施の形態とは異なり、噴流吐水部５０は、流量が時間的に変化するように噴流Ｆ１を吐水してもよい。

例えば、噴流吐水部５０が気泡供給部をさらに備え、当該気泡供給部が噴流水路３４を流れる水に断続的に気泡を供給することで、噴流Ｆ１の流れ方向に向かって流量の少ない領域と流量の多い領域を形成してもよい。

例えば、噴流吐水部５０は、噴流吐水孔３８から飛び出るときの流量がゼロと正の値との間で時間的に変化するように噴流Ｆ１を吐水してもよい。つまり、噴流吐水部５０は、噴流Ｆ１を断続的に吐水してもよい。これは例えば、噴流水路３４の下流側端部に複数の噴流吐水孔３８を設け、噴流水路３４に配置した羽根車により複数の噴流吐水孔３８を開閉することで実現できる。

噴流Ｆ１の流量が時間的に変化する場合、噴流Ｆ１を浴びる箇所に形成される水膜の厚みが経時的に変化する。このため、水膜の厚みが薄くなったタイミングで大流量の噴流Ｆ１を浴びると、飛沫が生じやすい。このような状況のもとでも、膜状流Ｆ２が形成する水膜Ｗのクッション機能により、噴流Ｆ１による飛沫の飛散を抑止できる。

（変形例３）
第１の実施の形態とは異なり、噴流Ｆ１の吐水範囲の一部は、正面視において、膜状流Ｆ２の吐水範囲外にはみ出てもよい。

（変形例４）
第１の実施の形態では、２つの噴流吐水孔３８がそれぞれ、少なくとも一部が膜状流吐水孔４０と上下に重なる位置に設けられる場合について説明した。しかしながら、これには限定されず、正面視において、噴流Ｆ１の吐水範囲と膜状流Ｆ２の吐水範囲とが少なくとも部分的に重なっていればよく、２つの噴流吐水孔３８はそれぞれ、膜状流吐水孔４０と上下に重ならない位置に設けられてもよい。

（変形例５）
実施の形態とは異なり、槽体２０は、浴槽とは別に設けられてもよい。

実施の形態とは異なり、ベース３０は、槽体２０の上面開口部より下方に設けられる槽体２０の内周壁部によって構成されてもよいし、衛生設備１２の壁体１６によって構成されてもよい。つまり、吐水装置１０は浴槽１４の内周壁部や壁体１６に固定されてもよい。

実施の形態とは異なり、衛生設備１２は、例えば、キッチン設備、洗面設備、トイレ設備などであってもよい。この場合、槽体２０は、例えば、キッチンシンク、手洗シンクなどであってもよい。この場合、ベース３０は、キッチンシンクや手洗いシンクのフランジ部であってもよいし、室内空間を区画する壁体であってもよい。

実施の形態とは異なり、噴流吐水部５０と膜状流吐水部５２は別々の筐体に収容されてもよい。

実施の形態とは異なり、吐水システム１８は、弁装置２４を備えなくてもよい。

実施の形態とは異なり、吐水装置１０は、例えば、シャワー装置、水栓装置などとして構成されてもよい。

（変形例６）
弁装置２４は、第１下流側水路２２ｂと上流側水路２２ａを連通し、第２下流側水路２２ｃと上流側水路２２ａの連通を遮断することが可能であってもよい。この場合、吐水装置１０は、噴流Ｆ１のみを吐水する。弁装置２４は、第２下流側水路２２ｃと上流側水路２２ａを連通し、第１下流側水路２２ｂと上流側水路２２ａの連通を遮断することが可能であってもよい。この場合、吐水装置１０は、膜状流Ｆ２のみを吐水する。

つまり、吐水装置１０は、噴流Ｆ１のみを吐水するモード、膜状流Ｆ２のみを吐水するモード、および噴流Ｆ１および膜状流Ｆ２を同時に吐水するモード、の３つの吐水モードを実行可能であってもよい。

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本開示を説明した。実施の形態は、本開示の原理、応用の一側面を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本開示の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。

Ｆ１ 噴流、Ｆ２ 膜状流、１０ 吐水装置、５０ 噴流吐水部、５２ 膜状流吐水部。

Claims (3)

1. 吐水装置であって、
   噴流を吐水する噴流吐水部と、
   流れ方向に直交する断面において有端膜状をなし、前記噴流の下方を通る膜状流を吐水する膜状流吐水部と、
   を備え、
   前記吐水装置は、槽体に固定され、
   前記噴流吐水部は、当該噴流吐水部を飛び出るときの流れ方向および流量の少なくとも一方が時間的に変化するように前記噴流を吐水する吐水装置。
2. 正面視において、前記噴流の吐水範囲と前記膜状流の吐水範囲とは離れている請求項１に記載の吐水装置。
3. 前記槽体と、
   前記槽体内に吐水する請求項１または２に記載の吐水装置と、
   を備える吐水システム。

Images