KR101611333B1 - 분수식 초음파 세정 장치 - Google Patents

Abstract

분수식 세정 장치가 개시된다. 본 발명은, 세정 대상물의 하부에 설치되며, 세정 대상물에 세정액을 수직 분사하는 복수개의 분사 노즐, 분사 노즐의 하부에 설치되며, 분사 노즐에 공급되는 세정액이 저장되는 세정액 공급부, 및 세정액 공급부의 하부에 설치되며, 세정액에 초음파 진동을 인가하는 초음파 인가부를 구비한다. 본 발명에 따르면, 다양한 세정 대상물의 종류에 따른 최적의 초음파 진동 주파수를 이용한 초음파 세정이 가능하게 된다. 아울러, 본 발명에 따르면, 카메라 센서 등과 같은 복수의 소형 세정 대상물에 대한 일괄적 세정 작업을 효율적으로 처리할 수 있게 된다.

Description

분수식 초음파 세정 장치{Fountain Type Ultrasonic Cleaning Apparatus}

본 발명은 초음파 세정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 세정 대상물의 종류에 따른 최적의 초음파 진동 주파수를 이용한 초음파 세정이 가능토록 할 뿐만 아니라, 카메라 센서 등과 같은 복수의 소형 세정 대상물에 대한 일괄적 세정 작업을 효율적으로 처리할 수 있도록 하는 분수식 초음파 세정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 초음파 세정 장치는 초음파의 파동현상을 이용하여, 이물질을 제거ㆍ세척하기 위한 세척장치로 널리 이용되고 있다.

이러한 초음파 세정 장치에서는 세척효율을 상승시키기 위해 합성세제 등이 첨가된 세정액이나 물 또는 증류수 등을 일반 세정조에 투입하고, 세정액으로 세척하고자 하는 세척물품 등을 투여한 후 초음파 진동자를 발진ㆍ출력시키게 되면 가청영역을 벗어난 고주파수의 발진에 따라 세정액 중에 공동의 생성 및 소멸을 반복하게 되어 세정액의 분자간 응집력이 파괴되고 수천만개 이상의 미세한 공동이 발생하게 된다.

한편, 이러한 캐비데이션(Cavitation)에 의해 강력한 에너지 방출에 의한 높은 압력(대략 1,000 기압)이 발생되어 세정 대상물에 부착되어 있는 미세한 각종 이물질과 불순물 등이 분리되는 현상과 아울러 세정액의 교란, 탈지, 유화 작용이 생겨 세척효과를 촉진시키게 된다.

이와 같은 탁월한 세정 효과를 갖는 초음파 세정 장치는 세정 대상물의 외관 및 내성 등의 물리적 또는 화학적 손상없이 원할하며 깨끗한 세척이 가능하게 되어, 광학기계부품, 카메라 센서 등의 다수의 세정 대상물에 적용되어 널리 이용되고 있는 실정이다.

그러나, 상기한 세정 대상물은 각각 내구성 및 내마모성, 물리적 특성 등을 상호 달리하며 특히 표면층이 매끄러운 세정 대상물인 경우 적정한 초음파 주파영역을 고수하면서 발진토록 하여야 하고, 비교적 표면층이 매끄럽지 못하여 표면층의 스크래칭 발생 현상에 크게 구애되지 않아도 되는 세정 대상물의 경우에는 불순물이나 이물질 등의 효과적 제거를 위해 비교적 높은 주파수 영역대에서 세척을 하여야 하는 필요성이 있다.

그러나 종래 기술에 의하면, 하나의 초음파 세정 장치를 이용하여 다양한 제품 등을 세척하는 것이 불가능하여 각각의 세정 대상물에 따라 개별적으로 설계, 제작된 초음파 세정장치를 별도로 구비하여 사용하여야 문제점이 있었다.

아울러, 종래에는 카메라 센서 등과 같은 복수의 소형 부품에 대한 세정 처리를 일괄적으로 가능하게 하는 초음파 세정장치가 개발되어 있지 않았다.

따라서, 본 발명의 목적은, 다양한 세정 대상물의 종류에 따른 최적의 초음파 진동 주파수를 이용한 초음파 세정이 가능토록 할 뿐만 아니라, 카메라 센서 등과 같은 복수의 소형 세정 대상물에 대한 일괄적 세정 작업을 효율적으로 처리할 수 있도록 하는 분수식 초음파 세정 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 분수식 세정 장치는, 세정 대상물의 하부에 설치되며, 상기 세정 대상물에 세정액을 수직 분사하는 복수개의 분사 노즐(110); 상기 분사 노즐(110)의 하부에 설치되며, 상기 분사 노즐(110)에 공급되는 세정액이 저장되는 세정액 공급부(130); 및 상기 세정액 공급부(130)의 하부에 설치되며, 상기 세정액에 초음파 진동을 인가하는 초음파 인가부(150)를 포함한다.

바람직하게는, 상기 분사 노즐(110)의 하부에 구비되며, 상기 세정 대상물에 수직 분사된 세정액이 배수를 유도하는 경사형 배수구(115)를 더 포함한다.

또한, 상기 초음파 인가부(150)에는 각각 고유 주파수를 갖는 복수의 진동자가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수의 진동자의 구동을 제어하는 제어부(180)를 더 포함한다.

본 발명에 따르면, 다양한 세정 대상물의 종류에 따른 최적의 초음파 진동 주파수를 이용한 초음파 세정이 가능하게 된다.

아울러, 본 발명에 따르면, 카메라 센서 등과 같은 복수의 소형 세정 대상물에 대한 일괄적 세정 작업을 효율적으로 처리할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분수식 세정 장치의 구조를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분수식 세정 장치의 구조를 나타내는 기능 블록도, 및
도 3은 도 1에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 분수식 세정 장치에 구비된 분사 노즐의 설치 구조를 나타내는 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분수식 세정 장치의 구조를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분수식 세정 장치(100)는 분사 노즐(110), 세정액 공급부(130), 초음파 인가부(150), 및 전원부(170)를 포함한다.

본 발명에 따른 분수식 세정 장치(100)에는 전원부(170)를 통해 공급되는 전력을 이용하여 각각 상방향으로 세정액을 수직 분사하는 복수개의 분사 노즐(110)이 구비되어 있으며, 분사 노즐(110)의 상부에는 세정 대상물인 카메라 센서 등과 같은 소형 전자 부품들이 고정되어 있는 지그 패널(10)이 설치되어 있다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서, 지그 패널(10)에 고정되어 있는 카메라 센서 등과 같은 복수개의 세정 대상물은 복수개의 분사 노즐(110)과 각각 1:1로 대응되는 위치에 설치되도록 함이 바람직할 것이다.

이와 같이 본 발명에서는 세정 대상물이 고정되어 있는 지그 패널(10)의 하부에 분사 노즐(110)이 설치된 상태에서, 분사 노즐(110)로부터 상방향으로 수직 분사되는 세정액에 의해 세정 대상물의 세정이 이루어지게 되므로, 세정 대상물에 충돌된 세정액은 세정 대상물로부터 분리된 이물질과 함께 지그 패널(10)로부터 하부로 낙하하게 된다.

즉, 본 발명에 의하면, 세정액이 이물질과 함께 세정과 동시에 세정 대상물로부터 분리되어 아래로 낙하하게 되므로, 보다 효율적인 세정 작업을 수행할 수 있게 된다.

한편, 분사 노즐(110)의 하부에는 분사 노즐(110)로 공급되는 세정액이 저장되는 세정액 공급부(130)가 설치되어 있으며, 세정액 공급부(130)의 하부에는 세정액 공급부(130)에 저장되어 있는 세정액에 초음파 진동을 인가하는 초음파 인가부(150)가 설치되어 있다.

초음파 진동자를 이용하여 세정액에 초음자 진동을 인가하는 기술은 특허출원 제 10-2003-0085582호 등의 다수의 문헌을 통해 공개되어 있는 통상의 기술 상식에 속하는 것으로서 본 명세서에서는 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 본 발명에서는 세정액 공급부(130)의 하부에 초음파 인가부(150)를 설치하여 둠으로써, 세정 작업에 따라 세정액 공급부(130)에 저장된 세정액의 양이 줄어들더라도, 초음파 인가부(150)는 세정액 공급부(130)의 하부를 통해 세정액에 초음파 진동을 지속적으로 인가할 수 있게 된다.

즉, 본 발명에서는 도 1에서와 같은 분사 노즐(110), 세정액 공급부(130), 및 초음파 인가부(150)의 연속적인 수직 설치 구조를 구비함으로써, 설치 공간을 최소화할 수 있도록 하는 간단한 구조를 통해 효율적인 세정 작업이 가능하게 된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분수식 세정 장치(100)의 구조를 나타내는 기능 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분수식 세정 장치(100)는 도 1에서의 분사 노즐(110), 세정액 공급부(130), 초음파 인가부(150), 및 전원부(170) 이외에도, 입력부(160), 및 제어부(180)를 추가로 구비한다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서, 초음파 인가부(150)에는 각각 독립적인 진동 주파수를 갖는 복수의 진동자가 구비되어 있으며, 초음파 인가부(150)에 구비된 복수의 진동자는 제어부(180)에 의해 그 구동이 제어된다.

즉, 초음파 인가부(150)에 구비된 각각의 진동자는 40kHz, 80kHz, 120kHz, 170kHz와 같은 독립적인 진동 주파수를 가지며, 하기의 표 1에서와 같이 제어부(180)는 세정 대상물의 종류에 따라, 입력부(160)를 통해 작업자가 입력하는 세정 모드에 따라 각각의 진동자의 구동을 독립적으로 제어함으로써, 세정 모드에 따라 세정액에 인가되는 주파수를 달리하거나, 세정 작업의 진행 시간에 따라 세정액에 인가되는 주파수를 연속적으로 변환하거나, 복수의 진동 주파수가 복합적으로 세정액에 인가되도록 한다.

	진동자1(40kHz)	진동자2(80kHz)	진동자3(120kHz)	진동자4(170kHz)
모드 A	정지	정지	정지	구동
모드 B	정지	구동	구동	정지
모드 C	구동	정지	정지	구동
모드 D	구동(00:00-01:00)	구동(01:00-02:00)	구동(02:00-03:00)	구동(03:00-04:00)

한편, 본 발명을 실시함에 있어서는, 상기 표 1에서와 같은 각 세정 모드별 진동자들의 구동 정보 및 구동 시간 정보가 프로그래밍 처리되어 제어부(180)에 기록되어 있도록 함이 바람직할 것이다.

도 3은 도 1에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 분수식 세정 장치에 구비된 분사 노즐(110)의 설치 구조를 나타내는 도면이다. 도 3에서와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 분수식 세정 장치(100)에 구비된 분사 노즐(110)은 평행하게 돌출 형성되어 있는 단턱 형상의 설치대(113)의 상부면에 일정 간격에 따라 설치되어 있다.

한편, 설치대(113)와 설치대(113)의 사이에는 평행하게 오목 형성되어 있는 배수구(115)가 구비되어 있으며, 배수구(115)의 바닥면은 단부로 갈수록 낮아지는 경사면을 형성하고 있다.

이와 같이 분사 노즐(110)은 돌출 형성되어 있는 설치대(113)의 상부면에 설치됨으로써, 지그 패널(10)로부터 낙하되는 세정액과 이물질에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있으며, 지그 패널(10)로부터 낙하되는 세정액과 이물질은 단부로 갈수록 낮아지는 경사형 배수구(115)를 따라 외부로 배출되게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

또한, 본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

10: 지그 패널, 100: 세정 장치,
110: 분사 노즐, 113: 설치대,
115: 배수구, 130: 세정액 공급부,
150: 초음파 인가부, 160: 입력부,
170: 전원부, 180: 제어부

Claims (4)

1. 세정 대상물의 하부에 설치되며, 상기 세정 대상물에 세정액을 수직 분사하는 복수개의 분사 노즐(110);
   상기 분사 노즐(110)의 하부에 설치되며, 상기 분사 노즐(110)에 공급되는 세정액이 저장되는 세정액 공급부(130);
   상기 세정액 공급부(130)의 외부에 설치되되, 상기 세정액 공급부(130)의 아래쪽에 설치되며, 상기 세정액에 초음파 진동을 인가하는 초음파 인가부(150);
   상기 복수개의 분사 노즐(110)이 상면에 설치되며, 단턱 형상으로 평행하게 돌출 형성되어 있는 복수개의 설치대(113); 및
   상기 분사 노즐(110)의 하부에 구비되되, 상기 복수개의 설치대(113) 사이의 공간의 하부에 평행하게 형성되며, 상기 세정 대상물에 수직 분사된 세정액의 배수를 유도하는 배수구(115)
   를 포함하며,
   상기 배수구(115)의 바닥면은 단부로 갈수록 낮아지는 경사면을 형성하고,
   상기 배수구(115)의 바닥면은 오목하게 형성되어 있으며,
   상기 초음파 인가부(150)에는 각각 고유 주파수를 갖는 복수의 진동자가 구비되고,
   상기 세정 대상물의 종류에 따라, 복수의 세정 모드 중에서 작업자가 임의의 세정 모드를 선택 입력하는 입력부(160); 및
   상기 입력부(160)에 입력된 세정 모드에 따라 상기 복수의 진동자의 구동을 독립적으로 제어하는 제어부(180)
   를 더 포함하며,
   상기 제어부(180)에는 상기 복수의 세정 모드별로 상기 복수의 진동자들의 개별 구동 정보 및 개별 구동 시간 정보가 기록되어 있고,
   상기 제어부(180)는, 상기 작업자가 선택한 세정 모드가 상기 입력부(160)에 입력되는 경우에, 세정 작업의 진행 시간의 경과에 따라 세정액에 인가되는 주파수를 연속적으로 변환하는 것인 분수식 초음파 세정 장치.
   
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