JP4474632B2

JP4474632B2 - 泡沫吐水口

Info

Publication number: JP4474632B2
Application number: JP2001567859A
Authority: JP
Inventors: 健高木; 昌之永石; 幸弘福田; 宏之臼井; 聡北▲崎▼
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2021-03-15
Also published as: EP1273724A4; TW463012B; EP1273724A1; US20030029935A1; WO2001068995A1; EP1273724B1; AU4114501A; CN1174812C; DE60101909T2; DE60101909D1; CN1429304A; US6708902B2

Description

〔技術分野〕
本発明は、手洗装置、水栓等に用いられる泡沫吐水口に関するものである。
〔背景技術〕
洗浄水流入口と、気泡流吐出口と、洗浄水流入口と気泡流吐出口の間で延在する洗浄水流路の途上に配設された空気混入機構とを備え、空気混入機構は、複数の小孔が形成され洗浄水流路を塞いで配設された減圧板と、減圧板の下流の洗浄水流路囲壁に形成された空気孔と、空気孔の下流に配設された整流網とを有する泡沫吐水口が、米国特許公報第５，１１４，０７２号に開示されている。
米国特許公報第５，１１４，０７２号の泡沫吐水口においては、減圧板の複数の小孔から洗浄水シャワーが吐出する。洗浄水シャワーは、空気孔を介して洗浄水流路内へ流入した空気を摩擦により連行しつつ整流網に衝突する。洗浄水シャワーが破砕されつつ整流網を通過する際に、連行された空気が多数の気泡となって洗浄水中に分散混入し、洗浄水の気泡流を形成する。気泡流は気泡流吐出口から吐出する。
〔発明の開示〕
米国特許公報第５，１１４，０７２号の泡沫吐水口には、流動抵抗が大きな整流網を洗浄水が高速で通過することができないので、空気孔への洗浄水の逆流を回避しようとすれば、減圧板の小孔から洗浄水シャワーを高速で吐出することができず、高速シャワーによる空気の多量吸引を実現できず、高速シャワーを整流網に衝突させて破砕することによる空気の多量混入を実現できないという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、減圧板の小孔から洗浄水シャワーを高速で吐出することができ、多量の空気を吸引することができ、多量の空気を洗浄水に混入することができる泡沫吐水口を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明においては、洗浄水流入口と、気泡流吐出口と、洗浄水流入口と気泡流吐出口の間で延在する洗浄水流路の途上に配設された空気混入機構と、空気混入機構の下流に配設された整流機構とを備え、空気混入機構は、周方向に互いに間隔を隔てた複数の小孔が外縁部に形成されると共に洗浄水流路を塞いで配設された減圧板と、減圧板の下流の洗浄水流路囲壁に形成された空気孔と、減圧板の下流で下流へ向けて環状段部を形成することなく漏斗状に縮径する洗浄水流路のテーパ部とを有し、整流機構は、テーパ部に接続しテーパ部の下流端と気泡流吐出口との間で延在する洗浄水流路の整流部と、整流部に配設された整流格子とを有し、減圧板の小孔はテーパ部周壁へ差し向けられており、減圧板の複数の小孔を通った洗浄水は円筒簾状流を形成し、円筒簾状流は洗浄水流路のテーパ部の周壁に沿って流れることにより縮径し、簾を形成する線状流が合流して円錐台状の膜状流を形成することを特徴とする泡沫吐水口を提供する。
本発明に係る泡沫吐水口においては、減圧板の複数の小孔から吐出した洗浄水シャワーが、空気孔を介して洗浄水流路へ流入した空気を摩擦により連行しつつテーパ部に衝突し、破砕される。洗浄水シャワーがテーパ部に衝突して破砕される際に、連行された空気が多数の気泡となって洗浄水中に分散混入し、気泡流を形成する。気泡流は、テーパ部から整流部へ流入し、整流部を流れることと整流格子を通過することとにより整流され、気泡流吐出口から吐出する。
整流格子の流動抵抗は整流網に比べて小さいので、気泡流は整流格子を高速で通過することができる。従って、本発明に係る泡沫吐水口は、減圧板の小孔から洗浄水シャワーを高速で吐出することができ、多量の空気を吸引することができ、多量の空気を洗浄水に混入することができる。
本発明の好ましい態様においては、整流部周壁はテーパ部周壁に連続して接続している。
整流部周壁がテーパ部周壁に連続して接続していると、整流部へ流入した気泡流の一部はテーパ部の下流端から飛び出し整流部の径方向中央へ集まって束流を形成し、残余部はテーパ部の下流端から飛び出すことなく整流部周壁沿いに流れて円筒状の水膜を形成する。気泡流の束流は整流格子の中央部を通過する。気泡流の円筒状水膜は、整流格子を通過する際に周方向と径方向とに分散する多数の細束流に分岐する。気泡流吐出口の中央から気泡流の束流が吐出し、気泡流吐出口の中央部を除く部位の全体から、周方向と径方向とに均一に分散して多数の気泡流の細束流が吐出する。気泡流の中央束流と、中央束流の周囲に均一に分散する多数の気泡流の細束流とが纏まり、気泡流の安定した太束流を形成する。気泡流の安定した太束流は、手洗装置の利用者に視覚的な充足感を与えることができる。
本発明の好ましい態様においては、減圧板の小孔は、テーパ部の下流端よりも大径の円周上に等間隔で配設されている。
減圧板の小孔をテーパ部の下流端よりも大径の円周上に配設すれば、小孔を減圧板の端面に鉛直に穿設することができ、減圧板の端面に鉛直に差し向けられた洗浄水の流線を曲げることなく、洗浄水を小孔から吐出させることができる。流線が屈曲することによる圧力損失が発生しないので、高速の洗浄水シャワーが小孔から吐出する。
本発明の好ましい態様においては、減圧板の小孔の入口が円弧状に面取り加工されている。
小孔の入口を円弧状に面取り加工することにより、小孔を通過する洗浄流の縮流を防止することができ、洗浄水シャワーの流速低下を防止することができる。
本発明の好ましい態様においては、空気孔はテーパ部よりも上流に配設されている。
テーパ部に衝突する前の高速洗浄水シャワーの近傍に空気孔を配設することにより、吸引空気量が増加し、混入空気量が増加する。
本発明の好ましい態様においては、テーパ部周壁と整流部周壁との接続部が円弧状に面取り加工されている。
テーパ部周壁と整流部周壁との接続部を円弧状に面取り加工することにより、接続部の流動抵抗を低減させ、接続部を通過する際の気泡流の流速低下を防止することができる。
本発明の好ましい態様においては、整流部が下流へ向けて拡径している。
整流部を下流へ向けて拡径することにより、気泡流吐出口を拡径し、気泡流吐出口から吐出する気泡流を拡径し、手洗装置の利用者に与える視覚的な充足感を増加させることができる。
本発明の好ましい態様においては、整流格子は中央孔と中央孔の周囲に放射状に配設された複数の周辺孔とを有する。
整流部の中央を流れる気泡流の束流は、中央孔を通ることにより、桟と干渉することなく、ひいては桟との干渉による乱れを生ずることなく、整流格子を通過することができる。整流部の周壁沿いに流れる気泡流の円筒状の水膜は、中央孔の周囲に放射状に配設された複数の周辺孔を通ることにより、中央孔を通過した束流の周囲に周方向と径方向とに均一に分散した多数の細束流を形成することができる。乱れの無い中央束流と、中央の流の周囲に均一に分散する多数の細束流が纏まることにより、安定した気泡流の太束流が形成される。安定した気泡流の太束流は、手洗装置の利用者に与える視覚的な充足感を与えることができる。
本発明の好ましい態様においては、整流格子の孔が下流へ向けて拡径している。
整流格子の孔が下流へ向けて拡径していれば、整流格子の孔から吐出する気泡流の束流が互いに接近し、纏まり易くなる。
本発明の好ましい態様においては、整流部は整流格子の下流まで延在している。
整流部を整流格子の下流まで延在させることにより、中心束流と多数の細束流の纏まりを促進することができる。
本発明の好ましい態様においては、泡沫吐水口は、空気孔への洗浄水の逆流を防止する逆流防止機構を備える。
逆流防止機構により、洗浄水による空気孔の閉塞と、空気孔の閉塞による空気吸引停止が防止される。
本発明の好ましい態様においては、泡沫吐水口は、空気孔とテーパ部と整流部と整流格子とを有し減圧板を収容する内筒と、内筒を収容し内筒との間に空気孔に連通する空気通路を形成する外筒とを備える。
空気孔とテーパ部と整流部と整流格子とを有し減圧板を収容する内筒と、内筒を収容し内筒との間に空気孔に連通する空気通路を形成する外筒とにより、部品点数が少なく、組立性が良い泡沫吐水口を構成することができる。
本発明の好ましい態様においては、泡沫吐水口は、空気孔とテーパ部と整流部と整流格子とを有し、逆流防止機構と一体化した減圧板を収容する内筒と、内筒を収容し内筒との間に空気孔に連通する空気通路を形成する外筒とを備える。
空気孔とテーパ部と整流部と整流格子とを有し、逆流防止機構と一体化した減圧板を収容する内筒と、内筒を収容し内筒との間に空気孔に連通する空気通路を形成する外筒とにより、部品点数が少なく、組立性が良く、空気孔への洗浄水の逆流が抑制された泡沫吐水口を構成することができる。
本発明の好ましい態様においては、泡沫吐水口は、減圧板の上流に配設された定流量弁を備える。
定流量弁の配設により、洗浄水の供給圧変動に伴う吐水流量の変動が抑制され、吐水が安定する。
本発明の好ましい態様においては、泡沫吐水口は、流量が２Ｌ／分の洗浄水に１００体積％の空気が混入された気泡流を吐出する。
流量が４Ｌ／分の気泡流は、洗浄水流量に対する掌の触覚に基づく充足感と、視覚に基づく充足感とを、手洗装置利用者に与えることができる。
本発明においては、上記何れかの泡沫吐水口を備える手洗装置を提供する。
本発明においては、上記何れかの泡沫吐水口を備える水栓装置を提供する。
本発明に係る泡沫吐水口は、手洗装置、水栓装置等に適用可能である。
〔発明を実施するための最良の形態〕
手洗装置に適用された本発明の実施例に係る泡沫吐水口を以下に説明する。
図１〜３に示すように、手洗装置用泡沫吐水口１は、洗浄水流に関して上流から下流へ向けて順次配設された減圧円板２と、内円筒３と、整流円板４とを備え、更に上記諸部材を収容する外円筒５を備えている。減圧円板２、内円筒３、整流円板４、外円筒５は、同軸に配設されている。外円筒５の上流端が洗浄水流入口６を形成し、内円筒３の下流端が気泡流吐出口７を形成している。外円筒５の減圧円板２よりも上流域の内部空間が洗浄水流路８を形成し、内円筒３の内部空間が洗浄水流路９を形成している。
減圧円板２の外縁部に、複数の小孔２ａが形成されている。小孔２ａは、減圧円板２と同心の直径Ｄ１の円周上に等間隔に配設されている。小孔２ａは、減圧円板２の端面に鉛直に延在している。小孔２ａの入口は円弧状に面取り加工されている。減圧円板２は、洗浄水流路９の上流端を塞いで配設されている。
洗浄水流に関して減圧円板２の直近下流に、Ｄ１よりも大きな内直径を有する逆流防止円環板２ｂが、減圧円板２と同心に配設されている。逆流防止円環板２ｂの下流端外縁部に段部２ｃが形成されている。円周方向に互いに所定の間隔を隔てて配設された円弧断面の複数の連結柱２ｄにより、減圧円板２と逆流防止円環板２ｂとが連結されている。減圧円板２、逆流防止円環板２ｂ、連結柱２ｄは一体形成されている。
洗浄水流に関して内円筒３の上流端に、外フランジ３ａが形成されている。内円筒３の上流部内周面に、段部３ｂが形成されている。外フランジ３ａと段部３ｂとの間の内円筒３周壁に、周方向に互いに間隔を隔てて複数の空気孔３ｃが形成されている。
内円筒３は、段部３ｂの下流で漏斗状に縮径して気泡流吐出口７を形成する下流端と同径に絞られた後、下流端へ向けて真直に延在している。従って、洗浄水流路９は、空気孔３ｃの下流で漏斗状に縮径するテーパ部９ａと、テーパ部９ａの下流端と気泡流吐出口７との間で真直に延在する、気泡流吐出口７と同軸同径の整流部９ｂとを有している。テーパ部９ａ下流端の直径Ｄ２は、小孔２ａの配設円の直径Ｄ１よりも小さな値に設定されている。従って、小孔２ａは、テーパ部９ａの周壁に差し向けられている。
テーパ部９ａ周壁と整流部９ｂ周壁とは連続して接続しており、当該接続部は、円弧状に面取り加工されている。
整流格子４は、大径中央孔４ａと、大径中央孔４ａの周囲に放射状に配設された多数の小径周辺孔４ｂとを有している。大径中央孔４ａ、小径周辺孔４ｂは、上流端から下流端へ向けて拡径している。内円筒３と整流格子４とは一体形成されている。洗浄水流路９の整流部９ｂは整流格子４よりも下流まで延在している。
外円筒５の上流部に内フランジ５ａが形成されている。
減圧円板２は内円筒３の上流端部に内嵌合している。逆流防止円環板２ｂの段部２ｃが内円筒３の段部３ｂに係合し、減圧円板２の外周面と連結柱２ｄの外周面とが内円筒３上流部内周面に押圧されることにより、減圧円板２は内円筒３に係止されている。
内円筒３は外円筒５に内嵌合している。内円筒３の外フランジ３ａが外円筒５の内フランジ５ａに係合し、外フランジ３ａに図示しないパッキンが載置された状態で、外円筒５が図示しない水栓の継ぎ手にねじ込まれることにより、内円筒３は外円筒５に係止される。内円筒３外周面と外円筒５内周面の間の円筒状隙間が、空気孔３ｃに連通する空気通路１０を形成している。
減圧円板２、内円筒３、外円筒５が一体に組み付けられて、泡沫吐水口１を構成している。
減圧円板２、空気孔３ｃ、空気通路１０、洗浄水流路テーパ部９ａの周壁により空気混入機構が形成され、洗浄水流路整流部９ｂ、整流格子４により整流機構が形成されている。
上記構成を有する泡沫吐水口1は、水栓の吐出口に取り付けられて手洗装置を構成する。
本実施例に係る泡沫吐水口１においては、図１、２で白抜矢印で示すように、洗浄水流入口６から洗浄水流路８へ流入した洗浄水が、減圧円板２の複数の小孔２ａを通り、図１で二重矢印で示すように、高速の洗浄水シャワーとなって洗浄水流路９へ吐出する。
洗浄水シャワーは円筒簾状高速流を形成する。空気との接触面積の広い円筒簾状高速流は、空気通路１０と空気孔３ｃとを介して洗浄水流路９へ流入した空気を摩擦により連行しつつ、洗浄水流路テーパ部９ａの周壁に衝突して破砕される。円筒簾状高速流が空気を連行することにより、空気孔３ｃを介して洗浄水流９へ空気が吸引される。円筒簾状高速流が洗浄水流路テーパ部９ａの周壁に衝突して破砕される際に、円筒簾状高速流に連行された空気が多数の微細気泡となって洗浄水中に分散混入し、洗浄水の気泡流を形成する。
洗浄水流路テーパ部９ａの周壁に衝突した洗浄水の一部は、反射して、テーパ部９ａ周壁に沿って上流へ逆流するが、テーパ部９ａの径方向内方へ突出する逆流防止円環板２ｂに衝突して、下流へ差し向けられる。
円筒簾状の気泡流は、洗浄水流路テーパ部９ａの周壁に沿って流れることにより縮径し、簾を形成する線状流が合流して円錐台状の膜状流れを形成しつつ、洗浄水流路整流部９ｂヘ流入する。膜状気泡流の一部は、図１で一点鎖線の３重矢印で示すように、テーパ部９ａ下端周壁から離れ、整流部９ｂの径方向中央に集まって束流を形成する。膜状気泡流の残余部は、図１で実線の３重矢印で示すように、テーパ部９ａ下端周壁から整流部９ｂ周壁へ乗り移り、円筒膜状気泡流となって整流部９ｂ周壁沿いに流れる。整流部９ｂ囲壁に沿いに流れる間に、洗浄水シャワーがテーパ部９ａ周壁に衝突する際に発生した洗浄水流の乱れが緩和される。
整流部９ｂの径方向中央を流れる気泡流の束流は、整流格子４の大径中央孔４ａを通過する。整流部９ｂの周壁沿いに流れる円筒膜状気泡流は、大径中央孔４ａの周囲に放射状に配設された多数の小径周辺孔４ｂを通過する。この結果、整流格子４の下流に、中央束流と、中央束流を取り囲む、周方向と径方向とに均一に分散した多数の細束流とが形成される。整流格子４を通過する際に、気泡流が若干減速することにより、気泡流に残存する乱れが更に緩和される。気泡流吐出口７の中央から気泡流の乱れの無い束流が吐出し、気泡流吐出口７の中央部を除く部位の全体から、周方向と径方向とに均一に分散して気泡流の乱れの無い多数の細束流が吐出する。気泡流の中央束流と、中央束流の周囲に均一に分散する多数の気泡流の細束流とは、吐出直後に纏まり、気泡流の乱れの無い太束流を形成する。
整流格子４の孔径は整流網の網目径に比べて遥かに大きいので、整流格子４の流動抵抗は整流網に比べて遥かに小さい。従って、気泡流は整流格子４を高速で通過することができる。従って、本実施例に係る泡沫吐水口１は、減圧円板２の小孔２ａから洗浄水シャワーを高速で吐出することができ、多量の空気を洗浄水流路９内へ吸引することができ、多量の空気を洗浄水に混入することができる。
洗浄水流路テーパ部９ａの周壁に衝突した洗浄水の一部は上流方向へ反射する。上流方向へ反射した洗浄水は、テーパ部９ａの径方向内方へ突出する逆流防止円環板２ｂの下流側端面に衝突して、下流へ差し向けられる。逆流防止円環板２ｂにより、洗浄水が空気孔３ｃへ逆流することによる空気孔３ｃ閉塞と、空気孔３ｃの閉塞による空気吸引停止が防止される。
整流部９ｂ周壁がテーパ部９ａ周壁に連続して接続しているので、整流部９ｂへ流入した気泡流の一部は、テーパ部９ａの下流端から飛び出すことなく整流部９ｂ周壁沿いに流れて円筒状の水膜を形成することができる。気泡流の円筒状水膜が整流格子４の周縁部を通過することにより、周方向と径方向とに均一に分散する多数の細束流が形成される。整流格子４の中央部を通過した気泡流の中央束流と、中央束流の周囲に均一に分散する多数の気泡流の細束流とが、纏まることにより、気泡流の安定した太束流が形成される。気泡流の安定した太束流は、手洗装置の利用者に視覚的な充足感を与えることができる。
減圧円板２の小孔２ａをテーパ部９ａの下流端よりも大径の円周上に配設したので、小孔２ａを減圧円板２の端面に鉛直に穿設しても、小孔２ａをテーパ部９ａの周壁に差し向けることができる。従って、洗浄水流入口６から洗浄水流路８へ流入した、減圧円板２の端面に鉛直に差し向けられた洗浄水の流線を曲げることなく、洗浄水を小孔２ａから吐出させることができる。流線が屈曲することによる圧力損失が発生しないので、高速の洗浄水シャワーを小孔２ａから吐出することができる。
小孔２ａの入口を円弧状に面取り加工したので、小孔２ａを通過する洗浄流は縮流しない。縮流による圧力損失が無いので、高速の洗浄水シャワーを小孔２ａから吐出することができる。
テーパ部９ａの周壁に衝突する前の高速洗浄水シャワーの近傍に空気孔３ｃを配設したので、洗浄水シャワーと空気との間の摩擦力が大きく、多量の空気を洗浄水流路９吸引することができ、多量の空気を洗浄水に混入することができる。
テーパ部９ａ周壁と整流部９ｂ周壁との接続部を円弧状に面取り加工したので、接続部の流動抵抗が小さい。この結果、接続部を通過する際の気泡流の流速低下が抑制される。
整流部９ｂの周壁沿いに気泡流が流れる間に、気泡流中の乱れが緩和される。気泡流が安定することにより、気泡の合体が防止され、気泡の大径化が防止され、気液分離が防止される。
整流部９ｂの径方向中央を流れる気泡流の束流は、整流格子４の大径中央孔４ａを通ることにより、桟と干渉することなく、ひいては桟との干渉による乱れを生ずることなく、整流格子４を通過することができる。整流部９ｂの周壁沿いに流れる気泡流の円筒状の水膜は、大径中央孔４ａの周囲に放射状に配設された複数の小径周辺孔４ｂを通ることにより、大径中央孔４ａを通過した束流の周囲に周方向と径方向とに均一に分散した多数の細束流を形成することができる。乱れの無い中央束流と、中央の流の周囲に均一に分散する多数の細束流が纏まることにより、気泡流の安定した太束流が形成される。気泡流の安定した太束流は、手洗装置の利用者に与える視覚的な充足感を与えることができる。
整流格子４の大径中央孔４ａ、小径周辺孔４ｂが下流へ向けて拡径しているので、大径中央孔４ａ、小径周辺孔４ｂから吐出する気泡流の束流が互いに接近し、纏まり易くなる。流路面積が下流へ向けて拡大するので、流速が低減し、気泡流中の乱れが緩和される。
整流部９ｂが整流格子４の下流まで延在しているので、中央束流と多数の細束流の纏まりが促進される。
空気孔３ｃと、テーパ部９ａと整流部９ｂとを形成する内部空間と、整流格子４とを有し、逆流防止円環板２ｂと一体化した減圧円板２を収容する内円筒３と、内円筒３を収容し内円筒３との間に空気孔３ｃに連通する空気通路１０を形成する外円筒５とにより、部品点数が少なく、組立性が良く、空気孔への洗浄水の逆流が抑制された泡沫吐水口１が構成される。
図４（ａ）に示すように整流部９ｂを下流へ向けて拡径し、或いは図４（ｂ）に示すように整流格子４より下流の整流部９ｂを拡径しても良い。気泡流吐出口７が拡径し、気泡流吐出口７から吐出する気泡流が拡径し、手洗装置の利用者に与える視覚的な充足感が増加する。
減圧円板２より上流の洗浄水流路８内に、図１で一点鎖線で示すように、定流量弁１１を配設しても良い。
定流量弁１１の配設により、洗浄水の供給圧変動に伴う吐水流量の変動が抑制され、吐水が安定する。
気泡混入により洗浄水の見掛け流量が増加する。気泡流吐出口７から吐出する気泡流の流量を従来の手洗装置の洗浄水吐出流量と同等の４〜６Ｌ／分にすれば、気泡流に含まれる洗浄水の流量は従来の手洗装置の洗浄水吐出流量よりも低減する。気泡流の吐出流量を従来の手洗装置の洗浄水吐出流量と同等にすることにより、掌で受ける洗浄水のボリュームに対する触覚的な充足感と、吐出洗浄水の流線の太さに対する視覚的な充足感とを、従来の手洗装置と同等に維持することができる。従って、本実施例に係る手洗装置用泡沫吐水口１は、手洗装置利用者の充足感を減退させることなく、節水を実現することができる。
洗浄水流入口６ヘ流入する流量が２．０〜３．０Ｌ／分の洗浄水に、１００体積％以上の空気を混入するための条件を検討する。
（１）減圧円板２厚み、小孔２ａ入口形状
小孔２ａの管摩擦損失を勘案すると、減圧円板２の厚みは１ｍｍ程度が望ましい。
小孔２ａ入口の円弧状面取加工の半径は、減圧円板の板厚を勘案すると、０．５ｍｍ程度が望ましい。
（２）小孔２ａの総開口面積
洗浄水に１００体積％以上の空気を混入させるために、小孔２ａから吐出する洗浄水シャワーの流速を、８〜１０ｍ／秒にする必要がある。上記流速を実現する小孔２ａの総開口面積は、洗浄水流量が２Ｌ／分の場合には３．３〜４．２ｍｍ^２であり、洗浄水流量が３Ｌ／分の場合には５〜６．３ｍｍ^２である。
（３）小孔２ａの直径、数
加工の容易性、加工精度、異物による目詰まり等を勘案すると、小孔２ａの直径は０．５〜０．７５ｍｍが望ましい。
洗浄水シャワーの空気との接触面積を増加させるために、小孔２ａの数は多いのが望ましい。１４〜２０個が好適と考えられる。
（４）小孔２ａの配設円の直径Ｄ１
泡沫吐水口1が接続される水栓のネジ径は一般に２２ｍｍである。従って、洗浄水流入口６の直径は一般に２２ｍｍである。小孔２ａの配設円の直径Ｄ１は、洗浄水流入口６よりも小径の逆流防止円環板２ｂの内直径よりも小さくする必要がある。小孔２ａの配設円の直径Ｄ１は、整流部９ｂの直径よりも大きくする必要がある。従って、Ｄ１は１５〜１６ｍｍとするのが望ましい。
（５）空気孔３ｃの総開口面積、巾
流量が２．０〜３．０Ｌ／分の洗浄水に、１００体積％以上の空気を混入するために、空気孔３ｃの総開口面積は３６〜９０ｍｍ^２が望ましい。空気孔３ｃの巾は１．０〜１．５ｍｍが望ましい。
（６）テーパ部９ａの傾斜角度、長さ等
傾斜角度θが大きすぎるとテーパ部９ａ周壁に衝突した洗浄水が空気孔３ｃへ逆流して空気混入量が減少する。傾斜角度θが小さすぎると洗浄水がテーパ部９ａ周壁に衝突する際の衝撃が減少して空気混入量が減少する。従って、テーパ部の傾斜角度θは３５〜４５度が望ましい。
小孔２ａ出口からテーパ部９ａ周壁までの距離は、摩擦による空気連行作用を発現させさるために、４〜５ｍｍとするのが望ましい。
整流部９ｂに至るまでに気泡流の助走が必要であることを勘案すると、テーパ部の長さＬ１は３ｍｍ程度が望ましい。
（７）逆流防止円環板２ｂの内直径
小孔２ａから吐出する洗浄水シャワーとの干渉を防止するために、逆流防止円環板２ｂの内直径は１７ｍｍ程度が望ましい。逆流防止円環板２ｂの直下に形成される円環状凹部の外直径は、十分な逆流防止作用を奏するために、１８〜２０ｍｍが望ましい。
（８）整流部９ｂの長さ等
テーパ部９ａ周壁と整流部９ｂ周壁の接続部の円弧状面取り加工の半径が小さすぎると整流部９ｂへ流入した気泡流は全て整流部９ｂの径方向中央部へ集まって束流となる。この結果、気泡流吐出口７から吐出する気泡流の径が小さくなり、気泡流に対する視覚的な充足感が減少する。前記半径が大きすぎると、テーパ部９ａが形成できなくなる。従って、テーパ部９ａ周壁と整流部９ｂ周壁の接続部の円弧状面取り加工の半径は、３〜７ｍｍが望ましい。
整流格子４よりも上流側の整流部９ｂが短すぎると、気泡流が整流されず、安定した吐出気泡流が得られない。整流格子４よりも上流側の整流部９ｂが長すぎると、泡沫吐水口１の長さが過大になる。従って、整流格子４よりも上流側の整流部９ｂの長さＬ２は、４ｍｍ程度が望ましい。
（９）整流格子の厚み、孔形状等
整流格子４の厚みが小さすぎると、流動抵抗が小さすぎて整流効果が得られない。整流格子４の厚みが大きすぎると、流動抵抗が過大になり、減圧円板の***２ａからの洗浄水の高速吐出が困難となり、空気混入量が減少する。従って、整流格子４の厚みは３〜４ｍｍが望ましい。
大径中央孔４ａ、小径周辺孔４ｂの広がり角は、０．５度程度が望ましい。
大径中央孔４ａの周囲に、２〜３列の小径周辺孔４ｂの列を同心に配設するのが望ましい。
気泡流吐出口７に対する整流格子４の開口率は、小径周辺孔４ｂの列を２列とする場合には５３〜６３％が望ましく、小径周辺孔４ｂの列を３列とする場合には４５〜５５％が望ましい。小径周辺孔４ｂの開口面積は、小径周辺孔４ｂの列を２列とする場合には１．５〜２．５ｍｍ^２が望ましく、小径周辺孔４ｂの列を３列とする場合には０．５〜２．０ｍｍ^２が望まし。最外列には２０個、他の列には１０個の小径周辺孔４ｂを等間隔で配設するのが望ましい。
（１０）気泡流吐出口の直径等
整流格子４よりも下流側の整流路９ｂの長さＬ３は、整流格子４から吐出する中央束流と多数の細束流の纏まりを促進するために、１．５ｍｍ以上とするのが望ましい。
手洗装置使用者に視覚的な充足感を与えられる径を有する気泡流の吐出を可能とするために、気泡流吐出口７の直径は１２ｍｍ程度が望ましい。整流部９ｂを気泡流吐出口７と同径とする場合には、整流部９ｂの直径Ｄ２は１２ｍｍ程度になる。
（１１）洗浄水流量と空気混入量との関係
上記数値を採用することにより、流量が２〜３Ｌ／分の洗浄水に、１００体積％の空気を分散混入させ、視覚的に十分な充足感を与えられる径の気泡流を吐出することができる。
泡沫吐水口１を装着した手動手洗装置を図５に示す。手動手洗装置２０は、泡沫吐水口１を備えている。手動手洗装置２０は、気泡流を吐出するので、手洗装置使用者が手動で洗浄水流量を調節し、２〜３Ｌ／分の少ない洗浄水流量で使用しても、手洗装置利用者に触覚的に且つ視覚的に十分な充足感を与えることができる。
泡沫吐水口１を装着した自動手洗装置を図６、７に示す。自動手洗装置３０は、泡沫吐水口１を装着した自動水栓３１と、電磁弁３２と、止水栓３３と、自動水栓３１と電磁弁３２とを接続する通水ホース３４と、人体検知用センサー３５とを備えている。電磁弁３２と止水栓３３との間に図示しない定流量弁が配設されている。自動水栓３１は、陶器製の洗面ボウル３６に載置固定されている。
手洗装置使用者が、洗面ボウル３６の中央部に手を差し出すと、人体検知センサー３５が手を検知する。電磁弁３２が開き、定流量弁によって２〜３Ｌ／分に流量調節された洗浄水が、通水ホース３４を通って泡沫吐水口１へ供給され、泡沫吐水口１から気泡流が吐出する。人体検知用センサー３５が手を検知しなくなると、電磁弁３２が閉じ、気泡流の吐出が停止する。自動手洗装置３０は、気泡流を吐出するので、２〜３Ｌ／分の少ない洗浄水流量でも、手洗装置利用者に触覚的に且つ視覚的に十分な充足感を与えることができる。吐水の視覚的充足感を高めるために、吐水の角度αを１５〜７０度とすることが望ましい。
人体検知用センサー３５と電磁弁３２とに代えて、使用者の押圧により開弁し、所定総流量の洗浄水が通過すると閉弁する自閉弁を有する自閉水栓によって自動手洗装置３０を構成しても良い。気泡流が吐出するので、定流量弁によって自閉水栓に供給される洗浄水が２〜３Ｌ／分の少ない流量であっても、手洗装置利用者に触覚的に且つ視覚的に十分な充足感を与えることができる。
〔産業上の利用可能性〕
本発明に係る泡沫吐水口は、手洗装置、水栓等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の実施例に係る手洗装置用泡沫吐水口の縦断面図である。
図２は本発明の実施例に係る手洗装置用泡沫吐水口の半部分の斜視図である。図３は本発明の実施例に係る手洗装置用泡沫吐水口の分解斜視図である。
図４は、図１の泡沫吐水口の変形例の縦断面図である。
図５は、本発明の実施例に係る泡沫吐水口を備える手動手洗装置の斜視図である。
図６は、本発明の実施例に係る泡沫吐水口を備える自動手洗装置の斜視図である。
図７は、本発明の実施例に係る泡沫吐水口を備える自動手洗装置の自動水栓の断面図である。

Claims

洗浄水流入口と、気泡流吐出口と、洗浄水流入口と気泡流吐出口の間で延在する洗浄水流路の途上に配設された空気混入機構と、空気混入機構の下流に配設された整流機構とを備え、空気混入機構は、周方向に互いに間隔を隔てた複数の小孔が外縁部に形成されると共に洗浄水流路を塞いで配設された減圧板と、減圧板の下流の洗浄水流路囲壁に形成された空気孔と、減圧板の下流で下流へ向けて環状段部を形成することなく漏斗状に縮径する洗浄水流路のテーパ部とを有し、整流機構は、テーパ部に接続しテーパ部の下流端と気泡流吐出口との間で延在する洗浄水流路の整流部と、整流部に配設された整流格子とを有し、減圧板の小孔はテーパ部周壁へ差し向けられており、減圧板の複数の小孔を通った洗浄水は円筒簾状流を形成し、円筒簾状流は洗浄水流路のテーパ部の周壁に沿って流れることにより縮径し、簾を形成する線状流が合流して円錐台状の膜状流を形成することを特徴とする泡沫吐水口。
整流部周壁は、テーパ部周壁に連続して接続することを特徴とする請求項１に記載の泡沫吐水口。
減圧板の小孔は、テーパ部下流端よりも大径の円周上に等間隔で配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の泡沫吐水口。
減圧板の小孔の入口が円弧状に面取り加工されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の泡沫吐水口。
空気孔はテーパ部よりも上流に配設されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の泡沫吐水口。
テーパ部周壁と整流部周壁との接続部が、円弧状に面取り加工されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の泡沫吐水口。
整流部が下流へ向けて拡径していることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の泡沫吐水口。
整流格子は中央孔と中央孔の周囲に放射状に配設された多数の周辺孔とを有することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の泡沫吐水口。
整流格子の孔が下流へ向けて拡径していることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の泡沫吐水口。
整流部は整流格子の下流まで延在していることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の泡沫吐水口。
空気孔への洗浄水の逆流を防止する逆流防止機構を備えることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の泡沫吐水口。
空気孔とテーパ部と整流部と整流格子とを有し減圧板を収容する内筒と、内筒を収容し内筒との間に空気孔に連通する空気通路を形成する外筒とを備えることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の泡沫吐水口。
空気孔とテーパ部と整流部と整流格子とを有し、逆流防止機構と一体化した減圧板を収容する内筒と、内筒を収容し内筒との間に空気孔に連通する空気通路を形成する外筒とを備えることを特徴とする請求項１１に記載の泡沫吐水口。
減圧板の上流に配設された定流量弁を備えることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の泡沫吐水口。
流量が２Ｌ／分の洗浄水に１００体積％の空気が混入された気泡流を吐出することを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載の泡沫吐水口。
請求項１乃至１５の何れか１項に記載の泡沫吐水口を備えることを特徴とする水栓装置。
請求項１乃至１５の何れか１項に記載の泡沫吐水口を備えることを特徴とする手洗装置。