KR20210090987A - 고압 분사 세척 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세척물에 고압의 세척수를 분사하여 세척물을 세척하는 고압 분사 세척 장치에 관한 것으로서, 세척수를 공급받아 저장하는 샤워헤드; 상기 샤워헤드에 세척수를 공급하는 급수 라인; 및 상기 샤워헤드에 부착되어 상기 샤워헤드에 저장된 세척수를 상기 세척물에 고압으로 분사하는 복수 개의 노즐을 포함하되, 상기 노즐은 샤워헤드 내에 저장된 세척수를 미세화하여 고압으로 분사하는 것을 특징으로 한다. 상기 노즐은 세척수를 부채꼴 형태로 분사하는 플랫 스프레이 노즐인 것이 바람직하며, 상기 샤워헤드의 중심축을 기준으로 소정 각도로 어긋나게 배치될 수 있다.

Description

고압 분사 세척 장치{High Pressure Spraying Washing Machine}
본 발명은 고압 분사 세척 장치에 관한 것으로서, 더 자세하게는 고압 분사 노즐을 이용하여 사용한 식기의 표면 등에 부착되어 있는 오염물을 효과적으로 제거할 수 있는 세척 장치에 관한 것이다.
근래들어 식기 세척기가 일반 가정에 널기 보급되기 시작하고 있다. 도 1은 가정용으로 사용되는 식기 세척기의 일반적인 구성을 도시하고 있는데, 본체(100) 내의 식기 바스켓(130,140)에 세척 대상인 식기를 올린 상태에서, 노즐을 통하여 분사되는 세척수에 의하여 세척 대상인 식기에 부착된 오염물질을 제거하게 된다. 세척수 분사구는 상부분사아암(150) 및 하부분사아암(160)에 형성되는데, 세척수가 식기에 고르게 도달하게끔 하기 위하여 상부분사아암(150) 및 하부분사아암(160)은 회전하도록 구성된다.
이와 같이 가정용으로 사용되는 일반적인 식기 세척기에서는 세척수가 저압의 굵은 물줄기 형태로 분사되는데, 이렇게 세척수가 저압으로 공급되기 때문에 세척 대상에 고르게 세척수가 도달하지 못할 뿐더러, 세척수의 사용양에 비하여 세척 효율도 높지 못한 문제점을 가지고 있다.
더 나아가, 세척 효율을 높이기 위해서 고온의 세척수의 사용해야 할 경우가 있는데, 종래의 식기 세척기에서는 식기 세척기의 하부에 설치되는 세척수 탱크에서 세척수를 가열하고 이를 펌프로 끌어올려 세척 대상에 분사하게 된다. 이 경우 펌프로부터 노즐까지 이어지는 세척수 공급 라인이 고온 상태가 될 수 있어서 세척수 공급 라인의 표면에 대한 단열 처리를 해야할 뿐만 아니라, 실제로 세척에 사용되지 않을 세척수까지 미리 가열하게 되므로 에너지 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
등록특허공보 제10-1088313호 (공고일:2011.11.30.) 공개특허공보 제10-2016-0042628호 (공개일:2016.04.20.) 등록실용신안공보 제20-0366704호 (공고일:2004.11.09.)
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고압 분사 노즐을 사용하여 세척수를 광대역으로 분사함으로써, 저압의 굵은 물줄기 형태로 세척수를 공급하는 종래의 식기 세척기와 비교하여 적은 양의 세척수로도 높은 세척 효과를 얻을 수 있는 고압 분사 세척 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
더 나아가, 세척수가 고온으로 가열된 후 분사 노즐로 공급될 때까지의 경로를 최소화하여, 높은 열효율을 얻음과 동시에 세척 장치의 구조를 단순화함으로써 제조 비용을 절감할 수 있는 고압 분사 세척 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은 세척물에 고압의 세척수를 분사하여 세척물을 세척하는 고압 분사 세척 장치에 관한 것으로서, 세척수를 공급받아 저장하는 샤워헤드; 상기 샤워헤드에 세척수를 공급하는 급수 라인; 및 상기 샤워헤드에 부착되어 상기 샤워헤드에 저장된 세척수를 상기 세척물에 고압으로 분사하는 복수 개의 노즐을 포함하되, 상기 노즐은 샤워헤드 내에 저장된 세척수를 미세화하여 고압으로 분사하는 것을 특징으로 한다.
상기 노즐은 세척수를 부채꼴 형태로 분사하는 플랫 스프레이 노즐인 것이 바람직하며, 상기 샤워헤드의 중심축을 기준으로 소정 각도로 어긋나게 배치될 수 있다.
더 바람직하게는, 상기 노즐은 세척수를 미세세화여 15~70° 폭의 부채꼴 형태로 분사하되, 상기 샤워헤드에 부착된 서로 인접한 노즐은 상기 샤워헤드 중심축을 기준으로 1~9° 어긋나게 배치된 것을 특징으로 한다.
상기 샤워헤드는 구동수단에 의하여 선형 이동이 가능하다. 특히 상기 샤워헤드는 상부 샤워헤드(110) 및 하부 샤워헤드(210)를 포함하되, 상기 상부 샤워헤드(110)에 형성된 복수 개의 상부 노즐(111)은 세척물의 상부로 세척수를 분사하고, 상기 하부 샤워헤드(210)에 형성된 복수 개의 하부 노즐(211)은 세척물의 하부로 세척수를 분사하며, 상기 상부 샤워헤드(110)와 상기 하부 샤워헤드(210)는 샤워헤드 커넥터(410)에 의하여 서로 강체결합됨으로써, 상기 상부 샤워헤드(110)와 상기 하부 샤워헤드(210)는 동기저긍로 선형 이동하게 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고압 분사 세척 장치에서는 세척수를 미세입자화하여 고압 상태로 광대역으로 분사하는 노즐을 사용함으로써 굵은 물줄기를 저압으로 분사하는 종래의 식기 세척기에 비하여 적은 양의 세척수로도 높은 세척 효과를 얻을 수 있게 된다.
그리고 세척수를 가열하는 히팅부를 고압 분사 노즐이 설치된 샤워헤드 내에 형성함으로써, 세척수를 가열하는 영역과 세척수를 분사하는 영역 사이의 거리를 최소화하여 열효율을 높임과 동시에, 세척수 공급 라인 주변에 대한 단열의 필요성을 제거함으로써 세척 장치의 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
복수 개의 고압 분사 노즐이 샤워헤드에 설치되는데 있어서, 고압 분사 노즐마다 설치 각도를 다르게 함으로써, 세척수가 분사되는 영역을 최대화하여 사각 지대를 없앨 수 있다.
더 나아가, 복수 개의 고압 분사 노즐이 형성된 샤워헤드가 세척 장치 본체 내에서 선형이동하게 되는데, 이는 분사 노즐이 형성된 아암이 회전운동 하는 종래의 식기 세척기와 비교하여 넓은 영역에 고르게 세척수를 분사하는 것이 가능하게 되므로 사각 지대를 없애는데 도움을 주게 된다.
도 1은 종래기술에 따른 식기 세척기의 구성을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 세척 장치의 전체적인 구성을 도시한 것이다.
도 3 및 4는 본 발명에서 샤워헤드의 선형 이동 상태를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 샤워헤드를 도시한 것이다.
도 6은 부채꼴 형태로 세척수를 분사하는 고압 분사 노즐의 종류를 도시한 것이다.
도 7은 부채꼴 형태로 세척수를 분사하는 복수 개의 플랫 스프레이 노즐이 샤워헤드에 부착된 상태를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에서 세척수를 가열하는 수단을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 세척 장치의 전체적인 구성을 도시한 것이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고압 분사 세척 장치의 전체적인 구성을 설명하도록 한다. 본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 2는 본 발명에 따른 고압 분사 세척 장치의 전체적인 구성을 도시한 것이다. 통상적인 식기 세척기와 마찬가지로 세척수가 외부로 튀는 것을 막기 위한 케이스가 본 발명의 외부에 구비될 수 있지만, 이에 대한 도시는 생략하도록 한다.
상부 샤워헤드(110)에는 복수 개의 상부 노즐(111)이, 하부 샤워헤드(210)에는 복수 개의 하부 노즐(211)이 구비되어 있다. 상부 샤워헤드(110)와 하부 샤워헤드(210) 사이의 공간에는 세척 대상인 식기가 거치될 수 있는 세척물 바스켓(500)이 구비된다. 상부 노즐(111)과 하부 노즐(211)에서는 세척수가 고압으로 분사되어 세척물 바스켓(500)에 거치된 세척물을 세척하게 된다. 상부 샤워헤드(110)와 하부 샤워헤드(210)는 수평 방향 또는 수직 방향으로 움직이면서 이동 범위 내에 전체적으로 세척수를 분사하게 된다.
도 2의 실시예에서는 구동모터(320)에 연결된 나사봉(310)이 구동모터(320)의 구동력에 의하여 회전하고, 위 나사봉(310)에 나사결합되는 암사사가 형성된 선형 이동부(330)는 위 나사봉(310)의 회전에 따라 선형 이동하게 되는데, 위 선형 이동부(330)의 움직임에 의해서 상부 샤워헤드(110) 또는 하부 샤워헤드(210)가 선형 이동을 하게 된다. 구체적으로 상부 샤워헤드(110)와 하부 샤워헤드(210)는 샤워헤드 커넥터(410)에 의하여 구조적으로 결합되어 있어서, 상부 샤워헤드(110)와 하부 샤워헤드(210)의 선형 이동은 동기화된다. 그리고 샤워헤드 커넥터(410)에 상기 선형 이동부(330)가 강체 결합되면, 구동모터(320)의 회전에 의하여 상부 샤워헤드(110)와 하부 샤워헤드(210)가 동시에 선형 이동을 하게된다. 도 2의 실시예에서는 상부 샤워헤드(110)와 하부 샤워헤드(210)가 서로 결합되어 동기적으로 구동되는 것으로 설명되었으나, 필요에 따라서는 상부 샤워헤드(110)와 하부 샤워헤드(210)에 개별적으로 구동장치가 형성되어 각각 따로 구동될 수 있을 것임을 통상의 기술자라면 어렵지 않게 이해할 수 있을 것이다. 더 나아가 상부 가이드(120)와 하부 가이드(220)가 구비되어, 상부 샤워헤드(110) 또는 하부 샤워헤드(210)가 안정적으로 선형 이동을 할 수 있다. 정리하자면, 구동모터(320), 나사봉(310), 그리고 나사봉(310)의 일단을 회전가능하게 고정시키는 나사봉 써포트(311), 상부 가이드(120), 그리고 하부 가이드(220)는 세척 장치 구조물에 강체 고정되는 것이고, 상부 샤워헤드(110), 하부 샤워헤드(210), 그리고 이들을 결합하는 샤워헤드 커넥터(410)는 선형이동을 하게 된다.
도 3 및 도 4는 상부 샤워헤드(110)와 하부 샤워헤드(210)가 선형 이동을 하는 상태를 도시한 것이다. 세척 장치의 구조물(W)에 강체 고정된 구동모터(320)가 작동하여 나사봉(310)을 회전시키게 되면, 나사봉(310)과 나사 결합되어 있는 암나사부가 형성된 선형 이동부(330)는 나사봉(310)의 축방향으로 이동하게 되고, 선형 이동부(330)와 샤워헤드 커넥터(410)를 통하여 강체 결합되어 있는 상부 샤워헤드(110) 및 하부 샤워헤드(210) 역시 선형 이동을 하게 된다. 상부 급수 라인(150)과 하부 급수 라인(250)을 통하여 각각 상부 샤워헤드(110) 및 하부 샤워헤드(210)에 세척수를 공급하게 되는데, 상부 샤워헤드(110) 및 하부 샤워헤드(210)는 선형으로 이동해야 하므로, 상부 급수 라인(150) 및 하부 급수 라인(250)은 고무 튜브와 같은 유연한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
도 5는 하부 샤워헤드(210)의 구성을 도시한 것으로서, 하부 샤워헤드(210)의 소정 부분에 복수 개의 하부 노즐(211)이 형성되어 있고, 세척수를 하부 샤워헤드(210)로 공급하기 위한 하부 급수 라인(250)이 연결된다. 하부 노즐(211)은 반도체 식각 공정에서 일반적으로 사용되는 에칭 노즐 스프레이(Etching Nozzle Spray)에 사용되는 노즐과 같이 물을 미세한 입자 형태로 고압으로 분사하는 형태의 노즐을 사용하는 것이 바람직하다. 특히 도 6에 도시된 것과 같이 미세한 물 입자를 넓은 영역, 바람직하게는 15~70°폭, 더 바람직하게는 30~65° 폭의 부채꼴 형태로 분사하는 플랫 스프레이 노즐(Flat Spray Nozzle)을 이용하는 것이 좋다. 상부 샤워헤드(110)의 구성은 하부 샤워헤드(210)의 구성과 완전히 동일하므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
도 7은 상부 샤워헤드(110)에 부착된 복수 개의 상부 노즐(111)에서 부채꼴 형태로 세척수가 분사되는 상태를 도시한 것이다. 서로 인접한 상부 노즐(111)에 의하여 각각 분사되는 세척수들이 서로 간섭을 일으키지 않음과 동시에, 넓은 영역에 세척수가 분사되도록 하기 위하여, 서로 인접한 상부 노즐(111)은 상부 샤워헤드(110)의 중심축을 기준으로 소정 각도, 바람직하게는 1~9°, 더 바람직하게는 2~5° 틀어지도록 하는 것이 바람직하다(도 7(b) 참조). 실제로 상부 노즐(111)을 일렬로 배열한 것에 비하여, 인접한 상부 노즐이 상호 간에 틀어지도록 배열하는 것에 의하여 세척 효과가 상승함을 확인할 수 있었다. 하부 샤워헤드(210) 역시 전술한 상부 샤워헤드(110)와 동일한 구성을 가지게 되므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
도 8은 세척수를 가열하는 수단을 도시한 것이다. 세척 효과를 높이기 위하여 세척수의 온도를 높일 필요가 있는데, 종래의 식기 세척 장치에서는 장치의 하부에 설치된 물탱크에서 물을 가열하고 공급하는 방식을 채택하였었다. 도 8의 실시예에서는 상부 샤워헤드(또는 하부 샤워헤드) 내에 히팅부 전원선(611)이 연결된 히팅부(610)가 내장되므로, 상부 샤워헤드(또는 하부 샤워헤드) 내에서 세척수가 가열되어 바로 노즐을 통하여 분사되므로, 급수 라인 상에 단열을 위한 별도의 설비가 필요가 없으며, 열효율이 극히 높아질 수 있다. 특히 샤워헤드 내에 존재하는 소량의 세척수만을 바로 가열하여 분사하게 되므로, 필요없이 미리 가열되는 세척수의 양을 최소화할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예로서, 상부 급수 라인(150)과 하부 급수 라인(150)이 각각 상부 샤워헤드(110)와 하부 샤워헤드(210)의 측면과 연결되어 있다. 제1 실시예와는 다르게 상부 샤워헤드(110)와 하부 샤워헤드(210)에 각각 연결되는 상부 급수 라인(150)과 하부 급수 라인(150)은 금속 파이프를 이용함으로써, 상부 샤워헤드(110)와 하부 샤워헤드(210)의 결합을 더욱 견고하게 한 것을 알 수 있다.
110: 상부 샤워헤드 210: 하부 샤워헤드
111: 상부 노즐 211: 하부 노즐
120: 상부 가이드 220: 하부 가이드
121: 상부 가이드 고정수단 221: 하부 가이드 고정수단
310: 나사봉 311: 나사봉 써포트
320: 구동모터 330: 선형 이동부
410: 샤워헤드 커넥터 150: 상부 급수 라인
500: 세척물 바스켓 250: 하부 급수 라인
610: 히팅부 611: 히팅부 전원선

Claims (6)

  1. 세척물에 고압의 세척수를 분사하여 세척물을 세척하는 고압 분사 세척 장치에 관한 것으로서,
    세척수를 공급받아 저장하는 샤워헤드;
    상기 샤워헤드에 세척수를 공급하는 급수 라인; 및
    상기 샤워헤드에 부착되어 상기 샤워헤드에 저장된 세척수를 상기 세척물에 고압으로 분사하는 복수 개의 노즐을 포함하되,
    상기 노즐은 샤워헤드 내에 저장된 세척수를 미세화하여 고압으로 분사하는 것을 특징으로 하는, 고압 분사 세척 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 노즐은 세척수를 부채꼴 형태로 분사하는 플랫 스프레이 노즐인 것을 특징으로 하는, 고압 분사 세척 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 샤워헤드에 부착된 서로 인접한 노즐은 상기 샤워헤드의 중심축을 기준으로 소정 각도로 어긋나 있는 것을 특징으로 하는, 고압 분사 세척 장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 노즐은 세척수를 미세세화여 15~70° 폭의 부채꼴 형태로 분사하되, 상기 샤워헤드에 부착된 서로 인접한 노즐은 상기 샤워헤드 중심축을 기준으로 1~9° 어긋나게 배치된 것을 특징으로 하는, 고압 분사 세척 장치.
  5. 청구항 1 내지 3 중 하나의 청구항에 있어서, 상기 샤워헤드는 구동수단에 의하여 선형 이동이 가능한 것을 특징으로 하는, 고압 분사 세척 장치.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 샤워헤드는 상부 샤워헤드(110) 및 하부 샤워헤드(210)를 포함하되,
    상기 상부 샤워헤드(110)에 형성된 복수 개의 상부 노즐(111)은 세척물의 상부로 세척수를 분사하고,
    상기 하부 샤워헤드(210)에 형성된 복수 개의 하부 노즐(211)은 세척물의 하부로 세척수를 분사하며,
    상기 상부 샤워헤드(110)와 상기 하부 샤워헤드(210)는 샤워헤드 커넥터(410)에 의하여 서로 강체결합됨으로써, 상기 상부 샤워헤드(110)와 상기 하부 샤워헤드(210)는 동기저긍로 선형 이동하게 되는 것을 특징으로 하는, 고압 분사 세척 장치.
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