KR100477362B1 - 초음파 및 오존발생을 위한 시분할 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초음파 및 오존 발생량에 의한 디지털 개폐기의 스위칭 동작으로 초음파 및 오존 발생이 시간차를 두고 선택적으로 이루어지도록 하는 초음파 및 오존발생을 위한 시분할 제어장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 초음파 발생부에서 발생되는 초음파를 검출하고, 이를 프로세서에 제공하는 초음파 검출기와, 오존 발생부에서 발생되는 오존을 검출하고, 이를 프로세서에 제공하는 오존 검출기와, 세정 및 살균할 때 디지털 개폐기의 스위칭을 위한 초음파 및 오존의 기준 발생량이 설정되고, 상기 초음파 및 오존 검출기에 의해 검출되는 초음파 및 오존 발생량을 연산하고 이를 이미 설정된 초음파 및 오존의 기준 발생량과 대비하여 디지털 개폐기의 스위칭 동작을 제어하는 프로세서와, 상기 프로세서의 제어로 초음파 발생부 및 오존 발생부에 공급되는 파워 서플라이의 전원을 단속하는 디지털 개폐기와, 상기 디지털 개폐기의 스위칭 동작으로 파워 서플라이로부터 전원을 공급받아 초음파를 발생하는 초음파 발생부 및 상기 디지털 개폐기의 스위칭 동작으로 파워 서플라이로부터 전원을 공급받아 오존을 발생하는 오존 발생부로 구성되어 있다.

Description

초음파 및 오존발생을 위한 시분할 제어장치{time division control apparatus for ultrasonic and ozone occurrence}
본 발명은 초음파 및 오존발생을 위한 시분할 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초음파 및 오존 발생량에 의한 디지털 개폐기의 스위칭 동작으로 세정을 위한 초음파 및 살균을 위한 오존 발생이 시간차를 두고 선택적으로 이루어지도록 하는 초음파 및 오존발생을 위한 시분할 제어장치에 관한 것이다.
1998. 11. 05.자로 공개된 대한민국 공개특허공보 제1998-74914호(명칭:초음파 세정기의 초음파 발생장치)에 개재되어 있는 바와 같이 초음파는 세정물의 틈새에 존재하는 이물질 제거를 위한 세정기능으로 널리 사용되고, 2001. 11. 08.자로 공개된 대한민국 공개특허공보 제2001-98302호(명칭:오존 발생장치)에 개재되어 있는 바와 같이 오존은 정수를 위한 살균기능으로 널리 사용되고 있다.
통상적으로 액상에 존재하는 초음파 에너지는 반복되는 액체의 희박(rarefactions)과 압축(compressions)을 일으키게 된다. 이때 희박(rarefactions) 생기는 작은 진동상태의 공동이 압축(compression) 과정에서 폭발하게 되는데, 빠르게 반복적으로 일어나는 캐비테이션(cavitation) 현상으로 기포가 폭발할 때의 순간적인 압력이 10,000 psi이고 온도가 5,540 ℃까지 올라가게 된다. 이때 짧은 주기의 조건으로 세정작용을 한다.
또한 오존은 강한 산화력으로 살균탈취작용을 하며, 공기 중에서 산소로 빠르게 분해될뿐더러 독성의 부산물을 남기지 않는다는 특성을 가진다. 그러나 오존은 고농도에서는 강한 부식성을 가지므로 대기 중의 허용농도가 8시간 노출 평균치 0.1 ppm으로 정해져 있고, 순간 노출 허용치는 정해져 있지 않으나, 0.1 ppm 이상에서는 냄새를 맡을 수 있다.
도1은 이러한 특성을 이용한 종래의 초음파 및 오존 발생장치를 나타낸 개략도로서, 이는 파워 서플라이(101)(power supply), 전압 조정기(102), 전압 조정 내부단(103), 초음파 발생기(104), 기포 발생기(105), 오존 발생기(106) 등을 포함하고 있다.
초음파 발생장치의 전압 조정기(102)는 파워 서플라이(101)에서 공급되는 전원을 일정 전압으로 조정하여 초음파 발생기(104)에 초음파 발생을 위한 전압으로 공급하게 된다. 이때 전압 조정기(102)에 의해 조정되는 전압 레벨에 의해 초음파 발생량이 결정된다.
소정 레벨의 전압이 공급되는 초음파 발생기(104)는 전압 조정 내부단(103)에 의해 일정시간의 지속시간이 조절되고 주파수 변동이 이루어져 초음파의 파형을 형성한다. 이렇게 초음파 발생기(104)에서 발생된 파형이 초음파 압전단자에 공급됨으로써 초음파가 발생된다.
오존 발생장치의 기포 발생기(105)는 파워 서플라이(101)로부터 전원을 공급받아 일정량의 기포를 방사하여 오존 발생기(106)에 제공한다. 그리하면 오존 발생기(106)는 방사된 일정량의 기포를 오존으로 변환하게 된다.
상기한 바와 같은 초음파 및 오존 발생장치로 세정 및 살균기능을 효과적으로 수행하기 위해서는 초음파와 오존의 발생시간을 적절히 조절해야 하나, 종래에는 단순히 초음파가 발생된 후 오존이 발생되도록 조절하거나 혹은 수동으로 초음파 및 오존 발생을 조절하고 있다.
이 때문에 초음파 및 오존 발생장치의 세정 및 살균효과를 높이는데 한계가 있을뿐더러 초음파 및 오존발생을 수동으로 조절하기 위해서는 별도의 숙련된 작업자가 요구된다.
상기한 바와 같은 종래의 결점을 해결하기 위한 본 발명은 필요에 따라 설정된 초음파 및 오존 발생량에 의해 디지털 개폐기를 스위칭 동작시켜 초음파 및 오존이 시간차를 두고 발생하도록 함으로써 세정 및 살균을 위한 적정량의 초음파 및 오존을 발생시켜 세정 및 살균효과를 배가할 수 있도록 하는 초음파 및 오존발생을 위한 시분할 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 초음파 및 오존발생을 위한 시분할 제어장치는, 초음파 발생부에서 발생되는 초음파를 검출하고, 이를 프로세서에 제공하는 초음파 검출기와, 오존 발생부에서 발생되는 오존을 검출하고, 이를 프로세서에 제공하는 오존 검출기와, 세정 및 살균할 때 디지털 개폐기의 스위칭을 위한 초음파 및 오존의 기준 발생량이 설정되고, 상기 초음파 및 오존 검출기에 의해 검출되는 초음파 및 오존 발생량을 연산하고 이를 이미 설정된 초음파 및 오존의 기준 발생량과 대비하여 디지털 개폐기의 스위칭 동작을 제어하는 프로세서와, 상기 프로세서의 제어로 초음파 발생부 및 오존 발생부에 공급되는 파워 서플라이의 전원을 단속하는 디지털 개폐기와, 상기 디지털 개폐기의 스위칭 동작으로 파워 서플라이로부터 전원을 공급받아 초음파를 발생하는 초음파 발생부 및 상기 디지털 개폐기의 스위칭 동작으로 파워 서플라이로부터 전원을 공급받아 오존을 발생하는 오존 발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 초음파 및 오존발생을 위한 시분할 제어장치에 있어서, 상기 프로세서는 초음파 또는 오존 발생이 완료된 후 오존 또는 초음파가 발생되도록 상기 디지털 개폐기의 스위칭 동작을 제어하는 것이 바람직하다.
이하에서 본 발명을 상세히 설명한다.
도2를 참조하면, 초음파 발생을 위한 초음파 발생부(200)는 브리지 정류기(12), 정류 평활회로부(13), FET(Field Effect Transistor) 드라이브(14), 전압 조정기(17), 트랜스 포머(18), 초음파 발생기(19) 등으로 이루어져 있다. 또한 오존 발생을 위한 오존 발생부(100)는 기포 발생기(15)와 고압 방전기(16) 그리고 오존 발생기(20) 등으로 구성되어 있다.
상기 초음파 발생부(200)에는 초음파를 검출하는 초음파 검출기(22)가 장착되어 있고, 상기 오존 발생부(100)에는 오존을 검출하는 오존 검출기(21)가 각각 장착되어 프로세서(11)에 접속되어 있다.
상기 초음파 및 오존 검출기(22)(21)가 접속되어 있는 프로세서(11)에는 세정 및 살균을 할 때 디지털 개폐기(10)의 스위칭을 위한 초음파 및 오존의 기준 발생량이 설정되어 있고, 상기 초음파 및 오존 검출기(22)(21)에 의해 검출되는 초음파 및 오존 발생량(혹은 시간으로 설정할 수도 있다)을 연산하고 이를 이미 설정된 초음파 및 오존의 기준 발생량과 대비하여 그 결과에 따라 디지털 개폐기(10)의 스위칭 동작을 제어하도록 되어 있다.
특히, 상기의 프로세서(11)는 초음파 발생부(200)에서의 초음파 발생 또는 오존 발생부(100)에서의 오존 발생이 완료된 후 오존 발생부(100) 또는 초음파 발생부(200)에 전원이 공급되도록 디지털 개폐기(10)의 스위칭 동작을 제어하도록 되어 있다.
상기 프로세서(11)의 제어로 스위칭 동작하는 디지털 개폐기(10)는 파워 서플라이(9)로부터 공급되는 전원이 초음파 발생부(200) 또는 오존 발생부(100)에 선택적으로 공급되도록 하는 역할을 한다.
상기 초음파 발생부(200)는 디지털 개폐기(10)의 스위칭 동작으로 파워 서플라이(9)로부터 전원을 공급받아 초음파를 발생하도록 되어 있고, 상기 오존 발생부(100)는 디지털 개폐기(10)의 스위칭 동작으로 파워 서플라이(9)로부터 전원을 공급받아 오존을 발생하도록 되어 있다.
이와 같은 구성에 의한 초음파 및 오존의 발생을 살펴본다.
동작 초기, 프로세서(11)의 제어로 인한 디지털 개폐기(10)의 스위칭 동작으로 파워 서플라이(9)의 전원이 브리지 정류기(12)와 정류 평활회로부(13)를 통해 정류 평활되어 FET 드라이브(14)에 공급된다.
FET 드라이브(14)가 프로세서(11)의 제어로 구동되면서 정류 평활회로부(13)에서 공급되는 전원이 전압 조정기(17)에 공급되고, 위의 전압 조정기(17)는 파워 서플라이(9)에서 공급되는 전원을 일정 전압으로 조정하여 트랜스 포머(18)를 통해 초음파 발생기(19)에 초음파 발생을 위한 전압으로 공급하게 된다. 이때 전압 조정기(17)에 의해 조정되는 전압 레벨에 의해 초음파 발생기(19)에 의한 초음파 발생량이 결정된다.
소정 레벨의 전압을 공급받은 초음파 발생기(19)는 일정시간의 지속시간이 조절되고 주파수 변동이 이루어진 초음파 파형을 형성한다. 이렇게 초음파 발생기(19)에서 발생된 파형이 초음파 압전단자에 공급됨으로써 초음파가 발생된다.
이렇게 초음파 발생부(200)에서 초음파가 발생하는 중에 초음파 검출기(22)는 초음파 발생부(200)에서 초음파가 지속적으로 발생중임을 알리는 신호를 프로세서(11)에 제공한다. 그리하면, 프로세서(11)는 초음파 발생부(200)에서 발생되는 발생량과 세정 및 살균을 위해 임의로 설정해 놓은 기준 발생량을 대비하여 초음파 발생부(200)에서 설정된 량(시간)의 초음파가 발생되도록 한다.
그리고 설정된 량의 초음파 발생이 완료되면 프로세서(11)는 디지털 개폐기(10)를 구동시켜 파워 서플라이(9)의 전원이 오존 발생부(100)에 공급되도록 한다.
이에 따라 파워 서플라이(9)로부터 전원을 공급받은 기포 발생기(15)에서 방사된 일정량의 기포가 고압 방전기(16)를 통해 오존 발생기(20)에 제공된다. 이어서 오존 발생기(20)는 방사된 일정량의 기포를 오존으로 변환한다.
이렇게 오존 발생부(100)에서 오존이 발생하는 중에 오존 검출기(21)는 오존 발생부(100)에서 오존이 지속적으로 발생중임을 알리는 신호를 프로세서(11)에 제공한다. 그리하면, 프로세서(11)는 위에서 설명된 초음파의 경우와 마찬가지로 오존이 설정된 임의의 량까지 발생하도록 오존 발생부(100)를 동작시킨 후 다시 초음파가 발생되도록 제어한다.
이와 같은 초음파 및 오존 발생을 위한 동작은 반복적으로 이루어진다.
따라서 본 발명에 의한 초음파 및 오존발생을 위한 시분할 제어장치는, 필요에 따라 설정된 초음파 및 오존 발생량에 의해 디지털 개폐기를 스위칭 동작시켜 초음파 및 오존이 시간차를 두고 발생하도록 함으로써 세정 및 살균을 위한 적정량의 초음파 및 오존을 발생시켜 세정 및 살균효과를 배가할 수 있는 것이다.
더 나아가서 본 발명은 세정 및 살균을 위한 적정량의 초음파 및 오존만을 발생시킴으로써 불필요한 초음파나 오존의 발생으로 인한 전력소비를 줄일 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도1은 종래의 초음파 및 오존 발생장치를 나타낸 구성도이다
도2는 본 발명에 의한 초음파 및 오존발생을 위한 시분할 제어장치를 나타낸 구성도이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
9 : 파워 서플라이 10 : 디지털 개폐기
11 : 프로세서 12 : 브리지 정류기
13 : 정류 평활회로부 14 : FET 드라이브
15 : 기포 발생기 16 : 고압 방전기
17 : 전압 조정기 18 : 트랜스 포머
19 : 초음파 발생기 20 : 오존 발생기
21 : 오존 검출기 22 : 초음파 검출기
100 : 오존 발생부 200 : 초음파 발생부

Claims (2)

  1. 파워 서플라이로부터 전원을 공급받아 초음파를 발생시키는 초음파 발생부;
    상기 초음파 발생부에서 발생되는 초음파를 검출하는 초음파 검출기;
    상기 파워 서플라이로부터 전원을 공급받아 오존을 발생시키는 오존 발생부;
    상기 오존 발생부에서 발생되는 오존을 검출하는 오존 검출기;
    상기 초음파 발생부 및 오존 발생부에 공급되는 전원을 단속하는 디지털 개폐기; 및
    세정 및 살균을 위한 초음파 및 오존의 기준 발생량이 설정되고, 상기 초음파 검출기 및 오존 검출기에서 제공된 초음파 및 오존 발생량을 연산하고, 이를 상기 기준 발생량과 대비하여 상기 디지털 개폐기의 스위칭 동작을 제어하는 프로세서;를 포함하여 구성되며,
    상기 프로세서가 초음파 또는 오존이 상기 기준 발생량만큼 발생 완료된 후, 오존 또는 초음파가 발생되도록 상기 디지털 개폐기의 스위칭 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 초음파 및 오존발생을 위한 시분할 제어장치.
  2. 삭제
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