KR100515920B1 - 초음파 세척기의 무부하 구동 방지장치 - Google Patents

Abstract

세척명령이 입력될 경우에 세척조에 세척수를 넣지 않은 무부하 상태인지의 여부를 판단하고, 무부하 상태일 경우에 세척 동작을 수행하지 않도록 하여 초음파 진동자가 손상되지 않도록 보호한다.

초음파 세척의 구동명령을 입력하는 명령 입력부와, 상기 명령 입력부가 구동명령을 입력받을 경우에 초음파 신호를 발생하고, 발생한 초음파 신호에 따라 입력되는 무부하 검출신호로 세척조가 무부하 상태인지의 여부를 판단하여 무부하 상태일 경우에 초음파 신호를 발생하지 않는 제어부와, 상기 제어부가 발생한 초음파 신호에 따라 초음파 진동자로 초음파 구동신호를 출력하여 초음파 진동시키는 초음파 구동신호 발생부와, 상기 초음파 진동자가 초음파 진동함에 따라 그 초음파 진동자로 흐르는 전류를 전압으로 검출하는 전압 검출소자와, 상기 전압 검출소자의 양단 전압으로 세척조가 무부하 상태인지의 여부를 검출하고 검출신호를 상기 제어부로 입력시키는 무부하 검출부로 구성된다.

Description

초음파 세척기의 무부하 구동 방지장치{Apparatus for preventing operation with no load in ultrasonic washer}

본 발명은 초음파 진동을 이용하여 과일 및 야채 등을 세척하는 초음파 세척기에 있어서, 세척조에 세척수를 넣지 않은 무부하 상태에서 초음파 진동자가 구동되지 않도록 보호하는 초음파 세척기의 무부하 구동 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 과일 및 야채 등에는 벌레들이 침범하지 못하도록 많은 농약 등을 뿌리면서 재배하고 있고, 또한 재배 과정 및 운송 과정 등에서 먼지 등의 이물질이 묻게 된다. 상기 농약이나 먼지 등의 이물질을 사람이 먹게 되면, 인체에 해로운 영향을 주게 된다.

그러므로 과일 및 야채 등을 먹을 경우에는 깨끗한 물에 씻고 있으나, 여전히 과일 및 야채 등의 표면에는 농약 및 먼지 등을 비롯한 많은 이물질이 부착되어 있는 실정이다.

과일 및 야채 등에 부착되어 있는 이물질을 제거하고, 깨끗하게 씻을 수 있도록 하기 위하여 초음파 세척기가 제안 및 사용되고 있다. 상기 초음파 세척기는 세척조에 초음파 진동자를 부착하고, 세척조 내에는 세척수와 함께 과일 및 야채 등을 넣어 세척하는 것이다. 즉, 초음파 세척기는 초음파 진동자가 초음파 진동을 발생하고, 발생한 초음파 진동은 세척조를 통해 세척수에 전달되어 세척수가 초음파 진동하면서 과일 및 야채 등에 부착되어 있는 이물질을 제거하는 것으로서 미세한 이물질들도 모두 제거하고, 깨끗하게 세척할 수 있다.

이러한 초음파 세척기에 있어서, 종래에는 명령 입력부를 통해 세척 명령이 입력될 경우에 바로 초음파 진동자를 구동시켜 세척동작을 수행하게 하였다.

그러므로 세척조에 세척수를 넣지 않은 상태에서 사용자의 실수 또는 어린아이들이 장난으로 명령 입력부를 조작하여 세척명령을 할 경우에 초음파 진동자는 무부하 상태에서 진동하게 되고, 이로 인하여 초음파 진동자가 손상되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 명령 입력부를 통해 세척명령이 입력될 경우에 세척조에 세척수를 넣지 않은 무부하 상태인지의 여부를 판단하고, 무부하 상태일 경우에 세척 동작을 수행하지 않도록 하는 초음파 세척기의 무부하 구동 방지장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명자는 초음파 진동자를 구동시킬 경우에 세척조 내에 넣은 세척수의 수위에 따라 초음파 진동자로 흐르는 전류에 대응되는 전압이 도 1에 도시된 바와 같이 가변됨을 확인하였다. 즉, 초음파 세척기는 세척조에 세척수를 넣지 않은 상태에서 초음파 진동자를 진동시킬 경우에 초음파 진동자로 흐르는 전류에 대응되는 전압이 가장 낮게 측정되었고, 세척조에 세척수를 넣었을 경우에는 세척수를 넣지 않았을 경우보다 초음파 진동자로 흐르는 전류에 대응되는 전압이 높았다.

상기한 도 1의 그래프를 통해 본 발명자는 초음파 진동자를 진동시킬 경우에 초음파 진동자로 흐르는 전류에 대응되는 전압을 검출하고, 그 검출한 전압 레벨로 세척조에 세척수를 넣지 않은 무부하 상태인지의 여부를 판별할 수 있음을 확인하였다.

그러므로 본 발명의 초음파 세척기의 무부하 구동 방지장치는, 초음파 세척의 구동명령을 입력하는 명령 입력부와, 상기 명령 입력부가 구동명령을 입력받을 경우에 초음파 신호를 발생하고, 발생한 초음파 신호에 따라 입력되는 무부하 검출신호로 세척조가 무부하 상태인지의 여부를 판단하여 무부하 상태일 경우에 초음파 신호를 발생하지 않는 제어부와, 상기 제어부가 발생한 초음파 신호에 따라 초음파 진동자로 초음파 구동신호를 출력하여 초음파 진동시키는 초음파 구동신호 발생부와, 상기 초음파 진동자가 초음파 진동함에 따라 그 초음파 진동자로 흐르는 전류에 대응되는 전압을 검출하는 전압 검출소자와, 상기 전압 검출소자의 양단 전압으로 세척조가 무부하 상태인지의 여부를 검출하고 무부하 검출신호를 상기 제어부로 입력시키는 무부하 검출부로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 무부하 검출부는, 상기 전압 검출소자의 양단 전압을 강압 및 정류하는 정류부와, 상기 정류부의 출력전압의 상한 레벨을 제한하고 정형하는 파형 정형부와, 상기 파형 정형부의 출력전압을 미리 설정된 기준전압과 비교하여 무부하 상태인지의 여부를 검출하고 무부하 검출신호를 상기 제어부에 입력시키는 비교부로 구성되고, 상기 전압 검출소자는 저항인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도 2 및 도 3의 도면을 참조하여 본 발명의 초음파 세척기의 무부하 구동 방지장치를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 주파수 설정장치의 구성을 보인 회로도이다. 이에 도시된 바와 같이 초음파 세척의 구동명령을 입력하는 명령 입력부(100)와, 상기 명령 입력부(100)가 구동명령을 입력받을 경우에 초음파 신호를 발생하고, 발생한 초음파 신호에 따라 입력되는 무부하 검출신호로 세척조가 무부하 상태인지의 여부를 판단하여 무부하 상태일 경우에 초음파 신호를 발생하지 않는 제어부(110)와, 상기 제어부(110)가 발생한 초음파 신호에 따라 초음파 진동자(130)로 초음파 구동신호를 출력하여 초음파 진동시키는 초음파 구동신호 발생부(120)와, 상기 초음파 진동자(130)가 초음파 진동함에 따라 그 초음파 진동자로 흐르는 전류에 대응되는 전압을 검출하는 전압 검출소자인 저항(R1)과, 상기 저항(R1)의 양단 전압으로 세척조가 무부하 상태인지의 여부를 검출하고 무부하 검출신호를 상기 제어부(110)로 입력시키는 무부하 검출부(140)로 구성하였다.

상기 무부하 검출부(140)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전압 검출소자인 저항(T1)의 양단에 트랜스(T)의 일차코일이 접속되고, 트랜스(T)의 이차코일에는 브리지 다이오드(BD)가 접속되어 정류부(141)가 구성된다.

상기 브리지 다이오드(BD)의 플러스 출력단자는 접지저항(R2), 접지 콘덴서(C1) 및 저항(R3)의 일측단자에 접속되고, 저항(R3)의 타측단자와 전원단자(B+)의 사이에 전압 레벨을 제한하기 위한 다이오드(D1)가 접속되어 그 저항(R3) 및 다이오드(D1)의 접속점이 저항(R4)을 통해 접지 콘덴서(C2) 및 연산증폭기(OP)의 비반전 입력단자에 접속되며, 연산증폭기(OP)의 출력단자는 그의 반전 입력단자(-) 및 가변저항(VR)에 접속되어 정형부(143)가 구성된다.

상기 가변저항(VR)의 가변단자는 비교기(COMP)의 비반전 입력단자(+)에 접속되고, 전원단자(B+)가 저항(R5)을 통해 접지 콘덴서(C3) 및 발광 다이오드(LED)에 접속됨과 아울러 저항(R6)을 다시 통해 비교기(COMP)의 반전 입력단자(-)에 접속되며, 비교기(COMP)의 반전 입력단자(-)와 출력단자의 사이에 저항(R7)에 접속되어 비교부(145)가 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 무부하 구동 방지장치는 전원단자(B+)에 전원이 인가되면, 그 전원단자(B+)의 전원이 저항(R5)을 통해 발광 다이오드(LED)에 인가되어 발광 다이오드(LED)가 점등되면서 현재 동작중임을 표시하고, 또한 상기 저항(R5)을 통한 전원이 저항(R6)을 통해 비교기(COMP)의 반전 입력단자(-)에 기준전압으로 인가된다.

이와 같은 상태에서 사용자가 명령 입력부(100)를 통해 세척 명령을 하면, 제어부(110)는 상기 세척 명령에 따라 소정 주파수의 초음파 신호를 발생하고, 발생한 초음파 신호는 초음파 구동신호 출력부(120)에서 증폭되어 초음파 구동신호가 출력되며, 출력된 초음파 구동신호는 전압 검출소자인 저항(R1)을 통해 초음파 진동자(130)에 인가되는 것으로서 초음파 진동자(130)는 초음파 구동신호의 주파수에 따라 구동되어 세척조를 진동시키게 된다.

이와 같은 상태에서 전압 검출소자인 저항(R1)에는 상기 초음파 진동자(130)의 구동에 따른 전류가 흘러 양단간에 소정의 전압을 가지게 되는 것으로서 그 저항(R1)의 양단 전압은 무부하 검출부(140)의 정류부(141)의 트랜스(T1)에서 강압되고, 브리지 다이오드(BD)에 의해 브리지 정류되어 출력된다.

상기 정류부(141)의 출력전압은 접지 저항(R2) 및 접지 콘덴서(C1)에 의해 안정화되고, 저항(R3)을 통해, 전원단자(B+)의 전원 레벨 이상의 전압은 다이오드(D2)에 의해 제거된 후 저항(R4) 및 버퍼로 동작하는 연산증폭기(OP)를 통해 가변저항(VR)에 인가되어 분할되고, 그 분할된 전압은 비교부(145)의 비교기(COMP)의 비반전 입력단자(+)에 인가되어 그의 반전 입력단자(-)에 상기한 바와 같이 인가되는 기준전압과 비교된다.

여기서, 초음파 세척기의 세척조에 세척수를 넣지 않은 무부하 상태일 경우에 비교기(COMP)의 비반전 입력단자(+)에 인가되는 전압이 그의 반전 입력단자(-)에 인가되는 기준전압보다 낮고, 세척조에 설정 수위 이상으로 세척수를 넣었을 경우에는 비교기(COMP)의 비반전 입력단자(+)에 인가되는 전압이 그의 반전 입력단자(-)에 인가되는 기준전압보다 높게 되도록 저항(R5, R6)의 값 및 가변저항(VR)의 값을 설정한다.

그러면, 세척조에 설정 수위 이상의 세척수를 넣었을 경우에 비교기(COMP)가 고전위를 출력하여 제어부(110)로 입력되는 것으로서 제어부(110)는 비교기(COMP)의 출력신호로 세척조가 무부하 상태가 아님을 판단하고, 계속 초음파 신호를 발생하여 초음파 진동자(130)를 진동시키면서 세척 동작을 수행한다.

그리고 세척조에 세척수를 넣지 않았거나 또는 설정 수위 미만의 세척수를 넣었을 경우에는 상기와는 반대로 비교기(COMP)가 저전위를 출력하여 제어부(110)로 입력된다. 그러면, 제어부(110)는 비교기(COMP)의 출력신호로 세척조가 무부하 상태임을 판단하여 초음파 신호를 발생하지 않고, 이로 인하여 초음파 진동자(130)가 무부하 상태에서 구동되는 것이 방지된다.

한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 세척조의 부하 상태에 따라 초음파 진동자로 흐르는 전류를 검출하여 세척조가 무부하 상태인지의 여부를 판단하고, 무부하 상태일 경우에 초음파 진동자가 진동하지 못하도록 함으로써 초음파 진동자가 무부하 상태에서 진동하여 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 초음파 세척기의 세척조에 저장된 세척수의 수위에 따른 검출전압을 측정하여 보인 그래프.

도 2는 본 발명의 무부하 구동 방지장치의 구성을 보인 블록도.

도 3은 도 2의 무부하 검출부를 보인 상세 회로도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 명령 입력부 110 : 제어부

120 : 초음파 구동신호 출력부 130 : 초음파 진동자

140 : 무부하 검출부 141 : 정류부

143 : 파형 정형부 145 : 비교부

R1 : 전압 검출소자(저항)

Claims (3)

1. 초음파 세척의 구동명령을 입력하는 명령 입력부;

   상기 명령 입력부로부터 구동명령을 입력받을 경우에 초음파 신호를 발생하고, 발생한 초음파 신호에 의해 검출되는 무부하 검출신호로 세척조가 무부하 상태인지의 여부를 판단하여 무부하 상태일 경우에 초음파 신호를 발생하지 않는 제어부;

   상기 제어부가 발생한 초음파 신호에 따라 초음파 진동자로 초음파 구동신호를 출력하여 초음파 진동시키는 초음파 구동신호 발생부;

   상기 초음파 진동자가 초음파 진동함에 따라 그 초음파 진동자로 흐르는 전류에 대응되는 전압을 검출하는 전압 검출소자;

   상기 전압 검출소자의 양단 전압으로 세척조가 무부하 상태인지의 여부를 검출하고 무부하 검출신호를 상기 제어부로 입력시키는 무부하 검출부로 이루어지고,

   상기 무부하 검출부는;

   상기 전압 검출소자의 양단 전압을 강압 및 정류하는 정류부;

   상기 정류부의 출력전압의 상한 레벨을 제한하고 정형하는 파형 정형부; 및

   상기 파형 정형부의 출력전압을 미리 설정된 기준전압과 비교하여 무부하 상태인지의 여부를 검출하고 무부하 검출신호를 상기 제어부에 입력시키는 비교부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초음파 세척기의 무부하 구동 방지장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 전압 검출소자는;

   저항인 것을 특징으로 하는 초음파 세척기의 무부하 구동 방지장치.