KR20210048168A - Multi-cavitation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
개시된 내용은 횡단면이 감소되다가 다시 증대되는 벤츄리부를 포함하는 관로 내로 유체를 관류시킬 경우에 벤츄리부 전후의 압력차에 의해 수증기 버블 형태의 캐비테이션이 발생, 확장 및 붕괴됨으로써 발생되는 작용력을 이용해 은행 잎, 라벤다 오일, 차가버섯 등과 같은 식물의 약재를 추출하는 캐비테이션 장치에 관련된다.The disclosed content is that when a fluid is perfused into a pipe including a venturi part that decreases in cross section and then increases again, cavitation in the form of a water vapor bubble is generated, expanded, and collapsed by a pressure difference before and after the venturi part. It relates to a cavitation device that extracts medicinal herbs from plants such as lavender oil and chaga mushrooms.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래기술이라고 인정되는 것은 아니다.Unless otherwise indicated herein, the content described in this section is not prior art to the claims of this application, and inclusion in this section is not admitted to be prior art.
일반적으로 횡단면이 감소되다가 다시 증대되는 벤츄리부를 포함하는 관로 내를 유체가 관류하는 경우에 횡단면이 감소되는 부분에서는 유체의 속도가 느려지고 압력이 상승하게 되고 횡단면이 증대되는 부분에서는 유체의 속도는 빨라지고 압력이 하강하게 되는데, 이 때 양측의 압력의 차이에 의해 수많은 작은 수증기 버블 형태의 캐비테이션이 생성되고 확장된 후 붕괴되는 현상이 발생한다.In general, when fluid flows through a pipe including a venturi section that decreases in cross section and then increases again, the velocity of fluid is slowed down and pressure rises in the portion where the cross section is reduced, and the fluid velocity increases and pressure in the portion where the cross section increases. At this time, cavitation in the form of numerous small water vapor bubbles is generated due to the difference in pressure on both sides, and collapses after expansion occurs.
특히 수증기 버블 형태의 캐비테이션이 붕괴되는 출구측에는 수증기 버블여러 방향으로 서로 부딪치면서 충격파를 만들게 되고 이로 인해 상당히 높은 압력과 온도가 발생될 뿐만 아니라, 유리 레디칼(Free hydroxyl radicals)이 형성된다.Particularly, at the outlet side where the cavitation in the form of water vapor bubbles collides with each other in several directions, a shock wave is generated, which not only generates a considerably high pressure and temperature, but also forms free hydroxyl radicals.
수리동력학적 캐비테이션장치는, 전술한 바와 같이, 횡단면이 감소되다가 다시 증대되는 벤츄리부를 포함하는 관로 내로 유체를 고압으로 관류시킴에 따라 수증기 버블 형태의 캐비테이션을 생성, 확장 및 붕괴시켜 발생되는 작용력을 이용하여 바이오디젤을 제조하거나, 또는 에멀젼유, 화장품, 마요네즈 등을 유화시키거나, 기타 수처리, 예를 들어 냉각탑 등의 스케일 제거, 입자분쇄 등을 가능하게 한다.As described above, the hydraulic cavitation device uses the force generated by generating, expanding, and collapsing cavitation in the form of water vapor bubbles as the fluid flows through a pipe including a venturi part that decreases in cross section and then increases again. This makes it possible to manufacture biodiesel, emulsify emulsion oil, cosmetics, mayonnaise, etc., or to perform other water treatment, for example, scale removal of cooling towers, particle pulverization, and the like.
한편, 식물에서 특정 성분을 추출하기 위해서는 고온의 약탕 추출이나 화학 용재를 이용한 방법이 사용되어 왔다. 그런데 이러한 종래의 방법은 원재료인 식물의 잎이나 버섯 등을 잘게 분쇄하는 전처리 과정이 필요할 뿐만 아니라 고온의 약탕이나 화학 용재의 사용이 번거로운 단점이 있었다.On the other hand, in order to extract a specific component from a plant, a method using a high-temperature medicinal bath extraction or a chemical solvent has been used. However, such a conventional method requires a pretreatment process of finely pulverizing the leaves or mushrooms of a plant, which is a raw material, and has a disadvantage in that it is cumbersome to use a high temperature medicinal bath or chemical solvent.
다양한 캐비테이션 장치를 이용해 식물 원료를 절단, 추출, 혼합 및 유화 시킬 수 있고, 은행 잎, 라벤더 오일, 차가버섯 등의 식물약재를 추출할 수 있으며, 두 가지 유체를 혼합, 유화시킬 수 있는 멀티 캐비테이션 장치를 제공하고자 한다.A multi-cavitation device capable of cutting, extracting, mixing and emulsifying plant raw materials using various cavitation devices, extracting plant medicinal materials such as ginkgo leaves, lavender oil, and chaga mushrooms, and mixing and emulsifying two fluids I want to provide.
개시된 내용은 일측에는 원재료와 용매가 공급되는 공급라인이 연결되고 타측에는 구동모터가 위치되되 내부 일측에는 고정톱날이 구비되며 내부 타측에는 상기 구동모터와 연결되는 회전톱날이 구비되어 상기 공급라인을 통해 유입된 원재료 및 용매의 분쇄 및 1차 성분추출이 이루어지게 하는 로터리 캐비테이션부와, 상기 로터리 캐비테이션부에 연결되어 분쇄 및 1차 성분추출이 이루어진 처리물질이 배출 및 유동되는 제 1 배출라인과, 일측에는 상기 제 1 배출라인이 연결되어 상기 처리물질이 유입되고 내부에는 캐비테이션발생 공간부가 형성되며 상기 캐비테이션발생 공간부의 후방에는 와류형성 스크류가 구비되어 상기 제 1 배출라인을 통해 내부로 유입된 처리물질이 상기 와류형성 스크류에 의해 회전된 후 상기 캐비테이션발생 공간부를 통과하며 2차 성분추출이 이루어지게 하는 볼텍스 캐비테이션부와, 상기 볼텍스 캐비테이션부의 일측에 연결되어 2차 성분추출이 이루어진 처리물질이 배출되는 제 2 배출라인이 포함되는 것을 특징으로 하는 멀티 캐비테이션 장치에 대해 기술하고 있다.The disclosed content is that a supply line through which raw materials and solvent are supplied is connected to one side, a driving motor is located on the other side, and a fixed saw blade is provided on the inner side, and a rotating saw blade connected to the driving motor is provided on the other side of the inside, through the supply line. A rotary cavitation unit for pulverizing the introduced raw materials and solvents and extracting primary components, and a first discharge line connected to the rotary cavitation unit to discharge and flow the treated material obtained by pulverization and primary component extraction, and one side The first discharge line is connected to the treatment material to be introduced, a cavitation generating space is formed therein, and a vortex forming screw is provided behind the cavitation generating space, so that the treatment material introduced into the interior through the first discharge line is After being rotated by the vortex forming screw, a vortex cavitation unit passing through the cavitation generating space and allowing secondary component extraction to take place, and a second vortex cavitation unit that is connected to one side of the vortex cavitation unit and discharges the processed material from which the secondary component is extracted. It describes a multi-cavitation device characterized in that the discharge line is included.
개시된 내용은 또한, 일측에는 원재료와 용매가 공급되는 공급라인이 연결되고 타측에는 구동모터가 위치되되 내부 일측에는 고정톱날이 구비되며 내부 타측에는 상기 구동모터와 연결되는 회전톱날이 구비되어 상기 공급라인을 통해 유입된 원재료 및 용매의 분쇄 및 1차 성분추출이 이루어지는 로터리 캐비테이션부와, 상기 로터리 캐비테이션부에 연결되어 분쇄 및 1차 성분추출이 이루어진 처리물질이 배출 및 유동되는 제 1 배출라인과, 일측에는 상기 제 1 배출라인이 연결되어 상기 처리물질이 유입되고 내부에는 상기 제 1 배출라인에서 유입되는 처리물질을 향해 초음파를 발생시켜 음압과 파쇄의 반복을 통해 2차 성분추출이 이루어지게 하는 초음파 발생기 구비된 초음파 캐비테이션부와, 상기 초음파 캐비테이션부의 일측에 연결되어 2차 성분추출이 이루어진 처리물질이 배출되는 제 2 배출라인이 포함되는 것을 특징으로 하는 멀티 캐비테이션 장치에 대해서도 기술하고 있다.In addition, the disclosed contents include a supply line to which raw materials and solvent are supplied to one side, a driving motor is located on the other side, a fixed saw blade is provided on the inner side, and a rotating saw blade connected to the driving motor is provided on the other side of the supply line. A rotary cavitation unit in which raw materials and solvents introduced through the pulverization and primary component extraction are performed, a first discharge line connected to the rotary cavitation unit to discharge and flow the processed material obtained by pulverization and primary component extraction, and one side The first discharge line is connected to the ultrasonic generator in which the treatment material is introduced and the second component is extracted through repetition of sound pressure and crushing by generating ultrasonic waves toward the treatment material introduced from the first discharge line. A multi-cavitation device, characterized in that it includes an ultrasonic cavitation unit provided, and a second discharge line connected to one side of the ultrasonic cavitation unit to discharge a processed material from which secondary components are extracted.
개시된 내용은 또한, 일측에는 원재료와 용매가 공급되는 공급라인이 연결되고 타측에는 구동모터가 위치되되 내부 일측에는 고정톱날이 구비되며 내부 타측에는 상기 구동모터와 연결되는 회전톱날이 구비되어 상기 공급라인을 통해 유입된 원재료 및 용매의 분쇄 및 1차 성분추출이 이루어지게 하는 로터리 캐비테이션부와, 상기 로터리 캐비테이션부에 연결되어 분쇄 및 1차 성분추출이 이루어진 처리물질이 배출 및 유동되는 제 1 배출라인과, 일측에는 상기 제 1 배출라인이 연결되어 상기 처리물질이 유입되고 내부에는 캐비테이션발생 공간부가 형성되며 상기 캐비테이션발생 공간부의 후방에는 와류형성 스크류가 구비되어 상기 제 1 배출라인을 통해 내부로 유입된 처리물질이 상기 와류형성 스크류에 의해 회전된 후 상기 캐비테이션발생 공간부를 통과하며 2차 성분추출이 이루어지게 하는 볼텍스 캐비테이션부와, 상기 볼텍스 캐비테이션부의 일측에 연결되어 2차 성분추출이 이루어진 처리물질이 배출되는 제 2 배출라인과, 상기 제 2 배출라인 내에 구비되어 상기 볼텍스 캐비네이션부 내에서 2차 성분추출 된 처리물질을 향해 초음파를 발생시켜 음압과 파쇄의 반복을 통해 3차 성분추출이 이루어지게 하는 초음파 발생기;가 포함되는 것을 특징으로 하는 멀티 캐비테이션 장치에 대해서도 기술하고 있다.In addition, the disclosed contents include a supply line to which raw materials and solvent are supplied to one side, a driving motor is located on the other side, a fixed saw blade is provided on the inner side, and a rotating saw blade connected to the driving motor is provided on the other side of the supply line. A rotary cavitation unit for pulverizing raw materials and solvents introduced through the method and primary component extraction, and a first discharge line connected to the rotary cavitation unit to discharge and flow the processed material obtained by pulverization and primary component extraction; , At one side, the first discharge line is connected so that the treatment material is introduced, a cavitation generating space is formed inside, and a vortex forming screw is provided at the rear of the cavitation generating space, and the treatment flows into the interior through the first discharge line. After the material is rotated by the vortex forming screw, the vortex cavitation unit passes through the cavitation generating space and allows secondary component extraction to be performed, and the processed material is discharged by being connected to one side of the vortex cavitation unit to extract the secondary component. Ultrasound that is provided in the second discharge line and in the second discharge line and generates ultrasonic waves toward the processed material extracted from the second component in the vortex cavitation part, so that the third component is extracted through repetition of sound pressure and crushing. A multi-cavitation device characterized in that it includes a generator is also described.
이상에서와 같은 멀티 캐비테이션 장치에 의하면, 로터리 캐비테이션부, 볼텍스 캐비테이션부 및 초음파 캐비테이션부가 적어도 두 개 이상 설치되어 있어 식물 원료의 절단, 추출, 혼합, 유화에 매우 효과적이며 또한 은행 잎, 라벤더 오일, 차가버섯 등의 식물약재를 추출하는데 유용할 뿐만 아니라, 두 가지 유체를 혼합, 유화시키는데 매우 뛰어난 장점이 있다.According to the multi-cavitation device as described above, at least two rotary cavitation, vortex cavitation, and ultrasonic cavitation are installed, so it is very effective in cutting, extracting, mixing, and emulsifying plant raw materials. It is not only useful for extracting plant medicinal materials such as mushrooms, but also has a very excellent advantage in mixing and emulsifying two fluids.
도 1은 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 멀티 캐비테이션 장치의 개념도.
도 2는 도 1의 로터리 케비테이션부의 상세도.
도 3은 도 1의 볼텍스 캐비테이션부의 상세도.
도 4는 개시된 내용의 다른 실시 예에 따른 멀티 캐비테이션 장치의 개념도.
도 5는 도 4의 초음파 캐비테이션부의 상세도.
도 6은 개시된 내용의 또 다른 실시 예에 따른 멀티 캐비테이션 장치의 개념도.1 is a conceptual diagram of a multi-cavitation apparatus according to an embodiment of the disclosed content.
Figure 2 is a detailed view of the rotary cavitation of Figure 1;
3 is a detailed view of the vortex cavitation unit of FIG. 1.
4 is a conceptual diagram of a multi-cavitation device according to another embodiment of the disclosed content.
5 is a detailed view of the ultrasonic cavitation unit of FIG. 4.
6 is a conceptual diagram of a multi-cavitation apparatus according to another embodiment of the disclosed content.
개시된 내용의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 개시된 내용은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 개시된 내용의 개시가 완전하도록 하고, 개시된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시된 내용의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 개시된 내용은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the disclosed content, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described later in detail together with the accompanying drawings. However, the disclosed content is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms. It is provided to completely inform the scope of the disclosed content to the holder, and the disclosed content is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification.
개시된 내용의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 개시된 내용의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술 되는 용어들은 개시된 내용의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing embodiments of the disclosed content, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the disclosed content, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in an embodiment of the disclosed content and may vary according to an operator's intention or custom. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the present specification.
도 1 내지 도 3에는 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 도면이 도시된다. 도 1은 개념도이고, 도 2 및 도 3은 상세도이다.1 to 3 illustrate diagrams according to an embodiment of the disclosed content. 1 is a conceptual diagram, and FIGS. 2 and 3 are detailed views.
이하에는 도 1 내지 도 3을 참조하여 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 멀티 캐비테이션 장치(1)의 구성부재와 그 작동관계에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a constituent member of the
개시된 내용의 일 실시 예에 따른 멀티 캐비테이션 장치(1)는, 일측에는 원재료와 용매가 공급되는 공급라인(11)이 연결되고 타측에는 구동모터(12)가 위치되되 내부 일측에는 고정톱날(13)이 구비되며 내부 타측에는 상기 구동모터(12)와 연결되는 회전톱날(14)이 구비되어 상기 공급라인(11)을 통해 유입된 원재료 및 용매의 분쇄 및 1차 성분추출이 이루어지게 하는 로터리 캐비테이션부(10)와, 상기 로터리 캐비테이션부(10)에 연결되어 분쇄 및 1차 성분추출이 이루어진 처리물질이 배출 및 유동되는 제 1 배출라인(20)과, 일측에는 상기 제 1 배출라인(20)이 연결되어 상기 처리물질이 유입되고 내부에는 캐비테이션발생 공간부(31)가 형성되며 상기 캐비테이션발생 공간부(31) 후방에는 와류형성 스크류(32)가 구비되어 상기 제 1 배출라인(20)을 통해 내부로 유입된 처리물질이 상기 와류형성 스크류(32)에 의해 회전된 후 상기 캐비테이션발생 공간부(31)를 통과하며 2차 성분추출이 이루어지게 하는 볼텍스 캐비테이션부(30)와, 상기 볼텍스 캐비테이션부(30) 일측에 연결되어 2차 성분추출이 이루어진 처리물질이 배출되는 제 2 배출라인(40)이 포함된다.In the
먼저, 도 1을 참조하면, 로터리 캐비테이션부(10)가 구비된다. 이 로터리 캐비테이션부(10)는 공급라인(11)을 통해 원재료인 식물의 꽃, 잎, 종자, 뿌리와 용매인 알코올과 이산화탄소 등이 함께 투입되어 원재료가 분쇄됨과 동시에 용매와 혼합되게 하고, 캐비테이션 발생을 통해 1차 성분추출이 이루어지게 하는 역할을 한다.First, referring to FIG. 1, a
이러한 로터리 캐비테이션부(10)는 그 일측에 원재료와 용매가 공급되는 공급라인(11)이 연결되고, 타측에는 구동모터(12)가 위치되되 내부 일측에는 고정톱날(13)이 구비되며 내부 타측에는 구동모터(12)와 연결되는 회전톱날(14)이 구비된다.This
도 2를 참조하면, 전술한 고정톱날(13)은 링 형상으로 형성되고 회전톱날(14)을 향해 톱날이 돌출 형성되어 있며, 회전톱날(14)은 마찬가지로 링 형상으로 형성되고 고정톱날을 향해 톱날이 돌출 형성되어 있다. 그리고 고정톱날(13)의 톱날 외주연이 회전톱날(14)의 톱날 내주연과 밀착되되 회전톱날(14)의 회전시 맞닿는 톱날 측이 가위의 날과 같이 경사지게 가공되어 있어 회전톱날(14) 회전시 공급라인(11)을 통해 유입되는 원재료가 미세하게 분쇄된다.Referring to Figure 2, the above-described fixed
즉, 고정톱날(13)과 회전톱날(14)은 그 톱날이 서로 마주보게 배치되되 고정톱날(13)의 내경이 회전톱날(14)의 내경보다 크게 형성되며 회전톱날(14)의 톱날이 고정톱날(13)의 내부에 서로 연접되게 위치된다. 따라서 구동모터(12)의 구동에 의해 회전톱날(14)이 회전되면 고정톱날(13)의 톱날에 회전톱날(14)의 톱날이 연속적으로 맞닿으면서 가위의 날이 종이를 자르는 원리로 원재료를 잘게 분쇄하게 된다.That is, the fixed
이때 로터리 캐비테이션부(10) 내에서 분쇄되는 원재료의 분쇄크기는 회전톱날(14)과 연결된 구동모터(12)의 회전속도를 제어하는 VDF(Variable Drive Frequency)의해 제어되는데, 이를 통해 원재료를 미리 적당한 크기로 절단해야 하는 전처리를 할 필요가 없게 된다. 즉, 원재료가 투입될 때에는 구동모터(12)의 회전속도를 저속으로 하여 원재료가 적당한 크기로 절단되게 하고, 어느정도 원재료가 절단된 후에는 점차적으로 회전속도를 고속으로 높여 원재료가 미세하게 분쇄되게 한다.At this time, the crushing size of the raw material pulverized in the
한편, 회전톱날(14) 회전시 로터리 캐비테이션 내에서 발생되는 고속의 원심력으로 인해 분쇄된 원재료가 회전톱날(14)이 회전될 때 좁아졌다 넓어졌다를 반복하면서 발생되는 수리동역학적 캐비테이션에 의해 확장 및 붕괴에 따른 작용력으로 원재료에 대한 1차 성분추출이 이루어지게 된다.Meanwhile, due to the high-speed centrifugal force generated in the rotary cavitation when rotating the
다음으로, 전술한 로터리 캐비테이션부(10) 일측에는 제 1 배출라인(20) 일단이 연결되는데, 이 배출라인은 분쇄 및 1차 성분추출이 완료된 처리물질이 추후에 설명될 볼텍스 캐비테이션부(30)로 배출되게 하는 역할을 한다. 이러한 제 1 배출라인(20) 내부에는 비록 도시되지 않았지만 개폐 밸브가 구비되어 로터리 캐비테이션부(10) 작동 중에는 제 1 배출라인(20)이 폐쇄되게 하였다가 작동이 완료된 후에는 개방되게 한다. 또한 제 1 배출라인(20)에는 추후에 설명될 볼텍스 캐비테이션부(30)로 처리물질이 고압으로 유동될 수 있도록 고압펌프(21)가 설치되는 것으로 한다.Next, one end of the
다음으로, 도 3을 참조하면 전술한 제 1 배출라인(20) 타단에는 볼텍스 캐비테이션부(30)가 연결된다. 이 볼텍스 캐비테이션부(30)는 제 1 배출라인(20)을 통해 내부로 유입된 처리물질이 와류형성 스크류(32)에 의해 회전된 후 캐비테이션발생 공간부(31)를 통과하며 2차 성분추출이 이루어지게 하는 역할을 한다.Next, referring to FIG. 3, a
이러한 볼텍스 캐비테이션부(30)는 그 일측에 제 1 배출라인(20)이 연결되어 처리물질이 유입되고 내부에는 캐비테이션발생 공간부(31)가 형성되며 캐비테이션발생 공간부(31) 후방에는 와류형성 스크류(32)가 구비된다.In this
전술한 캐비테이션발생 공간부(31)는 후방에 형성되어 제 1 배출라인(20)을 통해 처리물질이 유입 및 이동되는 대공간부(31-1)와, 대공간부(31-1)로부터 연결되되 그 횡단면적이 점차 감소됨으로써 처리물질의 속도를 감속시킴과 동시에 압력을 증대시켜 캐비테이션이 발생되게 하는 단면감소공간부(31-2)와, 단면감소공간부(31-2)와 연결되어 단면감소공간부(31-2) 내에서 발생된 처리물질의 속도 및 압력이 유지되게 하는 소공간부(31-3)와, 소공간부(31-3)와 연결되되 단면적이 증대되어 단면감소공간부(31-2)를 관류함에 따라 발생된 캐비테이션이 1차적으로 급격히 확장되게 하는 제 1 단면증대공간부(31-4)와, 제 1 단면증대공간부(31-4)와 연결되되 제 1 단면증대공간부(31-4)에 의해 급격히 확장된 캐비테이션이 제 1 단면증대공간부(31-4)의 연결지점에서 다시 수축되었다가 2차적으로 확장되면서 최종적으로 붕괴되게하는 제 2 단면증대공간부(31-5)가 순차적으로 형성된다.The above-described cavitation generating space 31 is formed at the rear and is connected from the large space 31-1 through which the treatment material is introduced and moved through the
전술한 단면감소공간부(31-2)는 처리물질의 진행방향에 따라 횡단면적이 점차 감소됨으로써 유체의 속도를 감속시킴과 동시에 유체의 압력을 증대시키는 역할을 하는 것으로, 이 단면감소공간부(31-2)에 의해 압력차가 발생되고 내부마찰에 의해 수증기 버블 형태의 캐비테이션이 발생된다. The above-described section reduced space part 31-2 serves to decrease the speed of the fluid and increase the pressure of the fluid by gradually decreasing the cross-sectional area according to the traveling direction of the treated material, and this section reduced space part ( The pressure difference is generated by 31-2) and cavitation in the form of water vapor bubbles is generated by internal friction.
단면감소공간부(31-2)의 후방에 형성되는 대공간부(31-1)는 제 1 배출라인(20)과 연통되는 공간으로 단면감소공간부(31-2)로 유체가 제공될 수 있도록 하는 열할을 하고, 단면감소공간부(31-2)의 전방에 형성되는 소공간부(31-3)는 단면감소공간부(31-2)에 의한 유체의 감속상태과 압력증대 상태가 추후에 설명될 제 1 단면증대공간부(31-4)에 이르기까지 유지시켜주는 역할을 한다. 이때 단면감소공간부(31-2)는 원뿔 형상으로 형성되고 대공간부(31-1) 및 소공간부(31-3)는 원통 형상으로 형성된다.The large space portion 31-1 formed at the rear of the section reduced space section 31-2 is a space communicating with the
그리고 제 1 단면증대공간부(31-4)는 단면감소공간부(31-2)를 관류함에 따라 발생된 캐비테이션을 1차적으로 급격히 확장시키는 역할을 하는 것으로, 소공간부(31-3)의 직경보다는 더 큰 직경을 가지는 원통 형상으로 형성됨에 따라, 처리물질의 속도를 급격히 증대시킴과 동시에 유체의 압력을 급격히 감소시킴으로써, 캐비테이션이 1차적으로 급격히 확장되도록 한다.In addition, the first section-enhancing space part 31-4 primarily serves to rapidly expand the cavitation generated by passing through the section-reduction space part 31-2, and the diameter of the small space part 31-3 As it is formed in a cylindrical shape having a larger diameter than that, the velocity of the processing material is rapidly increased and the pressure of the fluid is rapidly decreased, thereby causing the cavitation to rapidly expand firstly.
또한, 제 2 단면증대공간부(31-5)는 제 1 단면증대공간부(31-4)에 의해 급격히 확장된 캐비테이션이 제 1 단면증대공간부(31-4)의 연결지점에서 다시 수축되었다가 2차적으로 확장되면서 최종적으로 붕괴되도록 하는 역할을 하는 것으로, 제 1 단면증대공간부(31-4) 보다 적은 횡단면적에서부터 점차적으로 횡단면적이 증대되는 원뿔대 형상으로 형성된다.In addition, the cavitation rapidly expanded by the first cross-sectional enlargement space 31-4 in the second cross-sectional enlargement space 31-5 contracted again at the connection point of the first cross-sectional enlargement space 31-4. It is formed in the shape of a truncated cone in which the cross-sectional area gradually increases from a smaller cross-sectional area than the first cross-sectional enlargement space portion 31-4 as the secondary expands and finally collapses.
따라서 제 1 배출라인(20)을 통해 볼텍스 캐비테이션부(30)의 대공간부(31-1)로 유입된 처리물질은 단면감소공간부(31-2)를 관류함에 캐비테이션이 발생되고, 제 1 단면증대공간부(31-4)를 관류하면서 유속증대와 압력감소로 인해 1차적으로 급격히 확장된 후, 제 1 단면증대공간부(31-4)와 제 2 단면증대공간부(31-5) 연결지점의 횡단면감소에 따른 유속감소와 압력증대로 인해 수축된 다음, 제 2 단면증대공간부(31-5)를 관류함에 따른 유속증대와 압력감소로 인해 2차적으로 확장 및 붕괴되면서 상당한 압력과 열을 발생시키게 되며 이에 따른 작용력으로 처리물질 대한 1차 성분추출이 이루어지게 된다.Therefore, the treated material introduced into the large space portion 31-1 of the
한편, 전술한 대공간부(31-1) 내에 구비되는 와류형성 스크류(32)는 별도의 추가동력 없이 와류가 형성되게 함으로써 처리물질 내부의 성분들의 원활한 혼합 및 유화를 유도하며, 또한 와류 형성에 의해 캐비테이션발생 공간부(31) 내에서 수리동력학적 캐비테이션 작용력을 상승시키는 역할을 하는 것이다. 이러한 와류형성 스크류(32)는 볼텍스 캐비테이션부(30)의 크기에 따라 대공간부(31-1) 내에 한 개 이상이 직렬 배치되는 것으로 한다.On the other hand, the
또한 전술한 볼텍스 캐비테이션부(30) 일측에는 제 2 배출라인(40)이 연결되는데, 이 제 2 배출라인(40)은 2차 성분추출이 이루어진 처리물질이 배출되게 하는 역할을 한다. 이러한 제 2 배출라인(40)은 전술한 제 1 배출라인(20)과 마찬가지로 비록 도시되지 않았지만 그 내부에 개폐 밸브가 구비되어 볼텍스 캐비테이션부(30) 작동 중에는 제 2 배출라인(40)이 폐쇄되게 하였다가 작동이 완료된 후에는 개방되게 한다. In addition, a
도 4 및 도 5에는 개시된 내용의 다른 실시 예에 따른 도면이 도시된다. 도 4은 개념도이고, 도 5는 상세도이다. 여기서 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 멀티 캐비테이션 장치(1)와 동일한 구성부재에 대해서는 동일부호가 사용됨을 밝혀둔다.4 and 5 are diagrams according to another embodiment of the disclosed content. 4 is a conceptual diagram, and FIG. 5 is a detailed view. It should be noted that the same reference numerals are used for the same constituent members as the
개시된 내용의 다른 실시 예에 따른 멀티 캐비테이션 장치(1')는, 일측에는 원재료와 용매가 공급되는 공급라인(11)이 연결되고 타측에는 구동모터(12)가 위치되되 내부 일측에는 고정톱날(13)이 구비되며 내부 타측에는 상기 구동모터(12)와 연결되는 회전톱날(14)이 구비되어 상기 공급라인(11)을 통해 유입된 원재료 및 용매의 분쇄 및 1차 성분추출이 이루어지는 로터리 캐비테이션부(10)와, 상기 로터리 캐비테이션부(10)에 연결되어 분쇄 및 1차 성분추출이 이루어진 처리물질이 배출 및 유동되는 제 1 배출라인(20)과, 일측에는 상기 제 1 배출라인(20)이 연결되어 상기 처리물질이 유입되고 내부에는 상기 제 1 배출라인(20)에서 유입되는 처리물질을 향해 초음파를 발생시켜 음압과 파쇄의 반복을 통해 2차 성분추출이 이루어지게 하는 초음파 발생기(51) 구비된 초음파 캐비테이션부(50)와, 상기 초음파 캐비테이션부(50) 일측에 연결되어 2차 성분추출이 이루어진 처리물질이 배출되는 제 2 배출라인(40)이 포함된다.In the
여기서 개시된 내용의 다른 실시 예에 따른 멀티 캐비테이션 장치(1')는, 일단이 로터리 캐비테이션부(10)와 연결된 제 1 배출라인(20) 타단에 볼텍스 캐비테이션부(30)가 아닌 초음파 발생기(51)가 구비된 초음파 캐비테이션부(50)가 연결되고, 이 초음파 캐비테이션부(50)에 의해 처리물질의 2차 성분추출이 이루어진다는 점만 다를 뿐, 전체적인 발명의 구성 및 작동관계는 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 멀티 캐비테이션 장치(1)와 동일하여 전술한 설명으로부터 쉽게 유추될 수 있으므로 더 이상의 상세한 설명은 명세서의 간략화를 위해 생략하기로 한다.The
도 6에는 개시된 내용의 또 다른 실시 예에 따른 도면이 도시된다. 도 4은 개념도이고, 도 5는 상세도이다. 여기서 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 멀티 캐비테이션 장치(1)와 동일한 구성부재에 대해서는 동일부호가 사용됨을 밝혀둔다.6 is a diagram according to another embodiment of the disclosed content. 4 is a conceptual diagram, and FIG. 5 is a detailed view. It should be noted that the same reference numerals are used for the same constituent members as the
개시된 내용의 또 다른 실시 예에 따른 멀티 캐비테이션 장치(1")는, 일측에는 원재료와 용매가 공급되는 공급라인(11)이 연결되고 타측에는 구동모터(12)가 위치되되 내부 일측에는 고정톱날(13)이 구비되며 내부 타측에는 상기 구동모터(12)와 연결되는 회전톱날(14)이 구비되어 상기 공급라인(11)을 통해 유입된 원재료 및 용매의 분쇄 및 1차 성분추출이 이루어지게 하는 로터리 캐비테이션부(10)와, 상기 로터리 캐비테이션부(10)에 연결되어 분쇄 및 1차 성분추출이 이루어진 처리물질이 배출 및 유동되는 제 1 배출라인(20)과, 일측에는 상기 제 1 배출라인(20)이 연결되어 상기 처리물질이 유입되고 내부에는 캐비테이션발생 공간부(31)가 형성되며 상기 캐비테이션발생 공간부(31) 후방에는 와류형성 스크류(32)가 구비되어 상기 제 1 배출라인(20)을 통해 내부로 유입된 처리물질이 상기 와류형성 스크류(32)에 의해 회전된 후 상기 캐비테이션발생 공간부(31)를 통과하며 2차 성분추출이 이루어지게 하는 볼텍스 캐비테이션부(30)와, 상기 볼텍스 캐비테이션부(30) 일측에 연결되어 2차 성분추출이 이루어진 처리물질이 배출되는 제 2 배출라인(40)과, 상기 제 2 배출라인(40) 내에 구비되어 상기 볼텍스 캐비네이션부 내에서 2차 성분추출 된 처리물질을 향해 초음파를 발생시켜 음압과 파쇄의 반복을 통해 3차 성분추출이 이루어지게 하는 초음파 발생기(51)가 포함된다.In the
여기서 개시된 내용의 또 다른 실시 예에 따른 멀티 캐비테이션 장치(1")는, 일단이 볼텍스 캐비테이션부(30)와 연결된 제 2 배출라인(40) 내부에 초음파 발생기(51)가 더 구비되고, 이 초음파 발생기(51)에 의해 처리물질의 3차 성분추출이 이루어진다는 점만 다를 뿐, 전체적인 발명의 구성 및 작동관계는 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 멀티 캐비테이션 장치(1)와 동일하여 전술한 설명으로부터 쉽게 유추될 수 있으므로 더 이상의 상세한 설명은 명세서의 간략화를 위해 생략하기로 한다.In the
이상에서와 같은 멀티 캐비테이션 장치에 의하면, 로터리 캐비테이션부, 볼텍스 캐비테이션부 및 초음파 캐비테이션부가 적어도 두 개 이상 설치되어 있어 식물 원료의 절단, 추출, 혼합, 유화에 매우 효과적이며 또한 은행 잎, 라벤더 오일, 차가버섯 등의 식물약재를 추출하는데 유용할 뿐만 아니라, 두 가지 유체를 혼합, 유화시키는데 매우 뛰어나다.According to the multi-cavitation device as described above, at least two rotary cavitation, vortex cavitation, and ultrasonic cavitation are installed, so it is very effective in cutting, extracting, mixing, and emulsifying plant raw materials. Not only is it useful for extracting plant medicinal materials such as mushrooms, but it is also very good at mixing and emulsifying two fluids.
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술자라면 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 않는다.The disclosed content is only an example, and a person skilled in the art can be modified in various ways by a person of ordinary skill without departing from the gist of the claims claimed in the claims, so the scope of protection of the disclosed content is limited to the specific implementation described above. It is not limited to the example.
1,1',1" : 멀티 캐비테이션 장치
10 : 로터리 캐비테이션부
11 : 공급라인
12 : 구동모터
13 : 고정톱날
14 : 회전톱날
20 : 제 1 배출라인
21 : 고압펌프
30 : 볼텍스 캐비테이션부
31 : 캐비테이션발생 공간부
31-1 : 대공간부
31-2 : 단면감소공간부
31-3 : 소공간부
31-4 : 제 1 단면증대공간부
31-5 : 제 2 단면증대공간부
32 : 와류형성 스크류
40 : 제 2 배출라인
50 : 초음파 캐비테이션부
51 : 초음파 발생기1,1',1": Multi-cavitation device
10: rotary cavitation unit
11: Supply line
12: drive motor
13: fixed saw blade
14: rotating saw blade
20: first discharge line
21: high pressure pump
30: vortex cavitation part
31: cavitation generating space
31-1: large space
31-2: section reduction space
31-3: small space
31-4: 1st cross-sectional enlargement space part
31-5: 2nd cross-sectional enlargement space part
32: vortex forming screw
40: second discharge line
50: ultrasonic cavitation unit
51: ultrasonic generator
Claims (9)
상기 로터리 캐비테이션부에 연결되어 분쇄 및 1차 성분추출이 이루어진 처리물질이 배출 및 유동되는 제 1 배출라인;
일측에는 상기 제 1 배출라인이 연결되어 상기 처리물질이 유입되고 내부에는 캐비테이션발생 공간부가 형성되며 상기 캐비테이션발생 공간부의 후방에는 와류형성 스크류가 구비되어 상기 제 1 배출라인을 통해 내부로 유입된 처리물질이 상기 와류형성 스크류에 의해 회전된 후 상기 캐비테이션발생 공간부를 통과하며 2차 성분추출이 이루어지게 하는 볼텍스 캐비테이션부; 및
상기 볼텍스 캐비테이션부의 일측에 연결되어 2차 성분추출이 이루어진 처리물질이 배출되는 제 2 배출라인;이 포함되는 것을 특징으로 하는 멀티 캐비테이션 장치.
A supply line for supplying raw materials and solvents is connected to one side, a driving motor is located on the other side, and a fixed saw blade is provided on the inner side, and a rotating saw blade connected to the driving motor is provided on the other side of the inside, and the raw materials introduced through the supply line. And a rotary cavitation unit for pulverizing the solvent and extracting the primary component.
A first discharge line connected to the rotary cavitation part to discharge and flow the treated material obtained by pulverization and primary component extraction;
At one side, the first discharge line is connected so that the treatment material is introduced, a cavitation generating space is formed therein, and a vortex forming screw is provided behind the cavitation generating space, and the treatment material introduced into the interior through the first discharge line After being rotated by the vortex-forming screw, the vortex cavitation unit passes through the cavitation generating space and allows secondary component extraction to be performed; And
And a second discharge line connected to one side of the vortex cavitation unit to discharge the treated material from which the secondary component has been extracted.
상기 로터리 캐비테이션부에 연결되어 분쇄 및 1차 성분추출이 이루어진 처리물질이 배출 및 유동되는 제 1 배출라인;
일측에는 상기 제 1 배출라인이 연결되어 상기 처리물질이 유입되고 내부에는 상기 제 1 배출라인에서 유입되는 처리물질을 향해 초음파를 발생시켜 음압과 파쇄의 반복을 통해 2차 성분추출이 이루어지게 하는 초음파 발생기 구비된 초음파 캐비테이션부; 및
상기 초음파 캐비테이션부의 일측에 연결되어 2차 성분추출이 이루어진 처리물질이 배출되는 제 2 배출라인;이 포함되는 것을 특징으로 하는 멀티 캐비테이션 장치.
A supply line for supplying raw materials and solvents is connected to one side, a driving motor is located on the other side, and a fixed saw blade is provided on the inner side, and a rotating saw blade connected to the driving motor is provided on the other side of the inside, and the raw materials introduced through the supply line. And a rotary cavitation unit in which the solvent is pulverized and the primary component is extracted.
A first discharge line connected to the rotary cavitation part to discharge and flow the treated material obtained by pulverization and primary component extraction;
At one side, the first discharge line is connected so that the treatment material is introduced, and the ultrasonic wave is generated inside the treatment material toward the treatment material introduced from the first discharge line so that the secondary component is extracted through repetition of sound pressure and crushing. An ultrasonic cavitation unit provided with a generator; And
And a second discharge line connected to one side of the ultrasonic cavitation unit to discharge the processed material from which the secondary component has been extracted.
상기 로터리 캐비테이션부에 연결되어 분쇄 및 1차 성분추출이 이루어진 처리물질이 배출 및 유동되는 제 1 배출라인;
일측에는 상기 제 1 배출라인이 연결되어 상기 처리물질이 유입되고 내부에는 캐비테이션발생 공간부가 형성되며 상기 캐비테이션발생 공간부의 후방에는 와류형성 스크류가 구비되어 상기 제 1 배출라인을 통해 내부로 유입된 처리물질이 상기 와류형성 스크류에 의해 회전된 후 상기 캐비테이션발생 공간부를 통과하며 2차 성분추출이 이루어지게 하는 볼텍스 캐비테이션부;
상기 볼텍스 캐비테이션부의 일측에 연결되어 2차 성분추출이 이루어진 처리물질이 배출되는 제 2 배출라인; 및
상기 제 2 배출라인 내에 구비되어 상기 볼텍스 캐비네이션부 내에서 2차 성분추출 된 처리물질을 향해 초음파를 발생시켜 음압과 파쇄의 반복을 통해 3차 성분추출이 이루어지게 하는 초음파 발생기;가 포함되는 것을 특징으로 하는 멀티 캐비테이션 장치.
A supply line for supplying raw materials and solvents is connected to one side, a driving motor is located on the other side, and a fixed saw blade is provided on the inner side, and a rotating saw blade connected to the driving motor is provided on the other side of the inside, and the raw materials introduced through the supply line. And a rotary cavitation unit for pulverizing the solvent and extracting the primary component.
A first discharge line connected to the rotary cavitation part to discharge and flow the treated material obtained by pulverization and primary component extraction;
At one side, the first discharge line is connected so that the treatment material is introduced, a cavitation generating space is formed therein, and a vortex forming screw is provided behind the cavitation generating space, and the treatment material introduced into the interior through the first discharge line After being rotated by the vortex-forming screw, the vortex cavitation unit passes through the cavitation generating space and allows secondary component extraction to be performed;
A second discharge line connected to one side of the vortex cavitation unit to discharge the treated material from which the secondary component is extracted; And
An ultrasonic generator provided in the second discharge line to generate ultrasonic waves toward the processed material extracted from the second component in the vortex cavitation part to perform the third component extraction through repetition of sound pressure and crushing; is included. Multi-cavitation device characterized by.
상기 고정톱날은 링 형상으로 형성되고 상기 회전톱날을 향해 톱날이 돌출 형성되어 있며, 상기 회전톱날은 링 형상으로 형성되고 상기 고정톱날을 향해 톱날이 돌출 형성되되 상기 고정톱날의 톱날 외주연이 상기 회전톱날의 톱날 내주연과 밀착되어 있고 상기 회전톱날의 회전시 상호 맞닿는 톱날 측이 가위의 날과 같이 경사지게 가공되어 있어 상기 회전톱날 회전시 공급라인을 통해 유입되는 원재료가 미세하게 분쇄되는 것을 특징으로 하는 멀티 캐비테이션 장치.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The fixed saw blade is formed in a ring shape and the saw blade protrudes toward the rotary saw blade, and the rotary saw blade is formed in a ring shape and the saw blade protrudes toward the fixed saw blade, and the outer periphery of the saw blade of the fixed saw blade is rotated. It is characterized in that the raw material introduced through the supply line when the rotary saw blade is rotated is finely crushed because the saw blade side that is in close contact with the inner circumference of the saw blade and which contacts each other when the rotary saw blade is rotated is inclined like the blade of the scissors. Multi-cavitation device.
상기 로터리 캐비테이션부 내에서 분쇄되는 원재료의 분쇄크기는 상기 회전톱날과 연결된 구동모터의 회전속도에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 멀티 캐비테이션 장치.
The method of claim 4,
A multi-cavitation apparatus, characterized in that the pulverization size of the raw material pulverized in the rotary cavitation unit is controlled by a rotation speed of a driving motor connected to the rotary saw blade.
상기 회전톱날의 회전시 상기 로터리 캐비테이션부 내에서 발생되는 원심력으로 인해 분쇄된 원재료가 상기 회전톱날이 회전될 때 좁아졌다 넓어졌다를 반복하면서 발생되는 수리동역학적 캐비테이션에 의해 확장 및 붕괴에 따른 작용력으로 1차 성분추출이 이루어지는 것을 특징으로 하는 멀티 캐비테이션 장치.
The method of claim 5,
When the rotary saw blade rotates, the pulverized raw material due to the centrifugal force generated in the rotary cavitation unit is reduced and widened when the rotary saw blade is rotated. Multi-cavitation device, characterized in that the tea component extraction is made.
상기 캐비테이션발생 공간부는 후방에 형성되어 상기 제 1 배출라인을 통해 처리물질이 유입 및 이동되는 대공간부와, 상기 대공간부로부터 연결되되 그 횡단면적이 점차 감소됨으로써 처리물질의 속도를 감속시킴과 동시에 압력을 증대시켜 캐비테이션이 발생되게 하는 단면감소공간부와, 상기 단면감소공간부와 연결되어 상기 단면감소공간부 내에서 발생된 처리물질의 속도 및 압력이 유지되게 하는 소공간부와, 상기 소공간부와 연결되되 단면적이 증대되어 상기 단면감소공간부를 관류함에 따라 발생된 캐비테이션이 1차적으로 급격히 확장되게 하는 제 1 단면증대공간부와, 상기 제 1 단면증대공간부와 연결되되 상기 제 1 단면증대공간부에 의해 급격히 확장된 캐비테이션이 상기 제 1 단면증대공간부의 연결지점에서 다시 수축되었다가 2차적으로 확장되면서 최종적으로 붕괴되게하는 제 2 단면증대공간부가 순차적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티 캐비테이션 장치.
The method according to claim 1 or 3,
The cavitation generating space part is formed at the rear and is connected from the large space part to the large space part through which the treatment material is introduced and moved through the first discharge line, and its cross-sectional area is gradually reduced, thereby reducing the speed of the treatment material and at the same time pressure. A cross-sectional reduction space portion for increasing the cavitation to occur, a small space portion connected to the cross-sectional reduction space portion to maintain the velocity and pressure of the treated material generated in the cross-sectional reduction space portion, and a small space portion connected to the small space portion. However, the cross-sectional area is increased and the cavitation generated by passing through the cross-sectional reduction space is firstly rapidly expanded, and is connected to the first cross-sectional enlargement space, and is connected to the first cross-sectional enlargement space. A multi-cavitation apparatus, characterized in that the second sectional enlarged space part is sequentially formed so that the cavitation rapidly expanded by the first sectional enlargement space part is recontracted at a connection point and then expanded secondarily and finally collapsed.
상기 와류형성 스크류는 상기 대공간부 내에 구비되어 별도의 추가동력 없이 와류가 형성되게 함으로써 처리물질 내부의 성분들의 원활한 혼합 및 유화를 유도하며, 또한 와류 형성에 의해 상기 캐비테이션발생 공간부 내에서 수리동력학적 캐비테이션 작용력을 상승시키는 것을 특징으로 하는 멀티 캐비테이션 장치.
The method of claim 7,
The vortex forming screw is provided in the large space to form a vortex without additional power to induce smooth mixing and emulsification of the components inside the treated material, and also hydrodynamics within the cavitation generating space by the vortex formation. Multi-cavitation device, characterized in that to increase the cavitation force.
상기 와류형성 스크류는 상기 볼텍스 캐비테이션부의 크기에 따라 상기 대공간부 내에 한 개 이상이 직렬 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 캐비테이션 장치.The method of claim 8,
At least one vortex forming screw is arranged in series in the large space according to the size of the vortex cavitation unit.
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