JP2006130295A - 蒸気発生装置及びこれを備えた洗濯機 - Google Patents
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Abstract
【課題】 水を供給した後、直ちに蒸気を生成することで、短時間内に洗濯槽の内部に蒸気を供給するとともに、エネルギーの消耗を減少できる蒸気発生装置及びこれを備えた洗濯機を提供する。
【解決手段】 蒸気供給流路が設けられた本体と、本体の加熱を通して蒸気供給流路に沿って流れる水を加熱するために、本体に埋め込まれるヒータと、蒸気供給流路の入口側に設置される給水制御バルブとを含んで蒸気発生装置を構成する。
【選択図】 図２
【解決手段】 蒸気供給流路が設けられた本体と、本体の加熱を通して蒸気供給流路に沿って流れる水を加熱するために、本体に埋め込まれるヒータと、蒸気供給流路の入口側に設置される給水制御バルブとを含んで蒸気発生装置を構成する。
【選択図】 図２
Description
本発明は、蒸気発生装置及びこれを備えた洗濯機に関するもので、詳しくは、洗濯機の洗濯槽の内部に蒸気を供給するための蒸気発生装置及びこれを備えた洗濯機に関するものである。
洗濯力を高めるために洗濯槽の内部に蒸気を供給する洗濯機としては、特許文献１(２００４年１０月８日公開)に開示された蒸気噴射式ドラム洗濯機がある。
前記公報に開示された洗濯機の蒸気発生装置は、洗濯水が流入される流入口および蒸気が排出される排出口を備えた圧力容器と、この圧力容器の内部に供給される洗濯水を加熱するために圧力容器内に設置されるヒータと、圧力容器の内部への給水を調節する流入バルブと、圧力容器からの蒸気排出を調節する吐出バルブとを含む。また、この蒸気発生装置は、圧力容器に供給される水の量を感知する水位センサと、圧力容器の内部温度によってヒータの動作を調節する温度センサと、圧力容器の内部圧力を感知する圧力センサと、圧力容器の温度が過度に上昇するとき、ヒータに供給される電源を遮断するための自動温度スイッチとを含む。
しかしながら、上記のような蒸気発生装置は、圧力容器内に水を充填した状態で、ヒータによって加熱されて蒸気を発生するため、圧力容器内の水を加熱する時間によって蒸気の供給が遅延される。よって、蒸気発生装置は、全体の洗濯時間が長くなるとともに、エネルギーの消耗が大きくなるという問題があった。
また、上記のような蒸気発生装置は、圧力容器、水位センサ、圧力センサなどを備えるため、製造原価が高くなり、かつ、センサの故障によって圧力容器の内部圧力が過度に上昇する場合、圧力容器の破損により高温の蒸気が外部に漏洩されるという問題があった。
大韓民国公開特許公報１０−２００４−８５５０７号
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、水を供給した後、直ちに蒸気を生成することで、短時間内に洗濯槽の内部に蒸気を供給するとともに、エネルギーの消耗を減少できる蒸気発生装置及びこれを備えた洗濯機を提供することを目的とする。
また、本発明は、圧力容器、水位センサ、圧力センサなどの部品を排除することで、蒸気発生装置の体積を減少するとともに、製造原価を著しく減少できる蒸気発生装置及びこれを備えた洗濯機を提供することを目的とする。
また、本発明は、蒸気が排出される出口を常に開放状態に維持することで、過度な圧力上昇を防止できる蒸気発生装置及びこれを備えた洗濯機を提供することを目的とする。
また、本発明は、蒸気発生装置内にスケールが発生することを防止できる蒸気発生装置およびこれを備えた洗濯機を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明による蒸気発生装置は、蒸気供給流路が設けられた本体と、前記本体の加熱を通して前記蒸気供給流路に沿って流れる水を加熱するために、前記本体に埋め込まれるヒータと、前記蒸気供給流路の入口側に設置される給水制御バルブとを含むことを特徴とする。
また、前記本体は、前記蒸気供給流路を形成するための管および前記ヒータを埋め込んだ状態で製造される金属成形物であることを特徴とする。
また、前記蒸気供給流路は、前記本体の長さ方向に形成され、前記本体に埋め込まれたヒータは、前記蒸気供給流路と離隔されて前記本体の長さ方向に延長されることを特徴とする。
また、前記蒸気供給流路は、出口内径が入口内径よりも小さく形成されることを特徴とする。
また、前記蒸気供給流路内には、水の流れを遅延するための螺旋状コイル部材が設置されることを特徴とする。
また、本発明は、前記ヒータの過熱時、前記ヒータに印加される電源を制御するための過熱防止装置をさらに含むことを特徴とする。
また、前記過熱防止装置は、前記本体の温度を感知する温度センサと、前記本体の温度が第１設定温度以上に上昇するとき、前記ヒータに印加される電源を遮断するための自動温度スイッチとを含むことを特徴とする。
また、前記過熱防止装置は、前記本体の温度が前記第１設定温度よりも高い第２設定温度以上に上昇するとき、前記ヒータに印加される電源を遮断するためのヒューズをさらに含むことを特徴とする。
また、前記本体は、前記蒸気供給流路を形成するためのコアおよび前記ヒータを埋め込んだ状態で製造される金属成形物であることを特徴とする。
また、前記蒸気供給流路の出口は、常に開放状態を維持することを特徴とする。
また、前記蒸気供給流路内にスケールが発生する現象を防止するために、前記蒸気供給流路の内面に形成される非粘着コーティング層をさらに含むことを特徴とする。
また、本発明による洗濯機は、水槽の内部に蒸気を供給するための蒸気発生装置を含み、前記蒸気発生装置は、蒸気供給流路が設けられた本体と、前記本体の加熱を通して前記蒸気供給流路に沿って流れる水を加熱するために、前記本体に埋め込まれるヒータと、前記蒸気供給流路の入口側に設置される給水制御バルブとを含むことを特徴とする。
本発明は、蒸気発生装置の蒸気供給流路に水を供給した後、直ちに水が加熱しながら高温の蒸気が生成されるため、短時間内に洗濯槽の内部に蒸気を供給するとともに、従来の蒸気発生装置に比べてヒータの動作時間が短縮するため、エネルギー消耗を減少できるという効果がある。
また、本発明は、圧力容器、圧力バルブ、水位センサなどの構成がなくても、蒸気発生装置を実現できるため、従来の蒸気発生装置に比べて構造が単純であり、蒸気発生装置の体積及び製造原価を著しく減少できるという効果がある。
また、本発明は、蒸気発生装置の出口が常に開放された構造であるため、蒸気発生装置の過度な圧力上昇による使用上の危険を防止できるという効果がある。
また、本発明は、蒸気発生装置への給水が中断されるか、温度センサに故障などが発生してヒータの温度が過度に上昇する場合、自動温度スイッチやヒューズによってヒータの電源が遮断されるため、蒸気発生装置の過熱を防止して洗濯機を安全に使用できるという効果がある。
また、本発明は、蒸気供給流路の内面に非粘着コーティング層が設けられるため、蒸気供給流路内に発生するスケールを防止できるという効果がある。
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明による洗濯機は、図１に示すように、洗濯水を収容するために本体１０の内部に設置されるドラム状の水槽１１と、この水槽１１の内部に回転自在に設置される回転ドラム１２とを含む。
本体１０内部の水槽１１は、開口部１１ａを備えた前面部が後面部よりも高く位置されるように、洗濯機の設置面に対して所定角度αだけ傾斜して設置され、水槽１１内部の回転ドラム１２も、水槽１１と同一の構造で傾斜して設置される。すなわち、回転ドラム１２は、開口部１２ａを備えた前面部が前方上部に向かった形態で、回転中心線Ａが洗濯機の設置面に対して所定角度αだけ傾斜して設置される。また、回転ドラム１２は、その後面中心部に結合される回転軸１３が水槽１１の後面中心部によって回転自在に支持されることで、水槽１１内で回転可能な状態になる。回転ドラム１２の周りには、洗濯水を循環させるための複数個の通孔１２ｂが形成され、回転ドラム１２の内面には、回転ドラム１２の回転時、洗濯物を上昇及び落下するための複数個のリフター１４が設置される。
水槽１１の後面部には、回転ドラム１２に連結された回転軸１３を回転するモータ１５が設置される。このモータ１５は、水槽１１の後面部に固定される固定子１５ａと、この固定子１５ａの外郭に回転自在に配置される回転子１５ｂと、これら回転子１５ｂと回転軸１３とを連結する回転板１５ｃとを含む。
本体１０の前面部には、回転ドラム１２の内部に洗濯物を入れるか、回転ドラム１２から洗濯物を取り出せるように、回転ドラム１２の開口部１２ａ及び水槽１１の開口部１１ａに対応する位置に開口部１６が形成され、この開口部１６には、開口部１６を開閉するドア１７が設置される。
水槽１１の上部には、水槽１１の内部に洗剤を供給するための洗剤供給装置１８と、水槽１１の内部に蒸気を供給するための蒸気発生装置３０と、が設置される。また、水槽１１の下部には、水槽１１内部の水を排出するための排水管１９ａ、排水バルブ１９ｂおよび排水モータ１９ｃを含む排水装置１９が設置される。
洗剤供給装置１８は、内部に洗剤を収容する空間を備えており、使用者が洗剤を容易に投入できるように本体１０の前面部に設置される。また、洗剤供給装置１８には、外部給水源に連結される配管から分岐された第１給水管２１が連結され、この第１給水管２１には、洗剤供給装置１８への給水を制御する第１給水制御バルブ２２が設置される。また、洗剤供給装置１８と水槽１１との間には、洗剤供給装置１８を通過した水を水槽１１に供給するための連結管２３が設置される。このような構成により、外部から供給される水が洗剤供給装置１８を経由して水槽１１に供給され、洗剤供給装置１８内の洗剤は、水に溶解された状態で水槽１１に供給される。
蒸気発生装置３０には、外部給水源に連結される配管から分岐された第２給水管２４が連結され、この第２給水管２４には、蒸気発生装置３０への給水を制御するための第２給水制御バルブ２５が設置される。また、蒸気発生装置３０には、蒸気発生装置３０から生成された蒸気を水槽１１の内部に案内するための蒸気供給管２６が連結される。
蒸気発生装置３０は、図２および図３に示すように、アルミニウムダイカストによる金属成形物からなる本体３１と、この本体３１の内部に形成され、入口および出口が第２給水管２４および蒸気供給管２６にそれぞれ連結される蒸気供給流路３２と、この蒸気供給流路３２を通過する水を加熱して蒸気を生成するために、本体３１に埋め込まれた状態で設置されるヒータ３３と、本体３１の温度感知によってヒータ３３を制御するために、本体３１の外面に設置される温度センサ３４とを含む。
蒸気発生装置３０の本体３１は、図２および図３に示すように、アルミニウムダイカストにより本体３１を成形する過程で、蒸気供給流路３２を形成するための管３５およびヒータ３３が埋め込まれるか、図４に示すように、蒸気供給流路３２を形成するためのコア(図示せず)およびヒータ３３が埋め込まれるように製造する。図４は、本体３１の成形が終了された後、コアを除去することで、本体３１内に蒸気供給流路３２を形成したことを示している。
このような構成によると、蒸気発生装置３０の本体３１が熱伝逹に優れた金属材質からなり、本体３１内にヒータ３３が埋め込まれることで、ヒータ３３によって本体３１が高温に加熱された状態で蒸気供給流路３２に沿って水が流れるとき、蒸気供給流路３２の水が加熱されて蒸気になる。すなわち、本体３１が高温に加熱された状態で少量の水が蒸気供給流路３２に供給されると、水は、蒸気供給流路３２を通過する過程で加熱されて短時間内に高温の蒸気に変換される。このような動作を円滑に行うために、図２に示すように、本体３１は、所定長さの棒状に形成され、蒸気供給流路３２は、本体３１の長さ方向に形成され、本体３１に埋め込まれるヒータ３３も、蒸気供給流路３２と離隔された状態で本体３１の長さ方向に延長される。本実施形態では、図２に示すように、本体３１に埋め込まれるＵ字状のヒータ３３を用いた。
また、蒸気発生装置３０は、図３に示すように、蒸気供給管２６に連結される蒸気供給流路３２の出口が常に開放状態に維持され、蒸気供給流路３２の出口内径ｄ１が入口内径ｄ２よりも小さく形成される。このような蒸気供給流路３２の内径差によって出口側に流路抵抗が発生することで、蒸気が蒸気供給流路３２内に長く留まるようになり、高温の蒸気が円滑に生成される。また、出口を開放状態に維持することで、蒸気供給流路３２内の過度な圧力上昇を防止して蒸気供給流路３２を安全に使用できる。また、蒸気供給流路３２内には、図３および図４に示すように、蒸気供給流路３２内の水の流れを遅延して蒸気を一層円滑に生成するための螺旋状コイル部材３７が設置される。
この蒸気発生装置３０に供給される水が、蒸気供給流路３２を通過する間に加熱されて全て蒸気状態になるように、第２給水制御バルブ２５の制御により給水および断水が繰り返される形態で少量の水が供給されるか、蒸気供給流路３２が少しだけ開放されて少量の水が蒸気発生装置３０に流れる。ここで、第２給水制御バルブ２５は、電気的に開閉可能な電動バルブや流量制御が可能な流量制御バルブからなることが好ましい。
また、本発明は、図示してないが、蒸気発生装置３０のヒータ３３及び第２給水制御バルブ２５の動作を制御するための制御部を備える。制御部は、予め設定されたプログラムによって第２給水制御バルブ２５の開閉状態や開き程度を調節して蒸気発生装置３０への水の供給を調節するか、または、蒸気発生装置３０の本体３１に設置された温度センサ３４によって感知された情報に基づいて第２給水制御バルブ２５の開閉状態または開き程度を調節する。温度センサ３４の感知による給水制御は、本体３１の温度が過度に低くなると、水の供給を減少または中断し、本体３１の温度が過度に上昇すると、水の供給を増加する方式で制御する。この制御部は、本発明のように蒸気発生装置３０が洗濯機に適用される場合、洗濯機の全体的な動作を制御するための他の制御部と一体に構成し、蒸気発生装置３０が洗濯機と別途に用いられる場合、蒸気発生装置３０の動作のみを制御するために別途に構成する。
また、蒸気発生装置３０は、蒸気発生装置３０への給水が中断されるか、温度センサ３４に故障が発生してヒータ３３の温度が過度に上昇する場合、ヒータ３３に提供される電源を制御して過熱を防止する予備過熱防止装置であり、本体３１の外面に設置される自動温度スイッチ４１と、ヒューズ４２とを含む。図５は、ヒータ３３、自動温度スイッチ４１、ヒューズ４２および電源４３の結線状態を示した回路図である。
自動温度スイッチ４１は、温度センサ３４に異常が発生し、ヒータ３３の温度制御が不可能になる場合に用いられるもので、本体３１の温度が温度センサ３４により制御された範囲よりも高い第１設定温度範囲(例えば、１７０〜１８０℃)以上に上昇するとき、ヒータ３３に印加される電源を遮断し、本体３１の温度が再び下降するとき、ヒータ３３に電源を印加する。この自動温度スイッチ４１は、通常のサーモスタットによって実現される。
ヒューズ４２は、自動温度スイッチ４１がその機能を発揮できない場合に用いられるもので、本体３１の温度が第１設定温度範囲よりも高い第２設定温度(例えば、２２０℃)以上に上昇するとき、ヒューズ４２が切れてヒータ３３の電源が完全に遮断される。よって、本体３１の温度が過度に上昇するとき、電源を完全に遮断することで、熱による洗濯機周辺部品の損傷を防止するとともに、火災の危険から洗濯機を保護することができる。
また、本発明では、蒸気供給流路３２を通過する水中のカルシウムやマグネシウム成分などによって蒸気供給流路３２の内面にスケールが発生する現象を防止するために、図６に示すように、蒸気供給流路３２の内面に非粘着コーティング層５０が設けられる。この非粘着コーティング層５０は、非粘着性及び耐熱性に優れたふっ素セラミックコーティングまたはテフロン（登録商標）コーティングからなる。このような構成により、非粘着コーティング層５０によって蒸気供給流路３２の内面が滑らかになって非粘着性が大きくなることで、蒸気供給流路３２の内面に異物質が沈殿される現象を防止する。よって、スケールが発生する現象も防止することができる。
以下、このような蒸気発生装置が適用された洗濯機の全体的な動作を説明する。
回転ドラム１２の内部に洗濯物を入れ、洗剤供給装置１８に洗剤を投入した状態で洗濯機の洗濯動作が行われると、洗濯機の制御部の制御動作によって第１給水制御バルブ２２が開放されながら洗剤供給装置１８に水が供給される。したがって、洗剤供給装置１８内の洗剤は、水槽１１に供給される水に溶解された状態で水槽１１に供給される。水槽１１内に所定量の洗濯水が供給されると、第１給水制御バルブ２２が閉鎖されながら第１給水管２１への給水が中断される。
使用者が高温の蒸気を用いる洗濯機能を選択した場合、制御部の制御動作によって蒸気発生装置３０のヒータ３３に電源が印加されながら蒸気発生装置３０の本体３１が加熱される。このとき、本体３１の予熱を行うために、所定時間の間(例えば、３０秒)、蒸気発生装置３０に水が供給されない。
温度センサ３４の感知によって蒸気発生装置３０の本体３１が充分に予熱されたと判断されると、制御部が第２給水制御バルブ２５を開放し、蒸気発生装置３０に水が供給されて蒸気が生成される。このとき、本体３１が予熱された状態であるため、蒸気発生装置３０に水が供給された後、直ちに高温の蒸気が生成され、この蒸気は、蒸気供給管２６を通して水槽１１の内部に供給される。したがって、水槽１１の洗濯水は、高温の蒸気によって迅速に加熱される。蒸気を用いた洗濯水の加熱は、洗濯水の温度が設定した洗濯温度に達するときまで継続的に行われる。
洗濯水が設定した洗濯温度で加熱されると、第２給水制御バルブ２５の閉鎖およびヒータ３３の動作中止によって蒸気の供給が中断され、回転ドラム１２がモータ１５の動作によって低速に回転することで洗濯が行われる。また、洗濯動作が終了されると、脱水および給水を繰り返す濯ぎ動作が行われる。
水槽１１からの洗濯水の排出は、排水バルブ１９ｂが開放され、排水ポンプ１９ｃが動作されることで行われる。また、濯ぎ動作後の最終脱水動作は、排水バルブ１９ｂの開放状態で排水ポンプ１９ｃが動作し、回転ドラム１２が所定時間の間高速に回転することで行われる。
２４ 第２給水管
２５ 第２給水制御バルブ
２６ 蒸気供給管
３０ 蒸気発生装置
３１ 本体
３２ 蒸気供給流路
３３ ヒータ
３４ 温度センサ
３５ 管
３７ 螺旋状コイル部材
４１ 自動温度スイッチ
４２ ヒューズ
２５ 第２給水制御バルブ
２６ 蒸気供給管
３０ 蒸気発生装置
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３３ ヒータ
３４ 温度センサ
３５ 管
３７ 螺旋状コイル部材
４１ 自動温度スイッチ
４２ ヒューズ
Claims (20)
- 蒸気供給流路が設けられた本体と、前記本体の加熱を通して前記蒸気供給流路に沿って流れる水を加熱するために、前記本体に埋め込まれるヒータと、前記蒸気供給流路の入口側に設置される給水制御バルブとを含むことを特徴とする蒸気発生装置。
- 前記本体は、前記蒸気供給流路を形成するための管および前記ヒータを埋め込んだ状態で製造される金属成形物であることを特徴とする請求項１記載の蒸気発生装置。
- 前記蒸気供給流路は、前記本体の長さ方向に形成され、前記本体に埋め込まれたヒータは、前記蒸気供給流路と離隔されて前記本体の長さ方向に延長されることを特徴とする請求項１記載の蒸気発生装置。
- 前記蒸気供給流路は、出口内径が入口内径よりも小さく形成されることを特徴とする請求項１記載の蒸気発生装置。
- 前記蒸気供給流路内には、水の流れを遅延するための螺旋状コイル部材が設置されることを特徴とする請求項１記載の蒸気発生装置。
- 前記ヒータの過熱時、前記ヒータに印加される電源を制御するための過熱防止装置をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の蒸気発生装置。
- 前記過熱防止装置は、前記本体の温度を感知する温度センサと、前記本体の温度が第１設定温度以上に上昇するとき、前記ヒータに印加される電源を遮断するための自動温度スイッチとを含むことを特徴とする請求項６記載の蒸気発生装置。
- 前記過熱防止装置は、前記本体の温度が前記第１設定温度よりも高い第２設定温度以上に上昇するとき、前記ヒータに印加される電源を遮断するためのヒューズをさらに含むことを特徴とする請求項７記載の蒸気発生装置。
- 前記本体は、前記蒸気供給流路を形成するためのコアおよび前記ヒータを埋め込んだ状態で製造される金属成形物であることを特徴とする請求項１記載の蒸気発生装置。
- 前記蒸気供給流路の出口は、常に開放状態を維持することを特徴とする請求項１記載の蒸気発生装置。
- 前記蒸気供給流路内にスケールが発生する現象を防止するために、前記蒸気供給流路の内面に形成される非粘着コーティング層をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の蒸気発生装置。
- 水槽の内部に蒸気を供給するための蒸気発生装置を含む洗濯機であって、
前記蒸気発生装置は、蒸気供給流路が設けられた本体と、前記本体の加熱を通して前記蒸気供給流路に沿って流れる水を加熱するために、前記本体に埋め込まれるヒータと、前記蒸気供給流路の入口側に設置される給水制御バルブと、を含むことを特徴とする洗濯機。 - 前記本体は、前記蒸気供給流路を形成するための管および前記ヒータを埋め込んだ状態で製造される金属成形物であることを特徴とする請求項１２記載の洗濯機。
- 前記蒸気供給流路は、前記本体の長さ方向に形成され、前記本体に埋め込まれたヒータは、前記蒸気供給流路と離隔されて前記本体の長さ方向に延長されることを特徴とする請求項１２記載の洗濯機。
- 前記蒸気供給流路は、出口内径が入口内径よりも小さく形成されることを特徴とする請求項１２記載の洗濯機。
- 前記蒸気供給流路内には、水の流れを遅延するための螺旋状コイル部材が設置されることを特徴とする請求項１２記載の洗濯機。
- 前記蒸気発生装置は、前記ヒータの過熱時、前記ヒータに印加される電源を制御するための過熱防止装置をさらに含むことを特徴とする請求項１２記載の洗濯機。
- 前記過熱防止装置は、前記本体の温度を感知する温度センサと、前記本体の温度が第１設定温度以上に上昇するとき、前記ヒータに印加される電源を遮断するための自動温度スイッチとを含むことを特徴とする請求項１７記載の洗濯機。
- 前記過熱防止装置は、前記本体の温度が前記第１設定温度よりも高い第２設定温度以上に上昇するとき、前記ヒータに印加される電源を遮断するためのヒューズをさらに含むことを特徴とする請求項１８記載の洗濯機。
- 前記蒸気供給流路内にスケールが発生する現象を防止するために、前記蒸気供給流路の内面に形成される非粘着コーティング層をさらに含むことを特徴とする請求項１２記載の洗濯機。
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