KR048590000B1 - 세탁기의 수위검출장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

세탁기의 수위검출장치

제1도는 본원 발명의 실시예에 의한 자동세탁기의 전체 구성의 설명 개략도.

제2도는 제1도의 자동세탁기의 상면 사시도.

제3도는 제1도의 자동세탁기의 전기제어회로부의 예의 개략적인 블록도.

제4도는 제1도의 자동세탁기의 세제투입기(200)의 동작 설명도.

제5도는 제4도의 체크밸브(32)의 부분 단면도.

제6도는 제4도의 세제투입기의 모터펌프(25)의 날개의 동작을 나타내는 단면도.

제7도는 제6도의 모터펌프(25)의 부분 단면도.

제8도는 제2도의 조작패널의 정면도.

제9도는 제8도의 주조작키(55)-(57)와 세제투입량과의 관계도.

제10도는 세탁공정의 실시예를 나타내는 개략 플로차트도.

제11도는 제1도의 천량센서(10)의 부분 단면도.

제12도는 제11도의 천량센서(10)의 출력전압의 파형도.

제13도는 세탁물의 종류에 따라 세탁물의 중량과 감쇠시간과의 관계의 변화도.

제14도는 제12도의 파형이 감쇠시간과 세탁물의 양과의 관계도.

제15도는 제1도의 수위센서(6)의 개략도.

제16도는 제15도의 수위센서(6)의 출력을 위한 전기회로도.

제17도는 제16도의 전기회로로부터의 출력의 특성도.

제18도는 주위온도에 따라서 세제액 자체의 점도변화에 의한 세제액의 이송량의 변화도.

제19도는 주위온도와 세제이송을 위한 모터펌프(25)의 운전시간과의 관계도.

제20도는 주위온도와 세제이송을 위한 모터펌프(25)에 공급된 전기량과의 관계도.

제21도는 세제액의 통로를 기계적으로 변화시키는 바이메탈관의 사시도.

제22도는 제4도의 세제액 투입량 조정체(22a)의 부분 단면도.

제23도는 제22도의 조정밸브(22b)의 정면도.

본원 발명은 세탁기의 수위검출장치에 관한 것으로, 특히 세탁 전의 급수로부터 세탁 후의 탈수에 이르기까지의 공정을 자동적으로 행하는 전자동(全自動)세탁기의 수위검출장치의 개량에 관한 것이다.

자동세탁기에 있어서, 센서에 의해 세탁통 내에 투입된 세탁물의 양에 관한 정보를 정확하게 검출할 필요가 있으며, 이는 교반시간, 세제의 투입량, 헹구는 급수량 및 헹구는 시간은 세탁물의 양에 대한 정보에 의해 결정되기 때문이다. 급수량 및 세제투입량의 정확한 조정이 없이는 최적 세탁운전은 자동적으로 행하여질 수 없는 것이다.

예를 들면, 일본국 특개소 53-35272호에는 전자동세탁기가 제안되어 있다. 그러나 그러한 제안은 세탁물의 양에 관한 정보로서 세탁물의 중량만에 관한 것이다. 본 출원의 발명자들은 자동세탁기에 있어서 세탁물의 양에 관한 정보로서 세탁물의 중량만을 검출하는 것으로는 최적 급수량 및 세제투입량을 결정할 수 없다는 것을 밝혀냈다. 상기 제안은 때묻은 정도의 검출 및 세제투입량의 결정을 알려 주지만, 세탁 목적에 맞는 어떤 특수한 수단과 방법을 밝혀 주지는 못했다. 그러나, 전자동세탁기에 있어서는 급수량과 세제투입량 그리고 이들 양의 정확한 조정이 이루어지지 않는 한 최적의 자동세탁운전은 기대할 수 없는 것이다.

그러므로, 본원 발명의 목적은 세탁통 내에 투입된 세탁물의 상태를 정확히 검출하며, 급수량과 세제투입량을 정확히 조정함으로써 최적의 세탁운전을 행할 수 있는 세탁기의 수위검출장치를 제공하는데 있다.

본원 발명에 의하면, 코일과, 이 코일에 대하여 상대 이동하는 슬라이드 코어로서의 자성체와, 이 자성체에 연결되어 있는 동시에 수위의 변동에 따라서 변위하는 다이어프램으로 이루어지는 수위센서를 구성하고, 자성체의 상대 이동에 의해 리액턴스가 변화하는 상기 코일과 콘덴서를 조합하여 발진주파수가 변화하는 LC 발진회로를 구성하고, 수위의 변동에 따라서 변화하는 LC 발진회로의 발진주파수를 검지하는 마이크로 콤퓨터 등의 검지수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수위검출장치를 제공한다.

다음의 기술에 있어서, "세탁물의 양"은 세탁물의 용적정도에 의한 정보를 포함한다.

다음에, 본원 발명의 실시예에 대하여 첨부 도면에 따라서 상세히 설명한다.

제1도에 있어서, (1)은 외측케이스이며, (2)는 세탁수를 저장하는 외측탱크이며, 외측으로 돌출된 지지돌출부(2a)를 가지며, 이것에 스프링(9)을 통해서 현수로드(7)가 계합된다. 현수로드(7)는 하측시트(7a)와 상측시트(8)를 양단에 가지며, 상측시트(8)는 외측케이스(1)의 상부에 고정된 코너플레이트(1b)에 계지되고, 외측탱크(2)를 탄성지지하여 이루어진다. (11)은 세탁통이며, 탈수통을 겸하고 외주에 소공이 있다. (12)는 세탁을 행하도록 세탁물을 교반하는 교반날개, (16)은 샤프트이며, 구동부(15)와 연결되어 있다. 구동부(15)는 감속기구나 클러치부를 가지고, 교반날개(12)의 회전이나 세탁통(11)의 회전을 구동하는 것이다. (14a),(15a)는 풀리이며, 구동원의 모터(14)로부터의 회전력을 벨트(17)에 의해 구동부(15)로 전달한다. (13)은 센터베이스이며, 모터(14), 구동부(15)류를 지지하고, 외측탱크(2)의 하부에 지지되어 이루어진다. 여기서, 교반날개(12), 모터(14), 구동부(15)등은 세탁물 교반수단을 구성한다. (2b)는 외측탱크의 하부에서 돌출되고, 관(5)을 접속하여 급수되는 물의 양을 수위로 치환하여 계측하는 급수량 검지수단인 수위센서(6)를 유도하는 유도부, (2c)는 배수공이며, 배수밸브(3)를 거쳐, 배수호스(4)는 외측케이스(1)의 밖으로 뻗는다. (1a)는 외측케이스(1)의 하부에 있는 다리, (10)은 모터(14)의 회전을 계측하는 천량센서이다.

급수전(도시생략)으로부터 연장된 급수관(18)은 급수밸브(19)를 거쳐 세탁통(11)내에 급수하며, 급수관(18)과 급수밸브(19)는 급수 수단을 구성한다. (27)은 상단덮개, (104)는 상기 상단덮개(27)내에 배설된 주위온도검출용 온도센서이다.

(23)은 세제액의 저장용 탱크이며, 뚜껑(23a)를 갖는다. (25)는 세제액을 강제 이송하는 모터펌프이며, 탱크(23)와 연결된 흡입관(26)과, 토출관(22)에 의해 접속되고, 토출관(22)의 선단은 체크밸브(32)를 가지며, 세탁통에 급수하는 급수부에 접속부(24)(제4도)로 접속되어 이루어진다.

제2도는 제1도의 자동세탁기의 상면 사시도이다. 제2도에는 사용자를 위한 조작패널(51)이 상단덮개(27)상에 배설되어 있다. 이 실시예에 있어서, 세제액 저장용 탱크(23)는 세탁기 상단에서 떼어낼 수 있도록 장착되어 있으며, 제3도의 전기제어회로부(100)는 조작패널(51) 밑에 배설되어 있다. (28)은 세탁물을 투입하는 개구를 덮는 덮개이다.

제3도에는 자동세탁기의 전기제어회로부의 실시예가 도시되어 있다. 이러한 구성으로서의 전기제어회로부(100)는 마이크로 콤퓨터로 이루어지는 처리회로(100a)를 중앙에 두고, 구동용 전원회로(101)를 전원간에 유지하여 직류정전압을 공급하고, 처리회로(100a)는 비교회로(102a), 검출회로(103a)를 통해 천량센서(10)에, 비교회로(102b), 검출회로(103b)를 통해 수위센서(6)에, 그리고 비교회로(102c), 검출회로(103c)를 통해 온도센서(104)를 접속되어 있다. 선택회로(106)는 세탁공정 선정에 사용하며, 표시회로(107)는 이들 세탁공정의 표시나, 세제의 양이나 각종 이상상태를 표시한다. 모터(14), 급수밸브(19), 배수밸브(3), 세제투입기(200)는 상기 센서에 의한 신호를 마이크로 콤퓨터로 이루어지는 처리회로(100a)에서 처리하고, 구동회로(108)를 통해서 임의로 구동되는 것이다.

세제투입기(200)의 상세에 대하여 제4도 및 제5도에 따라서 설명하면, 탱크(23)내에 저장된 세제액(33)과 토출관(22)의 체크밸브(32)의 관계 위치는 H의 낙차를 갖는다. 이 H는 마이너스 이른바 세제액쪽이 토출관(22)보다 낮은 경우도 만들 수 있다. 이것은 탱크(23)가 세탁기의 상단덮개(27)의 상면에 있을 때는 H의 치수는 플러스이지만, 외측케이스(1) 내의 여백 스페이스에 배설한 경우 등이다. 따라서, 낙차 H가 플러스의 경우는 체크밸브(32)가 없으면 자연 유출되며, 또한 마이너스의 경우라면 토출관(22), 흡입관(26) 사이에 액이 되돌아오므로, 모터펌프(25)의 구동시간에 의해 세제 투입량을 정하지만, 이것에 불균일이 생기기 쉽다. 제5도와 같이, 체크밸브(32)는 토출구(32a)와 압입구(32b)로 형성되고, 중앙부에 고무판(38), 스페이스(39), 약한 스피링(40)으로 일방 통행화 한 것이다. 토출구(32a)는 급수로의 하류에 배설되며, 여기서 물은 급수밸브(19), 급수호스(18a), 접속구(24a) 및 유동원활핀(24b)을 통과한다. 이러한 토출구(32a)의 배설에 의하여 세제가 물과 혼합되어 희석되고, 급수공(24c)을 통해 세탁통으로 공급되며, 세탁물이 응축 또는 고도로 농축된 세제에 의해 영향을 받지 않도록 한다.

제6도 및 제7도에 있어서, 모터펌프(25)는 소형 모터이며, 케이스(25a) 내에는 모터샤프트(36)에 계합된 날개(37), 시일(41)을 가지며, 날개(37)의 회전에 의하여 화살표 방향으로 세제액을 강제 이송한다.

이 펌프(25)의 날개(37)는 고무 또는 가요성 플라스틱으로 형성되며, 날개(37)의 외주 끝은 케이스(25a)의 내주에 탄성을 가지고 압압되어 있다. 이른바 베인타입의 펌프이다.

이 펌프는 공기도 함께 이송할 수 있으므로, 토출관(22) 안에 공기가 있어도 에어로크가 일어나지 않는다. 본원 발명의 세제액의 이송에 있어서는 공기토출능력을 가진 펌프를 사용하는 것이 바람직하다.

이 펌프(25)는 공운전하면 날개(37)가 마모되기 쉽다. 그러나, 펌프(25)는 긴 시간운전하는 것이 아니므로 손상되지 않는다. 날개(37)의 접촉부에 실리콘오일을 바르면 펌프의 수명을 오래 유지할 수 있다. 이송될 세제량의 정확한 제어를 위한 소형 전기모터로서 스테핑 모터를 사용하는 것이 바람직하다.

이 펌프(25)는 케이스(25a)에 날개(37)가 밀접해 있으므로, 정지하고 있을 때는 유로밸브의 기능을 가지며, 다른 펌프에는 없는 체크밸브(32)의 작용을 돕는다.

이 펌프(25)는 유량이 적은 것이지만, 압력이 발생한다. 세제액은 종류에 따라 점도가 다르다. 압력이 발생하지 않는 펌프는 점도가 약간 높으면 극단적으로 이송량이 저하된다. 이 펌프(25)는 압력이 발생하므로, 저하량은 적다. 여러 가지 세제를 사용해도 극단적인 세제투입량의 차이가 생기지 않는 좋은 점이 있다.

앞에서 체크밸브(32)의 선단(토출측)이 접속부(24)를 가지고 급수구부를 위치하여 급수공(24c)과 연통되어 있다고 설명했다. 이와 같은 구성으로 한 것은 다음과 같은 이유이다.

(1) 체크밸브(32)를 선단에 설치한 것은 세제투입정지 후에 잔량 세제의 적하를 되도록 적게 하기 위한 것이다.

세탁종료 후에 세제가 적하되면 다시 헹구어야 하므로 적하대책은 중요하다.

(2) 어떠한 구성으로도 체크밸브(32)의 토출측에 세제가 다소 남으며, 적하, 경화(토출구를 폐쇄)의 문제점으로 이어진다. 그러나, 제4도의 예에 있어서 토출구(32a)는 급수공(24c)의 급수구부에 면하고 있으므로, 급수중에는 토출구(32a)는 잘 세정되고, 상기와 같은 문제점은 일소되는 것이다.

제4도와 같은 토출관(22)의 도중에 세제투입량 조정수단의 조정체(22a)가 설치되어 있다. (22b)는 조정밸브이다. 조정체(22) 및 조정밸브(22b)에 대하여는 다음에 상세히 설명한다.

이러한 구성으로 이루어진 세탁기의 조작 및 동작에 대해서 제8도 내지 제10도에 따라서 설명하면, 조작패널(51) 상에서 표시부(52)를 가지고, 주조작키는 (55),(56),(57)로서, 크고 조작하기 쉬운 위치로 하고, 이것은 "매우 때묻음", "표준", "약간 때묻음"의 선택을 사용자가 하게 하고, 이들 키를 눌러 소정의 세탁공정 프로그램대로 세탁할 수 있는 것이다. (53),(54)는 보조키이며, 주조작키(55),(56),(57)를 누르기 전 또는 후에 키를 누름으로써, "예비세탁", "침지세탁"을 할 수 있는 키이다. 이들은 하나의 정리된 프로그램으로 형성되며, 이의 종료 후에 주조작키(55),(56),(57)에 의한 프로그램으로 자동적으로 전환되어 세탁공정을 행한다. (50)은 간이덮개이며, 손잡이(50a)를 갖는다. 이 덮개(50)내에는 주조작키(55),(56),(57)에 의한 프로그램을 임의로 변경하는 예를 들면 세탁시간의 변경이나 탈수시간을 변경하는 수동키가 위치한다. 키가 많고 번거로우므로 주로 사용하는 키만을 표면에 배치하고, 자주 사용하지 않는 키를 간이덮개로 덮은 것이다. 자동세탁기를 통상의 자동세탁운전할 때에는 간이덮개(50)로 덮어진 스위치를 사용할 필요가 없다.

주조작키(55),(56),(57)에 의한 세제투입은 각각의 키에 대응하는 동시에, 세탁물의 양에 따라서도 조정하여, 세밀하게 대응하고 있다. 예를 들면, A의 주조작키(55)는 매우 때묻은 세탁물의 경우이며, 주조작키(55)로 자동운전을 스타트하면, 세제의 양은 "표준"의 B에 대해서 20% 정도 증가되고, 또한 C의 주조작키(57)는 약간 때묻은 세탁물의 경우이며, "표준"의 B에 대해서 약 절반으로 되어 있다.

이들 공정은 제10도의 개략 플로챠트도로 도시된 바와 같이, 단계 201에서 세탁물을 투입하고, 단계 202에서 때묻은 정도에 따라서 주조작키(55),(56),(57)를 누르고, 단계 204에서 급수(1)를 행한다. 이 급수(1)는 세탁통 내에 급수되는 수량을 수위로 치환하여 계측하는 수위센서(6)에서 말하는 4가지 소위 "소", "저", "고"의 "소"에 달할 때까지 급수된다. 여기서 정지하고, 단계 205에서 교반(1)의 공정으로 이행한다. 교반(1)은 통상의 세탁의 교반보다 훨씬 약한 교반이며, 단계 206에서 이 교반으로 세탁물의 양을 계측한다. 이 계측치에 따라서 다음 공정인 단계 207에서 급수(2)의 수위를 결정하는 동시에, 단계 208에서 세제의 양을 결정한다. 이와 같이 급수(2)와 세제자동투입은 이에 대응하여 행하여진다. 이 세탁물의 양과 세제의 양을 알았기 때문에, 다시 헹굴 때의 수량과 시간, 탈수의 시간도 이 단계에서 결정해 버리므로, 여기서 정한대로 다음 공정 이후의 프로그램을 완성시키는 것이다.

따라서, 단계 207 및 단계 208에서 급수(2) 및 세제자동 투입으로 세탁물의 양에 맞는 수위 및 세제의 양으로 하고, 단계 209에서 교반(2)에 의해 세탁을 행하고, 단계 214의 배수, 단계 215의 탈수, 단계 216의 1회째의 헹굼을 위한 급수(3), 단계 214a의 1회째의 헹구기에 대한 배수, 단계 216a의 2회째의 헹구기에 대한 급수(3) 및 단계 214b의 2회째의 헹구기에 대한 배수로 진행하여 세탁공정을 완료한다. 1회째의 헹구기에 대한 급수량은 세탁통 내의 최고 수위를 넘지 않는 범위내에서 세탁물의 양에 대응한 교반(단계 209)을 위해 결정된 수위보다 1단 높은 수위로 행한다. 2회 헹구기의 경우 1회째의 교반의 급수량은 세탁물의 양에 대응하여 결정된 수위로, 2회째의 교반의 급수량은 최고 수위로 행한다. 1회째의 헹구기 및 2회째의 헹구기 조작에 대한 급수량을 상기와 같이 설정함으로써 헹구는 효과를 더욱 향상시킬 수 있다. 필요한 경우에는

의 괄호내의 단계 210-213를 추가할 수 있다.

세제의 자동투입은 급수(2)의 급수 도중에서 급수중에 혼입시켜 투입하든가 급수(2)의 완료 후 급수밸브(19)에 동기시킨 세제투입기(200)의 운전으로 행하고, 어디까지나 급수와 함께 할 수 있도록 이루어진다.

이들 주조작키의 조작의 공정과 함께, 단계 203에서 보조키(53),(54)에 의한 공정은 종래하고 있던 손으로 빨던 것을 자동으로 하게 한 별도 프로그램이며, 공정ⓐ에 대한 보조키(54)에 의하여 개시되는 "예비세탁"의 공정은 매우 때묻은 작업복이나, 기저귀 등을 통상의 세탁 전에 빠는 공정이다. 이 "예비세탁"의 종료 후는 따로 세탁물을 추가해서 다음 공정으로 진행하는 것이 일반적으로, 단계 208에서 "예비세탁"분의 세탁물의 양에 맞는 세제를 자동투입하고 나서,ⓐ로 표시한 공정의 단계 217의 교반(2), 단계 218의 배수, 단계 219의 탈수, 정지를 하고, 다시 단계 220의 알람을 보내며, 단계 221에서ⓐ공정을 정지한다. 이 알람 및 정지는 "예비세탁"의 완료를 알리고, 별도 세탁물을 넣도록 지시하는 것으로, 소요 시간 정지시켜 그대로 대기시켜 두고, 별도 세탁물의 투입을 위해 뚜껑의 개폐신호를 포착하여, 별도 세탁물이 들어 왔다고 판단해서 다음 공정으로 진행하는 것도, 또는 소정 시간 정지하면 아무런 관계없이 다음 공정으로 진행시키는 것의 어느 쪽이나 가능하다. 다음 공정은 단계 204에서 주조작키(55),(56),(57)에 의해 소수위까지 급수하는 급수(1)이다. 이 단계에서 재차 세탁물의 양을 계측하여, 재차 세제를 자동투입하고, 세탁의 교반(2), 배수, 탈수, 급수(3)의 헹굼공정으로 진행한다.

다음에 제10도의ⓑ로 표시한 공정의 "침지세탁"의 공정은 보조키(53)에 의하여 개시되며, 역시 종래 손으로 빨던 때묻은 세탁물 등을 세탁기가 아닌 대야 안 등에서 세제를 넣은 물속에 담가두고, 가끔 비비듯이 세탁물을 움직이는 동작을 가하고, 또 담구었다가 적당한 시간이 지나면 세제가 든 물과 함께 세탁통에 넣어서 통상의 프로그램대로의 세탁을 하는 것을 제10도의 실시예에 의해 역시 세탁기 자체에서 행하도록 한 것이다. 임의의 주조작키(55),(56),(57)의 A,B,C의 키의 전후 어느 쪽이든 보조키(53)의ⓑ를 조작함으로써, 단계 208의 세제자동 투입까지는 동일 프로그램으로 진행하고,ⓑ와 같이 단계 222에서 교반(3)의 짧은 시간(10초-3분)의 교반을 행하고, 단계 223의 정지는 상당히 긴 시간정지시키고, 단계 224-228의 공정을 여러 사이클 반복해서 "침지세탁"으로 하고 있으며, 통상은 1시간 정도이다.

이 "침지세탁"의 종료 후는 배수도 탈수도 하지 않고 최후의 정지 공정보다 통상의 세탁에 적합한 단계 209의 교반(2) 공정으로 진행해서 세탁한다. "침지세탁" 공정의 경우에, 이와 같이 예비 세탁된 매우 때묻은 세탁물은 통상의 세탁으로 진행시킨다.

복잡한 프로그램이지만, 통상의 세탁인 단계 209의 교반(2)의 시간은 미리 설정되어 있는 시간으로 처리하는 것이 아니고, 이 시간도 각 조작키의 조작에 의해 조정할 수 있다. 이것은 제1로 세제의 자동투입은 액체의 세제이나, 액체세제를 차단하고 분말을 쓰고 싶을 때, 간이덮개(50)를 열고, 이 안에 있는 세제자동 투입의 취소키를 누름으로써, 세제의 자동투입을 행하지 않는 회로로 되어 있다. 취소키의 조작은 의류에 분말세제가 직접 달라 붙음으로써 의류가 상하는 것을 방지하기 위해 급수 후 세탁의 교반 단계중에만 처리회로(100a)에 의해 행해진다. 이때에 분말세제는 액체세제에 비해서 물에 녹는 시간이 있으므로, 액체세제와 동일한 시간의 세탁인 교반(2)을 행하면 때가 잘 빠지지 않는다. 액체세제는 즉시 녹는데 비해 분말세제는 수온에도 의하지만 수분 걸리는 경우도 있다. 따라서, 취소키의 조작에 의해, 단계 209에서 세탁의 교반(2)의 시간을 길게 할 수 있으므로, 세정율의 차이를 없게 할 수 있다.

제2로 "침지세탁"의 키도 같으며, 단계 209의 교반(2)의 시간을 통상의 절반 시간이라도 될 정도의 효과가 있다.

세제의 자동투입에 관해서도 동일한 방법으로 "예비세탁"의 키조작의 경우는 당초의 투입량에 대해서 삭감해서 투입하는 것으로도 충분한 효과가 있으며, 세제를 절약할 수 있는 것이다.

다음에, 세탁물의 양 판정용 천량센서(10)에 대해서 설명하며, 교반날개를 포함한 모터의 회전부에 설치한 펄스발생기와, 이 펄스발생기의 펄스를 검지하는 펄스검지부를 사용해서 천량센서(10)를 구성한다. 제11도에 있어서, 모터(14)에서 돌출된 샤프트(10b)에 착자(着磁)된 자석(63)을 가진 슬리브(64)가 압입 계합되어 있다. 자석(63)에 대향해서 자극(60a)를 가진 케이스(60)는 플랜지(60b)를 스크류(65)에 의해 모터(14)의 케이스에 고정하고, 보빈(66)에는 코일(61)이 감겨지고, 코일(61)에 의해 인출와이어(62)가 인출되어 있다. 모터(14)는 교반시 0.3-1.0초의 온과 0.3-2.0초의 오프를 반복하여 샤프트(10b)를 회전시킨다.

세탁물의 양을 정확히 계측하기 위해 천량센서(10)를 사용하여 세탁물의 양을 계측할 때, 모터의 통상의 세탁 상태에 있어서의 충격계수보다 작게 되도록 모터(14)의 충격계수를 선택하는 것이 바람직하다. 즉 세탁물의 양의 정확한 계측은 통상의 세탁상태보다 모터(14)의 온시간을 단축함으로써 및/또는 통상의 세탁상태보다 모터(14)의 오프시간을 길게 함으로써 행할 수 있다. 자석(63)과 자극(60a)은 기전력을 유도한다. 회전관성으로 인하여 샤프트(10b)는 모터(14)의 오프상태 후에 계속 회전하며, 따라서 유도기전력은 제12도와 같은 파형을 취한다. 모터의 오프상태는 포인트 a에서 개시되며, 샤프트(10b)의 회전은 포인트 b의 피크치가 한계치 V_th(예를 들면 0.4볼트)를 초과하는 전압파형에 이를 때까지 감소한다고 가정한다. 그리고, 시간간격 또는 포인트 a와 b간의 감쇠시간 T_h에서 세탁통으로 투입되는 세탁물의 양을 판단하는 것은 가능하다. 이 경우, 감쇠시간 T_h은 직접 또는 교호로 측정할 수 있으며, 한계치를 초과하는 전압파형의 피크수도 측정할 수 있다. 피크수를 측정함으로써 감쇠시간을 정함에 있어서, 모터는 반복적으로 오프 상태하에서 전압파형의 피크수의 평균 또는 합계 카운트까지 반복적으로 온·오프 조작할 수 있다. 세탁물의 양은 제13도와 같이 다음의 이유로 감쇠시간(T_h)에 의해 판단할 수 있다. 천중량과 감쇠시간과의 관계는 제13도에 도시되어 있으며, 여기서 선 I은 이른바 의류의 혼합물로 각종 의류의 혼합하며, 실제의 가정 세탁물로 가정한 것이며, 선 II은 블루진과 같은 비교적 뻣뻣하고, 용적이 큰 의류를 나타낸다. 제13도에서 알 수 있는 바와 같이, 같은 중량으로 용적이 큰 의류에 대해 선 I에 의해 표시되는 의류의 감쇠시간보다 짧은 감쇠시간을 부여하며, 이와 같이 선 I에 의해 표시되는 세탁물보다 무거운 세탁물을 나타내는 정보를 제공한다. 급수량이 이 정보에 의해 결정될 때, 수위는 선 I의 의류에 대한 것보다 블루진과 같은 용적이 큰 의류에 대해 높게 설정된다. 이러한 결과는 실제적으로 세탁운전을 편리하게 충족시켜 준다.

따라서, 세탁물의 용적정도를 포함하여 그 양을 나타내는 천량센서(10)로부터의 계측에 따라 급수량, 세제투입량 및 교반시간을 결정함으로써 매우 정확한 세탁운전을 행할 수 있다.

제14도는 감쇠시간 T_h과 세탁물의 양과의 관계를 나타낸다. 이 관계는 제11도의 천량센서(10)에 의해 얻어진다. 본 실시예에 있어서, 세탁물의 양은 감쇠시간(또는 피크수의 카운트치)에 따라 4단계로 분류된다.

제15도에 도시된 수위센서(6)는 베이스(70)에 압력전달공(70a)이 있으며, 다이어프램(71)에 압력을 전달한다. (72)는 플런저이며, 다이어프램(71)의 상면에 위치하여, 이동안내지지로드(72a)로 좌우로 넘어지는 것을 방지한다. (73)은 슬라이드코어로서의 자성체이며, 플런저와 일체적으로 지지되어 이루어진다. (74)는 코일이며, 인출와이어(75)를 갖는다. (76)는 스프링이며, 다이어프램(71)에 전달된 압력에 임의로 맞춘 하중을 내며, (77)은 스프링시트이다.

이와 같은 구성으로 수위가 상승하면 다이어프램은 위로 이동하고, 슬라이드코어로서의 자성체(73)는 코일(74)에 근접하여, 압력의 저하에 의해 다시 하강하여 원위치로 복귀한다. 이른바 압력의 변동에 따라서 자성체(73)와 코일(74)의 관계 위치가 변화된다. 이것은 코일(74)의 리액턴스가 변화되므로 이 리액턴스의 변화를 이용하여 일반적인 LC 발진회로를 구성하고, 이 발진주파수를 마이크로 콤퓨터 등의 검지수단으로 판단, 수위로서 포착하는 것이다. LC 발진회로의 기본회로는 제16도에 도시되어 있으며, (80)은 콘덴서, (81),(84)는 조정저항, (83)은 인버터이다. 발진출력신호는 처리회로(100a)에 인가된다. 실제의 자성체(73)의 이동에 대한 발진주파수는 리액턴스가 증가하면 낮아지고, 제17도와 같은 곡선을 그린다. 이 곡선으로 임의점을 이용하여, 수위를 결정하고, 제어를 행할 수 있는 것이다.

제4도에 도시된 세제투입량 조절수단인 조정체(22a)는 제23도에 도시한 것과 같은 구조이다. 조정체(22a)의 내측에 조정밸브(22b)가 회전할 수 있도록 결합되어 있다. 시일패킹(22c)에 의해 액 누출을 방지하고 있다. 조정체(22a)의 양측 어느 한쪽에 토출관(22)의 접속구가 설치되어 있다. 조정밸브(22b)는 5단계로 조정할 수 있도록 되어 있으며, 스크류드라이버, 동전 등으로 돌릴 수 있다. 이 조정체는 잠그는 것이 아니고, 순전히 유량조정을 행하는 것이다. 세제의 종류에 따라서 이 조정밸브(22b)를 조정하는 것이다. 좀 더 상세히 설명하면, 세제는 제조업자의 시방 또는 세제의 종류에 따라 상이한 비율로 물과 혼합하지 않으면 안된다. 급수량은 변경하기 곤란하다. 왜냐하면 세탁통에 공급되는 수위는 미리 프로그램되어 있기 때문이다. 따라서, 사용할 세제에 대한 원하는 혼합비를 얻기 위해 조정밸브(22b)를 회전하여 세제투입량을 조정한다. 농도가 높은 세제일 때는 조정밸브(22b)는 유량이 나오기 쉽도록 설정한다.

이 조정체의 구조는 여러 가지를 고려할 수 있으나, 일례를 들면 입구측의 개구면적을 변화시키는 것이다. 이 조정체는 도중에서 자연히 설정위치가 변하지 않도록 적당한 로크기구를 취하는 것이 바람직하다. 이 조정체는 모터펌프(25)의 토출구측에 설치되어 있다. 이것은 세제투입량의 변동을 억제하기 위한 것이다.

상기한 바와 같이, 세탁물의 투입 후 주조작키를 조작함으로써 자동적으로 소정의 급수를 행하고, 다음에 교반을 행한다. 이 교반에 의해 세탁물의 양을 계측하는 천량센서(10)가 있고, 마이크로 콤퓨터에 의해 이 데이터를 처리해서 세탁에 필요한 급수를 다시 행한다. 이때에 동시에 세탁량에 맞은 세제량을 결정하고, 급수 종료 직전에 세제 투입기를 구동시켜, 급수의 물에 혼합하면서 투입하고, 급수완료 후 세탁용 교반이 들어가는 것이다.

그러나, 액체의 세제는 주위온도에 대해서 제18도에 도시한 바와 같이 점도가 크게 변화되어, 모터펌프(25)의 구동시간에 대한 이송량이 달라진다. 일예로서, 20℃로 정격 세탁용량에 대해서 40ml를 투입하도록 모터펌프(25)의 구동시간을 설정해도, 0℃에서는 130ml, 40℃에서는 55ml가 되며, 큰 차이가 생긴다.

따라서, 서미스터와 같은 전자계측형 온도센서(104)로 주위온도를 검출하고, 제1의 수법은 주위온도를 세분화하여, 이 세분화된 범위 내에서의 모터펌프(25)의 구동시간을 소정량 투입 가능한 시간으로 해줌으로써 대처하는 것이다. 제19도에 도시한 바와 같이, T₁의 온도범위에서는 a시간, T₂의 온도범위에서는 b시간,…으로 한다. 제2의 수법은 온도센서(104)에 의한 주위온도의 데이터를 마이크로 콤퓨터에 의해 모터펌프(25)에 인가할 전기량으로 치환하고, 이 전기량(또는 구동전력)을 제어하는 것이다. 이것은 제18도의 곡선의 반대 곡선이 되는 전기량 곡선(제20도)으로 해주는 것이다. 이 제2의 수법은 직류의 소형 모터라면 용이하게 행할 수 있는 것으로 아무런 지장은 없다. 제3의 수법은 바이메탈과 같은 열응답성이 있는 소자를 사용하여, 세제액이 통과하는 통로를 기계적으로 변화시켜, 유량을 조절하는 것이다. 이것은 제21도와 같은 원추형으로 절곡가능한 바이메탈관(40)을 통로의 도중에 설치하고, 온도가 낮은 경우에는 외측으로 변형해서 통로를 확대하고, 온도가 높을 때에는 내측으로 변형해서 통로를 좁게 하는 것이다. 제4의 수법은 탱크(23)의 하부에 히터(140)(제4도)를 설치하고, 온도센서에 의한 신호에 따라 히터의 통전전기량을 제어해서 점도변화를 억제하는 것이다. 그러나, 이 수법은 탱크(23)내의 세제액량(약 1개월 분, 2,000ml)에 대해서 1회의 사용량이 40ml이나, 전체 저장량을 가열해야 하므로 전력의 낭비가 없는 바람직한 수법은 아니다.

제8도에 있어서, 운전의 표시에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 표시부(52)는 수위, 헹굼, 전원, 세탁시간의 표시를 가지고 있다. 이들 표시수단으로서 발광다이오드를 사용하고 있다.

상기의 표시는 위부터 차례로 "고", "중", "저", "소"의 수위를 표시한다. 상기와 같이, 이 수위의 표시는 세탁물의 양의 표시에 대응한다.

즉, 주조작키를 온하면 제10도의 개략 플로챠트도에 따라 급수를 개시한다. 이와 동시에 수위의 표시가 점멸한다. "고", "중", "저", "소"의 순으로 점멸한다. 이것이 반복되며, 점멸이 달리듯이 표시된다.

수위가 "소"까지 달하면, 일단 급수가 정지되고, 세탁물의 양을 계측하는 교반이 시작되며, 세탁물의 양의 계측이 종료될 때까지 "소"를 표시하는 점멸이 계속된다. 그후는 교반으로 계측되어 세탁물의 양에 대응하는 수위에 해당하는 곳의 표시로 옮겨지며, 점등 또는 점멸에 의한 표시가 이루어진다.

이와 같이, 계측된 세탁물이 양에 대응한 수위결정까지의 공정의 수위표시 전체의 달리듯하는 표시로 행해지므로, 한 눈으로 수위공정(천량계측공정)임을 알 수 있다. 또한, 별도의 표시수단을 사용하지 않아도, 되므로 표시부를 콤팩트하게 할 수 있는 편의성이 있다.

앞에서 설명한 천량계측은 "소"수위까지 물을 넣고 행하였으나, 물을 넣기 전에 또는 물을 넣으면서 교반해서 세탁물의 양을 계측해도 된다. 물을 급수하면서 계측하면, 세탁전의 시간이 단축된다. 물없이 세탁물 양을 계측하면 급수를 일단 정지하지 않아도 되므로, 급수 제어가 그 만큼 간단해진다. 적은 양의 비교적 부드러운 세탁물은 물없이 행하는 천량계측에 적합하다.

급수하면서 교반하면, 다량의 세탁물이 빨리 적셔지므로, 빠른 시점에서 세탁물의 양을 계측할 수 있다. "소"까지 급수한 후 교반하면 수위가 대폭적으로 저하되고(세탁물의 양이 많을 때에 생기기 쉬움), 천량계측이 잘 되지 않는 경우가 있다. 급수하면서 계측하면, 이와 같은 문제점이 해소된다.

상기와 같이, 최적 세탁운전이 가능한 전자동세탁기는 정확한 세탁물의 양을 계측함으로써, 계측된 세탁물의 양에 따라서 급수량, 세제투입량, 교반시간 및 헹구는 시간을 결정하여, 정확한 급수량 및 세제의 결정량의 공급에 대하여 정밀한 제어를 가능하게 한다.

Claims (5)

1. 코일과, 이 코일에 대하여 상대 이동하는 슬라이드 코어로서의 자성체와, 이 자성체에 연결되어 있는 동시에 수위의 변동에 따라서 변위하는 다이어프램으로 이루어지는 수위센서를 구성하고, 자성체의 상대 이동에 의해 리액턴스가 변화하는 상기 코일과 콘덴서를 조합하여 발진주파수가 변화하는 LC 발진회로를 구성하고, 수위의 변동에 따라서 변화하는 LC 발진회로의 발진주파수를 검지하는 마이크로 콤퓨터 등의 검지수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수위검출장치.
2. 제1항에 있어서, 인버터를 사용하여 LC 발진회로를 구성한 것을 특징으로 하는 수위검출장치.
3. 코일과, 이 코일에 대하여 상대 이동하는 자성체와, 수위의 변동에 수반되는 공기압의 변화에 따라서 변위하는 다이어프램과, 이 다이어프램의 변위를 원상태로 되돌리는 힘을 다이어프램에 부여하는 스프링으로 이루어지며, 상기 다이어프램에 자성체를 연결하고, 또한 다이어프램의 변위에 수반되는 자성체의 상대 이동에 의해 코일의 리액턴스가 변화하도록 수위센서를 구성하고, 이 수위센서의 코일과 콘덴서를 조합하여 발진주파수가 변화하는 LC 발진회로를 구성하고, 수위의 변동에 따라서 변화하는 LC 발진회로의 발진주파수를 검지하는 마이크로 콤퓨터 등의 검지수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수위검출장치.
4. 제3항에 있어서, 수위센서는 압력전달공을 가진 베이스와, 이 베이스에 장착한 다이어프램과, 코일과 이 코일에 대하여 상대 이동하는 슬라이드 코어로서의 자성체와, 다이어프램의 수압(受壓) 배면측에 설치되며, 또한 상기 자성체를 지지하는 플런저와, 이 플런저의 배면에 설치되며, 또한 다이어프램을 수압 배면측으로부터 누르는 스프링으로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 수위검출장치.
5. 제4항에 있어서, 세탁기의 외측 탱크 하부에 있는 유도부와 수위센서의 압력전달공을 관으로 연결한 것을 특징으로 하는 수위검출장치.

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