本发明属于卫浴配件技术领域，尤其涉及一种手持式花洒头及其设计方法。
背景技术：
淋浴用的手持式花洒几乎是现代淋浴间的标准配备，使用者可以依据个人喜好或需求直接以手持方式使用，也可以将其定位于壁墙上的固定座使用。
大多数手持式花洒具备多种水花模式切换功能，水线文件属于典型的水花模式，通常可以产生数十条水线，当这花线喷洒冲击于肌肤时，能够产生类似按摩的效果，除了具有清洁皮肤的功能，还可以有效地减轻身体的疲倦感。
当使用者将手持式花洒定位于壁墙上高于头顶高度的固定座时，其所产生由上而下的无数线形水花，通常可以形成类似于圆锥状的喷洒区域，能够笼罩淋浴于使用者全身。
无论花洒采手持或固定于壁墙上，使用者无不希望每一次的淋浴过程都是一次舒适美好的体验，如何定义舒适美好的体验，理论上会因不同的使用者而存在着不同的主观看法与个人感受，因此，虽然市场端产品销售人员或客服人员通常能够接收到各种消费者反应与回馈讯息，但由于这些信息通常存在个人主观的差异，故纵使提供给产品开发研究人员，也通常无法获得有效结论，用以改善现有手持式花洒在水线文件水花出水模式所面临的一些问题，亦即，如何快速有效地设计每一款手持式花洒，使其产生的水线出水效果，能够达到最理想的状况，而为大多数使用者所接受。
我们认为，何谓舒适美好的淋浴体验，纵使在不同使用者间必然存在不同的主观认定与感受，但仍然存在一些共通点，可以作为研究开发人员在初始设计时的有利参考。例如，足够的水线冲击力，除了确保冲洗效果外，还可达到类似于按摩的舒压作用，以适当消除身体的疲劳感，但冲击力道必须在合理范围，以避免过度的喷溅，而不利于冲洗，或带来皮肤刺痛等不适感受。另外，水线的数量与密度，也会影响冲洗效果，以及带来不同的淋浴感受，数量过少或密度太低，同样不利于冲洗效果。在水压较大的区域，容易使每一水线的冲击强度过大。水线数量过多或密度太高，则会分散每一水线的冲击强度。因此，如何在不同的水压大小与水线数量设计上，掌握每一水线或总体水线的冲击强度，系攸关使用者淋浴感受良窳的关键。可惜的是，现有研究开发人员通常将焦点放在花洒在单位时间内的总出水量多寡、节水或冲洗清洁效果上，而忽略了水线冲击力对于淋浴感受的重要性。
我们都知道，目前市面上的花洒存在许多不同的类型、外观造型及尺寸规格，因此，如何确保每一款新设计的花洒，都能够被多数消费者所满意或接受，对于研究开发人员都是艰难的挑战。由于目前没有任何针对合理或最佳水线冲击力相关方面的通用设计参考标准，可供开发设计人员在初始设计时引用，故传统做法仍是先试作花洒模型后，经各种测试与来回修改设计参数，最后才能确认最终的设计方案，但这样的做法不仅程序冗长而繁复，在没有明确的标准规范下，也无法确保每次或不同设计人员的设计方案，都能够达到预期的效果。
由于现有研究开发人员始终忽略水线冲击力对于淋浴感受的重要性，而未将其进一步合理化与标准化，以作为设计的一个主要或重大的参考依据，故纵使通过反复测试与来回修改设计参数，然最终产品的使用结果，通常仍无法满足使用者对于所谓舒适美好的淋浴体验的期待。
因此，如何找到一个更优化的解决方案，除了能够简化习知设计流程，减少设计上不必要的时间浪费与费用支出，同时确保每一次的产品毋须经过测试或过多测试修改，即可达到预期效果，尤其能够满足及兼顾大多数使用者在淋浴效果与美好感受上的期待与需求，实有其必要性。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种手持式花洒头及其设计方法，旨在解决方便设计人员作为手持式花洒头的设计依据，以及确保设计完成的手持式花洒头在单孔动能与总动能的表现符合标准，进而满足使用者在清洁度与舒适性的需求，令使用者获得最理想的淋浴感受与美好体验的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种手持式花洒头，其上设置有多数个可供喷洒出线形水花的水线孔，所述水线孔的孔径为0.9毫米～1.2毫米之间，且每一所述水线孔喷洒出的线形水花的动能为0.025焦耳～0.065焦耳之间，全部所述水线孔喷洒出的线形水花的总动能为0.7焦耳～1.7焦耳之间。
进一步地，所述水线孔的孔径为0.9毫米～1.2毫米之间。
进一步地，每一所述水线孔喷洒出的线形水花的动能为0.025焦耳～0.065焦耳之间。
进一步地，全部所述水线孔喷洒出的线形水花的总动能为0.7焦耳～1.7焦耳之间。
本发明的有益效果是：本发明的手持式花洒头，由于提供一设计方法与设计参数标准，因此，设计人员只需要事先依据该设计方法与设计参数标准进行设计，便可以确保其于水线档位时，能够产生足够合适的水花冲击力，除了避免产生水花喷溅，尤其可以令使用者在清洁度与舒适性上获得最大满意度，还可以将设计流程简化及标准化，使设计更为快速有效率，同时确保产品的使用质量。
本发明采用的另一种技术方案是：一种手持式花洒头的设计方法，该花洒头上设置有多个可供喷洒出线形水花的水线孔，
a.预先决定一设计参数标准；该设计参数标准包括该花洒头的所述水线孔的孔数n、每一所述水线孔的孔径d大小、每一所述水线孔出水时的单孔动能j1大小，以及所有所述水线孔出水时的总动能j2大小；其中，所述水线孔的孔径d为0.9毫米～1.2毫米之间，且每一所述水线孔喷洒出的线形水花的动能j1为0.025焦耳～0.065焦耳之间，全部所述水线孔喷洒出的线形水花的总动能j2为0.7焦耳～1.7焦耳之间；
b.设定水压范围；预先根据该花洒头的使用地区设定水压范围，该水压范围为20psi～80psi；
c.决定花洒头水线孔的孔数及孔径；依据预先设计完成的花洒头外观造型及规格尺寸，在上述设计参数标准的范围内，搭配上述预先设定的水压范围，决定所述花洒头水线孔的孔数及孔径；其中，单孔动能j1系依据动能公式j＝1/2×mv2计算所得，总动能系依据单孔动能j1×孔数n计算所得。
进一步地，所述水线孔的孔径为0.9毫米～1.2毫米之间。
进一步地，每一所述水线孔喷洒出的线形水花的动能为0.025焦耳～0.065焦耳之间。
进一步地，全部所述水线孔喷洒出的线形水花的总动能为0.7焦耳～1.7焦耳之间。
本发明的手持式花洒头的设计方法，通过将水线孔的孔径限定为0.9～1.2毫米之间，将每一水线孔喷洒出的线形水花的动能j1为0.025～0.065焦耳之间，并根据该花洒头的使用地区设定水压范围，使得该水压保持在20～80psi，如此即可使得自花洒头喷出的水线能够产生理想的冲击力，这样除了确保冲洗效果外，还可达到类似于按摩的舒压作用，适当地消除了身体的疲劳感，同时也避免了过度的喷溅，从而节约了水资源。
本发明采用的另一种技术方案是：一种手持式花洒头，由上述的手持式花洒头的设计方法所制成。
本发明的手持式花洒头，由于采用上述的设计方法制成，这样即可根据不同的使用地区对花洒头的水压进行调节，从而使得自花洒头喷出的各水线作用人体在皮肤上的冲击力适度，产生类似按摩的舒压作用，进而实现消除身体的疲劳感。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一般手持式花洒头的外观示意图，并显示有多数水线孔；
图2为单一水线孔于水线出水时的动作示意图；
图3为本发明手持式花洒头的设计方法简易流程图；
图4为样品编号1～5的手持式花洒头的测试数据表；
图5为样品编号6～11的手持式花洒头的测试数据表。
其中，图中各附图标记：
10—手持式花洒头11—水线孔。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～5描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1～3所示，本发明实施例提供一种手持式花洒头10，其上设置有多数个可供喷洒出线形水花的水线孔11，其特征在于：
水线孔的孔径为0.9～1.2毫米(mm)之间，且每一水线孔喷洒出的线形水花的动能为0.025～0.065焦耳(j)之间，全部水线孔喷洒出的线形水花的总动能为0.7～1.7焦耳之间。
较佳的是，所述水线孔的孔径更进一步介于0.9～1.2毫米之间，且每一水线孔喷洒出的线形水花的动能为0.025～0.065焦耳之间，全部水线孔喷洒出的线形水花的总动能为0.7～1.7焦耳之间。
如图2、3所示，本发明实施例更提供一种手持式花洒头的设计方法，该花洒头10上设置有多数个可供喷洒出线形水花的水线孔11，具体包括有以下步骤，
a.预先决定一设计参数标准；
该设计参数标准包括该花洒头的水线孔的孔数n、每一水线孔的孔径d大小、每一水线孔出水时的单孔动能j1大小，以及所有水线孔出水时的总动能j2大小；其中，所述水线孔的孔径d为0.9～1.2毫米之间，且每一水线孔喷洒出的线形水花的动能j1为0.025～0.065焦耳之间，全部水线孔喷洒出的线形水花的总动能j2为0.7～1.7焦耳之间。
其中，单孔动能j1可依据动能公式j＝1/2×mv2计算获得，总动能则可依据单孔动能j1×孔数n计算获得。上述花洒头的水线流速v＝q/a，单位为公尺/每秒(m/s)，q系指流量，即在特定水压下通过该花洒头的出水流量，单位为公升/每分钟lpm(l/min)，a系指出水孔总过水面积，单位为毫米平方(mm2)，假如花洒头的孔数为n，则总过水面积为单孔的过水面积与孔数n的乘积，从上述已知的流量q与总过水面积a，可轻易计算出流速v。上述m是质量，单位为公斤(kg)，可以经由砝码得知从花洒头水线的总出水质量，藉由计算出水线的总动能及单孔动能。
b.设定水压范围；
预先根据该花洒头未来供应或使用贩卖的国家地区，设定合适的水压范围；该水压范围通常为20～80psi。由于每一个国家地区的法规制度不同，水资源的供应或水管配置情形，也会影响水压稳定性与大小，人民的用水习惯与淋浴喜好也有所不同，因此，可以根据这些差异适当地设定合适的水压大小。
c.决定花洒头水线孔的孔数及孔径；
依据预先设计完成的花洒头外观造型及规格尺寸，在上述设计参数标准的范围内，搭配上述预先设定的水压范围，即可决定待设计的所述花洒头水线孔的孔数与孔径。
由上可知，无论手持式花洒头的外观形状与规格尺寸如何被设计，只要事先依据上述设计方法，以及在上述设计参数标准内进行设计，皆可以有效确保设计完成的每一手持式花洒头10于水线档位的实际使用过程中，均能够产生足够的水花冲击力，以确保冲洗的效果，可以有效清洁皮肤，避免过度的水花喷溅，同时给予使用者舒适的淋浴感受与美好体验。
在我们长期针对使用者淋浴感受与体验进行研究后，发现了水线水花的冲击强度与淋浴感受有着密不可分的关联性，因此，我们希望可以藉由这样的关联性，分别从理论公式与实务找出关于水线冲击力的合理数据，并努力将这些数据进行整理与融合，最后获得上述设计参数标准。关于实务方面，可以藉由一连串的人体淋浴实验配合仪器设备实测加以验证。
首先，我们分别从市面上取得多种手持式花洒头，如图4和图5所示，以样品编号1～10代替，在水压分别为20psi、40psi、60psi及80psi的状态下，以水线文件的水花模式进行人体淋浴实验及评比，评比项目主要着重于用户个人主观上的淋浴感受与体验，包括「清洁度」、「舒适性」及「好感度」三方面；其中表列仅列出80psi的水线流速v、水线单孔动能j1及水线总动能j2。「清洁度」系指使用者在一段特定的淋浴时间内，根据个人肌肤于清洁效果上的主观感受；「舒适性」系指使用者在一段特定的淋浴时间内，根据个人肌肤于淋浴过程中所获得类似于按摩效果所产生令身体放松及消除疲倦感的主观感受；「好感度」是指综合上述「清洁度」与「舒适性」，在整个过程中所产生的美好体验的程度。并依据上述「清洁度」、「舒适性」及「好感度」统计各样品在使用者心目中所获得的积分作为评比结果。另外，同时记录上述手持式花洒头样品在出水孔径d、孔数n、出水孔总过水面积a、流速v、单孔动能j1及总动能j2的数值。
接着，参考这些数值的大小对照评比结果，先将孔径d设定为可变参数，将孔数n设定为固定参数，设计制作多组手持式花洒模型进行人体实验，并记录出水孔径d、孔数n、出水孔总过水面积a、流速v、单孔动能j1及总动能j2等相关数值；之后，再将孔数n设定为可变参数，将孔径d设定为固定参数，同样设计制作多组手持式花洒模型进行人体实验，并记录相关数值；最后，从上述多组手持式花洒模型试验过程中，我们找出了一组具代表性的手持花洒头及其相关数值作为样品编号11，并同样进行人体淋浴实验，而达到了极高的评比结果。
于是，我们从这些实验与测试中，归纳了上述设计参数标准，并令研究开发设计人员在初期设计时，即以该设计参数标准为依据来设定设计参数，而据以设计出来的多组手持式花洒模型，再后续进行的人体淋浴实验中都证明了能够获得极高的积分与评比结果。
因此，我们可以得到一个结论，当设计人员在初期设计时，即事先依据或遵守这些参数标准与设计方法，其最后所设计完成的手持式花洒头，确实可以提供使用者极佳的淋浴感受及体验，也有较高的主观满意度。
我们回过头来观察及分析上述一般市售的手持式花洒头，即样品编号1～10，都可以轻易发现一个共通的特点，即其比对上述设计参数标准后，都发现有某一方面的数据系无法满足上述标准。
举例而言，样品编号1的手持式花洒头，虽然单孔动能0.0307焦耳符合上述设计参数标准0.025～0.065焦耳，但总动能0.5528焦耳低于上述设计参数标准0.7～1.7焦耳所设定的区间范围，可以被理解的是，低于标准的总动能，使得整体水线水花给予使用者肌肤的冲击力大幅降低，而影响评比的结果。从数据上进行探讨与分析，可以看出主要问题在于水线孔有过多的孔数18孔，同时出水孔径1.3毫米也高于上述设计参数标准0.9～1.2毫米，导致水压无法集中，造成冲击力减弱。
从样品编号2的手持式花洒头，可以明显看出其出水孔径1.1毫米符合上述设计参数标准0.9～1.2毫米所设定的区间范围，但较少的孔数15孔，使得单孔动能0.1498焦耳与总动能2.2476焦耳都远超过上述设计参数标准0.025～0.065焦耳及0.7～1.7焦耳，导致冲击力过强，除了造成较大的水花喷溅，也容易产生皮肤的刺痛感，同样影响其评比结果。
其他样品编号3～10的手持式花洒头，都可以从数据中发现类似于样品编号1、2的情况，且同样在实验中，无法获得较佳的评比结果与使用的满意度。
需强调的是，本发明实施例虽然是从反复不断的人体实验中，依据使用者主观感受所给予的评比高低程度，来制定上述设计方法与设计参数标准，但从这些设计方法与设计参数标准制作完成的诸多手持式花洒头，再经过一连串的人体实验，已能够验证这样的设计参数标准于所应用设计的产品上，确实能够让使用者获得理想且稳定的淋浴感受与体验。而藉由这样的设计参数标准及设计流程，还可以解决传统手持式花洒头设计的缺点，例如，除了必须依靠设计人员个人知识与经验，还必须配合制作样品进行反复验证，使得设计流程相当冗长且繁复，而设计的产品仍无法获得用户良好的评比结果，特别是在淋浴感受与体验上。
值得一提的是，本发明实施例的主要技术重点在于制定一个设计参数标准，以及利用该标准所完成的花洒头产品，以满足用户淋浴过程所获得的主观感受与体验需求，所以不包括满足用户的成本需求、产品美感与质感需求，也不包括满足性价比的需求。
本发明实施例还提供了一种手持式花洒头，由上述的手持式花洒头的设计方法所制成。
本发明实施例的手持式花洒头，由于采用上述的设计方法制成，这样即可根据不同的使用地区对花洒头的水压进行调节，从而使得自花洒头喷出的各水线作用人体在皮肤上的冲击力适度，产生类似按摩的舒压作用，进而实现消除身体的疲劳感。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。