JPH0679684B2

JPH0679684B2 - 泡沫吐水口

Info

Publication number: JPH0679684B2
Application number: JP30449289A
Authority: JP
Inventors: 健次岡山; 雅彦今園
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1989-11-21
Filing date: 1989-11-21
Publication date: 1994-10-12
Anticipated expiration: 2009-10-12
Also published as: JPH03165855A

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
取り付けられ空気を混入した泡沫水を吐水可能とした吐
水機構及びこれを使って泡沫水が得られるようにした泡
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利用され
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８図はこの公報に記載のもの及び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ヘッド51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よりも下流の吐水ヘッド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の下流側の吐水ヘッド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
（内径ほぼ1mm程度）を通過するため、流れの圧力損失
がかなり大きくなる。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ない。ま
た、流量を小さくした場合には、泡沫にならなかったり
泡沫感のない吐水となり、使い勝手が悪くなる。更に、
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、給水の圧力損失が大きくて
流路の閉塞等の障害があるほか、低流量では適切に使え
ない等の問題があった。

そこで、本発明は、従来の泡沫化に代えて、圧力損失が
小さくて済みスケール付着等もなく、且つ常に適切な泡
沫水が得られ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、吐水ヘッドの内部に、ほぼ環状
の上流側室及び該上流側室との間に隔壁を形成して区画
した下流側室を形成し、前記下流側室の底部のほぼ中央
に放出口を開け、前記隔壁に前記下流側室の内部で給水
を旋回させる流路軸線を持つ複数の孔をそれぞれの高さ
位置を互いに異ならせて配列し、前記放出口に一端が連
通し他端を吐水端とした泡沫化チャンバを備え、該泡沫
化チャンバに前記放出口へ向けて空気吸引用の空気流路
を備えてなることを特徴とする。

〔作用〕

吐水ヘッドに供給された水は上流側室に流入した後、隔
壁に開けた孔から下流側室に流れ込む。このとき、孔の
姿勢を適切にすることによって、下流側室内での流れは
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、下流側室のほぼ中央に開けた放出
口部分での流れが渦巻き状となるため、放出口から流れ
出る水は遠心力により外側へ吹き飛ばされ、放出口から
円錐の水膜状となって吐水される。このとき、隔壁に開
けた複数の孔はその高さ位置が互いに異なっているの
で、各孔から下流側室に送り込まれた水どうしの干渉が
抑えられ、旋回力を上げる結果となる。

また、泡沫化チャンバを一体に備えたとき、放出口から
の水は円錐状の水膜状となって泡沫化チャンバに送り込
まれる。そして、泡沫化チャンバには放出口へ向けて空
気流路を設けているので、放出口から高速で流入する水
による減圧効果によって、空気流路から空気が吸引され
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。

〔実施例〕

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は円形の横
断面を持ち、スパウト50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
けた散水板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の内部は仕切壁３によって上下に分割さ
れ、この仕切壁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、仕
切壁３と吐水ヘッド１の上端内壁との間を繋ぐ環状の隔
壁６によって上流側室７及び下流側室８に区画されてい
る。上流側室７は環状の流路を持ち、下流側室８は仕切
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、仕切壁３及び環状の隔壁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。

隔壁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３箇所に孔6a,6b,6cを開けている。これ
らの孔6a〜6cの詳細を第３図及び第４図に示す。

第３図（ｂ）のように隔壁６に開けた孔6a〜6cは内部の
下流側室８の横断面に対して流路軸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、下流側室８
の底部に開放している放出口3aは下流側室８の中心に位
置し、その内径は下流側室８の内径よりも格段に小さ
い。たとえば、下流側室８の内径を18mmとしたとき放出
口3aの内径は8mm程度であり、また孔6a〜6cの内径は5mm
程度であって隔壁６の肉厚はほぼ3mm程度である。そし
て、第３図（ｂ）のようにそれぞれの孔6a〜6cの流路軸
線は下流側室８の内周壁に対する接線と平行であり、隔
壁６の肉厚が3mm程度であっても内周壁に連なる流路長
さが十分に大きく、供給される水に方向性を与えながら
下流側室８に送り込むことができる。

また、これらの孔6a〜6cは、第４図に示すように下流側
室８の底部からの高さが互いに異なっている。すなわ
ち、流入側に最も近い孔6aの高さが最も低く、第２図に
おいて時計方向に配列された孔6b及び6cがそれぞれ順に
高いレベルに開けられている。なお、流入側の孔6aから
孔6cまでの高さをこの順に低くするのが必須ではなく、
とにかく孔6a〜6cのレベルを互いに異ならせておけばよ
い。このように孔6a〜6cの高さを異ならせると、各孔6a
〜6cから下流側室８に流れ込む水は、互いの流れに干渉
し合う度合が小さくなり、孔6a〜6cからの水は下流側室
８の内周壁に沿った旋回流れを持続させることができ
る。つまり、孔6a〜6cを同じ高さとした場合では、各孔
6a〜6cからの流れは他の孔からの水の流入によって流れ
が乱れ、旋回流の力を互いに弱めてしまう。これに対
し、水の流れ込み位置を上下に分けておけば、それぞれ
の孔6a〜6cからの水が下流側室８の内周壁に沿ってほぼ
１周できるような流れとなり、上下に３段のこのような
流れによって下流側室８内での旋回流を強くすることが
できる。

また、第２図に示すように上流側室７に堰7aを設けて水
が図において時計方向にのみ流れるようにしてもよい。
そして、給水は堰7aに行くに連れて流動エネルギが減衰
してゆくので、これを補うために孔6a〜6cの開口面積を
この順に小さくしておき、下流側室８に流れ込む水を増
速させるようにする。このような水の流れにより、上流
側室７を２方向に分かれて供給する場合に比べると、下
流側室８内では強い旋回力の渦流を発生させることがで
きる。

なお、第１図においては、説明のために孔6a〜6cの位置
を実際とは異なったものとして示している。また、第２
図においても孔6a〜6cが全て開口として示しているが、
実際には第４図のようにそれぞれの孔6a〜6cの高さは異
なっている。

一方、散水板２は泡沫水を整流して吐出させると共に泡
沫化のための空気吸引構造を備えたもので、第５図
（ａ）にその全体斜視図を示す。

散水板２の一端には吐水ヘッド１の吐出端にネジ接合等
によって一体化されるベース20を備え、このベース20に
合計６個の散水孔21が設けられている（第６図）。そし
て、ベース20の中心から上に向けて空気吸入筒22を同軸
上に形成し、その内部に空気流路22aを設けている。各
散水孔21の内部には十字状の整流板23が組み込まれ、ま
たベース20の上面には、図示のように空気吸入筒22から
放射状に伸びる６枚の整流羽根24が設けられている。更
に、ベース20の上面にはベース20と同軸であって散水孔
21の中心を通る円形の環状整流板25が設けられる。

空気吸入筒22の上半分より高い位置には逆流防止板26が
設けられる。この逆流防止板26は円板状であって水平姿
勢に取り付けられ、その外径は環状整流板25よりも小さ
いか又は同じ程度である。更に、第１図に示すように仕
切壁３の下には泡沫化チャンバ５と同軸配置となるよう
に環状の逆流防止板27が設けられる。なお、この逆流防
止板27は第５図（ｂ）に示すように散水板２に一体化し
てもよい。この場合では、空気吸入筒22の上端に４本の
ステー27aを連結して環状の逆流防止板27を一体化し、
水や空気の流れに障害を与えない構造とする。そして、
吐水ヘッド１に組み込んだときには逆流防止板27の上端
が仕切壁３の上面に密着させる。更に、泡沫化チャンバ
５の内周壁には雌ネジ5aが干渉面として形成されてい
る。

ここで、スパウト50から水を送り込むと、上流側室７か
ら隔壁６の孔6a〜6cを通って下流側室８に水が流れ込
む。このとき、既に説明したように各孔6a〜6cの軸線の
姿勢によって、流れ込んだ水は下流側室８内で旋回流と
なる。このとき、孔6a〜6cの全体の流路面積が放出口3a
のそれよりも大きければ、下流側室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、下流
側室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、第１図の矢印で示すように円錐状の水膜Ｆとなっ
て吐出される。そして、前記のような孔6a〜6cの内径及
びその位置，下流側室８の内径及び放出口3aの内径等の
寸法関係の場合、一般的なシャワーの通常流量であって
浴槽への給水給湯厚程度の条件に設定しておけば、下流
側室８内での流れの旋回力を強くすることができる。ま
た、孔6a〜6cを第４図のように高さが異なるように開け
ることによって、各孔6a〜6cからの流れどうしの干渉を
抑え、更に旋回力を上げることができる。

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の内側の空間の内圧が低下する。このた
め、空気流路22aから空気が吸い込まれ、放出口3aから
の水膜Ｆが泡沫化チャンバ５に刻んだ雌ネジ5a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。そして、泡沫化された水は散水孔21に流れ込み、整
流板23により流れが整えられて吐出される。

以上のように、給水を旋回させて泡沫化チャンバ５の中
へ円錐状の水膜Ｆとして送り込み、これに空気を混入し
て泡沫化するので、従来のように減圧板を利用する場合
に比べて、圧力損失が格段に小さくなる。このため、流
量が小さい場合でも給水は十分に泡沫化され、環状整流
板25,整流羽根24によって泡沫水を安定化させて整流板2
3を通過させるので、流れの乱れを伴うことなく最適な
泡沫吐水が得られる。

なお、空気吸入筒22の空気流路22aの流路断面の内径を
3.5mm程度とし空気吸入筒22の上端と仕切壁３の下面と
の距離を6mm程度とすれば、通常の一般家庭用の給水圧
の場合に騒音が小さくしかも空気吸引量も多いことが確
認された。したがって、このような寸法関係を持たせる
ことにより、低騒音でしかも泡沫化が良好に行える製品
として供給できる。

第７図は旋回流による水膜吐水を可能とした例を示す概
略断面図であり、これは吐水ヘッド１に旋回流チャンバ
４のみを設けたものである。

図において、吐水ヘッド１の内部には、第１図と同様に
環状の隔壁６が形成されてその外部をスパウト50に連通
する上流側室７及び内部を下流側室８としている。下流
側室８の底部の中央には吐水口8aが放出口として開けら
れ、第３図で説明した寸法関係及び流路軸線を持って隔
壁６に孔6a〜6cを設けている。そして、これらの孔6a〜
6cは第４図のようにそれぞれ高さ位置を異ならせて配置
され、下流側室８へ各孔6a〜6cから流れ込むそれぞれの
流れどうしの干渉を抑える。

このように旋回流チャンバ４のみを備えた構成でも、供
給された水は下流側室８内で旋回して渦流れとなり、吐
出口8aからの水は遠心力の作用によって外に広がり図中
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。そして、孔6a〜6cの高さ位置を異ならせて流れの旋
回力を強くしているので、吐出口8aからの吐水の遠心力
も大きくなり、水膜Ｆのミスト化が促進される。このた
め水膜Ｆを利用した泡沫吐水に代わるソフトタッチの吐
水が得られる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明では、給水を旋回させた
後にこれを円錐状の水膜流れとして排出するようにし、
空気の吸引によって泡沫化して吐水できるようにしてい
る。このため、従来のように減圧板を利用するのに比べ
ると圧力損失も小さくスケール付着の問題も解消され
る。また、旋回流とするために開けた環状壁の複数の孔
の高さ位置を異ならせているので、それぞれの孔からの
水の流れどうしの干渉を抑えることができ、旋回力が強
くなる。このため、流量が小さい場合でも流れの旋回が
促進され、一般に小流量では泡沫化が不十分であった問
題も解消できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の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）は環状壁に開
ける孔の詳細を示す縦断面図、第３図（ｂ）は横断面
図、第４図は環状壁に開けた孔の高さ位置を示す図、第
５図は散水板の斜視図、第６図は第１図の底面図、第７
図は旋回流チャンバによる水膜吐水を示す図、第８図は
従来例の概略図である。 1:吐水ヘッド、2:散水板 3:仕切壁、3a:放出口 4:旋回流チャンバ 5:泡沫化チャンバ、5a:雌ネジ 6:隔壁、6a,6b,6c:孔 7:上流側室 8:下流側室、8a:吐水口（放出口） 20:ベース、21:散水孔 22:空気吸入筒、22a:空気流路 23:整流板、24:整流羽根 25:環状整流板、26,27:逆流防止板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吐水ヘッドの内部に、ほぼ環状の上流側室
及び該上流側室との間に隔壁を形成して区画した下流側
室を形成し、前記下流側室の底部のほぼ中央に放出口を
開け、前記隔壁に前記下流側室の内部で給水を旋回させ
る流路軸線を持つ複数の孔をそれぞれの高さ位置を互い
に異ならせて配列し、前記放出口に一端が連通し他端を
吐水端とした泡沫化チャンバを備え、該泡沫化チャンバ
に前記放出口へ向けて空気吸引用の空気流路を備えてな
る泡沫吐水口。