KR101280853B1 - 압착식 거품발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 거품을 배출하기 위한 배출장치(dispensing device)에 관한 것으로, 개구를 구비하고 액체와 기체를 저장하며 수동으로 압착가능한 용기와, 상기 개구 내에 또는 개구 상에 장착되며, 상기 배출용 개구에서 종단되는 배출용 통로와 연통하는 기체통로 및 액체통로를 포함하는 고정성 하우징(rigid housing) 및 비동작 상태에서, 상기 액체통로 및 기체통로로부터 상기 배출통로로 누출되는 것을 방지하기 위해 밀봉방식으로 상기 액체통로의 토출구 및 상기 기체통로의 토출구를 폐쇄하고, 배출 상태에서, 상기 배출통로에서 기체와 액체가 혼합되도록 상기 액체통로의 토출구 및 상기 기체통로의 토출구를 개방하는 밸브몸체를 포함한다. 본 발명에서 상기 기체통로의 토출구와 상기 액체통로의 토출구는 실질적으로 환상이고 서로에 대해 실질적으로 동심원 상으로 배열되는 것을 특징으로 한다.

거품, 발생, 배출, 환상, 동심원, 밸브몸체, 밀봉

Description

압착식 거품발생장치{SQUEEZE FOAMER}

본 발명은 거품을 배출하기 위한 배출장치(dispensing device) 및 거품을 생성하기 위한 거품 생성기 조립체(foam-forming assembly)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 펌프를 이용하지 않는 압착식 거품발생장치에 관한 것이다.

미국 특허 제5,037,006호는 거품을 배출하기 위한 배출장치를 개시하고 있다. 이러한 공지의 배출장치는 수동으로(manually) 압착 가능한, 액체 및 기체를 저장하기 위한 용기(container)를 포함한다. 상기 용기는 내부에 하우징이 장착된 개구를 구비한다. 상기 하우징 내에는 액체통로와 기체통로가 배열되며, 배출상태에서(during dispensing), 배출용 개구로 종단처리된 배출통로와 연통한다. 상기 배출장치는, 비동작(정지)상태에서(in a rest position), 액체통로의 토출구(mouth)와 기체통로의 토출구를 밀봉하는 밸브몸체를 더 구비한다. 상기 밸브몸체는 디스크 형상의 요곡성 부재(flexible element)로서, 원주 주위에 부착되며(is held at the circumference) 스프링에 의해 액체통로의 토출구 및 기체통로의 토출구에 밀착되도록 가압된다.

상기 용기를 압착(compressing/squeezing)함으로써 용기 내의 압력과 액체통로 및 기체통로의 압력이 증가한다. 이러한 압력의 증가로 인해, 밸브몸체는 액체 통로의 토출구 및 기체통로의 토출구를 개방하며, 기체통로로부터의 기체 스트림(stream)과 액체통로로부터의 액체 스트림은 배출통로에서 만나게 된다. 배출통로에서, 액체와 기체의 혼합물은 거품을 생성하기 위해 다수의 체(sieves)를 통과하며, 생성된 거품은 배출용 개구를 통해 배출된다.

상기 용기가 압착된 후, 용기는 그 자체의 탄성력이나 용기를 초기 상태로 복원시키기 위해 제공되는 복원 수단(restoring means)에 의해 본질적으로 초기상태로 복원된다.

상기 종래의 배출장치는 기체와 액체의 혼합이 최적이 아니며(not optimum), 이에 따라 거품의 특성(quality)이 만족스럽지 못한 단점이 있다. 게다가, 종래 배출장치는 구조가 복잡하고, 다수의 구성요소들로 이루어져 제작이 복잡한 단점이 있다. 또한, 액체통로 및 기체통로는 구부러져 있기 때문에 액체와 기체의 유속이 감소하고 결국 거품의 특성을 저하시키는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 전술한 단점들 중 하나 이상을 해소하는 거품 배출을 위한 배출장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 제1 태양(aspect)에 따르면, 청구항 1의 전제부에 있어서, 기체통로 및 액체통로의 토출구는 실질적으로 환상(고리모양)(annular)이며 상호 실질적으로 동심원상으로 배열됨을 특징으로 하는 배출장치를 제공한다.

상기 기체통로 및 액체통로의 토출구를 환상으로 설계함으로써, 배출되는 액체와 나중에 혼합되는 기체는 가능한 넓은 표면적으로 분포한다. 두 개의 환상 토출구가 상호 실질적으로 동심원상으로 배열됨으로써 액체와 기체 스트림 사이의 혼합이 개선된다.

여기서, 액체통로 및/또는 기체통로의 환상 토출구는 하나의 실질적으로 환상인 토출구 또는 원형으로 배열되는 복수의 개구들로 형성될 수 있다는 점에 주목해야 한다.

본 발명의 일 실시예에서, 환상의 액체통로 배출구의 직경은 환상의 기체통로 배출구의 직경보다 크다. 이에 따라, 환상의 액체통로 토출구로부터 흐르는 액체는 거품이 배출되는 동안 환상의 기체통로 배출구를 지나 흐르고 양호한 혼합이 이루어진다.

본 발명의 일 실시예에서, 밸브몸체는 실질적으로 원추형(conical)이다. 여기서, 원추형은 밸브몸체가 실질적으로 원형대칭형상(circular-symmetrical design)이고, 대칭축 방향에서, 상기 밸브몸체의 일단에서의 직경이 밸브몸체의 타단에서의 직경보다 크다는 것을 의미한다. 상기 직경은 원추 형상의 전체 길이에서 점점 감소하거나, 점점 증가하거나, 원추 형상의 길이 일부분에서 일정 직경을 유지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 밸브몸체는 적어도 부분적으로는 예를 들면, SLR(Liquid Silicon Rubber) 등의 실리콘과 같이 요곡성(flexile)이며, 바람직하게는 탄성 재료로 제작된다. 상기 밸브몸체를 요곡성 재료로 제작함으로써 밸브몸체의 밸브 기능을 위해 배출장치에 별도의 이동 부재를 설치할 필요가 없다. 탄성 재료를 사용함으로써, 용기가 압착됨에 따라 거품이 배출된 후에 상기 밸브몸체는 비동작 상태로 복원된다. 그러나, 상기 복원 이동은 예를 들면, 스프링 부재 또는 밸브몸체의 프리텐셔닝(pretensioning)을 이용한 다른 적절한 방법에 의해서도 수행될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 하우징은 중심축에 대해 실질적으로 원형대칭(circular-symmetric)이고 및/또는 배출상태에서, 배출될 액체는 상기 하우징의 길이방향으로 이동한다. 이러한 실시예에서, 액체는 액체의 주된 유동방향(main direction)이 2회 이상 반전되는 복잡한 유동 경로를 따를 필요가 없다. 이는 또한, 배출장치를 비교적 간단한 구조로 제작할 수 있도록 한다.

본 발명의 제2 태양(aspect)에 따르면, 본 발명은 청구항 15의 전제부에 있어서, 배출통로 내에 배치되며, 바람직하게는 배출통로 내에 배치된 다공성 부재(porous element) 또는 체 부재(sieve element)의 상향 스트림(upstream)에 배치되는 압착기를 포함함을 특징으로 하는 거품 생성기 조립체를 제공하고자 한다.

배출통로 내에 압착기를 배치함으로써, 배출통로 내에서의 거품 유동 또는 액체-기체 혼합물의 유동을 가속할 수 있다. 이에 따라, 혼합 및 거품 생성이 개선된다. 바람직하게는, 상기 압착기는 배출통로 내에 배치된 다공성 부재 또는 체 부재에 대해 상향 스트림에 배치됨으로써, 가속 후에, 거품 또는 액체-기체 혼합물을 다공성 부재 또는 체 부재를 통과시켜 거품생성이 개선되도록 한다. 압착기가 거품의 특성을 상당히 개선한다는 점을 발견했다. 압착기의 횡단면적은 바람직하게는 배출통로 횡단면적의 75% 미만이며, 더욱 바람직하게는 50% 미만이다.

본 발명의 제3 태양(aspect)에 따르면, 본 발명은 밸브몸체가 배출통로의 일부를 구성하는 관통개구(through-opening)를 구비하는 것을 특징으로 하는 거품을 배출하기 위한 배출장치를 제공한다. 액체가 상기 밸브몸체의 관통개구를 통해 흐르도록 함으로써 배출통로와 연통하기 위해 약 2회 정도 액체통로 및 기체통로의 방향을 바꿀 필요가 없다. 이에 따라, 배출장치의 구조가 비교적 간단하다.

본 발명에 따른 거품 생성기 조립체는 수동으로 압착가능한, 액체 및 기체 저장 용기를 구비하는 압착식 거품 발생장치에 적용될 수 있으며, 상기 용기의 개구 상에 또는 개구 내에 장착될 수 있다.

거품을 배출하기 위한 배출장치의 다른 실시예에서, 본 발명에 따른 거품 생성기 조립체는 일정 압력하에서 액체와 가스, 예를 들면, 거품을 일으킬 수 있는 액체 및 불활성 가스(propellant)를 수용하는 용기 내부 또는 용기 상에 배치될 수 있다. 또한, 상기 거품 생성기 조립체는 일정 압력하에서 거품을 일으킬 수 있는 액체 및 불활성 가스를 제공할 수 있는 다른 기기, 예를 들면, 액체 펌프와 기체 펌프를 구비하는 기기나 연속적으로 일정 압력을 제공하는 액체 공급기와 기체 공급기를 구비하는 기기와 결합 될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배출장치를 나타낸 단면도,

도 2는 도 1에 도시된 배출장치의 일 부분을 보다 상세히 나타낸 도면,

도 3a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배출장치를 나타낸 단면도,

도 3b는 도 3a에 도시된 배출장치의 일 부분을 보다 상세히 나타낸 도면,

도 4는 도 3에 도시된 배출장치의 제1 하우징부를 상부에서 바라본 도면,

도 5는 도 3에 도시된 배출장치의 제3 하우징부를 상부에서 바라본 도면.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 배출장치의 제1 실시예를 나타낸 것이다. 상기 배출장치는 전체적으로 도면부호 '1'로 표시된다. 상기 배출장치는 압착식 거품발생장치이다. 이러한 압착식 거품발생장치는 일반적으로 용기(container)가 압축됨에 따라 배출용 개구를 통해 거품을 배출한다. 압착된 후에, 상기 용기는 용기 자체의 탄성력에 의해 또는 용기를 초기상태(original state)로 복원시키기 위해 제공되는 복원 수단에 의해 초기상태로 복원된다.

상기 배출장치(1)를 사용하여 생성되는 거품은 예를 들면, 비누, 샴푸, 면도거품, 설거지용 세제(washing-up liquid), 선탠 로션(sun-tan lotion), 볕에 그을린 후 사용하는 로션(after-sun lotion), 세정액, 피부관리용품 등 다양한 용도로 사용될 수 있다.

상기 배출장치는 비동작상태 즉, 용기가 압착되지 않은 상태를 나타낸 것이다. 이러한 압착식 거품발생장치는 손으로(by hand) 작동될 수 있다. 그러나, 상기 목적을 위해 고안된 기기를 사용하여 상기 용기를 누를(push) 수도 있다.

도시된 압착식 거품발생장치는 손에 들고 운반할 수 있다. 압착식 거품발생장치 또는 유사한 배출장치를 예를 들면, 벽에 부착되는 홀더(holder) 또는 예를 들면, 공중 화장실 등에서 볼 수 있는 홀더와 유사한 것에 장착할 수도 있다.

상기 배출장치(1)는 액체 및 기체를 저장하는, 수동으로 압착 가능한 용기(2)를 포함한다. 상기 용기는 거품 생성기 조립체가 장착되는 개구(3)를 구비한다. 상기 용기(2)는 적절한 형상, 예를 들면, 타원형 또는 원형 단면형상으로 형성될 수 있다.

상기 거품 생성기 조립체는 대칭 중심축 A-A 주위에서 실질적으로 원형 대칭(circular-symmetrical) 을 이룬다. 상기 거품 생성기 조립체는 제1 하우징부(4)와 제2 하우징부(5)를 구비하는 하우징을 포함한다. 상기 제2 하우징부(5)는 나사결합에 의해 상기 용기에 부착되고, 상기 제1 하우징부(4)는 상기 용기(2)와 제2 하우징부(5) 사이를 밀봉시키는 상태로 결속된다. 다른 방법으로, 상기 제2 하우징부(5)는 스냅 결합(snap connection), 용접(welded connection), 밀폐(airtight seal) 또는 다른 적절한 접속 방법에 의해 용기(2) 상에 또는 용기(2) 내에 부착될 수 있다. 또한, 상기 거품 생성기 조립체는 실질적으로 원추형의 밸브몸체(6)을 포함하며, 상기 밸브몸체(6)는 상기 제1 하우징부(4)와 제2 하우징부(5) 사이의 결속부(clamping section)(6a) 근처에 결속된다. 상기 밸브몸체(6)는 요곡성이며, 바람직하게는 탄성 재료로 이루어진다. 실리콘이 상기 밸브몸체(6)에 특히 적합한 재질임이 입증되었다.

액체와는 상대적으로, 기체는 상기 용기(2)의 상단에 위치한다. 이러한 액체 및 기체는 상기 배출장치(1)에 의해 거품으로 변화될 수 있으며, 이 거품은 밀봉 캡(7) 내의 배출용 개구(8)를 통해 배출된다. 상기 액체와 기체를 혼합하기 위해, 상기 용기 내의 액체로부터 상기 제1 하우징부(4) 내의 개구(9)를 경유하여 상기 액체통로의 환상 토출구(10)(원형 단부 4a와 4b 사이)까지 연장되는 액체통로가 제공된다.

기체용으로, 상기 용기(2) 상단의 기체로부터 튜브(11)를 경유하여 상기 기체통로의 환상 토출구(12)(상기 원형 단부 4a 와 4c 사이)까지 연장된 기체통로가 제공된다. 비동작상태에서, 양쪽 환상 토출구들(10, 12)은 밸브몸체(6)에 의해 밀봉된다. 상기 두 개의 환상 토출구(10, 12)가 개방되면, 즉, 밸브몸체에 의해 밀봉되지 않으면, 상기 액체통로와 기체통로는 상기 배출통로와 연통한다. 상기 배출통로는 두 개의 체(13a)가 배치된 체 부재(13)가 설치된 밸브몸체(6)의 중간부분을 관통하고, 밸브몸체의 중앙 개구(14), 제1 하우징부(5) 및 밀봉 캡(7)을 관통하여 배출용 개구(8)까지 연장된다.

원칙적으로, 상기 기체통로는 상기 용기 내의 기체를 기체통로 토출구로 연통시키는 하나 이상의 기체 도관(air ducts)을 포함하며, 상기 기체 도관은 비동작 상태에서 상기 밸브몸체에 의해 덮여있다. 이와 유사하게, 액체통로는, 비동작상태에서, 상기 밸브몸체에 의해 덮이는 액체통로 토출구로 상기 용기 내의 액체를 연통시키는 하나 이상의 액체 도관을 포함한다.

상기 액체통로의 환상 토출구(10), 상기 기체통로의 환상 토출구(12) 및 상기 배출통로는 상호 실질적으로 동심원 상으로(concentrically) 배열된다. 본 실시예에서, 상기 (액체통로의) 환상 토출구(10)의 직경은 상기 (기체통로의) 환상 토출구(12)의 직경보다 더 크다. 또한, 상기 밸브몸체(6) 내의 중앙 통로(14)의 내경은 상기 환상 토출구들(10, 12) 각각의 직경보다 더 작다. 이제, 상기 밸브몸체(6) 에 대해 보다 상세히 기술하면 다음과 같다. 도면부호 '6a'로 표시된 지점(point)에서, 상기 밸브몸체(6)는 상기 제1 하우징부(4)와 상기 제2 하우징부(5) 사이에 밀봉 상태로 결속된다. 또한, 상기 밸브몸체는 환상 에지들(모서리들)(edges)(4a, 4c)에 의해 원추형 표면(5a)에 맞닿도록 유지된다. 비동작 상태에서, 환상 에지(4a, 4c)를 따라 더 견고하게 밀봉하기 위해 상기 밸브몸체(6)는 축방향으로 기장력(pretension)이 가해진 상태로 상기 제1 하우징부(4)와 제2 하우징부(5) 사이에 설치된다.

상기 밸브몸체(6)는 적어도 부분적으로 상기 액체통로의 환상 토출구(10)에 위치하는 아치형 부분(arcuate section)(6c)을 구비한다. 상기 아치형 부분(6c)은 용기 및 액체통로 내의 액체 기둥(liquid column)이, 비동작 상태에서, 상기 밸브몸체를 압착하게 됨에 따라 도면부호 '4a'로 표시되는 지점에서의 밀봉을 향상시킨다. 이는 상기 아치형 부분(6c)이 눌려지면(pushed), 아치의 측면이 옆으로(sideways) 밀려나기 때문이다. 이에 따라, 상기 아치형 부분(6c)의 외측은 상기 결속부(6a) 쪽으로 밀리고, 상기 아치형 부분(6c)의 내측은 도면부호 '4a'로 표시되는 원형 에지(4a) 뿐만 아니라 도면부호 '4c'로 표시되는 원형 에지에 밀착되어 밀봉작용을 향상시킨다.

본 실시예에서, 환상 토출구(10) 내측으로 연장되는 아치형 부분(6c)의 단면이 대칭구조가 아니고, 아치형 부분(6c)의 상단(top)이 상기 에지(4a)에 상대적으로 근접하게, 즉, 아치형 부분(6c)의 상단이 도면부호 '4b'로 표시되는 에지보다 도면부호 '4a'로 표시되는 에지에 더 근접하도록 형성하는 것이 특히 효과적이다. 이러한 형상에 의해, 상기 아치형 부분(6c)은, 상기 액체 기둥의 압력하에서, 특히 '4c'로 표시되는 에지를 밀착하여 이 지점에서 양호한 밀봉을 제공하게 된다. 상기 환상 토출구(10)는 타측에서 상기 결속부(6a)에 의해 밀봉됨으로써, 큰 결속력 없이도 상기 밸브몸체(6)에 의해 효과적으로 밀봉된다.

다른 실시예에서, 양쪽 에지에서 상기 밸브몸체의 아치형 부분의 매우 강한 결속력을 얻기 위해 상기 밸브몸체(6)는 상기 토출부의 일측에 결속되지 않고, 그 상단이 상기 토출구의 양쪽 에지에 근접 배치될 수 있다. 상기 밸브몸체의 아치형 부분의 단면은 낙타 등(back of a camel) 형상과 유사하며, 밸브몸체의 두 개의 상단(꼭대기)은 낙타 등의 혹(humps of the camel)과 유사하다.

상기 밸브몸체(6)는, 상기 용기 내의 액체가 배출되어 용기 내의 압력이 감소하는 경우에 상기 용기 내로 기체가 유입되도록 하는 기체주입밸브용 밸브로서 상기 결속부(6a)의 외측면에 제공되는 밀봉 립(sealing lip)(6b)을 구비한다. 상기 밀봉 립(6b)는 보통은(normally) 외부로 향하여 있는 상기 용기(2) 통로를 밀봉하지만, 용기 내의 압력이 감소하는 경우 개구(15)를 통해 외부에서 용기(2) 내로 기체가 유입되도록 한다.

상기 배출장치(1)는 밀봉 캡(sealing cap)(7)을 더 포함한다. 상기 밀봉 캡(7)은, 상기 제2 하우징(5)에 대해, 적어도 도 1 및 도 2에 도시된 개방부분(open position) 및 폐쇄부분(closed position)(도면에서 하우징에 대해 상측을 향하는)까지 이동 가능하다. 폐쇄부분에서, 제2 하우징부(5)의 돌기부(projecting section)(5b)는 상기 배출용 개구(8) 안쪽으로 이동하여 거품이 배출용 개구(8)를 통해 배출되지 않도록 한다. 밀봉 립(6b) 및 개구(15)를 경유하여 용기(2) 내측에 연결되는 기체주입통로(air inlet passage)는 상기 밀봉 캡이 상기 폐쇄된 부분에 위치하는 경우에 밀봉된다. 상기 밀봉 캡(7)은 위쪽을 향하는 복수의 핑거(upwardly pointing fingers)를 여전히 구비하며, 상기 핑거는 상기 제2 하우징부(5) 상의 상보형 핑거와 맞물리게 된다. 이들 상호 짝을 이루는 핑거들은 상기 폐쇄부분에서의 밀봉을 강화한다.

외주변(outer periphery) 부근에서, 상기 제1 하우징부(4)는 상기 용기 및 내측(상기 중심축 A-A를 향해) 방향으로 비스듬하게 연장되는 자유 돌출립(free projecting lip)(29)을 구비한다. 상기 립(29)은 상기 제1 하우징부(4)와 용기(2) 사이의 연결을 밀봉하기 위한 밀봉 부재로서 제공된다. 이러한 형태의 밀봉은 크랩 클로(crab claw)로 알려져 있지만, 지금까지 거품 배출장치, 특히 압착식 거품 발생장치에는 사용된 적이 없다.

상기 용기(2)가 상기 밀봉 캡의 개방부분에서 압착되면, 상기 용기(2) 내의 압력은 증가한다. 초기에, 압력의 증가는 상기 밸브몸체(6)의 아치형 부분(6c)이 상기 환상 에지(4a)에 보다 강하게 밀착되도록 함으로써 상기 밸브몸체(6)와 상기 환상 에지(4a) 사이의 밀봉을 강화하게 된다. 이후 압착에 의해 상기 용기(2)의 압력이 더 증가하면, 상기 아치형 부분(6c)은 아래쪽으로 이동하여 결과적으로 상기 환상 에지(4a)로부터 분리된다. 이는 상기 환상 에지(4a)와 상기 밸브몸체(6) 사이에 틈(gap)을 형성하고 이를 통해 액체 유동의 스트림(stream)을 유발하게 된다. 상기 용기(2) 내의 압력이 증가함에 따라 상기 환상 에지(4c)로부터 실질적으로 분 리됨으로써 상기 환상 에지(4c)와 밸브몸체(6) 사이로 기체 및 액체 스트림의 유동이 가능하게 한다. 이에 따라, 상기 액체는 상기 기체와 혼합된다. 액체 및 기체가 모두 좁은 원형의 틈(circular gap)을 통해 유동하기 때문에, 액체와 기체가 양호하게 혼합될 수 있다. 이어서 기체와 액체의 혼합물은 작은 체들(sieves)(13a)을 통해 흐르게 되어 (개선된) 거품을 생성한다. 생성된 거품은 상기 배출통로를 통해 배출용 개구를 향하여 아래쪽으로 흘러 배출용 개구에서 배출된다.

따라서, 상기 밸브몸체(6)는 배출상태에서, 상기 환상 에지(4a, 4c)에서 성공적으로 롤오버(roll over) 됨으로써 액체 및 기체가 배출통로를 경유하여 배출용 개구로 흐를 수 있도록 하며, 상기 배출통로에서 거품을 형성한다. 이러한 롤링효과(rolling effect)는 거품 형성에 효과적임을 발견했다.

상기 실시예에 따른 배출장치(1)의 첫 번째 장점은 액체통로 및 기체통로의 환상 토출구가 액체와 기체를 넓은 표면적에 걸쳐 분포시킴으로써 비교적 양호하게 혼합시킬 수 있다는 점이다. 덧붙여 말하자면, 이러한 장점은 하나 또는 두 개의 토출구가 360도 미만으로 연장되거나 단속적인(interrupted) 환상 개구를 형성하는 다수의 개구로 분할됨으로써 달성될 수 있다. 이러한 실시예들은 본 발명의 보호범위 내의 것으로 간주된다.

다른 실시예에서, 상기 밸브몸체는 딱딱하고(stiff), 스프링 부재를 이용하여 상기 제1 하우징부(4)에 밀착되도록 밀거나 당기도록 설계할 수 있다. 상기 용기 내의 압력이 증가하면, 상기 스프링은 압착되거나 확장되면서 상기 밸브몸체(6)와 상기 제2 하우징부(4) 사이에 틈을 형성한다. 이에 따라, 거품을 형성하고 배출 할 수 있다. 그러나, 이러한 실시예에서는 전술한 롤링 효과(rolling effect)는 발생하지 않을 것이다.

상기 실시예에 따른 배출장치(1)의 두 번째 장점은 밸브몸체에 제공된 중앙 개구(14)에 의해 액체 스트림 및/또는 기체 스트림이 90도 이상 모퉁이를 돌(turn corners) 필요가 없다는 점이다. 상기 개구(14)를 제공함으로써, 액체 스트림과 기체 스트림은 그 속도를 유지하고 이에 따라 양호한 액체와 기체 혼합물이 생성된다. 본 실시예에서, 상기 밸브몸체(6)를 실질적으로 원추형으로 형성하여 액체 및 기체의 스트림 속도를 보다 효과적으로 유지할 수 있다. 또한, 상기 원추형 형상은 거품 생성을 돕는 체 부재를 원추형 내에 설치할 수 있는 장점이 있다. 체 부재를 원추형 내부에 설치함으로써 하우징의 전체 높이는 감소하며, 일반적으로, 개시된 배출장치는 액체가 배출되는 동안 배출될 액체가 대칭 중심축에 대한 방향으로 이동한다는 점이다. 이는 배출장치의 특별한 구조에 의해 가능하며, 바람직한 양질의 거품을 생성하는데 기여한다.

상기 실시예에 따른 배출장치(1)의 세 번째 장점은 상기 밸브몸체(6)의 아치형 부분(6c)이 상기 제2 하우징부(4)와 상기 밸브몸체(6) 사이의 밀봉을 지지한다(support)는 점이다. 이에 따라, 밀봉이 강화되어 비동작상태, 즉, 상기 용기(2)가 압착되지 않은 경우에 상기 배출장치로부터 액체가 누출되는(leaking) 위험을 감소시킨다. 또한, 상기 아치형 부분(6c)은 밸브몸체가 제2 하우징부(4)로부터 분리되는 임계압력을 생성함으로써 일정한 특성의 개선된 거품을 유지할 수 있다.

도 3(즉, 도 3a 및 도 3b)은 본 발명에 따른 압착식 거품발생장치의 제2 실 시예를 나타낸다. 본 실시예의 거품발생장치는 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 따라 일반적으로 설계되었다. 따라서, 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면부호가 사용되었다. 도한, 도 1 및 도 2에 따른 압착시 거품발생장치에 대한 전술한 동작이 도 3에 도시된 실시예에도 일반적으로 적용된다.

도 1 및 도 2에 도시된 거품발생장치와 도 3에 도시된 거품발생장치의 가장 중요한 차이점은 도 3의 거품발생장치가 도 3에서 도면부호 '20'으로 표시된 제3 하우징부를 더 포함한다는 것이다. 이와 같이 도 3에 도시된 압착식 거품발생장치가 추가 하우징부(20)를 구비함에 따라 하기와 같은 다수의 장점을 더 갖는다.

제3 하우징부(20)는 밸브몸체(6)의 결속부(6a)와 제1 하우징부(4) 사이에 결속된다. 따라서, 본 실시예에서 상기 밸브몸체(6)는 상기 제2 하우징부(5)와 상기 제3 하우징부(20) 사이에 결속된다. 상기 제1 하우징부(4)는 그 내부에 개구들(9a, 9b)이 제공된 슬리브들(4e/4f)을 포함한다. 상기 슬리브들(4e/4f)은 제3 하우징부의 개구(24) 내에 밀봉 배치된다.

상기 개구(9a)를 통해 상기 환상 토출구(10)로 흐르는 액체는 상기 제1 하우징부(4)와 상기 제3 하우징부(20) 사이에 위치하는 도면부호 '21'로 표시되는 공간에 도달할 수 없다. 상기 공간(21)은 상기 기체주입밸브(6b) 바로 위의 도면부호 '22'로 표시되는 공간을 수직도관(11) 내측으로 연결한다. 이에 따라, 일정 양의 액체를 배출한 후 상기 용기(2)의 통기(aeration) 시에, 상기 기체주입밸브(6b)를 통에 유입되는 기체는 상기 공간들(21, 22) 및 수직도관(11)을 통과하여 상기 용기(2)의 상단으로 유통된다. 도 1 및 도 2에 도시된 실시예와 비교하면, 상기 용 기(2)의 통기 전에 기체가 용기(2) 내의 액체를 통과하는 것을 방지한다. 후자(도 1 및 도 2에 도시된 실시예)의 경우, 상기 용기의 통기에 수반되는 기체가 액체를 통해 유동함에 따라 용기 내에 거품이 미리 형성되는 단점이 있다.

제3 하우징부(20)를 이용하여 공간(21)을 형성하는 간단한 구조를 통해, 통기 시에 용기(2) 내에 거품이 생성되는 것을 방지할 수 있다. 다른 실시예에서, 예를 들면, 도 1 및 도 2에서 제1 하우징부(4) 또는 제2 하우징부(5)를 통해 상기 기체주입밸브와 상기 수직 도관을 연결하는 기체 도관을 제공함으로써 용기 내의 액체를 관통하여 흐르는 기체 없이도 상기 용기가 통기 될 수 있도록 한다.

도 3에 도시된 압착식 거품발생장치의 또 다른 장점은, 상기 제3 하우징부(20)를 제공함으로써 간단한 방법으로 압착식 거품발생장치가, 하기에 더 상세히 설명하는 바와 같이 기체/액체 비율이 2 이상인 거품을 공급할 수 있도록 한다는 점이다.

도 4는 상기 제1 하우징부(4)를 상부에서 바라본 상태를 도시한 것이다. 제1 하우징부(4)는 실질적으로 원형이며, 6개의 개구로 둘러싸인 중앙 개구(23)를 구비하며, 상기 6개의 개구들 중 3개의 개구(9a)의 직경은 다른 3개의 개구(9b)의 직경보다 더 크다. 거품이 배출되고 또한 상기 용기(2)에 기체가 유입되는(통기) 동안 기체는 상기 중앙 개구(23)를 통해 유동한다. 상기 압착식 거품 발생기가 작동하면, 설정된 기체/액체 비율에 따라 상기 개구들(9a 및 9b) 중 하나 이상을 통해 액체가 유동할 수 있게 된다.

도 5는 상기 제3 하우징부(20)를 상부에서 바라본 상태를 도시한 것이다. 상 기 제3 하우징부(20)는 3개의 개구(24)를 구비하며, 상기 3개의 개구들(24)은 상기 제1 하우징부(4) 상에서 상기 제3 하우징부(20)가 위치하는 회전지점에 따라 상기 제1 하우징부(4)의 큰 직경의 개구들(9a) 또는 작은 직경의 개구들(9b)과 일렬(in line)로 놓이게 된다. 상기 제3 하우징부(20)는 3개의 블라인드홀(blind hole)(25)을 더 구비하며, 상기 제3 하우징부(20)에 대한 상기 제1 하우징부(4)의 상대적 위치에 따라 상기 큰 직경의 개구들(9a) 또는 작은 직경의 개구들(9b)을 밀봉하게 된다.

도 3에서, 왼쪽에는 내부에 큰 직경의 개구(9a)가 마련된 상기 제1 하우징부(4)의 슬리브(4e)가 슬리브 내에 위치하며, 그 내부에 개구(24)가 마련되어 있고, 반면 도면의 오른쪽에는 내부에 작은 직경의 개구(9b)가 마련된 슬리브(4f)가 블라인드 홀(25)에 의해 밀봉됨을 도시하고 있다. 따라서 상기 압착식 거품 발생장치(1)가 동작하는 동안 액체는 상기 큰 직경의 개구들(9a)을 통해서만 흐르게 된다.

상기 제1 하우징부(4) 및 상기 제3 하우징부(20)가 상호 60도의 각도로 회전하는 경우, 상기 개구(24)는 상기 작은 직경의 개구들(9b)과 일렬로 정렬되고(line up), 반면 상기 큰 직경의 개구들(9a)은 상기 블라인드 홀(25)에 의해 밀봉된다. 이에 따라, 상기 압착식 거품발생장치가 동작하는 동안 작은 직경의 개구(9b)를 통해 더 적은 액체가 흐르는 반면 상기 용기(2)의 압축에 의해 상기 수직도관(11)을 통해 흐르는 기체의 양은 실질적으로 동일하게 유지된다. 따라서 상기 제3 하우징부(20)에 대한 상기 제1 하우징부(4)의 회전 위치에 따라 기체/액체 비율이 변화하 게 된다.

상기 제1 하우징부 내의 개구들 각각의 크기를 변경하는 것뿐만 아니라, 블라인드 홀에 의해 선택적으로 밀봉되는 상기 제1 하우징부 내의 개구들의 수를 변화시킴으로써 기체/액체 비율을 변화시킬 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다.

또한, 상기 기체통로 중 가장 작은 직경의 조절, 예를 들면, 상기 수직 도관(11)의 내경을 조절하거나 상기 제1 하우징부(4)의 중앙 개구(23)의 직경을 조절함으로써 기체/액체 비율에 영향을 줄 수 있다. 기체/액체 비율을 조절하는데 이용되는 선택사항(option)을 용기(2)의 압축에 의해 생성되는 거품의 총량을 조절하는데도 이용할 수 있다.

도 3에서는, 2개의 위치만 가능한데, 하나는 큰 직경의 개구들(9a)을 통해 액체가 배출되는 위치이고, 다른 하나는 상기 제1 하우징부(4)가 제3 하우징부(20)에 대해 60도만큼 회전하여 상기 3개의 작은 직경의 개구(9b)를 통해 액체가 배출되는 위치이다. 상기 압착식 거품발생장치(1)의 여러 부품을 상기 용기(2)에 결합시, 제3 하우징부(20)에 대한 제1 하우징부(4)의 결합위치를 예를 들면, 액체에 따라(depending on the liquid) 선택할 수 있다.

도 5는 또한 상기 제3 하우징부(20)의 중앙부와 외측부가 연결부(bridge parts)(26)에 의해 서로 접속되는 것을 나타낸다. 이들 연결부(26)는 링 형상으로 배열되는 3개의 개구로 구성된 토출구(12)를 형성한다. 이와 같이 다수의 개구들로 구성된 토출구(12)에 관한 실시예는 본 발명의 상세한 설명에서 언급한 바와 같이 실질적으로 환상 토출구(annual mouth)로 간주된다.

도 3에 개시된 실시예와 도 1, 2에 개시된 실시예의 또 다른 차이점은, 도 3에서는 2개의 작은 체(sieves)(28a)를 구비하는 제2 체 부재(28)가 제공된다는 점이다. 생성하고자 하는 거품 및 이를 위해 사용되는 액체에 따라 상기 제2 체 부재(28)는 배출될 거품의 특성에 더 영향을 주도록 이용된다. 일반적으로, 체 부재를 추가로 제공함으로써 거품이 더 정제되고 균질하게(more homogeneous) 된다. 적용예에 따라 상기 체 부재(13, 28) 들 중 하나를 선택하거나 이들을 조합하여 구성할 수 있으며, 각 체 부재(13, 28)에 사용되는 소형 체의 형태를 변경할 수 있다. 다른 실시예로, 상기 체 부재(13, 28)는 하나의 체 부재(single sieve element)로 제작할 수 있으며, 상기 하나의 체 부재의 절반은 상기 밸브몸체 안쪽으로 신장 될 수 있다.

도 3a 및 3b의 실시예에서, 작은 체들(13a) 중 하나를 상대적으로 작은 크기의 홀을 하나 이상 구비하는 판(plate)(13b)으로 대체하여 체 부재에 확장된 공간의 기능을 제공할 수 있다.

상기 배출통로 내에, 압축시에 상기 배출개구의 횡단면적을 압축하는 압축 부재(constriction element)(13b)가 형성된다. 상기 압축은 거품의 흐름 또는 액체-기체 혼합물의 흐름을 가속하고 거품의 특성을 개선한다. 상기 압축 부재(13b)는 상기 체 부재(13)와 집적되도록 설계된다. 다른 실시예로, 상기 압축 부재는 독립적인 구성요소로 제공되거나 상기 거품 생성기 조립체의 다른 부분에 집적될 수 있다.

상기 압축 부재의 횡단면적은 상기 압축 부재 상류(upstream)의 배출통로 횡 단면적의 75% 정도가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 50% 정도이다.

상기 압축 부재는 적어도 하나의 상기 체(28a)의 상류에 배치되거나, 일반적으로 가장 끝에 위치하는 다공성 부재(porous element) 또는 체 부재 앞에 배치된다. 상기 압축 부재를 상기 적어도 하나의 체의 상류에 배치함으로써 거품 생성에 긍정적인 영향을 끼친다.

전술한 압착식 거품 발생장치의 실시예는 상기 캡이 하측에 배치된 위치에 대해 설명되었으며, 상부 및/또는 하부로 언급된 모든 부분은 상기 위치를 기준으로 부여된다. 상기 배출장치는 이러한 위치에서 사용되도록 설계된다. 이 경우, 밀봉 캡(7)은 상기 배출장치를 밀봉 캡(7) 위에 세울 수 있도록 설계되는 반면, 상기 용기(2)는 볼록한 상단(convex top) 형상으로 인해 그 상단에 세우기에 적합하지 않다. 다만, 거품을 배출하기 위해, 및/또는 비동작 상태에서 배출장치를 뒤집을 수 있는 실시예가 가능하다. 이러한 실시예도 본 발명의 보호범위 내에 있는 것으로 간주된다.

본 발명의 일 실시예(태양)에 대해 언급된 모든 개별적인 구성 특징들은 본 발명의 다른 실시예에도 적용가능함은 당업자에게 자명하다. 따라서 이러한 실시예들은 본 발명의 보호범위 내에 있는 것으로 간주된다.

Claims (18)

1. 액체와 기체를 저장하기 위한, 수동으로 압착가능한 용기; 및

   거품을 생성하기 위해 상기 용기의 개구 내에 또는 개구 상에 장착되는 거품 생성기 조립체를 포함하며, 상기 거품 생성기 조립체가

   토출구에서 각각 종단되고, 배출용 개구에서 종단되는 배출통로와 연통하는 기체통로 및 액체통로를 구비하는 하우징과,

   비동작 상태에서(in a rest position), 상기 액체통로와 기체통로로부터 상기 배출통로로의 흐름을 차단하기 위해 밀봉방식으로 상기 액체통로의 토출구와 상기 기체통로의 토출구를 폐쇄하고, 배출상태에서, 상기 배출통로 내에서 액체와 기체가 혼합되도록 하기 위해 상기 액체통로의 토출구와 상기 기체통로의 토출구를 개방하는 밸브몸체를 포함하는, 거품을 배출하기 위한 배출장치에 있어서,

   상기 기체통로의 토출구와 상기 액체통로의 토출구는 환상이고 서로에 대해 동심원 상으로 배열되는 것을 특징으로 하는 배출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 액체통로의 환상 토출구의 직경은 상기 기체통로의 환상 토출구의 직경보다 더 큰 것을 특징으로 하는 배출장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 배출통로는 상기 액체통로 및 기체통로의 환상토출구와 동심원 상으로 배열되는 것을 특징으로 하는 배출장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 밸브몸체는 원추형인 것을 특징으로 하는 배출장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 밸브몸체는 상기 배출통로의 일부를 형성하는 관통-개구(through-opening)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배출장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 밸브몸체는 탄성체인 것을 특징으로 하는 배출장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 배출장치는 대칭 중심축에 대해 원형-대칭이고, 배출상태에서 배출될 액체는 상기 대칭 중심축 방향에 대해 일정방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 배출장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 밸브몸체는 실리콘 재료로 이루어짐을 특징으로 하는 배출장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 액체통로 또는 기체통로의 환상 토출구는 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 배출장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 액체통로 또는 기체통로의 환상 토출구는 비동작 상태에서 상기 밸브몸체에 의해 폐쇄되는 다수의 개구를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 배출장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 배출장치는 상기 용기의 압착에 의해 거품을 배출할 수 있는 개방위치(open position)와 상기 배출용 개구가 밀봉되는 폐쇄위치(closed position) 사이를 이동할 수 있는 밀봉 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 배출장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 밸브몸체는 사방으로(all sides) 자유롭게 신장되며 상기 용기 내로 기체를 유입하기 위해 상기 하우징 내의 개구로 기체를 유입하기 위한 밸브로서 제공되는 에지(edge)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배출장치.
13. 제6항에 있어서, 탄성체인 상기 밸브몸체는 아치형 부분(arcuate section)을 포함하며, 상기 용기 내의 압력이 증가하면 상기 기체통로 및 액체통로 토출구의 밀봉을 강화하도록 상기 아치형 부분은 상기 액체통로 토출구와 상기 기체통로 토출구 내로 신장되는 것을 특징으로 하는 배출장치.
14. 토출구에서 각각 종단되고, 배출용 개구에서 종단되는 배출통로와 연통하는 기체통로 및 액체통로를 구비하는 하우징과;

    비동작 상태에서, 상기 액체통로와 기체통로로부터 상기 배출통로로의 흐름을 차단하기 위해 밀봉방식으로 상기 액체통로의 토출구와 상기 기체통로의 토출구를 폐쇄하고, 배출상태에서, 상기 배출통로 내에서 액체와 기체가 혼합되도록 하기 위해 상기 액체통로의 토출구와 상기 기체통로의 토출구를 개방하는 밸브몸체를 포함하는 거품을 생성하기 위한 거품 생성기 조립체에 있어서,

    상기 기체통로의 토출구와 상기 액체통로의 토출구는 환상이고 서로에 대해 동심원 상으로 배열되는 것을 특징으로 하는 거품 생성기 조립체.
15. 삭제
16. 액체와 기체를 저장하기 위한 수동으로 압착가능한 용기; 및 상기 용기의 개구 상에 또는 개구 내에 장착 가능한 제14항에 따른 거품 생성기 조립체를 포함하며 상기 기체통로 및 상기 액체통로는 상기 용기와 연통하는 것을 특징으로 하는 거품을 배출하기 위한 압착식 거품발생장치.
17. 제14항에 따른 거품 생성기 조립체를 포함하는 거품을 배출하기 위한 배출장치에 있어서, 상기 액체통로 및 기체통로는 압력하에 액체를 포함하는 액체공급원(liquid source) 및 압력하에 기체를 포함하는 기체공급원(gas source)과 각각 접속하는 것을 특징으로 하는 거품을 배출하기 위한 배출장치.
18. 제14항에 따른 거품 생성기 조립체를 포함하는 거품을 배출하기 위한 배출장치에 있어서, 상기 액체통로 및 기체통로는 거품생성 가능한 액체 및 기체를 포함하는 용기와 연통하며, 상기 거품생성 가능한 액체 및 기체는 가압(pressurized) 되거나 가압 가능한 것을 특징으로 하는 거품을 배출하기 위한 배출장치.

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