KR102627116B1 - 초음파 세정제의 테스터기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초음파 세정기에 사용되는 세정제의 세정력을 테스트하기 위한 장치로, 더욱 상세하게는 가열탱크에서 가열된 중탕용액이 공급관을 통해 세정조로 공급되며 세정제가 담긴 다수의 비커가 상기 세정조의 바닥면에서 모두 동일한 높이로 이격되어 위치함으로써, 상기 세정조 내부의 중탕용액의 온도가 균일하게 분포되며 모든 비커가 동일한 주파수 파장 범위 놓여 일정한 세정력을 받을 수 있는 초음파 세정제의 테스터기에 관한 것이다.
Description
본 발명은 초음파 세정기에 사용되는 세정제의 세정력을 테스트하기 위한 장치로, 더욱 상세하게는 가열탱크에서 가열된 중탕용액이 공급관을 통해 세정조로 공급되며 세정제가 담긴 다수의 비커가 상기 세정조의 바닥면에서 모두 동일한 높이로 이격되어 위치함으로써, 상기 세정조 내부의 중탕용액의 온도가 균일하게 분포되며 모든 비커가 동일한 주파수 파장 범위 놓여 일정한 세정력을 받을 수 있는 초음파 세정제의 테스터기에 관한 것이다.
일반적으로 초음파를 활용한 세정기는 전기를 인가하여 약 20,000Hz 이상의 초음파 주파수 대역에서 진동을 일으키는 장치로서, 반도체 부품이나 기타 정밀부품에 부착된 미세한 불순물을 세척하거나, 식기나 부품 세척기, 피부 안마기, 칫솔 등을 진동으로 세척하는 제품 분야에서 활용되고 있다.
초음파를 활용한 세척 원리는 피세척물에 부착된 오염물을 물리적인 방법과 화학적인 방법을 동시에 사용하는 것으로서, 물리적인 방법은 초음파의 파장을 이용하며, 화학적인 방법은 세정제의 화학적 특성을 이용하여 오염물질을 제거한다.
물리적인 방법인 초음파를 활용한 방법은 진동자에서 발생한 초음파에 의하여 세정액에 (-)압력과 (+)압력을 인가하여 상기 세정액의 내부에 Cavity(빈 구멍)을 형성시키고 소멸시키는 일련의 과정을 거친다.
이는 캐비테이션 효과(Cavitation Effect)를 불리우는데, 초음파가 세정제로 전파될 때 발생하는 (-)압력에 의해 케비테이션이 발생하고 성장하며, (+)압력이 인가되면 캐비테이션이 붕괴되면서 수백 기압의 에너지를 수십 밀리초의 짧은 순간에 방출하여 소멸된다. 이때 발생하는 소멸에너지가 피세척물의 오염물질을 제거한다.
종래의 초음파 세정장치는 내부에 중탕용액이 담기는 세정조와, 상기 세정조 하부에 구비되며 초음파 진동을 발생시키는 진동자와, 상기 세정조의 측벽에 둘러쌓이며 상기 중탕용액을 일정한 온도로 가열하기 위한 히팅밴드를 포함한다.
상기 세정조의 하부에는 상기 진동자가 배치되므로 중탕용액 가열을 위한 가열장치는 밴드형상으로 상기 세정조의 측벽을 둘러쌓도록 구비된다.
상기 가열장치에 따른 상기 세정조가 과열되어 손상이 발생하는 것을 막기 위해 세정조 내부에 담기는 중탕용액의 수위를 상기 히팅밴드 높이의 이상으로 형성하여야 한다.
또한, 상기 히팅밴드로 구성되는 가열장치는 가열용량이 작게 형성되어 상기 중탕용액을 적정한 온도로 가열시키기 위한 시간이 오래 걸리므로 승온과정이 지연되어 불편함이 발생한다.
또한, 피세척물의 표면에 부착되는 오염물질을 제거하기 위해서는 피세척물의 손상을 예방하고 오염물질을 효과적으로 제거하기 위해 다양한 종류의 세정제가 구비되어야 한다. 따라서 오염물질에 최적화된 세정제의 연구 및 개발이 진행되고 있다.
피세척물과 오염물질의 종류에 따라 적합한 세정제를 테스트하고 개발하기 위해서는 다양한 샘플 세정제의 세정력을 테스트하는 작업이 수행된다.
이러한 초음파 세정장치에 사용되는 여러 종류의 세정제의 세정력을 테스트하기 위해서는 다양한종류의 세정제가 담긴 비커가 상기 중탕용액에 의하여 전달받는 열이 동일해야 하므로 상기 세정조 내부의 중탕용액의 온도가 균일해야 하며, 상기 세정조의 바닥면으로부터 모두 동일하게 상기 비커가 이격되어야 한다.
그러나 종래의 초음파 세정장치의 경우, 하나의 비커의 위치를 고정하여 여러번 반복하는 방식으로 테스트를 진행하여 여러 개의 비커를 거치할 수 없어 동시에 테스트를 진행하기 어려우며, 위치에 따른 불균일한 중탕용액의 온도로 인해 실험조건을 모든 비커에 일치시키기 어려워 테스트의 신뢰성이 저하된다.
따라서 세정조 내부의 중탕용액의 온도가 균일하게 분포되어 모든 비커의 세정제가 동일한 온도로 형성되며, 바닥면으로부터 동일한 높이를 형성하도록 이격되어 동일한 주파수 파장 범위에 놓여져 신뢰할 수 있는 값이 도출되는 초음파 세정제의 테스터기의 개발이 대두된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 세정조의 하부에 가열탱크를 구비하여 상기 가열탱크에서 중탕용액을 가열한 후 공급펌프로 상기 세정조에 공급하며 공급된 중탕용액은 상기 세정조 내부에서 순환하면서 유동하므로 중탕용액의 가열시간을 단축시킬 수 있고 임의의 수위만큼 중탕용액을 공급할 수 있으며 세정조 내부에서 균일한 온도분포를 형성하는 초음파 세정제의 테스터기를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 세정조의 내부와 연통되는 복수개의 오버플로우관이 서로 다른 높이로 형성되어 임의의 수위로 유지하고자 하는 높이에 배치된 오버플로우관을 개방하여 상기 세정조 내의 중탕용액 수위를 임의의 높이로 일정하게 유지할 수 있어, 높이인 경우에 가열에 필요한 전기 소비가 적으며, 상기 오버플로우관으로 유입된 중탕용액은 다시 가열탱크로 흘러 재가열되므로 중탕용액을 재활용할 수 있는 초음파 세정제의 테스터기를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 테스트 대상이 되는 여러 종류의 세정제가 복수개의 비커에 담기며 상기 비커를 상부지그에 거치한 상태로 세정조 내부에 놓이므로 균일한 중탕용액의 온도에서 테스트를 동시에 진행할 수 있어 테스트 과정이 신속하고 신뢰성이 높은 초음파 세정제의 테스터기를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 상부지그에 상단테두리가 거치된 비커는 저면에서 하부지그의 하부비커홀과 접촉되며 지지되어 상기 비커의 저면은 하부지그의 높이와 동일하게 형성되므로 모든 비커가 세정조 하부의 진동자가 발생시키는 동일한 주파수 파장 범위에 놓여 테스트가 진행되어 신뢰성이 높은 테스트결과를 도출할 수 있는 초음파 세정제의 테스터기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 초음파 세정제의 세정력을 테스트하는 장치에 있어서, 내부에 이물질이 묻은 물체와 다양한 종류의 세정제 및 비커(600)에 의해 상기 세정제와 혼합되지 않는 중탕용액을 수용하는 세정조(100); 상기 세정조(100)의 하부에 배치되며, 내부에 상기 중탕용액을 가열하는 히터(210)가 구비되는 가열탱크(200); 상기 세정조(100)의 내부와 통하도록 설치되며, 상기 세정조(100)의 오버플로우된 중탕용액을 상기 가열탱크(200)로 공급하는 복수개의 오버플로우관(300); 상기 가열탱크(200)에서 가열된 중탕용액을 공급펌프(410)를 통해 상기 세정조(100)로 공급하는 공급관(400); 및 상기 세정조(100)의 내부에 거치되며, 하부가 중탕용액에 침전되며 내부에 서로 다른 종류의 세정제가 담기는 복수개의 비커(600)를 지지하는 지그(500);를 포함하며, 복수개의 상기 오버플로우관(300)은 상기 세정조(100)에서 서로 다른 높이를 형성하고, 그 하부에서 하나의 관으로 통합되어 상기 가열탱크(200)로 연결되되, 세정조(100)의 상부에 구비된 상부오버플로우관(310)의 높이는 비커(600)의 상단보다 낮게 형성되고 세정조(100)의 하부에 구비된 하부오버플로우관(320)은 비커(600)의 하단보다 높게 형성되어 중탕용액의 수위가 비커(600)의 상,하단 사이에 형성되며, 상기 세정조(100)에 거치되어 비커(600)를 지지하는 지그(500)는 상부에 배치되는 상부지그(510)와 하부에 배치되는 하부지그(520)로 구성되되 상기 상부지그(510)와 하부지그(520)는 서로 분리되어 상하로 이격되며, 상기 상부지그(510)는 비커(600)의 가이드부(620)를 수용하는 가이드홈(512)이 상부비커홀(511)에서 서로 대향되게 복수개로 형성되고, 상기 세정조(100)의 내측면에는 상부지그(510)를 상부에서 거치하는 상부거치대(130)와 하부지그(520)를 하부에서 거치하는 하부거치대(140)가 형성되며, 상기 하부거치대(140)와 상부거치대(130)는 각각 다른 내측면에서 형성되며, 상기 하부지그(520)에는 상기 상부거치대(130)의 폭과 길이보다 더 넓은 폭과 길이를 갖는 관통홈(523)이 형성된다.
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또한 본 발명의 상기 세정조(100) 내부로 중탕용액을 공급하는 공급구(120)는 상기 지그(500)에 의하여 놓여지는 비커(600)의 저면(630)보다 하부에서 일측으로 치우쳐 형성되어 중탕용액이 세정조(100)로 유입된다.
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또한 본 발명의 상기 지그(500)에 거치된 복수개의 비커(600)의 저면(630)은 상기 세정조(100)의 바닥면(150)에서 모두 동일한 높이로 이격된다.
본 발명에 따른 초음파 세정제의 테스터기는 세정조의 하부에 가열탱크를 구비하여 상기 가열탱크에서 중탕용액을 가열한 후 공급펌프로 상기 세정조에 공급하며 공급된 중탕용액은 상기 세정조 내부에서 순환하면서 유동하므로 중탕용액의 가열시간을 단축시킬 수 있고 임의의 수위만큼 중탕용액을 공급할 수 있으며 세정조 내부에서 균일한 온도분포를 형성하는 장점이 있다.
또한 본 발명은 세정조의 내부와 연통되는 복수개의 오버플로우관이 서로 다른 높이로 형성되어 임의의 수위로 유지하고자 하는 높이에 배치된 오버플로우관을 개방하여 상기 세정조 내의 중탕용액 수위를 임의의 높이로 일정하게 유지할 수 있어, 높이인 경우에 가열에 필요한 전기 소비가 적으며, 상기 오버플로우관으로 유입된 중탕용액은 다시 가열탱크로 흘러 재가열되므로 중탕용액을 재활용할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명은 테스트 대상이 되는 여러 종류의 세정제가 복수개의 비커에 담기며 상기 비커를 상부지그에 거치한 상태로 세정조 내부에 놓이므로 균일한 중탕용액의 온도에서 테스트를 동시에 진행할 수 있어 테스트 과정이 신속하고 신뢰성이 높은 장점이 있다.
또한 본 발명은 상부지그에 상단테두리가 거치된 비커는 저면에서 하부지그의 하부비커홀과 접촉되며 지지되어 상기 비커의 저면은 하부지그의 높이와 동일하게 형성되므로 모든 비커가 세정조 하부의 진동자가 발생시키는 동일한 주파수 파장 범위에 놓여 테스트가 진행되어 신뢰성이 높은 테스트결과를 도출할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 초음파 세정제의 테스터기의 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 초음파 세정제의 테스터기에서 가열탱크를 나타낸 것으로, (a)는 정면도, (b)는 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 초음파 세정제의 테스터기에서 세정조를 나타낸 것으로, (a)는 정면에서 바라본 단면도, (b)는 측면에서 바라본 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 초음파 세정제의 테스터기에서 세정조의 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 초음파 세정제의 테스터기에서 비커, 지그 및 세정조 내부의 상태를 나타낸 분리도.
도 6은 본 발명에 따른 초음파 세정제의 테스터기에서 상부지그를 나타낸 것으로, (a)는 평면사시도, (b)는 배면사시도.
도 7은 본 발명에 따른 초음파 세정제의 테스터기에서 하부지그를 나타낸 것으로, (a)는 평면사시도, (b)는 배면사시도.
도 2는 본 발명에 따른 초음파 세정제의 테스터기에서 가열탱크를 나타낸 것으로, (a)는 정면도, (b)는 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 초음파 세정제의 테스터기에서 세정조를 나타낸 것으로, (a)는 정면에서 바라본 단면도, (b)는 측면에서 바라본 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 초음파 세정제의 테스터기에서 세정조의 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 초음파 세정제의 테스터기에서 비커, 지그 및 세정조 내부의 상태를 나타낸 분리도.
도 6은 본 발명에 따른 초음파 세정제의 테스터기에서 상부지그를 나타낸 것으로, (a)는 평면사시도, (b)는 배면사시도.
도 7은 본 발명에 따른 초음파 세정제의 테스터기에서 하부지그를 나타낸 것으로, (a)는 평면사시도, (b)는 배면사시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 세정제의 테스터기는 초음파 세척장치에 사용되는 세정제의 세정력을 테스트하기 위한 장치로서,
내부에 중탕용액을 수용하는 세정조(100);
상기 세정조(100)의 하부에 배치되며, 내부에 상기 중탕용액을 가열하는 히터(210)가 구비되는 가열탱크(200);
상기 세정조(100)의 내부와 통하도록 설치되며, 상기 세정조(100)의 오버플로우된 중탕용액을 상기 가열탱크(200)로 공급하는 복수개의 오버플로우관(300);
상기 가열탱크(200)에서 가열된 중탕용액을 공급펌프(410)를 통해 상기 세정조(100)로 공급하는 공급관(400); 및
상기 세정조(100)의 내부에 거치되며, 테스트 대상이 되는 세정제가 담기는 비커(600)를 지지하는 지그(500);를 포함한다.
피세척물의 표면에 부착되어 있는 오염물질을 초음파 세척장치로 제거할 시에는 효과적으로 제거하기 위해 상기 오염물질의 종류와 특성에 따라 다양한 종류의 세정제를 사용한다.
본 발명은 중탕용액의 온도와 주파수 범위 등과 같은 일정한 실험 조건을 유지하면서 다양한 종류의 세정제의 세정력을 동시에 테스트하는 테스터기에 관한 것이다.
본 발명은 중탕용액을 임의의 온도로 일정하게 가열시키는 가열탱크(200)가 하부에 배치되며, 가열된 중탕용액을 공급펌프(410)를 이용하여 상기 가열탱크(200)의 상부에 있는 세정조(100)에 공급한다.
중탕용액을 가열시키는 장치닌 가열탱크(200)를 별도로 구비하여 상긱 가열탱크(200)가 발생시키는 열량을 한정된 크기와 배치로 인하여 발생되는 제한을 받지않고 자유롭게 임의로 설정할 수 있어 범용성이 향상된다.
상기 가열탱크(200)에서 중탕용액을 공급받은 세정조(100)는 내부에서 중탕용액의 순환유동이 일어나 온도가 균일하게 분포되어 위치에 따른 실험조건의 차이를 제거할 수 있다.
상기 세정조(100)의 내부에는 실험대상인 세정제가 비커(600)에 담기어 배치되고 상기 비커(600)를 거치하는 지그(500)는 비커(600)의 저면(630)이 세정조(100)의 바닥에서 일정한 높이로 놓이도록 함으로써 모든 세정제에서 동일한 주파수 파장 범위에 놓이게 할 수 있다.
세정조(100) 하부의 진동자(110)에서 발생한 초음파 진동 파장을 매게물인 중탕용액이 상기 비커(600)로 전달한다. 따라서 비커(600) 속에 놓인 세정제는 중탕용액에 전달받은 균일한 초음파 진동으로 세정력을 테스트할 수 있다.
본 발명에 따른 초음파 세정제의 테스터기는 하우징 내부에 좌,우측으로 하나씩 한 쌍으로 구비되며, 중탕용액은 상기 비커(600) 속의 세정제에 초음파 진동과 열을 공급하기 위한 매개물로서, 물과 같은 다양한 액체가 사용될 수 있다. 본 발명의 초음파 세척장치는 매개물인 중탕용액을 통한 간접세정방식을 차용한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가열탱크(200)는 세정조(100)의 하부에 배치되며 내부에 중탕용액을 수용하도록 형성된다.
상기 가열탱크(200)의 내부에는 중탕용액을 일정 온도로 가열시키기 위한 히터(210)가 구비된다. 상기 히터(210)는 바(Bar) 형상으로 형성되나 가열 성능에 따라서 그 크기와 형상은 가변될 수 있다.
상기 히터(210)에 전원이 공급되어 열을 발산하면 상기 가열탱크(200) 내부에 있는 중탕용액은 상기 히터(210)의 열을 흡수하여 온도가 상승된다.
상기 가열탱크(200) 내부에 있는 중탕용액의 온도를 측정하는 온도센서(230)가 구비되어, 상기 중탕용액의 온도를 감지하며 설정한 온도 이상으로 상승되면 상기 히터(210)에 전원의 공급을 중단하며 설정한 온도 이하로 측정될 경우 지속적으로 히터(210)에 전원을 공급하여 중탕용액을 가열시킨다.
상기 히터(210)는 상기 가열탱크(200)의 하부에 배치될 수 있으며 중탕용액에 침전된 상태이므로 적은 양의 중탕용액에서도 손상되지 않고 열을 공급할 수 있다.
또한 보다 신속한 열을 발산하고자 할 경우 크기와 형상을 통상의 기술자가 변경하여 열공급 용량을 확대하여 신속하게 온도를 상승시킬 수 있다. 상기 온도센서(230)가 중탕용액의 온도를 모니터링하여 상기 히터(210)에 전원을 공급하거나 또는 차단함으로써 일정한 온도를 유지시킬 수 있다.
상기 가열탱크(200)의 상,하측에 내부와 연통되며 수직으로 배치된 수위확인관(220)이 형성된다. 상기 수위확인관(220)은 가열탱크(200)의 내부와 연통되어 중탕용액이 통할 수 있도록 구비되어, 가열탱크(200) 내부에서 중탕용액의 수위에 일치하도록 상기 수위확인관(220)에서도 동일하게 수위가 형성된다. 상기 수위확인관(220)은 중탕용액의 수위를 확인할 수 있도록 투과성이 높은 소재로 형성될 수 있다.
상기 가열탱크(200)에서 히터(210)에 의해 가열된 중탕용액은 공급펌프(410)가 구비된 공급관(400)을 통해 상기 가열탱크(200)의 상부에 배치된 세정조(100)로 공급된다.
상기 가열탱크(200)가 별도로 구비되어 중탕용액을 가열하고 있으므로 세정조(100)에 일정한 온도로 유지되고 있는 중탕용액을 공급할 수 있다.
상기 세정조(100)에서 중탕용액을 가열시킬 필요가 없으며 설정된 온도가 유지되는 중탕용액을 즉각 세정조(100)로 공급할 수 있어 세정제의 세정력 테스트 시에 승온시간이 최소화되어 신속한 테스트를 수행할 수 있다.
또한, 히터(210)는 상기 가열탱크(200) 내부에서 중탕용액에 침전된 상태로 유지되므로 과열로 인한 제품 손상을 방지할 수 있다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 가열탱크(200)의 상부에는 세정제의 세정력 테스트가 이루어지는 세정조(100)가 배치된다. 상기 세정조(100)는 상기 가열탱크(200)에서 공급펌프(410)를 통해 공급받은 중탕용액을 수용한다.
상기 세정조(100)의 하단에는 초음파 단주파수 진동을 발생시키는 진동자(110)가 배치된다.
상기 진동자(110)는 단일 또는 복수개로 구비될 수 있으나, 위치에 따른 균일한 단주파수를 형성하기 위해 복수개로 배치되는 것이 바람직하다.
상기 진동자(110)는 상기 세정조(100)의 하단에서 진동을 발생시키며, 발생된 진동은 매개물인 중탕용액을 통해 비커(600)로 전달된다.
상기 세정조(100)의 하부에는 상기 공급관(400)을 통해 내부로 중탕용액이 배출되는 공급구(120)가 형성된다. 상기 공급구(120)는 일측 벽면으로 치우쳐 형성된다. 즉, 상기 공급구(120)는 중앙부로부터 일정 이격된 위치에 형성된다.
상기 공급구(120)는 상기 지그(500)에 의하여 놓여지는 비커(600)의 저면(630)보다 하부에 형성되며, 중앙부에서 이격되어 일측 벽면으로 치우쳐 형성된다.
공급구(120)로 중탕용액이 배출되면 중탕용액이 세정조(100) 내부에서 순환 유동이 이루어진다. 따라서 상기 세정조(100) 내부에서 중탕용액은 서로 섞여 온도가 균일하게 분포된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 공급구(120)는 공급관(400)과 연통되어 형성되어 상기 가열탱크(200)에서 설정된 온도로 가열된 중탕용액이 세정조(100) 내부로 공급된다. 따라서 공급구(120)를 통하여 세정조(100) 내부로 유입된 중탕용액은 설정된 온도로 유입되고 순환 유동이 일어나 상기 세정조(100) 내부에서 균일한 온도로 분포되어 있으므로 세정제가 담긴 비커(600)에 적정한 열을 공급할 수 있다. 또한, 세정조(100) 내부에서 가열된 중탕용액을 즉각 공급받을 수 있어 세정조(100) 내부에서 중탕용액이 설정한 수위로 형성된 경우 세정제의 세정력 테스트를 신속하게 수행할 수 있다. 비커(600) 내부에는 서로 다른 세정제와 이물질이 묻은 물체가 담겨 온도와 진동에 따라 세정력을 테스트할 수 있다.
상기 세정조(100)의 측벽에는 오버플로우관(300)이 세정조(100)의 내부와 연통되도록 구비된다. 상기 오버플로우관(300)은 상기 세정조(100) 내의 중탕용액이 일정 수위 이상으로 형성되는 경우 그 초과된 수위를 형성한 중탕용액을 배출한다.
상기 오버플로우관(300)은 단일로 형성될 수 있으나 본 발명에서는 복수 개로 구비된다. 상기 복수개의 오버플로우관(300)은 높이가 서로 상이하게 형성되며, 높이에 따라 상부에 배치된 오버플로우관(300)을 상부오버플로우관(310), 하부에 배치된 오버플로우관(300)을 하부오버플로우관(320)으로 명명한다. 상기 상,하부오버플로우관(320)은 각각 개폐를 위한 밸브가 구비된다. 상부오버플로우관(310)은 하부 오버플로우관(300)보다 높은 위치에 배치된다.
상기 세정조(100) 내부로 공급구(120)를 통해 유입되는 중탕용액으로 인해 임의의 수위보다 더 높게 수위가 형성될 경우 상기 오버플로우관(300)을 개방하여 세정조(100) 외부로 배출함으로써 적정한 수위를 유지할 수 있다.
상부오버플로우관(310)보다 더 높이 수위가 형성되는 것을 방지하기 위해 상기 상부오버플로우관(310)을 개방상태에 둘 수 있으며, 하부오버플로우관(320)보다 더 높게 수위가 형성되는 것을 방지하기 위해서는 하부오버플로우관(320)을 개방상태로 둘 수 있다.
상기 상부오버플로우관(310)의 높이는 비커(600)의 개방된 상단보다 낮게 형성되는 것이 바람직하다. 상기 중탕용액은 비커(600) 내부의 속으로 유입되는 세정제와 혼합되어, 상기 세정제가 희석되므로 정확한 세정제의 세정력을 테스트하는 것에 방해요소로 작용할 수 있다. 따라서 상기 상부오버플로우관(310)은 중탕용액이 비커(600) 내부로 유입되지 않도록 비커(600) 상단보다 낮게 형성되어야 한다.
또한, 하부오버플로우관(320)은 비커(600)의 저면(630)보다 높게 형성된다. 중탕용액은 내재된 열과 진동자(110)에서 발산된 진동을 비커(600)속의 세정제로 전달하는 매개물로서, 적어도 비커(600)의 하부는 상기 중탕용액에 담겨있어야 한다. 따라서 하부오버플로우관(320)이 비커(600)의 저면(630)보다 낮게 형성되어, 상기 중탕용액이 비커(600)의 하부보다 높게 수위가 형성되지 못하면 비커(600) 속의 세정제에 열과 진동을 전달할 수 없어 테스트 수행이 어려워진다. 따라서 하부오버플로우관(320)은 상기 비커(600)의 일부가 중탕용액에 충분히 잠길 수 있는 높이에 형성되는 것이 바람직하다.
따라서 상기 상부오버플로우관(310)과 하부오버플로우관(320)은 상기 비커(600)의 상,하단 사이에 중탕용액의 수위가 형성되도록 그 높이가 결정된다.
상기 오버플로우관(300)보다 높게 형성된 수위에 있는 중탕용액은 오버플로우관(300)을 따라 가열탱크(200)로 회귀한다.
상기 세정조(100)의 내부에는 비커(600)가 거치되는 지그(500)가 위치할 수 있도록 지지하는 거치대가 형성된다. 상기 거치대는 형성된 높이에 따라 상부거치대(130)와 하부거치대(140)로 나누어진다.
상기 상부거치대(130)는 후술할 상부지그(510)가 거치되는 거치대이며, 하부거치대(140)는 후술할 하부지그(520)가 거치되는 거치대이다.
하부지그(520)가 상기 세정조(100)의 개방된 상부를 통해 들어갈 때에 상부거치대(130)에 걸리지 않고 통과하여 하부거치대(140)까지 하강할 수 있다.
상기 상부거치대(130)는 세정조(100) 내에서 양측면에 형성되며, 상기 하부거치대(140)는 상기 상부거치대(130)의 배치된 방향과 수직을 이루도록 각각 이웃한 양측면에 형성된다. 즉, 상기 상부거치대(130)와 하부거치대(140)는 상기 세정조(100)의 각기 다른 내측면에 형성되며 세정조(100) 내측면의 4면에 모두 거치대가 형성되는 것이다.
상기 상부거치대(130) 및 하부거치대(140)에는 지그(500)가 거치되므로, 지그(500)에 거치되는 비커(600)가 상기 세정조(100) 내에서 요동치지 않고 안정적으로 그 위치를 고정시킬 수 있다.
또한, 상기 상부거치대(130) 및 하부거치대(140)는 비커(600)가 세정조(100) 바닥면(150)에서 일정간격으로 이격될 수 있도록 해주어 세정조(100) 하부에서 발생되는 초음파 주파수 파장 범위를 동일하게 전달받을 수 있어 정확하고 신뢰성 높은 테스트를 진행할 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 가열탱크(200) 및 세정조(100)와 연통되는 공급관(400)이 수직으로 배치되어 구비된다. 상기 공급관(400)의 상단은 세정조(100)의 내부와 연통되며, 하단은 가열탱크(200)의 내부와 연통된다.
상기 공급관(400)의 일측에는 공급펌프(410)가 구비되어, 하부에 있는 가열탱크(200)내의 중탕용액을 끌어올려 상부의 세정조(100)에 공급할 수 있다. 상기 공급관(400)은 설정된 온도로 가열되어 있는 중탕용액을 세정조(100) 내로 공급하여 세정조(100) 내에서 온도를 상승시키는데에 소요되는 시간이 발생하지 않아 신속한 테스트의 수행이 가능하다.
또한 상기 가열탱크(200)와 세정조(100) 사이를 연결하는 오버플로우관(300)을 따라 중탕용액은 공급관(400)과는 반대로 세정조(100)에서 가열탱크(200)로 흐른다.
상기 오버플로우관(300)은 복수개로 구비되며 본 발명의 일실시예에 의해 상,하부에 하나씩 두개로 구비된다.
세정조(100)의 상부에 구비된 상부오버플로우관(310)은 상기 세정조(100)의 중탕용액의 수위가 충분히 높게 형성될 수 있도록 하며, 하부에 구비된 하부오버플로우관(320)은 중탕용액의 수위를 보다 낮게 형성되도록 한다.
상기 상부오버플로우관(310)과 하부오버플로우관(320)은 하부에서 하나의 관으로 합쳐져 오버플로우된 중탕용액이 가열탱크(200)로 흘러들어가도록 한다.
상기 상부오버플로우관(310)의 높이는 세정조(100) 내에서 비커(600)의 상단보다 낮게 형성된다. 세정조(100)내의 중탕용액의 수위가 비커(600)의 상단보다 높게 형성되어 상기 비커(600) 내부로 중탕용액이 유입되면 세정제가 희석되어 정확한 세정력 테스트를 수행하기 어려우므로 상기 중탕용액이 비커(600) 상단보다 낮게 형성되도록 상부오버플로우관(310)의 위치가 정해진다.
상기 하부오버플로우관(320)의 높이는 상기 비커(600)의 하단보다 높게 형성되는데, 상기 중탕용액은 매개물로서 진동자(110)에서 발생하는 진동과 열을 비커(600) 내부로 전달하므로 비커(600)는 일정 부분이 중탕용액에 담기어야 한다. 따라서 중탕용액의 수위가 비커(600) 하단 이하로 형성되지 않도록 상기 하부오버플로우관(320)의 위치는 비커(600) 하단보다 높게 형성되는 것이다.
상기 세정조(100)에서 서로 다른 높이를 형성한 오버플로우관(300)은 하부에서 하나의 관으로 통합되어 상기 가열탱크(200)로 연결된다.
상기 오버플로우관(300)을 통하여 다시 가열탱크(200)로 회귀한 중탕용액은 히터(210)에 의해 재가열되어 공급관(400)을 통해 세정조(100)로 공급되면서 순환할 수 있다.
따라서 세정조(100) 내의 중탕용액의 온도는 설정한 값으로 일정하게 유지될 수 있다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 세정조(100) 내에는 비커(600)를 안정적으로 지지하는 지그(500)가 배치된다. 상기 지그(500)는 비커(600)가 세정조(100) 내부에서 안정적으로 위치할 수 있도록 구비되는 것으로서 위치에 따라 상부지그(510)와 하부지그(520)로 구비된다. 상기 상부지그(510)와 하부지그(520)는 상하로 이격되어 배치된다.
비커(600)의 내부는 개방된 상부를 통해 세정제가 담기게 되며, 상단테두리(610)의 직경은 비커(600) 하부의 직경보다 더 크게 형성된다. 상기 상단테두리(610)에는 비커(600) 내부에 액체를 따를 때에 가이드해주는 주둥이 형상의 가이드부(620)가 형성된다.
상기 상부지그(510)는 상부비커홀(511)이 복수 개로 뚫려 있다. 상기 비커(600)가 상기 상부비커홀(511)을 관통할 수 있다.
상기 상부비커홀(511)의 직경은 비커(600)의 상단테두리(610)보다 작게 형성되되, 비커(600) 하부의 직경보다 크게 형성된다. 비커(600)를 상부비커홀(511)의 상부에서 삽입하게 되며, 비커(600)의 하부는 상기 상부비커홀(511)을 통과하되 비커(600)의 상단테두리(610)는 상부비커홀(511)의 직경보다 크므로 통과하지 못하고 지그(500)에 거치된다.
상기 상부비커홀(511)에는 서로 대향되게 복수 개로 가이드홈(512)이 형성되어 상기 가이드홈(512)에 비커(600)의 가이드부(620)를 수용한다.
상기 상부지그(510)에는 세정조(100)의 상부거치대(130)와 접촉되는 상부거치홈(513)이 형성된다. 상기 상부거치홈(513)은 상부거치대(130)와 접촉하게 되어, 상기 상부지그(510)가 세정조(100) 내에서 안정적으로 고정된다.
따라서, 상기 상부지그(510)에 고정되는 비커(600)는 세정조(100)내에서 안정적으로 배치될 수 있어 세정제의 세정력 테스트에 따른 변수를 최소화할 수 있다.
또한, 상부지그(510)의 상부비커홀(511)은 복수개로 형성되어 다수의 비커(600)를 수용할 수 있어 다양한 종류의 세정제를 여러 비커(600)에 각각 담고, 상기 세정제가 담긴 비커(600)를 지그(500)에 거치하여 세정조(100) 내에서 한번에 테스트를 진행할 수 있으므로 테스트를 신속하고 효율적으로 수행할 수 있다.
상기 상부지그(510)의 하방으로 하부지그(520)가 구비된다. 상기 하부지그(520)는 비커(600)의 저면(630)을 지지하며, 상기 비커(600)의 저면(630)이 세정조(100)의 바닥면(150)과 일정 거리 이격되도록 한다.
상기 하부지그(520)에는 세정조(100)의 하부거치대(140)와 접촉되는 하부거치홈(522)이 형성된다. 상기 하부거치홈(522)이 하부거치대(140)에 거치되어 세정조(100)내에서 안정적으로 고정될 수 있다.
상기 세정조(100)의 내부에 하부지그(520)가 먼저 투입되어 하강하며 세정조(100)의 하부거치대(140)에 안착된다. 이후 상부지그(510)가 투입될 수 있다. 그러나, 상부지그(510)와 하부지그(520)가 동시에 세정조(100) 내부로 투입될 수 있다.
상기 하부지그(520)는 비커(600)의 저면(630)과 접촉되는 하부비커홀(521)이 형성된다. 상기 하부비커홀(521)에는 단차가 형성되며, 상기 단차에 상기 비커(600)의 저면(630)이 접촉되는 것이다.
상기 하부비커홀(521)의 상단은 상기 비커(600) 저면(630)의 직경보다 동일하거나 또는 크게 형성되며, 하단은 상기 비커(600) 저면(630)의 직경보다 작게 형성되면서 단차가 형성되는 것이다.
따라서 비커(600)는 상기 하부비커홀(521)의 상단은 통과하되 하단은 통과하지 못하고 단차에 걸려 상기 하부지그(520)에 안착된다.
또한, 상기 하부지그(520)에는 세정조(100)에 형성되는 상부거치대(130)에 걸리지 않고 통과될 수 있도록 관통홈(523)이 더 형성된다. 상기 관통홈(523)은 그 폭과 길이가 상기 상부거치대(130)의 폭과 길이보다 더 크게 형성되어 상기 상부거치대(130)를 통과한다.
상기 하부지그(520)는 비커(600)의 저면(630)을 세정조(100)의 바닥면(150)으로부터 일정 거리로 이격시킨다. 따라서 상기 비커(600)는 세정조(100)의 바닥면(150)에 접촉되지 않는다.
상기 세정조(100) 하부에서 진동자(110)가 초음파를 발산하면 세정조(100)의 바닥면(150)과 비커(600)의 저면(630) 사이에 위치한 중탕용액이 비커(600)로 전달하며, 비커(600) 내부의 세정제는 초음파를 전달받고 간접적으로 세정작용하여 세정력을 테스트할 수 있다.
상기 하부지그(520)의 하부비커홀(521)은 복수개의 모든 홀에 대하여 동일한 직경과 동일한 높이의 단차로 이루어진다. 상기 하부비커홀(521)에 안착되는 비커(600)는 저면(630)과 세정조(100)의 바닥면(150) 사이의 간격이 모두 동일하게 이격될 수 있다.
비커(600)는 상부지그(510)와 하부지그(520)에 의해 상기 세정조(100)의 내부에서 안정적으로 고정된다. 비커(600)의 상단테두리(610)는 상부지그(510)의 상부비커홀(511)에 지지되며, 비커(600)의 저면(630)은 하부비커홀(521)에 안착되어 고정된다. 따라서 비커(600)의 상,하부에서 상부지그(510) 및 하부지그(520)가 고정하고 있으므로 상기 비커(600)는 중탕용액이 전달하는 초음파에 의해서 요동치지 않아 세정력 테스트 실험의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기 상부지그(510) 및 하부지그(520)에 거치되는 비커(600)에서, 상단테두리(610)는 중탕용액의 수위보다 높게 위치하여야 하며 저면(630)은 중탕용액의 수위보다 낮게 위치하여 중탕용액에 잠겨 있어야한다.
따라서 중탕용액의 수위가 비커(600)의 상단테두리(610)보다 낮게 형성되기 위하여 상부오버플로우관(310)은 비커(600)의 상단테두리(610)보다 낮게 형성되어, 중탕용액의 수위가 상단테두리(610)보다 높게 형성되어 비커(600) 내부로 유입되는 것을 방지한다.
또한, 하부오버플로우관(320)은 비커(600)의 저면(630)보다 높게 형성되어 비커(600)의 일부가 중탕용액에 침전될 수 있도록 중탕용액의 수위를 형성한다.
따라서 상부지그(510)는 비커(600)의 상단테두리(610)가 상부오버플로우관(310)보다 더 높도록 하여 세정조(100) 내부에서 거치되며, 하부지그(520)는 비커(600)의 저면(630)이 하부오버플로우관(320)보다 더 낮도록 하여 세정조(100) 내부에서 거치된다.
본 발명의 초음파 세정제의 테스터기의 일실시예를 설명한다.
본 발명은 다양한 종류의 세정제를 동일한 실험조건하에 동시에 세정력 테스트를 진행함으로써 신속하고 신뢰성높은 결과를 도출하는 것을 목적으로 한다.
세정조(100)의 하부에 위치한 가열탱크(200)에서 히터(210)를 통해 중탕용액을 가열시킨다. 상기 히터(210)에 전원을 공급하며 차단함으로써 상기 중탕용액의 온도를 설정한 값에 도달하도록 한다. 중탕용액의 온도는 테스트를 진행하기에 적절한 온도로 임의로 설정할 수 있다.
설정된 온도로 가열된 중탕용액은 공급관(400)을 통해 상방에 배치된 세정조(100)로 공급된다. 상기 공급관(400)과 연통되는 세정조(100)의 공급구(120)는 일측 벽면 쪽으로 치우쳐 형성되어, 상기 공급구(120)에서 배출되는 중탕용액은 세정조(100) 내부에서 순환유동을 형성한다. 따라서 세정조(100) 내에서 중탕용액의 온도가 균일하게 분포할 수 있다.
상기 세정조(100) 내에서 중탕용액은 비커(600)의 저면(630)보다 높게 수위를 형성하며, 오버플로우관(300)보다 높게 수위를 형성하면 상기 오버플로우관(300)으로 흘러들어가 다시 가열탱크(200)로 회귀된다.
이때, 일정 수위로 형성하고자 하는 수위에 위치한 오버플로우관(300)을 개방하여 수위를 유지할 수 있다. 상부오버플로우관(310) 또는 하부오버플로우관(320)을 개방상태로 둘 수 있으며, 개방된 오버플로우관(300)의 이상으로 수위가 형성될 수 없다.
따라서 중탕용액의 수위는 비커(600)의 상단테두리(610)와 저면(630) 사이에서 형성되어, 상기 비커(600) 내부에 열과 초음파를 전달한다.
상기 세정조(100) 내부에는 상부지그(510)를 거치하는 상부거치대(130), 하부지그(520)를 거치하는 하부거치대(140)가 구비되어 상기 지그(500)를 안정적으로 고정할 수 있다.
비커(600) 내부에는 테스트를 진행하고자 하는 여러 종류의 세정제가 담겨 있다. 다양한 세정제가 담긴 비커(600)를 지그(500)의 다수 홀에 동시에 거치할 수 있으므로 동시에 테스트의 진행이 가능하다.
상부지그(510) 및 하부지그(520)에 다수의 비커(600)를 거치하고, 세정조(100) 내부의 각각의 거치대에 지그(500)가 거치되도록 배치한다.
상기 지그(500)에 거치된 비커(600)는 저면(630)이 세정조(100)의 바닥면(150)과 접촉되지 않고 이격된 상태이며, 모든 비커(600)에 대하여 동일한 높이로 이격되어 있다. 상기 세정조(100)의 하부에서 진동자(110)가 초음파 진동을 발산하면 모든 비커(600)는 동일한 주파수 파장 범위에 놓여 있으므로 동일한 초음파 파장을 받아 정확한 테스트를 진행할 수 있다.
본 발명에 따른 초음파 세정제의 테스터기는 비커(600)가 놓이는 세정조(100)의 내부에서 중탕용액의 온도가 위치에 따른 온도차이가 발생하지 않고 균일하게 온도가 분포되므로 모든 비커(600)에 대해 동일한 열을 전달할 수 있다.
또한, 모든 비커(600)가 세정조(100)의 바닥면(150)으로부터 동일한 높이로 이격되어 있으므로, 동일한 주파수 파장 범위를 받을 수 있어 테스트를 진행할 시에 더욱 정확한 실험값을 도출할 수 있다.
이로 인해, 다양한 종류의 세정제를 담은 비커(600)를 세정조(100) 내에서 동일한 실험조건하에 테스트를 진행하므로 더욱 신속하고 신뢰성 높은 테스트를 진행할 수 있다.
100:세정조 110:진동자 120:공급구
130:상부거치대 140:하부거치대 150:바닥면
200:가열탱크 210:히터 220:수위확인관 230:온도센서
300:오버플로우관 310:상부오버플로우관 320:하부오버플로우관
400:공급관 410:공급펌프
500:지그 510:상부지그 511:상부비커홀 512:가이드홈 513:상부거치홈
520:하부지그 521:하부비커홀 522:하부거치홈 523:관통홈
600:비커 610:상단테두리 620:가이드부 630:저면
Claims (7)
- 초음파 세정제의 세정력을 테스트하는 장치에 있어서,
내부에 이물질이 묻은 물체와 다양한 종류의 세정제 및 비커(600)에 의해 상기 세정제와 혼합되지 않는 중탕용액을 수용하는 세정조(100);
상기 세정조(100)의 하부에 배치되며, 내부에 상기 중탕용액을 가열하는 히터(210)가 구비되는 가열탱크(200);
상기 세정조(100)의 내부와 통하도록 설치되며, 상기 세정조(100)의 오버플로우된 중탕용액을 상기 가열탱크(200)로 공급하는 복수개의 오버플로우관(300);
상기 가열탱크(200)에서 가열된 중탕용액을 공급펌프(410)를 통해 상기 세정조(100)로 공급하는 공급관(400); 및
상기 세정조(100)의 내부에 거치되며, 하부가 중탕용액에 침전되며 내부에 서로 다른 종류의 세정제가 담기는 복수개의 비커(600)를 지지하는 지그(500);를 포함하며,
복수개의 상기 오버플로우관(300)은 상기 세정조(100)에서 서로 다른 높이를 형성하고, 그 하부에서 하나의 관으로 통합되어 상기 가열탱크(200)로 연결되되, 세정조(100)의 상부에 구비된 상부오버플로우관(310)의 높이는 비커(600)의 상단보다 낮게 형성되고 세정조(100)의 하부에 구비된 하부오버플로우관(320)은 비커(600)의 하단보다 높게 형성되어 중탕용액의 수위가 비커(600)의 상,하단 사이에 형성되며,
상기 세정조(100)에 거치되어 비커(600)를 지지하는 지그(500)는 상부에 배치되는 상부지그(510)와 하부에 배치되는 하부지그(520)로 구성되되 상기 상부지그(510)와 하부지그(520)는 서로 분리되어 상하로 이격되며,
상기 상부지그(510)는 비커(600)의 가이드부(620)를 수용하는 가이드홈(512)이 상부비커홀(511)에서 서로 대향되게 복수개로 형성되고,
상기 세정조(100)의 내측면에는 상부지그(510)를 상부에서 거치하는 상부거치대(130)와 하부지그(520)를 하부에서 거치하는 하부거치대(140)가 형성되며,
상기 하부거치대(140)와 상부거치대(130)는 각각 다른 내측면에서 형성되며,
상기 하부지그(520)에는 상기 상부거치대(130)의 폭과 길이보다 더 넓은 폭과 길이를 갖는 관통홈(523)이 형성되어, 관통홈(523)이 상부거치대(130)를 통과하는
초음파 세정제의 테스터기.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 세정조(100) 내부로 중탕용액을 공급하는 공급구(120)는 상기 지그(500)에 의하여 놓여지는 비커(600)의 저면(630)보다 하부에서 일측으로 치우쳐 형성되어 중탕용액이 세정조(100)로 유입되는
초음파 세정제의 테스터기.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 지그(500)에 거치된 복수개의 비커(600)의 저면(630)은 상기 세정조(100)의 바닥면(150)에서 모두 동일한 높이로 이격되는
초음파 세정제의 테스터기.
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| KR1020210097121A KR102627116B1 (ko) | 2021-07-23 | 2021-07-23 | 초음파 세정제의 테스터기 |
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2021
- 2021-07-23 KR KR1020210097121A patent/KR102627116B1/ko active IP Right Grant
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