KR100562826B1 - 공급되는 액체의 양을 정밀하게 제어할 수 있는 초음파휘산기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 초음파 휘산기는 구동회로부로부터 공급받은 전력 및 제어신호에 따라 진동하고 홀더에 의해 지지되는 진동자, 공급되는 액체를 휘산시키기 위해 상기 초음파 진동자와 함께 진동하는 진동판, 피스톤 구동부로부터 피스톤 로드를 통해 동력을 전달받아 실린더 내부에서 수평운동을 하고 내부에 홀이 형성된 피스톤, 상기 실린더 하부에 연결되어 상기 진동판 위에 상기 액체를 공급하기 위한 제1 파이프라인, 구동회로부, 및 상기 액체를 저장하고 제2 파이프라인을 통해 상기 실린더의 내부로 상기 액체를 공급하기 위한 액체 보관용기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

초음파, 휘산기, 진동자, 실린더, 압전소자, 전왜소자, 자왜소자

Description

공급되는 액체의 양을 정밀하게 제어할 수 있는 초음파 휘산기{Ultrasonic Dispenser Precisely Controllable of Amount of Liquid-supply}

도 1은 본 발명에 따른 초음파 휘산기의 구체예에 따른 개략적인 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 초음파 휘산기에 공급되는 액체의 양을 정밀하게 제어하기 위해 작동하는 피스톤을 도시한 것으로서, 도 1의 a-b 방향에서 절단하여 본 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 피스톤 구동부의 작동에 대한 하나의 구체예를 도시한 것이다.

도 4는 본 발명에 사용되는 피스톤에 홀을 형성하지 않고 패킹을 사용한 다른 구체예를 나타낸 개략도이다.

도 5은 본 발명에 따른 초음파 휘산기의 또 다른 구체예에 따른 개략적인 구성도이다.

도 6는 본 발명에 따른 초음파 휘산기의 또 다른 구체예에 따른 개략적인 구성도이다.

* 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 *

1: 초음파 진동자 2: 진동판

3: 파이프라인 내경 4: 실린더

5: 피스톤 6: 피스톤 구동부

7: 구동회로부 8: 액체 보관용기

9: 케이스 10: 펌프

11: 홀더 31: 제1 파이프라인

32: 제2 파이프라인 33: 제3 파이프라인

51: 홀 52: 피스톤 로드(rod)

53: 패킹 61: 코어

62: 코일 63: 스프링

71: 전원부 72: 제어부

81: 분무액

발명의 분야

본 발명은 초음파 진동자(ultrasonic actuator)를 이용하여 액체를 휘산시키 는 휘산기(dispenser)에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 공급되는 액체의 양을 정밀하게 제어할 수 있는 초음파 진동자를 이용한 액체 휘산기에 관한 것이다.

발명의 배경

액체 휘산기는 보통 물, 향료, 공기 청정제, 가정용 세정제, 살균제, 소독제, 방충제, 살충제, 방향요법제재, 의약제, 치료액 등의 액체를 휘산시키는 장치(본 발명의 휘산기는 '분배기', '분무기' 등을 포함한다)에 관한 것이다. 예를 들어, 가습기는 물을 휘산시키고, 방향제 휘산기는 향료(aroma)를 휘산시킨다.

액체를 휘산시키는 방법은 다양한데, 그 중 진동자에서 발생하는 진동을 이용하는 방법이 많이 이용되고 있다. 이때 발생하는 진동은 20 kHz 이상으로서 초음파에 해당하기 때문에 보통 '초음파 휘산기'라고도 하며, 예를 들어 초음파 가습기, 초음파 세척기, 초음파 용착기, SONAR 등이 있다. 진동자가 진동하면, 진동자에 접촉되어 있는 액체가 진동하게 되고, 이 진동 에너지가 대기와 접하고 있는 액체의 표면으로 전달된다. 이때 전달된 진동에너지가 액체의 표면장력보다 더 크게 되면, 액체가 미립화되어 대기 중으로 휘산된다.

종래의 초음파 휘산기는 발열소자를 이용한 휘산기가 전열되는 시간이 긴 것과는 달리, 진동에너지의 전달 속도가 빠르기 때문에 휘산 속도가 매우 빠른 장점이 있다. 그러나, 내화학성이 낮은 초음파 진동자의 전극부분이 액체와 직접 접촉하기 때문에 상기 전극부분이 쉽게 부식된다는 단점이 있다. 또한, 초음파 진동자 에 의해 발생한 진동에너지가 액체의 표면으로 전달되기까지의 과정이 길고, 이때 손실되는 에너지가 많기 때문에, 휘산기의 효율이 낮고 휘산 속도가 균일하지 못하다는 단점도 있다.

이러한 단점을 해결하기 위하여, 미국특허 제6,378,780호와 제6,446,880호, 한국공개특허 제2002-3201호, 제2003-39366호, 제2003-39365호, 제1988-4845호 등에서는 휘산기의 압전 진동자(piezoelectirc actuator)에 지름이 약 1∼25 ㎛로 매우 미세한 구멍(orifice)이 여러개 뚫려 있는 오리피스판(orifice plate)을 부착시키고, 이 오리피스판과 액체의를 접촉시킴으로써, 구멍으로 흡입된 액체를 휘산시키는 휘산기를 개시하고 있다. 따라서, 내화학성이 약한 진동자의 전극부분은 액체와 직접 접촉하지 않는다. 또한, 심지(wick)를 타고 올라 온 액체가 압전 진동자에 의하여 진동하는 오리피스판의 여러 개 미세한 구멍들과 접촉하기 때문에, 휘산기의 효율이 우수하고 휘산 속도도 균일하다. 그러나, 상기 휘산기는 그 오리피스판의 구멍이 매우 미세하기 때문에, 액체에 Na, Mg, Ca, Fe 등의 염, 엣센셜 오일이나 유지 성분 등이 함유되어 있다면, 그 성분들이 구멍을 통과할 때 건조되고 굳어서 구멍을 막게 되므로 휘산기의 효율이 감소되는 문제점이 있다. 또한, 여러 개의 미세한 구멍을 갖도록 오리피스판을 제조하는 비용이 많이 든다는 문제점도 있다. 나아가, 진동자의 표면에 놓이는 액체의 양에 따라 휘산효율과 휘산량이 불균일하게 되고 극소량의 액체를 휘산시키는 데에는 한계가 있다.

한편, 일반적인 초음파 가습기의 경우에는 깨끗한 물을 대상 액체로 하고 있으며, 많은 양을 연속적으로 분무시키기에 적합한 구조를 가지고 있다. 따라서, 분 무되는 양을 정밀하게 조절하기 어렵다는 단점이 있으며, 특히 물이 아닌 다른 액체, 예를 들어 방향제, 살균제, 소독제, 세정제, 의약제 등과 같은 액체를 소량으로 휘산시키는 것은 불가능하다는 단점이 있다.

이에 본 발명자들은 상기 종래기술의 문제점들을 극복하기 위하여, 새로운 구조를 갖는 휘산기를 제조함으로써, 휘산 속도가 균일하면서도 구멍이 막힐 염려도 없고, 다양한 종류의 액체를 소량으로 휘산시키기에 적합하며, 나아가 휘산기의 효율이 우수하고 제조비용이 저렴한 액체 휘산기를 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 공급되는 액체의 정밀제어가 가능하도록 설계된 초음파 휘산기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 소량의 액체를 분무하는 데 적합한 초음파 휘산기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 미세관이 없는 단순한 진동판을 사용함으로써 미세관이 막혀 휘산 성능이 저해될 염려가 없는 초음파 휘산기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 소형의 크기를 가지며, 다양한 액체를 휘산시킬 수 있는 초음파 휘산기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

발명의 요약

본 발명에 따른 초음파 휘산기는 구동회로부로부터 공급받은 전력 및 제어신호에 따라 진동하고 홀더에 의해 지지되는 초음파 진동자, 상기 초음파 진동자의 상면에 부착되고 공급되는 액체를 휘산시키기 위해 상기 초음파 진동자의 진동에 따라 함께 진동하는 진동판, 피스톤 구동부로부터 피스톤 로드를 통해 동력을 전달받아 실린더 내부에서 수평운동을 하고 내부에 홀이 형성된 피스톤, 상기 실린더 하부에 연결되어 상기 진동판 위에 상기 액체를 공급하기 위한 제1 파이프라인, 전원부 및 제어부로 이루어지고 상기 진동자와 피스톤 구동부를 제어하기 위한 구동회로부, 및 상기 액체를 저장하고 제2 파이프라인을 통해 상기 실린더의 내부로 상기 액체를 공급하기 위한 액체 보관용기를 포함하여 이루어지고, 상기 피스톤의 수평운동에 의하여 피스톤 내부의 홀의 위치를 개폐시켜 상기 제1 파이프라인을 통해 상기 진동판에 액체를 공급할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 초음파 휘산기는 피스톤(5)에 형성되는 홀(51)을 형성하지 않고도 피스톤(5) 전면에 패킹을 부착하고, 제2 파이프라인(32)을 실린더 전면에 연결함으로써 액체를 공급하는 방식을 취할 수 있다.

본 발명에 따른 초음파 휘산기는 상기 실린더 상부에 연결된 상기 제2 파이프라인의 다른 한 쪽에 연결되는 펌프, 및 상기 펌프에 상기 액체를 공급하기 위해 연결되고 상기 액체 보관용기(8)와 연결되는 제3 파이프라인을 더 포함하여 이루어 지고, 상기 펌프는 상기 구동회로부와 전기적으로 연결되고, 전력 및 제어신호를 공급받는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 사용되는 상기 초음파 진동자는 압전소자, 전왜소자 및 자왜소자로 이루어진 군으로부터 선택되며, 상기 진동판은 수평면과 1∼60°의 각도를 이루도록 설치될 수 있다.

한편, 상기 피스톤 구동부는 솔레노이드, 리니어모터 또는 압전 액추에이터와 같은 구동소자를 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 액체는 물 이외에도 향료, 공기 청정제, 가정용 세정제, 살균제, 소독제, 방충제, 살충제, 방향요법제재, 의약제 또는 치료액을 사용할 수도 있다.

이하 본 발명의 내용을 첨부된 도면을 참고로 하여 하기에 상세히 설명한다.

발명의 구체예에 대한 상세한 설명

도 1은 본 발명에 따른 초음파 분무장치의 구체예에 따른 개략적인 구성도를 나타낸 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 휘산기는 진동자(1)의 상부에 부착된 진동판(2)에 제1 파이프라인(31)을 통해 액체(81)를 소량으로 공급하여 휘산시키도록 발명된 것이다. 액체 보관용기(8)에 저장되어 있는 액체(81)는 액체 보관용기(8)에서 실린더(4) 상부로 연결되어 있는 제2 파이프라인(32)를 통해 실린더(4) 내로 공급된다. 상기 실린더(4) 내부에서는 피스톤(5)이 피스톤 구동부(6)로부터 피스톤 로드(52)를 통해 동력을 전달받아 수평방향으로 왕복운동 을 할 수 있다(이러한 피스톤의 운동을 본 명세서에서는 '수평운동'이라고 한다). 상기 피스톤(5)에는 상하방향으로 홀(51)이 형성되어 있으며, 상기 홀(5)의 위치가 피스톤(5)의 수평운동에 따라 변화하게 되고, 홀(5)의 위치에 따라 공급되는 액체(81)의 유량을 제어할 수가 있다. 즉, 실린더(4) 하부의 제1 파이프라인(31)과 실린더(4) 상부의 제2 파이프라인(32)의 위치와 정확히 일치하는 경우에 액체의 공급 유량이 최대가 되는 것이다. 제1 파이프라인(31)을 통해 진동판(2)에 공급되는 액체의 유량은 구동회로부(7)에서 피스톤 구동부(6)의 동작을 제어하고 홀(5)의 위치 및 개방 시간을 제어함으로써 조절이 가능하다.

본 발명에 따른 초음파 휘산기에 사용되는 초음파 진동자(1)는 판(plate)형으로서 진동판(2)의 하부에 위치한다. 종래의 초음파 휘산기에서는 진동자 및 진동판에 구멍을 형성하여 이러한 구멍을 통해 액체가 공급되지만, 본 발명에서는 진동판(2) 위로 직접 액체가 공급되기 때문에 구멍을 형성하는 공정을 생략할 수 있어, 제조비용을 절감할 수 있다.

본 발명에서 초음파를 발생시키는 방법으로는 압전효과(piezoelectric effect), 자왜효과(magnetostrictive effect) 및 전왜효과(electrostrictive effect)를 사용할 수 있다. 따라서, 상기 초음파 진동자(1)는 압전(piezoelectric)소자, 전왜(electrostriction)소자 및 자왜(magnetostriction)소자로 제작할 수 있다. 구체적으로는 수정(quartz)이나 황산 리튬(Li₂SO₄) 등의 압전소자, 티탄산바륨(BaTiO3)이나 지르콘 티탄산 납(lead zirconate titanate: PZT)계 세라 믹 등의 전왜소자, 니켈이나 페라이트 등의 자왜소자 등을 사용할 수 있다. 바람직하게는 PZT와 같은 인공 세라믹을 주로 사용할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 초음파 진동자(1)의 모양은 원형이나 사각형 등으로 용도에 맞게 적절하게 제작될 수 있으며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다. 상기 초음파 진동자(1)는 구동회로부(7)와 전기적으로 연결되어 있으며, 구동회로부(7)의 전원부(71) 및 제어부(72)로부터 공급받은 전력 및 제어신호에 따라 작동하게 된다. 초음파 진동자(1)가 작동신호를 받아 진동하게 되면, 초음파 진동자(1) 위에 부착되어 있는 진동판(2)이 함께 진동하게 된다. 진동판(2) 위로 공급된 액체(81)는 진동판(2)의 진동에너지로 인해 발생하는 진동판의 수축/팽창력(방사력)이 액체(81)의 표면장력보다 더 커지는 경우에, 미립자의 형태로서 휘산하게 된다. 본 발명에서는 액체의 공급량을 미세하게 조절하여 휘산되는 양을 균일하게 조절할 수 있다. 나아가, 종래의 휘산기에서 사용하는 오리피스판을 사용할 필요가 없기 때문에 휘산효율이 증대되고 제조비용이 감소한다.

본 발명의 초음파 진동자(1)는 홀더(11)에 의하여 지지된다. 도 1에서는 홀더(11)가 케이스(9) 하부로부터 지지되도록 도시되어 있으나 반드시 이러한 방식에 한정되는 것은 아니고, 케이스(9) 측부에 고정되도록 구성할 수 있으며, 본 발명에서 초음파 진동자(1)가 지지되는 방식, 적절한 홀더(11)의 모양이나 위치를 설계하는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 변형 실시될 수 있다.

본 발명의 진동판(2)은 위에서 설명한 바와 같이 초음파 진동자(1)의 상부에 부착되고, 초음파 진동자(1)의 작동에 따라 함께 진동한다. 진동판(2)을 상기 초음파 진동자(1)에 부착시키는 방법은 접착제, 납땜 등의 방법을 사용할 수 있으며, 이는 당업자에게 용이하게 실시될 수 있다. 본 발명에 사용되는 진동판(2)은 도 1에서와 같이 수평면과 평행을 이루도록 구성할 수도 있지만, 수평면과 일정한 각도를 이루도록 구성할 수도 있다. 한편, 상기 진동판(2)의 두께는 0.001 내지 2 ㎜인 것이 바람직하며, 재료는 스테인리스나 구리를 포함하고 내화학성이 강하며 진동이 가능하도록 구성한 재료이면 특별히 제한되지는 않는다. 진동판의 두께가 0.001 미만 또는 2 mm을 초과하는 경우, 두께가 너무 얇거나 두꺼우면 진동판의 형체 유지 및 압전소자의 주파수로 동일하게 진동하는 것이 불가능해지고, 특히 너무 두꺼운 경우에는 진동되더라도 진폭이 너무 작아 액체를 무화시키기에 충분한 에너지 공급이 어려우므로 위 범위 내로 제한할 필요가 있다.

액체 보관용기(8)에 저장된 액체(81)는 제2 파이프라인(32)를 통해 실린더(4) 내부로 공급된다. 도 1에 도시된 바와 같이 액체 저장용기(1)는 실린더(4)의 위치보다 상부에 위치하는데, 대기압에 의해 액체(81)가 제2 파이프라인(32)을 통해 실린더(4)로 유입하게 된다. 따라서, 액체 저장용기(8)의 내부를 대기압과 같게 유지할 필요가 있으므로, 액체 저장용기(8) 상부에 휘산기 외부와 통하는 구멍(도시되지 않음)을 형성하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 액체 저장용기(8)를 휘산기의 하부에 설치하고 펌프를 사용하여 액체를 실린더로 공급하도록 구성하는 것도 가능하다. 피스톤(5)에 형성되어 있는 홀(51)의 위치가 실린더 상하부에 연결되어 있는 제1 및 제2 파이프라인(31, 32)의 위치와 겹쳐지는 경우에 상기 액체는 제2 파이프라인(32)을 통해 진동판(2) 위로 공급된다. 보다 자세한 동작은 아래 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.

본 발명의 홀(51)이 형성되어 있는 피스톤(5)은 피스톤 로드(52)를 통해 피스톤 구동부(6)로부터 동력을 전달받아 수평운동을 한다. 피스톤 구동부(6)는 구동회로부(7)로부터 전력 및 제어신호를 전달받아 작동한다.

본 발명의 피스톤 구동부(6)는 피스톤(5)에 동력을 전달하기 위한 것으로, 솔레노이드, 리니어모터 또는 압전 액츄에이터와 같은 구동 소자로 구성할 수 있다. 예를 들어, 솔레노이드를 사용하는 경우 전자석을 이용해 수평운동을 발생시켜 피스톤 로드(52)를 통해 피스톤(5)에 동력을 전달할 수 있다. 리니어 모터를 사용하는 경우에는 모터의 회전축에 회전운동을 직선운동으로 변환할 수 있는 기어를 부착함으로써 피스톤(5)의 왕복운동을 얻을 수 있다. 압전 액추에이터를 사용하는 경우에는 액추에이터의 작동 변위를 크게 하기 위하여 압전소자를 수십 내지 수백장을 적층하여 적용할 수 있다.

본 발명의 구동회로부(7)는 전원부(71) 및 제어부(72)로 이루어지고, 초음파 진동자(1) 및 피스톤 구동부(6)와 전기적으로 연결되어, 이들을 작동 및 제어하는 기능을 수행한다. 상기 전원부(71)는 외부전력을 도입하는 방식을 사용할 수도 있지만, 소형 휘산기에 적합하도록 배터리로 구성하는 것이 바람직하다. 상기 제어부(71)는 미리 정해진 휘산량에 따라 피스톤 구동부(6) 및 초음파 진동자(1)를 작동하도록 구성한다. 예를 들어, 초음파 진동자(1)에 부착된 진동판(2) 위에 공급된 액체는 상기 피스톤 구동부(6)의 작동과 동시 또는 약간의 시간지연을 두고 구동회로부(7)에서 발생하는 신호에 의해 상기 초음파 진동자(1)를 구동시킴으로써 분무시킬 수가 있다.

본 발명에 따른 초음파 휘산기에 사용되는 액체(81)는 액체는 물, 향료, 공기 청정제, 가정용 세정제, 살균제, 소독제, 방충제, 살충제, 방향요법제재, 의약제, 치료액 등을 포함할 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 휘산기는 초음파 진동자(1)에 구멍을 형성할 필요가 없으므로 염, 유지 등 구멍을 막히게 하는 성분이 포함되어 있는 것도 사용할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명에 사용되는 케이스(9)는 액체의 분무되는 방향에 따라 진동판(2)의 상부가 적절하게 개구될 수 있도록 형성할 수 있으며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 초음파 휘산기에 공급되는 액체의 양을 정밀하게 제어하기 위해 작동하는 피스톤을 도시한 것으로서, 도 1의 실린더(4)를 a-b 방향에서 절단하여 본 단면도이다.

도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 파이프라인(31, 32)의 내경(3)은 피스톤(5)에 형성되어 있는 홀(51)의 직경과 일치하도록 하는 것이 바람직하다. 소량의 액체를 분무시키기 위해 상기 홀(51)의 직경은 0.1∼10.0 ㎜ 정도로, 바람직하게는 0.5∼3.0 ㎜의 범위로 형성할 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 홀(51)의 위치가 파이프라인 내경(3)의 위치와 어긋나 있으므로, 액체(81)는 실린더(4)의 내부로 유입되지 않는다.

도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 피스톤(5)이 실린더(4) 내부로 더 들어오게 되면 상기 홀(51)의 위치가 파이프라인 내경(3)의 위치와 겹쳐지게 되는데, 이 때부터 액체(81)가 실린더 내부로 유입될 수 있다. 그러나, 이러한 상태로 액체를 공 급하는 경우에는, 소량의 액체를 공급하기 위한 상기 홀(51)의 직경이 작기 때문에 액체의 표면장력에 의해 액체가 원활하게 공급되지 않을 수도 있고, 액체 공급량의 정밀한 제어가 곤란할 수도 있다. 따라서, 겹쳐진 상태로 놓인 채 액체를 공급하는 것보다는 도 2의 (c)와 같이 완전히 일치하도록 한 상태에서 액체를 공급하도록 제어하는 것이 보다 바람직하다.

도 3은 본 발명에 따른 피스톤 구동부(5)의 작동에 대한 하나의 구체예를 도시한 것이다. 즉, 도 3에서는 피스톤 구동부를 솔레노이드를 이용하여 구성한 것을 나타낸 것이다.

구동회로부(6)로부터 피스톤 구동부(6)가 전력을 공급받으면 솔레노이드의 코일(62)에는 전류가 흐르게 되고, 이에 따라 발생한 자기력에 의하여 피스톤 로드(52)가 인력을 받게 되며, 피스톤(5)이 수평운동을 하게 된다. 도 2의 (a)는 코일에 전류가 흐르지 않는 경우를 나타낸 것이고, 도 2의 (b)는 코일에 전류가 흐르는 경우에 피스톤(5)이 작동하는 것을 나타낸 것이다.

도 3에서 보는 바와 같이, 피스톤(5)이 작동하여 홀(51)의 위치가 제1 및 제2 파이프라인(31, 32)의 위치와 일치하게 되면, 액체(81)는 흐르게 되어 진동판(2) 위에 공급된다. 다시 코일(62)에 전류가 흐르지 않는 경우에는 스프링(63)의 탄성에 의해 피스톤(5)이 운동하게 된다.

도 4는 본 발명에 사용되는 피스톤에 홀을 형성하지 않고 패킹을 사용한 다른 구체예를 나타낸 개략도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명은 실린더(4) 상부에 제2 파이프라인(32) 를 연결하지 않고, 실린더(4)의 전면에 제2 파이프라인(32)를 연결할 수도 있다. 본 명세서에서 실린더(4)의 전면이란 도 4에 나타낸 바와 같이, 실린더(4)에 피스톤 구동부(6)가 연결되는 쪽의 반대방향에 있는 면을 일컫는다.

피스톤(5)에 홀(51)을 형성하는 경우에 액체가 실린더(4)와 피스톤(5) 사이의 틈새로 누설될 염려가 있으나, 도 4에서와 같이 피스톤(5) 전면에 패킹(53)을 부착함으로써 이러한 문제점을 해결할 수 있다. 패킹(53)은 고무와 같은 재질이 바람직하며, 접착제나 나사 등과 같은 결합부재를 이용하여 피스톤에 부착된다.

도 5는 본 발명에 따른 초음파 휘산기를 변형한 다른 구체예에 따른 개략적인 구성도이다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명은 액체 저장용기(8)를 초음파 휘산기의 하부에 위치하도록 구성할 수도 있다. 이 경우, 액체(81)를 실린더(4)로 공급하기 위해 펌프(10)를 더 포함하여 구성할 수 있다. 펌프(10)를 사용하는 경우 제2 파이프라인은 실린더(4) 상부와 펌프(10)와 연결되며, 액체 저장용기(8)와 펌프(10)를 연결하기 위한 제3 파이프라인(33)을 더 포함해야 한다. 본 발명의 펌프(10)는 구동회로부(7)와 전기적으로 연결되어 있으며, 구동회로부(7)로부터 공급받는 전원 및 제어신호에 따라 작동한다.

도 6은 본 발명에 따른 초음파 휘산기를 변형한 또 다른 구체예에 따른 개략적인 구성도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 휘산기는 초음파 진동자(1) 및 진동판(2)을 수평면에 대하여 일정한 각도로 기울여서 형성할 수도 있다. 이렇게 함으로써 휘산되는 방향을 적절하게 조절할 수 있고, 케이스(9)의 디자인을 다양하게 변화시킬 수도 있다. 진동자(1)의 각도는 수평면에 대하여 60°의 범위 이내에서 필요에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 각도가 60°가 넘는 경우에는 휘산되는 방향을 조절하기가 용이하지 않다.

본 발명에 따른 초음파 진동자를 이용한 액체 휘산기는 휘산되는 시간을 조절하는 타이머, 휘산되는 액체의 양을 조절하는 분무량 조절기가 더 설치될 수 있다. 이 타이머와 분무량 조절기는 본 발명의 회로구동부(7)에 연결되어 제어 및 작동 가능한데, 이러한 구성은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.

본 발명은 공급되는 액체의 정밀제어가 가능하고, 소량의 액체를 분무하는 데 적합하며, 미세관이 없는 단순한 진동판을 사용함으로써 미세관이 막혀 휘산 성능이 저해될 염려가 없고, 소형의 크기를 가지며, 다양한 액체를 휘산시킬 수 있는 초음파 휘산기를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (10)

1. 구동회로부(7)로부터 공급받은 전력 및 제어신호에 따라 진동하고, 홀더(11)에 의해 지지되는 초음파 진동자(1);

   상기 초음파 진동자(1)의 상면에 부착되고, 공급되는 액체(81)를 휘산시키기 위해 상기 초음파 진동자(1)의 진동에 따라 함께 진동하는 진동판(2);

   피스톤 구동부(6)로부터 피스톤 로드(52)를 통해 동력을 전달받아 실린더(4) 내부에서 수평운동을 하고, 내부에 홀(51)이 형성된 피스톤(5);

   상기 실린더 하부에 연결되어 상기 진동판(2) 위에 상기 액체(81)를 공급하기 위한 제1 파이프라인(31);

   전원부(71) 및 제어부(72)로 이루어지고, 상기 진동자(1)와 피스톤 구동부(6)를 제어하기 위한 구동회로부(7); 및

   상기 액체(81)를 저장하고, 제2 파이프라인(32)을 통해 상기 실린더(4)의 내부로 상기 액체(81)를 공급하기 위한 액체 보관용기(8);

   를 포함하여 이루어지고, 상기 피스톤(5)의 수평운동에 의하여 피스톤 내부의 홀(5)의 위치를 개폐시켜 상기 제1 파이프라인을 통해 상기 진동판(2)에 액체를 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 초음파 휘산기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 실린더(4) 상부에 연결된 상기 제2 파이프라인(32)의 다른 한 쪽에 연결되는 펌프(10); 및

   상기 펌프(10)에 상기 액체(81)를 공급하기 위해 연결되고, 상기 액체 보관용기(8)와 연결되는 제3 파이프라인(33);

   을 더 포함하여 이루어지고, 상기 펌프(10)는 상기 구동회로부(7)와 전기적으로 연결되어 전력 및 제어신호를 공급받는 것을 특징으로 하는 초음파 휘산기.
3. 구동회로부(7)로부터 공급받은 전력 및 제어신호에 따라 진동하고, 홀더(11)에 의해 지지되는 초음파 진동자(1);

   상기 초음파 진동자(1)의 상면에 부착되고, 공급되는 액체(81)를 휘산시키기 위해 상기 초음파 진동자(1)의 진동에 따라 함께 진동하는 진동판(2);

   피스톤 구동부(6)로부터 피스톤 로드(52)를 통해 동력을 전달받아 실린더(4) 내부에서 수평운동을 하고, 전면에 패킹(53)이 부착된 피스톤(5);

   상기 실린더 하부에 연결되어 상기 진동판(2) 위에 상기 액체(81)를 공급하기 위한 제1 파이프라인(31);

   전원부(71) 및 제어부(72)로 이루어지고, 상기 진동자(1)와 피스톤 구동부(6)를 제어하기 위한 구동회로부(7); 및

   상기 액체(81)를 저장하고, 제2 파이프라인(32)을 통해 상기 실린더(4)의 내부로 상기 액체(81)를 공급하기 위한 액체 보관용기(8);

   를 포함하여 이루어지고, 상기 피스톤(5)의 수평운동에 의하여 상기 제2 파이프라인(32)이 연결되는 실린더 전면의 연결부를 상기 패킹(53)이 개방시킴으로써 상기 제1 파이프라인을 통해 상기 진동판(2)에 액체를 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 초음파 휘산기.
4. 제3항에 있어서,

   상기 실린더(4) 전면에 연결된 상기 제2 파이프라인(32)의 다른 한 쪽에 연결되는 펌프(10); 및

   상기 펌프(10)에 상기 액체(81)를 공급하기 위해 연결되고, 상기 액체 보관용기(8)와 연결되는 제3 파이프라인(33);

   을 더 포함하여 이루어지고, 상기 펌프(10)는 상기 구동회로부(7)와 전기적으로 연결되어 전력 및 제어신호를 공급받는 것을 특징으로 하는 초음파 휘산기.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초음파 진동자(1)는 압전소자, 전왜소자 및 자왜소자로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 초음파 휘산기.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진동판(2)은 수평면과 1∼60°의 각도를 이루도록 설치되는 것을 특징으로 하는 초음파 휘산기.
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진동판(2)은 그 두께가 0.001 내지 2 ㎜이고, 그 재료가 스테인리스나 구리를 포함하는 내화학성이 강하고 진동이 가능한 재료인 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용한 액체 휘산기.
8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤 구동부(6)는 솔레노이드, 리니어모터 및 압전 액추에이터로 이루어진 군으로부터 선택된 구동소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 휘산기.
9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체(8)는 물, 향료, 공기 청정제, 가정용 세정제, 살균제, 소독제, 방충제, 살충제, 방향요법제재, 의약제 또는 치료액을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 휘산기.
10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 휘산되는 시간을 조절하는 타이 머 및 휘산되는 액체의 양을 조절하는 분무량 조절기를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 초음파 휘산기.

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