KR102110160B1

KR102110160B1 - 초음파 세척기

Info

Publication number: KR102110160B1
Application number: KR1020190142433A
Authority: KR
Inventors: 장형수
Original assignee: 주식회사 모아바이오
Priority date: 2019-11-08
Filing date: 2019-11-08
Publication date: 2020-05-13
Also published as: KR20190128612A

Abstract

본 발명은 진동소자와 연계되어 진동을 일으키는 진동판의 대면적화를 통해 세척효율을 한층 향상시킬 수 있는 초음파 세척기에 관한 것이다.
본 발명은 하나 또는 복수 개의 단위 진동자와 대면적의 진동판을 가지는 케이스의 조합으로 이루어진 진동모듈을 채택하여 진동소자로부터 발생되는 진동파가 다양한 경로로 전달될 수 있도록 함과 더불어 진동의 세기와 강도를 높일 수 있도록 한 새로운 형태의 진동방식을 구현함으로써, 적은 수의 진동자만으로도 세척 능력을 크게 높일 수 있는 동시에 제작 비용 절감에 따라 경제적으로도 유리하고, 소음 발생 문제를 대폭 개선할 수 있으며, 제작 및 조립이 쉬울 뿐만 아니라 A/S는 물론 유지보수 및 관리 측면이나 전체적인 운용 측면에서 유리한 점이 있는 초음파 세척기를 제공한다.

Description

초음파 세척기{Supersonic waves cleaner}

본 발명은 초음파 세척기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 진동소자와 연계되어 진동을 일으키는 진동판의 대면적화를 통해 세척효율을 한층 향상시킬 수 있는 초음파 세척기에 관한 것이다.

일반적으로 초음파 세척기는 전기를 인가할 경우 약 20,000Hz 이상의 초음파 주파수 대역에서 진동을 일으키는 장비로서, 반도체부품이나 기타 정밀부품에 부착된 미크론 단위의 미세한 불순물을 세척하거나, 식기나 부품 세척기, 피부 안마기, 칫솔 등을 진동으로 세척하는 제품 분야에서 활용되고 있다.

이러한 초음파 세척기의 초음파 진동자는 전기를 인가할 시 전기적 신호를 기계적인 초음파 진동으로 변환하여 내부에 전달하는 역할을 수행하는 것으로서, 그 내부에 압전 소자(Piezo electric element)를 포함하며, 이때의 압전 소자에서 발생한 진동을 이용하여 세척하는 구조로 이루어진다.

보통 초음파 세척기는 세척액이 담겨질 수 있도록 하는 소정의 크기를 갖는 세척조의 바닥면에 진동자를 설치하고, 전기적인 작동에 의해 진동자에서 발생되는 진동을 세척조 내에 담겨져 있는 세척액에 전달시켜 주게 되면, 세척액으로 전파되는 진동모듈로 인하여 세척액 내에 침전되어 있는 세척물에 묻어 있는 각종의 이물질이 제거되도록 하는 방식으로 이루어진다.

이와 같은 초음파 세척기는 기본적으로 상면이 개방되도록 하고 이때의 개방부를 통해 세척액이 담겨질 수 있도록 하는 소정의 크기를 갖는 세척조와, 상기 세척조의 바닥면에 설치되어 전기적인 작동에 의해 진동을 발생시켜 줄 수 있는 다수의 진동자를 포함하는 구조로 이루어진다.

일 예로서, 한국 등록실용신안 20-0409300호에는 "초음파세척기용 진동자 구조"가 개시되어 있다.

"초음파세척기용 진동자 구조"는 세척조(12)에 진동을 전달하는 전면진동소자(2)와, 초음파 발진기(도시하지 않음)와 전기적으로 접지된 단자(3,3a)로부터 전기적 신호를 받아 초음파의 기계적 신호를 발생하는 압전 세라믹소자(4,4a)와, 초음파 진동을 일방향으로 전달하는 후면진동소자(5)와, 상기 각 구성부분을 결합하는 지지봉(6)으로 구성된다.

따라서, 초음파 발진기로부터 전기적 신호를 전달받게 되면 전,후면진동소자(2,5)가 진동하게 되고, 이와 함께 세척조 바닥판(13)이 떨리게 되면서 초음파가 발생되므로서, 세척조 내의 세척물에 붙어 있는 이물질 등이 제거될 수 있게 된다.

그러나, "초음파세척기용 진동자 구조"는 진동자가 세척조 바닥에 부착되어 있기 때문에 진동이 한 방향으로만 전달되는 제한이 있고, 결국 세척 능력을 높이는데 한계가 있으며, 세척조 바닥 전체가 진동을 일으키기 때문에 소음(하울링 현상)이 심하게 발생하는 단점이 있다.

다른 예로서, 한국 등록특허 10-1648710호에는 "초음파 세척기의 진동자 결합 어셈블리"가 개시되어 있다.

"초음파 세척기의 진동자 결합 어셈블리"는 표면 일 측에서 관통 형성된 적어도 하나 이상의 결합공을 포함하는 수조와, 상기 수조로 진동을 전달하는 것으로 길이 방향 일 측에서 둘레를 따라 돌출 형성된 날개를 포함하는 진동체, 상기 진동체의 하면에서 적층된 것으로서, 단자를 통해 전기적 신호를 전달받아 진동으로 변환하여 상기 진동체에 전달하는 압전소자 및 상기 압전소자의 하면에서 적층된 것으로서 길이 방향으로 연장된 지지체를 포함하는 진동자와, 길이 방향으로 관통 형성된 중공부를 포함하여 상기 날개가 수용되도록 상기 중공부의 내주면 일 측에서 둘레를 따라 함입 형성된 날개수용홈을 포함한 것으로서 상기 중공부에 상기 진동자를 수용한 상태에서 상기 결합공에 결합되며 상면에서 둘레 방향을 따라 외측으로 돌출 연장 형성된 단턱을 구비한 메인바디, 길이 방향으로 관통 형성된 중공부를 포함하는 것으로서 상기 메인바디의 외주면에 끼움 결합되는 서브바디 및 길이 방향으로 관통 형성된 중공부를 포함하는 것으로서 상기 메인바디의 내주면에 끼움 결합되는 보조바디를 포함하는 하우징으로 구성된다.

그러나, "초음파 세척기의 진동자 결합 어셈블리"는 진동자의 상면이 노출되어 있어 수조 바닥면에 부착되었을 경우보다 다양한 진동전달경로를 제공할 수 있는 이점은 있으나, 각각의 진동자가 가지고 있는 좁은 면적의 진동체에 의존하여 진동을 발생시키는 구조인 관계로 진동 성능이 떨어져 많은 수의 진동자를 갖추어야 하는 등 경제적인 측면에서 부담이 있을 뿐만 아니라, 제작성 및 조립성, 그리고 A/S나 유지보수 측면에서 불리한 점이 있다.

이와 더불어, "초음파세척기용 진동자 구조" 및 "초음파 세척기의 진동자 결합 어셈블리" 모두 진동자를 포함하는 세척조 전체를 교체해야 하므로, A/S 비용이 많이 발생하는 문제가 있고, 또 대부분 현장에서의 A/S 작업이 어려운 관계로 공장에 입고한 후에 처리해야 하는 등 수리 및 교체에 따른 시간적인 낭비가 많은 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 하나 또는 복수 개의 단위 진동자와 대면적의 진동판을 가지는 케이스의 조합으로 이루어진 진동모듈을 채택하여 진동소자로부터 발생되는 진동파가 다양한 경로로 전달될 수 있도록 함과 더불어 진동의 세기와 강도를 높일 수 있도록 한 새로운 형태의 진동방식을 구현함으로써, 적은 수의 진동자만으로도 세척 능력을 크게 높일 수 있는 동시에 제작 비용 절감에 따라 경제적으로도 유리하고, 소음 발생 문제를 대폭 개선할 수 있으며, 제작 및 조립이 쉬울 뿐만 아니라 A/S는 물론 유지보수 및 관리 측면이나 전체적인 운용 측면에서 유리한 점이 있는 초음파 세척기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 초음파 세척기는 다음과 같은 특징이 있다.

상기 초음파 세척기는 세척액을 담을 수 있는 세척조와, 상기 세척조의 내부에 설치되어 진동을 발생시키는 것으로서 박스형의 케이스 및 진동자를 포함하는 구조로서, 특히 상기 진동자는 케이스의 내부에 수용됨과 더불어 진동자 상단의 진동체를 통해 케이스 상판 저면에 결합되어 지지되는 구조로 설치되고, 상기 케이스는 저면에 형성되는 적어도 1개의 지지관을 이용하여 세척조의 바닥판에 체결되는 구조로 설치된다.

여기서, 상기 케이스는 납작한 사각형의 박스 형태로 이루어짐과 더불어 내부에 적어도 1개 이상의 진동자를 수용할 수 있다.

그리고, 상기 케이스의 지지관은 서로 간의 경계부위에 플랜지를 조성하는 지지부와 나사부로 이루어지게 되고, 상기 지지관의 나사부는 세척조의 바닥판에 형성되는 홀을 통해 세척조 밖으로 노출됨과 더불어 이렇게 노출되는 나사부에는 너트가 체결될 수 있다.

바람직한 실시예로서, 상기 세척조의 바닥판에는 세척액의 원활한 배출을 위하여 드레인을 가지는 홈 구조의 피트가 형성될 수 있다.

바람직한 실시예로서, 상기 케이스의 저면에는 케이스측 진동을 막아주는 수단으로 세척조의 바닥판과 접하는 다수 개의 방진 블록, 예를 들면 케이스의 저면 네모퉁이에 각각 하나씩 배치되는 4개의 방진 블록이 설치될 수 있다.

바람직한 실시예로서, 상기 케이스의 저면에는 가장자리를 따라가면서 일정높이를 가지는 띠 모양의 지지틀이 형성되고, 상기 지지틀에는 홈을 가지는 사각틀 형태의 실링고무가 삽입 장착되므로서, 케이스의 설치 시 실링고무가 바닥판에 눌려지면서 밀착되도록 할 수 있다.

또한, 상기 초음파 세척기의 다른 실시예로서, 싱크대의 일측에 설치되어 진동을 발생시키는 것으로서 박스형의 케이스 및 진동자를 포함하며, 상기 진동자는 케이스의 내부에 수용됨과 더불어 진동자 상단의 진동체를 통해 케이스 전면판에 결합되어 지지되면서 초음파 진동을 발생시키는 구조로 설치되고, 상기 케이스는 싱크대 벽체에 걸쳐 놓을 수 있는 동시에 케이스측에 연결되는 케이스지지용 파이프에 의해 지지되는 구조로 설치되는 것이 특징이다.

또한 상기 초음파 세척기의 다른 실시예로서, 박스형의 케이스, 상기 케이스 내부에 수용되며, 상기 케이스의 상판 저면에 결합되는 적어도 하나의 진동자 및 상기 케이스의 저면에 설치되는 자석을 포함하며, 휴대용으로 사용되는 것이 특징이다.

본 발명에서 제공하는 초음파 세척기는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 진동자와 케이스의 조합으로 이루어진 진동모듈을 적용함으로써, 다양한 진동의 전달 경로를 제공할 수 있고 진동의 세기와 강도를 높일 수 있고, 세척조 전체 면적에 걸쳐 골고루 진동을 전달할 수 있는 등 세척 능력을 보다 향상시킬 수 있으며, 케이스 단위로 진동을 발생시키기 때문에 소음 발생을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 진동자의 수를 줄일 수 있고 진동자를 포함하는 케이스의 설치구조를 단순화할 수 있으므로, 제작비용을 절감하여 경제적인 부담을 줄일 수 있고, 현장에서 직접 A/S 작업을 신속하게 수행할 수 있으며, 제작 및 조립은 물론 유지보수와 관리를 용이하게 할 수 있는 등 장비 운용의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 세척기를 나타내는 사시도이다.
도 2와 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 세척기를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 세척기에서 진동모듈을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 세척기의 사용상태를 나타내는 단면도이다.
도 6과 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 세척기를 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 세척기의 사용상태를 나타내는 단면도이다.
도 9와 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 세척기를 나타내는 사시도 및 단면도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 세척기를 나타내는 사시도 및 단면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 세척기를 나타내는 사시도이고, 도 2와 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 세척기를 나타내는 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 세척기에서 진동모듈을 나타내는 단면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 세척기는 박스형의 케이스 내에 초음파 진동을 발생시키는 진동자를 조합하여 구성한 진동모듈을 포함함으로써, 진동 면적을 넓게 확보할 수 있는 등 다양한 진동 경로와 진동 세기 및 강도를 확보하여 세척 능력을 향상시킬 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위하여, 본 발명에 따른 초음파 세척기는 세척액을 담을 수 있는 세척조(10)를 포함한다.

세척조(10)는 상부가 개방되어 있는 사각의 용기 형태로 이루어져 프레임 구조물(23)에 의해 지지되는 구조로 설치된다.

이러한 세척조(10)의 내부에는 세척물에 붙은 이물질 등을 제거하기 위한 통상의 세척액이 일정 수준 채워지게 되며, 이때의 세척조(10)의 바닥판(15)은 앞쪽이 높고 후술하는 피트(19)가 있는 뒷쪽이 낮은 경사진 구조로 이루어질 수 있게 된다.

그리고, 세척조(10)의 바닥판(15)에는 후술하는 케이스측 지지관(14)의 관통을 위한 다수 개의 홀(16)이 형성된다.

특히, 세척조(10)의 바닥판(15)에는 세척액 배출을 위한 적어도 1개 이상의 드레인(18)이 갖추어져 있는 피트(19)가 형성된다.

즉, 피트(19)는 세척조(10) 내의 뒷쪽 위치에서 세척조 좌우 길이방향을 따라 나란하게 일정 폭으로 파여 있는 홈 형태의 피트(Pit)로 이루어지게 되고, 이때의 피트(19)의 바닥에는 2개 정도의 드레인(18)이 형성된다.

여기서, 드레인(18)에는 거름망이 장착될 수 있으며, 또 파이프 등의 배관(미도시)이 연결될 수 있게 된다.

이에 따라, 사용을 마친 세척액 배출 시, 세척액은 세척조(10)의 경사진 바닥판(15)과 단차를 이루며 낮게 형성되어 있는 피트(19)로 유도되면서 드레인(18)을 통해 세척조 외부로 원활하게 배출될 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 초음파 세척기는 실질적으로 초음파 진동을 발생시키는 수단으로 케이스(11) 및 진동자(12)를 포함한다.

케이스(11)는 진동자(12)와 짝을 이루어 진동자(12)에서 발생시킨 진동을 세척액 쪽으로 전달하는 역할을 하는 것으로서, 납작한 사각형의 박스 형태로 이루어져 세척조(10)의 내부에 설치된다.

이때의 상기 케이스(11)는 다수의 판 부재를 용접이나 체결 구조로 조립하여 만든 박스 형태로 이루어질 수 있게 된다.

이를 위하여, 케이스(11)의 저면에는 중앙 영역에 원형봉 형태의 지지관(14)이 용접 등으로 각각 설치되며, 이때의 지지관(14)은 서로 간의 경계부위에 플랜지(14c)를 조성하는 지지부(14a)와 나사부(14b)로 이루어지게 된다.

즉, 지지관(14)의 지지부(14a)와 나사부(14b) 사이에는 관 직경에 비해 상대적으로 큰 직경의 플랜지(14c)로 이루어지게 되고, 이에 따라 지지관(14)은 지지부(14a)와 나사부(14b) 사이의 경계부위에 만들어진 플랜지(14c)를 통해 세척조 바닥판(15)측에 걸쳐져 지지될 수 있게 된다.

이러한 지지관(14)은 세척조(10)의 바닥판(15)에 형성되어 있는 홀(16) 내에 세척조 내측에서부터 외측으로 끼워지게 되는데, 이때의 지지부(14a)와 나사부(14b)의 경계에 있는 플랜지(14c)의 저면은 세척조(10)의 바닥판(15)측과 접하면서 지지되고, 나사부(14b)는 홀(16)을 통해 세척조(10)의 바깥쪽으로 돌출 위치되는 동시에 이렇게 위치되는 나사부(14b)에는 너트(17)가 체결될 수 있게 된다.

이에 따라, 케이스(11)는 저면에 있는 다수 곳의 지지관(14), 예를 들면 2곳 정도의 지지관(14)에 의한 지지를 받으면서 세척조(10)의 바닥판(15)에서부터 적당한 높이, 예를 들면 2～5㎝ 정도의 높이를 유지한 채로 설치될 수 있게 된다.

물론, 세척조(11)의 바닥판(15)에 있는 홀(16)에는 실링용 러버부시(22)나 러버재질의 O-링(미도시) 등이 개재됨으로써 지지관(14)의 나사부(14b)가 관통되는 부위에 대한 기밀이 유지될 수 있게 된다.

그리고, 지지관(14)의 내부 공간은 케이스 내부와 연통됨과 더불어 케이스(11)에 설치되어 있는 각각의 진동자(12)로부터 연장되는 전선(20)을 세척조 외부로 빼내기 위한 통로로 사용될 수 있게 되며, 이러한 지지관(14)은 케이스당 2개 정도를 구비하여 케이스 지지력을 확보함과 더불어 1개는 예비 용도로 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

여기서, 진동자(12)는 초음파 세척기에 사용되는 통상의 진동자, 예를 들면 진동체(진동소자), 초음파 발진기측과 전기적으로 접속되는 단자, 단자측 전기적 신호를 받아 초음파의 기계적 신호를 발생하는 압전 세라믹소자 등을 포함하는 진동자를 적용할 수 있으므로, 이러한 진동자(12)의 구조나 작동 방식에 대해서는 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이와 같은 진동자(12)는 케이스(11)의 내부에 수용되고, 이렇게 수용되는 진동자(12)는 케이스(11)의 상판측에 지지되는 구조로 설치된다.

즉, 진동자(12)의 상단부에 있는 진동체(13)는 케이스(11)의 상판 저면부에 스크류 등에 의해 체결되고, 따라서 진동자(12)는 진동체(13)를 통해 케이스(11)의 상판측에 매달려 있는 자세로 지지될 수 있게 된다.

진동자(12)의 경우 케이스(11)에 1개 이상이 설치될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 1개의 케이스(11)에 9개의 진동자(12)가 설치되어 있는 예를 보여준다.

이때의 각 진동자(12)로부터 연장되는 전선(20)은 케이스(11)의 바닥판에 형성되는 지지관(14)의 내부를 거쳐 외부로 연장된 후에 초음파 발진기(미도시)측으로 연결된다.

따라서, 세척조(10) 내의 세척액에 실질적으로 진동을 가하는 진동판 역할을 하는 케이스(11)의 상판, 즉 사각의 대면적으로 이루어진(일반 진동자의 진동체 면적 대비 상대적으로 대면적으로 이루어진) 상판에 진동자(12)를 결합시켜서 진동을 발생시킴으로써, 다양한 진동의 전달 경로를 제공할 수 있는 동시에 진동의 세기와 강도를 높일 수 있고, 세척조 바닥과의 직접적인 접촉을 피해 소음발생을 최소화할 수 있으며, 세척조 전체 면적에 걸쳐 골고루 진동을 전달할 수 있게 된다.

여기서, 케이스(11)의 경우 세척조(10)의 내부 면적을 1/2 정도씩 커버할 수 있는 2개나, 1/3 정도씩 커버할 수 있는 3개 등이 하나의 세척조(10)에 설치될 수 있다.

그리고, 하나의 케이스(11)의 내부에는 1개 이상의 진동자(12)가 설치되는 것이 바람직하며, 이 외에도 케이스(11)의 사이즈에 따라 하나의 케이스(11)에 적정 갯수의 진동자(12)가 적용될 수도 있다.

또한, 케이스측 진동자(12)에서 발생되는 진동이 세척조(10)측으로 전달되는 것을 막아 소음이 발생하는 것을 방지해주는 수단으로 방진 블록(21)이 구비된다.

방진 블록(21)은 중심축선을 따라 나사홈을 가지는 원통형 또는 원추형 형태로 이루어질 수 있게 되며, 고무 등과 같이 탄력있는 소재를 적용하는 것이 바람직하다.

이러한 방진 블록(21)은 케이스(11)의 저면 4곳, 예를 들면 케이스(11)의 저면 4곳의 모퉁이 부분에 용접 등으로 고정되어 있는 블록 체결구(24)의 나사부위에 체결되는 구조로 설치되고, 이렇게 설치되는 방진 블록(21)은 자체 탄력 특성을 이용하여 케이스측에서 세척조 바닥판쪽으로 전달되는 진동을 막아 소음이 발생되는 것을 원천적으로 막아주는 역할은 물론 세척조(10)의 바닥판(15)에 접하면서 케이스(11)의 하중을 지지하는 역할도 하게 된다.

이와 더불어, 방진 블록(21)의 경우 블록 체결구(24)에 나사 결합되는 정도에 따라 설치 높이가 조절될 수 있게 된다.

즉, 방진 블록(21)의 체결 정도를 깊게 하면 설치 높이를 낮게 할 수 있고, 체결 정도를 얕게 하면 설치 높이를 높게 할 수 있으며, 따라서 이러한 높이 조절을 통해 방진 블록, 즉 고무의 눌림 정도를 통해 방진성능을 적절히 조절할 수 있는 이점을 얻을 수 있게 된다.

이와 같이 구성되는 초음파 세척기의 사용상태를 살펴보면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 세척기의 사용상태를 나타내는 단면도이다.

먼저, 세척액이 채워져 있는 세척조(10) 내에 다수의 세척물(110)이 들어 있는 세척망(100)을 담가서 세척작업을 준비한다.

이 상태에서, 초음파 발진기를 가동하게 되면, 초음파 발진기와 전기적으로 접속되어 있는 전선(20)을 통해 진동자(12)에 전원이 인가되고, 이와 동시에 진동자(12)의 진동체(13)가 초음파 진동을 일으키게 된다.

계속해서, 진동자(12)의 진동체(13)가 초음파 진동을 일으키게 되면, 이때의 진동체(13)와 일체식으로 결합되어 있는 케이스 상판을 포함하는 케이스(11) 전체가 떨리게 되고, 결국 이때의 케이스(11)가 일으키는 진동이 세척액 속으로 전달되면서 세척물(110)에 붙어 있는 이물질 등이 제거될 수 있게 된다.

이때, 진동자(12)측에서 제공되는 초음파 진동이 대면적으로 이루어진 케이스(11)의 상판 전체 면적은 물론 케이스(11)의 전체 둘레 면적을 통해 전파되므로서, 초음파 진동이 일방향이 아닌 사방으로 퍼져서 전달될 수 있게 됨과 더불어 강도와 세기를 가진 상태에서 세척조(10) 내의 전체 영역에 걸쳐 골고루 전달될 수 있게 되고, 결국 세척 효율을 최대한 높일 수 있게 된다.

그리고, 유지보수나 A/S 시 세척조(10)의 저면에 있는 너트(17)만 풀면 진동자(12)가 들어 있는 케이스(11) 자체를 세척조(10)에서 분리할 수 있고, 또 수리 후나 새것으로 교체할 때 재차 케이스(11)측에 너트(17)를 체결하면 쉽게 진동자(12)가 들어 있는 케이스(11)를 재설치할 수 있으므로, 초음파 세척기의 관리나 취급 등 전체적인 운용을 매우 간편하게 할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 진동자와 케이스의 조합형으로 이루어진 진동모듈을 채택하여 진동판의 대면적화를 구현함으로써, 진동체로부터 발생되는 초음파 진동을 폭넓은 범위에 걸쳐 다양한 경로로 전달할 수 있고, 또 진동의 세기와 강도를 높일 수 있고, 또 세척조 내의 전체 영역에 걸쳐 균일하게 진동을 가할 수 있는 등 우수한 세척 능력을 확보할 수 있는 한편, 진동자 수를 대폭 줄일 수 있어 제작 비용을 절감할 수 있고, 또 간단하게 제작 및 조립할 수 있고, 또 A/S나 유지보수 및 관리를 용이하게 할 수 있는 등 세척기 장비를 경제적으로, 효율적으로 운용할 수 있다.

도 6과 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 세척기를 나타내는 사시도이다.

도 6과 도 7에 도시한 바와 같이, 여기서는 가정이나 음식점 등의 싱크대에 설치하여 사용하기에 적합한 형태의 초음파 세척기를 보여준다.

이를 위하여, 상기 싱크대에 적용되는 초음파 세척기는 초음파 진동을 발생시키는 수단으로 케이스(11) 및 진동자(12)를 포함한다.

케이스(11)는 진동자(12)와 짝을 이루어 진동자(12)에서 발생시킨 진동을 싱크대 내의 수돗물이나 또는 세척액 쪽으로 전달하는 역할을 하는 것으로서, 길다란 사각 박스 형태로 이루어져 싱크대의 한쪽 벽면에 착탈 가능한 구조로 설치된다.

이때의 케이스(11)는 다수의 판 부재를 용접이나 체결 구조로 조립하여 만든 길다란 사각관 형태의 박스로 이루어질 수 있게 된다.

이러한 케이스(11)에는 양쪽 2개 정도의 케이스지지용 파이프(25)가 용접 등을 통해 형성되여, 이때의 케이스지지용 파이프(25)는 케이스(11)의 상면에서부터 위로 연장되면서 대략 "ㄷ"자 형상으로 절곡 성형된 형태로 이루어질 수 있게 된다.

이에 따라, 양쪽의 케이스지지용 파이프(25)를 싱크대의 벽체에 걸어놓게 되면, 이때의 케이스지지용 파이프(25)의 하단측에 매달려 있는 케이스(11)는 싱크대 내의 바닥측에 근접된 상태로 위치될 수 있게 된다.

여기서, 케이스지지용 파이프(25)는 케이스(11)를 지지하는 역할은 물론, 케이스(11)의 내부와 연통되는 구조로 연결되어, 케이스 내부에 설치되는 진동자(12)의 전선 등을 후술하는 컨트롤박스(26)측으로 안내하는 통로 역할도 하게 된다.

진동자(12)는 초음파 세척기에 사용되는 통상의 진동자, 예를 들면 진동체(진동소자), 초음파 발진기측과 전기적으로 접속되는 단자, 단자측 전기적 신호를 받아 초음파의 기계적 신호를 발생하는 압전 세라믹소자 등을 포함하는 진동자를 적용할 수 있으므로, 이러한 진동자의 구조나 작동 방식에 대해서는 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이와 같은 진동자(12)는 케이스(11)의 내부에 수용되고, 이렇게 수용되는 진동자(12)는 케이스(11)의 전면판에 지지되는 구조로 설치된다.

즉, 진동자(12)의 상단부에 있는 진동체(13)는 케이스(11)의 전면판 저면부에 스크류 등에 의해 체결되고, 따라서 진동자(12)는 진동체(13)를 통해 케이스(11)의 전면판측에 옆으로 매달려 있는 자세로 지지될 수 있게 된다.

진동자(12)의 경우 케이스(11)에 1개 이상이 설치될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 1개의 케이스(11) 내에 5개의 진동자(12)가 일렬로 설치되어 있는 예를 보여준다.

물론, 상기 진동자(12)는 케이스(11)의 사이즈에 따라 하나의 케이스(11)에 적정 갯수가 적용될 수도 있다.

이때의 각 진동자(12)로부터 연장되는 전선(20)은 케이스(11)의 상판에 연결되어 있는 케이스지지용 파이프(25)의 내부를 거쳐 컨트롤박스(26)의 내부로 연장된 후에 컨트롤박스(26)의 내부에 설치되어 있는 초음파 발진기(미도시)측으로 연결된다.

여기서, 케이스지지용 파이프(25)의 일부 구간, 예를 들면 컨트롤박스(26)가 얹혀져 지지되는 구간은 절개부가 형성되어 있어서, 케이스지용 파이프(25)의 내부와 컨트롤박스(26)의 내부는 서로 통할 수 있게 된다.

이와 더불어, 상기 컨트롤박스(26)측의 초음파 발진기 등으로부터 연장되는 전선 및 플러그는 케이스지지용 파이프(25)의 후단측을 통해 외부로 노출되므로서, 주방 콘센트에 플러그를 꽂아서 전원을 공급할 수 있게 된다.

따라서, 싱크대 내의 수돗물이나 세척액에 실질적으로 진동을 가하는 진동판 역할을 하는 케이스(11)의 전면판, 즉 길다란 사각의 대면적으로 이루어진(일반 진동자의 진동체 면적 대비 상대적으로 대면적으로 이루어진) 전면판에 진동자(12)를 결합시켜서 진동을 발생시킴으로써, 다양한 진동의 전달 경로를 제공할 수 있는 동시에 진동의 세기와 강도를 높일 수 있고, 종전과 같이 세척조 바닥과의 직접적인 접촉을 피해 소음발생을 최소화할 수 있으며, 싱크대 내의 전체 영역에 걸쳐 골고루 진동을 전달할 수 있게 된다.

또한, 케이스측 진동자(12)에서 발생되는 진동이 싱크대측으로 전달되는 것을 막아 소음이 발생하는 것을 방지해주는 수단으로 방진 블록(21)이 구비된다.

이러한 방진 블록(21)은 케이스(11)의 후면 다수 곳, 예를 들면 케이스(11)의 후면 양단측 2곳에 용접 등으로 고정되어 있는 블록 체결구(24)의 나사부위에 체결되는 구조로 설치되고, 이렇게 설치되는 방진 블록(21)은 진동을 막아주는 역할은 물론 싱크대의 벽체에 접하면서 후술하는 클램프(27)와 함께 케이스(11)의 유동을 막아주는 역할도 하게 된다.

이와 더불어, 방진 블록(21)의 경우 블록 체결구(24)에 나사 결합되는 정도에 따라 싱크대 벽체측과의 밀착 정도가 조절될 수 있게 된다.

또한, 상기 싱크대의 벽체측에 위로부터 아래로 걸쳐지는 구조로 설치되는 케이스(11) 및 케이스지지용 파이프(25) 전체를 고정시켜주는 수단으로 한쌍의 클램프(27)가 구비된다.

클램프(27)는 후단에 손잡이를 갖는 노브(Knob) 형태로서, 케이스지지용 파이프(25)측에 형성되어 있는 클램프 브라켓(28)의 나사홀(29)에 체결된다.

이에 따라, 케이스지지용 파이프(25)를 싱크대의 벽체에 걸쳐놓은 다음, 뒷쪽에서 클램프(27)를 조이게 되면, 케이스지지용 파이프(25)를 포함하는 케이스(11) 전체가 싱크대측에 고정될 수 있게 되고, 결국 진동자(12)의 진동 시에 케이스(11) 등의 유동을 막아줄 수 있게 된다.

물론, 클램프(27)를 풀게 되면 쉽게 케이스지지용 파이프(25)를 포함하는 케이스(11) 전체를 싱크대측으로부터 쉽게 떼어 낼 수 있게 된다.

또한, 초음파 발진기(미도시) 등의 내장을 위한 컨트롤박스(26)가 구비되고, 이때의 컨트롤박스(26)는 양편의 케이스지지용 파이프(25) 사이의 상단부에 가로걸쳐 지지되는 구조로 설치될 수 있게 된다.

이러한 컨트롤박스(26)의 내부에는 진동자(12)측과 전기적으로 접속되어 있는 초음파 발진기가 설치되고, 상면에는 디스플레이 창과 초음파 발진기 ON/OFF 조작 등을 위한 다수의 스위치(30)가 설치된다.

그리고, 초음파 발진기측은 플러그를 통해 외부로부터 전원을 제공받을 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 세척기의 사용상태를 나타내는 단면도이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 수돗물이나 세척액이 채워져 있는 싱크대(200) 내에 그릇이나 접시 등 다수의 세척물(210)을 담가서 세척작업을 준비한다.

계속해서, 진동자(12)의 진동체(13)가 초음파 진동을 일으키게 되면, 이때의 진동체(13)와 일체식으로 결합되어 있는 케이스 전면판을 포함하는 케이스(11) 전체가 떨리게 되고, 결국 이때의 케이스(11)가 일으키는 진동이 수돗물이나 세척액 속으로 전달되면서 세척물(210)에 붙어 있는 이물질 등이 제거될 수 있게 된다.

이때, 진동자(12)측에서 제공되는 초음파 진동이 대면적으로 이루어진 케이스(11)의 전면판 전체 면적은 물론 케이스(11)의 전체 둘레 면적을 통해 전파되므로서, 초음파 진동이 일방향이 아닌 사방으로 퍼져서 전달될 수 있게 됨과 더불어 강도와 세기를 가진 상태에서 싱크대(200) 내의 전체 영역에 걸쳐 골고루 전달될 수 있게 되고, 결국 세척 효율을 최대한 높일 수 있게 된다.

도 9와 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 세척기를 나타내는 사시도 및 단면도이다.

도 9와 도 10에 도시한 바와 같이, 여기서는 케이스(11)의 저면과 세척조(10)의 바닥판(15) 사이에 조성되는 공간을 밀폐시켜주는 역할은 물론, 케이스측 진동자(12)에서 발생되는 진동이 세척조(10)측으로 전달되는 것을 차단하여 소음이 발생하는 것을 막아주는 역할을 하는 실링고무(32)를 보여준다.

이를 위하여, 케이스(11)의 저면에는 가장자리를 따라가면서 일정높이를 가지는 띠 모양의 지지틀(31)이 형성되고, 이렇게 형성되는 지지틀(31)에는 홈(33)을 가지는 사각틀 형태의 실링고무(32)가 삽입 장착된다.

즉, 실링고무(32)는 사각틀 고무의 상면을 따라 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있는 홈(33)을 이용하여 지지틀(32)에 끼워져 장착될 수 있게 된다.

이에 따라, 상기 케이스(11)가 지지관(14) 및 너트(17)에 의해 세척조(10)의 바닥판(15)에 설치되면, 케이스(11)의 저면에 설치되어 있는 실링고무(32)가 바닥판(15)에 눌려짐과 더불어 밀착되므로서, 케이스(11)의 저면과 세척조(10)의 바닥판(15) 사이에 조성되는 공간, 즉 실링고무(32)에 의해 둘러싸인 내측 공간은 밀폐될 수 있게 되고, 결국 케이스(11)의 저부로 이물질이 들어가는 것을 막을 수 있는 등 세척조 내부 청소를 용이하게 할 수 있게 된다.

이와 더불어, 실링고무(32)가 발휘하는 자체 탄력 특성에 의해 케이스측에서 세척조 바닥판쪽으로 전달되는 진동이 차단되면서 소음 발생이 원천적으로 방지될 수 있게 된다.

도 11 및 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 세척기를 나타내는 사시도 및 단면도이다.

도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 세척기는 박스형의 케이스(11), 케이스에 포함된 적어도 하나의 진동자(12) 및 제1자석(41)을 포함하며, 휴대용 초음파 세척기로 사용될 수 있다.

일예로서 도 11의 초음파 세척기를 구비한 사용자는, 여행지에서 식기 등의 세척이 필요한 경우, 세척액이 담긴 세척조의 내부에 초음파 세척기를 위치시켜, 식기 등을 세척할 수 있다. 사용자는 복수의 초음파 세척기를 구비한 경우, 복수의 초음파 세척기를 동시에 세척조에 위치시켜 식기 등을 세척할 수 있다.

케이스(11)는 진동자를 수용할 수 있는 다양한 형태일 수 있으며, 일실시예로서 도 11에 도시된 바와 같이 육각형과 같은 다각형으로 이루어진 박스 형태일 수 있다.

진동자(12)는 적어도 하나가 케이스(11)에 수용되어, 케이스(11)의 상판 저면에 결합될 수 있으며, 도 11에서는 총 4개의 진동자가 수용되는 실시예가 도시된다.

제1자석(41)은 케이스(11)의 저면에 설치되며, 케이스(11)를 세척조에 고정시키기 위한 것이다. 일반적으로 세척조는 스테인리스 스틸과 같은 금속으로 제조되기 때문에, 자석을 이용해 초음파 세척기를 세척조에 고정시킬 수 있다. 실시예에 따라서, 저면에 설치되는 자석의 위치 및 개수는 다양하게 설계될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 초음파 세척기는 도 12에 도시된 휴대용 세척조(43)를 더 포함할 수 있다. 휴대용 세척조(43)는 휴대가 편리할 수 있도록 비금속 재질로 이루어질 수 있으며, 이 경우 초음파 세척기가 휴대용 세척조(43)에 고정될 수 있도록 휴대용 세척조(43)는 제1자석(41)과 인력이 작용하는 제2자석(42)을 포함할 수 있다.

제1 및 제2자석(41, 42)의 인력에 의해 초음파 세척기는 휴대용 세척조(43)에 고정될 수 있으며, 제2자석(42)의 위치는 제1자석(41)의 위치에 대응될 수 있다. 도 12에서는 제1자석(41)이 케이스(11)의 저면으로부터 돌출된 형태가 도시되나, 실시예에 따라서, 제1자석(41)은 돌출되지 않는 형태로 저면에 설치될 수 있다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면 초음파 세척기는 방진부를 더 포함할 수 있다. 방진부는 케이스(11)의 저면에 설치되어, 케이스(11)가 위치한 세척조로 전달되는 진동자(12)에 의한 진동을 저감시키며, 전술된 방진 블록 또는 실링 고무와 형태로 구현될 수 있다. 방진부가 포함된 경우, 제1자석은 돌출된 형태로 케이스의 저면에 결합될 수 있다.

한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명에 따른 초음파 세척기는 도 6 및 도 7에서 설명된 바와 같이 전원 플러그를 구비할 수 있으며, 전원 플러그를 통해 진동자로 전력이 공급될 수 있다. 또는 다른 실시예로서, 본 발명에 따른 초음파 세척기는 진동자로 전력을 공급하는 베터리를 포함할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims

박스형의 케이스;
상기 케이스의 내부에 수용되며, 상기 케이스의 상판 저면에 결합되는 적어도 하나의 진동자;
상기 케이스의 저면에 설치되는 제1자석;
비금속 재질로 이루어진 휴대용 세척조; 및
상기 휴대용 세척조의 저면에 상기 제1자석과 마주보도록 설치된 제2자석을 포함하며,
상기 휴대용 세척조의 내부에 배치되는 상기 케이스는, 상기 제1자석 및 제2자석의 인력에 의해 상기 휴대용 세척조에 고정되는
식기를 위한 휴대용 초음파 세척기.
제 1항에 있어서,
상기 진동자로 전력을 공급하는 배터리
를 더 포함하는 식기를 위한 휴대용 초음파 세척기.
제 1항에 있어서,
상기 제1자석은
상기 케이스의 저면으로부터 돌출되어 설치되는
식기를 위한 휴대용 초음파 세척기.