JP2007167808A - 水吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人体により有用な作用を及ぼすことができる水吐出器具を提供する。
【解決手段】シャワーヘッド１０の吐水部１２には、水導入路１５から接線方向に向かうように導入される水を周壁に沿って旋回させるとともに、旋回状態の水を旋回中心方向に移動させる旋回室１６が形成されている。また、旋回室１６の下流には、旋回室１６から旋回状態のままで導入した水の流路を絞って旋回状態のまま吐水する絞り部１７が形成されている。また、絞り部１７の下流側には、絞り部１７から旋回状態で導入される水をより大きな旋回半径で旋回させるとともに水排出孔１４ａを通じて外部に吐出させる混合室１８が形成されている。さらに、外部から導入した空気を絞り部１７及び混合室１８の内周面上の開口から同絞り部１７及び混合室１８内に放出するための第１空気導入路１９及び第２空気導入路２０が形成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、シャワーヘッドや、浴槽用泡水吐出装置等の水吐出装置に係り、詳しくは、吐出する水流中にマイクロバブルを発生させる水吐出装置に関するものである。この明細書において、「水」とは、「湯」及び「水」を含む。

従来、この種の技術としては、例えば特許文献１に記載されたシャワーヘッドがある。図８に示すように、このシャワーヘッド５０においては、ヘッド本体５１の基端に装着された連結具５２に給水ホースＨが接続され、連結具５２内側の水路を介して給水ホースＨがヘッド本体５１内の水路に連通される。この連結具５２の水路上には、給水ホースＨから導入した水の流路を絞るノズル部５３が形成され、このノズル部５３の下流側には混気管ノズル５４が形成されている。さらに、連結具５２には、混気管ノズル５４の内側に外部から空気を導入する吸気路５５が形成されている。

そして、給水ホースＨからシャワーヘッド５０側に供給された水は、まず、ノズル部５３において流路が絞られることにより流速を増大させる。流速が増大した水は、ノズル部５３から混気管ノズル５４に排出される。このとき、混気管ノズル５４内においてキャビテーションによる負圧が発生し、この負圧により吸気路５５を通じて外部から空気が混気管ノズル５４内に吸入される。この空気は、混気管ノズル５４内で水に混じり合い、水とともにシャワーヘッド５０から吐出される。このシャワーヘッド５０によれば、空気が混入された水を人体にかけることにより、人体の洗浄効果を高めることができるとしている。
特開２００５−２１８６８１号公報

ところで、上記特許文献１のシャワーヘッド５０によれば、直径数ｍｍ程度の気泡を含む水が吐水される。しかしながら、このような大きさの気泡を含んだ水を人体にかけても、細胞を活性化させたり、血流を促進させたりするといったようなより有用な作用を人体に及ぼすことはできなかった。

この発明の目的は、人体により有用な作用を及ぼすことができる水吐出器具を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、外部から水が供給される水導入路と、この水導入路から接線方向に向かうように導入される水を周壁に沿って旋回させるとともに、旋回状態の水を旋回中心方向に移動させて吐出する旋回室と、同旋回室から旋回状態のままで導入した水の流路を絞るとともに旋回状態のまま流速を上げて吐出する絞り部と、同絞り部から旋回状態で導入される水をより大きな旋回半径で旋回させるとともに水吐出孔を通じて外部に吐出する混合室と、外部から導入した気体を前記混合室の内周面上の開口から同混合室内に放出するための気体導入路とをハウジングの内部に形成したことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記旋回室、絞り部及び混合室は共通の軸線を有することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記気体導入路は、前記混合室の外周において放射状に延びるように複数形成されるとともにそれぞれがハウジングの外部に開口されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記気体導入路は、前記混合室の外周において同混合室を囲む環状に形成されるとともに前記ハウジングの外部に連通される共通導入路と、この共通導入路の内周側から混合室に放射状に延びる複数の分配路とからなることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、シャワーヘッドであることを特徴とする。

この発明において、外部から水導入路に供給された水は、水導入路から旋回室に導入されることによって旋回流となった後、絞り部によって流路が絞られることにより旋回流のままで流速を上げる。そして、旋回流のままで流速が上げられた水は、旋回流の状態で混合室に導入され、より大きな旋回半径で旋回するようになる。すると、旋回流における外周側の圧力が中心側の圧力よりも低くなるため、気体導入路を介して外部から混合室に気体が導入される。このとき、混合室の周壁に沿って旋回する水により、気体導入路から混合室に導入される気体が剪断されてマイクロバブルとなる。そして、このマイクロバブルは、混合室から水吐出口を介して水とともに外部に吐出される。従って、マイクロバブルを含む水流を吐出することができるので、この水流を人体に当てることにより、細胞の活性化、血流の促進等といったマイクロバブルによるより有用な作用が人体に及ぼされる。また、この発明によれば、ハウジングの上側に水路及び空気路を形成するだけの簡単な構成で、水流中にマイクロバブルを発生させることができる。

また、気体導入路は、混合室の外周において放射状に延びるように複数形成されるとともにそれぞれがハウジングの外部に開口されていることが好ましい。この場合には、ハウジング外部から混合室に空気が効率良く導入されるので、空気からなるマイクロバブルをより多量に含む水を吐出することができる。

また、気体導入路は、混合室の外周において同混合室を囲む環状に形成されるとともに前記ハウジングの外部に連通される共通導入路と、この共通導入路の内周側から混合室に放射状に延びる複数の分配路とからなることが好ましい。この場合には、共通導入路に空気以外の気体を供給することができるので、空気以外の気体からなるマイクロバブルを含んだ水を吐出することができる。

（第１実施形態）
次に、この発明を、シャワーヘッドに具体化した第１実施形態について図１、図２及び図４を用いて説明する。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、シャワーヘッド１０は、図示しない給水ホースが接続される取手１１を備え、この取手１１の先端には、吐水部１２が一体的に形成されている。シャワーヘッド１０は、取手１１全体と吐水部１２の殆どを形成する合成樹脂製のハウジング１３と、吐水部１２の一部を形成するとともにハウジング１３に一体化される合成樹脂製の拡散放水板１４とにより構成されている。

取手１１の内部には、給水ホースＨから水が供給される水導入路１５が形成されている。水導入路１５は、吐水部１２の内側の旋回室１６に対し、その接線方向に向かうように接続されている。この旋回室１６は、水導入路１５から接線方向に向かうように供給された水をその周壁に沿って内部で旋回させるとともに、その旋回流を旋回中心方向（図１（ａ）における下向き）に移動させるようになっている。なお、旋回室１６は、旋回流が進行する方向に向かって直径を徐々に大きくする形状に形成されている。

旋回室１６の下流側には、旋回室１６と共通の軸線を有するように形成されるとともに旋回室１６から同軸線方向に水を導入する絞り部１７が形成されている。この絞り部１７は、旋回室１６から旋回状態のままで導入した水の流路を絞るとともに旋回状態のまま流速を上げて吐出するようになっている。

また、絞り部１７の下流側には、旋回室１６及び絞り部１７と共通の軸線を有するように形成されるとともに絞り部１７から同軸線方向に水が流入する混合室１８が形成されている。この混合室１８は、絞り部１７から旋回状態で導入される水をより大きな旋回半径で旋回させるようになっている。

さらに、絞り部１７及び混合室１８の外周側には、外部から導入した空気を混合室１８内に放出するための気体導入路としての第１空気導入路１９及び第２空気導入路２０がそれぞれ４つずつ形成されている。各第１空気導入路１９は、混合室１８の外周において放射状に延びるように複数形成され、それぞれの一端が混合室１８の周壁に開口されるとともにその他端がハウジング１３の表面に開口されている。また、各第２空気導入路２０も第１空気導入路１９と同様に、混合室１８の外周において放射状に延びるように複数形成され、それぞれの一端が絞り部１７の内周面に開口されるとともにその他端側がハウジング１３の表面に開口されている。そして、混合室１８は、前記拡散放水板１４によって外部から区画されるとともに、拡散放水板１４に設けられた複数の孔１４ａを介して外部に吐水するようになっている。

さて、上記シャワーヘッド１０は、例えば図４に示すように、水道栓Ｓに直接接続して用いられる。シャワーヘッド１０の水導入路１５に供給された水道水は、水導入路１５から旋回室１６に対して接線方向に向かうように供給され、旋回室１６内で旋回流となって絞り部１７に供給される。絞り部１７に供給された水は、旋回流のまま流速が上げられた状態で混合室１８に流入する。

混合室１８に流入した水道水は、混合室１８内において遠心力により大きな旋回半径で旋回する。すると、旋回流において流速がより高い外周側の圧力が、旋回流の中心側の圧力よりも低下する。このため、各第１空気導入路１９及び各第２空気導入路２０を介して外部から混合室１８内に空気が導入される。このとき、混合室１８の周壁に沿って旋回する水により、各第１空気導入路１９及び各第２空気導入路２０から混合室１８に導入される空気が剪断されてマイクロバブルとなる。このマイクロバブルは、拡散放水板１４の各孔１４ａを介して、水道水とともに混合室１８から外部に排出される。この結果、このシャワーヘッド１０からは、マイクロバブルを含む水が吐出される。

従って、上記実施形態によれば、マイクロバブルが含まれた水を吐出することができるので、この水を人体に浴びることにより、マイクロバブルによる細胞の活性化や、血流の促進といった有用な作用が人体に及ぼされる。

また、ハウジング１３の内側に、水路としての旋回室１６、絞り部１７及び混合室１８と、空気路としての第１空気導入路１９及び第２空気導入路２０とを形成するだけの簡単な構成によって、水流中にマイクロバブルを発生させることができる。

さらに、混合室１８の外周において放射状に延びるように形成された複数の第１空気導入路１９により、ハウジング１３の外部から効率良く空気が導入されるので、空気からなるマイクロバブルをより多量に含む水を吐出することができる。

次に、以上のように構成されたこの実施形態のシャワーヘッド１０の実施例について説明する。

上記実施形態のシャワーヘッド１０の前記絞り部１７、混合室１８、第１空気導入路１９及び第２空気導入路２０の寸法を以下のようにした実施例についてマイクロバブルの発生状態を調べた。

絞り部１７の内径 約８ｍｍ
混合室１８の内径 約３０ｍｍ
第１空気導入路１９の内径 約２ｍｍ
第２空気導入路２０の内径 約２ｍｍ
このシャワーヘッド１０を静水圧０．３ＭＰａの水道管に接続し、毎分１０リットルの水道水をシャワーヘッド１０に供給した。このとき、シャワーヘッド１０から吐水される水の中の気泡を光学顕微鏡で拡大した状態で撮影し、その直径を測定した。この結果、水の中に存在する気泡の直径は、平均値が３０μｍであり、その範囲は１０〜１００μｍであった。従って、この実施例のシャワーヘッド１０によれば、マイクロバブルを含む水を吐水することが分かった。なお、直径が１０μｍ未満の気泡については、光学顕微鏡の解像度の不足により測定できなかった。

（第２実施形態）
次に、この発明を具体化した第２実施形態を図３及び図５に従って説明する。尚、第１実施形態と同じ構成については、符号を同じにしてその説明を省略し、第１実施形態と異なる共通導入路３０、分配路３１及び接続部３２のみについて詳述する。

図３（ａ），（ｂ）に示すように、このシャワーヘッド１０においては、前記第１実施形態のシャワーヘッド１０とは異なり、第１空気導入路１９及び第２空気導入路２０は吐水部１２に形成されていない。この代わりに、シャワーヘッド１０には、接続部３２を介して外部から導入した空気、炭酸ガス等の気体を、混合室１８に導入するための共通導入路３０及び分配路３１がそれぞれ形成されている。共通導入路としての共通導入路３０は、混合室１８の外周において混合室１８を囲む環状に形成されるとともに、接続部３２を介して外部に連通される。分配路としての分配路３１は、共通導入路３０の内周側から混合室１８に放射状に延びている。

さて、上記シャワーヘッド１０は、図５に示すように、前記接続部３２に空気パイプ３３の一端を接続した後、シャワーヘッド１０を浴槽３４内の水中に沈めるとともに空気パイプ３３の他端を浴槽３４の水の外に出した状態で使用される。この状態において、シャワーヘッド１０に水道水を供給すると、シャワーヘッド１０から浴槽３４の水中に水道水が吐出される。このとき、空気パイプ３３を介して空気が混合室１８に吸い込まれてマイクロバブルとなり、水道水とともに浴槽３４内の水中に吐出される。すなわち、この実施形態のシャワーヘッド１０を浴槽３４の水中に沈めて用いることにより、浴槽３４をジャグジーとして使うことができる。

従って、シャワーヘッド１０から浴槽３４の水中に吐出される水を浴槽３４内で人体に浴びることにより、細胞の活性化、血流の促進等といったマイクロバブルによるより有用な作用が人体に及ぼされる。

また、接続部３２を介して共通導入路３０に空気以外の気体を供給することができるので、空気以外の気体からなるマイクロバブルを含んだ水を吐出することができる。
次に、以上のように構成されたこの実施形態のシャワーヘッド１０の実施例について説明する。

上記実施形態のシャワーヘッド１０の前記絞り部１７、混合室１８、分配路３１の内径を以下のようにした実施例についてマイクロバブルの発生状態を調べた。
絞り部１７の内径 約８ｍｍ
混合室１８の内径 約３０ｍｍ
分配路３１の内径 約２ｍｍ
このシャワーヘッド１０を、第１実施形態の実施例と同様に、静水圧０．３ＭＰａの水道管に接続し、浴槽３４の水中に沈めた状態で毎分１０リットルの水道水をシャワーヘッド１０に供給した。すると、通水と同時にシャワーヘッド１０から白濁した水が吐出し、浴槽３４内の水全体に拡がった。このとき、シャワーヘッド１０から吐水される水の中の気泡を光学顕微鏡で拡大した状態で撮影し、その直径を測定した。この結果、水の中に存在する気泡の直径は、平均値が３０μｍであり、その範囲は１０〜１００μｍであった。また、浴槽３４の水の単位容積内に存在する気泡の数を計数したところ、第１実施形態のシャワーヘッド１０から吐水された水中の気泡の数よりも多かった。従って、この実施例のシャワーヘッド１０によれば、マイクロバブルを含む水を吐水することが分かった。なお、直径が１０μｍ未満の気泡については、光学顕微鏡の解像度の不足により測定できなかった。

なお、上記実施形態を以下のように変更してもよい。
・ 図６に示すように、浴槽３４の水中に沈めたシャワーヘッド１０に対し、例えば電動ポンプ３５を用いて浴槽内の水を循環供給する。この場合には、電動ポンプ３５によって浴槽３４内の水を循環させることにより、浴槽３４内の水にマイクロバブルが存在する状態を維持することができるので、浴槽３４に入っている間中、マイクロバブルによる有用な効果を得ることができる。この場合の実施例においても、前記第２実施形態のシャワーヘッド１０の実施例と同様の結果を得ることができた。

・ 図７に示すように、シャワーヘッド１０の接続部３２に、ガスホース３６を介して炭酸ガスボンベ３７を接続し、炭酸ガスのマイクロバブルを含む水をシャワーヘッド１０から吐水させる。この場合には、炭酸ガスのマイクロバブルを含んだ水を人体に浴びることができる。この場合の実施例においても、前記第１実施形態のシャワーヘッド１０の実施例と同様の結果を得ることができた。但し、炭酸ガスのマイクロバブルは白色であり、空気のマイクロバブルが黒色がかった灰色であるという明確な相違が見られた。これは、炭酸ガスと水との境界面における屈折率の相違によるものと考えられる。あるいは、マイクロバブルの内部においてはガスが高圧に圧縮されているので、このガスが境膜中に溶解して境膜の性質が変化したためと考えられる。この場合には、マイクロバブルによる細胞の活性化、血流の促進等の作用に加えて、炭酸ガスによる生理活性効果が得られる。

・ 図７に示すように、炭酸ガスを供給するようにしたシャワーヘッド１０を浴槽の湯の中に沈めるとともに、このシャワーヘッド１０に給湯器から湯を供給して用いることもできる。すなわち、シャワーヘッド１０を、炭酸ガスのマイクロバブルを発生するジャグジーとして用いる。この場合には、シャワーヘッド１０から噴出する湯の噴流によるマッサージ効果を得ることができる。また、炭酸泉を人体の肌の周囲に集中することができる。さらに、炭酸ガスを大気中に逃がさず、浴槽内の湯に溶かし込むことができるので、炭酸鉱泉の効果を得ることができる。すなわち、浴槽内の湯全体を炭酸鉱泉にする場合とは異なり、人体の肌の周囲の湯だけの炭酸濃度を上げることができる。このため、大きな設備を用いることなく、低いコストで炭酸鉱泉の効果を得ることができる。

・ 上記第１実施形態において、図２（ｂ）において二点鎖線で示すように、第１空気導入路１９及び第２空気導入路２０を、水流の旋回方向に向く渦巻き形状に形成する。これと同様に、図３（ｂ）において二点鎖線で示すように、上記第２実施形態において、分配路３１を、水流の旋回方向に向くように形成する。

（ａ）は第１実施形態のシャワーヘッドを示す正面図、（ｂ）は（ａ）におけるａ−ａ線断面図。 （ａ）は図１（ａ）におけるｂ−ｂ線断面図、（ｂ）は図１（ｂ）におけるｃ−ｃ線断面図。 （ａ）は第２実施形態のシャワーヘッドを示す縦断面図、（ｂ）は同じく底面図。 第１実施形態のシャワーヘッドの使用状態を示す模式図。 第２実施形態のシャワーヘッドの使用状態を示す模式図。 他の実施形態のシャワーヘッドの使用状態を示す模式図。 他の実施形態のシャワーヘッドの使用状態を示す模式図。 従来のシャワーヘッドを示す縦断面図。

符号の説明

１０…シャワーヘッド、１３…ハウジング、１５…水導入路、１６…旋回室、１７…絞り部、１８…混合室、１９…第１空気導入路、２０…第２空気導入路、３０…共通導入路、３１…分配路、３２…接続部。

Claims (5)

1. 外部から水が供給される水導入路と、
   この水導入路から接線方向に向かうように導入される水を周壁に沿って旋回させるとともに、旋回状態の水を旋回中心方向に移動させて吐出する旋回室と、
   同旋回室から旋回状態のままで導入した水の流路を絞るとともに旋回状態のまま流速を上げて吐出する絞り部と、
   同絞り部から旋回状態で導入される水をより大きな旋回半径で旋回させるとともに水吐出孔を通じて外部に吐出する混合室と、
   外部から導入した気体を前記混合室の内周面上の開口から同混合室内に放出するための気体導入路とをハウジングの内部に形成したことを特徴とする水吐出装置。
2. 前記旋回室、絞り部及び混合室は共通の軸線を有することを特徴とする請求項１に記載の水吐出装置。
3. 前記気体導入路は、前記混合室の外周において放射状に延びるように複数形成されるとともにそれぞれがハウジングの外部に開口されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水吐出装置。
4. 前記気体導入路は、前記混合室の外周において同混合室を囲む環状に形成されるとともに前記ハウジングの外部に連通される共通導入路と、この共通導入路の内周側から混合室に放射状に延びる複数の分配路とからなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水吐出装置。
5. シャワーヘッドであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の水吐出装置。

Images