KR100511076B1

KR100511076B1 - 초음파 세척기

Info

Publication number: KR100511076B1
Application number: KR10-2003-0042708A
Authority: KR
Inventors: 김범; 김기헌; 임성근
Original assignee: 웅진코웨이주식회사
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2005-08-30
Anticipated expiration: 2023-06-27
Also published as: KR20050001139A

Abstract

본 발명은 원수가 공급되는 배관과 연결되어 원수의 유입을 개폐하는 어댑터; 상기 어댑터와 소통되어 상기 어댑터를 통해 유입된 원수를 정수 및 항균 처리하는 필터부재; 상기 필터부재 후단에서 단수 또는 저유량시 전원을 차단하고 진동출수부를 보호하며, 누적통수량을 감지하는 유량 센서; 상기 유량 센서와 소통되어 정수된 물을 외부로 배출하고, 피세척물을 세척할 수 있도록 역압전효과를 이용하여 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시키는 진동부가 내장된 진동출수부; 상기 진동출수부에 접속되어 상기 진동출수부의 진동자에 초음파의 전기적 에너지를 공급하는 발진부; 및 상기 발진부와 표시부, 전기적 부품을 제어하는 마이컴을 포함하여 흐르는 물에 초음파 에너지를 조사하여 피세척물을 세척함으로써, 세척 완료후 2차 오염의 소지가 없는 초음파 세척기를 제공한다.

Description

초음파 세척기{Megasonic cleaner}

본 발명은 과일이나 야채 등을 세척하기 위한 것으로, 보다 상세하게는 1MHz이상의 초음파 입자가속도 및 직진류 에너지를 이용한 샤워타입으로 제작함과 동시에 정수기능을 부가함으로써, 정수된 물에 초음파 에너지를 조사하여 피세척물에 부착된 농약이나 불순물 등의 미세한 입자를 세척하고, 세척후 재오염의 소지가 없는 초음파 세척기에 관한 것이다.

최근에 물을 절약하면서도 맑은 물에서 세척하는 것과 동일하게 과일이나 야채류(이하, 피세척물이라 한다) 등에 묻어있는 이물질을 깨끗히 제거할 수 있는 초음파 방식을 이용한 과일 및 야채류용 초음파 세척기가 다양하게 개발되고 있다.

종래의 초음파 세척기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 세척액이 담긴 세척조(10)에 초음파를 발생시키는 초음파 진동자(20)를 구비하여, 이 초음파 진동자(20)에서 발생되는 기포가 피세척물의 표면에 닿아, 피세척물에 부착된 이물질이나 기타 불순물을 제거하게 되는 것이다.

다시 말해, 세척조(10)에 음전극을 인가하여 세척조(10) 자체를 진동시키는 초음파 진동자(20)를 사용한 방식으로서, 세척조(10)의 저면에 초음파 진동자(20)를 상기 세척조(10)에 접촉되게 부착하여 세척조(10)에 음전극을, 초음파 진동자(20)에 양전극을 연결하여 고주파 전류를 인가하여 초음파 진동을 발생시키게 된다. 이후, 세척조(10)가 진동판으로 작용하게 되고 상기 세척조(10)에 고인 물에 초음파 파장을 일으키는 원리를 이용하여 세척기를 사용했다.

따라서, 세척조(10)에 물을 담고, 이후 브래킷(30)에 피세척물이 놓이게 되면 컨트롤부(40)를 조작하여 초음파 진동자(20)를 작동시킴으로써, 상기 초음파 진동자(20)가 기계적인 미소변형에 의해 진동하게 된다.

결과적으로, 주파수 20㎑ ~ 40㎑ 범위 내의 초음파를 물에 조사하여 피세척물을 세척하게 되는데, 이때 초음파를 세척액에 조사하게 되면 매초 수천만회 이상의 공동현상이 발생, 소멸하면서 강력한 에너지를 방출하게 되며, 특히 소멸시 기포의 폭발로 인한 화학적, 열적 작용이 수반되어 세척액의 교란, 탈지, 유화 작용이 생겨 세척효과를 촉진시키는 것은 물론이고 분산작용이 증가하여 피세척물의 표면과 내부에는 전혀 손상없이 단시간내에 세척된다.

그러나, 종래 이러한 초음파 세척기는 그 구조가 수조식 방식으로 싱크대에 부착하여 사용하는 구조가 일반적이며, 세척이 완료된 후 피세척물을 꺼내는 동안 세척시 발생된 농약이나 불순물에 의해 재오염될 소지가 많았으며, 따라서 세척 후에는 흐르는 수도물에 의해 추가적으로 씻어주는 린스작업을 해야하는 불편함이 있었다.

또한, 일정한 크기의 세척조를 사용하여 피세척물이 완전히 물에 침전된 상태로 세척해야 완전히 세척되기 때문에 피세척물의 양이나 크기에 따라 용기가 제한됨과 동시에 완전히 침전되지 못한 부분은 초음파 세척이 이루어지지 못하는 단점이 있었다.

특히, 일반적으로 세척조는 표면 전체가 스테인레스 성분의 금속재질로 형성되기 때문에, 초음파 진동자의 가동시 진동으로 인해 발생하는 소음이 매우 큰 문제점을 가지고 있었다.

또한, 일정한 크기의 세척조에 일정한 진폭 분포를 갖는 주기적인 파동인 정상파로 인해 세척 불능층이 발생하게 되는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 감안하여 안출된 것으로, 흐르는 물에 초음파의 입자가속도 및 직진류 에너지를 부가하여 피세척물을 세척함으로써, 세척 완료후 2차 오염의 소지가 없는 초음파 세척기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 일정한 크기의 세척조를 사용하지 않음으로써, 피세척물의 양이나 크기에 제한되지 않음과 동시에 흐르는 물에 피세척물을 전체적으로 세척이 가능하여 공간확보가 용이한 초음파 세척기를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

특히, 금속재질의 세척조를 사용하지 않음으로써, 소음이 거의 발생하지 않는 초음파 세척기를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

그리고, 정수기능을 추가하여 공급된 원수를 정수함으로써, 정수된 물로 피세척물을 세척할 수 있는 초음파 세척기를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

또한, 정상파가 아닌 공간적으로 임의의 방향으로 진행하는 파동의 형태인 진행파를 발생시켜 균일한 세척효과를 가지는 초음파 세척기를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 원수가 공급되는 배관과 연결되어 원수의 유입을 개폐하는 어댑터; 상기 어댑터와 소통되어 상기 어댑터를 통해 유입된 원수를 정수 및 항균 처리하는 필터부재; 상기 필터부재와 소통되어 정수된 물을 외부로 배출하고, 피세척물을 세척할 수 있도록 역압전효과를 이용하여 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시키는 진동부가 내장된 진동출수부; 상기 진동출수부에 접속되어 상기 진동출수부의 진동자에 초음파의 전기적 에너지를 공급하는 발진부; 및 상기 발진부와 표시부, 전기적 부품을 제어하는 마이컴을 포함하며, 상기 진동출수부는 접었다 폈다 할 수 있는 접이식, 회전 가능한 회전식, 착탈 가능한 샤워기식 중 어느 하나로 구성되며, 상기 어댑터와 상기 필터부재를 연결하는 통로 상에 설치되어 전기적 제어를 통해 원수의 유출입을 조정하거나 유입수의 수압 및 유량을 일정하게 조정하는 다수의 밸브들과, 상기 필터부재의 교체시기를 결정할 수 있도록 통수량을 측정하는 유량 센서나 유량계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 세척기를 제공한다.

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상기 필터부재는 활성탄 필터, 중공사막 필터, 역삼투압 멤브레인 필터를 선택적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 초음파 세척기를 상세하게 설명한다.

도 2a는 본 발명에 따른 초음파 세척기의 일실시예를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2b는 본 발명에 따른 초음파 세척기의 일실시예를 도시한 블럭도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 세척기는 어댑터(110), 필터부재(120), 유량 센서(122), 샤워형 진동출수부(130), 발진부(140) 및 마이컴(160)를 포함하여 구성된다.

어댑터(110)는 원수가 공급되는 배관과 연결되어 원수의 유입을 개폐한다.

필터부재(120)는 상기 어댑터(110)와 소통되어 상기 어댑터(110)를 통해 유입된 원수에 포함된 불순물이나 미생물, 세균 등을 필터링하여 정수 및 항균 처리한다. 여기서, 본 실시예에서는 하나의 필터만이 구비된 것으로 도시되었지만, 필요에 따라 다양한 종류의 필터, 즉 활성탄 필터, 중공사막 필터, 역삼투압 멤브레인 필터 등을 선택적으로 조합하여 다수개 설치할 수 있을 것이다.

유량 센서(122)는 상기 필터부재(120) 후단에서 유량을 측정하여, 단수/저유량시 전원을 차단하여 진동출수부(130)를 보호하며, 누적통수량을 감지한다.

상기 초음파세척기는 상기 필터부재(120)를 통과하면서 정수된 세척수를 생성하고, 상기 유량 센서(122)와 소통되어 유량을 감지하고, 후술될 발진부(140)에서 발생된 초음파의 전기적 에너지를 진동자의 역압전효과에 의해 기계적 에너지로 변환시켜 상기 샤워형 진동출수부에 공급된 물입자를 가속시킨다. 물론, 상기 샤워형 진동출수부(130)의 일측에는 상기 정수된 세척수가 외부로 유출될 수 있도록 유출구(미도시)가 형성된다.

다시 말해, 상기 초음파 세척기는 필터부재(120)를 통과하면서 정수된 물이 유입될 수 있도록 수로가 형성된다.

또한, 상기 샤워형 진동출수부(130)는 초음파 세척기의 외관을 형성하는 케이스(100)의 일측에 설치되어 상하로 회동하면서 접었다 폈다 할 수 있도록 접이식으로 설치되어 사용상의 편리성과 안전성을 제공하게 된다.

또한, 상기 샤워형 진동출수부(130)의 내부에는 후술될 발진부(140)에서 공급하는 전기적인 에너지를 받아 직접적으로 초음파를 발생시킬 수 있도록 기계적인 힘으로 변환시키는 하나하나의 진동소자(미도시)들을 포함하고 있다.

한편, 발진부(140)는 상기 샤워형 진동출수부(130)에 접속되어 초음파의 전기적 에너지를 상기 샤워형 진동출수부(130)에 공급한다. 상기 발진부의 구성은 이미 공지된 기술이으로 자세한 설명은 생략하였다.

마이컴(160)은 상기 발진부(140)를 포함하여 표시부(미도시), 피드 밸브(112), 유량 센서(122) 등 모든 전기부품을 제어한다.

바람직하게는, 상기 어댑터(110)와 상기 필터부재(120)를 연결하는 통로 상에 피드 밸브(feed valve; 112)나 감압 밸브(114)가 설치되는데, 피드 밸브(112)는 전기적 제어를 통해 원수의 유출입을 조정하게 되고, 감압 밸브(114)는 유입수의 수압 및 유량을 일정하게 조정하여 유입수의 고압으로 인해 필터부재(120)나, 상기 밸브들(112, 114)이나 기타 다른 부품들이 파손되는 것을 방지하게 된다.

또한, 상기 필터부재(120)의 교체시기를 결정할 수 있도록 통수량을 측정하는 유량 센서(122)를 더 구비된다. 즉, 이 유량 센서(122)를 통해 필터부재(120)를 통과한 물의 누적통수량을 측정함으로써, 일정량 이상의 물을 정수한 경우 필터부재(120)의 정수성능이 떨어지는 것으로 판단하여 새로운 필터로 교체하게 된다.

따라서, 사용자가 초음파 세척기를 이용해 세척물을 세척하고자 하는 경우, 먼저 어댑터(110)를 개방하여 원수가 유입되도록 하고, 유입된 원수는 피드 밸브(112) 및 감압 밸브(114)를 통과하면서 유입수의 수압 및 유량을 일정하게 조정하여 내부 부품의 기능성 및 내구성을 향상시키게 된다.

이후, 유입수는 필터부재(120)를 통과하면서 정수되고, 이 정수된 물은 샤워형 진동출수부(130)에 공급되게 되는데, 이때 마이컴(160)은 어댑터(110), 피드 밸브(112), 감압 밸브(114), 유량 센서(122) 등의 작동 여부를 파악하여 발진부(140)로 하여금 진동출수부(130)에 공급할 전기적 에너지를 발생시킨다.

또한, 발생된 초음파의 전기적 에너지를 샤워형 진동출수부(130)에 전달하여 역압전효과에 의해 기계적 에너지로 변환시키고, 결과적으로 상기 샤워형 진동출수부(130) 내부에 구비된 진동소자의 입자가속에 의해, 필터부재(120)에 의해 정수된 물은 강력한 세척능력을 가진 세척수로 전환된다. 즉, 샤워형으로 배출되는 세척수를 이용하여 피세척물을 세척함과 동시에 필터부재(120)를 통과하면서 정수된 물을 이용하여 세척이 가능할 뿐만 아니라 세척완료후 2차오염의 소지도 발생하지 않게 된다.

도 3a는 본 발명에 따른 초음파 세척기의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3b는 본 발명에 따른 초음파 세척기의 다른 실시예를 도시한 블럭도이다. 여기서, 종래의 구성요소와 동일한 구성요소에 대하여 동일한 참조번호를 부여하고, 새로운 구성요소에 대해서는 새로운 참조번호를 부여하여 설명하되, 상기 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 초음파 세척기는 도 2a, 2b의 샤워형 진동출수부(130 , 도 2a, 2b참조)의 형태가 변형 실시된 것으로, 상기 샤워형 진동출수부(130′)는 회전식 진동출수관(132) 형태로 구비되어 상기 회전식 진동출수관(132)의 끝단에 진동소자(미도시)가 내장된 진동출수부(130′)가 설치되고, 상기 진동소자는 발진부(140)에서 발생된 초음파의 전기적 에너지를 역압전효과에 의해 기계적 에너지로 변환시킨다.

따라서, 상기 필터부재(120)를 통과하여 정수된 물이 상기 회전식 진동출수관(132)을 통해 공급되고, 이후 발진부(140)에서 초음파를 발생시켜 상기 샤워형 진동출수부(130′)에 내장된 진동소자가 입자가속을 일으키도록 함으로써 피세척물을 깨끗하게 세척할 수 있는 세척수를 만들어 주게 된다. 이때, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 회전식 진동출수관(132)이 180도 내지는 360도로 자유롭게 회전이 가능하기 때문에 피세척물의 세척시 이동성 및 공간 효율이 현저히 향상되며, 결과적으로 상기 샤워형 진동출수부(130′)가 회전할 수 있도록 회전식으로 구성되어 사용상 편리성을 강조하게 된다.

도 4a는 본 발명에 따른 초음파 세척기의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4b는 본 발명에 따른 초음파 세척기의 다른 실시예를 도시한 블럭도이다. 여기서, 종래의 구성요소와 동일한 구성요소에 대하여 동일한 참조번호를 부여하고, 새로운 구성요소에 대해서는 새로운 참조번호를 부여하여 설명하되, 상기 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 초음파 세척기는 도 2a, 2b의 샤워형 진동출수부(130 , 도 2a, 2b참조)의 형태가 변형 실시된 것으로, 도 2a, 2b에 도시된 상기 샤워형 진동출수부(130″)는 착탈식 샤워기 형태로 구비되어 상기 착탈식 샤워기의 헤드(130a) 내부에 진동소자(미도시)가 내장되고, 상기 진동소자는 발진부(140)에서 발생된 초음파의 전기적 에너지를 역압전효과에 의해 기계적 에너지로 변환시킨다.

따라서, 상기 필터부재(120)를 통과하여 정수된 물이 상기 착탈식 샤워기에 소통되도록 부착된 주름관(130b)에 공급되고, 이후 발진부(140)에서 초음파를 발생시켜 진동소자가 입자가속을 일으키도록 함으로써 피세척물을 깨끗하게 세척할 수 있는 세척수를 만들어 주게 된다. 이후, 상기 세척수가 착탈식 샤워기의 헤드(130a)에 형성된 유출구(131)를 통해 외부로 배출되어 피세척물을 세척하게 된다.

또한, 상기 착탈식 샤워기의 후미에 부착된 주름관(130b)의 플렉시블한 성질때문에 피세척물의 세척시 이동성 및 공간 효율이 현저히 향상된다.

도 5a는 본 발명에 따른 초음파 세척기의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한 사시도이고, 5b는 본 발명에 따른 초음파 세척기의 또 다른 실시예를 도시한 블럭도이다. 여기서, 종래의 구성요소와 동일한 구성요소에 대하여 동일한 참조번호를 부여하고, 새로운 구성요소에 대해서는 새로운 참조번호를 부여하여 설명하되, 상기 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 초음파 세척기는 샤워형 진동출수부(130′˝)가 싱크대의 수도꼭지(110′˝)에 적용된 형태를 실시한 것으로, 싱크대의 수도꼭지(110′˝)에 결합되어 원수나 세척수를 선택적으로 전환하는 다이버터(diverter; 150)와, 상기 다이버터(150)를 통과하여 공급된 물이 정수되는 필터부재(120)와 상기 필터부재(120)에 결합되어 유량을 측정하는 유량 센서(122)와, 상기 유량 센서(122)를 통과하면서 정수된 물을 세척수로 변환시키는 샤워형 진동출수부(130′˝)과, 상기 샤워형 진동출수부(130′˝)에 전기적 에너지인 초음파를 발생시키는 발진부(140)와 상기 발진부(140)와 기타 전기부품을 제어하는 마이컴(160)으로 이루어진다.

따라서, 다이버터(150)에 구비된 샤워형 진동출수부(130′˝)는 발진부(140)에서 발생된 초음파의 전기적 에너지를 역압전효과에 의해 기계적 에너지로 변환시켜 상기 필터부재(120)를 통과하여 정수된 물에 초음파를 조사하여 세척수를 만들어 주게 된다. 이때, 상기 실시예들에서 사용된 어댑터(110) 대신에 싱크대의 수도꼭지(110′˝)가 적용되어 상기 샤워형 진동출수부(130′˝)를 통해 외부로 배출되어 피세척물을 세척하게 된다.

도시하진 않았지만, 본 발명의 기술분야에 속한 당업자라면 도 2a, 2b, 도 3a, 3b 및 도 4a, 4b의 다른 실시예에서도 유사하게 상기 어댑터(110)와 상기 필터부재(120) 사이에 다이버터(150)가 구비되어 원수와 세척수를 선택적으로 사용할 수 있을 것이다.

상기된 바와 같은 본 발명에 따른 초음파 세척기는 흐르는 물에 초음파의 입자가속도 및 직진류 에너지를 이용하여 피세척물을 세척함으로써, 세척 완료후 2차 오염의 소지가 없는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 일정한 크기의 세척조를 사용하지 않음으로써, 피세척물의 양이나 크기에 제한되지 않음과 동시에 흐르는 물에 피세척물을 전체적으로 세척이 가능하여 공간확보가 용이한 장점이 있다.

특히, 본 발명은 금속재질의 세척조를 사용하지 않음으로써, 소음이 거의 발생하지 않는 잇점이 있다.

그리고, 본 발명은 필터부재를 이용한 정수기능을 추가하여 공급된 원수를 정수함으로써, 정수된 물로 피세척물을 세척할 수 있는 장점이 있다.

또한, 정상파가 아닌 공간적으로 임의의 방향으로 진행하는 파동의 형태인 진행파를 발생시켜 균일한 세척효과를 가진다.

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다.

도 1은 종래 초음파 세척기를 도시한 사시도.

도 2a는 본 발명에 따른 초음파 세척기의 일실시예를 개략적으로 도시한 사시도.

도 2b는 본 발명에 따른 초음파 세척기의 일실시예를 도시한 블럭도.

도 3a는 본 발명에 따른 초음파 세척기의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 사시도.

도 3b는 본 발명에 따른 초음파 세척기의 다른 실시예를 도시한 블럭도.

도 4a는 본 발명에 따른 초음파 세척기의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한 사시도.

도 4b는 본 발명에 따른 초음파 세척기의 또 다른 실시예를 도시한 블럭도.

도 5a는 본 발명에 따른 초음파 세척기의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한 사시도.

도 5b 본 발명에 따른 초음파 세척기의 또 다른 실시예를 도시한 블럭도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

110: 어댑터 112: 피드 밸브

114: 감압 밸브 120: 필터부재

122: 유량 센서 130: 샤워형 진동출수부

140: 발진부 150: 다이버터

160: 마이컴

Claims

원수가 공급되는 배관과 연결되어 원수의 유입을 개폐하는 어댑터;

상기 어댑터와 소통되어 상기 어댑터를 통해 유입된 원수를 정수 및 항균 처리하는 필터부재;

상기 필터부재와 소통되어 정수된 물을 외부로 배출하고, 피세척물을 세척할 수 있도록 역압전효과를 이용하여 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시키는 진동부가 내장된 진동출수부;

상기 진동출수부에 접속되어 상기 진동출수부의 진동자에 초음파의 전기적 에너지를 공급하는 발진부; 및

상기 발진부와 표시부, 전기적 부품을 제어하는 마이컴을 포함하며,

상기 진동출수부는 접었다 폈다 할 수 있는 접이식, 회전 가능한 회전식, 착탈 가능한 샤워기식 중 어느 하나로 구성되며, 상기 어댑터와 상기 필터부재를 연결하는 통로 상에 설치되어 전기적 제어를 통해 원수의 유출입을 조정하거나 유입수의 수압 및 유량을 일정하게 조정하는 다수의 밸브들과, 상기 필터부재의 교체시기를 결정할 수 있도록 통수량을 측정하는 유량 센서나 유량계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 세척기.
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제 1항에 있어서,

상기 필터부재는 활성탄 필터, 중공사막 필터, 역삼투압 멤브레인 필터를 선택적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세척기.