KR19980040351A - 초음파 방식 식기 세척기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세척수를 이용하여 다수의 식기를 세척하는 식기세척기에서 각종 오염원에 대한 세척능력을 향상하는 초음파 방식 식기세척기에 관한 것이다.

본 발명은 세척수가 충진되는 세척조 내부에서 선반(12) 상에 수용되는 다수의 식기를 동시에 세척하는 식기세척기에 있어서: 바닥면 중앙으로 흡입구(21a)가 형성되고, 측면 중간 높이로 토출구(21b)가 형성되는 세척조(21); 상기 세척조(21)의 외부에 기밀을 유지하며 고정되고, 상기 흡입구(21a) 및 토출구(21b)를 동일한 공간상에 수용하는 순환조(22); 상기 세척조(21)의 외부에서 측면에 기밀을 유지하며 장착되고, 소정의 주파수를 지닌 초음파에 의한 캐비테이션을 발생시키는 진동자(24) 및 진동판(26); 상기 진동자(24)와 배선연결되고, 소정의 주파수로 발진되는 초음파 신호를 발생하는 초음파발진기(23); 상기 순환조(22) 내부에서 세척조(21)의 흡입구(21a) 하방향으로 장착되고, 세척수를 순환시키는 임펠러(27); 상기 임펠러(27)와 벨트기구(28)로 연결되고, 임펠러(27)에 회전력을 제공하는 모터(25)를 포함한다.

이에 따라, 본 발명의 식기세척기는 세척수의 순환시스템과 함께 진동자, 진동판, 초음파발진기 등을 사용함으로써, 초음파에 의한 캐비테이션을 발생시켜 각종 오염원에 대한 세척능력을 향상하는 효과가 있다.

Description

초음파 방식 식기세척기

본 발명은 식기세척기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 세척수를 이용하여 다수의 식기를 세척하는 식기세척기에서 세척수를 순환시키고 초음파에 의한 캐비테이션을 발생시켜 각종 오염원에 대한 세척능력을 향상하는 초음파 방식 식기세척기에 관한 것이다.

도 1은 종래의 식기세척기의 개략적인 내부 구성을 나타내는 예시도가 도시된다.

일반적으로 식기세척기는 세척조(11) 내부에 다층의 선반(12)을 설치하고, 선반(12)의 상하부 및 중간에 노즐(14)을 설치하고, 노즐(14)은 급수관(13)을 통하여 가압펌프(16)에 배관연결한다. 도시에는 없으나 이외에도 식기를 출입시키기 위한 도어가 전방으로 설치되고, 작동을 위한 조작판넬, 급배수를 위한 배관 및 밸브 등을 지닌다.

선반(12)에 다수의 식기를 올려놓고 식기세척기를 가동하면 모터(15)가 온되고 가압펌프(16)는 식기의 상하 또는 좌우 측으로 배치되는 노즐(14)을 통해 고압의 세척수를 분사시킨다.

그러나, 고압의 물을 분사하여 식기를 세척하는 종래의 식기세척기는 지방성 오염물 또는 건조되어 버린 고형 상태의 찌꺼기를 제거하는데 장시간을 요하거나 아예 제거되지 않는 문제점이 있다.

특히, 식기의 미세한 홈이나 손잡이 연결부와 같이 세척수의 고압이 미치지 못하는 부분에 대한 세척력이 약화되는 바, 물의 사용량과 세제의 사용량이 불필요하게 증가되는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하는 수단을 제안하기 위한 것으로서, 세척수를 이용하여 다수의 식기를 세척하는 식기세척기에서 세척수를 순환시키고 초음파에 의한 캐비테이션을 발생시켜 각종 오염원에 대한 세척능력을 향상하는 초음파 방식 식기세척기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 종래의 식기세척기의 개략적인 내부 구성을 나타내는 예시도,

도 2는 본 발명에 따른 식기세척기 주요부를 나타내는 평면도,

도 3a 및 3b은 각각 도 2의 X-Y부분 및 Y-Y부분에 대한 개략 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11 : 세척조(종래), 12 : 선반, 13 : 급수관, 14 : 노즐, 15 : 모터, 16 : 가압펌프, 21 : 세척조(본 발명), 21a : 흡입구, 21b : 토출구, 22 : 순환조, 23 : 초음파발진기, 24 : 진동자, 25 : 모터, 26 : 진동판, 27 : 임펠러, 28 : 벨트기구, 29 : 배수밸브

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 세척수가 충진되는 세척조 내부에서 선반(12) 상에 수용되는 다수의 식기를 동시에 세척하는 식기세척기에 있어서: 바닥면 중앙으로 흡입구(21a)가 형성되고, 측면 중간 높이로 토출구(21b)가 형성되는 세척조(21); 상기 세척조(21)의 외부에 기밀을 유지하며 고정되고, 상기 흡입구(21a) 및 토출구(21b)를 동일한 공간 상에 수용하는 순환조(22); 상기 세척조(21)의 외부에서 측면에 기밀을 유지하며 장착되고, 소정의 주파수를 지닌 초음파에 의한 캐비테이션을 발생시키는 진동자(24) 및 진동판(26); 상기 진동자(24)와 배선연결되고, 소정의 주파수로 발진되는 초음파 신호를 발생하는 초음파발진기(23); 상기 순환조(22) 내부에서 세척조(21)의 흡입구(21a) 하방향으로 장착되고, 세척수를 순환시키는 임펠러(27); 상기 임펠러(27)와 벨트기구(28)로 연결되고, 임펠러(27)에 회전력을 제공하는 모터(25)를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 방식 식기세척기를 제공한다.

이때, 상기 진동자(24)는 상하의 알루미늄 금속층의 중간에 압전세라믹층을 형성한 랑지방(bolt lacked transducer) 형식의 것을 상기 진동판(26)에 에폭시로 접합한다.

또, 상기 진동판(26)은 세척수와 접하는 내면에 경질크롬으로 도금한다.

실시예

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술한다.

도 2는 본 발명에 따른 식기세척기 주요부를 나타내는 평면도가 도시된다.

본 발명은 세척수가 충진되는 세척조 내부에서 선반(12) 상에 수용되는 다수의 식기를 동시에 세척하는 식기세척기에 적용하는바, 세척조(21)를 개량하고 순환조(22)를 추가하는 구조 변경을 요한다.

즉, 전체 식기에 고르게 고압의 세척수를 공급하기 위한 노즐(14)(도 1) 대신, 세척조(21) 및 순환조(22)를 순화시키는 방식을 채용한다.

이때, 본 발명의 세척조(21)는 바닥면 중앙으로 흡입구(21a)가 형성되고, 측면 중간 높이로 토출구(21b)가 형성된다.

상기 세척조(21)는 스테인레스재질(예컨대 SUS304)의 강판을 사용하는데, 측면에 등간격으로 4개의 홀을 형성하고 바닥면에 하나의 홀을 형성한다. 측면의 홀 중 2개의 토출구(21b와 바닥의 흡입구(21a)는 순화조(22)와 연결된다.

또, 본 발명의 순환조(22)는 상기 세척조(21)의 외부에 기밀을 유지하며 고정되고, 상기 흡입구(21a) 및 토출구(21b)를 동일한 공간 상에 수용한다.

상기 순환조(22)는 세척조(21)와 동일한 스테인레스재질의 강판을 사용하고, 기밀을 유지하도록 전둘레 용접한 후 다시 실리콘 등의 기밀제를 도포한다. 이에 따라 세척조(21) 및 순환조(22)는 세탁수가 순환되는 폐회로를 구성한다.

도 3a 및 3b은 각각 도 2의 X-X부분 및 Y-Y부분에 대한 개략 단면도가 도시된다.

본 발명은 전술한 세척조(21) 및 순환조(22)외에 진동자(24), 진동판(26), 초음파발진기(23), 임펠러(27), 모터(25) 등으로 구성된다.

본 발명의 진동자(24) 및 진동판(26)은 상기 세척조(21)의 외부에서 측면에 기밀을 유지하며 장착되고, 소정의 주파수를 지닌 초음파에 의한 캐비테이션을 발생시킨다.

진동자(24)는 수정과 같은 단결정을 이용하는 압전 진동자와, 티탄산 바륨계 등의 자기를 분극하여 사용하는 전왜 진동자와, 니켈·알페로·페라이트에 직류자계와 고주파자계를 중첩시키는 자왜 진동자 등으로 분류된다. 일반적으로 압전 및 전왜 진동자는 400kHz 이상의 높은 주파수에 사용되고, 자왜 진동자는 50kHz 이하의 낮은 주파수에 사용된다.

이때, 상기 진동자(24)는 상하의 알루미늄 금속층의 중간에 압전세라믹층을 형성한 랑지방(bolt lacked transducer) 형식의 것을 상기 진동판(26)에 에폭시로 접합한다.

랑지방 형식의 진동자(24)는 압전세라믹을 이용한 진동자로서 효율과 출력이 높을 뿐 아니라 열 및 충격에도 강한 특성을 갖는다. 이러한 진동자(24)에 의해 발생되는 마이크로 버블이 식기의 외면에 충격력을 작용하면 식기 표면의 이물질이 분쇄되며 세척액 내부로 유리되고, 식기 표면의 기름성분은 초음파 에너지에 의해 유화되어 물 속에서 분해된다.

스테인레스재질(예컨대 SUS430)의 박판을 사용하는 진동판(26)은 세척조(21)의 외부에 스터드 용접시킨 볼트에 고정하는데, 두 판사이에는 고무재질(예컨대 EPDM)의 패킹을 설치하여 기밀을 유지시킨다.

또, 본 발명의 초음파발진기(23)는 상기 진동자(24)와 배선연결되고, 소정의 주파수로 발진되는 초음파 신호를 발생한다.

초음파의 응용은 통신적 응용과 동력적 응용으로 대별할 수 있는데, 전자는 일반적으로 음압보다는 주파수가 높은 것(예컨대 500kHz 이상)을 사용하고, 후자는 본 발명의 경우와 같이 초음파를 에너지로 이용하는 것이므로 유체 내에서 캐비테이션을 일으키기 용이하도록 음압이 비교적 강하면서 주파수가 낮은 것을 사용한다.

발진 방식으로는 자려발진 방식, MOPA 방식, 진동귀환 방식 등이 있는데, 본 발명과 같이 액체중 세정을 목적으로 하는 경우에는 진동자의 임피던스 변화가 적고 발진 주파수의 안정성도 그다지 문제시되지 않으므로 어느 방식이든 구애되지 않는다. 이 경우 자려발진 방식 또는 MOPA 방식이 주로 이용된다.

상기 초음파발진기(23) 및 진동자(24)의 출력은 세척조(21)의 용량 50 ℓ를 기준으로 할 때 700W 정도로 한다.

또, 본 발명의 임펠러(27)는 상기 순환조(22) 내부에서 세척조(21)의 흡입구(21a) 하방향으로 장착되어 세척수를 순환시킨다.

상기 임펠러(27)는 순환조(22)의 외부로부터 기밀되게 장착되는 회전축 상에 장착되는데, 순환조(22)와 소정의 틈새를 유지하고 회전하도록 하여 일종의 원심펌프 기능을 수행한다.

또, 본 발명은 상기 임펠러(27)와 벨트기구(28)로 연결되고, 임펠러(27)에 회전력을 제공하는 모터(25)를 포함한다.

벨트 및 폴리로 구성되는 벨트기구(28)에 의해 모터(25)의 회전이 감속되어 임펠러(27)에 전달되도록 한다. 상기 모터(25)는 통상의 가정용 전자제품처럼 AC 유도모터를 채용한다.

또, 상기 진동판(26)은 세척수와 접하는 내면에 경질크롬으로 도금한다.

초음파에 의한 캐비테이션 현상으로 진동판(26)이 부식되기 쉬우므로 세척수와 접하는 내면에 경질크롬으로 도금하는데, 도금 두께는 최소한 30㎛ 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 종래에는 세척조(11)의 하부로부터 배수밸브(도시 생략)를 배관연결하였으나, 본 실시예에서는 순환조(22)의 하부로부터 배수밸브(29)를 배관연결하여 세척수를 배출한다.

또, 종래의 식기세척기에서는 가압펌프(16)(도 1)가 주된 세척 수단으로 사용되었으나, 본 발명에서는 상기 진동자(24)에 의한 세척이 종료된 후 최종적인 세척을 위하여 가동되는 2차적인 세척 수단 또는 헹굼 수단으로 사용하거나, 경우에 따라서는 생략하는 것도 가능하다.

이러한 구성을 지니는 식기세척기는 세척조(21) 내부에 세척수를 충진하고 소정의 시간을 대기하는 불림 단계와, 진동자(24) 및 진동판(26)에 의해 기포(마이크로 버블)로 발생시키는 세척 단계와, 세척조(21) 내부의 세척수를 배수하고 헹구는 단계를 순차적으로 수행한다.

초음파에 의한 캐비테이션 작용은 경한 재질에서 용이하게 발생하므로 대부분 경한 재질인 식기의 표면으로부터 마이크로 버블이 발생, 파괴되면서 모든 종류의 찌꺼기가 제거된다. 특히, 식기의 미세한 홈이나 손잡이 연결부와 같이 세척수의 고압이 미치지 못하는 부분에 대한 세척성도 양호하다.

이상과 같이 본 발명의 초음파 방식 식기세척기는 세척수를 이용하여 다수의 식기를 세척하는 식기세척기에서 세척수의 순환시스템과 함께 진동자, 진동판, 초음파발진기 등을 사용함으로써, 초음파에 의한 캐비테이션을 발생시켜 각종 오염원에 대한 세척능력을 향상하는 효과가 있다.

본 발명은 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

Claims (3)

1. 세척수가 충진되는 세척조 내부에서 선반(12) 상에 수용되는 다수의 식기를 동시에 세척하는 식기세척기에 있어서: 바닥면 중앙으로 흡입구(21a)가 형성되고, 측면 중간 높이로 토출구(21b)가 형성되는 세척조(21); 상기 세척조(21)의 외부에 기밀을 유지하며 고정되고, 상기 흡입구(21a) 및 토출구(21b)를 동일한 공간 상에 수용하는 순환조(22); 상기 세척조(21)의 외부에서 측면에 기밀을 유지하며 장착되고, 소정의 주파수를 지닌 초음파에 의한 캐비테이션을 발생시키는 진동자(24) 및 진동판(26); 상기 진동자(24)와 배선연결되고, 소정의 주파수로 발진되는 초음파 신호를 발생하는 초음파발진기(23); 상기 순환조(22) 내부에서 세척조(21)의 흡입구(21a) 하방향으로 장착되고, 세척수를 순환시키는 임펠러(27); 상기 임펠러(27)와 벨트기구(28)로 연결되고, 임펠러(27)에 회전력을 제공하는 모터(25)를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 방식 식기세척기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 진동자(24)는 상하의 알루미늄 금속층의 중간에 압전세라믹층을 형성한 랑지방(bolt lacked transducer) 형식의 것을 상기 진동판(26)에 에폭시로 접합하는 것을 특징으로 하는 초음파 방식 식기세척기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 진동판(26)은 세척수와 접하는 내면에 경질크롬으로 도금하는 것을 특징으로 하는 초음파 방식 식기세척기.