KR100206072B1 - 세탁기의 급수장치 - Google Patents

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KR100206072B1 KR1019970012923A KR19970012923A KR100206072B1 KR 100206072 B1 KR100206072 B1 KR 100206072B1 KR 1019970012923 A KR1019970012923 A KR 1019970012923A KR 19970012923 A KR19970012923 A KR 19970012923A KR 100206072 B1 KR100206072 B1 KR 100206072B1
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Abstract

본 발명은 세탁기의 급수장치에 관한 것으로, 외부의 급수원으로부터 공급되는 세탁수의 압력에 의해 회전하도록 제2 급수관 내에 설치된 제1 기어 및 제2 기어와,
상기 제1 기어의 회전축과 결합된 피니언의 회전에 의해 직선 방향으로 이동하는 랙과, 상기 랙의 이동에 의해 왕복 운동함으로써 세탁수를 세탁조 내에 분산시켜 공급하는 세탁수 공급수단으로 이루어져서 세탁조에 세탁수를 골고루 분산시켜 공급함으로써 세탁포를 빠르게 적실 수 있다. 따라서 세탁시간을 단축할 수 있다. 또한, 세탁조에 세탁수를 골고루 분산시켜 공급함으로써 세탁포에 세탁수를 직접 접촉시킴으로써 세정도를 향상시킬 수 있는 매우 뛰어난 효과가 있다. 한편, 또한, 랙의 이동 회수를 계수하여 급수량을 검출함으로써 급수량 검출을 위한 구조를 간단히 할 수 있다. 랙의 이동 회수를 계수하여 급수량을 검출함으로써 급수량을 정확하고 용이하게 검출할 수 있는 매우 뛰어난 효과가 있다.

Description

세탁기의 급수장치
본 발명은 세탁기의 급수장치에 관한 것으로, 특히 세탁조에 세탁수를 골고루 분산시켜 공급하는 세탁기의 급수장치에 관한 것이다.
도1에 도시된 바와 같이, 종래 세탁기의 급수 장치는 외부의 수도 콕으로부터 세탁수를 공급받는 급수관(2)과, 상기 급수관(2)으로부터 세탁수를 받도록 상기 급수관(2)과 결합된 제2 급수관(4)과, 상기 제2 급수관(4)으로부터 세탁조(104) 안으로 세탁수를 공급/차단하는 급수 밸브(6)와, 상기 급수 밸브(6)를 통과한 물을 상기 세탁조(104)에 공급하는 제3 급수관(8)으로 이루어져 있다. 세탁조(104)의 물을 유지시키는 터브(10)의 하측에는 상기 세탁조(104) 내의 물의 양을 검출하도록 수위 측정 챔버(12)가 형성되어 있고, 상기 수위 측정 챔버(12) 내에는 세탁조(104) 내의 물의 압력에 의해 세탁조(104) 내의 물의 양을 검출하는 수량 센서(14)가 설치되어 있다.
그런데 상기와 같은 종래 세탁기의 급수 장치는 상기 제3 급수관(8)이 세탁조(104)의 가장자리에 대응하는 위치에 고정되어 있었다. 따라서 제3 급수관(8)으로부터 세탁조(104)로 공급되는 세탁수는 항상 세탁조(104)의 가장자리에 낙하되었다. 따라서 세탁조(104)에 물이 가득찰 때까지 시간이 경과한 다음에야 세탁수에 의해 세탁포가 젖었다. 따라서 세탁 시간이 길어지고 세정 효율이 낮은 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서 본 발명의 목적은 세탁조에 세탁수를 골고루 분산시켜 공급함으로써 세탁시간을 단축할 수 있고 세정도를 향상시킬 수 있는 세탁기의 급수장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 세탁기의 급수장치는 외부의 급수원으로부터 공급되는 세탁수의 압력에 의해 회전하도록 제2 급수관 내에 설치된 제1 기어 및 제2 기어와, 상기 제1 기어의 회전축과 결합된 피니언의 회전에 의해 직선 방향으로 이동하는 랙과, 상기 랙의 이동에 의해 왕복 운동함으로써 세탁수를 세탁조 내에 분산시켜 공급하는 세탁수 공급수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
도1는 종래 기술에 의한 세탁기의 단면도,
도2은 본 발명의 일실시예에 의한 급수장치가 설치된 세탁기의 외관 사시도,
도3는 도2에 도시된 세탁기의 단면도,
도4은 도3에 도시된 급수장치의 확대 단면도,
도5는 도3에 도시된 급수 장치의 분해 사시도,
도6는 본 발명의 일실시예에 의한 세탁기의 급수장치의 제어 회로 블록도,
도7A는 초기 위치와 반환점 위치 사이에서 상기 랙의 변위를 나타낸 그래프,
도7B는 상기 이동 회수 검출수단의 발광부의 전위를 나타낸 그래프,
도7C는 상기 이동 회수 검출수단의 수광부의 전위를 나타낸 그래프.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
104: 세탁조 106: 제2 공급부
136: 급수관 152: 제1 기어
154: 제2 기어 164: 피니언
166: 랙 168: 돌기
172: 안내 홈 174: 스프링
186: 급수 구멍 187: 세탁수 공급수단
188: 이동 회수 검출수단 190: 제어수단
194: 교류 전원
이하 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도2에 도시된 바와 같이, 하우징(102)의 내측에는 세탁포를 세탁하도록 세탁조(104)가 설치되어 있다.
하우징(102)의 상측에는 또한 후술하는 랙에 의해 세탁수를 세탁조(104) 내에 분산시켜 공급하는 제2 공급부(106)가 설치되어 있다.
상기 하우징(102)의 상측에는 상기 세탁조(104)를 개폐하도록 도어(108)가 설치되어 있다.
상기 하우징(102)의 상측 표면에는 사용자의 조작 명령을 입력하는 키입력수단(110)이 설치되어 있다.
상기 하우징(102)의 상측 표면에는 사용자가 상기 키입력수단(110)에 입력한 조작명령과 세척조 내의 세탁포의 세탁상태를 표시하는 표시 패널(112)이 설치되어 있다.
상기 하우징(102)의 측면에는 세탁기(114)를 이동하기 위해 사용자가 손을 삽입하도록 손잡이(116)가 형상되어 있다.
상기 하우징(102)의 뒷면에는 상기 세척조(104) 내에서 세탁포를 세탁한 세척수를 배수하도록 배수 호스(118)가 설치되어 있다.
상기 하우징(102) 내의 세탁 모터(120)에 전압을 공급하도록 상기 하우징(102)에는 전원 코드(122) 및 전원 플러그(124)가 연결되어 있다.
상기 하우징(102)의 저면에는 상기 하우징(102)의 균형을 조절하도록 균형 조절 다리(126)가 설치되어 있다.
도3에 도시된 바와 같이, 하우징(102)의 상측 표면에는 외부의 교류 전원으로부터 후술하는 전원 공급수단에 교류 전압을 입력하도록 전원 공급 버튼(130)이 설치되어 있다.
후술하는 제1 기어, 제2 기어 및 랙을 내장한 급수 박스(132)는 급수 밸브(134)가 개방시 외부의 급수관(136)으로부터 공급되는 세탁수에 의해 상기 제2 공급부(106)를 직선 이동시키는 힘을 발생시키도록 상기 하우징(102)의 상측에 설치되어 있다.
상기 제2 공급부(106)는 상기 급수 박스(132)로부터 세탁수를 받아서 세탁조(104)에 세탁수를 공급하도록 상기 급수 박스(132)의 하측에 설치되어 있다.
상기 급수관(136)과 급수 밸브(134)의 사이에는 상기 급수관(136)과 급수 밸브(134)의 사이에서 세탁수가 누출되는 것을 방지하도록 패킹(138)이 설치되어 있다.
세탁조(104)의 외측에는 상기 세탁조(104) 내에 세탁수를 유지시키도록 터브(140)가 설치되어 있다. 하우징(102)에는 상기 터브(140)를 상측 방향으로 지지하도록 텐션 바(142)가 설치되어 있다.
상기 세탁조(104) 내에는 상기 세탁조(104) 내의 세탁포를 세탁하도록 펄세이터(144)가 설치되어 있다. 상기 세탁조(104)의 측면에는 상기 세탁조(104)와 터브(140) 사이에서 세탁수를 유통시키도록 유통 구멍(146)이 설치되어 있다.
도4 및 도5에 도시된 바와 같이, 제1 기어(152)와 제2 기어(154)는 외부의 급수관(136)으로부터 상기 급수 밸브(134)에 공급된 세탁수의 압력에 의해 회전하도록 제2 급수관(150) 내에 설치되어 있다.
상기 제1 기어(152)와 제2 기어(154)는 세탁수에 의해 일측 방향으로 회전하도록 타원형상으로 형성되어 있으며, 세탁조(104) 내로 공급되는 세탁수에 부딪히는 마찰력에 의해 회전하도록 제2 급수관(150) 내에서 서로 맞물리게 설치되어 있다.
상기 터브(140)의 하측에는 상기 펄세이터(144)와 상기 세탁조(104)를 회전시키도록 세탁 모터(120)가 설치되어 있다.
상기 세탁 모터(120)의 일측에는 상기 터브(140)의 회전력을 상기 세탁조(104)에 선택적으로 전달하도록 클러치(156)가 설치되어 있다.
상기 터브(140)의 하측에는 상기 세탁조(104)내의 세탁수를 배수하도록 상기 배수 호스(118)가 설치되어 있으며, 상기 배수 호스(118) 내에는 후술하는 제어수단으로부터 출력된 제어신호에 따라 상기 세탁조(104)내의 세탁수를 배수하도록 배수 밸브(160)가 설치되어 있다.
피니언(164)은 상기 제1 기어(152)와 동일한 회전수로 회전하도록 상기 제1 기어(152)의 회전축(163)과 결합되어 있다.
랙(166)은 상기 피니언(164)의 회전에 의해 직선 방향으로 이동하도록 상기 피니언(164)에 결합되어 있다.
상기 랙(166)에 형성된 돌기(168)와, 상기 돌기(168)가 삽입되어 상기 랙(166)을 세탁조(104)의 가장자리의 위치부터 세탁조(104)의 중심의 위치까지 이동시킬 경우 상기 랙(166)을 상기 피니언(164)과 결합시키고 상기 랙(166)을 세탁조(104)의 중심의 위치에서 세탁조(104)의 가장자리의 위치까지 이동시킬 경우 상기 랙(166)을 상기 피니언(164)으로부터 분리시키도록 상기 돌기(168)를 안내하는 안내 홈(172)과, 상기 랙(166)이 상기 피니언(164)으로부터 분리된 상태에서 상기 랙(166)을 초기 위치로 복귀시키도록 상기 돌기(168)에 복귀력을 인가하는 스프링(174)과, 상기 랙(166)과 일체로 왕복이동함과 동시에 상기 제2 급수관(150)으로부터 세탁수를 받는 상기 제2 공급부(106)와, 상기 제2 공급부(106) 내의 물을 세탁조(104)에 공급하도록 상기 제2 공급부(106)의 저면에 형성된 급수 구멍(186)은 본 발명의 일실시예에 따라 상기 랙(166)의 이동에 의해 왕복 운동함으로써 세탁수를 세탁조 내에 분산시켜 공급하는 세탁수 공급수단(187)을 구성한다.
상기 안내홈(172)은 상기 돌기(168)를 안내하도록 케이싱(170)의 내면에 형성되어 있다.
상기 랙(166)과 상기 제2 공급부(106)는 상기 랙(166)의 돌기(168)가 상기 케이싱(170)의 안내 홈(172)으로부터 이탈되지 않도록 케이싱(170) 내에 설치되어 있다.
상기 제2 공급부(106)는 상기 랙(166)과 같은 방향으로 이동하도록 상기 랙(166)과 일체로 결합되어 있으며, 상기 제2 공급부(106)의 바닥에는 상기 세탁수 공급수단(106)으로부터 공급된 세탁수를 받아서 세탁수를 상기 세탁조(104) 위에 분산하여 공급하도록 급수 구멍(186)이 형성되어 있다.
이동 회수 검출수단(188)은 상기 이동 회수 검출수단(188)의 수직 방향으로 빛을 조사하여 상기 랙(166)으로부터 반사된 빛에 의해 상기 랙(166)의 왕복 이동 회수를 검출하도록 케이싱(170)의 내면에 설치된 광센서이다.
도6에 도시된 바와 같이, 제어수단(190)은 상기 이동 회수 검출수단(188)으로부터 이동 회수를 받아서 상기 세탁조(104) 내에 급수된 세탁수의 양을 산출한 다음, 산출된 세탁수의 양에 따라 세탁 동작을 제어하는 마이크로컴퓨터이다.
상기 전원 공급수단(192)은 외부의 교류 전원(194)으로부터 220V의 교류 전압을 받아서 상기 제어수단(190)에 5V의 직류 전압을 공급하도록 상기 제어수단(190)에 접속되어 있다.
키 입력수단(110)은 세탁에 관한 사용자의 조작 명령을 상기 제어수단(190)에 입력하도록 상기 제어수단(190)에 접속되어 있다.
상기 급수 밸브(134)는 상기 제어수단(190)으로부터 제어신호를 받아서 상기 급수관(136)을 개방/폐쇄하도록 상기 제어수단(190)에 접속되어 있다.
세탁 모터 구동 회로(198)는 상기 제어수단(190)으로부터 제어신호를 받아서 세탁 모터(120)에 방향을 갖는 전압을 인가하도록 상기 제어수단(190)에 접속되어 있다.
배수 밸브(160)는 상기 제어수단(190)으로부터 제어신호를 받아서 상기 배수호스(118)를 개폐하도록 상기 제어수단(190)에 접속되어 있다.
알림 수단(200)은 상기 제어수단(190)으로부터 출력된 알림 신호를 받아서 세탁 상태를 표시하는 표시 패널(112)과 세탁 상태에 관한 음향을 출력하는 버저(도시 생략)로 이루어져 있다.
이하 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 세탁기의 급수장치의 작용효과를 설명한다.
먼저 동작 설명을 위한 초기 조건으로서, 상기 랙(166)이 스프링(174)에 의해 당겨져서 상기 랙(166)이 도4과 도5에서 가장 오른쪽으로 이동하여 위치함으로써 상기 세탁수 공급수단(106)이 도4과 도5에서 가장 오른쪽으로 이동하여 위치하고 있다고 가정한다.
한편, 상기 급수 밸브(134)는 폐쇄되어 있다고 가정한다.
한편, 외부의 교류 전원(194)으로부터 상기 전원 공급수단(192)에 아직 전압이 공급되고 있지 않다고 가정한다.
먼저 사용자가 상기 전원 공급수단(192)의 전원 공급 버튼(130)을 온하면 외부의 교류 전원(194)으로부터 상기 전원 공급수단(192)에 220V의 교류 전압이 출력된다. 이어서 상기 전원 공급수단(192)으로부터 상기 제어수단(190)에 5V의 직류 전압이 공급된다.
이어서 사용자가 상기 도어(108)를 열고 상기 세탁조(104) 내에 세탁포를 넣은 다음 도어(108)를 닫는다. 다음에 상기 키입력수단(110)에 세탁에 대한 조작 명령을 입력한다.
이어서 상기 키입력수단(110)으로부터 상기 제어수단(190)에 조작 명령이 출력된다.
다음에 상기 제어수단(190)으로부터 급수 밸브(134)에 제어 신호가 출력된다. 그러면 상기 급수 밸브(134)가 개방된다.
다음에 외부의 급수관(136)으로부터 상기 급수 밸브(134)를 개재해서 상기 제2 급수관(150) 내의 제1 기어(152)와 제2 기어(154)에 세탁수가 공급된다. 그러면 상기 제1 기어(152) 및 제2 기어(154)에 부딪힌 세탁수에 의해 상기 제1 기어(152)는 시계 방향으로 회전하고 제2 기어(154)는 반시계 방향으로 회전한다. 제1 기어(152) 및 제2 기어(154)의 회전과 동시에 세탁수는 상기 제1 기어(152)와 상기 제2 기어(154)의 주위의 공간을 통과하여 제2 배출구(202)로 흐른다. 다음에 상기 제2 배출구(202)로부터 상기 제2 공급부(106) 안으로 세탁수가 공급된다. 상기 제2 공급부(106) 안으로 공급된 세탁수는 상기 급수 구멍(186)을 통하여 세탁조(104) 안으로 낙하한다.
제1 기어(152)의 회전과 동시에 상기 피니언(164)이 상기 제1 기어(152)의 회전수와 동일한 회전수로 회전한다.
상기 피니언(164)의 회전에 따라 상기 랙(166)이 상기 세탁조(104)의 중심 방향으로 이동한다. 상기 랙(166)의 이동에 따라 상기 세탁수 공급수단(106)이 상기 세탁조(104)의 중심 방향으로 이동한다. 상기 세탁수 공급수단(106)의 이동에 따라 상기 세탁수 공급수단(106)의 급수 구멍(186)이 이동한다. 따라서 상기 급수 구멍(186)으로부터 상기 세탁조(104)에 낙하되는 세탁수의 위치가 세탁조(104)의 가장자리로부터 상기 세탁조(104)의 중심으로 변화한다.
상기 랙(166)의 이동에 따라 상기 랙(166)에 형성된 돌기(168)가 상기 케이싱(170)의 내면에 형성된 상측 안내 홈(172)을 따라 세탁조(104)의 중심 방향 (도5에서 '가' 방향)으로 이동한다. 상기 랙(166)에 형성된 돌기(168)가 상측 안내 홈(172)의 왼쪽 끝까지 이동한 다음 상기 랙(166)의 돌기(168)는 하측 안내 홈(172)으로 이동한다. 그러면 상기 랙(166)이 상기 피니언(164)으로부터 분리된다. 따라서 상기 랙(166)에는 상기 피니언(164)으로부터 회전력이 전달되지 않는다. 그러면 상기 랙(166)에 인가되고 있던 스프링(174)의 복귀력에 의해 상기 랙(166)이 세탁조(104)의 바깥 방향으로 힘으로 받는다. 이어서 상기 랙(166)의 돌기(168)가 상기 케이싱(170)의 내면의 하측 홈을 따라 이동함으로써 상기 랙(166)이 초기 위치로 이동한다.
상기 랙(166)이 초기 위치로 이동하면 상기 랙(166)의 돌기(168)가 상기 케이싱(170)의 내면의 하측 안내 홈(172)으로부터 상측 안내 홈(172)으로 이동함으로써 상기 랙(166)은 다시 상기 피니언(164)에 결합된다.
따라서 상기 피니언(164)의 회전력이 상기 랙(166)에 전달된다. 따라서 상기 랙(166)은 상기 피니언(164)의 회전에 의해 상기 세탁조(104)의 중심 방향으로 다시 이동한다. 이후에 상기 랙(166)은 상기 피니언(164)의 회전에 따라 상기 동작을 반복하여 상기 랙(166)은 상기 세탁조(104)의 중심과 초기 위치 사이에서 왕복 운동한다. 상기 랙(166)의 왕복 운동에 따라 상기 제2 공급부(106)도 왕복운동한다. 그러면 상기 제2 공급부(106)의 급수 구멍(186)으로부터 상기 세탁조(104)로 낙하하는 세탁수의 위치가 세탁조(104)의 일측 가장자리로부터 세탁조(104)의 중심까지 순차적으로 변화한다. 따라서 세탁조(104)의 일측 가장자리로부터 세탁조(104)의 중심까지 세탁수가 왕복해서 골고루 뿌려진다.
한편, 도7A는 초기 위치와 반환점 위치 사이에서 상기 랙(166)의 변위를 나타낸 그래프이다. 그리고, 도7B는 상기 이동 회수 검출수단(188)의 발광부의 전위를 나타낸 그래프이다. 도7C는 상기 이동 회수 검출수단(188)의 수광부의 전위를 나타낸 그래프이다.
도7A에서 도7C에 도시된 바와 같이 상기 랙(166)의 1회 왕복 이동에 따라 상기 이동 회수 검출수단(188)로부터 1개의 펄스가 상기 제어수단(190)으로 출력된다. 펄스 사이의 간격은 세탁수의 수압에 따라 변화될 수 있다. 즉, 세탁수의 수압이 클 경우 상기 펄스 사이의 간격은 짧게 되고, 세탁수의 수압이 작을 경우 펄스 사이의 간격은 길게 된다.
따라서 상기 펄스의 개수를 모두 합하여 총 펄스의 개수에 단위 수량을 곱함으로써 세탁조(104)에 공급된 세탁수량을 산출한다. 상기 단위 수량은 상기 세탁수 공급수단(106)이 1회 왕복 운동 할 경우 상기 세탁조(104)에 공급되는 수량으로서, 상기 단위 수량은 실험에 의해 메모리(204)에 기억된 데이터이다.
다음에 상기 제어수단(190)은 상기 산출된 세탁수량이 상기 메모리(204)에 미리 기억된 설정 수량과 같은가를 판별한다. 이 판별 결과 상기 산출된 세탁수량이 상기 메모리(204)에 미리 기억된 설정 수량과 같다고 판별하였을 경우에는 상기 제어수단(190)으로부터 상기 급수 밸브(134)로 급수 정지 신호가 출력된다. 그러면 상기 급수 밸브(134)가 폐쇄된다.
이어서 상기 급수관(136)으로부터 상기 제2 급수관(136)으로 세탁수가 공급되지 않는다. 따라서 상기 제1 기어(152)와 상기 제2 기어(154)의 회전이 정지한다. 이어서 피니언(164)의 회전이 정지한다. 다음에 상기 랙(166)은 상기 스프링(174)의 복귀력에 의해 초기 위치로 이동한다. 따라서 제2 공급부(106)의 급수 구멍(186)은 동작 초기시의 위치에 오게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 세탁기의 급수장치에 의하면, 세탁조에 세탁수를 골고루 분산시켜 공급함으로써 세탁포를 빠르게 적실 수 있다. 따라서 세탁시간을 단축할 수 있다. 세탁조에 세탁수를 골고루 분산시켜 공급함으로써 세탁포에 세탁수를 직접 접촉시킴으로써 세정도를 향상시킬 수 있는 매우 뛰어난 효과가 있다.
또한, 랙의 이동 회수를 계수하여 급수량을 검출함으로써 급수량 검출을 위한 구조를 간단히 할 수 있다. 랙의 이동 회수를 계수하여 급수량을 검출함으로써 급수량을 정확하고 용이하게 검출할 수 있는 매우 뛰어난 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 외부의 급수원으로부터 공급되는 세탁수의 압력에 의해 회전하도록 제2 급수관 내에 설치된 제1 기어 및 제2 기어와,
    상기 제1 기어의 회전축과 결합된 피니언의 회전에 의해 직선 방향으로 이동하는 랙과,
    상기 랙의 이동에 의해 왕복 운동함으로써 세탁수를 세탁조 내에 분산시켜 공급하는 세탁수 공급수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 세탁기의 급수장치.
  2. 상기 세탁수 공급수단은 상기 랙에 형성된 돌기와,
    상기 돌기가 삽입되어 상기 랙을 세탁조의 가장자리의 위치부터 세탁조의 중심의 위치까지 이동시킬 경우 상기 랙을 상기 피니언과 결합시키고 상기 랙을 세탁조의 중심의 위치에서 세탁조의 가장자리의 위치까지 이동시킬 경우 상기 랙을 상기 피니언으로부터 분리시키도록 상기 돌기를 안내하는 안내 홈과,
    상기 랙이 상기 피니언으로부터 분리된 상태에서 상기 랙을 초기 위치로 복귀시키도록 상기 돌기에 복귀력을 인가하는 스프링과,
    상기 랙과 일체로 왕복이동함과 동시에 상기 제2 급수관으로부터 세탁수를 받는 제2 공급부와,
    상기 제2 공급부 내의 물을 세탁조에 공급하도록 상기 제2 공급부의 저면에 형성된 급수 구멍으로 이루어진 것을 특징으로 하는 세탁기의 급수장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 세탁수 공급수단의 왕복 이동의 회수를 검출하는 이동 회수 검출수단과,
    상기 이동 회수 검출수단으로부터 이동 회수를 받아서 상기 세탁조 내에 급수되는 세탁수의 양을 산출하여 세탁 동작을 제어하는 제어수단을 추가로 구성한 것을 특징으로 하는 세탁기의 급수장치.
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