JPH0718180B2 - 泡沫吐水口 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水栓のスパウトやシャワーヘッド等の先端に
取り付けられて給水を泡沫化するための泡沫吐水口に関
する。

〔従来の技術〕

給水音やシンク等への落下音を小さくしたり水撥ねをな
くすために泡沫吐水口を設けた水栓が従来から使用され
ている。最も一般的に用いられているものとして、たと
えば特公昭63-31621号公報に記載されたものがある。

第７図はこの公報に記載のもの及びその他の一般的な泡
沫吐水口の概略を示す断面図である。図において、水栓
のスパウト50の先端に固定された吐水キャップの中に多
数の小孔52aを開けた減圧板52が収納されている。そし
て、この減圧板52よりも下流の吐水キャップ51の周壁に
外の空気を給水中に取り入れる空気孔53を開け、更に出
口には流れを整流化するための複数の整流網54が配置さ
れている。

このような泡沫吐水口では、スパウト50からの給水が減
圧板52の小孔52aを通過するときに流れが増速される。
このため、減圧板52の下流側の吐水キャップ51の中が減
圧されて空気口53から外部の空気が吸い込まれ、この空
気が給水の中に混入することによって流れが泡沫化され
る。また、整流網54の網目が細かいため、給水がこれに
衝き当たって流れ去るときにも給水が激しく攪拌される
ため、更に泡沫化が促進される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、スパウト50からの給水は減圧板52の小孔52a
を通過するため、流れの圧力損失がかなり大きい。この
ため、水栓の弁開度を或る一定以上に設定しないと適切
な吐水圧が得られず、流量を小さくした場合には使い勝
手が悪くなり、泡沫化も十分に行えない。

また、減圧板52及び整流網54を２段に備えているので、
給水中の異物が詰まったりスケールが付着しやすい。こ
のため、流路面積が小さくなって吐水量不足を生じた
り、特に減圧板52の小孔52aが閉じてしまうと適切な泡
沫化もできなくなる。

このように、従来の泡沫吐水口では、減圧板を利用した
給水の増速及びこれに基づく内部流路の減圧による外気
の吸引を利用しているので、給水の圧力損失及び流路の
閉塞等の問題が避けられなかった。

更に、スパウト50の先端に設けた吐水キャップ51からの
泡沫吐水では、吐水の大きさは吐水キャップ51によって
決まる。このため、吐水キャップ51がスパウト50と同じ
程度の径であれば、泡沫化する前の給水をそのまま吐水
したときの広がりと同様になる。一方、泡沫吐水は給水
を和らげるため、シャワー等にも好適に利用できる。し
かし、吐水範囲が小さいと、水栓用としては適切でも、
シャワー用としては吐水範囲が小さすぎる。このため、
吐水キャップ51を大きくすればよいが、圧力損失もこれ
につれて大きくなり、前記と同様な問題が生じてしま
う。

そこで、本発明は、圧力損失や異物の詰まり等を生じる
ことなく流量を確保し且つ常に適切な泡沫化が得られる
ようにすると共に、吐水範囲を拡大してシャワー等にも
適切に利用できるようにすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の泡沫吐水口は、以上の目的を達成するため、流
体の入口及び出口と、前記入口と前記出口との間を連通
させる連通路と、前記連通路に配置された旋回流チャン
バと、前記連通路からの流体を前記旋回流チャンバの内
壁に沿って流入軸が斜め方向流れとして供給する旋回孔
と、前記旋回流チャンバ内での流体の旋回流れの中心付
近であって前記出口側への連通路に臨む放出口と、前記
放出口に連通すると共に該放出口の開口面積より大きな
横断面積の空間を有し且つその端部を前記出口に連通さ
せた泡沫化チャンバと、前記泡沫化チャンバに外気と連
通させる空気流路とを備えたことを特徴とする。

〔作用〕

旋回流チャンバに流入した水は、渦巻き状の旋回流とな
り、流れ自体には外側への遠心力が作用する。そして、
旋回流チャンバのほぼ中央に開けた放出口部分での流れ
も渦巻き状となっているため、放出口から流れ出る水は
遠心力によって外側へ吹き飛ばされ、放出口から円錐の
水膜状となって泡沫化チャンバに送り込まれる。これに
より、泡沫化チャンバに流れ込む水は既に飛散しやすい
状態となり、泡沫化チャンバを空気等によって大気開放
しておけば放出口から高速での流入する水による減圧効
果によって、空気が吸引される。そして、この吸引され
た空気は流れ込んでいる水膜状の給水中に速やかに混入
され、泡沫吐水となって排出される。

このように、多数の小孔を開けた減圧板を用いることな
く、給水を旋回させて飛散しやすい状態とした後に空気
を混入させることで泡沫吐水が得られ、圧力損失を低減
した泡沫化が可能となる。

また、旋回流チャンバからの水は遠心力によって円錐状
に広がるので、この広がったままの吐水とすれば、最終
的な吐水範囲も広がる。

〔実施例〕

以下、図面に示す実施例により本発明の特徴を具体的に
説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す吐水口の要部縦断面
図、第２図は第１図のＩ−Ｉ線矢視断面図である。

図において、スパウト50の先端に泡沫化のための吐水ヘ
ッド１が取り付けられている。吐水ヘッド１は、第２図
に示すように円形の横断面を持ち上端部分にはスパウト
50への接続筒1aを半径方向に突き出している。そして、
接続筒1aからほぼ水平方向に向かう流線は吐水ヘッド１
の中心から下に直角に曲がり、下端に設けた整流キャッ
プ２から吐出される内部流路が形成されている。

吐水ヘッド１の内部は隔壁３によって上下に分割され、
この隔壁３の上方を旋回流チャンバ４及び下方を泡沫化
チャンバ５としている。旋回流チャンバ４は、隔壁３と
吐水ヘッド１の上端内壁との間を繋ぐ環状壁６によって
外旋回流チャンバ７及び内旋回流チャンバ８に区画され
ている。外旋回流チャンバ７は接続筒1aに連通し、内旋
回流チャンバ８は隔壁３に開けた放出口3aによって泡沫
化チャンバ５に連通している。なお、隔壁３及び環状壁
６は一体成形品としておき、これを吐水ヘッド１の中に
固定する組立て構造とする。

環状壁６は吐水ヘッド１の流路断面と同軸配置され、第
２図に示すように４箇所に孔6aを開けている。これらの
孔6aは、環状壁６の内部に内旋回流チャンバ８の横断面
に対して流線がタンジェンシャル方向となるような姿勢
としている。一方、内旋回流チャンバ８の底部に開放し
ている放出口3aは内旋回流チャンバ８の中心に位置し、
その内径は内旋回流チャンバ８の内径よりも格段に小さ
い。

更に、泡沫化チャンバ５の周壁には空気孔5aが開けら
れ、これから空気を吸引して給水を泡沫化する。そし
て、泡沫化チャンバ５の内部は、放出口3aから吹き出さ
れ給水が空気孔5aからの空気によって十分に泡沫化でき
るような高さ及び内径を持つものとする。

整流キャップ２はネジ2a接合によって吐水ヘッド１の下
端に取り付けられ、その間に泡沫化促進のための網９を
設けている。そして、整流キャップ２には、泡沫水を速
やかに吐水するための整流板2bが組み込まれている。

ここで、スパウト50から水を送り込むと、外旋回流チャ
ンバ７から環状壁６の孔6aを通って内旋回流チャンバ８
に水が流れ込む。このとき、孔6aの軸線は円形断面の内
旋回流チャンバ８に対してタンジェルシャル方向を向い
ているので、内旋回流チャンバ８内では水が旋回流とな
る。すなわち第３図に示すように、水は内旋回流チャン
バ８の外周部から内壁に沿って流れ込み、４箇所の孔6a
からの水が合流して渦を形成しながら内旋回流チャンバ
８の中で旋回し始める。このとき、孔6aの全体の流路面
積が放出口3aのそれよりも大きければ、内旋回流チャン
バ８内で水が滞留する現象を生じ、内圧も幾分か上昇す
る。したがって、内旋回流チャンバ８の内部では水自体
の流動エネルギが増加し、旋回流による遠心力が作用す
る。このため、放出口3aから下に流れ落ちる水は、遠心
力の影響を受けて外に広がる挙動をし、図中の破線で示
すように円錐状の水膜Ｆとなって吐出される。つまり、
放出口3aから円筒状の流路断面として流れ落ちるのでは
なく、水自体が持つ遠心力の作用によって半径方向へ吹
き飛ばされ、これが連続流れとなって円錐状の水膜Ｆと
なる。そして、水膜Ｆの厚さは放出口3aから遠ざかるに
つれて薄くなり、泡沫化チャンバ５の下端の網９に衝き
当たる。

一方、放出口3aは泡沫化チャンバ５のほぼ中央に位置
し、遠心力を伴った水が大きな流速で流れ出すため、円
錐状の水膜Ｆの外の空間の内圧が低下する。このため、
空気孔5aから空気が吸い込まれ、網９に衝き当たって砕
けた水に空気が混ざり込んで給水が泡沫化される。

以上のようにして泡沫化された水は、整流キャップ２の
整流板2bを通り過ぎる間に整流化され、吐水ヘッド１か
ら排出される。

第４図は円錐状の水膜を形成させるための放出口3aの他
の構造例を示す要部の断面図である。

図において、放出口3aには下に向けて筒状の放出筒10が
形成され、その下端内周にガイド11が取り付けられてい
る。放出筒10の下端内周は裾広がりの断面を持つ傾斜部
10aとして形成され、ガイド11はこの傾斜部10aに沿うテ
ーパ面11aを備えている。そして、これらの傾斜部10a及
びテーパ面11aとの間の隙間が、裾広がりの円錐台状の
断面となり、水はこの断面形状によって円錐状の水膜と
なって泡沫化チャンバ５に放出される。

このような放出口3aの構造は、第１図に示したものに代
えて採用できる。この場合、旋回流チャンバ４の中での
流れに与えた遠心力に加えてガイド11によって水の流線
を末広がり状に導くため、水膜Ｆが安定して形成され
る。また、旋回流チャンバ４を備えずに直接水を送り込
む構造としていても、水の流線を広げる作用は変わらな
いため、水膜Ｆの形成が可能である。

更に、第５図は水膜の形成に代えて、泡沫化チャンバ５
内で水を激しく合流させることによって飛散させる構造
としたものである。

図において、放出口3aの下には第４図の場合と同様に放
出筒12が形成され、その下端部設けた複数の孔12aが全
て放出口3aの軸線を向く姿勢として開けられている。放
出口3aからの水は孔12aの軸線方向に向けて放出され、
放出口３の軸線上で合流するように流れる。このため、
合流した後は図中の破線で示すように水が泡沫化チャン
バ５の中で飛散し、下方の網９又は泡沫化チャンバ５の
内壁に衝き当たったときの泡沫化が容易になる。

第６図は泡沫化チャンバ５内での水の飛散を圧力損失が
小さい状態で可能とした構造を示す例である。これは、
第１図の構造に対して、環状壁６の上端に天板6bを設け
て外旋回流チャンバ７とは分離した部屋として内旋回流
チャンバ８を形成した天板6bに孔6cを開けた点が異なっ
ている。

水は孔6a,6cから内旋回流チャンバ８に流れ込み、この
ときにはタンジェンシャル方向の孔6aからの水によって
旋回流となる。そして、天板6bの孔6cからも水が流れ込
むので、遠心力に対して放出口3aへ押し出そうとする流
れも発生する。このため、第１図の構造では放出口3aか
らの水は水膜となって放出されていたが、孔6cからの水
による押し出す作用力によって水の流束が引きちぎられ
るようになり、破線で示すように放出口3aから飛散水と
なって放出される。そして、第４図及び第５図に示した
ように水の流路を大きく絞ることがなく、これらの例に
比べると圧力損失が低減される。

以上のように、放出口3aからは第１図及び第３図で示し
たような水膜Ｆ又は第４図から第６図で示したような飛
散水が泡沫化チャンバ５内へ送り込まれる。また、いず
れの場合でも流速が大きくなることから、空気孔5aから
の空気の吸引も速やかに行われる。したがって、網９ま
たは泡沫化チャンバ５の内壁に衝き当たって砕けた水に
空気が混ざり込み、良好な泡沫吐水が得られる。

また、旋回流チャンバ４から放出される水は円錐状に広
がるので、泡沫化チャンバ５に流れ込む水の吐水範囲も
広がる。このため、泡沫化チャンバ５の径を大きくして
おけば、スパウト50は小さくても最終的に得られる吐水
の範囲は拡大する。したがって、スパウト50からの最大
流量が決まっていても、従来例に比べると吐水範囲が大
きなものをゆったりと吐水させることができる。その結
果、泡沫化による給水のソフト化に加えて大口径の吐水
が可能となり、シャワーやその他の用途にも好適に利用
できる。

なお、旋回流チャンバ４における流れの旋回化及び泡沫
化チャンバ５における泡沫化のための構造は、実施例の
他にも各種のものが考えられる。たとえば、旋回流チャ
ンバ４に設ける環状壁６に代えて、多数の翼列によって
環状壁６に相当するものを形成し、各翼の間の流路を孔
6aとして使うことや、環状壁６にスリットを設けてこれ
を流路とする等である。これらのいずれにおいても、旋
回流チャンバ４に流れ込む給水を渦流化するために、翼
やスリットをタンジェンシャル方向として水を旋回させ
る方向へ送り込む構成とすることが基本である。また、
泡沫化チャンバ５に設ける空気孔5aに代えて、整流キャ
ップ２の中心部から上に空気筒を立ち上げてその上端を
空気吸引部としたり、また逆に吐水ヘッド１の上端から
旋回流チャンバを経て放出口３を貫通するように空気筒
を設けてその下端から空気を送り込むようにしてもよ
い。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明では、給水を旋回させる
ことにより流れに遠心力を発生させ、これを利用して泡
沫化チャンバの中へ円錐状の水膜流れとして送り込み、
このときに発生する内圧の低下によって空気を混入させ
ている。このため、従来のように多数の小孔を開けた減
圧板を用いる場合に比べると、圧力損失が小さくなって
流量が確保され、また異物やスケールの付着による吐水
不良も解消される。

更に、旋回流チャンバでの旋回流化による遠心力の発生
によって吐水を円錐状に広げることができ、泡沫化チャ
ンバで泡沫化した吐水の範囲を拡大させることができ
る。このため、泡沫化によるソフト化に加えてゆったり
とした吐水が可能となり、シャワー等にも適切に利用で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す泡沫吐水口の要部縦断
面図、第２図は第１図のＩ−Ｉ線矢視断面図、第３図
（ａ）は環状壁の内部での旋回流の発生を示す縦断面
図、第３図（ｂ）は横断面図、第４図はガイドを用いて
水膜を形成する例の断面図、第５図は水を合流させて飛
散水を造り出す例を示す断面図、第６図は環状壁を利用
して飛散水を形成する例の断面図、第７図は従来の泡沫
吐水口の断面図である。 1:吐水ヘッド、1a:接続筒 2:整流キャップ、2a:ネジ 2b:整流板 3:隔壁、3a:放出口 4:旋回流チャンバ 5:泡沫化チャンバ、5a:空気孔 6:環状壁、6a:孔 6b:天板、6c:孔 7:外旋回流チャンバ 8:内旋回流チャンバ 9:網 10:放出筒、10a:傾斜部 11:ガイド、11a:テーパ面 12:放出筒、12a:孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体の入口及び出口と、前記入口と前記出
   口との間を連通させる連通路と、前記連通路に配置され
   た旋回流チャンバと、前記連通路からの流体を前記旋回
   流チャンバの内壁に沿って流入軸が斜め方向流れとして
   供給する旋回孔と、前記旋回流チャンバ内での流体の旋
   回流れの中心付近であって前記出口側への連通路に臨む
   放出口と、前記放出口に連通すると共に該放出口の開口
   面積より大きな横断面積の空間を有し且つその端部を前
   記出口に連通させた泡沫化チャンバと、前記泡沫化チャ
   ンバに外気と連通させる空気流路とを備えたことを特徴
   とする泡沫吐水口。