KR102511184B1 - 샤워헤드, 샤워헤드 유체 집중 장치, 및 방법 - Google Patents

샤워헤드, 샤워헤드 유체 집중 장치, 및 방법 Download PDF

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Abstract

하우징, 천공 파티션 및 노즐 본체를 갖는 샤워 헤드가 제공된다. 상기 하우징은 유체 입구 및 유체 출구를 갖는다. 천공 파티션은 입구와 출구 사이에서 하우징 내에 제공되고, 유체 입구와 연통하는 하나 이상의 주변 유체 통로를 갖는다. 각각의 주변 유체 통로는 하류 단부에서 내부로 연장하는 주변 슬롯과 연통하고, 각각의 슬롯은 하류 단부에서 혼합 캐비티와 연통한다. 노즐 본체는 혼합 캐비티의 하류 측에서 하우징에 의해 보유되고, 상류 단부에서 압축 포트를 갖고 압축 포트와 유체 연통하는 하류 단부에서 출구 포트를 갖는다. 방법도 또한 제공된다.

Description

샤워헤드, 샤워헤드 유체 집중 장치, 및 방법
본 출원은 그 전체가 본원에 참고로 인용되는 "샤워 헤드, 샤워 헤드 유체 집중 장치 및 방법"이라는 명칭의 2015년 5월 5일자로 출원된 미국 가출원 제62/157,334호에 대해 우선권을 주장하는, 그 전체가 본원에 참고로 인용되는 2016년 4월 22일자로 출원된 미국 비-가출원 제15/136,710호에 대해 우선권을 주장한다. 본 출원은 또한 그 전체 내용이 본원에 참고로 인용되는 2016년 4월 27일자로 출원된 미국 디자인 출원 제29/562,658호에 대해 우선권을 주장한다.
본 개시된 주제는 물과 같은 유체를 분산시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 개시된 주제는 샤워 헤드로부터 물을 안내하고 분배하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
샤워 헤드의 패턴으로 물을 분배하는 기술이 알려져 있다. 그러나 물 공급, 가뭄 및 물 관리 노력이 제한되어 있어 강력하고 효과적인 샤워 스프레이를 구현하기가 어렵다.
샤워 헤드로부터 물이 얼마나 효과적이고 효율적으로 분배되는지에 대한 개선이 필요하다.
일 양태에 따르면, 하우징, 천공 파티션 및 노즐 본체를 갖는 샤워 헤드가 제공된다. 상기 하우징은 유체 입구 및 유체 출구를 갖는다. 천공 파티션은 입구와 출구 사이에서 하우징 내에 제공되고, 유체 입구와 연통하는 하나 이상의 주변 유체 통로를 갖는다. 각각의 주변 유체 통로는 하류 단부에서 내부로 연장하는 주변 슬롯과 연통하고, 각각의 슬롯은 하류 단부에서 혼합 캐비티와 연통한다. 노즐 본체는 혼합 캐비티의 하류에 하우징에 의해 보유되고, 상류 단부에서 압축 포트를 갖고 압축 포트와 유체 연통하는 하류 단부에서 출구 포트를 갖는다.
또 다른 양태에 따르면, 하우징, 배플 및 노즐 본체를 갖는 샤워 헤드가 제공된다. 상기 하우징은 유체 입구 및 유체 출구를 갖는다. 배플은 배플 내로 연장되고 유체 입구와 연통하는 하나 이상의 유체 통로를 갖는 입구와 출구 사이의 하우징에 제공된다. 적어도 하나의 통로는 출구 단부에서 혼합 캐비티와 연통하는 반경 방향 내측으로 연장하는 유체 통로와 연통하도록 구성된다. 노즐 본체는 혼합 챔버의 하류에서 하우징에 의해 보유되며, 상류 단부에는 압축 스테이지를 구비하고, 상류 단부와 유체 연통하는 하류 단부에는 유체 출구를 갖는다.
또 다른 양태에 따르면, 하우징 및 배플을 갖는 샤워 헤드 유체 집중 장치가 제공된다. 상기 하우징은 유체 입구 및 유체 출구를 갖는다. 배플은 입구와 출구 사이에서 하우징 내에 제공되고, 유체 입구로부터 유체 출구까지 연장되는 하나 이상의 주변 유체 통로를 갖는다. 적어도 하나의 주변 유체 통로는 혼합 캐비티와 연통하도록 내부 방향으로 하류 단부에서 종결된다.
또 다른 양태에 따르면, 물을 분산시키는 방법이 제공된다. 상기 방법은 유체 입구, 유체 출구, 및 배플을 갖는 하우징을 제공하는 단계 - 상기 배플은 입구와 연통하고 유체 입구로부터 유체 출구로 배플을 통해 연장되고 적어도 하나의 내부로 연장하는 주변 통로와 연통하고 혼합 캐비티 및 혼합 캐비티의 하류에 있는 노즐 본체에서 종료되는 적어도 하나의 주변 유체 통로를 갖는 입구와 출구 사이의 하우징 내에 제공됨 - ; 상기 유체 입구에 가압 하에 물의 공급원을 전달하는 단계; 적어도 하나의 주변 유체 통로를 통해 적어도 하나의 내향 연장 주변 통로 내로 물을 분산시키는 단계; 상기 혼합 캐비티에서 물을 혼합하는 단계; 노즐 본체의 상류 부분을 통해 혼합된 물을 압축하고 유체 출구를 통해 노즐 본체로부터 혼합된 물을 분사하는 단계를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예는 아래의 첨부 도면을 참조하여 이하에서 설명된다.
도 1은 샤워 헤드를 도시한 사시도이다.
도 1a는 도 1의 샤워 헤드로부터의 유체 허브 및 로터 어셈블리의 구성 요소 사시도이다.
도 2는 도 1의 샤워 헤드의 측면도이다.
도 3은 도 2의 선 3-3을 따라 취해진 도 1 및 도 2의 샤워 헤드의 중심선 단면도이다.
도 4는 도 3의 도면에 대응하지만 볼 엔드 마운트에 대해 각진 위치로 관절 연결된 벨 하우징 어셈블리를 도시하는 도 3의 샤워 헤드의 중심선 단면도이다.
도 5는 상류 단부로부터 취해진 도 1 내지 도 4의 샤워 헤드로부터의 유체 허브의 사시도이다.
도 6은 상류 단부로부터 취해진 도 1 내지 도 4의 샤워 헤드로부터의 유체 허브의 사시도이다.
도 7은 도 5 및 도 6의 유체 허브의 상류 단부도이다.
도 8은 도 7의 라인 8-8을 따라 취해진 유체 허브의 중심선 단면도이다.
도 9는 도 5 내지 도 8의 유체 허브의 하류 단부도이다.
도 10은 도 1 내지 도 4의 샤워 헤드에 사용된 노즐 본체 인서트의 측면도이다.
도 11은 도 10의 라인 11-11을 따라 취해진 도 10의 노즐 본체 인서트의 중심선 단면도이다.
도 12는 도 1 내지 도 4의 샤워 헤드 조립체의 하우징 구성 요소의 일부가 제거된 분해 측면도이다.
도 13은 도 12의 라인 13-13을 따라 취해진 수직 단면도이다.
도 14는 도 1 내지 도 4의 샤워 헤드 조립체를 위한 로터 하우징의 측면도이다.
도 15는 도 14의 라인 15-15를 따라 취해진 중심선 단면도이다.
도 16은 도 1 내지 도 4의 샤워 헤드 조립체를 위한 샤워 헤드 로터 인서트 본체의 상류 단부로부터의 사시도이다.
도 17은 도 16의 샤워 헤드 로터의 측면도이다.
도 18은 도 17의 라인 18-18을 따라 취해진 중심선 단면도이다.
도 19는 도 16 내지 도 18의 샤워 헤드 로터의 하류 단부도이다.
도 20은 다른 샤워 헤드를 나타내는 사시도이다.
도 21은 도 20의 샤워 헤드의 측면도이다.
도 22는 도 21의 라인 22-22를 따라 취해진 도 20 및 도 21의 샤워 헤드의 중심선 단면도이다.
도 23은 도 22의 흐름 제한기 플러그의 상단 단부 입구 도면이다.
도 24는 도 20 내지 도 22의 샤워 헤드용 흐름 제한기 플러그의 측면도이다.
도 25는 도 24의 선 25-25를 따라 취해진 흐름 제한기 플러그의 중심선 단면도이다.
도 26은 도 20의 샤워 헤드용 교번 로터의 상단 단부 도면이다.
도 27은 도 26의 로터의 측면도이다.
도 27a는 도 27의 로터를 장착하기 위해 사용된 나사형 패스너의 측면도이다.
도 27b는 도 27a의 나사형 패스너의 단부도이다.
도 28은 도 27의 선 28-28을 따라 취해진 로터의 중심선 단면도이다.
도 29는 도 26의 선 29-29를 따라 취해진 로터의 수직 단면도이다.
도 30은 도 20의 샤워 헤드용 제2 교번 로터의 상단 단부 도면이다.
도 31은 도 30의 로터의 측면도이다.
도 32는 도 30 및 도 31의 스피너 상의 각 포트로부터의 물 유동 출구 경로를 도시하는 개략도이다.
도 33은 또 다른 샤워 헤드를 나타내는 사시도이다.
도 34는 도 33의 샤워 헤드용 로터 하우징을 편향시키는 유동의 평면도이다.
도 35는 도 34의 로터 하우징의 측면도이다.
도 36은 도 35의 라인 36-36을 따라 취해진 중심선 단면도이다.
도 37은 또 다른 샤워 헤드를 도시하는 사시도이다.
도 38은 도 37의 샤워 헤드의 측면도이다.
도 39는 도 38의 라인 39-39를 따라 취해진 도 38 및 도 39의 샤워 헤드의 중심선 단면도이다.
도 40은 도 37 내지 도 39의 샤워 헤드 조립체를 위한 샤워 헤드 로터의 상류 단부로부터의 사시도이다.
도 41은 도 40의 샤워 헤드 로터의 측면도이다.
도 42는 도 41의 라인 42-42를 따라 취해진 도 40의 샤워 헤드 로터의 중심선 단면도이다.
도 43은 도 37 내지 도 39의 샤워 헤드 조립체에 사용하기 위한, 도 40에 도시된 로터와 유사한 대안적인 샤워 헤드 로터의 상류 단부로부터의 사시도이다.
도 44는 도 43의 샤워 헤드 로터의 측면도이다.
도 45는 도 44의 라인 45-45를 따라 취해진 도 43의 샤워 헤드 로터의 중심선 단면도이다.
도 46은 또 다른 샤워 헤드를 도시하는 사시도이다.
도 46a는 도 46의 샤워 헤드로부터의 유체 허브 및 발산 원추형 노즐의 구성 요소 사시도이다.
도 47은 도 46의 샤워 헤드의 측면도이다.
도 48은 도 47의 라인 48-48을 따라 취해진 도 46 및 도 47의 샤워 헤드의 중심선 단면도이다.
도 49는 상류 단부로부터 취해진 도 46 내지 도 48의 샤워 헤드로부터의 유체 허브의 사시도이다.
도 50은 하류 단부로부터 취해진 도 46 내지 도 48의 샤워 헤드로부터의 유체 허브의 사시도이다.
도 51은 도 46 내지 도 48의 유체 허브의 상류 단부도이다.
도 52는 도 51의 라인 52-52를 따라 취해진 유체 허브의 중심선 단면도이다.
도 53은 도 49 내지 도 52의 유체 허브의 하류 단부도.
도 54는 도 46 내지 도 48의 샤워 헤드에 사용된 노즐 본체 인서트의 측면도이다.
도 55는 도 54의 선 55-55를 따라 취해진 노즐 본체 인서트의 중심선 단면도이다.
도 56은 도 46 내지 도 48의 샤워 헤드에 대한 선택적인 노즐로서, 섭동 또는 차단이 발산 원추형 노즐의 내부 원추형 표면 상에 제공된다.
도 57은 도 56의 선 57-57을 따라 취해진 중심선 단면도이다.
도 58은 도 46 내지 도 48의 샤워 헤드에 대한 제2 선택적인 노즐로서, 발산 원추형 노즐은 발산 원추형부의 상류에 수렴 세그먼트를 갖는다.
도 59는 도 58의 라인 59-59를 따라 취해진 중심선 단면도이다.
도 60은 도 1 내지 도 19, 도 46 내지 도 55의 실시예 및 예시적인 종래 기술의 샤워 헤드에 대한 물 라인 압력 및 유량을 상세화한 테스트 결과의 표이다.
도 61은 3개의 고유하게 상이한 흐름 제한기 플레이트를 포함하면서 도 1 내지 도 19 및 도 46 내지 도 55의 실시예에 대한 물 라인 압력 및 유량을 상세화한 테스트 결과의 표이다.
도 62는 도 20 내지 도 22의 실시예에 도시된 샤워 헤드와 유사한 싱크 꼭지를 도시하는 사시도이다.
도 63은 직선 노즐 본체 인서트를 구비한 허브를 갖는 또 다른 싱크 꼭지를 나타내는 사시도이다.
본 개시는 미국의 특허법 "과학 및 유용한 기술의 진보를 촉진"(1장, 8절)의 헌법적 목적을 위해 제출된다.
도 1은 샤워 헤드이다. 도 1 내지 도 19는 스피너가 물에 의해 구동되어 혼합 챔버로부터 노즐을 떠나 스피너를 회전 구동시켜 복수의 유체 분사 포트를 통해 물을 분사하는 일 실시 형태에 따른 샤워 헤드를 보다 상세하게 도시한다.
도 1은 일 실시예에 따른 포드 형상의 벨 조립체 또는 물 방출 로터를 갖는 하우징(12) 또는 스피너(14)를 갖는 샤워 헤드 조립체(10)를 도시한다. 벨 하우징(12)은 벨 리테이너(18) 상에 고정되는 벨(16)을 포함한다. 벨 조립체(12)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 볼 엔드 피팅(20)을 중심으로 피벗 식으로 재위치시키기 위해 포획된다. 로터(14)가 유지 패스너(24) 둘레로 회전하도록 구동될 때, 로터(14)상의 출구 구멍 또는 포트(32)의 어레이(31)는 샤워 헤드 조립체(10)의 출구 단부에서 물을 방출한다. 로터(14)의 스피닝 작용은 유체 또는 물을 포트(32)로부터 2개의 방법 중 하나 이상으로 방출함으로써 부여된다. 먼저, 유체는 시계 방향 및 반시계 방향 중 하나에서 하우징 또는 혼합 허브(26) 내의 소용돌이 운동으로 향하게 된다. 둘째로, 유체는 혼합 허브(26) 내에서 중심으로 혼합되고, 유체 방출 포트(32)를 통해 배출되며, 유체 분사 포트(32) 중 적어도 하나는 로터(14)에 회전을 부여하기 위해 접선 방향으로 경사진다. 두 경우 모두에서, 혼합 허브(26)는 유체 통로 또는 포트를 통해 복수의 별개의 수렴 유체 제트를, 복수의 유체 제트 또는 통로가 교반되어 격렬하고 혼란한 에너지 상태로 상호 혼합되는 중앙 혼합 챔버에서 종결되는 개별 통로를 통해 지향시킨다. 회전하는 소용돌이 또는 신속하게 회전하는 물의 질량이 포트(32)를 통해 가압 하에 분사되는 물로부터 혼합 허브(26) 내에 전달된다. 샤워 헤드 조립체(10)의 구현에 따르면, 로터(14)의 회전 작용은 소용돌이 및 각진 유체 분사 모두에 의해 부여된다.
도 1a는 조립 시 그리고 (도 1의) 샤워 헤드 조립체(10)로부터 제거된 혼합 허브(26)와 로터(14)를 도시한다. 로터(14)는 혼합 허브(26)의 하류 단부에서 나사형 패스너(24)에 의해 회전하도록 보유된다. 패스너(24) 상의 나사산 단부(82)는 혼합 허브(26)의 상보적인 나사 보어(80) 내에 부착된다. 혼합 허브(26)는 가압 유체를 노즐 본체(69)를 통해 로터(14) 내로 전달하고, 로터(14)가 회전하면서 유체 분사 포트(32)의 어레이(31)로부터 유체를 분사함으로써, 포트(32)로부터 분사될 때 원심력으로 물을 분산시킨다. 혼합 허브(26)는 외부 유지 플래지(64), 원통형 외부 안착면(66) 및 원통형 외부면(68)을 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 볼 엔드(20)는 샤워 또는 세척 영역에 설치된 나사형 파이프 피팅에 대해 유체 밀봉 관계로 샤워 헤드 조립체(10)를 장착하는데 사용되는 볼 엔드 마운트(22)의 하류 단부에 일체로 형성된다. 벨(16) 및 벨 리테이너(18)는 볼 엔드 마운트(22) 둘레에 조립된다. 볼 엔드 마운트(22)는 대향 평행 관계로 마운트(22)의 대향 측면 상에 제공된 한 쌍의 편평한 공구 표면(28, 30)을 포함한다. 공구 표면(28, 30)은 출구 파이프 피팅으로부터 샤워 헤드 조립체(10)를 나사 결합 및 나사 결합 해제할 때 렌치를 수용하도록 제공된다. 로터(14)는 패스너(24)에 의해 샤워 헤드 조립체(10)에 회전하도록 고정된다.
도 3은 도 1 및 도 2의 샤워 헤드 조립체(10)의 수직 중심선 단면도이다. 입구 피팅 또는 커넥터 부분(34)은 원통형 암 나사부(36)를 포함하는 상류 단부에서 샤워 헤드 조립체(10)의 볼 엔드 마운트(22)에 형성된다. 플랫(28, 30)은 물 공급 라인의 상보적인 나사형 수 파이프 피팅 상에 부분(36)을 나사 결합할 때 렌치를 수용하도록 이격되어 있다. 확산 판(40)은 부분(34)과 원통형 입구 보어(38) 사이의 전이부 상에 제공된 원주형 선반 상에 선택적으로 수용된다. 물은 공급원으로부터 확산 판(40) 내의 복수의 유동 제한 개구(42)를 통해 원통형 보어(38)로 가압 하에 통과한다. 판(40)의 개구(42)의 개수 및 크기는 원하는 유동 제한을 달성하기 위해 변경될 수 있다. 물은 직경이 감소된 보어(44) 내로 보어(38)을 빠져 나가며, 여기서 압력 하에 혼합 허브 또는 하우징(26) 내로 그리고 이를 통해 전달하기 위해 토로이드형 챔버(46) 내로 통과한다. 감소된 직경의 보어(44)는 압력 하에서 챔버(46) 내로 전달하기 위해 보어(38)로부터 물을 집중시키고 가압한다. 혼합 허브(26) 및 로터(14)는 벨 조립체(12)의 원통형 리세스(56) 내에 동축으로 장착된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 가압된 물은 토로이드형 챔버(46)를 따라 입구 단부에서 혼합 허브(26)에 진입한다. 챔버(46)로부터의 물은 반경 방향 외측 방향으로 보내지며, 반경 방향 내측으로 연장하는 주변 슬롯 또는 통로(도 6 참조)와 축방향으로 연통하는 복수의 주변 유체 포트(48)로 유입되고, 각 슬롯은 출구 단부에서 공통의 또는 중앙의 혼합 캐비티(92)와 연통한다. 그 다음, 물은 시계 또는 반시계 방향 중 하나로 챔버 또는 캐비티(92)에서 혼합된다. 챔버(92)에서 혼합된 후, 물은 노즐 본체 인서트(69)에 제공된 동축 보어(50) 내로 집중되어 깔때기형으로 이동되고, 여기서 로터 또는 스피너(14)를 패스너(24) 주위로 회전 구동시키는 가압 및 소용돌이 구성으로 노즐 본체(69)로부터 가압 하에 분사된다. 물은 백스플래쉬 방지 수단으로서 작용하는 반경 방향으로 확장된 원주형 캐비티(54) 내로 개방되는 압축 환형 캐비티(52)에 집중된다. 물은 그 후 캐비티(54)으로부터 전달되어, 로터(14)가 회전하면서 복수의 유체 분사 포트(32)를 통해 분사되어, 원심력의 결과로서 펼쳐지는 흐르는 물방울의 회전 패턴을 부여한다.
조립 시, 로터 인서트 본체(17)는 로터(14)를 형성하기 위해 상보적인 로터 하우징 또는 메가폰(15) 내에 압입된다. 유사하게, 노즐 본체 인서트(69)는 혼합 허브(26)의 원통형 보어(70) 내에 압입된다. 임의적으로는, 작은 반경 방향 내측으로 연장하는 립 플랜지는 원통형 벽 부분(68)의 하류 단부 상에 제공되고, 노즐 본체 인서트(69)는 보어(70) 내에서 노즐 본체 인서트(69)를 포획하는 그러한 플랜지를 지나 보어(70) 내로 강제적으로 가압된다. 마지막으로, 혼합 허브(26)는 반경 방향 외측으로 연장하는 원주형 립 플랜지(64), 원통형 장착 벽 부분(66) 및 원통형 벽 부분(68)을 갖는 하우징을 포함한다. 원통형 보어(78)는 혼합 허브(26)의 원통형 벽 부분(66)을 수용할 수 있는 크기로 되어 있고, 플랜지(64)는 보어(78) 꼭대기 및 주위에 안착된다. 합성 고무 가스킷(62)은 원통형 가스킷 시트(76) 내의 플랜지(64) 꼭대기에 안착되어, 보어(78) 내에 혼합 허브(26)를 포획하고 밀봉한다. 가스킷(62)은 볼 엔드(20)와 벨 조립체(12) 사이의 밀봉된 관절 연결 조인트를 제공하는 반면, 볼(20)은 벨 조립체(12)에 대해 복수의 바람직한 각진 배향 중 하나로 회전되고, 가스킷(62)은 볼(20)에 대해 안착되어 밀봉되고, 유지 숄더(74)는 벨 어셈블리(12) 내의 볼(20)을 유지한다.
벨 조립체(12)는 벨(16) 및 벨 리테이너(18)의 두 부분으로 형성된다. 벨 리테이너(18) 상의 스레드(58)는 벨(16) 상의 스레드(60)와 상보적인 나사 결합으로 결합하여, 시일(62)과 유지 숄더(74) 사이에서 볼(20)의 조립 및 포획을 가능하게 한다.
작동 중에, 물은 혼합 허브(26)를 통과하면서 에너지가 공급되고, 에너지가 공급된 소용돌이치는 상태에서 배출되고, 노즐 본체(69)의 절두 원추형 테이퍼링 부분(98)(도 11 참조)을 갖는 집중 보어(50)를 통과함으로써 집중되고 추가로 가압된다. 물은 로터 또는 스피너(14)의 상류 단부로 전달하기 위해 가압 및 소용돌이 상태로 노즐 본체(69)의 보어(50)로부터 분사된다.
도 5 내지 도 9는 혼합 허브 또는 하우징(26)을 위한 하나의 예시적인 구성을 상세히 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 허브(26)는 하류 단부에 형성된 원통형 플랜지부(64), 원통형 벽부(66) 및 원통형 벽 부분(68)에 의해 상류 단부에 형성된 원통형 외벽부를 갖는다. 배플 또는 벌크 헤드(84)은 원통형 벽 부분(68)의 내부 또는 중앙에 제공되고, 배플(84)의 상류 단부는 원주 방향으로 이격된 복수의 유체 포트 또는 입구 표면(84)의 외주부를 따라 중앙 나사 보어(80)부터의 등거리로 제공된 통로(48)를 갖는 원추형 입구면(86)을 형성한다. 토로이드형 챔버(46)는 부분(64, 66, 68) 내의 벌크 헤드(84)의 상류에 제공된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 배플(84)은 배플(84)의 상류에 보어(70)를 제공하도록 원통형 벽 부분(68) 내에 형성된다. 유체 포트들의 어레이(48) 각각은 공통의 중앙 혼합 캐비티 또는 챔버(92)에서 종결되는 배플(84)의 편평한 하류 출구 표면(88)으로 형성된 각각의 반경 방향 내측으로 연장하는 주변 슬롯(72)과 연통한다. 플랜지 부분(64) 및 벽 부분(66)은 배플(84)의 상류에 제공되고, 나사산 보어(80)는 배플(84)의 중심에 원통 벽 부분(68) 내에 동축으로 제공된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 포트 또는 유체 통로(48)가 배플(84)의 외주를 따라 나사형 보어(80)부터 등거리 원주 방향 어레이로 믹싱 허브(26)에 제공되어, 물이 통로를 위한 원추형 입구면(86)에 의해 각 포트(48)로 외향으로 지향된다. 플랜지 부분(64)은 혼합 허브 또는 하우징(26)의 최외주를 제공한다.
도 8은 플랜지 부분(64), 벽 부분(66) 및 벽 부분(68)이 점점 더 작은 직경을 갖는 중앙 단면도의 허브(26)를 도시한다. 물은 상류 단부로부터 허브(26)로 들어가고, 나사 보어(80) 주위에서 포트(48) 내로 배플(84)의 원추형 입구면(86)에 의해 반경 방향 바깥쪽으로 방향 전환된다. 숄더(90)는 나사 보어(80)의 하류에 제공되어 보어(80)가 직경이 확장되어 클리어런스 보어를 형성한다. 혼합 챔버(92)는 편원형 회전 타원체 형상의 상류 단부를 갖는 회전 혼합 챔버의 표면을 포함한다.
도 9는 중앙 혼합 캐비티(92) 내에서 물의 혼합 및 소용돌이를 부여하기 위해 대체로 반경 방향 내측 방향으로 연장하는 혼합 허브(26) 내의 통로 또는 주변 슬롯(72)의 어레이의 배향을 도시한다. 유체 또는 물은 플랜지 부분(64)에 인접한 허브(26)의 상류 단부의 유체 통로 또는 포트(48) 각각으로부터 반경 방향 외측 단부에서 각 주변 슬롯(72)으로 진입한다. 물은 각 포트(48)로부터 배플(84)을 통해 그리고 중앙 혼합 챔버 또는 캐비티(92)로 하류 단부에서 종결되는 편평한 출구면(88)으로 형성된 반경 방향 내측으로 연장하는 주변 슬롯(72) 내로 전달된다. 각각의 주변 슬롯(72)은 시계 방향 및 반시계 방향 중 하나에서 반경 방향에 대해 소정 각도로 연장하면서 중앙 혼합 캐비티(92)를 향해 반경 방향 내측으로 연장된다. 절대적인 반경 방향에 대해 이러한 각진 경사를 부여함으로써, 반경 방향으로 연장되고 원주 방향으로 이격된 주변 슬롯(72)들의 어레이는 혼합 챔버(92) 내에 일관된 월풀을 부여하기 위해 챔버(92) 내에서 유체 소용돌이 및 혼합을 부여하기 위해 결합된다.
도 10 및 도 11은 노즐 본체(69)에 대한 하나의 구현예를 도시한다. 특히, 노즐 본체(69)는 하류 단부 상에 제공된 백스플래쉬 방지 플랜지(94) 및 상류 에지 상에 제공된 선단 에지 챔퍼(96)를 포함한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 물은 테이퍼된 절두 원추형 부분(98)에서 압축되고 보어(50)의 하류 단부로부터 전달하기 위해 원통형 보어(50) 내로 가속되는 상류 단부에서 노즐 본체(69)로 들어간다.
도 1 내지 도 4의 샤워 헤드 조립체(10)를 연결하기 위한 벨 하우징 및 유체 커플러용 구성 요소의 조립 상세는 도 12 및 도 13에서 혼합 허브 및 로터가 제거된 분해도로 제공된다. 벨(16)과 벨 리테이너(18)는 각각의 나사부(60, 58)와 함께 조립되어 볼 엔드(20)를 볼 엔드 구성 요소(19) 상에 포획시킨다. 조립 시에, 볼 엔드(20)는 볼 엔드 마운트(22) 및 밀폐된 관계로 부착된 연관된 물 공급 파이프(도시되지 않음)에 대해 벨(16) 및 리테이너(18)의 각진 조정을 가능하게 하면서, 가스킷(62)과 관절 연결 및 밀봉된 결합으로 유지된다. 볼 엔드 구성 요소(19)를 커넥터(34)(도 13 참조)의 나사(36)를 통해 물 공급 파이프(도시되지 않음)에 부착할 때, 편평한 표면(28 및 30)(도 12 참조)이 렌치와 결합한다. 고유한 개구 패턴(도 13 참조) 및 유체 유속을 각각 갖는 복수의 고유한 확산 판(40) 중 하나가 커넥터(34) 내에 조립되어 선반(37)에 안착된다. 볼 엔드 마운트(22)는 반경 방향 내측으로 연장하는 원주형 홈(21)(도 12 참조)에 의해 볼 엔드(20)로부터 이격되어 설정된다.
도시된 바와 같이, 도 12 및 도 13에 도시된 구성 요소가 고무, 우레탄, 또는 다른 적절한 탄성의 밀봉 재료 등의 탄성 재료로 형성되는 가스킷(62)을 제외하고, 금속, 플라스틱, 복합 재료, 또는 크롬 도금 금속 또는 플라스틱으로 구성될 수 있음을 알 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 가스킷(62)은 경사진 외부 원주형 단부(77)를 갖는 원통형 가스킷 시트(76) 내에 밀봉 결합 상태로 안착된다. 가스킷(62) 상의 원주 홈(65)은 그 사이의 밀봉 결합 상태에서 혼합 허브(26) 상의 원통형 플랜지 부분(64)(도 3 내지 도 4 참조)을 수용하도록 조립되어 구성된다. 구형 볼 엔드(20)는 가스킷(62) 상의 절두 원추형 모양의 밀봉면(63)과 미끄럼 가능하고 밀봉 관계로 결합한다. 벨 하우징(12)의 원통형 리세스(56) 내에 원통형 보어(78)(도 3 내지 도 4 참조)에 수용되는 혼합 허브(26)(도 3 내지 도 4 참조)에 전달하기 위해 물을 가속시키는 감소된 직경 보어(44) 내로 보어(38)를 통해 공급원으로부터 물이 전달된다.
도 14 및 도 15는 로터 하우징 또는 메가폰(15)의 세부 사항을 도시한다. 특히, 하우징(15)은 상류 단부로부터 하류 단부까지 연장되는 일련의 점차적으로 더 큰 원통형 내부 보어(52, 54, 55)를 갖는 원통형 하우징이다.
도 16 내지 도 19는 원추형 외주면(33)을 따라 보어(55)(도 15 참조)에 압입되는 로터 본체(17)의 상세도를 도시하며, 내부 원추형부(25)는 보어(52, 54) 내에 이로부터 이격되어 연장된다(도 3 내지 도 4 참조). 조립체 내의 보어(54)는 도 3 및 도 4의 조립체에 도시된 바와 같이, 원추형부(25)에 대해 원주 방향으로 보어(54)에 의해 제공되는 나셀을 정의하는 원주형 캐비티를 제공한다. 일 경우에, 보어(54)는 원추형부(25) 주위에 동축으로 제공된다. 유체 분사 포트(32)는 원추형부(25) 주위에 원주 방향으로 등간격으로 이격된 어레이(25)에 제공된다. 도 19에 도시된 바와 같이, 하나의 포트(32)는 원추형부(25)에 평행하게 연장되는 한편, 다른 포트(32)는 로터 본체(17)가 로터 하우징(15)과 함께 회전하는 동안 각각의 포트(32)로부터 물 분사의 가변 유체 출력 각도를 제공하기 위해 원추형부(25)에 대해 가변 각도로 연장된다. 이러한 각도는 또한 각진 표면을 제공하며, 이러한 각진 표면은 이러한 각진 포트(32)를 통해 압력 하에 구동되는 물에 반응하여 로터(14)를 추가로 회전 구동시킨다.
도 16은 베어링 표면 보어(23)를 도시하고, 도 18은 베어링 표면 보어(23)로부터 확장된 클리어런스 보어(27) 및 테이퍼진 베어링 표면(35)으로의 전이를 도시한다. 조립 시, 베어링 표면 보어(23) 및 테이퍼진 베어링 표면(35)은 로터(14)가 노즐 본체 인서트(69)(도 3 내지 도 4 참조)와 비접촉 관계로 회전함에 따라 로터(14)를 위한 회전 베어링 표면을 제공하기 위해 나사형 패스너(24)(도 3-도 4 참조) 상의 대응 표면 부분과 협력한다. 확장된 클리어런스 보어(27)는 로터(14)와 패스너(24) 사이의 접촉 표면적 및 마찰을 감소시키는 역할을 한다(도 3 내지 도 4 참조).
일 실시예에 따르면, 로터 인서트 본체(17)는 유리 함침된 나일론으로 형성된다. 선택적으로, 본체(17)는 Nylatron®, 플라스틱, 복합 재료, 강철, 알루미늄, 황동, 청동 또는 임의의 다른 적절한 베어링 표면 및/또는 구조 재료로 형성된다. 추가로, 선택적으로, 본체(17)는 베어링 표면 보어(23) 및 테이퍼진 베어링 표면(35)을 따라 제공된 청동과 같은 베어링 인서트 재료를 갖는, 본체(17)를 형성하는데 사용되는 플라스틱 또는 금속 재료 내에 인몰드된 베어링 표면 인서트로 형성될 수 있다. Nylatron®은 일반적으로 몰리브덴 이황화물 윤활제 분말로 채워진 나일론 플라스틱 제품군의 상표명이며, 델라웨어 주 윌밍턴에 소재한 DSM Engineering Plastics, Inc.의 브랜드 이름이며 Koninklijke DSM N.V.의 지분이다.
일 경우에, 혼합 허브(26) 및 로터 하우징(15)(도 3- 도 4 참조)은 Nylatron®으로 형성된다. 선택적으로, 본체(17)은 Nylatron®, 플라스틱, 복합 재료, 강철, 알루미늄, 황동, 청동 또는 임의의 다른 적합한 구조 재료로 형성된다.
도 20 내지 도 25는 또 다른 샤워 헤드(210)의 상세를 도시한다. 도 20에 도시된 바와 같이, 샤워 헤드(210)는 디스크형 로터 하우징(215) 및 나사식 패스너(224)에 의한 회전을 위해 보유되는 교환 가능한 교환기 로터 인서트(217)를 포함하는 로터 또는 스피너(214)를 갖는다. 로터(214)가 벨(216) 및 벨 리테이너(18), 및 볼 엔드 마운트(22)에 의해 제공된 하우징에 대해 회전하는 동안 로터(214)로부터 특정 유체 스프레이 패턴을 제공하도록 배치된 로터(214)의 로터 인서트(217)에 유체 구멍 또는 포트(232)의 어레이(231)가 제공된다. 구멍(232)의 어레이(213)는 상이한 각도로 배열되고 도 19에 도시된 구멍에 대해 도시된 동일한 각도 배열을 갖는 것으로 이해된다.
도 21에 도시된 바와 같이, 샤워 헤드(210)의 로터(214)는 벨(216) 및 벨 리테이너(18)의 계란 형태를 보완하는 만곡된 디스크 형상을 갖는다. 작동 중에, 로터 하우징(215)과 로터 인서트(217)는 압입 상태로 함께 고정되고 로터(214)에 부여된 유체 유동에 반응하여 회전한다. 선택적으로, 로터 하우징 및 로터 인서트는 예를 들어, 부품의 3차원 인쇄를 사용하여 단일 부품으로 제조될 수 있다. 로터(214)의 디스크 형상 기하학적 구조는 또한 로터(214)에 소정의 회전 특성을 부여하는 회전 로터(214)에 회전 관성 모멘트를 부여한다. 볼 엔드 마운트(22)는 두 개의 편평한 공구 표면(28, 30) 및 렌치(도시되지 않음)를 사용하여 물 공급 파이프(도시되지 않음)와 밀봉 결합하여 나사 결합되며, 볼 엔드 피팅(20)은 마운트(22)에 대한 벨 리테이너(18) 및 벨(216)의 피벗을 가능하게 한다.
도 22는 로터(214)가 벨(216) 및 벨 리테이너(18)에 의해 제공된 하우징의 난형, 타원형 또는 장방형의 구형을 컨포멀하게 완성하는 방법을 도시하는 샤워 헤드(210)의 중심선 단면도이다. 특히, 로터(214)는 로터 하우징(215)과 벨(216) 사이에 접촉이 발생하지 않도록 벨(216)의 단부 개구에 매우 가깝게 크기가 정해진다. 로터(214)는 로터 인서트 또는 허브(217)에 의해, 허브(26)의 상보적인 나사 구멍 내에서 나사 결합되는 나사 결합된 오목한 육각형 헤드 패스너(224)를 통해 유지된다. 인서트(217)는 로터 하우징(215) 내의 원통형 보어(255) 내에 억지 끼워 맞춤에 의해 가압되는 외경을 갖는다. 조립 시, 로터(215)는 혼합 허브(26)의 벽 부분(68) 내에서 가압 끼워 맞춤으로써 노즐 본체(269)로부터 이격된 관계로 패스너(224)의 확대된 헤드에 의해 축방향으로 유지된다.
도 22에 도시된 바와 같이, 로터 인서트(217)상의 테이퍼 형 스템은 동심원으로 보어(254), 보어(252), 테이퍼 형 원추형 부분(298) 및 허브(26)의 혼합 챔버 내에 연장된다. 또한, 흐름 제한 장치 또는 흐름 제한기 플러그(240)는 볼 엔드 마운트(22)의 보어(238) 내에 중심에 안착된다. 선택적으로, 플러그(240)는 볼 엔드 마운트(22) 내에 제공된 보어 내의 오프셋 위치에 안착될 수 있으며, 마운트(22)의 중앙에 제공되는 것이 필요하다. 복수의 유동 포트(242)는 플러그(240)를 통해 하류의 원통형 챔버(280)로 유동한다(도 25 참조).
로터 인서트(17)(도 17)를 구성하기 위해 상기 나열된 적절한 재료를 사용하는 것 이외에, 로터 인서트(217)는 Ultra-Wear-Resistant PTFE-Filled Delrin® 아세탈 수지로 구성될 수 있다. Delrin® 아세탈 수지에 PTFE를 첨가하면이 방수 소재에 더 미끄럽고 내마모성이 강한 표면을 제공한다. 이러한 물질은 Delrin® 아세탈 수지 AF로도 알려져 있으며 맥매스터-카르, 9630 노르드워크 불러바드., 산타 페 스프링즈, 캘리포니아 90670-2932에 의해 목록화되어 판매된다.
도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이, 제한기 플러그(240)는 상류 단부로부터 원통형 벽 부분, 보어(280) 및 상부 절두 원추형 챔버 헤드(282)에 의해 형성된 공통 또는 중앙 챔버(288)(도 25 참조)까지 연장되는 원주 방향으로 이격된 유체 흐름 포트(242) 어레이를 구비한다. 도 24 및 도 25에 도시된 바와 같이, 제한기 플러그(240)는 확대된 원통형 외벽 부분(281) 및 감소된 직경의 소형화된 원통형 외벽 부분(286)을 갖는다. 원주 방향 숄더(284)는 도 25에 도시된 바와 같이 벽 부분(281, 286) 사이의 전이점에서 형성된다. 벽 부분(286)은 보어(244) 내의 힘-끼움 조립체에 수용되도록 크기가 정해진다(도 22 참조).
도 20 및 도 22의 구멍(232)은 혼합 허브(26)로부터 원통형 보어(252 및 254)를 통해 가속 및 회전 유체의 공급을 받는다. 가속 및 회전하는 물의 월풀이, 회전하는 터빈 블레이드 및 구동 로터(214)로서 작용하는 각 구멍(232)의 입구 단부에 충돌한다. 부가적으로, 구멍(232)으로부터의 유체의 각진 분사가 로터(214)를 회전 구동시킨다. 본 명세서에 개시된 다양한 로터 상의 각 구멍의 입구 단부와의 각도로의 물의 충돌은 각 구멍으로부터 물의 흐름의 파열, 확산, 분산 및 세그먼테이션을 부여한다. 또한, 구멍(232)(및 본원에 개시된 다른 모든 구멍)은 일반적으로 샤워 헤드 상의 전통적인 구멍보다 크다는 것을 이해할 수 있다. 이러한 특징은 보다 큰 개수의 작은 구멍 또는 출구 구멍을 갖는 종래의 샤워 헤드에 의해 생성된 훨씬 작은 방울에 비해 일반적으로 더 큰 방울을 생성한다.
저압 급수 라인에서 잘 작동하기 위해, 샤워 헤드는 실질적으로 더 작은 크기임에도 불구하고 훨씬 더 많은 개수의 출구 구멍을 갖는 전형적인 샤워 헤드에 비해 9개의 상대적으로 큰 출구 구멍만을 사용한다. 도 20 및 도 22의 제공된 9개의 출구 구멍(232)은 로터 또는 로터(214)로부터 분사될 때 물을 더 균일하게 퍼지게 하는 스피너(214)를 통해 회전한다. 더 큰 크기의 구멍은 작은 구멍보다 큰 물방울을 분산시키는 경향이 있다. 더 큰 크기의 물방울은 더 작은 크기의 물방울보다 덜 빨리 냉각되므로, (주어진 온수 공급량에 대해) 더 따뜻한 샤워를 제공한다. 또한, 작은 크기의 다수의 구멍은 욕실에서 증기 및 안개를 발생시키는 경향이 있는 반면, 스피너로부터의 큰 방울은 이러한 효과를 감소시키는 경향이 있어 증기 및 안개의 생성을 최소화한다. 마지막으로, 더 큰 구멍은 칼슘과 경수 생성으로 막힐 가능성이 적다.
작동 중에, 도 20 내지 도 22의 샤워 헤드(210)는 물의 마사지 출력 스프레이를 발생시킨다. 5개의 연속적인 구멍은 로터(214)의 출구면에 대해 공통의 기울기 또는 각도를 가지며, 나머지 4개의 구멍은 점진적으로 더 작은 각(또는 제로 각도) 구멍을 갖는다. 공통 각도를 갖는 5개의 구멍은 원추형 스프레이 패턴을 형성하고, 작은 각도 구멍은 원추형 스프레이 패턴 내에서 유체 출구 유동을 조준함으로써, 로터(214)가 회전할 때 마사지 스프레이의 느낌을 부여한다. 이러한 원추형 스프레이 패턴은 일반적으로 물의 사용을 줄이기 위해 전통적인 샤워 헤드에 의해 생성된 것보다 작은 각도를 갖는다. 패턴의 중심을 향한 구멍에 의해 원추형 스프레이 패턴을 형성하는 구멍의 차단에 의해 마사지 느낌이 부여된다.
샤워 헤드는 본 명세서에서 흐름 제한 장치로 도시되어 있지만, 이러한 장치는 제거될 수 있고 샤워 헤드는 여전히 작동할 수 있는 것으로 이해된다. 추가적으로, 또는 선택적으로, 물 공급은 공급원에서 제한되어 유량을 감소시킴으로써, 샤워를 하기에 적합한 물방울의 격렬한 분산를 유지하면서 물 사용을 절약할 수 있다.
도 26 내지 도 29는 도 20 내지 도 22의 샤워 헤드용의 선택적인 로터 인서트(1217)를 도시한다. 특히, 상부 단부도에 도시된 바와 같이, 로터 인서트(1217)는 (도 22의) 로터 인서트(217)의 어레이와 유사하게 점진적으로 변화하는 각진 구멍 또는 유체 포트(1232)의 어레이를 갖는다. 그러나, 추가의 비-원형 횡단면 또는 장방형 구멍(1233)이 또한 남아있는 구멍(1232)에 의해 분사되는 유체에 의해 생성된 유체 출구 원추형부 내에 유체 분배를 부여하기 위해 제공된다. 따라서, 로터 인서트(1217) 상의 구멍(1233)은 오직 구멍(1232)으로부터만 분사되는 유체에 의해 미-충전된 상태로 남겨된 내부 스프레이 영역을 채운다. 원주 외측 표면(1230)은 대체 어셈블리의 샤워 헤드(210)(도 22 참조)의 원통형 보어(255) 내의 조립체에 수용된다.
도 27에 도시된 바와 같이, 로터 인서트 또는 허브(1217)는 감소된 표면적 및 마찰 접촉을 갖는 패스너(224)(도 22 참조)와 함께 베어링 표면을 형성하는 감소된 내경의 보어를 갖는다. 패스너(224)의 헤드가 절두 원추형 테이퍼(1235)를 따라 로터 인서트(1217)와 접촉하는 곳에 나머지 접촉부가 형성된다(도 28 참조). 도 27 및 도 28에 도시된 바와 같이, 로터 인서트(1217)는 보어 세그먼트(1223)로부터 대향 단부에서 절두 원추형 테이퍼(1235)에서 끝나는 점진적으로 증가하는 한 세트의 스테이징된 보어 세그먼트(1223, 1224 및 1227)를 갖는다. 허브(1217) 상의 주변 외부면은 개별 구멍(1233)에 의해 확대된 원주 외부면(1230)에 인접하여 가장 넓은 부분에서 관통된 절두 원추형 또는 테이퍼링 외부면(1225)을 형성한다. 도 27a 및 도 27b는 패스너(224)의 세부 사항을 도시한다. 도 28 및 도 29에 도시된 바와 같이, 구멍(1232)은 표면(1225)을 관통하지 않고 대신에 확장된 원주 외부면(1230) 내에만 형성된다.
도 27a의 패스너(224)는 도 27의 로터(1217)(또는 도 22의 로터(217)) 상에 보어(1223)를 갖는 말단부 베어링 표면을 형성하도록 크기가 정해진 감소된 직경부(221)를 포함한다. 부분(221)은 허브(26)의 상보적인 나사형 암 보어 내에서 조립 상태로 나사 결합되는(도 22 참조) 부분(221)에 형성된 말단 나사형 단부(80)를 갖는다. 증가된 직경 부분(223)은 로터(1217)(또는 도 22의 로터(217))의 상보적인 보어(1227) 내에 수용된다. 패스너(224)의 패스너 헤드(225) 상의 고도로 연마된 숄더(227)는 도 27의 로터(1217)(또는 도 22의 로터(217))를 위한 베어링 표면을 제공한다. 최종적으로, 도 27b는 하나의 적합한 육각 헤드 패스너 헤드(225)를 갖는 패스너(224)를 도시한다. 다른 형태의 패스너가 선택적으로 사용될 수 있다.
도 30 및 도 31은 도 2의 샤워 헤드용의 다른 선택적인 로터를 도시한다. 특히, 로터 인서트(2217)는 도 20 내지 도 22의 샤워 헤드 조립체(210)의 로터(217)를 대체할 수 있다. 도 30에 도시된 바와 같이, 로터 인서트(2217)는 원주형 공구 표면(1230)에 의해 한정된 영역이 제공된 유체 구멍 또는 포트(2233, 2235, 2237 및 2239)의 원주 방향 어레이를 갖는다. 구멍(2233, 2235, 2237)은 반경 방향에 수직인 방향으로 각진다. 구멍(2233)은 구멍(2235)보다 큰 각도를 가지며, 구멍(2235)은 구멍(2237)보다 큰 각도를 갖는다. 구멍(2239)은 각도가 없고 축방향으로 연장된다. 작동 시, 구멍(2237)으로부터 분사된 유체는 구멍(2239)으로부터 분사된 유체와 교차하도록 설계되어, 유체가 반경 방향 내측 방향을 포함하여 충격 영역의 측방향으로 분산되게 한다. 이러한 방식으로, 유체는 개별 구멍(2233, 2235, 2237 및 2239)으로부터의 방향 출력에 의해서만 유체가 전달되는 중앙 영역 내에서 전달된다.
도 32는 도 30 및 도 31의 스피너 상의 각 포트로부터의 물 유동 출구 경로를 도시하는 개략도이다. 이러한 물 흐름 출구 경로는 원심력이 각 물 흐름 출구 경로에 부여하는 효과를 고려한다. 각각의 물 흐름 출구 경로는 그것이 유래하는 각각의 구멍으로 번호가 매겨지며, 구멍(2237 및 2239)으로부터의 물 흐름 출구 통로가 샤워 헤드의 로터 인서트(2217)을 떠난 후에 어떻게 교차하는지를 나타낸다. 반대로, 구멍(2233 및 2235)으로부터의 물 흐름 출구 경로는 임의의 다른 출구 경로와 일치하지 않지만, 구별되는 각진 경로를 한정한다.
도 33은 유체 출구 구멍(332)의 어레이(331)를 갖는 로터 또는 스피너(314) 및 유체를 일부 구멍(332)으로부터 편향시켜 유체를 구멍(332)에 의해서만 발생된 유동 경로 내에서 전달되게 하도록 구성된 아치형의 내향 연장 유체 편향 핑거(337)를 갖는 또 다른 샤워 헤드(310)를 도시하는 사시도이다. 핑거(337)는 로터 하우징(315)과 일체로 형성된다. 로터(34)는 전술한 실시예들과 유사한 방식으로 나사형 패스너(24)를 통해 혼합 허브(26)에 부착된다. 샤워 헤드(310)는 또한 벨(16) 및 벨 리테이너(18)를 포함하는 표면(28) 및 하우징(12)과 같은 공구 표면을 갖는 볼 엔드 마운트(22)를 포함하여 이전에 설명된 실시예와 공통인 부품을 포함한다.
도 34 내지 도 36은 원호형 내향 연장 유체 편향 핑거(337)를 포함하는 로터 하우징(315)을 도시한다. 도 36에 도시된 바와 같이, 원통형 보어(355)는 (도 22의) 로터 인서트(217)와 같은 로터 인서트를 압입 가능하게 수용하는 크기로 되어 있다. 원통형 보어(352 및 354)는 (도 22의) 보어(252 및 254)과 유사하고, 유체 또는 물을 로터 인서트의 구멍에 전달하는 역할을 한다.
도 37은 상류 단부에 유체 분산 홈 또는 슬릿(432)의 어레이(431)를 갖는 로터, 또는 스피너(414)를 갖는 또 다른 샤워 헤드(410)를 도시하는 사시도이다. 스피너(414)는 허브(26)를 혼합 허브(26)에 의해 나사형 패스너(424)를 통해 회전하도록 보유된다. 유체는 (허브(26)에 제공된 비대칭 방향에 따라) 허브(26)로부터 회전하는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 분사되어, 스피너(414)에 회전을 부여하도록 배열된 홈(432)으로부터 분사되고 스피너(414)의 상류 단부에 충돌한다. 분사된 회전하는 유체, 또는 스프레이는 샤워 헤드(410)로부터 유체 스프레이를 더 분산시키고 분사하는 내부 절두 원추형 표면(456)에 충돌한다. 샤워 헤드(410)의 하우징(412)은 도 37 및 도 38에 도시된 바와 같이, 외부 표면에 제공된 균등하게 이격된 플루트(417)의 원주 방향 어레이를 갖는 벨 리테이너(18) 및 플루트된 벨(416)로부터 형성된다. 하우징(412)은 볼 엔드 마운트(22)에 피봇식으로 부착되고 플루트(417)는 볼 엔드 마운트(22) 상의 볼(20)에 대한 각진 위치를 회전시키기 위해 하우징(412)을 파지할 때 사용을 돕는다. 편평한 공구 표면(28 및 30)은 나사산 파이프 단부(도시되지 않음) 상에 장착부(22)를 나사 결합하는 것을 돕는다. 로터(414)의 하류 단부는 나사형 패스너(424)와 함께 하우징(412)으로부터 약간 돌출한다.
도 39는 중심선 단면도에서 샤워 헤드(410)를 도시한다. 더 상세하게는, 물은 샤워 내의 물 공급 라인으로부터 볼 엔드 마운트(422) 내로, 원통형 보어(438) 내에서, 확산기의 구멍(242) 또는 흐름 제한기 플러그(240)를 통해 플러그(240)로부터 토로이드형 챔버(46) 내로, 반경 방향 내측으로 연장된 통로(72)를 통해, 중앙에 위치된 공통의 혼합 챔버(92) 내로, 테이퍼진 절두 원추형 부분(98) 내로, 그리고 물이 압력 하에서 소용돌이치는 시계 방향 또는 반시계 방향(통로(72)의 각진 바이어스에 기초함)으로 분사되는 원통형 보어(50) 내로 전달된다. 분사된 소용돌이치는 물은 압력 하에 토로이드형 세그먼트 표면(452)에 충돌하여 월풀처럼 회전하고, 로터(414)가 회전하게 한다. 홈 또는 통로(432)는 로터(414)로부터 벨(416)의 절두 원추형 표면(456)으로 유체의 분사 및 회전을 유도하기 위해 로터(414)에 추가의 힘을 부여하는 그러한 유체에 대한 배출 경로를 제공한다. 표면(452)으로 나타낸 로터(414)의 상류 단부는 혼합 허브(26)의 벽 부분(68)을 한정하는 보어(70) 내에서 가압 끼워 맞춤 관계로 수용될 때 노즐 본체(68)의 하류 단부로부터 이격되어 있는 것으로 이해된다.
도 39 및 도 42에 도시된 바와 같이, 로터(414)는 나사형 패스너(424)의 샤프트 및 헤드 부분에 대해 회전하도록 결합하는 감소된 직경의 베어링 표면 보어(423) 및 절두 원추형 베어링 표면 리세스(435)를 갖는다(도 39 참조). 패스너(424)의 수 나사형 단부(82)는 허브(26)의 상보적인 암 나사형 부분(80) 내에서 나사 결합 상태로 수용된다. 조립 시, 볼(420)은 밀봉 시에 벨 리테이너(18) 상의 원통형 플랜지(74)를 통해 벨(416)을 가요성 고무 가스켓(62)에 대해 이동 가능한 관계로 유지한다. 허브(26) 상의 플랜지(64)는 벨(416) 상의 숄더에 대해 착좌하고, 원통형 벽 부분(66)은 벨(416)의 상보적인 보어(78) 내에 조립되어 수용된다. 가스켓(62)은 벨(416) 내의 원통형 보어(76)에 수용되고, 벨(416)은 수 나사부(60)를 통해 벨 리테이너(18)의 암 나사부(58)와 맞물린다. 마지막으로, 마운트(422)는 렌치를 사용하여 암형 나사부(36)를 통해 나사 체결되거나 또는 손으로 조여 마운트(422)의 원통형 외부 표면에 형성된 길이 방향 홈(421)을 샤워 워터 라인 출구(도시되지 않음)와 같은 물 공급 파이프의 각각의 수 나사형 단부 상으로 결합시킴으로써 결합된다. 선택적으로, 마운트(422)는 수 나사부, 신속 분리부 또는 물 공급 라인과 밀봉 관계로 샤워 헤드를 고정하기 위한 임의의 다른 적절한 구조와 같은 다수의 상이한 연결 인터페이스 중 임의의 것을 가질 수 있다.
도 40은 도 37 내지 도 39의 샤워 헤드 조립체를 위한 샤워 헤드 로터(414)의 상류 단부를 도시한다. 보다 구체적으로, 슬릿의 반경 방향 어레이 또는 유체 통로(432)가 중심 원통형 베어링 표면 또는 보어(423) 둘레로 원주 방향으로 이격되어 제공되어, 패스너(424)를 수용하기위한 구멍(427)을 제공한다(도 39 참조). 도 40 내지 도 42에 도시된 바와 같이, 로터(414) 상의 슬릿(432)은 토로이드형 세그먼트 표면(452) 주위로 등격으로 이격되어 반경 방향 외측으로 연장된다. 선택적으로, 슬릿(432)은 반경 방향으로부터의 하나 이상의 각도로 연장하고 그리고/또는 슬릿(432)은 표면(452) 주위에서 불균일하게 이격될 수 있다. 도 42에 도시된 바와 같이, 보어(427)는 조립 시 패스너(424)(도 39 참조)와의 접촉 표면적을 감소시키도록 보어(423)에 대해 확대되어, 특히 낮은 수압 및 샤워를 할 때 물을 절약하기 위한 노력에 의해 결정되는 유동 조건 하에서 그들 사이의 접촉 마찰을 감소시키고 회전을 향상시킨다.
도 43은 상류 단부로부터 도 37 내지 도 39의 샤워 헤드 조립체에서 사용하기 위해 도 40에 도시된 로터(414)와 유사한 선택적 샤워 헤드 로터(514)를 도시한다. 더 상세하게는, 로터(514)는 도 43 및 도 45에 도시된 바와 같이, 어떠한 슬릿도 없는 토로이드형 세그먼트 표면 또는 틈새가 있는 도넛 형상의 캐비티(552)를 갖는다. 가압된 소용돌이치는 물의 출력이 표면(552)에 충돌하여, 로터 또는 유체 분산 본체(514)에 모션을 부여하고, 여기서 힘은 패스너(424)(도 39 참조)로 표면(523, 535) 사이의 마찰력을 극복한다. 다른 경우에, 로터(514)는 회전하지 않고, 대신에 유체 분산 표면으로서 작용한다. 구멍(527)은 로터(514)와 패스너(424) 사이의 표면(523)의 접촉 표면적을 감소시키는 역할을 하는 확대된 보어 부분(527)을 갖는다(도 39 참조).
도 46 내지 도 59는 발산 원추형 또는 팽창 노즐(514)이 발산 원추형 출구 포트(532)를 통해 샤워 헤드(510)로부터 회전하는 분사된 물을 분사하는 또 다른 샤워 헤드(510)를 도시한다. 샤워 헤드(510)의 세부 사항은 로터(14)가 제거되고 혼합 허브(526)가 본질적으로 혼합 허브(26)(도 1 내지 도 19 참조)와 동일하다는 것을 제외하고는 도 1 내지 도 19의 샤워 헤드와 유사하다. 물은 도 46 및 도 46a에 도시된 바와 같이 혼합 허브(526)의 하우징에 제공된 천공 파티션 또는 배플을 통해 회전하는 월풀 또는 급속하게 회전하는 물의 질량으로 향하게 된다. 샤워 헤드(510)의 하우징(12) 및 볼 엔드 피팅(22)은 벨(16), 벨 리테이너(18) 및 편평한 공구 표면(28 및 30)(도 47 참조)을 구비하는 도 1 내지 도 3의 하우징(12) 및 볼 엔드 피팅(22)과 실질적으로 동일하게 유지된다.
도 46a에 도시된 바와 같이, 팽창 노즐 또는 원추형부(514)는 원통형 노즐 본체(569)와 일체로 형성된다. 본체(569)는 혼합 허브(526)의 벽 부분(568)에 압입된다(도 48 참조). (도 1 내지 도 3의) 혼합 허브(26)와 유사하게, 혼합 허브(526)는 원통형 플랜지 부분(564) 및 증가된 직경의 원통형 벽 부분(566)을 갖는다. 도 47의 측면도에 도시된 바와 같이, 팽창 노즐(54)은 반대 단부에서 볼(20)과 마찬가지로 하우징(12)을 넘어 연장된다.
도 48은 중심선 단면도에서 샤워 헤드(510)를 도시한다. 팽창 노즐(514)은 발산 원추형부(515) 및 원통형 노즐 본체(569)와 일체로 형성되고 원통형 보어(56) 내에 중심에 제공된다. 원추형부(515)의 내부 절두 원추형 표면(532)은 나사형 보어(36), 확산 판(40), 원통형 보어(38 및 44), 토로이드형 챔버(46), 주변 포트(548), 주변 통로(572), 및 공통 혼합 챔버(592)를 통해 통로를 통해 보어(550)로부터 고도로 에너지가 공급된 소용돌이 유체 또는 물을 수용한다. 혼합 허브(526)는 주변 통로(572)(도 50 참조)의 반경 방향으로 각진 배향의 결과로서 챔버(592) 내의 유체를 혼합 및 소용돌이치게 하는 작용을 한다. 볼 엔드 마운트(22) 상의 볼 엔드 피팅(20)은 물 공급 라인(도시되지 않음)의 나사형 단부에 나사산(34)으로 부착되고, 벨(16) 및 벨 리테이너(18)는 볼(20)을 원통형 가스킷 시트(76)에서 고무 가스켓(62)과 밀봉 선회 가능하게 재위치 설정 가능한 결합 상태로 조립 시 포획한다. 허브(526)의 플랜지 부분(564)은 벨(16)과 안착되고 조립 시 가스킷(62)에 대해 밀봉된다. 노즐 본체(569)의 외경은 허브(526)의 원통형 보어(570) 내에서 압입 조립체 내로 가압된다.
도 49 내지 도 53에 도시된 바와 같이, 혼합 허브(526)는 유체 포트 또는 통로(548)를 통해 상류 단부(도 49 및 도 51 참조)로부터 하류 단부(도 50 및 도 53 참조)로 라인 압력 하에서 유체를 전달한다. 보다 상세하게는, 유체는 상류 단부로부터 축방향 연장 유체 포트(548)를 통해 각지고 반경 방향 내측을 향한 주변 유체 통로(572)(도 50 및 도 53 참조)로 라인 압력 하에 통과한다. 허브(526)는 (도 3의) 허브(26)에 제공된 보어(80)을 생략하지만, 하나의 대안적인 구조는 이러한 구멍을 포함하고 허브(526) 대신에 허브(26)를 사용하는 것으로 이해된다. 이러한 경우, 패스너(24)는 생략되고 물은 홀(80)을 단순히 통과한다. 또한, 도 63의 샤워 헤드(910)는 선택적으로 허브 내의 구멍을 생략할 수 있다. 하류 단부로부터 볼 때 도 50 및 도 53에 도시된 바와 같이, 유체 통로(572)는 혼합 캐비티 또는 챔버(592)(도 50 및 도 53 참조) 내의 통로(572)로부터의 유체의 시계 방향 소용돌이 및 혼합을 유도한다. 선택적으로, 통로(572)는 반시계 방향으로 소용돌이를 유도하도록 배향될 수 있다. 또한, 선택적으로, 일부 또는 모든 통로(572)는 반경 방향 내측 방향으로만 연장하도록 구성될 수 있다.
도 49 및 도 51에 도시된 바와 같이, 포트(548)는 원통형 배플(584)을 통해 축방향으로 연장되고, 배플(584)의 외주면을 중심으로 원통형 어레이로 원주 방향으로 균등하게 이격되어 있다. 도 51 및 도 52에 도시된 바와 같이, 배플(584)은 편평한 출구 표면(588)(도 50 및 도 53 참조)뿐만 아니라 원추형 상류 입구 표면을 갖는다. 혼합 챔버(592)는 도 50 및 도 53에 도시된 바와 같이 표면(584)의 반경 방향 내측에 제공된다. 플랜지 부분(564), 벽 부분(566) 및 벽 부분(568)은 도 49 내지 도 52에 도시된 바와 같이, 배플(584)에 의해 분할된 허브(526) 내의 내부 영역을 상류 단부 및 하류 단부로 둘러싸고 있다. 도 52는 플랜지 부분(564), 벽 부분(566) 및 벽 부분(568)의 상류 부분으로 둘러싸이고 배플(584)의 원추형 입구 표면(586)에 의해 한정되는 상류 단부를 도시하고, 하류 단부는 벽 부분(568)의 하류 부분에 의해 둘러싸인다. 유체는 주변 포트(548)로 축방향으로 진입한 다음, 주변 통로(572)를 따라 대체로 반경 방향 내측으로 회전한다. 일 구조에 따른 원통형 보어(570)는 가압 끼워 맞춤 방식으로 노즐 본체(569)(도 54 참조)의 외경 표면을 수용할 수 있는 크기로 되어 있다.
도 54 및 도 55는 발산 원추형부(515)와 일체로 형성된 원통형 노즐 본체 부분(569)을 포함하는 팽창 노즐(514)의 단일 구조를 도시한다. 또한, 노즐(514)의 원통형 보어(550)는 플레어 팽창 출구(551) 및 플레어 압축 입구(553)를 갖는다. 물은 압력 하에 혼합 허브(526)로부터 속도로 분사되어 소용돌이치도록 유도된다. 이러한 분사된 소용돌이 유체는 보어(550)를 통과하여 팽창하여 발산 원추형부(515)의 절두 원뿔형 내부면(532)을 통해 지향된다.
도 56 내지 도 57은 발산 원추형 노즐(615)의 내측 원추형 표면(632) 상에 교란 또는 방해부(633)가 제공되는 도 46 내지 도 48의 샤워 헤드용의 선택적인 노즐(614)을 도시한다. 원통형 노즐 본체 부분(669)은 허브(526) 상의 벽 부분(568)의 보어(570) 내의 가압 끼움 조립체에 수용된다(도 48 참조). 방해부(633)는 표면(632)에 형성된 반원통형 홈을 포함한다. 선택적으로, 다른 형태의 오목 또는 볼록 구조가 스플라인, 리브 또는 심지어 각진 그루브 또는 리지와 같은 원추형 표면(632)을 통해 보어(650)로부터 분사되는 소용돌이치는 유체의 유동을 차단하도록 제공될 수 있다. 이러한 방해부는 팽창하여 원추형 표면(632)을 빠져 나올 때 소용돌이치며 분사되는 유체를 더 분해하여 분산시키는 역할을 한다.
도 58 내지 도 59는 발산 원추형 노즐(715)이 발산 원추형부(732)의 상류에 수렴형 세그먼트(750)를 갖는 도 46 내지 도 48의 샤워 헤드용 제2 선택적 노즐(714)을 도시한다. 원통형 노즐 본체 부분(769)은 허브(526) 상의 벽 부분(568)의 보어(570) 내의 가압 끼움 조립체에 수용된다(도 48 참조). 도 59에 도시된 바와 같이, 원주형 립 에지(751)는 수렴형 세그먼트(750) 및 발산형 원추형부(732)로부터 예리한 전이부를 제공한다. 엣지(751)는 적어도 부분적으로 수렴하는 원추형부(732)로 하류로 팽창하는 엣지(751)를 지나 유체 흐름을 가속화시키는 역할을 하는 수축부를 제공한다.
도 60은 도 1 내지 도 19, 도 46 내지 도 48의 실시예 및 예시적인 종래 기술의 샤워 헤드, 왁스먼, 24460 오로라 로드, 베드포드 하이츠, 오하이오 44146에 의해 판매되고 UPC 28905765107를 갖는 왁스먼 모델 번호 7651000T에 대한 물 라인 압력 및 유량을 상세화한 테스트 결과의 표이다.
도 61은 도 1 내지 도 19 및 도 46 내지 도 48의 실시예에 대한 물 라인 압력 및 유량을 상세화한 테스트 결과의 표로서, 3개의 고유하게 상이한 흐름 제한기 플레이트를 포함한다.
도 62는 도 20 내지 도 22의 실시예에 도시된 샤워 헤드와 유사하지만 크기가 축소된 스프레이 헤드(810)를 갖는 꼭지(890)를 갖는 주방 싱크(892)를 도시하는 사시도이다. 특히, 스프레이 헤드(810)는 (도 20 내지 도 22의) 샤워 헤드(210)와 공통인 부분을 갖는 확대된 삽입 원으로 보다 상세히 도시된다. 예를 들어 볼 엔드(20), 볼 엔드 마운트(22), 흐름 제한기 플러그(240), 벨(816), 벨 리테이너(18), 벽 부분(68), 노즐 본체(869) 및 로터(814)는 (도 20 내지 도 22의) 샤워 헤드(210) 상의 대응하는 부분들과 유사한 방식으로 구성된다.
도 63은 직선 노즐 본체 인서트(950)를 갖는 스프레이 헤드(910)를 갖는 다른 꼭지(990)를 갖는 주방 싱크(992)를 도시하는 측면도이다. 더욱 상세하게는, 노즐 본체 인서트(950)는 원통형 벽 부분(68)의 상보적인 보어 내에서 원통형 노즐 본체(969)를 통해 압입 끼워 맞춤되고, 확대된 삽입 원으로 도시된다. 흐름 제한기 플러그(240), 벨(916), 벨 리테이너(18), 벽 부분(68) 및 노즐 본체(969)는 (도 20 내지 도 22의) 샤워 헤드(210) 상의 대응 부분과 유사한 방식으로 구성된다. 보어(950)는 압력 하에서 혼합 허브의 벽 부분(68)으로부터 소용돌이치는 물을 수용하는 원통형 보어를 포함한다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 도 1 내지 도 63에 도시된 샤워 헤드 및 샤워 헤드 구성 요소는 도 2 내지 도 4, 도 7 내지 도 15, 도 17 내지 도 19, 도 21 내지 도 32, 도 34 내지 도 36, 도 38 내지 도 39, 도 41 내지 도 42, 도 44 내지 도 45, 도 47 내지 도 48, 도 51 내지 도 59, 및 도 62 내지 도 63에 도시된 바와 같이 X 축 및 Y 축에 1 : 1 스케일을 갖는 엔지니어링 도면을 사용하여 상세화되어 있다는 것이 이해된다. 다양한 구성 요소가 실시예 간에 상호 교환 가능하다는 것이 또한 이해된다.
선택적으로, 다른 구조가 이해된다.
전술한 샤워 헤드는 본체와 연통하고 물 공급 파이프에 연결되도록 된 커플러를 더 포함할 수 있다. 하나의 경우에서, 샤워 헤드는 반경 방향 안쪽 방향으로 연장되는 주변 슬롯을 가지며, 실질적으로 반경 방향으로 연장하고 원주 방향으로 이격된 주변 슬롯의 어레이를 형성한다. 특정 경우에, 적어도 하나의 주변 슬롯 중 제1 그룹은 시계 방향으로 일정한 각도로 연장되고 적어도 하나의 주변 슬롯 중 제2 그룹은 반시계 방향으로 일정 각도로 연장되어 혼합 캐비티 내에서 혼란 및 난류 혼합을 제공한다. 소정의 경우에, 하우징은 일반적으로 반경 방향으로 연장하는 스파이더 아암 어레이를 포함하고, 각각의 인접한 각 쌍이 주변 포트 중 하나와 주변 슬롯 중 하나에 의해 분리되어 천공 파티션을 제공한다. 어떤 경우에, 하우징은 관형 본체를 포함한다. 어떤 경우에, 관형 몸체는 하류 단부에 제공된 캐비티를 갖는다. 어떤 경우에는, 캐비티는 원통형 보어를 포함한다. 노즐 본체는 캐비티 내에 간섭 끼워 맞춤에 맞도록 치수가 정해진 외부 표면을 갖는다. 또한 어떤 경우에, 관형 본체는 조립 시 캐비티 내에 수용된 노즐 본체 위에 놓이도록 크기가 정해지는 캐비티의 하류 엣지 상에 형성된 내향 연장 립 엣지를 더 포함한다. 어떤 경우에, 노즐 본체는 자체 유지 피트-업으로 캐비티 내에 수용될 수 있는 크기로 되어 있다. 또한, 어떤 경우에, 관통 통로는 구멍을 포함한다. 특히, 어떤 경우에는, 관통 통로는 축방향 원통형 보어를 포함한다. 일부 경우에, 관통 통로는 내부 벽부를 따라 제공된 복수의 홈을 포함한다. 어떤 경우에, 관통 통로는 벽 부분을 차단하는 복수의 리지/홈을 갖는 원추형 벽 부분을 포함한다. 또한 어떤 경우에, 노즐 본체는 원통형 기부 및 팽창하는 출구부를 포함한다. 어떤 경우에는, 팽창하는 출구 부분은 발산하는 원추형 챔버를 포함한다. 어떤 경우에, 노즐 본체는 팽창 챔버를 포함한다. 또한 어떤 경우에는, 노즐 본체는 압축 챔버를 포함한다. 어떤 경우에, 중앙 지지 포스트는 패스너의 중앙 샤프트를 중심으로 회전하기 위해 로터를 보유하도록 구성된 보유 헤드를 갖는 세장형 패스너를 포함한다. 일부 경우에, 세장형 패스너는 나사형 단부를 가지며, 배플은 나사형 단부를 수용할 수 있는 크기의 상보적인 나사형 구멍을 포함한다. 소정의 경우에서, 로터는 외부 하우징 및 중앙 인서트부를 포함하고, 적어도 하나의 유체 분사 포트는 외부 하우징 및 중앙 인서트부 중 적어도 하나에 의해 제공된다. 어떤 경우에는, 중앙 인서트부는 외부 하우징의 팽창 챔버 내에 동축으로 장착된다. 일부 경우에 있어서, 로터는 로터와 노즐 본체 사이의 유체의 백스플레쉬를 억제하도록 작동하는 로터의 말단부에 인접하여 절두 원추형 공급 캐비티에 제공된 반경 방향 외측으로 연장하는 홈을 포함한다. 소정의 경우에서, 노즐 본체는 로터와 겹쳐진 관계로 노즐 본체의 말단부로부터 연장되는 원주형 백스플래쉬 립을 포함한다. 어떤 경우에, 유체 분사 포트 중 적어도 하나는 로터의 반경 방향에 수직인 방향으로 각이 지는 경우가 있다.
하우징, 배플 및 노즐 본체를 갖는 샤워 헤드가 제공된다. 상기 하우징은 유체 입구 및 유체 출구를 갖는다. 배플은 배플 내로 연장되고 유체 입구와 연통하는 하나 이상의 유체 통로를 갖는 입구와 출구 사이의 하우징에 제공된다. 적어도 하나의 통로는 출구 단부에서 혼합 캐비티와 연통하는 반경 방향 내측으로 연장하는 유체 통로와 연통하도록 구성된다. 노즐 본체는 혼합 챔버의 하류에 제공된 하우징에 의해 보유되며, 상류 단부에는 압축 스테이지를 구비하고, 하류 단부에는 상류 단부와 유체 연통하는 유체 출구를 갖는다. 일 실시예에서, 샤워 헤드는 비접촉식으로 노즐 본체 유체 출구의 근위 및 하류에 지지되고 적어도 하나의 유체 분사 포트를 갖는 회전 가능한 유체 분사 로터를 포함한다. 일 경우에, 샤워 헤드는 본체와 연통하고 물 공급 파이프에 연결되도록 된 커플러를 포함한다. 어떤 경우에는, 중앙 혼합 챔버가 회전 표면으로 형성된다. 또한 어떤 경우에는, 중앙 혼합 챔버가 편원형 회전 타원체의 단부이다. 어떤 경우에는, 노즐 본체는 유체 관통 통로를 갖는 관형 본체를 포함한다. 다른 특정 경우에서, 관통 통로는 원통형 보어를 포함한다. 일부 경우에서, 관통 통로는 원통형 보어의 상류에 제공된 절두 원추형 압축 노즐을 더 포함한다. 어떤 경우, 관통 통로는 원통형 벨 모양 팽창 노즐을 포함한다. 다른 경우에, 관통 통로는 팽창 노즐의 상류에 제공된 직경 축소 세그먼트를 포함한다. 소정의 경우에서, 관통 통로는 팽창 노즐의 하류 단부를 따라 축방향으로 발산하는 방향으로 형성된 원주 방향으로 이격된 내부 표면 섭동들의 어레이를 포함한다. 어떤 경우에, 하우징은 하류 단부에 보어를 가지며, 노즐 본체는 하류 보어 내에서 캡쳐된 관계로 조립 시 수용될 수 있는 크기의 상보적인 외주 벽을 갖는다. 일 경우에서, 상기 샤워 헤드는 출구 챔버의 중심에서 배플에 의해 보유되는 중앙지지 포스트 및 상기 노즐과 근접한 비-접촉 관계로 상기 중앙 지지 포스트에 의해 상기 노즐의 하류에서 출구 챔버 내에서 회전하도록 보유되는 로터를 더 포함한다. 일부 경우에서, 로터는 말단부에 제공된 적어도 하나의 유체 분사 포트, 포트의 상류의 포트와 연통하는 환형 캐비티 및 노즐 본체 및 환형 캐비티와 연통하는 절두 원추형 공급 캐비티를 가지며, 로터는 노즐 본체와 이격된 비-접촉 관계로 제공된다. 소정의 경우에, 배플은 배플의 상류 표면으로부터 연장하는 볼록 중앙 허브를 포함한다. 다른 특정의 경우에서, 로터는 하류 단부에서 유체 연통되는 적어도 하나의 출구로 이르는 상류 단부에 제공되는 환형 입구를 포함한다. 어떤 경우에, 노즐은 로터의 환형 입구 내에서 노즐의 하류 단부로부터 연장되는 원통형의 백스플래쉬 방지 튜브 단부를 포함한다. 일부 다른 경우에서, 하우징은 입구 단부 및 출구 단부를 갖는 원통형 본체를 갖는 허브와, 입구 단부를 따라 제공되는 반경 방향 외향 연장 플랜지를 포함한다. 어떤 경우에, 하우징은 허브가 수용되는 보어를 갖는 벨 하우징과, 보어에 인접하여 상류에서 벨 하우징의 보어 내에 수용되고 조립체에서 허브의 플랜지를 덮어 벨 하우징 내의 허브를 밀봉하는 크기의 탄성 원주 방향 와셔를 포함한다. 이러한 하우징에 있어서, 샤워 헤드는 물 공급 파이프에 연결하기 위해 상류 단부에 형성된 벨 하우징과 연통하고, 벨 하우징 내부의 원주형 시일에 대해 회전 가능한 밀봉 관계로 착좌되도록 형성된 하류 단부에 볼 엔드를 갖는 커플러를 더 포함할 수 있다. 소정의 경우에서, 로터는 상류 단부를 따라 정해진 직경의 부분 보어, 중간 부분 및 하류 단부 모두를 따라 확장된 직경 부분 보어 및 하류 단부를 따라 테이퍼된 단부 보어를 가지며, 중앙 포스트는 테이퍼진 단부 보어에 상보적인 테이퍼진 플레어 헤드를 갖는 하류 단부의 확대된 헤드를 구비하여, 로터가 정해진 직경 부분 보어를 따라서만 중심 포스트와 함께 회전 베어링 면을 형성하고, 테이퍼 단부 보어 및 로터가 더 나아가 노즐이 없이 접촉 상태를 유지한다. 소정의 경우에서, 로터는 로터의 기단부를 따라 제공된 절두 원추형 공급 캐비티와, 로터의 말단부에 제공되어 공급 캐비티와 연통하는 유체 분사 포트를 포함한다. 다른 경우에, 로터는 공급 캐비티와 연통하는 로터의 말단부 근방에 절두 원추형 공급 캐비티에 제공된 반경 방향 외측으로 연장하는 원주 홈을 포함하여 로터와 노즐 본체 사이에서 유체의 백스플래쉬를 방지한다. 어떤 경우에, 노즐 본체는 로터와 겹쳐진 관계로 노즐 본체의 말단부로부터 연장되는 원주형 백스플래쉬 립을 포함한다. 다른 경우에, 로터는 로터의 말단부 둘레에 원주 방향으로 분포된 복수의 유체 분사 포트를 포함하고, 유체 분사 포트는 축방향으로 연장된다. 어떤 경우에는 유체 분사 포트가 반경 방향으로 연장된다. 다른 경우에는, 유체 분사 포트 중 적어도 하나는 접선 방향 및 축방향으로 연장된다. 일부 경우에는, 유체 분사 포트 중 적어도 하나는 반경 방향으로 더 연장된다. 다른 경우에, 로터는 외측 하우징 및 절두 원추형 공급 캐비티를 한정하는 하우징 내에 보유된 인서트 부분을 포함한다.
하우징 및 배플을 포함하는 샤워 헤드 유체 집중 장치가 제공된다. 하우징은 유체 입구 및 유체 출구를 갖는다. 배플은 입구와 출구 사이에서 하우징 내에 제공되며, 유체 입구로부터 유체 출구까지 연장하는 하나 이상의 주변 유체 통로를 갖는다. 적어도 하나의 주변 유체 통로는 혼합 캐비티와 연통하도록 내부 방향으로 하류 단부에서 종결된다. 일 경우에, 혼합 챔버는 하우징의 중앙에 위치한다. 일부 경우에, 적어도 하나의 주변 유체 통로는 혼합 챔버 내에서 시계 방향 및 반시계 방향 유체 운동 중 하나를 제공하기 위해 직접적인 반경 방향 경로로부터 오프셋된 대체로 반경 방향 내측 방향으로 연장되도록 구성된 복수의 유체 구멍을 포함한다. 어떤 경우에, 적어도 하나의 주변 유체 통로는 혼합 챔버 내에 충돌 혼합을 제공하기 위해 직접 반경 방향 경로를 따라 반경 방향 내측 방향으로만 연장되도록 구성된 복수의 유체 구멍을 포함한다. 소정의 경우에서, 적어도 하나의 주변 유체 통로는 복수의 유체 구멍을 포함하고, 복수의 유체 구멍 중 적어도 일부는 직접적인 반경 방향 경로로부터 오프셋된 대체로 반경 방향 내측 방향으로 연장하도록 구성된다. 일 경우에서, 상기 샤워 헤드는 상기 출구 챔버의 중심에서 상기 유동 집중 출구를 통해 배플에 의해 보유되는 중앙 지지 포스트와, 말단부에 제공된 하나 이상의 유체 분사 포트를 갖는 상기 노즐 본체의 상기 포스트 하류에 의해 회전하도록 보유된 로터를 더 포함하고, 환형 캐비티가 적어도 하나의 포트의 상류에서 적어도 하나의 포트와 연통하고, 절두 원추형 공급 캐비티가 노즐 본체 및 환형 캐비티와 연통하고, 로터는 노즐 본체와 이격되어 비-접촉하는 관계로 제공된다. 어떤 경우에, 하우징은 회전 혼합 챔버의 표면을 갖는 원통형 본체를 포함한다. 일부 경우에, 주변 슬롯 중 적어도 하나는 반경 방향 내측 방향으로 연장된다. 소정의 경우에, 주변 슬롯은 반경 방향으로 연장하고 원주 방향으로 이격된 주변 슬롯의 어레이를 형성한다. 일부 경우에, 적어도 하나의 주변 유체 통로는 복수의 유체 구멍을 포함하고, 주변 슬롯 중 적어도 하나의 모두는 시계 방향 및 반시계 방향 중 하나에서 반경 방향 안쪽 방향에 대해 소정 각도로 연장되어, 혼합 챔버 내에서 일관된 소용돌이를 부여한다.
물을 분산시키는 일 방법에 따라, 복수의 포트 각각은 배플의 중앙부로부터 이격된, 배플의 외주를 따라 제공된다. 일 경우에, 혼합 단계는 혼합 챔버 내에서 물을 충돌시키고 혼합하기 위해 반경 방향 내측 방향을 따라 복수의 포트 각각으로부터 물을 안내하는 단계를 포함한다.

Claims (25)

  1. 샤워 헤드에 있어서,
    유체 입구 및 유체 출구를 갖는 하우징;
    상기 유체 입구와 연통하는 적어도 하나의 주변 유체 통로를 갖는 입구와 출구 사이의 하우징에 제공된 천공 파티션(perforate partition) - 각각의 주변 유체 통로는 하류 단부에서 내부로 연장하는 주변 슬롯과 연통하고, 각각의 슬롯은 하류 단부에서 혼합 캐비티와 연통함 - ; 및
    상류 단부에 압축 포트를 갖고 상기 압축 포트와 유체 연통하는 하류 단부에 출구 포트를 갖는 혼합 캐비티의 하류에서 하우징에 의해 보유되는 노즐 본체를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 주변 유체 통로는 복수의 주변 포트에 의해 제공되며,
    출구 포트의 중앙에서 압축 포트를 통해 배플에 의해 보유되는 중앙 지지 포스트, 및 말단부에 제공되는 적어도 하나의 유체 분사 포트를 갖는 노즐 본체의 하류에서 상기 포스트에 의해 회전하도록 보유되는 로터를 더 포함하며, 환형 캐비티가 적어도 하나의 포트의 상류에서 상기 적어도 하나의 포트와 연통하고, 절두 원추형 공급 캐비티가 상기 노즐 본체 및 환형 캐비티와 연통하고, 상기 로터는 상기 노즐 본체와 이격되어 비-접촉하는 관계로 제공되는 것인, 샤워 헤드.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 회전 혼합 캐비티의 표면을 갖는 원통형 몸체를 포함하는 것인, 샤워 헤드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 혼합 캐비티는 편원형 회전 타원체의 단부를 포함하는 것인, 샤워 헤드.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 주변 슬롯 중 적어도 하나는 반경 방향 내측 방향으로 연장되는 것인, 샤워 헤드.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 주변 슬롯 중 적어도 하나는 반경 방향 내측 방향에 대해 각도를 이루어 연장되는 것인, 샤워 헤드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 주변 슬롯 중 적어도 하나의 모두는 혼합 캐비티 내에 일관된 월풀을 부여하기 위해 시계 방향 및 반시계 방향 중 하나로 각도를 이루어 연장되는 것인, 샤워 헤드.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 주변 슬롯은, 안쪽으로 연장되고 반경 방향으로부터 각을 이루어 오프셋되고 원주 방향으로 이격된 주변 슬롯의 어레이를 형성하는 것인, 샤워 헤드.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 노즐 본체는 관통 통로를 갖는 관형 부재를 포함하는 것인, 샤워 헤드.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 관통 통로는 축방향 보어를 포함하는 것인, 샤워 헤드.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 관통 통로는 발산 중공형 부분을 포함하는 것인, 샤워 헤드.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 관통 통로의 적어도 일부는 원추형인 것인, 샤워 헤드.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 관통 통로는 매끄러운 내부 벽 부분을 포함하는 것인, 샤워 헤드.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 로터는 유체 분사 포트의 원주형 어레이를 포함하는 것인, 샤워 헤드.
  16. 제15항에 있어서,
    유체 분사 포트 모두는 축방향 및 반경 방향 중 하나로만 연장되는 것인, 샤워 헤드.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 로터는 나셀(nacellete) 내에 동축으로 지지되는 외부 나셀 및 내부 원추형부를 포함하는 것인, 샤워 헤드.
  18. 제17항에 있어서,
    원주형 캐비티가 나셀과 원추형부 사이에 제공되는 것인, 샤워 헤드.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 캐비티의 일부는 압축 영역을 포함하는 것인, 샤워 헤드.
  20. 제18항에 있어서, 상기 캐비티의 일부는 팽창 영역을 포함하는 것인, 샤워 헤드.
  21. 물을 분산시키는(dispersing) 방법에 있어서,
    유체 입구, 유체 출구, 및 배플을 갖는 하우징을 제공하는 단계 - 상기 배플은 입구와 연통하고 유체 입구로부터 유체 출구로 배플을 통해 연장되고 적어도 하나의 내부로 연장하는 주변 통로와 연통하고 혼합 캐비티 및 혼합 캐비티의 하류에 있는 노즐 본체에서 종료되는 적어도 하나의 주변 유체 통로를 갖는 입구와 출구 사이의 하우징 내에 제공됨 - ;
    상기 유체 입구에 가압 하의 물의 공급원을 전달하는 단계;
    적어도 하나의 주변 유체 통로를 통해 적어도 하나의 내향 연장 주변 통로 내로 물을 분산시키는 단계;
    상기 혼합 캐비티에서 물을 혼합하는 단계;
    노즐 본체의 상류 부분을 통해 혼합된 물을 압축하고 유체 출구를 통해 노즐 본체로부터 혼합된 물을 분사하는 단계를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 주변 유체 통로는 복수의 주변 포트에 의해 제공되고, 각각의 주변 포트는 하류 단부에서 각각의 내향 연장 주변 통로와 연통하며, 혼합하는 단계는 상기 혼합 캐비티 내의 상기 복수의 내향 연장 주변 통로 각각으로부터의 유체를 재결합하는 단계를 포함하고,
    상기 혼합하는 단계는 상기 복수의 포트 각각으로부터의 물을 시계 방향 및 반시계 방향 중 하나로 소용돌이치게 하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 제21항에 있어서,
    상기 노즐 본체의 하류에 유체 방출 로터를 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 물을 분사시킨 후, 상기 물을 상기 노즐 본체에 충돌시켜, 상기 충돌하는 물을 상기 로터로부터 분산시키는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 로터는 유체 방출 포트를 포함하고, 혼합하는 단계는 시계 방향 및 반시계 방향 중 하나로 물을 소용돌이치게 하는 단계, 및 상기 소용돌이치는 물을 상기 노즐로부터 분사하는 단계를 더 포함하고, 충돌하는 단계는 상기 충돌하여 소용돌이치는 물에 반응하여 시계 방향 및 반시계 방향 중 대응하는 하나로 상기 로터를 구동하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.
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