技術(shù)區(qū)域

本發(fā)明涉及一種吐水裝置，尤其涉及一種從吐水口使水(熱水或一般水)一邊進(jìn)行往復(fù)振動(dòng)一邊被吐出的吐水裝置。

背景技術(shù)：

已知從吐水口吐出的水的方向像發(fā)生振動(dòng)似地發(fā)生變化的噴頭。在像該噴頭這樣的吐水裝置中，通過被供給的水的給水壓來像發(fā)生振動(dòng)似地驅(qū)動(dòng)噴嘴，改變從吐出口吐出的水的方向。在該類型的吐水裝置中，由于從單一的吐水口能夠向比較廣的范圍吐出水，因此期待可緊湊構(gòu)成能夠向比較廣的范圍吐水的吐水裝置。

另一方面，在日本國(guó)特開2000-120141號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)中記載有溫水洗凈便座裝置。在該溫水洗凈便座裝置中，使用流體元件噴嘴來引發(fā)自激振蕩，像發(fā)生振動(dòng)似地改變洗凈水的噴出方向。具體而言，如圖11所示，在該溫水洗凈便座裝置中，在噴射噴嘴102的兩側(cè)設(shè)置有反饋流路104。各反饋流路104是與噴射噴嘴102連通的環(huán)狀的流路，構(gòu)成為在噴射噴嘴102內(nèi)流動(dòng)的洗凈水的一部分流入并進(jìn)行循環(huán)。另外，噴射噴嘴102呈朝著橢圓形斷面的噴射口102a以錐狀擴(kuò)展的形狀。

當(dāng)供給洗凈水時(shí)，從噴射噴嘴102噴射的洗凈水因附壁效應(yīng)(coandaeffect)而被引向橢圓形斷面的噴射口102a的任意一側(cè)的壁面，沿著該壁面被噴射(圖11的狀態(tài)a)。當(dāng)洗凈水沿著一個(gè)壁面被噴射時(shí)，洗凈水也流入洗凈水被噴射的一側(cè)的反饋流路104內(nèi)，反饋流路104內(nèi)的壓力上升。被噴射的洗凈水因該壓力上升而被按壓，洗凈水被引向相反側(cè)的壁面，沿著相反側(cè)的壁面被噴射(圖11的狀態(tài)a→b→c)。而且，當(dāng)洗凈水沿著相反側(cè)的壁面被噴射時(shí)，這回則相反側(cè)的反饋流路104內(nèi)的壓力上升，被噴射的洗凈水被壓回(圖11的狀態(tài)c→b→a)。通過反復(fù)發(fā)揮該作用，從而被噴射的洗凈水在圖11的狀態(tài)a與c之間像發(fā)生振動(dòng)似地改變方向。

另外，日本國(guó)特開2004-275985號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中記載有射流元件。該射流元件上像橫穿流體噴出噴嘴似地設(shè)置有連結(jié)通道，因該連結(jié)通道的作用而流體噴出噴嘴內(nèi)的上側(cè)或下側(cè)的壓力交替上升。因該壓力上升而被按壓的噴流因附壁效應(yīng)而成為沿著流體噴出噴嘴的上側(cè)板被噴射的噴流或者沿著下側(cè)板被噴射的噴流，上述狀態(tài)以一定周期發(fā)生反復(fù)，像發(fā)生振動(dòng)似地噴流的噴射方向發(fā)生變化。

而且，在日本國(guó)特公昭58-49300號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)3)中記載有振動(dòng)噴灑裝置。該振動(dòng)噴灑裝置具有如圖12所示的結(jié)構(gòu)，利用在前室110內(nèi)發(fā)生的卡門渦旋，像發(fā)生振動(dòng)似地改變從出口112噴射的噴流的方向。首先，從入口孔114流入前室110內(nèi)的流體沖突于以島狀設(shè)置在前室110內(nèi)的三角形斷面的障礙物116。當(dāng)流體發(fā)生沖突時(shí)，在障礙物116的下游側(cè)，在障礙物116的上側(cè)與下側(cè)交替產(chǎn)生卡門渦旋，成為渦旋列。

該卡門渦旋的渦旋列一邊成長(zhǎng)一邊到達(dá)出口112。在出口112附近，存在渦旋列的渦旋的一側(cè)的流速變快，相反側(cè)的流速變慢。在圖12所示的例子中，由于卡門渦旋在障礙物116的上側(cè)與下側(cè)交替產(chǎn)生，該渦旋列依次到達(dá)出口112，因此在出口112附近，上側(cè)的流速比較快的狀態(tài)與下側(cè)的流速比較快的狀態(tài)交替出現(xiàn)。在上側(cè)的流速比較快的狀態(tài)下，流速比較快的流體沖突于出口112上側(cè)的壁面110a而改變方向，從出口112噴射的流體作為整體成為朝向斜下方的噴流。另一方面，在下側(cè)的流速比較快的狀態(tài)下，流速比較快的流體沖突于出口112下側(cè)的壁面110b，從出口112噴射朝著斜上方噴射噴流。由于這樣的狀態(tài)交替地反復(fù)出現(xiàn)，因此來自出口112的噴流一邊進(jìn)行往復(fù)振動(dòng)一邊被噴射。

以上，也可以考慮將專利文獻(xiàn)1至3所記載的流體元件應(yīng)用于噴頭等的吐水裝置，使水一邊進(jìn)行往復(fù)振動(dòng)一邊被吐出。

專利文獻(xiàn)1：日本國(guó)特開2000-120141號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本國(guó)特開2004-275985號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本國(guó)特公昭58-49300號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

首先，對(duì)散水噴嘴像發(fā)生振動(dòng)似地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)而改變被吐出的水方向的吐水裝置存在如下問題，由于需要驅(qū)動(dòng)噴嘴，因此噴嘴周邊的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜，難以將多個(gè)噴嘴緊湊地收納于吐水裝置。另外，在該類型的吐水裝置中存在如下問題，由于噴嘴進(jìn)行物理性動(dòng)作，因此可動(dòng)部分容易磨損，為了避免磨損，構(gòu)成可動(dòng)部的構(gòu)件的材質(zhì)選擇受制約。而且，由于需要用難以磨損的材料來形成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的可動(dòng)部分，因此存在成本高的問題。

另一方面，由于專利文獻(xiàn)1至3所記載的類型的噴射裝置利用流體元件的振蕩現(xiàn)象，不需要設(shè)置可動(dòng)構(gòu)件而就能夠改變流體的噴射方向，因此存在通過簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)可緊湊構(gòu)成噴嘴部分的優(yōu)點(diǎn)。

但是，本發(fā)明的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)了如下問題，在將專利文獻(xiàn)1及2所記載的流體元件應(yīng)用于噴頭等的吐水裝置時(shí)，對(duì)于被噴射的水的噴淋感并不出色。在此，發(fā)明者想要實(shí)現(xiàn)的出色的噴淋感是指液滴大的水無遺漏地被吐出到較廣范圍的狀態(tài)。即，在從噴頭吐出的水的液滴過于小時(shí)，水呈霧狀，即使被同等量的水所噴淋，也無法得到被噴淋的真實(shí)感。另外，如果被吐出的水在吐水范圍內(nèi)變得不均勻，則無法均勻地沖洗使用者有意想被噴淋的部分，使用感變得不佳。

在此，由于專利文獻(xiàn)1及2所記載的流體元件利用了被噴出的流體因附壁效應(yīng)而要沿著壁面流動(dòng)的現(xiàn)象，因此在向吐出范圍內(nèi)噴射的流體上產(chǎn)生不均。即，在圖11所示的溫水便座裝置中，雖然被噴射的洗凈水在狀態(tài)a、b、c之間過渡，但是實(shí)際上噴流被引向壁面的狀態(tài)a及狀態(tài)c的期間較長(zhǎng)，而處于這些之間的狀態(tài)(狀態(tài)b附近)的期間則極短。因此，在將專利文獻(xiàn)1及2所記載的流體元件應(yīng)用于噴頭等的吐水裝置時(shí)，處于吐水范圍的周邊部分的吐水量較多且中央附近的吐水量較少的“中空”狀態(tài)，噴淋感變得不佳。

與此相對(duì)，由于專利文獻(xiàn)3所記載的流體元件應(yīng)用了卡門渦旋，因此幾乎不產(chǎn)生噴流一邊被引向壁面一邊流動(dòng)的現(xiàn)象。因此，在因吐水方向像發(fā)生振動(dòng)似地發(fā)生變化而形成的吐水范圍內(nèi)，能夠得到大致均勻的吐水量。但是，本發(fā)明的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)了如下問題，在將如圖12所示的流體元件應(yīng)用于噴頭等的吐水裝置時(shí)，被噴射的水的往復(fù)振動(dòng)范圍較強(qiáng)地依賴于被噴出的水流量而發(fā)生變化。即，在圖12所示的流體元件中，如果加大流量且加快從出口112噴射的水的流速，則水以較大的速度沖突于壁面110a(或者110b)而較大地轉(zhuǎn)換方向。因此，在流量較大的狀態(tài)下，相對(duì)于從出口112噴射的水?dāng)U展到較廣范圍，如果流量變小則吐水范圍變小。這樣，如果伴隨流量的變化而吐水范圍較大地發(fā)生變化，則成為使用不便的吐水裝置。

從而，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種吐水裝置，通過簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)可緊湊構(gòu)成，可得到使用方便的吐水。

為了解決上述問題，本發(fā)明是一種吐水裝置，從吐水口使水一邊進(jìn)行往復(fù)振動(dòng)一邊被吐出，具有：吐水裝置本體；及振動(dòng)產(chǎn)生元件，被設(shè)置于該吐水裝置本體，使被供給的水一邊進(jìn)行往復(fù)振動(dòng)一邊被吐出，其特征為，振動(dòng)產(chǎn)生元件具有：給水通路，從吐水裝置本體供給的水流入；水沖突部，以堵住該給水通路的流路斷面的一部分的方式配置在給水通路的下游側(cè)端部，因被給水通路所引導(dǎo)的水的沖突而在其下游側(cè)交替產(chǎn)生相反方向的渦旋；渦旋列通路，設(shè)置在給水通路的下游側(cè)，一邊使因水沖突部而形成的渦旋成長(zhǎng)一邊對(duì)其進(jìn)行引導(dǎo)；及整流通路，是配置在該渦旋列通路的下游側(cè)的通路，對(duì)包含被渦旋列通路所引導(dǎo)的渦旋列在內(nèi)的水一邊進(jìn)行整流一邊進(jìn)行吐出，在渦旋列通路的下游側(cè)，在與整流通路相比更長(zhǎng)范圍的跨度上設(shè)置有錐形部分，以便流路斷面積朝著下游側(cè)發(fā)生縮小，在錐形部分設(shè)置有以錐狀發(fā)生變化的相對(duì)的一對(duì)壁面。

根據(jù)這樣構(gòu)成的本發(fā)明，由于能夠通過振動(dòng)產(chǎn)生元件使從吐水裝置吐出的水進(jìn)行往復(fù)振動(dòng)，因此能夠通過緊湊且簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)從1個(gè)吐水口向較廣范圍吐出水。另外，由于不需要活動(dòng)吐水噴嘴就能夠改變吐水方向，因此不存在可動(dòng)部發(fā)生磨損等的問題，能夠構(gòu)成低成本且耐久性高的吐水裝置。另外，由于在振動(dòng)產(chǎn)生元件的渦旋列通路中設(shè)置有流路斷面積縮小的錐形部，因此吐水范圍不會(huì)依賴于水的吐水流量而較大地發(fā)生變化，能夠構(gòu)成使用方便的吐水裝置。即，由于在渦旋列通路內(nèi)流動(dòng)的水沿著該以錐狀發(fā)生變化的壁面流動(dòng)，水的流向被規(guī)定為大致沿向以錐狀發(fā)生變化的壁面的方向，因此吐水范圍難以起因于流量的變化而發(fā)生變化，能夠使吐水范圍大致一定。

但是，雖然能夠通過使水沿著以錐狀發(fā)生變化的壁面流動(dòng)，從而改善對(duì)于吐水流量的吐水范圍的依賴性，但是因該結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生新的技術(shù)問題。即，這樣得到的吐水處于吐水范圍的周邊部分的水量較多且中央附近的吐水量較少的“中空”狀態(tài)，成為噴淋感不佳的吐水。之所以這樣，可想到如下原因，由于水沿著以錐狀發(fā)生變化的壁面流動(dòng)，因此產(chǎn)生附壁效應(yīng)，吐水集中在吐水范圍的周邊。于是，本發(fā)明的發(fā)明者為了解決該新的技術(shù)問題，做成了將渦旋列通路的錐形部分設(shè)置在與整流通路相比更長(zhǎng)范圍的跨度上的結(jié)構(gòu)。這樣，本發(fā)明的發(fā)明者通過將錐形部分形成在與整流通路相比更長(zhǎng)范圍的跨度上，從而抑制了在從整流通路流出時(shí)的附壁效應(yīng)，能夠使液滴均勻地分布于吐水范圍，同時(shí)抑制了因流量變化而產(chǎn)生的吐水范圍的變化。

本發(fā)明中優(yōu)選如下，渦旋列通路的錐形部分設(shè)置在整流通路長(zhǎng)度的4倍以上長(zhǎng)度的跨度上。

根據(jù)這樣構(gòu)成的本發(fā)明，由于壁面以錐狀發(fā)生變化的錐形部分設(shè)置在整流通路長(zhǎng)度的4倍以上長(zhǎng)度的跨度上，因此能夠充分地降低將朝向整流通路的水壓緊于渦旋列通路的以錐狀發(fā)生變化的壁面的壓力，能夠確實(shí)地抑制產(chǎn)生附壁效應(yīng)。

本發(fā)明中優(yōu)選如下，整流通路的流路斷面積小于在流路的一部分被水沖突部所堵住的部分處的流路斷面積。

本發(fā)明的發(fā)明者經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)了如下內(nèi)容，因水沖突部而形成的渦旋列的周期由在流路的一部分被水沖突部所堵住的部分處的流路斷面積所決定，另外噴出流速由整流通路的斷面積所決定。根據(jù)這樣構(gòu)成的本發(fā)明，由于整流通路的流路斷面積小于在水沖突部處的流路斷面積，因此能夠加長(zhǎng)被噴出的水的波長(zhǎng)，在因吐水方向像發(fā)生振動(dòng)似地發(fā)生變化而形成的吐水范圍內(nèi)，能夠得到不發(fā)生中空現(xiàn)象的大致均勻的吐水量。

本發(fā)明中優(yōu)選如下，渦旋列通路的以錐狀發(fā)生變化的一對(duì)壁面相對(duì)于渦旋列通路的中心軸線傾斜3°至25°。

根據(jù)這樣構(gòu)成的本發(fā)明，能夠均衡地抑制因吐水流量而產(chǎn)生的吐水范圍的變化與吐出時(shí)產(chǎn)生的附壁效應(yīng)。

根據(jù)本發(fā)明，通過簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)可緊湊構(gòu)成使用方便的吐水裝置。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的噴頭的外觀的立體圖。

圖2是本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的噴頭的整體剖視圖。

圖3是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的噴頭所具備的振動(dòng)產(chǎn)生元件的外觀的立體圖。

圖4(a)是本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的振動(dòng)產(chǎn)生元件的俯視剖視圖，(b)是振動(dòng)產(chǎn)生元件的側(cè)視剖視圖。

圖5是表示對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的噴頭所具備的振動(dòng)產(chǎn)生元件中的水流進(jìn)行解析的流體模擬結(jié)果的圖。

圖6是表示作為比較例對(duì)圖12所示的結(jié)構(gòu)的振動(dòng)產(chǎn)生元件中的水流進(jìn)行解析的流體模擬結(jié)果的圖。

圖7(a)是表示從本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的噴頭所具備的單一的振動(dòng)產(chǎn)生元件吐出的水流的頻閃相片的一個(gè)例子，(b)是表示作為比較例從圖12所示的結(jié)構(gòu)的振動(dòng)產(chǎn)生元件吐出的水流的頻閃相片的一個(gè)例子。

圖8(a)是本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的振動(dòng)產(chǎn)生元件的俯視剖視圖，(b)是振動(dòng)產(chǎn)生元件的側(cè)視剖視圖。

圖9是本發(fā)明的第3實(shí)施方式中的振動(dòng)產(chǎn)生元件的俯視剖視圖。

圖10是本發(fā)明的第4實(shí)施方式中的振動(dòng)產(chǎn)生元件的俯視剖視圖。

圖11是表示專利文獻(xiàn)1所記載的流體元件的作用的圖。

圖12是表示專利文獻(xiàn)3所記載的流體元件的結(jié)構(gòu)的圖。

符號(hào)說明

1-本發(fā)明的第1實(shí)施方式的吐水裝置即噴頭；2-噴頭本體(吐水裝置本體)；4-振動(dòng)產(chǎn)生元件；4a-吐水口；4b-凸緣部；4c-槽；4d-流入口；6-通水路形成構(gòu)件；6a-噴射軟管連接構(gòu)件；6b-密封件；8-振動(dòng)產(chǎn)生元件保持構(gòu)件；8a-元件插入孔；10a-給水通路；10b-渦旋列通路；10c-整流通路；12-階梯部(剝離部)；14-水沖突部；20-振動(dòng)產(chǎn)生元件；20a-吐水口；20d-流入口；22a-給水通路；22b-渦旋列通路；22c-整流通路；24-水沖突部；30-振動(dòng)產(chǎn)生元件；30a-吐水口；30d-流入口；32a-給水通路；32b-渦旋列通路；32c-整流通路；32d-錐形部分；34-水沖突部；36-階梯部(剝離部)；40-振動(dòng)產(chǎn)生元件；40a-吐水口；40d-流入口；42a-給水通路；42b-渦旋列通路；42c-整流通路；42d-錐形部分；44-水沖突部；102-噴射噴嘴；102a-噴射口；104-反饋流路；110-前室；110a-壁面；110b-壁面；112-出口；114-入口孔；116-障礙物。

具體實(shí)施方式

接下來，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的吐水裝置即噴頭進(jìn)行說明。

首先，參照?qǐng)D1至圖7對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的噴頭進(jìn)行說明。圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的噴頭的外觀的立體圖。圖2是本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的噴頭的整體剖視圖。圖3是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的噴頭所具備的振動(dòng)產(chǎn)生元件的外觀的立體圖。另外，圖4(a)是本實(shí)施方式中的振動(dòng)產(chǎn)生元件的俯視剖視圖，(b)是振動(dòng)產(chǎn)生元件的側(cè)視剖視圖。

如圖1所示，本實(shí)施方式的噴頭1具有：大致圓柱形的吐水裝置本體即噴頭本體2；及在該噴頭本體2內(nèi)在軸線方向上以直線狀排列而埋入的7個(gè)振動(dòng)產(chǎn)生元件4。

本實(shí)施方式的噴頭1如下，當(dāng)從連接于噴頭本體2的根端部2a的噴射軟管(未圖示)供給水時(shí)，水從各振動(dòng)產(chǎn)生元件4的吐水口4a一邊進(jìn)行往復(fù)振動(dòng)一邊被吐出。并且，本實(shí)施方式中，水在與噴頭本體2的中心軸線大致正交的平面內(nèi)以形成具有規(guī)定中心角的扇形的方式從各吐水口4a吐出。

接下來，參照?qǐng)D2對(duì)噴頭1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

如圖2所示，噴頭本體2內(nèi)內(nèi)置有：形成通水路的通水路形成構(gòu)件6；及保持各振動(dòng)產(chǎn)生元件4的振動(dòng)產(chǎn)生元件保持構(gòu)件8。

通水路形成構(gòu)件6是大致圓筒形的構(gòu)件，形成供給到噴頭本體2內(nèi)部的水的流路。在通水路形成構(gòu)件6的根端部，水密性地連接有噴射軟管連接構(gòu)件6a。另外，通水路形成構(gòu)件6的頂端部以半圓形斷面狀被切除，在該切除部分配置振動(dòng)產(chǎn)生元件保持構(gòu)件8。

振動(dòng)產(chǎn)生元件保持構(gòu)件8是大致半圓柱形的構(gòu)件，通過配置在通水路形成構(gòu)件6的切除部，從而形成圓柱形。另外，在通水路形成構(gòu)件6與振動(dòng)產(chǎn)生元件保持構(gòu)件8之間配置有密封件6b，確保這些構(gòu)件之間的水密性。而且，振動(dòng)產(chǎn)生元件保持構(gòu)件8上大致等間隔在軸線方向上以直線狀排列形成有用于插入保持各振動(dòng)產(chǎn)生元件4的7個(gè)元件插入孔8a。因而，流入通水路形成構(gòu)件6中的水流入被振動(dòng)產(chǎn)生元件保持構(gòu)件8所保持的各振動(dòng)產(chǎn)生元件4的背面?zhèn)?，從設(shè)置于正面的吐水口4a吐出。另外，各元件插入孔8a被設(shè)置成相對(duì)于與噴頭本體2的中心軸線正交的平面稍微傾斜，從各振動(dòng)產(chǎn)生元件4噴射的水作為整體在噴頭本體2的軸線方向上也以稍微擴(kuò)展的方式被吐出。

接下來，參照?qǐng)D3及圖4對(duì)本實(shí)施方式的內(nèi)置于噴頭的振動(dòng)產(chǎn)生元件4的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

如圖3所示，振動(dòng)產(chǎn)生元件4是較薄的大致長(zhǎng)方體狀的構(gòu)件，在其正面?zhèn)鹊亩嗣嫔显O(shè)置有長(zhǎng)方形的吐水口4a，在背面?zhèn)鹊亩瞬啃纬捎型咕壊?b。而且，像圍繞振動(dòng)產(chǎn)生元件4周圍一圈似地平行于凸緣部4b而設(shè)置有槽4c。在該槽4c中嵌入o形環(huán)(未圖示)，確保與振動(dòng)產(chǎn)生元件保持構(gòu)件8的元件插入孔8a之間的水密性。另外，振動(dòng)產(chǎn)生元件4被凸緣部4b定位于振動(dòng)產(chǎn)生元件保持構(gòu)件8，同時(shí)被防止因水壓而從振動(dòng)產(chǎn)生元件保持構(gòu)件8脫落。

圖4(a)是沿向圖3的a-a線的剖視圖，圖4(b)是沿向圖3的b-b線的剖視圖。

如圖4(a)所示，振動(dòng)產(chǎn)生元件4的內(nèi)部形成有在長(zhǎng)度方向上貫通的長(zhǎng)方形斷面的通路。該通路從上游側(cè)按順序作為給水通路10a、渦旋列通路10b、整流通路10c而形成。

給水通路10a是從振動(dòng)產(chǎn)生元件4背面?zhèn)鹊牧魅肟?d延伸的斷面積一定的長(zhǎng)方形斷面的直線狀的通路。

渦旋列通路10b是在給水通路10a的下游側(cè)以連接于給水通路10a的方式(不存在階梯部)被設(shè)置的長(zhǎng)方形斷面的通路。即，給水通路10a的下游端與渦旋列通路10b的上游端具有相同的尺寸形狀。渦旋列通路10b的相對(duì)的一對(duì)壁面(兩側(cè)壁面)以錐狀發(fā)生變化，以便朝著下游側(cè)流路斷面積在渦旋列通路10b整體的跨度上發(fā)生縮小。即，渦旋列通路10b朝著下游側(cè)變細(xì)且寬度逐漸變窄。

整流通路10c是以與渦旋列通路10b連通的方式設(shè)置于下游側(cè)的長(zhǎng)方形斷面的通路，斷面積一定且以直線狀形成。包含被渦旋列通路10b所引導(dǎo)的渦旋列在內(nèi)的水因該整流通路10c而得到整流，并從吐水口4a吐出。該整流通路10c的流路斷面積小于渦旋列通路10b的下游側(cè)端部的流路斷面積，在渦旋列通路10b與整流通路10c之間形成有階梯部12。

另一方面，如圖4(b)所示，給水通路10a、渦旋列通路10b及整流通路10c在高度方向上相對(duì)的壁面(頂面及底面)全都設(shè)置在同一平面上。即，給水通路10a、渦旋列通路10b及整流通路10c的高度全都相同且一定。

接下來，在給水通路10a的下游側(cè)端部(給水通路10a與渦旋列通路10b的連接部附近)形成有水沖突部14，該水沖突部14被設(shè)置成堵住給水通路10a的流路斷面的一部分。該水沖突部14是以連結(jié)給水通路10a在高度方向上相對(duì)的壁面(頂面及底面)的方式延伸的三棱柱狀的部分，以島狀配置在給水通路10a的寬度方向的中央。水沖突部14的斷面呈直角等邊三角形狀，其斜邊被配置成與給水通路10a的中心軸線正交，另外，直角等邊三角形的直角部分被配置成朝向下游側(cè)。通過設(shè)置該水沖突部14，從而在其下游側(cè)產(chǎn)生卡門渦旋，從吐水口4a吐出的水進(jìn)行往復(fù)振動(dòng)。另外，本實(shí)施方式中，水沖突部14被配置成如下，直角等邊三角形的斜邊部分(水沖突部14的上游端)位于與渦旋列通路10b的上游端相比更靠近上游側(cè)的部位，直角等邊三角形的直角部分(水沖突部14的下游端)位于與渦旋列通路10b的上游端相比更靠近下游側(cè)的部位。

并且，本實(shí)施方式中，由渦旋列通路10b的側(cè)壁面與中心軸線所構(gòu)成的角度(圖4(a)中的角度α)為約7°。優(yōu)選，將由側(cè)壁面與中心軸線所構(gòu)成的角度設(shè)定成約3°至約25°。通過如此設(shè)定角度，能夠抑制伴隨吐出流量變化的吐水范圍的變化，同時(shí)抑制產(chǎn)生附壁效應(yīng)。而且，供給通路10a下游端的一部分被水沖突部14所堵住的部分的流路斷面積大于整流通路10c的流路斷面積。

接下來，重新參照?qǐng)D5至圖7對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的噴頭1的作用進(jìn)行說明。

圖5是表示對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的噴頭1所具備的振動(dòng)產(chǎn)生元件4中的水流進(jìn)行解析的流體模擬結(jié)果的圖。圖6是表示作為比較例對(duì)圖12所示的結(jié)構(gòu)的振動(dòng)產(chǎn)生元件中的水流進(jìn)行解析的流體模擬結(jié)果的圖。圖7(a)是表示從本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的噴頭1所具備的單一的振動(dòng)產(chǎn)生元件4吐出的水流的頻閃相片的一個(gè)例子。圖7(b)是表示作為比較例從圖12所示的結(jié)構(gòu)的振動(dòng)產(chǎn)生元件吐出的水流的頻閃相片的一個(gè)例子。

首先，從噴射軟管(未圖示)供給的水流入噴頭本體2內(nèi)的通水路形成構(gòu)件6(圖2)，而且，流入被振動(dòng)產(chǎn)生元件保持構(gòu)件8所保持的各振動(dòng)產(chǎn)生元件4的流入口4d。從各振動(dòng)產(chǎn)生元件4的流入口4d流入給水通路10a的水，沖突于被設(shè)置成堵住其流路的一部分的水沖突部14。因而，在水沖突部14的下游側(cè)的左右方向兩側(cè)交替形成卡門渦旋的渦旋列。因該水沖突部14而形成的卡門渦旋一邊被渦旋列通路10b所引導(dǎo)一邊成長(zhǎng)，并到達(dá)整流通路10c，渦旋列通路10b呈錐狀地頂端變細(xì)。

圖5(a)～(c)表示通過流體模擬對(duì)該渦旋列通路10b內(nèi)的水流進(jìn)行解析的結(jié)果。如該流體模擬所示，在水沖突部14的兩側(cè)產(chǎn)生渦旋，在該部分處流速變高。該流速高的部分(圖5中顏色濃的部分)在水沖突部14的下游側(cè)交替出現(xiàn)，渦旋列沿著渦旋列通路10b的壁面朝著吐水口4a前進(jìn)。流入渦旋列通路10b下游側(cè)的整流通路10c的水在此得到整流。經(jīng)過該整流通路10c從吐水口4a吐出的水基于吐水口4a處的流速分布而被彎曲，伴隨著流速高的部分在圖5的上下方向上移動(dòng)，而吐出方向發(fā)生變化。即，水的流速高的部分位于圖5的吐水口4a上端的狀態(tài)下，水朝著下方被噴射，流速高的部分位于吐水口4a下端的狀態(tài)下，水朝著上方被噴射。這樣，通過在水沖突部14的下游側(cè)交替產(chǎn)生相反方向的卡門渦旋，從而在吐水口4a處產(chǎn)生流速分布，噴流發(fā)生偏向。另外，由于因渦旋列的前進(jìn)而流速比較快的部分的位置進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此被噴射的水也進(jìn)行往復(fù)振動(dòng)。

另外，由于在渦旋列通路10b與整流通路10c之間設(shè)置有階梯部12，因此沿著渦旋列通路10b的以錐狀發(fā)生變化的壁面而流動(dòng)的水流在此被剝離而流入整流通路10c。由于水流因該階梯部12而從壁面被剝離，因此在整流通路10c的壁面上產(chǎn)生的附壁效應(yīng)得到抑制，從吐水口4a吐出的水順暢地進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)。從而，階梯部12剝離沿著渦旋列通路10b的壁面流動(dòng)的水流，作為抑制附壁效應(yīng)的剝離部而發(fā)揮作用。

另一方面，作為比較例如圖6所示，在如圖12所示的結(jié)構(gòu)的振動(dòng)產(chǎn)生元件中，雖然在沖突部的下游側(cè)已產(chǎn)生卡門渦旋的渦旋列，但是被噴射的水在吐水口處較大地發(fā)生偏向，被噴射的水的吐水范圍過于變廣。另外，如果減少被吐出的水流量而進(jìn)行模擬，這回則確認(rèn)到了被噴射的水并不過于發(fā)生偏向且吐水范圍變小。另一方面，在本實(shí)施方式的振動(dòng)產(chǎn)生元件4中，確認(rèn)到了通過比較廣范圍的流量就能夠得到適當(dāng)大小的吐水范圍。

接下來，如圖7(a)所示，在表示從本實(shí)施方式的振動(dòng)產(chǎn)生元件4吐出的水流的頻閃相片中，由于吐水方向順暢地進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)，因此可得到規(guī)整的正弦波狀的水流。與此相對(duì)，作為比較例如圖7(b)所示，從圖12所示的結(jié)構(gòu)的振動(dòng)產(chǎn)生元件吐出的水雖然進(jìn)行往復(fù)振動(dòng)，但是發(fā)生了弓形彎曲。之所以這樣，是因?yàn)樗耐鲁龇较虻淖兓⒉豁槙常蚪嵌茸畲髸r(shí)的時(shí)間較長(zhǎng)，噴流在最大偏向角度之間移動(dòng)的時(shí)間較短。這樣，根據(jù)本實(shí)施方式中的振動(dòng)產(chǎn)生元件4，能夠得到大粒的液滴均勻地吐出到較廣范圍的噴淋感出色的噴射吐水。

接下來，參照?qǐng)D8對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的噴頭進(jìn)行說明。

本實(shí)施方式的噴頭只是被內(nèi)置的振動(dòng)產(chǎn)生元件的通路結(jié)構(gòu)與上述的第1實(shí)施方式不同。從而，在此只對(duì)本實(shí)施方式的與第1實(shí)施方式的不同點(diǎn)進(jìn)行說明，省略對(duì)相同的結(jié)構(gòu)、作用、效果的說明。

圖8(a)是本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的振動(dòng)產(chǎn)生元件的俯視剖視圖，(b)是振動(dòng)產(chǎn)生元件的側(cè)視剖視圖。

如圖8(a)所示，振動(dòng)產(chǎn)生元件20的內(nèi)部形成有在長(zhǎng)度方向上貫通的長(zhǎng)方形斷面的通路。該通路從上游側(cè)按順序作為給水通路22a、渦旋列通路22b、整流通路22c而形成。

給水通路22a是從振動(dòng)產(chǎn)生元件20背面?zhèn)鹊牧魅肟?0d延伸的斷面積一定的長(zhǎng)方形斷面的直線狀的通路。

渦旋列通路22b是在給水通路22a的下游側(cè)以連接于給水通路22a的方式被設(shè)置的長(zhǎng)方形斷面的通路。即，給水通路22a的下游端與渦旋列通路22b的上游端具有相同的尺寸形狀。渦旋列通路22b的相對(duì)的一對(duì)壁面(兩側(cè)面)以錐狀發(fā)生變化，以便朝著下游側(cè)流路斷面積發(fā)生縮小。即，渦旋列通路22b以朝著下游側(cè)變細(xì)的方式寬度逐漸變窄。

整流通路22c是以連接于渦旋列通路22b下游端的方式被設(shè)置的長(zhǎng)方形斷面的通路，斷面積一定且以直線狀形成。從而，整流通路22c具有與渦旋列通路22b的下游端相同的尺寸形狀，流路斷面積也相同。

另一方面，如圖8(b)所示，給水通路22a、渦旋列通路22b及整流通路22c在高度方向上相對(duì)的壁面(頂面及底面)全都設(shè)置在同一平面上。即，給水通路22a、渦旋列通路22b及整流通路22c的高度全都相同且一定。

接下來，在給水通路22a的下游側(cè)端部(給水通路22a與渦旋列通路22b的連接部附近)以堵住給水通路22a的流路斷面的一部分的方式形成有水沖突部24。該水沖突部24是以連結(jié)給水通路22a在高度方向上相對(duì)的壁面(頂面及底面)的方式延伸的三棱柱狀的部分，以島狀配置在給水通路22a的寬度方向的中央。水沖突部24的斷面呈直角等邊三角形狀，其斜邊被配置成與給水通路22a的中心軸線正交，另外，斷面的直角部分被配置成朝向下游側(cè)。通過設(shè)置該水沖突部24，從而在其下游側(cè)產(chǎn)生卡門渦旋，從吐水口20a吐出的水進(jìn)行往復(fù)振動(dòng)。

并且，本實(shí)施方式中，由渦旋列通路22b的側(cè)壁面與中心軸線所構(gòu)成的角度(圖8(a)中的角度α)為約7°。優(yōu)選，將由側(cè)壁面與中心軸線所構(gòu)成的角度設(shè)定成約3°至約25°。通過如此設(shè)定角度，能夠抑制伴隨吐出流量變化的吐水范圍的變化，同時(shí)抑制產(chǎn)生附壁效應(yīng)。而且，供給通路22a下游端的一部分被水沖突部24所堵住的部分的流路斷面積大于整流通路22c的流路斷面積。

雖然在本實(shí)施方式的振動(dòng)產(chǎn)生元件20中未設(shè)置有第1實(shí)施方式中的階梯部12(剝離部)，但是即使在本實(shí)施方式中，從吐水口20a吐出的水也在適當(dāng)?shù)慕嵌确秶鷥?nèi)進(jìn)行往復(fù)振動(dòng)，同時(shí)不會(huì)因吐出的水的流量而吐出范圍較大地發(fā)生變化。之所以這樣，是因?yàn)橛捎跍u旋列通路22b中的錐角(角度α)比較小，因此在渦旋列通路22b內(nèi)流動(dòng)的水不會(huì)被較大力壓緊于側(cè)壁面。因而，可認(rèn)為在從渦旋列通路22b連續(xù)的整流流路22c中水充分地被剝離，附壁效應(yīng)得到了抑制。

接下來，參照?qǐng)D9對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的噴頭進(jìn)行說明。

本實(shí)施方式的噴頭只是被內(nèi)置的振動(dòng)產(chǎn)生元件的通路結(jié)構(gòu)與上述的第1實(shí)施方式不同。從而，在此只對(duì)本實(shí)施方式的與第1實(shí)施方式的不同點(diǎn)進(jìn)行說明，省略對(duì)相同的結(jié)構(gòu)、作用、效果的說明。

圖9是本發(fā)明的第3實(shí)施方式中的振動(dòng)產(chǎn)生元件的俯視剖視圖。

如圖9所示，本實(shí)施方式中的振動(dòng)產(chǎn)生元件30在渦旋列通路的結(jié)構(gòu)上與第1實(shí)施方式不同，渦旋列通路的上游側(cè)由斷面積一定的通路所構(gòu)成。振動(dòng)產(chǎn)生元件30的內(nèi)部形成有在長(zhǎng)度方向上貫通的長(zhǎng)方形斷面的通路。該通路從上游側(cè)按順序作為給水通路32a、渦旋列通路32b、整流通路32c而形成。

給水通路32a是從振動(dòng)產(chǎn)生元件30背面?zhèn)鹊牧魅肟?0d延伸的斷面積一定的長(zhǎng)方形斷面的直線狀的通路。

渦旋列通路32b是在給水通路32a的下游側(cè)以連接于給水通路32a的方式被設(shè)置的長(zhǎng)方形斷面的通路。即，給水通路32a的下游端與渦旋列通路32b的上游端具有相同的尺寸形狀。渦旋列通路32b的相對(duì)的一對(duì)壁面(兩側(cè)面)在其上游側(cè)平行形成，在下游側(cè)設(shè)置有以朝著下游側(cè)流路斷面積發(fā)生縮小的方式以錐狀發(fā)生變化的錐形部分32d。即，渦旋列通路32b從上游端開始斷面積一定地延伸，之后朝著下游側(cè)寬度逐漸變窄。

整流通路32c是以連接于渦旋列通路32b(錐形部分32d)的方式設(shè)置在下游側(cè)的長(zhǎng)方形斷面的通路，斷面積一定且以直線狀形成。包含被渦旋列通路32b所引導(dǎo)的渦旋列在內(nèi)的水因該整流通路32c而得到整流并從吐水口30a吐出。該整流通路32c的流路斷面積小于渦旋列通路32b(錐形部分32d)的下游側(cè)端部的流路斷面積，在渦旋列通路32b與整流通路32c之間形成有剝離部即階梯部36。

另一方面，與第1實(shí)施方式同樣，給水通路32a、渦旋列通路32b及整流通路32c在高度方向上相對(duì)的壁面(頂面及底面)全都設(shè)置在同一平面上。即，給水通路32a、渦旋列通路32b及整流通路32c的高度全都相同且一定。

接下來，在給水通路32a的下游側(cè)端部(給水通路32a與渦旋列通路32b的連接部附近)以堵住給水通路32a的流路斷面的一部分的方式形成有水沖突部34。由于該水沖突部34的結(jié)構(gòu)與第1實(shí)施方式相同，因此省略說明。

并且，本實(shí)施方式中，確認(rèn)到了通過將渦旋列通路32b的錐形部分32d的軸線方向長(zhǎng)度做成大于整流通路32c的軸線方向長(zhǎng)度，從而能夠充分抑制因被吐出的水的流量而發(fā)生的吐出范圍的變化。優(yōu)選，將錐形部分32d的軸線方向長(zhǎng)度做成整流通路32c的軸線方向長(zhǎng)度的4倍以上。另外，由渦旋列通路32b的側(cè)壁面與中心軸線所構(gòu)成的角度(圖9中的角度α)為約7°。優(yōu)選，將由側(cè)壁面與中心軸線所構(gòu)成的角度設(shè)定成約3°至約25°。通過如此設(shè)定角度，能夠抑制伴隨吐出流量變化的吐水范圍的變化，同時(shí)抑制產(chǎn)生附壁效應(yīng)。而且，給水通路32a下游端的一部分被水沖突部34所堵住的部分的流路斷面積(從給水通路32a的流路斷面積減去水沖突部34的投影面積的面積)大于整流通路32c的流路斷面積。

接下來，參照?qǐng)D10對(duì)本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的噴頭進(jìn)行說明。

本實(shí)施方式的噴頭只是被內(nèi)置的振動(dòng)產(chǎn)生元件的通路結(jié)構(gòu)與上述的第1實(shí)施方式不同。從而，在此只對(duì)本實(shí)施方式的與第1實(shí)施方式的不同點(diǎn)進(jìn)行說明，省略對(duì)相同的結(jié)構(gòu)、作用、效果的說明。

圖10是本發(fā)明的第4實(shí)施方式中的振動(dòng)產(chǎn)生元件的俯視剖視圖。

如圖10所示，本實(shí)施方式中的振動(dòng)產(chǎn)生元件40在渦旋列通路的結(jié)構(gòu)及剝離部的結(jié)構(gòu)上與第1實(shí)施方式不同，渦旋列通路的上游側(cè)由斷面積一定的通路所構(gòu)成，同時(shí)在渦旋列通路與整流通路之間未設(shè)置有階梯部。即，振動(dòng)產(chǎn)生元件40的內(nèi)部形成有在長(zhǎng)度方向上貫通的長(zhǎng)方形斷面的通路。該通路從上游側(cè)按順序作為給水通路42a、渦旋列通路42b、整流通路42c而形成。

給水通路42a是從振動(dòng)產(chǎn)生元件40背面?zhèn)鹊牧魅肟?0d延伸的斷面積一定的長(zhǎng)方形斷面的直線狀的通路。

渦旋列通路42b是在給水通路42a的下游側(cè)以連接于給水通路42a的方式被設(shè)置的長(zhǎng)方形斷面的通路。即，給水通路42a的下游端與渦旋列通路42b的上游端具有相同的尺寸形狀。渦旋列通路42b的相對(duì)的一對(duì)壁面(兩側(cè)面)在其上游側(cè)平行形成，在下游側(cè)設(shè)置有以朝著下游側(cè)流路斷面積發(fā)生縮小的方式以錐狀發(fā)生變化的錐形部分42d。即，渦旋列通路42b從上游端開始斷面積一定地延伸，之后朝著下游側(cè)寬度逐漸變窄。

整流通路42c是以連接于渦旋列通路42b(錐形部分42d)下游端的方式被設(shè)置的長(zhǎng)方形斷面的通路，斷面積一定且以直線狀延伸至吐水口40a。從而，整流通路42c具有與渦旋列通路42b(錐形部分42d)的下游端相同的尺寸形狀，流路斷面積也相同。

另一方面，與第1實(shí)施方式同樣，給水通路42a、渦旋列通路42b及整流通路42c在高度方向上相對(duì)的壁面(頂面及底面)全都設(shè)置在同一平面上。即，給水通路42a、渦旋列通路42b及整流通路42c的高度全都相同且一定。

接下來，在給水通路42a的下游側(cè)端部(給水通路42a與渦旋列通路42b的連接部附近)以堵住給水通路42a的流路斷面的一部分的方式形成有水沖突部44。由于該水沖突部44的結(jié)構(gòu)與第1實(shí)施方式相同，因此省略說明。

并且，本實(shí)施方式中，與第3實(shí)施方式同樣，確認(rèn)到了通過將渦旋列通路42b的錐形部分42d的軸線方向長(zhǎng)度做成大于整流通路42c的軸線方向長(zhǎng)度，從而能夠充分抑制因被吐出的水的流量而發(fā)生的吐出范圍的變化。優(yōu)選，將錐形部分42d的長(zhǎng)度做成整流通路42c長(zhǎng)度的4倍以上。由渦旋列通路42b的側(cè)壁面與中心軸線所構(gòu)成的角度(圖10中的角度α)為約7°。優(yōu)選，將由側(cè)壁面與中心軸線所構(gòu)成的角度設(shè)定成約3°至約25°。通過如此設(shè)定角度，能夠抑制伴隨吐出流量變化的吐水范圍的變化，同時(shí)抑制產(chǎn)生附壁效應(yīng)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的噴頭1，由于能夠通過振動(dòng)產(chǎn)生元件4、20、30、40使被吐出的水進(jìn)行往復(fù)振動(dòng)，因此能夠通過緊湊且簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)從1個(gè)吐水口向較廣范圍吐出水。另外，由于不需要活動(dòng)吐水的噴嘴就能夠改變吐水方向，因此不存在可動(dòng)部發(fā)生磨損等的問題，能夠構(gòu)成低成本且耐久性高的噴頭。另外，由于在振動(dòng)產(chǎn)生元件的渦旋列通路10b、22b、32b、42b中設(shè)置有流路斷面積縮小的錐形部，因此吐水范圍不會(huì)依賴于水的吐水流量而較大地發(fā)生變化，能夠構(gòu)成使用方便的噴頭。而且，由于渦旋列通路的相對(duì)的壁面以錐狀發(fā)生變化而被設(shè)置的錐形部分，設(shè)置在與整流通路10c、22c、32c、42c相比更長(zhǎng)范圍的跨度上，因此在渦旋列通路內(nèi)流動(dòng)的水不會(huì)被較大的壓力壓緊于壁面，在從整流通路流出時(shí)的附壁效應(yīng)得到抑制，能夠均勻地使液滴分布于吐水范圍。

另外，根據(jù)本實(shí)施方式的噴頭1，由于渦旋列通路10b、22b、32b、42b的壁面以錐狀發(fā)生變化的錐形部分設(shè)置在整流通路10c、22c、32c、42c長(zhǎng)度的4倍以上長(zhǎng)度的跨度上，因此能夠充分地降低將朝向整流通路的水壓緊于渦旋列通路的以錐狀發(fā)生變化的壁面的壓力，能夠確實(shí)地抑制產(chǎn)生附壁效應(yīng)。

而且，根據(jù)本實(shí)施方式的噴頭1，由于整流通路10c、22c、32c、42c的流路斷面積小于水沖突部14、24、34、44處的流路斷面積，因此能夠加長(zhǎng)被噴出的水的波長(zhǎng)，在因吐水方向像發(fā)生振動(dòng)似地發(fā)生變化而形成的吐水范圍內(nèi)，能夠得到不發(fā)生中空現(xiàn)象的大致均勻的吐水量。

以上，雖然對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是對(duì)上述的實(shí)施方式可追加各種變更。尤其，在上述的實(shí)施方式中，雖然將本發(fā)明應(yīng)用于噴頭，但是也可以將本發(fā)明應(yīng)用于廚房水槽、洗面臺(tái)等上使用的水栓裝置以及便座等所具備的溫水洗凈裝置等的任意的吐水裝置。另外，在上述的實(shí)施方式中，雖然噴頭具備多個(gè)振動(dòng)產(chǎn)生元件，但是吐水裝置根據(jù)需要可具備任意個(gè)數(shù)的振動(dòng)產(chǎn)生元件，也可以做成具備單一的振動(dòng)產(chǎn)生元件的吐水裝置。

并且，在上述的本發(fā)明的實(shí)施方式中，關(guān)于振動(dòng)產(chǎn)生元件內(nèi)的通路，為了方便雖然用“寬度”、“高度”等的用語說明了形狀，但是這些用語并不規(guī)定設(shè)置振動(dòng)產(chǎn)生元件的方向，可朝著任意方向使用振動(dòng)產(chǎn)生元件。例如，也可以將上述實(shí)施方式中的“高度”方向朝向水平方向而使用振動(dòng)產(chǎn)生元件。