KR100300857B1 - Induction heating apparatus of washing machine - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 종래 가열 세탁장치의 개략도.1 is a schematic view of a conventional heating washing machine.
제2도는 본 발명 유도가열 세탁장치의 구성도.2 is a block diagram of the induction heating laundry machine of the present invention.
제3도는 제2도의 유도가열을 설명하기 위한 원리도.3 is a principle diagram for explaining the induction heating of FIG.
제4도는 제2도의 유도가열 코일의 설치 갯수에 따른 설치 예시도.4 is an installation example according to the number of installation of the induction heating coil of FIG.
제5도는 제2도의 유도가열 코일의 접속방법에 따른 설치예시도.5 is an installation example according to the connection method of the induction heating coil of FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 내수조 2 : 외수조1: inner tank 2: outer tank
3 : 온도감지센서 4 : 히터3: temperature sensor 4: heater
5 : 온도제어부 6 : 세탁기 구동부5: temperature control unit 6: washing machine driving unit
7 : 펄세이터 8, 9 : 자장발생부7: pulsator 8, 9: magnetic field generator
10 : 인버터10: inverter
본 발명은 세탁기의 세탁수 가열장치에 관한 것으로, 특히 유도가열장치를 이용하여 세탁조의 부식방지 및 수온의 정밀제어를 가능하도록 하기 위한 것이다.The present invention relates to a washing water heating apparatus of a washing machine, in particular to enable the corrosion control of the washing tank and precise control of the water temperature by using an induction heating apparatus.
첨부한 도면 제1도는 종래의 세탁수 가열장치의 개략 구성도로서, 물과 세탁물을 담고서 회전 가능한 내수조(1)와, 상기 내수조와 일정간격 분리되어 상기 내수조에 뚫린 구멍을 통하여 유입 및 유출되는 물을 담을 수 있도록 고정된 외수조(2)로 구성되고, 특히 상기 외수조 벽면에는 세탁수의 온도를 감지하기 위한 온도감지센서(3)가 부착되어 있고, 외수조 내부에는 세탁수의 온도를 조절하기 위한 히터(4)가 위치하며, 상기 온도감지센서(3)와 히터(4)는 세탁조 외부의 온도제어장치(5)와 연결되어 있다.1 is a schematic configuration diagram of a conventional washing water heating apparatus, which includes a water tank (1) rotatable to contain water and laundry, and is separated from the water tank by a predetermined interval and flows in and out through a hole drilled in the water tank. It consists of an external water tank (2) fixed to hold water, and in particular, the temperature sensor (3) for detecting the temperature of the wash water is attached to the wall of the external water tank, and the temperature of the wash water inside the external water tank The heater 4 for adjusting is located, the temperature sensor 3 and the heater 4 is connected to the temperature control device 5 outside the washing tank.
또한 상기 내수조 하단부에서 세탁수의 와류를 발생시키기 위한 펄세이타(pulsator)는 세탁조 외부의 세탁기 구동부(6)에 연결되어 있다.In addition, a pulsator for generating a vortex of the washing water at the lower end of the inner tank is connected to the washing machine driving unit 6 outside the washing tank.
상기와 같이 구성된 세탁기의 세탁수 가열에 의한 세탁동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the washing operation by the washing water heating of the washing machine configured as described above are as follows.
먼저, 세탁물 세탁수 및 세제가 혼입된 내수조(1)에서 세탁기 구동부(6)에 의하여 구동된 펄세이타(7)가 고속회전하게 되면 강한 수류가 발행하여 세탁물을 세탁하게 된다.First, when the pulsator 7 driven by the washing machine drive unit 6 rotates at a high speed in the inner water tank 1 into which laundry laundry and detergent are mixed, strong water flow is issued to wash the laundry.
그런데, 상기 세탁과정에서 세탁성능을 높이기 위하여 세탁수의 온도를 높일 필요성이 있는데, 이러한 가열과정은 온도 제어부(5)에서 세탁수의 온도를 먼저 설정하게 되고, 이에 따라 외수조(2) 내에 있는 히터(4)에서 열이 발생하여 세탁수의 온도를 올리게 된다.By the way, it is necessary to increase the temperature of the washing water in order to increase the washing performance in the washing process, the heating process is to set the temperature of the washing water first in the temperature control unit 5, accordingly in the outer tank (2) Heat is generated in the heater 4 to raise the temperature of the wash water.
상기 히터의 가열에 따라 변환되는 온도정보를 온도감지센서(3)에서 감지하여 온도제어부(5)로 입력하게 되고, 상기 온도 제어부(5)는 상기 온도감지센서(3)에서 입력되는 온도가 설정온도에 이르면 히터(4)의 작동을 차단하게 된다.The temperature information converted according to the heating of the heater is sensed by the temperature sensor 3 and input to the temperature control unit 5, the temperature control unit 5 is the temperature input from the temperature sensor 3 is set When the temperature is reached, the operation of the heater 4 is cut off.
상기와 같이 히터(4)를 가열할 경우에 문제가 되는 열효율 저하는 세탁수가 히터에 직접 접촉하도록 하는 투입식을 적용하므로서 해소시켰고, 수온 조절은 수온감지센서(3)로 부터 감지한 수온을 설정온도와 비교하여 히터에 연결된 릴레이를 통전하여 제어하도록 하였다.When the heater 4 is heated as described above, the thermal efficiency problem, which is a problem, is solved by applying an input method in which the washing water directly contacts the heater, and the water temperature control sets the water temperature detected by the water temperature sensor 3. Compared to temperature, the relay connected to the heater was energized and controlled.
그러나 이와 같은 세탁수 가열장치에 의한 세탁수의 가열은 투입식 히터가 세탁수에 직접 접촉하게 되므로 세탁수 내에 포함된 각종 화학성분의 세제로 인하여 세탁수가 중성이 아닌 알카리성으로 변성되어 히터를 부식시키는 문제가 발생할 수 있고, 이로 인하여 누전, 화재 및 기기소손과 같은 치명적인 문제을 일으킬 수 있는 문제점이 있었다.However, since the washing water is heated by the washing water heating device, the input heater is in direct contact with the washing water, and the washing water is denatured to alkaline, not neutral, due to detergents of various chemical components included in the washing water, which corrodes the heater. Problems may occur, which may cause fatal problems such as a short circuit, fire, and device damage.
따라서 본 발명에서는 히터를 외수조 내에 위치시키지 않고 외수조의 외벽면에서 유도가열을 통하여 세탁수에 열을 공급해 주므로써 상기의 문제점을 해결하고자 한다.Therefore, the present invention is to solve the above problems by supplying heat to the wash water through induction heating on the outer wall surface of the outer tank without placing the heater in the outer tank.
이와같은 본 발명의 목적은 자성체로 이루어진 내수조 및 플라스틱으로 이루어진 외수조를 구비한 세탁기의 외벽에서 고주파 자장을 발생하는 다수개의 자장 발생수단과, 상기 자장 발생수단에 자장을 발생하기 위한 고주파 전류를 공급하는 인버터와, 상기 인버터를 제어하여 설정수온을 유지하기 위한 제어수단으로 구성하므로서 달성될 수 있고, 상기 자장 발생수단은 유도자기장을 발생하기 위한 코일과, 상기 코일에서 발생하여 외수조 외부측으로 향하는 자장을 흡수하기 위한 페라이트를 상기 코일 외부에 설치하여 구성하고, 상기 자장 발생수단은 내수조 하단부로 부터 최소의 세탁물을 넣었을 경우 수위 사이에 위치시키며, 상기 코일을 인버터에 대하여 직렬 또는 병렬접속으로 구성하므로서 달성될 수 있다.The object of the present invention is a plurality of magnetic field generating means for generating a high frequency magnetic field in the outer wall of the washing machine having a water tank made of a magnetic material and the outer tank made of plastic, and a high frequency current for generating a magnetic field in the magnetic field generating means. It can be achieved by configuring an inverter to supply, and a control means for controlling the inverter to maintain a set water temperature, the magnetic field generating means is a coil for generating an induction magnetic field, and generated from the coil to the outside of the external tank The ferrite for absorbing the magnetic field is installed outside the coil, the magnetic field generating means is located between the water level when a minimum amount of laundry is put from the bottom of the inner tank, the coil is configured in series or parallel connection to the inverter This can be achieved by doing so.
첨부한 도면 제2도는 본 발명 유도가열장치의 개략적 구성도로서, 자성체의 내수조(1)와, 비자성체의 외수조(2), 펄세이터(7), 구동부(6), 온도감지센서(3)의 구성에서, 상기 외수조 외벽면에 설치한 자장 발생부(8)와, 상기 자장 발생부(8)에 연결한 인버터(10)와, 상기 인버터를 제어하기 위한 온도 제어부(5)로 구성하고 상기 자장발생부(8)는 유도가열코일(8a)과 페라이트(8b)로 구성하다.2 is a schematic configuration diagram of the induction heating apparatus of the present invention, which includes an inner water tank 1 of a magnetic material, an outer water tank 2 of a nonmagnetic material, a pulsator 7, a driving part 6, and a temperature sensor ( In the configuration of 3), the magnetic field generator 8 installed on the outer wall surface of the outer tank, the inverter 10 connected to the magnetic field generator 8, and the temperature control unit 5 for controlling the inverter The magnetic field generating part 8 is composed of an induction heating coil 8a and a ferrite 8b.
상기와 같이 구성한 본 발명 유도 가열장치의 동작 및 효과를 첨부한 도면 제2도 내지 제5도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation and effects of the induction heating apparatus of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 2 to 5.
임의 설정온도에서 세탁을 실시하기 위하여 세탁기 외부의 표시부에서 온도를 설정하게 되면, 설정온도는 제어부(5)로 입력되고, 상기 젱부(5)에서는 설정온도와 온도감지센서(3)로 부터 입력한 현재 세탁수의 온도를 비교하여, 세탁수의 온도와 설정온도보다 낮으면 세탁수의 온도를 올리기 위하여 인버터부(10)에 제어신호를 출력한다.When the temperature is set in the display unit outside the washing machine to wash at a predetermined set temperature, the set temperature is input to the control unit 5, and the recess 5 is inputted from the set temperature and the temperature sensor 3. By comparing the temperature of the current wash water, if the temperature of the wash water and lower than the set temperature, and outputs a control signal to the inverter unit 10 to increase the temperature of the wash water.
상기 제어부 제어신호에 따라 인버터부(10)에서는 수십 KHZ의 주파수를 갖는 고주파 전류를 자장발생부(8, 9)의 코일(8a, 9a)로 공급하게 되고, 이에 따라 코일에서는 유도자기장이 발생되어 외수조(2)를 지나 자성체인 내수조(1)에 자체 와전류를 발생시키게 된다.In accordance with the control signal of the control unit, the inverter unit 10 supplies a high frequency current having a frequency of several tens of KHZ to the coils 8a and 9a of the magnetic field generating units 8 and 9, thereby generating an induction magnetic field. Passing the outer tank (2) will generate its own eddy current in the inner tank (1), which is a magnetic body.
상기 내수조(1)에서 발생한 와전류는 이 내수조 금속표면을 흐르게 되는데 이 전류는 상기 내수조 금속에 존재하는 저항성분으로 인하여 전자의 흐름이 방해를 받게 되어 열이 발생하게 된다.The eddy current generated in the inner tank 1 flows through the inner surface of the inner tank metal, and the electric current is disturbed by the resistance component present in the inner tank metal, and heat is generated.
이러한 유도 과정에 의하여 열을 발생시키는 내수조(1)는 세탁수에 직접 접촉된 채 둘러쌓여 있으므로 고효율 가열이 가능하다.The inner water tank 1 which generates heat by this induction process is surrounded by being in direct contact with the wash water, thereby enabling high efficiency heating.
한편, 유도 가열코일에서 발생하는 자장중에 외수조(2) 내부쪽이 아닌 외부쪽으로 향하는 자장은 자장 발생부(8, 9)의 유도코일(8a, 9a)외부에 설치된 페라이트(8b, 9b)에 의해 흡수되고, 이 페라이트는 금속제와는 달리 자장에 의한 에너지 손실을 거의 주지 않으므로 외부쪽으로 향하는 자장에 의한 손실을 거의 없게 되고 효율면에서도 우수하다.On the other hand, among the magnetic fields generated by the induction heating coil, the magnetic fields directed toward the outside rather than the inside of the external water tank 2 are transferred to the ferrites 8b and 9b provided outside the induction coils 8a and 9a of the magnetic field generating sections 8 and 9. Unlike metal, this ferrite hardly loses energy due to the magnetic field, so that the ferrite has little loss due to the magnetic field directed to the outside and is excellent in efficiency.
첨부한 도면 제3도를 참조하여 유도가열에 대하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.The induction heating is described in more detail with reference to FIG. 3 as follows.
유도가열코일에 고주파 교류 전류가 흐르면 이 코일 주위에는 방향이 바뀌는 자속이 발생한다.When a high frequency alternating current flows through the induction heating coil, a magnetic flux is generated around the coil.
상기 가열코일의 위쪽으로 빠져나가는 자속선은 상부에 위치한 금속재 판을 뚫고 지나가면서 이 금속에 고주파 전류가 발생한다.The magnetic flux lines escaping upward of the heating coil pass through the metal plate located above and generate high frequency current in the metal.
이 전류가 흐르면 금속재 내부에 있는 저항성분 때문에 금속 자체가 가열된다.When this current flows, the metal itself is heated due to the resistance component inside the metal material.
한편, 가열코일의 아래로 빠져나가는 자속은 자속흡수력이 강하고 에너지 소모가 적은 페라이트에 의해 흡수되므로 아래로 빠져 나가는 자속에 의한 에너지 손실을 거의 없게 된다.On the other hand, the magnetic flux flowing out of the heating coil is absorbed by the ferrite having a strong magnetic flux absorbing power and less energy consumption, so there is almost no energy loss due to the magnetic flux flowing down.
첨부한 도면 제4도는 유도가열 코일의 갯수에 따른 여러 설치예를 제한 도면으로써, (a)와 같이 2개 설치시에는 180°로 취부시켜 구성하고, 3개 설치시에는 (b)와 같이 120°의 각으로 각 코일을 취부시키며, (c)와 같이 4개 설치시에는 90°의 각으로 취부시켜서 구성하면 된다.FIG. 4 is a diagram limiting various installation examples according to the number of induction heating coils. As shown in (a), FIG. 4 is mounted at 180 ° for two installations and 120 as in (b) for three installations. Each coil may be mounted at an angle of °, and in the case of four installations as shown in (c), the coil may be mounted at an angle of 90 °.
첨부한 도면 제5도는 유도 가열 코일의 접속방법에 따른 설치예시도로서, (a)에서 처럼 인버터(10)에 다수개의 코일을 직렬접속하거나 (b)와 같이 병렬접속하여 사용할 수 있다.5 is an installation example according to a method of connecting an induction heating coil, and a plurality of coils may be serially connected to the inverter 10 as in (a) or in parallel as in (b).
이상에서 설명한 것처럼 본 발명의 유도 가열코일은 세탁수와 직접 접촉하지 않고 세탁수를 가열할 수 있으므로 종래의 히터에 의해 부식의 위험을 제거할 수 있으며, 세탁수를 가열하는 열원이 내수조이므로 히터에서와 같은 높은 효율을 얻을 수 있고, 또한 인버터의 출력을 자유로이 조절할 수 있으므로 수온의 정밀제어가 가능해지는 효과가 있다.As described above, since the induction heating coil of the present invention can heat the washing water without directly contacting the washing water, the risk of corrosion can be eliminated by a conventional heater, and since the heat source for heating the washing water is a water tank, the heater Since high efficiency can be obtained and the output of the inverter can be freely adjusted, it is possible to precisely control the water temperature.
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