NO318846B1 - Dusjhode - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et dusjhode som omfatter et munnstykke med en midtre, aksial, gjennomgående kanal for vanngjennomstrømning, idet et rotasjonssymmetrisk avbøyningselement for vannet befinner seg nær kanalens ytre munning, mens avbøyningselementet holdes av en stamme som med radial klaring rager aksialt i kanalen, samt omgis av en konisk flate, idet munnstykket avgrenser et hulrom omkring og aksialt utenfor avbøyningselementet, idet den konisk flaten rager konvergerende utover.

Et slikt dusjhode er kjent fra norsk patent nr. 177256, som dessuten viser et munnstykke som kan reguleres aksialt i forhold til holderen.

Det har i mange år blitt utviklet dusjhoder med sikte på lavt vannforbruk ("sparedusjer"), i området 6-10 l/min.. Dette forbruket er vanligvis basert på normale vanntrykk, som er ca. 200 - 500 kPa. Ettersom vannforbruket således er på "sparenivå" allerede ved slike normale trykk, vil lavere trykk medføre at forbruket blir lavere enn ønskelig. Vannforbruket reduseres til under "komfortgrensen" og skaper negative holdninger til slike dusjhoder.

Dusjhoder som kan gi pulserende dusj har lenge vært kjent. Disse er basert på bruken av en propellignende rotor inne i dusjhodet. Slike dusjhoder kan vanligvis omstilles mellom normal tilstand for jevn vanndusj og den pulserende vanndusjen. Slike dusjhoder er vanligvis konstruert for høyt vannforbruk og normalt vanntrykk, og de er kompliserte.

Ved utviklingen av dusjhoder for lavt vannforbruk har siktemålet i noen tilfeller ganske ensidig vært å oppnå det lave forbruket, uten at konsekvensene med hensyn til effekt, komfort og strukturen av vannet som strømmer ut av dusjhodet har blitt tatt hensyn til. Dette har, på den ene siden, i de fleste tilfeller medført lave vannhastigheter og en lite gunstig vannstruktur, og på den andre siden konstruksjoner som kan bevirke gjentetting på grunn av urenheter eller kalk i vannet eller som er basert på jet/luftstrømprinsippet.

Norsk patent nr. 177256 beskriver et dusjhode som gir lavt vannforbruk ved normalt vanntrykk, som i mindre grad enn endel andre "sparedusjer" reduserer dusjkomforten ved lavt vanntrykk, og som dessuten kan omstilles mellom en normal tilstand for dusjing og en tilstand for pulserende dusjing ("massasjedusjing"), idet den sistnevnte

tilstand oppnås uten noe roterende element i dusjhodet.

Dusjhodets konstruksjon gjør at vannet i alle faser sendes ut i pulser med frekvens 20

- 40 pr. sekund, avhengig av trykket.

Dette oppnås ved at vannet kommer støtvist ut av partiet ytterst på den konvergerende stammen, nær avbøyningselementet. Derved strømmer det over tid en mindre vannmengde ut enn ved kontinuerlig vannstrøm, og det oppnås "sparing".

Patentet viser et munnstykke som kan skrus aksialt i forhold til holderen, for endring av strømningsforholdene. Dessuten er stammen konisk og konvergerer mot avbøyningselementet. Når munnstykket er skrudd tilnærmet maksimalt inn i holderen, og følgelig avbøyningselementet er tilnærmet i sin største avstand fra kanalmunningen, dannes det forholdsvis store vanndråper med forholdsvis stor innbyrdes avstand og stor hastighet, og som forlater avbøyningselementet i en konusflate. Noe av vannet treffer veggen i hulrommet, og vannet reflekteres fra veggen og forlater munnstykket, og danner en ganske homogen struktur.

Når munnstykket er skrudd lenger aksial ut i forhold til holderen, slik at avbøynings-elementet er nærmere kanalmunningen, vil det skje en øket strupning ved avbøyningselementet, men denne stillingen er velegnet for lave vanntrykk, ved at det oppnås større vannhastighet som føles behagelig og effektiv.

Når munnstykket er skrudd tilnærmet til sin endestilling ut fra holderen, og avbøyningselementet følgelig er i maksimal nærhet av munnstykket, samles vannet til en homogen masse, og det oppnås full effektivitet av "oppdelingen" av vannet, slik at massasjefunksjonen med "slagvirkning" av vannet oppnås.

At flaten som omgir avbøyningselementet hovedsakelig er konisk og konvergerer utover fra bunnflaten i munnstykket, er av betydning for vannets utstrømningsforløp omkring avbøyningselementet.

At stammen er konisk har en direkte virkning på vannets gjennomstrømningstverrsnitt øverst i kanalen. Dette tverrsnittet vil være minst når munnstykket er skrudd maksimalt inn i holderen. Samtidig er avbøyningselementet i sin største avstand fra kanalens munning. Følgelig vil det meste av strupningen finne sted øverst i kanalen. Virkningen er de ovenfor nevnte, forholdsvis store vanndråper. Når derimot munnstykket er skrudd maksimalt ut i forhold til holderen, er dette tverrsnittet på sitt største. Samtidig er avbøyningselementet i sin minste avstand fra kanalen. Følgelig vil det meste av strupningen finne sted ved avbøyningselementet. Dette muliggjør en akseptabel vannhastighet og forbedret komfort også ved lave trykk i det tilførte vannet.

I patentet er stammen vist innskrudd i et boss som er i ett med holderen som vannet tilføres gjennom. Vannet strømmer omkring bosset og langs stammen. Det har i praksis vist seg at det bør opprettholdes stor nøyaktighet med hensyn til innrettingen av stammen i holderen, etter som avbøyningselementet på den frie enden av stammen skal samvirke med munnstykket. En liten vinkelfeil i innfestingen av stammen i bosset vil kunne bevirke en betydelig feil beliggenhet for avbøyningselementet i forhold til munnstykket, ved at avbøyningselementet blir eksentrisk i forhold til munnstykket. Det er dessuten ønskelig å kunne fremstille dusjhoder med innbyrdes forskjellige karakteristikker med hensyn til vannstrøm, men uten å måtte gjøre modifikasjoner i holderen eller munnstykket, som vanligvis vil bli støpt av plast.

En løsning som forenkler og sikrer innrettingen av stammen og som dessuten muliggjør fremstilling av noe forskjellige dusjhoder er beskrevet i norsk patentsøknad nr. 1998 0820, og består i at stammen er festet i en innsatsdel som er montert i holderen, hvilken innsatsdel har i det minste en aksialt gjennomgående åpning for å lede vann til kanalen. Åpningen eller hver åpning kan være i form av et spor i ytterflaten av innsatsdelen eller et hull gjennom innsatsdelen. Utelukkende ved fremstilling av forskjellige innsatsdeler kan det således fremstilles dusjhoder med forskjellige egenskaper med hensyn til vannets strømning. Sporene eller hullene bevirker en stabilisering av vannet før det kommer inn i kanalen

I denne kjente løsning er stabiliseringsenheten ikke regulerbar, og vannmengden som strømmer gjennom dusjhodet vil variere med vanntrykket, på en slik måte at vannmengden øker med økende trykk.

Under noen forhold er det ønskelig at vannmengden som strømmer gjennom dusjhodet holder seg mest mulig konstant, uansett trykk, når dette ligger innen rimelige grenser.

For konvensjonelle dusjhoder har det vært benyttet en regulator som bevirker en strupning av vannet på en slik måte at strupningen øker med økende vanntrykk. Regulatoren har vært montert ved innløpet til dusjhodet, dvs. der hvor slangen (eller et tilførselsrør for fastmonterte dusjhoder) er forbundet med dusjhodet. F. eks. har det vært benyttet er hylse som regulatoren er montert i, og som innsettes som en overgang mellom slangen eller røret for vanntilførsel og dusjhodet. Selve regulatoren har vært utformet som et ringelement med aksiale åpninger og et sylindrisk eller konisk parti med aksiale spor, i kombinasjon med en O-ring som omgir sporene og holdes på plass av en hjelpering, og som virker slik at O-ringen deformeres progressivt ved økende vanntrykk og i økende grad trenger inn i sporene i ringelementet, slik at gjennomstrømningsarealet minsker. Det kan derved oppnås en tilnærmet konstant vannmengde pr. tidsenhet ved vanntrykk i området fra omtrent 50 til omtrent 1000 kPa. Vannmengden vil selvsagt være avhengig av geometrien i regulatoren, slik som tverrsnittet av sporene og dimensjonene til O-ringen, og det må ved forsøk finnes ut hvilken geometri som gir en ønsket vannmengde pr. tidsenhet.

Plasseringen av regulatoren ved innløpet til dusjhodet, dvs. ved enden av håndtaket på dette eller nederst på et veggmontert dusjhode, medfører at regulatoren normalt vil stå under vann når dusjhodet ikke er under bruk. Dersom vannet renner bort, vil det allikevel gjenstå vann i hullene i regulatoren på grunn av vannets overflatespenning. Kalk i vannet vil etter hvert avleires og gradvis blokkere hullene. De små hullene reduserer også tilførselen av lys og oksygen innover i dusjhodet, hvilket forsterker dannelsen av "hard" kalk, i motsetning til "pulverisert" kalk som dannes ved tilførsel av lys og oksygen, og som lett spyles bort. Vannmengden pr. tidsenhet vil derved kunne bli redusert til under det som brukerne finner akseptabelt.

Noen steder er det innført maksimalgrenser for vannforbruket ved dusjing. Mange mengdebegrensere som har vært benyttet gir imidlertid ikke tilnærmet konstant vannmengde pr. tidsenhet når trykket varierer, og reduserer vannmengden pr. tidsenhet ved lave trykk til under det akseptable. De ovenfor nevnte regulatorer bedrer dette forholdet, men er beheftet med de nevnte mangler mht. til kalkavsetning og dannelse av "hard" kalk.

Med den foreliggende oppfinnelse er det kommet frem til en løsning som både medfører tilnærmet konstant vannmengde pr. tidsenhet og som i høy grad unngår problemene med kalkavsetning, og som ved hjelp av "forsterkningseffekten" gir øket

komfort.

Dusjhodet i henhold til oppfinnelsen kjennetegnes ved at innsatsdelen utgjør en regulator for å bevirke tilnærmet konstant gjennomstrømmet vannmengde pr. tidsenhet ved variasjon i vanntrykket, og som på i og for seg kjent måte omfatter et ringelement med aksiale spor som en O-ring er i anlegg mot, idet O-ringen påvirkes av vanntrykket og suksessivt presses inn i sporene ved økende vanntrykk.

Etter at dusjhodet har vært i bruk vil vannet i dette normalt renne mot slangen eller røret for vanntilførsel. Oksygen i luften som kommer inn i dusjhodet bevirker at kalk som avleires vil være av den "pulveriserte" typen som lett skylles bort ved neste gangs bruk.

Munnstykket og stammen kan være fast montert i forhold til hverandre, stik at dusjhodet ikke kan reguleres mht. samvirket mellom munnstykket, stammen og avbøyningselementet. I en foretrukket utførelse er imidlertid munnstykket aksialt bevegelig i forhold til stammen, og stammen er konisk i det minste i det partiet som befinner seg fjernest fra avbøyningselementet, slik at overflaten av stammen konvergerer mot avbøyningselementet, og slik at gjennomstrømningstverrsnittet for vannet mellom stammen og munnstykket endres ved at munnstykket kan beveges aksialt i forhold til holderen og stammen ved å skrus, tilsvarende som vist i norsk patent nr. 177256.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere, ved hjelp av utførelseseksempler vist på de vedføyde tegninger. Fig. 1 viser i snitt en utførelse der innsatsdelen og regulatoren er montert i en hylse som utgjør en integrert del av en holder som danner et håndtak. Fig. 2 og 3 viser i snitt utførelser der det benyttes et adapter mellom munnstykket og en holder, idet holderen befinner seg inne i en kapsling som også utgjør håndtak. Innsatsdelen med regulatoren er innskrudd i en hylse som utgjør en integrert del av adapteret. Figurene viser eksempler på dusjhoder i henhold til oppfinnelsen, i et snitt aksialt gjennom sentrum av munnstykket. Målestokken i figurene er tilnærmet 1,5 :1.

Utførelsene beskrives delvis under ett.

Snittet vist i figurene viser en kanal 2' for vanntilførsel gjennom en holder 2, som det bare er vist et parti av nærmest dusjhodet. Det vil forstås at holderen 2 vist i fig. 1 på kjent måte kan være utformet som et håndtak eller være utstyrt med midler for å festes til en veggholder, evt. som en kombinasjon av håndtak og festeanordning. I utførelsene i fig. 2 og 3 er holderen 2 et indre element for vanntilførsel inne i en ytre kapsling 25, som kan danne et håndtak, i likhet med holderen 2 vist i fig. 1.

Dusjhodet omfatter et munnstykke 1, som i gjenger 10 er skrudd inn i holderen 2 (fig. 1), henholdsvis i et indre adapter 24 som er innskrudd i holderen 2 (fig. 2 og 3) . Gjengene benyttes også til å regulere den aksiale stillingen til munnstykket 1 i forhold til holderen 2, henholdsvis adapteret 24. Et anslag kan være anordnet for å begrense muligheten til slik regulering.

Munnstykket 1 har et indre hulrom 9, som er åpent for vannutstrømning, og som innerst er tilnærmet sylindrisk. Via en aksial kanal 8 og hull 23 (fig. 1 og 3), henholdsvis 28 (fig. 2) i en innsatsdel 16 kommuniserer hulrommet 9 med den indre kanalen 2' i holderen 2. I fig. 1 er det vist via hull 2"" i et boss 2'" i ett med holderen 2.

En konisk flate 7 er i de viste eksempler dannet aksialt innenfor hulrommet 9 i munnstykket 1. Flaten 7 er vist utformet på munnstykket 1, men den kan evt. befinne seg på en ring (ikke vist), som kan være av plast, og som kan være festet i en presspasning, men det er også mulig å sveise fast ringen, f.eks. ved ultralydsveising, når munnstykket 1 også er av plast. Ringen kan også være innskrudd i gjenger.

Holderen 2 inneholder innsatsdelen 16, som har en boring 5 i midten, og i boringen 5 er innskrudd eller innpresset en ende 3' av en stamme 3. Innsatsdelen 16 er vist integrert med en regulator dannet av aksiale hull 23 i innsatsdelen 16 og en O-ring 21. Innsatsdelen 16 og regulatoren er i fig. 1 vist montert i bosset 2'" som er i ett med holderen 2, mens den i fig. 2 og 3 er vist montert i adapteret 24. Innsatsdelen 16 er vist utformet delvis som en tapp. I utførelsen vist i fig. 1 utnyttes tappen for sentrering og stabilisering ved at den er innført i et hull i holderen 2.

Innsatsdelen 16 er vist utformet med tilnærmet aksiale spor 11.1 utførelsene vist i fig. 1 og 3 er sporene 11 utformet i en rundtgående vegg i innsatsdelen 16, utenfor O-ringen 21, mens de i fig. 2 er utformet i innsatsdelen 16 innenfor O-ringen 21. Sammen danner sporene 11 og O-ringen 21 en regulator som søker å opprettholde tilnærmet konstant vanngjennomstrømning pr. tidsenhet. Dette skjer ved at økende trykk, som uten regulatoren ville ha medført økende vannmengde pr. tidsenhet, trykker O-ringen 21 sammen og delvis inn i sporene 11, slik at gjennomstrømnings-tverrsnittet avtar. Forsøk har vist at det fra og med et visst minste trykk kan oppnås en tilnærmet konstant vannmengde pr. tidsenhet.

I fig. 1 er O-ringen 21 vist radialt innenfor sporene 11, liggende i innsatsdelen 16. I fig. 2 er O-ringen 21 vist radialt utenfor sporene 11, og den ligger her i et ringformet sete i adapteret 24. I fig. 3 er O-ringen 21 vist radialt innenfor sporene 11, liggende i innsatsdelen 16, omtrent tilsvarende som vist i fig. 1.

På sin ytterste ende, i hulrommet 9, holder stammen 3 et tilnærmet skiveformet av-bøyningselement 6, som på den aksiale siden som vender mot kanalen 8 kan være utformet med et rundtgående spor (ikke vist) omkring enden av stammen 3. Mellom omkretsen av avbøyningselementet 6 og den koniske flaten 7 er det en ringspalt 4, som endres ved at munnstykket 1 skrus aksialt i forhold til holderen 2 (fig. 1) eller adapteret 24 (fig. 2). Stammen 3 har mindre diameter enn kanalen 8, slik at vann kan strømme i et ringrom mellom stammen 3 og veggen i kanalen 8. Den aksialt ytre flaten 6" på avbøyningselementet 6 er vist med kuppelform, men denne flaten antas ikke å ha noen vesentlig innvirkning på vannstrømmen.

Sammen med avbøyningselementet 6 danner flaten 7 et ringformet kammer, som forandrer form og størrelse når munnstykket 1 skrus aksialt i forhold til holderen 2, og kammeret påvirker vannet på forskjellige måter, avhengig av sin form og størrelse.

Den koniske flaten 7 trenger ikke å være konisk i hele sin aksiale lengde. Flaten 7 kan være sylindrisk eller tilnærmet sylindrisk ytterst, mot hulrommet 9. Kanalen 8 kan hovedsakelig være sylindrisk, men nærmest kammeret kan kanalen 8 ha et konisk parti 8'.

Stammen 3, i det minste i området som befinner seg innerst i kanalen 8 (nærmest innsatsdelen 16), er konisk, slik at tverrsnittet er størst mot den innfestede enden 3' av stammen 3. Når det forutsettes at selve kanalen 8 har konstant tverrsnitt i dette området, oppnås at gjennomstrømningstverrsnittet for vannet innerst i kanalen 8 endres når munnstykket 1 skrus aksialt i forhold til holderen 2.

I alle de viste utførelser er kanalen 8 dannet i en innsatt propp 22 (vist innpresset), med en tetningsring 12 mellom proppen 22 og henholdsvis bosset 2"' (fig. 1) og adapteret 24 (fig. 2 og 3). Ringen 12 hindrer trykkfall på grunn av lekkasje, og hindrer dessuten at vann trenger inn i det viste hulrommet mellom holderen 2 og munnstykket 1 og skaper uhygieniske forhold, ved at vann blir stående i hulrommet i lengre tid.

Når munnstykket 1 er skrudd tilnærmet maksimalt inn i holderen 2, og avbøyningselementet 6 følgelig er tilnærmet i sin største avstand fra den ytre munningen til kanalen 8, dannes det forholdsvis store vanndråper med forholdsvis stor innbyrdes avstand og stor hastighet, og som forlater avbøyningselementet 6 i en konusflate. Noe av vannet treffer veggen i hulrommet 9, og vannet reflekteres fra veggen og forlater munnstykket 1, og danner en ganske homogen struktur.

Når munnstykket 1 er skrudd lenger ut i forhold til holderen 2, slik at avbøyningselementet 6 er nærmere kanalmunningen, vi! det skje en øket strupning i spalten 4 ved avbøyningselementet 6. Denne stillingen er velegnet for lave vanntrykk, ved at det oppnås et relativt større vannforbruk og en vannhastighet som føles behagelig.

Når munnstykket 1 er skrudd tilnærmet til sin endestilling ut fra holderen 2, og avbøyningselementet 6 følgelig er i maksimal nærhet av munnstykket 1, vil det inntreffe en ustabilitet for vannet, som strømmer pulserende ut, og dusjingen føles som massasje.

At flaten 7 som omgir avbøyningselementet 6 hovedsakelig er konisk og konvergerer utover i munnstykket 1, påvirker vannets utstrømningsforløp omkring avbøynings-elementet 6.

I utførelsene vist i fig. 2 og 3 er det også en tetningsring 27 mellom adapteret 24 og holderen 2. Kapslingen 25 er dessuten påsatt en kappe 26 som lukker en spalt mellom munnstykket 1 og hylsteret 25.

Det vil forstås at de enkelte komponenter i dusjhodet kan bestå av plast eller metall, med unntak av O-ringene 12 og 21, som kan være av syntetisk gummi eller naturgummi. Holderen 2 og munnstykket 1 kan f.eks. støpes, mens det antas mest hensiktsmessig at stammen 3 og avbøyningselementet 6 fremstilles i ett stykke, fortrinnsvis av metall, f.eks. messing, ved mekanisk bearbeiding, dvs. hovedsakelig dreiing og gjengeskjæring.

Innsatsdelen 16 med sporene 11 og hullene 23 kan også fremstilles av plast. Hullene 23 kan dannes ved støping, men hullene kan også bores.

Claims (4)

1. Dusjhode som omfatter et munnstykke (1) med en midtre, aksial, gjennomgående kanal (8) for vanngjennomstrømning, idet et rotasjonssymmetrisk avbøyningselement (6) for vannet befinner seg nær kanalens ytre munning, hvilket munnstykke (1) er i forbindelse med en holder (2) som vannet tilføres gjennom, mens avbøyningselementet (6) holdes av en stamme (3) som med radial klaring rager aksialt i kanalen (8), samt omgis av en konisk flate (7), idet munnstykket (1) avgrenser et hulrom (9) omkring og aksialt utenfor avbøyningselementet (6), idet den koniske flaten (7) rager konvergerende utover, idet stammen (3) er festet i en innsatsdel (16) som er montert i holderen (2), hvilken innsatsdel (16) har i det minste en gjennomgående åpning (23) for å lede vann til kanalen (8), karakterisert ved at innsatsdelen (16) utgjør en regulator (11, 21, 23) for å bevirke tilnærmet konstant gjennomstrømmet vannmengde pr. tidsenhet ved variasjon i vanntrykket, og som på i og for seg kjent måte omfatter et ringelement med aksiale spor (11) som en O-ring (21) er i anlegg mot, idet O-ringen (21) påvirkes av vanntrykket og suksessivt presses inn i sporene (11) ved økende vanntrykk.

2. Dusjhode som angitt i krav 1, i hvilket regulatoren (11, 21, 23) omfatter en hul tapp som en ende (3') av stammen (3) er fastgjort i.

3. Dusjhode som angitt i krav 1, i hvilket O-ringen (21) befinner seg radialt innenfor eller utenfor sporene (11).

4. Dusjhode som angitt i krav 1, i hvilket stammen (3) er konisk i det minste i det partiet som befinner seg fjernest fra avbøyningselementet (6), slik at overflaten av stammen (3) konvergerer mot avbøyningselementet (6), og slik at gjennomstrømnings-tverrsnittet for vannet mellom stammen (3) og munnstykket (1) endres ved aksial bevegelse av munnstykket (1) i forhold til holderen (2).