KR20210101929A - Cooling module and homogenizer comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 냉각 모듈 및 이를 포함하는 균질기에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling module and a homogenizer comprising the same.
균질기는 시료를 고속으로 진동/회전시킴으로써 시료를 교반/분쇄하여 균질화하는 장치로서, 흔히 고점성의 화장품, 의약, 반도체 조성물 등을 균질화하는 데 사용된다.A homogenizer is an apparatus for homogenizing a sample by stirring/pulverizing the sample by vibrating/rotating the sample at high speed, and is often used to homogenize high-viscosity cosmetics, pharmaceuticals, semiconductor compositions, and the like.
이러한 균질기는 시료를 고속으로 진동/회전시키는 과정에서 시료가 내부적인 마찰열로 인해 가열됨으로써 변성될 수 있는 문제가 있다.Such a homogenizer has a problem in that the sample may be denatured by heating due to internal frictional heat in the process of vibrating/rotating the sample at high speed.
본 발명의 목적은 시료가 과도하게 가열됨으로써 변성되는 것을 방지할 수 있는 냉각 모듈 및 이를 포함하는 균질기를 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a cooling module capable of preventing denaturation of a sample by excessive heating and a homogenizer including the same.
본 발명에 따른 냉각 모듈은 시료를 수용하기 위한 바트; 흡열부와 발열부를 포함하며, 상기 흡열부를 통해 상기 바트의 내부를 냉각하는 펠티에 소자; 상기 펠티에 소자의 발열부에 부착되는 방열 핀; 압축 공기가 공급되는 입구 및 상기 입구를 기준으로 서로 반대쪽에 위치하는 열풍구와 냉풍구를 포함하며, 상기 냉풍구로부터 배출되는 냉풍을 이용해 상기 방열 핀을 냉각하는 보텍스 튜브; 및 상기 보텍스 튜브의 냉풍구에 연결되는 입구 및 상기 방열 핀을 둘러싸면서 연장되어, 외부로 개방되는 출구를 포함하는 덕트를 포함할 수 있다.The cooling module according to the present invention includes a bat for accommodating a sample; a Peltier element comprising a heat absorbing part and a heat generating part, and cooling the inside of the bat through the heat absorbing part; a heat dissipation fin attached to the heating part of the Peltier element; a vortex tube comprising an inlet to which compressed air is supplied and a hot air outlet and a cold air outlet positioned opposite to each other with respect to the inlet, and cooling the heat dissipation fins using cold air discharged from the cold air outlet; and an inlet connected to the cooling fan of the vortex tube and a duct extending while enclosing the heat dissipation fin, the duct including an outlet opening to the outside.
한편 본 발명에 따른 균질기는 시료를 수용하는 시료 케이스; 상기 시료 케이스를 수용하는 바트; 흡열부와 발열부를 포함하며, 상기 흡열부를 통해 상기 시료 케이스의 시료를 냉각하는 펠티에 소자; 상기 펠티에 소자의 발열부에 부착되는 방열 핀; 압축 공기가 공급되는 입구 및 상기 입구를 기준으로 서로 반대쪽에 위치하는 열풍구와 냉풍구를 포함하며, 상기 냉풍구로부터 배출되는 냉풍을 이용해 상기 방열 핀을 냉각하는 보텍스 튜브; 및 상기 보텍스 튜브의 냉풍구에 연결되는 입구 및 상기 방열 핀을 둘러싸면서 연장되어, 외부로 개방되는 출구를 포함하는 덕트를 포함하는 냉각 모듈; 상기 냉각 모듈에 의해 냉각된 시료를 균질화하는 균질화 모듈; 및 상기 냉각 모듈과 상기 균질화 모듈이 함께 설치되는 하우징을 포함할 수 있다.On the other hand, the homogenizer according to the present invention includes a sample case for accommodating the sample; a bat for accommodating the sample case; a Peltier element comprising a heat absorbing part and a heat generating part, and cooling the sample of the sample case through the heat absorbing part; a heat dissipation fin attached to the heating part of the Peltier element; a vortex tube comprising an inlet to which compressed air is supplied and a hot air outlet and a cold air outlet positioned opposite to each other with respect to the inlet, and cooling the heat dissipation fins using cold air discharged from the cold air outlet; and a cooling module including an inlet connected to the cooling vent of the vortex tube and a duct extending while enclosing the heat dissipation fin, the outlet being opened to the outside; a homogenization module for homogenizing the sample cooled by the cooling module; and a housing in which the cooling module and the homogenization module are installed together.
이때 상기 바트는 냉각수를 저장할 수 있고, 상기 바트의 하면에 냉각수를 배출하기 위한 배수관이 설치되며, 상기 배수관의 끝단에 상기 배수관의 개폐를 조절하는 밸브가 설치될 수 있다.In this case, the batt may store cooling water, a drain pipe for discharging the coolant is installed on a lower surface of the batt, and a valve for controlling opening and closing of the drain pipe may be installed at an end of the drain pipe.
또한 상기 덕트의 입구는 그 끝단으로부터 멀어질수록 넓어지게 형성될 수 있다.In addition, the inlet of the duct may be formed to be wider as it goes away from its end.
또한 상기 덕트의 출구는 그 끝단에 가까워질수록 넓어지게 형성될 수 있다.In addition, the outlet of the duct may be formed to be wider as it approaches the end thereof.
본 발명에 따른 냉각 모듈 및 이를 포함하는 균질기는 시료를 균질화하기 전에 펠티에 소자를 이용해 시료를 미리 냉각함으로써, 시료를 균질화하는 과정에서 시료가 다소 가열되더라도 특정한 온도 이상으로 과도하게 가열됨으로써 변성되는 것을 방지할 수 있다.The cooling module and the homogenizer including the same according to the present invention by pre-cooling the sample using a Peltier element before homogenizing the sample, even if the sample is slightly heated in the process of homogenizing the sample, it is heated excessively above a certain temperature to prevent denaturation can do.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 균질기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선에 의한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각 모듈의 사시도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선에 의한 단면도이다.1 is a perspective view of a homogenizer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1 .
3 is a perspective view of a cooling module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3 .
이하 도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예에 따른 냉각 모듈(130) 및 이를 포함하는 균질기(100)에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 균질기(100)의 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선에 의한 단면도이다.1 is a perspective view of a
또한 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각 모듈(130)의 사시도이고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선에 의한 단면도이다.Also, FIG. 3 is a perspective view of the
먼저 도 1과 2를 참조하면 균질기(100)는 시료 케이스(110), 하우징(120), 냉각 모듈(130) 및 균질화 모듈(140)을 포함한다.First, referring to FIGS. 1 and 2 , the
시료 케이스(110)는 시료를 수용하는 것으로, 도면에서는 대체적으로 원통형으로 형성되는 것으로 예시되어 있으나, 필요에 따라 그밖에 다른 형상으로 형성될 수도 있다.The
하우징(120)은 냉각 모듈(130)과 균질화 모듈(140)이 함께 설치되는 것으로, 달리 말하면 냉각 모듈(130)과 균질화 모듈(140)이 하나의 균질기(100)로 통합된다.In the
도 3과 4를 더 참조하면 냉각 모듈(130)은 바트(131), 펠티에 소자(Peltier Element)(132), 단열재(133), 방열 핀(134), 단열재(133), 보텍스 튜브(Vortex Tube)(135), 덕트(136), 배수관(137) 및 밸브(138)를 포함한다.Referring further to FIGS. 3 and 4 , the
바트(131)는 시료 케이스(110)를 수용하는 것으로, 열전도도가 우수한 소재로 이루어질 수 있다.The
펠티에 소자(132)는 이종의 금속으로 이루어져, 통전 시 일측(이하 "흡열부"라 함)으로 냉기를 방출하고 타측(이하 "방열부"라 함)으로 열기를 방출한다.The Peltier
이에 펠티에 소자(132)는 흡열부를 통해 시료 케이스(110)의 시료를 냉각하는 역할을 한다. 이를 위해 바트(131)의 일면(예컨대 하면)에 펠티에 소자(132)의 크기에 대응되는 개구가 형성되고, 펠티에 소자(132)가 그 개구상에 설치되어, 시료 케이스(110)가 바트(131)의 내부에 배치되었을 때, 펠티에 소자(132)의 흡열부가 시료 케이스(110)의 일면(예컨대 하면)에 접하여 시료 케이스(110)를 직접적으로 냉각할 수 있다. 또는 펠티에 소자(132)의 흡열부가 바트(131)의 외면에 부착되어, 바트(131)를 냉각함으로써 시료 케이스(110)를 간접적으로 냉각할 수도 있다.Accordingly, the Peltier
또한 펠티에 소자(132)는 바트(131)의 내부가 미리 설정된 온도 범위를 유지하도록 작동할 수 있다. 이를 위해 센서(S)가 바트(131)의 내부의 온도를 측정하여, 그 온도가 미리 설정된 온도 범위보다 낮으면 펠티에 소자(132)가 작동을 중단하고, 그 온도가 미리 설정된 온도보다 높으면 펠티에 소자(132)가 작동을 재개할 수 있다.In addition, the Peltier
단 여기서 상기 온도 범위는 시료의 특성, 균질화 모듈(140)의 사양, 사용 환경 등에 따라 달리 설정될 수 있다. 예를 들어 시료를 균질화하는 과정에서 시료가 쉽게 가열될 수 있는 조건이라면 상기 온도 범위는 비교적으로 낮게 설정되고, 반대로 시료가 상대적으로 쉽게 가열되지 않는 조건이라면 상기 온도 범위는 그보다 높게 설정될 수 있다.However, here, the temperature range may be set differently depending on the characteristics of the sample, the specifications of the
단열재(133)는 바트(131)를 전체적으로 감싸, 펠티에 소자(132)의 흡열부로부터 바트(131)의 내부로 제공된 냉기가 바트(131)의 외부로 손실되는 것을 방지한다.The
방열 핀(134)은 펠티에 소자(132)의 방열부에 부착되어, 펠티에 소자(132)의 방열부의 열기가 외부로 방출되는 것을 촉진한다.The
보텍스 튜브(135)는 입구(135A) 및 입구(135A)를 기준으로 서로 반대쪽에 위치하는 열풍구(135B)와 냉풍구(135C)를 포함하여, 입구(135A)로 압축 공기를 공급하면, 압축 공기가 초고속으로 와류하면서 열풍구(135B)로 이동하여, 와류 외측 공기는 컨트롤 밸브를 통해 열풍구(135B)로 배출되고, 와류 내측 공기는 냉풍구(135C)로 되돌아가면서 냉각되어 배출된다.The
이에 보텍스 튜브(135)는 냉풍구(135C)로부터 배출되는 냉풍을 이용해 방열 핀(134)을 냉각한다. 이에 의하면 펠티에 소자(132)의 방열부가 보다 신속하게 냉각될 수 있어, 펠티에 소자(132)의 흡열부가 더 저온의 냉기를 생성할 수 있다. 따라서 시료 케이스(110)의 시료를 더욱 효과적으로 냉각할 수 있다.Accordingly, the
덕트(136)는 보텍스 튜브(135)의 냉풍구(135C)로부터 방열 핀(134)을 둘러싸면서 연장되어 하우징(120)의 외부로 개방됨으로써, 전술한 냉풍에 대한 유로를 한정한다.The
이때 덕트(136)의 입구(136A)는 그 끝단로부터 멀어질수록, 다시 말해 보텍스 튜브(135)의 냉풍구(135C)로부터 방열 핀(134)을 향해 갈수록 넓어지게 형성될 수 있다. 이에 의하면 냉풍이 확산됨으로써 방열 핀(134)에 전체적으로 골고루 작용할 수 있다.At this time, the
또한 덕트(136)의 출구(136B)는 그 끝단에 가까워질수록 넓어지게 형성될 수 있다. 이에 의하면 출구(136B)로부터 배출되는 공기의 유속이 감소하여, 그 공기가 출구(136B)의 주변 환경 또는 다른 기기에 대해 미치는 영향을 최소화할 수 있다.Also, the
한편 바트(131)는 내부 케이스(110)를 수용함과 함께, 냉각수를 저장할 수도 있다. 즉 펠티에 소자(132)를 이용해 냉각수를 냉각하고, 저온의 냉각수를 이용해 시료 케이스(110)의 시료를 수랭식으로 냉각할 수 있다.Meanwhile, the
이 경우 바트(131)의 하면에 필요시 냉각수를 배출하기 위한 배수관(137)이 설치되고, 배수관(137)의 끝단에 배수관(137)의 개폐를 조절하는 밸브(138)가 설치될 수 있다.In this case, a
균질화 모듈(140)은 내부 케이스(110)를 고속으로 회전시킴으로써, 내부 케이스(110)의 시료를 균질화할 수 있다.The
보다 구체적으로 균질화 모듈(140)은 내부 케이스(110)를 공전축을 중심으로 고속으로 공전시킴과 동시에, 상기 공전축으로부터 편심되어 상기 공전축에 대해 경사진 자전축을 중심으로 고속으로 자전시킴으로써, 내부 케이스(110)의 시료를 균질화할 수 있다.More specifically, the
다만 이처럼 균질화 모듈(140)이 내부 케이스(110)의 시료를 적절한 수준으로 균질화할 수만 있다면, 균질화 모듈(140)의 구성 자체는 특별히 제한되지 않으므로, 이에 대해 구체적인 특정은 생략한다.However, as long as the
이상으로 설명한 균질기(100)에 기초하여, 이하에서는 균질기(100)를 사용하는 방법에 대해 설명한다.Based on the
먼저 사용자는 내부 케이스(110)에 시료를 넣고, 그 내부 케이스(110)를 바트(131)에 넣어 시료를 미리 설정된 온도로 냉각한다.First, the user puts the sample in the
이후 시료가 충분히 냉각되면 내부 케이스(110)를 바트(131)에서 꺼내어 균질화 모듈(140)에 장착한 후 균질화 모듈(140)을 구동한다.Thereafter, when the sample is sufficiently cooled, the
이에 의하면 시료가 미리 냉각되어 있었기 때문에, 균질화 모듈(140)을 이용해 시료를 균질화하는 과정에서 시료가 내부적인 마찰열로 인해 다소 가열되더라도 시료가 변성될 정도의 온도까지 과도하게 가열되는 것을 방지할 수 있다.According to this, since the sample has been cooled in advance, in the process of homogenizing the sample using the
또한 이처럼 냉각 모듈(130)과 균질화 모듈(140)이 하나의 균질기(100)로 통합되어 있어, 사용자의 편의성이 개선된다.In addition, since the
이상으로 설명한 냉각 모듈(130) 및 이를 포함하는 균질기(100)는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 냉각 모듈 및 이를 포함하는 균질기 중 하나에 불과하다. 그러므로 예를 들어 본 발명의 실시예에 따른 냉각 모듈(130)이 전술한 타입의 균질화 모듈(140) 이외에 다른 타입의 균질화 모듈, 교반 모듈, 분쇄 모듈 등에 적용되어, 이들이 하나의 균질기, 교반기, 분쇄기 등으로 통합될 수도 있을 것이다. 이렇듯 본 발명의 기술적 사상은 전술한 실시예로 한정되지 않으며, 청구범위에 기재된 바에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 용이하게 변경할 수 있는 범위까지 그 기술적 정신이 있다 할 것이다.The
Claims (10)
흡열부와 발열부를 포함하며, 상기 흡열부를 통해 상기 바트의 내부를 냉각하는 펠티에 소자;
상기 펠티에 소자의 발열부에 부착되는 방열 핀;
압축 공기가 공급되는 입구 및 상기 입구를 기준으로 서로 반대쪽에 위치하는 열풍구와 냉풍구를 포함하며, 상기 냉풍구로부터 배출되는 냉풍을 이용해 상기 방열 핀을 냉각하는 보텍스 튜브; 및
상기 보텍스 튜브의 냉풍구에 연결되는 입구 및 상기 방열 핀을 둘러싸면서 연장되어, 외부로 개방되는 출구를 포함하는 덕트를 포함하는 냉각 모듈.baht for receiving the sample;
a Peltier element comprising a heat absorbing part and a heat generating part, and cooling the inside of the bat through the heat absorbing part;
a heat dissipation fin attached to the heating part of the Peltier element;
a vortex tube comprising an inlet to which compressed air is supplied and a hot air outlet and a cold air outlet positioned opposite to each other with respect to the inlet, and cooling the heat dissipation fins using cold air discharged from the cold air outlet; and
A cooling module comprising: an inlet connected to the cooling vent of the vortex tube;
상기 바트를 감싸는 단열재를 더 포함하는 냉각 모듈.According to claim 1,
Cooling module further comprising a heat insulating material surrounding the bat.
상기 바트는 냉각수를 저장할 수 있고,
상기 바트의 하면에 냉각수를 배출하기 위한 배수관이 설치되며,
상기 배수관의 끝단에 상기 배수관의 개폐를 조절하는 밸브가 설치되는 냉각 모듈.According to claim 1,
The batt may store cooling water,
A drain pipe for discharging cooling water is installed on the lower surface of the batt,
A cooling module in which a valve for controlling opening and closing of the drain pipe is installed at an end of the drain pipe.
상기 덕트의 입구는 그 끝단으로부터 멀어질수록 넓어지게 형성되는 냉각 모듈.According to claim 1,
The inlet of the duct is formed to be wider as it goes away from the end of the cooling module.
상기 덕트의 출구는 그 끝단에 가까워질수록 넓어지게 형성되는 냉각 모듈.According to claim 1,
A cooling module in which the outlet of the duct becomes wider as it approaches its end.
상기 시료 케이스를 수용하는 바트; 흡열부와 발열부를 포함하며, 상기 흡열부를 통해 상기 시료 케이스의 시료를 냉각하는 펠티에 소자; 상기 펠티에 소자의 발열부에 부착되는 방열 핀; 압축 공기가 공급되는 입구 및 상기 입구를 기준으로 서로 반대쪽에 위치하는 열풍구와 냉풍구를 포함하며, 상기 냉풍구로부터 배출되는 냉풍을 이용해 상기 방열 핀을 냉각하는 보텍스 튜브; 및 상기 보텍스 튜브의 냉풍구에 연결되는 입구 및 상기 방열 핀을 둘러싸면서 연장되어, 외부로 개방되는 출구를 포함하는 덕트를 포함하는 냉각 모듈;
상기 냉각 모듈에 의해 냉각된 시료를 균질화하는 균질화 모듈; 및
상기 냉각 모듈과 상기 균질화 모듈이 함께 설치되는 하우징을 포함하는 균질기.a sample case containing the sample;
a bar accommodating the sample case; a Peltier element comprising a heat absorbing part and a heat generating part, and cooling the sample of the sample case through the heat absorbing part; a heat dissipation fin attached to the heating part of the Peltier element; a vortex tube comprising an inlet to which compressed air is supplied and a hot air outlet and a cold air outlet positioned opposite to each other with respect to the inlet, and cooling the heat dissipation fins using cold air discharged from the cold air outlet; and a cooling module including an inlet connected to the cooling vent of the vortex tube and a duct extending while enclosing the heat dissipation fin, the outlet being opened to the outside;
a homogenization module for homogenizing the sample cooled by the cooling module; and
Homogenizer including a housing in which the cooling module and the homogenization module are installed together.
상기 바트를 감싸는 단열재를 더 포함하는 냉각 모듈.7. The method of claim 6,
Cooling module further comprising a heat insulating material surrounding the bat.
상기 바트는 냉각수를 저장할 수 있고,
상기 바트의 하면에 냉각수를 배출하기 위한 배수관이 설치되며,
상기 배수관의 끝단에 상기 배수관의 개폐를 조절하는 밸브가 설치되는 균질기.7. The method of claim 6,
The batt may store cooling water,
A drain pipe for discharging cooling water is installed on the lower surface of the batt,
A homogenizer in which a valve for controlling the opening and closing of the drain pipe is installed at an end of the drain pipe.
상기 덕트의 입구는 그 끝단으로부터 멀어질수록 넓어지게 형성되는 균질기.7. The method of claim 6,
The inlet of the duct is a homogenizer that is formed to be wider as it goes away from its end.
상기 덕트의 출구는 그 끝단에 가까워질수록 넓어지게 형성되는 균질기.7. The method of claim 6,
The homogenizer is formed to be wider as the outlet of the duct approaches its end.
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GB2608698A (en) * | 2021-06-03 | 2023-01-11 | Univ Zhejiang | Multi-sample tissue homogenizer |
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