KR101420161B1 - 거품-발생 어셈블리, 압착식 거품발생장치 및 배출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 거품 발생용 거품-발생 어셈블리에 관한 것으로, 본 발명의 거품-발생 어셈블리는 배출용 개구로 종단되는 배출통로와 연통하며, 토출구로 각각 종단되는 기체통로 및 액체통로를 구비하는 하우징과 밸브 몸체를 포함한다. 본 발명은, 액체통로 토출구는 환형이며, 기체통로 토출구 및 배출통로의 도입부가 가상 원의 원주상에 제공되며, 액체통로의 환형 토출구와 기체통로 토출구의 사이 및/또는 배출통로의 도입부의 사이에 환형의 밀봉면이 제공되어, 비동작상태에서 밸브 몸체가 밀봉되도록 결속되며, 배출상태에서 밸브 몸체가 밀봉면으로부터 분리됨으로써 기체통로의 토출구, 액체통로의 토출구 및 배출통로의 도입부 각각이 동시에 연통함을 특징으로 한다.

거품, 액체통로, 기체통로, 배출통로, 밀봉, 밸브 몸체

Description

거품-발생 어셈블리, 압착식 거품발생장치 및 배출장치{FOAM-FORMING ASSEMBLY, SQUEEZE FOAMER AND DISPENSING DEVICE}

본 발명은 거품을 발생시키는 거품-발생 어셈블리(foam-forming assembly) 및 거품을 배출하는 배출장치(dispensing device)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 저장하는 용기(container)를 포함한다. 상기 용기는 그 내부에 하우징이 장착되는 개구를 구비한다. 상기 하우징 내에는 액체통로와 기체통로가 배열되며, 배출상태에서(during dispensing), 배출용 개구로 종단되는 배출통로와 연통한다. 상기 배출장치는, 비동작상태(정지상태, 휴지상태)에서(in a rest position), 액체통로의 토출구(mouth)와 기체통로의 토출구를 밀봉하는 밸브 몸체(valve body)를 더 구비한다. 상기 밸브 몸체는 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 액체통 로 및 기체통로의 압력이 증가한다. 이러한 압력의 증가로 인해, 밸브 몸체는 액체통로의 토출구 및 기체통로의 토출구를 개방하며, 기체통로로부터의 기체 스트림(stream)과 액체통로로부터의 액체 스트림은 배출통로에서 만나게 된다. 배출통로에서, 액체와 기체의 혼합물은 거품을 발생시키도록 다수의 체(sieves)를 통과하게 되며, 발생된 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-발생 어셈블리를 제공하고자 한다.

본 발명의 제1 태양(aspect)에 따르면, 청구항 1의 전제부에 있어서, 액체통로의 토출구는 환형(annular)이며 기체통로의 토출구와 배출통로의 도입부(entry port)는 실질적으로 가상 원의 원주상에 배치되며, 이에 의해 액체통로의 토출구와 기체통로의 토출구 및 배출통로 사이에 환형의 밀봉면이 제공되어, 비동작상태에서, 밸브 몸체가 밀봉되도록 하며, 배출상태에서, 밸브 몸체가 밀봉면에서 분리되어 기체통로의 토출구, 액체통로의 토출구 및 배출통로의 도입부가 실질적으로 동시에 상호 연통함을 특징으로 하는 거품-발생 어셈블리를 제공한다.

상기와 같은 방법으로 기체통로 및 액체통로의 토출구와 배출통로의 도입부를 배치함으로써 밸브가 작동함에 따라 실질적으로 동시에 액체통로의 토출구, 기체통로 및 도입부가 개방되도록 한다. 기체통로 및 액체통로의 양쪽 토출구가 동시에 개방됨으로써 밸브가 반정도 개방된 상태에서, 예를 들면 압착식 거품발생장치의 압착식 용기가 너무 약하게 압착된 경우, 기체 또는 액체만 방출되도록 한다. 또한, 동시에 개방됨으로써 더 양질의 혼합물 및 거품발생이 가능하다.

액체통로용의 복수의 토출구 및/또는 배출통로용의 도입부를 제공함으로써 거품발생이 더 개선된다.

바람직하게는, 액체통로의 환형의 토출구, 하나 이상의 기체통로의 토출구 및 하나 이상의 배출통로의 도입부는 환형의 밀봉면에 직접 접한다.

바람직하게는, 환형의 밀봉면은 작다. 예를 들면, 환형의 밀봉면의 직경은 4 내지 10mm이며, 폭은 최대 1mm이며, 바람직하게는 0.5mm보다 작다.

본 발명의 일 실시예에서, 밸브 몸체는 실질적으로 원추형(conical)이다. 여기서, 원추형은 밸브 몸체가 대칭 중심축 방향으로 실질적으로 원형대칭형상(circular-symmetrical design)이고, 상기 밸브 몸체의 일단에서의 직경이 밸브 몸체의 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 밸브 몸체는 적어도 부분적으로는 예를 들면, SLR(Liquid Silicon Rubber) 등의 실리콘과 같이 요곡성(flexible)이며, 바람직하게는 탄성 재료로 제작된다. 상기 밸브 몸체를 요곡성 재료로 제작함으로써 밸브 몸체의 밸브 기능을 위해 배출장치에 별도의 이동 부재를 설치할 필요가 없다. 탄성 재료를 사용함으로써, 거품이 배출된 후에 상기 밸브 몸체는 비동작 상태로 복원된다. 그러나, 상기 복원 이동은 예를 들면, 스프링 부재 또는 밸브 몸체의 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 일 실시예에서, 탄성체의 밸브 몸체는 아치형 부분(arcuate section)을 포함하며, 압력이 증가함에 따라 아치형 부분이 상기 액체통로 토출구 및 기체통로 토출구의 밀봉을 강화하도록 상기 아치형 부분은 상기 액체통로 토출구 또는 기체통로 토출구에서 신장된다. 예를 들어, 용기를 압축함으로써 압축형 용기(compressible container) 내의 압력이 증가하면, 아치형 부분이 변형되려 할 것이며, 이에 의해 아치형 부분의 상단(top)을 누르게 된다(depress). 이에 따라, 해당 토출구의 단부에 인접한 아치의 일부가 이들 단부에 보다 강하게 압착되어 밀봉이 강화될 것이다. 압력이 증가할수록 아치는 더 많이 변형되어 아치가 에지(edge)로부터 분리되고 이에 따라 해당 토출구를 통해 흐를 수 있게 된다.

이러한 실시예의 장점은, 거꾸로 정렬된 용기의 액체통로로서는 배출장치가 비동작인 상태에서, 밸브 몸체 위에 있는 액체 기둥에 의해 밸브 몸체에 일정 압력이 가해진다는 것이다. 밸브 몸체의 아치형 부분에 의해, 이러한 압력은 거품-발생 어셈블리가 비동작 상태일 때 액체통로 토출구의 밀봉을 강화하는데 이용될 수 있으므로 배출통로는 누설(leakage) 문제를 야기하지 않고 아래쪽으로 향할 수 있다.

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 상류(upstream)에 배치되는 압착기를 포함함을 특징으로 하는 거품-발생 어셈블리를 제공하고자 한다.

배출통로 내에 압착기를 배치함으로써, 배출통로 내에서의 거품 유동 또는 액체-기체 혼합물의 유동을 가속할 수 있다. 이에 따라, 액체와 기체의 혼합 및 거품 발생이 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. 압착기를 배치함에 따라 거품의 특성을 상당히 개선한다는 점을 발견했다. 압착기의 횡단면적은 바람직하게는 배출통로 횡단면적의 75% 미만이며, 더욱 바람직하게는 50% 미만이다.

본 발명에 따른 거품-발생 어셈블리는 수동으로 압착가능한, 액체 및 기체 저장 용기를 구비하는 압착식 거품 발생장치에 적용 가능하며, 상기 용기의 개구 상에 또는 개구 내에 장착 가능한 장점이 있다.

거품을 배출하는 거품 배출장치의 다른 실시예에서, 본 발명에 따른 거품-발생 어셈블리는 일정 압력하에서 액체 및 기체를 보유하고 있는 용기의 내부 또는 용기 상에 배치될 수 있으며, 예를 들면, 거품을 일으킬 수 있는 액체 및 불활성 가스(propellant)를 담고 있는 용기 상에 배치될 수 있다. 또한, 거품-발생 어셈블리는 예를 들면, 액체 펌프 및 기체 펌프를 구비하는 장치 또는 액체 공급기 및 기체 공급기를 구비하는 장치와 같이 일정 압력하에서 거품을 발생시키는 액체 또는 기체를 공급할 수 있는 여타의 장치에 결합 가능하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배출장치의 단면도,

도 2a는 도 1에 도시된 배출장치의, 거품을 배출하고 있는 상태에서의 단면도,

도 2b는 도 2a의 왼쪽 부분을 나타낸 도면,

도 2c는 도 2a의 오른쪽 부분을 나타낸 도면,

도 3은 도 1, 도 2a, 도 2b 및 도 2c에 도시된 실시예의 제1 하우징 부분의 상면도,

도 4는 도 1, 도 2a, 도 2b 및 도 2c에 도시된 실시예의 제2 하우징 부분의 상면도,

도 5는 도 1, 도 2a, 도 2b 및 도 2c에 도시된 실시예의 제2 하우징 부분의 사시도.

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

도 1은 본 발명에 따른 배출장치의 제1 실시예를 나타낸 것이다. 상기 배출장치는 전체적으로 도면부호 '1'로 표시된다. 상기 배출장치(1)는 압착식 거품발생장치이다. 이러한 압착식 거품발생장치는 일반적으로 용기(container)가 압착됨에 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 이용하여 발생되는 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(rest position) 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-발생 어셈블리가 장착되는 개구(3)를 구비한다. 상기 용기(2)는 적절한 형상, 예를 들면, 타원형 또는 원형의 단면형상을 갖도록 형성될 수 있다.

상기 거품-발생 어셈블리는 대칭 중심축 A-A 주위에서 실질적으로 원형 대칭(circular-symmetrical)을 이룬다. 상기 거품-발생 어셈블리는 제1 하우징부(20), 제2 하우징부(4) 및 제3 하우징부(5)를 구비하는 하우징을 포함한다. 상기 제3 하우징부(5)는 나사결합에 의해 상기 용기(2)에 부착되고, 상기 제1 하우징부(20) 및 제2 하우징부(4)는 상기 용기(2)와 제3 하우징부(5) 사이를 밀봉시키는 상태로 결속된다. 다른 방법으로, 상기 제3 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-발생 어셈블리는 실질적으로 원추형의 밸브 몸체(6)을 포함하며, 상기 밸브 몸체(6)는 상기 제2 하우징부(4)와 제3 하우징부(5) 사이의 결속부(clamping section)(6a) 근처에 결속된다. 상기 밸브 몸체(6)는 요곡성이며, 바람직하게는 탄성 재료로 이루어진다. 예를 들면, 액상의 실리콘 고무(liquid Silicone Rubber; LSR)와 같은 실리콘이 상기 밸브 몸체(6)에 특히 적합한 재료임이 입증되었다.

배출장치의 도시된 위치상에서, 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. 액체와 기체의 혼합물을 만들기 위해, 상기 용기 내의 액체로부터 상기 제1 하우징부(20) 내의 다수의 개구(9a 및/또는 9b)를 경유하여 상기 제2 하우징부(4) 내의 상기 액체통로의 환형 토출구(10)(원형 에지 4a와 4b 사이)까지 연장되는 액체통로가 제공된다.

기체용으로, 상기 용기(2) 상단의 기체로부터 튜브(11)를 경유하여 상기 기체통로의 3개의 토출구(12)(도 1 및 도 2에는 그 중 하나가 개시되어 있음)까지 연장된 기체통로가 제공된다. 비동작상태에서, 도시된 양쪽의 환형 토출구들(10, 12)은 밸브 몸체(6)에 의해 밀봉된다. 비동작상태에서, 상기 토출구들(10, 12) 중 어느 것도 상기 배출통로의 3개의 도입부(30)(도면에는 그 중 하나만 개시되어 있음) 중 하나와 연통하지 않는다.

기체 통로의 토출구(12)와 배출통로의 도입부(30)는 가상 원(imaginary circle)(도 5에 도시되어 있음)의 외주(원주) 상에 배치되며, 밸브 몸체(6)를 위한 환형의 밀봉면을 형성하는, 제2 하우징부(4)의 밀봉 에지(4a) 상에서 접하고 있다. 액체 통로의 환형의 토출구(10)는 밀봉 에지(4a)의 상단에 위치한다. 기체 통로의 토출구들(12) 각각은 적어도 부분적으로 밀봉면(4c)에 의해 둘러싸여 있다. 개시된 실시예에서, 각 토출구(12)는 밀봉면(4c) 및 환형의 밀봉면(4a) 일부에 의해 둘러싸여 있다. 토출구들(10, 12), 도입부(30) 및 밀봉면(4a, 4c)의 전술한 바와 같은 배치는 도 5에 더 상세히 도시되어 있으며, 도 5는 도 4의 제2 하우징부(4)의 사시도이다.

배출장치를 가동시킴에 따라, 즉, 용기(2)를 압착함에 따라 도 2a, 도 2b 및 도 2c에 도시된 바와 같이, 밸브 몸체가 밀봉면(4a)에서 이탈할 것이기 때문에 토출구들(10, 12)은 어느 순간 개방될 것이다. 이에 따라, 액체 통로 및 기체 통로는 도입부(30)를 통해 배출통로와 거의 동시에 연통하게 된다. 결국, 액체 및 기체는 배출통로에서 혼합되어 거품을 형성한다.

상기 배출통로는 2개의 작은 체(13a)를 구비하는 체 부재(13)가 배치된 밸브 몸체(6)의 중앙부를 통과하여 밀봉 캡(7)의 배출용 개구(8)까지 이어진다.

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

상기 밸브 몸체에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 도면부호 '6a'로 표시된 지점(point)에서, 상기 밸브 몸체(6)는 상기 제2 하우징부(4)와 상기 제3 하우징부(5) 사이에 밀봉 상태로 결속된다. 또한, 상기 밸브 몸체는 환형의 에지(모서리)(edge)(4a, 4c)에 의해 기체 통로의 토출구 및 체 부재(13) 각각에 맞닿도록 유지된다. 비동작 상태에서, 환형 에지(4a, 4c)를 따라 더 견고하게 밀봉하기 위해 상기 밸브 몸체(6)는 축방향으로 기장력(pretension)이 가해진 상태로 상기 제2 하우징부(4)와 제3 하우징부(5) 사이에 꼭 맞게 끼워지게 된다.

상기 밸브 몸체(6)는, 비동작상태에서, 적어도 부분적으로 상기 액체통로의 토출구에 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 밸브 몸체를 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(clamp)(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 밀봉기능을 향상시킨다.

본 실시예에서, 액체통로 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 '4a'로 표시되는 에지를 밀착하여 이 지점에서 양호한 밀봉을 제공하게 된다. 상기 액체 통로는 타측에서 상기 결속부(6a)에 의해 밀봉됨으로써, 상기 토출구는 큰 결속력 없이도 상기 밸브 몸체(6)에 의해 효과적으로 밀봉된다.

다른 실시예에서, 양쪽 에지에서 상기 밸브 몸체의 아치형 부분을 매우 강하게 결속하기 위해 상기 밸브 몸체(6)는 상기 토출부의 일측에 결속되지 않고, 그 상단이 상기 토출구의 양쪽 에지에 근접 배치될 수 있다. 상기 밸브 몸체의 아치형 부분의 단면은 낙타의 등(back of a camel) 모양과 유사하며, 밸브 몸체의 두 개의 상단(꼭대기)은 낙타의 등에 있는 혹(humps of the camel)과 유사하다.

상기 밸브 몸체(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)의 통로를 밀봉하지만, 용기 내의 압력이 감소하면 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 제3 하우징(5)에 대해, 적어도 도 1에 도시된 개방부분(open position) 및 폐쇄부분(closed position)(도면에서 하우징에 대해 상측을 향하는)까지 이동 가능하다. 폐쇄부분에서, 제3 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 폐쇄부분에 위치하는 경우에 밀봉된다. 상기 밀봉 캡(7)은 위쪽을 향하는 복수의 핑거(upwardly pointing fingers)를 구비하며, 상기 핑거들은 상기 제3 하우징부(5) 상의 상보형 핑거와 맞물리게 된다. 이들 상호 짝을 이루는 핑거들은 상기 폐쇄부분에서의 밀봉을 강화한다.

외주변(outer periphery) 부근에서, 상기 제1 하우징부(20)는 상기 용기(2) 및 내측(상기 중심선 A-A를 향해) 방향으로 비스듬하게 연장되는 자유 돌출립(free projecting lip)(29)(도 2c 참조)을 구비한다. 상기 립(29)은 상기 제1 하우징부(20)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 없었다.

또한, 상기 배출통로 내에, 압축기(32)에 상기 배출용 개구의 횡단면을 압축하는 압축 부재(constriction element)(31)가 제공된다. 상기 압축기(32)는 거품의 흐름 또는 액체-기체 혼합물의 흐름을 가속하고 거품의 특성을 개선한다. 상기 압축 부재(31)는 상기 체 부재(13)와 일체 되도록(integrally) 설계된다. 다른 실시예로, 상기 압축 부재는 독립적인 구성요소로 제공되거나 상기 거품-발생 어셈블리의 다른 부분에 일체로 제공될 수 있다.

상기 압축 부재의 횡단면적은 상기 압축기(32) 상류(upstream)의 배출통로 횡단면적의 75% 정도가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 50% 정도이다.

상기 압축기는 상기 체들(13a) 중 적어도 하나의 상류에 배치되거나, 가장 끝에 위치하는 다공성 부재(porous element) 또는 체 부재(13) 앞에 배치된다. 상기 압축기(32)를 상기 체들 중 적어도 하나의 상류에 배치함으로써 거품 발생에 긍정적인 영향을 끼친다.

상기 용기(2)가 압착되면, 상기 용기(2) 내의 압력은 증가한다. 초기에, 압력이 증가하면 상기 밸브 몸체(6)의 아치형 부분(6c)이 상기 환형 에지(4a)에 보다 강하게 밀착되도록 함으로써 상기 밸브 몸체(6)와 상기 환형 에지(4a) 사이의 밀봉을 강화하게 된다. 이후 압착에 의해 상기 용기(2)의 압력이 더 증가하면, 도 2a, 도 2b 및 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 아치형 부분(6c)은 아래쪽으로 이동하여 결과적으로 환형 에지(4a)로부터 분리된다.

상기 밸브 몸체(6)가 환형의 밀봉 에지(4a)에서 분리되면, 액체통로 토출구(10)와 기체통로 토출구(12)는 실질적으로 동시에 서로 연통하며, 배출통로의 도입부(30)와도 연통하게 된다. 이에 따라, 기체와 액체의 혼합물이 생성되며, 용기의 압착에 의한 압력에 의해 도입부(30)를 통해 배출통로로 흐르게 된다.

이와 같이 기체와 액체가 혼합된 다음 기체와 액체의 혼합물은 압축기(32) 및 작은 체들(sieves)(13a)을 통과하여 (개선된) 거품을 발생시킨다. 생성된 거품은 상기 배출통로를 통해 배출용 개구(8)를 향하여 아래쪽으로 흘러 배출통로에서 배출된다.

따라서, 상기 밸브 몸체(6)는 배출상태에서, 상기 환형 에지(4a)에서 성공적으로 롤 오버(rolls over) 됨으로써 액체 및 기체가 배출통로를 경유하여 배출용 개구로 흐를 수 있도록 하며, 배출통로에서 거품을 발생시킨다.

도 3은 상기 제1 하우징부(20)를 상부에서 바라본 상태를 도시한 것이다. 제1 하우징부(20)는 실질적으로 원형이며, 6개의 개구로 둘러싸인 중앙 개구(23)를 구비하며, 상기 6개의 개구들 중 3개의 개구(9a) 직경은 나머지 3개의 개구(9b) 직경보다 더 크다. 거품이 배출되고 또한 상기 용기(2)에 기체가 유입되는(통기) 동안, 기체는 상기 중앙 개구(23)를 통해 유동할 것이다. 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 4는 상기 제2 하우징부(4)를 상부에서 바라본 상태를 도시한 것이다. 상기 제2 하우징부(4)는 3개의 개구(24)를 구비하며, 상기 3개의 개구들(24)은 상기 제1 하우징부(20) 상에서 상기 제2 하우징부(4)가 위치하는 회전지점에 따라 상기 제1 하우징부(20)의 큰 직경의 개구들(9a) 또는 작은 직경의 개구들(9b) 중 일측과 일렬(in line)로 놓이게 된다. 상기 제2 하우징부(4)는 3개의 블라인드홀(blind hole)(25)을 더 구비하며, 상기 제2 하우징부(4)에 대한 상기 제1 하우징부(20)의 상대적 위치에 따라 상기 큰 직경의 개구들(9a) 또는 작은 직경의 개구들(9b)을 밀봉하게 된다.

상기 제1 하우징부(20) 및 상기 제2 하우징부(4)가 상호 60도의 각도로 회전하는 경우, 상기 개구들(24)은 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 흐르는 액체의 양은 줄어드는 반면 상기 용기(2)의 압착에 의해 상기 수직 도관(11)을 통해 흐르는 기체의 양은 실질적으로 동일하게 유지된다. 따라서, 기체/액체 비율은 상기 제2 하우징부(4)에 대한 상기 제1 하우징부(20)의 회전 위치에 따라 변화된다.

블라인드 홀에 의해 선택적으로 밀봉되는 상기 제1 하우징부 내의 개구들의 수뿐만 아니라 상기 개구들 각각의 크기를 변경함으로써 기체/액체 비율을 변화시 킬 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다. 또한, 실시예로 블라인드 홀(25)을 개방함으로써 제2 하우징부(4)에 6개의 통로(through-going)가 생기도록 할 수도 있다.

또한, 상기 기체통로 중 가장 작은 직경의 조절, 예를 들면, 상기 수직 도관(11)의 내경을 조절하거나 상기 제1 하우징부(20)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 발생되는 거품의 총량을 조절하는데도 이용할 수 있다.

도 1 및 도 2의 실시예에서는, 두 위치만 가능하다: 하나는 도 3에 도시된 바와 같이, 3개의 큰 직경의 개구들(9a)을 통해 액체가 배출되는 위치이고, 다른 하나는 상기 제1 하우징부(20)가 제3 하우징부(5)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.

상기 개구(9a)를 통해 상기 환형의 토출구(10)로 흐르는 액체는 상기 제1 하우징부(20)와 상기 제2 하우징부(4) 사이에 위치하는 도면부호 '21'로 표시되는 공간에 도달할 수 없다. 상기 공간(21)은 상기 기체주입밸브(6b) 바로 위의 도면부호 '22'로 표시되는 공간을 수직 도관(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 수직 도관(11)을 통과하여 상기 용 기(2)의 상단으로 유통된다. 도 1 및 도 2에 도시된 실시예와 비교하면, 상기 용기(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 생성되는 단점이 있다.

제1 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(20) 또는 제2 하우징부(4)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.

상기 배출장치(1)의 부가적인 장점은 액체통로의 환형 토출구 및 기체통로의 토출구들이 원주상에 배치되어 액체와 기체를 넓은 표면적에 걸쳐 분포시킴으로써 비교적 양질의 혼합물을 형성할 수 있다는 점이다. 이러한 장점은 하나 또는 두 개의 토출구가 360도 미만으로 연장되거나 단속적인(interrupted) 환형 개구를 형성하는 다수의 개구들로 세분됨(subdivided)으로써 달성될 수 있다. 이러한 실시예들은 본 발명의 보호범위 내의 것으로 간주된다.

다른 실시예에서, 상기 밸브 몸체를 딱딱한(stiff) 재질로 만들거나, 스프링 부재를 이용하여 제2 하우징부(4)에 밀착되도록 밀거나 당기도록 설계할 수 있다. 상기 용기 내의 압력이 증가하면, 상기 스프링은 압착되거나 확장되면서 상기 밸브 몸체(6)와 상기 제2 하우징부(4) 사이에 틈을 형성한다. 이에 따라, 거품을 발생시키고 생성된 거품을 배출할 수 있다. 그러나, 이러한 실시예에서는 전술한 롤링 효 과(rolling effect)는 발생하지 않을 것이다.

상기 실시예에 따른 배출장치(1)의 또 다른 장점은 밸브 몸체에 제공된 중앙 개구(14)에 의해 액체 스트림 및/또는 기체 스트림이 90도(degrees) 이상 모퉁이를 돌(turn corners) 필요가 없다는 점이다. 상기 개구(14)를 제공함으로써, 액체 스트림과 기체 스트림은 그 속도를 유지하고 이에 따라 더 양호한 액체와 기체의 혼합물이 생성된다. 본 실시예에서, 상기 밸브 몸체(6)를 실질적으로 원추형으로 형성하여 액체 및 기체 스트림의 속도를 더 효과적으로 유지할 수 있다. 또한, 상기 원추형 형상은 거품 발생을 돕는 체 부재를 원추형에 꼭 맞도록 설치할 수 있는 장점이 있다. 체 부재가 원추형 내에 꼭 맞게 끼이도록 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 또 다른 장점은 상기 밸브 몸체(6)의 아치형 부분(6c)이 상기 제2 하우징부(4)와 상기 밸브 몸체(6) 사이의 밀봉을 지지한다(supports)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 밸브 몸체가 제2 하우징부(4)에서 분리되는 임계압력을 생성함으로써 일정한 특성의 개선된 거품을 유지할 수 있다.

전술한 압착식 거품 발생장치의 실시예는 캡이 아래쪽(downwards)을 향하고 있는 경우에 대해 설명한 것이다. 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. 거품을 발생하는 거품-발생 어셈블리에 있어서,

   각각 토출구로 종단되며, 배출용 개구로 종단되는 배출통로와 연통하는 기체통로 및 액체통로를 구비하는 하우징; 및

   비동작상태(in a rest position)에서, 상기 액체통로 및 상기 기체통로로부터 상기 배출통로로의 흐름을 차단하기 위해 밀봉방식으로 상기 액체통로의 토출구 및 상기 기체통로의 토출구를 폐쇄하고, 배출상태에서, 상기 배출통로에서 기체와 액체가 혼합되도록 상기 액체통로의 토출구 및 상기 기체통로의 토출구를 개방하는 밸브 몸체를 포함하며,

   상기 액체통로 토출구는 환형이며, 상기 기체통로 토출구 및 상기 배출통로의 도입부는 가상 원의 원주상에 제공되며, 상기 액체통로의 환형 토출구와 상기 기체통로 토출구 사이 또는 상기 배출통로의 도입부 사이에 환형의 밀봉면이 제공되어, 비동작상태에서 상기 밸브 몸체가 밀봉되도록 하며, 배출상태에서 상기 밸브 몸체가 상기 밀봉면으로부터 분리됨으로써 상기 기체통로의 토출구, 상기 액체통로의 토출구 및 상기 배출통로의 도입부 각각이 동시에 연통함을 특징으로 하는 거품-발생 어셈블리.
2. 제1항에 있어서, 상기 기체통로는 상기 가상 원의 원주상에 제공되는 적어도 2개의 토출구를 포함함을 특징으로 하는 거품-발생 어셈블리.
3. 제2항에 있어서, 상기 적어도 2개의 토출구는 상기 가상 원의 원주 상에 고르게 분포함을 특징으로 하는 거품-발생 어셈블리.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 기체통로는 상기 가상 원의 원주상에 제공되는 3개의 토출구를 포함하며, 각각 2개의 토출구 사이에 상기 배출통로의 도입부가 제공되는 것을 특징으로 하는 거품-발생 어셈블리.
5. 제1항에 있어서, 상기 밸브 몸체는 원추형인 것을 특징으로 하는 거품-발생 어셈블리.
6. 제1항에 있어서, 상기 밸브 몸체는 상기 배출통로의 일부를 형성하는 관통-개구(through-opening)를 포함함을 특징으로 하는 거품-발생 어셈블리.
7. 제1항에 있어서, 상기 밸브 몸체는 탄성체임을 특징으로 하는 거품-발생 어셈블리.
8. 제1항에 있어서, 상기 거품-발생 어셈블리는 대칭 중심축에 대해 원형대칭이며, 배출상태에서, 배출될 액체는 상기 대칭 중심축 방향으로 이동함을 특징으로 하는 거품-발생 어셈블리.
9. 제1항에 있어서, 상기 밸브 몸체는 실리콘 재료로 제조됨을 특징으로 하는 거품-발생 어셈블리.
10. 제1항에 있어서, 상기 거품-발생 어셈블리는 용기의 압착에 의해 거품이 배출될 수 있는 개방 위치와 상기 배출용 개구가 밀봉되는 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능한 밀봉캡을 포함함을 특징으로 하는 거품-발생 어셈블리.
11. 제1항에 있어서, 상기 밸브 몸체는 사방으로 자유롭게 신장되고, 용기의 통기 시에 하우징 내의 통기용 개구를 위한 밸브 기능을 하는 에지를 포함함을 특징으로 하는 거품-발생 어셈블리.
12. 제1항에 있어서, 상기 배출통로에 배치된 압축기를 더 포함함을 특징으로 하는 거품-발생 어셈블리.
13. 제12항에 있어서, 상기 압축기는 상기 배출통로 내의 다공성 부재 또는 체 부재의 상류에 배치됨을 특징으로 하는 거품-발생 어셈블리.
14. 제7항에 있어서, 상기 탄성의 밸브 몸체는 상기 액체통로의 토출구 또는 상기 기체통로의 토출구로 신장된 아치형 부분을 포함하며, 상기 아치형 부분은 용기의 압력이 증가하는 경우 상기 액체통로 및 기체통로의 토출구를 각각 밀봉하도록 신장됨을 특징으로 하는 거품-발생 어셈블리.
15. 각각 토출구로 종단되며, 배출용 개구에서 종단되는 배출통로와 연통하는 기체통로 및 액체통로를 구비하는 하우징과; 비동작상태에서, 상기 액체통로 및 기체통로로부터 상기 배출통로로의 흐름을 차단하기 위해 상기 액체통로의 토출구 및 상기 기체통로의 토출구를 밀봉방식으로 덮고, 배출상태에서, 상기 배출통로에서 기체와 액체의 혼합이 이루어지도록 상기 액체통로의 토출구 및 상기 기체통로의 토출구를 개방하는 밸브 몸체를 포함하는 거품 발생용 거품-발생 어셈블리에 있어서,

    상기 배출통로에 배치된 다공성 부재 또는 체 부재의 상류에 압축기가 배치됨을 특징으로 하는 거품-발생 어셈블리.
16. 수동으로 압착 가능한 액체 및 기체 저장용 용기와; 상기 용기의 개구 상에 또는 개구 내에 장착 가능하며, 기체통로 및 액체통로가 상기 용기와 연통하는, 제1항에 따른 거품-발생 어셈블리를 포함하는 거품을 배출하기 위한 압착식 거품발생장치.
17. 제1항에 따른 거품-발생 어셈블리를 포함하는 거품 배출용 배출장치에 있어서, 액체통로 및 기체통로는 압력하에서 액체를 포함하는 액체 공급원과 압력하에서 기체를 포함하는 기체 공급원과 각각 접속되는 거품 배출용 배출장치.
18. 제1항에 따른 거품-발생 어셈블리를 포함하는 거품 배출용 배출장치에 있어서, 액체통로 및 기체통로는 거품발생 가능한 액체 및 기체를 포함하는 용기와 연통하며, 상기 거품발생 가능한 액체 및 기체는 압력이 가해지거나(pressurized) 압력이 가해질 수 있는 것인 거품 배출용 배출장치.

Images