KR20190025265A - Apparatus for generating acoustic cavitation - Google Patents

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KR20190025265A
KR20190025265A KR1020170111700A KR20170111700A KR20190025265A KR 20190025265 A KR20190025265 A KR 20190025265A KR 1020170111700 A KR1020170111700 A KR 1020170111700A KR 20170111700 A KR20170111700 A KR 20170111700A KR 20190025265 A KR20190025265 A KR 20190025265A
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김형민
윤인찬
김승종
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한국과학기술연구원
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Abstract

According to the present invention, an acoustic cavitation generator comprises a patch through which sound waves can be transmitted, and of which both surfaces are coated with liquid, and a surface attached to the user′s skin has a plurality of crevices, and further comprises a transducer for generating the sound waves. In one embodiment, a radius of each crevice can be determined according to a frequency of the sound wave in order to generate a resonance in the liquid wherein a probability of generating cavitation can be high. As a result, an effect for removing dead cells can be greatly improved compared with existing ultrasonic scrubbing/peeling devices, and inflammation or bacteria on patient′s skin can be effectively removed.

Description

음향 캐비테이션 발생 장치{APPARATUS FOR GENERATING ACOUSTIC CAVITATION}[0001] APPARATUS FOR GENERATING ACOUSTIC CAVITATION [0002]

본 발명은 음향 캐비테이션 발생 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자의 피부에 부착되는 면에 복수의 틈(crevices)이 형성된 패치(patch)를 이용하여 초음파에 의한 캐비테이션(cavitation) 발생 확률을 높이는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an acoustic cavitation generating device, and more particularly, to a device for increasing the probability of occurrence of cavitation by ultrasonic waves using a patch having a plurality of crevices formed on a surface of a user's skin, .

최근에는 초음파를 이용한 미용 기술이나, 의료 기술이 널리 사용되고 있다. 초음파의 높은 진동수를 이용하여 피부의 각질을 제거하는 스크럽(scrub) 장치 또는 필링(peeling) 장치는 가정용으로도 상용화되어 많은 사람들이 이용하고 있다.In recent years, beauty technology using ultrasonic waves and medical technology have been widely used. A scrub device or a peeling device that removes horny skin using a high frequency of ultrasonic waves is commercially available for home use and is used by many people.

또한, 염증이나 혹 등이 발생한 병변에 초음파를 조사하여 이를 제거하는 치료 방법은 종래의 침습적인 치료 방식에 비해 감염, 흉터 등의 부작용이 적어서 활용도가 높다.In addition, the therapeutic method of removing the ultrasound by irradiating ultrasound to the lesion in which inflammation or nodules occur is more effective than the conventional invasive treatment method due to fewer side effects such as infection and scarring.

상기 초음파를 이용한 미용/치료 방법에 있어서, 매질이 되는 용액 내에서 미소한 공동(空洞) 및 기포를 발생시키는 캐비테이션(cavitation) 현상이 나타날 수 있다. 캐비테이션이란, 유체 내에서 진행하는 초음파가 유체의 속도 변화에 의하여 압력이 변하여 유체 내에 공동이 생기는 현상으로서 공동현상이라고도 한다.In the cosmetic / treatment method using the ultrasonic waves, a cavitation phenomenon may occur in which minute cavities and air bubbles are generated in the solution that becomes the medium. Cavitation is a phenomenon in which ultrasonic waves propagating in a fluid undergo a pressure change due to a velocity change of the fluid, causing a cavity in the fluid, which is also referred to as cavitation.

초음파가 유체 내에서 진행하는 동안 압축력과 감압력이 교대로 작용하게 되는데, 감압력에 의해 용액 중에 진공의 공동이 생성되고, 이것이 순간적으로 용해되어 있는 기체에 의해 충만되어 기포로 변하게 된다. 이 기포가 압축력을 받아 압축되어 소멸하면서 충격을 발생시킬 수 있다.The compressive force and the depressurizing pressure alternately act during the progress of the ultrasonic wave in the fluid. Vacuum cavities are generated in the solution by the depressurization, and this is filled with the instantly dissolved gas and changed into bubbles. The bubbles are compressed by the compression force and can be destroyed to generate an impact.

상기 기포로부터 발생한 충격에 의해 인체 피부 각질 또는 환부의 염증을 제거하거나, 박테리아를 제거할 수 있다. 따라서, 초음파를 이용한 미용 또는 치료 방법에 있어서, 상기 캐비테이션 발생 확률이 높아질수록 그 효과가 향상될 수 있다.It is possible to remove the inflammation of the skin keratin or the affected part of the human body or to remove the bacteria by the impact generated from the bubbles. Therefore, in the cosmetic or treatment method using ultrasound, the effect can be improved as the probability of occurrence of cavitation increases.

미국 특허공개공보 US2007/0078290 A1United States Patent Application Publication No. US2007 / 0078290 A1

이에 본 명세서는, 사용자의 피부에 부착되는 면에 복수의 틈(crevices)이 형성된 특수한 패치(patch)를 이용하여 초음파에 의한 캐비테이션(cavitation) 발생 확률을 높이는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a device for increasing the probability of occurrence of cavitation by ultrasonic waves using a special patch having a plurality of crevices formed on a surface of a user's skin.

본 명세서의 또 다른 목적은, 상기 음향 캐비테이션 발생 장치를 이용하여 사용자의 피부를 스크럽(scrub) 또는 필링(peeling)하기 위한 미용 기기를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a cosmetic device for scrubbing or peeling a user's skin using the acoustic cavitation generating device.

본 명세서의 또 다른 목적은, 상기 음향 캐비테이션 발생 장치를 이용하여 환자의 병변을 제거하기 위한 의료 기기를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a medical device for removing a lesion of a patient by using the acoustic cavitation generating device.

본 발명의 일 실시예에 따른 음향 캐비테이션 발생 장치는, 음파가 투과될 수 있고, 양면이 액체로 도포되며, 사용자의 피부에 부착되는 면에 복수의 틈(crevices)이 형성된 패치(patch)를 포함한다.An acoustic cavitation generating device according to an embodiment of the present invention includes a patch having a plurality of crevices formed on a surface of a user's skin to which sound waves can be transmitted, do.

일 실시예에서, 상기 장치는 상기 음파를 발생시키기 위한 트랜스듀서를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the apparatus may further comprise a transducer for generating the sound waves.

일 실시예에서, 각각의 틈은 원 모양으로 형성될 수 있다.In one embodiment, each of the gaps may be formed in a circular shape.

일 실시예에서, 각각의 틈의 반지름은, 상기 액체에서 공명 현상이 일어날 수 있도록 상기 음파의 주파수에 기초하여 정해질 수 있다.In one embodiment, the radius of each of the apertures may be determined based on the frequency of the sound waves so that resonance may occur in the liquid.

일 실시예에서, 상기 트랜스듀서는 상기 음파의 주파수를 조정할 수 있는 주파수 조정부를 포함할 수 있고, 상기 주파수는 미리 정해진 상기 틈의 반지름에 따라 상기 액체에서 공명 현상이 일어날 수 있도록 정해질 수 있다.In one embodiment, the transducer may include a frequency adjuster capable of adjusting the frequency of the sound wave, and the frequency may be determined such that a resonance phenomenon occurs in the liquid according to a predetermined radius of the gap.

일 실시예에서, 상기 음파는 주파수가 20kHz 이상인 초음파일 수 있다.In one embodiment, the sound waves may be ultrasonic waves having a frequency of 20 kHz or more.

일 실시예에서, 상기 액체는 물 또는 하이드로겔(hydrogel)일 수 있다.In one embodiment, the liquid may be water or a hydrogel.

일 실시예에서, 상기 패치는 상기 트랜스듀서의 앞단에 일체형으로 부착되며, 사용자의 피부에 부착되는 면에만 상기 액체가 도포될 수 있다.In one embodiment, the patch is integrally attached to the front end of the transducer, and the liquid can be applied only to the surface of the skin that is attached to the user's skin.

일 실시예에서, 상기 패치는 사용자의 안면에 부착되는 마스크 형태로 구성될 수 있다.In one embodiment, the patch may be configured in the form of a mask attached to the face of the user.

본 발명의 다른 실시예에 따른 미용 기기는, 상기 음향 캐비테이션 발생 장치를 이용하여 사용자의 피부를 스크럽(scrub) 또는 필링(peeling)할 수 있다.The aesthetic device according to another embodiment of the present invention may scrub or peel a user's skin using the acoustic cavitation generating device.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 의료 기기는, 상기 음향 캐비테이션 발생 장치를 이용하여 환자의 병변을 제거할 수 있다.In the medical device according to another embodiment of the present invention, the acoustic cavitation generator may be used to remove the lesion of the patient.

본 명세서에서 제공하는 일 실시예에 따른 음향 캐비테이션 발생 장치는, 양면이 액체로 도포되며 사용자의 피부에 부착되는 면에 복수의 틈(crevices)이 형성된 특수한 패치(patch)를 이용함으로써, 음파에 의한 캐비테이션 현상의 발생 확률을 상승시킨다.An acoustic cavitation generating device according to an embodiment provided herein can use a special patch in which both sides are coated with liquid and a plurality of crevices are formed on a surface attached to the user's skin, Thereby raising the probability of occurrence of the cavitation phenomenon.

또한, 일 실시예에 따라 상기 틈의 반경은, 액체 층 내에서 공명 현상이 일어날 수 있도록 음파의 주파수에 기초하여 결정될 수 있고, 이 경우 캐비테이션의 발생 확률을 더욱 높일 수 있다.Also, according to one embodiment, the radius of the gap can be determined based on the frequency of the sound waves so that a resonance phenomenon can occur in the liquid layer, and in this case, the probability of occurrence of cavitation can be further increased.

상기 음향 캐비테이션 발생 장치를 활용한 미용 기기 또는 의료 기기에 의하면, 종래의 초음파 스크럽/필링 장치에 비해 피부 각질 제거 효과가 현저하게 향상될 수 있고, 환자의 피부상에 존재하는 염증이나 박테리아를 보다 효과적으로 제거할 수 있다.According to the beauty device or the medical device utilizing the acoustic cavitation generator, the skin exfoliation effect can be remarkably improved as compared with the conventional ultrasonic scrub / peeling device, and the inflammation or bacteria existing on the skin of the patient can be effectively Can be removed.

도 1은 일 실시예에 따른 음향 캐비테이션 발생 장치를 사용하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 음향 캐비테이션 발생 장치에 포함된, 양면이 액체로 도포되며 일 면에 복수의 틈(crevices)이 형성된 특수한 패치의 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따라 마스크 형태로 제작된 특수한 패치를 나타낸 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따라 음파 발생부의 앞단에 패치가 일체형으로 부착된 음향 캐비테이션 발생 장치의 단면도이다.
도 5는 음파가 진행하면서 압력이 변화함에 따라 캐비테이션 현상이 발생하는 것을 나타낸 도면이다.1 is a view showing an acoustic cavitation generator according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a cross-sectional view of a special patch included in an acoustic cavitation generating device according to an embodiment, in which both surfaces are coated with a liquid and a plurality of crevices are formed on one surface.
FIG. 3 is a view showing a special patch fabricated in the form of a mask according to an embodiment.
4 is a cross-sectional view of an acoustic cavitation generator in which patches are integrally attached to the front end of a sound wave generator according to an embodiment.
FIG. 5 is a view showing that cavitation phenomenon occurs as a pressure changes as a sound wave advances.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

이하, 도면들을 참조하여 음향 캐비테이션 발생 장치의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the acoustic cavitation generator will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 캐비테이션 발생 장치를 사용하는 모습을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a view illustrating an apparatus for generating an acoustic cavitation according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 1을 참조하면, 음향 캐비테이션 발생 장치는, 음파를 발생시키기 위한 트랜스듀서(10); 및 상기 음파가 투과될 수 있고 양면이 액체로 도포되며 사용자의 피부에 부착되는 면에 복수의 틈(crevices)이 형성된 패치(20)를 포함할 수 있다.1, the acoustic cavitation generating device includes a transducer 10 for generating a sound wave; And a patch 20 on which a plurality of crevices are formed on the side to which the sound waves can be transmitted and both sides are coated with liquid and adhered to the user's skin.

트랜스듀서(10)는 음파를 출력하는 음원(sound source)으로서, 전기적인 음향 신호를 물리적인 음파 에너지로 변환시켜주는 역할을 수행한다. 일반적으로, 초음파 트랜스듀서(transducer)는 압전 효과 또는 자왜(磁歪) 효과를 응용하여, 20 ㎑ 이상의 교류 에너지를 같은 주파수의 기계적 진동으로 변환할 수 있다. 사용자는 사용하고자 하는 부위와 목적에 따라 트랜스듀서(10)의 출력과 음파 주파수를 조정할 수 있다. 음파의 압력은 사용자의 피부가 손상되지 않도록 10 Mpa 이하인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않으며 용도에 따라 더 높은 출력의 음파가 이용될 수 있다.The transducer 10 is a sound source for outputting sound waves, and converts the electrical sound signals into physical sound energy. In general, an ultrasonic transducer can apply a piezoelectric effect or a magnetostrictive effect to convert alternating current energy of 20 kHz or more into mechanical vibration of the same frequency. The user can adjust the output of the transducer 10 and the frequency of the sound wave according to the intended site and purpose. The pressure of the sound wave is preferably 10 Mpa or less so as not to damage the skin of the user, but it is not limited thereto and a higher output sound wave may be used depending on the application.

패치(20)는 도 1에 도시된 것처럼 사용자의 피부에 부착된다. 상기 트랜스듀서(10)에서 발생된 음파는 패치(20)를 통과하여 사용자의 피부 표면에 전달되며, 사용자의 피부와 맞닿은 액체 층에서 음향 캐비테이션(cavitation)을 발생시킨다. 상기 패치(20)는 음파가 투과될 수 있는 재질, 즉 음향학적으로 투명한 필름(acoustically transparent film)으로 제작된다. 예를 들어, 부직포, 순면 등 일반적인 시트 마스크 재질이나, 마일러 시트(Mylar sheet), 폴리에스테스 필름 또는 플라스틱 시트로 구성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 패치는 일회용으로 사용되는 일반적인 마스크 시트와 같은 재질로 형성될 수 있으므로 경제적인 비용으로도 효과를 극대화할 수 있다.The patch 20 is attached to the skin of the user as shown in Fig. The sound waves generated in the transducer 10 pass through the patch 20 to the surface of the user's skin and cause acoustic cavitation in the liquid layer that abuts the user's skin. The patch 20 is made of a material through which sound waves can be transmitted, that is, an acoustically transparent film. For example, it may be a general sheet mask material such as a nonwoven fabric, a cotton cloth, or a Mylar sheet, a polyester film, or a plastic sheet, but is not limited thereto. Since the patch can be formed of the same material as a general mask sheet used for disposable use, it is possible to maximize the effect even at an economical cost.

도 2의 단면도를 참조하면, 패치(20)의 양면이 액체로 도포되어 액체 층(21,22)을 형성하며 일 면에 복수의 틈(23)이 형성되는 특수한 형태로 구성될 수 있다.Referring to the cross-sectional view of FIG. 2, the patch 20 can be configured in a special form in which both sides of the patch 20 are coated with liquid to form the liquid layers 21 and 22, and a plurality of gaps 23 are formed on one side.

상기 패치의 양면에 형성되는 액체 층(21, 22)은 음파를 전달하는 매질 역할을 수행하며, 사용자의 피부와 맞닿은 액체 층(22)에서 음향 캐비테이션을 야기한다. 상기 액체는 예를 들어 물 또는 하이드로겔(hydrogel) 등일 수 있으나 특정한 물질로 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에서, 상기 액체는 피부 미용을 위한 일반적인 시트 마스크 팩에 도포되는 영양 성분을 포함할 수 있다.The liquid layers 21, 22 formed on both sides of the patch serve as a medium for transmitting sound waves and cause acoustic cavitation in the liquid layer 22 abutting the user's skin. The liquid may be, for example, water or a hydrogel, but is not limited to a specific substance. In one embodiment, the liquid may include nutrients that are applied to a conventional sheet mask pack for skin care.

상기 복수의 틈(23)은, 패치(20) 중 사용자의 피부에 부착되는 일 면에 형성되며, 상기 일 면에 도포된 액체 층(22) 내에서 캐비테이션(cavitation) 현상이 발생할 확률을 높이기 위해 형성된다. 도 2에 도시된 것처럼, 틈(23)은 패치(20)의 일 면에 형성되지만 다른 면을 통과하지 않는 정도의 적절한 깊이(즉, 패치의 두께보다 얕은 깊이)로 형성될 수 있다.The plurality of gaps 23 are formed on one side of the patch 20 that adheres to the skin of the user and are formed to increase the probability of cavitation in the liquid layer 22 applied to the one side . 2, the gap 23 may be formed at an appropriate depth (i.e., a shallower depth than the thickness of the patch) that is formed on one side of the patch 20 but does not pass through the other side.

캐비테이션이란 유체 내에서 진행하는 초음파가 유체의 속도 변화에 의하여 압력이 변하여 유체 내에 공동이 생기는 현상이다. 초음파가 유체 내에서 진행하는 동안 압축력(compression)과 감압력(rarefaction)이 교대로 작용하게 되는데, 감압력에 의해 용액 중에 진공의 공동이 생성되고, 이것이 순간적으로 용해되어 있는 기체에 의해 충만되어 기포로 변하게 된다.Cavitation is a phenomenon in which ultrasonic waves propagating in a fluid change in pressure due to the velocity change of the fluid, and cavities are formed in the fluid. Compression and rarefaction alternately occur during the progress of the ultrasonic wave in the fluid. Vacuum cavities are generated in the solution by depressurization, and this is filled with the instantly dissolved gas, .

도 5의 (a)는 안정적인 캐비테이션(stable cavitation)을 나타내는데, 상기 생성된 기포가 안정적으로 진동(stably oscillating)하면서 일정한 크기까지 커지게 된다. 이 경우에는 기포가 소멸하지는 않으나 기포의 진동으로 인해 주변에 발생하는 전단응력(shear stress)으로 충격을 발생시킬 수 있다. 도 5의 (b)는 관성 캐비테이션(inertial cavitation)을 나타내는데, 안정적인 캐비테이션에 비해 상대적으로 음파의 압력이 클 경우, 기포의 크기가 빠른 속도로 증가하여 관성에 의해 기포가 터지면서 충격을 발생시킬 수 있다.Figure 5 (a) shows stable cavitation, in which the generated bubbles stably oscillate and grow to a certain size. In this case, the bubbles do not disappear, but the shear stress generated around the bubbles may cause the impact. FIG. 5 (b) shows inertial cavitation. When the pressure of a sound wave is relatively higher than that of a stable cavitation, the size of the bubble increases rapidly, and the bubble bursts due to inertia, have.

이와 같이, 모든 캐비테이션 현상이 발생할 때 기포의 생성, 진동, 소멸로부터 충격이 발생하는데, 상기 충격에 의해 인체 피부 각질 또는 환부의 염증을 제거하거나, 박테리아를 제거할 수 있다. 따라서, 초음파를 이용한 미용 또는 치료 방법에 있어서 상기 캐비테이션 발생 확률을 높임으로써 그 효과를 향상시킬 수 있다.In this way, when all the cavitation phenomenon occurs, an impact occurs due to the generation of bubbles, vibration, and extinction. The impact can remove inflammation of the skin of the human skin or remove the bacteria. Therefore, by increasing the probability of occurrence of cavitation in a beauty or treatment method using ultrasonic waves, the effect can be improved.

구체적으로, 상기 패치(20)의 일 면에 형성된 복수의 틈(23)은 트랜스듀서를 이용하여 음파 조사 시 사용자 피부에 맞닿아 있는 액체 층(22) 내에서 인위적으로 기포(air bubble)를 발생시키기 위한 시드(seed) 역할을 한다.Specifically, a plurality of gaps 23 formed on one side of the patch 20 artificially generate air bubbles in the liquid layer 22 contacting the user's skin when irradiating sound waves using a transducer As a seed.

패치 없이 초음파 트랜스듀서를 직접 피부 상에 접촉하여 초음파를 조사하는 종래 기술에 비해, 실시예와 같이 수많은 틈이 형성된 패치를 피부에 부착하고 그 위로 초음파를 조사한 경우에 캐비테이션 현상이 더 자주 발생할 수 있다.Cavitation phenomenon may occur more frequently when a patch having a large number of gaps is attached to the skin and an ultrasonic wave is irradiated thereon as compared with the prior art in which the ultrasonic wave is irradiated by directly contacting the ultrasonic transducer without the patch, .

일 실시예에서 각각의 틈은 원 모양으로 형성될 수 있으나, 특정한 모양으로 한정되는 것은 아니다.In one embodiment, each gap may be formed in a circular shape, but is not limited to a specific shape.

일 실시예에서, 각각의 틈의 반경은 상기 액체에서 공명(resonance) 현상이 일어날 수 있도록 상기 음파의 주파수에 따라 정해질 수 있다. 트랜스듀서가 발생시키는 음파의 주파수와 기포의 공명 주파수가 일치하는 경우 공명 현상이 일어날 수 있는데, 이 때 액체 층에서 캐비테이션 현상이 더 활발하게 일어난다.In one embodiment, the radius of each of the gaps may be determined according to the frequency of the sound waves so that a resonance phenomenon may occur in the liquid. If the frequency of the acoustic wave generated by the transducer coincides with the resonance frequency of the bubble, a resonance phenomenon may occur, in which the cavitation phenomenon occurs more actively in the liquid layer.

미나에르트의 공식에 의하면, 물에서의 단일 기포의 공명 주파수

Figure pat00001
는 다음과 같다.According to Minaert's formula, the resonance frequency of a single bubble in water
Figure pat00001
Is as follows.

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서,

Figure pat00003
는 기포의 반지름이고,
Figure pat00004
는 폴리트로픽 계수(polytropic coefficient)이고,
Figure pat00005
는 주위 압력(ambient pressure),
Figure pat00006
는 물의 밀도를 나타낸다. 물에서
Figure pat00007
= 100 kPa이고,
Figure pat00008
= 1000 kg/m3 라고 가정하면,
Figure pat00009
이다.here,
Figure pat00003
Is the radius of the bubble,
Figure pat00004
Is a polytropic coefficient,
Figure pat00005
Is the ambient pressure,
Figure pat00006
Represents the density of water. In water
Figure pat00007
= 100 kPa,
Figure pat00008
= 1000 kg / m 3 ,
Figure pat00009
to be.

따라서, 기포의 공명 주파수는 기포의 반지름에 따라 결정될 수 있는데, 실시예에서 기포의 반지름은 틈(crevice)의 반지름과 일치하도록 형성되므로, 패치에 형성되는 각각의 틈의 반지름을 음파 주파수

Figure pat00010
에 따라 적절하게 설정함으로써 캐비테이션 현상을 유도할 수 있다.Therefore, the resonance frequency of the bubbles can be determined according to the radius of the bubbles. In this embodiment, the radius of the bubbles is formed to coincide with the radius of the crevice,
Figure pat00010
The cavitation phenomenon can be induced.

예를 들어, 트랜스듀서가 발생시키는 초음파의 주파수가 20 kHz 인 경우, 공명 현상이 발생하는 기포의 반지름은 0.163 mm 이므로, 패치에 형성되는 틈이 0.163 mm 의 반지름을 갖는 원 모양으로 형성함으로써 기포의 발생 확률을 더 높일 수 있다. 기포가 더 많이 발생할수록 캐비테이션에 의한 필링, 스크럽 효과, 박테리아 또는 염증 제거 효과가 향상된다.For example, when the frequency of the ultrasonic wave generated by the transducer is 20 kHz, the radius of the bubble generating the resonance is 0.163 mm, so that the gap formed in the patch is formed into a circle having a radius of 0.163 mm, The probability of occurrence can be further increased. The more air bubbles are generated, the better the cavitation peeling, scrub effect, bacterial or inflammation removal effect.

또 다른 실시예에서는, 상기 틈의 반지름이 미리 정해져 있고, 상기 음파의 주파수는, 상기 반지름에 따라 공명 현상이 일어나기 위한 적절한 공명 주파수

Figure pat00011
로 조정될 수 있다. 이 경우, 트랜스듀서는 출력되는 음파의 주파수를 조정하기 위한 주파수 조정부를 더 포함할 수 있다.In another embodiment, the radius of the gap is predetermined, and the frequency of the sound wave is determined by an appropriate resonance frequency
Figure pat00011
Lt; / RTI > In this case, the transducer may further include a frequency adjusting unit for adjusting the frequency of the sound wave to be output.

도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서 패치(20)는 사용자의 안면에 부착되는 마스크 형태로 제작될 수 있다. 복수의 틈(23)은 사용자가 음파를 조사하고자 하는 부위를 중심으로 형성될 수 있다.As shown in Figure 3, in one embodiment the patch 20 may be made in the form of a mask attached to the face of the user. The plurality of gaps 23 may be formed around a region where a user intends to irradiate a sound wave.

도 4에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서 패치(20)는 트랜스듀서(10)의 앞단에 일체형으로 부착될 수 있고, 이 경우 사용자의 피부에 부착되는 면에만 상기 액체가 도포되어 액체 층(22)을 형성할 수 있다. 이와 같이 트랜스듀서(10)와 패치(20)가 일체형인 경우, 사용자는 패치(20)의 일 면에만 액체를 도포한 후 피부에 접촉시켜 음파를 출력함으로써 캐비테이션 현상을 유도할 수 있다.4, in one embodiment, the patch 20 may be integrally attached to the front end of the transducer 10. In this case, the liquid may be applied only to the surface of the user's skin, 22 can be formed. In the case where the transducer 10 and the patch 20 are integrated, the user can induce a cavitation phenomenon by applying liquid to only one side of the patch 20 and then contacting the skin with the skin 20 to output a sound wave.

실시예들에 따른 음향 캐비테이션 발생 장치는, 복수의 틈이 형성된 특수한 패치를 이용함으로써, 음파에 의한 캐비테이션 현상의 발생 확률을 상승시킬 수 있고, 나아가 공명 현상이 일어날 수 있도록 음파의 주파수와 틈의 반경을 조정함으로써 캐비테이션의 발생 확률을 더욱 높일 수 있다.The acoustic cavitation generating apparatus according to the embodiments can increase the probability of occurrence of the cavitation phenomenon by the sound wave by using a special patch having a plurality of gaps formed therein and further improve the frequency of the sound wave and the radius of the gap The probability of occurrence of cavitation can be further increased.

상기 음향 캐비테이션 발생 장치는, 사용자의 피부를 스크럽(scrub) 또는 필링(peeling)하기 위한 미용 기기에 이용될 수 있고, 나아가 병변의 염증이나 박테리아를 제거하기 위한 의료 기기에 이용될 수도 있다.The acoustic cavitation generating device may be used in a beauty device for scrubbing or peeling a user's skin, and may be used in a medical device for removing inflammation or bacteria from a lesion.

10: 트랜스듀서
20: 패치(patch)
21, 22: 액체 층
23: 복수의 틈(crevices)10: Transducer
20: patch
21, 22: liquid layer
23: multiple crevices

Claims (11)

사용자의 피부와 맞닿은 액체 층에서 음향 캐비테이션(cavitation)을 발생시키기 위한 장치로서,
음파가 투과될 수 있고, 양면이 액체로 도포되며, 사용자의 피부에 부착되는 면에 복수의 틈(crevices)이 형성된 패치(patch)를 포함하는, 음향 캐비테이션 발생 장치.
An apparatus for generating acoustical cavitation in a liquid layer abutting a user's skin,
Wherein a sound wave is transmissive, both sides of which are applied as a liquid, and wherein a patch having a plurality of crevices formed on a surface attached to the skin of the user.
제1항에 있어서,
상기 음파를 발생시키기 위한 트랜스듀서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 음향 캐비테이션 발생 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a transducer for generating the sound waves.
제1항에 있어서,
각각의 틈은 원 모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 음향 캐비테이션 발생 장치.
The method according to claim 1,
And each of the gaps is formed in a circular shape.
제3항에 있어서,
각각의 틈의 반지름은, 상기 액체에서 공명 현상이 일어날 수 있도록 상기 음파의 주파수에 따라 정해지는 것을 특징으로 하는, 음향 캐비테이션 발생 장치.
The method of claim 3,
Wherein a radius of each of the gaps is determined according to a frequency of the sound wave so that a resonance phenomenon may occur in the liquid.
제2항에 있어서,
상기 트랜스듀서는 상기 음파의 주파수를 조정할 수 있는 주파수 조정부를 포함하고,
상기 주파수는, 미리 정해진 상기 틈의 반지름에 따라 상기 액체에서 공명 현상이 일어날 수 있도록 정해지는 것을 특징으로 하는, 음향 캐비테이션 발생 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the transducer includes a frequency adjuster capable of adjusting a frequency of the sound wave,
Wherein the frequency is determined so that resonance can occur in the liquid depending on a predetermined radius of the gap.
제1항에 있어서,
상기 음파는 주파수가 20kHz 이상인 초음파인 것을 특징으로 하는, 음향 캐비테이션 발생 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the acoustic wave is an ultrasonic wave having a frequency of 20 kHz or more.
제1항에 있어서,
상기 액체는 물 또는 하이드로겔(hydrogel)인 것을 특징으로 하는, 음향 캐비테이션 발생 장치.
The method according to claim 1,
Characterized in that the liquid is water or a hydrogel.
제2항에 있어서,
상기 패치는 상기 트랜스듀서의 앞단에 일체형으로 부착되며,
사용자의 피부에 부착되는 면에만 상기 액체가 도포되는 것을 특징으로 하는, 음향 캐비테이션 발생 장치.
3. The method of claim 2,
The patch is integrally attached to the front end of the transducer,
Wherein the liquid is applied only to a surface of the user's skin that is attached to the skin.
제1항에 있어서,
상기 패치는 사용자의 안면에 부착되는 마스크 형태인 것을 특징으로 하는, 음향 캐비테이션 발생 장치.
The method according to claim 1,
Characterized in that the patch is in the form of a mask attached to the face of the user.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 음향 캐비테이션 발생 장치를 이용하여 사용자의 피부를 스크럽(scrub) 또는 필링(peeling)하기 위한 미용 기기.
9. A cosmetic device for scrubbing or peeling a user's skin using the acoustic cavitation generating device according to any one of claims 1 to 9.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 음향 캐비테이션 발생 장치를 이용하여 환자의 병변을 제거하기 위한 의료 기기.A medical device for removing a lesion of a patient using the acoustic cavitation generating device according to any one of claims 1 to 9.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070078290A1 (en) 2005-09-30 2007-04-05 Esenaliev Rinat O Ultrasound-based treatment methods for therapeutic treatment of skin and subcutaneous tissues
KR20120092231A (en) * 2011-02-11 2012-08-21 주식회사 퍼시픽시스템 Device for transferring functional material, system for transferring functional material and method for transferring functional material

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070078290A1 (en) 2005-09-30 2007-04-05 Esenaliev Rinat O Ultrasound-based treatment methods for therapeutic treatment of skin and subcutaneous tissues
KR20120092231A (en) * 2011-02-11 2012-08-21 주식회사 퍼시픽시스템 Device for transferring functional material, system for transferring functional material and method for transferring functional material

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