KR20010083500A - 자동세척기의 세척 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초음파를 이용한 자동세척기에 관한 것으로, 세척기 본체의 내부에 초음파 진동자를 구비하여 피세척물측으로 초음파 진동에너지를 전달하면서 세척액을 피세척물의 상부에 분사하여 세척을 실시하는 자동세척기에서 상기 피세척물의 후면 상하단부에 각각 캠을 설치하고, 상기 상,하부 캠이 고정되는 회전축을 설치하며, 상기 회전축을 회전시키는 회전수단을 구비하는 것이며, 상기 회전수단으로는 상기 회전축을 회전시키는 회전레버와, 상기 회전레버를 작동시키는 피스톤과, 상기 피스톤이 왕복운동하는 실린더가 포함되는 구성을 갖음으로써 세척시 피세척물을 상하 또는 전후측으로 유동시켜 초음파 진동과의 상호 상승효과를 이용하여 박리세정이 가능해져 세척효과를 극대화시킴과 아울러 세척시간도 단축시키도록 한 것이다.

Description

자동세척기의 세척 장치{Apparatus for washing of auto-cleaner}

본 발명은 자동세척기 중 초음파 세척기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세척액을 흘러내리는 플로우방식의 세척기에서 세척시 피세척물도 동시에 유동되도록 하여 초음파 세척효과를 극대화시킴과 아울러 세척시간을 단축하도록 한 자동세척기의 세척 장치에 관한 것이다.

일반적으로 초음파란 인간이 들을 수 없는 진동수의 소리(20kHz)를 의미하는 것으로, 초음파는 진동의 형태로 에너지를 전달하는 것으로 전파와는 구별된다. 이러한 초음파는 짧은 파장과 느린 전달속도 및 높은 에너지투과율 등의 성질을 갖고 있기 때문에 수중통신이나 의료용 진단장치, 산업용 설비진단장치, 센서, 용착기, 가공기, 연마기, 유화기 등으로 넓게 응용되고 있다.

이러한 응용기술 중 초음파를 세척에 이용하는 기술이 초음파 세척기로서 현재까지 이용가능한 세척기술 가운데 가장 효율적이며, 경제성이 높을 뿐 아니라 다른 세척기술에 비하여 월등한 효과를 얻고 있다.

상술한 바와 같은 초음파 세척은 주로 초음파의 캐비테이션 현상에 의해 이루어진다. 이러한 캐비테이션 현상이란 초음파의 에너지가 용액 중에 전파될 때 초음파의 압력에 의해 미세기포가 생성되고 소멸되는 현상으로서, 매우 큰 압력(수십기압에서 수천기압)과, 고온(수백도에서 수천도)를 동반하여 이 충격파에 의해서 액중에 포함되는 피세척물의 세척이 단시간내에 이루어지는 것이다.

실제의 경우에는 캐비테이션에 의한 충격에너지와 더불어 초음파 자체의 방사압에 의한 교반효과 및 열작용 등이 세제와 상승작용을 일으켜서 높은 세척효과를 거두게 된다.

본 발명에서 적용하는 초음파 세척기는 디핑(dipping)방식이 아니라 세척액을 상부에서 흘려주어 세척하는 플로우(flow) 방식 세척기로서, 세척기에 붙어 있는 초음파 진동자의 진동에너지가 메탈 마스크쪽으로 전달되어 메탈 마스크의 표면에 부착된 이물질이 메탈 마스크의 표면에서 미세한 균열을 발생토록 함으로써 이러한 균열 사이로 세척액이 흐르도록 함으로써 세척을 실시하게 된다.

이때 초음파 진동자와 피세척물인 메탈 마스크와의 밀착되는 정도에 따라 이물질이 세척되지 못하고 초음파 진동자에 묻게 되거나, 메탈 마스크에 계속 잔류하게 되는 문제가 있다.

이와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 세척시 피세척물인 메탈 마스크를 유동시킴으로써 초음파 진동에너지와의 상호 상승효과를 거두도록 함으로써 세척력을 향상시키도록 한 자동세척기의 세척 장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 자동세척기의 세척 장치는 세척기 본체의 내부에 초음파 진동자를 구비하여 피세척물측으로 초음파 진동에너지를 전달하면서 세척액을 피세척물의 상부에 분사하여 세척을 실시하는 자동세척기에 있어서, 상기 피세척물의 후면 상하단부에 각각 캠을 설치하고, 상기 상,하부 캠이 고정되는 회전축을 설치하며, 상기 회전축을 회전시키는 회전수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 회전수단은 상기 회전축을 회전시키는 회전레버와, 상기 회전레버를 작동시키는 피스톤과, 상기 피스톤이 왕복운동하는 실린더가 포함되는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명이 적용된 자동세척기의 외관사시도.

도 2는 본 발명이 적용된 자동세척기의 정면도.

도 3은 도 2의 측단면도.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 의한 세척 장치의 구성 및 동작을 보인 사시도.

도 5는 본 발명이 적용된 자동세척기의 동작 흐름도.

( 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 )

10 ; 세척기 본체 20 ; 초음파 세척부

30 ; 세척액 순환부 40 ; 콘트롤 박스

50 ; 초음파 발진기 51 ; 초음파 진동자

53 ; 고정프레임 54,55 ; 캠

56 ; 회전축 57 ; 회전레버

58 ; 피스톤 59 ; 실린더

70 ; 워싱 노즐 파이프 80 ; 에어 블로우 파이프

90 ; 필터링 수단 100 ; 세척액 탱크

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

첨부도면 도 1은 본 발명이 적용된 자동세척기의 외관사시도이고, 도 2는 본 발명이 적용된 자동세척기의 정면도이며, 도 3은 도 2의 측단면도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 의한 세척 장치의 구성 및 동작을 보인 사시도이며,도 5는 본 발명이 적용된 자동세척기의 동작 흐름도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명 실시예에 의한 자동세척기는 세척기 본체(10)가 초음파 세척부(20)와 세척액 순환부(30)로 구분되어 있고, 세척기 본체(10)의 일측에는 콘트롤 박스(40)가 구비되어 있다.

초음파 세척부(20)의 전면에는 좌우 도어(21)(22)가 개폐가능하게 설치되어 있고, 내측 저부에는 초음파 발진기(50)가 설치되어 있으며, 초음파 발진기(50)의 전면으로 초음파 진동자(51)가 대략 65。의 각도로 경사지게 설치되어 있다. 초음파 진동자(51)의 전면에는 초음파 진동자(50)와 평행하게 피세척물이 고정되는 고정프레임(53)이 설치되어 있고, 그 상하측에 상,하부 지그(61)(62)가 설치되어 있으며, 상부 지그(61)의 상측에는 피세척물측으로 세척액을 분사하는 노즐(71)이 다수개 형성된 워싱 노즐 파이프(washing nozzel pipe)(70)와, 세척이 종료된 피세척물을 건조시키도록 고온의 에어를 분사하는 노즐(81)을 갖는 에어 블로우 파이프(air blow pipe)(80)가 설치되어 있다.

초음파 진동자(51)의 상부에는 초음파 진동자를 미세하게 유동시키기 위한 요동 유니트(52)가 연결설치되어 있고, 에어 블로우 파이프(80)는 상하단에 구비된 풀리(82)(83)에 회전가능하게 설치된 타이밍벨트(84)에 설치되어 있어 상하로 이동가능하게 설치되어 있다.

그리고 본 발명에서는 초음파 진동자(51)의 전면 중앙에 설치된 고정프레임(53)의 후면측에는 피세척물을 유동시키기 위한 구성으로서 상하부에 각각 캠(54)(55)이 구비되어 있고, 상하부 캠(54)(55)은 회전축(56)에 고정되어 있으며, 회전축(56)을 회전시키는 구성으로서 회전축의 상단에 고정된 회전레버(57)와, 회전레버(57)를 구동시키는 피스톤(58) 및 피스톤(58)이 장착되어 운동되는 실린더(59)가 마련되어 있다. 고정프레임(53)은 네모서리부에 각각 링크(53a)로 연결고정되어 있다.

또한, 세척액 순환부(20)에는 피세척물을 세척하고 배출되는 세척액을 필터링하기 위한 필터링 수단(90)들과 세척액 탱크(100)가 설치되어 있다. 미설명 부호 110은 제1 에어펌프, 120은 제2 에어펌프, 130은 캐스터이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 초음파 세척기의 동작을 설명한다.

세척을 시작하기 위하여 컴프레서(미도시)를 온시킨 후에 세척기 본체(10)의 도어(21)(22)를 개방하고, 피세척물인 메탈 마스크(미도시)를 상하부 지그(61)(62)에 고정시킨다.

세척은 제1 에어펌프(110)를 작동시키고, 초음파 발진기(50)를 작동시켜 시작되는 바, 제1 에어펌프(110)의 작동에 의해 세척액이 초음파 세척부(20)의 상측으로 상승되어 워싱 노즐 파이프(70)에 형성된 다수 개의 노즐(71)을 통해 메탈 마스크측으로 분사되며 동시에 초음파 발진기(50)에 의해 초음파 진동자(51)는 초음파 진동에너지를 메탈 마스크의 표면에 전달하게 된다.

이와 같이 마스크의 표면에 초음파 진동에너지가 전달되면 초음파 진동에너지의 전달속도가 빠른 물질과 그렇지 않은 물질은 같은 형태로 진동하지 않게 됨으로써 메탈 마스크와 마스크의 표면에 부착된 이물질 사이에서 미세한 균열이 발생되고, 이러한 균열의 틈 사이로 세척액이 침투되어 화학적인 용해가 이루어지며, 초음파 진동의 상승효과에 의해 이물질이 마스크의 표면에 부착되어 있던 힘의 한계를 넘게 됨으로써 이물질이 세척액과 함께 흘러떨어지게 되는 것이다.

이때 본 발명에서는 피세척물인 메탈 마스크가 고정된 고정프레임(53)을 동시에 전후측으로 유동시키게 된다. 즉, 별도의 구동수단에 의해 실린더(59)의 내부에서 피스톤(58)이 왕복운동하게 되고, 피스톤(58)의 왕복운동에 의해 회전레버(57)가 작동되어 회전축(56)을 회전시키게 되며, 회전축(56)의 회전에 의해 회전축의 상하단에 고정된 편심된 상하부 캠(54)(55)이 회전되면서고정프레임(53)을 유동시켜 메탈 마스크(미도시)가 전후측으로 유동되는 것이다.

이처럼 초음파 진동에너지가 메탈 마스크의 표면으로 전달되는 상태에서 메탈 마스크가 유동되기 때문에 메탈 마스크 표면에 부착되어 있던 이물질의 세척이 활발하게 실시되는 것이며, 메탈 마스크를 유동시키기 위한 공간이 충분히 필요하게 됨으로써 초음파 진동자측으로 이물질이 묻는 것을 방지하게 된다.

이상과 같이, 상측에서 세척액이 분사되어 메탈 마스크의 표면을 흐르면서 이물질을 세척하고 하부로 떨어지게 되면, 세척액은 배수되어 필터링 수단(90)에 의하여 필터링 된 후에 세척액 탱크(100)로 들어가게 된다.

세척이 완료되면, 에어 블로우 파이프(80)에서 고온의 에어가 분사되어 건조공정이 실시된다. 이때 에어 블로우 파이프(80)는 타이밍벨트(84)에 의해 메탈 마스크의 상하부로 서서히 이동되면서 메탈 마스크의 전면에 걸쳐 건조가 실시된다.

건조 후에는 배기 공정이 실시되어 작업이 종료된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 자동세척기의 세척 장치는 종래 피세척물을 고정시킨 상태에서 세척액을 분사시키고 초음파 진동에너지를 전달하도록 함으로써 세척을 실시하는 방식에서 세척시 피세척물을 상하 또는 전후측으로 유동시켜 초음파 진동과의 상호 상승효과를 이용하여 박리세정에 도달하도록 함으로써 세척효과를 극대화시킴과 아울러 세척시간(약 30초)도 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 의한 자동세척기의 세척 장치는 상술한 실시예에 한정하는 것이 아니라, 본 발명의 동업종 및 유사업종에 해당되는 다양한 세척 기술에 응용하여 사용할 수 있는 것이 당연하다 할 것이다.

Claims (2)

1. 세척기 본체의 내부에 초음파 진동자를 구비하여 피세척물측으로 초음파 진동에너지를 전달하면서 세척액을 피세척물의 상부에 분사하여 세척을 실시하는 자동세척기에 있어서,

   상기 피세척물의 후면 상하단부에 각각 캠을 설치하고, 상기 상,하부 캠이 고정되는 회전축을 설치하며, 상기 회전축을 회전시키는 회전수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동세척기의 세척 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전수단은 상기 회전축을 회전시키는 회전레버와, 상기 회전레버를 작동시키는 피스톤과, 상기 피스톤이 왕복운동하는 실린더가 포함되는 것을 특징으로 하는 자동세척기의 세척 장치.