(57)【要約】  ボウル３との間に所定の開放空間を確保して設置され、このボウル３に向って吐水する吐水装置２は、吐水口１３ａから所定角度θにて広がっていくように水滴を噴射する吐水部１３であって、所定の流量を吐水するよう設定された吐水部１３を有しており、この吐水部１３から噴射された水滴は、その平均流速Ｘ（ｍ／ｓｅｃ）と平均粒子径Ｙ（μｍ）とが「Ｙ≦９３００×Ｘ(-1.5)」という条件式を満たす。
2016151941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水受け部との間に所定の開放空間を確保して設置され、この水受け部に向って吐水する吐水装置であって、
吐水口から所定角度にて広がっていくように水滴を噴射する吐水部であって、所定の流量を吐水するよう設定された上記吐水部を有し、
上記吐水部から噴射された水滴は、その平均流速Ｘ（ｍ／ｓｅｃ）と平均粒子径Ｙ（μｍ）とが以下の条件式（１）を満たす、ことを特徴とする吐水装置。
Ｙ≦９３００×Ｘ(-1.5)    式（１）
【請求項２】
上記吐水部から噴射された水滴の平均流速Ｘと平均粒子径Ｙとが更に以下の条件式（２）を満たす、請求項１に記載の吐水装置。
Ｙ≧−３６０×Ｘ＋１５００    式（２）
【請求項３】
上記吐水部から噴射された水滴の平均流速Ｘは１．７（ｍ／ｓｅｃ）以上である、請求項１又は２に記載の吐水装置。
【請求項４】
上記吐水部から噴射された水滴の平均粒子径Ｙは３５（μｍ）以上である、請求項１乃至３の何れか１項に記載の吐水装置。
【請求項５】
上記吐水部から噴射された水滴の平均粒子径Ｙは９０００（μｍ）以下である、請求項１乃至４の何れか１項に記載の吐水装置。
【請求項６】
上記吐水部は、上記所定角度として４０〜５０度の角度にて広がっていくように水滴を噴射する、請求項１乃至５の何れか１項に記載の吐水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐水装置に関し、特に、吐水口から水が広がっていくように吐水する吐水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、吐水装置において節水を実現するための種々の試みがなされている。その中で、低流量にて霧状に水を吐水する噴霧吐水（吐水口から水が広がっていくような吐水）は節水に有効である。この噴霧吐水は、節水を実現しつつ、広範囲に渡って吐水できる点で有用である。【０００３】
例えば、特許文献１には、上記のような噴霧吐水を行うノズルの構成が開示されている。また、例えば特許文献２には、殺菌機能を有する電解水を噴霧吐水して、手を殺菌する手洗器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−０５０１２１号公報
【特許文献２】特開平１１−２４１３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような噴霧吐水は、節水には有効であるが、一般的な吐水（例えば泡沫吐水やシャワー吐水など）と比べて流速が大きいため、水跳ねが生じやすい。そのため、本発明の発明者は、噴霧吐水において水跳ねに関与するパラメータを解明して、水跳ねが生じないような噴霧吐水を実現することを考えた。【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、吐水口から水が広がっていくように吐水する吐水装置において、水跳ねを適切に抑制することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は、水受け部との間に所定の開放空間を確保して設置され、この水受け部に向って吐水する吐水装置であって、吐水口から所定角度にて広がっていくように水滴を噴射する吐水部であって、所定の流量を吐水するよう設定された吐水部を有し、吐水部から噴射された水滴は、その平均流速Ｘ（ｍ／ｓｅｃ）と平均粒子径Ｙ（μｍ）とが以下の条件式（１）を満たす、ことを特徴とする。
Ｙ≦９３００×Ｘ(-1.5)    式（１）【０００８】
このように構成された本発明では、吐水口から所定角度にて広がっていくように水受け部に向かって水滴を噴射する吐水装置において、吐水部から噴射された水滴の平均流速と平均粒子径とが上記の条件式（１）を満たすようにするので、節水と広範囲に渡る吐水とを確保しつつ、吐水部から噴射された水滴による水跳ねを適切に抑制することができる。【０００９】
本発明において、好ましくは、吐水部から噴射された水滴の平均流速Ｘと平均粒子径Ｙとが更に以下の条件式（２）を満たす。
Ｙ≧−３６０×Ｘ＋１５００    式（２）
このように構成された本発明においては、吐水部から噴射された水滴の平均流速と平均粒子径とが上記の条件式（２）を満たすようにするので、吐水部の吐水による適切な洗浄性能（手洗い性能など）を確保することができる。【００１０】
本発明において、好ましくは、吐水部から噴射された水滴の平均流速Ｘは１．７（ｍ／ｓｅｃ）以上である。
このように構成された本発明においては、吐水部から噴射された水滴の平均流速を１．７（ｍ／ｓｅｃ）以上にするので、吐水口から所定角度にて広がっていくように水滴を噴射する吐水形態を、適切に実現することができる。【００１１】
本発明において、好ましくは、吐水部から噴射された水滴の平均粒子径Ｙは３５（μｍ）以上である。
このように構成された本発明においては、吐水部から噴射された水滴の平均粒子径を３５（μｍ）以上にするので、吐水部から噴射された水滴を浮遊させずに適切に下降させることができる。これにより、吐水部から噴射された水滴を、例えば吐水部に向けて差し出された利用者の手などの対象物に、適切に到達させることができる。【００１２】
本発明において、好ましくは、吐水部から噴射された水滴の平均粒子径Ｙは９０００（μｍ）以下である。
このように構成された本発明においては、吐水部から噴射された水滴の平均粒子径を９０００（μｍ）以下にするので、吐水部から噴射された水滴が途中で分裂してしまうことを適切に抑制することができる。これにより、水跳ねを抑制するように制御しやすくなる。【００１３】
本発明において、好ましくは、吐水部は、所定角度として４０〜５０度の角度にて広がっていくように水滴を噴射する。
このように構成された本発明においては、吐水口から水を吐出させるときの範囲に対応する角度（吐出角度）を４０〜５０度にするので、吐水部からの吐水によって利用者の手全体を覆うことができ、手洗い性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、吐水口から広がっていくように水滴を噴射する吐水装置において、適当な流速及び粒子径を有する水滴を噴射するようにすることで、水跳ねを適切に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態による吐水装置を適用した手洗器を斜め上方から見た斜視図である。
【図２】本発明の実施形態による吐水装置の構成を具体的に説明するための図であり、図２（Ａ）は、この吐水装置を斜め下方から見た斜視図であり、図２（Ｂ）は、この吐水装置を図２（Ａ）中のIIＢ−IIＢ線に沿って見た断面図である。
【図３】本発明の実施形態による吐水部の噴霧吐水の原理を説明するための、この吐水部の縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態において水跳ねを測定するために用いた測定システムの全体構成図である。
【図５】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、本発明の実施形態による測定システムによって得られた測定結果の一例を示す図である。
【図６】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、本発明の実施形態による測定システムによって得られた測定結果の他の例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態による吐水装置から噴射させる水滴の平均流速及び平均粒子径の上限境界線についての説明図である。
【図８】本発明の実施形態による吐水装置から噴射させる水滴の平均流速及び平均粒子径の下限境界線についての説明図である。
【図９】本発明の実施形態による吐水装置に適用する流量を種々に変更した場合における当該吐水装置による吐水形態を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態による吐水装置から噴射させる水滴の平均流速及び平均粒子径の好適な範囲についての説明図である。
【図１１】本発明の実施形態における変形例による吐水装置を適用したキッチンを斜め上方から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下では、添付図面を参照して、本発明の実施形態による吐水装置を説明する。
【００１７】
＜装置構成＞
まず、図１乃至図３を参照して、本発明の実施形態による吐水装置の構成について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態による吐水装置を適用した手洗器を斜め上方から見た斜視図である。図１に示すように、手洗器１は、主に、符号Ｍに示すように吐水口から水が広がっていくように霧状に吐水（噴霧吐水／ミスト吐水）を行う吐水装置２と、この吐水装置２から吐水された水を受け止めて排水口（図示せず）から排水する、水受け部としてのボウル３と、を有する。
【００１９】
図２は、本発明の実施形態による吐水装置の構成を具体的に説明するための図である。図２（Ａ）は、本発明の実施形態による吐水装置を斜め下方から見た斜視図であり、図２（Ｂ）は、この吐水装置を図２（Ａ）中のIIＢ−IIＢ線に沿って見た断面図である。
【００２０】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、吐水装置２は、湾曲した管状部材である吐水管１１を有する。吐水管１１の先端部には、吐水口１３ａから所定角度をもって水が広がっていく噴霧吐水（ミスト吐水）を行うように構成されたノズル状の吐水部１３、及び、赤外線などを利用して被検知物を検知するセンサ１４が配設されており、吐水管１１の内部には、吐水部１３に接続され、当該吐水部１３に対して水を供給する流路１５が配設されている。吐水装置２は、センサ１４を用いて人体などの被検知物を検知して、吐水部１３からの吐水の実行と停止とを切り替える。
【００２１】
次に、図３を参照して、本実施形態による吐水部１３の噴霧吐水の原理について説明する。図３は、水の流れ方向に沿って見た吐水部１３の縦断面を拡大して示した模式図である。
【００２２】
図３に示すように、吐水部１３においては、上端部に設けられた流入口１３ｂから流入した水によって、内部流路１３ｄ内に直進流（矢印Ａ１１参照）が生じると共に、内部流路１３ｄの上端部の外周面に形成されたスリット部１３ｃから流入した水によって、内部流路１３ｄ内に旋回流（矢印Ａ１２参照）が生じる。このような直進流と旋回流との相乗効果によって、内部流路１３ｄの下端部の吐水口１３ａから、フルコーン状に噴霧吐水が行われる。具体的には、吐水口１３ａの断面積（開口径）よりも大きな範囲に広がって水が断続的に吐出される、言い換えると水滴が噴射される。この場合、図３に示すように、吐水口１３ａから所定の吐出角度θにて水が広がって吐出される。例えば、この吐出角度θを４０〜５０度にして、吐水部１３からの噴霧吐水によって利用者の手全体を覆うようにするとよい。
【００２３】
以上述べたように、本明細書では、「噴霧吐水」の文言は、吐水部１３の吐水口１３ａから所定角度θにて広がっていくように水を断続的に吐水すること、言い換えると水滴を噴射することを意味するものとする。
【００２４】
なお、吐水部１３の吐水口１３ａは、一般的な吐水部（例えば泡沫吐水やシャワー吐水を行う吐水部）の吐水口よりも断面積が小さい為、抵抗が強く減圧作用を生じる。したがって、上記した吐水装置２の流路１５の上流側に、定流量弁、調圧弁及び定圧弁の少なくとも一以上を設け（図２では図示せず）、吐水部１３に所定の流量及び／又は所定の圧力の水を供給するのがよい。これらの弁を適当に調節しておくことで、吐水部１３からの噴霧吐水における流速及び粒子径（厳密には平均流速及び平均粒子径）のそれぞれが所望の値に設定されるようになる。
【００２５】
また、上記した例では、吐水装置２として、センサ１４を用いて人体などの被検知物を検知して吐水と吐水の停止とを自動的に切り替える自動吐水装置を示したが（図２参照）、本発明は、そのような自動吐水装置への適用に限定はされず、手動により吐水と吐水の停止とを行う吐水装置にも適用可能である。
【００２６】
＜噴霧吐水の流速及び粒子径＞
【００２７】
次に、本発明の実施形態における吐水装置２の吐水部１３による噴霧吐水の流速及び粒子径について説明する。具体的には、本実施形態による吐水装置２に対して適用すべき、吐水部１３から噴射させる水滴の平均流速及び平均粒子径について説明する。本発明の発明者は、以下に述べるような種々の測定を行うことで、吐水装置２の吐水部１３から噴射させるべき水滴の平均流速及び平均粒子径の範囲についての解明を図った。
【００２８】
ここで、吐水装置２の吐水部１３から噴射される水滴の「平均流速」には、吐水部１３の吐水口１３ａから１００（ｍｍ）離れた位置での平均流速を用いるものとする。この水滴の「平均流速」は、水滴の移動速度に相当するものである。他方で、吐水装置２の吐水部１３から噴射される水滴の「平均粒子径」には、Ｈｅ−Ｎｅレーザを利用したフランホーヘル解析法で得られる粒子径分布に基づいたザウター平均値（総体積／総表面積）を用いるものとする。この水滴の「平均粒子径」は、水滴の直径に相当するものである。
なお、このような「平均流速」及び「平均粒子径」を用いるのは、吐水部１３から噴射される水滴の流速及び粒子径には分布があり、一様ではないからである。
【００２９】
（１）流速及び粒子径の上限境界線
まず、本実施形態による吐水装置２の吐水部１３から噴射させる水滴の平均流速及び平均粒子径の上限境界線について説明する。この上限境界線は、本実施形態による吐水装置２の吐水部１３から噴射された水滴による水跳ねを抑制する観点から定められる。
【００３０】
図４は、本発明の実施形態において水跳ねを測定するために用いた測定システムの全体構成図を概略的に示している。
【００３１】
図４に示すように、測定システム５０は、水滴ＷＤを噴射すると共に、この水滴ＷＤの流速及び粒子径を種々に設定可能な吐水装置５１と、この吐水装置５１から噴射された水滴ＷＤが衝突するすりガラス５２と、このすりガラス５２上に載置されたスケール５３と、水滴ＷＤが衝突するすりガラス５２の表面を少なくとも含む範囲を撮影するハイスピードカメラ５４と、すりガラス５２に向けて上方から光を照射するライト５５と、すりガラス５２に向けて下方から光を照射するライト５６と、ハイスピードカメラ５４が撮影した画像データが供給され、この画像データを処理するＰＣ（パーソナルコンピュータ）５７と、を有する。
【００３２】
具体的には、すりガラス５２は、３００（ｍｍ）×３００（ｍｍ）×５（ｍｍ）のサイズを有する。また、吐水装置５１の吐水口とすりガラス５２の表面とは、１００（ｍｍ）離間される。また、ハイスピードカメラ５４は、１２８０（ピクセル）×８００（ピクセル）の解像度にて、１００００（フレーム／秒）で高速度撮影を行う。更に、吐水装置５１に供給する水の圧力や流量を調整したり、吐水装置５１に適用する吐水口の開口径を変更したり、吐水装置５１内に適用するスリットの幅を変更したりすることによって、吐水装置５１から噴射させる水滴ＷＤの流速及び粒子径が変化される。なお、吐水装置５１から噴射された水滴ＷＤのすりガラス５２への入射角については一定にするものとする。
【００３３】
ここで、本実施形態では、すりガラス５２上に水膜ＷＦを形成し、この水膜ＷＦに水滴ＷＤを衝突させたときの水跳ねを測定するようにする。これは、手洗い初期の乾燥状態にある手（つまり手の表面に水膜が形成されていない状態）ではなく、手洗い中期以降の湿潤状態にある手（つまり手の表面に水膜が形成されている状態）を想定し、この湿潤状態にある手を、水膜ＷＦを形成したすりガラス５２によって模擬することで、湿潤状態にある手に生じる水跳ねを調べようとしたものである。
【００３４】
なお、湿潤状態よりも、乾燥状態のほうが、水跳ねが生じやすい。この理由は、以下の通りである。衝突物体が乾燥状態にある場合には、つまり衝突物体の表面に水膜が形成されていない状態では、主に、水と衝突物体との間の摩擦力、水の吸着力及び水の表面張力が働くことで、水跳ねが生じにくい。これに対して、衝突物体が湿潤状態にある場合には、つまり衝突物体の表面に水膜が形成されている状態では、水と衝突物体（水膜も含む）との間の摩擦力が小さくなり、衝突時に発生した圧力が外部の空気側（圧力が低い側）へと逃げていき、このときに発生した水膜を持ち上げる力が表面張力よりも大きくなることで、水膜が弾けて水跳ねが生じやすい。
【００３５】
次に、本実施形態による水跳ねの測定手順について説明する。まず、すりガラス５２上に水膜ＷＦを形成する。この場合、すりガラス５２は親水性のため、表面に水を流すだけで水膜ＷＦが形成される。次に、吐水装置５１からすりガラス５２に向けて水滴ＷＤを噴射させる。この場合、吐水装置５１からすりガラス５２への水滴ＷＤの噴射に関する焦点を合わせるために、５（ｍｍ）×１０（ｍｍ）のスリットを吐水装置５１に対して適用する。次に、２つのライト５５、５６の両方からすりガラス５２に向けて光を照射させて、この状態で、ハイスピードカメラ５４によってすりガラス５２上の水滴ＷＤの衝突箇所付近を撮影する。
【００３６】
次に、ＰＣ５７が、ハイスピードカメラ５４によって撮影された画像を処理して、水滴ＷＤの粒子径を求める。この場合、ＰＣ５７が、水滴ＷＤ及びスケール５３を含む撮影画像を画像解析することで、スケール５３の１（ｍｍ）に対応する撮影画像上での長さと、撮影画像上での水滴ＷＤの粒子径とを得て、これらの２つの値の比率から水滴ＷＤの実際の粒子径を求める。次に、ＰＣ５７が、ハイスピードカメラ５４によって撮影された画像を処理して、水滴ＷＤの流速（水滴ＷＤの移動速度に相当する）を求める。この場合、ＰＣ５７が、水滴ＷＤ及びスケール５３を含む撮影画像を画像解析することで、所定フレーム数の間に水滴ＷＤが移動した撮影画像上での距離から、実際の移動距離を求め（上記した水滴ＷＤの粒子径を求める方法と同様の方法で求められる）、この実際の移動距離から、水滴ＷＤの流速を求める。次に、測定者が、撮影画像に含まれる水膜ＷＦ及び水滴ＷＤを目視することで、水滴ＷＤが水膜ＷＦに衝突することで水跳ねが生じたか否かを判断する。なお、ここでいう「水跳ね」とは、水滴ＷＤが水膜ＷＦに衝突することで水膜ＷＦが持ち上がり、持ち上がった水膜ＷＦが弾けて（分裂して）水滴が跳ねることを意味する。
【００３７】
図５は、本発明の実施形態による測定システム５０によって得られた測定結果の一例を示す図である。具体的には、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、水滴ＷＤの粒子径を一定にし、水滴ＷＤの流速を異ならせたときの撮影画像の一例を示している。詳しくは、図５（Ａ）は、水滴ＷＤの流速が３（ｍ／ｓｅｃ）であるときの撮影画像の一例を示し、図５（Ｂ）は、水滴ＷＤの流速が５（ｍ／ｓｅｃ）であるときの撮影画像の一例を示しており、これらの流速を適用したときに水滴ＷＤの粒子径を７５０（μｍ）に固定したものとする。加えて、すりガラス５２（水膜ＷＦも含む）への水滴ＷＤの入射角を９０度に固定したものとする。なお、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）では、撮影画像を時系列的に左から右に順に並べてあり、説明の便宜上、水滴ＷＤに対応する画像を丸で囲み、水跳ねが生じ得る画像上の箇所付近にバーを付している。
【００３８】
図５（Ａ）に示すように、水滴ＷＤの流速が３（ｍ／ｓｅｃ）である場合には水跳ねが生じていないことがわかり（符号Ａ２１参照）、図５（Ｂ）に示すように、水滴ＷＤの流速が５（ｍ／ｓｅｃ）である場合には水跳ねが生じていることがわかる（符号Ａ２２参照）。これより、水滴ＷＤの流速が大きくなると、水跳ねが生じやすいと言える。
【００３９】
図６は、本発明の実施形態による測定システム５０によって得られた測定結果の他の例を示す図である。具体的には、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、水滴ＷＤの流速を一定にし、水滴ＷＤの粒子径を異ならせたときの撮影画像の一例を示している。詳しくは、図６（Ａ）は、水滴ＷＤの粒子径が４００（μｍ）であるときの撮影画像の一例を示し、図６（Ｂ）は、水滴ＷＤの粒子径が８２０（μｍ）であるときの撮影画像の一例を示しており、これらの粒子径を適用したときに水滴ＷＤの流速を４（ｍ／ｓｅｃ）に固定したものとする。加えて、すりガラス５２（水膜ＷＦも含む）への水滴ＷＤの入射角を９０度に固定したものとする。なお、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）では、撮影画像を時系列的に左から右に順に並べてあり、説明の便宜上、水滴ＷＤに対応する画像を丸で囲み、水跳ねが生じ得る画像上の箇所付近にバーを付している。
【００４０】
図６（Ａ）に示すように、水滴ＷＤの粒子径が４００（μｍ）である場合には水跳ねが生じていないことがわかり（符号Ａ３１参照）、図６（Ｂ）に示すように、水滴ＷＤの粒子径が８２０（μｍ）である場合には水跳ねが生じていることがわかる（符号Ａ３２参照）。これより、水滴ＷＤの粒子径が大きくなると、水跳ねが生じやすいと言える。
【００４１】
本実施形態では、吐水装置５１から噴射させる水滴ＷＤの流速及び粒子径のそれぞれを種々に設定して、種々の流速及び粒子径の組み合わせについて、上記したような方法にて水跳ねが生じるか否かを測定した。その結果を図７に示す。
【００４２】
図７は、水滴に適用した種々の流速及び粒子径の組み合わせについて測定された水跳ねの有無を示す図であって、本発明の実施形態による吐水装置２から噴射させる水滴の平均流速及び平均粒子径の上限境界線を説明するための図である。
【００４３】
図７は、横軸に水滴の流速（ｍ／ｓｅｃ）を示しており、縦軸に水滴の粒子径（μｍ）を示している。具体的には、図７中の「○」は、測定により水跳ねが生じていないと判断されたときの流速及び粒子径を示しており、図７中の「×」は、測定により水跳ねが生じたと判断されたときの流速及び粒子径を示している。このような測定結果より、図７に示すような曲線Ｌ１を境界線として用いて、流速と粒子径とによって規定される領域を、水跳ねが生じる領域Ｒ１と、水跳ねが生じない領域Ｒ２とに分割することができる。そして、この曲線Ｌ１は、流速ｘ（ｍ／ｓｅｃ）及び粒子径ｙ（μｍ）を用いて、以下の近似式（３）で表すことができる。
ｙ＝９３００×ｘ(-1.5)    式（３）
【００４４】
本実施形態では、上記の式（３）で表される曲線Ｌ１を、吐水装置２から噴射させる水滴の平均流速及び平均粒子径についての上限境界線として用いることとする。つまり、吐水装置２から噴射させる水滴の平均流速Ｘ（ｍ／ｓｅｃ）と平均粒子径Ｙ（μｍ）とが満たすべき条件式として、式（３）に基づいた以下の式（４）を用いることとする。このような条件式（４）を、吐水装置２から噴射させる水滴の平均流速Ｘ（ｍ／ｓｅｃ）と平均粒子径Ｙ（μｍ）とが満たすようにすれば、吐水装置２から噴射された水滴による水跳ねを適切に抑制できるようになる。
Ｙ≦９３００×Ｘ(-1.5)    式（４）
【００４５】
（２）流速及び粒子径の下限境界線
次に、本実施形態による吐水装置２の吐水部１３から噴射させる水滴の平均流速及び平均粒子径の下限境界線について説明する。この下限境界線は、本実施形態の吐水装置２による洗浄性能（汚れ除去性能／手洗い性能）を確保する観点から定められる。
【００４６】
本実施形態では、上記した下限境界線を求めるに当たって、以下のような測定手順を実施する。まず、エタノールとスーダンレッドとを「６：１」の質量比で含む疑似汚れを作成する。次に、作成した０．２（ｃｃ）の疑似汚れを、８０（ｍｍ）×８０（ｍｍ）のサイズのすりガラスに付着させる。次に、疑似汚れを付着させたすりガラスを１分間放置して、自重により疑似汚れをすりガラス全体に広げ、この後に、疑似汚れを付着させたすりガラスをホットプレートによって５０（℃）で２分間加熱して乾燥させる。次に、吐水装置によって、すりガラスの中心に向かって５秒間吐水を行う。この場合、吐水装置の吐水口とすりガラスの表面とを８０（ｍｍ）離間させる。
【００４７】
次に、上記のような吐水が行われたすりガラスを、ホットプレートによって５０（℃）で１分間加熱して乾燥させた後、ペトリ皿に入れる。次に、ペトリ皿に２０（ｃｃ）のオレイン酸を滴下して、すりガラスから疑似汚れを分離させる。次に、オレイン酸及び疑似汚れを回収し、これらを分光光度計の専用容器に入れて測定する。次に、この分光光度計を用いた測定により得られた値から、疑似汚れが除去された度合いを示す汚れ落ち率（値が小さいほど、疑似汚れが除去された度合いが高いものとする）を求める。具体的には、まず、事前に、分光光度計の０補正を行うべく、オレイン酸のみを用いたときの測定値を求めておくと共に、上記した吐水を行っていない状態（つまり０．２（ｃｃ）の疑似汚れが１００％残っている状態）でのすりガラスを測定し、汚れ落ち率が最大値（１００％）であるときの測定値を求めておく。そして、このようにして事前に得られた測定値に基づき、今回回収したオレイン酸及び疑似汚れを入れた分光光度計専用容器を用いた測定により得られた値に対応する汚れ落ち率（減少率）を求める。
【００４８】
ここで、疑似汚れを付着させたすりガラスへの吐水として、吐水装置２による噴霧吐水と、毎分２リットルの泡沫吐水とを適用して、それぞれについて同様の条件にて上記した手順により測定結果を得た。より具体的には、噴霧吐水を適用する場合には、吐水装置２によって噴射させる水滴の流速及び粒子径を種々に変えて測定を行った。この場合、吐水装置２に種々のタイプの吐水部１３を適用することで（これにより吐水部１３による流量が変更される）、噴射される水滴の流速及び粒子径を変化させた。
【００４９】
このような測定により、毎分２リットルの泡沫吐水では、２２（％）の汚れ落ち率が得られた。そして、噴霧吐水を用いた場合の測定結果の中から、毎分２リットルの泡沫吐水による汚れ落ち率２２（％）と同程度の汚れ落ち率が得られたときの流速及び粒子径を抽出した。その結果を図８に示す。
【００５０】
図８は、噴霧吐水により２２（％）程度の汚れ落ち率が得られた流速及び粒子径の結果を示す図であって、本発明の実施形態による吐水装置２から噴射させる水滴の平均流速及び平均粒子径の下限境界線を説明するための図である。
【００５１】
図８は、横軸に流速（ｍ／ｓｅｃ）を示しており、縦軸に粒子径（μｍ）を示している。具体的には、図８中の「▲」は、２２（％）程度の汚れ落ち率が得られた流速及び粒子径を示している。このような結果より、２２（％）程度の汚れ落ち率が得られる流速ｘ（ｍ／ｓｅｃ）と粒子径ｙ（μｍ）との関係を、図８に示す直線Ｌ２に対応する以下の近似式（５）で表すことができる。
ｙ＝−３６０×ｘ＋１５００    式（５）
【００５２】
本実施形態では、上記の式（５）で表される直線Ｌ２によって、吐水装置２から噴射させる水滴の平均流速及び平均粒子径についての下限境界線を規定する。つまり、吐水装置２から噴射させる水滴の平均流速Ｘ（ｍ／ｓｅｃ）と平均粒子径Ｙ（μｍ）とが満たすべき条件式として、式（５）に基づいた以下の式（６）を用いることとする。このような条件式（６）を、吐水装置２から噴射させる水滴の平均流速Ｘ（ｍ／ｓｅｃ）と平均粒子径Ｙ（μｍ）とが満たすようにすれば、吐水装置２の噴霧吐水によって、毎分２リットルの泡沫吐水による汚れ落ち率と同程度の汚れ落ち率を実現できるようになる。即ち、吐水装置２の噴霧吐水による適切な洗浄性能を確保できるようになる。
Ｙ≧−３６０×Ｘ＋１５００    式（６）
【００５３】
（３）流速の下限値
次に、本実施形態による吐水装置２の吐水部１３から噴射させる水滴の平均流速の下限値について説明する。この下限値は、本実施形態の吐水装置２によって適切な噴霧吐水を形成する観点から定められる。
【００５４】
上述したように、本実施形態では、吐水部１３の吐水口１３ａの開口径よりも大きな範囲に広がって水が断続的に吐出されるような吐水形態を、噴霧吐水として適用している。そのような噴霧吐水が適切に形成されるか否かは、吐水装置２に適用する流速（一義的に流量に相当する）に依存する。これについて、図９を参照して具体的に説明する。
【００５５】
図９は、本発明の実施形態による吐水装置２に適用する流量を種々に変更した場合における当該吐水装置２による吐水形態の具体例を示す図である。図９は、左から順に、０．２（Ｌ／ｍｉｎ）の流量を適用した場合の吐水形態を示す撮影画像、０．１５（Ｌ／ｍｉｎ）の流量を適用した場合の吐水形態を示す撮影画像、０．１（Ｌ／ｍｉｎ）の流量を適用した場合の吐水形態を示す撮影画像、０．０５（Ｌ／ｍｉｎ）の流量を適用した場合の吐水形態を示す撮影画像、を示している。
【００５６】
図９より、０．１〜０．２（Ｌ／ｍｉｎ）の流量では、吐水装置２により適切な噴霧吐水が形成されている、つまり吐水口１３ａの開口径よりも大きな範囲に広がって水が断続的に吐出されていることがわかる。これに対して、０．０５（Ｌ／ｍｉｎ）の流量では、吐水装置２により適切な噴霧吐水が形成されていない、つまり吐水口１３ａの開口径よりも大きな範囲に広がって水が断続的に吐出されていないことがわかる。こうなるのは、小さな流量では、適切な噴霧吐水を形成するのに必要な旋回流（図３中の矢印Ａ１２参照）を吐水部１３の内部に形成することができないからである。
【００５７】
したがって、本実施形態では、上記の０．０５（Ｌ／ｍｉｎ）の流量に対応する流速を、吐水装置２の吐水部１３から噴射させる水滴の平均流速の下限値として用いることとする。吐水部１３の吐水口１３ａの開口径が０．８（ｍｍ）である場合には、「流量＝断面積×流速」の理論式を用いて、０．８（ｍｍ）の開口径に対応する断面積と、上記した０．０５（Ｌ／ｍｉｎ）の流量とから、約１．７（ｍ／ｓｅｃ）の流速が求められる。本実施形態では、この１．７（ｍ／ｓｅｃ）を、吐水装置２から噴射させる水滴の平均流速の下限値として用いる。このような１．７（ｍ／ｓｅｃ）を適用して、吐水装置２から噴射させる水滴の平均流速を１．７（ｍ／ｓｅｃ）以上にすれば、吐水装置２により適切な噴霧吐水を形成できるようになる、つまり吐水口１３ａの開口径よりも大きな範囲に広がって水を断続的に吐出できるようになる。
【００５８】
（４）粒子径の下限値
次に、本実施形態による吐水装置２の吐水部１３から噴射させる水滴の平均粒子径の下限値について説明する。この下限値は、本実施形態の吐水装置２によって噴射された水滴を浮遊させずに適切に下降させる観点から定められる。
【００５９】
本実施形態では、一般的なストークスの式を変形した以下の式（７）を用いて、平均粒子径の下限値を規定することを考える。
2016151941.tif 000003
【００６０】
式（７）において、「ｄ」は粒子径を示し、「η」は水の粘度を示し、「ｖ」は終端速度を示し、「ρp」は水の密度を示し、「ρf」は空気の密度を示し、「ｇ」は重力加速度を示している。終端速度ｖは、物体が、重力又は遠心力などの体積力と、速度に依存する抗力とを受けるときに、それらの力が釣り合って変化しなくなったときの速度であるものとする。この場合、物体は、単独で運動しているものとする、つまり、他の物体が存在していても、それからの影響を受けずに運動しているものとする。なお、式（７）では、粒子進行ベクトルの速度をゼロと仮定しており、実際には重力方向へ自由落下する。
【００６１】
本実施形態では、上記の式（７）において、終端速度ｖ≒０であるときの粒子径ｄを、平均粒子径の下限値として用いる。こうするのは、終端速度ｖ≒０である状態は、吐水装置２から噴射された水滴が下降せずに浮遊している状態に相当するからである。終端速度ｖを０とすると式（７）が成り立たないため、終端速度ｖとして１（ｍｍ／ｓｅｃ）を式（７）に代入する。また、水温及び気温が５℃であるときの水の粘度η、水の密度ρp、空気の密度ρfの値を、それぞれ、式（７）に代入する。そうすると、約３５（μｍ）の粒子径ｄが求められる。
【００６２】
本実施形態では、このように求められた３５（μｍ）を、吐水装置２から噴射させる水滴の平均粒子径の下限値として用いる。この３５（μｍ）を適用して、吐水装置２から噴射させる水滴の平均粒子径を３５（μｍ）以上にすれば、吐水装置２から噴射された水滴を浮遊させずに適切に下降させることができるようになる。これにより、吐水装置２から噴射された水滴を、例えば利用者の手に適切に到達させることができるようになる。
【００６３】
（５）粒子径の上限値
次に、本実施形態による吐水装置２の吐水部１３から噴射させる水滴の平均粒子径の上限値について説明する。
【００６４】
本発明の発明者が行った測定によれば、吐水装置２から噴射された水滴の粒子径が９０００（μｍ）を超えると、無風状態であっても、粒子径が維持されずに水滴が分裂することが判明した。このように、吐水装置２から噴射された水滴が途中で分裂すると、制御が困難となり、水跳ねを適切に抑制できなくなる。
【００６５】
したがって、本実施形態では、吐水装置２によって噴射された水滴がその粒子径を適切に維持して分裂しないようにする観点から、吐水装置２から噴射させる水滴の平均粒子径の上限値を規定する。具体的には、本実施形態では、上記した測定結果より、吐水装置２から噴射させる水滴の平均粒子径の上限値として９０００（μｍ）を用いて、吐水装置２から噴射させる水滴の平均粒子径を９０００（μｍ）以下にする。
【００６６】
（６）好適な流速及び粒子径の範囲
次に、図１０を参照して、上記の（１）〜（５）で述べた内容に応じた、本実施形態による吐水装置２の吐水部１３から噴射させる水滴の平均流速及び平均粒子径の好適な範囲について説明する。
【００６７】
図１０は、本発明の実施形態による吐水装置２から噴射させる水滴の平均流速及び平均粒子径の好適な範囲を説明するための図である。図１０は、横軸に流速（ｍ／ｓｅｃ）を示しており、縦軸に粒子径（μｍ）を示している。具体的には、図１０には、上記の（１）、（２）で述べた曲線Ｌ１及び直線Ｌ２に加えて（図７及び図８参照）、上記の（３）で述べた平均流速の下限値である１．７（ｍ／ｓｅｃ）に対応する直線Ｌ３と、上記の（４）で述べた平均粒子径の下限値である３５（μｍ）に対応する直線Ｌ４と、上記の（５）で述べた平均粒子径の上限値である９０００（μｍ）に対応する直線Ｌ５と、を重ね合わせて示している。
【００６８】
図１０に示すように、本実施形態では、上記の（１）〜（５）で述べた条件を全て満たすように、曲線Ｌ１及び直線Ｌ２〜Ｌ５によって規定される範囲Ｒ３内の流速及び粒子径を、吐水装置２から噴射させる水滴の平均流速及び平均粒子径として適用するようにする。
【００６９】
＜本実施形態による作用効果＞
次に、本発明の実施形態による吐水装置の作用効果について説明する。
【００７０】
本実施形態によれば、節水と広範囲に渡る吐水とを実現可能な噴霧吐水を行う吐水装置２において、この吐水装置２から噴射された水滴の平均流速と平均粒子径とが上記の条件式（４）を満たすようにすることで、吐水装置２から噴射された水滴による水跳ねを適切に抑制することができる。
【００７１】
また、本実施形態によれば、吐水装置２から噴射された水滴の平均流速と平均粒子径とが上記の条件式（６）を満たすようにすることで、吐水装置２の噴霧吐水による適切な洗浄性能（手洗い性能など）を確保することができる。
【００７２】
また、本実施形態によれば、吐水装置２から噴射された水滴の平均流速を１．７（ｍ／ｓｅｃ）以上にすることで、吐水装置２によって適切な噴霧吐水を形成することができる。つまり、吐水口１３ａの開口径よりも大きな範囲に広がって水を断続的に吐出する吐水形態を、適切に実現することができる。
【００７３】
また、本実施形態によれば、吐水装置２から噴射された水滴の平均粒子径を３５（μｍ）以上にすることで、吐水装置２から噴射された水滴を浮遊させずに適切に下降させることができる。これにより、吐水装置２から噴射された水滴を、例えば利用者の手に適切に到達させることができるようになる。
【００７４】
また、本実施形態によれば、吐水装置２から噴射された水滴の平均粒子径を９０００（μｍ）以下にすることで、吐水装置２から噴射された水滴が途中で分裂してしまうことを適切に抑制することができる。これにより、水跳ねを抑制するように制御しやすくなる。
【００７５】
また、本実施形態によれば、吐水装置２の吐水口１３ａからの吐出角度θ（図３参照）を４０〜５０度にすることで、吐水装置２からの噴霧吐水によって利用者の手全体を覆うことができ、手洗い性能を向上させることができる。
【００７６】
＜変形例＞
上記した実施形態では、吐水装置２から噴射された水滴の平均流速及び平均粒子径が、＜噴霧吐水の流速及び粒子径＞のセクションで述べた（１）〜（５）の条件を全て満たすようにしていたが、こうすることに限定はされない。他の例では、吐水装置２から噴射された水滴の平均流速及び平均粒子径が、（１）〜（５）のいずれか一以上の条件（（１）〜（５）の条件の種々の組み合わせも含む）を満たすようにしてもよい。
【００７７】
また、上記した実施形態では、吐水装置２から、一般的な水道水（都市水）を吐水させていたが、この代わりに、例えば電解水などの、除菌機能を有する機能水（つまり除菌水）を吐水させてもよい。１つの例では、吐水装置２の流路１５の上流側に電解槽を設けて、この電解槽によって生成した電解水を吐水部１３から吐水させればよい。
【００７８】
また、上記した実施形態では、本発明を手洗器に適用した例を示したが（図１参照）、本発明の適用はこれに限定はされない。他の例では、本発明をキッチンに適用することができる。
図１１は、本発明の実施形態における変形例による吐水装置を適用したキッチンを斜め上方から見た斜視図である。図１１に示すキッチン５は、主に、符号Ｍに示すように吐水口から水が広がっていくように霧状に吐水（噴霧吐水／ミスト吐水）を行う吐水装置６と、この吐水装置６から吐水された水を受け止めて排水口（図示せず）から排水する、水受け部としてのシンク７と、を有する。このようなキッチン５の吐水装置６に対して、上述した実施形態による吐水装置２と同様の構成を適用すれば、＜本実施形態による作用効果＞のセクションで述べた内容と同様の作用効果が得られる。
【符号の説明】
【００７９】
１  手洗器
２、６  吐水装置
３  ボウル
５  キッチン
６  シンク
１１  吐水管
１３  吐水部
１３ａ  吐水口
１５  流路
【図１】
2016151941.tif 000004
【図２Ａ】
2016151941.tif 000005
【図２Ｂ】
2016151941.tif 000006
【図３】
2016151941.tif 000007
【図４】
2016151941.tif 000008
【図５Ａ】
2016151941.tif 000009
【図５Ｂ】
2016151941.tif 000010
【図６Ａ】
2016151941.tif 000011
【図６Ｂ】
2016151941.tif 000012
【図７】
2016151941.tif 000013
【図８】
2016151941.tif 000014
【図９】
2016151941.tif 000015
【図１０】
2016151941.tif 000016
【図１１】
2016151941.tif 000017
【国際調査報告】
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2016151941.tif 000019