專利名稱：具有旋轉(zhuǎn)水流的坐浴盆噴嘴結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種坐浴盆清潔噴嘴，并且更具體地涉及一種能夠利用旋轉(zhuǎn)水流供水的坐浴盆清潔噴嘴。
背景技術(shù)：
通常，坐浴盆被組裝到馬桶座圈上，并且過濾從自來水供給源供給的水并且將過濾水存儲(chǔ)在布置于其主體中的水存儲(chǔ)器中。當(dāng)使用者在便后按下按鈕以清潔他的或她的身體私部時(shí)，利用在水存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的水的壓力，水從噴嘴噴出以清潔個(gè)人的生殖部位。
這里，水從噴嘴以預(yù)設(shè)的噴水角度噴出。
在如上所述的傳統(tǒng)坐浴盆操作中，清潔噴嘴設(shè)有僅一個(gè)水道。這導(dǎo)致在噴出水中存在偏心，并且難以從水流中央軸線調(diào)節(jié)噴水角度。因此，從噴嘴噴出的水在窄的范圍內(nèi)撞擊使用者的下面的身體部分。這導(dǎo)致使用者感到不方便，因?yàn)楫?dāng)他或她需要改變接觸從噴嘴噴出的水的身體部分的位置時(shí)，使用者需要移動(dòng)他的或她的身體。傳統(tǒng)坐浴盆也要求大量的水以用于完全清潔身體部分從而適用于使用者。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種坐浴盆噴嘴結(jié)構(gòu)，它允許使用者控制從坐浴盆清潔噴嘴的出口噴出的水的噴水角度，并且通過允許水流具有旋轉(zhuǎn)力并且以圓形樣式噴射而不引起偏心從而提高清潔能力，同時(shí)降低水消耗。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，提供一種坐浴盆噴嘴結(jié)構(gòu)，包括具有被區(qū)分成寬流通道和線流通道的兩個(gè)內(nèi)部水道的水道單元30；清潔噴嘴頂端40，在此處經(jīng)過寬流通道的水流和經(jīng)過線流通道的水流被合并和噴出，其中清潔噴嘴頂端被連接到水道單元的端部；以及流體混合單元60，它布置在清潔噴嘴頂端的內(nèi)部的上部中從而流體混合單元對(duì)在經(jīng)過寬流通道和線流通道之后向上流動(dòng)的水流施加轉(zhuǎn)矩從而由此產(chǎn)生水流的旋轉(zhuǎn)力。
本發(fā)明坐浴盆噴嘴結(jié)構(gòu)具有如此優(yōu)點(diǎn)，在流體混合單元的混合部分中水流被混合成對(duì)稱結(jié)構(gòu)從而防止水流偏心，同時(shí)通過控制流入清潔噴嘴的寬流通道和線流通道中的水量，產(chǎn)生具有從清潔噴嘴頂端的出口噴出的水流的變化旋轉(zhuǎn)力的旋轉(zhuǎn)水流。能夠控制從清潔噴嘴頂端的出口噴出的水流的噴水角度以保持在恒定水平。這使得使用者能夠改變他的或她的接觸水流的身體部分，甚至無需移動(dòng)他的或她的身體，并且提高清潔能力。


圖1是坐浴盆清潔噴嘴的透視圖，它包括具有被區(qū)分成寬流通道和線流通道的兩個(gè)內(nèi)部水道的水道單元，以及清潔噴嘴頂端；圖2是連接到水道單元的清潔噴嘴頂端的透視圖；圖3是圖2所示清潔噴嘴頂端的部分A的截面視圖；圖4是圖2所示清潔噴嘴頂端的部分B的截面視圖；圖5是布置在清潔噴嘴頂端中的流體混合單元的透視圖；圖6是流體混合單元的等角圖；圖7是在此處進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的流體混合單元的最終結(jié)構(gòu)的透視圖；圖8示出對(duì)于根據(jù)數(shù)據(jù)分析試驗(yàn)的結(jié)果的每一情形在流體混合單元的流動(dòng)通道中的壓力分布；圖9示出根據(jù)數(shù)據(jù)分析試驗(yàn)的結(jié)果在清潔噴嘴頂端的出口處水流向量的分布；圖10示出根據(jù)數(shù)據(jù)分析試驗(yàn)的結(jié)果在清潔噴嘴頂端的出口處通量的分布；
圖11是由經(jīng)過寬流通道和線流通道并且在流體混合單元中混合的水流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力的基于流體分析數(shù)據(jù)繪制的三維流體流圖；圖12是示出在清潔噴嘴頂端的出口處的速度分量的圖；和圖13示出根據(jù)數(shù)據(jù)分析試驗(yàn)的結(jié)果在清潔噴嘴頂端的出口處旋轉(zhuǎn)水流的分布。
具體實(shí)施例方式
參考附圖，將詳細(xì)說明本發(fā)明的噴嘴結(jié)構(gòu)。
圖1是坐浴盆清潔噴嘴的透視圖，它包括具有被區(qū)分成寬流通道和線流通道的兩個(gè)內(nèi)部水道的水道單元，以及清潔噴嘴頂端，圖2是連接到水道單元的清潔噴嘴頂端的透視圖，并且圖5是布置在清潔噴嘴頂端中的流體混合單元的透視圖。
流體混合單元60布置在清潔噴嘴頂端40內(nèi)部的上部中并且連接到寬流通道10的端部。流動(dòng)通道在清潔噴嘴頂端的下部中形成并且連接到線流通道20的端部。流動(dòng)通道也連接到清潔噴嘴頂端40的出口50。清潔噴嘴頂端40的內(nèi)部的上部和下部?jī)H通過流體混合單元60的混合部分64而相互連接。
流體混合單元60具有第一分支61和第二分支62，在此處寬流通道的端部被分劃并且重新連接。流體混合單元60還具有混合部分63，在此處經(jīng)過第一分支61和第二分支62的兩個(gè)水流在對(duì)稱結(jié)構(gòu)中被混合。混合部分63被垂直地連接到清潔噴嘴頂端40的出口50，該出口連接到線流通道20的端部。
本發(fā)明的清潔噴嘴包括肛門清潔噴嘴和局部身體部分清潔噴嘴，并且更理想地為肛門清潔噴嘴。
本發(fā)明清潔噴嘴如下進(jìn)行操作。
水量控制閥被如此布置在水道單元30的后端處從而所述的閥自由地控制流入寬流通道和線流通道中的水的混合比率。水量控制閥首先將水供給到線流通道20，并且降低流入線流通道20中的水量并且同時(shí)提高流入寬流通道10中的水量。
流入線流通道20中的水流通過導(dǎo)向清潔噴嘴頂端40的內(nèi)部的下部中的通道21而向下流動(dòng)，并且隨后向上流動(dòng)以通過流體混合單元60。
當(dāng)流入流體混合單元60的兩個(gè)分支61和62中時(shí)，從寬流通道10的端部流入清潔噴嘴頂端40的上部中的水流11被分隔成兩股水流。被分支的水流在混合部分63中被合并成對(duì)稱結(jié)構(gòu)。從線流通道20流動(dòng)的水流21在經(jīng)過清潔噴嘴頂端的下部之后向上流動(dòng)。對(duì)水流21施加轉(zhuǎn)矩，以由此產(chǎn)生具有旋轉(zhuǎn)力的水流。具有旋轉(zhuǎn)力的水流通過清潔噴嘴頂端40的出口50噴出，該出口具有單獨(dú)的出口孔。這里，通過控制流入寬流通道10和線流通道20的水量，轉(zhuǎn)矩的大小發(fā)生改變，以由此控制旋轉(zhuǎn)水流的噴水角度。
流經(jīng)流體混合單元的各個(gè)分支61和62的水流具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)，這允許被施加到向上流動(dòng)的水流21的轉(zhuǎn)矩具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)。這防止向上流動(dòng)并噴出的水流21的偏心，同時(shí)產(chǎn)生同心力，以由此允許旋轉(zhuǎn)水流具有圓形截面。
后面，解釋操作本發(fā)明噴嘴的試驗(yàn)結(jié)果。
圖6是用于試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的流體混合單元的等角圖。如圖6所示，流體混合單元60的第二分支62彎曲以具有0.7mm的曲率半徑從而降低在第一分支61和第二分支62之間的流動(dòng)差異。表1示出用在該試驗(yàn)中的網(wǎng)格類型和數(shù)目。
表1

用于分析的流體是具有如下物理特征的水密度＝997(kg/m3)速度＝0.000855(kg/m sec)[43]在數(shù)據(jù)分析中使用的流體混合單元具有圖7所示構(gòu)造。噴嘴頂端的出口具有1個(gè)壓力的固定的壓力狀態(tài)。表2示出對(duì)于每一最終情形的入口狀態(tài)，并且通過在每一流動(dòng)通道中改變流率進(jìn)行試驗(yàn)從而計(jì)算在線性水道和旋轉(zhuǎn)水流之間的差異。
表2


圖8示出對(duì)于根據(jù)數(shù)據(jù)分析試驗(yàn)的結(jié)果的每一情形在流體混合單元的流道中的壓力分布。在流體混合單元中的通道壓力水平的平均值低于在最終情形-3中的壓力水平，因?yàn)橥ㄟ^在寬流通道10的端部處分離水流的第二分支62處改進(jìn)通道結(jié)構(gòu)而降低了流阻。
在表3中，在第一和第二分支61、52處的流率差異在最終情形1和2中小于在最終情形3中。
表3

在表4中，在清潔噴嘴頂端的相同徑線上的旋流數(shù)示出分布均勻性并且在清潔噴嘴頂端的端部處的流速和旋流數(shù)降低，其中示意在流動(dòng)通道中旋轉(zhuǎn)水流的分布均勻性的旋流數(shù)由公式(2×(切向速度))÷(3×(軸向速度))計(jì)算。在最終情形3中，在清潔噴嘴頂端的相同徑線上的旋流數(shù)示出分布的最高均勻性。圖13是表4的圖形示意。
表4

在旋轉(zhuǎn)水中的流體速度由軸向速度和切向速度分量構(gòu)成，如圖12所示。經(jīng)過清潔噴嘴頂端40的出口50的水流的軸向速度分量用于允許水流平行于水道軸線流動(dòng)，并且水流的切向速度分量在水流中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)速度分量從而沿著徑向方向噴射水流。相應(yīng)地，水流強(qiáng)烈噴出，并且隨著軸向速度分量的提高進(jìn)一步強(qiáng)烈噴出，并且隨著切向速度分量的提高在寬的范圍上噴出并且打旋。
從噴嘴噴出的水流的形狀可以通過使用包括流體體積的數(shù)值分析方法計(jì)算自由表面而進(jìn)行估計(jì)。然而，這種估計(jì)需要大量的時(shí)間消耗，因?yàn)樵摴烙?jì)要求計(jì)算瞬態(tài)。在為本發(fā)明進(jìn)行的試驗(yàn)中，估計(jì)范圍被限定為噴嘴的端部從而估計(jì)流型。如在上面描述的試驗(yàn)數(shù)據(jù)中示出地，當(dāng)旋轉(zhuǎn)水流的流率提高時(shí)，在清潔噴嘴頂端40的出口50處切向速度分量提高。切向速度分量用于允許經(jīng)過噴嘴的水流打旋并且沿著徑向方向噴射。通過使用各種旋流數(shù)，那些速度分量以定量方式進(jìn)行比較。當(dāng)旋流數(shù)提高時(shí)可以獲得具有較高的旋轉(zhuǎn)力的水流。
上述試驗(yàn)導(dǎo)致如下結(jié)論a)在布置另外的流道(寬流通道10)并且該另外的流道的端部被對(duì)稱地分支的情形中，而非使用單獨(dú)的流道的情形中；i)在清潔噴嘴頂端的相同半徑上能夠獲得具有提高的均勻性的旋轉(zhuǎn)樣式。然而，當(dāng)寬流通道10被分支時(shí)，由于流道截面面積的提高，通量降低。結(jié)果，在清潔噴嘴頂端中，速度和旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度降低。
ii)在寬流通道10中平均值降低，并且泵送系統(tǒng)的負(fù)載降低。此外，防止了旋轉(zhuǎn)水流從混合部分63回流到線流通道50的現(xiàn)象。
b)在最終情形2中，即使在第一分支61和第二分支62之間存在流率差異，通過改變流道的形狀和控制流阻，清潔噴嘴頂端可以具有均勻的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度分布。
c)當(dāng)在第一分支61和第二分支62之間的流率差異降低時(shí)，改進(jìn)了在清潔噴嘴頂端的相同半徑上的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度的均勻性。
d)可以獲得在從清潔噴嘴頂端50的出口50的軸向中心的相同半徑上具有均勻旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度分布的噴嘴系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
e)根據(jù)從清潔噴嘴頂端50的出口50的軸向中心的距離的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度的差異在敏感性實(shí)驗(yàn)中引起一些問題。通過改變清潔噴嘴頂端的長(zhǎng)度降低了旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度中的差異。
如上所述，本發(fā)明的坐浴盆噴嘴結(jié)構(gòu)具有如此優(yōu)點(diǎn)，在流體混合單元的混合部分中水流被混合成對(duì)稱結(jié)構(gòu)從而防止水流偏心，同時(shí)通過控制流入清潔噴嘴的寬流通道和線流通道中的水量產(chǎn)生具有從清潔噴嘴頂端的出口噴出的水流的變化旋轉(zhuǎn)力的旋轉(zhuǎn)水流。能夠控制從清潔噴嘴頂端的出口噴出的水流的噴水角度以保持在恒定水平。這使得使用者能夠改變他的或她的接觸水流的身體部分，甚至無需移動(dòng)他的或她的身體，并且提高清潔能力。
工業(yè)可應(yīng)用性如上所述，本發(fā)明的坐浴盆噴嘴結(jié)構(gòu)具有如此優(yōu)點(diǎn)，在流體混合單元的混合部分中水流被混合成對(duì)稱結(jié)構(gòu)從而防止水流偏心，同時(shí)通過控制流入清潔噴嘴的寬流通道和線流通道中的水量產(chǎn)生具有從清潔噴嘴頂端的出口噴出的水流的變化旋轉(zhuǎn)力的旋轉(zhuǎn)水流。能夠控制從清潔噴嘴頂端的出口噴出的水流的噴水角度以保持在恒定水平。這使得使用者能夠改變他的或她的接觸水流的身體部分，甚至無需移動(dòng)他的或她的身體，并且提高清潔能力。
序列表旋轉(zhuǎn)水流，寬流通道，線流通道，清潔噴嘴頂端，流體混合單元。
權(quán)利要求
1.一種具有旋轉(zhuǎn)水流的坐浴盆噴嘴結(jié)構(gòu)，包括具有被區(qū)分成寬流通道和線流通道的兩個(gè)內(nèi)部水道的水道單元；清潔噴嘴頂端，在此處經(jīng)過所述寬流通道的水流和經(jīng)過所述線流通道的水流被合并和噴出，其中所述清潔噴嘴頂端被連接到所述水道單元的端部；以及流體混合單元，它布置在所述清潔噴嘴頂端的內(nèi)部的上部中從而所述流體混合單元對(duì)在經(jīng)過所述寬流通道和所述線流通道之后向上流動(dòng)的水流施加轉(zhuǎn)矩從而由此產(chǎn)生水流的旋轉(zhuǎn)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的具有旋轉(zhuǎn)水流的坐浴盆噴嘴結(jié)構(gòu)，其中所述清潔噴嘴頂端使得所述流體混合單元布置在所述清潔噴嘴頂端的內(nèi)部的上部中并且連接到所述寬流通道的端部，流道布置在所述清潔噴嘴頂端的內(nèi)部的下部中從而所述流道連接到所述線流通道的端部并且連接到所述清潔噴嘴頂端的出口，其中所述清潔噴嘴頂端的內(nèi)部的所述上部和下部?jī)H僅通過所述流體混合單元的混合部分連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的具有旋轉(zhuǎn)水流的坐浴盆噴嘴結(jié)構(gòu)，其中所述流體混合單元具有第一分支和第二分支，在此處從所述寬流通道的端部流動(dòng)的水流被分支，其中所述第一和第二分支在其各自端部處被相互連接，并且所述混合部分在第一和第二分支的連接部分處形成從而經(jīng)過所述第一分支和所述第二分支的兩股水流被混合成對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其中所述混合部分與連接到所述線流通道的端部的所述清潔噴嘴頂端的所述出口垂直地連接。
全文摘要
提供一種具有旋轉(zhuǎn)水流的坐浴盆噴嘴結(jié)構(gòu)，其中使用者控制從清潔噴嘴的出口噴射的水流的噴水角度，并且具有旋轉(zhuǎn)力的水流以圓形樣式噴射而不引起偏心，由此提高清潔能力并且降低水耗。該坐浴盆噴嘴結(jié)構(gòu)包括具有被區(qū)分成寬流通道和線流通道的兩個(gè)內(nèi)部水道的水道單元；清潔噴嘴頂端，在此處經(jīng)過寬流通道的水流和經(jīng)過線流通道的水流被合并和噴出，其中清潔噴嘴頂端被連接到水道單元的端部；以及流體混合單元，它布置在清潔噴嘴頂端的內(nèi)部的上部從而流體混合單元對(duì)在經(jīng)過寬流通道和線流通道之后向上流動(dòng)的水流施加轉(zhuǎn)矩從而由此產(chǎn)生水流的旋轉(zhuǎn)力。能夠防止水流偏心并且控制噴水角度以保持在恒定水平，同時(shí)產(chǎn)生具有從清潔噴嘴頂端的出口噴出的水流的變化旋轉(zhuǎn)力的旋轉(zhuǎn)水流。這使得使用者能夠改變他的或她的接觸水流的身體部分，甚至無需移動(dòng)他的或她的身體，并且提高清潔能力。
文檔編號(hào)E03D9/08GK101057045SQ200580038299
公開日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2005年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月9日
發(fā)明者陳晟月 申請(qǐng)人:熊津豪威