噴流浴装置
【課題】 本発明は、簡単な構造で旋回噴流を実現する噴流浴装置を提供する。
【解決手段】 一重構造の筒体形状を成し、前記筒体の内部に、水が導入される流水導入部と、前記流水導入部より下流側で前記流水導入部に連通し、前記流水導入部に対して流路断面が縮小された流路断面収縮部と、前記流路断面収縮部より下流側で前記流路断面収縮部に連通し、前記流路断面収縮部に対して流路断面が急拡大された流路断面急拡大部を上流側の端部に有し、且つ前記浴槽の内部に臨む噴出口を下流側の端部に有するチャンバーと、前記噴出口の近傍の前記チャンバー外に設けられ、前記噴出口から噴出される噴流の一部を遮る遮蔽体が設けられた噴流ノズルを有する噴流浴装置。
【解決手段】 一重構造の筒体形状を成し、前記筒体の内部に、水が導入される流水導入部と、前記流水導入部より下流側で前記流水導入部に連通し、前記流水導入部に対して流路断面が縮小された流路断面収縮部と、前記流路断面収縮部より下流側で前記流路断面収縮部に連通し、前記流路断面収縮部に対して流路断面が急拡大された流路断面急拡大部を上流側の端部に有し、且つ前記浴槽の内部に臨む噴出口を下流側の端部に有するチャンバーと、前記噴出口の近傍の前記チャンバー外に設けられ、前記噴出口から噴出される噴流の一部を遮る遮蔽体が設けられた噴流ノズルを有する噴流浴装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、浴槽内に噴流を噴出させる噴流ノズルを備えた噴流浴装置に関し、特にノズル中心軸まわりに旋回した噴流が噴出される噴流浴装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、浴槽壁に噴流ノズルを設けて、そのノズルから噴流を浴槽内に噴出させるものがあるが、その多くは、まっすぐに噴流を噴出させるものであり、噴流が入浴者の体の一部に局所的にあたり、噴流により受ける刺激が単調で飽きやすく、多様なマッサージ感は得られ難かった。
【0003】
特許文献1には、外形形状が略円形で内部に設けた噴流孔の噴流口が軸芯位置より偏心すると共にユニット噴流口カバー内に回転自在に収容配置されたノズル本体と、バスタブ内の水を所定圧力でノズル本体の噴流孔内に噴射するオリフィスとを備えたノズル装置が開示されている。バスタブ内の水は、オリフィスを介してノズル本体の噴流孔内に所定圧力で噴射され、空気と混合して気泡混合噴流となり、噴流孔の噴流口からバスタブ内にジェット噴流として噴射される。この時、ノズル本体の噴流口が軸芯位置に対して偏心した位置に設けられていることから、オリフィスからの噴流によってノズル本体が回転し、これにより、ジェット噴流の噴射方向が変化する回転噴流が得られる。
【0004】
しかし、特許文献1では、ノズル本体を回転させることで回転噴流を生じさせる構成であるため、そのノズル本体を回転自在に支持するための構造が複雑になり、安価に作製できない。さらには、回転摺動部分の摩耗やゴミ詰まりなどによる回転性能の低下が懸念される。
【0005】
また、特許文献1では、浴槽壁に対して取り付けられる筒状の取付部材と、この取付部材の内部で回転自在に設けられた筒状のノズル本体とが二重筒状になった入れ子構造となっている。したがって、構造が複雑になるとともに、内筒に相当するノズル本体と、外筒に相当する取付部材との間に細い隙間が形成されており、その隙間にゴミ等がつまる目詰まりの心配もある。
【0006】
また、特許文献2では、下流側に向かって流路幅を漸次拡大する案内壁を内面に有する構造体(内筒に相当)と、浴槽壁に取り付けられる構造体(外筒に相当)の内壁面との間に、下流に流れてきた流水の一部を上流側に還流させる流路が細い隙間として形成されており、特許文献2においても二重筒構造となっている。したがって、構造が複雑になると共に、狭い流路(隙間)の目詰まりの心配がある。
【0007】
また、特許文献3においても、二重筒構造のノズルとなっており、やはり同様に、構造が複雑になると共に、狭い流路(隙間)の目詰まりの心配がある。
【0008】
また、特許文献4では、噴流の運動が往復運動であるため、人体への刺激範囲が直線状の軌跡となり、刺激範囲としては不十分であった。また、さらに、特許文献4で開示の噴流ノズルは浴湯を空気中に噴出させるためのもので、腰、背中、脇腹、腕、脹脛、足裏等の、通常の入浴姿勢において浴湯中に存在する身体の一部については、刺激を与えることができない。
【0009】
また、特許文献5では、内部で旋回流を形成する単筒構造のノズルの周壁部に、ノズル筒体内への流入口が開口しており、ノズル筒体に流入した主流は筒体内で定常的かつ強力な旋回流れを形成する。そのため、ノズル出口面から吐水される噴流は、卓越した遠心力により筒体軸方向(体表面に向かう方向)への直進性は失われ、ノズル出口面全体から径方向に均一に広がった噴流となり、広範囲を単調に刺激する噴流となってしまう。
【0010】
また、特許文献6においても、内部で旋回流を形成する単筒構造のノズルの周壁部にノズル筒体内への流入口が開口しており、広範囲を単調に刺激する噴流となってしまう。
【0011】
また、特許文献7においても、内部で旋回流を形成する単筒構造のノズルの周壁部に、ノズル筒体内への流入口が開口しており、やはり同様に、広範囲を単調に刺激する噴流となってしまう。
【特許文献1】特開2001−8998
【特許文献2】特開平2−128765
【特許文献3】特開平4−61859
【特許文献4】特開平4−176461
【特許文献5】特開2006−150049
【特許文献6】特開2005−245987
【特許文献7】特開2004−513
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本発明は、簡単な構造で旋回噴流を実現する噴流浴装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の一態様によれば、浴槽と、前記浴槽の浴槽壁に開口され前記浴槽の内部に貯留された浴槽水が吸い込まれる吸入口と、前記吸入口から浴槽水を吸入し加圧して吐出する加圧装置と、前記浴槽のあふれ縁より下で前記浴槽壁に対して保持される一重構造の筒体を有し、前記筒体の内部に導入された浴槽水を、噴出方向を変化させながら前記浴槽の内部に噴出する噴流ノズルと、を備え、前記筒体の内部に、前記加圧装置から送られる加圧浴槽水が導入される流水導入部と、前記流水導入部より下流側で前記流水導入部に連通し、前記流水導入部に対して流路断面が縮小された流路断面収縮部と、前記流路断面収縮部より下流側で前記流路断面収縮部に連通し、前記流路断面収縮部に対して流路断面が急拡大された流路断面急拡大部を上流側の端部に有し、且つ前記浴槽の内部に臨む噴出口を下流側の端部に有するチャンバーと、前記噴出口の近傍の前記チャンバー外に設けられ、前記噴出口から噴出される噴流の一部を遮る遮蔽体が設けられたことを特徴とする噴流浴装置が提供される。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、簡単な構造で旋回噴流を実現する噴流浴装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【実施例】
【0016】
図2は、本発明の実施形態に係る噴流浴装置の概略構成を表す模式図である。
図3は、同噴流浴装置において浴槽を側面方向から見た模式図である。
【0017】
本実施形態に係る噴流浴装置は、図2、図3に表すように、浴槽1と、浴槽1の浴槽壁3bに開口された吸入口5と、循環路13、14と、循環路13、14の途中に設けられた加圧装置であるポンプ7と、浴槽壁4aに対して保持された噴流ノズル11とを備える。
【0018】
浴槽1は、略平行に相対向する一対の長辺側浴槽壁3a、3bと、略平行に相対向する一対の短辺側浴槽壁4a、4bとを有する。
【0019】
吸入口5は長辺側浴槽壁3bに形成されている。ポンプ7が駆動されると、浴槽1の内部に貯留された浴槽水(湯も含む)は吸入口5を介して循環路13へと吸い込まれる。
【0020】
一般に、入浴者は、一方の短辺側浴槽壁(図2に表す具体例では短辺側浴槽壁4a)に背をもたれかけて、他方の短辺側浴槽壁(図2に表す具体例では短辺側浴槽壁4b)に足を向けた姿勢で入浴するため、吸入口5を短辺側浴槽壁に形成した場合には、入浴者の背中や足裏で吸入口5がふさがれポンプ7に過剰の負荷がかかることが懸念される。したがって、吸入口5は、入浴者の身体の一部等によってふさがれにくい長辺側浴槽壁に形成するのが望ましい。なお、図2に表す具体例では、吸入口5を、長辺側浴槽壁3bに形成したが長辺側浴槽壁3aに形成してもよい。
【0021】
循環路13の一端は吸入口5に接続され、他端はポンプ7の吸入口に接続されている。循環路14の一端はポンプ7の吐出口に接続され、他端は噴流ノズル11の流水導入口に接続されている。ポンプ7は、吸入口5から循環路13内に浴槽水を吸い込むと共に、その吸い込んだ浴槽水を加圧してポンプ7の下流側の循環路14に吐出する。このポンプ7から吐出された加圧浴槽水は、噴流ノズル11の流水導入口に流入する。使用していないときに、ポンプ7内部の残留水を抜くために、ポンプ7は吸入口5よりも上方に設けることが望ましい。
【0022】
本具体例では、図2に表すように、一方の短辺側浴槽壁4aに、2つの噴流ノズル11を取り付けている。2つの噴流ノズル11は、略同じ高さ(本実施形態では、浴槽1の底面から概ね230(mm))に所定距離隔てて(本実施形態では、2つの噴流ノズル11間の距離は概ね160(mm)で、且つ、2つの噴流ノズル11の設置位置の中心と短辺側浴槽壁4a方向の中央部が一致するように)設けられている。噴流ノズル11が取り付けられた一方の短辺側浴槽壁4aの反対側の他方の短辺側浴槽壁4bの上方には浴槽側水栓が設けられる。したがって、通常、入浴者は自然と噴流ノズル11が設けられた側の短辺側浴槽壁4aに背中を向けた姿勢で入浴する。
【0023】
図1(a)は、本発明の実施形態における噴流ノズル11の模式断面図であり、図1(b)は、図1(a)におけるA−A´断面図である。
【0024】
噴流ノズル11は、一端(上流端)に、循環路14と連通される流水導入口21が設けられ、他端(下流端)に噴出口26が設けられた略円筒状の筒体20を備える。
【0025】
筒体20は、噴出口26を浴槽1の内部に臨ませて、上記一方の短辺側浴槽壁4aに保持されている。筒体20は浴槽1のあふれ縁より下で、浴槽壁4aに対して保持されている。ここで、「あふれ縁」とは、浴槽1内に浴槽水をためていったとき、最初に浴槽1内から溢れる部分の浴槽1の縁(またはリム)を意味する。このような構成のため、噴流ノズル11からの噴流を浴槽水中に噴出させることができる。
【0026】
噴流ノズル11の噴出口26は、他方の短辺側浴槽壁4bに向いている。流水導入口21は、浴槽1の外部で、循環路14に接続されている。
【0027】
流水導入口21と噴出口26との間の筒体20内部には、上流側(流水導入口21側)から順に、流水導入部22、流路断面収縮部23、チャンバー25が設けられ、これらを介して流水導入口21と噴出口26との間は連通している。
【0028】
流水導入部22は、流水導入口21と流路断面収縮部23との間に設けられ、その流路断面は流水導入口21から流路断面収縮部23に向かうにしたがって徐々に狭められている。流路断面収縮部23は、筒体20の軸中心に位置し、流水導入口21及び流水導入部22に対して流路断面が縮小されている。
【0029】
流路断面収縮部23の下流側には、流路断面収縮部23に対して流路断面が急拡大(例えば径が3倍以上急拡大)された流路断面急拡大部24を一端部(上流側端部)に有するチャンバー25が設けられている。チャンバー25は、流路断面急拡大部24の概ね内径寸法のまま噴出口26近傍まで続いている。すなわち、チャンバー25の上流側端部が流路断面急拡大部24として機能し、チャンバー25の下流側端部が噴出口26として機能する。
【0030】
流路断面収縮部23から流路断面急拡大部24にかけての筒体20内空間を囲む壁面23a、24aは略垂直に変化している。すなわち、流路断面収縮部23まわりの壁面23aは、筒体20の軸方向に対して略平行であるのに対して、流路断面急拡大部24として機能するチャンバー25の上流側端部の壁面24aは、壁面23aに対して略垂直に続いて径外方に広がって形成されている。この流路壁面の急変化により、後述するように流路断面急拡大部24にて、壁面からの流れの剥離が生じる。
【0031】
なお、壁面24aは、壁面23aに対して略垂直に広がっていることに限らず、流路断面急拡大部24にて、流れの剥離が生じる程度に、下流側に向けて流路断面が拡径する漏斗(またはラッパ)状に形成されていてもよい。ただし、壁面23aに対して略垂直に続くように壁面24aが形成されている方が、流路断面急拡大部24における流れの剥離を促進させやすい。チャンバー25の内壁面は、流路断面急拡大部24から、噴出口26のに至るまでは筒体20の軸中心Cに対して略平行に延在している。
【0032】
チャンバー25の噴出口26近傍には、出口噴流の一部を遮る遮蔽体27が設けられている。遮蔽体27は円盤状に形成され、その中心を筒体20の軸中心Cに一致させて、チャンバー25の外部に設けられている。
【0033】
次に、本発明の実施形態に係る噴流浴装置の作用について、図2を参照して説明する。
【0034】
浴槽1近傍に設けられた図示しないコントローラのスイッチを入浴者が操作すると、ポンプ7が起動し、浴槽1内に貯留された浴槽水が吸入口5から循環路13内へと吸入される。この吸入された浴槽水は、ポンプ7にて加圧されて、循環路14を介して、噴流ノズル11の流水導入口21に導入される。噴流ノズル11内に導入された加圧浴槽水は、以下に説明するように、噴出方向を不規則に変化させた旋回噴流として浴槽1内に噴出される。
【0035】
図4(a)〜(d)は、噴流ノズル11にて旋回噴流が形成される作用を説明するための模式図である。
【0036】
流水導入口21から導入された加圧浴槽水は、流水導入部22、流路断面収縮部23および流路断面急拡大部24を順に経てチャンバー25内に噴流となって流入する。加圧浴槽水が、流路断面収縮部23からチャンバー25内に流入する際、流路断面の急拡大により、筒体11内壁面に沿って流れることができなくなり、すなわち流路内壁面に対して流れの剥離が生じる。
【0037】
一般的に、噴流は、外部流体との運動量交換により外部流体を加速し、噴流内部に巻き込む。このとき、噴流近傍に壁面が存在すると、外部流体を内部に引き込むように作用する引きつけ力の反作用により、噴流自身が壁面に向かって曲げられ、再び流れが壁面に沿うようになる。つまり、チャンバー25の内壁面の周の一部に流れが再付着する。
【0038】
チャンバー25の内壁面に付着した主流は、そのままチャンバー25内壁面に沿い、噴出口26に向かって流れ、噴出口26の横断面の一部に偏って、噴出口26から浴槽1内に噴出する。
【0039】
以上のようにして、噴流ノズル11内に、主流(図4(a)において太線矢印aで表す)が形成される。
【0040】
流路断面収縮部23に比べて噴出口26の流路断面が大きく、流れは下流に向かって減速、すなわち、チャンバー25内部では下流に向かって静圧が増加する逆圧力勾配が形成されること、さらにチャンバー25外の噴出口26近傍には、噴流の直進を遮るように遮蔽体27が設けられていることによって、前述した主流の一部は、噴出口26から噴出されず、図4(b)において矢印bで表すように、チャンバー25の上流側に戻される。
【0041】
その上流側に戻された流れが、図4(c)に表すように、流路断面急拡大部24付近にて主流が剥離したよどみ領域に流れ込むことで、図4(d)に表すように、流路断面急拡大部24付近で中心軸Cまわりに旋回流が形成され、これにより、主流の内壁面に対する再付着位置が周方向で不規則に変化し、噴出口26からは中心軸Cまわりに不規則に旋回した噴流が噴出される。
【0042】
また、図5に表すように、チャンバー25の下流側において、噴出口26に続く内壁面は、筒体20の軸中心Cに向けて傾斜された環状の傾斜面28とすることができる。図6(a)〜(d)は、傾斜面28を有する噴流ノズル11にて旋回噴流が形成される作用を説明するための模式図である。図6(a)〜(d)について、上述した傾斜面28を有しない場合と同様な部分の詳細な説明は省略する。
【0043】
上述した傾斜面28を有しない場合と同様に、流水導入口21から導入された加圧浴槽水は、流路断面急拡大部24で剥離した後、チャンバー25の内壁面の周の一部に再付着し、そのままチャンバー25内壁面に沿って、噴流出口26に向かって流れる。
【0044】
その後、図6(a)に表すように、この傾斜面28により、上述した噴出口26の手前(上流側)で筒体11の軸中心に向かうように傾斜して形成された傾斜面28に沿って、軸中心Cに対して傾斜した噴流として噴出口26から浴槽1内に噴出する。このようにして、噴流ノズル11内に、主流(図6(a)において太線矢印aで表す)が形成される。
【0045】
また、上述した傾斜面28を有しない場合と同様に、主流の一部は、噴出口26から噴出されず、図6(b)において矢印bで表すように、チャンバー上流側に戻され、図6(c)に表すように、流路断面急拡大部24付近にて主流が剥離したよどみ領域に流れ込むことで、図6(d)に表すように、流路断面急拡大部24付近で中心軸Cまわりに旋回流が形成され、これにより、主流の内壁面に対する再付着位置が周方向で不規則に変化し、噴出口26からは中心軸Cまわりに不規則に旋回した噴流が噴出される。
【0046】
傾斜面28は図7に表すように、筒体20の下流端に、チャンバー25の内周面に対して略直角につながるリップ部20aを設け、リップ部の内周面が筒体11の軸中心に向かうように傾斜する構造とすることができる。この構造でも、図5に表す構造の傾斜面28とした場合と同様の効果が得られる。
【0047】
噴流ノズル11において図5に表す各寸法d、D、DCB、h、Dout、L、Xは、それぞれ以下のように設計した。流路断面収縮部23の内径d=8.4(mm)、流路断面拡大部24及びチャンバー25の内径D=27.8(mm)、遮蔽体27の外径DCB=20.9(mm)、遮蔽体27の軸方向厚さh=5.8(mm)、噴出口26の口径Dout=22.3(mm)、チャンバー25の長さL=76.6(mm)、遮蔽体27の上流側端面から噴出口26までの距離X=1.0(mm)。
【0048】
この噴流ノズル11において、ノズル先端に噴流の動きに追従してたなびくゴム製の薄膜(タフト)を取付けて噴出流を可視化した状態で、本実施形態に係る噴出ノズル11から旋回噴流を噴出させた様子を、図8の写真図に表す。上述したように、噴出方向が変化しながら噴流が噴出している様子が見られる。
【0049】
図9は、図8に示したようなタフトが振れる様子を撮影した動画(連続した画像)に対して画像解析を行い、ノズル先端から70mmの位置での噴流中心位置の時間的変化を求めたグラフである。これにより、本実施の形態で示す噴流は、ノズル先端から70mmの位置で噴流中心がおおよそ半径14mmの円軌跡を描くように、旋回しながら噴出する結果が得られた。
【0050】
入浴者は、噴流ノズル11から噴出される旋回噴流を、腰、背、肩、手、足等の身体の一部に受けることにより、マッサージ効果を得ることができる。噴流ノズル11から噴出される噴流は、一般的に広く知られる気泡浴装置による細く強い直線的な噴流とは異なり、太くやわらかい旋回噴流であるため、腰を包み込む、背中、腰全体を押すようにもみほぐすなど、局所的に強い刺激感ではなく、広範囲をもみほぐすような手もみに近いマッサージ感を得ることができ、長時間入浴していても飽きがなくゆったりとリラックスできる。また、直線的な強い噴流を局所的に受ける場合には、所望の部位にその噴流を受けるべく姿勢を保つために緊張状態になりがちであったが、本実施形態の旋回噴流は広範囲にわたってやわらかい刺激を与えるため、入浴者に緊張を強いることなく、力を抜いたリラックスした状態にさせやすい。
【0051】
さらには、数十μmの微細気泡を混入させると、気泡により白濁した噴流が実現されるため視覚的に楽しめる。
【0052】
また、本実施形態に係る噴流ノズル11は、噴流ノズル11内に導入された流体自身が、前述したようにチャンバー25内での還流作用によって、噴出口26から噴出される噴流の旋回を励起する構成となっているため、特許文献1のような回転摺動部分が不要であり、ノズル構造が単純化され、安価に作製することができ、またメンテナンスも容易になる。さらには、回転摺動部分における摩耗やゴミ詰まりなどによる旋回性能低下の心配もない。
【0053】
また、前述したように、特許文献1のノズルは二重筒状になった入れ子構造となっている。したがって、構造が複雑になるとともに、内筒に相当するノズル本体と、外筒に相当する取付部材との間に細い隙間が形成されており、その隙間にゴミ等がつまる目詰まりの心配もある。同様に、特許文献2、3においても、ノズルが二重筒構造となっている。したがって、構造が複雑になると共に、狭い流路(隙間)の目詰まりの心配がある。
【0054】
これに対して本実施形態では、特許文献1〜3のように中心の流路の外側に別の流路が細い隙間として形成されておらず、筒体20は一重構造である。すなわち、ひとつの筒体20によって周囲が囲まれる単一空間(流路)内で、噴出口26へと向かう主流、および主流とは逆方向に流れる還流が形成され、浴槽水中に旋回噴流として噴出される。したがって、構造が単純化され、安価に作製することができ、またメンテナンスも容易になる。さらには、目詰まりによる旋回性能低下の心配もない。
【0055】
本願実施形態では、従来とは異なりノズル筒体内への流入口は単筒構造のノズルの周壁部に形成されてはおらず、ノズル筒体(チャンバー)内の端面に開口している。すなわち、ノズル筒体に流入した主流は、急拡大部で剥離した後、ノズル筒体周壁に再付着しノズル出口より直進性を保ったまま噴出し、さらに、この主流のノズル筒体周壁への再付着位置がノズル筒体内部に形成される循環流れにより変化することで、噴出方向が変化するため、刺激箇所が時間とともに変化するような変化に富んだ噴流刺激が得られる。
【0056】
実際に人がマッサージをする場合において、人体表面に対して荷重を加えながら、その荷重位置を移動させるため、人体表面に対する荷重の方向は概ね人体表面に対して斜め方向となる。本実施の形態の旋回噴流は、人の手によるマッサージと同様に、中心軸Cから偏向して噴出し、且つ、噴流衝突点が移動し、人体表面に対して斜め方向から衝突するので、人の手に近い手もみマッサージ感覚を得やすい。
【0057】
上述したように、噴出口26の手前(上流側)に傾斜面28を設けなくても、主流がチャンバー25内壁の周の一部に偏ることから偏向した噴流が実現されるが、傾斜面28を設け、その傾斜面28に主流を沿わせることで、主流の偏向を促進することができ、より広範囲にわたるやわらかな旋回噴流を形成しやすくなる。
【0058】
ここで、図3に表されるように、入浴者が短辺側浴槽壁4aに背をもたれて、くつろいで入浴する場合、臀部を短辺側浴槽壁4aからやや離れた位置に置き、図示しない浴槽用枕等に頭部をのせたり、首、肩あるいは背の一部を短辺側浴槽壁4aに接触させた入浴姿勢をとることから、入浴者の上半身は自然と短辺側浴槽壁4aに対して傾斜し、噴流ノズル11が設置されている高さ(本実施の形態では底面より230mm)では、短辺側浴槽壁4aと入浴者との間には概ね30〜100(mm)程度の隙間が生じる。また、一方で、噴流ノズル11は互いに着脱自在な少なくとも2つ以上の複数のノズル構成部品からなり、これら複数のノズル構成部品によって、短辺側浴槽壁4aに開口する穴部に、例えばフランジ等の接続手段を用いて、短辺側浴槽壁4aを挟み込むようにして保持されるから、噴流ノズル11の先端つまり、噴出口26は、短辺側浴槽壁4aに対して、概ね5〜10(mm)浴槽内部に位置する。
【0059】
すなわち、噴流ノズル11を短辺側浴槽壁4aに配置することで、噴出口26から人体までの距離は概ね20〜95(mm)程度となり、短辺側浴槽壁4aに背をもたれた入浴者の身体の一部に的確に噴流を当てることができ、十分な手もみ感を与えることができる。
【0060】
一方で、噴流ノズル11から噴出される噴流は、前述したように、やわらかい刺激の旋回噴流であるため、気泡を混入した直線的な強い刺激を与える気泡噴流の場合に比べて、入浴者は噴出口26に近づきやすく、場合によっては噴出口26を背中で塞いでしまうことが起こり得る。
【0061】
しかしながら、本願発明においては、遮蔽体27が噴出口26より外に設置されており、入浴者が短辺側浴槽壁4aに背中を押し付ける姿勢で入浴した場合であっても、入浴者の背中は遮蔽体下流側端面と接し、噴出口26を塞ぐようなことは起こらず、ポンプ、配管、弁体等に過大な負荷が生じるような事はない。
【0062】
遮蔽体27とチャンバー25内壁面との隙間は、子供の指が入らないように5mm以内であることが望ましい。また、噴出口26の内周縁部は、指がかかっても安全なように、エッジ状ではなく曲面状に形成するのが望ましい。
【0063】
この噴流ノズルにおける遮蔽体47は、図10に示すように、噴出口26に向き合う面の反対側(上流側)の面が曲面状に形成できる。チャンバー25内を流れてきた浴槽水が当たる面を曲面状にすることで、浴槽水中に含まれる砂等の異物の遮蔽体47に対する衝突を緩和でき、遮蔽体47が外れたり破損するのを防止できる。
【0064】
図11は、本願第2の発明に係る遮蔽体27の支持部の具体例を表す。
【0065】
遮蔽体27は、遮蔽体27とチャンバー25の内壁部25bとの間に放射状に設けられた3本の支持部31を介して、前述したリップ部20aの内周面との間に放射状に設けられた3本の支持部31は、遮蔽体27の周方向に等間隔で設けられている。
【0066】
遮蔽体27は、流水導入口21から導入されチャンバー25を経て噴出口26へと流れる加圧浴槽水の圧力(動圧)を受けるため、支持部31が1本だけであると前記圧力に耐え得る十分な強度が得られず遮蔽体27が外れてしまう可能性があり、支持部31が2本だけであると、遮蔽体27表面に作用する前記圧力が軸中心Cに対して非軸対称分布になることにより生じる支持部周りのモーメントの影響を受け、遮蔽体27が回転してしまう可能性がある。したがって、支持部31は、3本以上設けるのがよい。
【0067】
例えば、支持部31は、遮蔽体27の周方向90°おきに4本の支持部31を設けてもよい。
【0068】
遮蔽体27は、図12(a)に表すように、遮蔽体27とチャンバー25の内壁部25aとの間に放射状に設けられた3本の支持部31を介してチャンバー25の内壁部25bに対して支持されていてもよい。
さらには、遮蔽体27は、図12(b)に表すように、遮蔽体27とチャンバー25の内壁部25bとの間に放射状に設けられた3本の支持部31を介して筒体20の出口側端面20bに対して支持されていてもよい。
【0069】
遮蔽体27は、支持部31および筒体20を構成する部材と一体に成型されることができる。これにより、部品点数を少なくすることができ、安価に作製することができる。
【0070】
図13は、本願第3の発明に係る遮蔽体27の具体例を表す。遮蔽体27は、下流側端面の形状を下流側に向けて丸みを持った曲面形状としている。噴流を受けていない状態であっても、入浴者は自身の背中を突起部に押し付けることにより、突起による直接的なマッサージを行うことができる。すなわち、噴流によるマッサージのみではなく、多彩なマッサージを行う噴流浴装置とすることができる。
【0071】
噴流ノズル11の、浴槽底面からの高さは、噴流ノズル11から噴出される噴流が浴槽1内に貯留された浴槽水の水面から飛び出さない範囲内で適宜設定できる。
【0072】
吸入口5の数は1つに限らず複数設けてもよい。
【0073】
浴槽内に砂等が混入する可能性もあり、循環路13、14内の流速が速すぎると砂等が管内壁面に衝突し損傷させるおそれがあるので、循環路13、14内の流速が概ね2(m/秒)以下になるように循環路内径が設計されることが望ましい。
【0074】
ポンプ7は、図示しないが、噴流ノズル11の流水導入口21側に一体に設けてもよい
。
【0075】
噴流ノズル11は2つに限らず、図14に表すように、1つの噴流ノズル11を短辺側浴槽壁4aに設けてもよい。もちろん、3つ以上の噴流ノズル11を設けてもよい。
【0076】
また、図15、図16に表すように、一対の長辺側浴槽壁3a、3bにおいて短辺側浴槽壁4aに近い位置(短辺側浴槽壁4aに背を向けた姿勢で入浴する入浴者の胴部の横に位置する位置)にそれぞれ噴流ノズル11を設けてもよい。図15の場合には、各噴流ノズル11の噴出口26から、入浴者の胴部側面から脚に向けて旋回噴流が噴出される。図16の場合には、各噴出口26は自身が設けられた長辺側浴槽壁3a、3bに対向する長辺側浴槽壁3a、3bに向けられ、各噴出口26からは浴槽1の長辺方向に対して略垂直に、入浴者の側部に向けて旋回噴流が噴出される。
【0077】
また、図17に表すように、入浴者の足が向けられる短辺側浴槽壁4bに、例えば浴槽短辺方向に離間して2つの噴流ノズル51を設けてもよい。この噴流ノズル51は、前述した噴流ノズル11と同様な旋回噴流を噴出するノズルであってもよいし、まっすぐに噴流を噴出するノズルであってもよい。また、噴流ノズル51は気泡が混入された噴流を噴出する気泡噴流ノズルであってもよい。各噴流ノズル51の噴出口51aは、反対側の短辺側浴槽壁4aに対向し、各噴出口51aからは入浴者の足裏、下肢、体部前面などに向けて噴流が噴出される。
【0078】
ポンプ7の吸込口は、循環路13を介して、例えば長辺側浴槽壁3bに開口された吸入口5に接続されている。ポンプ7の吐出口は、切替手段(例えば三方弁)53を介して、循環路14と循環路52に接続されている。循環路14は、一方の短辺側浴槽壁4aに設けられた噴流ノズル11に接続され、循環路52は、他方の短辺側浴槽壁4bに設けられた噴流ノズル51に接続されている。
【0079】
切替手段53は、ポンプ7から吐出される加圧浴槽水の供給先を循環路14または循環路52に選択的に切り替える。この切り替え制御は、循環路14、52のうち一方だけをポンプ7に接続させる開閉制御であってもよいし、両循環路14、52をポンプ7と接続させ、両循環路14、52に対する流量比可変制御であってもよい。
【0080】
また、複数の噴流ノズル11、51を設けた場合には、図18に表すように、各噴流ノズル11、51への浴槽水の供給経路(循環経路)を複数系統設けてもよい。
【0081】
例えば、長辺側浴槽壁3bに2つの吸入口5、55が形成され、一方の吸入口5は、循環路13、ポンプ7、循環路14を介して一方の短辺側浴槽壁4aに設けられた噴流ノズル11に接続され、他方の吸入口55は、循環路56、ポンプ57、循環路54を介して他方の短辺側浴槽壁4bに設けられた噴流ノズル51に接続されている。
【0082】
また、循環系統及びポンプを2つ設けた場合であっても、図19に表すように、各系統で1つの吸入口5を共用してもよい。
【0083】
また、図20に表すように、噴流ノズル11が取り付けられた浴槽壁4aの外壁面にポンプ60を設けてもよい。
【0084】
浴槽壁4aに吸入口5が形成されている。ポンプ60内には、吸入通路、吐出通路を介して、吸入口5と、噴流ノズル11の流水導入部に通じるポンプ室62が形成されている。ポンプ室62内にはポンプモータ61によって回転駆動されるインペラ63が配置されている。ポンプモータ61の駆動によりインペラ63が回転すると、吸入口5及び吸入通路を介して浴槽内の浴湯が吸い込まれてポンプ室62に入り、さらに吐出通路を介して噴流ノズル11内に導入され、浴槽内に噴出される。
【0085】
筒体20は、前述した実施の形態で示したような略円筒形状のみに限定されるものではなく、略楕円筒形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0086】
【図1】(a)は、本発明の実施形態に係る噴流ノズルの模式断面図であり、(b)は、(a)におけるA−A´断面図である。
【図2】本発明の実施形態に係る噴流浴装置の概略構成を表す模式図である。
【図3】同噴流浴装置において浴槽を側面方向から見た模式図である。
【図4】本実施形態に係る噴流ノズルにて旋回噴流が形成される様子を説明するための模式図である。
【図5】(a)は、本発明の他の具体例に係る噴流ノズルの模式断面図であり、(b)は、(a)におけるA−A´断面図である。
【図6】本発明の他の具体例に係る噴流ノズルにて旋回噴流が形成される様子を説明するための模式図である。
【図7】本発明の実施形態に係る噴流ノズルにおいてチャンバー下流端の構造の他の具体例を表す模式図である。
【図8】噴出ノズル先端に流れにたなびくタフトを取付けて噴出流を可視化した状態で、本実施形態に係る噴出ノズルから旋回噴流を噴出させた様子を表す写真図である。
【図9】本実施形態に係る噴流ノズルにおいて旋回噴流の噴出方向の時間変化を表すグラフ図である。
【図10】本発明の実施形態に係る噴流ノズルにおいて遮蔽体形状の他の具体例を表す模式図である。
【図11】本発明の実施形態に係る噴流ノズルにおいて遮蔽体支持部の具体例を表す模式図である。
【図12】本発明の実施形態に係る噴流ノズルにおいて遮蔽体支持部の他の具体例を表す模式図である。
【図13】本発明の実施形態に係る噴流ノズルにおいて遮蔽体形状の他の具体例を表す模式図である。
【図14】他の具体例に係る噴流浴装置の概略構成を表す模式図である。
【図15】さらに他の具体例に係る噴流浴装置の概略構成を表す模式図である。
【図16】さらに他の具体例に係る噴流浴装置の概略構成を表す模式図である。
【図17】さらに他の具体例に係る噴流浴装置の概略構成を表す模式図である。
【図18】さらに他の具体例に係る噴流浴装置の概略構成を表す模式図である。
【図19】さらに他の具体例に係る噴流浴装置の概略構成を表す模式図である。
【図20】本発明の実施形態に係る噴流浴装置においてポンプの取付形態の他の具体例を表す図である。
【符号の説明】
【0087】
1…浴槽、5…吸入口、11…噴流ノズル、20…筒体、22…流水導入部、23…流路断面収縮部、24…流路断面急拡大部、25…チャンバー、26…噴出口、27…遮蔽体、28…傾斜面、31…支持部
【技術分野】
【0001】
本発明は、浴槽内に噴流を噴出させる噴流ノズルを備えた噴流浴装置に関し、特にノズル中心軸まわりに旋回した噴流が噴出される噴流浴装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、浴槽壁に噴流ノズルを設けて、そのノズルから噴流を浴槽内に噴出させるものがあるが、その多くは、まっすぐに噴流を噴出させるものであり、噴流が入浴者の体の一部に局所的にあたり、噴流により受ける刺激が単調で飽きやすく、多様なマッサージ感は得られ難かった。
【0003】
特許文献1には、外形形状が略円形で内部に設けた噴流孔の噴流口が軸芯位置より偏心すると共にユニット噴流口カバー内に回転自在に収容配置されたノズル本体と、バスタブ内の水を所定圧力でノズル本体の噴流孔内に噴射するオリフィスとを備えたノズル装置が開示されている。バスタブ内の水は、オリフィスを介してノズル本体の噴流孔内に所定圧力で噴射され、空気と混合して気泡混合噴流となり、噴流孔の噴流口からバスタブ内にジェット噴流として噴射される。この時、ノズル本体の噴流口が軸芯位置に対して偏心した位置に設けられていることから、オリフィスからの噴流によってノズル本体が回転し、これにより、ジェット噴流の噴射方向が変化する回転噴流が得られる。
【0004】
しかし、特許文献1では、ノズル本体を回転させることで回転噴流を生じさせる構成であるため、そのノズル本体を回転自在に支持するための構造が複雑になり、安価に作製できない。さらには、回転摺動部分の摩耗やゴミ詰まりなどによる回転性能の低下が懸念される。
【0005】
また、特許文献1では、浴槽壁に対して取り付けられる筒状の取付部材と、この取付部材の内部で回転自在に設けられた筒状のノズル本体とが二重筒状になった入れ子構造となっている。したがって、構造が複雑になるとともに、内筒に相当するノズル本体と、外筒に相当する取付部材との間に細い隙間が形成されており、その隙間にゴミ等がつまる目詰まりの心配もある。
【0006】
また、特許文献2では、下流側に向かって流路幅を漸次拡大する案内壁を内面に有する構造体(内筒に相当)と、浴槽壁に取り付けられる構造体(外筒に相当)の内壁面との間に、下流に流れてきた流水の一部を上流側に還流させる流路が細い隙間として形成されており、特許文献2においても二重筒構造となっている。したがって、構造が複雑になると共に、狭い流路(隙間)の目詰まりの心配がある。
【0007】
また、特許文献3においても、二重筒構造のノズルとなっており、やはり同様に、構造が複雑になると共に、狭い流路(隙間)の目詰まりの心配がある。
【0008】
また、特許文献4では、噴流の運動が往復運動であるため、人体への刺激範囲が直線状の軌跡となり、刺激範囲としては不十分であった。また、さらに、特許文献4で開示の噴流ノズルは浴湯を空気中に噴出させるためのもので、腰、背中、脇腹、腕、脹脛、足裏等の、通常の入浴姿勢において浴湯中に存在する身体の一部については、刺激を与えることができない。
【0009】
また、特許文献5では、内部で旋回流を形成する単筒構造のノズルの周壁部に、ノズル筒体内への流入口が開口しており、ノズル筒体に流入した主流は筒体内で定常的かつ強力な旋回流れを形成する。そのため、ノズル出口面から吐水される噴流は、卓越した遠心力により筒体軸方向(体表面に向かう方向)への直進性は失われ、ノズル出口面全体から径方向に均一に広がった噴流となり、広範囲を単調に刺激する噴流となってしまう。
【0010】
また、特許文献6においても、内部で旋回流を形成する単筒構造のノズルの周壁部にノズル筒体内への流入口が開口しており、広範囲を単調に刺激する噴流となってしまう。
【0011】
また、特許文献7においても、内部で旋回流を形成する単筒構造のノズルの周壁部に、ノズル筒体内への流入口が開口しており、やはり同様に、広範囲を単調に刺激する噴流となってしまう。
【特許文献1】特開2001−8998
【特許文献2】特開平2−128765
【特許文献3】特開平4−61859
【特許文献4】特開平4−176461
【特許文献5】特開2006−150049
【特許文献6】特開2005−245987
【特許文献7】特開2004−513
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本発明は、簡単な構造で旋回噴流を実現する噴流浴装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の一態様によれば、浴槽と、前記浴槽の浴槽壁に開口され前記浴槽の内部に貯留された浴槽水が吸い込まれる吸入口と、前記吸入口から浴槽水を吸入し加圧して吐出する加圧装置と、前記浴槽のあふれ縁より下で前記浴槽壁に対して保持される一重構造の筒体を有し、前記筒体の内部に導入された浴槽水を、噴出方向を変化させながら前記浴槽の内部に噴出する噴流ノズルと、を備え、前記筒体の内部に、前記加圧装置から送られる加圧浴槽水が導入される流水導入部と、前記流水導入部より下流側で前記流水導入部に連通し、前記流水導入部に対して流路断面が縮小された流路断面収縮部と、前記流路断面収縮部より下流側で前記流路断面収縮部に連通し、前記流路断面収縮部に対して流路断面が急拡大された流路断面急拡大部を上流側の端部に有し、且つ前記浴槽の内部に臨む噴出口を下流側の端部に有するチャンバーと、前記噴出口の近傍の前記チャンバー外に設けられ、前記噴出口から噴出される噴流の一部を遮る遮蔽体が設けられたことを特徴とする噴流浴装置が提供される。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、簡単な構造で旋回噴流を実現する噴流浴装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【実施例】
【0016】
図2は、本発明の実施形態に係る噴流浴装置の概略構成を表す模式図である。
図3は、同噴流浴装置において浴槽を側面方向から見た模式図である。
【0017】
本実施形態に係る噴流浴装置は、図2、図3に表すように、浴槽1と、浴槽1の浴槽壁3bに開口された吸入口5と、循環路13、14と、循環路13、14の途中に設けられた加圧装置であるポンプ7と、浴槽壁4aに対して保持された噴流ノズル11とを備える。
【0018】
浴槽1は、略平行に相対向する一対の長辺側浴槽壁3a、3bと、略平行に相対向する一対の短辺側浴槽壁4a、4bとを有する。
【0019】
吸入口5は長辺側浴槽壁3bに形成されている。ポンプ7が駆動されると、浴槽1の内部に貯留された浴槽水(湯も含む)は吸入口5を介して循環路13へと吸い込まれる。
【0020】
一般に、入浴者は、一方の短辺側浴槽壁(図2に表す具体例では短辺側浴槽壁4a)に背をもたれかけて、他方の短辺側浴槽壁(図2に表す具体例では短辺側浴槽壁4b)に足を向けた姿勢で入浴するため、吸入口5を短辺側浴槽壁に形成した場合には、入浴者の背中や足裏で吸入口5がふさがれポンプ7に過剰の負荷がかかることが懸念される。したがって、吸入口5は、入浴者の身体の一部等によってふさがれにくい長辺側浴槽壁に形成するのが望ましい。なお、図2に表す具体例では、吸入口5を、長辺側浴槽壁3bに形成したが長辺側浴槽壁3aに形成してもよい。
【0021】
循環路13の一端は吸入口5に接続され、他端はポンプ7の吸入口に接続されている。循環路14の一端はポンプ7の吐出口に接続され、他端は噴流ノズル11の流水導入口に接続されている。ポンプ7は、吸入口5から循環路13内に浴槽水を吸い込むと共に、その吸い込んだ浴槽水を加圧してポンプ7の下流側の循環路14に吐出する。このポンプ7から吐出された加圧浴槽水は、噴流ノズル11の流水導入口に流入する。使用していないときに、ポンプ7内部の残留水を抜くために、ポンプ7は吸入口5よりも上方に設けることが望ましい。
【0022】
本具体例では、図2に表すように、一方の短辺側浴槽壁4aに、2つの噴流ノズル11を取り付けている。2つの噴流ノズル11は、略同じ高さ(本実施形態では、浴槽1の底面から概ね230(mm))に所定距離隔てて(本実施形態では、2つの噴流ノズル11間の距離は概ね160(mm)で、且つ、2つの噴流ノズル11の設置位置の中心と短辺側浴槽壁4a方向の中央部が一致するように)設けられている。噴流ノズル11が取り付けられた一方の短辺側浴槽壁4aの反対側の他方の短辺側浴槽壁4bの上方には浴槽側水栓が設けられる。したがって、通常、入浴者は自然と噴流ノズル11が設けられた側の短辺側浴槽壁4aに背中を向けた姿勢で入浴する。
【0023】
図1(a)は、本発明の実施形態における噴流ノズル11の模式断面図であり、図1(b)は、図1(a)におけるA−A´断面図である。
【0024】
噴流ノズル11は、一端(上流端)に、循環路14と連通される流水導入口21が設けられ、他端(下流端)に噴出口26が設けられた略円筒状の筒体20を備える。
【0025】
筒体20は、噴出口26を浴槽1の内部に臨ませて、上記一方の短辺側浴槽壁4aに保持されている。筒体20は浴槽1のあふれ縁より下で、浴槽壁4aに対して保持されている。ここで、「あふれ縁」とは、浴槽1内に浴槽水をためていったとき、最初に浴槽1内から溢れる部分の浴槽1の縁(またはリム)を意味する。このような構成のため、噴流ノズル11からの噴流を浴槽水中に噴出させることができる。
【0026】
噴流ノズル11の噴出口26は、他方の短辺側浴槽壁4bに向いている。流水導入口21は、浴槽1の外部で、循環路14に接続されている。
【0027】
流水導入口21と噴出口26との間の筒体20内部には、上流側(流水導入口21側)から順に、流水導入部22、流路断面収縮部23、チャンバー25が設けられ、これらを介して流水導入口21と噴出口26との間は連通している。
【0028】
流水導入部22は、流水導入口21と流路断面収縮部23との間に設けられ、その流路断面は流水導入口21から流路断面収縮部23に向かうにしたがって徐々に狭められている。流路断面収縮部23は、筒体20の軸中心に位置し、流水導入口21及び流水導入部22に対して流路断面が縮小されている。
【0029】
流路断面収縮部23の下流側には、流路断面収縮部23に対して流路断面が急拡大(例えば径が3倍以上急拡大)された流路断面急拡大部24を一端部(上流側端部)に有するチャンバー25が設けられている。チャンバー25は、流路断面急拡大部24の概ね内径寸法のまま噴出口26近傍まで続いている。すなわち、チャンバー25の上流側端部が流路断面急拡大部24として機能し、チャンバー25の下流側端部が噴出口26として機能する。
【0030】
流路断面収縮部23から流路断面急拡大部24にかけての筒体20内空間を囲む壁面23a、24aは略垂直に変化している。すなわち、流路断面収縮部23まわりの壁面23aは、筒体20の軸方向に対して略平行であるのに対して、流路断面急拡大部24として機能するチャンバー25の上流側端部の壁面24aは、壁面23aに対して略垂直に続いて径外方に広がって形成されている。この流路壁面の急変化により、後述するように流路断面急拡大部24にて、壁面からの流れの剥離が生じる。
【0031】
なお、壁面24aは、壁面23aに対して略垂直に広がっていることに限らず、流路断面急拡大部24にて、流れの剥離が生じる程度に、下流側に向けて流路断面が拡径する漏斗(またはラッパ)状に形成されていてもよい。ただし、壁面23aに対して略垂直に続くように壁面24aが形成されている方が、流路断面急拡大部24における流れの剥離を促進させやすい。チャンバー25の内壁面は、流路断面急拡大部24から、噴出口26のに至るまでは筒体20の軸中心Cに対して略平行に延在している。
【0032】
チャンバー25の噴出口26近傍には、出口噴流の一部を遮る遮蔽体27が設けられている。遮蔽体27は円盤状に形成され、その中心を筒体20の軸中心Cに一致させて、チャンバー25の外部に設けられている。
【0033】
次に、本発明の実施形態に係る噴流浴装置の作用について、図2を参照して説明する。
【0034】
浴槽1近傍に設けられた図示しないコントローラのスイッチを入浴者が操作すると、ポンプ7が起動し、浴槽1内に貯留された浴槽水が吸入口5から循環路13内へと吸入される。この吸入された浴槽水は、ポンプ7にて加圧されて、循環路14を介して、噴流ノズル11の流水導入口21に導入される。噴流ノズル11内に導入された加圧浴槽水は、以下に説明するように、噴出方向を不規則に変化させた旋回噴流として浴槽1内に噴出される。
【0035】
図4(a)〜(d)は、噴流ノズル11にて旋回噴流が形成される作用を説明するための模式図である。
【0036】
流水導入口21から導入された加圧浴槽水は、流水導入部22、流路断面収縮部23および流路断面急拡大部24を順に経てチャンバー25内に噴流となって流入する。加圧浴槽水が、流路断面収縮部23からチャンバー25内に流入する際、流路断面の急拡大により、筒体11内壁面に沿って流れることができなくなり、すなわち流路内壁面に対して流れの剥離が生じる。
【0037】
一般的に、噴流は、外部流体との運動量交換により外部流体を加速し、噴流内部に巻き込む。このとき、噴流近傍に壁面が存在すると、外部流体を内部に引き込むように作用する引きつけ力の反作用により、噴流自身が壁面に向かって曲げられ、再び流れが壁面に沿うようになる。つまり、チャンバー25の内壁面の周の一部に流れが再付着する。
【0038】
チャンバー25の内壁面に付着した主流は、そのままチャンバー25内壁面に沿い、噴出口26に向かって流れ、噴出口26の横断面の一部に偏って、噴出口26から浴槽1内に噴出する。
【0039】
以上のようにして、噴流ノズル11内に、主流(図4(a)において太線矢印aで表す)が形成される。
【0040】
流路断面収縮部23に比べて噴出口26の流路断面が大きく、流れは下流に向かって減速、すなわち、チャンバー25内部では下流に向かって静圧が増加する逆圧力勾配が形成されること、さらにチャンバー25外の噴出口26近傍には、噴流の直進を遮るように遮蔽体27が設けられていることによって、前述した主流の一部は、噴出口26から噴出されず、図4(b)において矢印bで表すように、チャンバー25の上流側に戻される。
【0041】
その上流側に戻された流れが、図4(c)に表すように、流路断面急拡大部24付近にて主流が剥離したよどみ領域に流れ込むことで、図4(d)に表すように、流路断面急拡大部24付近で中心軸Cまわりに旋回流が形成され、これにより、主流の内壁面に対する再付着位置が周方向で不規則に変化し、噴出口26からは中心軸Cまわりに不規則に旋回した噴流が噴出される。
【0042】
また、図5に表すように、チャンバー25の下流側において、噴出口26に続く内壁面は、筒体20の軸中心Cに向けて傾斜された環状の傾斜面28とすることができる。図6(a)〜(d)は、傾斜面28を有する噴流ノズル11にて旋回噴流が形成される作用を説明するための模式図である。図6(a)〜(d)について、上述した傾斜面28を有しない場合と同様な部分の詳細な説明は省略する。
【0043】
上述した傾斜面28を有しない場合と同様に、流水導入口21から導入された加圧浴槽水は、流路断面急拡大部24で剥離した後、チャンバー25の内壁面の周の一部に再付着し、そのままチャンバー25内壁面に沿って、噴流出口26に向かって流れる。
【0044】
その後、図6(a)に表すように、この傾斜面28により、上述した噴出口26の手前(上流側)で筒体11の軸中心に向かうように傾斜して形成された傾斜面28に沿って、軸中心Cに対して傾斜した噴流として噴出口26から浴槽1内に噴出する。このようにして、噴流ノズル11内に、主流(図6(a)において太線矢印aで表す)が形成される。
【0045】
また、上述した傾斜面28を有しない場合と同様に、主流の一部は、噴出口26から噴出されず、図6(b)において矢印bで表すように、チャンバー上流側に戻され、図6(c)に表すように、流路断面急拡大部24付近にて主流が剥離したよどみ領域に流れ込むことで、図6(d)に表すように、流路断面急拡大部24付近で中心軸Cまわりに旋回流が形成され、これにより、主流の内壁面に対する再付着位置が周方向で不規則に変化し、噴出口26からは中心軸Cまわりに不規則に旋回した噴流が噴出される。
【0046】
傾斜面28は図7に表すように、筒体20の下流端に、チャンバー25の内周面に対して略直角につながるリップ部20aを設け、リップ部の内周面が筒体11の軸中心に向かうように傾斜する構造とすることができる。この構造でも、図5に表す構造の傾斜面28とした場合と同様の効果が得られる。
【0047】
噴流ノズル11において図5に表す各寸法d、D、DCB、h、Dout、L、Xは、それぞれ以下のように設計した。流路断面収縮部23の内径d=8.4(mm)、流路断面拡大部24及びチャンバー25の内径D=27.8(mm)、遮蔽体27の外径DCB=20.9(mm)、遮蔽体27の軸方向厚さh=5.8(mm)、噴出口26の口径Dout=22.3(mm)、チャンバー25の長さL=76.6(mm)、遮蔽体27の上流側端面から噴出口26までの距離X=1.0(mm)。
【0048】
この噴流ノズル11において、ノズル先端に噴流の動きに追従してたなびくゴム製の薄膜(タフト)を取付けて噴出流を可視化した状態で、本実施形態に係る噴出ノズル11から旋回噴流を噴出させた様子を、図8の写真図に表す。上述したように、噴出方向が変化しながら噴流が噴出している様子が見られる。
【0049】
図9は、図8に示したようなタフトが振れる様子を撮影した動画(連続した画像)に対して画像解析を行い、ノズル先端から70mmの位置での噴流中心位置の時間的変化を求めたグラフである。これにより、本実施の形態で示す噴流は、ノズル先端から70mmの位置で噴流中心がおおよそ半径14mmの円軌跡を描くように、旋回しながら噴出する結果が得られた。
【0050】
入浴者は、噴流ノズル11から噴出される旋回噴流を、腰、背、肩、手、足等の身体の一部に受けることにより、マッサージ効果を得ることができる。噴流ノズル11から噴出される噴流は、一般的に広く知られる気泡浴装置による細く強い直線的な噴流とは異なり、太くやわらかい旋回噴流であるため、腰を包み込む、背中、腰全体を押すようにもみほぐすなど、局所的に強い刺激感ではなく、広範囲をもみほぐすような手もみに近いマッサージ感を得ることができ、長時間入浴していても飽きがなくゆったりとリラックスできる。また、直線的な強い噴流を局所的に受ける場合には、所望の部位にその噴流を受けるべく姿勢を保つために緊張状態になりがちであったが、本実施形態の旋回噴流は広範囲にわたってやわらかい刺激を与えるため、入浴者に緊張を強いることなく、力を抜いたリラックスした状態にさせやすい。
【0051】
さらには、数十μmの微細気泡を混入させると、気泡により白濁した噴流が実現されるため視覚的に楽しめる。
【0052】
また、本実施形態に係る噴流ノズル11は、噴流ノズル11内に導入された流体自身が、前述したようにチャンバー25内での還流作用によって、噴出口26から噴出される噴流の旋回を励起する構成となっているため、特許文献1のような回転摺動部分が不要であり、ノズル構造が単純化され、安価に作製することができ、またメンテナンスも容易になる。さらには、回転摺動部分における摩耗やゴミ詰まりなどによる旋回性能低下の心配もない。
【0053】
また、前述したように、特許文献1のノズルは二重筒状になった入れ子構造となっている。したがって、構造が複雑になるとともに、内筒に相当するノズル本体と、外筒に相当する取付部材との間に細い隙間が形成されており、その隙間にゴミ等がつまる目詰まりの心配もある。同様に、特許文献2、3においても、ノズルが二重筒構造となっている。したがって、構造が複雑になると共に、狭い流路(隙間)の目詰まりの心配がある。
【0054】
これに対して本実施形態では、特許文献1〜3のように中心の流路の外側に別の流路が細い隙間として形成されておらず、筒体20は一重構造である。すなわち、ひとつの筒体20によって周囲が囲まれる単一空間(流路)内で、噴出口26へと向かう主流、および主流とは逆方向に流れる還流が形成され、浴槽水中に旋回噴流として噴出される。したがって、構造が単純化され、安価に作製することができ、またメンテナンスも容易になる。さらには、目詰まりによる旋回性能低下の心配もない。
【0055】
本願実施形態では、従来とは異なりノズル筒体内への流入口は単筒構造のノズルの周壁部に形成されてはおらず、ノズル筒体(チャンバー)内の端面に開口している。すなわち、ノズル筒体に流入した主流は、急拡大部で剥離した後、ノズル筒体周壁に再付着しノズル出口より直進性を保ったまま噴出し、さらに、この主流のノズル筒体周壁への再付着位置がノズル筒体内部に形成される循環流れにより変化することで、噴出方向が変化するため、刺激箇所が時間とともに変化するような変化に富んだ噴流刺激が得られる。
【0056】
実際に人がマッサージをする場合において、人体表面に対して荷重を加えながら、その荷重位置を移動させるため、人体表面に対する荷重の方向は概ね人体表面に対して斜め方向となる。本実施の形態の旋回噴流は、人の手によるマッサージと同様に、中心軸Cから偏向して噴出し、且つ、噴流衝突点が移動し、人体表面に対して斜め方向から衝突するので、人の手に近い手もみマッサージ感覚を得やすい。
【0057】
上述したように、噴出口26の手前(上流側)に傾斜面28を設けなくても、主流がチャンバー25内壁の周の一部に偏ることから偏向した噴流が実現されるが、傾斜面28を設け、その傾斜面28に主流を沿わせることで、主流の偏向を促進することができ、より広範囲にわたるやわらかな旋回噴流を形成しやすくなる。
【0058】
ここで、図3に表されるように、入浴者が短辺側浴槽壁4aに背をもたれて、くつろいで入浴する場合、臀部を短辺側浴槽壁4aからやや離れた位置に置き、図示しない浴槽用枕等に頭部をのせたり、首、肩あるいは背の一部を短辺側浴槽壁4aに接触させた入浴姿勢をとることから、入浴者の上半身は自然と短辺側浴槽壁4aに対して傾斜し、噴流ノズル11が設置されている高さ(本実施の形態では底面より230mm)では、短辺側浴槽壁4aと入浴者との間には概ね30〜100(mm)程度の隙間が生じる。また、一方で、噴流ノズル11は互いに着脱自在な少なくとも2つ以上の複数のノズル構成部品からなり、これら複数のノズル構成部品によって、短辺側浴槽壁4aに開口する穴部に、例えばフランジ等の接続手段を用いて、短辺側浴槽壁4aを挟み込むようにして保持されるから、噴流ノズル11の先端つまり、噴出口26は、短辺側浴槽壁4aに対して、概ね5〜10(mm)浴槽内部に位置する。
【0059】
すなわち、噴流ノズル11を短辺側浴槽壁4aに配置することで、噴出口26から人体までの距離は概ね20〜95(mm)程度となり、短辺側浴槽壁4aに背をもたれた入浴者の身体の一部に的確に噴流を当てることができ、十分な手もみ感を与えることができる。
【0060】
一方で、噴流ノズル11から噴出される噴流は、前述したように、やわらかい刺激の旋回噴流であるため、気泡を混入した直線的な強い刺激を与える気泡噴流の場合に比べて、入浴者は噴出口26に近づきやすく、場合によっては噴出口26を背中で塞いでしまうことが起こり得る。
【0061】
しかしながら、本願発明においては、遮蔽体27が噴出口26より外に設置されており、入浴者が短辺側浴槽壁4aに背中を押し付ける姿勢で入浴した場合であっても、入浴者の背中は遮蔽体下流側端面と接し、噴出口26を塞ぐようなことは起こらず、ポンプ、配管、弁体等に過大な負荷が生じるような事はない。
【0062】
遮蔽体27とチャンバー25内壁面との隙間は、子供の指が入らないように5mm以内であることが望ましい。また、噴出口26の内周縁部は、指がかかっても安全なように、エッジ状ではなく曲面状に形成するのが望ましい。
【0063】
この噴流ノズルにおける遮蔽体47は、図10に示すように、噴出口26に向き合う面の反対側(上流側)の面が曲面状に形成できる。チャンバー25内を流れてきた浴槽水が当たる面を曲面状にすることで、浴槽水中に含まれる砂等の異物の遮蔽体47に対する衝突を緩和でき、遮蔽体47が外れたり破損するのを防止できる。
【0064】
図11は、本願第2の発明に係る遮蔽体27の支持部の具体例を表す。
【0065】
遮蔽体27は、遮蔽体27とチャンバー25の内壁部25bとの間に放射状に設けられた3本の支持部31を介して、前述したリップ部20aの内周面との間に放射状に設けられた3本の支持部31は、遮蔽体27の周方向に等間隔で設けられている。
【0066】
遮蔽体27は、流水導入口21から導入されチャンバー25を経て噴出口26へと流れる加圧浴槽水の圧力(動圧)を受けるため、支持部31が1本だけであると前記圧力に耐え得る十分な強度が得られず遮蔽体27が外れてしまう可能性があり、支持部31が2本だけであると、遮蔽体27表面に作用する前記圧力が軸中心Cに対して非軸対称分布になることにより生じる支持部周りのモーメントの影響を受け、遮蔽体27が回転してしまう可能性がある。したがって、支持部31は、3本以上設けるのがよい。
【0067】
例えば、支持部31は、遮蔽体27の周方向90°おきに4本の支持部31を設けてもよい。
【0068】
遮蔽体27は、図12(a)に表すように、遮蔽体27とチャンバー25の内壁部25aとの間に放射状に設けられた3本の支持部31を介してチャンバー25の内壁部25bに対して支持されていてもよい。
さらには、遮蔽体27は、図12(b)に表すように、遮蔽体27とチャンバー25の内壁部25bとの間に放射状に設けられた3本の支持部31を介して筒体20の出口側端面20bに対して支持されていてもよい。
【0069】
遮蔽体27は、支持部31および筒体20を構成する部材と一体に成型されることができる。これにより、部品点数を少なくすることができ、安価に作製することができる。
【0070】
図13は、本願第3の発明に係る遮蔽体27の具体例を表す。遮蔽体27は、下流側端面の形状を下流側に向けて丸みを持った曲面形状としている。噴流を受けていない状態であっても、入浴者は自身の背中を突起部に押し付けることにより、突起による直接的なマッサージを行うことができる。すなわち、噴流によるマッサージのみではなく、多彩なマッサージを行う噴流浴装置とすることができる。
【0071】
噴流ノズル11の、浴槽底面からの高さは、噴流ノズル11から噴出される噴流が浴槽1内に貯留された浴槽水の水面から飛び出さない範囲内で適宜設定できる。
【0072】
吸入口5の数は1つに限らず複数設けてもよい。
【0073】
浴槽内に砂等が混入する可能性もあり、循環路13、14内の流速が速すぎると砂等が管内壁面に衝突し損傷させるおそれがあるので、循環路13、14内の流速が概ね2(m/秒)以下になるように循環路内径が設計されることが望ましい。
【0074】
ポンプ7は、図示しないが、噴流ノズル11の流水導入口21側に一体に設けてもよい
。
【0075】
噴流ノズル11は2つに限らず、図14に表すように、1つの噴流ノズル11を短辺側浴槽壁4aに設けてもよい。もちろん、3つ以上の噴流ノズル11を設けてもよい。
【0076】
また、図15、図16に表すように、一対の長辺側浴槽壁3a、3bにおいて短辺側浴槽壁4aに近い位置(短辺側浴槽壁4aに背を向けた姿勢で入浴する入浴者の胴部の横に位置する位置)にそれぞれ噴流ノズル11を設けてもよい。図15の場合には、各噴流ノズル11の噴出口26から、入浴者の胴部側面から脚に向けて旋回噴流が噴出される。図16の場合には、各噴出口26は自身が設けられた長辺側浴槽壁3a、3bに対向する長辺側浴槽壁3a、3bに向けられ、各噴出口26からは浴槽1の長辺方向に対して略垂直に、入浴者の側部に向けて旋回噴流が噴出される。
【0077】
また、図17に表すように、入浴者の足が向けられる短辺側浴槽壁4bに、例えば浴槽短辺方向に離間して2つの噴流ノズル51を設けてもよい。この噴流ノズル51は、前述した噴流ノズル11と同様な旋回噴流を噴出するノズルであってもよいし、まっすぐに噴流を噴出するノズルであってもよい。また、噴流ノズル51は気泡が混入された噴流を噴出する気泡噴流ノズルであってもよい。各噴流ノズル51の噴出口51aは、反対側の短辺側浴槽壁4aに対向し、各噴出口51aからは入浴者の足裏、下肢、体部前面などに向けて噴流が噴出される。
【0078】
ポンプ7の吸込口は、循環路13を介して、例えば長辺側浴槽壁3bに開口された吸入口5に接続されている。ポンプ7の吐出口は、切替手段(例えば三方弁)53を介して、循環路14と循環路52に接続されている。循環路14は、一方の短辺側浴槽壁4aに設けられた噴流ノズル11に接続され、循環路52は、他方の短辺側浴槽壁4bに設けられた噴流ノズル51に接続されている。
【0079】
切替手段53は、ポンプ7から吐出される加圧浴槽水の供給先を循環路14または循環路52に選択的に切り替える。この切り替え制御は、循環路14、52のうち一方だけをポンプ7に接続させる開閉制御であってもよいし、両循環路14、52をポンプ7と接続させ、両循環路14、52に対する流量比可変制御であってもよい。
【0080】
また、複数の噴流ノズル11、51を設けた場合には、図18に表すように、各噴流ノズル11、51への浴槽水の供給経路(循環経路)を複数系統設けてもよい。
【0081】
例えば、長辺側浴槽壁3bに2つの吸入口5、55が形成され、一方の吸入口5は、循環路13、ポンプ7、循環路14を介して一方の短辺側浴槽壁4aに設けられた噴流ノズル11に接続され、他方の吸入口55は、循環路56、ポンプ57、循環路54を介して他方の短辺側浴槽壁4bに設けられた噴流ノズル51に接続されている。
【0082】
また、循環系統及びポンプを2つ設けた場合であっても、図19に表すように、各系統で1つの吸入口5を共用してもよい。
【0083】
また、図20に表すように、噴流ノズル11が取り付けられた浴槽壁4aの外壁面にポンプ60を設けてもよい。
【0084】
浴槽壁4aに吸入口5が形成されている。ポンプ60内には、吸入通路、吐出通路を介して、吸入口5と、噴流ノズル11の流水導入部に通じるポンプ室62が形成されている。ポンプ室62内にはポンプモータ61によって回転駆動されるインペラ63が配置されている。ポンプモータ61の駆動によりインペラ63が回転すると、吸入口5及び吸入通路を介して浴槽内の浴湯が吸い込まれてポンプ室62に入り、さらに吐出通路を介して噴流ノズル11内に導入され、浴槽内に噴出される。
【0085】
筒体20は、前述した実施の形態で示したような略円筒形状のみに限定されるものではなく、略楕円筒形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0086】
【図1】(a)は、本発明の実施形態に係る噴流ノズルの模式断面図であり、(b)は、(a)におけるA−A´断面図である。
【図2】本発明の実施形態に係る噴流浴装置の概略構成を表す模式図である。
【図3】同噴流浴装置において浴槽を側面方向から見た模式図である。
【図4】本実施形態に係る噴流ノズルにて旋回噴流が形成される様子を説明するための模式図である。
【図5】(a)は、本発明の他の具体例に係る噴流ノズルの模式断面図であり、(b)は、(a)におけるA−A´断面図である。
【図6】本発明の他の具体例に係る噴流ノズルにて旋回噴流が形成される様子を説明するための模式図である。
【図7】本発明の実施形態に係る噴流ノズルにおいてチャンバー下流端の構造の他の具体例を表す模式図である。
【図8】噴出ノズル先端に流れにたなびくタフトを取付けて噴出流を可視化した状態で、本実施形態に係る噴出ノズルから旋回噴流を噴出させた様子を表す写真図である。
【図9】本実施形態に係る噴流ノズルにおいて旋回噴流の噴出方向の時間変化を表すグラフ図である。
【図10】本発明の実施形態に係る噴流ノズルにおいて遮蔽体形状の他の具体例を表す模式図である。
【図11】本発明の実施形態に係る噴流ノズルにおいて遮蔽体支持部の具体例を表す模式図である。
【図12】本発明の実施形態に係る噴流ノズルにおいて遮蔽体支持部の他の具体例を表す模式図である。
【図13】本発明の実施形態に係る噴流ノズルにおいて遮蔽体形状の他の具体例を表す模式図である。
【図14】他の具体例に係る噴流浴装置の概略構成を表す模式図である。
【図15】さらに他の具体例に係る噴流浴装置の概略構成を表す模式図である。
【図16】さらに他の具体例に係る噴流浴装置の概略構成を表す模式図である。
【図17】さらに他の具体例に係る噴流浴装置の概略構成を表す模式図である。
【図18】さらに他の具体例に係る噴流浴装置の概略構成を表す模式図である。
【図19】さらに他の具体例に係る噴流浴装置の概略構成を表す模式図である。
【図20】本発明の実施形態に係る噴流浴装置においてポンプの取付形態の他の具体例を表す図である。
【符号の説明】
【0087】
1…浴槽、5…吸入口、11…噴流ノズル、20…筒体、22…流水導入部、23…流路断面収縮部、24…流路断面急拡大部、25…チャンバー、26…噴出口、27…遮蔽体、28…傾斜面、31…支持部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
浴槽と、前記浴槽の浴槽壁に開口され前記浴槽の内部に貯留された浴槽水が吸い込まれる吸入口と、前記吸入口から浴槽水を吸入し加圧して吐出する加圧装置と、前記浴槽のあふれ縁より下で前記浴槽壁に対して保持される一重構造の筒体を有し、前記筒体の内部に導入された浴槽水を、噴出方向を変化させながら前記浴槽の内部に噴出する噴流ノズルと、を備え、前記筒体の内部に、前記加圧装置から送られる加圧浴槽水が導入される流水導入部と、前記流水導入部より下流側で前記流水導入部に連通し、前記流水導入部に対して流路断面が縮小された流路断面収縮部と、前記流路断面収縮部より下流側で前記流路断面収縮部に連通し、前記流路断面収縮部に対して流路断面が急拡大された流路断面急拡大部を上流側の端部に有し、且つ前記浴槽の内部に臨む噴出口を下流側の端部に有するチャンバーと、前記噴出口の近傍の前記チャンバー外に設けられ、前記噴出口から噴出される噴流の一部を遮る遮蔽体が設けられたことを特徴とする噴流浴装置。
【請求項2】
前記遮蔽体は、前記遮蔽体と前記チャンバーの壁面との間に放射状に設けられた3つ以上の支持部を介して前記筒体に対して支持されていることを特徴とする請求項1記載の噴流浴装置。
【請求項3】
前記遮蔽体の下流側端面が下流側に向けた曲面形状に形成されることを特徴とする請求項1または2記載の噴流浴装置。
【請求項1】
浴槽と、前記浴槽の浴槽壁に開口され前記浴槽の内部に貯留された浴槽水が吸い込まれる吸入口と、前記吸入口から浴槽水を吸入し加圧して吐出する加圧装置と、前記浴槽のあふれ縁より下で前記浴槽壁に対して保持される一重構造の筒体を有し、前記筒体の内部に導入された浴槽水を、噴出方向を変化させながら前記浴槽の内部に噴出する噴流ノズルと、を備え、前記筒体の内部に、前記加圧装置から送られる加圧浴槽水が導入される流水導入部と、前記流水導入部より下流側で前記流水導入部に連通し、前記流水導入部に対して流路断面が縮小された流路断面収縮部と、前記流路断面収縮部より下流側で前記流路断面収縮部に連通し、前記流路断面収縮部に対して流路断面が急拡大された流路断面急拡大部を上流側の端部に有し、且つ前記浴槽の内部に臨む噴出口を下流側の端部に有するチャンバーと、前記噴出口の近傍の前記チャンバー外に設けられ、前記噴出口から噴出される噴流の一部を遮る遮蔽体が設けられたことを特徴とする噴流浴装置。
【請求項2】
前記遮蔽体は、前記遮蔽体と前記チャンバーの壁面との間に放射状に設けられた3つ以上の支持部を介して前記筒体に対して支持されていることを特徴とする請求項1記載の噴流浴装置。
【請求項3】
前記遮蔽体の下流側端面が下流側に向けた曲面形状に形成されることを特徴とする請求項1または2記載の噴流浴装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【公開番号】特開2009−82255(P2009−82255A)
【公開日】平成21年4月23日(2009.4.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−252927(P2007−252927)
【出願日】平成19年9月28日(2007.9.28)
【出願人】(000010087)TOTO株式会社 (3,889)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年4月23日(2009.4.23)
【国際特許分類】
【出願日】平成19年9月28日(2007.9.28)
【出願人】(000010087)TOTO株式会社 (3,889)
【Fターム(参考)】
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