KR100379437B1 - 건조 세탁기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세탁조에서 나오는 고온, 다습한 유동과 응축기에서 나오는 저온, 건조한 유동을 인접시키되 유동의 흐름 방향을 서로 반대되게 하여 열교환시킴으로써 건조효율이 향상되고 쾌적한 환경에 기여하는 건조 세탁기를 제공한다.
본 발명은 본 발명은 세탁물을 수용하는 세탁조와; 상기 세탁조에서 나온 순환공기를 외부 공기와 열교환시키는 응축기와; 상기 세탁조에서 나온 순환공기를 상기 응축기로 안내하는 제 1 덕트와; 상기 응축기를 지난 순환공기를 상기 세탁조로 안내하는 동시에, 상기 제 1 덕트의 유동방향과 반대의 유동방향을 갖도록 상기 제 1 덕트와 평행하게 설치된 제 2 덕트와; 상기 제 1 덕트와 상기 제 2 덕트를 진행하는 유동간의 열을 교환시키는 열교환기와; 상기 순환공기를 순환시키는 순환팬과; 상기 순환공기의 유로상에 설치되어 상기 순환공기를 가열시키는 히터와; 세탁기 내부로 외부 공기를 흡입시키는 외기 흡입팬을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

건조 세탁기{Washing machine with dry cleaning}
본 발명은 건조 세탁기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건조 세탁기에서 세탁조에서 빠져 나가는 공기와 세탁조로 들어가는 공기간의 열교환 구조에 관한 것이다.
건조 세탁기는 기존의 세탁기와는 달리 세탁, 탈수 후 세탁조 내에 히터에 의해 가열된 온풍을 불어 주거나 히터의 복사열에 의해 세탁물을 직접 가열함으로써 세탁물을 건조시키는 기능을 포함한 세탁기이다.
이와 같은 건조 세탁기는 건조 방식에 따라 세탁조에서 나온 공기를 순환시켜 세탁물을 건조시키는 순환 건조 방식과 외부 공기를 흡입하여 세탁물을 건조시키는 비순환 건조 방식으로 구분할 수 있다.
도 4 에는 종래 건조 세탁기의 개략적인 구성도를 도시하였다.
도 4 에 도시된 건조 세탁기는 순환 건조 방식을 채택한 건조 세탁기로서, 상기 순환 건조 방식은 세탁조(2)에서 나온 높은 습도의 공기를 응축기(4)에서 열교환시켜 수증기를 제거하고, 건조해진 공기를 다시 히터(6)로 가열하여 온풍을 세탁조(2) 내에 불어주는 방식이다.
도면을 참조하면, 세탁물을 세탁한 후 세탁조(2)에서 나온 공기는 세탁조(2)의 내부 특성상 고온 다습하며, 상기 공기는 덕트(a)를 통과하여 공냉식 열교환기인 응축기(4)로 들어간다. 상기 공냉식 열교환기(4:이하 응축기)는 외기 흡입팬(8)에 의해 흡입된 상온의 공기와 열교환을 하여 공기의 온도를 낮춘다. 고온, 고습의 공기가 응축기(4)를 지나면서 온도가 떨어져 이슬점 이하의 온도가 되면 공기중의수증기가 응축하여 응축수는 배수구로 흘러 나가고 나머지 제습된 공기는 순환팬(10)에 의해 다시 히터(6)에 의해 가열된 후 세탁조(2) 내로 순환된다.
응축기(4)에서 열교환에 의해 제습(除濕)되는 원리는 도 5에 나타낸 바와 같다. 고온 다습의 공기가 열교환 등에 의해 온도가 떨어지면 단위 체적당 포화 수증기량이 감소하여 포화 수증기량을 초과하는 수증기는 응축하게 된다. 이 공기를 다시 가열하면, 처음보다 수증기량과 습도가 현저히 감소하게 된다.
순환 건조 방식에서 가장 중요한 부분인 응축기(4)에서의 열교환부의 온도와 외기의 흡입 유량은 응축 및 제습 효율에 많은 영향을 준다. 외기 흡입팬(8)에 의해 많은 유량의 공기가 흡입되면 열교환 온도가 낮아져서 고습의 공기의 이슬점과 큰 온도차를 가지게 되어 더 많은 양의 수증기가 응축되고 제습효율은 높아진다.
반면, 외기의 흡입 유량이 적어져서 열교환 온도가 높아지면 고습의 공기로부터 제거할 수 있는 수증기량이 적어지므로 제습효율이 떨어진다.
그러나 응축기(4)의 열교환 온도가 낮아지면 제습 효율과 건조 효율이 좋아지는 반면, 응축기(4) 출구의 온도가 너무 낮아지므로 순환하는 공기를 히터(6)에 의해 필요한 온도로 가열하기 위해 더 많은 소비전력이 필요하게 된다. 이와는 반대로, 응축기(4)의 열교환 온도를 높이면 세탁조(2)로 유입되는 공기의 필요한 온도를 확보하기 위한 히터(6)에서의 전력소모는 줄지만 세탁조(2) 출구에서 나오는 고온 다습의 공기와 외기의 열교환 온도차가 작아지므로 제습량이 감소하고 공기가 더 많은 사이클을 돌아야 하기 때문에 건조 효율이 떨어지고 건조 시간이 늘어나는 문제점이 있다.
종래 이와 같은 문제점을 해결하고자 세탁조(2)에서 나오는 공기와 응축기(4)에서 히터(6)로 진행되는 공기의 흐름을 평행하게 한 상태에서 열교환기를 설치한 구성이 대안으로 제시되어 있었으나, 이와 같은 구성에서는 도 6 에서 보는 바와 같이, 열교환시 온도차가 커서 에너지 손실이 커지는 문제점 또한 발생하였다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 안출된 발명으로서, 세탁조에서 나오는 고온, 다습한 유동과 응축기에서 나오는 저온, 건조한 유동을 인접시키되 유동의 흐름 방향을 서로 반대되게 하여 열교환시킴으로써 건조효율이 향상되고 쾌적한 환경에 기여하는 건조 세탁기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
도 1 은 본 발명에 의한 건조 세탁기의 바람직한 일실시예를 개략적으로 도시한 구성도.
도 2 는 본 발명에 관련된 카운터 플로우 열교환기에 의한 공기의 온도를 도시한 그래프.
도 3 은 본 발명에 의한 건조 세탁기의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 구성도.
도 4 는 종래 건조 세탁기를 개략적으로 도시한 구성도.
도 5 는 종래 응축기에서의 열교환에 의한 제습원리를 나타내는 그래프.
도 6 은 종래 평행 플로우 열교환기에 의한 공기의 온도를 도시한 그래프.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
2: 세탁조 4: 응축기
6: 히터 8: 외기 흡입팬
10,28: 순환팬 20,30: 카운터 플로우 열교환기
A: 제 1 덕트 B: 제 2 덕트
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 세탁물을 수용하는 세탁조와; 상기 세탁조에서 나온 순환공기를 외부 공기와 열교환시키는 응축기와; 상기 세탁조에서 나온 순환공기를 상기 응축기로 안내하는 제 1 덕트와; 상기 응축기를 지난 순환공기를 상기 세탁조로 안내하는 동시에, 상기 제 1 덕트의 유동방향과 반대의 유동방향을 갖도록 상기 제 1 덕트와 평행하게 설치된 제 2 덕트와; 상기 제 1 덕트와 상기 제 2 덕트를 진행하는 유동간의 열을 교환시키는 열교환기와; 상기 순환공기를 순환시키는 순환팬과; 상기 순환공기의 유로상에 설치되어 상기 순환공기를 가열시키는 히터와; 세탁기 내부로 외부 공기를 흡입시키는 외기 흡입팬을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 건조 세탁기를 제공한다.
또한, 본 발명은 세탁물을 수용하는 세탁조와; 상기 세탁조에서 나온 공기를 외부로 배출하는 배기관과; 외부 공기를 세탁조 내부로 흡입하는 동시에, 상기 배기관의 유동방향과 반대의 유동방향을 갖도록 상기 배기관과 평행하게 설치된 흡기관과; 상기 배기관과 상기 흡기관을 진행하는 유동간의 열을 교환시키는 열교환기와; 상기 흡기관의 소정개소에 장착되어 외부공기를 흡입하는 순환팬과; 상기 순환팬을 통과한 공기를 가열시키는 히터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 건조 세탁기를 제공한다.
본 발명의 구성에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 참고로 본 발명의 설명에 앞서, 종래 기술과 일치하는 부분에 대해서는 종래 도면 부호를 그대로 인용하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 의한 건조 세탁기의 바람직한 일실시예를 도시한 구성도이다.
도 1 에서 보는 바와 같이 본 발명에 의한 건조 세탁기는 세탁물이 세탁되고 건조되는 세탁조(2)와, 상기 세탁조(2)에서 나온 공기를 외기와 열교환시키는 응축기(4)와, 외기를 세탁기 내부로 흡입하는 외기 흡입팬(8)과, 응축기(4)를 통과한 공기를 세탁조(2)로 유도하는 순환팬(10)과, 응축기(4)를 통과한 공기를 세탁조로 유입하기전 가열시키는 히터(6)로 크게 이루어진다.
상기 건조 세탁기의 구성을 보다 상세히 설명하면, 세탁조(2)는 내조(2a)와 외조(2b)로 구성되며 세탁조(2)의 측면에는 통로(2c)가 설치되어 세탁조(2) 내부를통과한 공기가 상기 통로(2c)로 빠져나오고, 상기 통로(2c)에는 응축기(4)와 연결된 제 1 덕트(A)가 설치되어 공기가 이동한다.
상기 제 1 덕트(A)의 단부에는 응축기(4)가 연결되는 바, 응축기(4)에는 배출통로가 양쪽으로 설치되어 일측 통로(4a)로는 응축수가 배출되고 타측 통로(4b)에는 제 2 덕트(B)가 연결되어 순환팬(10)을 통해 히터(6)로 연결된다. 상기 순환팬(10)과 히터(6)는 제 2 덕트(B)가 세탁조(2)로 진행되는 중간에 개재되고 제 2 덕트(B)는 다시 세탁조(2)에 연결되어 공기 순환 시스템을 이룬다.
상기 제 1 덕트(A)와 제 2 덕트(B)는 도면에서 보는 바와 같이 인접 설치되어 있으며, 평행하게 인접한 제 1 덕트(A)와 제 2 덕트(B)의 소정부에는 카운터 플로우(counter flow) 열교환기(20)가 설치된다.
이하 상술한 구성의 본 발명에 의한 건조 세탁기의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.
건조시 세탁조(2)에서 나오는 공기는 대략 80-90도의 고온이며, 다량의 습기을 머금고 있다. 이와 같이 고온 다습한 공기는 제 1 덕트(A)를 따라 응축기(4)로 유입된다. 응축기(4)에서는 외기 흡입팬(8)을 통해 들어온 외기와 열교환되어 온도가 하강하고 이슬점이하가 되면 응축되어 수분으로 배출된다. 이후 습기가 제거된 공기는 순환팬(10)에 의해 제 2 덕트(B)로 이동하고 히터(6)를 통과하면서 온도가 높아지며 상기 고온의 공기가 세탁조(2) 내부로 진입하여 세탁물을 건조시킨다.
제 1 덕트(A)와 제 2 덕트(B)는 서로 인접해 있으며 카운터 플로우 열교환기(20)에 의해서 상호 열교환이 이루어진다. 세탁조(2)를 나와 제 1 덕트(A)로 진행하는 공기는 고온이고, 응축기(4)에서 제 2 덕트(B)로 진행하는 공기는 상대적으로 저온이기 때문에 제 2 덕트(B)를 진행하던 공기는 카운터 플로우 열교환기(20) 내에서 제 1 덕트(A)내를 진행하는 고온의 공기와 열교환이 이루어져 온도가 상승하게 된다.
이로 인해 히터(6)로 진입하기 전에 제 2 덕트(B)를 진행하는 공기가 카운터 플로우 열교환기(20)에 의해 미리 가열되므로 세탁물을 건조시키기 위한 적정 온도로 가열시키기 위한 히터(6)의 전력소모량이 감소된다.
또한, 세탁조(2)에서 건조과정을 진행한 공기는 세탁조(2)를 빠져 나올 때 어느 정도 온도가 감소되었기는 하나 여전히 고온이며 다습한 상태이다. 이러한 세탁조(2) 출구 공기가 제 1 덕트(A)를 진행하다가 카운터 플로우 열교환기(20)를 지나게 되면, 제 2 덕트(B)에서 반대 방향으로 진행하는 저온의 공기와 열교환되어 온도가 감소되고, 응축기(4)에서 기존보다 적은 양의 외기와 열교환되어도 향상된 제습효과를 얻을 수 있게 된다.
상기와 같이 적은 양의 외기를 흡입할 경우 소용량의 외기 흡입팬(8)을 사용할 수 있으므로 부가적으로 흡입팬(8)의 용량감소에 의한 소음 저감 효과가 있다.
도 2 에는 본 발명에 의한 카운터 플로우 열교환기(20)에 의해 세탁조(2)에서 나온 공기(Thot)의 온도감소 및 응축기(4)를 나와 히터(6)로 진행하는 공기(Tcool)의 온도증가에 대하여 그래프로 도시하였다. 참고로 화살표로 표시된 부분은 공기의 흐름 방향을 나타낸다.
세탁조 출구와 응축기 출구의 열교환은 도 2와 같이 카운터 플로우 열교환기에 의해 인접해 있는 두 유동의 온도차를 감소시켜서 에너지 손실을 최소화한다. 평행 플로우와 같은 경우에는 종래 도 6 에서 도시한 바와 같이 입구부에서는 열교환 온도차가 크므로 이에 의한 에너지 손실이 커지게 된다.
도 3 은 본 발명에 의한 건조 세탁기의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 응축부기 외기 흡입팬이 필요없는 비순환 건조 방식을 채용한 건조 세탁기의 개략적인 구성도를 보인 것이다.
상기 실시예의 구성을 간단히 살펴보면, 세탁물을 수용하는 세탁조(22)와, 외부 공기를 세탁조(22) 내부로 흡입하는 흡기관(24)과, 상기 흡기관(24)의 일부에 장착되어 외부 공기를 세탁조(22)로 유도하는 순환팬(28)과, 흡입된 외부 공기를 세탁조(22)에 송풍하기전 가열하는 히터(26)와, 세탁조(22)내에서 건조과정을 거친 공기를 배출하는 배기관(25)과, 상기 흡기관(24)과 배기관(25)에 장착되어 흡기관내의 공기와 배기관내의 공기간의 열을 교환시키는 열교환기(30)로 이루어 짐을 알수 있다.
상기 비순환 건조 방식은 순환 건조 방식과 달리 세탁기 출구의 고온 다습한 공기는 밖으로 배출하고 저온의 건조한 외기를 흡입하여 히터(26)로 가열한 후 세탁조(22) 내부로 송풍시킨다.
이 경우에도 배출하는 고온의 공기와 흡입하는 저온의 공기를 인접시켜 도면과 같이 열교환시킴으로써 히터(26)로 진행하는 저온의 공기를 미리 가열하여 히터(26)에서의 전력 소비를 절약할 수 있다. 또한 세탁조(22) 내부에서 건조과정을 마치고 배출되는 공기도 저온의 공기와 열교환되어 세탁조(22) 출구보다 낮은 온도의 공기를 배출하므로 더운 공기를 배출할 때 보다 쾌적한 환경을 만들 수 있어 환경친화적인 효과를 얻을 수 있다.
세탁조를 통과한 고온의 공기와 응축기를 통과한 저온의 공기를 서로 인접시키고 열교환을 할 수 있는 역흐름 열교환기를 설치함으로써, 히터에서의 전력소모를 감소시키고, 적은 량의 외기로 응축기에서 필요한 제습효과를 얻을 수 있으며 소용량의 외기 흡입팬을 설치할 수 있게 되어 세탁기 소음을 저감시킬 수 있다.
또한, 비순환 건조 방식을 채용한 건조 세탁기의 경우 세탁기 외부로 배출되는 공기의 온도가 낮아지므로 보다 쾌적한 환경에 기여하게 된다.
상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.
이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명에 기술된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 세탁물을 수용하는 세탁조와;
    상기 세탁조에서 나온 순환공기를 외부 공기와 열교환시키는 응축기와;
    상기 세탁조에서 나온 순환공기를 상기 응축기로 안내하는 제 1 덕트와;
    상기 응축기를 지난 순환공기를 상기 세탁조로 안내하는 동시에, 상기 제 1 덕트의 유동방향과 반대의 유동방향을 갖도록 상기 제 1 덕트와 평행하게 설치된 제 2 덕트와;
    상기 제 1 덕트와 상기 제 2 덕트를 진행하는 유동간의 열을 교환시키는 열교환기와;
    상기 순환공기를 순환시키는 순환팬과;
    상기 순환공기의 유로상에 설치되어 상기 순환공기를 가열시키는 히터와;
    세탁기 내부로 외부 공기를 흡입시키는 외기 흡입팬을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 건조 세탁기.
  2. 삭제
  3. 세탁물을 수용하는 세탁조와;
    상기 세탁조에서 나온 공기를 외부로 배출하는 배기관과;
    외부 공기를 세탁조 내부로 흡입하는 동시에, 상기 배기관의 유동방향과 반대의 유동방향을 갖도록 상기 배기관과 평행하게 설치된 흡기관과;
    상기 배기관과 상기 흡기관을 진행하는 유동간의 열을 교환시키는 열교환기와;
    상기 흡기관의 소정개소에 장착되어 외부공기를 흡입하는 순환팬과;
    상기 순환팬을 통과한 공기를 가열시키는 히터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 건조 세탁기.
  4. 삭제
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