KR100202884B1 - 초음파장치를 지닌 세탁기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자동 세탁기에서 강압적인 물리력 대신에 미세한 기포를 형성하기 위한 소정의 기능을 부가시킨 초음파장치를 지닌 세탁기에 관한 것이다.
본 발명은 펄세이터(16)를 지니는 세탁조(12)가 고정 구조의 탈수조(13) 내에서 모터(15)에 의해 회전되며 세탁작용을 하는 세탁기에 있어서; 바닥면에서 소정의 지점에 다수의 관통공(13a)이 상호 대칭적으로 형성되는 탈수조(13); 상기 각각의 탈수조(13) 주변에서 다수의 지점에 용접되는 스터드볼트(24); 얇은 두께의 강판을 사용하여 디프드로잉 가공되고, 상기 탈수조(13)의 관통공(13a) 상에 스터드볼트(24)에 의해 고정되는 진동판(21); 상기 진동판(21)과 탈수조(13) 사이에 설치되고, 방진 및 기밀성을 제공하는 고무재질의 패킹(25); 상기 진동판(21) 상에 에폭시 등을 이용하여 접합되고, 소정의 주파수를 지닌 초음파를 발생하는 진동자(22); 및 소정의 주파수로 발진되는 신호를 발생하여 상기 진동자(24)로 보내는 초음파발진기(23)를 포함한다.
이에 따라, 본 발명은 일련의 동작을 순차적으로 수행하는 전자동 세탁기에 초음파장치를 부가함으로써, 강압적인 물리력 대신에 마이크로 버블을 발생시켜 세탁물의 손상을 최소화하면서 세탁력을 향상하는 효과가 있다.

Description

초음파장치를 지닌 세탁기
본 발명은 초음파장치를 지닌 세탁기에 관한 것으로서, 특히 전자동 세탁기에서 강압적인 물리력 대신에 미세한 기포를 형성하기 위한 소정의 장치를 부가하여 세탁물의 손상을 최소화하면서 세탁력을 향상하는 초음파장치를 지닌 세탁기에 관한 것이다.
제1도을 이용하여 설명하면, 일반적으로는 세탁기는 그 내부에 세탁조(12)·탈수조(13)·배출수관 등의 주요 구성품이 상호 배관연결되고, 모터(15) 및 그와 벨트 구동되는 기어클러처(14)로 구성되는 클러치모터를 동력원으로 한다.
사용자가 상부의 도어(11)를 통하여 세탁조(12)에 세탁물을 투입하고 스위치를 조작하면 세탁물에 세탁 용수 및 세제가 부가되고, 기어클러처(14) 및 모터(15)가 세탁조(12)를 단속적으로 회전시키면서 세탁에서 탈수에 이르는 일련의 작동이 순차적으로 이루어진다.
한편, 근래에 들어 가전제품의 대형화·고품질화 추세에 따른 다양한 장치가 등장하고 있는 바, 세탁조(12)의 바닥에는 날개형상을 지니고 회전되는 펄세이터(16) 장치를 두는 경우도 있고, 세탁조(12) 상부에는 물분사 노즐기능의 샤워노즐(도시 생략)을 설치하고 별도의 샤워수관을 통해 세탁수를 분출하는 경우도 있다. 전자는 주로 세탁력을 증대하고 후자는 주로 헹굼력을 향상하는 역할을 한다.
또, 세탁력을 향상시키기 위한 근래의 공기방울 발생식 세탁기는 다이아프램펌프(도시 생략) 등을 이용하여 세탁중 단속적으로 공기방울을 유입시켜 수중의 비누화 작용을 가속화한다.
또, 펄세이터(16)를 지닌 세탁기에 있어서 세탁조(12)의 벽면에 형성된 무수한 미세공(12a)을 통해 유출되는 세탁수를 세탁조(12) 및 탈수조(13) 사이에 형성된 탈수 수로를 따라 세탁조(12)의 바닥 또는 펄세이터(16)를 통해 다시 세탁조(12)로 순환시키는 경우도 있는데, 주로 세탁과정에서 세탁물의 엉킴 현상을 방지하기 위한 목적으로 사용된다.
이외에도, 세탁력을 증대시키기 위한 각종의 수단이 도입되고 있으나 세탁물과 세탁수와의 비누화 작용을 향상시키고자 하는 노력보다는 세탁물에 직접적인 물리력을 제공하여 세탁물의 손상을 가중시키는 결과가 되고 있다.
예컨대 세탁조(12)의 중심에 상하로 이동하는 세탁봉(도시 생략)을 설치하는 경우, 세탁력은 다소 증대시켜 주지만 세탁봉에 의한 충격 현상으로 세탁물이 손상될 우려가 있다.
한편, 세탁물에 물리적인 손상을 주지 않고 세탁력을 향상시키기 위해 세탁조(12) 및 탈수조(13) 사이의 수로에 히터(도시 생략)를 설치하는 경우도 있다. 히터에 의해 세탁수를 가열하면 비누화 작용이 촉진되고, 세탁물을 삶아 청결도를 높이는 장점이 있다.
따라서, 본 발명은 일련의 동작을 순차적으로 수행하는 전자동 세탁기에서 강압적인 물리력 대신에 미세한 기포를 형성하기 위한 소정의 장치를 부가하여 세탁물의 손상을 최소화하면서 세탁력을 향상하는 초음파장치를 지닌 세탁기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
제1도는 본 발명에 따른 세탁기의 주요부의 배치상태를 나타내는 구성도.
제2도는 제1도의 초음파 발생부를 확대하여 나타내는 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 도어 12 : 세탁조
12a : 미세공 13 : 탈수조
13a : 관통공 14 : 기어클러치
15 : 모터 16 : 펄세이터
17 : 배수펌프 21 : 진동판
22 : 진동자 23 : 초음파발진기
24 : 스터드볼트 25 : 패킹
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 펄세이터(16)를 지니는 세탁조(12)가 고정 구조의 탈수조(13) 내에서 모터(15)에 의해 회전되며 세탁작용을 하는 세탁기에 있어서: 바닥면에서 소정의 지점에 다수의 관통공(13a)이 상호 대칭적으로 형성되는 탈수조(13); 상기 각각의 탈수조(13) 주변에서 다수의 지점에 용접되는 스터드볼트(24); 얇은 두께의 강판을 사용하여 디프드로잉 가공되고, 상기 탈수조(13)의 관통공(13a) 상에 스터드볼트(24)에 의해 고정되는 진동판(21); 상기 진동판(21)과 탈수조(13) 사이에 설치되고, 방진 및 기밀성을 제공하는 고무재질의 패킹(25); 상기 진동판(21) 상에 에폭시 등을 이용하여 접합되고, 소정의 주파수를 지닌 초음파를 발생하는 진동자(22); 및 소정의 주파수로 발진되는 신호를 발생하여 상기 진동자(24)로 보내는 초음파발진기(23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파장치를 지닌 세탁기를 제공한다.
이때, 상기 진동자(22)는 상하의 알루미늄 금속층의 중간에 압전세라믹층을 형성한 랑지방(bolt lacked transducer) 형식의 것을 사용한다.
또, 상기 세탁조(12)의 외측 바닥면과 상기 진동판(21)의 외측 바닥면은 경질크롬을 소정의 두께로 도금한다.
[실시예]
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술한다.
제1도는 본 발명에 따른 세탁기의 주요부의 배치상태를 나타내는 구성도가 도시되고, 제2도는 제1도의 초음파 발생부를 확대하여 나타내는 구성도가 도시된다.
본 발명은 펄세이터(16)를 지니는 세탁조(12)가 고정 구조의 탈수조(13) 내에서 모터(15)에 의해 회전되며 세탁작용을 하는 세탁기에 적용하는 바, 구조가 변경되는 탈수조(13)를 비롯하여 진동판(21)·진동자(22)·초음파발진기(23)·스터드볼트(24)·패킹(25)등으로 구성된다.
세탁조(12)·탈수조(13)·펄세이터(16) 등 주요 기능부의 구성 및 작동과, 모터(15) 및 기어클러처(14) 등 구동부의 구성 및 작동은 종래와 동일하다.
이때, 본 발명의 탈수조(13)에는 바닥면에서 소정의 지점에 다수의 관통공(13a)이 상호 대칭적으로 형성된다.
상기 탈수조(13)는 부식을 방지하기 위해 세탁조(12)와 마찬가지로 스테인레스재질(예컨대 SUS304)의 강판을 사용하는데, 바닥면에 등간격으로 2∼4개 정도의 관통공(13a)을 형성한다.
또, 본 발명의 스터드볼트(24)는 상기 각각의 탈수조(13) 주변에서 다수의 지점에 용접된다.
상기 스터드볼트(24)는 체결용 볼트를 스터드 용접으로 고정시킨 것으로서, 볼트를 장착시키기 위한 홀을 가공할 필요가 없으므로 기밀을 유지하기 용이하다. 스터드볼트(24)는 적어도 4개소에 형성하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 진동판(21)은 얇은 두께의 강판을 사용하여 디프드로잉 가공되고, 상기 탈수조(13)의 관통공(13a) 상에 스터드볼트(24)에 의해 고정된다.
상기 진동판(21)은 약 1.2mm의 두께를 지니는 스테인레스재질(예컨대 SUS430)의 박판을 사용하고, 탈수조(13)의 외부에서 스터드볼트(24)에 끼운 후 너트로 조여 탈수조(13) 내부로 약간 돌출되도록 고정한다.
또, 본 발명의 패킹(25)은 상기 진동판(21)과 탈수조(13) 사이에 설치되고, 방진 및 기밀성을 제공하는 고무재질로 형성된다.
상기 패킹(25)의 재질은 천연고무·니트릴고무·네오플랜 등이 사용되는데, 양호한 내유성·내열성을 요구하는 곳에 적용되는 니트릴고무나, 내후성·내열성을 요구하면서 약간의 내유성이 필요한 곳에 적용되는 네오플랜이 적합하다. 천연고무는 양호한 탄성 및 저온특성을 요구하는 곳에 사용되나 기름·약품 등에 약하므로 세탁기에 적용하는데 주의를 요한다.
또, 본 발명의 진동자(22)는 상기 진동판(21) 상에 에폭시 등을 이용하여 접합되고, 소정의 주파수를 지닌 초음파를 발생한다.
진동자(22)는 수정과 같은 단결정을 이용하는 압전 진동자와, 티탄산 바륨계 등의 자기를 분극하여 사용하는 전왜 진동자와, 니켈·알페로·페라이트에 직류자계와 고주파자계를 중첩시키는 자왜 진동자 등으로 분류된다. 일반적으로 압전 및 전왜 진동자는 400kHz 이상의 높은 주파수에 사용되고, 자왜 진동자는 50kHz 이하의 낮은 주파수에 사용된다.
이때, 상기 진동자(22)는 상하의 알루미늄 금속층의 중간에 압전세라믹층을 형성한 랑지방(bolt lacked transducer) 형식의 것을 사용한다.
랑지방 형식의 진동자(22)는 압전세라믹을 이용한 진동자로서 효율과 출력이 높을뿐 아니라 충격에도 강한 특성을 갖는다. 사용 온도 100∼160℃에서 특성의 변화가 적고 별다른 냉각수단도 필요하지 않으므로 전술한 바와 같이 세탁조(12) 및 탈수조(13) 사이의 수로에 설치되는 히터(도시 생략)에 의해 세탁물을 삶는 형식의 세탁기에도 적용할 수 있다.
또, 본 발명의 초음파발진기(23)는 소정의 주파수로 발진되는 신호를 발생하여 상기 진동자(22)로 보낸다.
초음파의 응용은 통신적 응용과 동력적 응용으로 대별할 수 있는데, 전자는 일반적으로 음압보다는 주파수가 높은 것(예컨대 500kHz 이상)을 사용하고, 후자는 본 발명의 경우와 같이 초음파를 에너지로 이용하는 것이므로 유체 내에서 캐비테이션을 일으키기 용이하도록 음압이 비교적 강하면서 주파수가 낮은 것을 사용한다.
발진 방식으로는 자려발진 방식, MOPA 방식, 진동귀환 방식 등이 있는데, 본 발명과 같이 액체중 세정을 목적으로 하는 경우에는 진동자의 임피던스 변화가 적고 발진 주파수의 안정성도 그다지 문제시되지 않으므로 어느 방식이든 구애되지 않는다. 이 경우 자려발진 방식 또는 MOPA 방식이 주로 이용된다.
상기 초음파발진기(23) 및 진동자(22)의 출력은 세탁조(12)의 용량 50ℓ를 기준으로 할 때 700W 정도로 한다.
또, 상기 세탁조(12)의 외측 바닥면과 상기 진동판(21)의 외측 바닥면은 경질크롬을 소정의 두께로 도금한다.
초음파에 의한 캐비테이션 현상으로 세탁조(12) 및 진동판(21)이 부식되기 쉬우므포 경질크롬으로 도금하는데, 도금 두께는 최소한 30㎛ 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.
세탁조(12)의 미세공(12a)은 진동자(22)로부터 발생되는 초음파 및 세탁수의 경로이므로 도금과정에서 막히지 않도록 한다. 이를 위해 경질크롬 도금 후 미세공(12a)을 형성하는 공정을 택한다.
이러한 진동자(22)에 의해 발생되는 마이크로 버블이 세탁물의 외면에 충격력을 작용하면 이물질이 분쇄되며 유리되고, 기름성분은 초음파 에너지에 의해 유화되어 물 속에서 분해된다.
또, 마이크로 버블의 파괴 작용과 진동 작용에 의해 세탁물의 이물질 또는 때가 용이하게 이탈되므로 세탁수 및 세제의 사용을 줄일 수 있고, 초음파에 의한 살균효과도 얻을 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 초음파장치를 지닌 세탁기는 일련의 동작을 순차적으로 수행하는 전자동 세탁기에 초음파장치를 부가함으로써, 강압적인 물리력 대신에 마이크로 버블을 발생시켜 세탁물의 손상을 최소화하면서 세탁력을 향상하는 효과가 있다.
본 발명은 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

Claims (3)

  1. 펄세이터(16)를 지니는 세탁조(12)가 고정 구조의 탈수조(13) 내에서 모터(15)에 의해 회전되며 세탁작용을 하는 세탁기에 있어서: 바닥면에서 소정의 지점에 다수의 관통공(13a)이 상호 대칭적으로 형성되는 탈수조(13); 상기 각각의 탈수조(13) 주변에서 다수의 지점에 용접되는 스터드볼트(24); 얇은 두께의 강판을 사용하여 디프드로잉 가공되고, 상기 탈수조(13)의 관통공(13a)상에 스터드볼트(24)에 의해 고정되는 진동판(21); 상기 진동판(21)과 탈수조(13) 사이에 설치되고, 방진 및 기밀성을 제공하는 고무재질의 패킹(25); 상기 진동판(21) 상에 에폭시 등을 이용하여 접합되고, 소정의 주파수를 지닌 초음파를 발생하는 진동자(22); 및 소정의 주파수로 발진되는 신호를 발생하여 상기 진동자(24)로 보내는 초음파발진기(23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파장치를 지닌 세탁기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 진동자(22)는 상하의 알루미늄 금속층의 중간에 압전세라믹을 형성한 랑지방(bolt lacked transducer) 형식의 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 초음파장치 식기세척기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 세탁조(12)의 외측 바닥면과 상기 진동판(21)의 외측 바닥면은 경질크롬을 소정의 두께로 도금하는 것을 특징으로 하는 초음파장치를 지닌 세탁기.
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