KR100230474B1 - 세탁건조기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 예열 건조의 초기단계에서 증발속도가 높고 탈수속도가 낮지 않아 예열 건조속도가 빠른 세탁건조기에 관한 것으로서,

예열 건조행정과 통상 건조행정을 구비한 세탁건조기에 있어서, 수냉식 열교환기로의 급수를 제어하기 위한 급수제어수단을 구비하고, 예를 들어 예열 건조 개시후의 일정시간 경과후에 급수를 개시하여 예열 건조의 초기단계에서 증발속도가 높고 탈수속도가 낮지 않아 예열 건조속도를 빠르게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

세탁건조기

본 발명은 세탁종료시의 최종탈수시에 고속회전하는 회전조에 온풍을 보내면서 탈수행정을 실행하는 예열 건조기능을 구비한 세탁건조기에 관한 것이다.

도 5는 종래의 드럼식 세탁건조기의 종단면도이다.

드럼식 세탁건조기는 외부 상자(101)내에 서스펜션(103)에 의해 지지된 수조(105)와, 상기 수조(105)의 수평축 X와 같은 축이 되도록 상기 수조(105)내에 회전 자유롭게 설치된 탈수조(회전조)(107)와, 상기 탈수조(107)내로 보내기 위한 바람을 형성하는 팬(102)과, 상기 팬(102)에 의해 형성된 바람에 대해 제습처리를 실시하는 수냉식 열교환기(제습기)(109)를 구비하고 있다.

또, 드럼식 세탁건조기는 열교환기(109)에 의해 제습된 바람을 온풍으로 하기 위한 히터(111)와, 탈수조(107)를 회전구동하기 위한 구동모터(104)와, 상기 모터(104)의 회전축(104a)의 선단부에 고정된 도르래(106)와, 탈수조(107)의 회전축(107a)에 설치된 도르래(108)와, 상기 각 도르래(106, 108)에 걸친 회전벨트(110)와 수조(105)에 급수를 실행하기 위한 수조급수밸브(112)와, 열교환기(109)에 급수를 실행하기 위한 열교환기 급수밸브(113) 등을 구비하고 있다.

관련된 구성의 드럼식 세탁건조기에서 세탁을 실행하는 경우에는 사용자는 개폐도어(115)를 열고, 탈수조(107)내에 세탁물(및 세탁제)을 투입하고 세탁개시 키(도시하지 않음)를 온 조작한다. 세탁개시 키가 온조작되면 마이크로 컴퓨터가 이것을 검출하여 수조급수밸브(112)를 제어하고 수조(105)내로 급수를 실행한다. 그리고, 급수가 종료되면 소정의 회전수로 구동모터(104)를 회전제어한다.

구동모터(104)가 회전구동되면 이 회전력이 회전벨트(110)에 의해 각 도르래(106, 108)를 통해 탈수조(107)로 전달된다. 이것에 의해 탈수조(107)가 구동모터(104)의 회전에 따라 회전구동되어 탈수조(107)내의 흐르는 물에 의해 세탁물이 세탁된다.

상기 마이크로 컴퓨터는 이후 배수(세탁액의 배수), 급수, 헹굼, 배수, 탈수·건조의 각 행정을 순서대로 실행하도록 상기 각 부를 제어한다.

관련된 구성의 세탁건조기의 탈수·건조행정은 예열건조와 통상건조로 나눈다.

우선, 예열건조를 설명한다.

마이크로 컴퓨터는 상기한 탈수·건조 행정이 이루어지면 팬(102), 열교환기(109) 및 히터(111)를 온 구동하는 동시에 구동모터(104)를 고속회전 구동한다(「의류에 작용하는 원심력≥의류에 작용하는 중력」이 되는 회전수).

이것에 의해 팬(102)에 의해 바람이 형성되고 이 바람은 열교환기(109)에 의해 제습처리되는 동시에 히터(111)에 의해 온풍되어 통풍구멍(118)을 통해 상기한 고속회전되는 탈수조(107)내로 보내진다(화살표 "W"로 나타낸다). 탈수조(107)내로 보내진 온풍은 회전구동되는 탈수조(107)의 구멍부(116)와 온풍 취출구멍(105a)을 통해 팬(102)으로 귀환되고, 이후 상기한 바와 같이 제습처리 및 온풍화 처리가 실시되고, 다시 탈수조(107)내에 보내지도록 상기 드럼식 세탁건조기 내를 순환한다(순환공기라고 한다).

이와 같이 하는 것에 의해 의류는 탈수조(107)의 고속회전에 의한 탈수와 수조(105)에 불어넣어지는 히터(111) 및 팬(102)에서의 온풍에 의한 증발에 의해 건조가 진행된다. 또, 증발한 물은 열교환기(109)에서 제습되어 물로 변환되고 외부로 배출된다.

이상의 행정(예열 건조)을 소정 시간 실행한 후, 마이크로 컴퓨터는 탈수조(107)를 저속회전(「의류에 작용하는 원심력〈의류에 작용하는 중력」이 되는 회전수)에 의한 통상 건조로 전환된다.

그런데, 예열 건조의 건조속도는 탈수조(107)의 회전탈수에 의한 탈수속도와 히터(111) 및 팬(102)의 온풍에 의한 증발속도를 부가한 것이다. 여기에 건조속도는 단위시간당 의류에서 나온 물의 양으로 정의한다.

다음에 시간경과에 대한 탈수속도 및 증발속도의 변화를 설명한다.

예열 건조중의 증발속도 W_V는 다음 식으로 나타낼 수 있다.

[수학식 1]

W_V=h_DρA(X_W-X₀)

(h_D:물질전달율, ρ:공기밀도, A: 의류표면적, X₀: 공기의 절대습도, X_W: 의류표면 온도에 있어서 포화절대습도)

도 6은 예열건조 중에 시간경과에 대한 증발속도 및 탈수속도의 변화를 나타낸 그래프이다.

즉, 예열건조 중의 초기단계는 의류온도가 낮기 때문에 상기 X_W가 낮고, 따라서 증발속도는 작고 히터(111)에 의한 입력(온풍)은 주로 의류의 가열에 사용된다. 시간의 경과와 함께 의류의 온도가 상승하여 상기 X_W가 커짐에 따라 증발속도는 커진다(도 6의 증발속도를 참조).

한편, 예열 건조 초기의 탈수는 의류표면 등에 부착한 제거하기 쉬운 물이 우선 탈수되지만 시간의 경과와 함께 섬유 근방의 모세관현상에 의해 구속된 탈수곤란한 물이 남기 때문에 탈수 속도는 시간과 함께 감소한다(도 6의 탈수속도를 참조).

그러나, 종래예에서는 예열 건조개시 직후부터 상기한 바와 같은 열교환기로 순환공기를 냉각하여 제습하기 때문에 일정량의 급수를 실행하는데 다음과 같은 문제점이 생긴다.

①증발속도에 대해

예열 건조 초기는 될 수 있는 한 빨리 의류표면에 있어서 포화절대 습도 X_W를 높이고자 한다. 그 때문에 교환열량은 적은 편이 좋다.

특히 예열 건조개시 직후는 열교환기(109)에서 순환공기(도 5에 있어서 화살표로 나타낸다)를 냉각해도 공기가 빼앗은 열량 중에 습열이 차지하는 비율이 커지기 때문에 무익한 열교환이 된다. 단, 의류로의 가열이 진행되어 X_W가 높아진 시점에서는 열교환기(109)에서 순환공기 중의 수분을 냉각제습하고 공기의 절대습도 X₀를 낮게 하는 편이 증발속도는 높아진다.

② 탈수속도에 대해

순환공기 온도가 높은 만큼 의류에 포함되는 수온이 높아지고 물의 점성, 표면장력이 저하된다. 결국 열교환에 있어서 순환공기의 냉각이 적은 편이 탈수속도는 높아진다. 또, 예열 건조 초기에 무익한 열교환이 실행되는 것에 의한 순환공기 온도의 저하에 의해 탈수속도가 저하하고 있다.

그래서 본 발명의 목적은 예열 건조의 초기단계부터 증발속도가 높고, 탈수속도가 낮지 않아 예열 건조 속도가 빠른 세탁건조기를 제공하는 것에 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태예에 있어서 예열 건조시의 수냉식 열교환기로의 급수개시 시기를 나타낸 그래프,

도 2는 본 발명의 각 실시형태예에 사용하는 세탁건조기의 종단면도,

도 3은 제 3 실시형태예의 수냉식 열교환기로의 급수 상황을 나타낸 그래프에 있어서, 도 3의 (A)는 예열 건조개시 직후에 서서히 급수속도를 올려가는 경우, 도 3의 (B)는 예열 건조개시 후에 일정시간 경과하고 나서 서서히 급수 속도를 올려가는 경우의 그래프,

도 4는 제 4 실시형태예의 경과시간에 대한 탈수 속도 및 증발 속도의 관계를 나타낸 그래프,

도 5는 종래의 세탁건조기의 종단면도,

도 6은 종래의 세탁건조기에 있어서 경과 시간에 대한 탈수 속도 및 증발 속도의 관계를 나타낸 그래프이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

W: 순환공기 1,2: 온도 센서

102: 팬 105: 수조

107: 탈수조 109: 수냉식 열교환기

111: 히터 112: 수조 급수밸브

113: 열교환기 급수밸브 116: 구멍부

상기 과제를 해결하기 위해 청구항 1에 기재한 발명은 세정 행정 종료 후에 탈수조를 고속회전시키면서 제습용의 수냉식 열교환기를 작동시켜 건조를 실행하는 예열 건조행정과, 상기 예열 건조행정 종료 후에 상기 탈수조를 저속회전시키면서 상기 수냉식 열교환기를 작동시켜 건조를 실행하는 통상 건조행정을 구비한 세탁건조기에 있어서, 상기 수냉식 열교환기로의 급수를 제어하기 위한 급수제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 1에 기재한 발명에 의하면 냉각용 수량제어수단에 의해 수냉식 열교환기에 흐르는 냉각용의 물의 양을 제어한다. 이와 같이 하면 예열 건조의 초기단계부터 한 번에 물이 수냉용 열교환기에 흐르지 않기 때문에 교환열량이 적고 의류표면에 있어서 포화절대 습도 X_W가 높아져서 증발속도가 높아진다. 또, 열교환에 있어서 순환공기의 냉각이 적어지기 때문에 탈수 속도가 높아진다.

또, 청구항 2에 기재한 발명은 상기 급수제어수단은 상기 예열 건조 개시 후의 일정시간 경과후에 급수를 개시하는 수단인 것을 특징으로 한다.

또, 청구항 3에 기재한 발명은 상기 급수제어수단은 상기 일정시간 경과후의 급수개시 시기를 결정하기 위한 검지수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 2 및 청구항 3에 기재한 발명에 의하면 검지수단에 의해 예열 건조 개시후의 일정시간의 경과를 검지하고 이 검지에 의해 상기 일정시간 경과후에 수냉식 열교환기로의 급수를 개시한다.

또, 청구항 4에 기재한 발명은 상기 급수제어수단은 상기 예열 건조 개시후의 시간경과와 함께 급수속도를 증가하도록 한 수단인 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 기재한 발명에 의하면 도 3의 (A), 도 3의 (B)에 나타낸 바와 같이 예열 건조개시후의 시간경과와 함께 수냉식 열교환기로의 급수속도를 증가한다. 이와 같이 하면 예열건조 초기 단계에서는 열교환이 그다지 실행되지 않기 때문에 의류의 보다 빠른 가열이 실행되고, 예열 건조의 시간이 경과하여 증발 효과가 차지하는 비율이 높아짐에 따라 충분한 냉각제습 능력을 갖는다.

또, 청구항 5에 기재한 발명은 상기 급수제어수단은 상기 예열 건조 개시후의 급수의 수온에 기초하여 급수속도를 조절하는 수단인 것을 특징으로 한다.

또, 청구항 6에 기재한 발명은 상기 급수제어수단은 수온 검지수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 5 및 청구항 6에 기재한 발명에 의하면 수온검지수단에 의해 급수의 수온을 검지하고 이 검지수온에 기초하여 급수속도를 조절한다.

또, 청구항 7에 기재한 발명은 상기 급수제어수단은 상기 예열 건조 개시후의 상기 세탁건조기 내를 순환하는 공기온도에 기초하여 상기 수냉식 열교환기로의 급수속도를 조절하는 수단인 것을 특징으로 한다.

또, 청구항 8에 기재한 발명은 상기 순환공기 온도를 검출하기 위한 순환공기온도 검출수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 7 및 청구항 8에 기재한 발명에 의하면 상기 세탁건조기 내를 순환하는 온도를 순환온도 검출수단에서 검출하고 이 검출온도에 기초하여 수냉식 열교환기로의 급수속도를 조절한다.

이하, 본 발명을 도시한 실시형태예에 기초하여 설명한다. 또, 이미 설명한 부분에는 동일 부호를 붙여서 중복 기재를 생략한다.

(1) 제 1 실시형태예

본 실시형태예는 일정시간 경과후에 급수를 개시하고 건조속도를 향상시키는 경우이다.

열교환기 급수밸브(113a)가 온이나 오프의 유량조절밖에 할 수 없는 경우에는 열교환기 급수밸브의 해방시의 급수속도를 예열 건조 종료 후의 통상건조의 항율기간시(항율기간; 증발속도가 일정한 기간)에 최적의 급수속도로 설정하는 것이 일반적이다(도 1의 「통상의 건조」 부분에 상당하는 급수속도가 최적 급수속도).

한편, 종래의 기술에서 서술한 바와 같이 예열 건조 초기단계에서는 다음과 같은 점이 중요하다.

① 예열 건조 초기 단계에서는 의류의 보다 빠른 가열이 중요하다.

② 예열 건조 시간이 경과함에 따라 증발효과가 차지하는 비율이 높아진다. 덧붙여서, 증발속도는 소정 시간이 경과한 후는 냉각 제습을 실행하는 편이 높아진다.

이상 2가지 점에서 예열 건조 초기단계에서는 제습용 열교환기(109)에 급수하지 않고, 소정 시간이 경과한 후, 급수를 개시하는 것에 의해 평균 건조속도 향상을 실현할 수 있다.

그래서, 도 1에 나타낸 바와 같이 열교환기 급수밸브(113a)가 온이거나 오프의 유량조절밖에 할 수 없는 경우에는 일반적인 사용환경하에서의 냉각수의 급수개시시기와 탈수속도, 증발속도의 관계를 미리 실제 기계로 실험하여 확인하고, 그 평균건조 속도가 최대가 되는 냉각수 급수개시시기(t₁)로 급수를 개시한다.

(2) 제 2 실시형태예

본 실시형태예는 급수개시 시기를 결정하기 위한 검지수단을 설치한 경우이다.

최적 냉각수의 급수개시 시기는 열교환기(109)의 냉각 성능에 의해 변화한다. 세탁건조기가 사용자에게 인도된 후에 냉각성능을 좌우하는 주요 매개 변수로서 냉각수 온도가 있다. 즉, 일반적으로 세탁건조기의 수냉식 열교환기의 냉각수로서는 수도물이 사용되기 때문에 계절과 사용시간대에 의해 급수온도(냉각수 온도)가 변동한다.

그래서, 상기 제 1 실시형태예의 세탁건조기의 예열 건조성능을 보다 향상시키기 위해 냉각수 온도의 검출수단을 설치하고, 냉각수 온도에 맞추어 급수시기 결정을 실행한다.

도 2는 본 실시형태예의 세탁건조기의 종단면도이고, 열교환기(109)로의 급수 경로 내에 온도 센서(1)를 설치한다.

수온의 측정방법으로서는 세탁을 종료하여 헹굼 후에 예열 건조를 실행하는 경우에는 온도 센서(1)에서 최종 헹굼시의 급수온도를 측정한다. 또는 예열 건조개시 이전에 냉각수를 단시간 흐르게 하여 급수온도를 측정해 둔다.

상기한 수단에 의해 예열 건조 행정 개시시에는 급수온도를 파악할 수 있고, 열교환기(109)의 냉각능력도 예측할 수 있다.

그래서, 미리 조사한 급수온도, 냉각수급수 개시시기와 탈수속도, 증발속도의 관계에서 결정한 평균 건조 속도가 최대가 되는 급수개시시기로 급수를 개시한다.

(3) 제 3 실시형태예

본 실시형태예는 시간의 경과와 함께 급수속도를 증가시키는 경우이다.

상기한 바와 같이 예열 건조에서는 다음과 같은 점이 중요하다.

① 예열 건조 초기단계에서는 의류의 보다 빠른 가열이 중요.

② 예열 건조의 시간이 경과함에 따라 증발효과가 차지하는 비율이 높아진다. 덧붙여서 증발속도는 소정 시간이 경과한 후는 냉각 제습을 실행하는 편이 높아진다.

이상 2가지 점에서 냉각수량의 중요성이 시간과 함께 증가한다.

도 2 구조의 세탁건조기에 있어서, 열교환기 급수밸브(113b)가 마이크로 컴퓨터에 의해 유량제어가 가능한 급수밸브인 경우에는 (즉, 상기한 온·오프 제어가 아닌 경우), 예열 건조개시 직후, 또는 예열 건조개시후 소정 시간이 경과한 후, 냉각수량을 시간과 함께 증가시켜 열교환기(109)의 냉각능력을 시간과 함게 증가시킨다(도 3의 (A), 도 3의 (B) 참조).

이상의 제어에 의해 예열 초기의 의류 가열이 중요한 시기는 낮은 냉각능력으로 운전하고 제습의 중요성이 늘어남에 따라 냉각능력을 늘리는 것에 의해 평균건조 속도를 향상시킬 수 있다.

(4) 제 4 실시형태예

본 실시형태예는 수온에 기초하여 급수의 유량조절을 실행하는 경우이다.

탈수속도는 도 2에 나타낸 순환공기(화살표 W)의 온도에 영향을 받고, 증발속도는 순환공기의 온습도에 영향을 받는다.

순환공기의 온습도는 수냉식 열교환기(109)의 냉각능력에 의해 변화하고, 냉각능력이 높은 만큼 온습도 상승곡선은 낮아진다.

그 결과, 탈수속도와 증발속도는 도 4에 나타낸 바와 같이 수냉식 열교환기(109)의 냉각능력의 대소에 따라 변화한다(도 4는 예열 개시 직후부터 급수를 개시하는 경우의 예이다). 결국, 건조속도가 최대가 되는 냉각능력이 존재하고, 실제 기계에 맞춘 최적값을 구하는 것이 가능하다.

그러나, 일반적으로 세탁건조기의 수냉식 열교환기(109)의 냉각수로서는 수도물이 사용되기 때문에 계절과 사용시간대에 의해 급수온도가 변동한다. 결국, 급수량이 일정하게 운전되면 냉각능력이 변동하기 때문에 미리 조사한 최적의 냉각능력으로 조절할 수 없다.

본 실시형태예는 냉각수 온도에 따라 냉각수량을 제어하는 것에 의해 설정된 최적 냉각능력으로 조절하여 예열 건조성능을 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다.

본 실시형태예를 도 2를 이용하여 설명한다. 도 2의 세탁건조기는 마이크로 컴퓨터에 의해 유량조절 가능한 열교환기 급수밸브(113b)와 수냉식 열교환기(109)의 수온측정용 온도센서(1)를 설치하고 있다.

예열 건조 개시후, 급수밸브(113b)를 열고 임의의 유량을 흐르게 한다. 또, 수온측정이 주목적이기 때문에 유량은 특히 문제가 되지 않는다. 수온측정후, 수냉식 열교환기(109)를 소정의 냉각능력으로 조절하기 때문에 측정을 마친 수온에 맞추어 급수량을 조절한다. 이상의 제어에 의해 수온변화의 영향을 받지 않고 효과적인 예열 건조를 실행할 수 있다.

또, 본 실시형태예는 예열 건조 직후부터 냉각수를 흐르게 하는 제어인 경우에 대해 설명을 실행했지만 상기 제 1 실시형태예와 같이 소정 시간 경과후에 급수를 개시하는 경우에도 적용할 수 있다.

(5) 제 5 실시형태예

본 실시형태예는 상기 제 4 실시형태예와 같은 효과를 순환공기 온도의 검출을 이용하여 실행하는 것이고, 순환공기 온도에 의해 유량조절을 실행하는 경우이다.

냉각능력의 대소에 따라 순환공기의 온도상승 곡선이 다르고, 냉각능력이 높은만큼 온도상승 곡선은 낮아진다.

그래서 예열 건조개시부터 소정의 시간이 경과한 때의 순환온도를 도 2에 나타낸 온도 센서(2)로 검출하고, 그 온도 상승 기울기에서 냉각수 온도를 예측한다. 예측한 냉각수 온도에 따라 냉각수량을 컨트롤하는 것에 의해 최적의 냉각능력으로 조절하고, 예열 건조성능을 향상시킨다.

또, 상기 온도 센서(2) 이외의 구성 및 수량제어방법은 상기 제 4 실시형태예와 같다.

이상 설명한 바와 같이 각 청구항에 기재한 발명에 의하면 예열 건조행정과 통상 건조행정을 구비한 세탁건조기에 있어서, 수냉식 열교환기(제습기)로의 급수를 제어하기 위한 급수제어 수단을 구비하고 예열 건조 개시후의 일정시간 경과후에 급수를 개시하고, 예열 건조개시후의 시간경과와 함게 급수속도를 증가하고 예열 건조개시후의 급수의 수온에 기초하여 급수속도를 조절하고 예열 건조개시후의 상기 세탁건조기 내를 순환하는 공기온도에 기초하여 수냉식 열교환기로의 급수속도를 조절하기 때문에, 예열 건조의 초기단계부터 증발속도가 높고 탈수속도가 낮지 않아 예열 건조 속도가 빠른 세탁건조기를 제공할 수 있다.

Claims (8)

1. 세정 행정 종료후에 탈수조를 고속회전시키면서 제습용의 수냉식 열교환기를 작동시켜 건조를 실행하는 예열 건조행정과, 상기 예열 건조행정 종료후에 상기 탈수조를 저속회전시키면서 상기 수냉식 열교환기를 작동시켜 건조를 실행하는 통상 건조행정을 구비한 세탁건조기에 있어서,

   상기 수냉식 열교환기로의 급수를 제어하기 위한 급수제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 세탁건조기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 급수제어수단은 상기 예열 건조 개시후의 일정시간 경과후에 급수를 개시하는 수단인 것을 특징으로 하는 세탁건조기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 급수제어수단은 상기 일정시간 경과후의 급수개시 시기를 결정하기 위한 검지수단을 구비한 것을 특징으로 하는 세탁건조기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 급수제어수단은 상기 예열 건조 개시후의 시간 경과와 함께 급수속도를 증가하도록 한 수단인 것을 특징으로 하는 세탁건조기.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 급수제어수단은 상기 예열 건조 개시후의 급수의 수온에 기초하여 급수속도를 조절하는 수단인 것을 특징으로 하는 세탁건조기.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 급수제어수단은 수온검지수단을 구비한 것을 특징으로 하는 세탁건조기.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 급수제어수단은 상기 예열 건조 개시후의 상기 세탁건조기 내를 순환하는 공기온도에 기초하여 상기 수냉식 열교환기로의 급수속도를 조절하는 수단인 것을 특징으로 하는 세탁건조기.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 순환공기온도를 검출하기 위한 순환공기 온도검출수단을 구비한 것을 특징으로 하는 세탁건조기.

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