KR20220030718A - Ultrasonic cleaning method using change of ultrasonic waveand apparatus therefor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 초음파 파동의 변화를 이용한 초음파 세척방법 및 그 장치에 관한 것으로, 초음파 파동의 진폭 또는 복수의 진동자로부터 방사되어 나온 초음파 진동들간에 발생되는 중첩(강화) 범위를 변화시켜 효과적으로 세척이 가능한 초음파 세척방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasonic cleaning method and apparatus using a change in ultrasonic wave, which can be effectively cleaned by changing the amplitude of the ultrasonic wave or the overlapping (reinforcement) range generated between ultrasonic vibrations radiated from a plurality of vibrators. It relates to a cleaning method and an apparatus therefor.
초음파란 전파 등과 같은 고주파 진동에너지인 전자기파와는 명확히 구분되고, 가청음 영역보다 큰 주파수를 갖는 소리의 일종으로, 세척장치, 융착기 등의 산업용기계, 비파괴검사기 등의 산업용 설비진단장치, SONAR, 어군탐지기 등의 수중정보통신장치, 의료장치 등에 다양하게 활용되고 있다.Ultrasound is a kind of sound that is clearly distinguished from electromagnetic waves, which are high-frequency vibration energy such as radio waves, and has a frequency greater than the audible sound range. It is widely used in underwater information and communication devices, medical devices, etc.
특히, 초음파 세척장치는, 초음파의 캐비테이션 효과 및 입자가속도효과를 세정에 이용한 장치로서, 강력한 입자제거력, 분산효과, 비접촉 세척, 동시 양면 세척, 세제 반응 촉진, 좁은 공간에서의 높은 침투력 등의 장점으로 인해 다양한 형태와 방식으로 기술개발이 이루어지고 있는 실정이다.In particular, the ultrasonic cleaning device is a device that uses the cavitation effect and particle acceleration effect of ultrasonic waves for cleaning. As a result, technology development is taking place in various forms and methods.
초음파 세척장치와 관련한 선행기술로서 대한민국공개특허 제 특1997-000903호(공개일: 1998년 10월 15일)는 다중 발진 초음파 세정장치에 대한 기술을 개시하고 있다.As a prior art related to an ultrasonic cleaning device, Korean Patent Laid-Open No. 1997-000903 (published date: October 15, 1998) discloses a technology for a multi-oscillation ultrasonic cleaning device.
본 선행기술은, 수조 내에 포함된 세정액에 초음파를 제공하는 초음파 발진 유니트로서, 상기 수조에 설치되고 각각이 하나 이상의 초음파 진동자를 포함하는 다수개의 진동자 그룹과, 각각이 적어도 하나의 진동자 그룹을 발진시키는 복수개의 발진기와, 상기 발진기를 온오프 제어하는 제어기를 포함하고 있다.The present prior art is an ultrasonic oscillation unit that provides ultrasonic waves to a cleaning liquid contained in a water tank, and includes a plurality of vibrator groups installed in the water tank and each including one or more ultrasonic vibrators, and at least one vibrator group each oscillating It includes a plurality of oscillators and a controller for on-off control of the oscillators.
그러나 이러한 이러한 선행기술은 복수개의 초음파 진동자로부터 방사되는 초음파 진동이 고정되어 있으므로 각 진동자들로부터 방사되어는 초음파 진동들 간의 간섭에 의한 중첩 및 상쇄로 인한 음영 범위가 고정되어 있음에 따라, 어느 고정된 범위에서는 세척력이 급격히 떨어지는 문제점이 있다.However, in this prior art, since ultrasonic vibrations radiated from a plurality of ultrasonic vibrators are fixed, the shadow range due to overlap and cancellation due to interference between ultrasonic vibrations emitted from each vibrator is fixed. In the range, there is a problem that the cleaning power is sharply decreased.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래의 초음파 세척장치들이 일정한 초음파 주파수만을 다수개의 진동자를 통하여 방사시켜 세척함으로써, 초음파 진동자별로 방사된 복수개의 초음파 진동들간의 중첩 및 상쇄로 인한 세척력이 급격하게 떨어지는 음영지역이 필연적으로 발생됨에 따라 이러한 음영지역이 어느 한 범위에 고정되지 않도록하는 초음파세척 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.The problem to be solved by the present invention is that conventional ultrasonic cleaning devices emit only a certain ultrasonic frequency through a plurality of vibrators and wash, so that the washing power is sharply decreased due to overlapping and offsetting between the plurality of ultrasonic vibrations emitted for each ultrasonic vibrator. An object of the present invention is to provide an ultrasonic cleaning method and apparatus for preventing such a shaded area from being fixed in any one range as the area is inevitably generated.
또한 초음파 세적을 진행함에 있어서 세척의 대상이 되는 불순물 또는 오염물의 크기 및 종류(지방성분, 녹말 등 ) , 상태에 따라 효과적으로 세척이 가능한 초음파 진동의 주파수가 달라지는바 넓은 주파수 대역의 초음파 진동을 제공하여 오염물의 상태 및 종류에 상관없이 효과적으로 세척이 가능한 초음파세척 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.In addition, in ultrasonic washing, the frequency of ultrasonic vibration that can be effectively cleaned varies depending on the size, type (fat component, starch, etc.) and condition of impurities or contaminants to be cleaned. An object of the present invention is to provide an ultrasonic cleaning method and an apparatus therefor that can be effectively cleaned regardless of the state and type of contaminants.
또한 초음파 진동의 진폭을 변화시킴에 따라 오염물에 전달되는 힘을 변화시켜 오염물이 보다 세척될 수 있도록 하는는 초음파세척 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an ultrasonic cleaning method and an apparatus for cleaning the contaminants by changing the force transmitted to the contaminants by changing the amplitude of the ultrasonic vibrations.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 초음파 파동의 변화를 이용한 초음파 세척 장치는 초음파 신호를 발생시키는 신호발생부, 상기 신호발생부를 제어하여 소정의 기준에 따라 상기 발생되는 초음파 신호의 진폭 또는 펄스폭이 변화되도록 제어하는 제어부 및 소정의 세척조에 장착되어 있으며, 상기 신호발생부로부터 상기 발생된 초음파 신호를 제공받아 초음파 진동을 통하여 초음파 파동을 발생시켜 상기 세척조에 공급하는 복수개의 진동자를 포함한다.An ultrasonic cleaning apparatus using a change in ultrasonic wave according to the present invention for achieving the above object is a signal generator that generates an ultrasonic signal, and controls the signal generator to control the amplitude of the ultrasonic signal generated according to a predetermined standard or a control unit for controlling the pulse width to be changed and a plurality of vibrators installed in a predetermined washing tank, receiving the generated ultrasonic signal from the signal generating unit, generating ultrasonic waves through ultrasonic vibration, and supplying the ultrasonic waves to the washing tank do.
또한 상기 본 발명에 따른 초음파 파동의 변화를 이용한 초음파 세척 장치의 상기 제어부는 상기 진동자로부터 발생되어 상기 세척조에 공급되는 초음파 진동들 간의 간섭으로 발생되는 중첩 및 상쇄 영역이 상기 세척조내의 일정 범위에 고정되지 않도록 상기 초음파 신호의 주파수를 변화시킬 수 있다.In addition, the control unit of the ultrasonic cleaning apparatus using the change of the ultrasonic wave according to the present invention is not fixed to a certain range in the washing tub overlapping and offsetting regions generated by interference between ultrasonic vibrations generated from the vibrator and supplied to the washing tub. It is possible to change the frequency of the ultrasonic signal to prevent it.
본 발명에 따른 초음파 파동의 변화를 이용한 초음파 세척 방법은 신호발생부를 통하여 초음파 신호를 발생시키는 단계, 상기 초음파 신호를 복수개의 진동자에 공급하여 초음파 진동을 발생시키고, 상기 초음파 진동들이 소정의 세척조에 공급되도록 하는 단계 및 상기 초음파 진동들간의 간섭으로 발생되는 상기 초음파 진동의 중첩 및 상쇄되는 범위가 상기 세척조 내의 일정 범위에 고정되지 않도록 상기 초음파 신호의 주파수를 변화시키는 단계를 포함한다.An ultrasonic cleaning method using a change in ultrasonic waves according to the present invention comprises the steps of generating an ultrasonic signal through a signal generator, supplying the ultrasonic signal to a plurality of vibrators to generate ultrasonic vibrations, and supplying the ultrasonic vibrations to a predetermined washing tank and changing the frequency of the ultrasonic signal so that the overlapping and offsetting range of the ultrasonic vibration generated by the interference between the ultrasonic vibrations is not fixed to a predetermined range in the washing tub.
본 발명에 따르면 복수개의 진동자들로부터 방사된 초음파 진동들간의 간섭으로 발생되는 파동의 중첩 및 상쇄되는 범위를 변화시켜, 세척력이 떨어지는 초음파 파동의 음영지역이 발생되지 않도록 함으로써 전 범위( 예를 들면 세척조 전체 )에 걸쳐 효과적으로 세척이 가능한 효과가 있다.According to the present invention, by changing the overlapping and canceling range of the wave generated by the interference between the ultrasonic vibrations emitted from the plurality of vibrators, so that the shadow area of the ultrasonic wave with low cleaning power is not generated, the entire range (for example, a washing tank It has the effect of being able to clean effectively throughout the entire ).
또한 본 발명에 따르면 세척의 대상이 되는 불순물 또는 오염물의 크기 및 종류(지방성분, 녹말 등 ), 상태에 상관없이 효과적으로 세척이 가능한 초음파세척 방법 및 그 장치를 제공하는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, there is an effect of providing an ultrasonic cleaning method and apparatus capable of effectively cleaning regardless of the size, type (fat component, starch, etc.) and state of impurities or contaminants to be cleaned.
또한 본 발명에 따르면 공급되는 초음파의 파동의 진폭을 크게 또는 작게 시간에 따라 변화를 줌으로써 오염물에 가해지는 힘의 크기를 변화시켜 오염물이 보다 잘 세척되도록 하는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, by changing the amplitude of the supplied ultrasonic wave with time to be large or small, the magnitude of the force applied to the contaminants is changed so that the contaminants are better cleaned.
도 1은 본 발명에 따른 초음파 세척 장치의 블록구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 초음파 발생회로의 일실시예이다.
도 3은 본 발명이 작동되는 원리를 설명하는 도면이다.1 is a block diagram of an ultrasonic cleaning apparatus according to the present invention.
2 is an embodiment of an ultrasonic wave generating circuit according to the present invention.
3 is a diagram for explaining the principle of operation of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 한편, 해당 기술분야의 통상적인 지식을 가진자로부터 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. On the other hand, the illustration and detailed description of the configuration and the action and effect thereof, which can be easily known from those of ordinary skill in the art, will be simplified or omitted, and the parts related to the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명에 따른 초음파 세척 장치의 블록구성도이다. 본 발명에 따른 주파수 변화를 통한 초음파 중첩 범위의 변화를 이용한 초음파 세척장치는 제어부(100), 신호발생부(200), 진동자(300)을 포함한다.1 is a block diagram of an ultrasonic cleaning apparatus according to the present invention. The ultrasonic cleaning apparatus using the change of the ultrasonic overlap range through the frequency change according to the present invention includes a
제어부(100)는 상기 신호발생부(200)를 제어하여 소정의 기준에 따라 상기 발생되는 초음파 신호의 주파수 또는 진폭이 변화되도록 제어하는 기능을 수행한다.The
상기 제어부(100)에서 상기 주파수를 제어하는 방법은 순차적으로 시간의 흐름에 따라 발생되는 초음파 신호의 주파수가 변화되도록 제어하는 것이 가능하다.In the method of controlling the frequency in the
신호 발생부(200)은 제어부의 제어에 따라 초음파 신호를 발생시켜 진동자(300)에 제공하게 된다.The
상기 진동자(300)는 소정이 세척조( 예를 들면 싱크대 )의 외부 또는 내부에 배치될 수 있으며, 진동자를 세척조에 배치 또는 장착시키는 방법이나 구조는 종래기술과 동일하다. 진동자(300)는 복수개인 것이 바람직하다.The
도 2는 본 발명에 따라 초음파의 진폭이 변화되도록 하는 초음파 발생회로의 일실시예이다. 도 2를 참조하여 설명하면, PFC 회로를 채택하여 역율을 보정하는 승압회로를 구성하여 Vdd 전압을 제어하게 된다. 2 is an embodiment of an ultrasonic wave generating circuit for changing the amplitude of ultrasonic waves according to the present invention. Referring to FIG. 2 , the voltage Vdd is controlled by configuring a boosting circuit for correcting the power factor by adopting the PFC circuit.
한편 본 발명에서는 주파수 변조를 통하여 초음파 주파수 또는 펄스폭을 제어할 수 있음은 물론이며, 그 자세한 방법은 종래기술에서 자세히 개시되어 있으므로 여기서의 자세한 설명은 생략토록 한다.On the other hand, in the present invention, it is of course possible to control the ultrasonic frequency or pulse width through frequency modulation, and since the detailed method is disclosed in detail in the prior art, a detailed description thereof will be omitted.
도 3은 본 발명이 작동되는 원리를 설명하는 도면이다. 도 3을 참조하여 설명하면, 복수개의 진동자들로부터 세척조 내부로 초음파 진동이 공급되는 경우 상기 초음파 진동의 조밀한 범위를 점선으로 표시한 것이다.3 is a diagram for explaining the principle of operation of the present invention. Referring to FIG. 3 , when ultrasonic vibrations are supplied into the washing tank from a plurality of vibrators, a dense range of the ultrasonic vibrations is indicated by a dotted line.
도 3의 (a)와 (b)에 공급되는 초음파 진동의 주파수( 진폭 )이 다른 경우 도면에서 보여지는 바와 같이 복수개의 진동자로부터 공급되는 초음파 진동들간에 발생되는 간섭으로 인하여 초음파 진동들간의 중첩 또는 상쇄되는 범위(위치)가 상이하게 된다.When the frequencies (amplitudes ) of the ultrasonic vibrations supplied to (a) and (b) of FIGS. 3 are different, as shown in the figure, the overlap or The offset ranges (positions) are different.
본 발명에서는 어느 한가지 주파수를 갖는 초음파 진동을 사용하여 초음파 세척을 진행하는 경우 도면에서 보여지는 바와같이 일정한 구역(위치)에 발생되는 초음파 진동의 상쇄현상에 따라 해당 범위(위치)에서의 세척력이 감소되는 것을 방지하기 위하여, 순차적으로 또는 시간변화에 따라 연속하여 초음파 주파수를 변화시켜 초음파 진동들간에 발생되는 진동의 상쇄구역(위치)가 변화되도록 함으로써 특정구역 또는 위치에서 세척력이 감소되는 현상(문제점)을 해결하고 있는 것이다.In the present invention, when ultrasonic cleaning is performed using ultrasonic vibrations having any one frequency, as shown in the drawing, the cleaning power in the corresponding range (position) is reduced according to the offsetting phenomenon of the ultrasonic vibrations generated in a certain area (position) A phenomenon in which the cleaning power is reduced in a specific region or position by changing the ultrasonic frequency sequentially or continuously according to time change to change the offset region (position) of the vibration generated between ultrasonic vibrations (problem) is solving the
전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다. 상술한 실시예들은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상의 범위에서 다양한 수정 및 변경이 가능할 것이다. 이러한 다양한 수정 및 변경 또한 본 발명의 기술적 사상의 범위 내라면 하기에서 기술되는 본 발명의 청구범위에 속한다 할 것이다.The foregoing has outlined rather broadly the features and technical advantages of the present invention so that the following claims may be better understood. The above-described embodiments may be variously modified and changed within the scope of the technical spirit of the present invention by those skilled in the art. Such various modifications and changes will also belong to the claims of the present invention described below as long as they are within the scope of the technical spirit of the present invention.
100 :제어부, 200 : 신호발생부, 300 : 진동자100: control unit, 200: signal generator, 300: vibrator
Claims (3)
상기 신호발생부를 제어하여 소정의 기준에 따라 상기 발생되는 초음파 신호의 진폭 또는 펄스폭이 변화되도록 제어하는 제어부; 및
소정의 세척조에 장착되어 있으며, 상기 신호발생부로부터 상기 발생된 초음파 신호를 제공받아 초음파 진동을 통하여 초음파 파동을 발생시켜 상기 세척조에 공급하는 복수개의 진동자를 포함하는 초음파 파동의 변화를 이용한 초음파 세척 장치.a signal generator for generating an ultrasonic signal;
a control unit controlling the signal generating unit to change an amplitude or a pulse width of the generated ultrasound signal according to a predetermined standard; and
An ultrasonic cleaning device using a change in ultrasonic waves, which is installed in a predetermined washing tank and includes a plurality of vibrators that receive the generated ultrasonic signal from the signal generator and generate ultrasonic waves through ultrasonic vibrations and supply them to the washing tank .
상기 제어부는
상기 진동자로부터 발생되어 상기 세척조에 공급되는 초음파 진동들 간의 간섭으로 발생되는 중첩 및 상쇄 영역이 상기 세척조내의 일정 범위에 고정되지 않도록 상기 초음파 신호의 주파수를 변화시키는 초음파 파동의 변화를 이용한 초음파 세척 장치.The method of claim 1,
the control unit
An ultrasonic cleaning apparatus using a change in an ultrasonic wave that changes the frequency of the ultrasonic signal so that an overlapping and offsetting region generated by interference between ultrasonic vibrations generated from the vibrator and supplied to the washing tub is not fixed to a predetermined range in the washing tub.
상기 초음파 신호를 복수개의 진동자에 공급하여 초음파 진동을 발생시키고,
상기 초음파 진동들이 소정의 세척조에 공급되도록 하는 단계; 및
상기 초음파 진동들간의 간섭으로 발생되는 상기 초음파 진동의 중첩 및 상쇄되는 범위가 상기 세척조 내의 일정 범위에 고정되지 않도록 상기 초음파 신호의 주파수를 변화시키거나 진폭을 변화시키는 단계를 포함하는 초음파 파동의 변화를 이용한 초음파 세척 방법.
generating an ultrasonic signal through a signal generator;
The ultrasonic signal is supplied to a plurality of vibrators to generate ultrasonic vibration,
allowing the ultrasonic vibrations to be supplied to a predetermined washing tank; and
Changing the frequency of the ultrasonic signal or changing the amplitude of the ultrasonic signal so that the overlapping and offsetting range of the ultrasonic vibration generated by the interference between the ultrasonic vibrations is not fixed to a predetermined range in the washing tub Ultrasonic cleaning method using.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20200903 |
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| PA0201 | Request for examination | ||
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20220223 Patent event code: PE09021S01D |
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| PG1501 | Laying open of application | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20221229 Patent event code: PE09021S01D |
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20230922 |
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| PG1601 | Publication of registration |