KR100242912B1 - 중앙방사식 초음파 식기세척기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중앙방사식 초음파 식기세척기를 제공한다. 상세하게는, 세척수가 충진되는 세척조(14') 내부로 초음파를 발생시켜 그 세척수내에 수용되는 다수의 식기를 자동으로 세척하는 초음파 식기세척기(20)에서, 그 초음파를 발생시키는 장치가 : 개방된 일단부와 폐쇄된 일단부를 가지는 U자형 관형상이고, 그 개방된 일단부의 외주와 세척조(14')의 내부면이 기밀되게 연결되어, 개방된 일단부를 통하여 그 내부가 세척조(14') 외측과 연통하며, 폐쇄된 일단부측이 세척조(14') 내측으로 돌출되도록 설치되는, 하나 이상의 U자진동관(22); 및 U자진동관(22)의 내부에 부착되도록 설치되고, 전기에너지를 기계적인 진동으로 변환시켜 초음파를 발생시키는 하나 이상의 진동자(26)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이에 의하면, 세척수에 초음파를 발생시켜 다수의 식기를 자동으로 세척하는 초음파 식기세척기에서, 초음파발생장치인 진동자 등이 안정적으로 고정될 수 있고 또한 초음파가 효과적으로 전달될 수 있어 세척능력이 향상되는 효과가 있다.

Description

중앙방사식 초음파 식기세척기

본 발명은 식기세척기에 관한 것이며, 상세하게는 세척수에 초음파를 발생시켜 다수의 식기를 자동으로 세척하는 초음파 식기세척기에서, 초음파발생장치인 진동자 등이 안정적으로 고정될 수 있고 또한 초음파의 방사패턴이 효과적으로 전파되도록 구성함으로써 세척능력을 향상시킨 중앙방사식 초음파 식기세척기에 관한 것이다.

가정이나 식당 등에서 자동으로 식기를 세척할 수 있도록 하는 식기세척기로서, 종래에는 세척수를 고압으로 분사하는 방식이 많이 사용되어 왔다. 고압분사방식의 식기세척기는, 세척조 내부에 다층의 선반을 설치하여 식기를 수납하며, 그 선반의 상하부나 중간에 세척수가 고압으로 분사되는 노즐을 다수 설치한 구조를 한다. 그 다수의 노즐에는 급수관을 통하여 가압펌프가 연결되어 있다.

선반에 다수의 식기를 올려놓고 식기세척기의 가동을 시작하면 가압펌프가 작동하여 노즐에서 고압의 세척수가 식기의 좌우측으로 분사된다. 그리하여 고압으로 분사되는 세척수의 압력에 의하여 식기에 붙어있는 각종 오염물이 씻겨나갈 수 있다.

그런데, 고압의 물을 분사하여 식기를 세척하는 식기세척기는 지방성 오염물이나 건조되어버린 고형상태의 찌꺼기를 제거하는데 장시간을 요하거나 아예 제거되지 않는 문제점이 있다. 특히, 식기의 미세한 홈이나 손잡이 연결부와 같이 세척수의 고압이 미치지 못하는 부분에 대한 세척력이 약화되는 바, 물의 사용량과 세제의 사용량이 불필요하게 증가되는 단점이 있다. 그리고, 고압의 세척수와 식기가 부닥쳐 발생하는 소음이 매우 크다는 단점도 있다.

고압분사방식 이외에 종래에 제안되어 있는 식기세척방식으로는, 도 1에 그 개략적인 구조가 도시되어 있는 바와 같은 초음파발생방식이 있다. 그 초음파 식기세척기(10)는 외부 케이스(11)내에 세척조(14)가 설치되며, 그 세척조(14)의 하단부에 다수의 진동자(16)가 진동판(17)을 개재하여 부착되어 있다. 진동자(16)에는 진동에너지를 인가하기 위한 발진기(15)가 연결된다. 세척조(14) 하단 일측에는 배수구(19)가 형성되어 세척수를 빼낼 수 있게 되어 있고, 그 배수구(19)는 배수밸브(18)에 의하여 개폐된다. 그리고 케이스(11) 상단부에 설치되어 각종 세척모드나 작동을 위한 스위치 등을 포함하는 제어판넬(12)에 구비된 제어부에 의하여 배수밸브(18)나 발진기(15) 등의 동작이 제어된다.

선반(13)에 다수의 식기를 수납하여 세척조(14)내에 배치하거나 또는 그대로 다수의 식기를 세척조(14)내에 배치한 후, 물과 세제가 혼합된 세척수를 세척조(14)내에 채우고 식기세척기(10)의 세척단계동작을 시동하면, 발진기(15)로부터 저주파 또는 고주파의 전원이 다수의 진동자(16)에 인가된다.

진동자(16)는 전기적인 에너지를 기계적인 진동에너지로 변환시키는 소자이며, 수정과 같은 단결정을 이용하는 압전세라믹진동자와, 티탄산 바륨 등의 자기를 분극하여 사용하는 전왜진동자, 그리고 페라이트를 이용하는 자왜진동자 등으로 분류된다. 일반적으로 압전세라믹진동자와 전왜진동자는 400kHz 이상의 높은 주파수에서 사용되고, 자왜진동자는 50kHz 이하의 낮은 주파수에서 사용된다.

발진기(15)로부터 전달되는 소정 주파수의 전기에너지에 의하여 진동자(16)는 초음파 대역의 진동에너지를 발생시킨다. 이 초음파 대역의 진동에너지는 진동판을 통하여 세척조(14)내에 채워져 있는 세척수로 전달된다.

세척수로 전달되는 초음파에 의한 진동에너지는 세척수내에 캐비테이션(cavitation)효과를 일으킨다. 캐비테이션이란, 세척수에 초음파가 전달되는 때에 세척수내에 소밀파가 형성되며, 이렇게 세척수가 초음파에 의하여 소밀파방식으로 진동하면서 생기는 마이크로 버블이 파괴되면서 식기의 외면에 충격력을 작용하게 되는 것을 의미한다. 이와 같은 캐비테이션 효과에 의한 충격력에 의하여 식기 표면의 고형이나 기름성분의 이물질이 분쇄되고 유화되어 세척수 내로 유리될 수 있다.

상술한 세척단계가 완료되면, 배수밸브(18)가 배수구(19)를 개방하여 배수유입구(19a)를 통하여 세척수가 배수구(19)로 배출되며, 계속해서 헹굼단계, 건조단계 등을 거쳐 식기세척이 자동으로 이루어질 수 있다.

이와 같은 초음파 식기세척기(10)는 초음파에 의한 캐비테이션 효과에 의하여 식기의 표면으로부터 마이크로 버블이 발생하고 파괴되면서 발생하는 충격력에 의해 식기에 붙어있는 모든 종류의 찌꺼기가 제거될 수 있다. 특히, 식기의 미세한 홈이나 손잡이 연결부와 같은 오목한 부분에 대한 세척성도 양호하다는 장점을 갖는다.

그런데, 상술한 바와 같은 종래의 초음파 식기세척기(10)는, 세척조(14)의 하단부에 다수의 진동자(16)를 부착시키는 구조를 하고 있다. 즉, 에폭시 본드와 같은 접착제를 이용하여 진동자(16)를 진동판(17)에 접착한 후 세척조(14)의 하단부에 부착하게 되는데, 이 때 그 부착과정이 번거로울뿐만 아니라, 동작 중에 발생하는 진동 등에 의하여 진동판(17)과 진동자(16)가 쉽게 떨어지는 단점이 있었다.

이렇게 진동자(16)가 진동판(17)에서 떨어져 있는 경우에는 진동자(16)로부터 발생되는 초음파가 세척조(14)내의 세척수에 전달되기 힘들어지므로 식기세척기(10)가 제기능을 할 수 없다는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 세척수에 초음파를 발생시켜 다수의 식기를 자동으로 세척하는 초음파 식기세척기에서, 초음파발생장치인 진동자 등이 안정적으로 고정될 수 있고 또한 초음파가 효과적으로 전달되도록 구성함으로써 세척능력를 향상시킨 중앙방사식 초음파 식기세척기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 초음파를 이용하는 식기세척기의 구성을 간단하게 나타내는 개략도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 식기세척기의 구성을 간단하게 나타내는 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 식기세척기(종래) 11 : 케이스

12 : 제어판넬 13 : 선반

14 : 세척조 15 : 발진기

16 : 진동자 17 : 진동판

18 : 배수밸브 19 : 배수구

20 : 식기세척기(본발명) 22 : U자진동관

24 : 몰딩부 26 : 진동자

28 : 반사판

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 세척수가 충진되는 세척조 내부로 초음파를 발생시켜 그 세척수내에 수용되는 다수의 식기를 자동으로 세척하는 초음파 식기세척기에서, 그 초음파를 발생시키는 장치가 : 개방된 일단부와 폐쇄된 일단부를 가지는 U자형 관형상이고, 그 개방된 일단부의 외주와 세척조의 내부면이 기밀되게 연결되어, 개방된 일단부를 통하여 그 내부가 세척조 외측과 연통하며, 폐쇄된 일단부측이 세척조 내측으로 돌출되도록 설치되는, 하나 이상의 U자진동관; 및 U자진동관의 내부에 부착되도록 설치되고, 전기에너지를 기계적인 진동으로 변환시켜 초음파를 발생시키는 하나 이상의 진동자를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 중앙방사식 초음파 식기세척기를 제공한다.

또한 이에 더하여, 진동자는 U자진동관내에서 플라스틱 수지로 몰딩접착되는 것을 특징으로 하거나; U자진동관은 세척조내의 공간상에서 중앙부에 위치하도록 하여, 세척조의 일측면으로부터 수평으로 돌출되거나 또는 바닥면으로부터 수직으로 돌출되도록 설치되는 것을 특징으로 하거나; 또는 U자진동관에서 방사되는 초음파가 반사되도록, U자진동관을 둘러싸는 형태의 반사면을 가지고 세척조내부에 설치되는 하나이상의 반사판이 추가로 포함되는 것을 특징으로 하여 구성될 수도 있다.

이에 따라, 세척수에 초음파를 발생시켜 다수의 식기를 자동으로 세척하는 초음파 식기세척기에서, 초음파발생장치인 진동자 등이 안정적으로 고정될 수 있고 또한 초음파가 효과적으로 전달될 수 있어 세척능력이 향상되는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 식기세척기의 구성을 간단하게 나타내는 개략도가 도시된다.

본 발명의 일실시예에 따른 중앙방사식 초음파 식기세척기(20)는, 도 1에 도시된 바를 참조하여 설명한 종래의 초음파 식기세척기(10)와 동일하게, 세척수가 충진되는 세척조(14') 내부에서 그 세척수내에 수용되는 다수의 식기에 대하여, 세척수내부로 진동자(26)에서 초음파가 발생되도록 하여, 그 다수의 식기를 자동으로 세척하는 장치이다. 특히 본 발명이 제안하고 있는 실시예에 있어서는, 도 2에 도시된 바와 같이 초음파발생장치인 진동자(26)가 세척조(14') 내부에서 돌출되도록 설치된다는 점을 특징으로 갖는다. 이를 위하여 그 초음파발생장치는 U자진동관(22)과 진동자(26)를 포함하여 구성될 수 있다.

U자진동관(22)은 진동자(26)에서 발생된 초음파 진동을 세척수로 전달하면서 진동자(26)를 고정하기 위한 구조물로서, 세척조(14') 내측으로 돌출 설치된다. 즉, U자진동관(22)은 개방된 일단부와 폐쇄된 일단부를 가지는 U자형 관형상을 하며, 내부에 진동자(26)가 고정될 수 있는 빈공간을 가진다. U자진동관(22)의 내부에 고정된 진동자(26)가 진동에너지를 U자진동관(22)에 전달하면 이 진동에너지는 세척조(14')에 채워져 있는 세척수에 U자진동관(22)을 중심으로 방사될 수 있다.

세척조(14')내에 설치되는 경우에는 예컨대 용접이나 몰딩 등의 방법으로 그 개방된 일단부의 외주와 세척조(14')의 내부면이 기밀되게 연결되도록 하여, 개방된 일단부를 통하여 그 내부가 세척조(14') 외측과 연통하고, 한편 폐쇄된 일단부측이 세척조(14') 내측으로 돌출되도록 설치될 수 있다.

이 U자진동관(22)은 도 2에 도시된 바와 같이 세척조(14') 바닥면 중앙부에 하나가 설치될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 세척조(14')의 용적과 진동자(26)의 출력 등을 고려하여 다수가 설치될 수도 있다.

U자진동관(22)은 세척조(14')내의 공간상에서 중앙부에 위치하도록 설치되는 것이 바람직하다. 예컨대 하나의 U자진동관(22)이 세척조(14')에 설치되는 경우에는 그 바닥면 중앙부에 설치될 수 있다. 다수의 U자진동관(22)이 설치되는 경우에는 세척조(14')내의 총공간중 각각의 U자진동관(22)이 담당하는 공간내에서 각각 중앙부를 차지하도록 배치하는 것이 바람직하다. 본실시예의 경우에는 U자진동관(22)으로부터 방사되는 초음파의 패턴이 사방으로 동일한 강도를 가지고 퍼져나가는 점을 최대로 이용할 수 있다는 이점을 갖는다.

또한 U자진동관(22)은 도 2에 도시된 바와 같이, 세척조(14')의 바닥면으로부터 수직으로 돌출되도록 설치될 수 있으며, 다른 식으로는 세척조(14')의 일측면으로부터 수평으로 돌출되도록 설치될 수도 있다.

그리고, 진동자(26)는 상술한 U자진동관(22)의 내부에 부착되도록 설치되고, 세척조(14')외측에 설치되어 있는 발진기(15)로부터 전원을 공급받아 그 전기에너지를 기계적인 진동으로 변환시켜 초음파를 발생시키는 수단이다. 이 진동자(26)는 도 1을 참조하여 설명한 종래의 초음파 식기세척기(10)에서 사용되는 진동자(16)와 동일한 재료를 사용할 수 있다.

여기서, 진동자(26)는 U자진동관(22)의 내부면에 소형으로 다수개가 부착되도록 설치될 수도 있으며, 다른 식으로는 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 긴 집합체를 이루도록 구성할 수도 있다.

특히, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 그 진동자(26)를 U자진동관(22)내에 고정시키는 경우에, 진동자(26)와 U자진동관(22) 사이의 공간을 모두 플라스틱 수지로 몰딩함으로써 몰딩부(24)를 형성하여 고정접착할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 진동자(26)가 진동이나 다른 원인에 의한 충격에 의하여 U자진동관(22)과 유리되어 그 접촉이 떨어지는 문제가 제거될 수 있는 이점을 가진다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, U자진동관(22)에서 방사되는 초음파가 반사되어 예컨대 특정 위치로 집중되도록 그 방향을 조정하기 위하여, U자진동관(22)을 둘러싸는 형태의 반사면을 가지고 세척조(14') 내부에 설치되는 하나 이상의 반사판(28)이 추가로 포함되어 구성될 수 있다. 이러한 초음파반사기능외에도 이러한 반사판(28)들은 식기 등이 서로 겹치지 않도록 각각의 식기들을 분리시키는 기능도 할 수 있다.

그 반사판(28)들은, 도 2에 도시된 바와 같이 중앙의 U자진동관(22)을 중심으로 원주상으로 배열될 수도 있으나, 다른 식으로는 U자진동관(22)의 일측에서 포물선형태의 반사면을 갖도록 설치되어 초음파가 어떤 특정지점에 집중하도록 구성할 수도 있다.

이상과 같은 구성을 하는 중앙방사식의 초음파 식기세척기(20)는, 세척조(14') 내부에 세척수를 충진하고 소정의 시간을 대기하는 불림단계와, 세척조(14') 내측으로 돌출되게 설치되어 있는 진동자(26) 및 진동판(22)에 의하여 초음파를 발생시켜 캐비테이션효과를 이용하면서 세척하는 세척단계와, 세척조(14') 내부의 세척수를 배수하고 헹구는 단계를 순차적으로 수행하도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 진동자(26)가 견고하게 고정될 수 있을 뿐만 아니라 초음파 에너지를 효과적으로 이용할 수 있도록 방사할 수 있는 초음파 식기세척기(20)가 제공될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 중앙방사식 초음파 식기세척기의 구성과 작동에 의하면, 세척수에 초음파를 발생시켜 다수의 식기를 자동으로 세척하는 초음파 식기세척기에서, 진동자(26)가 세척조(14')의 하단이 아니라 내부로 돌출설치됨으로써, 초음파발생장치인 진동자(26)가 구동중 발생하는 진동 등에 의해 부착된 곳에서 분리되지 않고 안정적으로 고정될 수 있다.

또한 세척조(14')의 중앙부에서 초음파가 발생하여 사방으로 전달될 수 있기 때문에 좀더 강한 에너지를 갖는 초음파가 식기 등의 표면에 효과적으로 전달될 수 있어 세척능력이 향상되는 효과가 있다.

이상에서 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

Claims (4)

1. 세척수가 충진되는 세척조(14') 내부로 초음파를 발생시켜 그 세척수내에 수용되는 다수의 식기를 자동으로 세척하는 초음파 식기세척기(20)에서, 그 초음파를 발생시키는 장치가 :

   개방된 일단부와 폐쇄된 일단부를 가지는 U자형 관형상이고, 그 개방된 일단부의 외주와 세척조(14')의 내부면이 기밀되게 연결되어, 개방된 일단부를 통하여 그 내부가 세척조(14') 외측과 연통하며, 폐쇄된 일단부측이 세척조(14') 내측으로 돌출되도록 설치되는, 하나 이상의 U자진동관(22); 및

   U자진동관(22)의 내부에 부착되도록 설치되고, 전기에너지를 기계적인 진동으로 변환시켜 초음파를 발생시키는 하나 이상의 진동자(26)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 중앙방사식 초음파 식기세척기.
2. 제 1 항에 있어서, 진동자(26)는 U자진동관(22)내에서 플라스틱 수지로 몰딩접착되는 것을 특징으로 하는 중앙방사식 초음파 식기세척기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, U자진동관(22)은 세척조(14')내의 공간상에서 중앙부에 위치하도록 하여, 세척조(14')의 일측면으로부터 수평으로 돌출되거나 또는 바닥면으로부터 수직으로 돌출되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 중앙방사식 초음파 식기세척기.
4. 제 3 항에 있어서, U자진동관(22)에서 방사되는 초음파가 반사되도록, U자진동관(22)을 둘러싸는 형태의 반사면을 가지고 세척조(14')내부에 설치되는 하나이상의 반사판(28)이 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는 중앙방사식 초음파 식기세척기.

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