JPH03279525A - 流体発振ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は衛生洗浄便座等に利用される流体発振素子を応
用した流体発振ノズルに関する。

〔従来の技術〕

従来、人間の局部を洗浄する衛生温水洗浄便座や、消雷
用の散水装置には水流による圧力差を利用して噴射水が
自動発振する流体発振素子を応用したノズルが多く使わ
れてきた。これは、メカ部を有すること無く自動発振す
るため、トラブルが少なく、流体発振素子製造が容易で
あるうえに、噴射水が発振するため低水量で洗浄効果、
散水効果が得られる理由によるものである。

流体発振素子を利用した流体発振ノズルの構成としては
、フィードバック水路を有するものや、第６図に示すよ
うに渦室を利用するものがある（特開昭６３−１９４０
３９号公報）。渦室で構成されたノズルは渦室９．１０
の左右の圧力差により発振する。

主ノズル８より噴出した噴流１６は噴出口１５を目がけ
て直噴するが、噴流１６の一部があるきっかけにより噴
出口１５の上流に位置する絞り部１２の左右のどちらか
に当たって分流し、噴流１６で仕切られた左右の渦室９
．１０のどちらかに噴流渦１７を形成する。

ここで例えば噴流渦を先に巻いた方が右渦室１０側であ
ると仮定すると噴流は右側に誘引され、噴流１６の噴出
口１５の右側壁１４に沿って流れるが、右側渦室１０が
左側渦室９の大気圧（空気導入口１１のため）より高圧
になるため、噴流１６は、低圧側、即ち左へ方向を転換
し、左側壁１３に沿って噴出する。この状態が繰り返し
起こるので噴流１６は発振状態となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の渦室を利用した流体発振素子よりなるノズル
は、瞬間加熱式の衛生温水洗浄便座のように洗浄水量が
制限され、低流量域（０，３〜０．６ｊ１！／ｍ１ｎ）
で洗浄効果を要求されるものでは、左右の渦室の境界が
ないために、右側渦室と左側渦室の圧力差が低流量域で
生じにくく、またわずかな寸法精度や給水の影響で渦室
内の主噴流の偏よりか生じやすいために、低流量域では
発振が不安定になる傾向があった。

また空気導入口はノズルの一側面に設けられているため
、つまった場合のメンテナンスがおこないにくかった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、流体発振ノズルにおいて、安定発振の流
量域が広く、低流量域でも安定発振する流体発振ノズル
を提供すること、さらに空気導入を容易にし、しかもこ
の混入した空気を活用することにより低流量域において
も洗浄効果の高い流体発振ノズルを提供することである
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の要旨とするところの第１は特許請求の範囲第１
項記載のように、主ノズル５の下流に主ノズル５より幅
の広い主水路７を設け、主水路７を通った流体の一部を
主水路７上流の主ノズル出口１４へ旋回流させるために
、噴射口１１に設けた水流分離帯８と、主水路７の左右
に設けた一対の旋回水路１２より構成されることを特徴
とする流体発振ノズルである。

本発明の要旨とするところの第２、特許請求の範囲第２
項記載のように、主水路７内に大気と連通ずる空気導入
口１３を設けたことを特徴とする第１項記載の流体発振
ノズルである。

本発明の要旨とするところの第３は、特許請求の範囲第
１項記載のように、胴部を貫通するように設けた空気導
入口１３を有することを特徴とする第２項記載の流体発
振ノズルである。

〔作　　用〕

特許請求の範囲第１項記載されるように、主ノズル５よ
り噴出する噴流は、主水路７の側壁に沿・って流れ、水
流分離帯８により一部は噴射口１１より噴出し、一部は
旋回水路１２を通って噴流１６と合流しながら旋回する
。

主水路１７を通る噴流１６は流体の旋回によって生じる
左右の圧力差によって交互に偏向され、安定発振となっ
て噴射口より噴射される。

また、特許請求の範囲第２項のように、主水路７に空気
導入口１３を設けることで、エゼクタ−効果により流体
が主水路を通過するときに空気を混入し、噴流の見掛け
のボリュームを増し、噴流の流速が増すため、旋回速度
が増加し、−層左右の圧力差が大となり、さらに低流量
域でも安定発振となり、また空気混入により噴射水の衝
撃力が増加する。

また胴部を貫通するように空気導入口１３を設けること
で、空気導入口１３の断面積が倍となり、空気混入量も
増加し、発振もみだれることなく、さらに低流量域でも
安定発振となり、衝撃力も増す。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図乃至第５図に基づいて説
明する。

第１図において、流体発振素子ノズルはノズル本体ｌ、
パツキン２、ノズル蓋３の積層構造でノズル本体ｌは給
水管４を取付けである。

ノズル本体１とノズル本体１とノズル蓋３は、接着又は
超音波溶着などにより容易にしがも安価に接合される。

第２図はノズル本体１に形成された水路パターンを示し
ている。

給水管４は流体発振ノズルの主ノズル５と給水路６で結
ばれており、主ノズル５の下流には主ノズル５より幅が
広くかつ断面積の大きい主水路７が、さらに主水路７の
下流には、両側より上流側に突出した水流分離帯８を形
成せる絞り部９と、末広がりな側壁１０からなる噴射口
１１が形成される。

また水流分離帯８により分離された主水路７を通る流体
の一部を主ノズル出口へ旋回還流させる旋回水路１２が
左右に一対形成されている。

このノズル本体ｌの水路パターンは、一対の略楕円の単
純構造からなる旋回水路１２等で形成し、旋回流の抵抗
を軽減させ、また絞り部９の両側に上流側に突出した水
流分離帯８を設けることにより旋回流を発生しやすくし
ている。

第３図、第４図は、流体発振素子ノズルの作動状態を示
す。

給水管４、給水路６を通った流体は主ノズル５より主水
路７に噴出される。主水路７は、主ノズル５の幅、すな
わち噴流の幅より広くかつ断面積を広く構成されている
ため、流体は側壁付着効果により左右いずれかの壁面に
沿って流れようとする。

今仮に第３図に示すように主水路７の左側壁７“に付着
して流れるとすると、左側の水流分離帯８゛により水流
は二方向に分離され流体の一部は絞り部９を通って噴射
口１１の左壁面ｌＯ“に沿って大気に噴射される。一方
、流体の残りは、旋回水路１２゛を通って主ノズル５の
出口へ旋回する。

これは、水流分離帯８゛により水流が明確に分離される
ことにより旋回水流が発生しやすいことと、主ノズル５
出口の噴流のサクション作用により主ノズル５出口の圧
力が減少し下流からの旋回流を引きこむことによる相乗
作用によるものである。

この旋回流により、噴流の左側の圧力Ｐ１は水が充満し
てしまうと、高くなってくる。

一方、噴射口１１の絞り部９は、噴流により閉ざされる
ため右側の旋回水路１２”内の圧力Ｐ２は主ノズル５出
口の噴流のサクション作用により低くなり、Ｐ、＞ｐ、
の関係を生じる。

この圧力差により主水路７の左側に偏向されていた流れ
は、主水路７の右側壁７”に付着して流れ、右側の旋回
水路１２°′に旋回流を生じながら、流体は噴射口１１
の右壁面１０”に沿って大気に噴射される。

以上の動作が繰り返され、流体は発振しながら噴射口１
１より噴射される。このようにして流体発振ノズルは低
流量域でも安定発振する。

さらに大気と連通した空気導入口１３を主水路７に設け
であることで、高速で移動する噴流がエゼクタ−効果で
空気を誘引して、噴流の見掛けのボリュームが増加する
。従って噴流の流速が増し、旋回速度が速くなるため、
流体が旋回している側の圧力がより一層上昇しかつ、空
気混入によりボリュームを増した噴流によって噴射口の
絞り部をふさぐ作用が増し旋回流を発生していない方の
旋回水路の圧力がエゼクタ−効果で時間遅れを生じて減
少する。

このため、他方との圧力差がより明確になりさらに低流
量域でも安定発振する。

また、衝撃力を増す。通常、空気導入口１３では、空気
の吸引力が強いため、空気導入口１３のつまりが生じに
くく、作動が安定するが、万が一つまりが生じた場合に
おいても胴部を空気導入口１３が貫通しているため針状
のものを空気導入口１３に通すことにより容易にメンテ
ナンスができる。

また空気導入口１３の位置は、流速の最も速い主ノズル
５のすぐ下流に設けると噴流によるエゼクタ−効果が大
となり空気を誘引しゃすく、しかも主水路７の左右壁面
付着効果も明確に出しゃすくなる。

そのため発振も安定すると同時に、空気混入量が大とな
り、流体の見掛けのボリュームが増加し、噴流の速度が
増すため、衝撃力、洗浄力がさらに増加する。

しかも対象物に噴流が衝突した場合、包んでいる空気の
緩衝効果で、飛散を軽減する効果もある空気導入口１３
の穴径は、主水路の幅に対して制限をうけ、大きすぎる
と、噴流の壁面付着効果がみだされ発振が不安定となる
。しかし第１図に示したように空気導入口１３をノズル
本体１のみでなく、パツキン２、ノズルフタ３を貫通す
るように設けることにより（図において、パツキン空気
導入口１３“、ノズルフタ空気導入口１３”）穴径を増
やさずに断面積を増やすことができる。

従って発振状態に影響を受けずに、空気導入口１３の断
面積を倍にすることができるので、空気混入量が増し、
さらに安定発振の流量域が増し、衝撃力も増す。

また、胴部を空気導入口１３が貫通している構造である
ために、万が−、空気導入口１３に目詰りが発生した場
合でも、針状のもので突きさして清掃することが可能と
なり容易にメンテナンスができる。

また、第５図に示すように、ノズルフタ３の空気導入口
１３”の周辺に突起１４を設け、パツキン２に設けた貫
通孔１５とかん合する構造をとればノズル本体１、パツ
キン２、ノズルフタ３の接合時に、パツキン２がずれる
ことがないので、ノズル本体１の空気導入口１３°とノ
ズルフタ３の空気導入口１３”をずれることなく接合で
き、空気導入口１３．１３”　　１３”のずれによる噴
流の片寄りをなくすことができる。

さらに、旋回水路１２、主水路７など、流体の通路は略
円形の左右対称形で、構造が簡単なため流体発振素子製
造が容易であり、かつ、旋回が容易で圧力損失の少ない
形状のため、自己洗浄作用で水アカなどによるつまりを
防止できる。

〔発明の効果〕

特許請求の範囲第１項記載の流体発振ノズルによれば、
主ノズルの下流に主ノズルの幅より、やや広くした主水
路を設け、主水路の下流から上流へ噴流の一部を回流す
る旋回水路を設けることで、主ノズルより主水路へ流体
が噴出する際に多少の左右の偏よりか生じても壁面付着
効果により水流を矯正し、旋回水流により圧力差が生じ
て、圧力変動が感度良く噴流に伝わるため、低流量域で
も壁面付着が交互に確実に行なわれ、大気への流体の噴
射が安定発振する。

そのため、この流体発振ノズルが瞬間加熱式の衛生温水
洗浄便座への使用のように低流量域で使用されても安定
した洗浄効果が得られる。

特許請求の範囲第２項記載の、または第３項記載の流体
発振ノズルによれば、空気導入口を主水路に設けること
で、流体の旋回速度が速くなり、主水路左右の圧力差が
大となるためにさらに低流量でも発振が可能となる。

またこのように安定発振域が広いので、寸法精度や給水
の影響を受けにくく、流体素子の製造が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の一実施例を示す図で、第１
図は分解斜視図、第２図乃至第４図は平面図、第５図は
分解斜視図、第６図は従来例を示す平面図である。 ■・・・ノズル本体、２・・・パツキン、３・・・ノズ
ル蓋・・・給水管、５・・・主ノズル、６・・・給水路
、・・・主水路、８・・・水流分離帯、９・・・絞り部
、０・・・側壁、１１・・・噴射口、１２・・・旋回水
路、３・・・空気導入口。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）主ノズル５の下流に主ノズル５より幅の広い主水
   路７を設け、主水路７を通った流体の一部を主水路７上
   流の主ノズル出口１４へ旋回流させるために、噴射口１
   １に設けた水流分離帯８と、主水路７の左右に設けた一
   対の旋回水路１２より構成されることを特徴とする流体
   発振ノズル。
2. （２）主水路７内に大気と連通する空気導入口１３を設
   けたことを特徴とする第１項記載の流体発振ノズル。
3. （３）胴部を貫通するように設けた空気導入口１３を有
   することを特徴とする第２項記載の流体発振ノズル。