KR102170622B1 - 다방향 초음파 조사 가능한 에멀젼 제조장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다방향 초음파 조사 가능한 에멀젼 제조장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 방향 초음파 조사 가능한 에멀젼 제조장치는, 원료가 공급되는 원료공급기와; 기능수가 공급되는 기능수 공급기와; 상기 원료 및 상기 기능수가 미리 정해진 비율로 유입되어 혼합되는 혼합챔버와; 상기 혼합챔버 내의 고정된 위치에 설치되어, 상기 혼합챔버 내의 혼합물에 초음파를 투사하는 제1초음파 진동자와; 상기 혼합챔버 내의 이동가능한 위치에 설치되어 상기 혼합챔버 내의 혼합물의 용량에 따라 상하 이동하면서 상기 혼합챔버 내의 혼합물에 초음파를 투사하는 제2초음파 진동자와; 상기 혼합챔버 내의 혼합물의 용량에 따라 상기 제2초음파진동자를 상하 이동시키기 위한 구동유닛과; 상기 제1초음파 진동자와 상기 제2초음파 진동자의 컨트롤을 위한 초음파 컨트롤러를 구비한다.
Description
본 발명은 다방향 초음파 조사 가능한 에멀젼 제조장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 제조시간을 단축시킬 수 있고 효율성을 향상시킬 수 있는 다방향 초음파 조사 가능한 에멀젼 제조장치에 관한 것이다.
에멀젼은 서로 잘 혼합되지 않는 물과 기름을 유화(emulsification) 기법을 사용하여 두 종류의 액체를 혼합시키는 것으로 하나의 액체가 미립자화 되어 다른 액체 중에 분산되는 것이다.
이러한 에멀젼은 화장품, 마사지 오일, 향료오일, 연료유 등으로 사용되며, 각각의 용도에 맞는 원료와 물을 혼합하여 에멀젼으로 사용하게 된다.
예를 들어, 화장품으로 사용되는 경우 화장료나 공기중에 분산되는 디퓨져 형태로 사용되고, 연료유로 사용되는 경우에는 연소기내로 유입된 수증기가 수소와 산소의 재결합반응에 대한 촉진제 역할을 하여, 수소 원자의 농도를 낮추고, 화학 반응을 통하여 연료의체인 결합율을 감소시켜 연소실의 온도를 낮추는 역할을 하여 탄화수소의 자발화 현상을 지연시키는 효과로 인하여 많이 사용되고 있다.
종래에 에멀젼의 제조 방법으로는 물리적 방법과 화학적 방법으로 제조가 가능하다. 등록특허공보 제 10-0084476호에서 계면활성제와 물 및 폴리비닐알콜로 조성한 비이온성 계면활성제와 중질유 및 폐유를 일정비율로 혼합 교반하여 물을 미세입자로 분산시켜 에멀젼을 제조하는 기술과 공개특허공보 제10-2011-0049989호에서 물과 기름의 혼합물을 볼텍스(vortex) 가공하여 와류를 형성하여 유체역학적으로 분산하는 에멀젼 가공 방법을 개시하고 있다.
종래 교반, 난류혼합, 진동, 분사, 충격 등의 방법을 사용하는 물리적 방법은 계면활성제를 사용하지 않은 상태에서 제조가 가능하기 때문에 유리한 제조 단가를 가지며, 쉽게 제조가 가능하여 대량 제조에 용이하지만, 쉽게 응집되어 분리가 되는 문제점이 있었다. 계면활성제를 사용하는 화학적 방법의 경우 계면활성제의 친수성(HLB, Hydrophile-Lipophile Balance)과 맞을 경우 쉽게 유화가 가능하지만 적당한 계면활성제 제조와 대량제조에 어려움이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 다방향 초음파 조사 가능한 에멀젼 제조장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 초음파를 이용하여 에멀젼을 제조하게 됨에 따라, 제조시간을 단축시킬 수 있고, 에멀젼의 입자를 작게 하여 효율성을 증대시킬 수 있는 다방향 초음파 조사 가능한 에멀젼 제조장치를 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 구체화에 따라, 본 발명에 따른 다방향 초음파 조사 가능한 에멀젼 제조장치는, 원료가 공급되는 원료공급기와; 기능수가 공급되는 기능수 공급기와; 상기 원료 및 상기 기능수가 미리 정해진 비율로 유입되어 혼합되는 혼합챔버와; 상기 혼합챔버 내의 고정된 위치에 설치되어, 상기 혼합챔버 내의 혼합물에 초음파를 투사하는 제1초음파 진동자와; 상기 혼합챔버 내의 이동가능한 위치에 설치되어 상기 혼합챔버 내의 혼합물의 용량에 따라 상하 이동하면서 상기 혼합챔버 내의 혼합물에 초음파를 투사하는 제2초음파 진동자와; 상기 혼합챔버 내의 혼합물의 용량에 따라 상기 제2초음파진동자를 상하 이동시키기 위한 구동유닛과; 상기 제1초음파 진동자와 상기 제2초음파 진동자의 컨트롤을 위한 초음파 컨트롤러를 구비한다.
상기 제1초음파 진동자 및 상기 제2초음파 진동자와 이격된 위치에 배치되고 상기 초음파 컨트롤러에 의해 컨트롤되는 제3초음파 진동자를 더 구비할 수 있다.
상기 구동유닛은 상기 제2초음파 진동자의 상하이동을 위한 구동레일과, 상기 구동레일 상에서 상기 제2초음파 진동자가 상하 이동하도록 구동시키는 구동모터를 구비할 수 있다.
상기 원료공급기 및 상기 기능수 공급기 각각은 상기 혼합챔버에 원료, 기능수 공급을 위한 펌프를 각각 구비할 수 있다.
상기 원료는 연료유, 금속산화물, 식물성 오일 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명에 따르면, 초음파 진동자를 통해 초음파를 조사함에 의해 에멀젼의 혼합효율을 향상시키고 혼합물의 에멀젼화를 촉진시켜 에멀젼 제조시간을 줄이는 등 효율성을 개선시킬 수 있다. 또한 초음파 조사에 의해 에멀젼의 입자를 작게 할 수 있어, 화장품 등의 제조에 사용하는 경우 화장품의 피부흡수율을 극대화시킬 수 있는 장점을 가진다. 그리고, 초음파 진동자를 에멀젼의 향에 따라 상하 이동시킬 수 있어, 초음파 조사 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에멀젼 제조장치의 블록도이고,
도 2는 도 1의 혼합챔버의 평면도이다.
도 2는 도 1의 혼합챔버의 평면도이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에멀젼 제조장치의 블록도이고, 도 2는 도 1의 혼합챔버의 평면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 에멀젼 제조장치(100)는 원료공급기(110), 기능수 공급기(120), 혼합챔버(130), 제1초음파 진동자(140), 제2초음파 진동자(150), 구동유닛(160) 및 초음파컨트롤러(170)를 구비한다.
상기 원료공급기(110)는 연료유, 금속산화물, 식물성 오일 등의 원료를 상기 혼합챔버(130)에 공급하기 위한 것으로, 제어기(180)에 의해 제어되는 펌프(115)와 유량계(125)를 구비하여 정해진 양의 원료를 상기 혼합챔버(130)에 공급하게 된다. 상기 원료공급기(110)를 통해 공급되는 원료는 주원료와 부원료로 구분되어 공급될 수 있으며, 이 경우 원료공급기(110)는 주원료 공급기(112)와 적어도 하나의 부원료 공급기(114)로 구성될 수 있다. 상기 원료공급기(110)에 저장된 원료는 원료공급라인(117)을 통해 상기 혼합챔버(130)에 공급되고, 상기 원료공급기(110) 또는 상기 원료공급라인(117)에는 가열수단(미도시)이 구비될 수 있다. 이는 상기 혼합챔버(130)에 공급되는 원료를 가열하여 공급하기 위한 것으로, 가열될 경우에 점도가 저하되고 유동성이 확보되며 추후 기능수와 혼합성이 향상되는 원료를 공급하는 경우에 이용될 수 있다.
상기 기능수 공급기(120)는 정제수, 순수 또는 통상의 물 등을 상기 혼합챔버(130)에 공급하기 위한 것으로, 제어기(180)에 의해 제어되는 펌프(115)와 유량계(125)를 구비하여 정해진 양의 원료를 상기 혼합챔버(130)에 공급하게 된다. 상기 기능수 공급기(120)를 통해 공급되는 기능수는 통상의 물을 포함할 수 있으나, 필요한 경우에 정제수나 순수 등이 적용될 수 있고, 이외에 통상의 기술자에게 잘 알려진 기능수가 적용될 수 있다. 상기 기능수 공급기(120)에 저장된 기능수는 기능수공급라인(127)을 통해 상기 혼합챔버(130)에 공급되고, 상기 기능수공급기(120) 또는 상기 기능수 공급라인(127)에는 가열수단(미도시)이 구비될 수 있다. 이는 상기 혼합챔버(130)에 공급되는 원료와의 혼합성을 향상시키기 위해 필요할 수 있다.
상기 혼합챔버(130)는 상기 원료공급기(110)와 상기 기능수 공급기(120)로부터 공급되는 상기 원료 및 상기 기능수가 미리 정해진 비율로 유입되어 혼합되기 위한 것이다.
상기 혼합챔버(130)는 내부에 임펠러 또는 교반기가 설치되며, 원료와 기능수를 공급받아 내부에서 원료와 기능수를 혼합하게 된다. 여기서 혼합을 돕기 위해, 즉 혼합 효율을 향상시키기 위해서 투입되는 원료에 대응되는 첨가제가 투입되는 것도 가능하다.
상기 혼합챔버(130)의 내부에는 초음파 발생을 위해서 상기 제1초음파 진동자(140) 및 상기 제2초음파 진동자(150)가 구비된다.
초음파 진동자(140,150)는 상기 혼합챔버(130) 내의 혼합물에 초음파를 투사하여 혼합물에 진동을 유발하게 되고, 이에 따라 혼합효율을 향상시키고 혼합물의 에멀젼화를 촉진시켜 에멀젼 제조시간을 줄이는 등 효율성을 개선시킬 수 있다. 또한 초음파 조사에 의해 에멀젼의 입자를 작게 할 수 있어, 화장품 등의 제조에 사용하는 경우 화장품의 피부흡수율을 극대화시킬 수 있는 장점을 가진다.
상기 제1초음파 진동자(140)는 상기 혼합챔버(130) 내의 미리 정해진 고정된 위치에 고정설치되어, 상기 혼합챔버(130) 내의 혼합물에 초음파를 투사하게 된다.
상기 제1초음파 진동자(140)가 움직임이 불가능하도록 고정설치되는데 반하여 상기 제2초음파 진동자(150)는 상기 혼합챔버(130) 내의 이동가능한 위치에 설치되어 상기 혼합챔버(130) 내의 혼합물의 용량에 따라 상하 이동하면서 상기 혼합챔버 내(130)의 혼합물에 초음파를 투사하게 된다. 상기 초음파 진동자(150)는 상기 혼합챔버(130) 내에서 구동유닛(160)에 의해 상하 이동가능하도록 설치되게 된다.
상기 구동유닛(160)은 상기 혼합챔버(130) 내의 혼합물의 용량에 따라 상기 제2초음파진동자(150)를 상하 이동시키기 위한 것으로, 상기 제2초음파 진동자(150)의 상하이동을 위한 구동레일(미도시)과, 상기 구동레일 상에서 상기 제2초음파 진동자(150)가 상하 이동하도록 구동시키는 구동모터(미도시)를 구비할 수 있다. 여기서 상기 구동레일은 상기 혼합챔버(130) 내에 상하방향으로 설치되게 된다.
상기 구동유닛(160)은 상기 제어기(180)에 의해 제어되며, 상기 제어기(180)에서는 상기 원료공급기(110) 및 상기 기능수 공급기(120)를 통해 상기 혼합챔버(130)로 공급되는 원료와 기능수의 양을 체크하여, 상기 혼합챔버(130) 내의 혼합물의 양이 기준량보다 적은 경우에는 상기 구동유닛(160)을 제어하여 상기 제2초음파 진동자(150)가 하부방향으로 이동되도록 하고, 상기 혼합챔버(130) 내의 혼합물의 양이 기준량보다 많은 경우에는 상기 구동유닛(160)을 제어하여 상기 제2초음파 진동자(150)가 상부방향으로 이동되도록 제어하게 된다.
상기 초음파 컨트롤러(170)는 상기 제1초음파 진동자(140)와 상기 제2초음파 진동자(150)의 컨트롤을 위한 것으로, 초음파 제너레이터로도 불리며, 제1초음파 진동자(140)를 위한 컨트롤러와 제2초음파 진동자(150)를 위한 컨트롤러로 구분되어 설치될 수 있고, 통합 컨트롤이 가능한 하나의 컨트롤러로 설치되는 것도 가능하다.
필요에 따라, 에멀젼 제조시간 단축 및 에멀젼의 혼합효율 향상을 위해 상기 초음파 컨트롤러(170)에 의해 제어되는 제3초음파 진동자(190)가 더 구비될 수 있다. 상기 제3초음파 진동자(190)는 균일한 초음파 조사를 위해 상기 제1초음파 진동자(140) 및 상기 제2초음파 진동자(150)와 이격된 위치에 배치될 수 있다.
상수란 바와 같이, 본 발명에 따르면, 초음파 진동자를 통해 초음파를 조사함에 의해 에멀젼의 혼합효율을 향상시키고 혼합물의 에멀젼화를 촉진시켜 에멀젼 제조시간을 줄이는 등 효율성을 개선시킬 수 있다. 또한 초음파 조사에 의해 에멀젼의 입자를 작게 할 수 있어, 화장품 등의 제조에 사용하는 경우 화장품의 피부흡수율을 극대화시킬 수 있는 장점을 가진다. 그리고, 초음파 진동자를 에멀젼의 향에 따라 상하 이동시킬 수 있어, 초음파 조사 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.
110 : 원료공급기 120 : 기능수 공급기
130 : 혼합챔버 140 : 제1초음파 진동자
150 : 제2초음파진동자 160 : 구동유닛
170 : 초음파 컨트롤러 180 : 제어기
190 : 제3초음파 진동자
130 : 혼합챔버 140 : 제1초음파 진동자
150 : 제2초음파진동자 160 : 구동유닛
170 : 초음파 컨트롤러 180 : 제어기
190 : 제3초음파 진동자
Claims (5)
- 다방향 초음파 조사 가능한 에멀젼 제조장치에 있어서:
원료가 공급되는 원료공급기와;
기능수가 공급되는 기능수 공급기와;
상기 원료 및 상기 기능수가 미리 정해진 비율로 유입되어 혼합되는 혼합챔버와;
상기 혼합챔버 내의 고정된 위치에 설치되어, 상기 혼합챔버 내의 혼합물에 초음파를 투사하는 제1초음파 진동자와;
상기 혼합챔버 내의 이동가능한 위치에 설치되어 상기 혼합챔버 내의 혼합물의 용량에 따라 상하 이동하면서 상기 혼합챔버 내의 혼합물에 초음파를 투사하는 제2초음파 진동자와;
상기 혼합챔버 내의 혼합물의 용량에 따라 상기 제2초음파진동자를 상하 이동시키기 위한 구동유닛과;
상기 제1초음파 진동자와 상기 제2초음파 진동자의 컨트롤을 위한 초음파 컨트롤러와;
상기 원료공급기 및 상기 기능수 공급기를 통해 상기 혼합챔버로 공급되는 원료와 기능수의 양을 체크하여, 상기 혼합챔버 내의 혼합물의 양이 기준량보다 적은 경우에는 상기 구동유닛을 제어하여 상기 제2초음파 진동자가 하부방향으로 이동되도록 하고, 상기 혼합챔버 내의 혼합물의 양이 기준량보다 많은 경우에는 상기 구동유닛을 제어하여 상기 제2초음파 진동자가 상부방향으로 이동되도록 제어하는 제어기를 구비함을 특징으로 하는 특징으로 하는 에멀젼 제조장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1초음파 진동자 및 상기 제2초음파 진동자와 이격된 위치에 배치되고 상기 초음파 컨트롤러에 의해 컨트롤되는 제3초음파 진동자를 더 구비함을 특징으로 하는 에멀젼 제조장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 구동유닛은 상기 제2초음파 진동자의 상하이동을 위한 구동레일과, 상기 구동레일 상에서 상기 제2초음파 진동자가 상하 이동하도록 구동시키는 구동모터를 구비함을 특징으로 하는 에멀젼 제조장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 원료공급기 및 상기 기능수 공급기 각각은 상기 혼합챔버에 원료, 기능수 공급을 위한 펌프를 각각 구비함을 특징으로 하는 에멀젼 제조장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 원료는 연료유, 금속산화물, 식물성 오일 중 어느 하나임을 특징으로 하는 에멀젼 제조장치.
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