娱乐用的水射流装置，所述装置形成圆顶的制作方法

娱乐用的水射流装置，所述装置形成圆顶
1.本发明涉及娱乐用的水射流装置，例如喷泉型或类似的水射流装置。
2.从现有技术已知的是此类装置施加以超过360
°
的规则角增量分布的水射流，其中水以所要抛物线形状喷射(除了在存在强风或其它中断的情况下)。如图7中所展示，此装置包括若干进水管道tub(在压力下)，其各自能够射出水射流j，使得一组射流形成中空的穹顶，在所述穹顶中，中心由管线tub占据。
3.此穹顶形状可给用户不仅带来视觉或听觉(落水的声音)的愉悦，而且在用户自身有可能位于穹顶之下的情况下给用户带来凉爽，如图8中所展示。
4.然而，图7中所示出的类型的装置，在穹顶的中心由水射流管道占据的情况下，不会允许如图8中所示出的实施例，例如其中家具mob布置于水j的穹顶内部。如图7中所示出的水管道tub的中心柱会阻止放置此家具，且无法使用户在穹顶下看到彼此(因此干扰用户之间的任何所要社交)。
5.本发明改进了这种情况。
6.为此目的，本发明提出娱乐用的水射流装置，特别是喷泉型的水射流装置，其包括：
[0007]-射流头部，其配备有至少一个进水开口和至少一组出水口喷嘴，所述一组喷嘴布置在同一平面中且在所述射流头部的外围线上，喷嘴具有朝向所述射流头部的外部定向的相应出口，
[0008]-水流量调节器，其为喷嘴供水，以产生使从每一喷嘴喷出的水射流具有所选择的基本上抛物线形状的路径的水流速度，从喷嘴喷出的一组水射流形成至少一个圆顶部分，以及
[0009]-至少一个供水柱，其由刚性材料制成且包括连接到进水装置的入口以及连接到所述射流头部的开口并与之机械整合在一起的出水口，所述供水柱具有所述选择的抛物线形状以与所述圆顶相协调。
[0010]
因此，应理解，所述射流头部布置在由一组水射流形成的圆顶的顶部处。接着，有必要提供由所述柱形成的至少一个刚性管道，从而确保将水供应到射流头部并且确保头部机械固定在圆顶的顶部处(如在下文详细论述的图1中所示)。自身具有与射流相同的一般形状的柱因此有利地与圆顶相协调。
[0011]
射流头部可包含布置在同一平面中的一组喷嘴，或甚至布置在相应平行平面(n个平面)中的若干组喷嘴(n组)，以使所述圆顶中的水具有“厚度”。
[0012]
圆顶自身可具有半球形穹顶形状或任何其它圆顶形状。
[0013]
在半球的情况下，所述一组喷嘴通常可布置在同一平面中的至少一个圆弧上(此圆弧形成所述外围线)。然后，喷嘴的相应出口朝向柱体部分(如图2a中所示出)或锥体部分(如图2b、2c中所示出)的外部定向，所述锥体部分具有位于射流头部上方的顶点，且具有垂直于所述一组喷嘴的平面的中心轴线。
[0014]
由从喷嘴喷出的一组水射流形成的圆顶部分因此具有穹顶部分的形状。
[0015]
在此实施例中，头部可通常具有圆形形状。
[0016]
可替代地，头部的形状可为椭圆形或长方形，且在此情况下，圆顶具有球形或类似形状。头部还可具有多边形形状且因此产生这样一个圆顶：其在水平平面上的轨迹对应于多边形。
[0017]
此外，喷嘴可例如分布在头部的圆周上方(或仅在此圆周的部分上方，例如以允许用户在不被喷射的情况下“进入”到圆顶之下)。当然，可通过控制安装在每一喷嘴上的至少一个阀门来中断每一喷嘴的射流，如下文将看到，这使得有可能维持其中喷嘴分布在头部的圆周上方的实施方案，同时仅通过短暂地中断来自几个喷嘴的射流而仍允许用户在不被喷射的情况下进入到圆顶之下。
[0018]
此外，从头部喷出的术语“射流”应理解为意味着：此射流头部可借助于流入其中的水而喷射连续的水射流、循环中断的水射流(交替的连续片段或“短线状(dashes)”)或“逐滴”水射流(“点状”，比如雨)。
[0019]
同一组喷嘴例如以规则角间隔布置在同一平面中，使得有可能借助于喷嘴的空间布置获得所要规则圆顶或穹顶形状。圆顶的形状因此取决于：
[0020]-一方面，水从喷嘴喷出时的速度(形成所述抛物线形路径)，以及
[0021]-射流头部的外围的形状(卵形、多边形、圆形或其它)。
[0022]
进水柱是以机械方式固定的(通常在没有进水柱与射流头部之间的相对移动的所需可能性的情况下)。旨在接收供水柱的射流头部的开口例如与位于其任一侧的喷嘴的角距离相同且处于与头部的喷嘴相同的平面中(参见例如图2a)。
[0023]
柱的端部可包含直径略小于射流头部的开口的直径的管道，例如以在装置的所有组件部分可用作套件的实施例中能够通过力插入其中。
[0024]
有利地，供水柱以刚性材料设计以支撑射流头部。另外，柱具有与射流相同的抛物线形状(y＝ax2类型的相同系数“a”)，以与从头部喷出的射流完全整合到圆顶中。光学效果产生，且用户会产生看到圆顶仅由水构成的错觉。
[0025]
射流头部可具有布置在柱体部分上的其喷嘴，如图2a中所示出在下文详细描述，或可替代地可布置在锥体部分上，如图2c中所示出，所述锥体的顶点s位于射流头部1上方。在这些配置中的任一者中，柱体或锥体的中心轴线垂直于射流头部的平面(即，其中刻出由喷嘴形成的圆弧的平面)。喷嘴的此平面可为水平的，如图2a或图2c中所展示。然而，在必要时，其可稍微倾斜以产生特定美学效果。然而，其必须保持小于90
°
，以赋予射流基本上抛物线形状以获得所要圆顶(或此处更准确地说，穹顶)效果。
[0026]
从如图2a中所展示的柱体部分喷出的射流首先在水平平面中，接着向下“落下”，如图9a中所展示。在喷嘴为顶点在顶部处且具有如图2c中所示出的半角α的锥体部分的部分的实施例中，射流以此角度α喷出以达到范围xb，如图9b中所示出，在从图9a的圆柱形底座喷射的情况下，此范围xb可能大于范围xa。实际上，如果例如角度α接近45
°
，那么范围xb可为最大范围，其因此可使得有可能在圆顶下提供大空间(可能用于如图8中所示出的桌子和椅子)。
[0027]
然而，应注意，“完美的”穹顶形状(如图1中所示出)通过射流头部的喷嘴的等于0
°
的倾斜角而获得(对应于如图2a中所示出的圆柱形底座上的喷嘴的配置)。
[0028]
因此，此处将通用术语“圆顶”理解为意味着图1中呈现的穹顶形状以及在其顶部处稍微扁平或甚至具有非零角度α的稍微凹入的穹顶形状两者。类似地，“圆顶”可在底部处
具有一般为圆形的形状，但在变体中可具有正方形底座或更一般为多边形。
[0029]
然而，在需要穹顶形状的本发明的一个实施例中，所述一组喷嘴的喷嘴布置在同一平面内的至少一个圆弧上，喷嘴包括朝向柱体部分或锥体部分的外部定向的相应出口，所述锥体部分具有位于所述射流头部上方的顶点，且具有垂直于所述同一平面的中心轴线，由从喷嘴喷出的一组水射流形成的圆顶部分更特别地具有穹顶部分的形状。
[0030]
当然，射流头部的一组喷嘴的平面与竖直平面形成非零角度(以维持射流路径的抛物线形状，以及一般圆顶形状)。
[0031]
在本发明的一个实施例中，柱以至少半透明(或甚至透明)的刚性材料设计，以与从头部的喷嘴喷出的射流完全相协调。因此，所选择的材料可为例如透光有机玻璃或玻璃或其它材料等聚合物。
[0032]
在本发明的一个实施例中，所述装置包括支撑底座，所述支撑底座与柱入口机械整合在一起且其优选地从柱入口延伸大于或等于圆顶直径的距离。
[0033]
此“支撑底座”在图1和图3中被标注为4。在所示出的实例中，其可为连接到进水柱2中的每一个的底部的环(或另一形状，例如多边形、椭圆形或环形区段)。此底座因此提供对装置整体的支撑，且更特别地，对水射流头部的支撑。在以下详细呈现的实施例中，支撑底座被配置成用于收集从头部喷出的水的水槽，且其直径因此对应于地面上圆顶的轨迹。接着将理解，在此类实施例中，优选的是控制从射流头部喷出的规则水流，使得来自射流头部的大部分水被收集在水槽中。
[0034]
在本发明的一个实施例中，射流头部具有一般为椭圆形、圆形或多边形的形状(例如，矩形或正方形)，或另外卵形(如图10中所示出)，且包括在一般形状上方以规则角度分布的多个开口。装置可接着包括多个供水柱(还如图10或图3中所示出)，其全部由半透明的刚性材料制成且每一个供水柱包括连接到进水装置的入口以及连接到设置于射流头部中并与之机械整合在一起的开口的出水口。这些供水柱还优选地各自具有所述选择的抛物线形状。
[0035]
具有若干供水柱的此实施例有利地使得有可能提供大圆顶形状(高且宽)，且因此支撑经大小设定为以高流动速率喷射大量水的射流头部的重量。此实施例通常使得有可能获得如图8中所示出的结果，其具有家具，所述家具可安装在圆顶(此处为穹顶)之下而不会变湿。所述柱可为：
[0036]-通过水槽或中空环连接(如图3中所示出)用于内部水循环以利用单个进水装置(图3中表示为13)来向柱供水，或
[0037]-各自连接到独立的供水系统。
[0038]
形成支撑底座的中空环可由与进水柱相同的材料(刚性且半透明的)制成。
[0039]
在另一变体中，仅一个柱被供有水，而其它柱仅用以支撑装置。其具有类似于射流中的一者的抛物线形状，且为半透明且坚固的材料。其可为实心或中空的。
[0040]
在本发明的一个实施例中，柱入口中的每一个与支撑底座机械整合在一起，且所述支撑底座为与射流头部相同的一般形状，柱入口在支撑底座、柱和底座的一般形状上方以规则距离分布，因此形成如在图3的实例中所示出的“多杆(multipod)”。
[0041]
在本发明的一个实施例中，所述支撑底座包括形成所述进水装置的至少一个集水槽，并且所述装置包括连接到所述流量调节器的用于集水槽的水泵。
[0042]
在此实施例中，装置再循环从头部喷出的水。集水槽可在装置实际上被激活之前装满水。在供水的情况下，例如，集水槽可存储从喷射头部的射流流动的水，以填充内部储集器11(如图5中所示出)。泵可设置于此储集器中，使用来自储集器的水将其朝向射流头部重新喷射回去，此泵接着由所述流量调节器控制。
[0043]
在本发明的一个实施例中，所述装置进一步包括与所述流量调节器协作以测量所述射流头部中的压力的压力表。
[0044]
特别地，所述流量调节器被布置成在所述射流头部中检测到低于预定阈值的压力的情况下增加来自所述进水装置的水的流动速率。
[0045]
因此，例如尤其当装置包括集水槽时，压力表测量射流头部处的水压。如果水压不够高，那么流量调节器经由泵增加来自集水槽的水流以在射流头部处恢复足够压力以获得所需圆顶形状，如上文所解释。
[0046]
在其它实施例中，压力表可例如放置在柱入口处。
[0047]
在本发明的一个实施例中，所述装置进一步包括额外的供水系统，当持续检测到所述射流头部中的压力低于预定阈值的情况下作为备用。
[0048]
术语“持续”在此理解为意味着此检测通常在超过阈值的持续时间内有效。
[0049]
举例来说，压力表测量射流头部中的水压。如果压力低于预定压力且集水槽中的水不再足以恢复此压力，那么通过流量调节器控制额外的供水系统直到达到由压力表测量的压力水平阈值为止。
[0050]
在本发明的一个实施例中，所述装置进一步包括使用户能够设定所述预定阈值的输入部件。
[0051]
用户可因此调节射流头部中的水压以按需要调适圆顶的形状。压力越高，圆顶越大。
[0052]
在本发明的一个实施例中，流量调节器被配置成循环地切断对喷嘴的供水，且使循环中断的射流从每一喷嘴喷出。
[0053]
可由装置产生三个主要类型的射流：
[0054]-当水流动速率为规则时的连续射流：喷嘴接着连续地打开，
[0055]-循环中断的或呈连续水段的射流：例如，流量调节器每n个时间段切断供水，以获得在其长度上n次中断的射流；喷嘴接着根据水流入打开和关闭，
[0056]-逐滴或“点状”射流：水切割速度大于中断的射流的速度。
[0057]
在本发明的一个实施例中，所述装置包括在所述射流头部的每一喷嘴出口处的至少一个向外打开的阀门，阀门连结到铰链且由弹簧向内推动。
[0058]
射流头部的喷嘴具有通过放置在阀门和头部的外表面上的铰链连接到头部的众多阀门，使阀门能够在水流期间打开。喷嘴的阀门还通过弹簧附接到头部，所述弹簧放置在每一阀门的底侧上并且附接到射流头部。如果水压不足，那么阀门关闭，且弹簧接着静止。当压力高到足以流动时，弹簧伸展且阀门打开，从而允许水流动。
[0059]
因此，在基于具有如上文所呈现的弹簧的阀门的“机械”实施例中，流量调节器可由所述阀门与所述进水装置协作而形成，使得：
[0060]
来自所述进水装置的水进入所述射流头部所产生的大于阈值的压力使阀门打开，并且
[0061]
在阀门打开之后，来自所述射流头部中的放水使所述射流头部中的水压下降，且使阀门关闭。
[0062]
在一个实施例中，可规定所述装置进一步包括用于进行以下操作的风速仪：
[0063]
识别风向和风力，
[0064]
增加通过一组喷嘴之中的喷嘴的第一部分的水的流动速率，所述喷嘴的第一部分被定位成面向风，并且减小通过一组喷嘴之中的喷嘴的第二部分的水的流动速率，所述喷嘴的第二部分与第一部分互补并且被定位成背对风。
[0065]
可进一步规定，此风速仪还可用于取决于风力而任选地循环地将水射流中断成连续的水段或水滴。如果检测到非常高的风力，那么风速仪还可用于完全关断射流。在此情况下，比风速仪更简单的传感器(仅检测风的存在或风力)也可在较不复杂且可能更经济的实施例中使用。在此实施例中，装置可因此包含至少一个传感器，所述传感器用于识别风力且取决于风力而将水射流至少循环地(或完全地)中断为连续的水段或水滴。
[0066]
在一个实施例中，射流头部在例如下部表面(如图6中所示出)中可包括至少一个光源16b(例如一系列发光二极管或其它源)和用于光源16b的电源16a(例如电池或光伏模块或其它)。
[0067]
通过阅读以下详细描述且通过分析附图，其它特征、细节和优点将变得显而易见，在附图中：
[0068]
图1示出了水射流装置。
[0069]
图2a示出了装置的水射流头部。
[0070]
图2b示出了水射流头部的喷嘴的倾斜角度。
[0071]
图2c示出了呈第二种可能形式的水射流头部。
[0072]
图2d示出了具有布置在相应平行平面中的多行喷嘴以对由水射流形成的圆顶赋予所要厚度的水射流头部。
[0073]
图3示出了具有多个柱的水射流装置。
[0074]
图4a示出了水射流头部的喷嘴。
[0075]
图4b示出了在一个操作模式中的喷嘴的水平横截面。
[0076]
图4c示出了在第二操作模式中的喷嘴的水平横截面。
[0077]
图5示出了集水槽的横截面。
[0078]
图6示出了在一个实施例中的水射流装置。
[0079]
图7示出了现有技术的装置。
[0080]
图8示出了装置的使用模式。
[0081]
图9a示出了用于使用图2a的射流头部的射流的方向。
[0082]
图9b示出了用于使用图2b的射流头部的射流的方向。
[0083]
图10示出了根据一个可能实施例的具有矩形椭圆形基底的圆顶的实施例。
[0084]
图1表示水射流装置。此装置包括：
[0085]-射流头部1，
[0086]-供水柱2，
[0087]-流量调节器3，
[0088]-进水装置13，
[0089]-支撑底座4，以及
[0090]-设定点输入接口ihm，其用于选择待调节的流动速率。
[0091]
特别地，柱2包括通过力被插入到例如射流头部1的开口中的出口管道。柱2的另一端经由流量调节器3连接到进水装置13。头部1和柱2的组合件由支撑底座4机械地保持。在图1的实例中，底座4呈具有开口的中空圆形环的形式，柱2的进水管道通过力被插入到例如所述开口中。
[0092]
在操作期间，射流头部1(包括在其外围上的射流喷嘴，如下文中详细描述)产生柱2(其可为透明或半透明的)与之相协调的水圆顶。在所示出的实例中，圆顶的水对地面的冲击取决于射流头部1处的压力(或以对于调节器所选择的流动速率的等效方式)而形成可变半径的圆。因此，用户可经由接口ihm(例如，连接到流量调节器3的远程控制或输入接口)选择例如压力和/或流动速率且从此选择圆顶的冲击的地面半径。
[0093]
此实施例通常允许所形成的水圆顶的直径根据娱乐性元件(桌子、椅子、扶手椅或其它)的要求来调节以放置在圆顶之下。
[0094]
流量调节器、柱、底座和射流头部的组合件可为待安装在进水装置13(花园水龙头或其它)上的套件。
[0095]
在所展示的实例中，装置放置在平坦表面上。射流头部1由抛物线形状的柱2固持得较高(如从头部1的喷嘴喷出的水射流，以与其相协调)。头部1通过进水装置13进给，通过水流量调节器3控制所述进水装置的流动速率。射流头部1定位在支撑底座4的中心上方，装置搁置在支撑底座4上。
[0096]
来自进水装置13的水由流量调节器3调节，接着通过柱2到达射流头部1且流动以使得水圆顶由来自射流头部1的众多射流形成。射流头部1的位置使得有可能借助于出水口喷嘴具有水穹顶的形状。
[0097]
流量调节器3调节流入到射流头部中的水以获得抛物线形状的射流。为此目的，流动速率大于快速排水的第一阈值，接着假定为归因于重力的抛物线形状，如图9a和9b中所示出。流动速率必须大于第二阈值，使得水不会喷射放置在圆顶之下的物品，且更一般来说，使得圆顶保持其形状。
[0098]
在这点上，头部1的射流管道布置在头部的外围处，如图1中所示出；此头部1可为：
[0099]-圆形，在此情况下，圆顶可具有在地面上形成圆形轨迹的穹顶形状，
[0100]-椭圆形，在此情况下，圆顶可具有在地面上形成卵形轨迹的扁平穹顶形状，
[0101]-正方形或矩形，其中圆顶形状在地面上具有正方形或矩形底座形状，
[0102]-多边形，在此情况下，圆顶可具有在地面上形成多边形轨迹的穹顶形状。
[0103]
射流头部1包括彼此等距的众多喷嘴5，喷嘴放置在射流头部1的圆周上，在相同水平平面中。柱2连接到射流头部1，使能够将水引导到出口喷嘴5。出水口喷嘴5以一定小于90度的角度α定向(如图2b中所示出)，以获得抛物线形状的射流。
[0104]
图2a展示连接到柱2的圆形形状的水射流装置的射流头部1。射流头部的形状可取决于实施例而变化。举例来说，其可具有如图2a中所示出的圆柱形形状，使得每一开口在竖直平面中。在此情况下，射流j为抛物线形，如图9a中所示出，其具有相应地形成的圆顶的半径xa，使得xa＝vo(2h/g)
1/2
，其中：
[0105]-vo是水从喷嘴中喷射的速度，
[0106]-h是头部1在地面上方的高度，
[0107]-g是重力(9.8m/s2)。
[0108]
可替代地，头部可具有如图2c中所示出的圆锥形状，其中圆锥的顶点s在顶部处，圆锥的角度表示为α。此实施例使得有可能将从喷嘴喷出的水进一步喷出(到距离xb，如图9b中所示出)，特别是在α接近45
°
时。
[0109]
优选地，为了有效地隐藏一组射流内的水柱，可以做出选择，如图2d中所示出，以产生具有大于阈值的某一厚度的水射流。因此提供一种水射流头部，其包括布置在相应平行平面中的多行喷嘴以对由水射流形成的圆顶赋予此所要厚度。
[0110]
图3表示具有众多柱2的水射流装置，所有柱都具有与从喷嘴5喷出的水射流的圆顶相协调的同源抛物线形状。装置的此实施例可用于高度大于待由单个进水柱2支撑的最大高度的射流头部。所述装置包括连接到众多进水柱2的射流头部1、通过流量调节器3调节的进水装置13和支撑底座4。柱2以对于射流头部周围的所有柱相等的角度间隔开。
[0111]
图4a表示射流头部1的出水口喷嘴5。喷嘴5包括借助于定位在阀门的外表面上的铰链6连接到射流头部的众多阀门7，所述铰链6允许阀门7在水从喷嘴5喷出时摆动打开。
[0112]
图4b表示在一个操作模式中喷嘴5的水平横截面，阀门7由弹簧8从内部支撑。弹簧8放置在阀门7的内表面上且连接到射流头部1。
[0113]
在进水装置未被激活的实施例中(如图4b中所示出)，例如喷嘴5处于关闭位置。阀门7已摆动关闭，弹簧8相对松弛(与其处于更加伸展的替代位置相比)，从而不允许水流动通过喷嘴5。
[0114]
在进水装置被激活的实施例中(如图4c中所示出)，头部1中的压力增加，推动阀门7直到后者7过渡到打开位置为止。弹簧8通过流入装置的射流头部的水压伸展，使得当压力降到低于阈值时，弹簧向内的推动使阀门再次关闭。在稳态下，阀门可循环地打开和关闭。因此，射流可循环地中断，从而形成断裂的水段。使用分段式射流的此类实施例使得有可能通过在室外风的偶然阵风而限制对圆顶形状的破坏。此外，有可能使用风速仪15(如借助于图6和10中的实例在射流头部的顶部上所示出)识别风向且增加面向风的某些喷嘴的流动速率且减少背对风的喷嘴的流动速率。在这点上，形成喷嘴的阀门如图4a、4b、4c中所示出可由电子喷嘴代替，所述电子喷嘴受风速仪15控制且能够产生各种可能射流(连续的、分段式或呈滴状)。
[0115]
图5表示集水槽9，此处包括孔10以收集经由射流头部流动的水；以及水储集器11，其在具有孔10的隔室下面且收集流动通过孔10的水。
[0116]
图6在实施例中表示水射流装置，除射流头部1、进水柱2和流量调节器3之外，水射流装置还包括：
[0117]-压力表12，其用于测量水压(优选地在射流头部中或可替代地在柱的支脚处)，
[0118]-集水槽9(以避免浪费从喷嘴喷出的水)，
[0119]-泵14，以从所述槽9再注入水，
[0120]-风速仪15，以根据室外风的力界定从喷嘴喷出的水射流的形状。
[0121]
然而，进水装置13可在此实施例中继续使用，当槽9之外的水损失不再允许在射流头部1处具有足够压力时作为备用。
[0122]
因此，在所展示的实例中，如果集水槽9中的水量就其自身而言不足以为装置供
水，那么压力表12测量水压且激活连接到进水装置13的流量调节器3。压力表12可进一步测量水压以在压力低于用于获得圆顶效果的压力阈值的情况下激活泵14。
[0123]
此外，如图6中所示出，射流头部可在其底侧包含光源16b，例如一根发光二极管(或其它源)和用于光源16b的电源16a(通常来自室外使用装置的光伏模块)。此外，电源16b还可为图6中所示出的风速仪15供电。
[0124]
借助于此类布置，且特别地通过产生具有相同形状的进水柱的其中射流都具有抛物线形路径的圆顶形状以与圆顶相协调，此圆顶形状使得有可能界定用于容纳用户的空间而不具有会妨碍任何类型家具放置在圆顶下的中心柱的限制。如在图8的实施例中所示出，因此有可能将任何类型的桌子放在圆顶中心(而未必是中心具有开口的圆顶)，而不会阻碍用户之间的社交。