KR200313467Y1 - 초음파 진동을 이용한 세척장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 초음파 진동을 이용한 세척장치에 관한 것으로, 바닥면에 관통구가 형성된 수조; 상부면은 상기 수조 내로 노출되고 하부면은 상기 관통구의 주변 바닥면에 대응하여 밀착 고정되는 진동판; 상기 진동판에 대해 상기 수조를 사이에 두고 상기 관통구의 주변 저면에 밀착 고정되는 초음파 진동자; 및 상기 초음파 진동자 및 진동판의 결합으로 상기 수조에 대한 밀착 고정이 가능하도록 상기 진동판의 하부면에 수직하방으로 고정되어 상기 관통구를 통해 상기 초음파 진동자에 체결되는 스터드볼트;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이 때 상기 진동판 하부면에는 수밀유지용 오링이 끼움 결합되는 것이 바람직하며, 체결과 더불어 결합력을 공고히 하도록 진동판 및 초음파 진동자에 대한 수조의 해당 면접촉부위에 접착제가 도포된 접착층이 형성되어 접착결합이 가능함이 바람직하다.

Description

초음파 진동을 이용한 세척장치{A Washing Device Using Ultra Vibration}

본 고안은 초음파를 이용한 세척장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수조에 비해 상대적으로 두꺼운 진동판이 수조를 사이에 두고 초음파 진동자와 결합될 수 있도록 수조에는 관통구가 형성되고, 상기 관통구를 통해 하부로 노출되는 스터드볼트가 진동판에 고정되며, 상기 스터드볼트에 체결되는 체결구가 초음파 진동자에 형성되는 구조의 초음파 진동을 이용한 세척장치에 관한 것이다.

일반적으로 초음파진동은 약 20,000Hz 이상의 진동파를 말하는 것으로, 산업계 전반에 걸쳐 공구나 공작물의 가공에 이용되어 왔다. 특히 초경합금과 같은 고강도의 공업용 재료나 도자기, 유리, 보석류와 같은 경질취성 물질은 일반 기계가공으로 가공이 어려워 초음파진동을 이용한 연마, 천공 및 절단 등을 통해 가공되고 있다.

이와 더불어 구조가 복잡한 기계부품이나 탄광에서의 세탄과정 등과, 도금 및 용접 등에 이르기까지 초음파 진동이 이용되는 등 그 사용범위가 점차적으로 확대되고 있다.

그런데 기존에 산업계에서 제한적으로 사용되면 초음파진동 기술이 피부 마사지가나 가정용 세척기 등과 같은 가정용품의 분야까지 확장되고 있으며, 이는 초음파 진동이 갖는 특성상 의류나 식기 등에 묻은 때나 피부에 형성되는 지질 등에 대해 분해능력이 있다는 것에 착안한 결과이다.

이러한 착안에 기초하여 얻어진 결과로서 도 1에 도시된 바와 같이, 싱크대의 수조(10)에 초음파진동 기술을 적용한 것으로, 싱크대의 수조(10) 저면에 초음파 진동자(20)를 결합시킨 구조의 초음파 세척기이다. 하지만 종래 초음파 세척기는 접착제를 사용하여 수조(10) 저면에 초음파 진동자(20)를 결합시킨 구조로서,수조(10) 저면을 진동판으로 하여 초음파 진동자(20)에 전원이 인가되면 초음파 진동자(20)의 진동이 수조(10)에 전달되고, 수조(10)내의 물이 진동하면서 수장되었던 식기 등의 피세척물(30)이 세척되도록 하는 것이다.

그런데 종래 초음파 세척기에서는, 상기 초음파 진동자(20)가 수조(10)의 저면에 접착제를 사용하여 결합되는 구조임으로 장시간의 사용시 진동으로 인해 그 결합력이 상쇄되고 저하되는 문제점이 있다. 이에 따라 초음파 진동자(20)와 수조(10) 저면의 결합부위에서 국소적 또는 전반적인 이탈이 발생되고 결국 진동전달율 및 세척율이 저하되는 문제점을 야가하게 된다.

아울러 수조(10)의 두께가 통상적으로 약 1mm 이하로 매우 얇기 때문에, 초음파진동이 장기간에 걸쳐 전달되다 보면 수조(10)의 표면에 부식이나 마모가 발생되며 이러한 부식 및 마모가 더 진행될 경우 균열이 발생되어 결국 누수되는 문제점이 야기된다. 따라서 궁극적으로 내구성에 심각한 결함을 안고 있는 문제점이 있다.

이를 극복하기 위해 두께가 약 2mm 정도의 수조(10)를 채용하는 것이 바람직한데. 이럴 경우 비용상승, 수조 가공기술상의 문제가 발생되며, 이미 설치된 기존 수조(10)에는 적용하여 사용할 수 없는 문제점이 있다.

따라서 본 고안은 상기와 같은 종래 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 고안의 제 1목적은, 수조와는 별도로 진동판을 구비하고 상기 진동판을 통해 수조내에 초음파진동을 전달하는 구조를 갖춤으로써, 수조의 부식, 마모 등의 우려없이장기간의 내구성이 담보될 수 있는 초음파를 이용한 세척장치를 제공하는 것이다.

그리고 본 고안의 제 2목적은, 진동판과 초음파 진동자룰 스터드볼트를 이용하여 체결함으로 양자간 공고한 결합력이 장기간 유지될 수 있는 초음파를 이용한 세척장치를 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적들은, 바닥면에 관통구가 형성된 수조;

상부면은 상기 수조 내로 노출되고 하부면은 상기 관통구의 주변 바닥면에 밀착 고정되는 진동판;

상기 진동판에 대해 상기 수조를 사이에 두고 상기 관통구의 주변 저면에 밀착 고정되는 초음파 진동자; 및

상기 초음파 진동자 및 진동판의 결합으로 상기 수조에 대한 밀착 고정이 가능하도록 상기 진동판의 하부면에 수직하방으로 고정되어 상기 관통구를 통해 상기 초음파 진동자에 체결되는 스터드볼트;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 초음파 진동을 이용한 세척장치에 의하여 달성된다.

여기서 상기 진동판의 하부면에 형성된 끼움홈을 따라 수밀을 위해 끼워지는 오링이 더 구비되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 초음파 진동자 및 진동판과 밀착되는 상기 수조의 바닥면 및 저면부위로 접착제가 도포되어 형성된 접착층이 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 초음파 진동자는 볼트조임형 란쥬반 진동자인 것이 바람직하다.

아울러 상기 진동판은 스테인레스 재질인 것이 바람직하다.

그리고 상기 진동판은 상기 수조보다 상대적으로 더 두꺼운 것이 바람직하다.

본 고안의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

도 1은 종래 세척장치의 구성도,

도 2는 본 고안에 따른 초음파 진동을 이용한 세척장치의 구성도,

도 3은 본 고안에 따른 초음파 진동을 이용한 세척장치의 분해사시도,

도 4는 본 고안에 따른 초음파 진동을 이용한 세척장치의 사용상태도이다.

< 도면의 주요부분에 관한 부호의 설명 >

10: 수조 20: 초음파 진동자

30: 피세척물 100: 수조

110: 관통구 200: 진동판

200a: 끼움홈 210: 오링

220: 스터드볼트 300: 초음파 진동자

310: 체결구 400: 접착층

1000: 세척장치 2000: 피세척물

다음으로는 본 고안에 따른 초음파 진동을 이용한 세척장치의 구성 및 동작에 관하여 첨부되어진 도면과 더불어 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 고안에 따라 초음파 진동을 이용한 세척장치의 구성도이고, 도 3은 본 고안에 따라 초음파 진동을 이용한 세척장치의 분해사시도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 세척장치(1000)는 수조(100) 내로 전달되는 초음파 진동을 이용하여 피세척물(2000)을 세척하기 위한 것으로, 수조(100)의 바닥을 사이에 두고 하부에는 초음파 진동자(300)가 구비되고, 상부에는 진동판(200)이 구비되며 양자간 체결을 통해 수조(100)에 밀착 결합되는 구조이다.

이 때 수조(100)의 바닥면과 저면으로 상기 초음파 진동자(300)와 진동판(200)이 밀착되는 부위로 접착제가 도포된 접착층(400)이 형성되어 있어 체결에 따라 밀착되면서 접착결합이 동시에 이루어진다.

이러한 상기 세척장치(1000)는 상부 바닥면 중앙에 관통구(110)가 형성된 수조(100)와, 상기 수조(100)를 사이에 두고 바닥면과 저면에 각각 구비된 진동판(200) 및 초음파 진동자(300)와, 상기 진동판(200) 및 초음파 진동자(300)의체결을 위해 상기 진동판(200)의 하부면에 스팟(Spot)용접으로 고정되어 상기 관통구(110)를 통해 상기 초음피진동자(300)와 체결되는 스터드볼트(220)를 포함하여 이루어진다.

여기서 수조(100)의 상부 바닥면에 구비된 판이 진동판(200)으로 수조(100)와 마찬가지로 스테인레스로 이루어져 있다. 그리고 상기 진동판(200)의 하부면 중앙에 수직하방으로 고정된 것이 스터드볼트(220)인데, 상기 스터드볼트(220)는 수조(100) 바닥면의 중앙에 형성된 관통구(110)를 통해 수조(100)의 하부로 노출된다.

이러한 상기 진동판(200)의 하부 표면은 상기 수조(100)의 상부 바닥면의 형상에 대응하여 밀착되는데, 만일 상기 수조(100)의 바닥면이 소정곡률로 오목(또는 볼록)하게 만곡되어 있을 경우 이에 대응하여 면접촉으로 밀착되도록 동일 곡률로 하부 표면이 만곡되는 형태를 갖는다.

이 때 상기 진동판(200)의 두께는 수조(100)에 비해 상대적으로 큰데, 수조(100)의 두께가 약 1mm 정도일 경우 상기 진동판(200)의 두께는 초음파진동에 의한 부식이나 마모의 방지를 감안하여 최소 약 2∼3mm 정도인 것이 바람직하다.

따라서 결과적으로 상기 초음파 진동자(300)에서 발생된 초음파진동은 약 1mm 정도 두께의 수조(100)와 약 2mm 정도 두께의 진동판(200) 등 총 약 3∼4mm 정도의 금속판을 지나 수조(100)내의 피세척물(2000)에 최종 전달된다.

그리고 상기 스터드볼트(220)에 체결되어 상기 수조(100)의 하부 저면에 밀착 고정된 것이 초음파 진동자(300)이다. 상기 초음파 진동자(300)의 상부에는 상기 스터드볼트(220)가 체결되도록 높이방향을 따라 체결구(310)가 형성되어 있으며, 이처럼 체결구(310)가 형성된 초음파 진동자(300)로서 본 고안에서는 볼트조임형 란쥬반 진동자(Bolt-clamped Langevin Type Transducer) 구조를 사용한다.

이에 따라 전원이 공급되어 초음파 진동이 발생되면, 우선 상기 수조(100) 바닥 및 진동판(200)이 1차 매질이 되어 초음파진동을 전달하고, 2차로 수조(100)내의 담수가 매질이 되어 초음파 진동을 피세척물(2000)에 전달하게 된다. 이와 같이 상기 수조(100) 내의 담수에 진동이 전달되면, 거품이 형성되면서 피세척물(2000)의 표면에 부착된 이물질 및 오염물질을 연속적으로 타격하게 되고 이탈을 강제 유도하여 세척이 이루어진다.

또한 상기 초음파 진동자(300)의 상부 및 진동판(200)의 하부와 밀착되는 수조(100)의 바닥면 및 저면부위에 접착제의 도포로 이루어진 것이 접착층(400)이다. 따라서 조립시 상기 진동판(200)의 스터드볼트(220)를 상기 관통구(110)에 삽입하여 하부로 노출시킨 뒤 상기 초음파 진동자(300)를 돌려 상기 스터드볼트(220)를 체결구(310)에 체결시키게 되면, 접착층(400)에 상기 대면하는 부위가 밀착되면서 체결과 더불어 접착결합이 가능하다.

아울러 상기 진동판(200)의 하부면에 상기 스터드볼트(220)의 고정부위 주위로 둥글게 파여진 것이 끼움홈(200a)이다. 그리고 상기 끼움홈(200a)에 끼워진 것이 고무재질의 오링(210)인데, 상기 오링(210)이 구비됨으로써, 수조(100)내의 물이 초음파 진동자(300)에까지 누수되지 않도록 진동판(200)의 하부면과 수조(100)의 바닥면 사이의 수밀유지에 기능할 수 있다.

도 4는 본 고안에 따른 초음파 진동을 이용한 세척장치의 사용상태도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 수조(100) 내의 담수에 식기나 수저등과 같은 피세척물(2000)이 수장되어 있을 경우 초음파 진동자(300)에 전원을 인가하게 되면, 초음파 진동자(300)로부터 초음파진동이 발생된다.

발생된 초음파진동은 상부에 밀착된 수조(100) 및 진동판(200)을 통해 진동판(200)의 상부면에 접한 담수 내로 전달된다. 그러면 담수 내에 소정의 거품이 형성되고 거품에 의해 피세척물(2000)의 표면이 연속 타격됨에 따라 피세척물(2000) 표면의 이물질 등이 가격되어 강제 이탈될 수 있다.

이 때 상기 거품의 형성으로 담수의 내압이 순간적으로 상승할 수 있으며 이로 인해 수조(100)의 관통구(110)를 통해 누수가 발생될 수 있지만, 초음파 진동자(300) 및 진동판(200)의 체결로 수조(100)의 해당면에 대한 강한 밀착결합과 진동판(200) 하부에 오링(210)이 채용됨으로써 견고한 수밀이 유지될 수 있다.

이상에서와 같은 본 고안에 따른 초음파진동을 이용한 세척장치(1000)에서, 상기 스터드볼트(220)가 진동판(200)에 고정되고 초음파 진동자(300)에 체결되는 구조 이외에, 진동판(200)의 두께가 상당히 클 경우 초음파 진동자(300)의 상부에 스터드볼트(220)가 고정되고 진동판(200)에 체결되는 구조의 사용이 가능하다.

또한 수밀유지용으로 오링(210)을 사용하는 것 이외에, 플랜지 형태로 테두리가 판의 형태를 갖는 수밀유지용 부재 또한 진동판(200)의 하부에 해당 크기로 홈을 파서 끼워 사용할 수 있다.

아울러 수조(100)의 규모가 커서 진동판(200)의 면적이 넓을 경우 다수의 초음파 진동자(300)를 체결할 수 있도록 진동판(200)의 하부에 일정간격을 두고 다수의 스터드볼트(220)가 고정되는 구조도 본 고안에 포함될 수 있다.

이상에서와 같은 본 고안에 따른 초음파 진동을 이용한 세척장치에 의하면, 체결구조를 통해 진동판과 초음파 진동자의 결합력을 보다 공고하게 할 수 있으며, 수조 바닥의 두께와 무관하게 진동판의 두께를 임의로 선정하여 사용할 수 있어 장기간의 사용에 따른 부식 및 마모방지 등 내구성 증진의 효과가 있다.

또한 기존 싱크대에 관통구를 형성하여 간단하게 시공할 수 있으며 구조가 간단하고 제작공정이 단순하여 제작비용의 절감되는 효과가 있다.

비록 본 고안이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 고안의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 실용신안등록청구의 범위는 본 고안의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.

Claims (6)

1. 바닥면에 관통구(110)가 형성된 수조(100);

   상부면은 상기 수조(100) 내로 노출되고 하부면은 상기 관통구(110)의 주변 바닥면에 대응하여 밀착 고정되는 진동판(200);

   상기 진동판(200)에 대해 상기 수조(100)를 사이에 두고 상기 관통구(110)의 주변 저면에 밀착 고정되는 초음파 진동자(300); 및

   상기 초음파 진동자(300) 및 진동판(200)의 결합으로 상기 수조(100)에 대한 밀착 고정이 가능하도록 상기 진동판(200)의 하부면에 수직하방으로 고정되어 상기 관통구(110)를 통해 상기 초음파 진동자(300)에 체결되는 스터드볼트(220);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 초음파 진동을 이용한 세척장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 진동판(200)의 하부면에 형성된 끼움홈(200a)을 따라 수밀을 위해 끼워지는 오링(210)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 초음파 진동을 이용한 세척장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 초음파 진동자(300) 및 진동판(200)과 밀착되는 상기 수조(100)의 바닥면 및 저면부위로 접착제가 도포되어 형성된 접착층(400)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 초음파 진동을 이용한 세척장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 초음파 진동자(300)는 볼트조임형 란쥬반 진동자 구조인 것을 특징으로 하는 초음파 진동을 이용한 세척장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 진동판(200)은 스테인레스 재질인 것을 특징으로 하는 초음파 진동을 이용한 세척장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 진동판(200)은 상기 수조(100)보다 상대적으로 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 초음파 진동을 이용한 세척장치.