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KR20120130894A - 수위 감지 장치, 이를 포함하는 급수 호스 및 세탁기 - Google Patents

수위 감지 장치, 이를 포함하는 급수 호스 및 세탁기 Download PDF

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KR20120130894A
KR20120130894A KR1020110048949A KR20110048949A KR20120130894A KR 20120130894 A KR20120130894 A KR 20120130894A KR 1020110048949 A KR1020110048949 A KR 1020110048949A KR 20110048949 A KR20110048949 A KR 20110048949A KR 20120130894 A KR20120130894 A KR 20120130894A
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KR
South Korea
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water
water level
wall
tub
electrodes
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Ceased
Application number
KR1020110048949A
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English (en)
Inventor
노태균
한정수
최준회
표상연
홍종수
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to US13/452,023 priority patent/US9228290B2/en
Priority to EP12166403.1A priority patent/EP2527515B1/en
Priority to CN201210161959.4A priority patent/CN102798432B/zh
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Abstract

본 발명의 일 측면에 의하면, 공급되는 물의 수위를 보다 정밀하게 감지할 수 있는 수위 감지 장치를 제공한다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 감지 장치는, 내벽과 외벽을 가지고, 내벽 내에 공급되는 물이 채워지는 본체; 본체의 내벽과 외벽 사이에 서로 마주보며 삽입되어 설치되는 복수 개의 전극; 복수 개 전극의 캐패시턴스(capacitance) 값의 변화를 통해 본체 내의 수위를 판단하는 마이컴;을 포함한다.
이를 통해, 수위의 변화를 종래 기술보다 직접적으로 수위를 측정함으로써 수위 측정의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 이에 따라 불필요한 물의 공급을 막을 수 있고, 에너지 또한 절감할 수 있다.

Description

수위 감지 장치, 이를 포함하는 급수 호스 및 세탁기{APPARATUS FOR DETECTING WATER LEVEL, WATER SUPPLYING HOSE AND WASHER HAVING THE SAME}
본 발명은 공급되는 물의 수위를 감지하는 수위 감지 장치, 이를 포함하는 급수 호스 및 세탁기에 관한 것이다.
세탁기나 식기세척기에 공급되는 물의 수위나 물의 양은 그 동작에 있어서 중요한 부분을 차지한다. 세탁기의 경우를 예로 들면, 효율적인 세탁을 수행하기 위해서는 세탁하고자 하는 세탁물의 양에 맞게 물을 공급해야한다. 즉, 공급되는 물의 양이 세탁물에 비해 적은 경우에는 세탁을 제대로 수행할 수 없고, 공급되는 물의 양이 세탁물에 비해 많은 경우에는 불필요한 물을 사용하게 되고 이렇게 불필요하게 많이 공급된 물로 인해 과도한 전력을 또한 소비하게 된다. 세탁물의 양에 맞게 물을 공급하기 위해서는 세탁기의 터브 내의 수위를 정확하게 감지해야한다.
수위를 감지하는 방법으로는 기계식 수위 감지 장치를 이용하는 방법과 반도체식 압력센서를 이용한 방법이 일반적이다. 이러한 수위 감지 방법을 세탁기에 적용한 형태에 대해 이하에서 설명한다.
먼저, 기계식 수위 감지 장치에 대해 살펴보면, 세탁기 터브 내부로 투입되는 물에 의해서 수위가 상승하게 되면 연결 호스 내부 수면과 수위 감지 장치 사이의 공기압이 증가하게 된다. 증가한 공기압으로 인해 기계식 수위감지 장치는 증가한 공기압에 의해 다이아프램을 밀어 올려지며 이 다이어프램은 다시 코어를 밀어 올리게 된다. 코어와 코어를 주위를 둘러싸고 있는 보빈과의 상호작용으로 자속밀도 값이 변하게 되는데, 자속밀도 값은 동작회로 내의 C값과 공진하여 주파수로 출력된다. 수위에 따라서 변화된 자속밀도 값으로 인해 출력 주파수 값 역시 변화되는데, 이로써 세탁기 터브 내부의 수위를 판단하게 된다.
다음으로, 반도체 압력센서를 이용한 수위 감지 장치에 대해 살펴보면, 반도체 압력센서는 스트레인 게이지가 부착된 다이아프램으로 구성된다. 코어와 보빈을 이용한 수위감지창치와 같은 구조로 공기 압력의 변화에 따라 다이아프램이 변형되고 이를 스트레인 게이지가 측정하여 수위를 측정한다.
이상에서 살펴본 종래의 수위감지 장치는 첫째로, 기계적 동작에 의하여 반복적으로 구동되기 때문에 내구성이 떨어지는 단점이 있다. 둘째로, 종래의 장치는 공기압을 전달받아 동작되기 때문에 호스내의 부피변화 및 공기 밀도의 변화에 따른 수위 편차가 심하여 불필요하게 물 및 전력 낭비하는 단점이 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 세탁기 등에 공급되는 물의 수위를 보다 정밀하게 감지할 수 있는 수위 감지 장치를 제공한다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 감지 장치는, 내벽과 외벽을 가지고, 내벽 내에 공급되는 물이 채워지는 본체; 본체의 내벽과 외벽 사이에 서로 마주보며 삽입되어 설치되는 복수 개의 전극; 복수 개 전극의 캐패시턴스(capacitance) 값의 변화를 통해 본체 내의 수위를 판단하는 마이컴;을 포함한다.
또한, 복수 개의 전극과 본체의 내벽 사이의 거리(d1)는 5mm 이하이다.
또한, 전극의 캐패시턴스 값은 전극 사이에 채워진 물의 비율에 비례하여 선형적으로 증가하거나 감소한다.
또한, 복수 개의 전극은 본체의 일부 또는 전부에 설치된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 수위 감지 장치를 포함하는 급수 호스는, 내벽과 외벽을 가지고, 내벽과 외벽 사이에 서로 마주보며 삽입되어 설치되는 복수 개의 전극과 복수 개 전극의 캐패시턴스(capacitance) 값의 변화를 통해 수위를 판단하는 마이컴을 가지는 수위 감지 장치;를 포함한다.
또한, 일체형으로 형성되거나 또는 두 개 이상의 급수 호스 유닛과 연결 유닛을 가지며 결합형으로 형성될 수 있다.
또한, 복수 개의 전극은 일체형의 일부 또는 전부에 설치된다.
또한, 복수 개의 전극은 결합형의 급수 호스 유닛 중 하나 이상에 설치된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수위 감지 장치를 포함하는 세탁기는, 터브 내로 공급되는 세탁수를 수위 감지 장치로 안내하는 연결 호스;를 포함하고,수위 감지 장치는, 내벽과 외벽을 가지고 내벽 내에 공급되는 물이 채워지는 본체와, 본체의 내벽과 외벽 사이에 서로 마주보며 삽입되어 설치되는 복수 개의 전극과, 복수 개 전극의 캐패시턴스(capacitance) 값의 변화를 통해 본체 내의 수위를 판단하는 마이컴을 가지고, 마이컴은 상기에서 판단된 본체 내의 수위를 터브 내의 세탁수 수위로 판단한다.
또한, 수위 감지 장치는 터브 내의 일측에 설치된다.
또한, 수위 감지 장치는 터브에 부착되어 터브의 내부 곡면을 따라 설치된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수위 감지 장치를 포함하는 세탁기는, 내부에 터브를 가지는 캐비닛; 터브 아래의 세탁수가 터브 위쪽으로 이동하여 순환되도록 하는 순환 호스; 순환 호스에 설치되어 세탁수를 강제 순환시키는 순환 펌프; 순환 호스의 내벽과 외벽 사이에 서로 마주보며 삽입되어 설치되는 복수 개의 전극과, 복수 개 전극의 캐패시턴스(capacitance) 값의 변화를 통해 순환 호스 내의 세탁수의 수위를 산정하고 산정된 수위를 터브 내의 세탁수의 수위로 판단하는 마이컴을 가지는 수위 감지 장치;를 포함한다.
또한, 순환 호스는 터브에 부착되어 터브의 곡면 외곽을 따라 설치된다.
또한, 복수 개의 전극은 터브에 세탁수 또는 세탁물이 위치할 수 있는 높이 범위에 상응하는 순환 호스의 일부에 설치된다.
또한, 순환 호스는 그 일부에 순환 호스의 외벽이 제거되어 형성된 전극 노출부를 복수 개 가지고, 수위 감지 장치는 전극 노출부와 제어부를 전기적으로 연결하는 연결부를 더 포함하며, 연결부는 전극 노출부와 제어부를 전기적으로 연결하기 위해 전극 노출부에 상응하는 돌출된 전극 연결부를 구비한다.
본 발명의 일 측면에 의한 수위 감지 장치를 통해, 수위의 변화를 종래 기술보다 직접적으로 수위를 측정함으로써 수위 측정의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 이에 따라 불필요한 물의 공급을 막을 수 있고, 에너지 또한 절감할 수 있다. 또한, 수위 감지 장치가 적용되는 세탁기 등의 구조를 변경하지 아니하고 수위를 감지할 수 있으므로, 이에 따른 가격 절감 효과도 동시에 가질 수 있다. 또한, 수위 감지 장치는 그 전극이 삽입된 형태이므로 전극이 외부에 노출되어서 발생할 수 있는 부식을 사전에 방지할 수 있고, 물에 의한 전극의 침식도 방지할 수 있다. 또한 세탁기에서 기존 순환 호스를 이용할 수 있어서 세탁기의 터브에 불필요한 수정 작업을 수행하지 않고도 용이하게 터브 내의 수위를 감지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 감지 장치를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 감지 장치를 도시한 횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 감지 장치를 도시한 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수위 감지 장치를 도시한 횡단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 감지 장치의 전극 사이에 있는 세탁수의 비율에 따른 전극의 캐패시턴스 값의 변화를 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 급수 호스를 도시한 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 급수 호스와 이에 결합되는 결합부를 도시한 사시도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수위 감지 장치를 포함하는 세탁기의 구성을 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수위 감지 장치를 포함하는 식기 세척기를 도시한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수위 감지 장치를 포함하는 세탁기의 작동 과정을 도시한 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 감지 장치의 구성에 대해 도 1 내지 도 3을 기초로 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 감지 장치를 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 감지 장치를 도시한 횡단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 감지 장치를 도시한 종단면도이다.
수위 감지 장치(162)는 내벽(166)과 외벽(165)을 가지고 내벽(166) 내에 공급되는 물이 채워지는 본체(169)와 본체(162)의 내벽(66)과 외벽(65) 사이에 서로 마주보며 삽입되어 설치되는 복수 개의 전극(167)(여기서는 두 개의 전극을 예로 들었음), 복수 개 전극(167)의 캐패시턴스(capacitance) 값의 변화를 통해 본체(169) 내의 수위를 판단하는 마이컴(160)을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 수위 감지 장치(162)의 복수 개의 전극(167)은 전기적으로 마이컴(160)과 연결된다.
수위 감지 장치(162)의 원리에 대해 설명하면 다음과 같다. 수위의 측정이 필요한 세탁기 등에서 물이 공급되는 경우, 공급되는 물은 연결통로(161)를 통해 소정의 공간(164)으로 이동된다. 이렇게 이동한 물은 수위 감지 장치(162)의 높이 방향으로 채워진다. 이 때, 본체(169)에 삽입되어 설치된 복수 개의 전극(167)의 유전체는 공기와 물로 이루어진다. 이와 같이 이루어진 유전체의 캐패시턴스(capacitance)는 공기와 세탁수의 비율에 따라 그 값이 변화하며, 변화된 캐패시턴스의 값을 기초로 소정의 공간(164) 내의 수위를 결정할 수 있다.
복수 개의 전극(167)은 두 개 이상의 쌍으로 이루어지며 여기서는 두 개의 전극(167)으로 실시되는 형태를 설명한다. 두 개의 전극(167)이 삽입되어 형성된 수위 감지 장치(162)의 형상은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같다. 두 개의 전극(167)은 서로 마주보는 대항형으로 본체(169)의 외벽(165)과 내벽(166) 사이에 삽입되어 설치될 수 있다. 이 경우에, 전극(167)과 내벽(166) 사이의 거리(d1)는 임의의 값이 될 수 있으나, 5mm 이하로 하여 수위 감지 장치(162)의 감도를 좋게 유지할 수 있다. 즉, 전극(167)과 내벽(66) 사이의 거리(d1)가 가까울수록 수위 감지 장치(162)의 감도는 향상된다. 또한, 채워지는 물의 수위를 정확하게 감지하기 위해서는 전극(167)이 외부 환경에 영향을 적게 받아야 하므로, 전극(167)과 외벽(165) 사이의 거리(d2)는 충분히 유지하도록 함이 바람직하다.
또한, 전극(167)의 캐패시턴스 값(C)은 아래의 수학식 1에 의해 결정될 수 있다.
수학식 1
Figure pat00001
여기서 C는 전극(167)의 캐패시턴스 값이고, ε0는 진공에서의 유전율이고, εr는 비유전율이고, S는 전극(167)의 면적이고, d는 전극(167) 사이의 거리이다.
두 개의 전극(167)과 두 개의 전극(167) 사이에 존재하는 유전체에 의해서 1개의 캐패시터가 되고, 이러한 캐패시터의 캐패시턴스 값(C)은 위의 수학식 1에 따라 전극(167) 사이 물질의 비유전율(εr)에 비례한다. 여기서 비유전율(εr)은 위에서 살펴보았듯이, 전극(167) 사이에 채워지는 세탁수의 비율에 의해 결정된다. 도 5는 전극(167) 사이에 있는 물의 비율에 대응한 전극(167)의 캐패시턴스 값을 도시한 그래프이다. 도 5에서 보듯이, 전극(167)의 캐패시턴스 값은 전극(167) 사이에 채워진 물의 비율에 비례하여 선형적으로 증가하거나 감소한다.
또한, 복수 개의 전극(167)은 본체(169)의 일부 또는 전부에 설치될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수위 감지 장치에 대해 도 4 및 도 6을 통해 설명한다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수위 감지 장치를 도시한 횡단면도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 급수 호스를 도시한 분해 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수위 감지 장치(62)는 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 감지 장치(162)가 본체(169)에 형성되지 않고, 물이 이동하는 경로인 급수 호스(63)에 직접 형성된 실시예이다. 즉, 급수 호스(63)의 외벽(65)과 내벽(66) 사이에 두 개의 전극(67)이 서로 마주보며 삽입되고, 전극(67) 사이에 채워지는 물의 비율에 따라 전극(67)의 캐패시턴스 값이 변화하며, 이렇게 변화하는 캐패시턴스 값을 기초로 급수 호스(63) 내에 수위를 감지한다.
다음으로 본 발명의 다른 실시예에 따른 급수 호스(63)에 대해 도 6을 기초로 설명한다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 급수 호스를 도시한 분해 사시도이다. 급수 호스(63)는 하나의 호스로 이루어진 일체형으로 실시될 수 있고, 또한,도 6에 도시한 바와 같이 두 개 이상의 급수 호스 유닛(63a, 63c)과 연결 유닛(63b)을 포함하여 형성된 결합형으로 실시될 수 있다.
또한, 복수 개의 전극(67)은 일체형 급수 호스(63)의 일부 또는 전부에 설치될 수 있는데, 특히 복수 개의 전극(67)은 급수 호스(63)에서 수위 감지가 필요한 부분에 설치될 수 있다. 즉, 수위 감지가 필요한 소정의 범위에 설치될 수 있다. 이러한 경우는 실재로 수위를 감지할 필요가 있는 부분에만 전극(67)을 설치하는 경우로, 이를 통해 전극(67)의 설치 범위를 효율적으로 줄일 수 있고 급수 호스(63)의 제조 단가도 낮출 수 있다.
또한, 도 6에 도시한 바와 같이 복수 개의 전극(67)은 급수 호스 유닛(63a, 63c) 중 하나 이상에 설치될 수 있는데, 복수 개의 전극(67)은 수위 감지가 필요한 소정의 범위에 상응하는 급수 호스 유닛(63a, 63c) 중 하나 이상에 설치될 수 있다. 이러한 경우도, 실제로 수위를 측정할 필요가 있는 부분에만 전극(67)을 설치하는 경우로, 이를 통해 전극(67)의 설치 범위를 줄이고 제조 단가를 낮출 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 감지 장치의 전극(67)과 마이컴(160) 연결되는 것에 대해 도 7을 통해 설명한다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 급수 호스와 이에 결합되는 결합부를 도시한 사시도이다.
급수 호스(63)의 복수 개의 전극(67)과 마이컴(160)은 전기적으로 연결되는데, 전선을 통해 연결되는 것이 일반적이다. 그러나 이렇게 전선으로 연결하면, 전선 처리의 불편함 및 수위 감지 장치(62)의 감도의 하락 등의 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 도 7에 도시된 바와 같이, 급수 호스(63) 상의 일부에 외벽(65)을 제거하고 전극 노출부를 형성시킨다. 그리고, 노출된 전극(67)과 마이컴(160)을 연결부(68)를 통해 전기적으로 연결한다. 이러한 연결부(68)는 노출된 전극(67)과 마이컴(160)을 전기적으로 연결하기 위해 노출된 전극(67)에 상응하는 돌출된 전극 연결부(67a)를 가진다. 또한, 연결부(68)는 마이컴(160)과의 전기적 연결을 위한 연결부(67b)를 가진다. 이를 통해 전선을 이용한 경우의 문제점인 전선 처리의 불편함 및 수위 감지 장치(62)의 감도 하락 등의 문제점을 해소할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수위 감지 장치를 포함하는 세탁기에 대해 도 8 내지 도 10을 통해 설명한다. 도 8과 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 세탁기의 구성을 도시한 단면도이다.
본 발명에 따른 드럼세탁기는 도 8에 도시된 바와 같이, 외관을 형성하는 캐비닛(10)과, 캐비닛(10)의 내부에 경사지게 마련되어 세탁수가 담겨지게 되는 드럼형의 터브(20)와, 터브(20)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 드럼(30)와, 터브(20) 내부로 세제 및 세탁수를 공급하는 급수장치(40)와, 터브(20)내의 세탁수를 외부로 배수하는 배수호스(50)와, 터브(20)내의 세탁수를 드럼(30) 내부로 공급하기 위한 세탁수 순환장치(60)를 포함하여 이루어진다.
캐비닛(10)은 대략 박스형상으로 구비되고, 캐비닛(10)의 전면에는 드럼(30)로 세탁물을 입출할 수 있도록 입구부(11)가 형성되며 입구부(11)의 일측에는 입구부(11)를 개폐할 수 있는 도어(12)가 힌지결합되어 마련된다.
캐비닛(10) 내부의 터브(20)는 개구(21a)가 형성된 전면(21)이 후면(22)보다 높은 위치가 되도록 경사지게 마련되며, 전면(21)의 개구에 원통형으로 마련되어 캐비닛(10)의 입구부(11)와 터브(20)의 개구(21a) 사이에는 세탁수의 누설 방지를 위한 다이어프램(23)과, 다이어프램(23)의 내측에 마련되어 세탁물의 입출을 용이하게 안내하는 안내부재(24)를 포함하여 이루어진다. 또한 터브(20)는 터브(20)의 하측 내부에 마련되어 터브(20)의 내부로 공급된 세탁수를 가열하는 히터(25)를 더 포함한다.
터브(20)의 후면(22) 외측에는 드럼(30)를 회전시키기 위한 구동모터(26)가 설치된다. 또한 터브(20)의 외주면 상측에는 급수장치(40)로부터 유입되는 세탁수를 터브(20)내로 공급하기 위한 공급홀(27)이 형성된다.
터브(20)의 내부에 설치되는 드럼(30)는 터브(20)와 동일한 형태로 입구(31a)가 형성된 전면부(31)가 그 후면부(32)보다 높은 위치가 되도록 경사지게 설치되며 중앙에 입구(31a)가 형성된 전면부(31)와, 구동모터(26)가 결합되는 후면부(32)와, 후면부(32)를 연결하여 원통형으로 형성된 원통부(33)를 포함하여 이루어진다.
드럼(30)의 원통부(33) 내면에는 드럼(30)가 회전할 때 내부의 세탁물을 끌어올려 낙하시키는 복수의 리프터(34)가 설치되고, 드럼(30)의 후면부(32) 내면에는 세탁력 향상을 위한 복수의 교반돌기(35)가 형성된다.
원통부(33)는 후면부(32)로부터 전면부(31) 쪽으로 갈수로 내경이 커지는 형태로 형성되며, 또한 전면부(31)의 외주부에는 세탁수의 유출입이 가능하도록 둘레를 따라 복수개의 통공(36)이 형성된다. 따라서 드럼(30)가 고속으로 회전하는 경우 원심력에 의해 세탁물은 전면부(31)측으로 이동하게 되고 세탁수는 통공(36)을 통해 드럼(30)의 외부로 배출되게 된다.
드럼(30)의 후면부(32)와 원통부(33)는 폐쇄된 면으로 형성되며 드럼(30)는 경사지게 마련되기 때문에 급수시 공급홀(26)을 통해 터브(20)내로 유입된 세탁수는 드럼(30)의 전면부(31)의 통공(36)을 통해 드럼(30)내로 공급되고, 드럼(30)로 공급된 세탁수는 드럼(30)의 내부에 고일 수 있게 된다. 이때 드럼(30) 내부의 세탁수 수위는 통공(36)이 형성된 높이까지 올라가게 되어 드럼(30) 내부에는 적정량의 세탁수가 담수되어 원활한 세탁이 이루어지게 된다.
캐비닛(10)의 상부 내측에는 급수장치(40)가 마련되는데, 급수장치(40)는 캐비닛(10)내로 급수되는 세탁수를 제어하는 급수제어밸브(41)와, 세제를 저장하는 세제공급유닛((42)과, 급수제어밸브(41)와 세제공급유닛(42)을 연결하는 제1급수관(43)과, 세제공급유닛(42)을 경유하여 세제가 용해된 세탁수를 터브(20)내로 공급하기 위한 제2급수관(44)을 포함하여 이루어진다. 따라서, 터브(20)의 내부로 공급되는 세탁수는 세제공급유닛(42)를 경유하여 세제공급유닛(42) 내부에 저장된 세제가 물에 용해된 상태에서 터브(20)로 공급되게 된다.
또한 배수호스(50)는 터브(20)내의 세탁수를 캐비닛(10)의 외부로 배수시키기 위하여 캐비닛(10)의 내측 하부에 마련된다.
또한 본 발명에 따른 드럼세탁기는 터브(20)내부의 세탁수를 드럼(30) 내부로 공급하기 위한 세탁수 순환장치(60)를 포함하는데, 세탁수 순환장치(60)는 터브(20)내의 세탁수를 펌핑하여 드럼(30)내로 유입시키도록 마련되는 순환펌프(61)와, 순환펌프(61) 출구 쪽에 연결되는 배수관(50) 중도에 설치되는 유로전환밸브(62)와, 유로전환밸브(62)로부터 드럼(30)의 입구(31a) 쪽으로 연장되는 순환호스(63)와, 순환호스(63)의 출구에 설치되는 분사노즐(64)을 포함한다.
순환펌프(61)는 터브(20)내의 세탁수를 배수시키거나 이를 다시 드럼(30)로 유입시키기 위해 펌핑력을 제공하기 위해 마련된 것으로 드럼(30)의 원통부(33)의 하측에 마련되는데, 즉 드럼(30)의 전방측의 원통부(33) 하측에 마련된다.
또한 유로전환밸브(62)는 순환펌프(61) 출구의 세탁수가 외부로 배수되도록 하거나 순환호스(63) 쪽으로 흐르도록 유로를 전환하기 위한 것으로 바람직하게는 순환펌프(61)와 일체로 형성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기에 포함되는 터브와 세탁수 순환장치가 결합된 상태의 단면도이다. 순환호스(63)는 일측이 유로전환밸브(62)와 연결되고, 타측은 도 9에 도시된 바와 같이 터브(20)의 다이어프램(23)을 통과하고, 타단부는 드럼(30)내로 세탁수를 분사할 수 있도록 분사노즐(64)이 마련된다. 이때 분사노즐(64)은 드럼(30)의 입구(31a)와 인접하는 안내부재(24)에 마련된다.
순환호스(63)는 원형의 다이어프램(23)의 상반부 중 어느 일측을 통과하여 드럼(30)의 입구(31a)측에 마련되어 세탁수가 세탁물에 고르게 분사될 수 있도록 한다. 이러한 구성으로, 순환호스(63) 쪽으로 세탁수가 흐르도록 유로전환밸브(62)가 동작한 상태에서 순환펌프(61)가 동작할 때 터브(20) 하부의 세탁수가 배수호스(50)와 순환호스(63)을 통해 드럼(30)의 내부로 분사될 수 있도록 한 것이다.
또한, 순환 호스(63)의 장착 위치도 세탁수의 수위를 정밀하게 감지하는데 영향을 미친다. 이하에서는 순환 호스(63)의 장착 위치 또는 그 형상에 대해 설명한다.
도 9에서 보듯이, 순환 호스(63)는 순환 펌프(61)와 터브(20)의 상단에 곡선 형태로 연결된 형상을 가진다. 이러한 형상으로 인해서 동일한 세탁수의 수위에 대해 직선형에 비해 세탁수와 접촉하는 전극(67)의 단면적이 넓어진다. 단면적이 넓어지면 캐패시턴스 값의 변화를 더욱 크게 감지할 수 있어서 세탁수 수위를 훨씬 정밀하게 감지할 수 있다.
또한, 세탁물이 드럼(30)에 투입되면 그 무게로 인해서 터브(20)의 처짐 현상이 발생하는데, 이러한 현상은 세탁기의 뎀퍼와 스프링에 의해서 영향을 받기 때문에 수위 오차 뿐만 아니라, 동일한 무게에 대해서 상이한 세탁기에 대해서 세탁수의 수위 편차도 발생시킨다. 다만, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 순환 호스(63)는 터브(20)의 외주면을 따라 장착되므로 처짐 현상이 순환 호스(63)에도 발생하여 세탁수의 수위 편차 방지할 수 있다.
다음으로, 도 8 내지 도 9에 도시된 세탁기와는 다른 형태의 세탁기에 수위 감지 장치(162)가 형성되는 실시예에 대해 도 10을 기초로 설명한다. 도 10에 도시된 세탁기는 순환 호스(63)나 순환 펌프(61)를 가지지 않는 형태의 세탁기이다. 이러한 형태의 세탁기의 경우에도 터브(120) 외부에 세탁수가 이동할 수 있는 소정의 공간(164)를 마련하고 이 곳에 수위 감지 장치(162)를 설치함으로써 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 감지 장치(162)를 적용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 세탁기는 터브(120) 내측에 설치되는 드럼(130)과 터브(120) 내의 세탁수의 수위를 감지하기 위해 터브(120) 외부에 설치되고 터브(120) 내의 세탁수가 이동하여 저장될 수 있는 소정의 공간(164)과, 터브(120) 내의 세탁수가 위의 소정의 공간(164)으로 이동할 수 있도록 안내하는 연결 호스(163)와, 소정의 공간(164) 내에 설치되는 수위 감지 장치(162)를 포함한다.
여기서 수위 감지 장치(162)는 본체(169)의 내벽(166)과 외벽(165) 사이에 서로 마주보며 삽입되어 설치되는 복수 개의 전극(167)과, 복수 개 전극(167)의 캐패시턴스(capacitance) 값의 변화를 통해 세탁수가 이동하여 채워진 소정의 공간(164) 내의 세탁수 수위를 산정하고 산정된 수위를 터브(120) 내의 세탁수의 수위로 판단하는 마이컴(160)을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수위 감지 장치(162)를 포함하는 세탁기에서도 수위 감지 장치(162)는 도 1 내지 도 3에 이미 설명한 작동 원리와 같으므로, 작동 원리에 대해서는 이하 생락한다.
본 발명에 따른 수위 감지 장치(162)는 세탁기 뿐만 아니라 식기 세척기 등에서 적용될 수 있다. 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 것으로, 위에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 수위 감지 장치(162)가 식기 세척기에 적용된 것을 도시하고 있다.
먼저 식기세척기의 구성을 설명하면, 식기세척기에는 외관을 이루고 전방이 개구되는 케이스(201)와, 케이스(201)의 개구된 전방을 밀폐시키는 도어(202)와, 도어(202)의 상측에 제공되어 식기세척기의 동작을 표시하고 제어하는 콘트롤 패널(203)이 포함된다. 식기세척기의 내부에는 세척수가 수용되는 터브(218)가 놓이고, 터브(218)의 하측에는 세척수를 집수하고 이물을 걸러서 다시금 분사되도록 하는 섬프(216)가 놓여있다. 터브(218)의 내부에는 상하로 분리되는 다수개의 선반(211)(212)과, 각각의 선반(211)(212)을 향하여 세척수를 분사하는 노즐(214)(215)(224)이 형성되어 있다. 그리고, 터브(218)의 이동을 지지하는 레일(213)이 터브(218)의 측면에서 전후방향으로 연장된다. 그리고, 터브(218)의 하방에는 필터(217)가 놓여서 필터(217)를 통과하는 세척수에서 이물이 걸러지도록 한다. 또한, 터브(218) 내부의 일측면에는 터브(218)의 상부에 놓인 노즐(214)로 세척수를 공급하는 세척수유로(219)가 제공된다. 식기세척기에는, 터브(218)와 식기세척기의 외부를 연결하여 물이 터브(218)의 내부로 급수되도록 하는 급수관로(222)와, 세척에 사용되어 오염된 세척수가 배수되도록 하는 배수관로(223)가 형성된다.
식기세척기에서도 마찬가지로 세척수가 모이는 섬프(216)와 섬프(216)에 모인 세척수가 이동하여 섬프(216)의 수위와 같은 수위를 형성할 수 있는 소정의 공간(264), 섬프(216)와 수위 감지 장치(262)를 연결하는 연결 호수(263)가 있다. 수위 감지 장치(262)의 감지 원리는 앞에서 설명한 본 발명의 실시예와 동일하다.
마지막으로, 본 발명의 실시예에 따른 수위 감지 장치를 포함하는 세탁기를 통해 세탁을 수행하는 과정에 대해 도 12를 기초로 설명한다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 감지 장치를 포함하는 세탁기의 작동 과정을 도시한 순서도이다.
먼저 세탁기가 작동을 시작하면 드럼(30) 내에 있는 세탁물의 양을 감지한다(300). 다음으로 감지된 세탁물의 양에 상응하는 수위(A)를 산정한다(310). 산정된 수위(A)에 맞는 세탁수를 급수하기 위해 급수 밸브를 open한다(320). 다음으로 순환 호스의 세탁수의 수위(B)를 수위 감지 장치를 통해 감지한다(330). 그리고 난 후, 감지된 순환 호스 상의 세탁수 수위(B)와 세탁물을 세탁하기 위해 필요한 실재 드럼(30) 내의 세탁수의 수위(A)를 비교한다(340). 만약 필요한 세탁수의 수위(A)가 감지된 순환 호스 상의 수위(B) 보다 크면 세탁을 수행하기에 알맞은 세탁수가 공급된 것이 아니므로 세탁수를 더 공급하기 위해 단계 320으로 복귀한다. 만약 필요한 세탁수의 수위(A)가 감지된 순환 호스 상의 수위(B) 이하이면 세탁을 수행하기에 알맞은 세탁수가 공급된 것이므로 급수 밸브를 close한다(350). 다음으로 세탁 행정을 수행하고(360), 추가적인 세탁 행정이나 기타 행정에 필요한 세탁수가 필요한지 재 급수 여부를 판단한다(370). 만약 재 급수가 필요하다면 단계 320으로 복귀하고, 재 급수가 필요하지 않다면 탈수 행정을 수행하고(380) 종료한다.
10: 캐비닛 20: 터브
30: 드럼 60: 다이어프램
63: 급수 호스 67, 167: 전극
68: 결합부 163, 263: 연결 호스
62, 162, 262: 수위 감지 장치

Claims (15)

  1. 내벽과 외벽을 가지고, 상기 내벽 내에 공급되는 물이 채워지는 본체;
    상기 본체의 내벽과 외벽 사이에 서로 마주보며 삽입되어 설치되는 복수 개의 전극;
    상기 복수 개 전극의 캐패시턴스(capacitance) 값의 변화를 통해 상기 본체 내의 수위를 판단하는 마이컴;을 포함하는 수위 감지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 전극과 상기 본체의 내벽 사이의 거리(d1)는 5mm 이하인 수위 감지 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전극의 캐패시턴스 값은 상기 전극 사이에 채워진 물의 비율에 비례하여 선형적으로 증가하거나 감소하는 수위 감지 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 전극은 상기 본체의 일부 또는 전부에 설치되는 수위 감지 장치.
  5. 내벽과 외벽을 가지고,
    상기 내벽과 외벽 사이에 서로 마주보며 삽입되어 설치되는 복수 개의 전극과 상기 복수 개 전극의 캐패시턴스(capacitance) 값의 변화를 통해 수위를 판단하는 마이컴을 가지는 수위 감지 장치;를 포함하는 급수 호스.
  6. 제5항에 있어서,
    일체형으로 형성되거나 또는 두 개 이상의 급수 호스 유닛과 연결 유닛을 가지며 결합형으로 형성되는 급수 호스.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수 개의 전극은 상기 일체형의 일부 또는 전부에 설치되는 급수 호스.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 복수 개의 전극은 상기 결합형의 급수 호스 유닛 중 하나 이상에 설치되는 급수 호스.
  9. 수위 감지 장치;
    터브 내로 공급되는 세탁수를 상기 수위 감지 장치로 안내하는 연결 호스;를 포함하고,
    상기 수위 감지 장치는,
    내벽과 외벽을 가지고 상기 내벽 내에 공급되는 물이 채워지는 본체와, 상기 본체의 내벽과 외벽 사이에 서로 마주보며 삽입되어 설치되는 복수 개의 전극과, 상기 복수 개 전극의 캐패시턴스(capacitance) 값의 변화를 통해 상기 본체 내의 수위를 판단하는 마이컴을 가지고,
    상기 마이컴은 상기에서 판단된 본체 내의 수위를 상기 터브 내의 세탁수 수위로 판단하는 세탁기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수위 감지 장치는 상기 터브 내의 일측에 설치되는 세탁기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수위 감지 장치는 상기 터브에 부착되어 터브의 내부 곡면을 따라 설치되는 세탁기.
  12. 내부에 터브를 가지는 캐비닛;
    상기 터브 아래의 세탁수가 터브 위쪽으로 이동하여 순환되도록 하는 순환 호스;
    상기 순환 호스에 설치되어 세탁수를 강제 순환시키는 순환 펌프;
    상기 순환 호스의 내벽과 외벽 사이에 서로 마주보며 삽입되어 설치되는 복수 개의 전극과, 상기 복수 개 전극의 캐패시턴스(capacitance) 값의 변화를 통해 상기 순환 호스 내의 세탁수의 수위를 산정하고 산정된 수위를 상기 터브 내의 세탁수의 수위로 판단하는 마이컴을 가지는 수위 감지 장치;를 포함하는 세탁기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 순환 호스는 상기 터브에 부착되어 터브의 곡면 외곽을 따라 설치되는 세탁기.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 복수 개의 전극은 상기 터브에 세탁수 또는 세탁물이 위치할 수 있는 높이 범위에 상응하는 상기 순환 호스의 일부에 설치되는 세탁기.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 순환 호스는 그 일부에 상기 순환 호스의 외벽이 제거되어 형성된 전극 노출부를 복수 개 가지고,
    상기 수위 감지 장치는 상기 전극 노출부와 상기 제어부를 전기적으로 연결하는 연결부를 더 포함하며,
    상기 연결부는 상기 전극 노출부와 상기 제어부를 전기적으로 연결하기 위해 상기 전극 노출부에 상응하는 돌출된 전극 연결부를 구비하는 세탁기.
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