TWI673107B - 具有直流模式與噴霧模式、以及流量控制的噴嘴 - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一種有雙開關功能的噴嘴，其可避免用戶必須把噴嘴之提把定位在一中間位置才能讓霧狀流體流向噴嘴的問題。本發明之噴嘴係設計成讓提把能設到全閉位置或是全開位置，以切換噴霧模式以及直噴模式的水流。此噴嘴可包含一第一流量控制元件以及控制第一流量控制元件的一關閉元件。噴嘴可包含一第二流量控制元件，用以控制直噴出口以及噴霧出口之間的流量。可透過轉動一圖案套筒而控制第二流量控制元件。

Description

具有直流模式與噴霧模式、以及流量控制的噴嘴

本發明是有關於一種噴嘴，特別是有關一種具有直流模式與噴霧模式、以及流量控制機制的噴嘴。

目前，單一開關的組合式噴嘴包含多用途消防噴嘴頭，具有直流噴出以及噴霧流的功能，其透過將提把必須定位在一中間位置而將流體從筆直隙縫重新導流向噴霧通道，藉此提供直流模式以及噴霧模式之間的切換。使用者可將提把定位在一特定位置，讓球形閥門內的球引導水流圍繞筆直隙縫並流入噴霧圖案流區。當提把定位在全開位置時，水流只會導向筆直隙縫。當提把定位在全關位置時，所有的流體停止進入噴嘴。

本發明內容是以較簡潔的方式介紹將在實施方式中詳細介紹的概念。本發明內容並非用以指出申請專利範圍中較為關鍵的部分，且也非用以限制申請專利範圍所欲保護的範圍。

本發明提供一種單一開關的組合式噴嘴，其可減少要求使用者定位提把到中間位置才能讓流體透過噴霧圖案流經噴嘴。噴嘴可設計成讓提把位於一全閉位置或是在一全開位置。例如，消防員可受訓操作依動作讓噴嘴在噴霧模式以及直流模式之間切換，例如旋轉噴嘴之圖案套筒的動作。

在一實施例中，噴嘴可包含第一流量控制元件，其用以控制流體流入噴嘴。再者，噴嘴可包含一第二流量控制元件，其設置在第一 流量控制元件之下游。第二流量控制元件可用以控制直流出口以及噴霧出口之間的流體流量。此外，噴嘴可包含一圖案套筒，其可操作地耦接第二流量控制元件。可使用轉動動作，使得圖案套筒控制第二流量控制元件。

100‧‧‧噴頭

102‧‧‧流體進口

106‧‧‧噴嘴頭

108‧‧‧流體進口控制器

202‧‧‧第一流量控制元件

204‧‧‧噴頭主體

206‧‧‧第二流量控制元件

208‧‧‧噴霧圖案排出管

210‧‧‧直噴圖案出口

212‧‧‧直噴圖案排出管

214‧‧‧圖案套筒

216‧‧‧流體進口

302‧‧‧第二流體出口

304‧‧‧直孔通道

306‧‧‧噴霧圖案通道

308‧‧‧擋板頭

402‧‧‧傳動件

404‧‧‧扇形齒輪

406‧‧‧樞軸

408‧‧‧傳動驅動元件

502‧‧‧直孔封口

600‧‧‧噴嘴

602‧‧‧第一流量控制元件

604‧‧‧第二流量控制元件

606‧‧‧直孔出口

608‧‧‧直噴圖案排出管

610‧‧‧關閉元件

612‧‧‧圖案套筒

614‧‧‧主流體進口

616‧‧‧流體進口

618‧‧‧直孔通道

620‧‧‧噴霧圖案通道

622‧‧‧出口部

624‧‧‧排出管

626‧‧‧噴霧圖案出口

628‧‧‧噴頭主體

630‧‧‧擋板頭

702‧‧‧控制元件驅動器

704‧‧‧驅動器通道

706‧‧‧套筒驅動耦接器

708‧‧‧插銷元件

710‧‧‧輥元件

712‧‧‧主體通道

802‧‧‧驅動器連接件

804‧‧‧連接件支撐插件

806‧‧‧控制元件槽

808‧‧‧流體密封側

900‧‧‧流量控制元件

902‧‧‧頂面

904‧‧‧底面

906‧‧‧球形面

908‧‧‧非密封側

910‧‧‧流體進口側

912‧‧‧扁平面或平坦面

914‧‧‧轉動軸

916‧‧‧流體出口側

1002‧‧‧流體

1004‧‧‧球

1006‧‧‧第二流體

1008‧‧‧擋板頭

1010‧‧‧夾片

本發明之上述及其他特徵及優勢將藉由參照附圖詳細說明其例示性實施例而變得更顯而易知，其中：第1圖係為本發明之噴嘴之示例性實施例之元件之側視圖。

第2圖係為本發明之至少一系統之至少一部分之示例性實施例之元件之側剖面圖。

第3A與3B圖係為本發明之至少一系統之至少一部分之示例性實施例之元件之剖面圖。

第4圖係為本發明之至少一系統之至少一部分之示例性實施例之元件之側透視圖。

第5圖係為本發明之至少一系統之至少一部分之示例性實施例之元件之剖面圖。

第6A、6B與6C圖係為本發明之至少一系統之至少一部分之示例性實施例之元件之側剖面圖。

第7A與7B圖係為本發明之至少一系統之至少一部分之示例性實施例之元件之側剖面圖。

第8圖係為本發明之至少一系統之至少一部分之示例性實施例之元件之側剖面圖。

第9A與9B圖係為本發明之至少一系統之至少一部分之示例性實施例之元件之透視圖。

第10A與10B圖係為本發明之至少一系統之至少一部分之示例性實施例之元件之側剖面圖。

第11A圖係為本發明之至少一系統之至少一部分之示例性實施例之元件之側剖視圖。

第11B圖係為本發明之至少一系統之至少一部分之示例性實施例之元件之側視圖。

第11C圖係為本發明之至少一系統之至少一部分之示例性實施例之示意圖。

下面將詳細地說明本發明的較佳實施例，舉凡本中所述的元件、元件子部、結構、材料、配置等皆可不依說明的順序或所屬的實施例而任意搭配成新的實施例，此些實施例當屬本發明之範疇。在閱讀了本發明後，熟知此項技藝者當能在不脫離本發明之精神和範圍內，對上述的元件、元件子部、結構、材料、配置等作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準，且此些更動與潤飾當落在本發明之申請專利範圍內。

為了避免混淆，類似的元件係以相同或相似的標號示之；為避免畫面過度複雜及混亂，重覆的元件僅標示一處，他處則以此類推。圖示意在傳達本發明的概念及精神，故圖中的所顯示的距離、大小、比例、形狀、連接關係….等皆為示意而非實況，所有能以相同方式達到相同功能或結果的距離、大小、比例、形狀、連接關係….等皆可視為等效物而採用之。

本發明之噴嘴可設計成包含一噴霧出口以及一直孔出口，以及具有使用單一動作便可進行兩出口之間的切換的功能。本發明之噴嘴適用於各類使用者，例如消防員。例如，噴頭可具有一主流量控制元件用以控制流入噴頭的流體流量，以及一指向性流量控制元件用以引導兩出口 之間的流體流量。再者，在此例中，當使用一關閉閥用以將主流量控制元件移動到開啟位置以及關閉位置之間時，另一調整元件可用以切換到直流出口或是噴霧出口的流量。調整元件係利用普通的使用者常用的調整動作來調整噴嘴之水流圖案，例如藉由旋動一圖案套筒。

在一實施例中，噴嘴可包含一第一流量控制元件，其用以控制流入噴嘴的流體流量。再者，在此實施例中，噴嘴可包含一第二流量控制元件，其設置在第一流量控制元件的下游。第二流量控制元件可用以控制直孔出口與噴霧圖案出口之間的流體流量。此外，噴嘴可包含一關閉元件，其係可操作式地耦接第一流量控制機構而且可用以控制第一流量控制元件。在此實施例中，噴嘴可包含一圖案套筒，其用以控制第二流量控制元件而且用相同的使用者動作來控制噴霧圖案出口。在一實施例中，關閉元件可關閉噴嘴之水流。在另一實施例中，關閉元件可減少流經噴嘴的流體流量。

流量控制元件可包含下列類型：球型(ball)、蝴蝶型、滑動型、活塞型、栓塞型、球狀物型(globe)、方格型、柵型、或是其他類型。可根據對停止、最小化或者降低流體流量的合理的工程判斷，來決定流量控制元件之類型。在一實施例中，第一流量控制元件以及第二流量控制元件中的至少一個可為球型流量控制元件(“球形”)。

請參閱第1與2圖，圖中，噴頭100包含一流體進口102，其包含主流體進口，用於例如消防、冷卻、發放或其他原因的流體(例如水、泡沫、化學混合物、或其他流動物)。再者，噴頭100可包含一流體流量控制器104(例如，握柄、閥等等)，其可操作式地耦接第一流量控制元件202，並用以控制經流體進口102流入噴頭100的流體流量。例如，第一流量控制元件可包含一球形元件，其設在噴頭100之一流體進口控制器108之部位。此外，噴頭100可包含一噴嘴頭106，例如，其可耦接流體進口控制器108以所需的方式(例如噴霧圖案及/或直噴圖案)引導流體流量。

例如，在一實施例中，噴頭100可包含第一流量控制元件202，其可包含一主流量控制球(例如，如第2圖所示位於開啟位置的元件，可讓流體流入噴頭)。再者，在此實施例中，一第二流量控制元件206可設在噴嘴頭106中的噴頭主體204。在第2圖中，第二流量控制元件206係設 置在流體進口216靠近直噴圖案排出管212。例如，在第2圖中，第二流量控制元件206係顯示在開啟位置以讓流體流入直噴圖案排出管212，而在直噴圖案出口210外有包含噴嘴100之第一流體出口。

在一實施例中，如第3A與3B圖所示，示例性噴嘴頭106可包含一直孔通道304(例如，直孔隙縫)，其可用以從直噴圖案出口210(例如，第一流體出口210)提供一般的直噴狀的流體。再者，示例性噴嘴頭106可包含一噴霧圖案通道306。噴霧圖案通道可用以從噴霧圖案出口(例如第二流體出口)提供霧狀流體，其中噴霧包含各種形狀以及角度(例如，由圖案套筒或者排出管相對於隔板之配置所界定)的廣角噴出的流體(例如圓椎狀)。

例如，示例性噴嘴之直噴圖案排出管212所形成的直孔通道304，可包含一般直管以提供直線路徑讓流體從噴嘴內部流到噴嘴之出口部。在此方式下，加壓的流體可從噴嘴以一般直流方式排出。再者，例如，噴霧圖案通道306可包含一噴霧圖案排出管208(例如，圖案套筒之一部分)與一擋板頭308組合。在此例中，如第3B圖所示，擋板頭308以及噴霧圖案排出管208之間的關係可影響流體圖案。也就是說，例如，擋板頭308之形狀以及配置，與噴霧圖案排出管208之形狀以及配置可造成流體被引導為圓錐圖案，其中圓錐之形狀以及角度是由擋板頭308以及排出管208之間產生的通道306的造成結果，其產生噴霧圖案出口302。

在圖案套筒設置擋板頭(例如，元件308)以配合排出管(例如，元件208)，以及調整排出管以及隔板之間的間隙，係為所屬技術領域所熟知的技術，其用以產生一圓椎狀圖案而常稱之為噴霧圖案。通常，圖案套筒係用於嚙接一排出管(例如，或是一體成型)。在一實施例中，圖案套筒可由一凸輪插件所驅動，當凸輪插件被操作轉動(例如轉動一百八十度)時能讓圖案套筒移動一具體距離。也就是說，凸輪插件可包含一螺紋導(例如，或是單起始螺紋的線距)，用以讓圖案套筒移動，其可讓圖案套筒(例如，包含排出管)沿著噴頭主體伸長以及縮回，藉此調整排出管對於一固定隔板的相對位置。

在一實施例，凸輪插件可包含藉由螺紋通道的方式耦接圖案套筒至噴頭主體的元件，而螺紋通道係設置在噴頭主體上。也就是說， 凸輪插件可嚙接圖案套筒，或是亦可滑動嚙接設置在噴頭主體外部的螺紋通道。在此實施例中，螺紋通道可為環設於噴頭主體周緣的螺紋圖案(例如螺旋圖案)，其包含所需要的螺紋導。在此例中，當一旋轉力施加至圖案套筒時，例如旋動與圖案套筒嚙接的附著緩衝件，則耦接的凸輪插件可旋轉地在螺紋通道中滑動位移，將旋轉力轉換成圖案套筒相對於噴頭主體以及排出管的橫向位移。

在一實施例中，例如，直流模式以及噴霧模式之間的切換可由圖案套筒以及直孔管之基底上的球之間的機械式連接來達成(例如：機械式連接、電性連接、機電連接或者氣動式連接)。例如，當圖案套筒以逆時針方向旋轉時，其亦朝噴嘴之進口端線性平移，此為常用於噴嘴的凸輪槽設計。在此實施例中，當圖案套筒以及位於直孔細縫之基底的球彼此仍卡合而造成球在封閉以及開啟位置之間旋轉時，根據圖案套筒之轉動方向，圖案套筒以及位於直孔細縫之基底的球之間的機械式連接可根據圖案套筒之旋轉以及線性位移兩者的應用而實現上述操作。

此外，讓直孔細縫前方的球達到所需的封閉或者開啟的旋轉量可以是有彈性的，可依機械式連接的設計而變化。在一實施例中，傳動齒輪設計可使用適當的齒輪齒設計以及線距徑來提供所需結果。在一實施例中，可設計齒輪機構使得當球被完全封閉時，圖案套筒可繼續轉動以及線性平移(位移)而不須再旋轉直孔細縫前方的球。在此實施例中，此設計可讓水流改變成廣噴霧位置，且讓噴嘴繼續移動到"沖洗(flush)"的位置。例如，沖洗可讓大顆粒從水流系統排出。在此例中，當圖案套筒從沖洗位置回轉時，機械式連接可重新嚙接到窄噴霧點，而直孔細縫前方的球可開始旋轉到開啟位置。此操作可將水流重新導向至直孔細縫，而圖案套筒進入扭轉關閉位置，以有效關閉噴霧模式的水流。

再者，在一實施例中，如第4以及5圖所示，一傳動驅動元件408可嚙接圖案套筒214，使得圖案套筒214之轉動可導致傳動驅動元件408相對於噴頭主體204平移(例如，或者轉動)。再者，在此實施例中，傳動驅動元件408可操作性地耦接一傳動件402，其可包含一扇形齒輪404(或者相似功能的齒輪)，其中傳動驅動元件408的平移(或是轉動)會導致傳動件402之轉動(或者平移)。此外，傳動件402可耦接第二流量控制元件 206，其設置在第一流量控制元件202之下游，例如使用一樞軸(或耳軸)406或是相似的嚙接裝置。依此方法，傳動件402之轉動可導致樞軸406轉動，也造成第二流量控制元件206(例如，球)轉動。例如，傳動件402可從圖案套筒214傳送動作到第二流量控制元件206。

如第3A至5圖所示，在一實施例中，旋轉圖案套筒214可導致圖案套筒214之線性平移，例如讓嚙接的噴霧圖案排出管208線性平移。在此實施例中，圖案套筒214之線性平移可開啟或者閉合擋板頭308以及排出管208之間的開孔，其包含第二流體出口302(例如噴霧圖案出口)。依此方式，如第3B圖所示，流體可流經噴霧圖案通道306到噴霧圖案出口302。

再者，如前所述，圖案套筒的轉動會導致第二流量控制元件在開啟位置以及封閉位置之間移動。如第3A以及5圖所示，第二流量控制元件206係設置在開啟位置，而噴霧圖案出口302係設置在一封閉位置。在此例中，流體可經由直噴圖案出口210(例如第一流體出口)排出。如第3B圖所示，圖案套筒214已被旋轉造成第二流量控制元件206移動到封閉位置，藉此直孔封口502被封閉。此外，圖案套筒214轉動會造成圖案套筒214向後線性平移，亦形成擋板頭308以及排出管208之間的開孔位在噴霧圖案出口302。在此例中，流體可流經噴霧圖案通道306而經由噴霧圖案出口302排出，形成圓椎狀噴出圖案。

如第6A、6B以及6C圖所示，在一實施例中，示例性噴嘴600可包含一第一流量控制元件602，其用以控制流入噴嘴600的流體流量。再者，在此實施例中，示例性噴嘴600可包含一第二流量控制元件604，其設置在第一流量控制元件602之下游位置。第二流量控制元件604可用以控制一直孔出口606以及一噴霧圖案出口626之間的流體流量。此外，示例性噴嘴600可包含一關閉元件610，其可操作性地耦接第一流量控制元件602且用以控制第一流量控制元件602。在此實施例中，示例性噴嘴600可包含一圖案套筒612，用以控制第二流量控制元件604，以及根據相同的用戶動作控制一噴霧圖案出口626。在一實施例中，關閉元件610可藉由關閉(或是開啟以引入水流)第一流量控制元件602關閉流經噴嘴600的流體流量，藉此減緩主流體進口614的流量。在另一實施例中，關閉元件610可 降低流經噴嘴600的流體流量，例如，可部分開啟或者關閉第一流量控制元件602。

例如，用於噴嘴的流體流量控制元件可包含以下類型中的一種：球型、蝴蝶型、滑動型、活塞型、栓塞型、球狀物型、方格型、柵型、或是其他類型。可根據合理的工程判斷使用適合的流量控制元件之類型以減緩或者降低流經噴嘴的流體。在一實施例中，第一流量控制元件602以及第二流量控制元件604之至少一個可包含一球型流量控制元件(即為一球元件，如第3A-3C圖所示)。在此實施例中，一第一球元件(例如602)可設置噴嘴600中靠近主流體進口614的位置，如第6A-6C圖所示，其繪示一主關閉流量球在開啟位置(例如，讓流體流入噴嘴)。再者，在此實施例中，一第二球元件(例如604)可設置在噴嘴600中靠近上游流體進口616之直孔通道618，如第6A圖所示。第6A圖繪示在開啟位置上的第二球(例如604)，其讓流體流到直孔通道。第6B以及6C圖繪示在封閉位置的第二球(例如604)，其透過第二球604以及直噴圖案排出管608之進口部之間形成的封口502減緩流到直孔通道618的流體。

在一實施例中，如第6A-6C圖所示，示例性噴嘴600可包含一直孔通道618(例如，直孔圖案排出管608所定義的通道)，其可用以從直孔出口606(例如噴嘴之出口)提供一般的直噴圖案的流體。再者，示例性噴嘴600亦可包含噴霧圖案通道620，如第6B以及6C圖所示。噴霧圖案通道620可用以在其噴霧圖案出口626提供噴霧，其中噴霧可包含不同形狀以及角度(例如，由圖案套筒612相對於擋板頭630之配置所定義)的廣噴出(例如圓椎狀)的流體。

例如，示例性噴嘴600之直孔通道618可包含一般的直管，用以提供流體從噴嘴600內部到噴嘴600之出口部622的一直線路徑。依此方式，加壓流體可從噴嘴600以直流方式噴出。再者，噴霧圖案通道620可包含一噴霧圖案排出管624以及圖案套筒612，其與擋板頭630相組合。在此例中，如第6B以及6C圖所示，流體流出的態樣係受擋板頭630以及圖案套筒612之排出管624部之間的關係影響。也就是說，例如，擋板頭630之形狀以及配置，以及圖案套筒612之排出管624部分之形狀以及配置會造成流體引導成一圓錐圖案，其中在噴霧圖案出口626之圓錐之形狀以 及角度係由擋板頭630、圖案套筒612以及排出管624形成之通道所決定。

藉由在圖案套筒612中設置擋板頭630與排出管624，以及調整排出管624以及擋板頭630之間的間隙(例如，噴霧出口626)，以及圖案套筒612之懸垂長度皆為所屬技術領域所熟知之技術，其可產生一圓椎狀樣式，通常稱之為一噴霧樣式。圖案套筒612可操作地嚙接一排出管624；或者，圖案套筒612可與排出管624一體成形。在一實施例中，一凸輪插件可用以驅動圖案套筒612，當被施加一所需的旋轉量(例如一百八十度)時，凸輪插件係讓圖案套筒移動一特定距離。也就是說，凸輪插件可包含一螺紋導(或者是單紋螺紋的線距)，其讓圖案套筒移動，藉此使圖案套筒612沿著噴頭主體628伸長以及縮回，以調整排出管624相對於固定隔板的位置。

在一實施例中，凸輪插件可包含一元件，其透過螺紋通道耦接圖案套筒612至噴頭主體628，而螺紋通道係設置在噴頭主體628。也就是說，凸輪插件可嚙接圖案套筒612，亦可滑動地嚙接設置在噴頭主體628外部上的螺紋通道。在此實施例中，螺紋通道以一螺紋樣式(例如螺旋圖案)環設在噴頭主體628之周緣，其包含所需的螺紋導。在此例中，當一旋轉力施加於圖案套筒612時，例如透過嚙接圖案套筒612的附加緩衝件的旋轉，與其耦接的凸輪插件可在螺紋通道旋轉地滑動位移，以將旋轉力轉換成圖案套筒612相對於噴頭主體628以及排出管624之橫向位移。

再者，在一態樣中，如第7A、7B以及8圖所示，請同時參閱第6A-6C圖，第二流量控制元件604係可操作地耦接圖案套筒612，因此，當圖案套筒612被轉動，可導致第二流量控制元件604相對於噴頭主體628轉動(或者平移)。在一實施例中，於此態樣，第二流量控制元件604可操作地耦接控制元件驅動器702。例如，在此實施例中，控制元件驅動器702可包含至少一驅動器連接件802，此驅動器連接件802耦接控制元件驅動器702以及第二流量控制元件604。

再者，在此實施例中，如第8圖所示，驅動器連接件802可從偏移第二流量控制元件604之轉動軸之處，耦接第二流量控制元件604。依此方式，當控制元件驅動器702沿著流體流向軸線性平移時，驅動器連接件802之偏移耦接配置，其關聯到第二流量控制元件604之轉動軸， 會使得扭力(例如，轉動力)施加到第二流量控制元件604上，造成第二流量控制元件604繞著轉動軸轉動。在此實施例中，控制元件驅動器702可在噴頭主體628中的第一位置以及第二位置之間線性平移。在一實施例中，驅動器連接件802可耦接連接件支撐插件804，其係在控制元件通道806中徑向平移。控制元件通道806係設置在第二控制元件604之表面上。依此方式，驅動器連接件802可沿著流體流向軸線性平移，使得在第二流量控制元件604繞著轉動軸轉動的期間，連接件支撐插件804能在徑向設置的控制元件通道806中滑動。

在一說明性範例中，如第6B以及8圖所示，控制元件驅動器702係在從出口部622(例如，朝向主進口614，或者向後位置)的上游方向上平移到第一位置。在此例中，第二流量控制元件604係設置在一封閉位置，用以減少流體流入噴嘴600之直孔通道618。再者，當第二流量控制元件604設置在一封閉位置時，流體可被引導(例如，圍繞著第二流量控制元件604)流向噴霧圖案通道620(例如，流向噴霧出口626)。在另一說明性範例，如第6A圖所示，控制元件驅動器702係在一下游方向(例如，朝向出口部622，遠離主進口614或者朝向前方的位置)上平移到一第二位置。在此例中，第二流量控制元件604係設置在一開啟位置，讓流體流入噴嘴600之直孔通道618(例如，流向直噴圖案出口606)。

在一態樣中，可使用設置在直流排出管608上游與進口之第二流量控制元件604(例如第二球)來達成直流樣式以及噴霧樣式之間的切換。在此態樣中，第二流量控制元件604可機械式耦接噴嘴600之圖案套筒612，使得當圖案套筒612旋轉(例如，順時針，轉向右邊)，第二流量控制元件604係開啟而噴霧出口626(例如，或者第二流體出口)封閉。在此例中，可用扭轉開關的方式封閉(例如，完全封閉)霧噴樣式出口626。再者，在此態樣中，當圖案套筒612於另一方向旋轉(例如，逆時針方向，轉到左邊)，扭轉開關可開啟，讓流體流經噴霧圖案通道620。同時，第二流量控制元件604可開始旋轉到封閉位置以抵住封口502，減少流體流到直孔通道618。

在一態樣中，可透過圖案套筒612以及第二流量控制元件604之間的耦接(例如，此連接可為機械式、電氣式、機電式或者氣動式)可 達到直流模式以及噴霧模式之間的切換。例如，繞著噴頭主體628逆時針方向旋轉圖案套筒612，圖案套筒612亦可朝向噴嘴600之進口端線性平移。可使用常見於噴嘴的凸輪槽設計來達到線性以及旋轉平移。在一實施例，此態樣中，圖案套筒612以及第二流量控制元件604之間的耦接，結合圖案套筒612之旋轉以及線性位移之應用，可藉此施加一平移力到第二流量控制元件604上。依此方式，使用相同的圖案套筒轉動動作，依據圖案套筒的612之轉動方向，可讓第二流量控制元件604可在第一位置(例如，封閉位置)以及一第二位置(例如，開啟位置)之間平移。

在此態樣中，用於造成第二流量控制元件604之封閉或者開啟的圖案套筒612之旋轉量可有不同的變化。例如，圖案套筒612以及第二流量控制元件604之間的耦接設計可決定開啟或是關閉第二流量控制元件604所需的圖案套筒轉動量。在一實施例中，如第7A、7B以及8圖所示，控制元件驅動器702可包含一驅動器通道704，此驅動器通道704設置在控制元件驅動器702之外表面上。例如，驅動器通道704可設置成環繞控制元件驅動器702之外表面的一般螺旋配置(例如，其包含一所需的螺旋線距)，其中此螺旋配置係用以將圖案套筒612之旋轉平移轉換成控制元件驅動器702之線性平移量。也就是說，圖案套筒612之轉動距離可造成控制元件驅動器702沿著流體之流向軸的線性平移距離(例如，根據驅動器通道704之線距，在第一位置以及第二位置之間)。

在一實施例中，如第7A以及7B圖所示，套筒驅動耦接器706可操作性地耦接圖案套筒612，並用以嚙接控制元件驅動器702，例如在驅動器通道704中進行耦接。例如，套筒驅動耦接器706可包含一插銷元件708以及一輥元件710(例如，一滾針組件)。在此實施例中，插銷元件708可操作性地嚙接圖案套筒612，使得當圖案套筒612旋轉平移時，插銷元件708亦可旋轉平移一成比例的距離。在此實施例中，輥元件710可在驅動器通道704中以滑移及/或相似於滾輪的方式耦接控制元件驅動器702，藉此，當插銷元件708平移時，輥元件710可沿著驅動器通道704滑動位移及/或滾動。

再者，如第7A以及7B圖所示，在一實施例中，噴頭主體628可包含一主體通道712。主體通道712可設置在噴頭主體628中，用以 容納套筒驅動耦接器706，並當圖案套筒612旋轉平移時，主體通道712可引導套筒驅動耦接器706沿著一所需路徑。也就是說，當圖案套筒612旋轉平移時，套筒驅動耦接器706可在主體通道712中滑動位移及/或滾動，藉此，造成套筒驅動耦接器706在驅動器通道704中滑動及/或滾動。依此方式，主體通道712之引導路徑可決定控制元件驅動器702之線性平移。

例如，如第7A以及7B圖所示，當圖案套筒612逆時針旋轉(例如從使用者位置)時，套筒驅動耦接器706係沿著主體通道712之路徑滑動位移或者滾動。在此例中，當主體通道712之引導路徑規劃成此些方向時，套筒驅動耦接器706以及主體通道712之動作會導致套筒驅動耦接器706之逆時針轉動以及線性向後平移。此外，在此例中，當套筒驅動耦接器706線性向後平移時，輥元件710係在驅動器通道704中滑動位移及/或滾動，其可設置在一螺旋圖案中。在此例中，當輥元件710在驅動器通道704中滑動位移及/或滾動時，通道之螺旋圖案會使得控制元件驅動器702向後線性平移。如前所述，控制元件驅動器702向後平移會造成第二流量控制元件604從開啟位置移動(例如，旋轉動作)到一封閉位置。接著，此動作會導致流體從直流通道618流向噴霧圖案通道620。

在一實施例中，驅動器通道704以及主體通道712(或是傳動件402)之長度及/或線距，結合圖案套筒612以及噴頭主體628，可讓球(例如元件604)完全封閉時，圖案套筒可繼續轉動以及線性平移(位移)而不須第二球(例如元件604)做任何旋轉(例如，持續封閉，而控制驅動器元件702靜止)。在此實施例中，可讓流體改變流向到一廣泛噴霧位置以及讓噴嘴繼續在所謂的“沖洗”的位置。此沖洗能讓大顆粒排出水流系統。在此例中，當圖案套筒612旋轉回沖洗位置時，上述的耦接(例如機械式連接)可重新嚙接至一窄霧點，而直孔細縫部618前方的球(例如元件604)可開始旋轉至開啟位置。此舉可將水流重新導回直流通道618，且讓圖案套筒612進入扭轉關閉位置，其可有效關閉水流到噴霧出口626。

在一實施例中，如第6A、6B以及6C圖所示，例如當耦接的排出管624保持相對於噴頭主體628靜止時，旋轉圖案套筒612可造成圖案套筒612線性平移。在此實施例中，圖案套筒612之線性平移可改變擋板頭630以及圖案套筒612之間的開口，藉此改變開啟以及封閉之間的關 係。擋板頭630以及圖案套筒612之間的開口可形成噴霧出口626。再者，如前所述，圖案套筒612之轉動可使得第二流量控制元件604在開啟位置以及封閉位置之間移動。如第6A圖所示，第二流量控制元件604係設置在開啟位置，而擋板頭630以及圖案套筒612之間的開口，其包含噴霧出口626，係設置在封閉位置。在此例中，流體可經由直孔出口618排出。如第6B以及6C圖所示，圖案套筒612已經被旋轉而造成圖案套筒向後線性平移。再者，第二流量控制元件604已經移動到封閉位置。此外，圖案套筒612向後線性平移已經使得噴霧出口626開啟。在此例中，流體可經由噴霧圖案通道620排向噴霧出口626，造成一圓椎狀噴出圖案。

第9A以及9B圖係為流量控制元件900與950之示意圖，其可由本文所述之至少一方法或者來實現。例如，示例性的流量控制元件可用作噴嘴600內的第二流量控制元件604。在此實施例中，流量控制元件900與950係分別包含一流體進口側910以及以及一流體出口側916。再者，流量控制元件900與950係分別包含一頂面902以及一底面904，其中頂面(或是底面904)包含第8圖所示之控制元件槽806。此外，流量控制元件900與950分別包含一流體密封側808以及一非密封側908，以及轉動軸914。在此實施例中，流量控制元件900包含一球形面906，其位於流體密封側808。此外，流量控制元件950在其流體密封側808亦包含一扁平面或是平坦面912。

再一說明性範例，第10A圖繪示流量控制元件900之一實施例。在此實施例中，流量控制元件900(例如第6A-6C圖所示之第二流量控制元件604)可設置在直流排出管608之上游端，例如在直孔封口502。如第10A圖所示，當流體從直孔通道618轉換成流向噴霧圖案通道620，流體1002係沿著中央軸流動，而流入球形流體進口910以及直孔通道618；而流體圍繞球1004流動，而朝向噴霧圖案通道620。再者，例如，流入球900的流體1002可推頂流量控制元件900之內表面，藉此抵抗元件900之轉換讓流體流向噴霧圖案通道620。例如，此現象會讓使用者在特定高壓流量之狀況下，更難在兩流體圖案之間切換。不過，當噴霧模式輸出端轉換到直流輸出端時，流體的流力1002會抵抗球900之內壁，而有利於轉換到直流模式。

此外，在一說明性範例中，第10B圖繪示流量控制元件950之示例性實施例。在此實施例中，流量控制元件950(其如第6A-6C圖之第二流量控制元件604)可設置在直流排出管608之上游端，位於直孔封口502。如第10B圖所示，當流體流向在直孔通道618以及噴霧圖案通道620之間轉換時，流量控制元件950可讓第二流體1006通過直孔封口而流入直孔通道618。如圖所示，流量控制元件950在其流體密封側808包含一扁平面或平坦面912，其提供一流體通道讓流體1006流入直孔通道618。相較於流量控制元件900(第10A圖所示)，其不同點為：在元件900之流體密封側808包含一球形面906。在此說明性範例中，讓流體1006流入直孔通道618的流體通道，其由流體密封側808之扁平面或平坦面912所形成，可縮小壓抵元件950內壁的壓力，例如，讓使用者更容易將控制元件(例如，元件604)在直孔水流以及噴霧圖案水流之間切換。

第11A以及11B圖係繪示控制元件驅動器702之示例性實施例之示意圖。在此實施例中，控制元件驅動器702可包含第一端1102(例如，上游端)以及一第二端1104(例如，下游端)。在一態樣中，在一般作動期間，流體會撞擊控制元件驅動器702之第一端1102。例如，如第11A圖所示，當控制元件驅動器702從一向後位置(例如，當第二控制元件604設置在封閉位置讓流體流向直流圖案出口606)以及一向前位置(例如，當第二控制元件604設置在一開啟位置，而讓流體流向直流圖案出口606)之間轉換時，控制元件驅動器702之第一端1102可暴露於流體下。在此例中，當暴露於流體下，壓抵第一端1102的流體之壓力會讓控制元件驅動器702更容易從向後位置移動到向前位置。

如第11B圖所示，控制元件驅動器702可包含一第一直徑1106，其定義在第一端1102；以及一第二直徑1108，其定義在第二端1104。在一實施例中，第一直徑1106可大於第二直徑1108。在此實施例中，第一端1102包含第一直徑1106，其係大於第二直徑1108，可在控制元件驅動器702從向後位置轉換到向前位置之期間讓更大的表面積暴露於流體下。依此方式，撞擊在第一端1102上的流體可輔助控制元件驅動器702之向前轉換之動作。如前所述，當該第二控制元件604將流體流向從直孔通道618轉換(例如，旋轉)到噴霧圖案通道620時，流入控制元件進口910的流體可 撞擊元件900之內壁，以提供抵抗球元件移動(例如，轉動)的能力。在此實施例中，讓控制元件驅動器702之第一端1102具有更大表面面積(例如第一直徑1106)可有助於控制元件驅動器702平移到向前位置，接著，可有助於第二流量控制元件604平移，讓流體流向噴霧圖案通道620。

在一態樣中，控制元件驅動器702在噴頭主體中的線性平移量可由設置在控制元件驅動器702上的驅動器通道704之線距角度以及驅動器通道704之長度所決定。如前所述，輥元件710係以滑移及/或滾動相似的方式耦接在驅動器通道704中的控制元件驅動器702。在此實施例中，當插銷元件708被圖案套筒612移動時，輥元件710可沿著驅動器通道704滑動位移及/或滾動。此舉會造成控制元件驅動器702以及噴頭主體通道712之平移。如第11B以及11C圖所示，驅動器通道704可包含一轉換區1110，此轉換區1110可包含驅動器通道704中用於轉換直流圖案以及噴霧圖案之間的流體流向的部分。也就是說，當輥元件710沿著轉換區1110移動時，第二流量控制元件可在對直孔通道618之流體的開啟位置以及封閉位置之間移動(例如，旋轉)。

如前所述，當從直流圖案轉換到噴霧圖案時，第二流量控制元件內部增加的壓力可提供對元件移動之阻力，以引導流量流向噴霧圖案通道620。在一實施例中，轉換區1110可包含一壓力減輕區1112，其包含比轉換區1110其餘部分更較小角度之螺旋線距(或是螺紋線距或斜率)。作為一說明性範例，如第11C圖所示，驅動器通道704之轉換區1110可包含一第一線距角度1116以及一第二線距角度1118。在一實施例中，轉換區1110可包含等同圍繞控制元件驅動器702轉動大約一百二十度的長度(例如，等同圖案套筒612圍繞噴頭主體628轉動一百二十度)。在此實施例中，壓力減輕區1112可包含一百二十度的轉動過程中的三十度部分(例如，轉換區1110之其餘部分可包含九十度)。

再者，在此實施例中，三十度之轉動可近似第二控制元件受限於流體增加之壓力而平移部分，如前所述。例如，藉由在驅動器通道704之壓力減輕區1112上提供縮小的線距角度，僅需較少旋轉力施加在圖案套筒612便可讓輥元件710在驅動器通道704中移動。依此方式，在此例中，流體增加在第二流量控制元件604上的壓力可被用於旋轉圖案套筒612 的力道減輕而至少部分被抵銷。也就是說，當流體之流量維持運作時，噴嘴之使用者可更容易旋轉圖案套筒，將直流圖案切換到噴霧圖案(例如，使用者不為了切換水流模式而改變流量)。

此外，在一實施例中，驅動器通道可包含圖案套筒調整區1114。在此實施例中，圖案套筒轉動可用於調整噴霧模式(或是沖洗模式)的流量特徵。在圖案套筒調整區1114中，可讓輥元件710在驅動器通道704中移動，而不須做動第二流量控制元件604。

通常，在模式圖案調整時，目前的噴嘴無法保持一定以及匹配的壓力與流量。例如，一般噴嘴的直流模式的流量壓力為每平方英吋五十磅(50psi)，而噴霧模式是100psi，因此必須調整幫浦壓力來匹配噴嘴的需求。在一態樣中，能在噴霧模式以及直流模式之間調整的噴嘴可設計成在模式選擇期間，個別輸出端在一匹配壓力下具有一匹配流量(例如，當從噴霧模式調整成直流模式)。例如，在此態樣中，噴嘴可包含一吋(1”)直徑的排出隙縫，其流量為每平方英吋五十磅(50psi)，而其壓力可為每個分鐘兩百一十加侖(210gpm)。在此例中，當圖案套筒從窄噴霧模式移動(例如旋轉)到廣噴霧模式位置，則壓力以及流量應會保持大致上相同。在一實施例中，在此態樣中，噴嘴亦可校正未匹配的流量以及壓力。例如，直流圖案孔可在50psi下進行運作，當示例性噴嘴在噴霧模式下進行運作時，運作壓力可建立成一交變壓力。

在一實施例中，直孔通道管之直徑(或是長度)可決定一結果流量壓力。例如，在此實施例中，如第10A以及10B圖所示，包含直孔通道618的至少一通道管可設置在噴嘴中，而個別的通道館具有不同的直徑(例如，可根據業界常用的直徑)。作為另一範例，可實作一元件來動態調整直流孔通道618之直徑，例如節流裝置。

在另一實施例中，如第10A以及10B圖所示，可在擋板頭1008中設置至少一夾片(shim)1010，以實現讓噴霧模式的流壓與流量以及直流模式的流壓與流量之間的匹配。在一實施例中，可在擋板頭1008之下游端增加或減少至少一夾片1010(如第10A以及10B圖所示)。例如，藉由增加至少一夾片1010，隔板頭1008可移往更上游(例如，第10A以及10B圖的左邊)，其可降低流量；當移除至少一夾片1010時，隔板頭1008可移往 更下游(例如，第10A以及10B圖的右邊)，以增加流量。例如，在此實施例中，增加或移除夾片1010可讓噴霧模式路徑上的流量及/或流壓與經由直孔通道618之流量與流壓大致上匹配。在一實施例中，可在製造商、經銷商或噴嘴維修期間，調整夾片1010。

除此之外，當各種所繪示及討論的元件被放置在不同的位置時，可以理解的是，各種元件的相對位置可以改變，且同時此處仍保有上述所提及的功能。可以設想到的是，各種組合、具體特徵和實施例之子集合係可以被進行，且此子集合仍然落入本說明書的範圍之內。各種特徵和所公開的實施例可以彼此結合或進行取代，而所有這些修改和改變都將落入本發明之所附權利要求所限定的範圍之內。

Claims (10)

1. 一種噴嘴，包含：一第一流量控制元件，係用以控制流入該噴嘴之一流體流量；一第二流量控制元件，係設置在該第一流量控制元件之下游，用以控制一第一流體出口以及一第二流體出口之間的該流體流量；以及一圖案套筒，係可操作地耦接該第二流量控制元件，用以透過一轉動動作控制該第二流量控制元件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之噴嘴，更包含一傳動件，該傳動件係可操作地耦接該圖案套筒，並透過扭力之形式將該轉動動作從該圖案套筒傳輸至該第二流量控制元件，以造成該第二流量控制元件轉動。
3. 如申請專利範圍第1項所述之噴嘴，更包含一控制元件驅動器，係從偏移該第二流量控制元件之一轉動軸之一位置上耦接該第二流量控制元件，並在一第一位置以及一第二位置之間移動以造成第二流量控制元件以該轉動軸為中心轉動。
4. 如申請專利範圍第3項所述之噴嘴，更包含一滾針組件，該滾針組件係可耦接該控制元件驅動器以及該圖案套筒，並透過該圖案套筒之該轉動動作控制該控制元件驅動器在該第一位置以及該第二位置之間移動。
5. 如申請專利範圍第4項所述之噴嘴，其中該控制元件驅動器包含一凸輪槽，係設置在該控制元件驅動器之外表面上，並可滑動地耦接該滾針組件，該轉動動作造成該滾針組件係移動橫越該凸輪槽，以造成該控制元件驅動器之線性平移。
6. 如申請專利範圍第3項所述之噴嘴，其中該第二流量控制元件在該第一位置時係引導該流體流向該第一流體出口，而該第二流量控制元件在該第二位置時係引導該流體流向該第二流體出口並減少流體流向該第一流體出口。
7. 如申請專利範圍第1項所述之噴嘴，其中該第一流體出口包含一直孔出口，而該第二流體出口包含一噴霧出口。
8. 如申請專利範圍第1項所述之噴嘴，其中該圖案套筒係耦接該噴嘴之一噴頭主體，而當該圖案套筒繞著該噴頭主體轉動時，該圖案套筒亦沿著該噴頭主體平移。
9. 如申請專利範圍第8項所述之噴嘴，其中該圖案套筒沿著該噴頭主體平移係造成該第二流體出口之開啟或關閉。
10. 如申請專利範圍第1項所述之噴嘴，其中該第二流量控制元件包含一球形面或一平面，該球形面或該平面設置在該第二流量控制元件之一流體密封側上。