シャワー装置
【課題】大粒の雨を浴びているような量感のある浴び心地のシャワーを享受させることができると共に、全ての散水孔から安定して吐水することが可能なシャワー装置を提供する。
【解決手段】シャワー装置Ｆ２は、給水部３１と、給水部の下流側に設けられ、通過する水を下流側に噴射するための絞り部３２と、絞り部を通って噴射される水に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口３３１が形成されている空気混入部３３と、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔３４３が形成されている散水部３４と、を備え、空気混入部において絞り部から噴射された水の噴射方向に直交する断面積を、散水部において前記散水孔が形成されている面に沿った方向において変化させることで、絞り部側で狭くなるように形成する断面積変化手段を有する減速手段とを備え、減速手段によって発生した速度分布を平準化させるための速度分散手段を備えている。
【解決手段】シャワー装置Ｆ２は、給水部３１と、給水部の下流側に設けられ、通過する水を下流側に噴射するための絞り部３２と、絞り部を通って噴射される水に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口３３１が形成されている空気混入部３３と、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔３４３が形成されている散水部３４と、を備え、空気混入部において絞り部から噴射された水の噴射方向に直交する断面積を、散水部において前記散水孔が形成されている面に沿った方向において変化させることで、絞り部側で狭くなるように形成する断面積変化手段を有する減速手段とを備え、減速手段によって発生した速度分布を平準化させるための速度分散手段を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャワー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この技術分野において、いわゆるエジェクタ効果を利用して水に空気を混入させ、気泡混入水と成して吐出するシャワー装置が知られている。シャワー装置は、その装置内に流入した水を複数の散水孔に分散して吐水するものであるから、吐水に空気を混入させる場合には、装置内に流入した水に空気を混入させてから各散水孔に分散させるように構成されている。
【０００３】
このようなシャワー装置の一例として、下記特許文献１に記載されているようなシャワー装置が提案されている。下記特許文献１に記載されているシャワー装置は、円盤状のハウジングシェルの前面に複数の散水孔が設けられており、ハウジングシェルの後面の中央から流入させた水をそれら複数の散水孔に分配して吐出するものである。このシャワー装置では、ハウジングシェルに水が流入してから空気を混入させて気泡混入水とし、この気泡混入水を円盤状のハウジングシェルの前面全体に分布するように形成されている複数の散水孔に分配するものであるので、気泡混入水の進行方向に乱流発生拡張部を配置し、この乱流発生拡張部に気泡混入水を衝突させて方向を転換させ、気泡混入水をハウジングシェルの前面全体に行き渡るようにしている。
【０００４】
また、このようなシャワー装置の別な一例として、下記特許文献２に記載されているようなシャワー装置も提案されている。下記特許文献２に記載されているシャワー装置は、湯水混合栓等のコックを開くと、ホースから水が供給されてオリフィス部材内を水が通過する。このとき、オリフィス部材の下流側に設けられている減圧室においては減圧状態が形成されるので、この減圧室内に開口した内側吸引口から空気が吸引され、水と空気とが混合される。下記特許文献２に記載されているシャワー装置はこのようにして気泡混入水を生成し、シャワーヘッドに設けられた複数の散水孔から吐出するものである。このシャワー装置では、生成後の気泡混入水は、減圧室の下流側に設けられている区画管内のネジ部材や更にその下流側のシャワーヘッド内壁に当たって方向が転換されながら散水孔に向かっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００６−５０９６２９号公報
【特許文献２】特許第３７４７３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、水に空気を混入させ気泡混入水と成してシャワー吐水を行うにあたって、その気泡混入水が使用者に当たった際の使用感をどのように設定するかは、シャワーを浴びる使用者が感じる質感として重要なものである。上記特許文献２に記載のシャワー装置では、同文献の段落００１５に記載されているように、途切れ途切れに水が使用者に当たる感覚を実現するためのものである。この「途切れ途切れ」とは、不均一な粒径に粒化された水滴が使用者に当たることで、大きな粒径の水滴が当たれば強い水浴び感を使用者に与え、小さな粒径の水滴が当たれば弱い水浴び感を使用者に与えることになり、これら水浴び感の強弱を断続的に使用者に与えることができることを表現しているものと思われる。本発明者らの具体的な考察によれば、生成直後の気泡混入水は水に対して空気が略均一に混入されていると推察されるところ、生成後の気泡混入水がネジ部材やシャワーヘッド内壁に当たって方向が転換されることで気泡同士の衝突が発生し、散水孔に到達した段階では気泡径が不均一になっているものと考えられる。そして、このような気泡混入水を散水孔から吐出することで不均一な粒径の水滴となし、それら不均一な粒径の水滴を使用者に当てることで上述したような感覚を実現しているものと考えられる。
【０００７】
一方、上記特許文献１に記載のシャワー装置によって吐出される気泡混入水の性状については同文献に記載がないが、上記特許文献２に記載のシャワー装置同様に気泡径が不均一な気泡混入水を散水孔に供給し吐出することで不均一な粒径の水滴となし、それら不均一な粒径の水滴を使用者に当てているものと考えられる。上記特許文献１に記載のシャワー装置は、気泡混入水の進行方向に乱流発生拡張部を配置し、この乱流発生拡張部に気泡混入水を衝突させて方向を転換させていることからして、上記特許文献２に記載のシャワー装置においても同様の不均一な気泡成長が起こっており、不均一な粒径の水滴を使用者に当てているものと考えられるからである。
【０００８】
本発明者らはこのような状況に対して、大粒の雨を浴びているような量感のある心地良い浴び心地のシャワー吐水を可能とするシャワー装置を提供しようと考えた。これに対して上述した従来の技術では、既述の通り不均一な粒径の水滴が使用者に当たる感覚を実現するものであるから、大粒の雨を浴びているような量感のある浴び心地のシャワー吐水を提供するものではなかった。
【０００９】
本発明者らはこの新しい浴び心地のシャワー吐水を提供するため、散水孔内及び散水孔から吐出された直後の気泡混入水の状態に着目した。散水孔内及び散水孔から吐出された直後の気泡混入水は、気体と液体という異なった２種類の流体が同一流路管内に混在・移動している気液二相流の状態にあるから、代表的な流動様式である気泡流・スラグ流・環状流のいずれかの流動様式で流動しているものと考えられる。これら流動様式はそれぞれ気泡の混在状態が異なることから、散水孔から吐出された後の粒化の状態は異なるものと考えられる。そこで本発明者らは、上述した従来の技術では、散水孔に供給される気泡混入水の気泡径が不均一であるため、これら気泡流・スラグ流・環状流が混在した状態で気泡混入水が吐出され、結果として不均一な粒径の水滴が使用者に当たる感覚となってしまっているのではないかと仮定し、散水孔に供給する気泡混入水の気泡径を均一なものとなるように制御することが必要だと考えた。
【００１０】
しかしながら、シャワー装置に水を供給する際には通常一つの供給口から供給するものであり、そのように一つの供給口から供給される水に対して空気を混入させて気泡混入水を生成するものである。これに対して、散水孔は多数設けられるものであるから、気泡混入水の進行方向を転換して各散水孔に分配する際に気泡混入水に刺激を与えることになってしまい、気泡を成長させずに各散水孔から吐出させることは極めて困難である。
【００１１】
本発明者らはこのような課題を解決し、気泡径を極力均一に保った気泡混入水を散水孔に供給することで、比較的大きく均一な粒径に粒化された水滴を連続して使用者に着水させ、使用者は大粒の雨を浴びているような量感のある浴び心地のシャワーを享受することができるシャワー装置を提供することを目的として本発明の基本構想に想到したものである。
【００１２】
このように本発明者らが想到したシャワー装置は、気泡径を極力均一に保った気泡混入水を散水孔に供給することで、比較的大きく均一な粒径に粒化された水滴を連続して使用者に着水させ、使用者は大粒の雨を浴びているような量感のある浴び心地のシャワーを享受することができるものである。具体的には、水を供給するための給水部と、前記給水部の下流側に設けられ、前記給水部よりも流路断面積を減少させ、通過する水を下流側に噴射するための絞り部と、前記絞り部の下流側に設けられ、前記絞り部を通って噴射される水に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口が形成されている空気混入部と、前記空気混入部の下流側に設けられ、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔が形成されている散水部とを備えるものである。さらに、空気混入部及び散水部に一時的に貯留される水と空気との気液界面に突入した水を、複数の散水孔の中で最も空気混入部側に形成されてなる最前列散水孔に到達するまでの間に減速させるための減速手段を備え、その減速手段が、空気混入部において絞り部から噴射された水の噴射方向に直交する断面積を、散水部において散水孔が形成されている面に沿った方向において変化させ、絞り部側で狭くなるように構成することで、散水部に形成されている複数の散水孔の中で空気混入部側に配置されている散水孔から水が吐出され難くなるという課題をも解決した優れたシャワー装置である。
【００１３】
しかしながらこのような構成を採用することで、散水部に形成されている複数の散水孔の中で中央側に配置されている散水孔から水が吐出され難くなるという従来には無かった新たな課題を見出した。
【００１４】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、気泡径を極力均一に保った気泡混入水を散水孔に供給することで、比較的大きく均一な粒径に粒化された水滴を連続して使用者に着水させ、使用者は大粒の雨を浴びているような量感のある浴び心地のシャワーを享受することができると共に、全ての散水孔から安定して吐水することが可能なシャワー装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために本発明に係るシャワー装置は、空気を混入させた気泡混入水を吐出するシャワー装置であって、水を供給するための給水部と、前記給水部の下流側に設けられ、前記給水部よりも流路断面積を減少させ、通過する水を下流側に噴射するための絞り部と、前記絞り部の下流側に設けられ、前記絞り部を通って噴射される水に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口が形成されている空気混入部と、前記空気混入部の下流側に設けられ、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔が、前記絞り部から噴射される水の噴射方向に沿って形成されている散水部と、前記空気混入部及び前記散水部に一時的に貯留される水と空気との気液界面に前記絞り部から噴射された水が突入することで気泡混入水が生成されるものであって、その気液界面に突入した水を、前記複数の散水孔の中で最も前記空気混入部側に形成されてなる最前列散水孔に到達するまでの間に減速させるための減速手段と、を備え、前記減速手段は、前記空気混入部において前記絞り部から噴射された水の噴射方向に直交する断面積を、前記散水部において前記散水孔が形成されている面に沿った方向において変化させることで、前記絞り部側で狭くなるように形成する断面積変化手段を有し、さらに、前記断面積変化手段によって水を減速させることで、水の噴射方向に直交し、かつ、散水孔が形成されている面に沿った方向に発生した水の速度分布を平準化させるために、水の速度が速いほうから水の速度が遅いほうへ水の速度を分散させる速度分散手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明においては、給水部から供給される水が絞り部を通って空気混入部及び散水部に向けて噴射され、空気混入部及び散水部に一時的に貯留された水が散水部の複数の散水孔から外部へと吐出される。絞り部を通って噴射される水は、空気混入部に形成されている開口から取り込まれた空気を伴って、空気混入部及び散水部に一時的に貯留された水と空気との気液界面に突入することで気泡混入水となり、散水部の複数の散水孔から散水される。
【００１７】
絞り部を通って噴射された水が気液界面に突入して気泡混入水となる段階では、気泡混入水中の気泡は略均一な径となるように構成できるので、気泡混入水はその略均一な気泡径のまま散水孔が形成された位置まで到達することができる。このように略均一な気泡径の気泡を含む気泡混入水が散水孔に供給されると、散水孔内及び散水孔から吐出された直後において気泡流又はスラグ流を形成することができる。このように略均一な気泡径の気泡を含み気泡流又はスラグ流として形成される気泡混入水が散水孔から吐出されると、環状流のようにミスト化することなく、吐出方向と略直交する方向にせん断されて略均一に粒化される。従って、比較的大きく均一な粒径に粒化された水滴が連続して使用者に着水し、使用者は大粒の雨を浴びているような量感のある浴び心地のシャワーを享受することができる。
【００１８】
また本発明では、絞り部を通って噴射され気液界面に突入した水が、減速手段によって、複数の散水孔の中で最も空気混入部側に形成されてなる最前列散水孔に到達するまでの間に減速させられるように構成されているので、気液界面に突入した水が、そのままの勢いで手前側に形成されている最前列散水孔を通り過ぎてしまうような状態を確実に回避することができる。従って、気液界面に突入することで生成された気泡混入水は、最前列散水孔に到達するまでに最前列散水孔から吐出されることが可能なように十分に減速され、最前列散水孔を含む全ての散水孔から安定的に満遍なく水を吐出することができる。
【００１９】
また本発明では、空気混入部において絞り部から噴射された水の噴射方向に直交する断面積を絞り部側で狭くなるように形成されてなる断面積変化手段によって減速手段を構成しているので、その狭くなる部分において、絞り部から噴射された水が散水部に一時的に貯留されることによって形成される気液界面を更に絞り部側に向かわないように押しとどめることができる。従って、気液界面を絞り部と散水部に形成された最前列散水孔との間に確実に位置させると共に、気液界面に突入した水を最前列散水孔に到達するまでに確実に減速させることが可能となり、最前列散水孔を含む全ての散水孔から確実に吐水させることができる。
【００２０】
また本発明では、空気混入部の水の噴射方向に直交する断面積を、散水孔が形成されている面に沿った方向において変化させることで断面積変化手段を構成しているので、気液界面に突入した水が減速される際の流れ方向が、散水孔が形成されている面に沿った方向となり、散水孔が形成されている面に交わる方向ではなくなるため、散水孔が形成されている面に交わる方向に水の流れが発生し難くなる。従って、散水部に形成されている散水孔に満遍なく水が行き渡りやすくなって、例えば最前列散水孔が形成されている領域で吐水方向に向かわない水の流れができてしまい最前列散水孔を飛び越えてしまうような水の流れができ難くなるため、最前列散水孔を含む全ての散水孔から確実に吐水させることができる。
【００２１】
更に本発明では、減速手段として空気混入部の水の噴射方向に直交する断面積を、散水孔が形成されている面に沿った方向において変化させることで、水の噴射方向に直交する断面積を絞り部側で狭くなるように形成された断面積変化手段を採用しているために、気液界面に突入した水が散水部に到達するまでの間に、水の噴射方向に直交し、かつ、散水孔が形成されている面に沿った方向において、中央側で速度が速くなり側端側で速度が遅くなるという速度分布を持つようになるが、その速度分布を平準化させるために水の速度が速いほうから水の速度が遅いほうへ水の速度を分散させるように構成されているので、気液界面に突入した水を水の噴射方向に直交し、かつ、散水孔が形成されている面に沿った方向の中央側においても確実に減速させることができる。従って、散水部に形成されている散水孔に満遍なく水が行き渡りやすくなって、散水部の中央側に配置される散水孔を含む全ての散水孔から安定的に満遍なく水を吐出することができる。
【００２２】
また本発明にかかるシャワー装置では、前記速度分散手段は、水の噴射方向に直交し、かつ、散水孔が形成されている面に沿った方向の中央側で、流路を狭めることによって水の速度を分散させるように構成されていることも好ましい。
【００２３】
この好ましい態様では、水の噴射方向に直交し、かつ、散水孔が形成されている面に沿った方向の中央側で、流路を狭めることによって水の速度を分散させるように構成されているので、水の速度の速い中央側から側端側に向かって、確実に水の速度が分散される。
【００２４】
また本発明にかかるシャワー装置では、前記速度分散手段は、水の噴射方向に直交し、かつ、散水孔が形成されている面に沿った方向の中央側で、側端側よりも流路を狭める割合を大きくすることによって水の速度を分散させるように構成されていることも好ましい。
【００２５】
この好ましい態様では、水の噴射方向に直交し、かつ、散水孔が形成されている面に沿った方向の中央側で、側端側よりも流路を狭める割合を大きくするので、水の速度の速い中央側では確実に側端側に向かって水の速度が分散されるとともに、側端側では中央側から分散されてきた水の速度を吸収できるので、水の噴射方向への流れを大きく乱すことなく水の速度を平準化でき、散水部に形成されている散水孔に満遍なく水が行き渡りやすくなって、散水部の中央側に配置される散水孔を含む全ての散水孔から安定的に満遍なく水を吐出することができる。
【００２６】
また本発明にかかるシャワー装置では、前記速度分散手段は、散水部内に突出する棒状突起であることも好ましい。
【００２７】
この好ましい態様では、散水部内に突出する棒状突起によって速度分散手段を構成しているので、水の噴射方向に直交し、かつ、散水孔が形成されている面に沿った方向に向かって水の速度が確実に分散される。散水孔が形成されている面に交わる方向ではなく、散水孔が形成されている面に沿った方向に向かって水の速度が分散されるので、水の噴射方向への流れを大きく乱すことなく水の速度を平準化でき、散水部に形成されている散水孔に満遍なく水が行き渡りやすくなって、散水部の中央側に配置される散水孔を含む全ての散水孔から安定的に満遍なく水を吐出することができる。
【００２８】
また本発明にかかるシャワー装置では、前記棒状突起は前記絞り部に対向する側面が前記絞り部に向かう凸状を成すように形成されていることも好ましい。
【００２９】
この好ましい態様では、棒状突起の絞り部に対向する側面を、絞り部に向かう凸状を成すように形成しているので、棒状突起に散水部内を進行する水流が当たって速度が分散される際の抵抗を抑制することができ、散水部に形成されている散水孔に満遍なく水が行き渡りやすくなって、散水部の中央側に配置される散水孔を含む全ての散水孔から安定的に満遍なく水を吐出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本願発明の第一実施形態に係るシャワー装置を示す図であって、（Ａ）は平面図を示し、（Ｂ）は側面図を示し、（Ｃ）は下面図を示している。
【図２】図１の（Ｂ）におけるＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【図３】図１の（Ａ）におけるＤ−Ｄ断面側から見た断面斜視図である。
【図４】図１の（Ａ）におけるＤ−Ｄを示す図であって、シャワー装置内の水の流れを示す図である。
【図５】図２の空気混入部近傍を拡大して示す拡大断面図である。
【図６】図２の散水部近傍を拡大して示す拡大断面図である。
【図７】本発明の変形例のシャワー装置における散水部近傍を拡大して示す拡大断面図である。
【図８】図６に示す散水部をさらに拡大し、一つの棒状突起近傍を示す断面図である。
【００３１】
続いて、本発明の実施形態であるシャワー装置について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係るシャワー装置Ｆ２を示す図であって、図１の（Ａ）は平面図を示し、図１の（Ｂ）は側面図を示し、図１の（Ｃ）は下面図を示している。図１の（Ａ）に示されるように、シャワー装置Ｆ２は主に略直方体を成す本体３によって構成されており、シャワー装置Ｆ２（本体３）の上面３ａには開口３３１が形成されている。図１の（Ｂ）に示されるように、シャワー装置Ｆ２の上面３ａと対向する下面３ｂには複数の散水突起３４２が設けられている。各散水突起３４２には散水孔３４３が形成されている。図１の（Ｃ）に示されるように、本体３の下面３ｂには複数の散水突起３４２が設けられている。本実施形態の場合、散水突起３４２は７行×５列に３５個形成されている。
【００３２】
続いて、図１の（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図である図２を参照しながらシャワー装置Ｆ２について説明を加える。図２に示されるように、シャワー装置Ｆ２は、給水部３１と、絞り部３２と、空気混入部３３と、散水部３４とを備えている。
【００３３】
給水部３１は、水を供給するための部分であって、給水口３１ｄから導入した水を絞り部３２へと供給する部分である。給水口３１ｄには図示しない給水手段（給水ホース等）が接続可能であって、その給水手段から供給される水が給水部３１から絞り部３２へと供給される。給水部３１は、水の進行方向に沿うように本体３の一部分としての側壁３１ｅ及び側壁３１ｆを有しており、側壁３１ｅと側壁３１ｆとは互いに平行になるように配置されている。
【００３４】
絞り部３２は、給水部３１の下流側に設けられており、給水部３１よりも流路断面積を減少させ、通過する水を下流側に噴射するための部分である。絞り部３２は、水の進行方向に沿うように本体３の一部分としての側壁３２ｅ及び側壁３２ｆを有しており、側壁３２ｅと側壁３２ｆとは互いに平行になるように配置されている。絞り部３２には、複数の絞り流路３２１が設けられている。絞り流路３２１は、側壁３２ｅから側壁３２ｆに向う方向に沿って二段に渡って並設されている。絞り流路３２１の配置の様子を図１１に示す。図１１は、図１の（Ｂ）のＥ矢視図である。図１１に示すように、絞り流路３２１は、上段に１０個が一列を成すように形成され、下段に９個が一列を成すように形成されている。下段の絞り流路３２１は上段の各絞り流路３２１の間に位置するように配置され、上段の絞り流路３２１と下段の各絞り流路３２１とは互いに最も近接する絞り流路３２１への距離が略同一なものとなるように交互に配置されている。換言すれば、上下段の複数段に渡って並設されている複数の絞り流路３２１それぞれは、隣接する段に設けられている一対の絞り流路３２１に対して等距離に位置するように交互に配置されている。
【００３５】
図２に戻ってその他の部分の説明を続ける。空気混入部３３は、絞り部３２の下流側に設けられており、絞り部３２を通って噴射される水に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口３３１が形成されている部分である。空気混入部３３は、水の進行方向に沿うように本体３の一部分としての側壁３３ｅａ，３３ｅｂ及び側壁３３ｆａ，３３ｆｂを有している。側壁３３ｅａと側壁３３ｆａとは互いに平行になるように配置されている。側壁３３ｅｂは側壁３３ｅａの下流側に連続して設けられている壁であって、側壁３３ｅａに繋がっている部分よりも下流側に向かって外側に流路を広げるように斜めに配置されている。同様に、側壁３３ｆｂは側壁３３ｆａの下流側に連続して設けられている壁であって、側壁３３ｆａに繋がっている部分よりも下流側に向かって外側に流路を広げるように斜めに配置されている。
【００３６】
散水部３４は、空気混入部３３の下流側に設けられており、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔３４３が形成されている部分である。散水孔３４３は、本体３に取り付けられる散水部材３４１に形成されている。散水部材３４１には、散水突起３４２が設けられており、本体３に形成されている孔（図に明示せず）を散水突起３４２が貫通して外部に露出している。散水部３４には更に、散水部内に発生する渦流を抑制するための速度分散手段として機能する棒状突起３４４が設けられている。棒状突起３４４は、近接する散水孔３４３と等距離に位置するように、散水孔３４３の間に分散配置されている。散水孔３４３と棒状突起３４４との関係については後述する。
【００３７】
図２に示すように、給水部３１を構成する側壁３１ｅと、絞り部３２を構成する側壁３２ｅと、空気混入部３３の一部を構成する側壁３３ｅａとは同一面上に位置するように配置されている。空気混入部３３の残部を構成する側壁３３ｅｂは本体３の外側側面に向かうように斜めに配置され、散水部３４を構成する側壁３４ｅに繋がっている。同様に、給水部３１を構成する側壁３１ｆと、絞り部３２を構成する側壁３２ｆと、空気混入部３３の一部を構成する側壁３３ｆａとは同一面上に位置するように配置されている。空気混入部３３の残部を構成する側壁３３ｆｂは本体３の外側側面に向かうように斜めに配置され、散水部３４を構成する側壁３４ｆに繋がっている。
【００３８】
続いて、図１の（Ａ）のＤ−Ｄ断面側から見た断面斜視図である図３を参照しながらシャワー装置Ｆ２について説明を加える。図３に示されるように、給水部３１は、側壁３１ｅと側壁３１ｆとを繋ぐ側壁３１ｂ及び側壁３１ｃを有している。側壁３１ｂ及び側壁３１ｃは、水が進行する方向に直交する方向に沿った長さが、側壁３１ｅ及び側壁３１ｆよりも長くなるように形成されている。従って、給水部３１は流路断面が扁平形状となるように形成されている。給水部３１と絞り部３２との境界部分には、前壁面３１ａが設けられていて、側壁３１ｅ，３１ｆ，３１ｂ，３１ｃは前壁面３１ａに繋がっている。前壁面３１ａは、側壁３１ｂから側壁３１ｃに延びる部分と、側壁３１ｃから側壁３１ｂに延びる部分とで構成されている。
【００３９】
前壁面３１ａを下流側に越えた領域には絞り部３２が設けられている。絞り部３２は、側壁３２ｅと側壁３２ｆとを繋ぐ側壁３２ｂ及び側壁３２ｃを有している。側壁３２ｂ及び側壁３２ｃは、水が進行する方向に直交する方向に沿った長さが、側壁３２ｅ及び側壁３２ｆよりも長くなるように形成されている。従って、絞り部３２の側壁３２ｂ,３２ｃ，３２ｅ，３２ｆで囲まれた流路断面は扁平形状となるように形成されている。絞り部３２と空気混入部３３との境界部分には仕切壁３２ａが設けられていて、側壁３２ｅ，３２ｆ，３２ｂ，３２ｃは仕切壁３２ａに繋がっている。仕切壁３２ａには、複数の貫通孔が穿たれており、それによって複数の絞り流路３２１が形成されている。
【００４０】
仕切壁３２ａを下流側に越えた領域には空気混入部３３が設けられている。空気混入部３３は、側壁３３ｅａ，３３ｅｂと側壁３３ｆａ，３３ｆｂとを繋ぐ側壁３３ｂ、側壁３３ｅａ，３３ｅｂと側壁３３ｆａ，３３ｆｂとを繋ぐ側壁であって側壁３３ｂと対向し相対的に側壁３３ｂから遠い位置に配置されている側壁３３ｃ、側壁３３ｅａ，３３ｅｂと側壁３３ｆａ，３３ｆｂを繋ぐ側壁であって側壁３３ｂと対向し相対的に側壁３３ｂに近い位置に配置されている側壁３３ｄを有している。側壁３３ｃは散水部３４側に、側壁３３ｄは絞り部３２側に、それぞれ配置されており側壁３３ｃと側壁３３ｄとを繋ぐ段差部３３ｇが形成されている。側壁３３ｂ，３３ｃ，３３ｄは、水が進行する方向に直交する方向に沿った長さが、側壁３３ｅａ，３３ｅｂ及び側壁３３ｆａ，３３ｆｂよりも長くなるように形成されている。従って、空気混入部３３は流路断面が扁平形状となるように形成されている。
【００４１】
側壁３３ｃよりも下流側の領域には散水部３４が設けられている。散水部３４は、側壁３４ｅと側壁３４ｆとを繋ぐ側壁であって、空気混入部３３の側壁３３ｂと同一面を形成する側壁３４ｂを有している。更に散水部３４は、側壁３４ｅと側壁３４ｆとを繋ぐ側壁であって、空気混入部３３の側壁３３ｃよりも一段後退した面を形成する側壁３４ｃを有している。側壁３４ｂ，３４ｃ，３４ｅ，３４ｆは、給水口３１ｄと対向するように位置し流路の末端として機能する奥側の側壁３４ａに繋がっている。更に散水部３４は、側壁３４ｂと対向する本体３の部分に、側壁３４ｃと当接するように配置される散水部材３４１を有している。散水部材３４１は、本体３に設けられた凹部に嵌め込まれており、側壁３４ｂに対向する面は空気混入部３３の側壁３３ｃと同一面を形成するように構成されている。散水部材３４１は上述したように散水突起３４２を有しており、散水突起３４２の先端部分が本体３から突出するように本体３に対して取り付けられている。
【００４２】
続いて、シャワー装置Ｆ１内部の水の流れについて図４を参照しながら説明する。図４は、図１の（Ａ）のＤ−Ｄ断面を簡略化して示す図であって、シャワー装置Ｆ１に水を供給した際の内部の水の状態を示す図である。
【００４３】
図４に示すように、給水部３１に給水手段（図示しない）から水が所定圧力以上で供給されると、絞り部３２に形成された絞り流路３２１を通って下流側に噴射される。絞り流路２２１から下流側の空気混入部３３及び散水部３４に噴射された水は、空気混入部３３の側壁３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆ及び散水部３４の側壁３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅと干渉しないように、最も遠くに位置する散水孔３４３までその噴射水仮想直線ＢＷ１が延びている。噴射水仮想直線ＢＷ１は、絞り部３２から噴射される水の噴射方向を延伸させた仮想的な直線である。
【００４４】
このように絞り部３２から水が噴射されると、散水部３４及び空気混入部３３の少なくとも一部に一時的に水が溜まり、その溜まった水と空気との界面である気液界面ＢＷ３が形成される。従って、噴射水仮想直線ＢＷ１に沿って噴射された水が気液界面ＢＷ３から溜まった水に対して突入し、空気混入部３３に存在する空気を巻き込んで気泡混入水ＢＷが生成される。気泡混入水ＢＷは各水流ＢＷ２に分かれて各散水孔３４３から外部に吐出される。空気混入部３３には開口３３１が形成されているので、噴射水仮想直線ＢＷ１に沿って噴射された水が気液界面ＢＷ３から溜まった水に対して突入し、空気混入部３３に存在する空気を巻き込んでも、空気が常に供給される状態を維持することができる。
【００４５】
このように本発明の第一実施形態は、水を供給するための給水部３１と、給水部３１の下流側に設けられ、給水部３１よりも流路断面積を減少させ、通過する水を下流側に噴射するための絞り部３２と、絞り部３２の下流側に設けられ、絞り部３２を通って噴射される水に空気を混入させて気泡混入水ＢＷと成すための開口３３１が形成されている空気混入部３３と、空気混入部３３の下流側に設けられ、気泡混入水ＢＷを吐出するための複数の散水孔３４３が形成されている散水部３４と、を備え、絞り部３２から噴射される水の噴射方向を延伸させた噴射水仮想直線ＢＷ１が、空気混入部３３及び散水部３４を構成する内壁（側壁３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆ、側壁３４ｂ，３４ｃ，３４ｅ，３４ｆ、散水部材３４１）と干渉することなく散水孔３４３が形成された位置まで到達し、絞り部３２から噴射される水が空気混入部３３及び散水部３４を構成する内壁（側壁３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆ、側壁３４ｂ，３４ｃ，３４ｅ，３４ｆ、散水部材３４１）によってはその進行方向が変えられずに散水孔３４３の入口に到達することで、空気を混入させた気泡混入水ＢＷを吐出するシャワー装置Ｆ１を提供するものである。
【００４６】
本実施形態においては、給水部３１から供給される水が絞り部３２を通って空気混入部３３及び散水部３４に向けて噴射され、空気混入部３３及び散水部３４に一時的に貯留された水が散水部３３の複数の散水孔３４３から外部へと吐出される。絞り部３２を通って噴射される水は、空気混入部３３に形成されている開口３３１から取り込まれた空気を伴って、空気混入部３３及び散水部３４に一時的に貯留された水と空気との気液界面ＢＷ３に突入することで気泡混入水ＢＷとなり、散水部３４の複数の散水孔３４３から散水される。
【００４７】
本実施形態の場合、絞り部３２から噴射される水の噴射方向を延伸させた噴射水仮想直線ＢＷ１が、空気混入部３３及び散水部３４を構成する内壁と干渉することなく散水孔３４３が形成された位置まで到達するように構成されているので、絞り部３２から噴射される水は空気混入部３３及び散水部３４を構成する内壁によってはその流れが乱されることなく散水孔３４３が形成された位置まで到達する。すなわち、絞り部３２から噴射される水は散水孔が形成された散水面に沿って噴射されており、気泡混入水はその流れが撹拌されることなく散水孔から順次吐出されていく。
【００４８】
絞り部３２を通って噴射された水が気液界面ＢＷ３に突入して気泡混入水ＢＷとなる段階では、気泡混入水ＢＷ中の気泡は略均一な径となるように構成できるので、気泡混入水ＢＷはその略均一な気泡径のまま散水孔３４３が形成された位置まで到達することができる。
【００４９】
このように略均一な気泡径の気泡を含む気泡混入水ＢＷが散水孔３４３に供給されると、散水孔３４３内及び散水孔３４３から吐出された直後において気泡流又はスラグ流を形成することができる。このように略均一な気泡径の気泡を含み気泡流又はスラグ流として形成される気泡混入水ＢＷが散水孔３４３から吐出されると、環状流のようにミスト化することなく、吐出方向と略直交する方向にせん断されて略均一に粒化される。
【００５０】
散水部３４には更に、空気混入部３３に発生する速度分布を平準化するための速度分散手段として機能する棒状突起３４４が設けられている。棒状突起３４４は、近接する散水孔３４３と等距離に位置するように、散水孔３４３の間に分散配置されている。散水孔３４３と棒状突起３４４との位置関係を、図５を参照しながら説明する。
【００５１】
図５に示されるように、散水部３４内を流れる水流ＷＦの進行方向からみて、散水孔３４３が列状に配置されている各列の中間に、円形断面の棒状突起３４４が列状に配置されている。また、水流ＷＦの進行方向に直交する方向からみても、散水孔３４３が列状に配置されている各列の中間に、円形断面の棒状突起３４４が列状に配置されている。
【００５２】
このように本発明の実施形態は、水を供給するための給水部３１と、給水部３１の下流側に設けられ、給水部３１よりも流路断面積を減少させ、通過する水を下流側に噴射するための絞り部３２と、絞り部３２の下流側に設けられ、絞り部３２を通って噴射される水に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口３３１が形成されている空気混入部３３と、空気混入部３３の下流側に設けられ、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔３４３が形成されている散水部３４と、を備え、絞り部３２から噴射される水の噴射方向を延伸させた噴射水仮想直線が、空気混入部３３及び散水部３４を構成する内壁（側壁３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅａ，３３ｅｂ，３３ｆａ，３３ｆｂ、側壁３４ｂ，３４ｃ，３４ｅ，３４ｆ、散水部材３４１）と干渉することなく散水孔３４３が形成された位置まで到達するように構成され、空気を混入させた気泡混入水を吐出するシャワー装置Ｆ２を提供するものである。すなわち、絞り部３２から噴射される水は散水孔が形成された散水面に沿って噴射されており、気泡混入水はその流れが乱されることなく散水孔から順次吐出されていく。
【００５３】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ２では、空気混入部３３の構成を工夫することで、気液界面に突入した水を、複数の散水孔３４３の中で最も空気混入部３３側に形成されている最前列散水孔３４３に到達するまでの間に減速させる減速手段として機能させている。具体的には、空気混入部３３において絞り部３２から噴射された水の噴射方向に直交する断面積を、絞り部３２側で狭くなるように形成することで断面積変化手段を構成し、この断面積変化手段によって減速手段の機能を実現している。このように、空気混入部３３において絞り部３２から噴射された水の噴射方向に直交する断面積を絞り部３２側で狭くなるように形成することで断面積変化手段を構成しているので、その狭くなる部分において、絞り部３２から噴射された水が散水部３４に一時的に貯留されることによって形成される気液界面を更に絞り部３２側に向かわないように押しとどめることができる。従って、気液界面を絞り部３２と散水部３４に形成された最前列散水孔３４３（複数の散水孔３４３の中で最も絞り部３２側に形成されている散水孔３４３の総称）との間に確実に位置させると共に、気液界面に突入した水を最前列散水孔３４３に到達するまでに確実に減速させることが可能となり、最前列散水孔３４３を含む全ての散水孔３４３から確実に吐水させることができる。
【００５４】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ２では、空気混入部３３において絞り部３２から噴射された水の噴射方向に直交する断面積を、散水部３４において散水孔３４３が形成されている面（側壁３４ｃに沿った面）に沿った方向において変化させている。このように構成することで、気液界面に突入した水が減速される際の流れ方向が、散水孔３４３が形成されている面に沿った方向となり、散水孔３４３が形成されている面に交わる方向ではなくなるため、散水孔３４３が形成されている面に交わる方向に水の流れが発生し難くなる。従って、散水部３４に形成されている散水孔３４３に満遍なく水が行き渡りやすくなって、最前列散水孔３４３が形成されている領域で吐水方向に向かわない水の流れができてしまい最前列散水孔３４３を飛び越えてしまうような水の流れができ難くなるため、最前列散水孔３４３を含む全ての散水孔３４３から確実に吐水させることができる。
【００５５】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ２では、空気混入部３３において絞り部３２から噴射された水の噴射方向に直交する断面積を、徐々に変化させることで断面積変化手段を構成している。このように構成することで、空気混入部３３において気液界面に突入した後の水の流れは徐々に変化する側面に沿ったものとなる。従って、空気混入部３３において気液界面に突入した後の水の流れが澱んだり渦巻いたりといったように乱れ難くなり、最前列散水孔３４３を含む全ての散水孔３４３から確実に吐水させることができる。
【００５６】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ２では、散水部３４内に棒状突起３４４を配置することで、気液界面に突入した水によって散水部３４内に発生する水流の速度分布を抑制するための速度分散手段を構成している。この速度分散手段としての棒状突起３４４について詳述する。
【００５７】
散水部において、壁面から受ける摩擦により、水流の中央部と側壁部に速度差が生じる。図５に示す通り、側壁部は壁面摩擦の影響により、中央部に比べ低く、散水部に向かって凸状の速度分布となっている。棒状突起３４４は、気液界面に突入した水によって散水部３４内に発生する水流ＷＦを小分けして分水流ＷＦ１，ＷＦ２，ＷＦ３，ＷＦ４にするものである。このように棒状突起３４４を構成することで散水部３４内の速度分布を平準化することができる。より具体的には、気液界面に突入した水によって散水部３４内に発生する水流を小分けにすることで、中央部の水流は速度が高く、小分けにされた流路を通過する際の抵抗が大きいため、速度の低く抵抗の少ない側壁部側に流れるようにすることで、中央部と側端部の速度を平準化することができる。従って、複数設けられた散水孔３４４に、平準化された水流が到達することで、散水孔３４４から均一な速度で吐水され、使用者に良好な浴び心地のシャワーを提供することができる。
【００５８】
また本発明の変形例のシャワー装置における散水部近傍を拡大して示す拡大断面図を図７に示す。図７において、中央側の棒状突起４４４ａは太く形成され、側端側の棒状突起４４４ｂは細く形成されている。すなわち、中央側で密に配置し、側壁側で疎に配置している。この態様では、水の噴射方向に直交し、かつ、散水孔が形成されている面に沿った方向の中央側で、流路を狭める割合を側端側よりも大きくすることで水の速度を分散させるように構成されているので、水の速度の速い中央側から水の速度の遅い側端側に向かって、より確実に水の速度が分散される。
【００５９】
また図８に示すように、本実施形態に係るシャワー装置Ｆ２では、棒状突起３４４は、絞り部３２に対向する側面が絞り部３２に向かう凸状を成すように、具体的には円柱状に形成されている。このように構成することで、棒状突起３４４に散水部３４内を進行する水流ＷＦが当たって小分けされ分水流ＷＦ１，ＷＦ１，ＷＦ２，ＷＦ２となる際の抵抗を抑制することができ、散水部に形成されている散水孔に満遍なく水が行き渡りやすくなって、散水部の中央側に配置される散水孔を含む全ての散水孔から安定的に満遍なく水を吐出することができる。
【００６０】
このように本実施形態に係るシャワー装置Ｆ２では、気液界面に突入した水によって散水部内に発生する水流の速度分布を平準化するための速度分散手段としての棒状突起３４４を備えることで、散水孔３４３に到達する水流の速度を平準化し、散水部に形成されている散水孔に満遍なく水が行き渡ることで、全ての散水孔から安定的に満遍なく水を吐出することができる。。上述したように本実施形態に係るシャワー装置Ｆ２では、気液界面に突入した水が一次的に散水孔３４３に到達するまでは空気混入部３３及び散水部３４を構成する内壁によってその流れが乱されることがないように構成されており、更に散水部において、水流の速度分布を平準化することができる。従って、散水部内で水流の速度分布が生じることに起因する吐水の乱れを抑制することができる。このように本実施形態に係るシャワー装置Ｆ２では散水孔３４３に供給される水流の速度分布を平準化することで、散水孔から均一な速度で吐水されることで良好な浴び心地のシャワーを使用者に提供できる。
【００６１】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６２】
Ｆ２：シャワー装置
３：本体
３ａ：上面
３ｂ：下面
３１：給水部
３１ａ：前壁面
３１ｂ：側壁
３１ｃ：側壁
３１ｄ：給水口
３１ｅ：側壁
３１ｆ：側壁
３２：絞り部
３２ａ：仕切壁
３２ｂ：側壁
３２ｃ：側壁
３２ｅ：側壁
３２ｆ：側壁
３３：空気混入部
３３ｂ：側壁
３３ｃ：側壁
３３ｄ：側壁
３３ｅａ：側壁
３３ｅｂ：側壁
３３ｆａ：側壁
３３ｆｂ：側壁
３３ｇ：段差部
３４：散水部
３４ａ：側壁
３４ｂ：側壁
３４ｃ：側壁
３４ｅ：側壁
３４ｆ：側壁
３２１：絞り流路
３３１：開口
３４１：散水部材
３４２：散水突起
３４３：散水孔
３４４：棒状突起
４４ａ：側壁
４４ｅ：側壁
４４ｆ：側壁
４４１：開口
４４３：散水孔
４４４ａ：棒状突起
４４４ｂ：棒状突起
ＢＷ：気泡混入水
ＢＷ１：噴射水仮想直線
ＢＷ２：水流
ＢＷ３：気液界面
ＷＦ：水流
ＷＦ１，ＷＦ２：分水流
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャワー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この技術分野において、いわゆるエジェクタ効果を利用して水に空気を混入させ、気泡混入水と成して吐出するシャワー装置が知られている。シャワー装置は、その装置内に流入した水を複数の散水孔に分散して吐水するものであるから、吐水に空気を混入させる場合には、装置内に流入した水に空気を混入させてから各散水孔に分散させるように構成されている。
【０００３】
このようなシャワー装置の一例として、下記特許文献１に記載されているようなシャワー装置が提案されている。下記特許文献１に記載されているシャワー装置は、円盤状のハウジングシェルの前面に複数の散水孔が設けられており、ハウジングシェルの後面の中央から流入させた水をそれら複数の散水孔に分配して吐出するものである。このシャワー装置では、ハウジングシェルに水が流入してから空気を混入させて気泡混入水とし、この気泡混入水を円盤状のハウジングシェルの前面全体に分布するように形成されている複数の散水孔に分配するものであるので、気泡混入水の進行方向に乱流発生拡張部を配置し、この乱流発生拡張部に気泡混入水を衝突させて方向を転換させ、気泡混入水をハウジングシェルの前面全体に行き渡るようにしている。
【０００４】
また、このようなシャワー装置の別な一例として、下記特許文献２に記載されているようなシャワー装置も提案されている。下記特許文献２に記載されているシャワー装置は、湯水混合栓等のコックを開くと、ホースから水が供給されてオリフィス部材内を水が通過する。このとき、オリフィス部材の下流側に設けられている減圧室においては減圧状態が形成されるので、この減圧室内に開口した内側吸引口から空気が吸引され、水と空気とが混合される。下記特許文献２に記載されているシャワー装置はこのようにして気泡混入水を生成し、シャワーヘッドに設けられた複数の散水孔から吐出するものである。このシャワー装置では、生成後の気泡混入水は、減圧室の下流側に設けられている区画管内のネジ部材や更にその下流側のシャワーヘッド内壁に当たって方向が転換されながら散水孔に向かっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００６−５０９６２９号公報
【特許文献２】特許第３７４７３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、水に空気を混入させ気泡混入水と成してシャワー吐水を行うにあたって、その気泡混入水が使用者に当たった際の使用感をどのように設定するかは、シャワーを浴びる使用者が感じる質感として重要なものである。上記特許文献２に記載のシャワー装置では、同文献の段落００１５に記載されているように、途切れ途切れに水が使用者に当たる感覚を実現するためのものである。この「途切れ途切れ」とは、不均一な粒径に粒化された水滴が使用者に当たることで、大きな粒径の水滴が当たれば強い水浴び感を使用者に与え、小さな粒径の水滴が当たれば弱い水浴び感を使用者に与えることになり、これら水浴び感の強弱を断続的に使用者に与えることができることを表現しているものと思われる。本発明者らの具体的な考察によれば、生成直後の気泡混入水は水に対して空気が略均一に混入されていると推察されるところ、生成後の気泡混入水がネジ部材やシャワーヘッド内壁に当たって方向が転換されることで気泡同士の衝突が発生し、散水孔に到達した段階では気泡径が不均一になっているものと考えられる。そして、このような気泡混入水を散水孔から吐出することで不均一な粒径の水滴となし、それら不均一な粒径の水滴を使用者に当てることで上述したような感覚を実現しているものと考えられる。
【０００７】
一方、上記特許文献１に記載のシャワー装置によって吐出される気泡混入水の性状については同文献に記載がないが、上記特許文献２に記載のシャワー装置同様に気泡径が不均一な気泡混入水を散水孔に供給し吐出することで不均一な粒径の水滴となし、それら不均一な粒径の水滴を使用者に当てているものと考えられる。上記特許文献１に記載のシャワー装置は、気泡混入水の進行方向に乱流発生拡張部を配置し、この乱流発生拡張部に気泡混入水を衝突させて方向を転換させていることからして、上記特許文献２に記載のシャワー装置においても同様の不均一な気泡成長が起こっており、不均一な粒径の水滴を使用者に当てているものと考えられるからである。
【０００８】
本発明者らはこのような状況に対して、大粒の雨を浴びているような量感のある心地良い浴び心地のシャワー吐水を可能とするシャワー装置を提供しようと考えた。これに対して上述した従来の技術では、既述の通り不均一な粒径の水滴が使用者に当たる感覚を実現するものであるから、大粒の雨を浴びているような量感のある浴び心地のシャワー吐水を提供するものではなかった。
【０００９】
本発明者らはこの新しい浴び心地のシャワー吐水を提供するため、散水孔内及び散水孔から吐出された直後の気泡混入水の状態に着目した。散水孔内及び散水孔から吐出された直後の気泡混入水は、気体と液体という異なった２種類の流体が同一流路管内に混在・移動している気液二相流の状態にあるから、代表的な流動様式である気泡流・スラグ流・環状流のいずれかの流動様式で流動しているものと考えられる。これら流動様式はそれぞれ気泡の混在状態が異なることから、散水孔から吐出された後の粒化の状態は異なるものと考えられる。そこで本発明者らは、上述した従来の技術では、散水孔に供給される気泡混入水の気泡径が不均一であるため、これら気泡流・スラグ流・環状流が混在した状態で気泡混入水が吐出され、結果として不均一な粒径の水滴が使用者に当たる感覚となってしまっているのではないかと仮定し、散水孔に供給する気泡混入水の気泡径を均一なものとなるように制御することが必要だと考えた。
【００１０】
しかしながら、シャワー装置に水を供給する際には通常一つの供給口から供給するものであり、そのように一つの供給口から供給される水に対して空気を混入させて気泡混入水を生成するものである。これに対して、散水孔は多数設けられるものであるから、気泡混入水の進行方向を転換して各散水孔に分配する際に気泡混入水に刺激を与えることになってしまい、気泡を成長させずに各散水孔から吐出させることは極めて困難である。
【００１１】
本発明者らはこのような課題を解決し、気泡径を極力均一に保った気泡混入水を散水孔に供給することで、比較的大きく均一な粒径に粒化された水滴を連続して使用者に着水させ、使用者は大粒の雨を浴びているような量感のある浴び心地のシャワーを享受することができるシャワー装置を提供することを目的として本発明の基本構想に想到したものである。
【００１２】
このように本発明者らが想到したシャワー装置は、気泡径を極力均一に保った気泡混入水を散水孔に供給することで、比較的大きく均一な粒径に粒化された水滴を連続して使用者に着水させ、使用者は大粒の雨を浴びているような量感のある浴び心地のシャワーを享受することができるものである。具体的には、水を供給するための給水部と、前記給水部の下流側に設けられ、前記給水部よりも流路断面積を減少させ、通過する水を下流側に噴射するための絞り部と、前記絞り部の下流側に設けられ、前記絞り部を通って噴射される水に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口が形成されている空気混入部と、前記空気混入部の下流側に設けられ、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔が形成されている散水部とを備えるものである。さらに、空気混入部及び散水部に一時的に貯留される水と空気との気液界面に突入した水を、複数の散水孔の中で最も空気混入部側に形成されてなる最前列散水孔に到達するまでの間に減速させるための減速手段を備え、その減速手段が、空気混入部において絞り部から噴射された水の噴射方向に直交する断面積を、散水部において散水孔が形成されている面に沿った方向において変化させ、絞り部側で狭くなるように構成することで、散水部に形成されている複数の散水孔の中で空気混入部側に配置されている散水孔から水が吐出され難くなるという課題をも解決した優れたシャワー装置である。
【００１３】
しかしながらこのような構成を採用することで、散水部に形成されている複数の散水孔の中で中央側に配置されている散水孔から水が吐出され難くなるという従来には無かった新たな課題を見出した。
【００１４】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、気泡径を極力均一に保った気泡混入水を散水孔に供給することで、比較的大きく均一な粒径に粒化された水滴を連続して使用者に着水させ、使用者は大粒の雨を浴びているような量感のある浴び心地のシャワーを享受することができると共に、全ての散水孔から安定して吐水することが可能なシャワー装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために本発明に係るシャワー装置は、空気を混入させた気泡混入水を吐出するシャワー装置であって、水を供給するための給水部と、前記給水部の下流側に設けられ、前記給水部よりも流路断面積を減少させ、通過する水を下流側に噴射するための絞り部と、前記絞り部の下流側に設けられ、前記絞り部を通って噴射される水に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口が形成されている空気混入部と、前記空気混入部の下流側に設けられ、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔が、前記絞り部から噴射される水の噴射方向に沿って形成されている散水部と、前記空気混入部及び前記散水部に一時的に貯留される水と空気との気液界面に前記絞り部から噴射された水が突入することで気泡混入水が生成されるものであって、その気液界面に突入した水を、前記複数の散水孔の中で最も前記空気混入部側に形成されてなる最前列散水孔に到達するまでの間に減速させるための減速手段と、を備え、前記減速手段は、前記空気混入部において前記絞り部から噴射された水の噴射方向に直交する断面積を、前記散水部において前記散水孔が形成されている面に沿った方向において変化させることで、前記絞り部側で狭くなるように形成する断面積変化手段を有し、さらに、前記断面積変化手段によって水を減速させることで、水の噴射方向に直交し、かつ、散水孔が形成されている面に沿った方向に発生した水の速度分布を平準化させるために、水の速度が速いほうから水の速度が遅いほうへ水の速度を分散させる速度分散手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明においては、給水部から供給される水が絞り部を通って空気混入部及び散水部に向けて噴射され、空気混入部及び散水部に一時的に貯留された水が散水部の複数の散水孔から外部へと吐出される。絞り部を通って噴射される水は、空気混入部に形成されている開口から取り込まれた空気を伴って、空気混入部及び散水部に一時的に貯留された水と空気との気液界面に突入することで気泡混入水となり、散水部の複数の散水孔から散水される。
【００１７】
絞り部を通って噴射された水が気液界面に突入して気泡混入水となる段階では、気泡混入水中の気泡は略均一な径となるように構成できるので、気泡混入水はその略均一な気泡径のまま散水孔が形成された位置まで到達することができる。このように略均一な気泡径の気泡を含む気泡混入水が散水孔に供給されると、散水孔内及び散水孔から吐出された直後において気泡流又はスラグ流を形成することができる。このように略均一な気泡径の気泡を含み気泡流又はスラグ流として形成される気泡混入水が散水孔から吐出されると、環状流のようにミスト化することなく、吐出方向と略直交する方向にせん断されて略均一に粒化される。従って、比較的大きく均一な粒径に粒化された水滴が連続して使用者に着水し、使用者は大粒の雨を浴びているような量感のある浴び心地のシャワーを享受することができる。
【００１８】
また本発明では、絞り部を通って噴射され気液界面に突入した水が、減速手段によって、複数の散水孔の中で最も空気混入部側に形成されてなる最前列散水孔に到達するまでの間に減速させられるように構成されているので、気液界面に突入した水が、そのままの勢いで手前側に形成されている最前列散水孔を通り過ぎてしまうような状態を確実に回避することができる。従って、気液界面に突入することで生成された気泡混入水は、最前列散水孔に到達するまでに最前列散水孔から吐出されることが可能なように十分に減速され、最前列散水孔を含む全ての散水孔から安定的に満遍なく水を吐出することができる。
【００１９】
また本発明では、空気混入部において絞り部から噴射された水の噴射方向に直交する断面積を絞り部側で狭くなるように形成されてなる断面積変化手段によって減速手段を構成しているので、その狭くなる部分において、絞り部から噴射された水が散水部に一時的に貯留されることによって形成される気液界面を更に絞り部側に向かわないように押しとどめることができる。従って、気液界面を絞り部と散水部に形成された最前列散水孔との間に確実に位置させると共に、気液界面に突入した水を最前列散水孔に到達するまでに確実に減速させることが可能となり、最前列散水孔を含む全ての散水孔から確実に吐水させることができる。
【００２０】
また本発明では、空気混入部の水の噴射方向に直交する断面積を、散水孔が形成されている面に沿った方向において変化させることで断面積変化手段を構成しているので、気液界面に突入した水が減速される際の流れ方向が、散水孔が形成されている面に沿った方向となり、散水孔が形成されている面に交わる方向ではなくなるため、散水孔が形成されている面に交わる方向に水の流れが発生し難くなる。従って、散水部に形成されている散水孔に満遍なく水が行き渡りやすくなって、例えば最前列散水孔が形成されている領域で吐水方向に向かわない水の流れができてしまい最前列散水孔を飛び越えてしまうような水の流れができ難くなるため、最前列散水孔を含む全ての散水孔から確実に吐水させることができる。
【００２１】
更に本発明では、減速手段として空気混入部の水の噴射方向に直交する断面積を、散水孔が形成されている面に沿った方向において変化させることで、水の噴射方向に直交する断面積を絞り部側で狭くなるように形成された断面積変化手段を採用しているために、気液界面に突入した水が散水部に到達するまでの間に、水の噴射方向に直交し、かつ、散水孔が形成されている面に沿った方向において、中央側で速度が速くなり側端側で速度が遅くなるという速度分布を持つようになるが、その速度分布を平準化させるために水の速度が速いほうから水の速度が遅いほうへ水の速度を分散させるように構成されているので、気液界面に突入した水を水の噴射方向に直交し、かつ、散水孔が形成されている面に沿った方向の中央側においても確実に減速させることができる。従って、散水部に形成されている散水孔に満遍なく水が行き渡りやすくなって、散水部の中央側に配置される散水孔を含む全ての散水孔から安定的に満遍なく水を吐出することができる。
【００２２】
また本発明にかかるシャワー装置では、前記速度分散手段は、水の噴射方向に直交し、かつ、散水孔が形成されている面に沿った方向の中央側で、流路を狭めることによって水の速度を分散させるように構成されていることも好ましい。
【００２３】
この好ましい態様では、水の噴射方向に直交し、かつ、散水孔が形成されている面に沿った方向の中央側で、流路を狭めることによって水の速度を分散させるように構成されているので、水の速度の速い中央側から側端側に向かって、確実に水の速度が分散される。
【００２４】
また本発明にかかるシャワー装置では、前記速度分散手段は、水の噴射方向に直交し、かつ、散水孔が形成されている面に沿った方向の中央側で、側端側よりも流路を狭める割合を大きくすることによって水の速度を分散させるように構成されていることも好ましい。
【００２５】
この好ましい態様では、水の噴射方向に直交し、かつ、散水孔が形成されている面に沿った方向の中央側で、側端側よりも流路を狭める割合を大きくするので、水の速度の速い中央側では確実に側端側に向かって水の速度が分散されるとともに、側端側では中央側から分散されてきた水の速度を吸収できるので、水の噴射方向への流れを大きく乱すことなく水の速度を平準化でき、散水部に形成されている散水孔に満遍なく水が行き渡りやすくなって、散水部の中央側に配置される散水孔を含む全ての散水孔から安定的に満遍なく水を吐出することができる。
【００２６】
また本発明にかかるシャワー装置では、前記速度分散手段は、散水部内に突出する棒状突起であることも好ましい。
【００２７】
この好ましい態様では、散水部内に突出する棒状突起によって速度分散手段を構成しているので、水の噴射方向に直交し、かつ、散水孔が形成されている面に沿った方向に向かって水の速度が確実に分散される。散水孔が形成されている面に交わる方向ではなく、散水孔が形成されている面に沿った方向に向かって水の速度が分散されるので、水の噴射方向への流れを大きく乱すことなく水の速度を平準化でき、散水部に形成されている散水孔に満遍なく水が行き渡りやすくなって、散水部の中央側に配置される散水孔を含む全ての散水孔から安定的に満遍なく水を吐出することができる。
【００２８】
また本発明にかかるシャワー装置では、前記棒状突起は前記絞り部に対向する側面が前記絞り部に向かう凸状を成すように形成されていることも好ましい。
【００２９】
この好ましい態様では、棒状突起の絞り部に対向する側面を、絞り部に向かう凸状を成すように形成しているので、棒状突起に散水部内を進行する水流が当たって速度が分散される際の抵抗を抑制することができ、散水部に形成されている散水孔に満遍なく水が行き渡りやすくなって、散水部の中央側に配置される散水孔を含む全ての散水孔から安定的に満遍なく水を吐出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本願発明の第一実施形態に係るシャワー装置を示す図であって、（Ａ）は平面図を示し、（Ｂ）は側面図を示し、（Ｃ）は下面図を示している。
【図２】図１の（Ｂ）におけるＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【図３】図１の（Ａ）におけるＤ−Ｄ断面側から見た断面斜視図である。
【図４】図１の（Ａ）におけるＤ−Ｄを示す図であって、シャワー装置内の水の流れを示す図である。
【図５】図２の空気混入部近傍を拡大して示す拡大断面図である。
【図６】図２の散水部近傍を拡大して示す拡大断面図である。
【図７】本発明の変形例のシャワー装置における散水部近傍を拡大して示す拡大断面図である。
【図８】図６に示す散水部をさらに拡大し、一つの棒状突起近傍を示す断面図である。
【００３１】
続いて、本発明の実施形態であるシャワー装置について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係るシャワー装置Ｆ２を示す図であって、図１の（Ａ）は平面図を示し、図１の（Ｂ）は側面図を示し、図１の（Ｃ）は下面図を示している。図１の（Ａ）に示されるように、シャワー装置Ｆ２は主に略直方体を成す本体３によって構成されており、シャワー装置Ｆ２（本体３）の上面３ａには開口３３１が形成されている。図１の（Ｂ）に示されるように、シャワー装置Ｆ２の上面３ａと対向する下面３ｂには複数の散水突起３４２が設けられている。各散水突起３４２には散水孔３４３が形成されている。図１の（Ｃ）に示されるように、本体３の下面３ｂには複数の散水突起３４２が設けられている。本実施形態の場合、散水突起３４２は７行×５列に３５個形成されている。
【００３２】
続いて、図１の（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図である図２を参照しながらシャワー装置Ｆ２について説明を加える。図２に示されるように、シャワー装置Ｆ２は、給水部３１と、絞り部３２と、空気混入部３３と、散水部３４とを備えている。
【００３３】
給水部３１は、水を供給するための部分であって、給水口３１ｄから導入した水を絞り部３２へと供給する部分である。給水口３１ｄには図示しない給水手段（給水ホース等）が接続可能であって、その給水手段から供給される水が給水部３１から絞り部３２へと供給される。給水部３１は、水の進行方向に沿うように本体３の一部分としての側壁３１ｅ及び側壁３１ｆを有しており、側壁３１ｅと側壁３１ｆとは互いに平行になるように配置されている。
【００３４】
絞り部３２は、給水部３１の下流側に設けられており、給水部３１よりも流路断面積を減少させ、通過する水を下流側に噴射するための部分である。絞り部３２は、水の進行方向に沿うように本体３の一部分としての側壁３２ｅ及び側壁３２ｆを有しており、側壁３２ｅと側壁３２ｆとは互いに平行になるように配置されている。絞り部３２には、複数の絞り流路３２１が設けられている。絞り流路３２１は、側壁３２ｅから側壁３２ｆに向う方向に沿って二段に渡って並設されている。絞り流路３２１の配置の様子を図１１に示す。図１１は、図１の（Ｂ）のＥ矢視図である。図１１に示すように、絞り流路３２１は、上段に１０個が一列を成すように形成され、下段に９個が一列を成すように形成されている。下段の絞り流路３２１は上段の各絞り流路３２１の間に位置するように配置され、上段の絞り流路３２１と下段の各絞り流路３２１とは互いに最も近接する絞り流路３２１への距離が略同一なものとなるように交互に配置されている。換言すれば、上下段の複数段に渡って並設されている複数の絞り流路３２１それぞれは、隣接する段に設けられている一対の絞り流路３２１に対して等距離に位置するように交互に配置されている。
【００３５】
図２に戻ってその他の部分の説明を続ける。空気混入部３３は、絞り部３２の下流側に設けられており、絞り部３２を通って噴射される水に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口３３１が形成されている部分である。空気混入部３３は、水の進行方向に沿うように本体３の一部分としての側壁３３ｅａ，３３ｅｂ及び側壁３３ｆａ，３３ｆｂを有している。側壁３３ｅａと側壁３３ｆａとは互いに平行になるように配置されている。側壁３３ｅｂは側壁３３ｅａの下流側に連続して設けられている壁であって、側壁３３ｅａに繋がっている部分よりも下流側に向かって外側に流路を広げるように斜めに配置されている。同様に、側壁３３ｆｂは側壁３３ｆａの下流側に連続して設けられている壁であって、側壁３３ｆａに繋がっている部分よりも下流側に向かって外側に流路を広げるように斜めに配置されている。
【００３６】
散水部３４は、空気混入部３３の下流側に設けられており、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔３４３が形成されている部分である。散水孔３４３は、本体３に取り付けられる散水部材３４１に形成されている。散水部材３４１には、散水突起３４２が設けられており、本体３に形成されている孔（図に明示せず）を散水突起３４２が貫通して外部に露出している。散水部３４には更に、散水部内に発生する渦流を抑制するための速度分散手段として機能する棒状突起３４４が設けられている。棒状突起３４４は、近接する散水孔３４３と等距離に位置するように、散水孔３４３の間に分散配置されている。散水孔３４３と棒状突起３４４との関係については後述する。
【００３７】
図２に示すように、給水部３１を構成する側壁３１ｅと、絞り部３２を構成する側壁３２ｅと、空気混入部３３の一部を構成する側壁３３ｅａとは同一面上に位置するように配置されている。空気混入部３３の残部を構成する側壁３３ｅｂは本体３の外側側面に向かうように斜めに配置され、散水部３４を構成する側壁３４ｅに繋がっている。同様に、給水部３１を構成する側壁３１ｆと、絞り部３２を構成する側壁３２ｆと、空気混入部３３の一部を構成する側壁３３ｆａとは同一面上に位置するように配置されている。空気混入部３３の残部を構成する側壁３３ｆｂは本体３の外側側面に向かうように斜めに配置され、散水部３４を構成する側壁３４ｆに繋がっている。
【００３８】
続いて、図１の（Ａ）のＤ−Ｄ断面側から見た断面斜視図である図３を参照しながらシャワー装置Ｆ２について説明を加える。図３に示されるように、給水部３１は、側壁３１ｅと側壁３１ｆとを繋ぐ側壁３１ｂ及び側壁３１ｃを有している。側壁３１ｂ及び側壁３１ｃは、水が進行する方向に直交する方向に沿った長さが、側壁３１ｅ及び側壁３１ｆよりも長くなるように形成されている。従って、給水部３１は流路断面が扁平形状となるように形成されている。給水部３１と絞り部３２との境界部分には、前壁面３１ａが設けられていて、側壁３１ｅ，３１ｆ，３１ｂ，３１ｃは前壁面３１ａに繋がっている。前壁面３１ａは、側壁３１ｂから側壁３１ｃに延びる部分と、側壁３１ｃから側壁３１ｂに延びる部分とで構成されている。
【００３９】
前壁面３１ａを下流側に越えた領域には絞り部３２が設けられている。絞り部３２は、側壁３２ｅと側壁３２ｆとを繋ぐ側壁３２ｂ及び側壁３２ｃを有している。側壁３２ｂ及び側壁３２ｃは、水が進行する方向に直交する方向に沿った長さが、側壁３２ｅ及び側壁３２ｆよりも長くなるように形成されている。従って、絞り部３２の側壁３２ｂ,３２ｃ，３２ｅ，３２ｆで囲まれた流路断面は扁平形状となるように形成されている。絞り部３２と空気混入部３３との境界部分には仕切壁３２ａが設けられていて、側壁３２ｅ，３２ｆ，３２ｂ，３２ｃは仕切壁３２ａに繋がっている。仕切壁３２ａには、複数の貫通孔が穿たれており、それによって複数の絞り流路３２１が形成されている。
【００４０】
仕切壁３２ａを下流側に越えた領域には空気混入部３３が設けられている。空気混入部３３は、側壁３３ｅａ，３３ｅｂと側壁３３ｆａ，３３ｆｂとを繋ぐ側壁３３ｂ、側壁３３ｅａ，３３ｅｂと側壁３３ｆａ，３３ｆｂとを繋ぐ側壁であって側壁３３ｂと対向し相対的に側壁３３ｂから遠い位置に配置されている側壁３３ｃ、側壁３３ｅａ，３３ｅｂと側壁３３ｆａ，３３ｆｂを繋ぐ側壁であって側壁３３ｂと対向し相対的に側壁３３ｂに近い位置に配置されている側壁３３ｄを有している。側壁３３ｃは散水部３４側に、側壁３３ｄは絞り部３２側に、それぞれ配置されており側壁３３ｃと側壁３３ｄとを繋ぐ段差部３３ｇが形成されている。側壁３３ｂ，３３ｃ，３３ｄは、水が進行する方向に直交する方向に沿った長さが、側壁３３ｅａ，３３ｅｂ及び側壁３３ｆａ，３３ｆｂよりも長くなるように形成されている。従って、空気混入部３３は流路断面が扁平形状となるように形成されている。
【００４１】
側壁３３ｃよりも下流側の領域には散水部３４が設けられている。散水部３４は、側壁３４ｅと側壁３４ｆとを繋ぐ側壁であって、空気混入部３３の側壁３３ｂと同一面を形成する側壁３４ｂを有している。更に散水部３４は、側壁３４ｅと側壁３４ｆとを繋ぐ側壁であって、空気混入部３３の側壁３３ｃよりも一段後退した面を形成する側壁３４ｃを有している。側壁３４ｂ，３４ｃ，３４ｅ，３４ｆは、給水口３１ｄと対向するように位置し流路の末端として機能する奥側の側壁３４ａに繋がっている。更に散水部３４は、側壁３４ｂと対向する本体３の部分に、側壁３４ｃと当接するように配置される散水部材３４１を有している。散水部材３４１は、本体３に設けられた凹部に嵌め込まれており、側壁３４ｂに対向する面は空気混入部３３の側壁３３ｃと同一面を形成するように構成されている。散水部材３４１は上述したように散水突起３４２を有しており、散水突起３４２の先端部分が本体３から突出するように本体３に対して取り付けられている。
【００４２】
続いて、シャワー装置Ｆ１内部の水の流れについて図４を参照しながら説明する。図４は、図１の（Ａ）のＤ−Ｄ断面を簡略化して示す図であって、シャワー装置Ｆ１に水を供給した際の内部の水の状態を示す図である。
【００４３】
図４に示すように、給水部３１に給水手段（図示しない）から水が所定圧力以上で供給されると、絞り部３２に形成された絞り流路３２１を通って下流側に噴射される。絞り流路２２１から下流側の空気混入部３３及び散水部３４に噴射された水は、空気混入部３３の側壁３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆ及び散水部３４の側壁３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅと干渉しないように、最も遠くに位置する散水孔３４３までその噴射水仮想直線ＢＷ１が延びている。噴射水仮想直線ＢＷ１は、絞り部３２から噴射される水の噴射方向を延伸させた仮想的な直線である。
【００４４】
このように絞り部３２から水が噴射されると、散水部３４及び空気混入部３３の少なくとも一部に一時的に水が溜まり、その溜まった水と空気との界面である気液界面ＢＷ３が形成される。従って、噴射水仮想直線ＢＷ１に沿って噴射された水が気液界面ＢＷ３から溜まった水に対して突入し、空気混入部３３に存在する空気を巻き込んで気泡混入水ＢＷが生成される。気泡混入水ＢＷは各水流ＢＷ２に分かれて各散水孔３４３から外部に吐出される。空気混入部３３には開口３３１が形成されているので、噴射水仮想直線ＢＷ１に沿って噴射された水が気液界面ＢＷ３から溜まった水に対して突入し、空気混入部３３に存在する空気を巻き込んでも、空気が常に供給される状態を維持することができる。
【００４５】
このように本発明の第一実施形態は、水を供給するための給水部３１と、給水部３１の下流側に設けられ、給水部３１よりも流路断面積を減少させ、通過する水を下流側に噴射するための絞り部３２と、絞り部３２の下流側に設けられ、絞り部３２を通って噴射される水に空気を混入させて気泡混入水ＢＷと成すための開口３３１が形成されている空気混入部３３と、空気混入部３３の下流側に設けられ、気泡混入水ＢＷを吐出するための複数の散水孔３４３が形成されている散水部３４と、を備え、絞り部３２から噴射される水の噴射方向を延伸させた噴射水仮想直線ＢＷ１が、空気混入部３３及び散水部３４を構成する内壁（側壁３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆ、側壁３４ｂ，３４ｃ，３４ｅ，３４ｆ、散水部材３４１）と干渉することなく散水孔３４３が形成された位置まで到達し、絞り部３２から噴射される水が空気混入部３３及び散水部３４を構成する内壁（側壁３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆ、側壁３４ｂ，３４ｃ，３４ｅ，３４ｆ、散水部材３４１）によってはその進行方向が変えられずに散水孔３４３の入口に到達することで、空気を混入させた気泡混入水ＢＷを吐出するシャワー装置Ｆ１を提供するものである。
【００４６】
本実施形態においては、給水部３１から供給される水が絞り部３２を通って空気混入部３３及び散水部３４に向けて噴射され、空気混入部３３及び散水部３４に一時的に貯留された水が散水部３３の複数の散水孔３４３から外部へと吐出される。絞り部３２を通って噴射される水は、空気混入部３３に形成されている開口３３１から取り込まれた空気を伴って、空気混入部３３及び散水部３４に一時的に貯留された水と空気との気液界面ＢＷ３に突入することで気泡混入水ＢＷとなり、散水部３４の複数の散水孔３４３から散水される。
【００４７】
本実施形態の場合、絞り部３２から噴射される水の噴射方向を延伸させた噴射水仮想直線ＢＷ１が、空気混入部３３及び散水部３４を構成する内壁と干渉することなく散水孔３４３が形成された位置まで到達するように構成されているので、絞り部３２から噴射される水は空気混入部３３及び散水部３４を構成する内壁によってはその流れが乱されることなく散水孔３４３が形成された位置まで到達する。すなわち、絞り部３２から噴射される水は散水孔が形成された散水面に沿って噴射されており、気泡混入水はその流れが撹拌されることなく散水孔から順次吐出されていく。
【００４８】
絞り部３２を通って噴射された水が気液界面ＢＷ３に突入して気泡混入水ＢＷとなる段階では、気泡混入水ＢＷ中の気泡は略均一な径となるように構成できるので、気泡混入水ＢＷはその略均一な気泡径のまま散水孔３４３が形成された位置まで到達することができる。
【００４９】
このように略均一な気泡径の気泡を含む気泡混入水ＢＷが散水孔３４３に供給されると、散水孔３４３内及び散水孔３４３から吐出された直後において気泡流又はスラグ流を形成することができる。このように略均一な気泡径の気泡を含み気泡流又はスラグ流として形成される気泡混入水ＢＷが散水孔３４３から吐出されると、環状流のようにミスト化することなく、吐出方向と略直交する方向にせん断されて略均一に粒化される。
【００５０】
散水部３４には更に、空気混入部３３に発生する速度分布を平準化するための速度分散手段として機能する棒状突起３４４が設けられている。棒状突起３４４は、近接する散水孔３４３と等距離に位置するように、散水孔３４３の間に分散配置されている。散水孔３４３と棒状突起３４４との位置関係を、図５を参照しながら説明する。
【００５１】
図５に示されるように、散水部３４内を流れる水流ＷＦの進行方向からみて、散水孔３４３が列状に配置されている各列の中間に、円形断面の棒状突起３４４が列状に配置されている。また、水流ＷＦの進行方向に直交する方向からみても、散水孔３４３が列状に配置されている各列の中間に、円形断面の棒状突起３４４が列状に配置されている。
【００５２】
このように本発明の実施形態は、水を供給するための給水部３１と、給水部３１の下流側に設けられ、給水部３１よりも流路断面積を減少させ、通過する水を下流側に噴射するための絞り部３２と、絞り部３２の下流側に設けられ、絞り部３２を通って噴射される水に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口３３１が形成されている空気混入部３３と、空気混入部３３の下流側に設けられ、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔３４３が形成されている散水部３４と、を備え、絞り部３２から噴射される水の噴射方向を延伸させた噴射水仮想直線が、空気混入部３３及び散水部３４を構成する内壁（側壁３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅａ，３３ｅｂ，３３ｆａ，３３ｆｂ、側壁３４ｂ，３４ｃ，３４ｅ，３４ｆ、散水部材３４１）と干渉することなく散水孔３４３が形成された位置まで到達するように構成され、空気を混入させた気泡混入水を吐出するシャワー装置Ｆ２を提供するものである。すなわち、絞り部３２から噴射される水は散水孔が形成された散水面に沿って噴射されており、気泡混入水はその流れが乱されることなく散水孔から順次吐出されていく。
【００５３】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ２では、空気混入部３３の構成を工夫することで、気液界面に突入した水を、複数の散水孔３４３の中で最も空気混入部３３側に形成されている最前列散水孔３４３に到達するまでの間に減速させる減速手段として機能させている。具体的には、空気混入部３３において絞り部３２から噴射された水の噴射方向に直交する断面積を、絞り部３２側で狭くなるように形成することで断面積変化手段を構成し、この断面積変化手段によって減速手段の機能を実現している。このように、空気混入部３３において絞り部３２から噴射された水の噴射方向に直交する断面積を絞り部３２側で狭くなるように形成することで断面積変化手段を構成しているので、その狭くなる部分において、絞り部３２から噴射された水が散水部３４に一時的に貯留されることによって形成される気液界面を更に絞り部３２側に向かわないように押しとどめることができる。従って、気液界面を絞り部３２と散水部３４に形成された最前列散水孔３４３（複数の散水孔３４３の中で最も絞り部３２側に形成されている散水孔３４３の総称）との間に確実に位置させると共に、気液界面に突入した水を最前列散水孔３４３に到達するまでに確実に減速させることが可能となり、最前列散水孔３４３を含む全ての散水孔３４３から確実に吐水させることができる。
【００５４】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ２では、空気混入部３３において絞り部３２から噴射された水の噴射方向に直交する断面積を、散水部３４において散水孔３４３が形成されている面（側壁３４ｃに沿った面）に沿った方向において変化させている。このように構成することで、気液界面に突入した水が減速される際の流れ方向が、散水孔３４３が形成されている面に沿った方向となり、散水孔３４３が形成されている面に交わる方向ではなくなるため、散水孔３４３が形成されている面に交わる方向に水の流れが発生し難くなる。従って、散水部３４に形成されている散水孔３４３に満遍なく水が行き渡りやすくなって、最前列散水孔３４３が形成されている領域で吐水方向に向かわない水の流れができてしまい最前列散水孔３４３を飛び越えてしまうような水の流れができ難くなるため、最前列散水孔３４３を含む全ての散水孔３４３から確実に吐水させることができる。
【００５５】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ２では、空気混入部３３において絞り部３２から噴射された水の噴射方向に直交する断面積を、徐々に変化させることで断面積変化手段を構成している。このように構成することで、空気混入部３３において気液界面に突入した後の水の流れは徐々に変化する側面に沿ったものとなる。従って、空気混入部３３において気液界面に突入した後の水の流れが澱んだり渦巻いたりといったように乱れ難くなり、最前列散水孔３４３を含む全ての散水孔３４３から確実に吐水させることができる。
【００５６】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ２では、散水部３４内に棒状突起３４４を配置することで、気液界面に突入した水によって散水部３４内に発生する水流の速度分布を抑制するための速度分散手段を構成している。この速度分散手段としての棒状突起３４４について詳述する。
【００５７】
散水部において、壁面から受ける摩擦により、水流の中央部と側壁部に速度差が生じる。図５に示す通り、側壁部は壁面摩擦の影響により、中央部に比べ低く、散水部に向かって凸状の速度分布となっている。棒状突起３４４は、気液界面に突入した水によって散水部３４内に発生する水流ＷＦを小分けして分水流ＷＦ１，ＷＦ２，ＷＦ３，ＷＦ４にするものである。このように棒状突起３４４を構成することで散水部３４内の速度分布を平準化することができる。より具体的には、気液界面に突入した水によって散水部３４内に発生する水流を小分けにすることで、中央部の水流は速度が高く、小分けにされた流路を通過する際の抵抗が大きいため、速度の低く抵抗の少ない側壁部側に流れるようにすることで、中央部と側端部の速度を平準化することができる。従って、複数設けられた散水孔３４４に、平準化された水流が到達することで、散水孔３４４から均一な速度で吐水され、使用者に良好な浴び心地のシャワーを提供することができる。
【００５８】
また本発明の変形例のシャワー装置における散水部近傍を拡大して示す拡大断面図を図７に示す。図７において、中央側の棒状突起４４４ａは太く形成され、側端側の棒状突起４４４ｂは細く形成されている。すなわち、中央側で密に配置し、側壁側で疎に配置している。この態様では、水の噴射方向に直交し、かつ、散水孔が形成されている面に沿った方向の中央側で、流路を狭める割合を側端側よりも大きくすることで水の速度を分散させるように構成されているので、水の速度の速い中央側から水の速度の遅い側端側に向かって、より確実に水の速度が分散される。
【００５９】
また図８に示すように、本実施形態に係るシャワー装置Ｆ２では、棒状突起３４４は、絞り部３２に対向する側面が絞り部３２に向かう凸状を成すように、具体的には円柱状に形成されている。このように構成することで、棒状突起３４４に散水部３４内を進行する水流ＷＦが当たって小分けされ分水流ＷＦ１，ＷＦ１，ＷＦ２，ＷＦ２となる際の抵抗を抑制することができ、散水部に形成されている散水孔に満遍なく水が行き渡りやすくなって、散水部の中央側に配置される散水孔を含む全ての散水孔から安定的に満遍なく水を吐出することができる。
【００６０】
このように本実施形態に係るシャワー装置Ｆ２では、気液界面に突入した水によって散水部内に発生する水流の速度分布を平準化するための速度分散手段としての棒状突起３４４を備えることで、散水孔３４３に到達する水流の速度を平準化し、散水部に形成されている散水孔に満遍なく水が行き渡ることで、全ての散水孔から安定的に満遍なく水を吐出することができる。。上述したように本実施形態に係るシャワー装置Ｆ２では、気液界面に突入した水が一次的に散水孔３４３に到達するまでは空気混入部３３及び散水部３４を構成する内壁によってその流れが乱されることがないように構成されており、更に散水部において、水流の速度分布を平準化することができる。従って、散水部内で水流の速度分布が生じることに起因する吐水の乱れを抑制することができる。このように本実施形態に係るシャワー装置Ｆ２では散水孔３４３に供給される水流の速度分布を平準化することで、散水孔から均一な速度で吐水されることで良好な浴び心地のシャワーを使用者に提供できる。
【００６１】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６２】
Ｆ２：シャワー装置
３：本体
３ａ：上面
３ｂ：下面
３１：給水部
３１ａ：前壁面
３１ｂ：側壁
３１ｃ：側壁
３１ｄ：給水口
３１ｅ：側壁
３１ｆ：側壁
３２：絞り部
３２ａ：仕切壁
３２ｂ：側壁
３２ｃ：側壁
３２ｅ：側壁
３２ｆ：側壁
３３：空気混入部
３３ｂ：側壁
３３ｃ：側壁
３３ｄ：側壁
３３ｅａ：側壁
３３ｅｂ：側壁
３３ｆａ：側壁
３３ｆｂ：側壁
３３ｇ：段差部
３４：散水部
３４ａ：側壁
３４ｂ：側壁
３４ｃ：側壁
３４ｅ：側壁
３４ｆ：側壁
３２１：絞り流路
３３１：開口
３４１：散水部材
３４２：散水突起
３４３：散水孔
３４４：棒状突起
４４ａ：側壁
４４ｅ：側壁
４４ｆ：側壁
４４１：開口
４４３：散水孔
４４４ａ：棒状突起
４４４ｂ：棒状突起
ＢＷ：気泡混入水
ＢＷ１：噴射水仮想直線
ＢＷ２：水流
ＢＷ３：気液界面
ＷＦ：水流
ＷＦ１，ＷＦ２：分水流
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を混入させた気泡混入水を吐出するシャワー装置であって、
水を供給するための給水部と、
前記給水部の下流側に設けられ、前記給水部よりも流路断面積を減少させ、通過する水を下流側に噴射するための絞り部と、前記絞り部の下流側に設けられ、前記絞り部を通って噴射される水に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口が形成されている空気混入部と、
前記空気混入部の下流側に設けられ、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔が、前記絞り部から噴射される水の噴射方向に沿って形成されている散水部と、
前記空気混入部及び前記散水部に一時的に貯留される水と空気との気液界面に前記絞り部から噴射された水が突入することで気泡混入水が生成されるものであって、その気液界面に突入した水を、前記複数の散水孔の中で最も前記空気混入部側に形成されてなる最前列散水孔に到達するまでの間に減速させるための減速手段と、を備え、
前記減速手段は、前記空気混入部において前記絞り部から噴射された水の噴射方向に直交する断面積を、前記散水部において前記散水孔が形成されている面に沿った方向において変化させることで、前記絞り部側で狭くなるように形成する断面積変化手段を有し、
さらに、前記断面積変化手段によって水を減速させることで、水の噴射方向に直交し、かつ、散水孔が形成されている面に沿った方向に発生した水の速度分布を平準化させるために、水の速度が速いほうから水の速度が遅いほうへ水の速度を分散させる速度分散手段を備えることを特徴とするシャワー装置。
【請求項２】
前記速度分散手段は、水の噴射方向に直交し、かつ、散水孔が形成されている面に沿った方向の中央側で、流路を狭めることによって水の速度を分散させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシャワー装置。
【請求項３】
前記速度分散手段は、水の噴射方向に直交し、かつ、散水孔が形成されている面に沿った方向の中央側で、側端側よりも流路を狭める割合を大きくすることによって水の速度を分散させるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のシャワー装置。
【請求項４】
前記速度分散手段は、散水部内に突出する棒状突起であることを特徴とする請求項２に記載のシャワー装置。
【請求項５】
前記棒状突起は前記絞り部に対向する側面が前記絞り部に向かう凸状を成すように形成されていることを特徴とする請求項４に記載のシャワー装置。
【請求項１】
空気を混入させた気泡混入水を吐出するシャワー装置であって、
水を供給するための給水部と、
前記給水部の下流側に設けられ、前記給水部よりも流路断面積を減少させ、通過する水を下流側に噴射するための絞り部と、前記絞り部の下流側に設けられ、前記絞り部を通って噴射される水に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口が形成されている空気混入部と、
前記空気混入部の下流側に設けられ、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔が、前記絞り部から噴射される水の噴射方向に沿って形成されている散水部と、
前記空気混入部及び前記散水部に一時的に貯留される水と空気との気液界面に前記絞り部から噴射された水が突入することで気泡混入水が生成されるものであって、その気液界面に突入した水を、前記複数の散水孔の中で最も前記空気混入部側に形成されてなる最前列散水孔に到達するまでの間に減速させるための減速手段と、を備え、
前記減速手段は、前記空気混入部において前記絞り部から噴射された水の噴射方向に直交する断面積を、前記散水部において前記散水孔が形成されている面に沿った方向において変化させることで、前記絞り部側で狭くなるように形成する断面積変化手段を有し、
さらに、前記断面積変化手段によって水を減速させることで、水の噴射方向に直交し、かつ、散水孔が形成されている面に沿った方向に発生した水の速度分布を平準化させるために、水の速度が速いほうから水の速度が遅いほうへ水の速度を分散させる速度分散手段を備えることを特徴とするシャワー装置。
【請求項２】
前記速度分散手段は、水の噴射方向に直交し、かつ、散水孔が形成されている面に沿った方向の中央側で、流路を狭めることによって水の速度を分散させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシャワー装置。
【請求項３】
前記速度分散手段は、水の噴射方向に直交し、かつ、散水孔が形成されている面に沿った方向の中央側で、側端側よりも流路を狭める割合を大きくすることによって水の速度を分散させるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のシャワー装置。
【請求項４】
前記速度分散手段は、散水部内に突出する棒状突起であることを特徴とする請求項２に記載のシャワー装置。
【請求項５】
前記棒状突起は前記絞り部に対向する側面が前記絞り部に向かう凸状を成すように形成されていることを特徴とする請求項４に記載のシャワー装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１７３０８４（Ｐ２０１１−１７３０８４Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４０２３８（Ｐ２０１０−４０２３８）
【出願日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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