JP6362041B1 - 吐水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出された水流に十分な透明感があり、吐出後、長い距離に亘って線状の流れが維持され、十分な高級感、上質な洗い感、静粛な水流を得ることができる吐水装置を提供する。【解決手段】本発明は、供給された湯水をシャワー吐水する吐水装置(2)であって、吐水装置本体(6)と、この吐水装置本体内に設けられ、供給された湯水が流入する整流室(14a)と、流入した湯水が順次通過するように、整流室内に間隔をあけて配置された、多数の微細孔(18a)を備えた複数の整流部材(18)と、これらの整流部材を通過した湯水を吐出させるための複数の散水ノズル(22b)が設けられた散水部材(20)と、整流部材の間に存在する気泡が、整流部材のうちの少なくとも１つを迂回して散水部材に到達するように形成された、微細孔よりも流路断面積が大きい気泡排出流路(26)と、を有することを特徴としている。【選択図】図２

Description

本発明は吐水装置に関し、特に、供給された湯水をシャワー吐水する吐水装置に関する。

特許第５１６８７０８号公報（特許文献１）には、シャワー装置が記載されている。このシャワー装置においては、供給された水がケーシング内に流入し、流入した水はケーシング内に配置された整流網を通過する。整流網により整流された水は、整流網の下流側に配置された散水板に設けられた複数の散水孔から吐出され、シャワー吐水される。

特許第５１６８７０８号公報

しかしながら、特許文献１記載のシャワー装置のような一般的なシャワー装置においては、シャワー吐水される湯水（水又は湯）が十分に整流されていないため、吐出された線状の水流に透明感がなく、散水孔から吐出された後、短い距離で細かな水滴に分断してしまう。このような吐水では、シャワー装置から吐出される水流に十分な品位が得られず、高級感、静寂感、心地良い使用感を得ることができない。

従って、本発明は、吐出された水流に十分な透明感があり、吐出後、長い距離に亘って線状の流れが維持され、十分な高級感、上質な洗い感、静粛な水流を得ることができる吐水装置を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するために、本発明は、供給された湯水をシャワー吐水する吐水装
置であって、吐水装置本体と、この吐水装置本体内に設けられ、供給された湯水が流入す
る整流室と、流入した湯水が順次通過するように、整流室内に間隔をあけて配置された、
多数の微細孔を備えた複数の整流部材と、これらの整流部材を通過した湯水を吐出させる
ための複数の散水ノズルが設けられた散水部材と、整流部材の間の空間に存在する微細孔よりも大きな気泡を散水部材から排出するために、複数の整流部材の間隔を微細孔よりも大きく形成するとともに、整流部材の間の空間と散水部材とを連通するように形成された、上記微細孔よりも流路断面積が大きい気泡排出流路と、を有することを特徴としている。

このように構成された本発明においては、供給された湯水は、吐水装置本体内に設けられた整流室に流入する。整流室内には多数の微細孔を備えた複数の整流部材が配置されており、流入した湯水は整流室内に配置された複数の整流部材を通過し、散水部材に設けられた複数の散水ノズルからシャワー吐水として吐出される。

十分に整流された品位の高い線状の水流を得るために、本件発明者は、まず、整流室内に複数の整流部材を配置することを試みた。しかしながら、通過する整流部材を複数とした場合でも、十分な整流性を得ることはできなかった。この原因を、整流室内に気泡が滞留しているためであると考えた本件発明者は、吐水が開始される前に整流室内に滞留している空気を排出することを試みた。しかしながら、吐水開始後十分に時間が経過し、初期に整流室内に滞留していた空気が十分に排出されたとしても、依然として十分に整流性の高い線状の水流を得ることはできなかった。

この原因を突き止めるべく、本件発明者が鋭意研究を続けた結果、初期に整流室内に滞留していた空気が排出されたとしても、湯水に溶け込んでいた空気が整流室内で溶け出して気泡を形成するために十分な整流性が得られていないことを見出した。即ち、湯水に溶け込んでいた空気が整流部材の部分で溶け出し、この空気が大きな気泡に成長して整流室内の水の流れに乱れが発生するため、水流に乱れが生じていたのである。この問題は、水を吐出している場合にも発生するが、溶け込んでいる空気が溶け出しやすい湯を吐出している際に顕著であった。

上記のように構成された本発明によれば、複数の整流部材を所定の間隔をあけて配置すると共に、整流部材のうちの少なくとも１つを迂回して散水部材に到達するように形成された気泡排出流路を備えているので、整流室内に大気泡が発生した場合であってもその大気泡を排出することができる。このため、各散水ノズルから吐出された線状の水流は極めて整流性の高いものとなり、吐出後長い距離に亘って線状のまま維持される。この結果、本発明の吐水装置を、手洗いやキッチン用の吐水装置として使用した場合、透明な線状に維持されたシャワー水流は、手指等に当たったとき独特な心地良い感触があり、手洗いや、食器洗いに使用したとき上質な洗い感を得ることができる。

本発明において、好ましくは、整流部材は水平面に対して傾斜して配置され、整流部材の間に存在する気泡が浮力によって気泡排出流路に到達するように、気泡排出流路は、傾斜して配置された整流部材の上端の側に設けられている。

このように構成された本発明によれば、気泡排出流路が整流部材の上方側に設けられているので、整流部材の間に存在する気泡を浮力によって気泡排出流路に導くことができる。すなわち、整流部材の間に存在する気泡を浮力によって水流とは異なる方向に導くことができる。この結果、整流部材の間に存在する気泡を速やかに気泡排出流路に到達させ、整流室の外へ排出することが可能になる。これにより、整流室内の大気泡により整流室内の水の流れに乱れが発生することで水流に乱れが生じることをより抑制することができる。

本発明において、好ましくは、複数の整流部材のうちの下流側に配置された整流部材の全てに上記気泡排出流路が形成されており、上記複数の整流部材のうちの上流側に配置された整流部材の少なくとも１つは上記気泡排出路が形成されていない。
気泡排出流路は、整流部材で発生した気泡を効率的に排出することが可能であるものの、その流路断面積が整流部材の微細孔よりも大きいため、気泡排出流路を流れる湯水の流速が速くなり、整流性能を低下させる可能性がある。上記のように構成された本発明によれば、複数の整流部材のうちの下流側に配置された整流部材の全てに気泡排出流路が形成されており、複数の整流部材のうちの上流側に配置された整流部材の少なくとも１つは気泡排出路が形成されていないので、気泡排出流路を短くすることができ、流速の増加による整流性能の低下を抑制することができる。また、上流側の整流部材の少なくとも１つは気泡排出流路が設けられていないが、上流側であるため、発生した気泡の、噴射される湯水の流れへの影響は少ない。これにより、高い整流性能と、気泡成長の抑制を両立することができる。

本発明において、好ましくは、さらに、複数の整流部材のうちの最も下流側に配置された整流部材と、散水部材との間にはバッファ空間が設けられ、このバッファ空間に、気泡排出流路の下流端が連通している。

このように構成された本発明によれば、最下流側の整流部材と散水部材の間にバッファ空間が設けられ、このバッファ空間に気泡排出流路の下流端が連通しているので、気泡排出流路内を流れてきた湯水の流速をバッファ空間内で減速させることができる。これにより、気泡排出流路を設けることによる、整流性能の低下を抑制することができ、より透明で美しい水流を噴射することが可能になる。

本発明において、好ましくは、バッファ空間には、気泡排出流路から流入した湯水が衝突する衝突面が設けられている。
このように構成された本発明によれば、バッファ空間に衝突面が設けられ、この衝突面に気泡排出流路から流入した湯水が衝突するので、気泡排出流路内を流れてきた湯水の流速を低下させることができる。

本発明において、好ましくは、各散水ノズルは、下流側に向けて流路断面積が小さくなるテーパ形状に構成されている。
このように構成された本発明によれば、各散水ノズルは下流側に向けて流路断面積が小さくなるテーパ形状に構成されているので、各散水ノズルの流入側の流路断面積を大きくすることができる。このため、湯水に混入している気泡を容易に通過させることができ、散水部材の上流側に気泡を溜まりにくくすることができる。

本発明の吐水装置によれば、吐出された水流に十分な透明感があり、吐出後、長い距離に亘って線状の流れが維持され、十分な高級感、上質な洗い感、静粛な水流を得ることができる。

本発明の実施形態による吐水装置を備えた手洗器全体を示す斜視図である。 本発明の実施形態による吐水装置の側面断面図であり、先端部を拡大して示したものである。 本発明の実施形態による吐水装置の先端部に内蔵されている整流装置の分解斜視図である。 図２のIV−IV線に沿う断面図である。 ステンレス製の板に水滴が付着した状態、及び気泡が付着した状態を模式的に示した図である。 本発明の実施形態による吐水装置の作用を説明するために、吐水装置の初期使用開始前における整流室内を模式的に示した図である。 本発明の実施形態による吐水装置の作用を説明するために、吐水装置への給水開始直後における整流室内を模式的に示した図である。 本発明の実施形態による吐水装置の作用を説明するために、吐水装置の最初の吐水時における整流室内を模式的に示した図である。 本発明の実施形態による吐水装置の作用を説明するために、吐水装置の最初の吐水中における整流室内を模式的に示した図である。 本発明の実施形態による吐水装置の作用を説明するために、吐水装置の最初の吐水中における整流室内を模式的に示した図である。 本発明の実施形態による吐水装置の作用を説明するために、吐水装置の止水中における整流室内を模式的に示した図である。 本発明の実施形態による吐水装置の作用を説明するために、吐水装置の２回目の吐水開始時における整流室内を模式的に示した図である。 整流室内に配置されたメッシュの枚数を変化させ場合における、散水ノズルから噴射される流れの変化を示す写真である。 本発明の変形例による吐水装置の整流室内を模式的に示した図である。 本発明の変形例による吐水装置の整流室内における湯水の流速分布を模式的に示した図である。 本発明の第２の変形例による吐水装置の整流装置を示す断面図である。 本発明の第２の変形例による吐水装置の整流室内に配置された分流板を示す斜視図である。

次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態による吐水装置を説明する。
図１は、本発明の実施形態による吐水装置を備えた手洗器全体を示す斜視図である。
図１に示すように、手洗器１は、本発明の実施形態による吐水装置２と、この吐水装置２から吐出された湯水を受ける手洗いボウル４と、を有する。
吐水装置２は、先端に吐水部が設けられた吐水装置本体６と、この吐水装置本体６の先端部に内蔵された整流装置８と、この整流装置８に湯水を供給する給水管１０と、吐水装置本体６の先端部に内蔵された人体検知センサ１２と、を有する。
吐水装置本体６は概ね長円形断面の金属製の管状部材であり、取付面から概ね鉛直に立ち上がった後、前方に向けてアーチ状に湾曲し、吐水部を設けた先端部が概ね下方に向けられている。

このように構成されることにより、本実施形態の吐水装置２は、使用者が吐水部の下方に手指等を差し出すと、これを人体検知センサ１２が検知して、手洗いボウル４の下方に収納されている制御装置（図示せず）が電磁弁（図示せず）を開弁させる。これにより、給水管１０を介して整流装置８に湯水が供給され、整流装置８において整流された湯水が、吐水装置本体６の先端からシャワー吐水されるように構成されている。本実施形態の吐水装置２によれば、吐出されるシャワー吐水は極めて透明度の高い線状の水流であり、手洗いボウル４に着水するまで、美しい線状の形態が維持されている。

次に、図２乃至４を新たに参照して、本発明の実施形態の吐水装置２の内部構造を説明する。図２は、吐水装置２の側面断面図であり、先端部を拡大して示したものである。図３は、吐水装置２の先端部に内蔵されている整流装置８の分解斜視図である。図４は、図２のIV−IV線に沿う断面図である。

図２に示すように、吐水装置本体６の先端部には、その先端開口部の形状に合致する形状に構成された整流装置８が取り付けられている。この整流装置８の後端部には給水管接続部８ａが設けられ、この給水管接続部８ａに給水管１０が接続されている。また、人体検知センサ１２は、整流装置８外周の凹部８ｂ（図３）の中に配置されており、この人体検知センサ１２から、検知信号を制御部（図示せず）に伝送するための信号線１２ａが延びている。なお、本実施形態においては、人体検知センサ１２は、赤外線を射出すると共に、被検知物から反射された赤外線を受光することにより被検知物を検出する赤外線式のセンサである。

整流装置８は、図３に示すように、整流装置本体１４と、この整流装置本体１４内に収容された分流板１６と、この分流板１６の下流側に６枚配置された板状に形成された整流部材であるメッシュ１８と、これらのメッシュ１８の下流側に配置された複数の散水ノズルが設けられた散水部材２０と、を有する。

整流装置本体１４は、概ね円弧状に湾曲した断面を有する整流室１４ａが内部に設けられた樹脂製の部材であり、その後端部には給水管接続部８ａが形成されている。これにより、給水管１０及び給水管接続部８ａを介して供給された湯水は、整流室１４ａの内部に流入する。また、整流装置本体１４の前端部は開放されており、この開口部を介して整流室１４ａの内部に分流板１６及び各メッシュ１８が配置される。整流室１４ａは、上流端から下流端まで概ね一定の流路断面を有し、内部に分流板１６及び６枚のメッシュ１８が配置されている。

分流板１６は、整流室１４ａの断面形状に合致する形状に形成された板状の樹脂製部材であり、その板面を貫通するように複数の貫通孔１６ａ（図２）が形成されている。給水管１０から供給された湯水は、整流室１４ａ内の、分流板１６の上流側の空間１６ｂに流入する。ここで、給水管１０は整流室１４ａの中央に対して偏心した位置に接続されているため、分流板１６の上流側の空間１６ｂ内における流れは偏ったものとなっているが、分流板１６によって適度な流路抵抗が与えられることにより、分流板１６を通過した湯水の流れは概ね均一になる。即ち、分流板１６を通過することによって、整流室１４ａ内の流れは、流路断面内の各部で概ね均一の流速にされ、分流板１６の下流側のメッシュ１８に到達する湯水の流量分布が均等化される。

メッシュ１８は、ステンレス製の素線を縦横に編むことにより形成された平らな金網であり、整流室１４ａ内に流入した湯水が順次通過するように互いに所定の間隔をあけて６枚配置されている。即ち、各メッシュ１８は、整流室１４ａ内の湯水の流れの方向に対して概ね直角に、互いに平行に配置されている（図２）。なお、本実施形態においては、メッシュ１８は、線径１８０μｍのステンレス製の素線によって編まれた６０メッシュ（１インチの間に６０本の素線が縦横に平行に配置された網）の立体網目構造の金網である。これにより、メッシュ１８には、縦横約０．２４ｍｍの大きさの微細孔１８ａ（図４の素線と素線の間の空間）が多数形成される。好ましくは、メッシュ１８として、微細孔１８ａの縦方向および横方向の大きさが約０．１〜１．０ｍｍとなるようなものを使用する。また、本実施形態においては、各メッシュ１８は、微細孔１８ａの大きさよりも大きい約２ｍｍの間隔をあけて配置されている。好ましくは、各メッシュ１８は、０．５〜５．０ｍｍの間隔をあけて配置する。また、各メッシュ１８には親水性処理が施されているが、メッシュ１８に施した親水性処理については後述する。

散水部材２０は、各メッシュ１８を通過した湯水を吐出させるための複数の散水ノズルが設けられた部材である。本実施形態においては、図２に示すように、散水部材２０は、弾性部材であるゴム製のノズル形成部材２２と、このノズル形成部材２２に設けられた各散水ノズルを受け入れる複数の散水穴が形成されたノズル支持部材２４から構成されている。
なお、変形例として、板状の部材に複数の貫通孔を設けることにより散水ノズルを形成し、これを散水部材とすることもできる。

ノズル形成部材２２は、薄板状の平板部２２ａと、この平板部２２ａから湯水の吐出方向に突出するように複数形成された散水ノズル２２ｂが一体に形成されたゴム製の部材である。平板部２２ａは、整流装置本体１４先端の開放部と合致する形状に形成された板状の部分であり、整流装置本体１４の先端とノズル支持部材２４との間にゴム製の平板部２２ａの周辺を挟むことにより、整流室１４ａの水密性が確保されている。各散水ノズル２２ｂは、平板部２２ａから概ね直角に立ち上がる円筒状の部分であり、先端に向かって流路断面積が小さくなるようにテーパ形状に構成されたノズル孔が内部に形成されている。

ノズル支持部材２４は、整流装置本体１４先端の開放部を閉鎖するように形成された板状の部材であり、ノズル形成部材２２に設けられた各散水ノズル２２ｂと整合する位置に夫々散水穴２４ａが設けられている。整流装置８を組み立てた状態では、ノズル形成部材２２の各散水ノズル２２ｂは、ノズル支持部材２４の散水穴２４ａに夫々受け入れられており、各散水ノズル２２ｂの先端部がノズル支持部材２４から僅かに突出する。

次に、図４を参照して、整流室１４ａ内に形成される気泡排出流路を説明する。
図４は、整流装置本体１４の整流室１４ａ内にメッシュ１８を配置した状態を示す断面図である。上述したように、メッシュ１８は整流室１４ａの流路断面形状と合致する形状に形成されているため、メッシュ１８の周縁と、整流室１４ａの内壁面はほぼ全周に亘り当接している。しかしながら、メッシュ１８の両側の端部は僅かに切り欠かれており、これらの切欠部分１８ｂではメッシュ１８の周縁と整流室１４ａの内壁面が当接していない。従って、このメッシュ１８が切り欠かれた部分では、整流室１４ａ内の湯水は、メッシュ１８の微細孔１８ａを通過することなくメッシュ１８の下流側に流れることができる。また、湯水の中に混入している気泡も、このメッシュ１８の切欠部分１８ｂを通って下流側に流れることができる。即ち、メッシュ１８の両側の端部に切欠部分１８ｂを設けることにより、整流室１４ａの内壁面と両側の切欠部分１８ｂの間に２つの隙間が形成され、これらの隙間は、メッシュ１８を迂回して気泡を下流側に流すことができる２つの気泡排出流路２６として機能する。

本実施形態においては、メッシュ１８の切り欠きは、６枚のメッシュ１８全てに設けられているので、２つの気泡排出流路２６は、分流板１６の下流側から散水部材２０まで連通するように形成される。また、本実施形態においては、各気泡排出流路２６の流路断面積は、メッシュ１８の各微細孔１８ａの面積よりも大きく形成されている（図４におけるメッシュ１８は模式的に示されており、微細孔１８ａの大きさは実際のスケールとは異なっている）。

また、図２に示すように、６枚のメッシュ１８のうちの最も下流側に配置されたメッシュ１８と散水部材２０との間の、整流室１４ａ内の空間は、バッファ空間２８として機能し、２つの気泡排出流路２６の下流端は、このバッファ空間２８に夫々連通している。

次に、図５を参照して、メッシュ１８に施された親水性処理について説明する。
図５は、ステンレス製の板に水滴が付着した状態、及び気泡が付着した状態を模式的に示した図であり、図５の（ａ）欄には親水性処理を施していないステンレス板３０に水滴３２が付着した状態を示し、（ｂ）欄には親水性処理を施したステンレス板３４に水滴３２が付着した状態を示す。また、図５の（ｃ）欄には親水性処理を施していない水中のステンレス板３０に気泡３６が付着した状態を示し、（ｄ）欄には親水性処理を施したステンレス板３４に気泡３６が付着した状態を示す。

図５の（ａ）欄に示すように、親水性処理を施していないステンレス板３０に付着した水滴３２はステンレス板３０に対し、約９０゜の接触角θを形成する。これに対し、図５の（ｂ）欄に示すように、親水性処理を施したステンレス板３４では付着した水滴３２が形成する接触角θは９０゜よりも小さくなり、より平坦な水滴が形成される。即ち、ステンレス板に親水性処理を施すことにより、水滴はステンレス板上により広く広がり、小さい接触角を形成するようになる。

一方、図５の（ｃ）欄に示すように、水中に沈められた親水性処理を施していないステンレス板３０に気泡３６が付着した場合にも、水とステンレス板３０の間の接触角θは約９０゜になるため、ステンレス板３０上にはドーム状の気泡３６が形成される。これに対して、図５の（ｄ）欄に示すように、水中に沈められた親水性処理を施したステンレス板３４に気泡３６が付着した場合には、ステンレス板３４の親水性が高く、水とステンレス板３４の間の接触角θが小さくなるため、水は気泡３６の下側に大きく回り込む。このため、親水性処理を施したステンレス板３４に付着した気泡３６は球体に近い形状となり、付着した気泡３６はステンレス板３４から剥離されやすくなる。

本実施形態においては、ステンレス製の素線から形成された各メッシュ１８に親水性処理が施されているため、整流室１４ａ内で各メッシュ１８に付着した気泡がメッシュ１８から剥離されやすくなっている。部材の親水性を高めるための親水性処理としては、ブラスト処理等により部材の表面に微少な凹凸を形成する機械的な方法や、部材の表面にコーティング等を施す化学的方法がある。好ましくは、接触角θが約１゜〜５０゜、より好ましくは、約１°〜２０°となるように、各メッシュ１８に親水性処理を施す。

次に、図６乃至図１２を参照して、本発明の実施形態による吐水装置の作用を説明する。
図６乃至図１２は、吐水装置２の使用時における整流装置８の整流室１４ａ内を模式的に示した図である。
図６に示すように、吐水装置２の初期使用開始前においては、整流装置８の整流室１４ａ内は空気で満たされている。

次に、図７に示すように、吐水装置２からの吐水を開始すべく整流装置８への給水を行うと、給水管接続部８ａから整流室１４ａ内に湯水が流入する。整流室１４ａ内に流入した湯水は、分流板１６により、流速分布が均一化される。即ち、給水管接続部８ａから整流室１４ａ内に流入した際、湯水の中に存在していた渦が分流板１６により細分化され、均一な流れに近くなる。さらに、分流板１６を通過した湯水は、分流板１６の下流側に配置された６枚のメッシュ１８を、上流側から順次通過して整流される。また、分流板１６を通過した湯水の一部は、メッシュ１８を一部切り欠くことにより形成された気泡排出流路２６を通って下流側に流れる。この際、整流室１４ａ内に存在していた空気の多くは、整流室１４ａ内に流入した湯水により、散水ノズル２２ｂを通って整流室１４ａの外へ押し出される。しかしながら、存在していた空気の一部は、整流室１４ａ内の湯水の流れが遅くなる淀み領域に滞留し、そこに残留空気による気泡３８を形成する。

次いで、図８に示すように、整流室１４ａ内に流入した湯水が散水部材２０まで到達すると、各散水ノズル２２ｂから湯水が噴射される。散水部材２０に到達する湯水は、６枚のメッシュ１８により十分に整流され、流れのベクトルが高度に均等化される。また、最下流側のメッシュ１８を通過した湯水は、最下流側のメッシュ１８と散水部材２０の間の比較的広い空間であるバッファ空間２８に流入してさらに減速され、流れの乱れが低減される。このため、各散水ノズル２２ｂから噴射される湯水は、非常に整流性が高く透明度の高い線状の流れとなり、手洗いボウル４に着水するまで水滴に分断されることはない。なお、図８に示すように、この状態においても残留空気による気泡３８は滞留しており、整流室１４ａ外に排出されずに残留する。

また、図９に示すように、吐水装置２による吐水を継続していると、整流室１４ａ内に滞留していた空気とは別に、湯水の中に溶けていた空気がメッシュ１８を通過する際に微細な気泡４０を形成する。しかしながら、上述したように、各メッシュ１８には親水性処理が施されており、気泡４０はメッシュ１８に付着しにくいため、生成された微細な気泡４０は速やかにメッシュ１８から剥離される。メッシュ１８において生成された気泡４０は、生成された直後は極めて小さいため、メッシュ１８から速やかに剥離された微細な気泡４０は、各メッシュ１８の微細孔１８ａを通過して散水ノズル２２ｂから排出される。このような微細な気泡４０は極めて小さいため、散水ノズル２２ｂから噴射する湯水の流れの透明度には殆ど影響を与えることがない。

なお、各散水ノズル２２ｂは下流側に向けて流路断面積が小さくなるテーパ形状に構成されているので、各散水ノズルは、流出側に対して流入側の流路断面積が大きくされている。このため、湯水に混入している気泡は各散水ノズル２２ｂに流入しやすく、散水部材２０の上流側のバッファ空間２８内に気泡が溜まりにくくなる。これにより、バッファ空間２８内に滞留した気泡が大きな気泡に成長するのを抑制することができ、噴射される水流への気泡の影響を抑制することができる。

さらに、図１０に示すように、メッシュ１８において生成された微細な気泡４０が或る程度の時間メッシュ１８に付着していると、同じ箇所で新たに生成された微細な気泡４０と結合され、少し大きな気泡４２に成長する。即ち、メッシュ１８から気泡が剥離されにくく、付着している時間が長くなると、生成された微細な気泡４０が、大きな気泡に成長しやすくなる。または、メッシュ１８に親水性処理をすることで気泡を剥離しやすくしていても、メッシュ１８から剥離した微細な気泡同士が結合し、少し大きな気泡４２に成長する。成長した気泡４２は、もはやメッシュ１８の微細孔１８ａを通過することができず、各メッシュ１８の間の空間に残留する。しかしながら、各メッシュ１８は鉛直方向に対して傾斜して配置されているため、成長した気泡４２は各メッシュ１８の間の空間を浮力により上方に移動する。各メッシュ１８の間の空間の上方には、気泡排出流路２６が設けられているため、上方に移動した成長した気泡４２は、各メッシュ１８を迂回して気泡排出流路２６を通って整流室１４ａの中を下流側に流れる。

また、整流室１４ａ内において、各メッシュ１８が配置されている部分は流路抵抗が高いため比較的流速が遅いのに対し、各メッシュ１８を切り欠くことにより設けられた気泡排出流路２６の部分では相対的に流路抵抗が低いため流速が高くなる。このため、整流室１４ａ内では、気泡排出流路２６の部分は、各メッシュ１８が配置されている部分よりも圧力が低く、成長した気泡４２は、この圧力差によっても気泡排出流路２６の方へ移動される。

ここで、図１０に示すように、気泡排出流路２６の下流端は散水部材２０まで到達しているが、散水部材２０の、気泡排出流路２６に対向する部分には散水ノズル２２ｂが設けられていない。従って、気泡排出路２６内を流れてきた湯水は、散水部材２０（ノズル形成部材２２の平板部２２ａ）上の衝突面４４に衝突し、この衝突によって気泡排出路２６内を流れてきた湯水の流速が減速し、散水ノズル２２ｂから吐出される。このように、気泡排出路２６内を流れてきた湯水は、散水部材２０の衝突面４４に衝突することによってその流速が減速して、吐出されるので、気泡排出流路を設けることによる、整流性能の低下を抑制することができる。

次いで、図１１に示すように、整流装置８への給水が停止されると、各散水ノズル２２ｂからの湯水の噴射も停止される。ここで、整流装置８への給水が停止されたとき整流室１４ａ内に残留している湯水は、その表面張力等により、給水停止後、整流室１４ａ内から殆ど流出せず、各散水ノズル２２ｂから外気が逆流することは殆どない。また、散水ノズル２２ｂを形成しているノズル形成部材２２は弾性のあるゴム製であるため、吐水時においては、噴射される湯水の圧力により散水ノズル２２ｂが弾性変形され、流路断面積が僅かに拡張される。これに対して、吐水が停止されると散水ノズル２２ｂに作用する圧力が低下するため、散水ノズル２２ｂの流路断面積は吐水時よりも小さくなる。これにより、止水時における整流室１４ａからの湯水の流出がさらに抑制され、整流室１４ａ内への外気の逆流も、さらに抑制される。

また、整流装置８への給水が停止されると、整流室１４ａ内の湯水の流れによって淀み領域に押し込められていた残留空気による気泡３８や、各メッシュ１８の間の空間に残留している微細な気泡４０、成長した気泡４２が、浮力によって整流室１４ａ内で上方に移動する。ここで、各メッシュ１８は、鉛直方向に対して傾斜して配置されているので、各メッシュ１８の間の気泡は、メッシュ１８の間を上方に移動して、上方に位置する気泡排出流路２６に到達し、気泡排出流路２６に到達した気泡は気泡排出流路２６の中をさらに上方に移動する。これにより、止水時において整流室１４ａ内に存在する気泡の多くは、気泡排出流路２６の上流端に位置する気泡滞留部４６（最上流側のメッシュ１８と分流板１６の間の空間の最も高い部分）に集められる。

即ち、本実施形態においては、気泡排出流路２６が各メッシュ１８の上方に位置すると共に、整流室１４ａは斜め下方に向けて配置されているので、気泡排出流路２６の上流端が最も高い位置にあり、ここが気泡滞留部４６として機能する。従って、気泡滞留部４６は、気泡排出流路２６と連通するように形成されている。また、例えば、整流室が斜め上方に向けて配置されている場合には、気泡排出流路２６の下流端（最下流側のメッシュ１８と散水部材２０の間の空間の最も高い部分）が気泡滞留部となる。好ましくは、後述するように、気泡滞留部４６は次に吐水が開始された際に、集められた気泡が各メッシュ１８を通過することなく各散水ノズル２２ｂから排出可能な位置に設ける。

次いで、図１２に示すように、整流装置８への給水が再開されると、気泡滞留部４６に集められていた気泡が、分流板１６を介して流入した新たな湯水によって下流側に押し流される。この際、気泡滞留部４６は、気泡排出流路２６の上流端に位置するので、気泡滞留部４６内に集められていた気泡は、各メッシュ１８の微細孔１８ａを通ることなく、気泡排出流路２６を通って下流側に流される。気泡排出流路２６の流路断面積は、各メッシュ１８の微細孔１８ａよりも大きいため、気泡滞留部４６内の気泡は気泡排出流路２６内を容易に通過する。気泡排出流路２６内を下流端まで流された気泡は、各散水ノズル２２ｂから排出される。気泡滞留部４６内の気泡は吐水開始後すぐに排出し終わるので、散水ノズル２２ｂから排出される湯水の流れの美観が大きく損なわれることはない。また、これ以降の吐水では、残留空気による気泡３８がほぼゼロになるため、湯水と共に排出される気泡の総量が減少し、吐水開始時における湯水の流れの美観に与える影響はさらに少なくなる。

また、整流室が斜め上方に向けて配置され、最下流側のメッシュ１８と散水部材２０の間の空間の最も高い部分が気泡滞留部となっている場合には、この気泡滞留部に滞留している気泡は、各メッシュ１８（の微細孔１８ａ）を通過することなく各散水ノズル２２ｂから排出される。

次に、図１３を参照して、メッシュの枚数と噴射される湯水の水流の関係を説明する。
図１３は、整流室１４ａ内に配置されたメッシュ１８の枚数を変化させ場合における、散水ノズル２２ｂから噴射される流れの変化を示す写真である。図１３の（ａ）欄は整流室１４ａ内にメッシュ１８を配置しない場合の流れを示し、図１３の（ｂ）欄は整流室１４ａ内にメッシュ１８を１枚配置した場合の流れを示す。以下、図１３の（ｃ）欄乃至（ｇ）欄には、順に、整流室１４ａ内に２乃至６枚のメッシュ１８を配置した場合の流れを示す。

まず、図１３の（ａ）欄の、整流室１４ａ内にメッシュ１８を配置しない場合には、各散水ノズル２２ｂから噴射された直後から水流が乱れ始めている。次に、図１３の（ｂ）欄に示すように、メッシュ１８を１枚配置した場合には、各散水ノズル２２ｂから約５ｍｍの位置で水流が乱れ始めている。さらに、図１３の（ｃ）欄に示すメッシュ２枚では約５０ｍｍの位置で水流が乱れ始め、（ｄ）欄に示すメッシュ３枚では約６５ｍｍの位置、（ｅ）欄に示すメッシュ４枚では約８０ｍｍの位置、（ｆ）欄に示すメッシュ５枚では約１２０ｍｍの位置、（ｇ）欄に示すメッシュ６枚では約１５０ｍｍの位置で水流が乱れ始めている。

即ち、本発明の実施形態の吐水装置２のように、整流室１４ａ内に６枚のメッシュ１８を配置することにより、各散水ノズル２２ｂから噴射された後、約１５０ｍｍに亘って乱れのない透明感のある線状の水流を得ることができる。また、整流室１４ａ内のメッシュの数をさらに増加させた場合には、乱れのない流れが得られる距離は伸びるものの、その伸びは次第に少なくなり、メッシュを増加させる効果が少なくなる。従って、整流室内には、３枚〜１０枚のメッシュを配置するのが好ましい。

本発明の実施形態の吐水装置２によれば、複数のメッシュ１８を所定の間隔をあけて配置すると共に、メッシュ１８を迂回して散水部材２０に到達するように形成された気泡排出流路２６を備えているので（図８）、整流室内に大気泡が発生した場合であってもその大気泡を排出することができる。このため、各散水ノズル２２ｂから吐出された線状の水流は極めて整流性の高いものとなり、吐出後長い距離に亘って線状のまま維持される。この結果、本実施形態の吐水装置２を、手洗いやキッチン用の吐水装置として使用した場合、透明な線状に維持されたシャワー水流は、手指等に当たったとき独特な心地良い感触があり、手洗いや、食器洗いに使用したとき上質な洗い感を得ることができる。

また、本実施形態の吐水装置２によれば、気泡排出流路２６がメッシュ１８の上方側に設けられているので（図８）、メッシュ１８の間に存在する気泡を浮力によって気泡排出流路２６に導くことができる。すなわち、メッシュ１８の間に存在する気泡を浮力によって水流とは異なる方向に導くことができる。この結果、メッシュ１８の間に存在する気泡を速やかに気泡排出流路２６に到達させ、整流室１４ａの外へ排出することが可能になる。これにより、整流室内の大気泡により整流室内の水の流れに乱れが発生することで水流に乱れが生じることを、より抑制することができる。

さらに、本実施形態の吐水装置２によれば、最下流側のメッシュ１８と散水部材２０の間にバッファ空間２８が設けられ、このバッファ空間２８に気泡排出流路２６の下流端が連通しているので、気泡排出流路２６内を流れてきた湯水の流速をバッファ空間２８内で減速させることができる。これにより、気泡排出流路２６を設けることによる、整流性能の低下を抑制することができ、より透明で美しい水流を噴射することが可能になる。

また、本実施形態の吐水装置２によれば、バッファ空間２８に衝突面４４が設けられ、この衝突面４４に気泡排出流路２６から流入した湯水が衝突するので、気泡排出流路２６内を流れてきた湯水の流速を低下させることができる。

さらに、本実施形態の吐水装置２によれば、各散水ノズル２２ｂは下流側に向けて流路断面積が小さくなるテーパ形状に構成されているので、各散水ノズル２２ｂの流入側の流路断面積を大きくすることができる。このため、湯水に混入している気泡を容易に通過させることができ、散水部材２０の上流側に気泡を溜まりにくくすることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、整流室１４ａ内には６つのメッシュ１８（整流部材）が配置されていたが、整流室１４ａ内には２つ以上の任意の個数の整流部材を配置することができる。また、上述した実施形態においては、全てのメッシュ１８に親水性処理が為されていたが、整流部材のうちの一部のみに親水性処理を施しても良いし、親水性処理を施さなくても良い。さらに、上述した実施形態においては、整流部材は、ステンレス製の素線を編んだメッシュ（網）から構成されていたが、他の材質、他の形態の整流部材を使用することもできる。

また、上述した実施形態においては、全てのメッシュ１８に切欠部分１８ｂが設けられ、これにより気泡排出流路２６が形成されていたが、変形例として、一部のメッシュのみに切欠部分を設けても良い。
図１４に示すように、この変形例においては、６枚のメッシュのうち上流側の３枚のメッシュ４８ａには切欠部分が設けられておらず、下流側の３枚のメッシュ４８ｂのみに切欠部分が設けられている。従って、気泡排出流路５０は、下流側の３枚のメッシュ４８ｂのみを迂回可能に形成されている。

図１５は、図１４のXV−XV断面における湯水の流速分布を模式的に示す図である。図１５の実線に示すように、XV−XV断面における湯水の流速は、メッシュ４８ｂが切り欠かれている一方の端部（気泡排出流路５０の下流端の部分）で高くなっている。これは、メッシュ４８ｂが切り欠かれている部分では、湯水は切欠によって形成された気泡排出流路５０を流れるため、メッシュ４８ｂの微細孔を通過せず、流速が速くなる。

一方、図１５の破線には、本発明の第１実施形態（図１２）のように、６枚全てのメッシュ１８に切欠部分１８ｂが設けられている場合の、同じ断面における流速分布が模式的に示されている。図１５の破線に示すように、全てのメッシュ１８に切欠部分１８ｂが設けられている場合には、気泡排出流路２６の下流端における流速がさらに高くなっている。これは、気泡排出流路２６が全てのメッシュ１８を迂回するように形成されることにより、図１４に示す変形例の場合よりも流路抵抗が小さくなるためである。

ここで、全てのメッシュを迂回するように気泡排出流路を設けることにより、整流室内の気泡の排出性能は向上する、一方、整流室内における流速の高い部分の存在は、整流装置の整流性能を悪化させる要因となる。図１４に示す変形例のように、設けられたメッシュのうち、一部のもののみを迂回可能に気泡排出流路５０を形成することにより、気泡の排出性能と整流性能をバランス良く両立させることができる。また、一部のメッシュのみを迂回可能に構成する場合には、下流側に配置されたメッシュを迂回するように気泡排出流路を設けることが好ましい。即ち、気泡排出流路が設けられていないメッシュには、気泡が滞留する可能性があるが、上流側のメッシュに滞留した気泡は、下流側に比べて整流性能への影響が少ないため、下流側のメッシュに滞留した気泡よりも、噴射される湯水の流れに与える悪影響が少ない。

さらに、上述した実施形態においては、整流部材であるメッシュ１８に切欠部分１８ｂを設けることにより気泡排出流路２６を形成していたが、整流部材に切欠部分を設けることなく、整流部材を迂回する流路を別に設け、これを気泡排出流路とすることもできる。また、整流部材に切欠を設けるのではなく、整流部材に開口部を設けることにより、整流部材の微細孔を通過することなく湯水を通過させる流路を設け、これを気泡排出流路とすることもできる。

また、上述した実施形態では、分流板１６は、整流室１４ａ内の流れを均一にするための複数の貫通孔１６ａを有する板状の部材から構成されていたが、第２の変形例として、分流板に、整流室内の流れを方向付ける機能をもたせることもできる。図１６は、このような分流板を備えた整流装置の断面図である。図１７は、本変形例の吐水装置に備えられている分流板の斜視図である。

図１６に示すように、本変形例における整流装置６０は、整流装置本体６２と、この整流装置本体６２内に収容された分流板６４と、この分流板６４の下流側に６枚配置された板状に形成された整流部材であるメッシュ６６と、これらのメッシュ６６の下流側に配置された複数の散水ノズルが設けられた散水部材６８と、を有する。ここで、メッシュ６６及び散水部材６８の構成は、上述した第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

整流装置本体６２は、概ね円弧状に湾曲した断面を有する整流室６２ａが内部に設けられた樹脂製の部材であり、その後端部の左側には給水管接続部６２ｂが形成されている。これにより、給水管及び給水管接続部６２ｂを介して供給された湯水は、整流室６２ａの左側後端部に流入する。また、整流装置本体６２の前端部は開放されており、この開口部を介して整流室６２ａの内部に分流板６４及び各メッシュ６６が配置される。整流室６２ａは、上流端から下流端まで概ね一定の流路断面を有し、内部に分流板６４及び６枚のメッシュ６６が配置されている。

分流板６４は、整流室６２ａの断面形状に合致する形状に形成された板状の樹脂製部材であり、整流室６２ａの上流側の端部壁面に当接するように配置されている。分流板６４には、その板面を貫通するように、概ね長方形断面の２つの貫通孔６４ａが形成されている。これらの貫通孔６４ａは、整流室６２ａ内に湯水を流入させる給水管接続部６２ｂに対向する位置のみに設けられている。また、図１６及び図１７に示すように、これらの貫通孔６４ａは、分流板６４の板面に対し、分流板６４の中央に向かって傾斜するように形成されている。このため、給水管から給水管接続部６２ｂを介して供給された湯水は、整流室６２ａ内に流入する際、分流板６４の傾斜して形成された貫通孔６４ａにより、整流室６２ａ上流端の左端から中央に向けて方向付けられる。これにより、整流室６２ａの端部から湯水を流入させた場合でも、分流板６４の傾斜した貫通孔６４ａにより、湯水が整流室６２ａの端部側に偏って流れてしまうことを緩和することができる。さらに、メッシュ１８が間隔をあけて配置されていることで、整流室６２ａ内に均等に流れを分布させることができる。

１ 手洗器
２ 吐水装置
４ 手洗いボウル
６ 吐水装置本体
８ 整流装置
８ａ 給水管接続部
８ｂ 凹部
１０ 給水管
１２ 人体検知センサ
１２ａ 信号線
１４ 整流装置本体
１４ａ 整流室
１６ 分流板
１６ａ 貫通孔
１６ｂ 空間
１８ メッシュ（整流部材）
１８ａ 微細孔
１８ｂ 切欠部分
２０ 散水部材
２２ ノズル形成部材
２２ａ 平板部
２２ｂ 散水ノズル
２４ ノズル支持部材
２６ 気泡排出流路
２８ バッファ空間
３０ ステンレス板
３２ 水滴
３４ ステンレス板
３６ 気泡
３８ 残留空気による気泡
４０ 微細な気泡
４２ 成長した気泡
４４ 衝突面
４６ 気泡滞留部
４８ａ メッシュ
４８ｂ メッシュ
５０ 気泡排出流路
６０ 整流装置
６２ 整流装置本体
６２ａ 整流室
６２ｂ 給水管接続部
６４ 分流板
６４ａ 貫通孔
６６ メッシュ
６８ 散水部材

Claims (6)

1. 供給された湯水をシャワー吐水する吐水装置であって、
   吐水装置本体と、
   この吐水装置本体内に設けられ、供給された湯水が流入する整流室と、
   流入した湯水が順次通過するように、上記整流室内に間隔をあけて配置された、多数の微細孔を備えた複数の整流部材と、
   これらの整流部材を通過した湯水を吐出させるための複数の散水ノズルが設けられた散水部材と、
   上記整流部材の間の空間に存在する上記微細孔よりも大きな気泡を上記散水部材から排出するために、上記複数の整流部材の間隔を上記微細孔よりも大きく形成するとともに、上記整流部材の間の空間と上記散水部材とを連通するように形成された、上記微細孔よりも流路断面積が大きい気泡排出流路と、
   を有することを特徴とする吐水装置。
2. 上記整流部材は水平面に対して傾斜して配置され、上記整流部材の間に存在する気泡が浮力によって上記気泡排出流路に到達するように、上記気泡排出流路は、傾斜して配置された上記整流部材の上端の側に設けられている請求項１記載の吐水装置。
3. 上記複数の整流部材のうちの下流側に配置された整流部材の全てに上記気泡排出流路が形成されており、上記複数の整流部材のうちの上流側に配置された整流部材の少なくとも１つは上記気泡排出路が形成されていない請求項２記載の吐水装置。
4. さらに、上記複数の整流部材のうちの最も下流側に配置された整流部材と、上記散水部材との間にはバッファ空間が設けられ、このバッファ空間に、上記気泡排出流路の下流端が連通している請求項２記載の吐水装置。
5. 上記バッファ空間には、上記気泡排出流路から流入した湯水が衝突する衝突面が設けられている請求項４記載の吐水装置。
6. 上記各散水ノズルは、下流側に向けて流路断面積が小さくなるテーパ形状に構成されている請求項１乃至５の何れか１項に記載の吐水装置。