KR100673304B1 - 초음파 세척장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피세척물에 따라 세척조건인 초음파세기, 세척시간, 세척액온도를 임의로 가변 설정 및 세척과정을 표시토록 하여 세척을 한눈에 확인할 수 있도록 한 초음파 세척장치에 관한 것으로,

세척하고자 하는 세척조건을 설정 입력하는 키패드부와; 상기 키패드부에서 입력되는 세척조건을 제어하여 출력하는 제어부와; 상기 제어부에서 출력되는 제어신호를 받아 세척조건을 표시하는 표시부와; 상기 초음파신호선택부에서 선택된 신호에 의하여 초음파 구동하는 초음파진동자와;상기 제어부의 출력신호에 의하여 온/오프 구동하면서 세척액을 가열하는 히터와; 상기 제어부의 출력신호에 의하여 히터로 가열된 세척액의 온도를 감지하는 온도감지부를 구비한 초음파 세척장치에 있어서, 상기 키패드부로 부터 신호를 받아 구동하면서 외부 교류전압을 직류전압으로 변환하는 정류부및 상기 외부 교류전압을 직류 정전압을 변환하는 정전압부와; 상기 제어부의 제어신호에 의하여 고주파 발진신호를 발생하는 고주파발진부와; 상기 고주파발진부의 고주파발진신호를 증폭하는 전력증폭부와; 상기 제어부로 부터 출력되는 제어신호에 의하여 초음파신호를 선택하는 초음파신호선택부로 구성하여 보다 깨끗하고 위생적인 세척은 물론, 상기 설정된 세척조건 및 세척과정을 표시부를 통해서 확인하면서 세척할 수 있게 되므로 세척에 편리함을 줄 수 있도록 한 것이다.

초음파세척기,키패드부, 제어부, 정전압부, 고주파발진부

Description

초음파 세척장치{ULTRASONIC CLEANING DEVICE}

도 1은 본 발명 초음파 세척장치의 사시도

도 2는 본 발명 초음파 세척장치의 전체 불럭도

도 3a는 본 발명 초음파 세척장치의 콘트롤부 상세 회로도

도 3b는 본 발명 초음파 세척장치의 구동부 상세회로도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10; 하우징 11; 세척조

12;콘트롤패널부 20; 키패드부

21; 제어부 22; 표시부

23; 정류부 24; 정전압부

25; 고주파발진부 26; 전력증폭부

27; 초음파신호선택부 28; 초음파진동부

29; 히터 30; 온도감지부

본 발명은 초음파 세척장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피세척물에 따 라 세척조건인 초음파세기, 세척시간, 세척액 현재온도를 임의로 가변 설정 및 세척과정을 표시토록 하여 세척을 한눈에 확인할 수 있도록 한 초음파 세척장치에 관한 것이다.

일반적으로 가정이나 산업현장에서 주방식기류 또는 기계부품을 세척할 때 물과 세제를 사용하여 세척하게 된다. 이때 사용되는 물과 세제를 과다하게 사용되는 경우 세제로 인한 수질오염을 발생시키는가 하면, 상기 세척은 거의 수작업으로 이루어지게 되므로, 골이져있는 부분 또는 틈새와 같은 부위에 끼어 있는 이물질이나 먼지등을 용이하게 세척할 수 없어 원하는 정도의 세척효과를 얻을 수 없는 문제점을 가지게 되었다.

그래서 최근들어 초음파를 이용하여 세척할 수 있는 초음파 세척기술이 개발되었고, 이 초음파 세척이란 기름이나 이물질, 먼지가 고착된 피세척물을 세척액 속에 침수시키고, 상기 세척액에 초음파를 가하면 초음파 진동에 의해 액압이 발생하고 이 액압은 충격적인 변동에 의하여 분산작용과 열작용을 일으켜 피세척물에 표면은 물론 틈새의 이물질까지 쉽게 세척할 수 있도록 한 것이다.

상기와 같은 초음파를 이용하여 세척하는 장치를 초음파 세척기 또는 세척장치라 하는데, 상기 초음파 세척장치는 크게 피세척물이 담겨지는 세척조, 상기 세척조의 내부에 담겨지는 세척액에 초음파를 발생하는 초음파 진동자, 초음파 진동자를 구동하는 고주파발진기, 상기 고주파발진기를 제어하는 제어기, 상기 제어기에 구동신호를 입력하는 스위치들로 구성하게 된다.

이때 상기 초음파는 단일 주파수를 사용하게 되므로 세척조 내에 항상 단일 파동을 갖는 초음파만이 발생하게 되어 세척효과를 향상시키는데 문제점이 있어 세척효과를 향상하기 위하여 세척장치에 초음파 세기를 가변 조절할 수 있는 가변스위치를 구성하여 상기 가변스위치로 초음파의 세기를 강, 중, 약으로 조절하여 사용하도록 되어 있었다.

이와 같이 종래의 초음파 세척기는 세척시 상온의 세척액에 피세척물을 담그고 이어서 가변스위치에 의한 아날로그 조절에 의하여 초음파 세기를 강,중,약으로 적당히 선택하여 세척하게 되므로 정밀하고 신뢰성 있는 제어가 아닌 적당한 설정으로 세척하게 되므로, 불필요한 전력 소모 및 시간을 낭비하게 문제점을 가지게 되었다.

그리고 상기 초음파 세척기는 단순히 상온의 세척액에 초음파 진동만을 발생하여 세척하게 되어 있어, 가령 의료도구, 안경 등과 같이 살균이 필요한 피세척물의 경우, 단순히 초음파세기로 세척하게 되는 경우 살균이 필요한 피세척물을 원하는 정도로 살균 및 위생적으로 세척할 수 없는 문제점을 가지게 되었다.

본 발명의 목적은 피세척물이 담가지는 세척액을 가열하여 이 가열된 세척액과 초음파진동으로 세척할 수 있도록 함으로써, 보다 깨끗하고 위생적인 세척을 할 수 있도록 하고자 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 세척시 세척하고자 하는 세척조건인 초음파세기, 세척시간, 히터작동여부, 세척액 현재온도 등을 임의로 가변 설정하고, 이 설정된 세척조건으로 세척하되, 한눈에 확인 알 수 있도록 표시하면서 세척할 수 있도록 함 으로써, 보다 편리하게 세척할 수 있도록 하고자 하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 세척하고자 하는 세척조건을 설정 입력하는 키패드부와; 상기 키패드부에서 입력되는 세척조건을 제어하여 출력하는 제어부와; 상기 제어부에서 출력되는 제어신호를 받아 세척조건을 표시하는 표시부와; 상기 초음파신호선택부에서 선택된 신호에 의하여 초음파 구동하는 초음파진동자와;상기 제어부의 출력신호에 의하여 온/오프 구동하면서 세척액을 가열하는 히터와; 상기 제어부의 출력신호에 의하여 히터로 가열된 세척액의 온도를 감지하는 온도감지부를 구비한 초음파 세척장치에 있어서, 상기 키패드부로 부터 신호를 받아 구동하면서 외부 교류전압을 직류전압으로 변환하는 정류부 및 상기 외부 교류전압을 직류 정전압을 변환하는 정전압부와; 상기 제어부의 제어신호에 의하여 고주파 발진신호를 발생하는 고주파발진부와; 상기 고주파발진부의 고주파발진신호를 증폭하는 전력증폭부와; 상기 제어부로 부터 출력되는 제어신호에 의하여 초음파신호를 선택하는 초음파신호선택부로 구성하게 된다.

그러므로 본 발명은 세척시 피세척물을 알맞는 세척조건 즉 초음파세기와 히터를 구동하여 세척액 온도를 설정하여 설정된 세척액 온도와 초음파세기로 세척이 이루어지도록 함으로써, 보다 깨끗하고 위생적인 세척은 물론, 상기 설정된 세척조건 및 세척과정을 표시부로 확인하면서 세척할 수 있게 함으로써 세척에 편리함을 줄 수 있게 되는 것이다..

이하 첨부되는 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 초음파 세척장치의 사시도로서, 소정의 길이와 높이를 갖는 사각체 형상의 하우징(10)과; 상기 하우징(10)의 일측으로 상부가 개구되고, 내부에 초음파 및 히터로 세척액을 초음파 진동 및 가열하면서 담겨지는 피세척물을 세척하는 세척조(11)와; 상기 세척조(11)의 초음파와 온도를 설정하여 입력하고 표시하는 콘트롤패널부(12)로 구성되게 된다.

도 2는 본 발명 초음파 세척장치의 전체 불럭도이고, 도 3a는 본 발명 초음파 세척장치의 콘트롤부 상세 회로도이며, 도 3b는 본 발명 초음파 세척장치의 구동부 상세회로도로서, 본 발명은 키패드부(20), 제어부(21), 표시부(22),정류부(23), 정전압부(24), 고주파발진부(25), 전력증폭부(26), 초음파신호선택부(27), 초음파진동자(28), 히터(29), 온도감지부(30)로 구성되게 된다.

상기 키패드부(20)는 세척 설정신호를 누름에 의하여 전원온/오프, 초음파세척조건을 입력하는 4 X 4 매트릭스 형태의 키버튼(201)으로 구성된다.

상기 제어부(21)는 상기 키패드부(20)에서 입력되는 신호를 받아 기설정된 소정의 알고리즘에 의하여 제어하고 상기 제어된 신호를 출력하는 비 메모리소자인 마이크로프로세서(211)로 구성된다.

상기 표시부(22)는 상기 제어부(21)로 부터 제어되어 출력되는 신호에 의하구동하고 표시하는 구동드라이버(221), LCD패널(222)로 구성된다.

상기 표시부(22)는 상기 LCD 패널(222)상에 초음파세기, 히터작동여부, 세척설정시간, 세척잔여시간, 세척액 설정온도, 세척액 현재온도를 숫자와 문자 또는 숫자와 그래픽으로 표시하게 된다.

상기 정류부(23)는 외부 교류전압(AC 220V)을 정류하여 직류 고압 고전류로 변환하게 된다.

상기 정전압부(24)는 외부 교류전압(AC 220V)을 구동 전압에 맞게 정전압으로 변환하게 된다.

상기 고주파발진부(25)는 상기 제어부(21)로 부터 입력되는 신호에 의하여 고주파 발진신호를 발생하는 집적회로(IC1), 버퍼(BUF1-BUF4), 플립플롭(FF), 앤드게이트(AND1)(AND2), 트랜지스터(Q1)와, 능동소자인 저항(R10-R17), 콘덴서(C3-C6)들로 구성된다.

상기 전력증폭부(26)는 상기 정류부(23)로 부터 정류된 전압을 상기 고주파발진부(25)의 고주파발진신호로 전력을 증폭하는 트랜스포모(T3)(T4), 정전압다이오드(ZD1-ZD4), 전계효과트랜지스터(FET1)(FET2), 트랜지스터(Q2)(Q3) 및 능동소자인 다이오드(D1)(D2), 콘덴서(C7-C10), 저항(R18-R28)들로 구성된다.

상기 초음파신호선택부(27)는 상기 제어부(21)에서 제어되어 출력되는 신호를 받아 전력 증폭된 초음파신호를 선택하는 구동트랜스(T5), 릴레이(RY2-RY4),매칭트랜스(T6)로 구성된다.

상기 초음파진동자(28)는 상기 초음파신호선택부(27)에서 선택된 신호에 의하여 초음파 진동하는 진동소자(PZT)로 구성된다.

상기 히터(29)는 제어부(21)의 출력신호에 의하여 온/오프 구동하면서 세척액을 설정된 온도로 가열하게 된다.

상기 온도감지부(30)는 상기 히터(29)에 의하여 가열된 세척액의 온도를 감지하는 온도센서(TS), 아날로그/디지털 컨버터(A/D)로 구성된다.

도면중 미설명부호 SP는 스피커부로서, 상기 제어부(21)의 설정 알고리즘에 의하여 음성 또는 벨소리로 세척시작이나 종료음을 출력하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 초음파 세척시 초음파세척기의 하우징(10)에 구비된 세척액이 담겨진 세척조(11)에 피세척물(의료기구, 실험기구, 전자부품, 광학렌즈, 귀금속 등)을 집어넣고, 세척하고자 하는 세척조건(초음파세기, 히터구동여부, 세척설정시간, 세척잔여시간, 세척액 설정온도, 세척액 현재온도)을 콘트롤패널부(12)의 키패드부(20)를 통해서 설정 입력하게 되고, 이 설정된 입력되는 신호는 제어부(21)에 입력하게 된다.

상기 제어부(21)에서는 입력된 신호를 기설정된 프로그램에 의하여 제어하고, 이 제어된 신호를 표시부(22)의 구동부(221)를 통해서 LCD패널(222)에 상기 키패드부(20)에서 설정된 신호 즉 초음파세기(강, 중, 약), 세척설정시간, 히터구동여부, 세척잔여시간, 세척액의 설정온도, 세척액 현재온도를 표시하게 되어, 세척시 세척조건을 확인하면서 세척할 수 있도록 한다.

이와 같이 세척조건을 확인한 상태에서 세척을 시작하기 위하여 키패드부(20)의 세척시작을 작동하게 되면, 제어부(21)에서는 상기 키패드부(20)에서 설정된 세척조건 입력신호에 따라 그에 해당하는 제어신호를 아날로그/디지탈 컨버터(A/D)를 통해서 히터(29)에 출력하여 세척조(11)의 세척액을 설정된 온도로 가열함과 아울러, 상기 가열되는 세척액은 온도감지부(30)의 온도센서(TS)를 통해서 감지하면서 가열하게 된다.

이때 상기 온도센서(TS)를 통해서 설정된 가열온도로 가열이 완료되면, 상기 제어부(21)에서는 히터(29)에 오프신호를 출력하여 히터(29)의 가열을 중지하고, 그 후 다시 가열온도가 설정온도 이하로 낮아지면 히터(29)를 구동하여 상기 세척액을 설정온도로 가열하면서 세척하도록 한다.

그리고 상기 제어부(21)에서는 상기 설정된 세척조건에 의하여 제어된 신호를 고주파발진부(25), 전력증폭부(26), 초음파신호선택부(27)에 각각 출력하게 되고, 상기 고주파발진부(25)에서는 제어부(21)에서 출력되는 제어신호에 의하여 트랜지스터(Q1), 버퍼(BUF4)가 구동하면서 집적회로(IC1), 버퍼(BUF1), 플립플롭(FF), 앤드게이트(AND1)(AND2)를 통해서 고주파 발진신호로 출력하게 된다.

상기 전력증폭부(26)에서는 상기 정류부(23)에서 고압 고전류로 정류되어 입력되는 전압과 상기 고주파발진부(25)에서 출력되어 입력되는 고주파 발진신호를 트랜스포모(T3)(T4), 정전압다이오드(ZD1-ZD4), 전계효과트랜지스터(FET1)(FET2), 트랜지스터(Q3)(Q4) 및 능동소자인 다이오드(D1)(D2), 콘덴서(C), 저항(R)을 통해서 혼합하여 고주파의 전력이 증폭된 신호를 상기 초음파신호선택부(27)의 구동트랜스(T5)를 통해서 릴레이(RY2-RY4),매칭트랜스(T6)로 출력하게 된다.

이때 상기 초음파신호선택부(27)에서는 제어부(21)에서 설정된 초음파신호에 의하여 초음파세기 즉 강,중,약 중 어느 하나의 세기로 선택된 초음파진동자(28)에 상기 증폭된 고주파전력신호를 출력하여 상기 초음파진동자(28)로 하여금 상기 설정된 초음파 세기로 세척조(11)의 세척액을 초음파 진동시켜 줌으로써, 피세척물을 가열된 세척액과 초음파진동으로 세척하여 보다 위생적이면서 깨끗하게 세척해주게 된다.

그리고 상기와 같이 세척을 진행하는 중에 상기 제어부(21)에서는 표시부(22)를 통해서 초음파세기, 세척 잔여시간, 히터작동여부, 세척액 설정온도, 세척액 현재온도를 표시하여 한눈에 세척 진행사항을 확인하면서 세척은 물론, 세척이 완료되면 세척이 완료되었음을 스피커(SP)를 통해서 음성 또는 벨소리로 알려주고 전원을 오프하여 세척을 완료하게 되므로, 보다 편리하게 세척할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 초음파세척시 피세척물에 대하여 세척하고자 하는 세척조건인 세척액온도, 초음파 진동세기, 세척시간 등을 임의로 가변 설정하여 가열된 세척액과 초음파진동으로 세척하도록 함으로써, 보다 위생적이면서 깨끗한 세척 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 상기 세척시 세척조건 물론 세척조건에 의한 세척 진행과정을 한눈에 확인할 수 있도록 표시하면서 세척하도록 함으로써, 사용에 편리한 효과를 제공하게 되는 것이다.

Claims (2)

1. (정정) 세척하고자 하는 세척조건을 설정 입력하는 키패드부와; 상기 키패드부에서 입력되는 세척조건을 제어하여 출력하는 제어부와; 상기 제어부에서 출력되는 제어신호를 받아 세척조건을 표시하는 표시부와; 상기 초음파신호선택부에서 선택된 신호에 의하여 초음파 구동하는 초음파진동자와;상기 제어부의 출력신호에 의하여 온/오프 구동하면서 세척액을 가열하는 히터와; 상기 제어부의 출력신호에 의하여 히터로 가열된 세척액의 온도를 감지하는 온도감지부를 구비한 초음파 세척장치에 있어서, 상기 키패드부로 부터 신호를 받아 구동하면서 외부 교류전압을 직류전압으로 변환하는 정류부및 상기 외부 교류전압을 직류 정전압을 변환하는 정전압부와; 상기 제어부의 제어신호에 의하여 고주파 발진신호를 발생하는 고주파발진부와; 상기 고주파발진부의 고주파발진신호를 증폭하는 전력증폭부와; 상기 제어부로 부터 출력되는 제어신호에 의하여 초음파신호를 선택하는 초음파신호선택부 를 포함하여서 된 것을 특징으로 하는, 초음파 세척장치.
2. (정정) 제 1 항에 있어서, 상기 전력증폭부(26)는 상기 정류부(23)로 부터 정류된 전압을 상기 고주파발진부(25)의 고주파발진신호로 전력을 증폭하는 트랜스포모(T3)(T4), 정전압다이오드(ZD1-ZD4), 전계효과트랜지스터(FET1)(FET2), 트랜지스터(Q2)(Q3) 및 능동소자인 다이오드(D1)(D2), 콘덴서(C7-C10), 저항(R18-R28)들로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는, 초음파 세척장치.

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