(57)【要約】      （修正有）【課題】ミストの粒径を微細化することができる水栓を提供する。【解決手段】ミスト吐水機能を有する水栓は、吐水流路２３に空気を取込む空気取込部４３と、吐水口２４に形成され、ミスト吐水流路２３よりも縮径された第一絞り部４７と、空気取込部の下流側で、かつ、第一絞り部４７よりも上流側に、ミスト吐水流路２３よりも縮径された第二絞り部４５と、第一絞り部４７と第二絞り部４５との間に、流体旋回部２８と、を備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミスト吐水機能を有する水栓において、
吐水流路に空気を取込む空気取込部と、
吐水口に形成され、前記吐水流路よりも縮径された第一絞り部と、を備えていることを特徴とする水栓。
【請求項２】
前記空気取込部の下流側で、かつ、前記第一絞り部よりも上流側に、前記吐水流路よりも縮径された第二絞り部を備えている請求項１に記載の水栓。
【請求項３】
前記吐水流路における前記第一絞り部と前記第二絞り部との間に、流体旋回部が形成されている請求項２に記載の水栓。
【請求項４】
前記空気取込部は、エゼクタで構成されている請求項１〜３の何れか一項に記載の水栓。
【請求項５】
前記空気取込部における前記吐水流路の最小流路面積が、下流に配された吐水口の合計流路面積より小さい請求項４に記載の水栓。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミストを発生させることができる水栓に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、浴室内にミストを発生させ、使用者（入浴者）の快適性を向上させる技術が知られている。ミストを発生させる装置として、既設の湯水混合水栓に後付け接続する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−８７３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のような従来のミスト発生装置では、例えばカラン吐水とミスト吐水とを同時に行う場合、流路抵抗が小さいカラン側に多量の水が流れ、ミスト側に十分な圧力が加えられずミストの粒径が小さくならないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、ミストの粒径を微細化することができる水栓を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の水栓は、ミスト吐水機能を有する水栓において、吐水流路に空気を取込む空気取込部と、吐水口に形成され、前記吐水流路よりも縮径された第一絞り部と、を備えていることを特徴としている。
【０００７】
本発明の水栓によれば、吐水流路に空気取込部を設けることにより流体（水）に気泡を多く生成することができる。また、吐水口に第一絞り部を形成することにより、気泡を含んだ流体が吐水口付近に到達した際に、気泡が流体の流れを妨げるようになり、結果として第一絞り部において圧力が上昇し、気泡が流体圧で圧縮される。その後、気泡を含んだ流体が吐水口から吐水されることにより、気泡にかかる圧力が開放されて気泡が膨張する。その後、気泡を含んだ流体（水滴）が破裂し、粒径が微細化されたミストを浴室内などに供給することができる。
【０００８】
本発明の水栓では、前記空気取込部の下流側で、かつ、前記第一絞り部よりも上流側に、前記吐水流路よりも縮径された第二絞り部を備えていてもよい。
このような水栓によれば、空気取込部から取り込まれた空気により流体内に気泡が生成されるが、第二絞り部を通過しその下流側の拡径部での圧力低下により気泡をせん断し微細化させることができる。したがって、気泡を覆う流体の粒径がより小さく、また気泡の数および総表面積が大きくなるため、吐水後の圧力開放時にミスト粒の大きさをより微細化することができる。
【０００９】
本発明の水栓では、前記吐水流路における前記第一絞り部と前記第二絞り部との間に、流体旋回部が形成されていてもよい。
このような水栓によれば、第二絞り部を通過してきた気泡が流体旋回部を通過することで、気泡は旋回流によりせん断され、気泡の大きさをさらに細かくすることができる。したがって、ミスト粒の大きさをより微細化することができる。
【００１０】
本発明の水栓では、前記空気取込部が、エゼクタで構成されていてもよい。
このような水栓によれば、空気取込部がエゼクタで構成されているため、吐水流路の流体の流れにより空気を取込むことができ、空気を取り込むための動力が不要である。そのため空気取込部の構成を簡素化できる。
【００１１】
本発明の水栓では、前記空気取込部における前記吐水流路の最小流路面積が、下流に配された吐水口の合計流路面積より小さくてもよい。
このような水栓によれば、吐水口が一つの場合だけでなく、複数設けられた水栓であっても、エゼクタの機能を確実に果たすことができる。つまり、吐水流路の流体の流れにより空気を取込むことができ、空気を取り込むための動力が不要である。そのため空気取込部の構成を簡素化できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ミストの粒径を微細化することができる水栓を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る水栓を備えた浴室の概略平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る水栓の斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る水栓の吐水管における先端部の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る水栓の吐水口における流体の状態変化を説明する断面図であり、（ａ）〜（ｄ）は時系列順になっている。
【図５】本発明の第１実施形態の変形例に係る水栓の吐水管における先端部の断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る水栓の吐水管における先端部の断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る水栓の吐水管における先端部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明で用いる図面は模式的なものであり、長さ、幅及び厚みの比率などは実際のものと同一とは限らず、適宜変更することができる。また、本実施形態における「流体」は、「湯または水などの液体」を示している。
【００１５】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１〜図４を用いて説明する。図１は本実施形態に係る水栓を備えた浴室の概略平面図、図２は水栓の斜視図、図３は水栓の吐水管における先端部の断面図、図４は水栓の吐水口における流体の状態変化を説明する断面図である。
【００１６】
図１に示すように、ユニットバスなどの浴室１内には浴槽１１と、浴槽１１に給湯可能な水栓２０と、洗い場に設けられたカウンター１２と、カウンターに設けられてシャワー又はカランに切替可能なシャワー水栓１３と、を備えている。
【００１７】
図２に示すように、水栓２０には吐水管２１が設けられ、吐水管２１の先端に、後述するミスト吐水流路２３及びカラン吐水流路２５を備えた複合吐出具２７が装着されている。この複合吐出具２７により、浴槽１１に給湯しながら、ミストを浴室１内に供給することができる。つまり、水栓２０に複合吐出具２７を取り付けることにより、浴槽１１のお湯張りをしながら、ミストで浴室１内の暖房を行うことができる。
【００１８】
なお、本実施形態ではカラン吐水流路２５については無くてもよい。そのため、本実施形態の以降の説明では複合吐出具２７のミスト吐水流路２３の部分の図面（図３，図４）のみを用いて説明する。
【００１９】
また、水栓２０の設置位置については適宜変更可能であり、例えば、浴槽専用として、浴槽１１のみに湯水を吐出可能な位置に設けてもよい。また、浴槽１１と洗い場の兼用水栓として浴室１内に水栓を１箇所のみ設置するようにしてもよい。さらに、浴槽１１の自動お湯張り機能を有している場合には、洗い場専用の水栓のみを設置してもよい。いずれの場合にしても、水栓の吐水管２１の先端に複合吐出具２７を装着することにより、湯水の吐出だけでなくミストを浴室１内に供給して浴室１内の暖房を行うことができるように構成されていればよい。
【００２０】
図３に示すように、複合吐出具２７は、吐水管２１の一次側流路２９（図２参照）と連通した端部開口に液密に固定された本体部３１を備えている。本体部３１には、一端側が一次側流路２９と連通するように開口したミスト吐水流路２３が形成されている。なお、本体部３１には一次側流路２９と連通するように開口したカラン吐水流路２５も形成されている（本実施形態では説明を省略する。）。
【００２１】
ミスト吐水流路２３の他端側には、ミスト吐水口２４および流体旋回部２８が形成された気泡室３０を有するミスト発生部材３２が取り付けられている。流体旋回部２８は、所定の流速で流体Ｌが通過することで流体Ｌが旋回流となり、他端側端部のミスト吐水口２４からミストを噴出するように構成されている。
【００２２】
具体的には、流体旋回部２８は、流体Ｌに旋回流を形成するフィン（ベーン）が設けられ、旋回流が小径のミスト吐水口２４から噴出されることでミストが形成するように構成されている。ミスト吐水流路２３は、カラン吐水流路２５に比べて流路抵抗が大きくなっている。なお、気泡Ａが流体旋回部２８を通過することで、気泡Ａは旋回流によりせん断され、気泡の大きさをさらに細かくすることができる。
【００２３】
本実施形態では、ミスト吐水流路２３に空気を取り込むための空気取込部４３が本体部３１に設けられている。空気取込部４３はエゼクタで構成されている。エゼクタは、ミスト吐水流路２３（一次側）からの流体Ｌの流れにより負圧部を形成し、当該負圧により本体部３１の外部に開口した空気取込口から空気を吸引し、ミスト吐水流路２３を流れる流体Ｌ中に空気を取り込んで、流体Ｌ内に多数の気泡Ａを形成することができる。ミスト吐水流路２３と空気取込部４３とが合流する箇所は、上流側のミスト吐水流路２３の流路面積よりも小さい面積で形成されている。具体的には、ミスト吐水流路２３と空気取込部４３とが合流する箇所において、本体部３１に張出部４６が形成され、該張出部４６において流路面積が縮小された絞り部（第二絞り部）４５が形成されている。
【００２４】
絞り部４５の下流側でミスト吐水流路２３は再度拡径されている。具体的には、絞り部４５の下流側においてミスト吐水流路２３にテーパ状の拡径部５１が形成され、ミスト吐水流路２３の流路面積が拡大されている。拡径部５１の下流側にはミスト発生部材３２が連設されている。つまり、ミスト吐水流路２３と気泡室３０とが連通されている。なお、気泡室３０もミスト吐水流路２３の一部を構成しているが、気泡室３０は拡径部５１から下流側の領域のこと、つまり、ミスト吐水流路２３において流体Ｌ内に気泡Ａが混入している領域のことを指す。気泡室３０の内周面にはフィン（ベーン）からなる流体旋回部２８が形成されている。
【００２５】
気泡室３０における流体旋回部２８の下流側にミスト吐水口２４が形成されている。ミスト吐水口２４は、気泡室３０の流路面積よりも小さい面積の絞り部（第一絞り部）４７が形成されている。具体的には、ミスト吐水口２４において、ミスト発生部材３２に張出部５２が形成され、該張出部５２において流路面積が縮小された絞り部４７が形成されている。換言すれば、絞り部４７は、直前の流路（本実施形態では、気泡室３０）に対して縮径して形成されている。また、絞り部４７の上流側には、上流側から下流側に向かって縮径するテーパ４８が形成されている。また、絞り部４７の下流側には、上流側から下流側（ミスト吐水口２４の端部）に向かって拡径するテーパ４９が形成されている。つまり、ミスト吐水口２４は、テーパ４８と、絞り部４７と、テーパ４９とを備えている。
なお、ミスト発生部材３２は本体部３１に対して着脱自在に構成されている。
【００２６】
本実施形態の空気取込部４３はエゼクタで構成されている。ここで、本実施形態の水栓２０では、空気取込部４３におけるミスト吐水流路２３の最小流路面積が、下流に配されたミスト吐水口２４の合計流路面積より小さく構成されている。具体的には、ミスト吐水流路２３における空気取込部４３との合流箇所の上流側の流路面積Ｓ１が最小となっている。また、ミスト吐水口２４の絞り部４７における流路面積Ｓ２とすると、Ｓ１＜Ｓ２の関係が成り立つようにそれぞれの流路面積が設定されている。つまり、気泡Ａが混入した後の流路において、上記のような流路面積が設定されている。そうすることにより、気泡室３０に圧力が籠ることがないため、空気取込部（エゼクタ）４３から十分空気を取り込むことができる。
【００２７】
このように構成された水栓２０からミストが吐水される際の流体Ｌの状態について説明する。
まず一次側流路２９を流れてきた流体Ｌは、ミスト吐水流路２３へ案内される。ミスト吐水流路２３へ案内された流体Ｌは絞り部４５において、空気取込部４３から取り込まれた空気と混合される。つまり、絞り部４５において流体Ｌ内に気泡Ａが発生する。また、このとき拡径部５１において気泡Ａの大きさが混入時よりも小さくなる。すなわち、流体Ｌ内の気泡Ａは絞り部４５を通過し、その下流側の拡径部５１での圧力低下によりせん断され微細化される。
なお、本実施形態では空気取込部４３がエゼクタで構成されているため、流体Ｌがミスト吐水流路２３を流れることによって自然に空気を流体Ｌ内に取り込むことができる。
【００２８】
気泡Ａが混入した流体Ｌは、ミスト吐水流路２３から気泡室３０へ案内される。気泡室３０において、気泡Ａが混入した流体Ｌは流体旋回部２８において旋回流となる。この際、気泡は旋回流によりせん断され、気泡Ａの大きさがさらに小さくなる。
そして、小さい気泡Ａが混入した流体Ｌはミスト吐水口２４へと案内される。ミスト吐水口２４における流体Ｌの状態について図４を用いて説明する。
【００２９】
図４（ａ）に示すように、流体Ｌに混入した気泡Ａがミスト吐水口２４へ到達すると、ミスト吐水口２４の絞り部４７において、気泡Ａが流体Ｌの流れを妨げるような状態になる。
【００３０】
図４（ｂ）に示すように、気泡Ａがミスト吐水口２４を塞ぐように位置すると、流体Ｌの流れを阻害することにより流体Ｌの内圧が上昇する。そして、流体Ｌの内圧が上昇することで、気泡Ａがその圧力により圧縮（縮小）する。
【００３１】
図４（ｃ）に示すように、圧力で圧縮された気泡Ａが周囲の流体Ｌと一緒にミスト吐水口２４から吐水すると、当該気泡Ａにかかる圧力が開放され、気泡Ａが膨張（拡大）する。
【００３２】
図４（ｄ）に示すように、気泡Ａが膨張することで、水滴（気泡Ａの周囲の流体Ｌ）が破裂し、微細化した粒径のミストＭとして浴室１内に供給される。
【００３３】
本実施形態の水栓２０によれば、ミスト吐水流路２３に空気取込部４３を設けることにより流体（水）Ｌに気泡Ａを多く生成することができる。また、ミスト吐水口２４に絞り部４７を形成することにより、気泡Ａを含んだ流体Ｌがミスト吐水口２４付近に到達した際に、気泡Ａが流体Ｌの流れを妨げるようになり、結果として絞り部４７において圧力が上昇し、気泡Ａが流体圧で圧縮される。その後、気泡Ａを含んだ流体Ｌがミスト吐水口２４から吐水されることにより、気泡Ａにかかる圧力が開放されて気泡Ａが膨張する。その後、気泡Ａを含んだ流体（水滴）Ｌが破裂し、粒径が微細化されたミストＭを浴室１内などに供給することができる。
【００３４】
また、本実施形態の水栓２０では、空気取込部４３の下流側で、かつ、絞り部４７よりも上流側に、ミスト吐水流路２３よりも縮径された絞り部４５を設けたため、空気取込部４３から取り込まれた空気により流体Ｌ内に気泡Ａが生成される。気泡Ａは、絞り部４５を通過し、その下流側の拡径部での圧力低下によりせん断されて微細化させることができる。したがって、気泡Ａを覆う流体Ｌの粒径がより小さく、また気泡Ａの数および総表面積が大きくなるため、吐水後の圧力開放時にミスト粒の大きさをより微細化することができる。
【００３５】
また、本実施形態の水栓２０では、ミスト吐水流路２３における絞り部４５と絞り部４７との間に、流体旋回部２８を形成したため、絞り部４５を通過してきた気泡Ａが流体旋回部２８を通過することにより、気泡は旋回流によりせん断され、気泡Ａの大きさをさらに細かくすることができる。したがって、ミスト粒の大きさをより微細化することができる。
【００３６】
さらに、本実施形態の水栓２０では、空気取込部４３をエゼクタで構成したため、ミスト吐水流路２３の流体Ｌの流れにより空気を取込むことができ、空気を取り込むための動力が不要である。そのため空気取込部４３の構成を簡素化できる。
また、絞り部４７の上流側には、上流側から下流側に向かって縮径するテーパ４８が形成されている。これにより、流体Ｌが流れるときの圧力損失を少なくすることができ、気泡がまとまることを抑制しながら流体Ｌを絞り部４７へ導くことができる。
【００３７】
（第１実施形態の変形例）
図５に示すように、上記実施形態の変形例としては、空気取込部４３にエアポンプ４４を設置し、ミスト吐水流路２３内に空気を強制的に取り込むように構成してもよい。このように構成することで、意図的かつ強制的に流体Ｌ内に空気を取り込むことができる。
【００３８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について図６を用いて説明する。図６は水栓の吐水管における先端部の断面図である。なお、本実施形態は、第１実施形態とミスト吐水口の数が異なるのみであり、その他の構成は第１実施形態と略同一であるため、同一箇所には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３９】
図６に示すように、本実施形態の水栓１２０は、ミスト吐水流路２３における空気取込部４３の下流側において該ミスト吐水流路２３が複数の流路に分岐し、それぞれの流路にミスト発生部材３２が連設されている。つまり、本実施形態の水栓１２０は、複数のミスト吐水口２４が設けられている。
【００４０】
本実施形態の空気取込部４３はエゼクタで構成されている。ここで、本実施形態の水栓１２０では、空気取込部４３におけるミスト吐水流路２３の最小流路面積が、下流に配されたミスト吐水口２４（絞り部４７）の合計流路面積より小さく構成されている。具体的には、ミスト吐水流路２３における空気取込部４３との合流箇所の上流側の流路面積Ｓ３が最小となっている。また、ミスト吐水口２４の絞り部４７における流路面積Ｓ４とし、ミスト吐水口２４がＮ個設けられているとすると、Ｓ３＜Ｓ４×Ｎの関係が成り立つようにそれぞれの流路面積が設定されている。そうすることにより、気泡室３０に圧力が籠ることがないため、空気取込部（エゼクタ）４３から十分空気を取り込むことができる。なお、ミスト吐水口２４が複数設けられている場合で、各絞り部４７の流路面積が異なる場合は、その合計流路面積よりもミスト吐水流路２３における流路面積Ｓ１が小さく構成されていればよい。
【００４１】
本実施形態の水栓１２０によれば、ミスト吐水口２４が一つの場合だけでなく、複数設けられた場合であっても、エゼクタの機能を確実に果たすことができる。つまり、ミスト吐水流路２３の流体Ｌの流れにより空気を取込むことができ、空気を取り込むための動力が不要である。そのため空気取込部４３の構成を簡素化できる。
そして、第１実施形態と同様に、粒径が微細化されたミストＭを供給することができる。
【００４２】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について図７を用いて説明する。図７は水栓の吐水管における先端部の断面図である。
図７に示すように、本実施形態の水栓２２０は、吐水管２１における一次側流路２９に空気取込部４３が形成されている。
【００４３】
空気取込部４３の下流側において一次側流路２９に複合吐出具２７が着脱自在に取り付けられている。複合吐出具２７には、ミスト吐水流路２３およびカラン吐水流路２５が形成されている。つまり、一次側流路２９の下流側において、複数の流路（本例では２つ）に分岐し、一方のミスト吐水流路２３にミスト発生部材３２が連設され、他方のカラン吐水流路２５にはカラン吐水部材３４が連設されている。
【００４４】
本実施形態の水栓２２０は、ミスト吐水口２４とカラン吐水口２６とを両方備えている。このような水栓によれば、浴槽１１のお湯張りをしながら、ミストを噴出させることができる。
【００４５】
本実施形態の空気取込部４３はエゼクタで構成されている。ここで、本実施形態の水栓２２０では、空気取込部４３における一次側流路２９の最小流路面積が、下流に配されたミスト吐水口２４およびカラン吐水口２６の合計流路面積より小さく構成されている。具体的には、一次側流路２９の空気取込部４３との合流箇所の上流側の流路面積Ｓ５が最小となっている。また、ミスト吐水口２４の絞り部４７における流路面積Ｓ４とし、カラン吐水口２６の流路面積の合計をＳ６とすると、Ｓ５＜Ｓ４＋Ｓ６の関係が成り立つようにそれぞれの流路面積が設定されている。そうすることにより、気泡室３０に圧力が籠ることがないため、空気取込部（エゼクタ）４３から十分空気を取り込むことができる。
【００４６】
本実施形態の水栓２２０によれば、ミスト吐水口２４が一つの場合だけでなく、カラン吐水口２６も同じ系統に設けられた場合であっても、エゼクタの機能を確実に果たすことができる。つまり、ミスト吐水流路２３の流体Ｌの流れにより空気を取込むことができ、空気を取り込むための動力が不要である。そのため空気取込部４３の構成を簡素化できる。
そして、第１実施形態と同様に、粒径が微細化されたミストＭを供給することができる。
【００４７】
以上、本発明に係る水栓の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、第１実施形態において、複合吐出具を用いて説明をしたが、吐出具はミスト吐水流路のみが形成されたミスト発生専用の吐出具であってもよい。
また、本実施形態において空気取込部４３の下流側に絞り部４５を形成したが、絞り部４５は無くてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
２０，１２０，２２０…水栓
２１…吐水管
２３…ミスト吐水流路
２４…ミスト吐水口
２７…複合吐出具
２８…流体旋回部
２９…一次側流路
３０…気泡室
３１…本体部
３２…ミスト発生部材
４３…空気取込部
４５…絞り部（第二絞り部）
４７…絞り部（第一絞り部）
Ｌ…流体
Ａ…気泡
Ｍ…ミスト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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