JP3777702B2 - シャワー装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体を霧状に噴霧する噴霧ノズルを用いたシャワー装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シャワー装置に使用される噴霧ノズルとしては、図１５に示すようなものがあった。
【０００３】
図１５において、ノズル本体１には流体の流入する流入口２と、流入した流体を旋回する旋回部３と、流体が十分に旋回されるように設けた旋回室４と、旋回された流体が噴出する噴出孔４が設けてある。流入口２から流入した流体は、図１６に示す旋回部３の２カ所の旋回流入路６に流入し、旋回流入路６の角度の流れとなり、旋回室４に所定の角度で開放されているそれぞれの旋回孔７から旋回室４に至る。２カ所の旋回孔７から流出した流体は、旋回室６において旋回流となり、噴出孔５から噴出される。このとき、流体は旋回流であり、旋回流のない流体の噴流と異なり、角運動量を有しているため、噴出孔５から噴出されると径方向に広がる。従って、ノズルの噴霧角度が大きくなるとともに、その噴流が霧状となるというものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の噴霧ノズルでは旋回部３に旋回孔７が２カ所しか設けられていないため、流体の旋回力が十分に得られず、噴霧角度が小さくなったり、噴霧粒子の大きさが粗くなってしまうという課題があった。特に一般家庭など低圧で使用する場合には、さらに流体の旋回力が小さくなるため、従来のノズルでは噴霧粒子が小さく、噴霧角度が大きいノズルの実現は難しいものであった。
【０００５】
従って、温水の噴霧粒子で全身を包み込むようにした昨今のシャワー浴用装置として一段の改善が要求されていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のシャワー装置は、入浴者が着座する着座手段、および着座した入浴者の両側に位置するとともに、上下可動自在な一対のアームを設けたシャワー装置本体と、このシャワー装置本体へ至る温水経路に接続され、温水温度が所定値以上となると温水経路を閉塞するハイカット弁とを具備し、前記シャワー装置本体、および前記各アームには前記温水経路を介して送給された温水の噴霧ノズルをそれぞれ複数配置し、さらにこれら噴霧ノズ ルは、温水の噴出孔に至る通路に３個以上の傾斜した旋回部を有し、前記噴出孔から温水を旋回させて噴霧させるようにしたものである。
【０００７】
従って、使用者は座った状態で、安全に、かつ噴霧が体全体を包み込み暖まり感を得るミストシャワーでリラックスできる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のシャワー装置は、入浴者が着座する着座手段、および着座した入浴者の両側に位置するとともに、上下可動自在なアームを設けたシャワー装置本体と、このシャワー装置本体へ至る温水経路に接続され、温水温度が所定値以上となると温水経路を閉塞するハイカット弁とを具備し、前記シャワー装置本体、および前記各アームには前記温水経路を介して送給された温水の噴霧ノズルをそれぞれ複数配置し、さらにこれら噴霧ノズルは、温水の噴出孔に至る通路に３個以上の傾斜した旋回部を有し、前記噴出孔から温水を旋回させて噴霧させるようにしたものである。
【０００９】
そして、上記発明により、使用者は座った状態で、噴霧が体全体を包み込み暖まり感を得るミストシャワーでリラックスできるものである。
【００１０】
ミストシャワーのリラック感を一層高めるために、スシャワー装置本体に設けた噴霧ノズルは、上下に分離して配置する方が、また、各アームに設けた噴霧ノズルは、それらアームの長手方向にそれぞれ複数配置した方が望ましい。
【００１１】
先ず、噴射ノズルについて説明する。
【００１２】
（実施例１）
図１において、ノズル本体８には、流体が流入する流入口９と流入路１０が設けられている。また、１１は流入路１０から流入した流体を旋回する旋回チップであり、図２に示すように同一円周上に３カ所の旋回部である旋回孔１２と旋回孔の略中心に中心孔１３が設けられている。３カ所の旋回孔１２は、それぞれの旋回孔１２から出る旋回流が均等となるように、開口面積が等しく、また、円周を３等分するように設けられている。
【００１３】
そして、旋回孔１２は、開口面積を大きくするとともに、旋回力を高めるために、３カ所の旋回孔１２が設けられている円周を中心軸として、細長い形状となっている。図３は旋回孔１２の部分断面図であり、３カ所の旋回孔１２は流入した流体を旋回するように所定の角度がつけられている。また、中心孔１３は、旋回孔１２からの旋回流の中心流れを形成する。凸部１４は、旋回チップ１１に設けられており、流体が旋回孔１２に流入する場合の圧力損失を低減し、流れの乱れを抑制している。
【００１４】
１５は、旋回チップ１１下流側に設けられ、旋回孔１２で旋回されたそれぞれの旋回流が混同する旋回室であり、旋回流を安定している。また、旋回室１５は旋回チップ１１と旋回された流体を噴出する噴出孔１６が設けられたノズルキャップ１７から構成されている。噴出孔１６には、流体の流入する側に６０゜の面取り部１８が設けられ、旋回流がスムーズに噴出孔１５に流入するように構成されている。ここで噴出孔１６は、旋回チップ１１の中心孔１３とほぼ同一軸上に形成され、中心孔１３からの中心軸流れがそのまま噴出されるように構成されている。
【００１５】
なお、旋回チップ１１は樹脂成型品である。従って、旋回孔１２の流入側開口部１２ａと流出側開口部１２ｂは、３０゜で結ばれ、図２および図３に示すように重るように構成されており、容易に樹脂成型が行えるようになっている。
以上の構成において本実施例の動作について説明する。
【００１６】
流入孔９から流入した流体は、流入路１０を経て旋回チップ１１に至る。旋回チップ１１において、開口面積比で流体は３カ所の旋回孔１２と中心孔１３の各流路に分けられる。ここで凸部１４には、旋回孔１２に入る流体の乱れを極力抑制するように所定の角度が設けられており、旋回部１２で形成される旋回流の乱れが発生しないようになっている。旋回孔１２に入った流体は、旋回力を有する旋回流となり旋回室に至る。旋回室１５では、旋回孔１２からの旋回流が、中心孔１３から噴出孔１６に形成されている軸流れを中心に旋回、混合され、安定した旋回流となる。そして、軸流れをもつ旋回流は噴出孔１６から噴出される。
【００１７】
このときの噴霧ノズルからの噴流（噴霧）の分布を図４（ａ）に示す。図４（ａ）の分布は、噴霧ノズルを垂直方向下向きに、また、噴霧ノズル先端から２５０mmの位置に複数のセルをセットした後、最も流体水位の高いセルの水位が所定の高さとなるまで、流体を噴霧したものである（以後、この方法によって測定した噴流の分布を噴霧分布とする）。また、旋回孔の数を２カ所と４カ所とした時の噴霧分布を図４（ｂ）、（ｃ）に示す。この噴霧分布を数値化すると（表１）のようになる。
【００１８】
【表１】

【００１９】
なお、噴霧角度とは、図４（ａ）に示すように、噴霧分布における両端のセルと噴出孔１６を直線で結んだときの角度である。噴霧角度は、旋回孔１２が３カ所のものが最も大きい。流体の旋回力が大きければ、噴霧角度が大きくなることから、旋回孔１２の数が３カ所のものが旋回力が大きく、旋回室１５内での旋回流が最も安定していることがわかる。従って、図５に示すように、噴霧ノズルの圧力損失は旋回孔１２の数が３カ所のものが最も小さい。
【００２０】
また、旋回孔１２が３カ所である場合、旋回室１５内の旋回流が安定し、中心軸流れの乱れが小さいため、噴霧分布はより均等となっている。
【００２１】
本発明の第１の実施例によれば、３カ所の旋回孔１２を設けた構成であり、旋回室１５において旋回流が安定するとともに、流体の旋回力が低下しないため、噴霧角度が大きくなるともに、噴霧ノズルの圧力損失を小さくできるという効果がある。
【００２２】
また、３カ所の旋回孔１２の中心に中心孔を設けた構成としており、旋回室１５内において旋回流に中心軸流れが形成され、噴出孔１６での旋回流の旋回成分と直進成分の均衡がとれるので、広範囲に渡って均一な噴霧分布を実現できるという効果がある。
【００２３】
さらに、旋回孔１２の流入側開口部１２ａと流出側開口部１２ｂが、重るように構成されているので、容易に樹脂成型が行え、噴霧ノズルの低コストが可能である。
【００２４】
なお、本実施例では、旋回孔１２の流入側開口部１２ａと流出側開口部１２ｂを３０゜の角度で結ばれているが、この角度は旋回力を考慮すれば１５゜〜６０゜であることが望ましい。
【００２５】
また、面取り部１８は噴霧角度が最も大きくなる６０゜としているが、３０゜〜７０゜の範囲であれば旋回流に乱れが発生しにくく、十分な噴霧角度を得ることができる。
【００２６】
（実施例２）
次に、本発明の第２の実施例を図６、７を参照しながら説明する。
【００２７】
図６は第２の実施例の噴霧ノズルの断面図であり、図７は旋回チップ１１の外観図である。第２の実施例において、第１の実施例と異なるのは、旋回チップ１１の３カ所の旋回孔１２の中心に中心孔１３を設けない構成としている点である。
【００２８】
上記構成において、第１の実施例と異なる作用のみ説明する。流入した流体は、旋回チップ１１に至ると、３カ所の旋回孔１２に均等に分流する。流体は中心軸流れが形成されないが、前流量が同一流量であれば、旋回流流量の増加量分ほど発生旋回力が増加する。従って、噴出孔１６を通過する噴流の旋回力が大きくなり、低流量・低圧力でさらに噴霧角度を大きくできるという効果がある。
【００２９】
なお、噴出孔１６の面取り部１８を設けず、噴出孔１６の流入側にバリ等がないように構成すれば、噴出孔１６流入時に旋回流の軸流れが形成され、噴霧の中心の増加し、噴霧分布を均等にすることが可能となる。また、第一の実施例のように中心孔１３側が設けられた構成においても、同様の作用により中心の噴霧量を増加することができる。
【００３０】
（実施例３）
次に、本発明の第３の実施例を図８を参照しながら、第１の実施例と異なる点のみを説明する。図８は第３の実施例の噴霧ノズルの断面図である。
【００３１】
図８において、ノズル本体１９には、流体が流入する流入口９と流入路１０が設けられているとともに、流入路１０の流出側には、同一円周上に３カ所の旋回部である旋回孔２０と旋回孔の略中心に中心孔２１が設けられている。また、ノズル本体１９は、流体を噴出する噴出孔１６が設けられたノズルキャップ２１と噴霧可変手段であるねじ部２２で螺合されており、ノズルキャップ２１を回転することによって旋回孔２０と噴出孔１６の距離を調節可能としている。ノズル本体１９とノズルキャップ２１の嵌合部には、シール部材２３が設けてあり、ねじ部２２からの流体の漏れを防止している。
【００３２】
２４は、旋回孔２０下流側に設けられ、旋回孔２０で旋回されたそれぞれの旋回流が混同する旋回室であり、旋回流を安定している。また、旋回室１５の旋回孔２０側は、旋回孔２０が設けられている円周径よりも大きく、噴出孔１６側は旋回孔２０が設けられている円周径よりも小さく構成してある。そして、旋回流抑制部２５は、ノズルキャップ２１が回転され、旋回孔２０と噴出孔１６との距離が最小となったときに、ノズル本体１８の旋回孔２０流出側の面に当接し、旋回孔２０を閉止する構成となっている。
【００３３】
上記した構成において、本実施例の作用を第１の実施例と異なる点のみ説明する。
【００３４】
３カ所の旋回孔２０から旋回室２４に流入した流体は、旋回室２４内で旋回流となり、噴出孔１６から噴出される。このとき、噴出孔１６に達する旋回流の旋回力は、旋回孔２０と噴出孔１６と距離に影響を受ける。
【００３５】
すなわち、噴出孔１６から噴出する噴霧角度は、ねじ部２２によって調節される旋回孔２０と噴出孔１６と距離に応じて変化することになる。噴霧角度と旋回孔２０と噴出孔１６との距離との関係を図９に示す。
【００３６】
図９において、噴霧角度は旋回力が最も大きくなる距離で最大となり、その距離よりからの調節量が大きいほど、噴霧角度が小さくなっている。最大噴霧角度示す距離から、旋回孔２０と噴出孔１６との距離が増加すると、旋回力は徐々に減衰し、噴霧角度が小さくなる。また、最大噴霧角度示す距離から、旋回孔２０と噴出孔１６との距離が減少すると、旋回流が十分に形成されないため、同様に噴霧角度が小さくなる。
【００３７】
さらに、旋回孔２０と噴出孔１６との距離を減少させると、図１０に示すように旋回流抑制部２５が旋回孔２０流出側の面に当折し、旋回孔を閉止する。従って、流体は旋回室２４内に中心孔２１からのみ流入するため、旋回流が発生せず、その噴流はほぼ直噴状態となる。
【００３８】
また、旋回力が増加すると、噴霧角度が大きくなるとともに、流体の噴霧粒子も小さくなり、旋回力が減少すると、噴霧角度が小さくなるとともに、流体の噴霧粒子が大きくなる。
【００３９】
すなわち、ねじ部２２により旋回孔２０と噴出孔１６の距離を調節可能とするとともに、旋回流抑制部２５設け旋回孔２０を閉止可能としているので、局所的な直流の噴流、噴霧角度が小さく噴霧粒子が大きい部分的な噴流、噴霧角度が大きく噴霧粒子の小さい噴流まで、使用状況に応じた自由な選択が可能となるという効果がある。
【００４０】
次に、上記実施例の噴射ノズルを使用したシャワー装置の具体例を以下の実施例で説明する。
【００４１】
（実施例４）
図１１、図１２において、シャワー装置２６は、浴室壁面２７に取り付けられており、浴室内でシャワー装置本体２８に収納可能な着座手段である椅子２９に着座し、シャワーを浴びれるようになっている。
【００４２】
３０は湯が供給される給湯管であり、３１は水が供給される給水管である。給湯管３０と給水管３１は、混合弁３２に連通しており、混合弁３２は温度設定手段３３により設定された温度に湯と水を混合する。温度設定手段３３は、使用者が誤って高温の湯を浴びないように、設定温度が５０℃以上にならないようにストッパー（図示せず）が設けてある。
【００４３】
切替弁３４は混合弁３２で混合された混合湯をハンドシャワー３５と、ミストシャワー３６側に切り替えるとともに、混合湯の閉止を行うものであり、前述の操作は、流量設定手段３７により行われる。
【００４４】
切替弁３４のミストシャワー３６側下流には、混合弁３２の誤動作あるいは誤操作による高温の混合湯の供給が行われたときに、高温の混合湯をミストシャワー３６側に供給しないようにしたハイカット弁３８が設けてある。
【００４５】
ハイカット弁３８は図１３に示すように、感温体である形状記憶ばね３９とバイアスばね４０により弁体４１を付勢し、切替弁３４と連通する流入口４２から混合湯が流入するようになっている。通常、形状記憶ばね３９の付勢力は、バイアスばね４０よりも小さく、弁体４１が左側に付勢された状態で流出口４３からミストシャワー３６へ混合湯が供給される。
【００４６】
高温の混合湯が供給されると、形状記憶ばね３９の付勢力が増加し、バイアスばね４０の付勢力よりも大きくなるため、弁体４１が右側に付勢され、高温排水口４４から高温水が排水される。
【００４７】
ミストシャワー３６は、左右対称に５組１０個取り付けられている噴霧ノズルで構成され、実施例１で述べた噴霧ノズル８を用いている。５組の噴霧ノズルのうち、本体上部に取り付けられた１組の噴霧ノズル４５は肩部に、本体中央に設けられた噴霧ノズル４６は背中から腰部に噴霧を行う。また、シャワー装置本体２８に摺動自在に取り付けられているアーム部４７には、人体の首から下に噴霧を行う噴霧ノズル４８が３組設けられている。そして、噴霧ノズル４５、４６、４８から噴霧される霧状の混合湯が首から下の体全体を包み込むようになっている。また、噴霧ノズル４５、４６、４８は、図１４に示すように人体の体格に応じてノズル噴霧方向を調節できるようになっている。
【００４８】
上記した構成において、本実施例の作用を説明する。
【００４９】
ハンドシャワーを使用する場合、まず流量設定手段３７をハンドシャワー側に回転し、切替弁３４を開成する。切替弁３４が開成されると給湯管３０と給水管３１から湯水が供給され、供給された湯水は温度設定手段３３によって設定された温度となるように混合弁３２により混合される。混合湯は開成された切替弁３４を経て、ハンドシャワー３５に至る。
【００５０】
着座して浴びるミストシャワー３６を使用する場合、シャワー装置本体２８に収納されている椅子２９およびアーム４７を図１１で示すようにセットする。流量設定手段３７により切替弁３４をミストシャワー３６側に開成する。混合弁３２により混合された混合湯は、切替弁３４を経てハイカット弁に至る。
【００５１】
このとき、混合弁３２の供給温度に応じてハイカット弁３８は駆動する。すなわち、混合弁３２が故障したり、オーバーシュートが発生した場合など、混合湯が５０℃以上となると形状記憶ばね３９の付勢力が増加し、弁体４１を右方向に移動するため、高温の混合湯が流出口４３から高温排水口４４に切り替わり、ミストシャワー３６から高温の混合湯が噴霧されないようになっている。
【００５２】
噴霧ノズル４５、４６、４８は、実施例１で記載した噴霧ノズルであり、流入した混合湯を霧状の噴霧とし、均等に、かつ、広範囲に噴霧する。１０個のノズルから噴霧される混合湯は、着座している使用者の体全体を包み込み、体表面に混合湯の層を形成するので、あたかも入浴したような暖まり感を得ることができる。噴霧ノズル４５、４６、４８は噴霧方向を調節可能となっているとともに、アーム４７も可動自在となっており、使用者の体格に応じて噴霧を体全体に浴びることができるようになっている。
【００５３】
ミストシャワー３６を浴びる際に、噴霧が体全体を包み込み、入浴した際のような暖まり感を得るには、噴霧ノズル４５、４６、４８の噴霧角度は少なくとも３０°以上、好ましくは４０°以上でなければ、噴霧ノズルがさらに必要となる。また、暖まり感を得るために必要な最低混合湯流量が５〜６１／ｍｉｎである。
【００５４】
噴霧ノズル４５、４６、４８の混合湯圧力と噴霧角度との関係を図１５に示すが、４０°以上の噴霧角度を得るのに０．３ｋｇ／ｃｍ^２以上の混合湯圧力でよい。
【００５５】
また、噴霧ノズル４５、４６、４８はノズル内での混合湯の旋回力が大きいため、上記した圧力で混合湯の噴霧粒子を小さくでき、好適な使用感を得ることができる。すなわち、シャワー装置２６は、噴霧ノズル４５、４６、４８の必要混合湯圧力が低いため、一般家庭の給水および給湯元圧で体全体を小さい霧状の噴霧で包み込むことができ、加圧ポンプなどの給水または給湯加圧装置を必要としない。
【００５６】
上記シャワー装置２６によれば、低圧で噴霧角度が広範囲であり、噴霧粒子が小さく、均等に噴霧可能な複数の噴霧ノズル４５、４６、４８を設けた構成としているので、噴霧が体全体を包み込み、入浴した際のような暖まり感を得るために必要なシャワー装置２６への給水圧および給湯圧を低減でき、一般家庭においても加圧装置等を使用する必要がない。
【００５７】
また、低圧の混合湯で暖まり感を得ることができる、すなわち、流量感を得ることができるので、使用する混合湯量が低減でき、経済的であるという効果もある。
【００５８】
加えて、椅子２９に着座した姿勢で、ミストシャワー３６の噴霧ノズル４５、４６、４８から体全体を包み込み、あたかも入浴したような暖まり感を得ることができるので、入浴した際のように水圧が体にかかることがなく、体への負担を軽減できるという効果もある。特に、体への負担が低減していることから、近年増加している高齢者や障害者の入浴時の事故を防止することができる。
【００５９】
なお、本実施例ではシャワー装置２６に第１の実施例で述べた噴霧ノズル４５、４６、４８を使用しているが、第２の実施例中に記載した噴霧ノズルを用いても、同様の効果を得ることができる。
【００６０】
また、第１の実施例で述べた噴霧ノズル４５、４６、４８のかわりに、第３の実施例で記載した噴霧角度を調節可能な噴霧ノズルを使用すれば、体格の差に応じて噴霧の範囲を調節でき、より好適にミストシャワー２６を使用できる。
【００６１】
また、本実施例では複数のノズルを同一のノズルで構成しているが、肩、背中、腰に噴霧を行う噴霧ノズル４５、４６を第３の実施例で記載した噴霧ノズルとし、局所的に直噴を当てることを可能とすれば、必要に応じて腰痛や肩こり等へのマッサージ効果も得ることができる。
【００６２】
また、本実施例において、十分な給水および給湯圧が可能であれば、旋回部である旋回孔１２が３カ所ではなく、２カ所または４カ所としても、同様の効果を得ることができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように本発明のシャワー装置は、シャワー装置本体の上下、および各アームに温水の噴霧ノズルをそれぞれ複数配置し、さらにこれら噴霧ノズルには３個以上の傾斜した旋回部を設けて噴出孔から温水を旋回させて噴霧するものであるから、座った状態でも温水ミストで身体を包み込むことができるもので、快適なシャワー使用が安全にできるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例における噴霧ノズルの断面図
【図２】 同噴霧ノズルの旋回チップの外観図
【図３】 同噴霧ノズルの旋回チップの部分断面図
【図４】 （ａ）本発明の第１の実施例における噴霧ノズルの噴霧分布を示す説明図
（ｂ）同実施例における他の噴霧ノズルの噴霧分布を示す説明図
（ｃ）同実施例における他の噴霧ノズルの噴霧分布を示す説明図
【図５】 同実施例における噴霧ノズルの圧力―流量特性図
【図６】 本発明の第２の実施例の噴霧ノズルの断面図
【図７】 同噴霧ノズルの旋回チップの外観図
【図８】 本発明の第３の実施例の噴霧ノズルの断面図
【図９】 同噴霧ノズルの孔距離―噴霧角度特性図
【図１０】 同噴霧ノズルの動作説明図
【図１１】 本発明の第４の実施例のシャワー装置の外観図
【図１２】 同シャワー装置の給水給湯系路ブロック図
【図１３】 同シャワー装置のハイカット弁の構成図
【図１４】 同シャワー装置の噴霧ノズルの断面図
【図１５】 従来の噴霧ノズルの断面図
【図１６】 同噴霧ノズルの部分拡大断面図
【符号の説明】
２８ シャワー装置本体
２９ 椅子（着座手段）
３６ ミストシャワー
４５ 噴霧ノズル
４６ 噴霧ノズル
４８ 噴霧ノズル

Claims (3)

1. 入浴者が着座する着座手段、および着座した入浴者の両側に位置するとともに、上下可動自在な一対のアームを設けたシャワー装置本体と、このシャワー装置本体へ至る温水経路に接続され、温水温度が所定値以上となるとシャワー装置本体への温水経路を閉塞するハイカット弁とを具備し、前記シャワー装置本体、および前記各アームには前記温水経路を介して送給された温水の噴霧ノズルをそれぞれ複数配置し、さらにこれら噴霧ノズルは、温水の噴出孔に至る通路に３個以上の傾斜した旋回部を有し、前記噴出孔から温水を旋回させて噴霧させるようにしたシャワー装置。
2. シャワー装置本体に設けた噴霧ノズルは、上下に分離して配置した請求項１記載のシャワー装置。
3. 各アームに設けた噴霧ノズルは、それらアームの長手方向にそれぞれ複数配置した請求項１記載のシャワー装置。

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