KR100325506B1 - 공기방울오존세탁기에서의열풍을이용한배오존분해방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세탁기의 헹굼 행정에서 극히 심하게 발생되는 배오존을 열풍으로 분해 제거하여 안전한 산소로 전환시켜서 배오존을 최소화할 수 있도록 한 공기 방울 오존 세탁기에서의 배오존 분해 방법에 관한 것으로서, 외부 공기를 유입받아 압축한 후 배출하는 공기 방울 발생기와, 공기 방울 발생기에서 배출되는 압축 공 기중 산소의 일부를 오존으로 변환시키는 오존 발생기와, 오존 발생기를 통해 배출되어진 기체를 세탁조의 배면을 통해 세탁수에 공급하는 노즐과, 상기 세탁조의 상부 일측에 형성되고 세탁기의 전반적인 동작을 제어하는 마이컴에 의거하여 선택적으로 발열 구동하여 세탁조내의 기온을 상승시키는 열풍 발생수단을 구비한 공기 방울 오존 세탁기에 있어서, 세탁 행정이 종료되면 급수 후 공기 방울과 오존을 연속적으로 발생하고 상기 열풍 발생수단을 구동하여 세탁조 내로 뜨거운 공기를 불 어 넣으면서 소정 시간 동안 헹굼 교반을 수행하고, 상기 소정 시간이 경과되면 상기 열풍 발생수단 구동을 종료하고 배수후 세탁물의 균형을 잡기 위한 발란스 탈수를 수행한 후, 상기 헹굼 교반 수행과 발란스 탈수를 한번 더 반복 수행하여 헹굼 행정을 종료하고 탈수 행정으로 전환하는 것을 특징으로 하여, 헹굼 행정에서 열 분해 방식으로 배오존을 감소시킴으로써, 환경을 보호할 수 있으며, 또한 각종 세 탁기의 부품 내오존성 문제를 개선할 수 있는 것이다.

Description

공기 방울 오존 세탁기에서의 열풍을 이용한 배오존 분해 방법{method for resolving ozone using heating air in air bubble-ozone washing machine}
본 발명은 공기 방울 오존 세탁기에서의 배오존 분해 방법에 관한 것으로서, 특히 세탁기의 헹굼 행정에서 극히 심하게 발생되는 배오존을 열풍으로 분해 제거 하여 안전한 산소로 전환시켜서 배오존을 최소화할 수 있도록 한 공기 방울 오존 세탁기에서의 배오존 분해 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 오존 세탁기란 오존(O3)의 특성 즉, 산화력이 우수하고 유기물 의 분해, 살균, 냄새 성분 제거 및 세제의 계면활성제 분해를 촉진하는 성질을 이 용하기 위하여 세탁물의 세탁시 오존을 세탁수에 용해시켜서 사용하여 세탁물의 살균 및 소독을 수행할 수 있는 기능을 갖는 세탁기를 칭하는 것으로, 통상 세탁수의 급수시 세탁물의 양이나 수압 및 세탁물의 오염도에 따라 적응적으로 오존수의 오 존농도를 제어할 수 있도록 하여 최적의 살균/소독 기능을 수행할 수 있도록 하고 있다.
한편, 공기 방울 세탁기는 세탁 행정 중에 공기 펌프를 이용하여 발생된 압 축 공기를 세탁기 저수조의 하부에 설치된 기포 공급 노즐을 통하여 세탁물에 공기 방울을 공급함으로서 찌든 때까지 제거하도록 하여 세탁 효과를 증대시킨 것이다. 이러한 공기 방울 세탁기의 기포 공급 노즐은 펄세이터 하부의 저수조에 고정되어 있으며, 공기 펌프를 포함하는 공기 방울 발생기로부터 발생된 기포가 호스를 거쳐서 노즐에 형성된 다수의 구멍을 통하여 수많은 공기 방울로 분사되어 저수조로 공급되도록 구성되어 있다.
한편, 이러한 오존과 공기 방울을 조화시킨 공기 방울 오존 세탁기는 공기 방울 발생기에서 압축되어진 공기중의 산소(O2)가 오존 발생기를 통과하면서 일부의 산소가 오존화되고, 이때 나머지 공기와 오존이 저수조 하부의 노즐을 통하여 세탁조로 공급되어 공기 방울 및 오존에 의거하여 세탁 효과를 향상시킨 것이다.
상술한 바와 같은 오존을 이용하는 종래의 공기 방울 오존 세탁기를 첨부한 도 1에 개략적으로 도시하였다.
동 도면에 있어서, 공기 방울 발생기(4)는 공기 방울을 발생시키기 위한 압 축공기를 발생하여 오존 발생기(5)로 전달하고, 오존 발생기(5)는 공기 방울 발생 기(4)로부터의 압축 공기 중에 산소 일부를 오존화하여 호스(6)를 통해서 노즐(7) 로 전달하며, 노즐(7)은 세탁기의 하부면에 설치되어 호스(6)를 통해서 인가되는 산소 및 오존이 포함된 압축 공기를 그 상부에 형성된 다수개의 노즐 구멍을 통하 여 수많은 방울로 분사시켜서 펄세이터(3) 측면의 저수조(1) 하부면을 통해서 세탁조(2) 내부로 공급하도록 구성되어 있다.
이러한 구성에 있어서, 세탁조(2)내에 적정 세탁수가 담수된 상태로 세탁이 진행되는 과정에서 공기 방울 발생기(4)가 동작되어 압축 공기를 발생시키게 되며, 또한 오존발생기(5)가 동작되어 공기 방울 발생기(4)로부터 발생된 압축 공기 중의 산소 일부가 오존화된다.
다음에, 오존 및 산소를 포함하는 압축 공기가 호스(6)를 통하여 세탁기 하 부면에 설치된 노즐(7)을 통하여 세탁조(2)내로 분사 공급되게 된다.
그러면, 노즐(7)을 통하여 발생된 공기 방울은 세탁조(2) 내에 위치하는 세 탁물에 닿아 터지면서 옷감에 잔존하는 이물질 등을 옷감에서 분리시키게 되며, 이때의 압축 공기중의 오존은 공기 방울과 같이 세탁조(2) 내로 공급되면서 세탁수에 용해되어 살균, 소독 등의 세탁 효율을 증대시키게 된다.
그러나, 오존은 그 특성상 세탁수의 유기물과 반응하는 시간이 극히 짧아 세탁수에 용해되지 못하는 오존의 발생 확률이 매우 높게되며, 세탁수에 용해되지 못한 채 미반응된 배오존의 일부가 세탁수의 수면으로 부상한 후 대기 중으로 확산되어 악취를 발생시키게 되는 문제점이 있다.
더욱이 상기와 같이 대기 중에 확산되는 오존이 적정치(대기중 오존농도 허 용기준치 0.1 ppm)를 벗어나 0.12 ppm이상이 될 경우 호흡기 장애나 시각장애 등 인체에 해를 줄 수도 있는 문제점이 있다.
또한, 통상적으로 세탁기에서는 세탁물에서 오염 물질을 제거하기 위하여 세제를 사용하는데, 세제가 용해된 세탁수는 약 알카리성이기 때문에 수산화 이온 (OH-)이 매개체가 되어 원래 불안정한 상태의 오존이 하기의 화학식 1과 같이 연속 적으로 분해되어 최종적으로 산소를 발생하여 안정화된다.
O3+ OH-→ HO2+ O2 -
O3+ O2 -→ O3 -+ O2
O3 -+ H+→ HO3
HO3→ OH + O2
OH + O3→ HO4
HO4→ HO2+ O2
HO4+ HO4→ H2O2+ 2O3
HO4+ HO3→ H2O2+ O3+ O2
부연 설명하면, 세탁수에 표준 사용량의 세제를 녹여 세탁을 진행할 때, 페 하 지수(pH)의 변화를 살펴보면, 세탁 시작전은 10.5, 세탁중에는 10.1, 헹굼 1회 후는 7.6, 헹굼 2회 후는 순수 세탁수(pH : 7)와 유사하게 7.2를 나타낸다.
즉, 세탁 시작전부터 세탁후에는 pH가 10 내외로서 약 알카리성을 띠게 되는데, 이것은 세탁 초기에는 세제에 세정 성능을 증가시키기 위하여 첨가된 보조 성 분인 빌더(builder)에 의해 수산화 이온(OH-)이 활성화되어 수소 이온(H+)보다 많이 존재하기 때문이며, 헹굼 단계에서는 중성화되어 pH가 7 정도로 중성을 나타낸다.
한편, 상술한 배오존의 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 실용신안 출원 제98-9674호에서는 공기방울을 발생하여 공급하는 호스상에 세라믹 촉매를 구비하 여 세탁조에 투입되는 오존을 라디칼 형태로 분해하여 세탁조내로 공급함으로써,오존이 세탁수에 용해되지 않고 대기중으로 그대로 방출되는 것을 방지하였다.
다른 한편, 배오존은 통상적으로 헹굼 행정에서 발생이 심하게 되는데, 그 이유는 세탁 행정에서의 오존 가스는 세제 및 세탁물(주로, 세제액)에 흡착되어 발생 배오존 농도가 낮지만 헹굼 행정에서는 세제액이 없는 비교적 맑은 물 상태가 되므로 오존 가스를 흡착할 수 있는 혼합물이 없기 때문이다.
또한, 오존은 상온에서는 안정되나 고온에서는 빠르게 분해되어 산소를 생성하게 되는데, 이러한 오존의 성질을 이용하여 본 발명에서는 헹굼 행정시 히터에 의한 열풍을 이용하여 대기 중으로 확산되는 오존을 분해하여 배오존 농도를 최소 화할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로서, 그 목적은 세탁수에 용해시키는 오존이 세탁수에 용해되지 않고 미반응하여 대기중으로 확산되는 것을 최소화하기 위하여, 특히 헹굼 행정시 히터에 의한 열풍으로 세탁기 내부 기온을 상승시켜서 세탁기 내부의 공기중에 포함되어 있는 배오존을 산소로 분해하여 배오존 농도를 감소시킬 수 있도록 한 공기 방울 오존 세탁기에서의 배오존 분해 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 일반적인 공기 방울 오존 세탁기의 개략도.
도 2a는 본 발명에 따라 채용된 공기 방울 오존 세탁기의 개략도.
도 2b는 본 발명에 따라 채용된 다른 공기 방울 오존 세탁기의 개략도.
도 3은 본 발명에 따라 채용된 배오존 분해 장치가 포함된 공기 방울 오존 세탁기에 대한 블록도.
도 4a는 본 발명에 따른 공기 방울 오존 세탁기의 세탁 과정을 도시한 흐름도.
도 4b는 본 발명에 따른 공기 방울 오존 세탁기에서의 배오존 분해 과정이 포함된 헹굼 과정을 도시한 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
4 : 공기 방울 발생기 5 : 오존 발생기
7 : 노즐 8 : 히터
9 : 송풍팬 30 : 마이컴
40 : 공기 방울 발생 구동부 50 : 오존 발생 구동부
80 : 히터 구동부 90 : 송풍팬 구동부
본 발명에 따른 공기 방울 오존 세탁기에서의 배오존 분해 방법은, 외부 공 기를 유입받아 압축한 후 배출하는 공기 방울 발생기와, 공기 방울 발생기에서 배 출되는 압축 공기중 산소의 일부를 오존으로 변환시키는 오존 발생기와, 오존 발생기를 통해 배출되어진 기체를 세탁조의 배면을 통해 세탁수에 공급하는 노즐과, 상기 세탁조의 상부 일측에 형성되고 세탁기의 전반적인 동작을 제어하는 마이컴에 의거하여 선택적으로 발열 구동하여 세탁조내의 공기 온도를 상승시키는 열풍 발생수단을 구비한 공기 방울 오존 세탁기의 세탁, 헹굼, 탈수 행정에 있어서, 세탁 행정이 종료되면 급수 후 공기 방울과 오존을 연속적으로 발생하고 상기 열풍 발생수단을 구동하여 세탁조 내에 뜨거운 공기를 불어 넣어 공기중의 오존을 분해하면서 소정 시간 동안 헹굼 교반을 수행하는 제 1 단계와, 상기 소정 시간이 경과되면 상기 열풍 발생수단의 구동을 종료하고 배수후 세탁물의 균형을 잡기 위한 발란스 탈수를 수행하는 제 2 단계와, 상기 열풍 발생수단의 구동없이 상기 제 1 단계와 제 2 단계를 한번 더 반복 수행하여 헹굼 행정을 종료하고 탈수 행정으로 전환하는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 3 단계에 있어서, 상기 제 1, 2 단계를 한번 더 반복 수행할 경우에 상기 열풍 발생수단을 구동하면서 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2a는 본 발명에 따라 채용된 공기 방울 오존 세탁기의 개략도로서, 공기 방울 발생기(4)는 공기 방울을 발생시키기 위한 압축공기를 발생하여 오존 발생기(5)로 전달하고, 오존 발생기(5)는 공기 방울 발생기(4)로부터의 압축 공기 중에 산소 일부를 오존화하여 호스(6)를 통해서 노즐(7)로 전달하며, 노즐(7)은 세탁기 의 하부면에 설치되어 호스(6)를 통해서 인가되는 산소 및 오존이 포함된 압축 공 기를 그 상부에 형성된 다수개의 노즐 구멍을 통하여 수많은 방울로 분사시켜서 펄세이터(3) 측면의 저수조(1) 하부면을 통해서 세탁조(2) 내부로 공급하도록 구성되어 있는 종래의 공기 방울 오존 세탁기에 히터(8)를 더 포함하여 구성한다.
이러한 구성에 있어서, 히터(8)는 저수조(1) 및 세탁조(2)의 상부의 일측에 형성되며, 도시 생략된 마이컴의 제어에 의거하여 선택적으로 발열 구동되어 저수 조(1) 및 세탁조(2) 내부의 공기 즉, 세탁기 내부의 공기를 가열하여 내부 공기의 온도를 상승시켜서 배오존을 안정한 산소로 분해시킨다.
한편, 도 2b에 도시된 다른 공기 방울 오존 세탁기에서는 히터(8) 후방에 별도의 송풍팬(9)을 구비하여 히터(8)의 구동에 의거하여 발생된 열기를 송풍팬(9)을 구동하여 덕트의 입구로 계속 내부 공기를 흡입하여 덕트의 출구로 토출시켜서 세탁기 내부에 뜨거운 공기가 순환되도록 하여 내부 공기중에 포함되어 있는 배오 존을 안정한 산소로 분해시키기도 한다.
도 3은 본 발명에 따른 배오존 분해 장치가 포함된 공기 방울 오존 세탁기에 대한 블록도로서, 키입력부(10), 센서부(20), 마이컴(30), 공기 방울 발생 구동부 (40), 오존 발생 구동부(50), 표시부(70), 세탁 구동부(60)를 포함하고, 열풍 발생수단으로 히터 구동부(80)만을 포함하거나 히터 구동부(80)와 송풍팬 구동부(90)를 포함한다.
이러한 구성에 있어서, 마이컴(30)은 키입력부(10)의 소정 키신호에 의거하여 설정된 세탁, 헹굼, 탈수 행정 등의 세탁 정보에 기초하여 표시부(60)를 통하여 현재 세탁 상황을 표시고, 설정된 세탁 정보 및 센서부(20)로부터의 각종 검출 신호에 의거하여 세탁조의 회전과 펄세이터의 교반 및 급수, 배수 등을 구동하는 세탁 구동부(60)를 제어하여 수행하되, 후술하는 세탁 및 헹굼 과정에 의거하여 공기 방울과 오존을 발생하는 공기 방울 발생 구동부(40)와 오존 발생 구동부(50)를 선택적으로 구동 제어하고, 특히 세탁기 내부 공기의 온도를 상승시키기 위하여 히터 구동부(80)를 또는 히터 구동부(80)와 송풍팬 구동부(90)를 선택적으로 구동 제어하여 배오존을 분해 제거한다.
다음에, 상술한 구성부를 갖는 공기 방울 오존 세탁기에서 본 발명에 따른 세탁 과정과, 특히 배오존 분해를 위한 헹굼 과정을 첨부한 도 4a, 4b를 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 세탁 과정을 총 18분의 세탁 시간을 갖는 퍼지 코스를 기준으로 도 4a를 참조하여 설명한다.
먼저, 마이컴(30)은 세탁, 헹굼, 탈수 순의 세탁 과정에서 세탁 행정이 시작되면 공기 방울 발생 구동부(40)를 제어하여 공기 방울을 발생하여 세탁조 하부로부터 공기 방울을 세탁수에 투입한다(단계 400).
이때, 공기 방울 발생 구동부(40)를 1분 30초 동안은 온, 다음 30초 동안은 오프 제어를 반복적으로 수행하여 간헐적으로 공기 방울을 발생시킨다.
다음에, 마이컴(30)은 세탁 행정 시작 후, 4분이 경과되었는지를 판단하여(단계 402), 4분이 경과되면 공기 방울 발생 구동부(40)를 상술한 제어 방식으로 계속 간헐적으로 제어하고, 오존 발생 구동부(50)도 1분 30초 동안은 온, 다음 30초 동안은 오프 제어를 반복하여 간헐적으로 오존을 발생하여 세탁수에 투입한다(단계 404).
즉, 세탁수의 약 알칼리화로 오존이 산소화되어 오존이 산소화되는 세탁 초반의 4분 정도까지는 공기 방울만을 발생시켜서 오존의 불필요한 낭비를 방지한다.
다음에, 마이컴(30)은 세탁 행정 시작 후, 12분이 경과되었는지를 즉, 4분 경과 후 8분이 더 경과되는지를 판단하게 된다(단계 406).
이때, 세탁 시작 후 12 분이 경과되면 공기 방울 발생 구동부(40)와 오존 발생 구동부(50)를 연속적으로 온 제어하여 공기 방울과 오존을 세탁수에 투입한다(단계 408).
즉, 세탁 중반의 8분 동안은 세탁수의 다소 중화로 오존의 용해도가 증가되기 때문에 오존을 발생시켜서 세척 효율을 증대시킨다.
그런 다음, 세탁 종료 시간인 18분이 경과되는지를 판단하여(단계 410), 18분이 경과되면 세탁 구동부(70)를 제어하여 헹굼 행정으로 전환하고(단계 412), 세탁 행정을 종료한다.
다음에, 본 발명에 따른 열풍을 이용한 배오존 분해 방법이 포함된 헹굼 과정을 도 4b를 참조하여 설명한다.
먼저, 세탁 행정이 종료되고 헹굼 행정으로 전환되면 헹굼을 위한 급수를 수행한다(단계 500).
다음에, 세탁조를 헹굼 교반시키고(단계 502), 공기 방울과 오존을 연속적으로 발생시키고, 열풍 발생수단인 히터구동부(80) 혹은 히터구동부(80)와 송풍팬 구동부(90)를 구동하여 세탁기내의 기온을 상승시킨다(단계 504).
이때, 헹굼 행정에서는 세제 농도가 낮기 때문에 배오존이 흡착되지 못하고 공기중으로 확산되기 쉬우며, 히터의 구동에 의거하여 발생되는 열풍에 기인하여 세탁기내의 공기 온도가 상승하면 공기중에 포함된 흡착되지 못한 배오존이 쉽게 분해되어 산소로 전환되게 되는 것이다.
다음에, 1 회 헹굼 시간인 3분이 경과되는지를 판단하여(단계 506), 3분이 경과되면 열풍 발생수단인 히터구동부(80) 혹은 히터구동부(80)와 송풍팬 구동부(90)의 구동을 정지시키고(단계 508), 배수를 수행한다(단계 510).
그런 다음, 세탁물의 꼬임을 방지하고 발란스를 유지하기 위한 발란스 탈수를 수행하고(단계 512), 급수를 수행한다(단계 514).
다음에, 상술한 1 회 헹굼 과정(단계 502에서 512까지)을 한번 더 수행하고, 즉 2 회 헹굼 과정을 수행하고(단계 516), 헹굼 과정을 종료하게 된다.
한편, 2 회 헹굼 과정에서 열풍 발생수단인 히터구동부(80) 혹은 히터구동부와 송풍팬 구동부(90)을 구동시켜서 배오존을 보다 최소화시킬 수 있다.
부연 설명하면, 상술한 바와 같이 배오존은 헹굼 행정에서 그 발생이 심각한 편이며, 따라서 헹굼 행정에서 배오존을 열 분해 방식으로 산소로 전환시키기 위하여 열풍 발생수단을 구동하게 되는 것이다.
따라서, 열풍 발생수단을 공기 방울 및 오존 발생과 같이 헹굼 행정이 진행되는 시간 동안 계속 구동시킬 수도 있는 것이다.
한편, 세탁 코스는 퍼지 코스(세탁 18분, 헹굼 2회)를 적용하였으며, 수위는 93ℓ의 고수위를 적용하였고, 수온은 24℃, 세제는 1g/1ℓ, 포중량은 6kg, 공기 방울 및 오존 발생기 용량은 각각 2700cc/분, 40㎎/시간으로 하여 실험한 결과, 배오존은 세탁 행정에서는 0 ppm이었고, 헹굼 행정에서는 0.1 ppm으로 검출되었다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경 및 수정 실시가 가능함을 알 수 있을 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 헹굼 행정에서 열 분해 방식으로 배오존을 감소시킴으로써, 세탁기의 사용 환경을 보호할 수 있으며, 또한 각종 세탁기의 부품(예를 들면, 플라스틱, 고무 등등)의 내오존성 문제를 개선할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 외부 공기를 유입받아 압축한 후 배출하는 공기 방울 발생기와, 공기 방울 발생기에서 배출되는 압축 공기중 산소의 일부를 오존으로 변환시키는 오존 발생기와, 오존 발생기를 통해 배출되어진 기체를 세탁조의 배면을 통해 세탁수에 공급하는 노즐과, 상기 세탁조의 상부 일측에 형성되고 세탁기의 전반적인 동작을 제어하는 마이컴에 의거하여 선택적으로 발열 구동하여 세탁조내로 뜨거운 공기를 발생하여 순환시키는 열풍 발생수단을 구비한 공기 방울 오존 세탁기의 세탁, 헹굼, 탈수 행정에 있어서,
    세탁 행정이 종료되면 급수 후 공기 방울과 오존을 연속적으로 발생하고 상 기 열풍 발생수단을 구동하여 세탁조 내로 뜨거운 공기를 불어 넣으면서 소정 시간 동안 헹굼 교반을 수행하는 제 1 단계와;
    상기 소정 시간이 경과되면 상기 열풍 발생수단 구동을 종료하고 배수후 세 탁물의 균형을 잡기 위한 발란스 탈수를 수행하는 제 2 단계와;
    상기 탈수 행정 후 재급수하여 공기 방울과 오존을 연속적으로 발생하고 상 기 열풍 발생수단을 구동하여 세탁조 내로 뜨거운 공기를 불어 넣으면서 소정 시간동안 제2 헹굼 교반을 수행하고, 소정 시간이 경과하면 상기 열풍 발생수단 구동을 종료하고 배수 후 세탁물의 균형을 잡기 위한 제2 발란스 탈수를 수행하는 제 3 단 계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 방울 오존 세탁기에서의 열풍을 이용한 배 오존 분해 방법.
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