KR20030071795A - 유체 분출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 노즐 회전을 유체압력으로 일으키는 구조를 가지는 위에, 챔버로의 유체공급펌프 등의 구동부의 소형화나 운전코스트의 저감을 도모하는 유체분출장치에 관한 것이다. 세정수분출장치(40)는, 챔버(2)의 천정에 에지상으로 함몰 형성된 상측관통공(6A)를 구비하고, 저면에 일정 깊이의 둥근구멍형상의 요부(43)를 구비한다. 노즐(4)은, 상기 상측관통공(6A)에, 노즐선단측의 축소지름부분(7)을 삽입시키고, 요부(43)에는 하단부(44)를 삽입시켜 조립한다. 노즐(4)은, 상측관통공(6A)에 있어서, 세정수 분출구(5)를 관통공 외부를 향하도록 함과 같이 회전 가능하고, 더욱이 노즐 축심(O) 방향으로의 노즐(4)의 위치변경이 허용되는 상태로 된다. 또한 상측관통공(6A)의 중심축(P)에 대하여 경사진 자세로, 상기 중심축 주위로 공전 가능하다.

Description

유체 분출 장치{FLUID JETTING DEVICE}

이러한 종류의 유체분사장치의 일례로서 인체의 국부(항문 등)을 세정하는 국부세정장치가 널리 알려져 있다. 이러한 국부세정장치에서는, 하나의 유체 분출구에서 세정수를 인체 국부를 향하여 분출함에 있어서, 통상 분출세정수가 착수(着水)되는 범위가 어느 정도 넓은 범위가 되도록 하는 것이 요구되고 있다.

이와 같은 요구를 만족하기 위해서는, 노즐이 조립된 노즐아암을 원호 궤적으로 회전시키는 방안(노즐아암 회전 방안)이나, 노즐 자체를 그것을 조립하고 있는 노즐아암 내에서 구동하는 방안(노즐 회전방안)을 채택하면 된다. 그러나 전자의 방안에 있어서는, 노즐아암을 직교 좌표상의 2축으로 동시에 제어할 필요가 있기 때문에, 각 축마다에 구동모터 등이 필요하게 되고 장치의 대형화를 초래한다. 한편 후자의 방안은 구동대상이 노즐뿐이어서, 그 만큼 장치의 소형화를 도모하는 것이 가능하여 바람직하다. 이러한 노즐 회전방안은, 예를 들면 일본국 특허 공개 2000-8453호 공보에서 여러가지의 것이 제안되고 있고, 노즐을 전기적인 힘으로 구동하는 것과 노즐을 세정수 압력으로 구동하는 것으로 대별된다. 후자의 경우에는에너지 절약의 관점에서 전자에 비하여 우수하다.

도 1은, 노즐을 세정수 압력으로 회전구동하도록 종래 채용되는 구성을 설명하는 설명도이고, 도 1의 (a)는 노즐아암의 개략단면도를 보이고, 도 1의 (b)는 그 A-A선 단면도를 보이는 설명도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 노즐아암에는 원추대 형상의 노즐이 회전 가능하게 챔버 내에 조립되고, 노즐 원주벽에는 만곡된 홈이 원주벽 주위에 복수개 형성되어 있다. 이러한 노즐은 그 선단측에서 실링재에 의하여 챔버면과 실링되어 있다. 이러한 노즐에 세정수를 공급하면 세정수가 챔버의 내면과 노즐의 원주벽의 홈을 통과하는 경우, 그 세정수의 압력으로 노즐이 회전한다. 따라서 노즐은 착수(着水) 범위가 넓어지도록 노즐선단의 분출구에서 세정수를 분출하게 된다.

그러나 상기한 종래의 구성에서는 노즐선단과 챔버 내면과의 사이에 실링재가 분재(分在)하고 있어서 노즐은 그 회전시 실링재로부터 비교적 큰 회전 저항을 받고 있다.

노즐의 회전속도는 분출구에서의 세정수의 넓은 정도에 영향을 받고, 착수범위의 광협화에는 어느 정도의 회전속도가 필요하다. 그 결과 노즐의 회전 발현 및 그 유지를 위해서는 세정수 공급시의 수압을 높이지 않으면 안되고, 펌프 등의 구동부가 대형화되는 문제나 운전코스트가 높아지는 문제가 있다.

이들 문제는 국부세정장치에서 대표되는 세정수 분출 장치에 특유한 것은 아니고, 다른 목적으로 사용되고 있는 유체 분출장치에서도 노즐 회전을 유체 압력으로 일으키는 구조상, 동일한 문제가 생기게 된다.

본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 노즐 회전을 유체압력으로 일으키는 구조를 채용하는 위에, 챔버로의 유체 공급펌프 등의 구동부의 소형화나, 운전코스트의 저감을 도모할 수 있는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 유체를 받아들이는 챔버를 구비하고, 상기와 같이 내장된 유체를 유체분출구에서 분출하는 유체 분출장치에 관한 것이다.

도 1은 노즐을 세정수압력으로 회전 구동하도록 종래 채용하고 있는 구조를 설명하는 설명도이다.

도 2는 본 발명을 적용한 실시예의 세정수 분출장치(40)를 구비하는 변기(30)의 외관을 보인 대략적 사시도이다.

도 3은 본 발명의 실시예의 세정수 분출장치(40)의 연직방향 개략단면도와 그 요부를 확대하여 도시한 설명도이다.

도 4는 상기 세정수 분출장치(40)의 수평방향 대략 단면도이다.

도 5는 본 발명의 변형예의 세정수 분출장치(40)의 연직방향 개략 단면과 그 요부를 확대하여 도시한 설명도이다.

도 6은 상기 변형예의 세정수 분출장치(40)의 수평방향 개략 단면도이다.

도 7은 다른 변형예의 세정수 분출장치(40)의 연직방향 개략 단면과, 그 요부를 확대하여 도시한 설명도이다.

도 8은 상기 변형예의 세정수 분출장치(40)의 수평방향 개략도이다.

도 9는 챔버(2)에 세정수가 유입되고 나서의 노즐(4)의 거동과 그 노즐(4)에 걸리는 힘의 형태를 시간 경과를 따라 설명하는 설명도이다.

도 10은 노즐(4)이 도 9에 도시한 거동을 채용하는 것으로 얻어지는 세정수 분출의 형태를 설명하는 설명도이다.

도 11은 노즐(4)의 공전과 자전과의 관계를 설명하는 설명도이고, 도 11의(a)는 노즐(4)의 공전과 자전이 그 회전방향이 동일한 경우를 보이는 설명도, 도 11의 (b)는 노즐(4)의 공전과 자전이 그 회전방향이 역인 경우를 보인 설명도이다.

도 12는 노즐(4)이 도 11의 거동을 채용한 때의 세정수 분출의 형태를 설명하는 설명도로서, (a)는 노즐 공전과 자전이 동일한 방향인 경우 세정수 분출의 형태를 보인 설명도, (b)는 노즐 공전과 자전이 역방향인 경우의 세정수 분출의 형태를 보인 설명도이다.

도 13은 노즐(4)을 경사 자세로 하는 경우의 제1수단을 설명하는 설명도이다.

도 14는 노즐 경사자세를 규정하는 제1수단을 채용하는 경우의 다른 형태를 설명하는 설명도이다.

도 15는 제1수단의 또 다른 형태를 설명하는 설명도이다.

도 16은 노즐(4)을 경사 자세로 하는 경우의 제2수단을 설명하는 설명도이다.

도 17은 노즐(4)을 경사 자세로 하는 경우의 제3수단을 설명하는 설명도이다.

도 18은 노즐(4)을 경사 자세로 하는 다른 수단을 설명하는 설명도이다.

도 19는 이러한 수단의 변형예를 설명하는 설명도이다.

도 20은 세정수 급수에 수반하고 노즐(4)이 상승위치 변위를 일으키는 형태를 설명하는 설명도이다.

도 21은 챔버(2)의 천정벽(2D)과 노즐(4)의 단차단면(7A)의 당접상태의 변형을 설명하기 위하여 그 요부를 확대하여 보인 것으로, (a)는 노즐 정지상태를 보이고, (b)는 노즐 경사상태를 보이는 설명도이다.

도 22는 챔버(2)의 천정벽(2D)와 노즐(4)의 당접상태의 변형예를 설명하는 설명도이다.

도 23은 노즐 공전에 수반하는 세정수 분출을 적용한 샤워장치(291)를 설명하는 설명도이고, 도 23의 (a)는 샤워장치(291)의 횡방향 단면도, 도 23의 (b)는 (a)에 있어서의 샤워장치(291)를 A-A면으로 단면하여 보인 단면도이다.

도 24는 상기 샤워장치(291)에서의 세정수의 토수형태를 설명하는 설명도이다.

도 25는 노즐공전에 수반하는 공전분출을 적용한 휴대형 인체국부 세정장치(300)의 개략 사시도이다.

도 26은 노즐공전에 수반하는 세정수의 공전 분출을 적용한 식기세정장치(310)의 개략 사시도이다.

도 27은 상기 식기세정장치(310)가 구비하는 회전세정아암(320)을 설명하기 위한 설명도이다.

도 28은 노즐 공전에 수반하는 세정수의 공전 분출을 적용한 욕조 세정장치(350)의 개략 구성을 설명하는 설명도이다.

도 29는 상기 욕조세정장치(350)에서 채용하는 챔버(2)가 구비하는 가이드구멍부분(2B)에 의한 노즐(4)의 경사규제 형태를 설명하는 설명도이다.

이러한 과제의 적어도 일부를 해결하기 위하여, 본 발명의 유체 분출장치는 유체를 받아들이는 챔버를 구비하고, 상기 받아들여진 유체를 유체분출구에서 분출하는 유체분출장치로서, 상기 챔버에 조립된 노즐로서 노즐 선단측에 상기 유체분출구를 구비하고, 상기 챔버에 받아 들여진 유체를 상기 유체분출구로 안내하는 노즐내부관로를 구비하는 노즐을 구비하고, 상기 챔버에 형성된 개구에 상기 노즐에 형성된 노즐선단측의 작은지름부분을 회전 가능하고 더욱이 상기 노즐의 축심방향으로 노즐의 위치 변경이 허용되는 상태로 조립함과 동시에, 상기 노즐이 상기 개구의 중심축에 대하여 경사진 자세로 중심축 주위로 공전 가능하게 구성하고,

유체가 상기 챔버에 공급되면 상기 유체압에 의하여 상기 노즐이 노즐 선단의 외방측을 향하여 위치 변경하여, 상기 작은지름부분 보다 큰 지름의 노즐부분의 단면(端面)이 상기 개구측의 챔버 천정벽에 당접하고, 그 당접상태로 상기 노즐이 유체압에 의하여 상기 축심 주위로 회전함과 같이, 상기 중심축에 대하여 경사진 자세로 상기 중심축 주위에 공전하면서 상기 유체분출구에서 유체를 분출하도록 구성하는 점에 특징이 있다.

상기 구성을 가지는 본 발명의 유체분출장치에서는 유체가 챔버에 공급되면 유체압에 의하여 노즐이 노즐선단의 외방측을 향하여 위치 변경하여 노즐 선단측의작은 지름부분 보다 큰 지름의 노즐부분의 단면이 상기 개구측의 챔버 천정벽에 당접한다.

이와 같은 당접상태를 취하는 노즐은 유체압에 의하여 노즐 축심 주위로 회전하면서, 또한 상기 개구의 중심축에 대하여 경사진 자세로 상기 중심축 주위로 공전하면서 유체분출구에서 유체를 분출한다.

이것에 의하여, 분출구에서의 유체분출은 챔버의 개구중심축을 중심으로 하는 원추상의 것으로 되고, 넓은 범위로 유체를 분출하는 것이 가능하다. 또한 상기 당접 상태에서 챔버 천정벽과, 상기 작은지름부분 보다 큰 지름의 노즐부분의 단면과의 사이를 실링하는 것이 가능하다.

이와 같은 실링 상황에서는 근소하기는 하지만, 챔버 천장벽과 노즐부분 단면과의 사이에 유체가 침입하는 여지가 있어서, 이러한 침입 유체는 윤활제의 역할을 수행한다. 이 때문에, 노즐부분 단면이 챔버 천정벽에서 받는 저항을 작게 할 수 있어서, 챔버 내의 유체압이 작아도 양호한 노즐 회전을 가질 수 있다. 즉, 챔버로의 공급유체의 유체압이 낮아도 가능하기 때문에 그 만큼 유체공급용 펌프등의 구동부의 소형화나 운전코스트의 저감을 도모할 수 있다.

또한 다음과 같은 이점을 기대할 수 있다.

노즐을 고정식으로 하여 노즐아암을 원호궤적으로 회전시키는 노즐아암 회전방안에서, 구동대상물이 크기 때문에, 유체분출구의 이동은 지연된다. 또한 도 1에 도시한 종래의 노즐 회전방안에서도 공급유체의 유체압이 낮은 경우에는 노즐 회전, 나가서는 유체분출구 회전속도가 늦어진다. 따라서 이러한 경우에는 회전하고 있는 유체분출구에서의 분출유체의 넓음 정도는 작아지는 문제가 있다. 그러나 본 발명의 유체분출장치에서는 공급유체의 유체압이 낮아도 노즐ㆍ유체분출구의 회전을 그 속도가 크게 저하되지 않고 고속회전을 유지할 수 있어서, 상기와 같은 문제가 생기지 않는다.

상술한 본 발명의 유체분출장치에서는 상기 노즐이, 상기 개구의 중심축에 대하여 경사진 자세로 상기 중심축 주위를 공전하도록, 상기 노즐 본체를 가이드하는 가이드를 상기 챔버에 설치하도록 하는 것이 가능하다.

이렇게 하면 노즐의 가이드에 의하여, 상기 개구의 중심축 주위에 노즐이 공전하는 경우의 노즐의 경사자세는 안정화된다. 또한 가이드를 여러가지 조정하는 것으로 노즐 경사자세를 소망의 자세로 설정하기 쉽게 된다. 그 결과, 챔버의 개구 중심축을 중심으로 하여 안정된 원추상으로 유체를 분출하는 것이 가능함과 같이 상기 분출유체를 상기 분사대상의 소망의 범위에 정확하게 분출할 수 있다.

또한 상술한 본 발명의 유체 분출장치에서는, 챔버의 천정벽과, 상기 작은지름부분 보다 큰 지름의 노즐부분의 단면과의 적어도 일측을 구면으로 형성할 수 있다.

이렇게 하면, 회전 및 공전하는 노즐이 챔버의 천정벽에서 받아들이는 회전저항을 보다 작게 할 수 있다. 따라서 노즐의 회전효율이 높아져서, 낮은 유체압으로의 대응이 가능하게 되어서, 한층 구동부의 소형화 및 운전코스트의 저감이 가능하게 된다.

또한 상술한 과제의 적어도 일부를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 유체분출장치는,

유체를 유체분출구에서 분출하는 장치로서,

유체의 공급을 받는 챔버와,

상기 챔버에 조립된 노즐로서, 노즐선단측에 상기 유체분출구를 구비하고, 상기 챔버에 들어가는 유체를 상기 유체분출구로 안내하는 노즐 내부관로를 구비하는 노즐을 구비하고,

상기 노즐은,

상기 챔버에 형성된 천정개구의 외부에 상기 유체분출구를 향하도록 함과 같이 상기 천정 개구측의 챔버 천정벽의 일개소의 당접과 적어도 다른 일개소의 당접을 일으켜서 상기 천정개구의 중심축에 대하여 경사진 자세를 채용하고, 상기 경사진 자세로 상기 중심축 주위에 공전 가능하게 상기 챔버에 조립되고,

유체가 상기 챔버에 공급되면, 상기 공급유체의 유체압에 의하여 상기 경사자세를 채용한 상태로 상기 중심축 주위에서 공전하면서, 상기 노즐 내부관로를 경유하여 상기 유체분출구에서 유체를 분출하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 다른 실시예의 유체 분출장치는 유체가 챔버에 공급되면, 노즐은 공급유체의 유체압에 의하여 천정개구의 중심축에 대하여 경사진 경사자세를 채용한 상태에서 중심축 주위로 공전하면서, 유체 분출구에서 유체를 분출한다. 이 때문에 노즐의 유체분출구에서의 유체분출은 챔버의 개구중심축을 중심으로 하는 원추상의 것으로 되어, 넓은 범위로 유체를 분출하는 것이 가능하다.

이러한 노즐의 경사자세는 노즐의 챔버 천정벽 당접과, 다른 일개소의 당접에 의하여 진행되고, 양측의 당접은 소위 점접촉의 것으로 된다. 따라서 노즐이 상기 공전을 일으키고 있는 도중의 어느 순간에서는 챔버의 천정개구에서는 노즐이 경사진 측에서 노즐은 챔버 천정벽과 당접(점접촉)하고 있고, 천정개구 주위에서는 이러한 당접 부분 이외에서 간격이 생긴다. 그리고 이러한 간격의 정도는 노즐의 경사정도로 정해진다.

이러한 천정개구 주위의 간격 부분에서는 챔버 내부의 유체의 통과가 일어나는 것으로 되고, 이러한 간격 부분에서는 경사자세의 노즐 공전에 수반하고, 그 위치가 천정개구 주위에 변하여 간다. 따라서 노즐 공전 가운데에 걸쳐 간격 부분 통과유체는 윤활제로서 기능하게 된다. 이 때문에 노즐이 챔버 천정벽에서 받는 저항을 작게 할 수 있어서, 챔버 내부의 유체압이 작아도 양호한 노즐 회전을 일으킬 수 있다. 따라서 상술한 바와 같이, 유체공급용의 펌프 등의 구동부의 소형화, 운전코스트의 저감을 도모할 수 있다. 더욱이 노즐 공전시에는 점접촉을 일으키고, 이러한 점접촉 부분이 노즐 공전에 의하여 변하여 간다. 그 결과 접촉에 수반하는 저항 자체도 작게 되어서, 한층 구동부의 소형화 및 운전코스트 저감을 도모하는 것이 가능하다. 이에 더하여 점접촉이기 때문에 이러한 접촉에 수반하는 마찰력이 저감될 수 있고, 마모방지의 측면에서도 바람직하다.

또한 공급유체의 유체압이 낮아도 노즐ㆍ유체분출구의 회전을 고속회전으로 유지할 수 있어서 분출유체의 넓이 정도를 협소화하여도 상기와 같은 문제가 생기지 않는다.

또한 노즐의 경사자세는 챔버의 천정벽 당접과 다른 일개소의 당접에 의한 것이기 때문에, 이러한 당접이 유지되고 있는 상황하에서는, 경사 자세는 안정된다. 챔버로의 유체 공급이 높은 유체압이면, 노즐은 보다 크게 경사지게 되지만, 상기의 당접에 의하여 그 경우의 경사 자세는 유지된다. 따라서 챔버의 천정개구의 중심축을 중심으로 하여 안정한 원추상으로 유체를 분출할 수 있음과 동시에, 그 분출유체를 그 분사 대상의 소망의 범위로 정확하게 분출할 수 있다. 그리고 상술한 다른 일개소의 당접 개소를 다양하게 조절하면 노즐 경사자세를 소망의 자세로 할 수 있게 된다.

이와 같이 챔버 내에서 노즐이 공전하는 경우, 챔버의 천정벽 당접 부분에서는 상술한 간격 통과의 유체에 보다 회전저항이 작아진다. 그러나 상기 회전저항은 노즐이 챔버 내에서 프리한 상태인 점에서, 노즐에 대해서는 마찰 저항으로 작용한다. 이 때문에, 노즐 공전에 대해서는 이러한 마찰저항에 의하여 노즐은 자신의 노즐 중심축 주위에서 회전, 즉 자전한다. 이렇게 하여 노즐이 자전하면, 챔버 천정벽에 대한 노즐의 당접개소는 노즐 자전에 의하여 자전축 주위에서 변화하고, 일정 개소가 챔버 천정벽에 당접한 상태가 되는 것을 초래하지 않는다. 따라서 노즐의 마모를 확실하게 제어할 수 있다.

상술한 본 발명의 다른 유체 분출장치는 여러가지 형태를 취할 수 있다.

예를 들면, 노즐의 경사자세를 초래하는 다른 일개소의 당접을 상기 노즐 주위의 챔버의 일측벽과 당접하여 일어나도록 하고, 상기 챔버 측벽 당접 부분과 상기 챔버 천정벽의 당접부분의 2개소에서 상기 경사자세를 채택하도록 하는 것도 가능하다.

이렇게 하면, 노즐의 당접 개소가 챔버의 천정벽과 챔버 측벽으로 분리되기 때문에 경사자세의 안정화를 높일 수 있다. 또한 이와 같이 당접개소가 분리되어서 챔버의 천정개구를 작은 지름으로 하여도, 노즐 경사자세의 발현ㆍ재현성에 영향을 미치지 않는다. 더욱이 천정개구를 작은 지름으로 하면, 천정개구 주위의 간격 부분도 작아지게 되어서 간격 부분 통과 유체에 의한 윤활기능을 확보한 상태로, 그 통과유체량을 작게 할 수 있다.

이러한 경우에는 다음과 같이 하는 것이 가능하다.

즉, 노즐은,

상기 천정개구 보다 작은 지름으로 되는 노즐 선단과, 상기 천정개구보다 큰 지름으로 되고 상기 노즐선단에 접촉되는 노즐본체를 구비하고,

상기 노즐선단을 상기 천정개구에서 외부로 돌출시켜서 상기 유체분출구를 천정개구 외부로 향하도록 하여 두고,

상기 노즐선단과 노즐본체의 단차부위를 상기 챔버 천정벽에 당접시키고, 상기 노즐 자체를 상기 챔버측벽에 당접시켜서 상기 경사자세를 취하게 한다.

이렇게 하면, 상술한 원추상의 유체분출를 일으키는 유체분출구는 천정개구 외부에 위치하고, 이러한 천정개구에는 노즐선단이 위치하는 것으로 된다. 따라서 상기 천정개구주위의 간격 부분을 통과하는 유체는, 유체분출구에서의 분출유체와 간섭하지 않는다. 따라서 원추상의 분출유체에 난류를 발생시키지 않아서 유체분출구에서의 유체분출의 안정화를 도모할 수 있다.

또한 다음과 같이 하는 것도 가능하다.

즉, 노즐은,

상기 천정개구 보다 작은 지름으로 되는 노즐선단과, 상기 천정개구 보다 큰 지름으로 되고 상기 노즐선단에 연속하는 노즐본체를 구비하고,

상기 노즐선단을 상기 천정개구에서 외부로 돌출시켜서 상기 유체분출구를 천정개구 외부로 향하게 하고,

상기 다른 일개소의 당접을 상기 천정 개구의 개구벽과 당접하여 일으키고, 상기 천정개구벽의 당접 부분과 챔버의 천정벽면의 당접부분의 2개소에서 상기 경사자세를 채용하고,

상기 노즐선단을 상기 천정개구벽에 당접시키고, 상기 노즐선단과 상기 노즐본체와의 단차부위를 상기 챔버 천정벽에 당접시키고 있다.

이렇게 하면 유체분출구를 천정개구 외부에 위치시키는 것으로 상술한 효과를 발휘할 수 있는 이외에, 다음과 같은 이점이 기대된다.

노즐의 경사자세는 천정개구벽 당접과 챔버천정 벽면 당접으로 일어나고, 이러한 양측의 당접부분은 천정개구를 끼워서 위치하고 있다. 이 때문에 천정개구의 지름을 조정하는 것으로, 양측의 당접 부분을 이격시키거나 근접시키게 하여, 노즐 경사자세를 조정할 수 있다. 천정개구는 챔버의 외부에서 용이하게 후가공할 수 있는 점에서, 노즐경사자세의 조정은 용이하다.

그리고 이러한 경우에서도 챔버의 천정개구를 작은 지름으로 할 수 있기 때문에, 천정개구 주위의 간격 부분이 작게 된다. 따라서 윤활기능을 확보하는 위에, 간격 부분 통과유체량을 작게 할 수 있다.

더욱이 작은 지름의 노즐선단에서 천정개구벽 당접을 일으키고 있어서, 당접 개소의 지름이 작은 지름인 정도 만큼 노즐 자전의 원주속도를 지연시킬 수 있다. 이 때문에 노즐 자전이 불완전하기 때문에 동일한 개소가 당접을 일으켜도, 원주속도가 지연되는 점에서 상기 당접부분의 마모를 억제할 수 있다. 이 경우, 천정개구주위의 상기 간격 부분 통과유체가 발휘하는 윤활 작용에 의하여, 당접개소 마모는 보다 억제된다.

또한 이 경우에는 다음과 같이 하는 것도 가능하다.

즉, 노즐은,

상기 천정개구벽으로의 당접과 상기 챔버의 천정벽으로의 당접에 더하여, 상기 노즐본체를 상기 챔버측벽에 당접시켜서 상기 경사자세를 취한다.

이렇게 하면, 노즐의 경사자세는 3개소의 당접에 기초한 것으로 되어서, 경사자세를 보다 안정된 상태로 유지할 수 있다. 더욱이 경사자세를 취하는 경우의 당접 부분이 증가하는 것으로, 챔버로의 유체 공급이 높은 유체압인 경우에도 노즐 경사자세를 보다 확실하게 유지하여 안정된 원추상의 유체분출이나 소망하는 범위로의 정확한 유체분출을 가능하게 할 수 있다.

또한 노즐을 상기 챔버로의 유체공급에 수반하는 유체압을 받아서, 상기 천정개구측으로 이동하고, 상기 챔버 천정벽으로의 당접을 일으키는 것으로 하는 것도 가능하다.

이렇게 하면, 챔버 천정벽으로의 당접을 일으키기 이전의 유체공급 당초에는노즐을 챔버 내에서 거의 완전하게 자유스런 상태로 할 수 있다. 따라서 그후의 유체공급에 수반하는 유체압의 작용성이 높아지고, 노즐 경사자세화 및 상술한 노즐의 공전을 일으키기 쉽게 할 수 있다. 이 때문에 경사자세에서의 공전의 시동성을 높이는 것이 가능하다.

또한 챔버의 천정벽을 상기 노즐과의 당접 부분을 환상으로 융기한 것으로 할 수 있고, 이렇게 하면 노즐 당접은 환상융기에서 밖에 일어나지 않아서, 당접에 수반하는 점접촉의 안정화나 상술한 마모방지 등에 유익하다. 그리고 마모개소는 환상융기에 그치는 한에 있어서는 마모후의 형상에서의 환상융기에 의하여, 역시 점접촉의 상황은 안정된다.

더욱이, 노즐은 상기 챔버의 천정벽과 당접개소를, 구면형상과 테이퍼 형상의 어느 일측의 형상으로 하는 것도 가능하다.

이렇게 하면, 당접에 수반하는 점접촉의 안정화나, 상술한 마모방지 등에 의하여 한층 유익하다. 특히 노즐 경사시에 있어서는, 천정개구 주위의 간격개소를 좁게할 수 있어서, 이러한 간격 개소 통과 세정수를 적게 할 수 있다. 따라서 세정수를 세정수 분출구에서의 분출에 유효하게 이용할 수 있다.

또한 노즐 내부관로를 노즐축심방향으로 관통한 것으로 하면, 괸통한 노즐내부관로로 하는 만큼 경량화를 도모할 수 있다. 따라서 노즐 자체가 보이는 관성이 작아져서 유체압에 의한 경사자세화 및 노즐의 공전을 일으키기 쉽게 되고, 그 시동성(始動性)이나 회전수를 높이는 것이 가능하다.

이 경우, 노즐 내부관로를 유체분출구와 반대측을 큰 지름의 관로로 하는 것이 가능하고, 이렇게 하면 노즐이 보다 경량으로 되고 시동성이나 회전수의 향상에 유익하다. 더욱이 이러한 노즐 내부관로를 유체분출구를 향하여 유체가 통과하는 경우, 관로의 협소 추이가 일어나기 때문에 유체분출 세정수의 정류(整流)작용을 발휘할 수 있게 된다.

또한 챔버 천정벽과, 상기 챔버 천정벽으로의 상기 노즐의 당접개소의 적어도 일방을 내마모성을 가지는 재료, 예를 들면 금속재료로 형성하도록 하는 것도 가능하다.

이렇게 하면, 노즐당접(점접촉)에 수반하는 마모를 억제하거나, 당접시에 생기는 마모열의 방열효율을 높일 수 있다. 따라서 마모열에 의한 용융고착을 피할 수 있고, 노즐 공전, 나가서는 유체분출의 신뢰성을 높이는 것이 가능하다. 그리고 노즐에 있어서 상기와 같은 금속재료로 하면, 그 만큼 노즐 중량을 증가시킬 수 있다. 이 때문에 노즐이 가지는 관성이 크게 되어, 노즐 공전시에 수반하는 원심력의 증대 및 공전중의 노즐 경사자세의 안정화를 도모할 수 있다.

이상 설명한 유체분출장치는 세정수를 토수(吐水)하여 피세정물을 세정하는 각종의 장치에 적용할 수 있다. 예를 들면 인체국부세정장치나 샤워장치 이외에, 휴대하여 인체국부의 세정을 수행하는 휴대용 인체국부 세정장치에 이용될 수 있다. 상술한 유체분출장치에서는, 경사자세에서의 노즐의 공전을 일으킴에 있어서 액츄에이터는 처음부터 그 구동용의 전원이나 배터리 등을 필요로 하지 않는다. 따라서 본 발명의 유체분출장치는 경량이면서 컴팩트하고, 더욱이 저코스트를 요구하는 휴대용 인체국부세정장치에 적합하다.

본 발명의 유체분출장치를 적용한 인체국부 세정장치에서는 노즐아암에 조립된 그 유체분출장치 자체에서 상술한 바와 같은 구동부의 소형화 및 운전코스트의 저감을 달성할 수 있어서, 인체국부 세정장치로서도 노즐아암 자체 및 장치 자체의 소형화 등을 도모할 수 있다.

특히 노즐의 고속회전(공전)을 통하여 분출 세정수의 착수부분을 고속으로 추이시킬 수 있으므로 인체국부와 같은 자극에 대하여 민감한 부분을 세정대상으로 하여도 착수개소의 추이를 지각시키기 어렵게 할 수 있고, 세정에 위화감을 부여하지 않도록 할 수 있다.

본 발명의 유체분출장치를 적용한 샤워장치에 있어서도, 유체분출장치가 가지는 구동부의 소형화나 운동코스트의 저감을 발휘할 수 있기 때문에, 샤워장치로서도 적절하다. 또한 상술한 바와 같이 특별한 장치나 전원을 필요로 하지 않기 때문에, 습기가 많아서 녹이나거나 누전을 일으키기 쉬운 환경, 예를 들면 욕실내부의 샤워장치로서도 적절하다. 더욱이 상술한 분출 세정수의 착수부분의 고속 추이에 의하여, 샤워분수로 샤워하는 경우 위화감이 없다.

또한 본 발명의 유체분출장치를 적용한 세정장치, 예를 들면 식기류를 피세정물로 하는 식기세정장치에서는, 유체 분출장치의 노즐을 피세정물품을 향하여, 그 피세정물에는 노즐 공전에 수반하는 원추상의 분출세정수를 공급한다. 이러한 분출 세정수는, 노즐 공전에 의한 선회성분을 구비하고, 상술한 바와 같이 노즐 자체가 노즐축 주위의 자전을 일으키는 경우에는 그 자전에 의한 선회성분도 구비한다. 따라서 본 발명의 세정장치에 의하면, 단순히 직진하여 피세정물에 세정수가착되는 경우 보다, 피세정물에 부착된 오염의 박리 기능이 높아지고, 세정능력의 향상을 도모할 수 있다. 그리고 이와 같이 광범위의 세정수분출, 박리, 세정능력향상에 의하여, 절수성도 높아진다.

이렇게 한 세정장치(식기세정장치)에 있어서, 세정실에 배치되어 회전가능하게 되는 회전아암에 상기의 유체분출장치를 장착한다. 이러한 장착의 경우에는 유체분출장치를 회전아암의 단부에 회전축을 끼워서 설치하고, 각각의 유체분출장치의 챔버에, 세정수를 공급하도록 한다. 그리고 이러한 유체분출장치의 각각을, 세정수 분출로 발생하는 반력이 회전아암에 동방향 회전을 발생하도록 경사방향을 지향하여 노즐을 유체분출구에서 토수하도록 한다.

이렇게 하면, 회전아암의 단부의 노즐에서의 토수(노즐 공전에 의한 토수)를 수행하는 것으로, 이러한 회전아암은 회전축 주위로 회전하면서, 세정실내의 식기에 노즐 공전에 의한 대략 원추상의 토수를 구석구석까지 공급하는 것이 가능하게 된다. 따라서 식기류의 세정능력을 보다 높이는 것이 가능하다. 더욱이 유체분출장치 자체의 소형화를 통하여 회전아암을 작게할 수 있어서 식기세정장치의 유효 내용적의 확대나 식기세정효율의 향상을 도모할 수 있다.

그리고 본 발명의 유체분출장치는 이러한 식기세정장치 이외에, 욕조 표면을 세정하는 장치에 적용할 수도 있다. 이러한 욕조 세정장치에서는 본 발명의 유체 분출장치를 욕조 표면에 설치하고 대향하는 욕조 표면으로 약액이나 세정수를 분사한다. 이렇게 하면 상술한 바와 같은 분출 세정수의 광범위화나 이것에 수반하는 높은 세정효과를 발휘할 수 있다. 또한 광범위한 분출이 가능한 만큼, 절수를 도모할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 실시예에 기초하여 설명한다. 도 2는 본 발명을 적용한 실시예의 세정수 분출장치(40)를 구비하는 변기(30)의 외관을 보이는 개략 사시도, 도 3은 실시예의 세정수 분출장치(40)의 연직방향 개략 단면과 그 요부를 확대하여 보인 설명도, 도 4는 상기 세정수 분출장치(40)의 수평방향 개략 단면도이다.

이러한 세정수 분출장치(40)는 배변 등의 후에 인체의 국부(항문 등)을 세정하는 인체국부 세정장치에 적용한 것이고, 노즐아암(31)에 조립되어 있다. 노즐아암(31)은 변기의 볼에 대하여 진퇴 가능하게 되어 있고, 국부세정에 있어서, 도시한 바와 같이 세정위치로 진출하고, 세정수 분출장치(40)에서의 세정수 분출을 개시한다. 세정수 분출장치(40)는 세정수를 받아들이는 챔버(2)를 구비하고 들어온 세정수를 세정수 분출구(5)에서 분출한다. 이하 상기 세정수 분출장치(40)에 대하여 자세하게 설명한다.

세정수 분출장치(40)는 직방체 형상의 각(角)블럭(8)을 구비하고, 그 중앙부에 종방향으로 관통 형성된 관통공을 챔버(2)로 한다. 챔버(2)는 그 상하 양단측에서 O링(22)을 개재하여 상부덮개(9)와 하부덮개(10)로 폐색하고 각 덮개는 도시하지 않은 볼트로 각블럭(8)에 고정되어 있다.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 상부덮개(9)는 그 중앙에 작은 지름의 상측관통공(6A)과 그것에 연속되는 큰 지름의 하측관통공(6B)를 구비하고, 상측관통공(6A)을 챔버(2)의 천정개구로 한다. 이러한 상측관통공(6A)은 그 외측주위가 함몰상으로 되어 있고, 그 축심방향 치수가 작게 된 에지상의 개구로 되어 있다. 상측관통공(6A)과 하측관통공(6B)의 단차부(B)는 챔버(2)의 천정벽이 되고, 후술하는 노즐(4)의 수납부분이 된다. 하부덮개(10)은 그 요부 중앙에 노즐(4)에 대한 지지부로서 기능하는 요부(43)를 구비한다.

각블럭(8)은 그 길이방향의 양단에 일정 깊이의 암나사공(12)와, 상기 나사저면에서 챔버(2)에 이르는 연통공(13)을 구비하고 있다. 이러한 암나사공(12)에는, 세정수의 급수호스(50)가 연결되고, 상기 호스에서 도시하지 않은 펌프에 의하여 챔버(2)로 세정수가 공급된다. 이러한 경우 암나사공(12)는 챔버(2)에 대하여 수평방향으로 오프셋되어 형성되고, 연결공(13)은 챔버(2)에 그 외주벽에서 연통하도록 형성되어 있다. 또한 블럭체 양단의 연통공(13)은 회전대칭의 위치 관계를 가지도록 구성되어 있다. 따라서 이러한 양측의 연통공에서 챔버(2)에 세정수가 유입되면,챔버(2)에서는 도 9에 표시한 화살표와 같이 선회하는 선회류가 생긴다.

노즐(4)은 노즐선단측에 세정수 분출구(5)를 구비하고, 챔버(2)에 들어온 유체를 그 세정수 분출구(5)로 안내하는 유로(19)를 구비하고 있다. 또한 노즐(4)은, 노즐선단측 및 하단측을 각각 작은 지름의 축소지름부분(7)과 하단부(44)로 하고 있다. 이와 같이 상하에 축소지름부분을 구비하는 노즐(4)은, 축소지름부분(7)을 상부덮개(9)의 상측관통공(6A)에 삽입하고 하단부(44)를 하부덮개(10)의 둥근구멍형상의 요부(43)에 들어가 있다. 이 때, 노즐(4)은 상측관통공(6A)에서 회전 가능하고, 더욱이 노즐 축심(O) 방향으로의 노즐(4)의 위치 변경이 허용되는 상태로 조립되어 있다. 이 경우 축소지름부분(7) 보다 큰 지름의 노즐부분의 단면(A)는, 요부확대도시 부분에 도시한 바와 같이 구면상으로 되어 있다. 또한 요부(43)는,그 지름이 하단부(44)의 지름의 약 1.3배의 크기로 설정되어 있어서, 하단부(44)가 요부(43) 내에서 지름 방향으로 위치 변경하는 경우의 노즐의 가이드로서 기능한다.

상기한 요부(43)에 의한 하단부(44)의 지름방향 위치변경 가이드 기능과 에지형상 개구로 된 상측관통공(6A)의 축심방향 치수 협소화에 의하여, 노즐(4)은 상측관통공(6A)의 중심축(P)에 대하여 약 1.78도 경사진 자세를 채용할 수 있다. 그리고 노즐(4)은 상기 경사자세로 상측관통공(6A)의 중심축(P) 주위로 공전하는 것이 가능하다. 그리고 상기 노즐 공전이 일어나는 형태에 대해서는 후술하기로 한다.

본 실시예에서는, 노즐(4)은 세정수분출구(5)에 세정수를 안내하는 유로(19)를 유로부분(19A)와 유로부분(19B)로 형성한다. 유로부분(19A)는 노즐의 축심(O)와 직교하도록 노즐 길이방향 중앙부 부근에 관통 형성된 ＋자형의 횡방향의 유로이다. 유로부분(19B)는 노즐축심(O)를 따라 종방향으로 형성되고, 유로부분(19A)에 연통하여 선단측의 세정수분출구(5)에 이르도록 성형된다.

세정수를 펌프로 챔버(2)에 공급하면, 챔버(2)는 이것에 접하는 한쌍의 연통공(13)에서 펌프압으로 공급되는 세정수로 가득찬다. 따라서 노즐(4)는, 이러한 세정수압(펌프압)을 세정수에서 받아서, 노즐선단의 외방측(상방측)을 향하여 위치변경(상승위치변위)한다. 이것에 의하여 축소지름부분(7) 보다 큰 지름의 노즐부분의 단면(A)는, 상부덮개(9) 측의 상측관통공(6A)의 하측의 단면(B)(개구측의 챔버 천정벽에 상당)에 당접한다. 이 때 노즐(4)의 하단부(44)는 세정수 중에 떠 있는 상태로 되고, 그 하단부(44)는 요부(43)에 의한 상기 가이드를 받는다. 즉, 노즐(4)은 상술한 경사자세를 채용하는 것이 가능하게 된다.

세정수가 챔버(2)에 계속 공급되어서, 챔버(2)에서는 상술한 바와 같이 세정수는 상기 펌프압으로 선회한다. 이 때문에, 노즐(4)은, 상기 선회류의 세정수의 세정수압(펌프압)에 의하여 노즐 축심(O) 주위에서 회전(자전)한다. 이 경우, 노즐(4)은 상측관통공(6A)의 중심축(P)에 대하여 경사진 자세를 취하고 있기 때문에, 상기 노즐(4)은 상측관통공(6A)의 중심축(P) 주위에서 회전(공전)한다. 더욱이 챔버(2)의 세정수는 횡방향의 유로부분(19A) 및 종방향의 유로부분(19B)으로 안내되고 세정수분출구(5)에 도달한다. 따라서 노즐(4)은 노즐 축심(O) 주위의 회전과 경사자세로의 중심축(P) 주위의 공전을 일으키면서 세정수분출구(5)에서 세정수를 분출한다.

이것에 의하여 세정수 분출구(5)에서의 세정수 분출은 챔버(2)에 있어서의 상측관통공(6A)의 개구중심축(P)을 중심으로 하는 원추상의 것으로 되고, 넓은 범위로 유체를 분출하는 것이 가능하다. 즉, 노즐(4)은 세정수를 상측관통공(6A)의 중심축(P)의 연장부분을 중심축으로 하는 가상원추의 원주면상으로 분출하고, 넓은 범위에 걸쳐 세정수를 분출할 수 있게 된다.

또한 상술한 바와 같이, 노즐(4)은 자신의 상기 상승위치 변위에 의하여, 상측관통공(6A)의 하측의 단면(B)에 축소지름부분(7)보다 큰 지름의 노즐부분의 단면(A)를 당접시켜서 양 단면간의 실링을 도모한다.

이와 같은 실링상황은 근소한 것이지만 상기 양측의 단면 사이에 세정수가침입할 여지가 있어서, 이러한 침입세정수는 윤활제의 기능을 수행한다. 이 때문에 노즐부분의 단면(A)이 상측관통공(6A)의 하측의 단면(B)에서 받는 저항이 작게 되기 때문에, 챔버(2) 내의 세정수압이 작아도 양호한 실링효과를 발휘하고, 양호한 노즐회전(공전)을 일으킬 수 있다. 즉, 챔버(2) 내의 세정수압, 나가서는 펌프압이 작아도 충분하다.

상기 구조를 가지는 세정수 분출장치(40)에 대하여, 챔버(2) 내의 세정수의 압력을 약 0.01MPa 정도로 하여 분출실험을 수행하였다. 이와 같은 저압급수에서도 본 실시예의 세정수 분출장치(40)에 의하면, 노즐(4)을 지장 없이 동작시켜서 세정수를 상기 원추상으로 분출할 수 있음을 실증할 수 있었다. 이 때문에 본 실시예에서의 세정수 분출장치(40)에 의하면, 챔버(2)로의 세정수의 공급압이 낮아도 충분하게 되어, 그 만큼 세정수 공급용 펌프 등의 구동부의 소형화나, 운전코스트의 저감을 도모할 수 있게 된다. 그리고 상기와 같은 저압 급수에서도 노즐(4) 및 그 세정수분출구(5)의 회전(공전)을 그 속도가 크게 저하되지 않고 고속회전으로 유지할 수 있다. 따라서 저압 급수라도 상술한 원추상의 세정수 분출을 확실하게 실현할 수 있고 세정범위의 협소화를 초래하지 않는다.

또한 본 실시예에서는 노즐(4)이 경사자세를 취하는 경우에, 하단부(44)를 요부(43)로 가이드하고 있어서, 개구의 중심축(P) 주위의 노즐 공전의 경우의 노즐 경사자세를 안정화시킨다. 따라서 분출세정수의 상황의 안정화를 도모하고, 분출세정수를 그 세정부분에 확실하게 착수시켜서 세정할 수 있다.

이 경우, 하단부(44)와 요부(43)의 치수관계를 여러가지로 조정하는 것으로,노즐 경사자세를 소망의 자세로 용이하게 설정할 수 있다. 이 때문에, 분출 세정수의 분사대상(세정부분)의 착수범위(세정범위)를 광협 조절하는 것이 가능하다.

또한 본 실시예의 세정수 분출장치(40)에서는 상술한 단면간의 당접을 도모함에 있어서, 축소지름부분(7)보다 큰 지름의 노즐부분의 단면(A)를 구면상으로 한다. 따라서 회전 및 공전하는 노즐(4)이 챔버(2) 측의 단면(B)에서 받는 회전 저항을 보다 작게할 수 있다. 그 결과 노즐(4)의 회전공전의 효율이 높아져서 낮은 급수압으로의 대응성이 높아져서, 한층 구동부의 소형화나 운동코스트 저감을 도모하는 것이 가능하다.

또한 축소지름부분(7) 보다 큰 지름의 노즐부분의 단면(A)가 구면상이기 때문에, 그 단면(A)과 상기 단면(B)의 당접에 수반하는 점접촉의 안정화나 마모방지 등에 보다 유익하다. 특히 노즐(4)이 경사자세로 공전하고 있는 경우에 있어서는, 상측관통공(6A) 주위에 있어서의 양측 단면의 점접촉 부분 이외의 간격 부분을 좁게할 수 있어서 그 간격 부분 통과 세정수를 작게 할 수 있다. 따라서 세정수를 세정수 분출구(5)에서의 분출에 유효하게 이용할 수 있다.

상술한 실시예에서는 노즐(4)을, 접동성이나 내마모성이 우수한 재료, 예를 들면, 폴리아세탈, 나이론, 폴리프로필렌, 폴리4플루오로에틸렌, 실리콘, ABS, PPS 등의 수지나 스테인레스 등의 금속으로 한다. 따라서 상기한 단면 끼리의 당접 및 하단부(44)와 요부(43) 내벽의 접촉에 수반하는 마모를 확실하게 제어할 수 있다. 특히 노즐(4)을 금속제로 하면, 이들 접촉에서 생기는 마모열의 방열효과를 높일 수 있다. 그 결과, 마찰열에 의한 부재의 용융 고착을 방지할 수 있고, 노즐 공전, 나가서는 세정수 분출의 신뢰성을 높일 수 있다. 더욱이 노즐(4)을 금속제로 하면, 그 만큼 노즐 중량을 증가시키는 것이 가능하다. 이 때문에 노즐이 가지는 관성이 크게 되고, 노즐 공전시에 수반하는 후술하는 원심력의 증대 및 공전 중의 노즐의 경사자세의 안정화를 도모하는 것이 가능하기 때문에 바람직하다. 노즐(4)을 스테인레스 등의 금속제로 하는 경우에 있어서는 표면 거칠기를 작게하는 등으로 하면, 보다 바람직하다. 그리고 마모가 일어나는 부위를 금속제로 하고, 그 외의 부분을 수지제로 하는 노즐(4)로 하는 것도 가능하다. 이러한 노즐(4)은, 금속ㆍ 수지의 소위 2색 성형방법으로 용이하게 제조할 수 있다.

다음에, 상기한 실시예의 변형예에 대하여 설명한다. 이러한 변형예는 상기의 실시예와 노즐 구성이 상이하다. 도 5는 변형예의 세정수 분출장치(40)의 연직방향 개략 단면과 그 요부를 확대하여 보인 설명도, 도 6은 그 변형예의 세정수 분출장치(40)의 수평방향 개략 단면도이다.

이러한 변형예에 있어서 노즐(4)은 중공(中空)으로 형성되어 있고, 그 중공부를 세정수분출구(5)로의 유로(19)로 한다. 상기 유로(19)는 노즐 선단측의 세정수분출구(5) 측에서 지름이 축소되어 있고, 유로하단에서 흘러들어온 세정수를, 그 축소된 유로부분에서 정류한 후 세정수 분출구(5)로 안내한다. 그리고 노즐(45)의 주벽에 복수개의 관통가로구멍을 형성하여, 유로(19)에 지름 방향 외측에서도 세정수를 받아들이도록 구성하는 것도 가능하다.

노즐(4)은 그 하단측 개구에, 하부덮개(10)의 선단(상단) 측의 원추대 형상의 돌기부(4)를 받아들이고 있다. 돌기부(45)는 그 최대 지름이 노즐(4)의 하부측개구의 약 1/1.3배의 크기로 설정되어 있어서, 하단측 개구에 돌기부(45)를 넣은 상태에서 하단측 개구에 당접하고, 노즐(4)이 지름방향으로 위치 변경하는 경우의 가이드로서 기능한다.

그리고 챔버(2)의 천정 개구인 상측관통공(6A)을, 그 축심방향 치수가 작게 된 에지형상의 개구로 하는 점이나, 노즐(4)의 축소지름부분(7) 보다 큰 지름의 노즐부분의 단면(A)를 구면으로 형성하는 점 등에 대해서는 상술한 실시예와 동일하다.

이러한 변형예에 의해서도 상기 돌기부(45)에 의한 노즐(4)의 지름방향위치 가이드 기능과 에지 형상 개구로 되는 상측관통공(6A)의 축심방향 치수 협소화에 의하여, 노즐(4)은 상측관통공(6A)의 중심축(P)에 대하여 약 1.78도 경사진 자세를 취할 수 있다. 그리고 노즐(4)은 이러한 경사 자세로 중심축(P) 주위에서 공전한다.

이러한 변형예에 있어서도 챔버(2)의 세정수 공급에 의하여 노즐(4)의 상술한 상승위치 변위를 일으키고, 지름축소부분(7) 보다 큰 지름측의 단면(A)을, 상부덮개(9) 측의 상측관통공(6A)의 하측의 단면(B)(개구측의 챔버 천정벽에 상당)에 당접시킨다. 이 때 노즐(4)의 하단단측은 세정수 중에 떠 있는 상태로 되고, 노즐(4)은 노즐 하단측 개구를 통하여 돌기부(45)에 의하여 가이드를 받아서, 상술한 경사 자세를 취한다.

그리고 노즐(4)은 이러한 당접 상태를 취하여 세정수압에 의한 노즐 축심(O) 주위의 회전과 상측관통공(6A)의 중심축(P) 주위의 경사자세로의 공전을 일으키면서 세정수 분출구(5)에서 세정수를 분출한다.

이것에 의하여, 그 변형예에 의해서도, 세정수 분출구(5)에서의 세정수 분출은 챔버(2)에 있어서의 상측 관통공(6A)의 개구 중심축(P)를 중심으로 하는 원추상의 것으로 되고, 넓은 범위로 유체를 분출하는 것이 가능하다. 즉, 노즐(4)은 상측관통공(6A)의 중심축(P)의 연장 부분을 중심축으로 하는 가상원추의 원주면상으로 세정수를 분출하고, 넓은 범위에 걸쳐 세정수를 분출하는 것이 가능하다.

또한 이러한 변형예에서는 유로(19)를 노즐축심 방향으로 관통하는 것으로 하기 때문에, 노즐(4)의 경량화를 도모할 수 있다. 따라서 노즐 자체가 가지는 관성이 작게 되어 유체압에 의한 경사자세화나 노즐의 공전을 일으키기 쉽고, 그 시동성이나 회전수를 높일 수 있다.

그리고 노즐측의 단면(A)와 챔버측의 단면(B)의 당접 상태는 상기한 다른 실시예와 동일한 것이어서, 양 단면 사이의 저항 저감에 수반하는 효과, 예를 들면 세정수 공급용 펌프 등의 구동부의 소형화나 운전 코스트 저감 등의 상술한 효과를 발휘할 수 있게 된다.

또한 상기 실시예의 다른 변형예에 대하여 설명한다. 다른 변형예는, 상기 변형예와 노즐 경사자세 유지의 형태가 상이하다. 도 7은 다른 변형예의 세정수 분출장치(40)의 연직방향 개략 단면과 그 요부를 확대하여 보인 설명도, 도 8은 변형예의 세정수 분출장치(40)의 수평방향 개략단면도이다.

도시한 바와 같이 본 변형예에서는 하부덮개(10)는 그 선단(상단) 측에 상기 돌기부(45)를 구비하고 있지 않은 점과, 상부덮개(9)는 챔버(2) 내부로 연장되고하측관통공(6B)를 깊은 구멍형상으로 하고 있는 점에서, 상술한 변형예와 구성이 상이하다.

이러한 변형예에서는 노즐(4)이 경사 자세를 취하여 상측관통공(6A)의 중심축(P) 주위에서 공전하는 경우, 상술한 단면(A,B)에 의한 당접을 일으킴과 같이 상부덮개(9)의 하측관통공(6B)의 원주벽과 노즐(4)에 접하는 것으로 노즐(4)을 가이드한다.

이러한 변형예에서도 상술한 변형예와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.

이상 설명한 실시예 및 변형예에서는, 챔버(2)로의 세정수 급수를 도모함에 있어서, 각(角)블럭(8)에 연통공(13)을 대칭으로 한쌍 설치한다. 그러나 연통공(13)을 하나만 형성하여, 1개의 급수호스(50) 만으로 세정수를 챔버(2)로 공급하도록 구성하여도 좋다.

또한 상측관통공(6A) 하측의 단면(B)를 구면상으로 형성하여도 좋다. 더욱이, 상측관통공(6A) 하측의 단면(B)과, 축소지름부분(7) 보다 큰 지름의 노즐부분의 단면(A)의 양자를 어느 것도 구면상으로 형성하는 것도 가능하다.

여기서 도 3~도 8에 도시한 실시예, 변형예에서 챔버(2) 내의 노즐(4)이 세정수 급수에 의하여 상측관통공(6A)의 중심축(P) 주위에서 공전을 일으키는 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 도 9는 챔버(2)에 세정수가 유입되고 나서의 노즐(4)의 거동과, 그 노즐(4)에 걸리는 힘의 형태를 시간 경과를 따라서 설명하는 설명도, 도 10은 노즐(4)이 이러한 거동을 취하는 것으로 얻어지는 세정수 분출의 형태를 설명하는 설명도이다. 그리고 설명의 간편화를 위하여, 챔버(2)로는 단일의 연통공(13)에서 세정수를 급수하는 경우에 대하여 설명한다.

도 9에 도시한 바와 같이, 현재 연통공(13)에서 챔버(2)로 세정수를 유입시킨다(시각 t0). 이렇게 하여 챔버(2)에 세정수가 유입되면, 세정수는 상술한 바와 같이 챔버(2) 내에서 그 내벽을 따른 선회류를 형성한다. 이러한 선회류는 챔버(2)의 거의 중앙에 위치하는 노즐(4)[상세하게는 노즐(4)의 큰 지름의 노즐부분] 주위로 선회하는 선회류로 된다. 이러한 선회류에 있어서의 유속은 연통공(13)의 연통부에서 그 유속(Uin)가 최고 높다.

유입세정수가 최초로 선회를 시작하는 장소, 즉, 연통공(13)의 개구의 연장선상에 있는 원주벽부위(2a)와, 상기 부위에 대향하는 원주벽부위(2b)에서는, 각각의 유속(Ua)와 유속(Ub)에 차이가 발생하고, 양자의 관계는 Ua〉Ub로 된다. 즉, 원주벽부위(2a)에서 원주벽부위(2b)까지 세정수가 흘러서 선회하는 사이에 챔버(2) 내의 흐름분산이나 챔버(2) 내벽면과의 세정수 접촉, 세정수 점성, 표면마찰 등의 영향을 받고 세정수는 감속된다. 따라서 노즐(4) 주위에서 세정수의 유속차가 생긴다. 이 경우, 이동하는 것은 유체(세정수)이고, 이러한 세정수와 노즐(4)과의 상대적인 관계에서는 유체중을 물체가 이동하는 상황과 변함없다.

따라서 유체중을 물체가 이동하는 경우, 상기 물체를 사이에 둔 유체의 속도차에 기초하여 상기 물체에 양력이 작용하는 상황이, 챔버(2)에 있어서의 세정수와 노즐(4) 사이에서 일어나고, 노즐(4)에는 양력과 동질의 힘이 작용하게 된다. 이러한 양력은, 상기 실시예 등에서 설명한 바와 같이 챔버(2)로의 유입세정수가 노즐(4)에 미치는 세정수압의 일형태로 작용한다. 그리고 편의상, 상기 힘을 양력이라고 칭하는 것은 기술한 바와 같지만, 다른 현상에서 예시하면, 이와 같이 유체의 유속차에 의하여 양력이 발생하는 것은, 비행기의 날개 표면 속도차, 즉 압력차에 의하여 양력을 발생하는 것과 동일하다.

도 9에 도시한 바와 같이, 챔버(2)에 노즐(4)이 들어가있는 시각(t0)에서는 다음과 같이 된다. 상기 시각(t0)에서 정지하고 있는 노즐(4) 주위의 선회류가 일어나는 것에서, 상기 양력(F_L)은, 원주벽부위(2a)의 선회류의 유속(Ua)[m/sec]의 영향을 받는다. 그리고 상기 양력(F_L)은 양력을 받는 노즐(4)의 최대 사영면적을 S[m²], 세정수의 밀도를 ρ[kg/m³]이라고 하면, 다음과 같은 식으로 표현된다. 식중의 C_L은 양력계수이다.

FL = (ρ·V2·CL·S)/2 [N]

이와 같이 양력(FL)이 노즐(4)에 작용하면, 그 결과로서 노즐(4)에는 항력(FD)(=(ρ·V2·CD·S)/2 [N])도 작용한다. 상기 CD는 항력계수이다. 이러한 항력도, 상기 실시예 등에서 설명한 바와 같이 챔버(2)로의 유입세정수가 노즐(4)에 미치는 세정수압의 일형태로 작용한다.

상기 식중의 최대 사영면적(S)는, 노즐(4)의 길이(상세하게는 챔버(2) 내에 위치하는 큰 지름의 노즐부분)(L)[m]에 의존한다. 따라서 노즐(4)의 길이(L)를 길게하면, 양력ㆍ항력을 크게할 수 있다.

도 9의 시각(t0)에 보인 바와 같이, 챔버(2)에서 노즐(4) 주위의 선회류가 일어나면, 상술한 바와 같이, 노즐(4)에는 양력이 작용한다. 이러한 양력은노즐(4) 주위의 선회류의 유속이 큰 원주벽부위(2a) 측으로 선회류중 중앙측에서 외측으로 이동한다. 한편, 노즐(4)은 챔버(2)에 있어서, 경사진 자세로 상측관통공(6A)의 중심축(P) 주위에서 공전 가능하기 때문에, 상기 양력(F_L)을 받아서 도면중 화살표(F_L)로 표시한 방향으로 경사진다. 이렇게 하여, 노즐(4)이 챔버(2)의 내벽측으로 경사지면, 시각(t1)에서는 상기 양력(F_L)과 항력(F_D)가 같이 작용하여 그 합력방향으로 이동한다. 이러한 합력은, 저항이 선회류의 흐름방향을 따르는 것이기 때문에 노즐(4)을 선회류의 흐름방향을 따라서 이동시키는 방향으로 움직인다.

이렇게 되면, 노즐(4)이 기운 측에서 선회류의 통과 간격이 협소하게 되고, 이러한 협소한 부분에서 선회류 유속은 높아진다. 이러한 상황은 간격 협소 부분이 노즐(4) 주위로 이동하는 것처럼 일어나기 때문에, 선회류의 가장 유속이 큰 부분도 챔버(2) 내주벽을 따라 이동한다. 따라서 유속이 가장 큰 부분의 이동에 따라서, 양력(FL)의 방향 및 항력(FD)의 방향도 변하기 때문에, 시각(t2,t3,t4)로 진행할수록 노즐(4)은 경사진 자세인 상태로 선회류의 흐름방향으로 이동한다. 그리고 이러한 양력ㆍ항력의 영향을 받아서 노즐(4)이 공전을 개시하면, 챔버(2) 지름방향으로 사이 노즐(4)에 원심력이 작용하는 것으로 된다. 이러한 원심력도, 상기 실시예 등에서 설명한 바와 같이 챔버(2)로의 유입세정수가 노즐(4)에 미치는 세정수압의 일형태로 작용한다.

이 때문에, 노즐(4)은 상술한 단면 끼리의 당접상태에서 경사자세를 취하고, 상측관통공(6A)의 중심축(P) 주위로 챔버(2)에서 공전한다. 노즐(4)은, 이러게 하여 공전을 일으키기 때문에 상술한 바와 같이, 세정수를 상측관통공(6A)의 중심축(P)의 연장부분을 중심축으로 하는 가상 원추의 원주면상으로 분출하고, 넓은 범위에 걸친 세정수를 분출하는 것이다.

그리고 이와 같은 원추상의 세정수분출을 수행하고 있는 사이에, 노즐(4)은, 요부(43) 또는 돌기부(45), 혹은 하측관통공(6B)의 원주벽에 의하여 상기 최대 경사각도가 규제되고, 임의적으로 큰 경사의 공전을 일으키지 않게 되어 있다.

더욱이 상기와 같이 노즐(4)이 양력(FL)의 영향을 받아서 챔버(2)의 내벽측으로 경사지면, 이러한 노즐(4)은, 챔버(2)의 선회류에 직접 눌러지는 방향으로 항력(FD)을 받는다. 따라서 경사진 자세의 노즐(4)은, 상술한 원심력의 영향도 받아서 경사자세인 상태로 선회류의 흐름 방향으로 이동하는 것으로 되고 노즐(4)의 공전은 촉진된다.

여기서 이러한 공전토수의 형태를 도면을 참조하면서 설명한다. 도 10에 도시한 바와 같이 상기의 노즐(4)이 공전을 일으키면 세정수분출구(5)는 노즐(4)의 공전에 수반하고 토수방향을 변화시키면서 공전한다. 따라서 세정수 분출구(5)는 나선상으로 확대된 궤도를 그리면서 세정수를 분출하고 그 결과로서 상술한 원추상의 세정수 분출을 실현한다. 따라서 세정수의 분출 궤적을 세정수 분출구(5)의 궤도 보다 더 큰 궤적의 원추상의 궤적으로 하여 넓은 범위에 걸쳐 국부를 세정할 수 있다.

더욱이 이러한 광범위 세정을 도모하는 위에, 챔버(2)로의 세정수 유입을 도모하여 선회류를 일으키고, 이러한 선회류에 의하여 노즐(4)에 상술한 공전을 일으키면 충분하다. 즉, 광범위 세정에 있어서, 가동부재를 노즐아암(31)에 설치한 챔버(2)에 조립하는 작은 노즐(4)만으로도 가능하다.

또한 상술한 원추형상의 세정수 분출에 의한 광범위 세정을 챔버(2)로의 노즐(4)의 조합과, 챔버(2)로의 세정수도입에 의한 선회류 생성으로 용이하게 실현 가능하다. 이것에 의하여, 구성의 간략화, 코스트 저감을 도모하는 것이 가능함과 동시에 구성의 간략화를 통하여 장치의 컴팩트화를 도모할 수 있다.

또한 챔버(2)로의 세정수 유입을 도모하는 연통공(13)을 급수호스(50)에 비하여 통수단면적이 작은 것으로 하여, 챔버(2)로의 유입 세정수를 유속을 높인다. 챔버(2)에 유입되는 세정수 유속은 상술한 바와 같이 양력(FL)을 규정한다. 따라서 통수단면적이 여러가지의 것으로 구성되는 연통공(13)[상세하게는 여러가지 지름의 연통공(13)을 구비하는 각(角)블럭(8)]을 준비하고, 이들을 선택적으로 사용하면, 노즐(4)에 작용하는 양력(FL) 이외에, 항력ㆍ원심력도 조절할 수 있다. 이러한 힘은, 노즐(4)의 상기 공전의 주파수도 결정한다. 따라서 연통공(13)의 통수단면적 조정, 또는 각블럭(8)의 선택으로 노즐(4)의 공전주파수도 조정가능하다. 따라서 다음과 같은 잇점을 기대할 수 있다.

세정수가 인체 등의 피세정물에 부딪히는 순간의 힘과 면적을 각각 F1, ΔS라고 하면, 인체가 어느 순간에 느끼는 세정수의 강도는 F1/ΔS로 규정된다. 노즐(4)의 머리흔들기 공전주파수를 f1이라고 하고, 이러한 주파수로 토수가 계속되고 있는 경우, 주파수(f1)의 역수인 주기(Δt=1/f1)의 시간 간격에서 인체 등의 피세정물에 맞는 총면적(S)는, 그 주기(Δt) 사이에 ΔS를 적분한 값(S=∫ΔS)로된다.

한편 사람이 자극을 피부 등에서 느끼는 때에, 자극을 느끼는 수용기는 사람이나 자극을 받는 장소에 따라서 다르지만, 수Hz∼수백Hz의 범위의 자극에 대하여, 자극을 연속하여 혹은 연속과 동일한 자극을 받고 있는 여러가지 착각이 생긴다. 따라서 어느 순간에 강도(F1/ΔS)의 자극을 Δt의 주기인 궤도로 이동(이동총궤적 S=∫ΔS)로 한 경우, 사람은 강도(F1/ΔS)의 자극을 총면적 S로 받고 있는 듯한 착각이 생긴다. 이러한 경향은 Δt가 작을수록 현저하게 나타나서, f=약 3Hz 즉 Δt=약 0.3초부터 느끼기 시작한다.

따라서 연통공(13)의 통수단면적 조정이나 각블럭(8)의 선택을 수행하여, 노즐(4)의 공전주파수(f1)을 약 3Hz 이상으로 할 수 있다. 이렇게 하면 세정의 자극을 낮추는(작게 하는) 것 없이, 세정면적을 크게 하는 것이 가능하다.

또한 상기 순간의 힘(F1)(이하 힘(F1)이라고도 칭함)과 분출되는 세정수량(Q1)의 관계는 분출구 면적을 S1, 세정수의 유속을 V1이라고 하면 다음의 식으로 표현된다.

F1 = ρㆍQㆍV1 = ρㆍQ2ㆍQ/S1

상기 식에서 알 수 있는 바와 같이, 힘(F1)은 순간유량(Q)의 2승에 비례하고, 분출구 면적(S1)에 반비례한다. 따라서 절수를 수행하여 유량을 감소시킨 경우, 세정수분출구(5)의 면적(S1)을 작게 하면, 힘(F1)을 크게 하는 것이 가능하다. 따라서 수량을 감소시켜 세정시의 자극이나 세정력을 향상 또는 유지하기 위해서는, 분출면적(S1)을 작게, 즉 분출되는 세정수의 유속을 높이면 좋을 것으로 판단된다.

또한 연통공(13)의 통수단면적 조정이나 각블럭(8)의 선택을 수행하여, 노즐(4)의 공전주파수(f1)을 약 40Hz 이상으로 하는 것도 가능하다. 이렇게 하면, 노즐(4)을 고속공전시키고, 분출세정수가 착수하는 세정수포인트를 고속으로 이동할 수 있다. 따라서 인체가 마치 토수의 착수범위(착수포인트의 집합개소)의 전체에서 착수를 받고 있다는 착각을 일으킬 수 있다. 이 때문에 상기와 같은 주파수 조정을 수행하면, 착수포인트의 고속이동에 의한 착각에 의하여, 소프트하고 광범위의 세정 요구를 실현할 수 있어서 바람직하다. 구체적으로는, 자극에 민감한 여성 국부전용의 세정장치나 통상의 국부 세정장치의 비데 세정에 있어서, 자극감을 적절하게 완환하면서 광범위한 토수세정을 실행할 수 있다.

또한 실제로는 세정포인트로의 착수의 추이를 일으키고 있어도 상기 착각을 일으키고 있기 때문에 착수범위의 전체로 동시에 세정수가 착수되도록 연속적인 토수를 요구하지 않는다. 따라서 그 만큼 절수효과를 얻을 수 있다.

다음에 도 3 내지 도 10에 도시한 실시예ㆍ변형예에서 챔버(2) 내의 노즐(4)이 세정수 급수에 의하여 노즐 축심(O) 주위를 회전(자전)을 일으키는 형태에 대하여, 상세하게 설명하기로 한다. 도 11은 노즐(4)의 공전과 자전의 관계를 설명하는 설명도이고, 도 11의 (a)는 노즐(4)의 공전과 자전이 그 회전방향이 같은 경우를 보이는 설명도, 도 11의 (b)는 노즐(4)의 공전과 자전이 그 회전방향과 역인 경우를 보이는 설명도, 도 12는 노즐(4)이 도 11의 거동을 취할 때의 세정수 분출의 형태를 설명하는 설명도이고, 도 12의 (a)는 노즐 공전과 자전이 동일한 방향인 경우 세정수 분출의 형태를 설명하는 설명도, 도 12의 (b)는 노즐 공전과 자전이 역방향의 경우 세정수 분출의 형태를 설명하는 설명도이다.

노즐(4)은 챔버(2)에 있어서 상기 선회류에 의하여 도 11에 도시한 선회류의 방향과 동일한 방향으로 공전한다. 이러한 노즐 공전의 경우, 상기한 바와 같이 노즐(4)의 당접 부분(단면 A 및 B)에서는 상술한 바와 같은 침입 세정수에 의한 윤활 기능에 의하여, 근소한 윤활저항 밖에 작용하지 않는다. 따라서 이렇게 당접이 일어나지 않는 상태(예를 들면 도 8에 도시한 바와 같이 하단부(44)가 요부(43)에 접촉하지 않는 상태나 이러한 접촉을 일으키지 않는 구성)에서는 노즐(4)을 선회류에 기초한 양력에 의하여 공전시키려고 하는 힘(공전력)이 근소한 윤활저항에 대항하여, 그 노즐(4)을 자전시키려고 한다. 따라서 노즐(4)은 세정수의 선회방향(공전방향)과 동일한 방향으로 자전 회전하면서 선회실 내부를 노즐 공전한다.

따라서 이러한 동방향의 공전ㆍ자전을 일으키고 있는 노즐(4)은 도 12의 (a)에 모식적으로 보인 궤도로 세정수를 분출한다. 이러한 도 12의 (a)는 세정수 분출구(5)에서의 세정수의 자전에 의한 회전궤적 방향과, 분출방향에 수직인 임의의 평면에서의 노즐 공전에 의한 세정수의 이동궤적을 화살표를 이용하여 보기 쉽게 도시하고 있다. 즉, 세정수는 노즐(4)의 자전에 의하여 반시계방향으로 자전하면서 분출되고, 이러한 분출은 노즐(4)의 공전에 의하여 반시계방향으로 공전하는 것으로 된다. 따라서 이러한 세정수의 공전궤도의 외주에서는 세정수의 자전방향과 공전방향이 일치하기 때문에, 세정수는 이러한 공전 궤도 외주에서, 세정수 자전 속도와 세정수 공전속도의 합계에 의하여 생기는 큰 공기 저항을 받는다. 이러한공기저항에 의하여 세정수는 시간과 같이 모아진 수류에서 난류를 발생시켜서 수적상으로 분산되어 간다. 이 때문에, 이러한 상황하에서 노즐(4)에서 분출되는 세정수는 분산된 수적상으로 공전 궤도를 따라 진행하여 인체에 착수되어서, 보다 부드럽고 넓은 범위를 세정하는 것이 가능하다.

한편, 도 8이나 도 10, 도 12에 도시한 노즐(4)에서는, 노즐 공전의 경우, 상기 단면 당접 이외에 요부(43) 내벽이나 돌기부(45) 외벽 또는 챔버(2) 내벽에 접한다. 이러한 상태에서는 노즐(4)의 공전에 대한 윤활 저항은 상기의 상태에 비하여 증가하고 있기 때문에, 상기 공전력에는 노즐(4)을 공전 방향과 동일한 방향으로 자전시키는 것이 불가하다. 이렇게 되어도 노즐(4)은 공전력에 의하여 상기 공전을 일으켜서 이러한 노즐(4)은 상기 접촉 개소에서의 윤활 저항을 받아서 요부(43) 내벽이나 돌기부(45)의 외벽 또는 챔버(2) 내벽에 내접하면서 자전한다. 이러한 경우의 자전방향은 상기 윤활저항을 노즐(4)이 받는 개소에 의하여 정해진다. 즉, 도 10에 도시한 요부(45) 외벽의 경우에는, 노즐(4)의 공전방향과 동일한 방향으로 되고, 노즐(4)는 공전하면서 동일한 방향으로 자전하여 세정수를 토수한다. 한편, 도 8이나 도 12의 요부(43) 내벽이나 챔버(2) 내벽의 경우는, 노즐(4)의 공전방향과는 역방향의 자전방향으로 되고, 노즐(4)은 공전하면서 그것과 역방향으로 자전하여 세정수를 토수한다. 그리고 노즐의 자전방향과 공전방향이 동일한 경우는, 분출 세정수의 자전 에너지가 노즐 공전에 작용하기 때문에 노즐 공전을 보다 효율적으로 일으키는 것이 가능하다.

이러한 역방향의 공전ㆍ자전을 일으키고 있는 노즐(4)은 도 12의 (b)에 모식적으로 도시한 궤적으로 세정수를 분출한다. 즉, 세정수는 노즐(4)의 자전에 의하여 시계방향으로 자전하면서 분출되고, 이러한 세정수 분출은 노즐(4)의 공전에 의하여 반시계방향으로 공전하는 것으로 된다. 따라서 이러한 세정수의 공전궤도의 외주에는 세정수의 자전방향과 공전방향이 역으로 되어서, 세정수는 그 공전 궤도 외주에서 세정수 자전속도와 세정수 공전속도의 차에 의하여 생기는 비교적 작은 공기 저항 밖에 받지 않는다. 이러한 공기저항이 비교적 작기 때문에, 세정수는 그 만큼 분산이 진행되지 않고 비교적 모아진 수류상황을 지속하여 분출된다. 따라서 이러한 상황하에서 노즐(4)에서 분출되는 세정수는 비교적 모아진 수류상태로 인체에 착수하는 것으로 되어 보다 자극이 어느 정도 강한 세정을 수행할 수 있다. 또한 토수가 모아진 것으로 비산이 작은 세정을 수행하는 것도 가능하게 된다.

도 11에 도시한 바와 같이, 연통공(13)을 그 지름이 다른 것으로 하면, 챔버(2)에 유입되는 세정수 유속을 다르게 할 수 있다. 따라서 기술한 속도차를 용이하게 창출할 수 있고, 챔버(2)에서의 선회류에 기초하는 양력 등의 발생에 유익하다. 그리고 연통공(13)을 동일 지름으로 하여도 바람직한 것은 물론이다.

다음에 노즐(4)에 챔버(2)의 개구 중심축에 대하여 노즐(4)을 경사 자세로 하는 점에 대하여 상세하게 설명한다. 도 13은 노즐(4)을 경사자세로 하는 경우의 제1수단을 설명하는 설명도이다.

도시한 바와 같이, 상기 제1수단을 채용하기 위하여, 챔버(2)는 그 천정벽에 천정개구(2A)를 구비하고, 그 하방에 테이퍼벽상의 가이드구멍부분(2B)와 저부구멍부분(2C)를 구비한다. 천정개구(2A)는 기술한 도 8 등의 세정수 분출 장치(40)에있어서 상측 관통공(6A)에 상당하는 개구이고, 축심방향 치수가 작은 에지형상의 개구이다.

연통공(13)에서 챔버(2)로 유입된 세정수는 저부구멍부분(2C)을 시작으로 하는 챔버(2)에 있어서 상술한 바와 같은 선회류로 되고, 노즐(4)의 상술한 공정을 일으킨다. 이러한 노즐 공전에 수반하는 상기 양력 등에 의하여 노즐(4)은 경사자세를 취한다. 이 경우, 노즐(4)은 축소지름부분(7)과 큰지름부분(4A)의 단차단면(7A)(상기 실시예의 단면(A))를 챔버(2)의 천정벽(2D)에 당접시킨다. 노즐(4)은 이러한 축소지름부분(7)의 측에서 당접을 일으킴과 같이, 큰지름부분(4A)의 원주벽을, 가이드구멍부분(2B) 하단의 에지부분에 당접시킨다. 즉 노즐(4)는 도시한 당접 개소(T1,T2)의 2개소에서 당접을 일으키고, 양 당접 부분에서 그 경사자세가 규정되고, 그 자체는 안정화된다.

더욱이 상기 당접개소(T1,T2)는 천정벽(2D)와 챔버측벽의 가이드구멍부분(2B) 하단에지부로 분리되기 때문에, 경사자세의 안정화를 보다 높일 수 있다. 또한 이와 같이 당접개소가 분리되어서, 천정개구(2A)를 작은 지름으로 하여도, 노즐 경사자세의 발현ㆍ재현성에 영향을 미치지 않는다. 더욱이 천정개구(2A)를 작은 지름으로 하면 천정개구 주위의 간격 부분도 작게 되어서, 누설 세정수에 의한 윤활기능을 확보하는 상태로 그 통과 유체량을 작게할 수 있다.

그리고, 노즐(4)은 상기와 같이 구정된 경사자세로 천정개구(2A)의 중심축 주위에서 공전하면서 세정수를 분출한다. 이러한 세정수 분출의 형태는 도 15에서 설명한 바와 같다. 그리고 도 8에서 설명한 노즐(4)은 이러한 제1수단에 의한 경사자세 규정과 동일하고, 단면(A,B)에서의 당접이 당접개소(T1)에서의 당접으로 되고, 요부(43)과 하단부(44)의 당접이 당접개소(T2)에서의 당접으로 된다. 도 10에서 설명한 노즐(4)에 있어서도 상기 제1수단을 채용하고 있고, 단면(A,B)에서의 당접이 당접개소(T1)에서의 당접으로 되고, 돌기부(45)와 노즐하단측 개구의 당접이 당접개소(T2)에서의 당접으로 된다.

따라서 이러한 제1수단에 의하여 노즐 경사자세를 규정하도록 하여도 노즐(4)에서의 세정수 분출은 챔버(2)에 있어서의 천정개구(2A)의 중심축을 중심으로 하는 원추상의 것으로 되고, 넓은 범위에 유체를 분출하는 것이 가능하다.

그리고 이러한 경사자세를 취하여 노즐 공전을 일으키고 있는 경우에는 도면중에서 도시한 누설 세정수의 통과에 의하여 윤활 기능이 발휘된다. 따라서 상술한 바와 같이, 노즐(4)이 챔버(2)의 천정벽(2D)에서 받는 저항을 작게 할 수 있어서, 구동부의 소형화나, 운전 코스트이 저감을 도모할 수 있는 등의 잇점이 있다. 그리고 세정수 급수압이 낮아도 노즐의 회전을 고회전으로 유지할 수 있어서, 분출세정수의 넓이 정도를 협소화하는 것은 없다.

또한 상기 제1수단에서는 누설 세정수의 윤활작용에 의하여 천정벽(2D)의 당접개소(T1)에서의 회전 저항이 작고, 더욱이 당접개소(T2)에 있어서도 점접촉이기 때문에 작은 회전저항 밖에 작용하지 않는다. 그러나 노즐(4)은 챔버 내에서 자유상태이기 때문에 이들 회전 저항은 노즐(4)에 대해서는 마찰저항으로 작용하여서, 도 12에서 설명한 바와 같이 노즐(4)은 자신의 노즐 중심축 주위로 자전한다. 이 때문에 천정벽(2D)에 대한 노즐(4)의 당접개소(T1)은 노즐 자전에 의하여 자전축주위로 변환하고, 일정한 부분이 천정벽(2D)에 당접한 채로 되도록 상태를 초래하지 않는다. 따라서 노즐(4)의 마모를 확실하게 억제할 수 있다.

또한 천정개구(2A)에는 노즐선단의 축소지름부분(7)이 삽입 배치되어 있어서, 천정개구(2A) 주위의 간격개소를 통과하는 세정수는 분출세정수와 간접되지 않는다. 따라서 원추상의 분출세정수의 난류를 일으키지 않아서, 세정수 분출의 안정화를 도모하는 것이 가능하다.

이와 같은 제1수단은 다음과 같이 하여도 실현 가능하다. 도 14는, 노즐 경사자세를 규정하는 제1수단을 채용하는 경우의 다른 형태를 설명하는 설명도, 도 15는 상기 제1수단의 다른 형태를 설명하는 설명도이다.

도시한 바와 같이 이러한 형태에서는 노즐(4)은 축소지름부분(7)을 구비하지 않고, 큰지름부분(4A) 만으로 구성되어 있다. 이러한 노즐(4)에 있어서도 큰지름부분(4A)의 선단부(4B)를 상기 단차단면(7A)에 대신하여, 천정벽(2D)에 당접개소(T1)에서 당접시키고 타측을 당접개소(T2)에서 당접시킨다. 도 14에서는 선단부(4B)를 테이퍼상으로 하고 도 15에서는 구면상으로 한다.

이와 같은 상태에서는 노즐(4)은 챔버(2) 내에서 전체 조립되어 챔버외로 돌출되어 있지 않은, 세정수 분출구(5)를 챔버(2)의 천정개구(2A)의 외부를 향하도록 하고 있는 점에는 변함이 없다.

상기 도 14 및 도 15에 도시한 상태에서도 노즐(4)는 축소지름부분(7)을 구비하는 노즐과 동일한 상술한 효과를 발휘할 수 있다. 특히 이와 같은 상태에서는, 다음의 잇점이 있다.

천정개구(2A)에 축소지름부분(7)을 삽입 배치할 필요가 없어서, 그 만큼, 천정개구(2A)를 보다 작은 지름화하는 것이 가능하다. 따라서 천정개구(2A) 주위의 간격 부분도 작게할 수 있어서, 누설 세정수에 의한 윤활 기능을 확보한 상태로 통과 세정수량을 보다 작게할 수 있다.

또한 챔버(2) 외부로의 노즐 비산이 없어서 챔버(2)를 세정 부분에 근접하여도, 세정 부분에 노즐을 접촉시키는 것이 없다. 이 때문에, 노즐 공전이 외부에서 멈추도록 하는 사태를 초래하지 않고 세정수 분출에 지장을 초래하지 않는다.

더욱이, 천정개구(2A)를 토수에 닿지 않을 정도로 작게 하는 것이 가능하고, 당접개소(T1)의 이동 궤적의 지름도 작게하는 것이 가능하다. 따라서 챔버 내의 수압이 걸리는 범위가 협소하게 되고 세정수 급수압이 낮아도 노즐의 회전을 유지할 수 있다.

도 16은 노즐(4)을 경사자세로 하는 경우의 제2수단을 설명하는 설면도, 도 17은 노즐(4)을 경사자세로 하는 경우의 제2수단을 설명하는 설명도이다.

도 16에 도시한 바와 같이, 상기 제2수단에서는 노즐(4)은 당접개소(T1)에서의 단차단면(7A)의 당접에 더하여, 축소지름부분(7)의 외주를 천정개구(2A)의 개구벽과 당접개소(T3)에서 당접시킨다. 이렇게 하여도, 노즐 경사자세는 상기 2개소의 당접에 의하여 규정되어, 그 자세는 안정된다.

이러한 도 16에 도시한 형태에서는 축소지름부분(7)을 천정개구(2A)에 삽입배치한 것으로, 상기 효과를 발생시키는 것이 가능한 이외에 다음과 같은 잇점이 있다.

상술한 바와 같이 노즐 경사자세는 천정개구(2A)의 당접개소(T3)와 천정벽(2D)의 당접개소(T1)에서 일어나고, 상기 양측의 당접개소는 천정개구(2A)를 끼워서 위치한다. 이 때문에 천정개구(2A)의 지름을 조정하는 것으로, 양측의 당접개소를 이격시키거나 근접시켜서 노즐 경사자세를 조정할 수 있다. 천정개구(2A)는 챔버(2)의 외부에서 용이하게 후가공 가능하기 때문에 노즐 경사자세를 용이하게 조정할 수 있다. 특히 천정개구(2A)나 가이드구멍부분(2B)을 도 8에 도시한 바와 같은 상부덮개(9)로 형성하도록 하면, 개구지름이나 가이드구멍부분 형상이 여러가지 것으로 되는 상부덮개(9)의 교환을 통하여, 노즐 경사자세를 용이하게 조정할 수 있다.

더욱이 노즐 선단의 작은 지름의 축소지름부분(7)에서 당접을 일으키기 때문에, 당접 개소 지름이 작은 지름인 만큼 노즐 자전의 원주속도를 지연시킬 수 있다. 이 때문에 노즐 자전이 불완전하기 때문에 동일한 개소가 당접을 일으켜도 원주속도가 늦어지기 때문에 개구 주위의 당접개소(T3)의 마모를 억제할 수 있다. 더욱이 누설 세정수가 가지는 윤활작용에 의하여 개구 주위의 당접 개소(T3)의 마모는 보다 효율적으로 억제할 수 있다.

도 17에 도시한 상태는 상기 당접개소(T1,T3)에 더하여, 노즐(4)은 가이드구멍부분(2B) 하단의 엣지부분의 당접개소(T2)에서도 당접을 일으킨다. 따라서 이러한 상태는, 3개소에서 경사자세를 규정하기 때문에 경사자세를 보다 안정하게 확보할 수 있다. 더욱이 경사자세를 취하는 경우의 당접 개소가 증가하여서 챔버(2)로의 세정수 공급이 높은 급수압인 경우에도, 노즐 경사자세를 보다 확실하게 유지하여, 안정된 원추상의 세정수 분출이나 소망하는 범위로의 정확한 세정수 분출을 도모할 수 있다.

여기서 상술한 경사제사를 취하는 수단의 변형에 대하여 설명한다. 도 18은 노즐(4)을 경사자세로 하는 다른 수단을 설명하는 설명도, 도 19는 그 수단의 변형예를 설명하는 설명도이다.

도 18에 도시한 바와 같이, 노즐(4)은 상술한 당접개소(T1~T3)에서의 당접을 도모함에 있어서, 당접개소(T2)를 노즐하단개구와 돌기부(45)로 한다. 이렇게 하여도, 노즐 경사자세의 안정화를 도모하는 것이 가능하고, 상술한 효과를 발휘할 수 있다. 또한 도 19에 도시한 바와 같이, 노즐 하단에 일정 깊이의 구멍(4D)을 설계하고, 당접개소(T2)를 상기 일정깊이의 구멍(4D)와 돌기부(45)로 하는 것도 가능하다. 이 경우, 유로(19)는 가로세로의 유로부분(19A,19B)로 하면 좋다.

그리고 도 18 및 도 19에 도시한 수단에서는, 다음과 같이 하는 것도 가능하다. 즉, 노즐(4)은, 천정벽(2D)의 당접개소(T1)과 돌기부(45)의 당접개소(T2)의 2개소에서 당접하고 이들 당접개소에서 노즐 경사자세를 규정하도록 하는 것도 가능하다.

여기서 도 13∼도 19에 도시한 수단에서 노즐 경사자세를 규정하는 위에, 노즐(4)의 상술한 상승위치변위를 일으키는 점에 대하여 설명한다. 도 20은 세정수 급수에 따라 노즐(4)이 상승위치 변위를 일으키는 형태를 설명하는 설명도이다.

도시한 바와 같이 급수전의 시각(t0)에서는, 노즐(4)은 자중(Mg)에 의하여 챔버(2)의 저부에 위치한다. 현재 시각(t1)에서 세정수 급수가 개시된다고 하면,챔버(2)는 급수압(P1)으로 급수되는 세정수로 채워진다. 노즐(4)은 이러한 급수압(P1)을 올리는 힘(FU)으로 받아서 상승을 개시한다. 이러한 세정수 급수와 동시에(시각 t2), 챔버(2)에서는 상술한 바와 같이 선회류가 생겨서 노즐(4)은 상술한 바와 같이 상기 선회류에 기초하는 양력(FL)과 항력(FD)를 받아서 경사를 시작한다.

그리고 이러한 급수상황에 있어서, 노즐(4)은 세정수 분출에 의한 반력(Fd)도 받지만, 급수압에 기초하는 올리는 힘(FU)가 그것 보다 크기 때문에, 지장이 없다. 또한 노즐(4)의 단차단면(7A)과 천정벽(2D) 사이의 간격(DN)에서 세정수는 흘러 나오지만 이러한 세정수는 그 후에 시작하는 노즐 공전시의 윤활작용을 수행한다.

세정수의 급수량은 설정 유량이 되기 까지 시간 경과와 같이 증대되어서, 그 사이에 있어서는 유량증가에 수반하는 양력(FL), 항력(FD)는 크게 된다. 이 때문에, 노즐(4)은 더욱 경사가 심해진다(시각 t3). 이러한 경사와 상기 노즐상승은 동시에 일어나서 노즐(4)은 드디어 천정벽(2D)로 제한되기 까지 상승하고, 당접개소(T1,T2)에서 규정되는 경사자세로 되어(시각 t4), 이러한 경사자세로 안정하게 공전한다. 그리고 상술한 시각(t1) 이후에, 노즐(4)은 양력(FL)ㆍ항력(FD)를 받아서 공전을 시작하기 때문에 노즐 경사에는 원심력도 작용한다. 따라서 노즐(4)은 신속하게 경사된다.

이와 같이 노즐(4)은 천정벽(2D)에서 그 상승이 제한되기 이전의 자유 상태에서 노즐의 경사ㆍ공전을 일으키는 힘[양력(FL)ㆍ항력(FD)ㆍ원심력]을 받는다.이 때문에 이러한 힘은 보다 효율적으로 노즐(4)에 전달되어 작용하기 때문에, 노즐 경사자세화나 노즐 공전을 일으키기 쉽게 되고, 경사자세에서의 공전의 시동성을 높일 수 있다. 또한 급수 초기부터의 간격(DN)에 있어서의 세정수에 의한 윤활작용에 의하여, 보다 시동성은 높아진다.

그리고 천정벽(2D)에 단차단면(7A)이 접촉하고 있는 노즐에는 이러한 상태로 노즐경사를 일으키고 있어서, 노즐의 경사, 공전을 일으키는 힘[양력(FL), 항력(FD)ㆍ원심력]의 전달에는 손실이 발생한다. 따라서 이러한 경우에는, 상기와 같이 노즐의 상승위치 변위를 일으키는 것에 의하여 시동성은 열화되지만 실용상은 특별한 지장은 없다.

다음에 챔버(2)의 천정벽(2D)에 있어서의 노즐 당접의 상태에 대하여 설명한다. 도 21은 챔버(2)의 천정벽(2D)와 노즐(4)의 단차단면(7A)의 당접상태의 변형예를 설명하기 위하여, 그 요부를 확대하여 보인 것이고, 도 21의 (a)는 노즐 정지상태를 보이고, (b)는 노즐 경사상태를 보인 설명도이다.

도시한 바와 같이, 챔버(2)는 천정벽(2D)에 환상융기(2E)를 구비하고 있다. 상기 환상융기(2E)는 천정개구(2A) 벽에 연속하여 챔버측으로 융기하고 있고, 노즐(4)의 단차단면(7A)에 당접한다. 챔버(2)에 세정수가 급수되어 상술한 바와 같이 노즐(4)이 상승 위치 변위와 경사를 일으키면, 노즐(4)은, 환상융기(2E)의 일점[당접개소(T1)]에서 상기 환상융기(2E)에 당접한다. 그리고 상기 당접개소(T1)은, 노즐 공전에 따라서 천정개구 주위에 추이한다.

따라서 노즐(4)의 당접은, 환상융기(2E)에서 밖에 일어나지 않아서, 상기 당접개소(T1)에서의 당접에 수반하는 점접촉 상태를 안정시키는 것이 가능함과 같이, 단차단면(7A) 및 환상융기(2E)의 마모방지 등에 유익하다. 더욱이 마모가 일어나도, 그 마모 개소가 환상융기(2E)에 그치는 한에 있어서는, 마모 후의 형상에서의 환성융기(2E)에 의하여 노즐(4)을 안정한 상태로 점접촉(당접)시켜서, 노즐 경사자세의 안정화에 유익하다.

이 경우, 단차단면(7A)를 상술한 바와 같이 구면형상이나 테이퍼 형상으로 하면, 환상융기(2E)와의 당접에 수반하는 점접촉의 안정화나 상술한 마모방지 등에 보다 유익하다.

또한 챔버(2)의 천정벽(2D)에 있어서의 노즐 당접을 다음과 같이 변형하는 것도 가능하다. 도 22는 챔버(2)의 천정벽(2D)과 노즐(4)의 당접 상태의 변형예를 설명하는 설명도이다.

도시한 바와 같이 노즐(4)은 축소지름부분(7)의 기부에 트러스트 베어링(7C)을 구비하고, 상기 베어링으로 환상융기(2E)와의 당접을 도모하고 있다. 이렇게 하면, 노즐(4)의 자전 효율이 높아짐과 같이 환상융기(2E)의 마모방지를 보다 효과적으로 도모할 수 있다. 이 경우, 트러스트베어링(7C)의 상측플레이트는 도시한 바와 같이 테이퍼상인 것이 보다 바람직하고, 구면형상으로 하는 것도 가능하다. 그리고 환상융기(2E)를 구비하는 것에 한정되지 않고, 상기 융기가 없는 천정벽(2D)를 구비하는 챔버(2)에 상기 노즐(4)을 조립하도록 하는 것도 가능하다.

다음에 다른 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예는 상술한 노즐 공전에 수반하는 세정수 분출을 인체국부제성장치 이외에 적용한 것이다. 도 23은 노즐공전에 수반하는 세정수분출을 적용한 샤워장치(291)를 설명하는 설명도이고, 도 23의 (a)는 샤워장치(291)의 횡방향단면도, 도 23의 (b)는 (a)에 있어서의 샤워장치(291)를 A-A면으로 단면하여 보인 단면도이다. 도 24는 샤워장치(291)에서의 세정수 토수형태를 설명하는 설명도이다.

도 23의 (a)에 도시한 바와 같이, 샤워장치(291)는 통수로(296)와, 이것에 의하여 통수면적이 협소한 버퍼실유입로(295)를 구비하고, 버퍼실(298)에 세정수를 높은 운동에너지로(즉 높은 유속으로) 유입한다. 버퍼실(298)에는, 복수개의 챔버(294)가 배치되어 있다. 각각의 챔범(294)는 헤드커버(299)까지 달하는 선회가이드(294a)로 둘러싸여져 있고, 상기 가이드는 그 개구부에서 가이드내벽을 따라 챔버(294) 내에서 세정수를 도입한다. 따라서 챔버(294)는 그 내부에서 선회류를 생성시키고, 상술한 실시예 및 변형예에서의 챔버(2)와 그 기능(선회류 생성)의 면에서 완전히 동일하다.

헤드커버(299)는 천정개구(299A)를 재배치하여 구비하고, 각각의 천정개구(299A)를 상기 챔버(294)의 저면 거의 중앙에 위치시키고 있다. 그리고 상기 천정개구(299A)에 있어서도 그 외측은 천정개구(2A)와 동일하게 함몰상으로 되어 있다.

각각의 챔버(294)에는 도 13에 도시한 바와 같은 노즐(4)이 조립되어 있다. 상기 노즐(4)은 그 세정수분출구(5)를 천정개구(299A)에서 그 외부를 향하고 있다. 또한 노즐(4)은 단차단면(7A)를 천정개구(299A) 주위의 헤드커버 이면벽에 당접시키고, 노즐측벽하단을 선회가이드(294a)의 내벽에 당접시킨 상태에서, 상술한 경사자세를 취하고 있다. 그리고 상기 노즐(4)은 상술한 바와 같이 가로 세로의 유로(19)를 구비하고 챔버(294) 내의 세정수를, 그 유로를 경유하여 노즐선단의 세정수분출구(5)로 유도하여 분출한다. 그리고 도 23에는 도 8에 도시한 가로세로의 유로(19)를 구비하는 노즐(4)을 도시하였지만, 도 12와 같은 노즐관통유로(19)를 구비하는 것으로 하는 것도 가능하다.

따라서 버퍼실 유입로(295)에서 버퍼실(298)로 세정수가 유입되고, 상기 세정수가 각각의 챔버(294)에 유입되면, 상기 세정수는 챔버(294)의 내주벽면을 따른 노즐(4) 주위의 선회류를 일으킨다. 이것에 의하여 노즐(4)에는 상술한 바와 같이 양력이 작용하고, 노즐(4)은 천정개구(299A)의 중심축을 중심으로 공전한다.

이러한 구성을 가지는 샤워장치(291)에 있어서는 각각의 챔버(294)에 있어서 노즐(4)을 공전시켜서, 각각의 노즐(4)에서의 분출 세정수를, 도 15에서 설명한 바와 같이 공전 분출한다. 그리고 샤워장치(291) 전체로서의 토수는 도 24에 도시한 바와 같이, 각각의 노즐(4)에서의 공전분출이 모이는 것으로 되고, 각각의 노즐(4)에서의 분출 세정수는 서로 독립된 공전 분출로 된다.

따라서 상기 샤워장치(291)에 의해서도 지금까지 도시한 실시예나 그 변형예와 동일한 효과(광범위 분출, 소형화 등)을 발휘하는 것이 가능하다. 특히 샤워장치는 세발 등에 비교적 장시간 사용되는 점에서, 본 실시예에서는 저급수량의 분출을 통하여 절수효과를 높일 수 있다.

또한 각각의 챔버(294)에 있어서의 노즐(4)의 공전주파수를 상술한 바와 같이 유속조절 등으로 약 3Hz 이상으로 하는 것도 가능하다. 이렇게 하면, 각각의노즐(4)에서의 공전분출이, 상술한 바와 같이 마치 균일하게 토수가 되고 있는 것 같은 감을 부여하고 이러한 공전분출이 집합하고 있기 때문에 샤워토수 전체로서도 균일하게 접촉하고 있는 듯한 느낌을 부여하게 된다.

또한 노즐공전 주파수를 크게 하여 40Hz 이상으로 하면 인체의 피부감각이 민감한 부분이나 찰과상 또는 절개상 등과 같은 상처 부분 등을 세정하여도, 세정시의 불쾌한 감각을 없애는 것이 가능하다. 이러한 주파수를 보다 크게 하면, 인체가 받는 토수감은 착수부분 전역에서 균일하게 토수가 접하고 있는 감각에 보다 근접한다. 그리고 노즐 공전주파수가 160Hz 정도로 되면, 착수개소 전역에서 균일하게 토수가 접촉하고 있다는 감각 밖에 얻어지지 않는다.

이와 같이 노즐 공전주파수를 크게 하면 할 수록 분출되는 세정수가 받는 원심력과 공기 전단이 증가하고 분출 세정수의 분산이나 비산을 초래한다. 따라서 분출세정수의 분산이나 비산을 제한하는 것이 요구되는 장소에서는 노즐 공전주파수를 약 160Hz 이하로 하면 좋다.

상술한 샤워장치(291)에서는 헤드커버(299)에서 각각의 노즐(4)의 당접을 도모하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면 버퍼실(298)을 설치하는 것 없이 샤워장치(291)에 복수개의 챔버(294)를 직접 형성하고, 각 챔버에 세정수를 분기 유입시키도록 하는 것도 가능하다. 또한 각각의 챔버(294)에 조립되는 노즐(4)을, 도 14 및 도 15에 도시한 바와 같은 축소지름부분(7)을 구비하지 않고 큰지름부분(4A)만으로 구성되는 노즐로 하는 것도 가능하다. 이렇게 하면 헤드커버(299) 외부로의 노즐비산이 없어서 샤워장치(291)를 세정부분에 근접시켜도 세정부분에노즐을 접촉시키는 것이 없다. 이 때문에 노즐 공전이 외부에서 멈춰지는 사태가 발생하는 것이 없고 세정수 분출에 지장을 초래하지 않는다. 따라서 샤워시의 위화감을 부여하지 않는다.

다음에 노즐공전에 수반하는 세정수의 공전분출의 다른 예를 설명한다. 도 25는 노즐공전에 수반하는 공전분출을 적용한 휴대형의 인체국부 세정장치(300)의 개략 사시도이다.

도시한 바와 같이, 상기 인체국부 세정장치(300)는 탱크(301), 상기 탱크에 대하여 진퇴 가능한 노즐아암(302)를 구비한다. 노즐아암(302)은 탱크(301) 내의 세정수가, 탱크를 쥐는 것 또는 건전지를 구동원으로 하는 펌프에 의하여 가압되어 나오면, 그 수압을 받아서 소정의 위치까지 전진하고, 그 후 세정수를 분출하도록 구성되어 있다.

이러한 노즐아암(302)은 노즐선단측에 도시하지 않은 챔버와 상술한 노즐(4)을 구비하고, 챔버 내에 상기 노즐(4)을 상술한 바와 같이 경사 자세로 공전 가능하게 구비하고 있다. 그리고 챔버에 세정수를 급수하여 선회류를 일으키고, 국부세정시의 세정수의 공전분출을 실현한다.

상기 인체국부 세정장치(300)에서는 선회류에 기초하는 노즐공전ㆍ분출을 일으켜서, 상술한 바와 같이 절수효과 향상에 의하여, 탱크(301) 내의 세정수가 즉시 없어지는 불만을 해소할 수 있다. 이에 더하여 액츄에이터 등을 필요로 하지 않아서 경량이어서 휴대에 적합함과 같이 휴대 타입이면서, 세정범위의 확대나 세정력의 향상도 동시에 수행할 수 있다.

다음에 세정수의 공전 분출의 다른 예를 설명한다. 도 26은 노즐 공전에 수반하는 세정수의 공전분출을 적용한 식기세정장치(310)의 개략사시도, 도 27은 그 식기 세정장치(310)이 구비하는 회전세정아암(320)을 설명하기 위한 설명도이다.

도시한 바와 같이, 식기세정장치(310)는 장치 전면상하의 문(311,312)을 구비하고, 이들 문으로 세정실(313)을 개폐한다. 이러한 세정실(313)에는 세정수를 분출하면서 회전하는 회전세정아암(320)을 상하 2열로 구비하고 있다.

회전세정아암(320)은, 그 중앙에서 회전 가능하게 지주(321)에 지지되어 있고, 상기 지주(321)를 끼운 좌우양단에 노즐(4)을 2개씩 구비하고 있다. 이러한 노즐(4)은, 기술한 챔버(2)를 구비하는 이외에, 각각의 챔버(2)에 집선방향으로 세정수를 급수하여 세정수의 선회류를 일으키는 도시하지 않은 급수관로를 구비한다. 이 경우, 상기 챔버(2)와 노즐(4)은 상술한 실시예 혹은 그 변형예에서 설명한 여러가지 것으로 할 수 있다. 예를 들면 도 8∼도 13 또는 도 13∼도 22에 도시한 챔버(2)와 노즐(4)로 하는 것이 가능하다.

상기 식기세정장치(310)는 도 27에 도시한 각각의 노즐(4)을 그 세정수분출의 지향방향을 경사지게 향하는 것으로 하고, 회전세정아암(320) 좌우의 노즐에는 세정수분출의 지향방향이 역으로 되도록 한다. 즉, 도면에 있어서 좌측의 노즐(4)은 지면에 대하여 이면측으로 세정수를 분출하고 우측의 노즐(4)은 지면에 대하여 표면측으로 분출한다. 이 때문에 회전세정아암(320)의 좌우단의 각 노즐에서 세정수를 분출하면, 상기 세정수분출에서 생기는 반력은 회전세정아암(320)에 동일한 방향으로 걸리게 된다.

이와 같이 세정수분출의 지향방향을 경사지게 하기 위해서는 챔버(2)에 있어서 도시하지 않은 천정개구의 중심축을 그 지향방향에 맞춰 경사로 형성하면 된다.

상기 식기세정장치(310)에 있어서는 회전세정아암의 각각의 노즐(4)은 세정수급수에 수반하여, 경사자세로 노즐 공전을 일으키고, 도 15에 도시한 바와 같이 세정수 분출을 실현한다.

이러한 식기세정장치(310)에 있어서도 각각의 노즐(4)이 공전분출을 일으키고 있는 것으로, 상술한 바와 같이, 절수효과의 향상, 세정능력(식기류의 오염 박리능력)의 향상, 세정범위(착수범위)의 확장 등을 도모할 수 있다. 특히 식기 세정이라는 특성상, 적은 세정수량이면서 높은 세정능력을 발휘할 수 있는 잇점은 더욱 바람직하다.

상술한 노즐(4)을 필요에 따라서 세정실(313)의 벽면에 고정 설치하는 것이 가능하다. 예를 들면 오염이 떨어지기 어려운 다기류의 식기를, 세정실(313)의 강세정력 주머니에 수납하고, 이러한 강세정 주머니에 벽면고정의 노즐(4)에서 세정수를 분출(공전분출)한다. 이렇게 하면 다기류의 식기에 대해서도, 높은 세정능력으로 적절하게 세정할 수 있다. 그리고 이러한 벽면 고정의 노즐에는 기설의 통상의 노즐을 분리하고, 상술한 노즐(4)과 챔버(2)를 조립 교환하면 된다. 이렇게 하면, 기존의 식기세정 장치를 절수성이 우수하고 높은 세정능력을 가지는 것으로 용이하게 개조할 수 있다.

또한 상기 식기세정장치(310)에서는 다음의 잇점이 있다.

상술한 바와 같이 회전세정아암(320)의 각 노즐(4)에서 토수되면, 그 토수반력에 의하여 상기 회전세정아암(320)을 회전시킨다. 따라서 회전세정아암(320)을 회전시키면서 각 노즐(4)에서 노즐공전에 의한 분출세정수를 식기에 뿌릴 수 있다. 따라서 식기류의 세정능력을 보다 높일 수 있음과 같이, 세정실(313)의 구석까지 세정수를 분출하여 식기를 깨끗하게 세정할 수 있다.

또한 상술한 바와 같이 회전세정아암(320)에 있어서 챔버(2)는 회전세정아암(320)에 대하여 경사진 자세를 취하고, 상기 챔버(2)에 노즐(4)이 조립된다. 따라서 조립후의 노즐(4)은 비세정시에 있어서 챔버(2)에 있어서 경사진 상태로 되고, 노즐 주위에 있어서 노즐 외벽면과 챔버 내벽면과의 간격이 좁아지는 부분을 형성한다.

따라서 그 상황에서 챔버(2)에 세정수가 접선방향으로 급수되면, 상술한 간격의 협소 부분에서는 선회류의 유속이 높아진다. 이 때문에 노즐(4) 주위에서는 확실하게 상술한 유속차를 일으킬 수 있따. 따라서 상술한 양력에 기초하는 노즐공전을 확실하게 일으키고, 공전분출의 신뢰성을 높일 수 있다. 더욱이 챔버(2)에 대하여 노즐(4)이 당초부터 경사져 있어서, 선회류의 충돌도 유입당초부터 일어나고 선회류에 의하여 노즐(4)은 눌러진다. 따라서 노즐(4)은 신속하게 노즐공전을 일으키고, 공전분출을 세정수 급수 당초부터 개시할 수 있다.

이 경우, 상술한 바와 같이 세정개시 전에 챔버(2)와 노즐(4)이 상대적으로 경사진 상황은, 상술한 실시예나 그 변형예에서 용이하게 실현할 수 있다. 예를 들면 도 2의 인체국부 세정장치에서는, 노즐아암(31)은 경사지게 진퇴하기 때문에 아암선단의 세정수 분출장치(40)에 있어서 노즐은 그 챔버(2)에 대하여 경사지게되어서 상술한 이점이 있는 것이다.

그리고 상기 식기세정장치(310)에서는 토수반력을 이용하여 회전세정 아암(320)을 회전시키지만, 이들에 한정되지 않는다. 예를 들면 회전세정 아암(320)을 모터 등으로 회전하는 것으로 하고, 상기 회전세정아암(320)에 노즐(4)을 상향으로 배설하는 것으로 할 수도 있다.

또는 회전세정아암(320)의 상면에 상향노즐(4)을 설치함과 같이, 회전세정아암(320)의 측면에도 노즐(4)을 설치하여도 좋다. 이렇게 하면 측면의 노즐(4)은 회전세정아암(320)의 측방에 있는 식기류를 세정하면서, 그 분출반력으로 회전세정아암(320)을 회전시킨다. 그 한편 상면의 노즐(4)은 회전세정아암(320) 보다 상부의 식기류를 세정한다.

다음에 세정수의 공전분출의 다른 예를 설명한다. 도 28은 노즐 공전에 수반하는 세정수의 공전분출을 적용한 욕조세정장치(350)의 개략구성을 설명하는 설명도, 도 29는 그 욕조세정장치(350)에서 채용하는 챔버(2)가 구비하는 가이드구멍부분(2B)에 의한 노즐(4)의 경사 규제의 형태를 설명하는 설명도이다.

도시한 바와 같이, 욕조세정장치(350)는 욕조(352)의 내주벽에 챔버(2)를 복수개소 구비하고, 챔버 내에 조립된 노즐(4)에서 대향하는 욕조 내주벽을 향하여 세제 및 세정수(수도물)을 분출한다. 이러한 욕조세정장치(350)는 수도관에서의 세정수 급수와 세제탱크(354)에서의 펌프(356)의 세제급수를 절환하는 절환밸브(358)를 구비한다. 상기 절환밸브(358)는 제어장치(360)로 급수를 절환제어하고, 상기 급수절환을 포함하는 욕조세정 동작은 리모컨(362)에서의 지시에 의하여 수행된다. 그리고 절환밸브(358) 상류의 세정수급수배관 및 세정급수배관에는, 각각 역류방지의 역류방지밸브가 배치되어 있다.

본 실시예의 챔버(2)는 도 13에서 설명한 바와 같은 천정벽(2D)의 당접개소(T1)와, 가이드구멍부분(2B)의 당접개소(T2)로 노즐 경사자세를 규정하는 것으로 되어 있다. 그리고 도 29에 도시한 바와 같이 챔버(2)는 당접 부분(T2)에서의 노즐 당접을 발하는 가이드구멍부분(2B)를 수평단면에 있어서 타원형으로 하고 있고, 이러한 타원형의 가이드구멍부분(2B)에서 노즐(4)의 경사를 규제한다. 즉 노즐(4)은 상술한 챔버(2)에서의 선회류에 의하여 공전을 시작하지만, 가이드구멍부분(2B)와의 접촉에 의하여 그 개구형상을 따른 도면중 일점쇄선의 궤적으로 공전한다. 이 때문에 욕조세정장치(350)는 각각의 노즐(4)에서의 세정수분출을 편평한 원추상의 것으로 한다. 이 경우, 상기 편평방향은 욕조 내주벽에 있어서 횡방향으로 되어 있고, 노즐(4) 및 챔버(2)의 배치 개소는 욕조 내주벽의 통상 수위 부근으로 되어 있다.

현재, 리모컨(362)으로 욕조 세정의 개시 조작이 수행되면, 제어장치(360)는 그 신호를 받아서 절환밸브(358)를 세제급수로 절환함과 같이 펌프(356)를 구동하여 세제급수를 수행한다. 이것에 의하여 욕조내주벽은 그 상용수위부근을 포함하는 범위에서, 욕조내주 주위에 걸쳐 각각의 노즐(4)에서 세제의 급수를 받는다. 이러한 세제급수를 소정시간 수행하면, 제어장치(360)는 펌프 정지와 같이 절환밸브(358)를 세정수급수로 절환하여 세정수급수를 수행한다. 이것에 의하여 욕조 내주벽은 그 상용수위 부근을 포함하는 범위에서 욕조 내주벽 주위에 걸쳐 각각의 노즐(4)에서 세정수의 급수를 받는다. 그리고 제어장치(360)는 이러한 세제공급ㆍ세정수공급을 교대로 반복하고, 최후의 단계에서 세정수급수를 수행하고, 욕조 내주벽의 세정동작을 종료한다.

따라서 본 실시예의 욕조 세정장치(350)에 의하면, 오염의 부착이 현저한 상용수위 부근의 욕조내주벽에 집중하여 세정수 및 세제를 분출시켜서, 적절하게 욕조세정을 수행할 수 있다. 더욱이 이러한 욕조세정에 있어서, 노즐공전을 수반하는 세정수 분출을 수행하는 노즐(4)이 구비하는 상기 효과(절수성 향상, 세정능력향상 등)을 발휘하는 것이 가능하다.

이상 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예나 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변형으로 실시할 수 있음은 물론이다. 예를 들면 실시예, 변형예에서 예로 든 수치는 일례이고, 이러한 일례수치에 한정되는 것은 아니다. 또한 상술한 경사자세의 공전을 일으키는 노즐(4)을 도 4에서 도시한 바와 같이 노즐 중심축에 대하여 경사진 세정수분출구(5) 및 유로(19)를 구비하는 것으로 할 수 있다. 이렇게 하면 노즐 공전에 수반하여, 원추상으로 분출되고 있는 세정수가 그 원추의 원주벽에서 더욱 노즐 자전을 수반하는 원추상의 분출을 일으킨다. 따라서 보다 넓은 범위로의 세정수 분출을 도모할 수 있다.

또한 상기한 세정수 분출장치에 한정되지 않고, 분수 등 다른 목적으로 이용되는 유체분출장치에도 적용할 수 있다. 또한 유체는 물에 한정되지 않음은 당연한 것이다.

급수되는 세정수를 노즐에서 토수하는 세정수 분출장치나 이것을 적용하는 각종의 세정장치, 예를 들면 인체국부 세정장치나 샤워장치, 식기세정장치, 욕조세정장치 등에 이용 가능성이 있다.

Claims (19)

1. 유체를 받아들이는 챔버를 구비하고, 상기 받아 들여진 유체를 유체분출구에서 분출하는 유체분출장치로서;

   상기 챔버에 조립된 노즐로서, 노즐선단측에 상기 유체분출구를 구비하고, 상기 챔버에 받아들여진 유체를 상기 유체분출구로 안내하는 노즐내부관로를 구비하는 노즐을 구비하고;

   상기 챔버에 형성된 개구에, 상기 노즐에 형성된 노즐선단측의 축소지름부분을 회전 가능하고, 더욱이 상기 노즐의 축심방향의 노즐위치 변경이 허용되는 상태로 들어감과 같이, 상기 노즐이 상기 개구의 중심축에 대하여 경사진 자세로 상기 중심축 주위에서 공전 가능하게 구성하고;

   유체가 상기 챔버에 공급되면, 유체압에 의하여 상기 노즐이 노즐선단의 외방측을 향하여 위치 변경하여, 상기 축소지름부분 보다 큰 지름의 노즐부분의 단면이 상기 개구측의 챔버 천정벽에 당접하고, 그 당접상태에서 상기 노즐이 유체압에 의하여 상기 축심 주위로 회전함과 같이, 상기 중심축에 대하여 경사진 자세로 상기 중심축 주위로 공전하면서 상기 유체분출구에서 유체를 분출하도록 구성하는 유체분출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 노즐이, 상기 개구의 중심축에 대하여 경사진 자세로 중심축 주위로 공전하도록, 상기 노즐을 가이드하는 가이드를 챔버에 설치하는 유체분출장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 챔버 천정벽과, 상기 축소지름부분 보다 큰 지름의 노즐부분의 단면의 적어도 일방을 구면으로 형성하는 유체분출장치.
4. 유체를 유체분출구에서 분출하는 장치로서;

   유체의 공급을 받는 챔버와;

   상기 챔버에 조립된 노즐로서, 노즐 선단측에 상기 유체분출구를 구비하고, 상기 챔버에 들어온 유체를 상기 유체분출구로 안내하는 노즐 내부관로를 구비하는 노즐을 구비하고;

   상기 노즐은,

   상기 챔버에 형성된 천정 개구의 외부로 상기 유체분출구를 향하도록 함과 같이, 상기 천정개구 측의 챔버 천정벽 일개소의 당접과 적어도 다른 일개소의 당접을 일으켜서 상기 천정개구의 중심축에 대하여 경사진 자세를 취하고, 상기 경사자세로 중심축 주위로 공전 가능하게 챔버에 조립되고;

   유체가 상기 챔버에 공급되면, 상기 공급유체의 유체압에 의하여 상기 경사자세를 취한 상태로 상기 중심축 주위로 공전하면서 상기 노즐 내부관로를 통하여 상기 유체 분출구에서 유체를 분출하는 것을 특징으로 하는 유체분출장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 노즐은,

   상기 다른 일개소의 당접을 상기 노즐 주위의 챔버 측벽과 당접하여 일으키고, 상기 챔버 측벽 당접개소와 상기 챔버 천정벽의 당접개소의 2개소에서 상기 경사자세를 취하는 유체 분출장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 노즐은,

   상기 천정 개구 보다 작은 지름으로 되는 노즐선단과, 상기 천정개구 보다 큰 지름으로 되고 노즐선단에 연속되는 노즐본체를 구비하고,

   상기 노즐선단을 상기 천정개구에서 외부로 돌출시켜 상기 유체분출구를 천정개구 외부를 향하도록 두고,

   상기 노즐 선단과 노즐 본체의 단차부위를 상기 챔버 천정벽에 당접시키고, 상기 노즐 본체의 상기 챔버 측벽에 당접시켜서 상기 경사자세를 취하는 유체 분출장치.
7. 제4항에 있어서, 상기 노즐은,

   상기 천정 개구 보다 작은 지름으로 되는 노즐 선단과, 상기 천정 개구보다 큰 지름을 되고 상기 노즐 선단에 연속하는 노즐본체를 구비하고,

   상기 노즐선단을 상기 천정개구에서 외부로 돌출시켜서 상기 유체분출구를 천정개구 외부로 향하도록 두고,

   상기 다른 일개소의 당접을 상기 천정개구의 개구벽과 당접하여 일으키고, 상기 천정개구벽의 당접개소와 챔버 천정벽면의 당접개소의 2개소에서 상기 경사자세를 취하고,

   상기 노즐선단을 상기 천정개구벽에 당접시키고, 상기 노즐선단과 노즐본체와의 단차부위를 상기 챔버 천정벽에 당접시키고 있는 유체 분출장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 노즐은,

   상기 천정개구벽으로의 당접과 상기 챔버 천정벽으로의 당접에 더하여, 상기 노즐 본체를 상기 챔버측벽에 당접시켜서 상기 경사자세를 취하는 유체분출장치.
9. 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐은,

   상기 챔버로의 유체 공급에 수반하는 유체압을 받아서, 상기 천정개구측으로 이동하고, 상기 챔버 천정벽으로의 당접을 일으키는 유체분출장치
10. 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 챔버 천정벽은, 상기 노즐과의 당접개소를 환상으로 융기시키고 있는 유체분출장치.
11. 제4항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 노즐은, 상기 챔버 천정벽과의 당접개소를 구면형상 또는 테이퍼 형상의 어느 하나의 형상으로 하는 유체분출장치.
12. 제4항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 노즐은, 상기 노즐 내부관로를 노즐축심방향으로 관통하여 구비하는 유체분출장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 노즐은, 상기 노즐 내부관로를 상기 유체분출구와 반대측을 큰 지름의 관로로 하는 유체분출장치.
14. 제4항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 챔버 천정벽과, 상기 챔버 천정벽으로의 상기 노즐의 당접개소의 적어도 일측은, 금속재료로 형성되는 유체분출장치.
15. 급수되는 세정수를 인체국부를 향하여 토수하는 인체국부 세정장치로서.

    국부세정에 대하여 세정위치에 위치하는 노즐아암과,

    제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 상기 유체분출장치를 구비하고,

    상기 유체분출장치를, 상기 노즐에서 상기 인체국부을 향하여 세정수를 토수하도록 상기 노즐아암에 조립한 인체국부 세정장치.
16. 급수되는 세정수를 인체를 향하여 토수하는 샤워장치로서,

    제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 유체분출장치를, 상기 노즐에서 인체를 향하여 세정수를 토수하도록 샤워헤드에 조립된 샤워장치.
17. 급수되는 세정수를 피제성물품을 향하여 토수하는 세정장치로서,

    제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 유체분출장치를 구비하고, 상기 노즐에서 피세정물품을 향하여 세정수를 토수하는 세정장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 유체분출장치를, 상기 노즐이 피세정물품이 수납된 세정실 내부를 향하도록 하여 구비하는 세정장치.
19. 제18항에 있어서,

    상기 세정실에 배치되고, 회전축 주위로 회전 가능하게 되는 회전아암을 구비하고,

    상기 회전아암은, 아암 단부에 상기 회전축을 끼운 상태로 유체분출장치를 설치하여 구비함과 같이, 각각의 상기 유체분출장치의 챔버에 세정수를 급수하는 급수로를 구비하고,

    상기 유체분출장치의 각각은, 세정수 분출로 생기는 반력이 상기 회전아암으로 상기 회전축 주위의 동일방향 회전을 일으키도록, 상기 회전아암에 대하여 경사진 방향을 지향하여 세정수를 노즐에서 토수하는 세정장치.