本發(fā)明涉及浴室淋浴系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可進(jìn)行水回收與熱回收的高效節(jié)能省水淋浴系統(tǒng)及工作方法。

背景技術(shù)：

在日常的洗浴活動(dòng)中，常常用到淋浴噴頭。傳統(tǒng)的淋浴噴頭一般采用蓮蓬頭結(jié)構(gòu)，頂部為進(jìn)水管，中間一般為空腔，底部為多孔出水板。這種傳統(tǒng)的蓮蓬頭結(jié)構(gòu)存在很多問題，已經(jīng)難以適應(yīng)全球日益嚴(yán)重的干旱缺水與能源緊張局面：

(1)耗水量較大，電耗或者氣耗不經(jīng)濟(jì)。

(2)水有效利用率較低。一個(gè)較為極端的例子是將一盆水從洗浴者的頭上瞬間澆下時(shí)，大量的水并沒有直接接觸洗浴者的身體，在極短時(shí)間內(nèi)迅速掉落到地面而被浪費(fèi)掉。傳統(tǒng)的蓮蓬頭由于出水液滴直徑較大，與皮膚真正接觸并產(chǎn)生良好沖刷效果的水只占用水總量的很少一部分。大部分的水被一層緊貼身體的下降液膜流動(dòng)邊界層所阻隔，沒有充分的接觸到人體皮膚，并未有效的起到洗浴作用。

(3)熱利用率極低，能源浪費(fèi)較嚴(yán)重。緊貼皮膚的下降液膜的流動(dòng)邊界層一般與其熱邊界層的厚度相仿，在邊界層底部一般存在一個(gè)層流底層。在緊貼皮膚的這一個(gè)薄層內(nèi)，一般需要用熱傳導(dǎo)的方式將熱水的熱量傳遞到皮膚。在此薄層中，由于水的導(dǎo)熱系數(shù)本身并不高，導(dǎo)熱熱阻較大，熱傳遞比較緩慢。傳統(tǒng)的蓮蓬頭由于出水液滴直徑較大，在皮膚上的停留時(shí)間較短，大部分的熱水還沒來(lái)得及傳熱就已經(jīng)掉落到了地面，經(jīng)由下水道排走，導(dǎo)致絕大部分熱量被浪費(fèi)掉。

(4)傳統(tǒng)蓮蓬頭出水液滴由于粒徑較大，與空氣有效接觸面積有限，液滴的含氧量不高，洗浴過程中容易有窒息感，用戶體驗(yàn)不佳。

(5)當(dāng)供水系統(tǒng)的水壓偏低時(shí)，傳統(tǒng)蓮蓬頭出水困難，洗浴效果較差。特別是在樓層較高或者用水高峰期的時(shí)候，用戶體驗(yàn)較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高效節(jié)能省水淋浴系統(tǒng)及工作方法，能夠進(jìn)行水回收與熱回收以解決上述技術(shù)問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種高效節(jié)能省水淋浴系統(tǒng)，包括主液腔；主液腔頂部設(shè)有進(jìn)水口；主液腔的底部均布有若干環(huán)形縮放噴嘴；主液腔的頂壁和底壁之間設(shè)有若干汽液中心導(dǎo)管，汽液中心導(dǎo)管為直通管，連通主液腔的頂壁外部空間和環(huán)形縮放噴嘴的底部空間；汽液中心導(dǎo)管穿過環(huán)形縮放噴嘴中心；進(jìn)水口、主液腔和環(huán)形縮放噴嘴相互連通。

進(jìn)一步的，環(huán)形縮放噴嘴的內(nèi)表面與汽液中心導(dǎo)管的外表面形成一個(gè)縮放型環(huán)狀噴嘴結(jié)構(gòu)；縮放型環(huán)狀噴嘴結(jié)構(gòu)包括相互連接的收縮段和擴(kuò)張段，收縮段比擴(kuò)張段的長(zhǎng)度大。

進(jìn)一步的，環(huán)形縮放噴嘴的頂部和底部均開口；環(huán)形縮放噴嘴的頂部開口處設(shè)有若干噴嘴進(jìn)口加強(qiáng)筋，噴嘴進(jìn)口加強(qiáng)筋連接環(huán)形縮放噴嘴與主液腔的結(jié)合處和汽液中心導(dǎo)管外表面；環(huán)形縮放噴嘴的底部開口處設(shè)有若干噴嘴出口加強(qiáng)筋，噴嘴出口加強(qiáng)筋連接環(huán)形縮放噴嘴底部和汽液中心導(dǎo)管外表面。

進(jìn)一步的，進(jìn)水口內(nèi)安裝有多級(jí)過濾器；多級(jí)過濾器為頂部開口的圓筒狀；多級(jí)過濾器內(nèi)設(shè)有大孔徑多孔板和小孔徑多孔板，大孔徑多孔板位于多級(jí)過濾器中部，小孔徑多孔板位于多級(jí)過濾器出口處；大孔徑多孔板中的孔的直徑大于小孔徑多孔板中的孔的直徑。

進(jìn)一步的，多級(jí)過濾器的上部外周設(shè)置了一個(gè)階梯狀突起結(jié)構(gòu)；進(jìn)水口內(nèi)設(shè)有階梯狀結(jié)構(gòu)，該階梯狀結(jié)構(gòu)與階梯狀突起結(jié)構(gòu)配合，將多級(jí)過濾器固定在進(jìn)水口內(nèi)；進(jìn)水口與級(jí)過濾器之間安裝有圓環(huán)密封圈；多級(jí)過濾器靠近其頂部進(jìn)口處設(shè)置了半球狀突起物。

進(jìn)一步的，汽液中心導(dǎo)管的頂部?jī)?nèi)壁和底部外壁均設(shè)有倒角。

進(jìn)一步的，主液腔的底部有一個(gè)針對(duì)頂部進(jìn)水口的鐘形凹陷結(jié)構(gòu)，用于進(jìn)水分流和增加主液腔的強(qiáng)度。

進(jìn)一步的，主液腔的頂部外表面布置有汽液回收漏斗；汽液回收漏斗底部與若干根汽液導(dǎo)管相通。

進(jìn)一步的，主液腔為縱截面呈人字形的回轉(zhuǎn)體。

一種高效節(jié)能省水淋浴系統(tǒng)的工作方法，包括：冷水和熱水的混合溫水由進(jìn)水口進(jìn)入主液腔；混合溫水在主液腔中分流后流入若干個(gè)均布的帶汽液中心導(dǎo)管的環(huán)形縮放噴嘴；混合溫水在環(huán)形縮放噴嘴的收縮段流速不斷增加，在噴嘴喉部達(dá)到最大流速，并在后續(xù)擴(kuò)張段產(chǎn)生強(qiáng)烈的邊界層分離與脫體流動(dòng)，破碎形成大量的微小液滴射流；液滴射流與環(huán)形縮放噴嘴出口的加強(qiáng)筋形成的障礙物進(jìn)行高速碰撞，破裂形成更小的液滴；高速射流包裹著中心導(dǎo)管的外壁面進(jìn)行流動(dòng)，底部產(chǎn)生的交叉合流將空氣迅速地轉(zhuǎn)移走，形成一個(gè)空氣負(fù)壓區(qū)并產(chǎn)生吸力，將汽液中心導(dǎo)管上部的熱空氣、水蒸氣與水霧的多相混合物吸入汽液中心導(dǎo)管并使之向下流動(dòng)，并在汽液中心導(dǎo)管出口處與環(huán)形縮放噴嘴產(chǎn)生的液滴射流再次形成碰撞、混合以及液滴破碎。

進(jìn)一步的，多個(gè)均布的環(huán)形縮放噴嘴8可以在各自出口處同時(shí)產(chǎn)生的液滴射流呈擴(kuò)張狀，在任意一對(duì)噴嘴的底部(如對(duì)撞區(qū)23)發(fā)展成射流兩兩相互對(duì)撞，并進(jìn)一步破碎成為粒徑更小的液滴射流；最終形成的液滴直徑較小，數(shù)目龐大，速度快，沖刷力強(qiáng)，能夠減薄液膜在人體表面的流動(dòng)邊界層，換熱系數(shù)大，傳熱效率高，極大地增加了新水與人體皮膚接觸的面積與機(jī)率，更容易將贓物沖走，相當(dāng)于以較小水量獲得了較大水量的沖刷洗浴效果，避免了傳統(tǒng)蓮蓬頭的出水大部分還未被人體充分利用就已掉落地面而被排走的熱水浪費(fèi)問題，達(dá)到了節(jié)能省水的目的；同時(shí)，液滴總表面積大，與空氣充分混合，含氧量高，傳熱效果好，形成一個(gè)溫暖的鐘罩形熱約束環(huán)境；另外，由于液滴直徑較小，避免了大液滴高速撞擊人體所帶來(lái)的不適感。

本發(fā)明一種高效節(jié)能省水淋浴系統(tǒng)，包括進(jìn)水口，多級(jí)過濾器，圓環(huán)密封圈，環(huán)形縮放噴嘴、主液腔，汽液回收漏斗，汽液導(dǎo)管，以及若干加強(qiáng)筋支撐結(jié)構(gòu)。冷水和熱水的混合物由頂部的進(jìn)水口進(jìn)入系統(tǒng)后，流經(jīng)多級(jí)過濾器；在多級(jí)過濾器中，設(shè)有若干層不同孔徑大小的多孔板，可以依次過濾掉粗顆粒與細(xì)顆粒，也可以使得冷水與熱水在此進(jìn)一步均勻混合，形成一定溫度適合人體淋浴的溫水；混合均勻后的溫水流入縱截面為人字形的主液腔，在此朝著各個(gè)方向均勻分流；分流后的溫水流入若干個(gè)均布的帶中心導(dǎo)管的環(huán)形縮放噴嘴；水流在噴嘴的收縮段流速不斷增加，在噴嘴喉部達(dá)到數(shù)十米每秒的最大流速，并在噴嘴后續(xù)擴(kuò)張段產(chǎn)生強(qiáng)烈的邊界層分離與脫體流動(dòng)，破碎形成大量的微小液滴射流；液滴射流與出口的加強(qiáng)筋形成的障礙物進(jìn)行高速碰撞，破裂形成更小的液滴。

進(jìn)一步的，環(huán)形縮放噴嘴的軸心處設(shè)有一汽液中心導(dǎo)管，汽液中心導(dǎo)管的底部外壁面開有倒角；一部分液滴射流沿中心導(dǎo)管外壁面流動(dòng)，在中心汽液導(dǎo)管的出口處形成交叉合流并產(chǎn)生高速碰撞，從而進(jìn)一步破碎為粒徑更小的液滴；由于高速射流包裹著中心導(dǎo)管的外壁面進(jìn)行流動(dòng)，底部產(chǎn)生的交叉合流將空氣迅速地轉(zhuǎn)移走，形成一個(gè)空氣負(fù)壓區(qū)并產(chǎn)生吸力，從而將導(dǎo)管上部的熱空氣、水蒸氣與水霧的多相混合物吸入導(dǎo)管并使之向下流動(dòng)，并在導(dǎo)管出口處與縮放噴嘴產(chǎn)生的液滴射流再次形成碰撞、混合以及液滴破碎；主液腔的頂部外表面布置有汽液收集漏斗，其底部與若干根汽液中心導(dǎo)管相通，擴(kuò)大了對(duì)熱空氣、水蒸氣與水霧多相混合物的收集面積。

進(jìn)一步的，汽液導(dǎo)管的頂部開有內(nèi)倒角，使熱空氣、水蒸氣與水霧多相混合物更方便的被吸入；進(jìn)水口內(nèi)部開有一縮進(jìn)結(jié)構(gòu)，縮進(jìn)結(jié)構(gòu)底部開有倒角，此倒角與過濾器的倒角相配合，防止過濾器掉落進(jìn)主液腔；過濾器上部開有環(huán)形槽，以便放入環(huán)形橡膠密封圈。

進(jìn)一步的，縮放噴嘴的頂部設(shè)置有若干根加強(qiáng)筋，將噴嘴、中心導(dǎo)管與主液腔的底部連接在一起；縮放噴嘴的底部設(shè)置有若干根加強(qiáng)筋，將噴嘴與中心導(dǎo)管連接在一起，增加了機(jī)械強(qiáng)度，以保證導(dǎo)管與噴嘴的相對(duì)位置不變；同時(shí)，出口處的加強(qiáng)筋起到障礙物的作用，當(dāng)高速水流沖擊障礙物時(shí)候，可以使其破碎為更小的液滴。

本發(fā)明也提供一種淋浴系統(tǒng)的高效節(jié)能省水方法，利用帶中心導(dǎo)管的環(huán)形縮放噴嘴的流體力學(xué)原理，使得水流收縮段不斷加速，在喉部達(dá)到最大流速，并在擴(kuò)張段產(chǎn)生強(qiáng)烈的邊界層分離與脫體流動(dòng)，破碎形成大量的微小液滴射流；液滴射流與出口處的障礙物進(jìn)行高速碰撞，再次破裂形成更小的液滴；多個(gè)均布的環(huán)形縮放噴嘴在出口處同時(shí)產(chǎn)生液滴射流，射流呈擴(kuò)張狀，在底部發(fā)展成兩兩相互對(duì)撞，進(jìn)一步破碎成為粒徑更小的液滴射流；中心導(dǎo)管外壁面倒角處形成的交叉合流與碰撞使得液滴進(jìn)一步破碎為粒徑更小的液滴，并且可以將出口處空氣迅速排走，形成負(fù)壓區(qū)，產(chǎn)生吸力，將導(dǎo)管頂部的熱空氣、水蒸氣與水霧的多相混合物吸入導(dǎo)管，可以回收利用熱空氣的顯熱，水蒸氣的潛熱，以及水霧的顯熱，產(chǎn)生節(jié)能省水效果；同時(shí)，熱空氣、水蒸氣與水霧的多相混合物被吸入導(dǎo)管后，在導(dǎo)管出口處與縮放噴嘴產(chǎn)生的液滴射流再次形成碰撞、混合以及液滴破碎。

液滴經(jīng)過幾輪的破碎過程之后，最終的液滴直徑較小，數(shù)目龐大，速度快，沖刷力強(qiáng)，極大地增加了新水與人體皮膚接觸的面積與機(jī)率，更容易將贓物沖走，相當(dāng)于以較小水量獲得了較大水量的沖刷洗浴效果，達(dá)到了省水的目的；同時(shí)，由于液滴直徑較小，避免了大液滴高速撞擊人體所帶來(lái)的不適感。

進(jìn)一步的，液滴直徑較小，數(shù)目龐大，速度快，沖刷力強(qiáng)，很容易破壞水流在人體皮膚表面的流動(dòng)邊界層，減薄了流動(dòng)邊界層，減小了邊界層內(nèi)溫水與人體皮膚之間的導(dǎo)熱熱阻，能夠以較小的溫差實(shí)現(xiàn)較大的溫度梯度，根據(jù)導(dǎo)熱傅里葉定律，形成更有效的熱傳遞；另一方面，新水液滴由于射流沖擊作用，更容易直接打到人體與皮膚表面緊密接觸，增加了新水液滴與皮膚傳熱的表面積，同時(shí)具有較高的對(duì)流換熱系數(shù)，根據(jù)牛頓冷卻公式，也可以更好地將熱量傳遞到人體；這些物理作用可以利用較小的水量，較低的水溫達(dá)到較大的傳熱量，產(chǎn)生節(jié)能效果。

進(jìn)一步的，液滴直徑較小，數(shù)目龐大，表面積大，與空氣接觸更充分，可以更好的預(yù)熱空氣；環(huán)形縮放噴嘴產(chǎn)生的鐘罩形的液滴射流與空氣相互作用，形成一個(gè)鐘罩形的比較均勻的熱約束環(huán)境，使得洗浴過程更加溫暖舒適；同時(shí)由于液滴表面積大，與空氣充分接觸，含氧量較高，更有利于皮膚健康，也可以減少洗浴過程中的窒息感；另外，環(huán)形噴嘴的中心導(dǎo)管可以產(chǎn)生吸力，將導(dǎo)管頂部的熱空氣吸入，與縮放噴嘴產(chǎn)生的液滴射流再次混合，也可以增加液滴的含氧量，減少洗浴過程中的窒息感。

進(jìn)一步的，液滴直徑較小，數(shù)目龐大，表面積大，由于表面張力作用，延長(zhǎng)了液滴在人體皮膚的停留時(shí)間，從而有更充裕的時(shí)間來(lái)進(jìn)行熱傳遞，增加了傳熱量，產(chǎn)生節(jié)能效果；這有別于傳統(tǒng)的蓮蓬頭系統(tǒng)，由于大液滴的重力作用遠(yuǎn)大于表面張力，大部分熱水還沒來(lái)得及與人體充分接觸，未得到深度利用，就已經(jīng)掉落到地面，進(jìn)入了下水道被白白浪費(fèi)掉。

需要指出的是本發(fā)明結(jié)構(gòu)巧妙，大量采用流線型設(shè)計(jì)。特別是帶中心汽液導(dǎo)管的環(huán)形縮放噴嘴結(jié)構(gòu)，巧妙的利用流體力學(xué)原理，可以使水流在收縮階段不斷加速并在喉部達(dá)到數(shù)十米每秒的流速；即便是在供水水壓不太高的情況下，仍然可以產(chǎn)生較高流速的小液滴射流，滿足洗浴需求。主液腔結(jié)構(gòu)是縱截面呈人字形的回轉(zhuǎn)體，輔以多點(diǎn)支撐，巧妙的避免了過大的水平方向的橫橋跨度，強(qiáng)度設(shè)計(jì)合理。主體結(jié)構(gòu)可以采用工程塑料，采用fdm或sla等3d打印技術(shù)打印出來(lái)，解決了工藝成形的問題。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明利用帶中心汽液導(dǎo)管的環(huán)形縮放噴嘴產(chǎn)生大量的高速微小液滴射流，粒徑小，速度快，沖刷力強(qiáng)，傳熱效果好，能夠以較小水量獲得了較好的沖刷洗浴效果，具有優(yōu)良的節(jié)能省水性能。由于液滴直徑較小，沖擊人體無(wú)痛感。

2、當(dāng)流體沖刷中心導(dǎo)管外壁面時(shí)產(chǎn)生吸力，可以將導(dǎo)管頂部的熱空氣、水蒸氣與水霧的多相混合物吸入導(dǎo)管，因此能夠回收利用熱空氣的顯熱，水蒸氣的潛熱，以及水霧的顯熱，產(chǎn)生節(jié)能省水效果。

3、本發(fā)明產(chǎn)生的液滴直徑小，數(shù)目大，速度快，沖刷力強(qiáng)，能夠破壞流動(dòng)邊界層，減薄了流動(dòng)邊界層，減小了導(dǎo)熱熱阻；同時(shí)小液滴在沖擊作用下更容易直接接觸人體皮膚，換熱系數(shù)大，節(jié)能效果好。

4、本發(fā)明產(chǎn)生的液滴射流與空氣充分混合，對(duì)空氣有預(yù)熱作用，形成一個(gè)鐘罩形熱約束環(huán)境，在寒冷天氣可以使淋浴者感到更加溫暖舒適；同時(shí)，液滴含氧量高，使淋浴者無(wú)窒息感。

5、本發(fā)明采用具有創(chuàng)意的帶中心管的環(huán)形縮放噴嘴結(jié)構(gòu)，即使在水壓不太高的情況下也能產(chǎn)生較高速的液滴射流，滿足洗浴的需求；另外，本發(fā)明采用螺紋連接，安裝方便，能夠很方便的替換傳統(tǒng)蓮蓬頭。

本發(fā)明利用帶中心汽液導(dǎo)管的環(huán)形縮放噴嘴產(chǎn)生大量的高速微小液滴射流，粒徑小，速度快，沖刷力強(qiáng)，傳熱效果好，能夠以較小水量獲得了較好的沖刷洗浴效果，具有優(yōu)良的節(jié)能省水性能。當(dāng)流體沖刷中心導(dǎo)管外壁面時(shí)產(chǎn)生吸力，可以將導(dǎo)管頂部的熱空氣、水蒸氣與水霧的多相混合物吸入導(dǎo)管，能夠回收利用熱空氣的顯熱，水蒸氣的潛熱，以及水霧的顯熱。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種高效節(jié)能省水淋浴系統(tǒng)立體結(jié)構(gòu)剖面圖；

圖2(a)為本發(fā)明一種高效節(jié)能省水淋浴系統(tǒng)立體外觀圖；

圖2(b)為本發(fā)明一種高效節(jié)能省水淋浴系統(tǒng)底部結(jié)構(gòu)外觀圖；

圖3為本發(fā)明多級(jí)過濾器立體結(jié)構(gòu)剖面圖；

圖4為本發(fā)明主液腔與密封圈以及過濾器蓋配合示意圖；

圖5為本發(fā)明帶中心導(dǎo)管的縮放噴嘴立體結(jié)構(gòu)剖面圖；

圖6為本發(fā)明多個(gè)縮放噴嘴相互作用并交叉合流的原理圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明是在解決了切實(shí)可行的加工工藝的前提下提出的。以下結(jié)合具體的附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

參照?qǐng)D1所示，本發(fā)明提供一種高效節(jié)能省水淋浴系統(tǒng)，包括進(jìn)水口1、圓環(huán)密封圈2、多級(jí)過濾器3、汽液回收漏斗4、汽液導(dǎo)管5、主液腔6、噴嘴進(jìn)口加強(qiáng)筋7、環(huán)形縮放噴嘴8，以及噴嘴出口加強(qiáng)筋9。

參照?qǐng)D1至圖2所示，進(jìn)水口1位于主液腔6頂部，其外壁開有外螺紋，以便連接到供水管。進(jìn)水口1內(nèi)安裝有多級(jí)過濾器3。冷水和熱水的混合物由頂部的進(jìn)水口1進(jìn)入系統(tǒng)后，流經(jīng)多級(jí)過濾器3，可以依次過濾掉粗顆粒與細(xì)顆粒，也可以使得冷水與熱水在此進(jìn)一步均勻混合，形成一定溫度適合人體淋浴的溫水?；旌暇鶆蚝蟮臏厮魅肟v截面為人字形的主液腔6，在主液腔6內(nèi)向各個(gè)方向均勻分流。分流后的溫水流入若干個(gè)均布在主液腔6底部的環(huán)形縮放噴嘴8；在環(huán)形縮放噴嘴8擴(kuò)張段破碎形成大量的微小液滴射流。部分液滴射流與出口的加強(qiáng)筋9形成的障礙物進(jìn)行高速碰撞，破裂形成更小的液滴。

主液腔6結(jié)構(gòu)是縱截面呈人字形的回轉(zhuǎn)體，并設(shè)置了若干環(huán)形縮放噴嘴8，若干汽液導(dǎo)管5以及加強(qiáng)筋7的多點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)，巧妙的避免了水平方向過大的橫橋跨度。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較合理，既節(jié)省了材料，又具有較大的強(qiáng)度。主體結(jié)構(gòu)可以選用工程塑料，采用fdm或sla等3d打印技術(shù)打印出來(lái)，解決了工藝成形的問題。

參照?qǐng)D2(b)所示，汽液導(dǎo)管5的底部設(shè)置有一倒角結(jié)構(gòu)10，當(dāng)水流包裹導(dǎo)管的外表面流動(dòng)時(shí)，在出口處可以形成合流。

參照?qǐng)D3所示，多級(jí)過濾器3為頂部開口的圓筒狀；多級(jí)過濾器3的靠近進(jìn)口處設(shè)置了一個(gè)階梯狀突起結(jié)構(gòu)，該階梯狀突起結(jié)構(gòu)的上部和下部分別開有倒角15和倒角16，既可以有效防止多級(jí)過濾器3掉落進(jìn)主液腔6，又可以很方便地將其取出。多級(jí)過濾器3的階梯狀突起結(jié)構(gòu)上設(shè)置了半圓環(huán)形凹槽13，以便放入橡膠環(huán)形密封圈2。進(jìn)水口1內(nèi)設(shè)有階梯狀結(jié)構(gòu)，該階梯狀結(jié)構(gòu)與倒角15配合，將多級(jí)過濾器3固定在進(jìn)水口1內(nèi)；進(jìn)水口1的內(nèi)部也設(shè)有半圓環(huán)形凹槽，水口1和多級(jí)過濾器3之間安裝有圓環(huán)密封圈2；圓環(huán)密封圈2部分位于多級(jí)過濾器3的半圓環(huán)形凹槽13內(nèi)，部分位于進(jìn)水口1的半圓環(huán)形凹槽內(nèi)。

多級(jí)過濾器3內(nèi)設(shè)有大孔徑多孔板11和小孔徑多孔板17，大孔徑多孔板11位于多級(jí)過濾器3中部，小孔徑多孔板17位于多級(jí)過濾器3出口處。設(shè)置大孔徑多孔板11和小孔徑多孔板17，可以依次過濾掉大粒徑顆粒與小粒徑顆粒，防止噴嘴8的喉部產(chǎn)生堵塞。過濾器3的多孔板結(jié)構(gòu)也可以使得冷水與熱水在此進(jìn)一步均勻混合，形成一定溫度適合人體淋浴的溫水。系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，如果發(fā)現(xiàn)污垢，可以將過濾器取出，從小孔徑多孔板17處進(jìn)行反沖洗，將小顆粒與大顆粒物依次沖洗出去。多級(jí)過濾器3的靠近進(jìn)口處設(shè)置了半球狀突起物14，既可以充當(dāng)著力點(diǎn)將過濾器3拔出，又不對(duì)流動(dòng)造成較大的擾動(dòng)。多級(jí)過濾器3的底部也開有倒角17，以便將其插入到主液腔6內(nèi)。多級(jí)過濾器3體積小巧，避免了過大的橫橋跨度，可以采用fdm或sla等3d打印技術(shù)打印出來(lái)。

參照?qǐng)D4所示，將橡膠環(huán)形密封圈2嵌入到過濾器3的半圓環(huán)形凹槽13中，可以起到密封作用，然后將過濾器3插入到主液腔6。過濾器3頂部的階梯狀突起結(jié)構(gòu)設(shè)置有倒角15，與進(jìn)口1的階梯狀結(jié)構(gòu)相配合，防止多級(jí)過濾器3掉落進(jìn)主液腔6。

參照?qǐng)D5所示，主液腔6的頂部和底壁之間設(shè)有若干汽液中心導(dǎo)管5，汽液中心導(dǎo)管5為直通管。每一個(gè)環(huán)形縮放噴嘴8處對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)汽液中心導(dǎo)管5，汽液中心導(dǎo)管5穿過環(huán)形縮放噴嘴8中心。環(huán)形縮放噴嘴8的內(nèi)表面與汽液中心導(dǎo)管5的外表面形成一個(gè)縮放型環(huán)狀噴嘴結(jié)構(gòu)；縮放型環(huán)狀噴嘴結(jié)構(gòu)包括相互連接的收縮段和擴(kuò)張段，收縮段比擴(kuò)張段的長(zhǎng)度大。在環(huán)形縮放噴嘴8與主液腔6的結(jié)合處設(shè)置有若干加強(qiáng)筋7，加強(qiáng)筋7與中心汽液導(dǎo)管5相連接，這可以有效的增加其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并保持中心導(dǎo)管5與環(huán)形縮放噴嘴8的相對(duì)位置不變，從而確保流體通道的幾何形狀不變形。

水流在環(huán)形縮放噴嘴8的收縮段流速不斷增加。由于噴嘴的喉部18流通面積很小，水流在喉部18可以達(dá)到數(shù)十米每秒的最大流速，并在噴嘴后續(xù)擴(kuò)張段產(chǎn)生強(qiáng)烈的邊界層分離與脫體流動(dòng)，形成微小的液滴射流。擴(kuò)張段較短，主要起引導(dǎo)液滴射流方向的作用。一部分液滴射流與出口處設(shè)置的加強(qiáng)筋9形成的障礙物進(jìn)行高速碰撞，破裂形成更小的液滴。

環(huán)形縮放噴嘴8的軸心處設(shè)有一個(gè)汽液中心導(dǎo)管5，其底部外壁面開有倒角10。一部分水流緊貼汽液中心導(dǎo)管5的外壁面流動(dòng)，受到倒角10的影響，在出口處形成交叉合流而產(chǎn)生高速碰撞，從而進(jìn)一步破碎為粒徑更小的液滴。由于高速射流包裹著汽液中心導(dǎo)管5的外壁面進(jìn)行流動(dòng)，底部產(chǎn)生的交叉合流將空氣迅速地轉(zhuǎn)移走，在底部形成一個(gè)空氣負(fù)壓區(qū)19并產(chǎn)生吸力，從而將汽液中心導(dǎo)管5上部的熱空氣、水蒸氣與水霧的多相混合物吸入導(dǎo)管并使之向下流動(dòng)，并在汽液中心導(dǎo)管5出口處與縮放噴嘴產(chǎn)生的液滴射流再次產(chǎn)生碰撞、混合以及液滴破碎。環(huán)形縮放噴嘴8的底部邊緣開有圓角20，以防劃傷洗浴者。

參照?qǐng)D6所示，主液腔6的底部有一個(gè)鐘形凹陷結(jié)構(gòu)21，可以起分流作用，同時(shí)避免了過大的橫橋跨度，可以增加腔體的強(qiáng)度。汽液中心導(dǎo)管5的底部產(chǎn)生的空氣負(fù)壓區(qū)19，可以將汽液中心導(dǎo)管5上部的熱空氣、水蒸氣與水霧的多相混合物吸入導(dǎo)管。汽液中心導(dǎo)管5的頂部開有內(nèi)倒角22，以便將氣汽液多相混合物吸入。主液腔6的頂部外表面布置有汽液回收漏斗4，其底部與若干根汽液導(dǎo)管5相通，擴(kuò)大了對(duì)熱空氣、水蒸氣與水霧多相混合物的收集面積。

多個(gè)均布的環(huán)形縮放噴嘴8可以在各自出口處同時(shí)產(chǎn)生液滴射流。多個(gè)射流呈擴(kuò)張狀，在任意一對(duì)噴嘴的底部(例如對(duì)撞區(qū)23)發(fā)展成射流兩兩相互對(duì)撞，并進(jìn)一步破碎成為粒徑更小的液滴射流。液滴經(jīng)過幾輪的破碎過程之后，最終的形成的液滴直徑較小，數(shù)目龐大，速度快，沖刷力強(qiáng)，傳熱效果好，能夠以小水量達(dá)到傳統(tǒng)蓮蓬頭大數(shù)量沖刷的效果，具有節(jié)能省水的功效。

小液滴數(shù)目龐大，總表面積大，能夠與空氣更充分接觸，因此可以更好的預(yù)熱空氣。環(huán)形縮放噴嘴產(chǎn)生的鐘罩形的液滴射流與空氣相互作用，形成一個(gè)鐘罩形的比較均勻的熱約束環(huán)境，使得洗浴過程更加溫暖舒適?？諝馐軣岷竺芏茸冃?，產(chǎn)生向上的自然對(duì)流。水蒸氣，以及液滴與人體碰撞所產(chǎn)生的水霧被熱空氣攜帶著向上方流動(dòng)，而不是直接全部落到地面被下水道排走。這種氣汽液的多相混合物(例如混合物24與25)運(yùn)動(dòng)到汽液回收漏斗4的上方時(shí)，被吸入到汽液中心導(dǎo)管5，并在導(dǎo)管出口處與縮放噴嘴產(chǎn)生的液滴射流再次形成碰撞、混合以及液滴破碎，產(chǎn)生熱回收與水回收的功效。