KR101127235B1 - 초음파를 이용한 중탕기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하부에 다수개의 초음파소자가 고정되며 약재와 물이 수용되는 취출용기가 내측에 고정된 몸체부와, 상기 취출용기가 밀폐되도록 일축을 중심으로 회동되는 상부덮개가 형성된 덮개부와, 상기 취출용기 상부 일측에 형성된 연결배관을 통해 취출용기에서 발생되 상부로 올라오는 증기가 냉각되도록 하는 냉각부와, 상기 취출용기 하단에 고정되며 약제추출물이 저장되는 저장탱크와, 상기 몸체부 일측에 표시창을 구비하여 온도및 수량이 조절되도록 하는 제어부가 형성된 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 중탕기에 있어서, 상기 덮개부는 상부덮개 중앙에 고정되며 유압에 의해 승하강되는 내측봉이 내측에 결합된 유압봉과, 상기 내측봉 하단에 결합되어 승하강되며 약재를 압입하는 제1압축판과, 상기 제1압축판과 대응되는 취출용기 저면 내측에 고정되는 제2압축판이 형성되고; 상기 냉각부는 상부에 물이 유입되는 제1배관과, 하단에 연결배관과 결합되는 제2배관이 형성된 냉각본체와, 상기 냉각본체 일측 상하부에 관통되는 제1,2냉각관에 일측면이 밀착되고 타측면에 제1,2방열판이 고정된 제1,2펠티어소자와, 상기 제1,2방열판에서 발생된 온풍이 배출되도록 측면홈을 통해 외부공기가 유입되도록 하는 제3냉각팬과, 상기 제2냉각팬에 의한 내부공기가 배출되는 전면배출홈이 형성된 구조로 이루어진다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 초음파를 이용한 중탕기는 취출용기 하단의 다수개의 초음파단자에서 각각 교차되어 다른 파장의 초음파가 발진되어 원/근 거리에 위치된 한약재에 필요한 크기의 초음파가 골고루 발진되며, 한약재에서 발생된 수증기의 냉각을 펠티어 소자를 이용함으로써 냉각부의 크기를 효과적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.

중탕기, 초음파, 유압봉, 냉각관, 펠티어소자

Description

초음파를 이용한 중탕기 { Ultrasound assisted extractor for decoction of natural product }

본 발명은 초음파를 이용한 중탕기 관한 것으로, 보다 상세하게는 취출용기 하단에 각기 다른 파장의 초음파가 발생되는 다수개의 초음파소자를 통하여 내부의 물과 약재를 저온에서 가열함으로써 저온에서도 효과적으로 약재추출물을 얻을수 있고, 냉각부가 펠티어소자로 구성됨으로써 냉각효율은 향상되고 중탕기의 크기를 소형화할 수 있는 초음파를 이용한 중탕기에 관한 것이다.

일반적으로 민간요법에서는 인체에 이롭다고 알려진 여러가지 한약재를 장시간 물과 함께 달이며 한약재 주성분을 추출하여 신체보양을 위하여 음용하고 있는데, 이렇게 약재를 달이는 중탕기가 개선되어 전원인가시 고온에서 약재를 물과 함께 적정시간 달인후 추출되는 약재추출액을 저장탱크로 옮겨 자동포장장치에 의해 일정크기의 파우치에 일정량을 담아 포장하여 장소에 구애받지 않고 어디서든지 간편하게 음용할 수 있다.

그러나, 장시간 고온에서 한약재를 달이게 되면 약재의 주성분이 파괴되어 음용시 인체에 미치는 효과가 미비하였고, 달이는 과정에서 약재의 유효성분 및 고 유의 향이 휘발됨으로서 한약재를 효과적으로 이용하지 못하는 문제점이 있었다.

이를 개선하기 위한 종래 기술로 대한민국 공개특허공보 (제10-0788306호)“초음파진동자를 이용한 약재용 진공 저온 추출장치”는 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 초음파 진동자(110)가 구비되는 외통제 및 그 상단을 커버링하는 커버체(130) 갖으며 건재와 물을 일정비율로 수용하는 추출탱크(100)와, 상기 추출탱크(100)에서 가열되는 건재로부터 발생되는 증기를 수집하여, 1차 응축되도록 한 후 배관을 따라 연결되는 액상저장탱크(210)측으로 수집되도록 하는 1차 응축기(200)와, 상기 액상저장탱크(210)에서 발생되는 증기를 2차 수집, 응축하여 증기내 잔존하는 잔량의 엑기스 추출 및 추출 후 응축되는 액상의 증류수를 외부로 배출 유도하는 2차 응축기(300)로 구성된다.

그러나 상기와 같은 종래기술은 휘발되는 한약재 고유의 향과 성분을 수집하기 위하여 1,2차응축기(200,300)가 형성되어 중탕기의 크기가 대형화 되고, 초음파단자를 사용하되 한약재와 물이 수용된 추출탱크에서 종래와 같이 단순히 추출탱크에서 초음파를 이용하여 약재추출액을 얻는 것으로 한약재에 머금고 있는 물과 유효성분을 용출하기 힘든 문제점이 있었다.

또한, 단순히 초음파 단자를 이용한 구조로 추출탱크 내부에 초음파 단자와 멀리 있는 한약재와 가까이 위치된 한약재에 항상 같은 크기의 초음파가 발생되어 먼 곳의 한약재는 초음파의 영향을 전혀 받지 못하는가 하면, 가까운 곧은 초음파에 의해 한약재의 주성분이 파괴되는 문제점이 있었고, 추출탱크에서 약재의 찌꺼기나 불순물의 제거없이 액상저장탱크에 바로 저장되는 구조로 사용자가 음용시 불 쾌감을 주는 문제점이 있었다.

전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 취출용기 내부에 흩어져 있는 한약재에서 동일한 추출물을 얻기 위하여 취출용기 하단에 고정된 다수개의 초음파 단자에서 각기 다른 크기로 교차되어 초음파가 발생되며, 약재에서 발생된 수증기를 냉각하여 상변화시키기 위하여 펠티어소자를 이용한 냉각부가 형성된 초음파를 이용한 중탕기를 제공하는데 목적이 있다.

또한 취출용기 내측에 고정된 제2압축판을 향해 제1압축판이 승하강되며 한약재를 압축함으로써 한약재를 손으로 짜내듯 한약재 추출물을 얻을 수 있고, 이 과정에서 발생될 수 있는 한약재의 찌꺼기나 불순물이 걸러지도록 취출용기 내측 중앙에 미세망 형태의 필터기 형성된 초음파를 이용한 중탕기를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명은 하부에 다수개의 초음파소자가 고정되며 약재와 물이 수용되는 취출용기가 내측에 고정된 몸체부와, 상기 취출용기가 밀폐되도록 일축을 중심으로 회동되는 상부덮개가 형성된 덮개부와, 상기 취출용기 상부 일측에 형성된 연결배관을 통해 취출용기에서 발생되 상부로 올라오는 증기가 냉각되도록 하는 냉각부와, 상기 취출용기 하단에 고정되며 약제추출물이 저장되는 저장탱크와, 상기 몸체부 일측에 표시창을 구비하여 온도및 수량이 조절되도록 하는 제어부가 형성된 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 중탕기에 있어서, 상기 덮개부는 상부덮개 중앙 에 고정되며 유압에 의해 승하강되는 내측봉이 내측에 결합된 유압봉과, 상기 내측봉 하단에 결합되어 승하강되며 약재를 압입하는 제1압축판과, 상기 제1압축판과 대응되는 취출용기 저면 내측에 고정되는 제2압축판이 형성되고; 상기 냉각부는 상부에 물이 유입되는 제1배관과, 하단에 연결배관과 결합되는 제2배관이 형성된 냉각본체와, 상기 냉각본체 일측 상하부에 관통되는 제1,2냉각관에 일측면이 밀착되고 타측면에 제1,2방열판이 고정된 제1,2펠티어소자와, 상기 제1,2방열판에서 발생된 온풍이 배출되도록 측면홈을 통해 외부공기가 유입되도록 하는 제3냉각팬과, 상기 제2냉각팬에 의한 내부공기가 배출되는 전면배출홈이 형성된 구조로 이루어진다.

또한, 상기 취출용기는 내측 하단중앙에 형성된 배출공에 약재의 이물질이 걸러지며, 분리가 용이하도록 "

"형의 돌출바가 상단에 고정된 필터가 형성된다.

또한, 상기 제1,2방열판은 그 내부를 관통되며 냉매가 수용된 제1,2냉매관과, 외측면에 고정되어 효과적으로 열이 방출되도록 하는 제1,2냉각팬이 형성된다.

또한, 상기 초음파소자는 90˚간격으로 2개씩 배열되며 각각의 초음파소자에서 28㎑와 45㎑로 방출되는 초음파가 교차되어 발생되도록 형성된다.

또한, 상기 유압봉은 하부로 내려간 내측봉의 상부 복귀가 원활해지도록 내측에 스프링이 형성된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 초음파를 이용한 중탕기는 취출용기 하단의 다수개의 초음파단자에서 각각 교차되어 다른 파장의 초음파가 발생되어 원/근 거리에 위치된 한약제에 필요한 크기의 초음파가 골고루 전달되며, 한약재에서 발생된 수증기의 냉각을 펠티어 소자를 이용함으로써 냉각부의 크기를 효과적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 공압에 의해 승하강되는 제1압축판이 제2압축판 사이의 한약재를 압축하여 한약재에 함유된 추출물을 효과적으로 얻을 수 있고, 약재가 저장되는 저장탱크와 결합된 취출용기 중앙 하단의 배출공에 결합/분리되는 미세망 형태의 필터를 통해 이물질이 걸러지는 효과가 있다.

이하 본 발명에 의한 초음파를 이용한 중탕의 구성 및 작용에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면과 함께 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 초음파를 이용한 중탕기 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 초음파를 이용한 중탕기 우측면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 취출용기 상세도이고, 도 5는 본 발명에 따른 몸체부와 덮개부 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 냉각부 상세도이고, 도 7은 본 발명에 따른 초음파를 이용한 중탕기 개략도이며, 도면중에 표시되는 도면 부호 1은 본 발명에 의한 중탕기를 지시하는 것이다.

본 발명의 초음파를 이용한 중탕기는 물과 약재가 수용되는 원통형의 취출용기(11)가 고정된 몸체부(10)와, 상기 취출용기(11) 상부를 밀폐하는 것으로 일축을 중심으로 회동되는 상부덮개(21)가 형성된 덮개부(20)와, 상기 몸체부(10)의 수직 상부에 고정되며 취출용기(11) 상단 일측에 돌출된 연결배관(31)을 통해 유입되는 수증기가 냉각되도록 하는 냉각부(30)와, 상기 취출용기(11) 하단에 형성된 배출배관(41)과 결합되어 약재추출물이 저장되는 저장탱크(40)와, 상기 몸체부(10) 일측 전방 상단에 수량/온도/냉각 등 중탕기 제어를 위한 표시창(51)이 구비된 제어부(50)가 형성된 구조로 이루어진다.

도 2,4에 도시된 바와 같이, 몸체부(10)는 직사각형의 몸체를 이루되 내측에 고정되는 원통형의 취출용기(11)와, 상기 취출용기(11) 외주연 및 하단에 밀착되어 전원 인가시 취출용기(11)에 열을 가하는 가열패드(12)가 형성된다.

상기 취출용기(11)는 한약재와 후술되는 냉각본체(32)의 제1배관(321)을 통해 유입되는 물이 수용되며 하단외주연에 2개씩 90˚간격으로 배열된 초음파소자(111)를 통하여 저온에서도 한약재의 세포벽을 파괴하여 약제의 유효성분 추출을 용이하게 하는 것이다. 특히 상기 초음파소자(111)는 28㎑와 45㎑를 교차되어 방출되도록 배열됨으로써 취출용기(11) 내에 가까운 곳에 위치된 한약재는 45㎑로 방출되는 초음파소자(11)를 이용하여 유효성분을 추출하되 먼거리에 위치된 한약재는 28㎑로 방출되는 초음파소자(11)를 이용하여 유효성분을 추출함으로써, 각각 분산되어 위치된 한약재에서 효과적으로 유효성분을 추출할 수 있는 것이다.

또한, 상기 초음파소자(111)는 28㎑, 35㎑, 45㎑의 초음파가 방출되는 초음파소자 중 어느 하나를 선택적으로 고정하여 단일파장의 초음파소자(111)가 사용될 수도 있다.

한편 취출용기(11) 하단 중앙에는 약재추출액이 배출되는 원형의 배출공(112)이 형성되며, 이물질이나 한약재 잔여물이 걸러지도록 미세한 망 형태의 필 터(113)가 고정되며, 상기 필터(113)는 주위를 손쉽게 청소할 수 있도록 "

"형태의 돌출바(113a) 끝단이 고정되어 형성된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 덮개부(20)는 취출용기(11) 상단이 밀폐되도록 하는 상부덮개(21) 중앙에 바 형태의 내측봉(221)이 내측에서 유압에 의해 상하로 승하강되는 유압봉(22)과, 상기 유압봉(22) 하단에 고정되며 원형의 제1통공(231)이 다수개 형성된 제1압축판(23)과, 상기 제1압축판(23)과 대응되는 위치에 취출용기(11) 내측 하단에 고정되며 원형의 제2통공(241)이 다수개 형성된 제2압축판(24)이 형성된다.

상기 내측봉(221)이 유압에 의해 하부로 하강시 제1압축판(23) 역시 제2압축판(24)을 향하여 아래로 하강하며 한약재를 교반하며 압축함으로써 한약재추출액이 보다 원활하게 용출되도록 하며, 유압봉(22) 내측에는 하강하며 한약재 압입후 상부로 복귀되는 내측봉(221)이 상부로 원활하게 복귀되도록 내측봉(221)을 감싸며 스프링(222)이 형성된다. 상기 유압봉(22) 내에서 유압에 의해 상하부로 승하강되는 내측봉(221)의 제어는 일반적인 유압장치에서 볼 수 있는 것이다.

한편, 냉각부(30)는 도 6에 도시된 바와 같이 상단 일측에 상수도관과 연결되어 물이 유입되는 제1배관(321)과 취출용기(11) 외주연 일측 상단에 돌출된 연결배관(31)과 결합되는 제2배관(322)이 하단에 형성된 냉각본체(32)와, 상기 냉각본체(32) 일측 상하부에 냉각본체(32) 내측을 관통하는 제1,2냉각관(331,331a)과 냉기가 발산되는 일측면이 밀착되고 열기가 발산되는 타측면에 제1,2방열판(332,332a)이 고정된 제1,2펠티어소자(33,33a)와, 상기 제1,2방열판(332,332a)에 서 발생된 온풍이 외부로 배출되도록 측면홈(341)을 통해 외부공기가 유입되도록 하는 제3냉각팬(34)과, 상기 제3냉각팬(34)을 통하여 외부로 공기가 배출되도록 전면에 형성된 전면배출홈(35)이 형성된다.

또한, 상기 제1,2방열판(332,332a)은 그 내측에 관통되며 냉매(A)가 수용되어 열흡수가 빠른 제1,2냉매관(333,333a)과, 외측면에 고정되며 전원인가시 회전되어 열이 방출되도록 하는 제1,2냉각팬(334,334a)이 구비된다.

또한, 냉각부(30)는 냉각본체(32) 상부에 형성된 제1배관(321)을 통해 물이 유입되며 제2배관(322)을 통해 유입된 수증기가 제1,2냉각관(331,331a)을 통과하며 액체로 상변화하며 다시 취출용기(11)로 흘러 들어가는 것으로, 단일 배관을 통하여 물과 수증기가 이동됨으로써 배관내측의 청결을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 중탕기(1)의 크기를 소형화 할 수 있는 것이다.

또한, 도 3과 같이 전면배출홈(35)은 전면에 소정높이를 가진 높이볼트(351)가 일정위치에 고정되며, 상기 높이볼트(351)에 모서리가 고정된 분산판(352)으로 인하여 내측에서 순환된 더운 공기가 외부로 배출시 양측면과 상/하부로 분산되어 배출되는 것이다.

그러면, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 초음파를 이용한 중탕기를 이용하는 방법을 도 7의 개략도를 참고하여 살펴보기로 한다.

본 발명의 초음파를 이용한 중탕기는 제어부(50)를 통하여 상수도관과 연결된 제1배관(321)을 통해 한약재가 내재된 취출용기(11) 내부로 일정량 물을 투입시킨다. 정량의 물이 수용되면 가열패드(12)에 열을 가함과 동시에 초음파소자(11)를 이용하여 일정시간 중탕하게 되는데, 이때 유압봉(22) 내의 내측봉(221)이 승하강되도록 함으로써 제1압축판(23)과 제2압축판(24) 사이의 한약재가 압입되며 교반되는 것이다. 또한, 가열시 발생되는 증기는 연결배관(31)과, 상기 연결배관(31)과 연결된 제2배관(322)을 통하여 냉각관(32)으로 유입된 후 제1,2펠티어소자(33,33a)에 의해 냉각된 제1,2냉각관(331,331a)을 통과하며 액상으로 변화되어 다시 취출용기(11)에 유입되는 과정이 되풀이 되는 것이다. 이와 같은 과정을 거친후 취출용기(11) 하단의 배출배관(41)을 통하여 한약재추출물이 저장탱크(40)에 저장되며, 배출공(112) 내측의 필터(113)로 인하여 한약재 찌꺼기등을 걸러낼 수 있는 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한, 초음파를 이용한 중탕기는 각기 다른 파장의 초음파소자를 취출용기 하단에 90˚간격으로 배열함으로써 취출용기 내부에 분산되있는 한약재에 골고루 초음파가 전달되어 증탕효율이 향상되는 것이다. 또한, 제1압축판의 승하강에 의해 한약제가 취출용기 내에서 교반되며 압축됨으로써 한약재의 유효성분의 용출을 가속화시키고, 그 과정에서 발생될 수 있는 한약재 찌꺼기는 약재추출물을 저장탱크로 이동시 취출용기 중앙하단의 필터를 이용해 걸러낼 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 상기한 특징의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1은 종래기술에 따른 초음파진동자를 이용한 한약재 추출장치 개략도

도 2는 본 발명에 따른 초음파를 이용한 중탕기 정면도

도 3은 본 발명에 따른 초음파를 이용한 중탕기 우측면도

도 4는 본 발명에 따른 취출용기 상세도

도 5는 본 발명에 따른 몸체부 및 덮개부 단면도

도 6은 본 발명에 따른 냉각부 상세도

도 7은 본 발명에 따른 초음파를 이용한 중탕기 개략도

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10 : 몸체부 11 : 취출용기

111 : 초음파소자 112 : 배출공

113 : 필터 113a : 돌출바

12 : 가열패드 20 : 덮개부

21 : 상부덮개 22 : 유압봉

221 : 내측봉 222 : 스프링

23 : 제1압축판 231 : 제1통공

24 : 제2압축판 241 : 제2통공

30 : 냉각부 31 : 연결배관

32 : 냉각본체 321 : 제1배관

322 : 제2배관 33,33a : 제1,2펠티어소자

331,331a : 제1,2냉각관 332,332a : 제1,2방열판

333,333a : 제1,2냉매관 334,334a : 제1,2냉각팬

34 : 제3냉각팬 341 : 측면홈

35 : 전면배출홈 351 : 높이볼트

352 : 분산판

Claims (5)

1. 하부에 다수개의 초음파소자가 고정되며 약재와 물이 수용되는 취출용기가 내측에 고정된 몸체부와, 상기 취출용기가 밀폐되도록 일축을 중심으로 회동되는 상부덮개가 형성된 덮개부와, 상기 취출용기 상부 일측에 형성된 연결배관을 통해 취출용기에서 발생되 상부로 올라오는 증기가 냉각되도록 하는 냉각부와, 상기 취출용기 하단에 고정되며 약제추출물이 저장되는 저장탱크와, 상기 몸체부 일측에 표시창을 구비하여 온도및 수량이 조절되도록 하는 제어부가 형성된 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 중탕기에 있어서,

   상기 덮개부(20)는 상부덮개(21) 중앙에 고정되며 유압에 의해 승하강되는 내측봉(221)이 내측에 결합된 유압봉(22)과, 상기 내측봉(221) 하단에 결합되어 승하강되며 약재를 압입하는 제1압축판(23)과, 상기 제1압축판(23)과 대응되는 취출용기(11) 저면 내측에 고정되는 제2압축판(24)이 형성되고;

   상기 냉각부(30)는 상부에 물이 유입되는 제1배관(321)과, 하단에 연결배관(31)과 결합되는 제2배관(322)이 형성된 냉각본체(32)와, 상기 냉각본체(32) 일측 상하부에 관통되는 제1,2냉각관(331,331a)에 일측면이 밀착되고 타측면에 제1,2방열판(332,332a)이 고정된 제1,2펠티어소자(33,33a)와, 상기 제1,2방열판(332,332a)에서 발생된 온풍이 배출되도록 측면홈(341)을 통해 외부공기가 유입되도록 하는 제3냉각팬(34)과, 상기 제3냉각팬(34)에 의한 내부공기가 배출되는 전면배출홈(35)이 형성된 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 중탕기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 취출용기(11)는 내측 하단중앙에 형성된 배출공(112)에 약재의 이물질이 걸러지며, 분리가 용이하도록 "

   

   "형의 돌출바(113a)가 상단에 고정된 미세망 형태의 필터(113)가 형성된 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 중탕기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제1,2방열판(332,332a)은 그 내부를 관통되며 냉매(A)가 수용된 제1,2냉매관(333,333a)과, 외측면에 고정되어 효과적으로 열이 방출되도록 하는 제1,2냉각팬(334,334a)이 형성된 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 중탕기.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 초음파소자(111)는 90˚간격으로 2개씩 배열되며 각각의 초음파소자(111)에서 28㎑와 45㎑로 방출되는 초음파가 교차되어 발생되도록 형성된 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 중탕기.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 유압봉(22)은 하부로 내려간 내측봉(221)의 상부 복귀가 원활해지도록 내측에 스프링(222)이 형성된 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 중탕기.

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