KR102220767B1 - 초음파를 이용한 수분 제거 장치 및 이를 구비한 핸드 드라이어 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 수분 제거 장치와 핸드 드라이어는, 복수의 초음파 트랜스듀서 어레이를 구비한 초음파 출력부 및 상기 초음파 출력부의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함한다. 상기 초음파 출력부가 물체를 향해 출력하는 입사 초음파는 상기 물체의 표면에서 반사된 반사 초음파와 서로 중첩되어 정상파를 형성한다. 상기 정상파의 마디에서 물방울이 공중에 고정되는 원리를 이용하여 물체 또는 손 표면으로부터 수분을 제거한다. 이와 같은 방식은 직접적으로 바람을 생성하여 수분을 증발시키는 기존의 핸드 드라이어에 비해 에너지 소모가 적고 세균이나 바이러스 등의 오염 물질의 전파 가능성이 거의 없다. 또한 모터 등 물리적으로 구동하는 구성요소가 없어 장치의 기대 수명이 길고 유지보수가 간편하며, 가청 주파수 영역 밖의 초음파를 이용하기 때문에 소음이 없어 청각 손상을 방지할 수 있다.

Description

초음파를 이용한 수분 제거 장치 및 이를 구비한 핸드 드라이어{MOISTURE REMOVAL DEVICE USING ULTRASOUND AND HAND DRYER HAVING THE SAME}

본 발명은 초음파를 이용한 수분 제거 장치 및 이를 구비한 핸드 드라이어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초음파 트랜스듀서 어레이를 이용하여 초음파의 중첩에 따른 정상파를 형성하고, 상기 정상파의 마디에서 수분이 공중에 고정되는 원리를 이용하여 물체 또는 손의 표면으로부터 수분을 제거하는 장치 및 핸드 드라이어에 관한 것이다.

핸드 드라이어는 주로 공중 화장실에 설치되어 사용자가 씻은 손을 말리기 위해 이용된다. 이전에는 씻은 손을 닦기 위해 종이 타월이 비치되는 경우가 많았으나 유지비용이 많이 들고 산림 파괴 및 폐기물이 증가하는 문제가 있었기에 때문에 최근에는 전기로 구동되는 핸드 드라이어가 설치된 장소가 늘어나고 있다.

일반적으로, 전기 구동식 핸드 드라이어는 사용자가 송풍구 사이에 손을 넣으면 뜨거운 바람을 송풍하여 손 표면의 수분을 증발시키는 방식과 순간적으로 강한 바람을 송풍하여 손 표면의 물기를 날려버리는 방식 등이 있다. 두 방식 모두 종이 타월을 이용하는 것에 비해 유지비가 저렴하고 친환경적이라는 장점이 있으나, 소음이 크고(평균 80 dB이상) 바이러스 및 세균의 공기 중 전파를 가속화하여 비위생적이라는 문제점이 존재한다. 특히, 순간적인 송풍에 의해 발생하는 소음은 청각이 예민한 어린이의 청각을 손상시킬 가능성이 높다는 연구결과도 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1738654호

본 명세서는 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안된 것으로서, 가청 주파수 범위 밖의 초음파를 이용하여 손 표면의 물방울을 공기 중에 고정시키는 방식으로 수분을 제거할 수 있는 새로운 방식의 핸드 드라이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파를 이용한 수분 제거 장치는, 복수의 초음파 트랜스듀서 어레이를 구비한 초음파 출력부; 및 상기 초음파 출력부의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함하되, 상기 초음파 출력부에서 물체를 향해 출력된 입사 초음파와 상기 물체의 표면에서 반사된 반사 초음파는 서로 중첩되어 정상파(standing wave)를 형성하도록 설정되고, 상기 중첩된 초음파는 상기 물체의 표면으로부터 수분을 제거하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 정상파의 마디(node)에서 상기 수분은 상기 중첩된 초음파에 의해 양 방향으로부터 동일한 크기의 압력을 받아 공중에 고정되며, 상기 물체가 움직이더라도 상기 물체 표면의 수분은 상기 정상파의 마디에 고정됨으로써 상기 물체로부터 분리될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 초음파 출력부는 각각의 초음파 트랜스듀서에 대하여 복수의 정상파를 형성하고, 상기 복수의 정상파의 마디는 선 또는 면을 구성함으로써 한 번에 많은 양의 수분을 제거할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 초음파의 주파수는 40 kHz 이상으로 설정되고, 상기 정상파의 마디 간격은 8.5 mm 이하로 설정될 수 있다.

일 실시예에 따른 수분 제거 장치는, 상기 물체가 상기 초음파 출력부의 초음파 출력 방향에 위치하는지 여부를 감지하기 위한 감지부를 더 포함하고, 상기 감지부에 의해 상기 물체가 상기 초음파 출력 방향에 위치한다고 감지된 경우, 상기 제어부는 상기 초음파 출력부의 작동을 시작하도록 제어할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 초음파가 출력되는 도중에 상기 감지부에 의해 상기 물체가 상기 초음파 출력 방향에 위치하지 않는다고 감지된 경우, 상기 제어부는 상기 초음파 출력부의 작동을 중지하도록 제어할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 복수의 초음파 트랜스듀서 어레이를 제어하여 상기 초음파 출력부로부터 출력되는 초음파의 초점 위치를 조절할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 복수의 초음파 트랜스듀서로부터 출력되는 각 초음파의 위상을 제어하여 상기 초음파가 집속되는 초점 위치를 조절할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 물체 표면의 수분은 상기 초음파가 집속되는 초점 위치에서 상기 중첩된 초음파에 의해 양 방향으로부터 동일한 압력을 받아 공중에 고정되며, 상기 수분 제거 장치는, 상기 초점 위치를 상기 물체의 표면을 따라 이동시키면서 능동적으로 수분을 제거하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에 따른 수분 제거 장치를 구비하여 상기 제1 초음파 출력부와 상기 제2 초음파 출력부의 사이에 위치한 사용자의 손 표면으로부터 수분을 제거하도록 구성되는 핸드 드라이어가 제공될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 초음파 출력부는, 상기 손의 일측 표면으로부터 수분을 제거하기 위한 제1 초음파 출력부; 및 상기 제1 초음파 출력부로부터 일정 거리 떨어져 대향하도록 위치하며, 상기 손의 반대측 표면으로부터 수분을 제거하기 위한 제2 초음파 출력부로 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 초음파를 이용하여 물체 표면으로부터 수분을 분리하는 방식의 수분 제거 장치와 이를 구비한 핸드 드라이어가 제공된다. 실시예에 따른 수분 제거 장치와 핸드 드라이어는 초음파 트랜스듀서 어레이를 이용하여 정상파를 형성하고, 상기 정상파의 마디에서 수분이 공중에 고정되는 원리를 이용하여 물체(손) 표면으로부터 수분을 제거한다. 이와 같은 방식은 직접적으로 바람을 생성하지 않으므로 에너지 소모가 적고 세균이나 바이러스 등의 오염 물질의 전파 가능성이 거의 없다. 또한 모터 등 물리적으로 구동하는 구성요소가 없어 장치의 기대 수명이 길고 유지보수가 상대적으로 간편하다. 또한 가청 주파수 영역 밖의 초음파를 이용하기 때문에 소음이 없고, 저비용의 초음파 스피커 어레이를 활용할 수 있어 제조비용 및 유지보수비용이 저렴하다는 장점이 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 수분 제거 장치의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 수분 제거 장치의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 수분 제거 장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따라 물체의 양 표면으로부터 수분을 제거하도록 구성되는 수분 제거 장치를 나타낸다.
도 5는 일 실시예에 따른 핸드 드라이어를 이용하여 손 표면으로부터 수분을 제거하는 과정을 나타낸다.
도 6은 일 실시예에 따른 능동형 핸드 드라이어를 이용하여 손 표면으로부터 수분을 분리하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 핸드 드라이어의 동작을 나타낸다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 명세서의 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.

이하 첨부 도면 및 이에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명하지만, 청구하고자 하는 범위는 실시예나 도면에 의해 제한되거나 한정되지 아니한다.

도 1은 일 실시예에 따른 수분 제거 장치의 구성을 나타낸다. 도면은 실시예에 따른 수분 제거 장치의 기능을 설명하기 위해 일부 구성요소만 나타낸 것으로서, 장치의 구동을 위해 필요한 다른 하드웨어 및/또는 소프트웨어 장치가 더 포함될 수 있다. 예컨대, 수분 제거 장치를 구성하는 각 구성요소에 전원을 공급하기 위한 전원공급장치, 각 구성요소의 동작을 제어하기 위한 제어장치, 각 장치들을 전기적으로 연결하거나 기계적으로 결합하기 위한 부가적인 구성요소들이 더 포함될 수 있다. 이러한 부가적인 장치나 구성요소들은 통상적으로 널리 이용되는 것들로서 본 발명의 기술사상을 이해하는데 불필요한 설명은 생략하기로 한다.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 수분 제거 장치(10)는 복수의 초음파 트랜스듀서 어레이를 구비한 초음파 출력부(100)와, 상기 초음파 출력부(100)의 동작을 제어하기 위한 제어부(120)를 포함한다. 초음파 출력부(100)에서 물체(20)를 향해 출력되는 입사 초음파는 상기 물체(20)의 표면에서 반사된 반사 초음파와 서로 중첩되어 정상파(standing wave)를 형성하고, 상기 중첩된 초음파는 물체(예컨대, 손)의 표면으로부터 수분을 제거하도록 구성된다.

도 2는 일 실시예에 따른 수분 제거 장치에 의해 수분이 제거되는 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 2에는 초음파 출력부(100)의 복수의 트랜스듀서 어레이를 구성하는 단일 초음파 트랜스듀서(101)가 도시되어 있다. 각각의 초음파 트랜스듀서는 예컨대 압전효과 또는 자왜효과를 응용하여 고주파의 교류 에너지를 같은 주파수의 기계적 진동으로 변환하여 집속 초음파를 출력하는 소자이다.

일 실시예에 따른 초음파 트랜스듀서의 구조는 일측이 개구된 몸체와 압전소자를 포함하며 몸체 내부는 공기로 충진되며, 각 압전소자에는 전압을 인가하기 위한 전선이 연결된 구조일 수 있다. 압전소자는 수정(Quartz) 또는 전기석(Turmaline)과 같은 압전효과를 일으키는 물질을 이용하며, 트랜스듀서는 이러한 압전소자의 압전효과를 이용해 초음파를 발생시키도록 구성된다. 이러한 초음파 트랜스듀서의 구조는 예시적인 것일 뿐이며, 특정 구조나 효과로 한정되지 아니한다.

도 2를 참조하면, 초음파 트랜스듀서(101)에서 물체(20)를 향해 출력되는 초음파는 물체(20)의 표면에서 반사된 초음파와 서로 중첩되어 정상파(standing wave)를 형성한다. 이처럼 같은 매질에서 진동수와 진폭이 같은 두 파동(즉, 입사 초음파와 반사 초음파)이 서로 반대 방향으로 진행하여 중첩되면 파동이 진행하지 않고 제자리에서 진동하는 것처럼 보이는데, 이때 만들어진 합성파를 정상파라고 한다. 정상파에서 매질이 움직이지 않는 부분들을 마디(node)라고 하며, 마디의 간격은 초음파 주파수에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 공기 중 음속이 340 m/s 라고 가정하면, 초음파의 주파수가 40 kHz 이상으로 설정될 때, 정상파의 파장은 8.5 mm 이하로 설정될 수 있다. 이러한 수치는 예시적인 것에 불과하며 장치의 이용 환경과 용도에 맞게 임의로 설정될 수 있다.

상기 정상파의 마디에서는 중첩된 초음파에 의해 양 방향으로부터 동일한 압력이 가해지는데, 질량이 가벼운 물방울이 상기 마디에 위치할 경우 중력에 비해 상기 압력이 크게 작용하므로 물방울이 공중에 뜰 수 있게 된다.

본 발명의 수분 제거 장치는 이러한 원리를 이용한 것으로서, 표면에 수분을 머금은 물체(예컨대, 물로 씻은 손)를 초음파 출력부 근처에서 움직이면, 물체는 이동하는 반면 물체 표면의 수분은 가벼운 질량으로 인해 정상파의 마디에서 공중에 고정되고, 이에 따라 물체로부터 분리될 수 있다.

이와 같이, 단일 초음파 트랜스듀서(101)는 하나의 정상파를 만들고, 다수의 초음파 트랜스듀서 어레이는 다수의 정상파를 형성할 수 있다. 각각의 정상파 마디가 모이면 초음파의 진행 방향에 수직인 선(line) 또는 면(surface)을 구성할 수 있다. 물체가 정상파 마디로 구성된 선 또는 면을 통과함에 따라 물체 표면의 수분은 상기 선 또는 면에 고정될 수 있다. 초음파 트랜스듀서의 개수가 많을수록 높은 밀도의 수분 제거 면(복수의 정상파 마디로 이루어진)을 형성할 수 있고, 물체로부터 더 많은 양의 수분을 한 번에 제거할 수 있다.

도 3은 일 실시예에 따른 수분 제거 장치의 구성을 나타낸 사시도이다. 도시된 것처럼, 초음파 출력부(100)를 구성하는 복수의 초음파 트랜스듀서는 각각 물체(20)를 향해 초음파를 출력하여 정상파를 형성한다. 복수의 정상파의 마디는 서로 인접한 마디와 함께 수분 제거 면을 구성하며, 이를 위해 각각의 초음파 트랜스듀서는 적절한 위치에 초음파 빔을 포커싱하도록 제어될 수 있다. 이처럼 다수의 초음파 트랜스듀서를 한 점에 포커싱하는 것이 아니라 분산하여 선이나 면을 이루도록 포커싱함으로써 수분 제거 효율을 높일 수 있다.

이상에서는 1개의 초음파 출력부(즉, 1세트의 초음파 트랜스듀서 어레이)로부터 출력된 초음파를 이용하여 정상파를 형성하는 구조에 대해 설명하였으나, 발명의 구체적인 형태는 이에 한정되지 아니하며 다양한 방식으로 초음파 정상파를 구현할 수 있다. 예컨대, 수분 제거 장치는 2개의 마주보는 초음파 출력부(즉, 2세트의 초음파 트랜스듀서 어레이)로부터 출력된 초음파를 중첩하여 정상파를 형성할 수도 있다. 이외에도 다수의(예컨대, 3개 이상의) 초음파 출력부를 이용하는 구조 등 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 다양한 구조가 활용될 수 있다.

도 4는 일 실시예에 따라 물체의 양 표면으로부터 수분을 제거하도록 구성되는 수분 제거 장치를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 초음파 출력부는 물체(20)의 일측 표면으로부터 수분을 제거하기 위한 제1 초음파 출력부(100)와, 물체(20)의 반대측 표면으로부터 수분을 제거하기 위한 제2 초음파 출력부(200)로 구성될 수 있다. 이들은 일정 거리 떨어져 서로 대향하도록 위치하며, 각각 물체(20)를 향해 초음파를 출력하여 수분을 제거하도록 구성된다. 입사 초음파와 반사 초음파의 중첩으로 인해 정상파를 형성하고 마디에서 수분이 제거되는 원리는 전술한 실시예와 동일하다.

도 5는 일 실시예에 따른 핸드 드라이어를 이용하여 손 표면으로부터 수분을 제거하는 과정을 나타낸다. 도 5에 도시된 핸드 드라이어는 상기 도 3를 참조하여 설명한 수분 제거 장치의 구체적인 활용 예시이다. 따라서 기본적으로 실시예에 따른 수분 제거 장치의 구조를 포함하지만, 핸드 드라이어에 필요한 부가적인 구성요소들을 더 포함할 수 있다.

도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 핸드 드라이어는, 복수의 초음파 트랜스듀서 어레이를 구비한 제1 초음파 출력부(100), 상기 제1 초음파 출력부(100)로부터 일정 거리에 위치하며 상기 제1 초음파 출력부(100)와 대향하는 복수의 초음파 트랜스듀서 어레이를 구비한 제2 초음파 출력부(200), 상기 제1 초음파 출력부(100)와 상기 제2 초음파 출력부(200) 사이에 물체가 위치하는지 여부를 감지하기 위한 감지부(140), 물체의 감지 여부에 따라 초음파 출력부(100, 200)의 동작을 제어하기 위한 제어부(120)로 구성된다.

감지부(140)는 예컨대 적외선 센서 등을 이용하여 초음파 출력부 사이에 물체)가 존재하는지 여부를 감지할 수 있다. 구체적으로 적외선 송수신기를 구비하여 일 방향으로 송신된 적외선이 반사되어 돌아오는 시간에 기초해 상기 방향에 물체가 위치하는지 여부를 감지할 수 있다. 그러나 이는 물체 감지 방법의 예시에 불과하며 특정 기술이나 장치로 한정되지 아니한다.

도 3에 도시된 것처럼, 사용자가 물에 젖은 손을 동작 영역(즉, 초음파 출력 방향 선상에 위치하면서 초음파 출력부로부터 일정 거리 내)에 위치시키면, 감지부(140)는 이를 감지하여 해당 정보를 제어부(120)로 전송한다. 제어부(120)는 초음파 출력부(100, 200)의 작동을 시작하거나 중지하는 등 핸드 드라이어의 구성요소의 전반적인 제어를 담당한다. 제어부(120)는 감지부(140)로부터 동작 영역에 사용자의 손이 진입하였다는 정보를 수신하면, 초음파 출력부(100, 200)의 각 트랜스듀서 어레이가 초음파 출력을 시작하도록 제어한다.

각 초음파 출력부(100, 200)의 트랜스듀서는 마주보는 트랜스듀서를 향해 일정 진동수와 진폭을 갖는 초음파를 출력한다. 각 초음파 출력부로부터 출력된 입사 초음파는 손에 의해 반사된 반사 초음파와 중첩되어 정상파를 형성한다. 전술한 바와 같이, 정상파의 마디(node)에서는 양측으로부터 동일한 크기의 압력이 가해지므로, 물방울과 같이 질량이 가벼운 물질은 공중에 고정될 수 있다. 다수의 초음파 트랜스듀서 어레이는 다수의 초음파 중첩에 따른 정상파를 만들고, 각각의 마디가 모여서 초음파 출력 방향에 수직인 선 또는 면을 형성한다.

도 5에 도시된 것처럼, 사용자가 아래에서 위로 물에 젖은 손을 움직이면 손 표면의 수분만 상기 초음파의 중첩에 의해 형성된 정상파의 마디(또는 다수의 마디로 이루어진 면)에 고정된다. 이와 같은 과정을 수 차례 반복하면 손 표면의 수분을 완전히 제거할 수 있다.

사용자가 손을 전부 말린 후 동작 영역에서 멀어지면, 감지부(140)는 동작 영역에 손이 위치하지 않는다는 것을 감지하고, 제어부(120)는 이에 따라 초음파 출력부(100, 200)의 초음파 출력 동작을 중지한다. 초음파의 중첩에 따른 정상파가 없어지면서 공중에 떠 있던 수분은 바닥으로 떨어지게 된다. 추가적인 실시예에 따르면, 핸드 드라이어는 손에서 제거된 수분을 받기 위한 물 받침대를 더 구비할 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따른 능동형 핸드 드라이어를 이용하여 손 표면으로부터 수분을 분리하는 과정을 나타내는 도면이다.

도 5의 수동형 핸드 드라이어에서는 초음파의 중첩에 따른 정상파의 위치가 고정되어 있고 사용자가 손을 정상파의 마디에 통과시켜 수분을 제거하였다. 이에 비해, 도 6에 도시된 능동형 핸드 드라이어는 사용자가 손을 움직이지 않아도 초음파의 출력 방향을 스스로 조정하여 손의 물기를 제거하도록 구성된다.

본 실시예를 구현하기 위해, 제어부(120)는 초음파 출력부(100, 200)로부터 출력되는 집속 초음파의 초점 위치를 조절할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 초음파 트랜스듀서 각각으로부터 출력되는 초음파의 위상을 제어할 수 있다. 초음파의 위상이 달라지면 초음파가 집속되는 초점 위치와 이에 따라 형성되는 정상파의 마디 위치가 달라진다. 제어부(120)는 초음파 트랜스듀서를 제어하여 각 초음파가 중첩되는 정상파의 마디(점, 선, 또는 면에 해당할 수 있음) 위치를 실시간으로 제어한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 시간이 지남에 따라 초음파 중첩에 따른 마디 위치는 손 바닥에서 손가락 끝으로 이동한다. 다시 말해, 사용자는 손을 움직이지 않거나 움직임을 최소화할 수 있고, 핸드 드라이어는 초점의 위치를 지속적으로 이동시키면서 손 표면으로부터 수분을 제거할 수 있다.

도 7은 일 실시예에 따른 핸드 드라이어의 동작을 나타낸다. 도시된 것처럼, 초음파 트랜스듀서 어레이로 구성된 초음파 출력부 사이에서 손을 움직이면, 이를 감지한 핸드 드라이어가 양 측으로부터 초음파를 출력하고, 출력된 초음파는 손에 의해 반사된 초음파와 서로 중첩하여 정상파를 형성한다. 사용자가 손을 정상파의 마디로 구성된 선 또는 면에 통과시키면 수분만 마디에 고정되므로 손 표면으로부터 물기를 제거할 수 있다.

이상에서 설명한 실시예들에 따르면 초음파를 이용하여 물체 표면으로부터 수분을 분리하는 방식의 수분 제거 장치와 이를 구비한 핸드 드라이어가 제공된다. 실시예에 따른 핸드 드라이어는 초음파 트랜스듀서 어레이를 이용하여 정상파를 형성하고, 상기 정상파의 마디에서 수분이 공중에 고정되는 원리를 이용하여 수분을 제거한다. 이와 같은 방식은 직접적으로 바람을 생성하지 않으므로 에너지 소모가 적고 세균이나 바이러스 등의 오염 물질의 전파 가능성이 거의 없다. 또한 모터 등 물리적으로 구동하는 구성요소가 없어 장치의 기대 수명이 길고 유지보수가 상대적으로 간편하다. 또한 가청 주파수 영역 밖의 초음파를 이용하기 때문에 소음이 없고, 저비용의 초음파 스피커 어레이를 활용할 수 있어 제조비용 및 유지보수비용이 저렴하다는 장점이 있다.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 수분 제거 장치
100, 200: 초음파 출력부
101: 제1 초음파 출력부의 초음파 트랜스듀서
120: 제어부
140: 감지부

Claims (11)

1. 복수의 초음파 트랜스듀서 어레이를 구비한 초음파 출력부; 및
   상기 초음파 출력부의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함하되,
   상기 초음파 출력부에서 물체를 향해 출력된 입사 초음파와 상기 물체의 표면에서 반사된 반사 초음파는 서로 중첩되어 정상파(standing wave)를 형성하도록 설정되고,
   상기 정상파의 마디(node)에서 수분은 중첩된 초음파에 의해 양 방향으로부터 동일한 크기의 압력을 받아 공중에 고정되며, 상기 물체가 움직이더라도 상기 물체 표면의 수분은 상기 정상파의 마디에 고정되는 원리를 이용해 상기 물체의 표면으로부터 수분을 제거하는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 수분 제거 장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 초음파 출력부는 각각의 초음파 트랜스듀서에 대하여 복수의 정상파를 형성하고, 상기 복수의 정상파의 마디는 선 또는 면을 구성함으로써 한 번에 많은 양의 수분을 제거할 수 있는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 수분 제거 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 초음파의 주파수는 40 kHz 이상으로 설정되고, 상기 정상파의 파장은 8.5 mm 이하로 설정되는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 수분 제거 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 물체가 상기 초음파 출력부의 초음파 출력 방향에 위치하는지 여부를 감지하기 위한 감지부를 더 포함하고,
   상기 감지부에 의해 상기 물체가 상기 초음파 출력 방향에 위치한다고 감지된 경우, 상기 제어부는 상기 초음파 출력부의 작동을 시작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 수분 제거 장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 초음파가 출력되는 도중에 상기 감지부에 의해 상기 물체가 상기 초음파 출력 방향에 위치하지 않는다고 감지된 경우, 상기 제어부는 상기 초음파 출력부의 작동을 중지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 수분 제거 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 복수의 초음파 트랜스듀서 어레이를 제어하여 상기 초음파 출력부로부터 출력되는 초음파의 초점 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 수분 제거 장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 복수의 초음파 트랜스듀서로부터 출력되는 각 초음파의 위상을 제어하여 상기 초음파가 집속되는 초점 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 수분 제거 장치.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 물체 표면의 수분은 상기 초음파가 집속되는 초점 위치에서 상기 중첩된 초음파에 의해 양 방향으로부터 동일한 압력을 받아 공중에 고정되며,
   상기 수분 제거 장치는, 상기 초점 위치를 상기 물체의 표면을 따라 이동시키면서 능동적으로 수분을 제거하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 수분 제거 장치.
   
10. 제1항 및 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 초음파를 이용한 수분 제거 장치를 구비하여 사용자의 손 표면으로부터 수분을 제거하도록 구성되는, 초음파를 이용한 핸드 드라이어.
    
11. 제10항에 있어서, 상기 초음파 출력부는,
    상기 손의 일측 표면으로부터 수분을 제거하기 위한 제1 초음파 출력부; 및
    상기 제1 초음파 출력부로부터 일정 거리 떨어져 대향하도록 위치하며, 상기 손의 반대측 표면으로부터 수분을 제거하기 위한 제2 초음파 출력부로 구성되는 것을 특징으로 하는, 초음파를 이용한 핸드 드라이어.

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