JP2010240580A - 液体噴射ノズルおよびシャワーヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】液体の流入圧が低い場合にも安定した噴射状態を保持しつつ、液体を、実質的に直行方向に、より遠くへと噴射することが可能な液体噴射ノズル、および、それを用いたシャワーヘッドを提供する。
【解決手段】液体を流入させる流入部、該流入部から流入された液体を実質的に直行方向に噴射する噴射孔、該噴射孔の下流側に接続された末広がり状の流出部をこの順に備え、前記流出部が、噴射孔軸に対し５５〜６５度の傾斜角度で接続されていることを特徴とする液体噴射ノズル。
【選択図】図１

Description

本発明は、気体中で液体を実質的に直行方向に噴射する液体噴射ノズルおよび、それを用いたシャワーヘッドに関する。

従来から、シャワーノズルの噴射状態を健全に保つために、種々の工夫がなされている。例えば、特許文献１には、シャワーパイプに取り付けられた噴射ノズルに付着する水垢等を回転ブラシで除去する清掃機構が記載されている。

また、特許文献２には、空気中で湯水を噴霧するシャワー装置に用いられる噴霧ノズルが記載されている。この噴霧ノズルには、流体圧が低くても、噴霧粒子を小さく均一にして噴霧角度を大きくする目的で、略円錐面からなる湯水の付着面が、噴出孔の下流に形成されている。この噴霧ノズルには、湯水を旋回させる旋回孔と、旋回された湯水を噴出する噴出孔と、噴出孔から噴出された湯水の付着面が設けられており、供給圧力が低い場合でも、大きな噴霧角度で噴霧が可能となっている。

特開平１０−３２８６３２号公報 特開平１１−１５１４５７号公報

特許文献１に記載される清掃機構は、モータ等を用いた複雑な機構であるため、噴射ノズルのコストが高くなるという問題があった。また、特許文献２に記載される噴霧ノズルは、流体を旋回させて噴霧角度を大きくするためのノズルであり、液体を実質的に直行方向に、より遠くへと噴射するためには不適であった。

そこで本発明の課題は、液体の流入圧が低い場合にも安定した噴射状態を保持しつつ、液体を、実質的に直行方向に、より遠くへと噴射することが可能な液体噴射ノズルおよび、それを用いたシャワーヘッドを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る液体噴射ノズルは、液体を流入させる流入部、該流入部から流入された液体を実質的に直行方向に噴射する噴射孔、該噴射孔の下流側に接続された末広がり状の流出部をこの順に備え、前記流出部が、噴射孔軸に対し５５〜６５度の傾斜角度で接続されていることを特徴とするものからなる。流入部から流入された液体を、噴射孔から実質的に直行方向に噴射する噴射孔と、噴射孔の下流側に接続された末広がり状の流出部が、噴射孔軸に対して５５〜６５度の傾斜角度で接続されていることにより、噴射孔の周囲に乱流を効果的に発生させるので、液体の流入圧が比較的低い場合であっても、噴射状態を安定化させることが可能となる。

本発明に係る液体噴射ノズルにおいては、前記流出部が、噴射孔軸に対し６０±１度の傾斜角度を有することが、さらに好ましい。噴射孔軸に対する傾斜角度が６０度に近いほど、噴射孔の周囲に発生する乱流がより強力で安定なものとなるので、液体の噴射状態をより一層安定化させることができる。

本発明に係る液体噴射ノズルにおいて、前記流出部が円錐面からなることが好ましい。流出部を円錐面に形成することにより、流出部の加工が容易となるとともに、噴射孔の周囲に発生する乱流をより安定化させることが可能である。

本発明に係る液体噴射ノズルにおいて、前記流入部が、噴射孔軸に対し３〜７度の傾斜角度で噴射孔方向に向けて流路が狭められていることが好ましい。流入部が、噴射孔軸に対し３〜７度の傾斜角度で、噴射孔方向に向けて流路が狭められることにより、流入部に流入した液体が、線速度を適度に高められながら噴射孔に向けて流動するので、液体に含まれる不純物による流路の閉塞等が防止される。併せて、流路内に負圧が発生することも防止されるので、噴射状態の安定化が図られる。

本発明に係る液体噴射ノズルは、前記液体が、硬度成分を含有する水からなる場合において、好適に用いられる。すなわち、噴射孔から実質的に直行方向に噴射される液体の噴射状態が最適化されることにより、カルシウム等の金属イオンが流路内に析出し、流路を閉塞することが防止可能となる。

また、上記のような液体噴射ノズルをシャワーヘッドに組み込むことにより、上記液体噴射ノズルの利点を備えたシャワーヘッドが実現可能となる。すなわち、このような本発明に係るシャワーヘッドによれば、シャワーヘッドから噴射される液体の噴射状態の最適化、安定化等が実現可能である。

本発明に係る液体噴射ノズルによれば、噴射孔の周囲に乱流を効果的に発生させることができるので、比較的流入圧の低い液体を噴射する場合であっても、安定した噴射状態を形成することが可能である。また、このような噴射状態の安定性に優れたシャワーヘッドによれば、シャワー飛沫を安定した噴射状態にて供給することが可能となる。

本発明の一実施態様に係る液体噴射ノズルの噴射孔近傍の断面図である。 液体噴射ノズルの噴射性能を評価するための噴射距離測定装置を示す図である。 図２の噴射距離測定装置を用いて、流出部の傾斜角度の異なる液体噴射ノズルの噴射性能を評価した結果を示す特性図である。

以下に、本発明の望ましい実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る液体噴射ノズル１の噴射孔２近傍を示す断面図である。噴射される液体は、流入口３を介して流入部４に供給され、流入部４の最下流部位に形成されている噴射孔２から、実質的に直行方向に噴射される。流入部４は、噴射孔軸５に対して７度の傾斜角度１５を有する円錐面に形成されている。噴射孔２の下流側には、末広がり状の流出部６が接続されている。流出部６は、噴射孔軸５に対して６０度の傾斜角度１６を有する円錐面に形成されている。このような傾斜角度１６が流出部６に設定されていることにより、適当な流速で流入部に供給された液体は、噴射孔２から噴射される際に、噴射流７の周囲に乱流８を形成することができる。なお、図１において、流入部４および流出部６は、実際にはいずれも円錐面に形成されているので、乱流８は全体としてドーナツ形状の立体的流れを形成している。

乱流８が形成される機構は定かではないが、噴射流７の水勢に誘引された空気の移動によって、流出部６近傍に負圧領域が発生し、この領域部位に空気が引き寄せられることで、図１の矢印方向に循環流れを形成していると考えられる。乱流８は、主として空気からなる循環流れであるが、噴射流７の飛沫の一部が混入していてもよい。このように形成された乱流８の存在により、噴射孔２から実質的に直行方向に噴射される液体の噴射流７の噴射状態が安定に保持される。

図２は、液体噴射ノズルの噴射性能を評価するための噴射距離測定装置１１を示す概念図である。送液パイプ９に供給された液体は、ニードル弁付流量計１２を経て、送液パイプ１０の先端に取り付けられた液体噴射ノズル１の噴射孔２から噴射される。噴射流７は、実質的に直行方向に、すなわち水平方向に噴射されるが、完全に水平ではなく、噴射孔２から放射状にわずかに広がった流れを形成している。従って、一旦、噴射孔２の高さよりも高い位置まで上昇し、その後に重力の働きで噴射孔２の高さまで下降する特性点１３が必ず存在している。このような特性点１３の噴射孔２からの水平距離ΔＰを比較することによって、液体噴射ノズル１の噴射性能を評価することが可能である。

図３は、流出部の傾斜角度の異なる複数の液体噴射ノズルの噴射性能を、図２の噴射距離測定装置１１を用いて評価した結果を示す特性図である。測定条件は以下の通りである。

〔測定条件〕
流入流量： ６．７５２Ｌ／ｈｒ
流入圧力： １０ｋＰａ
噴射孔の孔径： φ０．８ｍｍ

図３から明らかであるように、流出部６の傾斜角度１６は、噴射孔軸５に対して５５〜６５度であることが好ましく、さらに６０度に近づくほど、噴射性能が向上していることがわかる。

本発明に係る液体噴射ノズルおよびシャワーは、水等の種々の液体を空気等の気体中で噴射するためのノズルおよびシャワーとして好適に用いられる。

１ 液体噴射ノズル
２ 噴射孔
３ 流入口
４ 流入部
５ 噴射孔軸
６ 流出部
７ 噴射流
８ 乱流
９、１０ 送液パイプ
１１ 噴射距離測定装置
１２ 流量計
１３ 特性点
１５、１６ 傾斜角度

Claims (5)

1. 液体を流入させる流入部、該流入部から流入された液体を実質的に直行方向に噴射する噴射孔、該噴射孔の下流側に接続された末広がり状の流出部をこの順に備え、前記流出部が、噴射孔軸に対し５５〜６５度の傾斜角度で接続されていることを特徴とする液体噴射ノズル。
2. 前記流出部が円錐面からなる、請求項１に記載の液体噴射ノズル。
3. 前記流入部が、噴射孔軸に対し３〜７度の傾斜角度で噴射孔方向に向けて流路が狭められている、請求項１または２に記載の液体噴射ノズル。
4. 前記液体が、硬度成分を含有する水からなる、請求項１〜３のいずれかに記載の液体噴射ノズル。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の液体噴射ノズルを備えていることを特徴とするシャワーヘッド。

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