KR20030003574A - 분사식 초음파 세정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분사식 초음파 세정장치에 관한 것으로, 특히 주방의 급수장치로부터 급수되는 물로 세정 대상물을 세정하는 경우, 세정수를 초음파 진동시켜 세정하도록 함으로써, 세정 대상물의 손상 방지는 물론 깨끗하고 위생적으로 세정을 할 수 있도록 한 분사식 초음파 세정장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 구성부분을 지지하는 케이스와 케이스 외부의 급수장치로부터 세정수가 급수되는 급수구와 급수구를 통해 급수되어진 세정수가 분사되어 지기까지 저장되어지는 저수부와 저수부에 저장되어 있는 세정수에 초음파 진동이 생기도록 하는 초음파 진동자와 초음파 진동자에 구동 전압 및 신호 전압을 공급하는 초음파 발진 회로부와 초음파 진동하는 저수부 내의 세정수를 분사하기 직전에 유체흐름을 감소시키기 위해 일시적으로 저장한 후, 분사하는 분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 분사식 초음파 세정장치를 포함하는 구성으로 되어 있다.

Description

분사식 초음파 세정장치 {AN ULTRASONIC CLEANSING DEVICE OUT WHICH SHOOTS WATER}
본 발명은 분사식 초음파 세정장치에 관한 것으로, 특히 주방에서 급수장치로부터 급수되는 물로 세정 대상물을 세정하는 경우, 세정수를 초음파 진동시켜 세정하도록 함으로써, 세정 대상물의 손상 방지는 물론 깨끗하고 위생적으로 세정을 할 수 있도록 하는 분사식 초음파 세정장치에 관한 것이다.
오늘날 산업기술이 발달하고 문화수준이 향상됨에 따라 사람들의 편리 및 위생 관념은 나날이 증가되고 있고, 한편으로는 심각한 환경 오염으로 인하여 환경 보호 및 그 개선에 대한 욕구도 나날이 증가하고 있는 것이 현실이다. 하지만, 가정, 업소, 공장 사무실 등 모든 곳의 주방에서 이러한 편리 및 위생 뿐만 아니라 환경보호를 동시에 만족시켜 줄 수 있는 세정장치가 개발되지 못하였는 바, 주방에서 세정 대상물 특히 과일 또는 야채 등을 손쉽게 위생적으로 세정하면서도 세제 및 물의 낭비로 인한 환경 오염을 방지할 수 있는 장치의 개발이 절실히 요구되었다.
일반적으로, 주방의 급수장치로부터 급수되는 물로 과일 또는 야채를 세정하는 경우, 표피가 두껍거나 매끈한 과일 또는 야채는 세정을 할 수 있지만, 표피가 얇거나 요철면을 갖는 과일 또는 야채의 경우는 세정수가 닿는 부분에는 세정이 가능하나 세정수가 닿지 않는 부분에는 세정이 이루어지지 않아서 원하는 만큼의 세정효과를 거둘 수 없을 뿐만 아니라 급수구에서 자유 낙하하는 세정수에만 의존함으로써 세정효율을 높일 수 없었고 또한 손으로 비비면서 세정을 하기 때문에 오히려 과일 또는 야채 등의 표피를 손상시키는 문제점이 있다.
그러므로 종래에는 과일 또는 야채의 세정시 급수구에서 급수받은 물을 일정한 용기에 담은 후 세제를 투입하여 과일 또는 야채에 묻어있는 농약 또는 기타 오염물질을 제거하는 효과적인 세정방법이 있었다.
그러나 세제 및 물의 낭비로 인한 환경오염의 부작용을 가져오며 또한 과일 또는 야채의 표피가 요철면을 가질 때에는 오히려 세제가 표피에 잔존하는 경우가 발생되어 위생적인 세정을 할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 가정, 업소, 공장 사무실 등 모든 곳의 주방에 설치되어 있는 급수장치에 초음파 세정장치를 설치함으로써 손쉽고 위생적이며 환경 친화적인 분사식 초음파 세정장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 구성부분을 지지하고 세정수를 저장하는 공간을 형성하는 케이스와 케이스 외부의 급수장치로부터 세정수가 급수되며 상기 케이스의 일측면 하부에 구비되어진 급수구와 급수구를 통해 급수되어진 세정수가 케이스 외부로 분사되어 지기까지 저장되어지며 케이스 내벽으로 이루어진 저수부와 저수부에 저장되어 있는 세정수에 초음파 진동이 생기도록 하며 저수부 상부에 구비되고 케이스에 내장되는 초음파 진동자와 초음파 진동자에 구동 전압 및 신호 전압을 공급하며 초음파 진동자 상부에 구비되고 케이스에 내장되는 초음파 발진 회로부와 초음파 진동자에 의해 초음파 진동하는 저수부 내 세정수의 유체흐름을 감소시키기 위해 상기 세정수를 일시적으로 저장한 후, 하부에 위치한 분사구를 통해 케이스 외부로 분사하며 저수부 아래에 구비되는 분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 분사식 초음파 세정장치를 포함하는 구성으로 되어 있다.
본 발명의 상기 목적, 장점 및 특징은 첨부 도면과 관련하여 설명되는 다음의 기재로부터 더욱 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 발명 분사식 초음파 세정장치의 제 1 실시례이다.
도 2는 본 발명 분사식 초음파 세정장치에 따른 분사노즐의 바람직한 구조도이다.
도 3는 본 발명 분사식 초음파 세정장치의 초음파 발생부의 회로 구성도이다.
도 4는 본 발명 분사식 초음파 세정장치의 제 2 실시례이다.
도 5는 본 발명 분사식 초음파 세정장치의 초음파 진동자와 개스킷의 결합 평면도이다.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
10 : 케이스 13: 표시등
15 : 스위치 20 : 상용전원 입력코드
30 : 초음파 발생부 32 : 초음파 발진 회로
34 : 초음파 진동자 36 : 누수방지 개스킷
40 : 세정수 50 : 급수구
60 : 저수부 70 : 분사노즐
72 : 분사구 74 : 노즐길이
76 : 노즐부피
도 1은 본 발명 분사식 초음파 세정장치의 제 1 실시례이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 분사식 초음파 세정장치의 제 1 실시례는 다음과 같다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 분사식 초음파 세정장치는 구성부분을 지지하고 세정수를 저장하는 공간을 형성하는 케이스 (10), 케이스 (10) 외부의 급수장치로부터 세정수 (40) 가 급수되며 케이스 (10) 의 일측면 하부에 구비되어진 급수구 (50), 급수구 (50) 를 통해 급수되어진 세정수 (40) 가 케이스 (10) 외부로 분사되어 지기까지 저장되어지며 케이스 (10) 내벽으로 이루어진 저수부 (60), 저수부 (60) 에 저장되어 있는 세정수 (40) 에 초음파 진동이 생기도록 하며 저수부 (60)상부에 구비되고 케이스 (10) 에 내장되는 초음파 진동자 (도시되지 않음) 및 초음파 발진 회로부 (도시되지 않음) 로 이루어진 초음파 발생부 (30), 초음파 발생부 (30) 를 구동시키기 위해 외부에서 입력되는 상용전원 입력 코드(20), 초음파 발생부 (30) 에 의해 초음파 진동하는 저수부 (60) 내 세정수 (40) 의 유체흐름을 감소시키기 위해 상기 세정수 (40) 를 일시적으로 저장한 후, 하부에 위치한 분사구를 통해 케이스 (10) 외부로 분사하며 저수부 (60) 아래에 구비되는 분사노즐 (70) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 분사식 초음파 세정장치를 포함하는 구성으로 되어 있다.
급수구 (50) 로부터 세정수 (40) 가 급수되면, 세정수 (40) 는 저수부 (60) 에 잠시 저장되어 있다가 저수부 (60) 상부에 위치한 초음파 발생부 (30) 에서 발생되는 초음파를 조사받아 소정의 주파수로 미세한 진동을 하게 된다. 미세한 초음파 진동을 하는 세정수 (40) 는 분사노즐 (70) 를 통해 분사되어 세정 대상물을 세정하게 된다. 이와같이 분사되어진 세정수 (40) 는 세정 대상물 표피와 이물질 사이의 경계면을 활성화시켜서 세정 대상물의 표피로부터 농약 등의 이물질을 쉽게 제거시켜 위생적이며 탁월한 세정 효과를 거둘 수 있다.
본 발명에 따른 초음파의 조사는 저수부 (60) 에 세정수 (40) 가 가득 차 있어 초음파 발생부 (30) 와 세정수 (40) 가 초음파 발생부 저면의 경계면 (65) 에서 맞닿은 상태로 이루어지는 것이 바람직하다. 왜냐하면 도 1에서 도시된 바와 같이 세정수 (40) 가 저수부 (60) 에 초음파 발생부 (30) 저면의 경계면 (65) 까지 차지 못하면 초음파 발생부 (30) 와 세정수 (40) 사이의 다른 매질인 공기로 인해초음파 진동에너지가 충분히 세정수 (40) 에 전달되지 못하여 탁월한 세정 효과를 거둘 수 있을 만큼 세정수가 진동을 할 수 없기 때문이다. 따라서, 본 발명에 따른 저수부 (60) 에 세정수 (40) 가 가득 차기 위해서는 세정수 (40) 의 유입량이 유출량보다 항상 크거나 같아야 하는 바, 분사노즐 (70) 의 분사구 반경보다 급수구 (50) 반경이 항상 작은 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이같은 구조 하에서는 처음에 세정수 (40) 가 급수되어 지는 경우 유입량이 유출량보다 많게 되어 유출되지 못한 세정수 (40) 는 저수부 (60) 에 남게 되고 곧 저수부 (60) 에 세정수 (40) 가 가득 차서 저수부 (60) 상부에 위치한 초음파 발생부 (30) 에 세정수가 닿게 된다. 저수부 (60) 에 세정수 (40) 가 가득 찬 후에는 동적 평형이 유지되어 유입량과 유출량이 서로 같아지게 되고 따라서 저수부 (60) 에 저장되는 세정수 (40) 의 양은 일정하게 유지된다.
한편, 본 발명 분사식 초음파 세정장치에서는, 세정수 (40) 가 종래와 같이 일정한 용기에 담겨져 유체흐름이 전혀 없는 상태에서 초음파를 조사 받는 것이 아니라 세정수 (40) 의 계속적인 유출입에 의해 저수부 (60) 내에 발생하는 불규칙한 유체흐름 하에서 저수부 (60) 상부에 위치한 초음파 발생부 (30) 로부터 초음파를 조사 받게 된다. 저수부 (60) 내에서 특히 세정수 (40) 가 대량으로 유입되는 급수구 (50) 부근의 영역에서의 유체흐름은 더욱 복잡하다. 따라서 본 발명에 따른 세정수 (40) 에 초음파를 조사하여 탁월한 세탁효과를 나타낼 수 있는 미세한 진동을 충분히 얻기 위해서는 상기와 같은 불규칙한 유체흐름을 고려하여 초음파를 조사시켜야 한다. 즉, 저수부 (60) 에 세정수가 가득 찬 상태에서는 세정수 (40)분자가 동적평형을 이루고 있으므로 평균적인 유체흐름을 상정해 볼 수 있으며, 이같은 평균적인 유체흐름 하에 있는 세정수 (40) 를 충분히 진동시키기는 소정의 주파수를 가진 초음파를 세정수 (40) 에 조사할 필요가 있다. 상기 평균적인 유체흐름은 급수되는 세정수 (40) 의 유속, 급수구 (50) 및 분사노즐 (70) 의 구조에 따라 달라질 수 있다.
도 2는 본 발명 분사식 초음파 세정장치에 따른 분사노즐의 바람직한 구조도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명 분사식 초음파 세정장치에 따른 분사노즐의 바람직한 구조는 다음과 같다. 본 발명에 따른 분사노즐 (70) 은 본 발명에 따른 저수부 (60) 저면의 아래에 위치하고 저수부 (60) 저면 바로 상부에는 본 발명에 따른 급수구 (50) 가 위치하게 된다. 본 실시례에 따른 분사노즐 (70) 은 세정수가 분사되어 나가는 분사구 (72) 가 노즐 끝부분에 있고 저수부 (60) 저면에서 분사구 (72) 쪽으로 갈수록 폭이 점점 좁아지는 종상 모양의 구조를 가진다. 이러한 분사노즐 (70) 의 구조에서 노즐길이 (74) 는 저수부 (60) 저면에서 분사구 (72) 첨단까지의 길이를 나타내며, 노즐부피 (76) 는 저수부 (60) 저면 아래에서 분사구 (72) 첨단까지 케이스 (10) 내벽으로 둘러싸여진 공간을 나타낸다. 상기 노즐길이 (74) 및 노즐부피 (76) 를 가진 종상모양의 분사노즐 (70) 구조는 본 실시례와 달리 얼마든지 다양하게 변형될 수 있을 것이다.
분사노즐 (70) 이 본 실시례와 같은 구조를 가지면 노즐부피만큼의 세정수가 분사되기 직전에 분사노즐 (70) 내에 모이게 되고, 이러한 세정수에는 저수부 (60)내에 있는 세정수보다는 현격히 적은 유체의 흐름이 나타난다. 따라서 세정수가 분사되기 직전에 초음파가 집중적으로 조사되어, 분사구 (72) 를 통해 분사되어 나가는 세정수는 세정 대상물 표피와 이물질 사이의 경계면을 활성화시켜서 세정 대상물의 표피로부터 농약 등의 이물질을 쉽게 제거시키기에 충분한 진동하게 된다.
일반적으로 주방에 설치된 급수장치에서 세정수를 급수받는 경우, 바람직하게는 급수구 (50) 로부터의 유입량이 300 cc/min 내지 900 cc/min 정도가 되도록 급수구 (50) 반경을 조정하고, 노즐길이 (74) 는 15 ㎜ 내지 30 ㎜, 노즐부피 (76) 는 2800 ㎜3내지 4000 ㎜3정도로 하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 분사노즐 (70) 이 상기의 구조를 갖는 경우에 본 발명에 따른 초음파 발생부 (30) 에서 세정수에 조사되는 초음파 주파수는 1 ㎒ 내지는 2 ㎒로 하는 것이 바람직하다.
도 3는 본 발명 분사식 초음파 세정장치의 초음파 발생부의 회로 구성도이다. 도 3를 참조하면, 본 발명 분사식 초음파 세정장치의 초음파 발생부 (30) 의 회로 구성은 다음과 같다. 외부 입력되는 상용전원 (80) , 상용전원 (80) 을 입력 전압으로 하는 제 1 전원부 (83) 및 제 2 전원부 (86) , 제 2 전원부 (86) 의 동작을 제어하는 스위치부 (15) , 제 2 전원부 (86) 의 출력 전압을 입력 전압으로 하는 초음파 발진부 (90) , 제 1 전원부 (83) 의 출력전압과 초음파 발진부 (90) 의 출력 신호로 구동되는 초음파 진동자 (34)를 포함하는 구성으로 되어 있다.
제 1 전원부 (83) 는 외부 입력된 상용전원 (80) 을 정류 및 평활하여 소정의 직류전압으로 출력하며, 제 2 전원부 (86) 는 외부 입력되는 상용전원 (80) 을 승압한 후 정류 및 평활하여 초음파 발진부 (90) 에서 필요한 직류전압을 출력하며, 스위치부 (15) 는 제 2 전원부 (86) 의 동작을 제어하여 초음파 발생 여부를 결정하기 위한 신호를 출력하며, 초음파 발진부 (90) 는 스위치부 (15) 의 신호에 따라 제 2 전원부 (86) 의 출력전압에 의해 전기 진동을 발생시키며, 초음파 진동자 (34) 는 초음파 발진부 (90) 의 전기 진동을 기계적 진동으로 변환한다. 상세한 회로의 구현 및 회로의 동작에 대해서는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자는 이해할 것이므로 상세한 설명을 생략한다.
도 4는 본 발명 분사식 초음파 세정장치의 제 2 실시례이다. 도 4를 참조하면, 본 발명 분사식 초음파 세정장치의 제 2 실시례는 다음과 같다. 본 발명에 따른 구성부분을 지지하는 케이스 (10), 초음파 발생부 (30) 를 구동시키기 위해 외부에서 입력되는 상용전원 입력 코드(20), 상용전원 입력 코드 (25) 케이블의 꺽임을 보호하기 위한 장치 (25), 외부에서 입력되는 상용전원에 따라 전기 진동을 발생시키는 초음파 발진 회로부 (32), 고주파 전기 진동을 기계적 진동으로 변환하는 초음파 진동자 (34), 초음파 발진 회로부 (32) 로부터 초음파 진동자 (34) 에 입력 전원 및 신호 전압을 인가시키기 위한 단자 역할을 하는 금속판 (38), 세정 대상물을 세정하는 세정수가 급수되는 급수구 (50), 급수장치 (도면에 표시되지 않음) 와 급수구 (50) 에 연결되어 세정수를 급수하는 급수관 (55), 세정수가 초음파를 집중 조사 받을 수 있도록 세정수를 일정량 저장하는 저수부 (60), 초음파 진동하는 세정수가 분사되어 나가는 분사노즐 (70) 을 포함하는 구성을 하고 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 케이스 (10) 에는 초음파 발생 여부를 결정하기 위한 신호를 입력하는 스위치 (15) 와 초음파 발생부가 동작하는 것을 표시하기 위한 LED 표시등 (13) 을 더 포함하는 구성을 하는 것이다.
또한 바람직하게는, 본 발명에 따른 초음파 진동자 (30) 의 주변부에 저수부 (60) 의 세정수가 초음파 발진 회로부로 누수되는 것을 방지하기 위한 개스킷 (36) 을 더 포함하는 구성을 하는 것이다. 저수부 (60) 에 세정수가 가득 차게 되면 수압에 의해서 초음파 진동자 (34) 와 케이스 (10) 사이의 틈으로 세정수가 누수되어 초음파 발진 회로부 (32) 로 흘러 들어갈 수 있기 때문이다. 통상적으로 초음파 진동자 (34) 에는 금속 진동부가 접합되어 있는데, 이러한 금속 진동부는 접착제 또는 볼트를 이용하여 일체화되며 초음파 진동자 (34) 에서 발생된 초음파 주파수 대역의 진동을 전달하는 과정에서 진동에 의해 열을 방출하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 누수방지 개스킷 (36) 은 방열 성능이 우수한 재질을 사용하는 것이 바람직하며, 특히 방열 성능 및 경도 특성이 우수한 바이톤 고무를 사용하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명 분사식 초음파 세정장치의 초음파 진동자와 개스킷의 결합 평면도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명 분사식 초음파 세정장치의 초음파 진동자와 개스킷의 결합은 다음과 같다. 케이스 (10) 내부에 초음파 진동자 (34) 가 위치하고 상기 초음파 진동자 (34) 의 평면상에는 초음파 발진 회로부 (32) 로부터상기 초음파 진동자 (34) 에 입력 전원 및 신호 전압을 인가시키기 위한 단자 역할을 하는 금속판 (38) 이 있다. 상기 초음파 진동자 (34) 의 주변에는 누수방지 개스킷 (36) 이 개재되어 케이스 (10) 와 초음파 진동자 (34) 사이의 틈을 막아줌으로써, 저수부 (60) 가 세정수로 가득 찬 경우 세정수가 초음파 발진 회로부 (32) 로 누수되는 것을 방지하는 구조로 되어 있다.
본 발명에 따르면, 가정, 업소, 공장 사무실 등 모든 곳의 주방에 있는 급수장치에 본 발명에 따른 분사식 초음파 세정장치를 설치하게 되면, 환경 친화적으로 세제를 사용하지 않고 물 만으로 깨끗하고 정밀하게 세정이 가능하고, 우리가 관례적인 방법으로 급수장치로부터 흘러 나오는 물로 세정하는 것보다 물의 사용량을 줄일 수 있는 장점도 가지고 있다. 따라서, 주방에서 세정 등을 손쉽게 위생적으로 세정하면서도, 세제 및 물의 낭비로 인한 환경 오염을 방지할 수 있게 된다.
본 발명의 바람직한 실시례가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 오로지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해되어져야 한다.

Claims (9)

  1. 초음파 진동자를 이용한 분사식 초음파 세정장치에 있어서,
    구성부분을 지지하고 세정수를 저장하는 공간을 형성하는 케이스;
    상기 케이스 외부의 급수장치로부터 세정수가 급수되며 상기 케이스의 일측면 하부에 구비되어진 급수구;
    상기 급수구를 통해 급수되어진 세정수가 상기 케이스 외부로 분사되어 지기까지 저장되어지며 상기 케이스 내벽으로 이루어진 저수부;
    상기 저수부에 저장되어 있는 세정수에 초음파 진동이 생기도록 하며 상기 저수부 상부에 구비되고 상기 케이스에 내장되는 초음파 진동자;
    상기 초음파 진동자에 구동 전압 및 신호 전압을 공급하며 상기 초음파 진동자 상부에 구비되고 상기 케이스에 내장되는 초음파 발진 회로부;
    상기 초음파 진동자에 의해 초음파 진동하는 상기 저수부 내 세정수의 유체흐름을 감소시키기 위해 상기 세정수를 일시적으로 저장한 후, 하부에 위치한 분사구를 통해 상기 케이스 외부로 분사하며 상기 저수부 아래에 구비되는 분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 분사식 초음파 세정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스에는 상기 초음파 진동자에서의 초음파 발생 여부를 결정하기 위한 신호를 입력하는 스위치와 상기 초음파 진동자가 진동하는 것을 표시하기 위한 LED 표시등을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분사식 초음파 세정장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스와 상기 초음파 진동자 사이에 누수방지 개스킷을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분사식 초음파 세정장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 누수방지 개스킷이 바이톤 고무인 것을 특징으로 하는 분사식 초음파 세정장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사노즐의 분사구 반경이 상기 급수구의 반경보다 작은 것을 특징으로 하는 분사식 초음파 세정장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 급수구로부터 세정수가 300 cc/min 내지 900 cc/min 범위의 유입량으로 상기 저수부에 유입되는 것을 특징으로 하는 분사식 초음파 세정장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 초음파 진동자가 1 ㎒ 내지는 2 ㎒ 범위의 주파수로 진동하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 분사식 초음파 세정장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사노즐은 상기 저수부 저면에서 상기 분사구 쪽으로 갈수록 폭이 점점 좁아지는 종상 모양의 구조를 가진 것을 특징으로 하는 분사식 초음파 세정장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사노즐은 상기 저수부 저면에서 상기 분사구 첨단까지의 노즐길이가 15 ㎜ 내지 30 ㎜ 범위의 길이를 가지고, 상기 저수부 저면에서 분사구 첨단까지 상기 케이스 내벽으로 둘러싸여진 노즐부피가 2800 ㎜3내지 4000 ㎜3범위의 부피를 가진 것을 특징으로 하는 분사식 초음파 세정장치.
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