KR102004325B1 - 버퍼존을 구비한 가정용 노즐 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 수도꼭지로부터 하우징의 수용공간으로 유입되는 물이 복수의 제1 물압축구, 버퍼존, 상기 버퍼존에 비해 큰 내경을 가져 와류 및 난류를 발생시키는 와류발생존 및 상기 제1 물압축구에 비해 작은 내경을 갖는 복수의 제2 물압축구를 통해 연속하여 통과시켜, 미세기포의 뭉침을 방지하면서 압축, 팽창 및 폭발이 반복되도록 하여 물에 포함된 기포를 ㎛ 단위로 미세화하고, 내부 압력손실을 줄여 물의 수압손실을 최소화할 수 있는 버퍼존을 구비한 가정용 노즐을 제공한다.

Description

버퍼존을 구비한 가정용 노즐{NOZZLE FOR FAMILY USE HAVING BUFFER ZONE}

본 발명은 버퍼존을 구비한 가정용 노즐에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 수도꼭지로부터 하우징의 수용공간으로 유입되는 물을 복수의 제1 물압축구, 버퍼존(Buffer Zone), 상기 버퍼존에 비해 큰 내경을 가져 와류 및 난류를 발생시키는 와류발생존 및 상기 제1 물압축구에 비해 작은 내경을 갖는 복수의 제2 물압축구를 통해 연속하여 통과시켜, 미세기포의 뭉침을 방지하면서 압축, 팽창 및 폭발이 반복되도록 하여 물에 포함된 기포를 ㎛ 단위로 미세화하고, 내부 압력손실을 줄여 배출되는 물의 수압손실을 최소화할 수 있는 버퍼존을 구비한 가정용 노즐에 관한 것이다.

최근 미세먼지의 증가에 따라 세면이나 샤워 또는 음식의 세척 등을 할 때 노폐물이나 이물질을 더 효과적으로 제거할 수 있는 방법이 요구되고 있다.

이를 위해 수도꼭지에 미세기포 발생장치를 설치하여 발생된 미세기포를 이용함으로써 노폐물이나 이물질 등을 보다 효과적으로 제거하는 기술이 일부 개시되어 있다.

종래의 미세기포 발생장치로는 충격식 또는 선회식 노즐을 사용하는 방식 또는 미세기공필터를 사용하는 방식 등이 있다.

상기 충격식 노즐을 사용하는 방식의 미세기포 발생장치는 단순히 기체-액체 혼합물을 충격판에 충돌되도록 하여 이러한 작용에 의해 거대 기체입자를 깨뜨려 미세화하는 것이다.

그러나, 상기 충격식 노즐을 사용하는 방식은 5 내지 20 bar의 높은 압력이 필요할 뿐만 아니라, 유량손실이 크고, 다수의 노즐 및 부피가 큰 혼합탱크가 요구됨으로써, 장치의 구조와 설비가 매우 복잡해지는 단점이 있다.

상기 선회식 노즐을 사용하는 방식의 미세기포 발생장치는, 상기 충격식 노즐 방식과 같이, 단일 노즐로 미세기포를 발생시키지 못하며, 높은 압력이 필요할 뿐만 아니라, 부피가 큰 혼합탱크가 요구되는 등 장치의 구조와 설비가 매우 복잡한 단점이 있다.

이와 같이, 상기 충격식 노즐 방식 및 상기 선회식 노즐 방식의 미세기포 발생장치는 그 구조와 설비가 복잡하여 일반적인 가정용 수도꼭지에 적용이 곤란하고, 제조시 비용이 증가되는 문제가 있다.

그리고, 종래의 미세기공필터를 사용하는 방식의 미세기포 발생장치는, 필터 폐색 문제가 발생되어 유지보수가 번거로우며, 사용시간이 누적되면 장치의 기포발생 효율성이 저하되는 단점이 있었다.

한편, 소형화된 미세기포 발생노즐을 샤워기와 수도꼭지 사이에 설치하여 미세기포를 발생시키는 기술이 일부 개시되어 있으나, 종래의 미세기포 발생노즐은 미세기포를 발생시키는 과정에서 압력손실이 발생하기 때문에 수압이 저하되어 최종적으로 호스 등을 통해 배출되는 물 줄기가 약해지는 문제가 있어서, 가정의 욕조, 수조 또는 주방 등에서 사용시 불편한 문제가 있다.

또한, 일반적으로 미세기포는 서로 뭉치는 성질이 있기 때문에, 생성된 미세기포들의 크기가 예기치 않게 커지는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 미세기포를 발생시키는 과정에서 미세기포 발생노즐 중 일부가 수압에 의해 떨리면서 소음이 야기되는 문제가 발생할 수 있다.

국내실용신안등록공보 제20-0432582호

본 발명의 목적은, 부피가 큰 혼합탱크가 필요하지 않아 장치의 구조와 설비를 단순화시킬 수 있어서 가정용 수도꼭지에 용이하게 적용할 수 있을 뿐만 아니라 제조비용을 줄일 수 있고, 미세기포의 뭉침을 방지하고 미세기포 발생작용을 증가시켜 물에 포함된 미세기포의 발생 효율을 향상시킬 수 있으며, 장치의 내부 압력손실을 줄여 물의 수압손실을 줄일 수 있는 버퍼존을 구비한 가정용 노즐을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 태양에 의한 버퍼존을 구비한 가정용 노즐은, 수도꼭지에서 유입된 물에 포함된 기포를 미세화시킨 후 배출시키는 노즐에 있어서, 상기 노즐은, 상하가 개방된 수용공간을 가지며, 상하 단부에 상기 수용공간과 연통되게 수도꼭지연결부 및 물 배출부가 각각 구비된 하우징; 및 상기 수용공간에 물의 유입방향으로부터 순서대로 내설된 제1 기포발생부재, 내경조절 스페이서(spacer) 및 제2 기포발생부재; 를 포함하며, 상기 제1 기포발생부재는, 상기 수용공간의 내경과 일치하는 직경을 갖는 제1 바디; 상기 제1 바디에 상하방향으로 형성되는 복수의 제1 물압축구; 및 상기 제1 바디의 하부 내측에 형성되는 제1 홈부; 를 포함하고, 상기 내경조절 스페이서는, 내측에 상기 제1 물압축구와 연통되는 버퍼존(Buffer Zone)을 가지며, 외주면이 상기 제1 홈부에 밀착되게 삽입되는 지지체; 및 상기 지지체의 하단에서 상기 하우징의 내벽에 밀착되도록 돌출 형성되는 노즐 가스켓; 을 포함하고, 상기 제2 기포발생부재는, 상기 수용공간의 내경과 일치하는 직경을 가지며, 상단이 상기 노즐 가스켓의 하면에 밀착되는 제2 바디; 및 상기 제2 바디에 상하방향으로 형성되되, 상기 제1 물압축구에 비해 작은 내경을 갖는 복수의 제2 물압축구; 를 포함하고, 상기 제2 바디의 상부 내측에는 와류발생존이 구비되도록 상기 버퍼존에 비해 큰 내경을 가지며 상기 버퍼존과 연통되는 상하방향의 제2 홈부가 형성되며, 상기 수도꼭지연결부를 통해 유입된 물의 기포는, 상기 복수의 제1 압축구, 상기 버퍼존, 상기 와류발생존, 상기 복수의 제2 물압축구 및 물 배출부를 연속적으로 통과하면서 압축, 팽창 및 폭발을 반복하여 ㎛ 단위로 미세화되고, 상기 와류발생존 통과시 와류 및 난류에 의해 미세기포의 뭉침이 방지되도록 하는 것을 특징으로 하는 버퍼존을 구비한 가정용 노즐을 제공한다.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 하우징의 상기 수용공간의 상단부와 상기 제1 기포발생부재의 상단부 사이에 수압유지공간을 확보할 수 있도록 설치되는 스페이서를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 복수의 제1 물압축구가 상기 제1 바디 내에 서로 평행하게 형성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 복수의 제1 물압축구가 상기 제1 바디 내에서 중심을 향해 경사지게 기울어지는 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 제1 바디에서 상기 제1 물압축구들이 형성된 영역의 최대 직경이 상기 제2 바디에서 상기 제2 물압축구들이 형성된 영역의 최대 직경 보다 작고, 상기 제1 물압축구들이 상기 제2 물압축구들에 비해 더 넓은 간격으로 배치될 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 제1 바디에서 제1 홈부를 제외한 부분의 상하 두께와 상기 제2 바디에서 제2 홈부를 제외한 부분의 상하 두께가 서로 동일하고, 상기 버퍼존과 상기 와류발생존의 상하 깊이가 서로 동일하고, 상기 버퍼존 및 상기 와류발생존의 상하 깊이는 상기 제1 바디에서 제1 홈부를 제외한 부분의 상하 두께 또는 제2 바디에서 제2 홈부를 제외한 부분의 상하 두께의 1/2일 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 하우징은, 하단이 개방되고 수용공간과 수도꼭지 연결부를 갖는 제1 몸체; 및 상단이 개방되고 물 배출부를 가지며 상기 제1 몸체의 하단에 결합되는 제2 몸체; 를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 버퍼존을 구비한 가정용 노즐은, 부피가 큰 혼합탱크가 필요하지 않아 장치의 구조와 설비를 단순화시킬 수 있어서 가정용 욕실이나 주방의 수도꼭지에 용이하게 적용할 수 있으며, 와류발생존에 의해 미세기포의 뭉침을 방지하면서 2차례에 걸쳐 압축, 팽창 및 폭발 작용이 일어나도록 하여 미세기포발생 효율을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 하우징 내부에 버퍼존이 형성되어 물에 포함된 기포를 미세

또한, 하우징이 제1 및 제2 몸체의 결합구조로 이루어져, 노즐이 제1 몸체의 내부에 순서대로 제1 기포발생부재, 내경조절 스페이서 및 제2 기포발생부재를 삽입하고 제2 몸체를 결합하여 하우징의 수용공간을 닫는 것으로 완성되므로, 구조가 간단하여 생산이 용이할 뿐만 아니라, 소비자가 필요시 내부의 구성요소들을 별도로 구매하여 직접 하우징 내부에 장착하여 사용할 수 있다.

또한 미세기포가 만들어지는 과정에서 발생하는 떨림과 소음을 방지하여 안정성을 높일 수 있으며, 버퍼존에 의해 내부 압력손실을 줄여 물의 수압손실을 최소화하여 배출되는 물 줄기가 약해지지 않도록 할 수 있다.

따라서, 본 실시 예의 버퍼존을 구비한 가정용 노즐을 적용하면 샤워 또는 세안시 피부 미용 개선에 효과적이고, 주방에서 과일이나 설거지를 할 때에도 상기 수압이 센 물의 미세기포의 작용에 의해 보다 깨끗하게 씻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 버퍼존을 구비한 가정용 노즐이 적용된 샤워기구를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에서 가정용 노즐의 일 실시 예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2에서 제1 기포발생부재, 내경조절 스페이서(spacer) 및 제2 기포발생부재를 개략적으로 나타낸 분리사시도이다.
도 4는 도 2에 스페이서가 추가된 다른 실시 예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 2에서 제1 기포발생부재의 변형 예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 실시 예는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

또한, 본 실시 예에서는 설명의 편의를 위해 수도로부터 물이 공급되는 방향을 상측으로, 물이 호스로 배출되는 방향을 하측으로 설정하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 버퍼존을 구비한 가정용 노즐이 적용된 샤워기구를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시 예의 버퍼존을 구비한 가정용 노즐이 적용된 샤워기구는 수도꼭지(200)에서 유입된 물에 포함된 기포를 미세화시키기 위한 가정용 노즐(100)과, 가정용 노즐(100)에 의해 생성된 미세기포를 포함하는 물을 배출하기 위한 소정 길이의 호스(12) 및 호스(12) 일단에 구비된 샤워헤드(11)를 포함한다.

도 2는 도 1에서 가정용 노즐의 일 실시 예를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 2에서 제1 기포발생부재, 내경조절 스페이서(spacer) 및 제2 기포발생부재를 개략적으로 나타낸 분리사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시 예에 따른 가정용 노즐(100)은, 수도꼭지(200)로부터 유입된 물에 포함된 기포를 미세하게 만들어 호스(12) 측으로 배출시키는 것으로서, 내부에 상하가 개방된 수용공간을 갖는 하우징 및 상기 수용공간에 물의 유입방향으로부터 순서대로 내설된 제1 기포발생부재(120), 내경조절 스페이서(spacer; 140) 및 제2 기포발생부재(130)를 포함한다.

상기 하우징은 상하 단부에 상기 수용공간과 연통되게 수도꼭지연결부(112) 및 물 배출부가 각각 구비되고, 상하로 결합되어 내부의 수용공간을 밀폐하는 제1 및 제2 몸체(111, 113)를 포함할 수 있다.

제1 몸체(111)는 하단이 개방되고, 내부에 수용공간이 되는 상하가 개방된 제1 중공부를 가지며, 이때 하단 외주면에는 나사산(미도시)이 형성될 수 있다.

이러한 제1 몸체(111)는 수도꼭지연결부(112)를 포함한다. 수도꼭지연결부(112)는 제1 몸체(111)의 상단에서 상측으로 돌출되게 연장되는 부분으로 수도꼭지가 내삽 결합된다. 또한, 수도꼭지연결부(112)는 상기 제1 중공부와 연통되는 제2 중공부(114)를 가지며 제2 중공부(114)의 내경은 본 실시 예에 적용되는 가정용 수도꼭지의 직경과 대체로 대응되도록 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 제2 중공부(114)의 상단에는 필요시 내주면에 나사산이 형성될 수 있다.

한편, 본 실시 예에 적용되는 수도꼭지(200)는 일 단부의 외주면에 수도꼭지연결부(112)의 내주면에 형성된 나사산과 나사 결합되도록 나사산이 형성될 수 있다. 또한, 제2 중공부(114)와 그 내부에 내삽된 수도꼭지(200) 사이에는 필요시 수밀성을 더 확보하기 위해 수밀 패킹(미도시)이 더 개재될 수 있다. 이러한 구조에 따라 제2 중공부(114)에 수도꼭지(200)를 연결한 후 물을 틀면 물이 제2 중공부(114) 및 제1 몸체(111)의 제1 중공부를 통해 상기 하우징 내부로 유입된다.

제2 몸체(113)는 상단이 개방되어 제1 몸체(111)의 제1 중공부와 연통되는 제3 중공부(115)를 가지며 제1 몸체(111)의 후단에 결합되는 부분으로서, 물 배출구의 역할을 한다. 제2 몸체(113)는 상단 내주면에 제1 몸체(111)의 후단 외주면에 형성된 나사산과 나사 결합되도록 나사산(미도시)이 형성될 수 있다. 이때, 제2 몸체(113)에서 나사산이 형성된 부분에는 수밀성을 더 확보하기 위해 수밀 패킹이 더 구비될 수 있다.

또한, 제2 몸체(113)의 후단에는 필요시 호스를 결합하기 위한 호스 결합부(미도시)가 구비될 수 있다. 이때, 상기 호스 결합부는 외주면에 호스(12)의 일 단부에 구비된 결합너트와 같은 부재가 끼워져 나사 결합되도록 나사산이 형성될 수 있다.

이러한 구조에 따라, 제1 및 제2 몸체(111, 113)를 서로 분리한 후 제1 몸체(111)에 상측으로부터 제1 기포발생부재(120), 내경조절 스페이서(spacer; 140) 및 제2 기포발생부재(130)를 순서대로 간편하게 삽입하여 설치한 후, 제1 몸체(111)의 하단에 나사 결합 등에 의해 제2 몸체(113)를 결합하여 내부의 수용공간을 밀폐하면 하우징이 완성되는 것이다.

이때, 제1 및 제2 몸체(111, 113)는 바람직하게 내식성이 우수한 스테인리스강(stainless steel) 또는 합성수지 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제1 중공부는 제2 및 제3 중공부(114, 115)에 비해 내경이 작게 형성될 수 있다. 이하, 설명에서 상기 하우징은 이러한 제1 및 제2 몸체(111, 113)가 서로 결합된 상태를 나타내는 것으로 하여 함께 설명한다.

본 실시 예의 제1 기포발생부재(120)는 상기 하우징의 수용공간에서 상측에 내설되며 제1 바디(121), 복수의 제1 물압축구(123) 및 제1 홈부(122)를 포함하여, 도 3에서 보는 바와 같이 전체적으로는 원통형상이고 상부면은 평평하나 하부면에는 중공부에 해당하는 제1 홈부(122)가 형성된 형태이다. 제1 바디(121)는 제1 몸체(111)의 수용공간(제1 공간부에 해당함)의 내경과 일치하는 직경을 가져 외주면이 제1 몸체(111)의 상측 내벽에 밀착되게 설치된다. 복수의 제1 물압축구(123)는 제1 바디(121)에 소정 간격(D11)을 두고 형성되며, 제1 바디(121)의 상하면을 관통하도록 물의 이동방향인 상하방향을 따라 길게 형성된다. 제1 홈부(122)는 제1 바디(121)의 하부 내측에 형성되는 중공부이고, 복수의 제1 물압축(123)와 연통된다.

이에, 제1 기포발생부재(120)는 수도꼭지로부터 유입된 물이 상기 하우징의 수용공간을 통과할 때, 상기 물이 제1 바디(121)의 상면에 부딪힌 후 나눠져 복수의 제1 물압축구(123)를 통해 유입되고, 유입된 물은 복수의 제1 물압축구(123)를 통과하면서 압축된다. 이후, 제1 물압축구(123)의 하단을 통해 넓은 영역(후술하는 버퍼존)으로 배출되는 물은 순간적으로 급격하게 팽창하게 되고, 이때 물 내부에 포함된 기포들이 폭발하면서 보다 작은 크기의 1차 미세기포로 미세화된다.

본 실시 예의 내경조절 스페이서(140)는 지지체(142)와 노즐 가스켓(141)을 포함한다. 지지체(142)는 수용공간의 내경(D) 보다 작은 직경을 가지며, 내측에 중공부로서 상하방향으로 개방되고 제1 물압축(123)와 연통되는 버퍼존(116)이 구비된다.

이때, 지지체(142)는 제1 기포발생부재(120)의 제1 홈부(122)에 삽입되고 그 외주면이 제1 홈부(122)의 내벽에 밀착되게 결합된다. 이때, 버퍼존(116)은 후술하는 제2 기포발생부재(130)의 와류발생존과도 연통된다.

노즐 가스켓(141)은 지지체(142)의 하단 가장자리에서 제1 몸체(111)의 내벽을 향해 수직으로 돌출 형성되며, 그 선단이 제1 몸체(111)의 내벽에 밀착된다. 이때, 노즐 가스켓(141)의 상면에는 제1 바디(121)의 하단이 밀착되어 후술하는 제2 기포발생부재(130)의 제2 바디와 제1 기포발생부재(120)의 제1 바디(121)가 서로 접촉하는 것을 방지하며 아울러 노즐의 길이방향의 공차를 흡수하여 제품의 완전성을 보장하는 역할도 한다.

또한, 제1 바디(121)의 하단이 제1 몸체(111)의 내벽과 내경조절 스페이서(140)의 지지체(142) 사이에 밀착 결합되면 물이 제1 물압축구(123)를 통과할 때 수압에 의해 제1 기포발생부재(120)가 떨리는 현상을 억제하여 소음발생을 방지할 수 있다.

위와 같이 구성된 내경조절 스페이서(140)는 버퍼존(116)이 제1 물압축구(123)을 통과하며 압축된 물이 유입될 때 팽창되어 내부의 기포가 폭발되게 함으로써 다수의 1차 미세기포들을 생성할 수 있도록 한다.

또한, 내경조절 스페이서(140)의 버퍼존(116)으로 통과한 물은 후술하는 와류발생존으로 이동하면서 와류 및 난류가 형성된다. 와류 및 난류 형성에 대해서는 아래 제2 기포발생부재(130)의 설명에서 더 상세히 설명한다.

제2 기포발생부재(130)는 제1 기포발생부재와 대칭적인 형태로서, 제1 몸체(111)의 수용공간에서 하측에 내설되며 제2 바디(131), 복수의 제2 물압축구(133) 및 제2 홈부(132)를 포함한다.

제2 바디(131)는 제1 몸체(111)의 수용공간의 내경(D)과 일치하는 직경을 가져 외주면이 제1 몸체(111)의 하측 내벽에 밀착되게 설치되고, 상단이 노즐 가스켓(141)의 하면에 밀착된다. 복수의 제2 물압축구(133)는 제2 바디(131)에 소정 간격(D12)을 두고 형성되고, 제2 바디(131)의 상하면을 관통하도록 물의 이동방향인 상하방향을 따라 길게 형성된다. 이때, 제2 물압축구(133)의 내경은 제1 물압축구(123)의 내경에 비해 상대적으로 작게 형성된다.

제2 홈부(132)는 제2 바디(131)의 상부 내측에 형성되어 내측에 마련되는 공간이 와류발생존(118)이 된다. 이때, 와류발생존(118)은 버퍼존(116)과 연통되고, 와류발생존(118)의 내경(D2)은 버퍼존(116)의 내경(D1)에 비해 상대적으로 크게 이루어진다.

물에 포함되는 미세기포는 이동 중에 서로 부딪히며 뭉쳐서 기포의 크기가 커지려는 성질이 있다. 본 실시 예에서는, 내경조절 스페이서(140)의 버퍼존(116)을 거치며 1차 미세기포가 생성된 물이 와류발생존(118)으로 유입될 때, 버퍼존(116)과의 내경 차이로 인해 와류발생존(118)에서 와류 및 난류가 형성되어, 이에 물이 혼합되면서 1차 미세기포들이 서로 붙어 뭉치지 않게 함으로써 기포의 크기가 커지는 현상을 방지할 수 있고, 더불어 와류 및 난류에 의해 미세기포를 추가적으로 더 발생시켜 물 속의 미세기포 발생량을 더 증대시킬 수 있다.

그리고, 제2 기포발생부재(130)는 와류발생존(118)을 통과한 물이 제2 바디(131)의 상면에 부딪힌 후 나눠져 복수의 제2 물압축구(133)를 통해 유입되고, 유입된 물은 복수의 제2 물압축구(133)를 통과하면서 한번 더 압축되어 높은 수압을 가지게 된다

이후, 제2 물압축구(133)의 하단을 통해 제3 공간부(115)로 배출되면서 다시 팽창하게 되고, 이때 물 내부에 포함된 1차 미세기포들이 폭발하면서 더 작은 크기의 2차 미세기포로 미세화된다. 이때, 제2 물압축구(133)의 내경은 제1 물압축구(123)의 내경에 비해 더 작기 때문에 앞에서 유입된 물에 포함되어 있는 1차 미세기포가 더 작은 2차 미세기포로 쪼개지면서 ㎛ 단위로 미세화되는 효과를 향상시킬 수 있다.

한편, 제1 몸체(111)에 제2 기포발생부재(130)를 삽입하여 설치하기 전에 제1 몸체(111)의 수용공간에 오링(미도시)을 먼저 삽입될 수 있다. 상기 오링은 기본적으로 수밀성을 향상시키며, 제1 및 제2 기포발생부재(120, 130)의 전체 총 길이와 상기 하우징의 수용공간의 내부 길이의 오차를 줄이는 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 오링은 상기 하우징의 수용공간 내에 제1 및 제2 기포발생부재(120, 130)와 내경조절 스페이서(140)가 서로 완전히 밀착되도록 하여 수압이 세더라도 제1 및 제2 기포발생부재(120, 130)가 수용공간 내에서 움직이거나 흔들리는 것을 최소화하고 소음 발생을 추가적으로 방지할 수 있다.

한편, 제1 및 제2 기포발생부재(120, 130)는 예컨대 주재료가 구리인 황동(Brass) 재질로 이루어질 수 있다, 이 경우 물에서 이온화에 따른 구리이온(Cu^{2 +})이 발생되고, 이로부터 병원성 미생물을 살균하는 효과를 더 향상시킬 수 있다. 특히, 버퍼존(116)과 와류발생존(118)이 황동에 의해 둘러싸여져 있게 되므로 여기를 지나는 과정에서 살균효과가 상승된다.

다만 이렇게 제1 및 제2 기포발생부재(120, 130)가 황동과 같은 금속으로 제조되는 경우, 제1 기포발생부재(120)와 제2 기포발생부재(130)를 제1 몸체(111)의 수용공간 내에서 서로 맞붙여 놓으면 물의 흐름과 압력이 커짐에 따라 제1 기포발생부재(120) 또는 제2 기포발생부재(130)가 떨리면서 서로 부딪혀 안정성이 저하되고 마찰음이 발생될 수 있다.

본 실시 예에 의하면, 내경조절 스페이서(140)의 노즐 가스켓(141)이 제1 기포발생부재(120)와 제2 기포발생부재(130)가 서로 마주보게 배치된 구조에서 제1 바디(121)와 제2 바디(131)의 직접적인 마찰을 차단하고 특히 제1 기포발생부재(120)의 흔들림을 효과적으로 방지하므로, 앞서 설명한 물의 흐름과 압력에 의해 제1 및 제2 기포발생부재(120, 130)가 떨리면서 서로 부딪혀 발생될 수 있는 안정성 저하 및 마찰음을 방지할 수 있다.

한편, 하우징 내부에 내경조절 스페이서가 없다고 가정하면, 제1 및 제2 기포발생부재가 가운데 부분이 뚫린 상태로 직접 마주보게 구성되기 때문에, 본 실시 예에서와 같이 와류발생존에서 발생하는 와류 및 난류에 의한 미세기포 뭉침 방지작용을 기대할 수 없다.

또한, 본 실시 예에서, 제1 및 제2 기포발생부재가 바람직하게 황동으로 이루어지는 경우, 하우징을 통과하는 물이 와류발생존에 의해 수용공간 내부에 머무는 시간이 늘어나므로, 제1 및 제2 기포발생부재의 황동성분에 의한 세정 및 살균 작용이 더 활발하게 일어나는 효과를 기대할 수 있다.

그리고, 제1 기포발생부재(120)의 제1 바디(121)에서 제1 물압축구(123)들이 형성된 영역의 좌우방향으로 최대 직경이 내경조절 스페이서(140)의 버퍼존(116)의 내경과 대체로 대응될 수 있다. 또한, 제2 기포발생부재(130)의 제2 바디(131)에서 제2 물압축(133)들이 형성된 영역의 좌우방향으로 최대 직경이 와류발생존(118)의 내경과 대체로 대응될 수 있다.

즉, 제1 기포발생부재(120)의 제1 바디(121)에서 제1 물압축구(123)들이 형성된 영역의 최대 직경은 제2 기포발생부재(130)의 제2 바디(131)에서 제2 물압축구(133)들이 형성된 영역의 최대 직경 보다 작을 수 있다. 또한, 제1 물압축구(123)들 간의 간격(D11)은 제2 물압축구(133)들 간의 간격(D12) 보다 크게 이루어질 수 있다.

따라서, 하나의 제1 물압축구(123)는 하나의 제2 물압축구(133)에 비해 상대적으로 내경은 총 개수가 제2 물압축구(133)의 전체 개수 보다 적고, 하나의 제2 물압축구(133)는 하나의 제1 물압축구(123)에 비해 상대적으로 내경이 작으나 총 개수가 제1 물압축구(123)의 전체 개수 보다 많아서 양자에서의 압력손실은 거의 동일하게 이루어지므로 이로 인하여 전체적인 압력손실을 감소시키고 압력손실의 불균형에 의한 이음 및 진동발생등의 문제를 해결할 수 있다. 즉, 하나의 제2 물압축구(133)는 하나의 제1 물압축구(123)에 비해 상대적으로 내경이 작아 압력손실은 더 크지만, 그 갯수가 많으므로 전체적인 압력손실은 양자가 거의 동일하다.

이하, 도 2를 참조하여, 본 실시 예에서, 각 구성요소의 수치관계에 대해 추가적으로 설명한다.

먼저, 직경에 있어서, 제1 몸체(111)의 내경(D)을 기준으로 하면, 제1 바디(121)에서 제1 홈부(122)를 제외한 부분의 좌우 두께는 D의 1/10이 될 수 있다. 또한, 내경조절 스페이서(140)의 지지체(142)의 두께는 D의 1/5가 될 수 있다. 그리고, 제2 기포발생부재(130)의 제2 바디(131)에서 제2 홈부(132)의 두께를 제외한 부분의 두께(D3)는 D의 1/10이 될 수 있다. 위와 같이 제1 바디(121)에서 제1 홈부(122)를 제외한 부분의 두께와 제2 바디(131)에서 제2 홈부(132)의 두께를 제외한 부분의 두께(D3)는 대체로 동일한 것이 바람직하다. 이 경우 노즐 가스켓의 상하면에 밀착되는 제1 및 제2 바디의 두께가 동일하므로 떨림 방지 및 소음 억제에 효과적이고, 제1 기포발생부재와 제2 기포발생부재의 압력손실을 상쇄하는 효과도 함께 기대할 수 있다.

상하방향의 길이에 있어서, 제1 바디(121)에서 제1 홈부(122)를 제외한 부분과 제2 바디(131)에서 제2 홈부(132)를 제외한 부분의 상하방향의 두께(L1)는 서로 동일할 수 있다. 이 두께 L1을 기준으로 하면, 버퍼존(116)과 와류발생존(118)의 상하방향의 깊이는 서로 동일하고 이때 각각 L1의 1/2이 될 수 있다.

위와 같이 구성된 본 실시 예의 가정용 노즐(100)은, 크기가 작고 설비가 간단하여 가정용 수도꼭지에 적용이 용이하다. 또한, 복수의 제1 물압축구(123)를 가지는 제1 기포발생부재(120), 내경조절 스페이서(140) 및 복수의 제2 물압축구(133)를 가지는 제2 기포발생부재(130)를 포함하고, 제2 물압축구(133)의 내경이 제1 물압축구(123)의 내경 보다 작게 형성되고 내경조절 스페이서(140)에 구비된 버퍼존(116)의 내경이 와류발생존(118)의 내경 보다 작게 형성되므로, 미세기포의 뭉침을 방지하면서 2차례에 걸쳐 압축, 팽창 및 폭발 작용이 일어나도록 하여 미세기포발생 효율을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한 내부 압력손실을 줄여 수도꼭지로부터 유입됨 물이 배출될 때 물 줄기가 약해지는 것을 방지할 수 있다.

상기 미세기포는 자기자압 효과를 통해 기포의 내부압력으로 에너지 및 프리라디칼(free radical)을 발생시켜 수도수에 포함될 수 있는 예컨대 대장균류 또는 식중독균 등의 병원성세균과 같은 각종 미생물을 살균할 수 있고, 비표면적 증가로 인해 대전(帶電)효과가 증가하여 정전기적으로 유기물을 흡착할 수 있다.

본 실시 예의 가정용 노즐은 욕실 수전, 세면대의 수도꼭지 및 싱크대의 수도꼭지 등에 적용할 수 있다. 본 실시 예의 가정용 미세기포 발생노즐을 욕실 수전에 적용하는 경우, 샤워기의 샤워헤드와 호스 사이에 너트를 이용하여 결합시키거나, 욕실 수전의 수도꼭지와 샤워기의 호스 사이에 너트를 이용하여 결합시켜 사용할 수 있다. 이 경우 미세기포의 마사지효과 및 피부 보습막 형성효과를 통해 피부 미용 개선 및 혈액순환에 도움을 줄 수 있다.

또한, 본 실시 예의 가정용 노즐은 세면대의 수도꼭지에 적용할 수 있다. 따라서, 세안시 상기 미세기포에 의해 피부 미용 개선 및 혈액순환 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 실시 예의 가정용 노즐은, 싱크대의 수도꼭지에 적용할 수 있다. 따라서, 주방에서 과일이나 설거지를 할 때에 상기 미세기포의 마찰작용에 의해 보다 깨끗하게 과일을 씻거나 설거지를 할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 의한 가정용 노즐(100’)은 상기 하우징의 상기 수용공간의 상단부와 제1 기포발생부재(120)의 상단부 사이에 링 형상으로 된 스페이서(150)가 추가로 설치될 수 있다.

이러한 스페이서(150)는 제1 몸체(111)의 상단부와 제1 기포발생부재(120) 사이의 공간(117)에서 제1 몸체(111)의 내벽에 밀착되게 설치되어 상기 수용공간의 상단부에 추가로 소정 두께의 추가 버퍼존(수압유지공간)을 형성하여 수도꼭지로부터 유입되는 물의 수압을 높이는 역할을 한다.

이에, 제1 물압축구(123)들에 의한 압력손실을 상대적으로 최소화시키는 역할을 할 수 있어서, 최종적으로 물 배출부를 통해 배출되는 물의 수압이 약해지는 것을 더 효과적으로 방지할 수 있다.

이때, 스페이서(150)의 두께는 제1 몸체(111)의 내경(D)을 기준으로 할 때, D의 1/10이 될 수 있다. 또한, 스페이서(150)에 의한 공간(117)의 상하방향 길이(L3)는 앞서 L1을 기준으로 할 때, L1의 3/10이 될 수 있다. 공간(117)은 제2 공간부(114)와 단차진 형상일 수 있다.

도 5는 도 2에서 제1 기포발생부재의 변형 예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 2 및 4에 도시된 실시 예의 제1 물압축구(123)들은 제1 바디(121) 내에서 좌우방향으로 서로 평행하게 형성된다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예의 가정용 노즐(100”)은, 제1 기포발생부재(120’)의 제1 물압축구(123’)가 제1 바디(121) 내에서 중심을 향해 경사지게 기울어진 형상으로 형성될 수 있다. 이렇게 제1 물압축구(123’)가 전체적으로 하측으로 뾰족한 꼬깔과 같은 형태로 형성되면, 제1 물압축구(123’)의 하단을 통해 물이 배출되면서 버퍼존(116)에서도 와류 및 난류가 형성되기 때문에 1차 미세기포의 양을 더욱 증가시키면서 1차 미세기포가 서로 뭉치는 현상을 더 효과적으로 방지할 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

11: 샤워헤드
12: 호스
100, 100’, 100”: 가정용 노즐
111: 제1 몸체
112: 수도꼭지 연결부
113: 제2 몸체
114: 제2 중공부
115: 제3 중공부
116: 버퍼존
117: 공간
118: 와류발생존
120, 120’: 제1 기포발생부재
121: 제1 바디
122: 제1 홈부
123, 123’: 제1 물압축구
130: 제2 기포발생부재
131: 제2 바디
132: 제2 홈부
133: 제2 물압축구
140: 내경조절 스페이서
141: 노즐 가스켓
142: 몸체부
150: 스페이서
200: 수도꼭지

Claims (7)

1. 수도꼭지에서 유입된 물에 포함된 기포를 미세화시킨 후 배출시키는 노즐에 있어서,
   상기 노즐은, 상하가 개방된 수용공간을 가지며, 상하 단부에 상기 수용공간과 연통되게 수도꼭지연결부 및 물 배출부가 각각 구비된 하우징; 및 상기 수용공간에 물의 유입방향으로부터 순서대로 내설된 제1 기포발생부재, 내경조절 스페이서(spacer) 및 제2 기포발생부재; 를 포함하며,
   상기 제1 기포발생부재는, 상기 수용공간의 내경과 일치하는 직경을 갖는 제1 바디; 상기 제1 바디에 상하방향으로 형성되는 복수의 제1 물압축구; 및 상기 제1 바디의 하부 내측에 형성되는 제1 홈부; 를 포함하고,
   상기 내경조절 스페이서는, 내측에 상기 제1 물압축구와 연통되는 버퍼존(Buffer Zone)을 가지며, 외주면이 상기 제1 홈부에 밀착되게 삽입되는 지지체; 및 상기 지지체의 하단에서 상기 하우징의 내벽에 밀착되도록 돌출 형성되는 노즐 가스켓; 을 포함하고,
   상기 제2 기포발생부재는, 상기 수용공간의 내경과 일치하는 직경을 가지며, 상단이 상기 노즐 가스켓의 하면에 밀착되는 제2 바디; 및 상기 제2 바디에 상하방향으로 형성되되, 상기 제1 물압축구에 비해 작은 내경을 갖는 복수의 제2 물압축구; 를 포함하고,
   상기 제2 바디의 상부 내측에는 와류발생존이 구비되도록 상기 버퍼존에 비해 큰 내경을 가지며 상기 버퍼존과 연통되는 상하방향의 제2 홈부가 형성되며,
   상기 수도꼭지연결부를 통해 유입된 물의 기포는, 상기 복수의 제1 압축구, 상기 버퍼존, 상기 와류발생존, 상기 복수의 제2 물압축구 및 물 배출부를 연속적으로 통과하면서 압축, 팽창 및 폭발을 반복하여 ㎛ 단위로 미세화되고, 상기 와류발생존 통과시 와류 및 난류에 의해 미세기포의 뭉침이 방지되며,
   상기 제1 바디에서 제1 홈부를 제외한 부분의 상하 두께와 상기 제2 바디에서 제2 홈부를 제외한 부분의 상하 두께가 서로 동일하고,
   상기 버퍼존과 상기 와류발생존의 상하 깊이가 서로 동일하고,
   상기 버퍼존 및 상기 와류발생존의 상하 깊이는 상기 제1 바디에서 제1 홈부를 제외한 부분의 상하 두께 또는 제2 바디에서 제2 홈부를 제외한 부분의 상하 두께의 1/2인 것을 특징으로 하는 버퍼존을 구비한 가정용 노즐.
2. 제1항에 있어서, 상기 하우징의 상기 수용공간의 상단부와 상기 제1 기포발생부재의 상단부 사이에 수압유지공간을 확보할 수 있도록 설치되는 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버퍼존을 구비한 가정용 노즐.
3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 제1 물압축구가 상기 제1 바디 내에 서로 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 버퍼존을 구비한 가정용 노즐.
4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 제1 물압축구가 상기 제1 바디 내에서 중심을 향해 경사지게 기울어지는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 버퍼존을 구비한 가정용 노즐.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1 바디에서 상기 제1 물압축구들이 형성된 영역의 최대 직경이 상기 제2 바디에서 상기 제2 물압축구들이 형성된 영역의 최대 직경 보다 작고,
   상기 제1 물압축구들이 상기 제2 물압축구들에 비해 더 넓은 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 버퍼존을 구비한 가정용 노즐.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 상기 하우징은, 하단이 개방되고 수용공간과 수도꼭지 연결부를 갖는 제1 몸체; 및 상단이 개방되고 물 배출부를 가지며 상기 제1 몸체의 하단에 결합되는 제2 몸체; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 버퍼존을 구비한 가정용 노즐.

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