(57)【要約】【課題】  水道水に塩素除去剤やアルカリ濃度低減剤などを効果的に混入する装置を提供する。【解決手段】  給水器具１の通水路４に、比重が水より大きな添加溶液を収容した容器１０を取付け、使用しないときの姿勢で上記容器の上部に上記通水路に臨む導入口１３及び注出口１６を開口し、一端が上記注出口に及び他端が上記容器の底部に開口した導出通路１５を設け、上記通水路を流れる水により上記導入口と注出口との間に圧力差を発生させる手段を設け、この圧力差により水道水を導入口より容器に導入し、容器の下部にある添加溶液を導出通路を通じて注出口に導き、この添加溶液を水道水に混ぜるようにした【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水器具に形成された通水路に設置され、比重が水より大きな添加溶液を収容した容器と、
使用しない場合の姿勢で上記容器の上部に開口された導入口及び注出口と、
一端が上記注出口に連通するとともに他端が上記容器の中間位置よりも底部側に開口した導出通路と、
上記通水路を流れる水の圧力又は水流により導入口と注出口との間に圧力差を発生させる手段と、
を具備し、これら導入口と注出口の圧力差により通水路の流水の一部を導入口より容器内に導入し、容器下半部の溶液を上記導出通路を通じて注出口より通水路に送り出し、この溶液を通水路内で水道水に混ぜるようにしたことを特徴とする給水器具の水道水に添加溶液を混入する装置。
【請求項２】
導入口と注出口とに圧力差を発生させる手段は、通水路にこの通水路を流れる流水の静水圧よりも圧力が低くなる箇所を設け、この低圧力箇所に注出口を開口して注出口に低圧力を作用させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の給水器具の水道水に添加溶液を混入する装置。
【請求項３】
低圧力発生箇所は、通水路に断面が縮小する絞り通路を形成し、この絞り通路に注出口を開口したことを特徴とする請求項２に記載の給水器具の水道水に添加溶液を混入する装置。
【請求項４】
低圧力発生箇所は、通水路に断面積が急激に拡大して流水に剥離現象を起こさせる箇所を設け、この剥離発生部に上記注出口を開口したことを特徴とする請求項２に記載の給水器具の水道水に添加溶液を混入する装置。
【請求項５】
低圧力発生箇所は、通水路に障壁を設け、この障壁の下流側に剥離現象発生箇所を設け、この剥離による低圧力発生領域に注出口を開口したことを特徴とする請求項２に記載の給水器具の水道水に添加溶液を混入する装置。
【請求項６】
導入口と注出口とに圧力差を発生させる手段は、通水路にこの通水路を流れる流水の静水圧よりも高い圧力を発生する箇所を設け、この高圧力発生箇所に導入口を開口し、この導水口に高圧力を作用させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の給水器具の水道水に添加溶液を混入する装置。
【請求項７】
高圧力発生箇所は、通水路に障壁を設け、この障壁の上流側に流水の流れを受けて高圧力を発生する領域を設け、この高圧力発生領域に導入口を開口したことを特徴とする請求項６に記載の給水器具の水道水に添加溶液を混入する装置。
【請求項８】
添加溶液がアスコルビン酸であり、このアスコルビン酸は粉末の形態で容器に収容され、導入口より導入した水に溶けて水溶液を生成し、この水溶液が注出口より注出されることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一に記載の給水器具の水道水に添加溶液を混入する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、シャワーヘッドや浄水器などのような給水器具を流れる水道水に、塩素除去溶液やアルカリ低減溶液を添加する装置に関する。
【背景技術】
【特許文献１】  特許第２９５２４５７号
【０００２】  水道水には殺菌のために残留塩素が混ざっているが、残留塩素はヒトの肌や毛髪に悪影響を及ぼすといわれており、水道水を使用するときには残留塩素を取り除くことが望ましい。残留塩素を化学的に除去する除去剤として、アスコルビン酸（ビタミンＣ）が知られている。
一方、水道水にはカルシウムやマグネシウムなどのアルカリ物質が溶存しており、これらアルカリ物質の多い水、すなわちアルカリ濃度の高い水（硬水）は、飲み水として不適当であり、また石鹸の泡立ちが良くないなどの性質が知られているが、長期に亘って使用するとカルシムなどが析出し、これが水道器具などに堆積する。このため、例えばシャワーヘッドなどでは散水板の散水孔がカルシウムの結晶で目詰まりを起こす、或いは泡沫金具を取付けた蛇口などでは泡沫金具が目詰まりするなどの不具合があった。また、電子ポットなどでは、お湯を繰り返し沸かしていると、底の部分にカルシウムが堆積して付着し、汚れの原因になるなどの欠点がある。このような水道水のアルカリ濃度を低減する物質としては、有機酸の一種であるビタミンＣが有効である。【０００３】  ところで、上記塩素除去剤やアルカリ濃度低減剤などは、蛇口から吐出される水道水に混ぜることが望ましく、このため浄水器や浄水シャワーなどのような給水器具の通水路に上記ビタミンＣの水溶液を添加する構造のものが知られている。
例えば、特許第２９５２４５７号公報には、浴用シャワーヘッドの通水路に、ビタミンＣの粉末を充填したビタミン容器（カートリッジ）を取付け、このビタミン容器に迎入チューブ及び溶出チューブを取付けるとともに、これら迎入チューブ及び溶出チューブを通水路に臨ませた技術が開示されている。このものは通水路に水道水を流したとき、水道水の一部が迎入チューブを通じてビタミン容器に侵入し、この水でビタミン容器内のビタミンＣ粉末を溶かし、このビタミンＣ水溶液を溶出チューブを通じて通水路に送り出し、これによりビタミンＣの水溶液を水道水に混ぜるようにしたものである。
また上記特許公報に記載されている他の発明は、上記溶出チューブの代わりに、ビタミン容器の蓋体に注出口を開設し、ビタミン容器内のビタミンＣ水溶液をこの注出口を経て通水路に溶出させるようにしたものである。
これらの手段は、いずれも通水路を流れる水道水にタミンＣ水溶液を混ぜることによって、水道水に残留している残留塩素を化学的に除去するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしながら、ビタミンＣの水溶液は飽和水溶液の状態の比重が１．１程度であり、水よりも重い。このため、シャワーヘッドのヘッド部を上にした姿勢で使ったり、又は壁掛けフックに掛けて使用しない姿勢では、濃度の高い水溶液がビタミン容器の下部に滞留しようとする現象がある。
しかるに、上記従来の公報の場合、例えばシャワーヘッドを壁掛けフックに掛止して使用しない時には、ビタミン容器内の比重の大きな水溶液が迎入チューブを通じて通水路に流出する。シャワーを使用しないときでも通水路及びシャワーホースには水が残っているので、迎入口をいくら細くしても水溶液と水道水が接していることから、比重の大きな水溶液はビタミン容器から通水路に洩れ出してしまう。このため、シャワーを使用しないにも拘わらず、カートリッジ内のビタミンＣが溶けて漏出してしまい、ビタミンＣが無駄に消費されてしまう、といった不具合がある。
一方、この種の装置は、溶出チューブより注出する水溶液の量は通水路を流れる流水量に比例することが必要で、このため水溶液の濃度が一定していることが望ましい。この種の装置にあっては、ビタミンＣの粉末およびその水溶液の比重は水よりも大きいのでビタミン容器の底部に溜る傾向にあり、したがって溶液濃度はビタミン容器の底部で安定している。しかしながら、上記従来の公報の場合、迎入チューブ及び溶出チューブのビタミン容器側開口基端はいずれも、ビタミン容器の上端開口部付近に開口している。このため、迎入チューブを通じて導入された水道水はビタミン容器の開口部付近で拡散し、同時にこの付近の濃度の薄い水溶液が溶出チューブを通じて注出する。つまり、導入した水道水が底部に溜っているビタミンＣの粉末を溶解するよりも前に、溶出チューブの基端付近の薄い水溶液が注出されてしまうことになる。このような場合、濃度の低い水溶液が溶出されてしまうばかりでなく、この箇所の水溶液の濃度は安定せず、残留塩素との反応が不安定になる、という欠点がある。【０００５】  したがって、本発明は、使用しない場合にビタミンＣなどのような添加溶液が無駄に漏洩することがなく、しかも添加溶液を収容した容器の底部に溜ろうとする濃度の高い溶液を確実に注出し、塩素除去やアルカリ濃度低減などの性能が安定する給水器具を流れる水道水に添加溶液を混入する装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】    上記目的を達成するため請求項１の発明は、給水器具の通水路に設置され、比重が水より大きな添加溶液を収容した容器と、使用しない場合の姿勢で上記容器の上部に開口されるとともにそれぞれ上記通水路に臨まされた導入口及び注出口と、一端が上記注出口に連通するとともに他端が上記容器の中間位置よりも底部側に開口した導出通路と、上記通水路を流れる水の圧力又は水流により上記導入口に作用する圧力と注出口に作用する圧力との間に圧力差を発生させる手段と、を具備し、上記導入口と注出口の圧力差により通水路の流水の一部を導入口より容器に導入するとともに、容器の下部にある添加溶液を上記導出通路を通じて注出口に導き、この注出口より通水路に添加溶液を注出して通水路内で水道水に混ぜるようにしたことを特徴とする水道水に添加溶液を混入する装置が提供される。
ここで、給水器具とは、蛇口、ハンド式シャワーヘッド、固定式シャワーヘッド、浄水器などを含む。また、添加溶液というのは、水道水の残留塩素を除去する塩素除去剤やアルカリ濃度を低減する酸性剤などの水溶液、肌や頭髪のための洗剤、リンス、潤い剤（モイスチャー）、芳香剤、消臭剤その他の溶液を言う。
なお、上記塩素除去剤としては、アスコルビン酸、アスコルビン酸ナトリウム、アスコルビン酸誘導体、亜硫酸カルシウム、亜硫酸ナトリウムなどが有効であり、又アルカリ濃度を低減する酸性剤としては、アスコルビン酸、酢酸、クエン酸、フマル酸、アスパラギン酸、アルギン酸、グルタミン酸、コハク酸、リンゴ酸などの有機酸が有効である。【０００７】  本発明の態様として請求項２の発明は、導入口と注出口とに圧力差を発生させる手段が、通水路にこの通水路を流れる流水の静水圧よりも圧力が低くなる箇所を設け、この低圧力箇所に注出口を開口して注出口に低圧力を作用させるようにした給水器具の水道水に添加溶液を混入する装置が提供される。
本発明の態様として請求項３の発明は、低圧力発生箇所が、通水路に断面が縮小する絞り通路を形成し、この絞り通路に注出口を開口した給水器具の水道水に添加溶液を混入する装置が提供される。
本発明の態様として請求項４の発明は、低圧力発生箇所が、通水路に断面積が急激に拡大して流水に剥離現象を起こさせる箇所を設け、この剥離発生部に上記注出口を開口した給水器具の水道水に添加溶液を混入する装置が提供される。
本発明の態様として請求項５の発明は、低圧力発生箇所が、通水路に障壁を設け、この障壁の下流側に剥離現象発生箇所を設け、この剥離による低圧力発生領域に注出口を開口した給水器具の水道水に添加溶液を混入する装置が提供される。
本発明の態様として請求項６の発明は、導入口と注出口とに圧力差を発生させる手段は、通水路にこの通水路を流れる流水の静水圧よりも高い圧力を発生する箇所を設け、この高圧力発生箇所に導入口を開口し、この導水口に高圧力を作用させるようにした給水器具の水道水に添加溶液を混入する装置が提供される。
本発明の態様として請求項７の発明は、高圧力発生箇所が、通水路に障壁を設け、この障壁の上流側に流水の流れを受けて高圧力を発生する領域を設け、この高圧力発生領域に導入口を開口した給水器具の水道水に添加溶液を混入する装置が提供される。
本発明の態様として請求項８の発明は、添加溶液がアスコルビン酸であり、このアスコルビン酸は粉末の形態で容器に収容され、導入口より導入した水に溶けて水溶液を生成し、この水溶液が注出口より注出されることを特徴とする給水器具の水道水に添加溶液を混入する装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】  本発明によれば、添加溶液を収容した容器の上部に位置して導入口及び注出口を開口したので、給水器具を使用しない止水時には容器内の水溶液が比重差により容器の底部に溜ろうとし、よって容器内の溶液が、上部に開口している導入口及び注出口を通じて通水路に洩れ出ることがない。
そして通水路に通水すると、この通水の圧力又は水流によって導入口の圧力が注出口の圧力よりも相対的に高くなるので、通水路を流れる水の一部が導入口より容器内に侵入し、容器内の添加溶液を導出通路を通じて注出口に導き、この注出口より通水路に添加溶液を注出する。このとき導出通路の下端は容器の下半分よりも下位置に開口しているので、容器の底部に溜っている濃度の高い溶液が汲み上げられ、よって濃度の高い溶液を注出口を通じて通水路に供給することが出来る。
しかも、容器内の添加溶液が溶解又は薄められて濃度の低い水溶液になった場合、容器の底部に滞留している濃度の高い溶液が優先的に注出される。このことから、添加溶液が溶解して見えなくなってカートリッジの交換や添加溶液、添加剤を補充しようとする場合には、既に濃度の高い水溶液は注出されて少なくなっているので、添加溶液や添加剤を無駄なく有効に使用することができる。【０００９】  請求項２ないし請求項７に係る本発明の態様によれば、導入口と注出口との間に所定の圧力差を発生させることができ、容器の下半部から容器上部の注出口に至る導出通路の高さ相当分、すなわちその水頭圧を補うことができ、容器の下半部の濃度が高い溶液を確実に注出口に送り出すことができる。このため、注出される溶液の濃度が安定し、通水路を流れる水に対し、所定の量の溶液を混合させることができる。
さらに、請求項８の態様によれば、添加溶液としてビタミンＣを用いるので、水道水に含まれる残留塩素を除去するとともにアルカリ物質を分解してアルカリ濃度を下げることができる。しかも、この場合ビタミンＣは粉末の形態で容器に収容し、導入口より流入する水で溶解されて水溶液を作るので、水道水に混ぜるための水溶液を多量に作ることができ、最初から水溶液を容器に収容する場合に比べて使用可能な水溶液が多くなり、長期にわたり使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例１】
【００１０】  以下本発明について、第１の実施例を浴槽用ハンド式シャワーヘッドに適用した図面にもとづき説明する。図１はハンド式シャワーヘッドの断面図、図２はその分解した斜視図である。
図において、１はハンド式シャワーヘッドの本体であり、握り部２およびヘッド部３を備えている。これら握り部２およびヘッド部３はそれぞれＡＢＳ樹脂などの透明な合成樹脂からなり、互いに図示しないネジまたはバヨネット結合などの手段で脱着可能に連結されている。
握り部２は中空円筒形を成して内部に通水路４が形成されており、この通水路４は基端部の流入口５を通じてシャワーホース６に連結される。
ヘッド部３は内部空間を有し、この内部空間は一端が上記握り部２の通水路４に連なっているとともに他端が開放しており、この開放先端部に散水板７が取付けられている。散水板７は全面に亘り多数個の散水孔８…が形成されており、これら散水孔８…よりシャワー水が放出される。なお、散水板７は、ヘッド部３に螺着される押えリング９によりヘッド部３に対し脱着可能に取り付けられている。【００１１】  上記握り部２の通水路４には、本発明の容器に相当するカートリッジ１０が収容されている。カートリッジ１０は上端が閉塞されているととともに下端が開口された円筒形のカートリッジ本体１１と、下端開口を閉塞する底蓋１２を有している。カートリッジ本体１１は、例えばＡＢＳ樹脂などにより形成され、内部が透けて見える透明に形成されている。底蓋１２は、カートリッジ本体１１の下端にねじ係合され、この底蓋１２を外すとカートリッジ本体１１の下端が開放されるようになっている。
カートリッジ本体１１には、上部に位置して導入口１３が開口されており、本実施例の場合、導入口１３はカートリッジ本体１１の上端部側面に形成されている。また、カートリッジ本体１１には、ほぼ中心線上に位置して導出パイプ１４が取付けられており、この導出パイプ１４の内部は導出通路１５になっている。この導出パイプ１４の上端はカートリッジ本体１１の上面から上方に延びており、この先端面に注出口１６が開口されている。導出パイプ１４の下端は、カートリッジ１０の内部においてカートリッジの中間位置よりも底部側に位置して開口しており、本例では、導出パイプ１４はカートリッジ１０の底部に開口している。なお、この導出パイプ１４の下端には粉末の通過を阻止し水溶液を通過させるストレーナ１７が設けられている。
カートリッジ１０の内部には、水溶性添加剤または添加溶液が収容されている。本実施例の場合、添加剤として塩素中和作用及びアルカリ濃度低減作用を奏するアスコルビン酸（ビタミンＣ）が粉末１８の形態で収容されている。なお、アスコルビン酸（ビタミンＣ）に代わって、アスコルビン酸ナトリウム、亜硫酸カルシウム、亜硫酸ナトリウムなどであってもよい。
また、カートリッジ１０内には、ビタミンＣ水溶液の比重に応じて浮沈移動する比重式濃度センサー１９が収容されている。このセンサー１９は、例えば比重が１．０８程度の合成樹脂にて形成された小球であり、ビタミンＣの飽和濃度水溶液は比重がほぼ１．１であるからカートリッジ１０内のビタミンＣ水溶液が飽和濃度の状態であればこのセンサー１９はカートリッジ１０内で上部に浮いており、水溶液の濃度が水の濃度に近づけばセンサー１９は沈む。したがって、センサー１９の上下方向の位置を見れば水溶液の濃度を知ることができる。【００１２】  このようなカートリッジ１０は、シャワーヘッドの握り部２内に収容される。
カートリッジ１０の上下両端部にはホルダー２０及び２１が設けられており、本例の場合、上部ホルダー２０はカートリッジ本体１１の上端部に設けられているとともに、下部ホルダー２１は底蓋１２に形成されている。カートリッジ１０を握り部２に挿入すると、これらホルダー２０，２１の先端が握り部２の内面に当接し、カートリッジ１０が握り部２の中心軸上に位置されるようになっている。これにより握り部２の内周面とカートリッジ１０の外周面との間には水道水が通る前記通水路４が確保されている。
ヘッド部３の入口部には、コア部材２２が一体的に固着されている。このコア部材２２には絞り通路２３が形成されている。絞り通路２３はその最小通路断面積が前記握り部２の内周面とカートリッジ１０の外周面との間に形成された通水路４の通路断面積よりも小さく形成されている。そして、前記カートリッジ１０の上面から突出している導出パイプ１４の先端は上記絞り通路２３内に差し込まれており、これにより注出口１６は絞り通路２３の最小通路断面積の部位に位置されている。【００１３】  このような構成のハンド式シャワーヘッドについて、作用を説明する。
使用する前に、シャワーヘッド本体１の握り部２とヘッド部３を分離し、握り部２からカートリッジ１０を取り出す。取り出されたカートリッジ１０は、底蓋１２を外してカートリッジ本体１１の下端を開き、この下端開口部よりカートリッジ本体１１内にビタミンＣの粉末１８を充填する。粉末１８はカートリッジ本体１１が満杯になるまで充填してよい。また、このとき比重式濃度センサー１９も収容する。その後、カートリッジ本体１１の下端を底蓋１２で閉塞する。
上記のようにしてビタミンＣの粉末１８を充填したカートリッジ１０を握り部２に挿入する。すると、カートリッジ１０は、上下のホルダー２０，２１が握り部２の内面に当接し、よって握り部２の中心軸上に位置される。次に握り部２にヘッド部３を連結する。これによりカートリッジ１０の上面から突出している導出パイプ１４の先端が絞り通路２３内に差し込まれ、導出パイプ１４先端に開口した注出口１６が絞り通路２３の最小通路断面積の部分に位置される。【００１４】  シャワーヘッド本体１をシャワーホース６に接続し、図示しない給水栓を開くとシャワーホース６を通じて水道水（又はお湯）がシャワーヘッド本体１に供給される。水道水は握り部２下端の流入口５から通水路４を通り、絞り通路２３を経てヘッド部３に至る。ヘッド部３に送られた水は散水板７の散水孔８…よりシャワー水となって外に噴射される。
上記のような給水中は、水道水が握り部２の内周面とカートリッジ１０の外周面との間に形成された通水路４を通り、絞り通路２３を通過する。絞り通路２３の断面積は通水路４の通路断面積に比べて小さいので絞り通路２３を流れる水の流速は通水路４の流速より大きくなり、よってベルヌーイの定理により、絞り通路２３の水圧は通水路４の水圧より低くなる。導入口１３は通水路４に臨んでいるとともに注出口１６は絞り通路２３に開口されているので、導入口１３に作用する水圧に比べて注出口１６に作用する圧力が低くなり、よってカートリッジ１０においては導入口１３よりも注出口１６側の圧力が低くなるから、注出口１６よりカートリッジ１０内の水溶液を吸い出すような圧力差を生じる。
これにより、通水路４を流れる水の一部が導入口１３からカートリッジ１０内に流入する。使用始め時には、カートリッジ１０内に空気が残っているが、カートリッジ１０内に水が引き込まれると空気が押され、この空気は水よりも軽いので上方に移動する。導入口１３及び注出口１６はそれぞれカートリッジ１０の上部に開口されているので、上方に押しやられた空気はこれら導入口１３及び注出口１６から排除される。すなわち、導入口１３及び注出口１６がカートリッジ１０の上部に開口されていることから、カートリッジ１０内の空気抜きは円滑になされる。
これと同時に、カートリッジ１０に導入された水は、カートリッジ１０内に充填したビタミンＣの粉末１８を溶解し、ビタミンＣの水溶液を作る。ビタミンＣの粉末は約３倍の水に溶ける性質があるので、カートリッジ１０内に充填したビタミンＣの粉末のほぼ１／３が溶けて飽和水溶液となり、残り約２／３は粉末の状態で残る。
また、ビタミンＣの粉末及び水溶液は比重が水よりも大きく、したがってこれらはカートリッジ１０の底に滞留しようとする。
このため通水路４に通水している間は、水道水の一部が導入口１３からカートリッジ１０内に取り込まれ、同時にカートリッジ１０の底部にあるビタミンＣ水溶液が導出パイプ１４の下端より導出通路１５を通じて注出口１６に吸い上げられ、この注出口１６より絞り通路２３に注出される。導出パイプ１４の下端はカートリッジ１０の底部に開口しているので、飽和水溶液に近い濃度の高い水溶液が導出通路１５をたて注出口１６より流出する。しかも、導入口１３から導入された水道水は、必ず底部に残っているビタミンＣの粉末１８の箇所を通過して導出パイプ１４に入るので、粉末を溶解し、濃度の高い水溶液に変わる。よって、注出口１６から常に濃度の高い水溶液が供出されることになる。
なお、水溶液の注出量は、導入口１３と注出口１６の圧力差、導入口１３及び注出口１６の開口面積によって設定される。
そして、絞り通路２３に供給されたビタミンＣの水溶液はここを流れる水道水に混ざり、水道水に含まれる残留塩素と反応して残留塩素を中和し、無害な塩素化合物に変える。よって、散水孔８…から放出されるシャワー水は有害な残留塩素が除去された水になる。
また、ビタミンＣの水溶液は、水道水に含まれるカルシウムなどのアルカリ物質と反応し、例えばアスコルビン酸カルシウムを生成し、よってアルカリ度を低減する。このため、散水孔８…から放出されるシャワー水は、アルカリ度の低い水になっており、アルカリ物質の結晶による散水孔８…の目詰まりなどを防止することができる。【００１５】  上記の通り、シャワーを使用することによりカートリッジ１０内では導入口１３から入った水道水でビタミンＣの粉末を溶解し、この水溶液が導出通路１５を通じて注出口１６より注出されるので、ビタミンＣの粉末が残っている限り、粉末を溶解して水溶液を作り続ける。
握り部２及びカートリッジ１０は透明であるからビタミンＣの粉末は外から見える。よってビタミンＣの粉末が残っているか否かは、外から確認することができる。ビタミンＣの粉末１８が無くなれば、カートリッジ１０を取り出して、カートリッジ１０にビタミンＣの粉末を補充する。これにより、カートリッジ１０を継続して使用することができる。
カートリッジ１０に粉末１８を補充するためには、カートリッジ１０内に残っている水溶液を全部又は一部捨てる必要がある。しかしながら、ビタミンＣの粉末が無くなった直後は、未だカートリッジ１０内の水溶液の濃度は高い状態である。すなわち、ビタミンＣの粉末は略３倍の水に溶ける性質があるため、カートリッジ１０内のビタミンＣの粉末１８が見えなくなっても、水溶液中にはカートリッジの内容積のほぼ１／３の量に相当する粉末が解けている状態にある。よって、ビタミンＣの粉末が無くなったからといって直ちにこの水溶液を捨てるのはもったいない。
これに対し、上記実施例の場合、導出パイプ１４の開口下端をカートリッジ１０の底部に開口してあるから、カートリッジ底部にある濃度の高い水溶液が優先的に吸い上げられる。したがって、粉末が無くなった後は短期間の内に濃度の高い水溶液が注出される。このため、粉末が無くなったことに気が付いたときには既に濃度の高い水溶液は使用され、カートリッジ１０内には薄い水溶液が残っている状態になる。よって、カートリッジに粉末を補充する時に濃度の高い水溶液を無駄に捨てるのを回避することができる。
加えて、本実施例では、カートリッジ１０内に比重式濃度センサー１９を収容してあるので、水溶液の濃度が低くなるとこのセンサー１９は沈み、このセンサー１９の位置を見て水溶液の濃度を判断することができる。これによりセンサー１９が上に浮いているときは粉末が見えなくても濃度が高いことが判り、センサー１９が沈んでいるときに粉末を補充すればよいので、粉末の補充時に濃い水溶液を無駄に捨てるなどの不経済を回避することができる。【００１６】  シャワーを使用しないときは、シャワーヘッド本体１は、通常、図１に示す通り、壁掛けフック２５に引っ掛けておく。そして給水栓を閉めて止水したとき、シャワーヘッド本体１内及びシャワーホース６内の水道水は抜けずにこれらの内部に残っているものである。しかし、この状態では、導入口１３及び注出口１６がカートリッジ１０の上部に位置して開口されているので、カートリッジ１０内の比重の大きなビタミンＣ粉末及び水溶液はカートリッジ１０の底部に滞留し、よって上部の導入口１３及び注出口１６から水溶液が漏れ出ることが防止される。
つまり、カートリッジ１０の下部に開口が形成されていると、比重の大きなビタミンＣ水溶液はこの下部開口を通じてシャワーヘッド本体１内の水道水に漏れ出す。使用休止の時間が長くなればカートリッジ１０内の水溶液は全てシャワーヘッド本体１及びシャワーホース６内の水道水に漏れ出してしまい、カートリッジから消失してしまうという問題があるが、これに対し、上記した本例では、シャワーを使用しない時に導入口１３及び注出口１６がカートリッジ１０の上部に開口されているので、水溶液の漏出が防止され、ビタミンＣの無駄な消耗が回避されることになる。
【実施例２】
【００１７】  次に、第２の実施例について、図３及び図４にもとづき説明する。
この実施例も本発明を浴槽用ハンド式シャワーヘッドに適用した例であり、図３はシャワーヘッドの断面図、図４は作用を説明するための図である。また、この第２の実施例で、前記第１の実施例と構成が同一であってよい部品は同一番号を付して説明を省略する。
前記第１の実施例ではヘッド部３の入口箇所に絞り通路２３を設けたが、この第２の実施例では絞り通路２３を設けず、ヘッド部３の入口部分の内径は握り部２の内径と略同じ大きさになっている。
そして、カートリッジ１０の上端面は軸線方向に対し略垂直面に形成してあり、このため通水路４の通路面積は、図４に示す通り、握り部２の内周面とカートリッジ１０の外周面との間に比べてカートリッジ１０の上端を過ぎた場所で急激に拡大する。この通路面積が急激に拡大する部分では、カートリッジ１０の外周面に沿って流れてきた水がカートリッジ１０の外周面から離れるため剥離（キャビテーション）を生じ、剥離渦が発生する。この剥離発生箇所２８においては、カートリッジ１０端面の中心線付近で圧力が低くなるという現象が発生する。よって本実施例では、導入口１３を握り部２の内周面とカートリッジ１０の外周面との間の通水路４に開設するとともに、注出口１６をカートリッジ１０上端面の中心部分、つまり上記剥離発生箇所２８における圧力低下部分に開口させてある。
その他の構成は、第１の実施例と同様であってよい。【００１８】  このような構成の場合、シャワーヘッドに通水中は、導入口１３に比べて剥離発生箇所２８における圧力低下部分に開口した注出口１６の圧力が低くなり、よってカートリッジ１０内においては導入口１３より注出口１６側の圧力が低くなる。このため第１の実施例と同様に、カートリッジ１０内では導入口１３、カートリッジ１０の内部、導出パイプ１４及び注出口１６に向かう流れが生じる。よって、水道水の一部は導入口１３からカートリッジ１０内に取り込まれ、この水はカートリッジ１０内のビタミンＣ粉末１８を溶かし、この水溶液は比重が大きいのでカートリッジ１０の底部に集まろうとし、この底部にあるビタミンＣ水溶液が導出パイプ１４の下端より導出通路１５を通じて注出口１６に吸い上げられて水道水に混ぜられることになる。このため、常に濃度の高い水溶液が注出される。
そして、使用開始時にカートリッジ１０内に残っていた空気は水よりも軽いので上方に押しやられ、この空気は導入口１３及び注出口１６がカートリッジ１０の上部に開口されているのでこれら導入口１３及び注出口１６より排除される。
そしてまた、シャワーを使用しないとき、シャワーヘッド本体１を壁掛けフックに引っ掛けておいた場合は、導入口１３及び注出口１６がカートリッジ１０の上部に位置して開口されているので、カートリッジ１０内の比重の大きなビタミンＣ粉末１８及び水溶液は底部に滞留し、よって上部の導入口１３及び注出口１６から水溶液が漏れ出ることが防止される。
さらに、導出パイプ１４の開口下端をカートリッジ１０の底部に開口してあるので、カートリッジ底部にある濃度の高い水溶液を優先的に吸い上げる。したがって、粉末が無くなったときは、濃度の高い水溶液は既に導出パイプ１４及び注出口１６を通じて注出されているので、カートリッジ１０内には薄い水溶液が残っている状態になり、よって、カートリッジに粉末を補充する時に濃度の高い水溶液を無駄に捨てるのを軽減することができる。
そして、本実施例の場合も、カートリッジ１０内に比重式濃度センサー１９を収容してあるので、水溶液の濃度が低くなるとこのセンサー１９は沈み、このセンサー１９の位置を見て水溶液の濃度を判断することができる。これにより粉末の補充時に濃い水溶液を無駄に捨てるなどの不経済を回避することができる。【００１９】  なお、この場合も、水溶液の注出量は、導入口１３と注出口１６の圧力差、導入口１３及び注出口１６の開口面積によって設定される。
前記第１の実施例及び第２の実施例において、導入口１３と注出口１６の圧力差が小さい場合、図４に示すように、カートリッジ１０の側壁に、導入口１３の下流側に位置して水流をせき止めるような障壁２９を設けるようにしてもよい。このようにすれば、通水路４を流れる水の一部がこの障壁２９にぶつかって障壁２９の上流に正圧が発生し、導入口１３に高い圧力が加わるようになる。これにより、導入口１３に作用する圧力が注出口１６に作用する圧力よりもさらに大きくなり、導入口１３と注出口１６の間の圧力差が大きくなる。よって、導入口１３からカートリッジ１０内に積極的に水道水を押し込むことができる。
また、第１の実施例のような絞り通路２３や第２実施例のような剥離発生箇所２８を設ける代わりに、これら絞り通路２３及び剥離発生箇所２８を設けずに、障壁２９のみを用いた実施であっても可能であり、その場合は、導入口１３から強制的に水道水を押し込み、これにより注出口１６から水溶液を押し出すようになる。
また、障壁２９に相当する構造としては、要するに導入口１３の下流側に流れの抵抗となる障害物を設けた構造であってよく、例えばホルダー２０の根元上流側に導入口１３を開口するなどの構造であってもよい。
【実施例３】
【００２０】  次に、第３の実施例について、図５ないし図８にもとづき説明する。
この実施例は、美容院や理容室などで使用される洗髪台、一般家庭の洗面所又は台所のシンクに設置されるハンド式シャワーヘッドに適用した例であり、この種のシャワーヘッドは握り部を備えず、ヘッド部が直接シャワーホースに連結されている。このため、カートリッジをヘッド部に収容した例である。
図５はシャワーヘッドの側面図、図６は縦断面図、図７は図６中ＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図、図８は図６中ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
図５ないし図８において、３０はシャワーヘッド本体としてのヘッド部であり、例えば透明性合成樹脂にて形成されている。ヘッド部３０の一側面には流入口３１が形成されており、この流入口３１はシャワーホース３２に連結される。ヘッド部３０の下面は開口されており、この開口面には散水板３３が取付けられている。散水板３３には多数個の散水孔３４…が形成されており、これら散水孔３４…よりシャワー水が放出される。
散水板３３は、押えリング３５にてヘッド部３０に脱着可能に取り付けられており、この押えリング３５はヘッド部３０にねじ込みにて固定される。
このようなヘッド部３０は、使用しないときは洗髪台などに設けられた差込みパイプ３６に、図５に示すような姿勢で差し込まれており、使用するときは使用者がこのヘッド部３０を掌で握って差込みパイプ３６から引き出し、これによりヘッド部３０を操作できるようになっている。【００２１】  ヘッド部３０内には、カートリッジ４０ガ挿脱可能に収容されている。カートリッジ４０は、カートリッジ本体４１と底蓋４２からなり、カートリッジ本体４１は透明性合成樹脂にて形成されている。カートリッジ本体４１は一側面を切欠いた異形円形の中空容器であり、下面中央に粉末充填口４３を開口している。この粉末充填口４３は、上記底蓋４２により開閉可能に閉塞されている。
カートリッジ本体４１の上面とヘッド部３０の天井面との間には、上記流入口３１に連なる通水路４４が形成される。また、カートリッジ本体４１の上記流入口３１に反対する面には、円周の一部を切り取った切欠き面４５が形成されている。この切欠き面４５とヘッド本体４１の側面との間には、上下方向に沿う絞り通路４６が形成されている。この絞り通路４６は、上端が上記通水路４４に連通すると共に、下端がカートリッジ本体４１の下面と散水板３３との間に形成された噴射室４７に連通している。したがって、シャワーホース３２を通じてシャワーヘッド本体３０に送り込まれた水道水（又はお湯）は、上部の通水路４４を通り、流入口３１の反対側の絞り通路４６より下向きに流れて噴射室４７に至り、散水孔３４…より外部へ噴射されるようになっている。
そして、絞り通路４６の通路断面積は、通水路４４の通路断面積よりも小さく形成されており、これにより絞り通路４６を流れる水の速度は通水路４４の流速より大きくなり、ベルヌーイの定理より、絞り通路４６を流れる水の圧力は通水路４４の水の圧力より小さくなるように設定されている。
カートリッジ本体４１の上面には通水路４４に臨んで導入口４８が開口されているとともに、切欠き面４５には絞り通路４６に臨んで注出口４９が開口されている。なお、注出口４９は切欠き面４５においてカートリッジ本体４１の上部に位置して形成されている。そして、カートリッジ本体４１内には、上端が注出口４９に連なる導出パイプ５０が設けられており、この導出パイプ５０の下端はカートリッジ本体４１の底部に開口し、導出通路５１を形成している。この導出パイプ５０の下端開口部には、ビタミンＣの粉末は通過させず、水溶液は通過させるストレーナ５２が設けられている。
このようなカートリッジ４０内には、ビタミンＣ粉末５３が充填されると共に、水溶液の濃度を知らしめる比重式濃度センサー５４が収容される。
なお、ヘッド部３０の内面には、カートリッジ４０の切欠き面４５に対向して、位置決め用の凸部５５が例えば面状に形成されており、カートリッジ４０をヘッド部３０に挿入したとき、切欠き面４５が上記位置決め用の凸部５５にガイドされてこの切欠き面４５が流入口３１の反対側に位置されるように位置規制するようになっている。【００２２】  このような構成による第３実施例の作用を説明する。
使用する前に、ヘッド部３０から押えリング３５及び散水板３３を外し、カートリッジ４０を取り出す。取り出されたカートリッジ４０は、底蓋４２を外して粉末充填口４３を開き、この粉末充填口４３よりカートリッジ本体４１内にビタミンＣの粉末５３を充填する。このとき比重式濃度センサー５４も収容する。その後、粉末充填口４３を底蓋４２で閉塞する。
上記のようにしてビタミンＣの粉末５３を充填したカートリッジ４０をヘッド部３０に挿入する。この場合、カートリッジ４０の切欠き面４５がヘッド部３０の内面に形成した位置決め用凸部５５と対向するようにしてカートリッジ４０をヘッド部３０に差し込む。そうしておいて、ヘッド部３０に散水板３３及び押えリング３５を取付ける。
これにより、使用前の準備が終わる。【００２３】  使用するときは、ヘッド部３０を掌で握って差込みパイプ３６から引き出し、これによりシャワーホース３２が引き出されるのでこのヘッド部３０を操作できるようになる。この状態で図示しない給水栓を開くと、シャワーホース３２を通じて水道水（又はお湯）がヘッド部３０に供給される。この水はヘッド部３０内で、ヘッド部３０の天井面とカートリッジ４０の上面との間に形成された通水路４４を通り、流入口３１と反対側に位置する絞り通路４６を通って下向きに流れ、カートリッジ４０と散水板３３との間の噴射室４７に至り、この噴射室４７から散水孔３４…より分散して外部へ噴射される。
絞り通路４６の通路断面積は、通水路４４の通路断面積よりも小さく形成されているので、絞り通路４６を流れる水の圧力は通水路４４の水の圧力より小さくなり、よって導入口４８に作用する圧力に比べて注出口４９に作用する圧力が低くなる。このため、通水路４４を流れる水の一部が導入口４８からカートリッジ４０内に流入する。使用始め時には、カートリッジ４０内に空気が残っているが、この空気は水よりも軽いので上方に押され、上部に開口している導入口４８及び注出口４９より排除される。すなわち、導入口４８及び出口４９がカートリッジ１０の上部に開口されていることから、カートリッジ１０内の空気抜きは円滑になされる。
そして、カートリッジ４０に導入された水は、カートリッジ４０内に充填したビタミンＣの粉末５３を溶解し、ビタミンＣの水溶液を作る。カートリッジ４０内に生成されたビタミンＣ水溶液は、導出パイプ５０の下端より導出通路５１を通じて注出口４９に吸い上げられ、この注出口４９から絞り通路４６に注出される。導出パイプ５０の下端はカートリッジ４０の底部に開口しているので、飽和水溶液に近い濃度の高い水溶液が導出通路５１を経て注出口４９より流出される。しかも、導入口４８から導入された水道水は、必ず底部に残っているビタミンＣの粉末５３の箇所を通過して導出パイプ５０に入るので、粉末を溶解し、濃度の高い水溶液に変わる。よって、注出口４９から常に濃度の高い水溶液が供出される。
そして、絞り通路４６に供給されたビタミンＣの水溶液はここを流れる水道水に混ざり、水道水に含まれる残留塩素と反応して残留塩素を中和し、無害な塩素化合物に変える。よって、散水孔３４…から放出されるシャワー水は有害な残留塩素が除去された水になる。
また、ビタミンＣの水溶液は、水道水に含まれるカルシウムなどのアルカリ物質と反応し、アルカリ度を低減する。このため、散水孔３４…から放出されるシャワー水は、アルカリ度の低い水になっており、アルカリ物質の結晶による散水孔３４…の目詰まりなどを防止することができる。【００２４】  カートリッジ４０内にビタミンＣ粉末が無くなったら、押えリング３５及び散水板３３を外し、ヘッド部３０からカートリッジ４０を取り出す。取り出されたカートリッジ４０は、底蓋４２を外して粉末充填口４３を開き、この粉末充填口４３よりカートリッジ本体４１内にビタミンＣの粉末５３を充填する。この後、カートリッジ４０をヘッド部３０に取付けると再び使用することができる。
この場合、導出パイプ５０の開口下端をカートリッジ４０の底部に開口してあるから、カートリッジ底部にある濃度の高い水溶液を優先的に吸い上げる。したがって、粉末が無くなった後は短期間の内に濃度の高い水溶液が注出される。このため、粉末が無くなったことに気が付いたときには既に濃度の高い水溶液は使用され、カートリッジ４０内には薄い水溶液が残っている状態になる。よって、カートリッジに粉末を補充する時に濃度の高い水溶液を無駄に捨てるのを軽減することができる。
加えて、カートリッジ４０内に比重式濃度センサー５４を収容してあるので、水溶液の濃度が低くなるとこのセンサー５４が沈み、このセンサー５４の位置を見て水溶液の濃度を判断することができる。これにより粉末の補充時に濃い水溶液を無駄に捨てるなどの不経済を回避することができる。
そして、シャワーを使用しないときは、ヘッド部３０は、通常、図５に示すような姿勢で差込みパイプ３６に差し込まれている。このような姿勢では、導入口４８及び注出口４９がカートリッジ４０の上部に開口されているので、カートリッジ４０内の比重の大きなビタミンＣ粉末及び水溶液が導入口４８及び注出口４９から漏れ出ることが防止される。よって、使用しないときにビタミンＣが無駄に消耗されるのが回避される。【００２５】  この実施例の場合も、水溶液の注出量は、導入口４８と注出口４９の圧力差及び導入口４８及び注出口４９の開口面積によって決まる。導入口４８と注出口４９の圧力差が大きすぎる場合は、例えばヘッド部３０の内周面とカートリッジ４０の外周面のいずれか一方にリブ５６…を設けるなどの手段で、ヘッド部３０の内周面とカートリッジ４０の外周面との間に隙間５７を設け、流入口３１より通水路４４に送り込まれた水道水の一部をこの隙間５７から噴射室４７に逃がすようにしても良い。このようにすれば、通水路４４に送り込まれた水道水の主流は絞り通路４６を流れ、その他はヘッド部３０の内周面とカートリッジ４０の外周面との間の隙間５７を通って噴射室４７に流れる。したがって、絞り通路４６の流速が相対的に低くなり、注出口４９に作用する圧力が高くなる。よって、上記導入口４８と注出口４９の圧力差を小さくすることができ、これにより水溶液の注出量を規制することができる。
【実施例４】
【００２６】  第４の実施例について、図９ないし図１２にもとづき説明する。
この実施例も、上記第３の実施例と同様に、美容院や理容室などで使用される洗髪台、一般家庭の洗面所又は台所のシンクなどで使用されるハンド式シャワーヘッドに適用した例である。
図９はシャワーヘッドの側面図、図１０は縦断面図、図１１は図１０中ＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図、図１２は図１１中ＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
そして、この第４の実施例において、前記第３の実施例と同一部材は同一番号を付してその説明を省略する。
前記第３の実施例では注出口４９を絞り通路４６に臨ませて開口したが、この第４の実施例では、導入口６１及び注出口６２を共に、カートリッジ６０の上面とヘッド部３０の天井面との間に形成された通水路４４に臨ませ、すなわち導入口６１及び注出口６２はそれぞれカートリッジ６０の上面に形成してある。
これら導入口６１と注出口６２は、通水路４４を流れる水の流れ方向に対し、互いに直角となる位置に並べて形成されている。導入口６１の下流には、カートリッジ本体６３の上面から突出した天板付き障壁６４を設けてあり、この天板付き障壁６４は上流に向けて開口している。水が天板付き障壁６４に当ると、この天板付き障壁６４に囲まれた領域に正圧が発生する。上記導入口６１は上記天板付き障壁６４の根元に開口されており、よって上記正圧は導入口６１に作用する。したがって、導入口６１に作用する圧力が注出口６２に作用する圧力よりも大きくなり、導入口６１と注出口６２の間で圧力差が生じるようになっている。
なお、注出口６２は、カートリッジ本体６３内に設けた導出パイプ６５に連通しており、この導出パイプ６５の下端はカートリッジ本体６３の底部に開口し、導出通路６６を形成している。
その他の構成は、第３の実施例と同様であってよい。【００２７】  このような構成による第４実施例の作用を説明する。
シャワーホース３２を通じてヘッド部３０に水道水（又はお湯）を供給すると、この水はヘッド部３０内で、ヘッド部３０の天井面とカートリッジ６０の上面との間に形成された通水路４４を通り、流入口３１と反対側に位置する絞り通路４６を通って下向きに流れ、カートリッジ６０と散水板３３との間の噴射室４７に至り、この噴射室４７から散水孔３４…より分散して外部へ噴射される。
水が通水路４４を流れるとき、水の一部は天板付き障壁６４にぶつかり、この天板付き障壁６４の上流側に正圧を発生する。この高い圧力は導入口６１に作用する。これに比べて注出口６２には通水路４４を流れる水圧が作用し、したがって、導入口６１に作用する圧力が注出口６２に作用する圧力より大きくなるので、通水路４４を流れる水の一部が導入口６１よりカートリッジ６０に流入する。
カートリッジ６０に入った水は、カートリッジ６０に充填したビタミンＣの粉末５３を溶解し、ビタミンＣの水溶液を作る。このビタミンＣ水溶液は、導出パイプ６５の下端より導出通路６６を通じて注出口６２に押し上げられ、この注出口６２から通水路４４に注出される。このとき導出パイプ６５の下端はカートリッジ６０の底部に開口しているので、濃度の高い水溶液を導出通路６６及び注出口６２を経て注出する。よって注出口６２から常に濃度の高い水溶液が供出される。
通水路４４に供給されたビタミンＣの水溶液はここを流れる水道水に混ざり、水道水に含まれる残留塩素と反応して残留塩素を中和し、無害な塩素化合物に変える。よって、散水穴３４…から放出されるシャワー水は有害な残留塩素が除去された水になる。
また、ビタミンＣの水溶液は、水道水に含まれるカルシウムなどのアルカリ物質と反応し、アルカリ度を低減する。このため、散水孔３４…から放出されるシャワー水は、アルカリ度の低い水になっており、アルカリ物質の結晶による散水孔３４…の目詰まりなどを防止することができる。【００２８】  そして、この実施例の場合も、導入口６１及び注出口６２がカートリッジ６０の上部に開口されているから、使用始め時にカートリッジ６０に空気が残っていても、水より軽い空気はこれら上部に開口している導入口６１及び注出口６２より排除され、空気が円滑に排除される。
さらに、本例の場合も、導出パイプ６５の開口下端がカートリッジ６０の底部に開口されているから、カートリッジ底部にある濃度の高い水溶液を優先的に吸い上げ、したがって、粉末が無くなった後は短期間の内に濃度の高い水溶液が注出される。このため、粉末が無くなったことに気が付いたときには既に濃度の高い水溶液は使用され、カートリッジ６０内には薄い水溶液が残っている状態になり、カートリッジに粉末を補充する時に濃度の高い水溶液を無駄に捨てるのを軽減することができる。
加えて、カートリッジ６０内に比重式濃度センサー５４を収容してあるので、このセンサー５４の位置を見て水溶液の濃度を判断することができ、これにより粉末の補充時に濃い水溶液を無駄に捨てるなどの不経済を回避することができる。
そしてまた、シャワーを使用しないときは、ヘッド部３０は、図９に示すような姿勢で差込みパイプ３６に差し込まれている。このような姿勢では、導入口６１及び注出口６２がカートリッジ６０の上部に開口されているので、カートリッジ６０内の比重の大きなビタミンＣ粉末及び水溶液がこれら導入口６１及び注出口６２から漏れ出ることが防止される。よって、ビタミンＣが無駄に消耗されるのが回避される。
【実施例５】
【００２９】  第５の実施例を図１３ないし図１６にもとづき説明する。
第５の実施例は、本発明を壁固定式のシャワーに適用したものであり、図１３は全体の構成図、図１４は混合ユニットの縦断面図、図１５は図１４中ＸＶ−ＸＶ線に沿う断面図、図１６は図１４中ＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う断面図である。
図において７０は給水パイプであり、風呂場又はシャワー室の室壁７１を貫通して風呂場又はシャワー室に導出されている。この給水パイプ７０には、後述する混合ユニット８０を介して連結パイプ７２が連結されている。連結パイプ７２にはシャワー本体７３が連結されている。シャワー本体７３はジョウゴ型をなしており、先端面に多数の散水孔７４…を開設した散水板７５が設けられている。
混合ユニット８０は、接続パイプ８１を備えており、この接続パイプ８１は両端に開口した入口８２及び出口８３がそれぞれナット７６，７７により上記給水パイプ７０及び連結パイプ７２に脱着可能に連結される。この接続パイプ８１には中央部に円形の取付け口部８４が形成されており、この取付け口部８４は下向きに開口している。
取付け口部８４には、カートリッジ８５が脱着可能に取付けられている。カートリッジ８５は、カートリッジ本体８６と底蓋８７を備え、カートリッジ本体８６は透明性合成樹脂にて形成されている。カートリッジ本体８６は上面が平坦な壁を有する中空容器であり、下面中央に粉末充填口８８を開口し、この粉末充填口８８が上記底蓋８７により開閉可能に閉塞されている。
カートリッジ本体８６の側面には固定フランジ８９を形成してあり、このフランジ８９を上記取付け口部８４の開口下面縁に当接し、この取付け口部８４に螺合した締め付けナット９０を締め付けることにより、カートリッジ本体８６が取付け口部８４に脱着可能に取付けられている。
この取付け状態では、カートリッジ本体８６の上面と接続パイプ８１の天井面との間に、通水路９１が形成されるようになっており、この通水路９１が上記入口８２及び出口８３に連なっている。【００３０】  カートリッジ本体８６の上面には上記通水路９１に臨んで導入口９２及び注出口９３が開口されている。
これら導入口９２及び注出口９３は、水の流れ方向に対し直交する方向に並べて形成されている。導入口９２の下流側にはカートリッジ本体８６の上面より立ち上がる障壁９４が設けられている。この障壁９４は通水路９１を流れる水の一部をせき止めて上流側に正圧を発生させるもので、この圧力が導入口９２に作用するようにしてある。
そして、カートリッジ本体８６内には、上端が注出口９３に連なる導出パイプ９５が設けられており、この導出パイプ９５の下端はカートリッジ本体８６の底部に開口し、導出通路９６を形成している。この導出パイプ９６の下端開口部には、ビタミンＣの粉末は通過させず、水溶液は通過させるストレーナ９７が設けられている。
このようなカートリッジ８５内には、ビタミンＣ粉末９８が充填されると共に、水溶液の濃度を知らしめる比重式濃度センサー９９が収容される。
なお、取付け口部８４の内面には、位置決め用の凸部１００が形成されているとともに、カートリッジ本体８６の側面にはこの凸部１００に嵌りこむ凹部１０１が形成されており、これら位置決め用凹凸部１００、１０１によりカートリッジ８５が取付け口部８４に対して位置決めされ、上記導入口９２及び注出口８３の位置が決められるようになっている。【００３１】  このような構成による第５実施例の作用を説明する。
使用するに先立って、給水パイプ７０と連結パイプ７２の間に、ナット７６，７７を介して混合ユニット８０を連結する。そして、締め付けナット９０を緩め、取付け口部８４からカートリッジ８５を外す。
カートリッジ８５は、底蓋８７を外して粉末充填口８８を開き、この粉末充填口８８よりカートリッジ本体８６内にビタミンＣの粉末９８を充填する。このとき比重式濃度センサー９９も収容する。その後、粉末充填口８８を底蓋８７で閉塞する。
上記のようにしてビタミンＣの粉末９８を充填したカートリッジ８５を取付け口部８４に挿入する。この場合、カートリッジ８５の側面に形成した凹部１０１を取付け口部８４の内面に形成した位置決め凸部１００に差込み、カートリッジ８５の取付け姿勢を決める。そうしておいて、締め付けナット９０を締め付けると、固定フランジ８９が取付け口部８４の開口端に密着され、カートリッジ８５が接続パイプ８１に固定される。
これにより、使用前の準備が終わる。【００３２】  使用するときは、図示しない給水栓を開くと、給水パイプ７０から水道水（又はお湯）が供給され、この水は混合ユニット８０内の通水路９１を通り、連結パイプ７２を経てシャワー本体７３に送り込まれる。シャワー本体７３に供給された水は散水板７５に開口した多数の散水孔７４…から噴射され、よってシャワー水となる。
水が混合ユニット８０の通水路９１を通るとき、導入口９２の下流側に障壁９４を設けてあるので、流水の一部がこの障壁９４に衝突し、この障壁９４の上流に圧力の高くなる領域ができる。この圧力が導入口９２に作用する。
注出口９２には障壁がないので、上記導入口９２に作用する圧力に比べて注出口９３に作用する圧力は低くなり、よって、通水路９１を流れる水の一部が導入口９２からカートリッジ８５内に流入する。使用始め時には、カートリッジ８５内に空気が残っているが、この空気は水よりも軽いので上方に押され、上部に開口している導入口９２及び注出口９３より排除される。
そして、カートリッジ８５に導入された水は、カートリッジ８５内に充填したビタミンＣの粉末９８を溶解し、ビタミンＣの水溶液を作る。カートリッジ８５内に生成されたビタミンＣ水溶液は、導出パイプ９５の下端より導出通路９６を通じて注出口９３に押し出され、この注出口９３から通水路９１に注出される。導出パイプ９５の下端はカートリッジ８５の底部に開口しているので、飽和水溶液に近い濃度の高い水溶液が導出通路９６を経て注出口９３より流出される。しかも、導入口９２から導入された水道水は、必ず底部に残っているビタミンＣの粉末９８の箇所を通過して導出パイプ９５に入るので、粉末を溶解し、濃度の高い水溶液になる。よって、注出口９３から常に濃度の高い水溶液が供出され、安定した濃度の水溶液を注出させることができる。
そして、通水路９１に供給されたビタミンＣの水溶液はここを流れる水道水に混ざり、水道水に含まれる残留塩素と反応して残留塩素を中和し、無害な塩素化合物に変える。よって、散水板７５から放出されるシャワー水は有害な残留塩素が除去された水になる。
また、ビタミンＣの水溶液は、水道水に含まれるカルシウムなどのアルカリ物質と反応し、アルカリ度を低減する。このため、散水孔７４…から放出されるシャワー水は、アルカリ度の低い水になっており、アルカリ物質の結晶による散水孔７４…の目詰まりなどを防止することができる。【００３３】  カートリッジ８５内にビタミンＣが無くなると、締め付けナット９０を緩め、取付け口部８４からカートリッジ８５を外し、底蓋８７を外して粉末充填口８８を開き、この粉末充填口８８よりカートリッジ本体８６内にビタミンＣの粉末９８を充填する。これによりビタミンＣを補充し、再びカートリッジ８５を取付け口部８４に取付けて使用する。
この場合、導出パイプ９５の開口下端をカートリッジ８５の底部に開口してあるから、カートリッジ底部にある濃度の高い水溶液を優先的に吸い上げる。したがって、粉末が無くなった後は短期間の内に濃度の高い水溶液が注出される。このため、粉末が無くなったことに気が付いたときには既に濃度の高い水溶液は使用され、カートリッジ８５内には薄い水溶液が残っている状態になる。よって、カートリッジに粉末を補充する時に濃度の高い水溶液を無駄に捨てるのを軽減することができる。
加えて、カートリッジ８５内に比重式濃度センサー９９を収容してあるので、水溶液の濃度が低くなるとこのセンサー９９が沈み、このセンサー９９の位置を見て水溶液の濃度を判断することができる。これにより粉末の補充時に濃い水溶液を無駄に捨てるなどの不経済を回避することができる。
そして、シャワーを使用しないときは、導入口９２及び注出口９３がカートリッジ８５の上部に開口されているので、カートリッジ８５内の比重の大きなビタミンＣ粉末及び水溶液が導入口９２及び注出口９３から漏れ出ることが防止される。よって、ビタミンＣが無駄に消耗されるのが回避される。
【実施例６】
【００３４】  第６の実施例を図１７ないし図１９にもとづき説明する。
第６の実施例は、本発明を蛇口直結型浄水器に適用したものであり、図１７は浄水器全体の正面図、図１８は図１７中ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿う断面図、図１９は図１７中ＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う断面図である。
図１７において、１１１は浄水器の本体であり、１１２は上記本体１１１の側方に連設された浄化部である。
浄化部１１２は、後述するが、水道水にビタミンＣ水溶液を混合して水道水に含まれる残留塩素を中和し、すなわち水道水を浄化する箇所である。
上記浄水器本体１１１は、取付具１１３を介して水道蛇口１１４に連結されており、水道蛇口１１４から供給される水道水（原水）を導入するようになっている。この浄水器本体１１１には切換弁１１５が内蔵されており、この切換弁１１５の構造については詳細な説明を省略するが、操作ハンドル１１６により４通りの流れに切換えることができるようになっている。この場合、浄水器本体１１１の下面には、水をストレート状Ａに吐出するストレート吐出口１１７及び環状のシャワー状Ｂに吐出するシャワー吐出口１１８が形成されており、上記操作ハンドル１１６により切換弁１１５を操作すると、切換弁１１５は、水道蛇口１１４から導入した水道水をそのまま原水としてストレート吐出口１１７に導いてストレート状Ａに吐出する経路と、水道蛇口１１４から導入した水道水を原水のままシャワー吐出口１１８に導いてシャワー状Ｂに吐出する経路と、水道蛇口１１４から導入した水道水を一旦浄化部１１２に送り、この浄化部１１２で残留塩素を除去した水（浄水）を再び浄水器本体１１１に戻してストレート吐出口１１７に導いてストレート状Ａに吐出する経路、及び水道蛇口１１４から導入した水道水を一旦浄化部１１２に送り、この浄化部１１２で残留塩素を除去した水（浄水）を再び浄水器本体１１１に戻してシャワー吐出口１１８に導きシャワー状Ｂに吐出する経路、の４通りに切換るように構成されている。【００３５】  上記浄化部１１２の構成を、図１８及び図１９に基づき説明する。
１２０は上ケースであり、側面に浄化器本体１１１に連なる原水入口１２１及び浄水出口１２２を有している。この上ケース１２０には仕切り壁１２３が液密に取付けられており、この仕切り壁１２３と上ケース１２０の天井面との間に環状の通水路１２４が形成されている。この環状通水路１２４の一端は上記原水入口１２１に連なり、他端は浄水出口１２２に連なっており、したがって、原水入口１２１より流入した水道水は環状の通水路１２４を廻って浄水出口１２２から流出する。
仕切り壁１２３には、上記環状通水路１２４の上流側に位置して導入口１２５が形成されていると共に、下流側に位置して注出口１２６が形成されている。そして、導入口１２５の下流に位置して障壁１２７が立設されている。この障壁１２７は、環状通水路１２４を環状に流れる水を受け、この障壁１２７の上流側領域に正圧を発生させるものであり、この正圧が導入口１２５に作用するように設定してある。また、上記注出口１２６の上流に位置して他の障壁１２８が立設されている。この障壁１２８は、環状通水路１２４を環状に流れる水を受け、この障壁１２８の下流側に負圧を発生させるものであり、この負圧が注出口１２６に作用するように設定してある。
また、仕切り壁１２３の下面には、上端が注出口１２６に連なる導出パイプ１２９が取付けられており、この導出パイプ１２９の下端は後述するビタミン容器１３２の底部に開口し、導出通路１３０を形成する。この導出パイプ１３０の下端開口部には、ビタミンＣの粉末は通過させず、水溶液は通過させるストレーナ１３１が設けられている。【００３６】  上ケース１２０には、ビタミン容器１３２が脱着可能に取付けられている。この容器１３２は透明性合成樹脂にて形成されており、上端が開放された円筒容器をなしている。このビタミン容器１３２は、上端内面に形成した雌ねじ部を上ケース１２０の雄ねじ部にねじ込むことで上ケース１２０に取付けられ、この場合、シール材１３３により液密が保たれる。
このようなビタミン容器１３２内には、ビタミンＣ粉末１３４が充填されるとともに、水溶液の濃度を知らしめる比重式濃度センサー１３５が収容される。【００３７】  このような構成による第６の実施例の浄水器について作用を説明する。
浄水器本体１１１を水道蛇口１１４に取り付け、蛇口１１４を開けると水道水（原水）が切換弁１１５に導かれる。操作ハンドル１１６を操作して原水ストレートの状態にすると、切換弁１１５の切換により原水がストレート吐出口１１７に供給され、この原水は、ストレート状Ａに噴射される。
また、操作ハンドル１１６を操作して原水シャワーに切り換えると、切換弁１１５が切り換えられて原水がシャワー吐出口１１８に供給され、シャワー状Ｂに噴射される。
さらに、操作ハンドル１１６を操作して浄水ストレートに切り換えると、切換弁１１５の作用により原水は浄化部１１２に送られ、この原水は浄化部１１２で後述するように浄化される。そして浄化された水は経てストレート吐出口１１７に送られ、ストレート吐出口１１７からストレート状Ａに噴射される。
さらにまた、操作ハンドル１１６を操作して浄水シャワーに切り換えると、切換弁１１５の作用により原水は浄化部１１２に送られ、この浄化部１１２で浄化される。この浄水はシャワーと出口１１８に送られ、このシャワー吐出口１１８から、シャワー状Ｂに噴射される。【００３８】  上記操作ハンドル１１６の操作により水道水が浄化部１１２に送られた場合、水道水は原水入口１２１から入り、環状通水路１２４を通って、浄水出口１２２から出て行く。水が環状通水路１２４を流れるとき、導入口１２５の下流側に障壁１２７を設けてあるので、流水の一部がこの障壁１２７に衝突し、この障壁１２７の上流に圧力の高くなる領域ができ、この圧力が導入口１２５に作用する。
一方、水が注出口１２６の近傍を流れるとき、注出口１２６の上流に他の障壁１２８を設けてあるので、水がこの障壁１２８に衝突し、この障壁１２８の下流側に圧力の低い領域が発生する。この低圧力は注出口１２６に作用する。
この結果、導入口１２５に作用する圧力が注出口１２６に作用する圧力より高くなり、よって、環状通水路１２４を流れる水の一部が導入口１２５からビタミン容器１３２内に流入する。使用始め時には、容器１３２内に空気が残っているが、この空気は水よりも軽いので上方に押され、上部に開口している導入口１２５及び注出口１２６より排除される。
そして、容器１３２に導入された水は、容器１３２内に充填したビタミンＣの粉末１３４を溶解し、ビタミンＣの水溶液を作る。容器１３２内に生成されたビタミンＣ水溶液は、導出パイプ１２９の下端より導出通路１３０を通じて注出口１２６に押し出され、この注出口１２６から通水路１２４に注出される。よって、注出口１２４から注出されたビタミンＣ水溶液が環状通水路１２４を流れている水道水に混ざり、水道水に含まれている残留塩素と反応して残留塩素を中和し、無害な塩素化合物にする。この中和、つまり浄化された水が浄水出口１２２より浄化器本体１１１側に戻される。
上記導出パイプ１２９の下端はカートリッジ１３２の底部に開口しているので、飽和水溶液に近い濃度の高い水溶液が導出通路１３０を経て注出口１２６より環状通水路１２４に流出される。しかも、導入口１２５から導入された水道水は、必ず容器１３２の底部に残っているビタミンＣの粉末１３４の箇所を通過して導出パイプ１２９に入るので、粉末を溶解し、濃度の高い水溶液に変わる。よって、注出口１２６から常に濃度の高い水溶液が供出されるので、安定した濃度の水溶液を注出することができる。
また、ビタミンＣの水溶液は、水道水に含まれるカルシウムなどのアルカリ物質と反応し、アルカリ度を低減する。このため、ストレート吐出口１１７やシャワー吐出口１１８から放出されるシャワー水は、アルカリ度の低い水になっており、アルカリ物質の結晶による孔や開口の目詰まりを防止することができる。【００３９】  容器１３２内のビタミンＣ粉末１３４が無くなれば、容器１３２を上ケース１２０から外し、この容器１３２にビタミンＣ粉末を補充する。この場合、導出パイプ１２９の開口下端をビタミン容器１３２の底部に開口してあるから、容器底部にある濃度の高い水溶液を優先的に吸い上げる。したがって、粉末が無くなった後は短期間の内に濃度の高い水溶液が注出される。このため、粉末が無くなったことに気が付いたときには既に濃度の高い水溶液は使用され、容器１３２内には薄い水溶液が残っている状態になる。よって、容器１３２に粉末を補充する時に濃度の高い水溶液を無駄に捨てるのを軽減することができる。
加えて、ビタミン容器１３２内に比重式濃度センサー１３５を収容してあるので、水溶液の濃度が低くなるとこのセンサー１３５が沈み、このセンサー１３５の位置を見て水溶液の濃度を判断することができる。これにより粉末の補充時に濃い水溶液を無駄に捨てるなどの不経済を回避することができる。
そして、浄水器を使用しないときは、導入口１２５及び注出口１２６はビタミン容器１３２の上部に開口されているので、容器１３２内の比重の大きなビタミンＣ粉末及び水溶液が導入口１２５及び注出口１２６から漏れ出ることが防止される。よって、ビタミンＣが無駄に消粍されるのが回避される。
なお、上記実施例では、導入口１２５の下流に障壁１２７を設けると共に、注出口１２６の上流に他の障壁１２８を設け、導入口１２５と注出口１２６との間で圧力差を生じさせるようにしたが、これら障壁はいずれか一方のみを設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】  本発明の第１の実施例を示し、ハンド式シャワーヘッドの断面図
【図２】  同実施例の分解した斜視図
【図３】  本発明の第２の実施例を示し、ハンド式シャワーヘッドの断面図
【図４】  同実施例の作用を説明する図
【図５】  本発明の第３の実施例を示し、ハンド式シャワーヘッドの側面図
【図６】  同実施例のシャワーヘッドの縦断面図
【図７】  図６中ＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図
【図８】  図６中ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図
【図９】  本発明の第４の実施例を示し、ハンド式シャワーヘッドの側面図
【図１０】  同実施例のシャワーヘッドの縦断面図
【図１１】  図１０中ＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図
【図１２】  図１１中ＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図
【図１３】  本発明の第５の実施例を示し、壁固定式シャワーの全体の構成図
【図１４】  同実施例の混合ユニットの縦断面図
【図１５】  図１４中ＸＶ−ＸＶ線に沿う断面図
【図１６】  図１４中ＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う断面図
【図１７】  本発明の第６の実施例を示し、蛇口直結型浄水器の正面図
【図１８】  図１７中ＸＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿う断面図
【図１９】  図１７中ＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う断面図
【符号の説明】
【００４１】    １，３０…シャワーヘッド本体
２…握り部
３…ヘッド部
４，４４，９１，１２４…通水路
７，３３，７５…散水板
１０，４０，６０，８５…カートリッジ
１３，４８，６１，９２，１２５…導入口
１４，５０，６５，９５，１２９…導出パイプ
１５，５１，６６，９６，１３０…導出通路
１６，４９，６２，９３，１２６…注出口
１７，５２…ストレーナ
１８，５３，９８，１３４…ビタミンＣ粉末
１９，５４，９９，１３５…濃度センサー
２３，４６…絞り通路
２８…剥離発生箇所
２９，６４，９４，１２７，１２８…障壁
１３２…容器
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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