KR100683890B1 - 초음파 세척기 - Google Patents

Abstract

개시된 본 발명은 초음파에 의해 케비테이션을 유발하여 피세척물에 붙은 이물질을 박리/제거할 수 있는 초음파 세척기에 관한 것이다.

본 발명인 초음파 세척기는, 본체(10)와, 이 본체(10)에 분리/결합이 가능한 착탈식으로 조립되는 세척조(20)와, 세척조(20)의 뚜껑(25)에 견인바(40)를 매개로 뚜껑(25)과 일정거리 이격 설치되어 뚜껑(25)을 덮었을 때 세척조(20)내에 위치하는 가압판(30)과, 상기 본체(10)의 거치요홈(14)과 세척조(20) 사이의 진동 소음을 방지하기 위해 거치요홈(14)의 내벽에 끼워지는 받침구(50)를 포함하여 구성되는 것을 요지로 한다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 의하면, 세척조에 담긴 세척액의 배출 및 교환이 매우 용이하다는 장점이 있으며, 세척액에 비해 비중이 가벼워 수면위로 떠올라 세척이 용이하지 못한 피세척물까지도 완벽하게 세척할 수 있게 되는 등의 효과가 발현된다.

초음파 세척기, 세척조, 뚜껑, 가압판, 난반사

Description

초음파 세척기{Supersonic Cleaner}

도 1은 종래 일반적으로 널리 쓰이는 수조식 초음파 세척기를 도시한 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 초음파 세척기의 분리 상태를 나타낸 분리 사시도.

도 3은 도 2에 따른 결합 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 초음파 세척기의 작동 상태도.

<도면의 주요부위에 대한 부호 설명>

10...본체 12...측벽

14...거치요홈 16...초음파 발진소자

20...세척조 22...손잡이

25...뚜껑 30...가압판

32...연통홀 34...돌기

40...견인바 50...받침구

52...받침편

본 발명은 초음파 세척기에 관한 것으로 이는 특히, 초음파진동자가 내설된 초음파 세척기 본체로부터 세척조를 분리/결합이 가능한 착탈식 구조로 구성하여, 세척조에 담긴 세척액의 배출 및 교환이 용이하며, 세척조의 개방부에는 견인바를 매개로 가압판이 연결된 뚜껑을 덮어 상기 가압판에 의해 세척조에 담겨진 피세척물이 세척액에 완전히 침전되도록 함으로써, 세척액에 비해 비중이 가벼워 수면위로 떠올라 세척이 용이하지 못한 피세척물까지도 완벽하게 세척할 수 있는 초음파 세척기에 관한 것이다.

일반적으로 초음파란 인간이 들을 수 없는 가청 주파수 이상(15KHz 이상)의 높은 주파수의 음파를 일컫는 말로서, 인간이 듣기위한 목적이 아니고, 음파의 성질을 이용하여 물체, 물질의 물성적 변화와 계측등에 이용하는 경우의 음파를 말한다.

이러한 초음파의 응용은 크게, 통신적 응용분야와 동력적 응용분야로 나뉜다. 통신적 응용분야에서는 수중 Sonar, 어군탐지가, 탐상기, 두께측정기, 액면계, 점도계, 의료용 진단기기 등으로 응용되어 사용되고 있으며, 동력적 응용분야에서는, 세척기, 제진기, 분무기, 건조기, 가공(융착, 용접, 절삭등), 초음파 치료기기 등이 응용되어 사용되고 있다.

이 가운데, 동력적 응용분야에서 사용되는 상기 세척기는, 세척조내에 담긴 세척액(합성세제 또는 물)에 가청범위를 초과한 높은 주파수의 강한 에너지를 지닌 초음파를 투사하여 음압의 변화로 인한 케비테이션(cabitation)에 의해 세척조내에 담긴 피세척물에 부착된 이물질을 박리 또는 제거하여 피세척물을 깨끗하게 세정할 수 있도록 한 장치로서, 그 일반적인 구성은 도 1에 도시된 바와 같다.

즉, 첨부도면 도 1은 종래 일반적으로 널리 쓰이는 수조식 초음파 세척기의 개략적인 구성을 나타낸 사시도 로서, 이에 도시된 바와 같이 종래 일반적인 초음파 세척기는, 본체(100) 내측에 세척액이 담수될 세척조(200)가 구비되어 있으며, 본체(100)와 상기 세척조(200) 사이 공간의 세척조(200)의 저면 내지는 측면 일측에는 적어도 하나 이상의 초음파 발진장치(300)가 부착형성되어 있고, 본체 케이스 상측 또는 측방에는 상기 초음파 발진장치(300)의 전원 ON/OFF를 단속하기 위해 스위치(400)가 마련된 단순한 구성으로 이루어져 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 종래 초음파 세척기는, 초음파 발진장치로부터 전기 신호가 진동판의 진동자로 인가되면 이 진동자는 기계신호로 변환되고, 이 변환된 기계신호는 세척조내 수중의 매질(세척액 또는 물)을 통하여 진동하여 음압의 변화로 케비테이션(cabitation) 현상을 유발한다. 이 케비테이션으로 인하여 세척액에는 매우 미세한 기포들이 발생되는데, 이러한 기포들이 피세척물에 부착된 이물질을 박리 및 제거함으로써 피세척물을 깨끗하게 세척할 수 있게 되는 것이다.

그러나, 상기한 구성의 종래 일반적인 수조식 초음파 세척기는 세척액(합성세제 또는 물)이 담수되는 세척조가 본체와 일체형으로 형성된 구성이기 때문에, 세척조에 담수된 세척액(합성세제 또는 물)의 교환이 용이하지 못 하며, 초음파 발진장치의 이격 설치에 따른 초음파의 사각지역이 발생되어 세척능력이 떨어진다는 단점이 있다.

또, 세척액이 담수되는 세척조의 경우 수조식으로 상부 입구가 단순개방된 구조로서, 세척조에 충진된 세척액에 비해 비중이 낮은 피세척물을 세척하는 경우에는 피세척물이 세척액에 완전히 잠기지 못하고 비중차에 의해 세척액의 표면에 뜨는 현상이 발생한다. 이로써, 잠기지 못한 피세척물의 외부로 노출된 부위는 초음파 세척이 이루어지지 못해 완벽하게 세척이 이루어지지 못하는 등의 문제가 유발된다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 안출한 것으로, 초음파진동자가 내설된 초음파 세척기 본체로부터 세척조를 분리/결합이 가능한 착탈식 구조로 구성하여, 세척조에 담긴 세척액의 배출 및 교환이 용이한 초음파 세척기를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 세척조의 상측 개방부에 견인바를 매개로 가압판이 연결된 뚜껑을 덮어 상기 가압판에 의해 세척조에 담겨진 피세척물이 세척액에 완전히 침전되도록 함으로써, 세척액에 비해 비중이 가벼워 수면위로 떠올라 세척이 용이하지 못한 피세척물까지도 완벽하게 세척할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 가압판에는 구멍을 뚫어 이 가압판이 세척액이 담수된 세척조에 투입될 때 유체의 저항을 최소화토록 하되, 구멍 주변을 엠보싱처리하여 하향으로 돌기가 돌출되도록 형성함으로써, 상기 돌기에 의해 초음파 의 난반사가 유도되어 초음파가 미치지 못하는 사각지역에 까지 초음파가 도달하여 세척능력을 가일층 향상시킬 수 있도록 하는 데에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명에 따른 초음파 세척기는, 상부에는 그 외주연을 따라 측벽이 일체로 연장형성되어 이 측벽내측에 일정용적을 갖는 거치요홈이 형성되고, 이 거치요홈의 저면 적소에는 적어도 한 개 이상의 초음파 발진소자가 내설되며, 전원 및 타이머 스위치를 포함한 각종 조작스위치가 설치된 본체; 상부가 개방된 용기체로 외주연 측면에는 파지를 위한 손잡이가 마련되며, 개방된 개구부 측은 뚜껑이 덮여진 구성으로 이루어져 상기 본체의 거치요홈 상에 안착되는 세척조; 상기 세척조의 뚜껑에 견인바를 매개로 뚜껑과 일정거리 이격 설치되어 뚜껑을 덮었을 때 세척조내에 위치하는 가압판; 및, 초음파 발진소자 구동으로 인한 상기 본체의 거치요홈과 세척조 사이의 진동 소음을 방지하기 위해 거치요홈의 내벽에 끼워지는 받침구;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 가압판에는 이 가압판이 세척액이 담수된 세척조에 투입될 때 유체의 저항을 최소화하기 위해 연통홀이 천공되되, 이 연통홀 주변은 엠보싱 처리하여 돌기가 하향으로 돌출되도록 구성되는 것이 특징이다.

그리고, 상기 받침구의 내벽 중앙에는 세척조가 이에 안착될 수 있도록 받침편이 내향 돌설되는 것이 특징이다.

상기 받침구는 본체와 세척조 사이에 발생되는 진동 소음을 효과적으로 흡수/차단토록 경질의 고무로 이루어지는 것이 특징이다.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 세척기를 상세히 설명한다.

첨부된 도면을 간략히 설명하면, 도 2는 본 발명에 따른 초음파 세척기의 분리 상태를 나타낸 분리 사시도이며, 도 3은 도 2에 따른 결합 단면도 이다.

도 2내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명인 초음파 세척기는, 세척액(합성세제 또는 물)이 충진되는 용기형태의 세척조(20)가 본체(10)로부터 분리/결합이 가능한 착탈식 구조로 이루어진 것이 특징이다.

구체적으로, 상기 본체(10)에는 전원 및 타이머 스위치를 포함한 각종 조작스위치 및 작동상태가 표시되는 일반적인 디스플레이 창 구비되어 있으며, 본체 상측에는 그 외주연을 따라 측벽(12)이 일체로 연장형성되어 이 측벽(12) 내측에 일정용적을 갖는 거치요홈(14)이 요입 형성된다. 그리고 상기 스위치 조작에 따른 전원인가에 따라 초음파 발진소자가 작동하여 초음파를 발생시킬 수 있도록 상기 거치요홈(14)의 저면 적소에는 적어도 한 개 이상의 초음파 발진소자(16)가 부착된다.

이때, 상기 거치요홈(14)에는 초음파 발진소자(16)로부터 발생된 초음파를 세척조(20)에 전달하기 위한 매질로서 물(W)이 일정깊이 충진된다(도 3참조).

또한, 본 발명에 적용된 상기 본체(10)에는 음성데이타가 저장된 메모리(미 도시)와 이 메모리와 스위치를 매개로 연계된 스피커(미도시)가 내장된다. 이는 스위치 ON 동작에 의해 메모리에 저장되어 있던 음성데이타가 스피커를 통해 외부로 출력되게 함으로써 초음파 세척기 구동에 따른 초음파 음 및 진동 소음을 상쇄시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.

한편, 세척조(20)는 상부가 개방된 용기체로, 외주연 측면에 파지를 위한 손잡이(22)가 마련되며, 개방된 개구부 측은 뚜껑(25)이 덮여져 초음파에 의한 매질의 진동에 의해 세척액이 외부로 튀는 것을 방지할 수 있도록 구성되는데, 상기 세척조 뚜껑(25)에는 견인바(40)를 매개로 가압판(30)이 뚜껑(25)과 일정거리 하향 이격토록 설치되어 뚜껑(25)을 덮었을 때 상기 가압판(30)이 세척조(20) 바닥면과 일정거리를 유지하면서 세척조(20) 내측에 위치할 수 있게끔 구성된다.

이 때, 상기 가압판(30)에는 이 가압판(30)이 세척액이 담수된 세척조(20)에 투입될 때 유체의 저항을 최소화하기 위해 연통홀(32)이 방사상으로 천공되어 있으며, 이 연통홀(32) 주변은 엠보싱 처리되어 엠보싱에 의한 라운드형 돌기(34)가 하향으로 돌출토록 구성되어 있다. 이러한 돌기(34)는 매질(합성세제 또는 물)을 매개로 진행하는 초음파의 난반사를 유도하여 세척조(20)내에 초음파의 사각지역을 최소화하여 세척효율을 향상시키기 위한 기술적 수단이다.

계속해서 본 발명에서는 상기 초음파 발진소자(16) 구동으로 인한 상기 본체(10)의 거치요홈(14)과 세척조(20) 사이의 진동 소음을 방지하기 위해 거치요홈(14)의 내벽에 받침구(50)가 내설되며, 이러한 받침구(50)의 내벽 중앙에는 세척조(20) 바닥면이 이에 안착될 수 있도록 받침편(52)이 내향 돌설토록 구성된다.

이와 같은 받침대(50)는 진동 소음의 흡수/완화를 위하여 고무재질로 형성하는 것이 바람직한 바, 안착되는 세척조(20)의 자중에 의해 변형이 발생되지 않도록 어느 정도 강성을 지닌 경질의 고무를 채용함이 가장 바람직 할 것이다.

다음에서는 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동 및 효과에 대해 상세히 설명한다.

사용상태를 나타내는 도면 도 4를 참조하면, 상기한 구성의 본 발명인 초음파 세척기는 세척조(20)내에 일정량의 세척액(합성세제 또는 물)을 충진시킨 후 이 세척조내에 피세척물을 담구고 뚜껑을 덮은 상태에서 본체(10)의 거치요홈(14) 상에 올려 놓는다.

이때, 상기 거치요홈(14)에는 본체(10)에 설치된 초음파 발진소자(16)와 세척조(20) 사이의 중간 매질 역할을 위해 일정수위의 물(W)이 충진되어 있다. 따라서, 거치요홈(14) 상의 받침대(50)에 세척조(20)를 올려놓으면 상기 물(W)의 수위가 세척조(20)가 거치요홈(14)에서 차지하는 부피만큼 높아져 중간 매질인 상기 물이 세척조(20)의 저면을 비롯해 측면 일부를 감싸게 된다.

이와 같은 상태에서 본체에 전원을 인가하여 초음파 발진소자(16)를 구동하면, 가청범위를 초과한 높은 주파수의 강한 에너지를 지닌 초음파가 중간 매질인 물을 거쳐 피세척물이 담긴 세척조(20)내에 투사되고, 이 세척조(20)내의 세척액에서는 음압의 변화로 인한 케비테이션(cabitation)이 유발된다. 이 케비테이션으로 인하여 세척액에는 매우 미세한 기포들이 발생되는데, 이러한 기포들이 피세척물에 부착된 이물질을 박리 및 제거하는 역할을 하여 세척조에 담긴 피세척물을 세척할 수 있게 되는 것이다.

여기서, 상기 세척조(20)는 뚜껑(25)에 의해 그 개방부가 덮여지기 때문에 케이테이션에 의한 잔 물방울들이 외부로 튀는 것이 방지되며, 뚜껑(25)에는 견인바(40)를 매개로 가압판(30)이 설치되어 뚜껑(25)을 덮었을 때 상기 가압판(30)에 의해 세척조(20) 내에 담긴 피세척물이 완전히 잠길 수 있게 된다. 이로써, 세척액에 비해 비중이 낮은 피세척물의 경우 세척조에 담궜을 때 수면위로 떠오르는 것이 방지되어 전면에 걸쳐 고르게 세정이 이루어 질 수 있게 된다.

더욱이, 상기 가압판(30)에는 다수개의 연통홀(32)이 천공되며 연통홀(32) 주변은 엠보싱 처리되어 라운드 형상의 돌기(34)가 하향으로 돌설토록 구성됨으로써, 가압판(30)이 세척액이 충진된 세척조(20)에 투입될 때 연통홀(32)을 통해 유체가 흐를 수 있어 가압판 투입 시 유체로 인한 저항이 현저히 줄어 들게 되고, 상기 돌기(34)에 의해 세척조(20)내의 매질(합성세제 또는 물)을 매개로 진행하는 초음파의 난반사가 유도되어 세척조내에 초음파의 영향을 받지 않는 사각지역을 최소화 할 수 있어 세척효율을 가일층 향상시킬 수 있게 된다.

돌기에 의한 작용 효과에 대해 부연설명 하면, 가압판을 단순 평판 플레이트로 형상으로 구성할 경우에는 초음파에 의한 매질의 진동파가 가압판 저면에 부딪쳐 전반사가 이루어지기 때문에 마주오는 진동파와 상쇄 또는 보강간섭을 일으키게 되는데, 상쇄간섭이 일어날 경우에는 캐비테이션의 발생을 저해하기 때문에 장치의 성능을 오히려 저하시킬 우려가 있다. 따라서, 가압판 저면에 돌기를 형성하여 난 반사를 유도하면 위와 같은 상쇄간섭의 발생이 현저히 줄어 세척성능의 향상을 기할 수 있으며, 초음파의 진행방향에 따라 이 초음파가 미치지 못하는 기존의 사각지대까지 초음파 진행을 유도할 수 있어 장치의 세척성능을 가일층 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명은 음성데이타가 저장된 메모리(미도시)와 이 메모리와 스위치를 매개로 연계된 스피커(미도시)가 본체에 내장되어 있어서 스위치 ON 동작에 의해 메모리에 저장되어 있던 음성신호가 스피커를 통해 외부로 출력된다. 이렇게 스피커를 통해 출력되는 음성신호는 본 발명인 초음파 세척기 구동시 발생되는 불쾌한 초음파 음 및 진동 소음을 상쇄시켜 불쾌감을 없애준다.

이상에서와 같이 본 발명인 초음파 세척기에 의하면, 본체와 세척조가 분리/결합이 가능한 착탈식 구조로 이루어져, 세척조에 담긴 세척액의 배출 및 교환이 매우 용이하다는 장점이 있으며, 세척조는 뚜껑에 의해 그 개방부가 덮여지기 때문에 케이테이션에 의한 잔 물방울들이 외부로 튀는 것이 방지된다.

또, 뚜껑에는 견인바를 매개로 가압판가 설치되어, 세척액에 비해 비중이 가벼워 수면위로 떠올라 세척이 용이하지 못한 피세척물까지도 완벽하게 세척할 수 있으며, 가압판에는 엠보싱처리에 의해 하향으로 돌기가 돌출됨으로써, 이 돌기에 의해 초음파의 난반사가 유도되어 초음파가 미치지 못하는 사각지역에 까지 초음파가 도달하여 세척능력을 가일층 향상시킬 수 있다는 등의 효과가 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (5)

1. 상부에는 그 외주연을 따라 측벽(12)이 일체로 연장형성되어 이 측벽 내측에 일정용적을 갖는 거치요홈(14)이 형성되고, 이 거치요홈(14)의 저면 적소에는 적어도 한 개 이상의 초음파 발진소자(16)가 내설되는 한편, 전원 및 타이머 스위치를 포함한 각종 조작스위치가 설치된 본체(10);

   상부가 개방된 용기체로 외주연 측면에는 파지를 위한 손잡이(22)가 마련되며 개방된 개구부 측은 뚜껑(25)이 덮여진 구성으로 이루어져 상기 본체의 거치요홈(14) 상에 안착되는 세척조(20);

   상기 세척조(20)의 뚜껑(25)에 견인바(40)를 매개로 뚜껑(25)과 일정거리 이격 설치되어 뚜껑을 덮었을 때 세척조내에 위치하는 가압판(30);

   초음파 발진소자(16) 구동으로 인한 상기 본체(10)의 거치요홈(14)과 세척조(20) 사이의 진동 소음을 방지하기 위해 거치요홈(14)의 내벽에 끼워지는 받침구(50);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 세척기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 본체(10)에는 음성데이타가 저장된 메모리와 이 메모리와 스위치를 매개로 연계된 스피커가 내장되어 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 세척기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 가압판(30)에는 이 가압판(30)이 세척액이 담수된 세척조(20)에 투입될 때 유체의 저항을 최소화하기 위해 방사상으로 다수개의 연통홀(32)이 천공되며, 이 연통홀(32) 주변은 엠보싱 처리되어 라운드형 돌기(34)가 하향으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 초음파 세척기.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 거치요홈(14) 내벽에 끼워지는 받침구(50)는 그 내벽 중앙에 세척조가 이에 안착될 수 있도록 받침편(52)이 내향 돌설되는 것을 특징으로 하는 초음팍 세척기.
5. 제 1항 또는 4항에 있어서,

   상기 받침구(50)는 본체(10)와 세척조(20) 사이에 발생되는 진동 소음을 효과적으로 흡수/차단토록 경질의 고무로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초음팍 세척기.

Images