CN105465455B - 出水单元、喷头以及花洒 - Google Patents
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Abstract
一种提供负离子雨滴状水花的出水单元、喷头以及花洒，其特征在于：包括喷水片，设置在所述喷水片上若干喷水孔，喷水孔的水流入口和水流出口，所述水流入口截面远远小于所述水流出口截面，并且从水流入口到水流出口形成的流道长度远远小于所述水流出口截面的径向尺寸，组成反向文丘里管，当水流经过时，形成反向文丘里效应，产生负压，将水流周围的空气吸入水流中，产生水、气的相互撞击、混流和相互切割与剧烈冲突，出现了雷纳德效应，在水流喷出口附近的一定范围内的空气中，有大量的负离子，从而以极少的耗水量获得大清洗水流的高效节水效果和清洗的舒适度。
Description
技术领域
本发明涉及喷水装置技术领域，尤其涉及提供负离子雨滴状水花的出水单元、喷头以及花洒。
背景技术
目前，在水龙头的出水端，以提高水流的清洗效率来达到节水目的的高效清洗水流有两种形式的水花，一种是依靠水流在喷射的过程中形成的卷吸作用将一部分空气混到水中形成水包气泡的类似泡沫状的水花。这种水花有效的提高了水流的比表面积。在局部范围内具有明显的节水效果。
另一种水流形式的水花方式是将整根大截面的水柱变成多根细水线。依单纯射流的方式喷射出水线束，这种水花有效提高了水流的比表面积。在局部范围内具有明显的节水效果。
在此基础上，再辅助以适当的限流，通过限制水流过的截面达到既能够减少水的流量，又有效扩大了水流的比表面积。从而达到高效节水的目的。
但是，泡沫状的水花不能扩大水流的总清洗面积。如果水流的截面过大，失去水压的水柱中的气泡从水中很快逸散出来。就失去了扩大水流比表面积的作用。所以从本质上讲。这种水花只是消耗了水流的总动量，节水效率有限，实质是减缓水流的冲击。同时，当自来水的供水压力过小的时候，虹吸作用下降，水汽无法进行有效混合，形成不了水包汽的泡沫水流。
水线束水花虽然扩大了水流的清洗面积，但因为形成射流水花具有较强的冲击力，而且随着水线越细冲击力越强，必须辅助以适当的限流，当自来水的供水压力过小的时候，射流作用随之下降。
同时，现有这些技术，对流量的控制是单纯的限流，水流量与供水压力呈线性关系，在高水压管路系统具有明显的节流作用，对于低水压管路则会引起流量过小，影响用户使用；单纯的限流不能改变水流的清洗效率，非常有限节水效果是以牺牲用户的清洗时间为代价，对用户而言，总耗水量没有降低，因此，达不到理想的节水效果。
发明内容
本发明提出一种提供负离子雨滴状水花的出水单元，包括喷水片，设置在所述喷水片上若干喷水孔、以及设置在所述喷水孔上的水流入口和水流出口，所述水流入口截面远远小于所述水流出口截面，从水流入口到水流出口形成的流道长度远远小于所述水流出口截面的径向尺寸，组成反向文丘里管，当水流经过时，形成反向文丘里效应，产生负压，将水流周围的空气吸入水流中，由于水流的流向即出水水流方向与空气流入的方向相反，二者在流道内发生冲突，产生水、气的相互撞击、混流和相互切割，同时与流道的内壁发生剧烈摩擦和碰撞，最终形成水、气混合微粒子，从水流出口喷出，水、气混合微粒子改变了水流原始单一水柱的形态，使水流的比表面积呈几何数扩大，同时，气、水二相流体的剧烈冲突，产生了雷纳德效应，在水流喷出口附近的一定范围内的空气中，出现大量的负离子。
本发明还提供了一种喷头，该喷头包括密封元件、以及具有腔体的主体，所述主体设有主体出口，所述密封元件位于所述主体内部进行连接处的密封，所述出水单元位置与所述主体出口位置对应，所述主体设有连接部件。
作为本发明的进一步改进，该喷头还包括内芯、以及安装于所述内芯内部的智能流量控制单元，所述内芯位于所述密封元件与所述出水单元之间，所述智能流量控制单元包括流量控制板、压力敏感元件，所述流量控制板设有流量控制板流道，所述流量控制板流道两端分别设有流量控制板入口和流量控制板出口，所述压力敏感元件位于所述流量控制板入口位置处，所述压力敏感元件是一弹性体。
作为本发明的进一步改进，该喷头还包括内芯、以及安装于所述内芯内部的导流单元，所述内芯位于所述密封元件与所述出水单元之间，所述导流单元的主体上设有导流流道，所述导流流道两端分别设有导流入口和导流出口。
作为本发明的进一步改进，该喷头还包括过滤元件，所述过滤元件安装在所述内芯位置处。
作为本发明的进一步改进，所述过滤元件为两个，两个过滤元件分别安装在所述内芯的上、下部。
本发明还提供了一种花洒，该花洒包括所述的喷头。
作为本发明的进一步改进，该花洒为手持式淋浴花洒。
作为本发明的进一步改进，该花洒为固定式淋浴花洒。
本发明的有益效果是：提出一种新型水花，其水流形态类似于自然界的雨滴形状，在水流喷射区域的空气中聚集有大量的负离子，解决了水流清洗比表面积与水流总清洗面积和与喷射面积之间的矛盾，能以最小的流量形成无限大的水流清洗比表面积。对使用者而言，以较少的耗水量获得大清洗水流的感觉，无论从水流清洗的舒适度，还是高效用水的节水效果，都是现有技术所不具备的。
附图说明
图1是本发明的出水单元结构示意图；
图2是本发明的出水单元剖面结构示意图；
图3是本发明的出水单元另一实施例的结构示意图；
图4是本发明的出水单元另一实施例的剖面结构示意图；
图5是本发明喷头的第一种实施例的主视剖面图；
图6是本发明喷头的第一种实施例的外观轴测图；
图7是本发明喷头的第一种实施例的分解轴测图；
图8是本发明喷头的第二种实施例的主视剖面图；
图9是本发明喷头的第二种实施例的外观轴测图；
图10是本发明喷头的第二种实施例的分解轴测图；
图11是本发明喷头的第三种实施例的主视剖面图；
图12是本发明喷头的第三种实施例的分解轴测图；
图13是本发明喷头的第四种实施例的主视剖面图；
图14是本发明喷头的第四种实施例的分解轴测图；
图15是本发明喷头的第五种实施例的主视剖面图，其中内芯的上部设置有过滤元件；
图16是本发明喷头的第五种实施例的分解轴测图，其中内芯的上部设置有过滤元件；
图17是本发明喷头的第五种实施例的主视剖面图，其中内芯的下部设置有过滤元件；
图18是本发明喷头的第五种实施例的分解轴测图，其中内芯的下部设置有过滤元件；
图19是本发明喷头的第五种实施例的主视剖面图，其中内芯的上、下部设置有过滤元件；
图20是本发明喷头的第五种实施例的分解轴测图，其中内芯的上、下部设置有过滤元件；
图21是本发明的手持式淋浴花洒主视剖面图；
图22是本发明的手持式淋浴花洒外观轴测图；
图23是本发明的手持式淋浴花洒分解轴测图；
图24是本发明的固定式淋浴花洒主视剖面图；
图25是本发明的固定式淋浴花洒外观轴测图；
图26是本发明的固定式淋浴花洒分解轴测图。
具体实施方式
本发明公开了一种出水单元3，包括流道19、以及设置在所述流道19两端的水流入口17和水流出口18，所述水流入口17截面尺寸小于所述水流出口18截面尺寸，所述流道19长度小于所述水流出口18截面的最小径向尺寸。
由于水流出口18形状有可能是不规则形状的，所以水流出口18截面的径向尺寸有可能是2mm和1mm，那么所述流道19长度就小于1mm。
所述流道19由至少两段流道构成，至少两段流道包括第一段流道191和第二段流道192，所述第一段流道191与所述水流入口17对接，所述第二段流道192与所述水流出口18对接，所述第一段流道191长度小于所述第二段流道192长度，所述流道19截面形状为非直筒形状。
如图1-2所示，作为该出水单元3的一个实施例，该出水单元3包括出水单元主体16，在出水单元主体16上设置有水流入口17、水流出口18和流道19，水流入口17和水流出口18形状相似、均为回转体、截面为圆形，流道19是一种回转体，第一段流道191长度小于第二段流道192长度，流道19的长度(也就是第一段流道191和第二段流道192加起来的长度)小于水流出口18的截面直径。
如图3-4所示，作为该出水单元3的另一个实施例，出水单元3由出水单元主体16和其上设置的水流入口17、水流出口18、流道19组成，水流入口17的截面远远小于水流出口18的截面，并且二者的形状完全不同，其各自的形状是规则的多边形，其中水流入口17的形状是三角形，水流出口18的形状是四边形，流道19是非规则的形状，第一段流道191长度小于第二段流道192长度，流道19的长度小于水流出口18的截面的最小径向尺寸。
本发明的出水单元3可以是在出水单元主体16上一体成型所述的水流入口17、水流出口18、流道19；或者，水流入口17、水流出口18、流道19分别是单独的部件，由水流入口17、水流出口18、流道19组装成出水单元3。
综上所述，出水单元3是由水流入口17、水流出口18、流道19组成，其中，出水单元主体16既可以设置成规则的板状，也可以是非规则的形状，在出水单元主体16上进水方向的一端设置的水流入口17的形状既可以设置成规则的形状，也可以是非规则的形状，其流过水的截面远远小于在出水端设置的水流出口18的截面，水流出口18形状既可以设置成规则的形状，也可以是非规则的形状，水流入口17的形状与水流出口18形状既可以相似，也可以是完全不同，其二者之间的距离形成流道19的总长度，流道19的总长度远远小于水流出口18的截面的最小径向尺寸，流道19的形状既可以是规则的，也可以是非规则的。其在出水单元主体16上的分布与排列既可以是规则的，也可以是非规则的。
如图5-7所示，本发明还公开了一种包括本发明出水单元3的喷头，作为该喷头的第一个实施例，该喷头包括密封元件2、以及具有腔体的主体1，所述主体1设有主体出口9，所述密封元件2位于所述主体1内部，所述出水单元3位置与所述主体出口9位置对应，所述密封元件2外表面与所述主体1内表面形成密封配合，所述密封元件2底部与所述出水单元3形成密封配合，所述主体1设有连接部件，该主体1的连接部件为入口螺丝10。本发明的喷头直接安装在上游设备的连接口上，其中，主体1上设置的入口螺纹10用于与上游设备的连接口进行安装连接，密封件2用于连接处的密封。该上游设备也就是管路系统的设备。在该喷头中，水流沿进水水流方向14进入出水单元3的水流入口17，经过出水单元3的流道19，从出水单元3的水流出口18流出，在出水单元3的出水单元主体16上，由水流入口17、水流出口18和流道19的形状和尺寸组合成反向文丘里管，当水流经过时，形成反向文丘里效应，产生负压，将水流周围的空气吸入水流中，由于水流的流向即出水水流方向15与空气流入的方向相反，二者在流道19内发生冲突，产生水、气的相互撞击、混流和相互切割，同时与流道19的内壁发生剧烈摩擦和碰撞，最终形成水、气混合微粒子，从水流出口18喷出，水、气混合微粒子改变了水流原始单一水柱的形态，使水流的比表面积呈几何数扩大，同时，气、水二相流体的剧烈冲突，产生了雷纳德效应，在水流喷出口附近的一定范围内的空气中，出现大量的负离子。
如图8-10所示，作为该喷头的第二个实施例，第二个实施例是在第一个实施例的基础上设置了流量控制，具体为：该喷头还包括内芯4、以及安装于所述内芯4内部的智能流量控制单元5，所述内芯4位于所述密封元件2与所述出水单元3之间，所述智能流量控制单元5包括流量控制板8、压力敏感元件7，所述流量控制板8设有流量控制板流道22，所述流量控制板流道22两端设有流量控制板入口20和流量控制板出口21，所述压力敏感元件7位于所述流量控制板入口20位置处，所述压力敏感元件7是一弹性体，其弹性变形量与水流压力呈线性关系，当压力小的时候其变形量也小，当水压增大的时候其变形量随之增加，由于压力敏感元件7的位置是处于流量控制板入口20处，其变形量对流量控制板入口20的通水截面积进行封堵，变形量越大，流量控制板入口20被封堵的面积越大，水流的通水截面越小，进入到流量控制板流道22的水流量随之减小，使水流量始终保持在一个恒定的范围内，从而达到对水流流量的控制。
如图11-12所示，作为该喷头的第三个实施例，第三个实施例是在第一个实施例的基础上设置了导流单元6，具体为：该喷头还包括内芯4、以及安装于所述内芯4内部的导流单元6，所述内芯4位于所述密封元件2与所述出水单元3之间，所述导流单元6的主体上设有导流流道25，所述导流流道25两端分别设有导流入口23和导流出口24。通过导流入口23、导流出口24和导流流道25三者的尺寸、大小、形状和组合以及与出水单元3的组合，影响水流的流向，当水流经过时，形成一定的流向和呈一定的角度，最终经过出水单元3流出。
如图13-14所示，作为该喷头的第四个实施例，第四个实施例是将第二个实施例和第三个实施例的技术方案结合在一起，具体为：在第四个实施例中，该喷头既设置了导流单元6，又同时设置智能流量控制单元5，由主体1、密封元件2、内芯4、出水单元3组成，内芯4内设置有智能流量控制单元5和导流单元6，其水流形态中的水花形状、出水水流的流量和喷射范围均可实现可控。
作为该喷头的第五个实施例，该喷头还包括过滤元件11，该过滤元件11可以与该喷头第一至第四个实施例分别、或任意进行组合从而进而该喷头的第五个实施例，在第五个实施例中，优选方案为：
如图15-16所示，在内芯4的上部设置有过滤元件11，用于滤除水中的杂质；
如图17-18所示，在内芯4的下部设置有过滤元件11，用于滤除水中的杂质；
如图19-20所示，在内芯4的上、下部均设置有过滤元件11，用于进行多级的过滤。
本发明还公开了一种花洒，该花洒安装有本发明的喷头。
如图21-23所示，喷头设置在手持式淋浴花洒上，出水水流的流量由智能流量控制单元5控制在一定的范围内，相对于自来水的供压力多变，水流流量和压力保持在相对的恒定，由出水单元3提供雨滴状的水流并保证一定的喷射角度和喷洒范围。其中，原本一体式的主体1由主体和盖子26组合而成，内芯4及其上设置的导流单元6的形状发生了变化。
如图24-26所示，喷头设置在固定式淋浴花洒上，主体1由主体和盖子26组合而成，内芯4及其上设置的导流单元6的形状以及与主体1组合的形状发生了变化。
综上，主体1可设置成一体式，也可设置为由分开的部分组合在一起；内芯4及其上设置的导流单元6可设置成一体式，也可设置为由分开的部分组合在一起，它们的形状既可与主体1合并在一起成为一体式，也可由分开的部分组合在一起。内芯4和导流单元6用于控制水流的方向和水流的喷洒范围，提供出水水流流出的角度，智能流量控制单元5用于控制水流的流量，提供出水水流的恒流和恒压。本技术方案的核心为出水单元3，用于提供水流的形状。
内芯4上的智能流量控制单元5实现对水流流量及压力的自动调节，导流单元6用于对水流状态进行控制，从而形成具有一定流量和一定的流向的水流，提供给出水单元3，水流经过出水单元3的多个流道时，发生各流道同步多重射流，水和空气在流道中剧烈碰撞，形成水汽混合颗粒，一同喷出，水和空气在流道中剧烈碰撞的同时，与水流流道发生高速摩擦，形成雷纳德效应，从而在周围的空气中产生了大量的负离子。
同现有技术相比较，本发明的技术效果在于：解决了水流清洗比表面积与水流总清洗面积和与喷射面积之间的矛盾，能以最小的流量形成无限大的水流清洗比表面积。同时水流比表面积与喷射面积可以任意调整，形成了一种新型的水花，其水流形态类似于自然界的雨滴效果，在水流喷射区域的空气中聚集有大量的负离子，对使用者而言，以极少的耗水量获得大清洗水流的感觉，无论从高效用水的节水效果，还是水流清洗的舒适度，都是现有技术所不具备的。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种提供负离子雨滴状水花的出水单元，其特征在于：出水单元包括出水单元主体、流道、以及设置在所述流道两端的水流入口和水流出口，所述水流入口截面小于所述水流出口截面，并且从水流入口到水流出口形成的流道长度小于所述水流出口截面的径向尺寸，组合成反向文丘里管，当水流经过时，形成反向文丘里效应，产生负压，将水流周围的空气吸向水流出口，与水流发生冲突从而将连续喷出的水流切割成水滴，形成类似于自然界的雨滴效果的水花，同时由于水流入口截面小于水流出口截面，水流与水流入口处产生高速摩擦，该摩擦产生的动能与水流出口处空气与水产生高速摩擦的动能形成进一步的迭加，发生雷纳德效应。
2.一种喷头，其特征在于：包括根据权利要求1所述的出水单元、密封元件（2）、以及具有腔体的主体（1），所述主体（1）设有主体出口（9），所述密封元件（2）位于所述主体（1）内部进行连接处的密封，所述出水单元（3）位置与所述主体出口（9）位置对应，所述主体（1）设有连接部件。
3.根据权利要求2所述的喷头，其特征在于：包括内芯（4）、以及安装于所述内芯（4）内部的智能流量控制单元（5），所述内芯（4）位于所述密封元件（2）与所述出水单元（3）之间，所述智能流量控制单元（5）包括流量控制板（8）、压力敏感元件（7），所述流量控制板（8）设有流量控制板流道（22），所述流量控制板流道（22）两端分别设有流量控制板入口（20）和流量控制板出口（21），所述压力敏感元件（7）位于所述流量控制板入口（20）位置处，所述压力敏感元件（7）是一弹性体。
4.根据权利要求2所述的喷头，其特征在于：包括内芯（4）、以及安装于所述内芯（4）内部的导流单元（6），所述内芯（4）位于所述密封元件（2）与所述出水单元（3）之间，所述导流单元（6）的主体上设有导流流道（25），所述导流流道（25）两端分别设有导流入口（23）和导流出口（24）。
5.根据权利要求4所述的喷头，其特征在于：包括过滤元件（11），所述过滤元件（11）安装在所述内芯（4）位置处，所述过滤元件（11）为两个，两个过滤元件（11）分别安装在所述内芯（4）的上、下部。
6.一种花洒，其特征在于：包括根据权利要求1所述的出水单元，花洒为手持式淋浴花洒。
7.一种花洒，其特征在于：包括根据权利要求1所述的出水单元，花洒为固定式淋浴花洒。
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