[发明专利]产生空气中水液滴悬浮液的淋浴喷头

说明书

一种淋浴喷头(10、10’)，其包括一个或更多个液滴形成室(50)，每个室被供应水和加压空气，加压空气将水分成悬浮在气流中的液滴。在一方面，液滴形成室的几何参数被选择成保持主液滴形成模式和次液滴形成模式之间的平衡，其中在室中形成的主液滴中的一部分通过与室壁的碰撞而从气流中脱离出来，并作为通过薄膜分解形成的次液滴被再次夹带。在另一方面，通向液滴形成室的空气入口(40)设置有引导表面(45)，这些引导表面保持通过室的平行轴向气流。

本发明涉及沐浴时使用的淋浴器，并且特别地涉及用于混合空气和水以形成分布在气流中的水液滴悬浮液的淋浴喷头(shower head)。

传统地，沐浴时使用的淋浴喷头包括有精细孔的板(已知为花洒(rose))，该淋浴喷头具有水入口，该水入口用于向板后方的增压室供水，以便在水流过多个孔时将水精细地分开。

近年来，已经变得常见的是，通过经由喷射泵或基于文丘里效应(Venturi)的其他装置吸入环境空气或通过从气泵供应加压空气，将空气混入水中，使得水作为含有大量气泡的连续液相从淋浴喷头发射出来，从而形成所谓的泡沫淋浴器或发泡淋浴器。

不太常见的是，已知将淋浴喷头内的液滴形成室内的水分开，以形成悬浮在连续气相中的各个液滴(在本文中称为“空气中含水”淋浴喷头)。在液滴形成室中形成的液滴在悬浮于空气流中的情况下被完整地带出淋浴喷头，该空气流在体积上比水流大得多。这极大地减少了清洗身体所需的水量，同时将相对小体积的水分布在用户的身体上，从而提供与使用更多水的传统淋浴器相当的感官上的淋浴体验。

空气中含水的淋浴喷头由本申请人的WO2009/056887 A1、WO2012/110790 A1和WO2012/175966 A1进行示例性说明。

其他用于产生空气中水液滴悬浮液的设备例如通过US2002/0000477 A1、JP H09-262512和US3965494被公开。

应注意，空气中含水的淋浴喷头与用于产生雾或雾气(例如用于园艺或其他目的)的喷嘴(通常称为“雾化喷嘴”)的区别在于空气中含水的淋浴喷头的相对大得多的液滴尺寸。雾化喷嘴通常产生尺寸范围最大约50微米直径的液滴。为了使空气中含水的淋浴喷头为用户提供合意的淋浴体验，重要的是水液滴足够大，以将来自淋浴喷头的出口点的热量和动能保持直至与用户身体撞击的点。这需要直径至少约500微米的液滴，大约比由雾化喷嘴产生的液滴大一个数量级，而且还需要液滴能够完整地离开淋浴喷头。

人体内神经末梢的密度使得如果液滴足够大、数量多且被均匀地分布，那么它们的单个撞击与较大体积气流的动能相结合，会被用户体验为与从传统淋浴喷头作为连续水相输送的相对较大体积的水相当的感觉，同时液滴的撞击力足以有效清洁皮肤。然而，如果液滴太小，那么在它们离开喷嘴并到达用户之前，它们全部的或大部分的能量将会散失，这样空气和水的组合流被体验为凉爽的、湿冷的雾。

在空气中含水的淋浴喷头中，所需的液滴尺寸是通过将移动的空气流和移动的水流进行混合来实现的，使得水被气流打散，从而在液滴形成室内形成液滴，然后将如此形成的液滴以悬浮在气流中的方式从室的出口完整喷射出来，以形成喷射流(spray)。值得注意的是，液滴是由移动的空气流和移动的水流之间的相互作用形成的，而不是由水撞击表面形成的。因此，空气中含水的淋浴喷头在出口处不包括将导致各个水液滴在撞击时分解的传统花洒。

相比之下，在雾化喷嘴中，水可以被引入高速气流中，或者以高速撞击表面，或者可以使用两种技术的组合，以产生形成雾或雾气所需的小得多的液滴尺寸范围。

虽然已知的是，空气中含水的淋浴喷头应产生不同于来自例如雾化喷嘴的液滴尺寸范围，但已经发现，在实践中，在低水流动速率下(例如大约5l/m(升每分钟))难以实现提供满意的淋浴体验的液滴尺寸分布。