KR100201756B1 - 초음파 세정기의 초음파 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진동자로부터 출력되는 초음파를 세정용액에 조사하여 세정물의 틈새에 존재하는 이물질을 용이하게 제거할 수 있도록 하는 초음파 세정기의 초음파 발생장치에 관한 것으로서,

가정용 교류전원을 입력받아 정류를 수행하여 시스템에 구동전원을 공급하는 전원 회로부와, 시스템의 동작을 결정하기 위하여 사용자에 의한 스위칭 신호를 입력시키는 스위칭 회로부와, 상기 스위칭 회로부의 입력전압에 따라 자려발진을 수행하여 초음파를 발생하는 초음파 발생부를 구비하고 초음파 발생시 생기는 역기전력을 상기 스위칭 회로부에 피드백(feed back) 시켜 입력전압의 크기를 제어하는 발진 회로부와, 상기 스위칭 회로부의 입력신호에 따라 상기 발진 회로부가 일정시간 이상 연속적으로 동작하지 않도록 정지신호를 발생시키는 타이머 회로부와, 상기 발진 회로부의 동작이 이루어지고 있는 동안 그 상태를 외부로 알려주는 램프 회로부가 포함되는 것을 특징으로 한다.

Description

초음파 세정기의 초음파 발생장치

본 발명은 초음파 세정기의 초음파 발생장치에 관한 것으로서 특히, 진동자로부터 출력되는 초음파를 세정용액에 조사하여 세정물의 틈새에 존재하는 이물질을 용이하게 제거할 수 있도록 하는 초음파 세정기의 초음파 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 가정에서 소형 가정용품을 세정함에 있어서는 물과 세제를 사용하여 수작업으로 이루어지는 경우가 대부분이다. 그러나, 이는 물과 세제를 과다하게 사용하도록 함으로써 수질을 오염시키는 원인이 되는 동시에 수작업으로 인해 정밀한 세정이 이루어지지 않게 되는 문제점이 발생된다.

특히, 의치(義齒), 목걸이, 반지 등과 같이 요철이 형성되어 작은 틈새가 많은 제품을 세정하기 위해서 종래의 경우 칫솔 등을 이용하였으나 사람의 수작업은 한계가 있어서 정밀 세정이 어렵게 되는 문제점을 해결할 수 없었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 초음파를 발생하여 세정액에 조사시켜 작은 틈새의 이물질을 용이하게 제거하도록 함으로써 정밀한 세정이 가능하도록 하는 동시에 물과 세제의 사용을 줄일 수 있도록 하는 초음파 세정기의 초음파 발생장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명을 장착한 초음파 세정기의 구성을 나타내는 분해 사시도,

도 2는 본 발명에 의한 초음파 발생장치의 회로도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 전원 회로부 200 : 스위칭 회로부

300 : 발진 회로부 400 : 타이머 회로부

500 : 램프 회로부

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

가정용 교류전원을 입력받아 정류를 수행하여 시스템에 구동전원을 공급하는 전원 회로부와, 시스템의 동작을 결정하기 위하여 사용자에 의한 스위칭 신호를 입력시키는 스위칭 회로부와, 상기 스위칭 회로부의 입력전압에 따라 자려발진을 수행하여 초음파를 발생하는 초음파 발생부를 구비하고 초음파 발생시 생기는 역기전력을 상기 스위칭 회로부에 피드백(feed back) 시켜 입력전압의 크기를 제어하는 발진 회로부와, 상기 발진 회로부가 일정시간 이상 연속적으로 동작하지 않도록 정지신호를 발생시키는 타이머 회로부와, 상기 발진 회로부의 동작이 이루어지고 있는 동안 그 상태를 외부로 알려주는 램프 회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정기의 초음파 발생장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 전원 회로부는 소정의 교류전원을 입력받아 노이즈 성분을 제거하는 필터부와, 전파정류를 수행하는 브리지 정류부와, 시스템의 구동전압을 일정값 이하로 조정하여 출력하는 전압 평활부를 포함하고, 상기 스위칭 회로부는 상기 브리지 정류부의 출력단에 직렬로 연결되어 서로 반대의 온/오프 동작을 수행하여 상기 발진 회로부에 전원을 공급하는 제1 및 제2 NPN 트랜지스터와, 사용자에 의해 동작되는 터치 스위치의 입력신호를 클럭단자를 통해 입력받아 상기 제2 NPN 트랜지스터의 온/오프(ON/OFF)를 결정하는 제어신호를 출력하는 D플립플롭과, 상기 제1 및 제2 NPN 트랜지스터의 베이스 단자에 각각 연결되는 트랜지스터 보호회로를 포함하고, 상기 발진 회로부는 자려발진을 위한 제1 코일 및 세라믹 진동자와, 상기 세라믹 진동자에서 발생되는 역기전력에 따라 상기 제1 및 제2 NPN 트랜지스터의 스위칭 동작을 제어할 수 있도록 상기 브리지 정류부에 연결되는 제2 코일을 포함하고, 상기 타이머 회로부는 충전값을 상기 D플립플롭의 리세트 단자에 입력시키는 저항 및 커패시터를 포함하고, 상기 램프 회로부는 상기 발진 회로부의 세라믹 진동자에 병렬로 연결되는 발광다이오드를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 의한 초음파 세정기의 초음파 발생장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명이 적용된 초음파 세정기에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 초음파 세정기의 구성 및 외관을 나타내는 분해사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 초음파 세정기는 세정조(11)가 형성되어 있는 본체(10)와, 상기 세정조(11)의 내부에 착탈이 가능하고 세정물을 담기 위한 세정 바구니(20)와, 상기 세정조(11)를 덮기 위한 뚜껑(30)을 포함한다. 이때, 상기 본체(10)에는 사용자에 의해 동작을 결정하기 위한 터치 스위치(12)와, 동작 상태를 나타내기 위한 통전램프(13)가 소정 위치에 장착되고, 그 하부에는 본체(10) 내부의 습기를 제거하기 위한 습기 배수구(미도시)가 형성된다.

한편, 본 발명의 초음파 발생장치는 상기 세정조(11)의 하측에 배설되어 상기 터치 스위치(12)의 입력신호에 따라 초음파를 발생시킨다.

상기의 구성을 갖는 초음파 세정기의 세정동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 세정조(11)에 소정 높이만큼 세정액, 예컨데 물을 채우고 일반 가정에서 사용되는 부엌용 합성세제를 일정량 넣은 후, 세정물이 내부에 놓여 있는 세정 바구니(20)를 상기 세정조(11)에 안착시킨다.

그후, 상기 뚜껑(30)을 닫고 상기 터치 스위치(12)를 사용자가 동작시키면 본 발명에 의한 초음파 발생장치의 동작에 의해 초음파가 세정액으로 조사되어 세정이 이루어진다.

한편, 도 2는 본 발명에 의한 초음파 발생장치의 구성을 나타내는 회로도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 초음파 세정기의 초음파 발생장치는, 가정용 교류전원을 입력받아 정류를 수행하여 시스템에 구동전원을 공급하는 전원 회로부(100)와, 시스템의 동작을 결정하기 위하여 사용자에 의한 스위칭 신호를 입력시키는 스위칭 회로부(200)와, 상기 스위칭 회로부(200)의 입력전압에 따라 자려발진을 수행하여 초음파를 발생하는 초음파 발생부(310)를 구비하고 초음파 발생시 생기는 역기전력을 상기 스위칭 회로부(200)에 피드백(feed back) 시켜 입력전압의 크기를 제어하는 발진 회로부(300)와, 상기 스위칭 회로부(200)의 입력신호에 따라 상기 발진 회로부(300)가 일정시간 이상 연속적으로 동작하지 않도록 정지신호를 발생시키는 타이머 회로부(400)와, 상기 발진 회로부(300)의 동작이 이루어지고 있는 동안 그 상태를 외부로 알려주는 램프 회로부(500)로 구성된다.

상기 전원 회로부(100)는 220V의 교류전원을 입력받아 필터부(110)에서 입력신호에 포함된 노이즈 성분을 제거하고, 브리지 정류부(120)에서 전파정류를 수행하며, 전압 평활부(130)에서 시스템의 구동전압을 일정값 이하로 조정하여 출력한다.

상기 스위칭 회로부(200)는 서로 반대의 동작을 수행하는 제1 및 제2 NPN 트랜지스터(Q1,Q2)가 상기 브리지 정류부(120)의 출력단에 직렬로 연결되고, 사용자에 의해 동작되는 터치 스위치(210)의 입력신호를 클럭단자(CLK)를 통해 입력받아 그에 따라 상기 제2 NPN 트랜지스터(Q2)의 온/오프(ON/OFF)를 결정하는 제어신호를 출력하는 D플립플롭(220)이 구비된다.

이때, 상기 제1 및 제2 NPN 트랜지스터(Q1,Q2)의 베이스 단자에는 저항(R1,R2), 커패시터(C), 다이오드(D) 및 코일(L)로 이루어지는 트랜지스터 보호회로(230)가 각각 연결되어 있다. 또한,

상기 D플립플롭(220)은 상기 전압 평활부(130)의 출력전압을 세트단자(S)를 통해 입력받으며, 반전 출력단자()는 상기 제2 NPN 트랜지스터(Q2)의 베이스 단자에 직렬 연결되는 2개의 트랜지스터(Q3,Q4)의 동작을 제어할 수 있도록 각각 베이스 단자에 연결되어 있다.

한편, 참조부호 T1은 트랜스포머로서, 상기 제1 또는 제2 NPN 트랜지스터(Q1,Q2)를 통한 출력을 소정의 값으로 변경하여 상기 발진 회로부(300)로 공급하는 기능을 수행한다.

상기 발진 회로부(300)는 자려발진을 위한 제1 코일(L1) 및 세라믹 진동자(TX)와, 상기 세라믹 진동자(TX)의 0￣단자에서 발생되는 역기전력에 따라 상기 제1 및 제2 NPN 트랜지스터(Q1,Q2)의 스위칭 동작을 제어할 수 있도록 상기 브리지 정류부(120)에 연결되는 제2 코일(L2)을 포함한다.

또한, 상기 타이머 회로부(400)는 상기 D플립플롭(220)의 비반전 출력단자(Q) 및 리세트 단자(R)에 연결되는 저항(R3,R4,R5)과 커패시터(C1,C2)의 조합으로 이루어져, 상기 커패시터(C1,C2)의 충전값을 상기 리세트 단자(R)로 입력시켜 상기 D플립플롭(220)의 초기화를 수행할 수 있도록 한다.

상기 램프 회로부(500)는 상기 세라믹 진동자(TX)에 병렬로 연결되는 발광다이오드(LED)로 구성되는데, 발진이 이루어지고 있는 동안 점등되어 그 상태를 사용자에게 알리는 기능을 수행한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 220V의 교류전원이 시스템에 인가되면, 상기 필터부(110)를 통과하면서 노이즈 성분이 제거되고, 상기 브리지 정류부(120)에서는 전파정류를 수행한다. 상기 브리지 정류부(120)에서 정류된 전압은 전압 평활부(130)에서 그 전압값이 조정되어 상기 스위칭 회로부(200)로 공급된다.

상기 스위칭 회로부(200)에 전원이 인가되면 상기 제1 및 제2 NPN 트랜지스터(Q1,Q2)가 서로 반대의 동작을 수행하면서 상기 발진 회로부(300)를 동작시킨다. 이에 의해, 상기 발진 회로부(300)는 세라믹 진동자(TX)의 자려발진에 의해 38 내지 45㎑의 발진주파수를 출력한다. 이때, 상기 제2 코일(L2)을 통해 상기 세라믹 진동자(TX)의 0￣단자에서 발생되는 역기전력이 상기 브리지 정류부(120)에 피드백(feed back)되어 상기 제1 및 제2 NPN 트랜지스터(Q1,Q2)가 소정의 간격으로 서로 반대의 상태로 온/오프 되는 스위칭 동작이 이루어진다.

한편, 상기의 동작과 같이 발진이 수행되는 중에 사용자에 의해 터치 스위치(210)가 동작하면 상기 D플립플롭(220)의 클럭단자(CLK)를 통해 그 상태가 입력된다. 그에 따라 상기 D플립플롭(220)은 반전 출력단자()에서 하이(HIGH)를 출력하여 상기 제2 NPN 트랜지스터(Q2)의 베이스 단자에 직렬 연결되는 2개의 트랜지스터(Q3,Q4)를 턴온시킴으로서 상기 제2 NPN 트랜지스터(Q2)가 턴오프 되도록 함으로써 발진동작을 정지시킬 수 있다.

상기 D플립플롭(220)은 상기 전압 평활부(130)의 출력전압을 세트단자(S)를 통해 입력받으며 초기 동작시 비반전 출력단자(Q)를 통해 하이(HIGH)를 출력하도록 세팅되어 있다.

한편, 계속적인 발진이 이루어지는 경우에 상기 D플립플롭(220)의 비반전 출력단자(Q)에서는 하이(HIGH)를 출력되기 때문에 상기 커패시터(C)에서는 충전이 이루어진다. 상기 커패시터(C)에 충전되는 전압값은 상기 D플립플롭(220)의 리세트 단자(R)로 입력되는데, 상기 D플립플롭(220)은 소정값 이상의 전압값이 입력되면 리세트 되어 반전 출력단자()를 통해 하이(HIGH)를 출력함으로써 상기 제2 NPN 트랜지스터(Q2)를 턴오프시키게 되어 시스템이 일정시간 이상 연속적으로 동작하는 것을 방지한다. 이때, 상기 저항값과 커패시터의 용량값에 의해 발진을 수행하는 시간을 조절할 수 있다.

또한, 상기 램프 회로부(500)에서는 상기 발진 회로부(300)의 동작이 이루어지고 있는 동안 상기 발광다이오드(LED)가 점등되어 그 상태를 외부로 알려주는 기능을 수행한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 초음파 세정기의 초음파 발생장치는 의치와 같이 틈새가 많아 수작업에 의해 세정 작업이 곤란한 제품을 초음파를 사용하여 정밀 세정을 수행하기 때문에 그 신뢰성을 높일 수 있는 동시에 작업시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 일정시간이 경과하면 자동으로 시스템이 정지하도록 구성함으로서 지나친 세정으로 인한 세정제품의 손상 및 시스템의 손상을 줄일 수 있으며, 전력의 소비도 줄일 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 가정용 교류전원을 입력받아 정류를 수행하여 시스템에 구동전원을 공급하는 전원 회로부와, 시스템의 동작을 결정하기 위하여 사용자에 의한 스위칭 신호를 입력시키는 스위칭 회로부와, 상기 스위칭 회로부의 입력전압에 따라 자려발진을 수행하여 초음파를 발생하는 초음파 발생부를 구비하고 초음파 발생시 생기는 역기전력을 상기 스위칭 회로부에 피드백(feed back) 시켜 입력전압의 크기를 제어하는 발진 회로부와, 상기 스위칭 회로부의 입력신호에 따라 상기 발진 회로부가 일정시간 이상 연속적으로 동작하지 않도록 정지신호를 발생시키는 타이머 회로부와, 상기 발진 회로부의 동작이 이루어지고 있는 동안 그 상태를 외부로 알려주는 램프 회로부가 포함되는 것을 특징으로 하는 초음파 세정기의 초음파 발생장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전원 회로부는 소정의 교류전원을 입력받아 노이즈 성분을 제거하는 필터부와, 전파정류를 수행하는 브리지 정류부와, 시스템의 구동전압을 일정값 이하로 조정하여 출력하는 전압 평활부를 포함하고,

   상기 스위칭 회로부는 상기 브리지 정류부의 출력단에 직렬로 연결되어 서로 반대의 온/오프 동작을 수행하여 상기 발진 회로부에 전원을 공급하는 제1 및 제2 NPN 트랜지스터와, 사용자에 의해 동작되는 터치 스위치의 입력신호를 클럭단자를 통해 입력받아 상기 제2 NPN 트랜지스터의 온/오프(ON/OFF)를 결정하는 제어신호를 출력하는 D플립플롭과, 상기 제1 및 제2 NPN 트랜지스터의 베이스 단자에 각각 연결되는 트랜지스터 보호회로를 포함하고,

   상기 발진 회로부는 자려발진을 위한 제1 코일 및 세라믹 진동자와, 상기 세라믹 진동자에서 발생되는 역기전력에 따라 상기 제1 및 제2 NPN 트랜지스터의 스위칭 동작을 제어할 수 있도록 상기 브리지 정류부에 연결되는 제2 코일을 포함하고,

   상기 타이머 회로부는 충전값을 상기 D플립플롭의 리세트 단자에 입력시키는 저항 및 커패시터를 포함하고,

   상기 램프 회로부는 상기 발진 회로부의 세라믹 진동자에 병렬로 연결되는 발광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정기의 초음파 발생장치.

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