吐水装置的制作方法

文档序号:11220218
吐水装置的制造方法

本发明涉及一种吐水装置,尤其涉及一种从吐水口使水(热水或一般水)一边进行往复振动一边被吐出的吐水装置。



背景技术:

已知从吐水口吐出的水的方向像发生振动似地发生变化的喷头。在像该喷头这样的吐水装置中,通过被供给的水的给水压来像发生振动似地驱动喷嘴,改变从吐出口吐出的水的方向。在该类型的吐水装置中,由于从单一的吐水口能够向比较广的范围吐出水,因此期待可紧凑构成能够向比较广的范围吐水的吐水装置。

另一方面,在日本国特开2000-120141号公报(专利文献1)中记载有温水洗净便座装置。在该温水洗净便座装置中,使用流体元件喷嘴来引发自激振荡,像发生振动似地改变洗净水的喷出方向。具体而言,如图11所示,在该温水洗净便座装置中,在喷射喷嘴102的两侧设置有反馈流路104。各反馈流路104是与喷射喷嘴102连通的环状的流路,构成为在喷射喷嘴102内流动的洗净水的一部分流入并进行循环。另外,喷射喷嘴102呈朝着椭圆形断面的喷射口102a以锥状扩展的形状。

当供给洗净水时,从喷射喷嘴102喷射的洗净水因附壁效应(Coanda effect)而被引向椭圆形断面的喷射口102a的任意一侧的壁面,沿着该壁面被喷射(图11的状态a)。当洗净水沿着一个壁面被喷射时,洗净水也流入洗净水被喷射的一侧的反馈流路104内,反馈流路104内的压力上升。被喷射的洗净水因该压力上升而被按压,洗净水被引向相反侧的壁面,沿着相反侧的壁面被喷射(图11的状态a→b→c)。而且,当洗净水沿着相反侧的壁面被喷射时,这回则相反侧的反馈流路104内的压力上升,被喷射的洗净水被压回(图11的状态c→b→a)。通过反复发挥该作用,从而被喷射的洗净水在图11的状态a与c之间像发生振动似地改变方向。

另外,日本国特开2004-275985号公报(专利文献2)中记载有射流元件。该射流元件上像横穿流体喷出喷嘴似地设置有连结通道,因该连结通道的作用而流体喷出喷嘴内的上侧或下侧的压力交替上升。因该压力上升而被按压的喷流因附壁效应而成为沿着流体喷出喷嘴的上侧板被喷射的喷流或者沿着下侧板被喷射的喷流,上述状态以一定周期发生反复,像发生振动似地喷流的喷射方向发生变化。

而且,在日本国特公昭58-49300号公报(专利文献3)中记载有振动喷洒装置。该振动喷洒装置具有如图12所示的结构,利用在前室110内发生的卡门涡旋,像发生振动似地改变从出口112喷射的喷流的方向。首先,从入口孔114流入前室110内的流体冲突于以岛状设置在前室110内的三角形断面的障碍物116。当流体发生冲突时,在障碍物116的下游侧,在障碍物116的上侧与下侧交替产生卡门涡旋,成为涡旋列。

该卡门涡旋的涡旋列一边成长一边到达出口112。在出口112附近,存在涡旋列的渦旋的一侧的流速变快,相反侧的流速变慢。在图12所示的例子中,由于卡门涡旋在障碍物116的上侧与下侧交替产生,该涡旋列依次到达出口112,因此在出口112附近,上侧的流速比较快的状态与下侧的流速比较快的状态交替出现。在上侧的流速比较快的状态下,流速比较快的流体冲突于出口112上侧的壁面110a而改变方向,从出口112喷射的流体作为整体成为朝向斜下方的喷流。另一方面,在下侧的流速比较快的状态下,流速比较快的流体冲突于出口112下侧的壁面110b,从出口112喷射朝着斜上方喷射喷流。由于这样的状态交替地反复出现,因此来自出口112的喷流一边进行往复振动一边被喷射。

以上,也可以考虑将专利文献1至3所记载的流体元件应用于喷头等的吐水装置,使水一边进行往复振动一边被吐出。

专利文献1:日本国特开2000-120141号公报

专利文献2:日本国特开2004-275985号公报

专利文献3:日本国特公昭58-49300号公报



技术实现要素:

首先,对散水喷嘴像发生振动似地进行驱动而改变被吐出的水方向的吐水装置存在如下问题,由于需要驱动喷嘴,因此喷嘴周边的结构变复杂,难以将多个喷嘴紧凑地收纳于吐水装置。另外,在该类型的吐水装置中存在如下问题,由于喷嘴进行物理性动作,因此可动部分容易磨损,为了避免磨损,构成可动部的构件的材质选择受制约。而且,由于需要用难以磨损的材料来形成结构复杂的可动部分,因此存在成本高的问题。

另一方面,由于专利文献1至3所记载的类型的喷射装置利用流体元件的振荡现象,不需要设置可动构件而就能够改变流体的喷射方向,因此存在通过简单的结构可紧凑构成喷嘴部分的优点。

但是,本发明的发明者发现了如下问题,在将专利文献1及2所记载的流体元件应用于喷头等的吐水装置时,对于被喷射的水的喷淋感并不出色。在此,发明者想要实现的出色的喷淋感是指液滴大的水无遗漏地被吐出到较广范围的状态。即,在从喷头吐出的水的液滴过于小时,水呈雾状,即使被同等量的水所喷淋,也无法得到被喷淋的真实感。另外,如果被吐出的水在吐水范围内变得不均匀,则无法均匀地冲洗使用者有意想被喷淋的部分,使用感变得不佳。

在此,由于专利文献1及2所记载的流体元件利用了被喷出的流体因附壁效应而要沿着壁面流动的现象,因此在向吐出范围内喷射的流体上产生不均。即,在图11所示的温水便座装置中,虽然被喷射的洗净水在状态a、b、c之间过渡,但是实际上喷流被引向壁面的状态a及状态c的期间较长,而处于这些之间的状态(状态b附近)的期间则极短。因此,在将专利文献1及2所记载的流体元件应用于喷头等的吐水装置时,处于吐水范围的周边部分的吐水量较多且中央附近的吐水量较少的“中空”状态,喷淋感变得不佳。

与此相对,由于专利文献3所记载的流体元件应用了卡门涡旋,因此几乎不产生喷流一边被引向壁面一边流动的现象。因此,在因吐水方向像发生振动似地发生变化而形成的吐水范围内,能够得到大致均匀的吐水量。但是,本发明的发明者发现了如下问题,在将如图12所示的流体元件应用于喷头等的吐水装置时,被喷射的水的往复振动范围较强地依赖于被喷出的水流量而发生变化。即,在图12所示的流体元件中,如果加大流量且加快从出口112喷射的水的流速,则水以较大的速度冲突于壁面110a(或者110b)而较大地转换方向。因此,在流量较大的状态下,相对于从出口112喷射的水扩展到较广范围,如果流量变小则吐水范围变小。这样,如果伴随流量的变化而吐水范围较大地发生变化,则成为使用不便的吐水装置。

从而,本发明所要解决的技术问题是提供一种吐水装置,通过简单的结构可紧凑构成,可得到使用方便的吐水。

为了解决上述问题,本发明是一种吐水装置,从吐水口使水一边进行往复振动一边被吐出,具有:吐水装置本体;及振动产生元件,被设置于该吐水装置本体,使被供给的水一边进行往复振动一边被吐出,其特征为,振动产生元件具有:给水通路,从吐水装置本体供给的水流入;水冲突部,以堵住该给水通路的流路断面的一部分的方式配置在给水通路的下游侧端部,因被给水通路所引导的水的冲突而在其下游侧交替产生相反方向的涡旋;涡旋列通路,设置在给水通路的下游侧,一边使因水冲突部而形成的涡旋成长一边对其进行引导;及整流通路,是配置在该涡旋列通路的下游侧的通路,对包含被涡旋列通路所引导的涡旋列在内的水一边进行整流一边进行吐出,在涡旋列通路的下游侧,在与整流通路相比更长范围的跨度上设置有锥形部分,以便流路断面积朝着下游侧发生缩小,在锥形部分设置有以锥状发生变化的相对的一对壁面。

根据这样构成的本发明,由于能够通过振动产生元件使从吐水装置吐出的水进行往复振动,因此能够通过紧凑且简单的结构从1个吐水口向较广范围吐出水。另外,由于不需要活动吐水喷嘴就能够改变吐水方向,因此不存在可动部发生磨损等的问题,能够构成低成本且耐久性高的吐水装置。另外,由于在振动产生元件的涡旋列通路中设置有流路断面积缩小的锥形部,因此吐水范围不会依赖于水的吐水流量而较大地发生变化,能够构成使用方便的吐水装置。即,由于在涡旋列通路内流动的水沿着该以锥状发生变化的壁面流动,水的流向被规定为大致沿向以锥状发生变化的壁面的方向,因此吐水范围难以起因于流量的变化而发生变化,能够使吐水范围大致一定。

但是,虽然能够通过使水沿着以锥状发生变化的壁面流动,从而改善对于吐水流量的吐水范围的依赖性,但是因该结构而产生新的技术问题。即,这样得到的吐水处于吐水范围的周边部分的水量较多且中央附近的吐水量较少的“中空”状态,成为喷淋感不佳的吐水。之所以这样,可想到如下原因,由于水沿着以锥状发生变化的壁面流动,因此产生附壁效应,吐水集中在吐水范围的周边。于是,本发明的发明者为了解决该新的技术问题,做成了将涡旋列通路的锥形部分设置在与整流通路相比更长范围的跨度上的结构。这样,本发明的发明者通过将锥形部分形成在与整流通路相比更长范围的跨度上,从而抑制了在从整流通路流出时的附壁效应,能够使液滴均匀地分布于吐水范围,同时抑制了因流量变化而产生的吐水范围的变化。

本发明中优选如下,涡旋列通路的锥形部分设置在整流通路长度的4倍以上长度的跨度上。

根据这样构成的本发明,由于壁面以锥状发生变化的锥形部分设置在整流通路长度的4倍以上长度的跨度上,因此能够充分地降低将朝向整流通路的水压紧于涡旋列通路的以锥状发生变化的壁面的压力,能够确实地抑制产生附壁效应。

本发明中优选如下,整流通路的流路断面积小于在流路的一部分被水冲突部所堵住的部分处的流路断面积。

本发明的发明者经过研究发现了如下内容,因水冲突部而形成的涡旋列的周期由在流路的一部分被水冲突部所堵住的部分处的流路断面积所决定,另外喷出流速由整流通路的断面积所决定。根据这样构成的本发明,由于整流通路的流路断面积小于在水冲突部处的流路断面积,因此能够加长被喷出的水的波长,在因吐水方向像发生振动似地发生变化而形成的吐水范围内,能够得到不发生中空现象的大致均匀的吐水量。

本发明中优选如下,涡旋列通路的以锥状发生变化的一对壁面相对于涡旋列通路的中心轴线倾斜3°至25°。

根据这样构成的本发明,能够均衡地抑制因吐水流量而产生的吐水范围的变化与吐出时产生的附壁效应。

根据本发明,通过简单的结构可紧凑构成使用方便的吐水装置。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的喷头的外观的立体图。

图2是本发明的第1实施方式所涉及的喷头的整体剖视图。

图3是表示本发明的第1实施方式所涉及的喷头所具备的振动产生元件的外观的立体图。

图4(a)是本发明的第1实施方式中的振动产生元件的俯视剖视图,(b)是振动产生元件的侧视剖视图。

图5是表示对本发明的实施方式所涉及的喷头所具备的振动产生元件中的水流进行解析的流体模拟结果的图。

图6是表示作为比较例对图12所示的结构的振动产生元件中的水流进行解析的流体模拟结果的图。

图7(a)是表示从本发明的第1实施方式所涉及的喷头所具备的单一的振动产生元件吐出的水流的频闪相片的一个例子,(b)是表示作为比较例从图12所示的结构的振动产生元件吐出的水流的频闪相片的一个例子。

图8(a)是本发明的第2实施方式中的振动产生元件的俯视剖视图,(b)是振动产生元件的侧视剖视图。

图9是本发明的第3实施方式中的振动产生元件的俯视剖视图。

图10是本发明的第4实施方式中的振动产生元件的俯视剖视图。

图11是表示专利文献1所记载的流体元件的作用的图。

图12是表示专利文献3所记载的流体元件的结构的图。

符号说明

1-本发明的第1实施方式的吐水装置即喷头;2-喷头本体(吐水装置本体);4-振动产生元件;4a-吐水口;4b-凸缘部;4c-槽;4d-流入口;6-通水路形成构件;6a-喷射软管连接构件;6b-密封件;8-振动产生元件保持构件;8a-元件插入孔;10a-给水通路;10b-涡旋列通路;10c-整流通路;12-阶梯部(剥离部);14-水冲突部;20-振动产生元件;20a-吐水口;20d-流入口;22a-给水通路;22b-涡旋列通路;22c-整流通路;24-水冲突部;30-振动产生元件;30a-吐水口;30d-流入口;32a-给水通路;32b-涡旋列通路;32c-整流通路;32d-锥形部分;34-水冲突部;36-阶梯部(剥离部);40-振动产生元件;40a-吐水口;40d-流入口;42a-给水通路;42b-涡旋列通路;42c-整流通路;42d-锥形部分;44-水冲突部;102-喷射喷嘴;102a-喷射口;104-反馈流路;110-前室;110a-壁面;110b-壁面;112-出口;114-入口孔;116-障碍物。

具体实施方式

接下来,参照附图对本发明的优选实施方式的吐水装置即喷头进行说明。

首先,参照图1至图7对本发明的第1实施方式所涉及的喷头进行说明。图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的喷头的外观的立体图。图2是本发明的第1实施方式所涉及的喷头的整体剖视图。图3是表示本发明的第1实施方式所涉及的喷头所具备的振动产生元件的外观的立体图。另外,图4(a)是本实施方式中的振动产生元件的俯视剖视图,(b)是振动产生元件的侧视剖视图。

如图1所示,本实施方式的喷头1具有:大致圆柱形的吐水装置本体即喷头本体2;及在该喷头本体2内在轴线方向上以直线状排列而埋入的7个振动产生元件4。

本实施方式的喷头1如下,当从连接于喷头本体2的根端部2a的喷射软管(未图示)供给水时,水从各振动产生元件4的吐水口4a一边进行往复振动一边被吐出。并且,本实施方式中,水在与喷头本体2的中心轴线大致正交的平面内以形成具有规定中心角的扇形的方式从各吐水口4a吐出。

接下来,参照图2对喷头1的内部结构进行说明。

如图2所示,喷头本体2内内置有:形成通水路的通水路形成构件6;及保持各振动产生元件4的振动产生元件保持构件8。

通水路形成构件6是大致圆筒形的构件,形成供给到喷头本体2内部的水的流路。在通水路形成构件6的根端部,水密性地连接有喷射软管连接构件6a。另外,通水路形成构件6的顶端部以半圆形断面状被切除,在该切除部分配置振动产生元件保持构件8。

振动产生元件保持构件8是大致半圆柱形的构件,通过配置在通水路形成构件6的切除部,从而形成圆柱形。另外,在通水路形成构件6与振动产生元件保持构件8之间配置有密封件6b,确保这些构件之间的水密性。而且,振动产生元件保持构件8上大致等间隔在轴线方向上以直线状排列形成有用于插入保持各振动产生元件4的7个元件插入孔8a。因而,流入通水路形成构件6中的水流入被振动产生元件保持构件8所保持的各振动产生元件4的背面侧,从设置于正面的吐水口4a吐出。另外,各元件插入孔8a被设置成相对于与喷头本体2的中心轴线正交的平面稍微倾斜,从各振动产生元件4喷射的水作为整体在喷头本体2的轴线方向上也以稍微扩展的方式被吐出。

接下来,参照图3及图4对本实施方式的内置于喷头的振动产生元件4的结构进行说明。

如图3所示,振动产生元件4是较薄的大致长方体状的构件,在其正面侧的端面上设置有长方形的吐水口4a,在背面侧的端部形成有凸缘部4b。而且,像围绕振动产生元件4周围一圈似地平行于凸缘部4b而设置有槽4c。在该槽4c中嵌入O形环(未图示),确保与振动产生元件保持构件8的元件插入孔8a之间的水密性。另外,振动产生元件4被凸缘部4b定位于振动产生元件保持构件8,同时被防止因水压而从振动产生元件保持构件8脱落。

图4(a)是沿向图3的A-A线的剖视图,图4(b)是沿向图3的B-B线的剖视图。

如图4(a)所示,振动产生元件4的内部形成有在长度方向上贯通的长方形断面的通路。该通路从上游侧按顺序作为给水通路10a、涡旋列通路10b、整流通路10c而形成。

给水通路10a是从振动产生元件4背面侧的流入口4d延伸的断面积一定的长方形断面的直线状的通路。

涡旋列通路10b是在给水通路10a的下游侧以连接于给水通路10a的方式(不存在阶梯部)被设置的长方形断面的通路。即,给水通路10a的下游端与涡旋列通路10b的上游端具有相同的尺寸形状。涡旋列通路10b的相对的一对壁面(两侧壁面)以锥状发生变化,以便朝着下游侧流路断面积在涡旋列通路10b整体的跨度上发生缩小。即,涡旋列通路10b朝着下游侧变细且宽度逐渐变窄。

整流通路10c是以与涡旋列通路10b连通的方式设置于下游侧的长方形断面的通路,断面积一定且以直线状形成。包含被涡旋列通路10b所引导的涡旋列在内的水因该整流通路10c而得到整流,并从吐水口4a吐出。该整流通路10c的流路断面积小于涡旋列通路10b的下游侧端部的流路断面积,在涡旋列通路10b与整流通路10c之间形成有阶梯部12。

另一方面,如图4(b)所示,给水通路10a、涡旋列通路10b及整流通路10c在高度方向上相对的壁面(顶面及底面)全都设置在同一平面上。即,给水通路10a、涡旋列通路10b及整流通路10c的高度全都相同且一定。

接下来,在给水通路10a的下游侧端部(给水通路10a与涡旋列通路10b的连接部附近)形成有水冲突部14,该水冲突部14被设置成堵住给水通路10a的流路断面的一部分。该水冲突部14是以连结给水通路10a在高度方向上相对的壁面(顶面及底面)的方式延伸的三棱柱状的部分,以岛状配置在给水通路10a的宽度方向的中央。水冲突部14的断面呈直角等边三角形状,其斜边被配置成与给水通路10a的中心轴线正交,另外,直角等边三角形的直角部分被配置成朝向下游侧。通过设置该水冲突部14,从而在其下游侧产生卡门涡旋,从吐水口4a吐出的水进行往复振动。另外,本实施方式中,水冲突部14被配置成如下,直角等边三角形的斜边部分(水冲突部14的上游端)位于与涡旋列通路10b的上游端相比更靠近上游侧的部位,直角等边三角形的直角部分(水冲突部14的下游端)位于与涡旋列通路10b的上游端相比更靠近下游侧的部位。

并且,本实施方式中,由涡旋列通路10b的侧壁面与中心轴线所构成的角度(图4(a)中的角度α)为约7°。优选,将由侧壁面与中心轴线所构成的角度设定成约3°至约25°。通过如此设定角度,能够抑制伴随吐出流量变化的吐水范围的变化,同时抑制产生附壁效应。而且,供给通路10a下游端的一部分被水冲突部14所堵住的部分的流路断面积大于整流通路10c的流路断面积。

接下来,重新参照图5至图7对本发明的实施方式所涉及的喷头1的作用进行说明。

图5是表示对本发明的实施方式所涉及的喷头1所具备的振动产生元件4中的水流进行解析的流体模拟结果的图。图6是表示作为比较例对图12所示的结构的振动产生元件中的水流进行解析的流体模拟结果的图。图7(a)是表示从本发明的实施方式所涉及的喷头1所具备的单一的振动产生元件4吐出的水流的频闪相片的一个例子。图7(b)是表示作为比较例从图12所示的结构的振动产生元件吐出的水流的频闪相片的一个例子。

首先,从喷射软管(未图示)供给的水流入喷头本体2内的通水路形成构件6(图2),而且,流入被振动产生元件保持构件8所保持的各振动产生元件4的流入口4d。从各振动产生元件4的流入口4d流入给水通路10a的水,冲突于被设置成堵住其流路的一部分的水冲突部14。因而,在水冲突部14的下游侧的左右方向两侧交替形成卡门涡旋的涡旋列。因该水冲突部14而形成的卡门涡旋一边被涡旋列通路10b所引导一边成长,并到达整流通路10c,涡旋列通路10b呈锥状地顶端变细。

图5(a)~(c)表示通过流体模拟对该涡旋列通路10b内的水流进行解析的结果。如该流体模拟所示,在水冲突部14的两侧产生涡旋,在该部分处流速变高。该流速高的部分(图5中颜色浓的部分)在水冲突部14的下游侧交替出现,涡旋列沿着涡旋列通路10b的壁面朝着吐水口4a前进。流入涡旋列通路10b下游侧的整流通路10c的水在此得到整流。经过该整流通路10c从吐水口4a吐出的水基于吐水口4a处的流速分布而被弯曲,伴随着流速高的部分在图5的上下方向上移动,而吐出方向发生变化。即,水的流速高的部分位于图5的吐水口4a上端的状态下,水朝着下方被喷射,流速高的部分位于吐水口4a下端的状态下,水朝着上方被喷射。这样,通过在水冲突部14的下游侧交替产生相反方向的卡门涡旋,从而在吐水口4a处产生流速分布,喷流发生偏向。另外,由于因涡旋列的前进而流速比较快的部分的位置进行往复运动,因此被喷射的水也进行往复振动。

另外,由于在涡旋列通路10b与整流通路10c之间设置有阶梯部12,因此沿着涡旋列通路10b的以锥状发生变化的壁面而流动的水流在此被剥离而流入整流通路10c。由于水流因该阶梯部12而从壁面被剥离,因此在整流通路10c的壁面上产生的附壁效应得到抑制,从吐水口4a吐出的水顺畅地进行往复移动。从而,阶梯部12剥离沿着涡旋列通路10b的壁面流动的水流,作为抑制附壁效应的剥离部而发挥作用。

另一方面,作为比较例如图6所示,在如图12所示的结构的振动产生元件中,虽然在冲突部的下游侧已产生卡门涡旋的涡旋列,但是被喷射的水在吐水口处较大地发生偏向,被喷射的水的吐水范围过于变广。另外,如果减少被吐出的水流量而进行模拟,这回则确认到了被喷射的水并不过于发生偏向且吐水范围变小。另一方面,在本实施方式的振动产生元件4中,确认到了通过比较广范围的流量就能够得到适当大小的吐水范围。

接下来,如图7(a)所示,在表示从本实施方式的振动产生元件4吐出的水流的频闪相片中,由于吐水方向顺畅地进行往复移动,因此可得到规整的正弦波状的水流。与此相对,作为比较例如图7(b)所示,从图12所示的结构的振动产生元件吐出的水虽然进行往复振动,但是发生了弓形弯曲。之所以这样,是因为水的吐出方向的变化并不顺畅,偏向角度最大时的时间较长,喷流在最大偏向角度之间移动的时间较短。这样,根据本实施方式中的振动产生元件4,能够得到大粒的液滴均匀地吐出到较广范围的喷淋感出色的喷射吐水。

接下来,参照图8对本发明的第2实施方式所涉及的喷头进行说明。

本实施方式的喷头只是被内置的振动产生元件的通路结构与上述的第1实施方式不同。从而,在此只对本实施方式的与第1实施方式的不同点进行说明,省略对相同的结构、作用、效果的说明。

图8(a)是本发明的第2实施方式中的振动产生元件的俯视剖视图,(b)是振动产生元件的侧视剖视图。

如图8(a)所示,振动产生元件20的内部形成有在长度方向上贯通的长方形断面的通路。该通路从上游侧按顺序作为给水通路22a、涡旋列通路22b、整流通路22c而形成。

给水通路22a是从振动产生元件20背面侧的流入口20d延伸的断面积一定的长方形断面的直线状的通路。

涡旋列通路22b是在给水通路22a的下游侧以连接于给水通路22a的方式被设置的长方形断面的通路。即,给水通路22a的下游端与涡旋列通路22b的上游端具有相同的尺寸形状。涡旋列通路22b的相对的一对壁面(两侧面)以锥状发生变化,以便朝着下游侧流路断面积发生缩小。即,涡旋列通路22b以朝着下游侧变细的方式宽度逐渐变窄。

整流通路22c是以连接于涡旋列通路22b下游端的方式被设置的长方形断面的通路,断面积一定且以直线状形成。从而,整流通路22c具有与涡旋列通路22b的下游端相同的尺寸形状,流路断面积也相同。

另一方面,如图8(b)所示,给水通路22a、涡旋列通路22b及整流通路22c在高度方向上相对的壁面(顶面及底面)全都设置在同一平面上。即,给水通路22a、涡旋列通路22b及整流通路22c的高度全都相同且一定。

接下来,在给水通路22a的下游侧端部(给水通路22a与涡旋列通路22b的连接部附近)以堵住给水通路22a的流路断面的一部分的方式形成有水冲突部24。该水冲突部24是以连结给水通路22a在高度方向上相对的壁面(顶面及底面)的方式延伸的三棱柱状的部分,以岛状配置在给水通路22a的宽度方向的中央。水冲突部24的断面呈直角等边三角形状,其斜边被配置成与给水通路22a的中心轴线正交,另外,断面的直角部分被配置成朝向下游侧。通过设置该水冲突部24,从而在其下游侧产生卡门涡旋,从吐水口20a吐出的水进行往复振动。

并且,本实施方式中,由涡旋列通路22b的侧壁面与中心轴线所构成的角度(图8(a)中的角度α)为约7°。优选,将由侧壁面与中心轴线所构成的角度设定成约3°至约25°。通过如此设定角度,能够抑制伴随吐出流量变化的吐水范围的变化,同时抑制产生附壁效应。而且,供给通路22a下游端的一部分被水冲突部24所堵住的部分的流路断面积大于整流通路22c的流路断面积。

虽然在本实施方式的振动产生元件20中未设置有第1实施方式中的阶梯部12(剥离部),但是即使在本实施方式中,从吐水口20a吐出的水也在适当的角度范围内进行往复振动,同时不会因吐出的水的流量而吐出范围较大地发生变化。之所以这样,是因为由于涡旋列通路22b中的锥角(角度α)比较小,因此在涡旋列通路22b内流动的水不会被较大力压紧于侧壁面。因而,可认为在从涡旋列通路22b连续的整流流路22c中水充分地被剥离,附壁效应得到了抑制。

接下来,参照图9对本发明的第3实施方式所涉及的喷头进行说明。

本实施方式的喷头只是被内置的振动产生元件的通路结构与上述的第1实施方式不同。从而,在此只对本实施方式的与第1实施方式的不同点进行说明,省略对相同的结构、作用、效果的说明。

图9是本发明的第3实施方式中的振动产生元件的俯视剖视图。

如图9所示,本实施方式中的振动产生元件30在涡旋列通路的结构上与第1实施方式不同,涡旋列通路的上游侧由断面积一定的通路所构成。振动产生元件30的内部形成有在长度方向上贯通的长方形断面的通路。该通路从上游侧按顺序作为给水通路32a、涡旋列通路32b、整流通路32c而形成。

给水通路32a是从振动产生元件30背面侧的流入口30d延伸的断面积一定的长方形断面的直线状的通路。

涡旋列通路32b是在给水通路32a的下游侧以连接于给水通路32a的方式被设置的长方形断面的通路。即,给水通路32a的下游端与涡旋列通路32b的上游端具有相同的尺寸形状。涡旋列通路32b的相对的一对壁面(两侧面)在其上游侧平行形成,在下游侧设置有以朝着下游侧流路断面积发生缩小的方式以锥状发生变化的锥形部分32d。即,涡旋列通路32b从上游端开始断面积一定地延伸,之后朝着下游侧宽度逐渐变窄。

整流通路32c是以连接于涡旋列通路32b(锥形部分32d)的方式设置在下游侧的长方形断面的通路,断面积一定且以直线状形成。包含被涡旋列通路32b所引导的涡旋列在内的水因该整流通路32c而得到整流并从吐水口30a吐出。该整流通路32c的流路断面积小于涡旋列通路32b(锥形部分32d)的下游侧端部的流路断面积,在涡旋列通路32b与整流通路32c之间形成有剥离部即阶梯部36。

另一方面,与第1实施方式同样,给水通路32a、涡旋列通路32b及整流通路32c在高度方向上相对的壁面(顶面及底面)全都设置在同一平面上。即,给水通路32a、涡旋列通路32b及整流通路32c的高度全都相同且一定。

接下来,在给水通路32a的下游侧端部(给水通路32a与涡旋列通路32b的连接部附近)以堵住给水通路32a的流路断面的一部分的方式形成有水冲突部34。由于该水冲突部34的结构与第1实施方式相同,因此省略说明。

并且,本实施方式中,确认到了通过将涡旋列通路32b的锥形部分32d的轴线方向长度做成大于整流通路32c的轴线方向长度,从而能够充分抑制因被吐出的水的流量而发生的吐出范围的变化。优选,将锥形部分32d的轴线方向长度做成整流通路32c的轴线方向长度的4倍以上。另外,由涡旋列通路32b的侧壁面与中心轴线所构成的角度(图9中的角度α)为约7°。优选,将由侧壁面与中心轴线所构成的角度设定成约3°至约25°。通过如此设定角度,能够抑制伴随吐出流量变化的吐水范围的变化,同时抑制产生附壁效应。而且,给水通路32a下游端的一部分被水冲突部34所堵住的部分的流路断面积(从给水通路32a的流路断面积减去水冲突部34的投影面积的面积)大于整流通路32c的流路断面积。

接下来,参照图10对本发明的第4实施方式所涉及的喷头进行说明。

本实施方式的喷头只是被内置的振动产生元件的通路结构与上述的第1实施方式不同。从而,在此只对本实施方式的与第1实施方式的不同点进行说明,省略对相同的结构、作用、效果的说明。

图10是本发明的第4实施方式中的振动产生元件的俯视剖视图。

如图10所示,本实施方式中的振动产生元件40在涡旋列通路的结构及剥离部的结构上与第1实施方式不同,涡旋列通路的上游侧由断面积一定的通路所构成,同时在涡旋列通路与整流通路之间未设置有阶梯部。即,振动产生元件40的内部形成有在长度方向上贯通的长方形断面的通路。该通路从上游侧按顺序作为给水通路42a、涡旋列通路42b、整流通路42c而形成。

给水通路42a是从振动产生元件40背面侧的流入口40d延伸的断面积一定的长方形断面的直线状的通路。

涡旋列通路42b是在给水通路42a的下游侧以连接于给水通路42a的方式被设置的长方形断面的通路。即,给水通路42a的下游端与涡旋列通路42b的上游端具有相同的尺寸形状。涡旋列通路42b的相对的一对壁面(两侧面)在其上游侧平行形成,在下游侧设置有以朝着下游侧流路断面积发生缩小的方式以锥状发生变化的锥形部分42d。即,涡旋列通路42b从上游端开始断面积一定地延伸,之后朝着下游侧宽度逐渐变窄。

整流通路42c是以连接于涡旋列通路42b(锥形部分42d)下游端的方式被设置的长方形断面的通路,断面积一定且以直线状延伸至吐水口40a。从而,整流通路42c具有与涡旋列通路42b(锥形部分42d)的下游端相同的尺寸形状,流路断面积也相同。

另一方面,与第1实施方式同样,给水通路42a、涡旋列通路42b及整流通路42c在高度方向上相对的壁面(顶面及底面)全都设置在同一平面上。即,给水通路42a、涡旋列通路42b及整流通路42c的高度全都相同且一定。

接下来,在给水通路42a的下游侧端部(给水通路42a与涡旋列通路42b的连接部附近)以堵住给水通路42a的流路断面的一部分的方式形成有水冲突部44。由于该水冲突部44的结构与第1实施方式相同,因此省略说明。

并且,本实施方式中,与第3实施方式同样,确认到了通过将涡旋列通路42b的锥形部分42d的轴线方向长度做成大于整流通路42c的轴线方向长度,从而能够充分抑制因被吐出的水的流量而发生的吐出范围的变化。优选,将锥形部分42d的长度做成整流通路42c长度的4倍以上。由涡旋列通路42b的侧壁面与中心轴线所构成的角度(图10中的角度α)为约7°。优选,将由侧壁面与中心轴线所构成的角度设定成约3°至约25°。通过如此设定角度,能够抑制伴随吐出流量变化的吐水范围的变化,同时抑制产生附壁效应。

根据本发明的实施方式的喷头1,由于能够通过振动产生元件4、20、30、40使被吐出的水进行往复振动,因此能够通过紧凑且简单的结构从1个吐水口向较广范围吐出水。另外,由于不需要活动吐水的喷嘴就能够改变吐水方向,因此不存在可动部发生磨损等的问题,能够构成低成本且耐久性高的喷头。另外,由于在振动产生元件的涡旋列通路10b、22b、32b、42b中设置有流路断面积缩小的锥形部,因此吐水范围不会依赖于水的吐水流量而较大地发生变化,能够构成使用方便的喷头。而且,由于涡旋列通路的相对的壁面以锥状发生变化而被设置的锥形部分,设置在与整流通路10c、22c、32c、42c相比更长范围的跨度上,因此在涡旋列通路内流动的水不会被较大的压力压紧于壁面,在从整流通路流出时的附壁效应得到抑制,能够均匀地使液滴分布于吐水范围。

另外,根据本实施方式的喷头1,由于涡旋列通路10b、22b、32b、42b的壁面以锥状发生变化的锥形部分设置在整流通路10c、22c、32c、42c长度的4倍以上长度的跨度上,因此能够充分地降低将朝向整流通路的水压紧于涡旋列通路的以锥状发生变化的壁面的压力,能够确实地抑制产生附壁效应。

而且,根据本实施方式的喷头1,由于整流通路10c、22c、32c、42c的流路断面积小于水冲突部14、24、34、44处的流路断面积,因此能够加长被喷出的水的波长,在因吐水方向像发生振动似地发生变化而形成的吐水范围内,能够得到不发生中空现象的大致均匀的吐水量。

以上,虽然对本发明的优选实施方式进行了说明,但是对上述的实施方式可追加各种变更。尤其,在上述的实施方式中,虽然将本发明应用于喷头,但是也可以将本发明应用于厨房水槽、洗面台等上使用的水栓装置以及便座等所具备的温水洗净装置等的任意的吐水装置。另外,在上述的实施方式中,虽然喷头具备多个振动产生元件,但是吐水装置根据需要可具备任意个数的振动产生元件,也可以做成具备单一的振动产生元件的吐水装置。

并且,在上述的本发明的实施方式中,关于振动产生元件内的通路,为了方便虽然用“宽度”、“高度”等的用语说明了形状,但是这些用语并不规定设置振动产生元件的方向,可朝着任意方向使用振动产生元件。例如,也可以将上述实施方式中的“高度”方向朝向水平方向而使用振动产生元件。

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