KR102649865B1 - 나노 분산 장치 및 그의 나노 분산 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 나노 분산 장치는, 분산 매질인 분산매가 유입되는 유입구와 분산 작업이 마무리된 상기 분산매가 유출되는 유출구를 구비하는 원통몸체를 구비하며, 중앙으로는 냉각수가 흐르는 냉각수 이동부가 구비되고, 상기 냉각수 이동부와 평행하게 구비되며 분산상이 흐르는 분산상 이동부가 구비되는 장치 하우징 및 상기 장치 하우징에서 상기 냉각수 이동부의 중앙 부분을 감싸도록 구비되며, 초음파를 발생시켜 상기 분산상을 상기 분산매로 분산시키는 집속형 초음파 형성부를 포함할 수 있다.

Description

나노 분산 장치 및 그의 나노 분산 방법{NANO PARTICLE DISPERSION APPARATUS AND METHOD}

본 발명은 나노 분산 장치 및 그의 나노 분산 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 분산매에 초음파를 제공하면서 동시에 분산상을 제공함으로써 분산상의 분산이 효율적으로 이루어질 수 있으며, 이를 통해 대량 분산이 가능하며, 분산에 소요되는 시간을 단축할 수 있어 공정 효율을 높일 수 있는 나노 분산 장치 및 그의 나노 분산 방법에 관한 것이다.

나노 기술의 발달에 따라, 아크 방전법, 가스 증착법, 스퍼터링 방법, 냉동 분쇄법 등 다양한 방법으로 나노 분말을 제조할 수 있다.

그런데, 이러한 나노 입자는 서로 뭉쳐지지 쉬우므로 제조 공정 또는 제조 이후에 나노 입자를 적절하게 분산시킬 필요가 있다. 특히, 페인트, 잉크, 샴푸, 음료, 광택제 등의 제품과 같이 소정의 유체에 나노 입자를 혼합하는 경우, 나노 입자의 분산은 필수적으로 요구되는 공정이다.

이에 따라, 유체에 포함된 나노 입자를 분산시키기 위한 방법에는 초음파를 이용한 방법이 있다. 초음파를 이용하는 나노 분말 분산 방법으로는 배스(bath) 타입 방법, 혼(horn) 타입 방법, 집속형 방법 등이 있다.

이 중, 집속형 방법은 보다 균일한 분산 효과를 얻을 수 있다는 장점이 있지만, 장치 특성상 대용량으로 분산이 어려우며, 최적의 분산 효과를 얻지 못 할 수도 있다는 한계가 있다.

종래의 일 실시예에 따른 나노 분말 분산 장치에 있어서는, 나노 분말을 포함하는 유체가 통과하는 유체관과, 이를 둘러싸도록 마련되며 냉각수가 주입되고 유출되는 홀이 형성된 수용 구조와, 초음파를 발생시켜 나노 분말을 분산시키는 초음파 진동자로 이루어질 수 있다.

그런데, 이러한 종래의 나노 입자 분산 장치는 중앙 집속형으로 나노 입자까지 분산이 가능하나 일 구간에서만 분산이 가능하기 때문에 나노 입자를 분산하는 데 상당한 시간이 요구되어 효율성이 떨어지는 한계가 있다.

따라서, 나노 입자의 분산이 정확하게 이루어지면서도 분산하는 데 걸리는 시간을 단축할 수 있어 공정의 효율성을 증대시킬 수 있는 새로운 구성의 나노 분산 장치 및 방법의 개발이 요구되는 실정이다.

관련 선행기술로는 대한민국 등록특허 10-1514035호(발명의 명칭: 나노 분말 분산 장치 및 방법) 등이 있다.

본 발명의 실시예는 분산매에 초음파를 제공하면서 동시에 분산상을 제공함으로써 분산상의 분산이 효율적으로 이루어질 수 있으며, 이를 통해 분산에 소요되는 시간을 단축할 수 있어 공정 효율을 높일 수 있는 나노 분산 장치 및 그의 나노 분산 방법을 제공한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 나노 분산 장치는, 분산 매질인 분산매가 유입되는 유입구와 분산 작업이 마무리된 상기 분산매가 유출되는 유출구를 구비하는 원통몸체를 구비하며, 중앙으로는 냉각수가 흐르는 냉각수 이동부가 구비되고, 상기 냉각수 이동부와 평행하게 구비되며 분산상이 흐르는 분산상 이동부가 구비되는 장치 하우징 및 상기 장치 하우징에서 상기 냉각수 이동부의 중앙 부분을 감싸도록 구비되며, 초음파를 발생시켜 상기 분산상을 상기 분산매 내로 분산시키는 집속형 초음파 형성부를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 장치는, 상기 장치 하우징 내에서 상기 냉각수 이동부를 부분적으로 감싸도록 구비되며, 상기 초음파 형성부에 의한 상기 분산상의 분산을 가속화하는 분산 집중부를 포함하며, 상기 분산 집중부에는 상기 분산상 이동부가 관통되어 상기 분산상 이동부를 통해 이동되는 상기 분산상이 상기 분산 집중부를 통해 상기 분산매 내로 분산될 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 분산 집중부는 기공이 포함된 소재로 마련되며, 상기 분산상 이동부를 따라 이동되는 상기 분산상이 상기 분산 집중부를 통과하면서 상기 분산매 내로 제공되어 상기 분산상의 분산매 내로의 분산을 가속화할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 분산 집중부는 측부에 기공이 포함된 소재로 마련되는 망이 구비되어 상기 분산상 이동부를 통해 이동되는 상기 분산상이 상기 망을 통해 퍼져 상기 분산매 내에 전달될 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 유입구를 통해 상기 장치 하우징 내로 유입된 상기 분산매가 상기 초음파 형성부 및 상기 분산 집중부 사이를 통과할 때 상기 초음파 형성부에 의해 발생된 초음파에 의해 상기 분산상이 나노 입자로 분산되면서 상기 분산 집중부를 통해 분산된 상기 분산상이 상기 분산매 내에서 상기 나노 입자로의 분산을 가속화할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 분산 집중부는 10μm이상 내지 100μm이하의 균일한 기공을 가지는 소재로 마련될 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 원통몸체는 상기 냉각수 이동부가 중앙을 관통하는 중공의 원통 형상으로 마련되며, 상기 원통몸체의 중앙 부분을 감싸도록 상기 초음파 형성부가 원통형으로 마련되며, 상기 초음파 형성부가 장착되는 상기 원통몸체의 내부 공간의 내경이 상기 유입구 및 상기 유출구가 구비되는 상기 원통몸체의 내부 공간의 내경에 비해 상대적으로 클 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 초음파 형성부는 PZT 진동자를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 분산매의 비중은 상기 분산상의 비중과 다를 수 있다

또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 분산매의 물질은 상기 분산상의 물질과 다른 종류일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 나노 분산 장치의 나노 분산 방법은, 상기 장치 하우징의 상기 유입구로 분산상을 유입시키는 유입 단계와, 상기 초음파 형성부를 작동시켜 상기 장치 하우징 내에 형성된 상기 분산매의 이동 경로 상에 초음파를 발생시켜 상기 분산상을 분산매 내로 분산시키는 분산 단계 및 상기 장치 하우징의 상기 유출구로 상기 초음파 형성부에 의해 분산된 상기 나노 입자를 유출시키는 유출 단계를 포함하며, 상기 분산 단계 시, 상기 분산상 이동부를 통해 이동된 분산상을 상기 분산 집중부를 통해 상기 분산매 내로 제공하여 상기 초음파 형성부에 의한 상기 분산상의 분산을 가속화할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 분산 집중부는 기공이 포함된 소재로 마련되며, 상기 분산 단계 시, 상기 분산상 이동부를 따라 이동되는 상기 분산상이 상기 분산 집중부를 통과하면서 상기 분산상의 분산을 가속화할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 유입 단계 시 상기 냉각수 이동부를 통해 냉각수를 제공함으로써 상기 분산 단계 시 상기 장치 하우징 내에서 분산되는 상기 분산상에 대한 냉각 과정이 실행될 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 분산매의 비중은 상기 분산상의 비중과 다를 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 분산매의 물질은 상기 분산상의 물질과 다른 종류일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 분산매에 초음파를 제공하면서 동시에 분산상 집중부를 통해서 분산상을 제공함으로써 분산매 내의 분산이 효율적으로 이루어질 수 있으며, 이를 통해 분산에 소요되는 시간을 단축할 수 있어 공정 효율을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 분산 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 장치의 내부 구성을 설명하기 위하여 부분적으로 단면 처리한 사시도이다.
도 3은 도 1의 장치의 단면을 정면에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 1의 장치 내에서 이루어지는 분산상의 나노입자로의 분산 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 분산 장치의 나노 분말 분산 방법의 순서도이다.

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 분말 분산 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 장치의 내부 구성을 설명하기 위하여 부분적으로 단면 처리한 사시도이며, 도 3은 도 1의 장치의 단면을 정면에서 바라본 도면이고, 도 4는 도 1의 장치 내에서 이루어지는 분산상의 나노입자로의 분산 과정을 설명하기 위한 도면이다.

이들 도면에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 분산 장치(100)는, 분산 매질인 분산매가 유입되는 유입구(112)와 분산 작업이 마무리된 상기 분산매가 유출되는 유출구(113)를 구비하는 몸체를 형성하며 냉각수가 이동되는 냉각수 이동부(130)와 분산상이 흐르는 분산상 이동부(140)가 구비되는 장치 하우징(110)과, 장치 하우징(110)에 장착되며 초음파를 발생시켜 분산상을 나노 입자로 분산매 내에 분산시키는 초음파 형성부(150)를 포함할 수 있다.

아울러, 본 실시예의 장치(100)는, 장치 하우징(110) 내에 장착되어 초음파 형성부(150)에 의한 분산상의 분산을 가속화하는 분산 집중부(160)를 포함할 수 있다.

이러한 구성에 의해서, 분산매에 초음파를 제공하면서 동시에 분산 집중부(160)를 통해서 분산상을 제공함으로써 분산상의 분산이 효율적으로 이루어질 수 있다.

각각의 구성에 대해 설명하면, 본 실시예의 장치 하우징(110)은, 장치의 기본 틀을 이루는 것으로서, 도 1 내지 도 3에 도시된 것처럼, 전체적으로 중공의 원통 형상으로 마련되는 원통몸체(111)와, 원통몸체(111)에서 개방된 양 개구를 차단하는 원판 형상의 한 쌍의 차단 플레이트(116)들과, 한 쌍의 차단 플레이트(116)들 간을 연결하여 원통몸체(111)에 대하여 한 쌍의 차단 플레이트(116)를 고정하는 고정부재(117)를 포함할 수 있다.

여기서, 고정부재(117)는 예를 들면 120도 간격으로 세 위치에 장착됨으로써, 원통몸체(111)에 대한 한 쌍의 차단 플레이트(116)의 결합을 견고하게 할 수 있다.

원통몸체(111)에는, 도 1에 도시된 것처럼, 분산 매질인 분산매가 유입되는 유입구(112)와, 분산 작업이 마무리된 분산매가 유출되는 유출구(113)가 구비될 수 있으며, 도 2에 도시된 것처럼, 유입구(112)와 유출구(113)는 원통몸체(111)의 내부 공간에 의해서 상호 연통될 수 있다.

즉, 유입구(112)로 유입된 분산매는 함께 유체 형태로 원통몸체(111) 내에 형성된 이동 경로를 따라서 이동되며, 후술할 초음파 형성부(150) 및 분산 집중부(160)에 의해 분산상이 나노 입자 크기로 분산매 내에 분산된 후 분산상이 포함된 분산매는 유출구(113)를 통해 외부로 유출될 수 있다.

아울러, 본 실시예의 분산매의 비중은 분산상의 비중과 다르고, 분산매의 물질을 분산상의 물질과 다른 종류로 마련될 수 있다. 이를 통해 분산상에 의해서 분산매가 나노 입자의 크기로 분산될 수 있는 것이다.

부연하면, 본 실시예의 원통몸체(111)의 유입구(112) 및 유출구(113)는 순환 구조를 가질 수 있으며, 이를 통해 유입구(112)를 통해 유입되는 분산매가 순환될 수 있다.

아울러, 분산상과 분산매가 액체로 실시될 수 있고, 본 발명에 따른 장치를 통해 하나의 액체가 미립자화 되어 다른 액체 중에 분산되는 에멀젼 형태를 제조하는 장치로 사용될 수 있다.

그리고, 후술할 분산 집중부(160)에 의해 분산매와는 다른 비중을 가지는 분산상이 분산매에 들어가는데, 이때 서로 비중이 다른 분산매와 분산상이 만나는 지점에 초음파 형성부(150)를 통해 초음파를 조사함으로써 분산매의 효율적인 분산이 이루어질 수 있다.

도시하지는 않았지만, 예를 들면 유출구(113)와 연결된 경로 상에 펌프가 구비될 수 있으며, 펌프로부터 제공되는 힘에 의해서 유입구(112)로부터 유출구(113) 방향으로의 흐름이 형성될 수 있다. 전술한 것처럼, 순환 구조일 수 있으며, 순환 구조가 아닐 수도 있다.

이러한 장치 하우징(110)의 원통몸체(111)의 중앙으로는, 즉 축 중심으로는 냉각수가 흐르는 냉각수 이동부(130)가 구비될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 냉각수 공급부로부터 냉각수 이동부(130)로 냉각수가 계속적으로 공급될 수 있으며, 이를 통해 원통몸체(111) 내로 유입된 분산매에 대한 냉각이 이루어질 수 있어 나노 입자의 분산 공정이 보다 효율적으로 이루어질 수 있다.

특히, 냉각수 이동부(130)가 원통몸체(111)의 축 중심에 구비되고, 냉각수 이동부(130)에 이격되도록 초음파 형성부(150)가 구비되는데, 이를 통해 초음파 형성부(150)로부터 제공되는 초음파가 냉각수 이동부(130)를 거치지 않고 바로 분산매 내에 제공되는 것이기 때문에 분산상의 분산 효율을 향상시킬 수 있다.

아울러, 원통몸체(111)에는, 도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 냉각수 이동부(130)로부터 약간 이격된 위치에서 냉각수 이동부(130)와 평행하게 구비되는 분산상 이동부(140)가 구비될 수 있다.

분산상 이동부(140)의 내부 경로를 따라서 예를 들면 오일과 같은 분산상이 이동되며, 후술할 분산 집중부(160)를 통해서 분산상 이동부(140)를 통해 이동된 분산상이 미세한 크기로 쪼개져 분산매 내의 분산이 이루어지고 있는 분산 영역(110S)으로 제공될 수 있다.

한편, 본 실시예의 초음파 형성부(150)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 것처럼, 장치 하우징(110)의 원통몸체(111)에서 냉각수 이동부(130)의 중앙 부분을 감싸도록 구비되며 초음파를 발생시켜 원통몸체(111) 내에서 초음파 형성부(150) 및 후술할 분산 집중부(160) 사이의 분산 영역(110S)을 지나는 분산상을 분산매 내로 미세한 크기로 분산시킬 수 있다.

부연하면, 초음파 형성부(150)는 집속형으로서 전기 에너지를 초음파 에너지로 변환하여 나노 분말에 초음파 에너지를 제공할 수 있다. 본 실시예의 초음파 형성부(150)는 예를 들면 PZT 진동자로 마련될 수 있는데, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 초음파 형성부(150)는 원통 형상을 가지는데, 원통몸체(111)의 중앙 부분에 구비될 수 있다. 도 3을 참조하면, 초음파 형성부(150)가 장착되는 원통몸체(111)의 내부 공간은 전체적으로 중공의 원통 형상을 가지는데, 유입구(112) 및 유출구(113)가 구비되는 구간(111a, 111c)과, 초음파 형성부(150)가 구비되는 구간(111b)에서의 원통몸체(111)의 내경은 차이가 있다.

즉, 유입구(112) 및 유출구(113)가 구비되는 구간(111a, 111c)에서의 원통몸체(111)의 내경이 초음파 형성부(150)가 구비되는 구간(111b)에서의 원통몸체(111)의 내경에 비해 작으며, 상호 연결되는 구간은 경사지게 구비됨으로써 유입구(112)를 통해서 유입된 분산매는 초음파 형성부(150)가 구비되는 원통몸체(111)의 내부 공간에서 확산될 수 있으며, 이후 분산 과정을 거친 분산상을 포함하는 분산매는 상대적으로 작아지는 원통몸체(111)의 내부 구간을 통과하여 유출구(113)를 통해 유출될 수 있다.

이처럼, 본 실시예의 초음파 형성부(150)는 원통몸체(111) 내에 형성된 경로를 따라서 이동되는 분산매에 초음파를 제공하여 분산상이 나노 입자로 분산될 수 있도록 한다.

다만, 이때 분산상이 분산매 내로 분산되는 것을 가속화하기 위해, 다시 말해 분산상에서 분산매 내로의 분산 과정이 집중적으로 이루어질 수 있도록, 본 실시예의 장치는 분산 집중부(160)를 더 포함할 수 있다.

본 실시예의 분산 집중부(160)는, 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 원통몸체(111) 내에서 냉각수 이동부(130)를 부분적으로 감싸도록 구비되며, 초음파 형성부(150)에 의해 분산매상이 분산매 내로 분산되는 과정이 이루어지고 있는 분산 영역(110S)으로 분산상 이동부(140)를 통해 이동되는 분산상, 예를 들면 본 구성과 같은 방식으로 오일을 제공함으로써 분산매 내의 분산 과정이 가속화될 수 있다. 즉, 분산 과정이 집중적으로 이루어질 수 있는 것이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 냉각수 이동부(130)에 인접하게 구비되는 분산상 이동부(140)는 분산 집중부(160)를 관통하는데, 이를 통해 분산상 이동부(140)를 통해 이동된 분산상이 분산 집중부(160)로 제공될 수 있다.

그리고, 분산 집중부(160)는 분산상 이동부(140)로부터 받은 분산상을 측부에 형성된 망 구조를 통해 전술한 분산 영역으로 분사하는 것이다. 이를 통해 분산상의 미세화와 더불어 분산 가속화를 구조 측면에서 보조 가능할 수 있다.

본 실시예의 분산 집중부(160)는 기공(160h)이 포함된 소재로 마련될 수 있다. 예를 들면 나노 구조의 메쉬 망으로 마련될 수 있는 것이다. 따라서, 분산상 이동부(140)를 따라 이동되는 분산상이 분산 집중부(160)의 측부에 형성된 기공(160h)들을 통과하면서 분산 영역(110S)에 고르게 퍼질 수 있다.

이러한 분산 집중부(160)에 구비되는 기공(160h)들은 예를 들면 10μm이상 내지 100μm이하의 균일한 크기를 가질 수 있으며, 이를 통해 분산상의 분산이 고르게 이루어질 수 있다.

또한, 전술한 것처럼, 다른 비중을 가지면서도 다른 종류로 마련되는 액체들인 분산매와 분산상이 분산 집중부(160)에 구비되는 기공(160h)들에 위치됨으로써 머무르는 시간을 증대시킬 수 있으며, 이를 통해 분산상에 의한 분산매의 분산이 보다 효율적으로 이루어질 수 있다.

다만, 분산 집중부(160)의 구조 및 기공의 크기가 이에 한정되는 것은 아니며, 분산상을 고르게 분산할 수 있는 것이라면 다른 구조가 적용될 수 있음은 당연하다.

한편, 이하에서는 도 4를 참조하여 전술한 장치(100)의 구성들에 의해서 분산상이 분산매 내로 분산되는 것을 대략적으로 설명하기로 한다.

먼저, 장치 하우징(110)의 유입구(112)를 통해 분산매를 유입한다. 이때 냉각수 이동부(130)를 통해 화살표 A 방향으로 또는 역 방향으로 냉각수를 공급하여 유입된 분산매의 냉각이 이루어지도록 한다.

원통몸체(111)의 내부 경로를 따라 분산매가 화살표 B 방향으로 이동할 때 초음파 형성부(150)에 전류를 인가하여 초음파가 발생되도록 하고, 발생된 초음파는 화살표 C 방향으로 제공되어 분산 영역(110S)을 통과하는 분산매를 통해 분산상으로 에너지가 전달되어 분산상이 분산매 내로의 분산 과정이 이루어진다.

이때, 동시에 분산상 이동부(140)를 통해 제공된 분산상을 분산 집중부(160)를 통해 화살표 D 방향으로 분산 영역에 제공할 수 있으며, 이로 인해 분산상에 대해 분산매 내로의 분산을 보다 가속화할 수 있다.

한편, 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 분산 장치(100)의 나노 분산 방법에 대해서 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 분산 장치의 나노 분산 방법의 순서도이다.

이에 도시된 것처럼, 본 실시예의 나노 분산 방법은, 장치 하우징(110)의 유입구(112)로 분산매를 유입시키는 유입 단계(S100)와, 초음파 형성부(150)를 작동시켜 장치 하우징(110) 내에 형성된 분산매의 이동 경로 상에 초음파를 발생시켜 분산상을 분산매 내로 분산시키는 분산 단계(S200)와, 장치 하우징(110)의 유출구(113)로 초음파 형성부(150)에 의해 분산된 분산상을 포함하는 분산매를 유출시키는 유출 단계(S300)를 포함할 수 있다.

여기서 분산 단계(S200) 시, 분산상 이동부(140)를 통해 이동된 분산상을 분산 집중부(160)를 통해 분산매 내로 제공하여 초음파 형성부(150)에 의한 분산상에 대한 분산매 내로의 분산을 가속화할 수 있다.

본 실시예의 유입 단계(S100) 시, 냉각수 이동부(130)를 통해 냉각수를 제공함으로써 분산 단계 시 장치 하우징(110) 내에서 분산되는 분산매에 대한 냉각 과정이 실행될 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 분산매에 초음파 형성부(150)을 통해 초음파를 제공하면서 동시에 분산상 이동부(140)를 통해서 분산상을 제공함으로써 분산매 내의 분산상에 대한 분산이 효율적으로 이루어질 수 있으며, 이를 통해 분산에 소요되는 시간을 단축할 수 있어 공정 효율을 높일 수 있다. 더불어, 본 구성으로 대용량의 분산매에 대해 분산상을 분산가능하여 장치 대용량화 가능하다.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100: 나노 분산 장치
110: 장치 하우징
111: 원통몸체
112: 유입구
113: 유출구
116: 차단 플레이트
117: 고정부재
130: 냉각수 이동부
140: 분산상 이동부
150: 초음파 형성부
160: 분산 집중부

Claims (15)

1. 분산 매질인 분산매가 유입되는 유입구와 분산 작업이 마무리된 상기 분산매가 유출되는 유출구를 구비하는 원통몸체를 구비하며, 중앙으로는 냉각수가 흐르는 냉각수 이동부가 구비되고, 상기 냉각수 이동부와 평행하게 구비되며 분산상이 흐르는 분산상 이동부가 구비되는 장치 하우징;
   상기 장치 하우징에서 상기 냉각수 이동부의 중앙 부분을 감싸도록 구비되며, 초음파를 발생시켜 상기 분산상을 상기 분산매 내로 분산시키는 집속형 초음파 형성부; 및
   상기 장치 하우징 내에서 상기 냉각수 이동부를 부분적으로 감싸도록 구비되며, 상기 초음파 형성부에 의한 상기 분산상의 분산을 가속화하는 분산 집중부;
   를 포함하며,
   상기 분산 집중부에는 상기 분산상 이동부가 관통되어 상기 분산상 이동부를 통해 이동되는 상기 분산상이 상기 분산 집중부를 통해 상기 분산매 내로 분산되며,
   상기 분산 집중부는 측부에 기공이 포함된 망으로 마련되며, 상기 분산상 이동부를 따라 이동되는 상기 분산상이 상기 분산 집중부를 통과하면서 상기 분산매 내로 제공되어 상기 분산매 내의 상기 분산상에 대한 분산을 가속화하는 것을 특징으로 하는 나노 분산 장치..
   
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5. 제1항에 있어서,
   상기 유입구를 통해 상기 장치 하우징 내로 유입된 상기 분산매가 상기 초음파 형성부 및 상기 분산 집중부 사이를 통과할 때 상기 초음파 형성부에 의해 발생된 초음파에 의해 상기 분산상이 상기 분산매 내로 분산되면서 상기 분산 집중부를 통해 분산된 상기 분산상이 상기 분산매 내에서 나노 입자로의 분산을 가속화하는 것을 특징으로 하는 나노 분산 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 분산 집중부는 10μm이상 내지 100μm이하의 균일한 기공을 가지는 소재로 마련되는 것을 특징으로 하는 나노 분산 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 원통몸체는 상기 냉각수 이동부가 중앙을 관통하는 중공의 원통 형상으로 마련되며,
   상기 원통몸체의 중앙 부분을 감싸도록 상기 초음파 형성부가 원통형으로 마련되며, 상기 초음파 형성부가 장착되는 상기 원통몸체의 내부 공간의 내경이 상기 유입구 및 상기 유출구가 구비되는 상기 원통몸체의 내부 공간의 내경에 비해 상대적으로 큰 것을 특징으로 하는 나노 분산 장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 초음파 형성부는 PZT 진동자를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 분산 장치.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 분산매의 비중은 상기 분산상의 비중과 다른 것을 특징으로 하는 나노 분산 장치.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 분산매의 물질은 상기 분산상의 물질과 다른 종류인 것을 특징으로 하는 나노 분산 장치.
    
11. 제1항, 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 나노 분산 장치의 나노 분산 방법에 있어서,
    상기 장치 하우징의 상기 유입구로 분산매를 유입시키는 유입 단계;
    상기 초음파 형성부를 작동시켜 상기 장치 하우징 내에 형성된 상기 분산매의 이동 경로 상에 초음파를 발생시켜 상기 분산상을 분산매 내로 분산시키는 분산 단계; 및
    상기 장치 하우징의 상기 유출구로 상기 초음파 형성부에 의해 분산된 상기 분산상을 포함하는 상기 분산매를 유출시키는 유출 단계;
    를 포함하며,
    상기 분산 단계 시, 상기 분산상 이동부를 통해 이동된 분산상을 상기 분산 집중부를 통해 상기 분산매 내로 제공하여 상기 초음파 형성부에 의한 상기 분산상의 분산을 가속화하며,
    상기 분산 집중부는 기공이 포함된 소재로 마련되며,
    상기 유입 단계 시 상기 냉각수 이동부를 통해 냉각수를 제공함으로써 상기 분산 단계 시 상기 장치 하우징 내에서 분산되는 상기 분산매에 대한 냉각 과정이 실행되는 것을 특징으로 하는 나노 분산 장치의 나노 분산 방법.
    
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14. 제11항에 있어서,
    상기 분산매의 비중은 상기 분산상의 비중과 다른 것을 특징으로 하는 나노 분산 장치의 나노 분산 방법.
    
15. 제11항에 있어서,
    상기 분산매의 물질은 상기 분산상의 물질과 다른 종류인 것을 특징으로 하는 나노 분산 장치의 나노 분산 방법.