KR100404168B1 - 세탁기의세탁폐수중화장치및그제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁후 배출되는 세탁폐수를 중화하는 중화장치 내로 유입된 세탁폐수와 중화제의 혼합이 외력에 의해 강제되도록 하여 중화성능을 향상시킴으로써 세탁폐수에 함유된 세제로 인한 생활하수의 오염을 효과적으로 줄일 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 본발명은 세탁폐수의 배출시 세탁폐수와 중화제가 유입되어 혼합되는 세탁폐수중화기(1) 내에 펄세이터 구동용 모터(2)의 동력을 전달받아 회전하여 세탁폐수와 중화제가 강제로 섞이도록 하는 임펠러(3)가 장착되는 세탁기의 세탁폐수 중화장치이다.

Description

세탁기의 세탁폐수 중화장치 및 그 제어방법

본 발명은 세탁기의 세탁폐수 중화장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세탁후 배출되는 세탁폐수를 중화하는 중화장치의 중화성능을 향상시킴으로써 세탁폐수에 함유된 세제에 의한 생활하수의 오염을 더욱 효과적으로 줄일 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 세탁기는 세제의 유화작용과 수류의 마찰작용 및 세탁물과 펄세이터와의 충격작용을 이용하여 의복·침구 등의 세탁물에 묻은 각종 때를 제거하는 가전 제품으로서, 환경에 대한 관심이 점차 증대함에 따라 세탁폐수에 의한 생활하수의 오염을 줄일 수 있는 환경을 고려한 세탁기에 대한 개발이 가속화되고 있다.

종래의 세탁기는 제 1 도에 나타난 바와 같이, 사용자가 탈수겸용 세탁조 (26) 내에 세탁물을 투입한 다음 세탁모드 선택버튼을 눌러 세탁을 수행하게 된다.

이때, 세탁행정이 끝나 배수밸브(11)가 개방되면 자연하중 방식으로 세탁폐수가 배수되며, 그후 세탁조(26)와 펄세이터(12)가 동일속도로 고속회전하여 원심탈수를 수행하게 된다.

또한, 세탁물로부터 세제가 일정농도 이상 빠져나가도록 마이콤(10)의 제어에 따라 일정한 회수만큼 헹굼행정이 반복수행 된다.

이와 같이 세탁코스의 진행시, 종래의 중화장치는 외조(27)의 일측 하부에 연결된 배수호스(4)의 관로상에 설치되어 배수밸브의 개방시 배출되는 세탁폐수를 중화시킴으로써 세탁폐수에 의한 생활하수의 오염을 저감시키게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 세탁기에 설치된 세탁폐수 중화장치는 배수밸브가 개방되어 세탁폐수가 세탁폐수중화기(1a) 내로 유입됨과 동시에 중화제 공급유니트 (7)의 중화제가 공급관(8)을 통해 세탁폐수중화기(1a) 내로 유입되면, 세탁폐수중화기(1a)의 내주면에 지그재그(Zigzag)형으로 설치된 배플(28)에 부딪혀 난류유동을 하게 되고, 이에 따라 세탁폐수와 중화제가 서로 섞여 세탁폐수의 중화가 이루어지면서 배수가 진행된다.

이때, 세탁폐수와 중화제를 섞어주는 힘은 세탁폐수가 가지는 운동량에 의존할 수밖에 없는데, 세탁폐수가 가지는 운동량은 한계가 있으므로 중화가 제대로 이루어지지 않은 상태로 외부로 배출된다.

즉, 세제를 함유한 세탁폐수와 중화제 공급유니트(7)로부터 공급되는 중화제가 서로 섞이게 될 때, 그 힘이 약해 세탁폐수의 중화가 완전히 일어나지 않은 상태로 세탁폐수의 배출이 이루어지게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 세탁후 배출되는 세탁폐수를 중화하는 중화장치로 유입된 세탁폐수와 중화제의 혼합이 외력에 의해 강제되도록 하여 중화성능을 향상시킴으로써 세탁폐수에 함유된 세제로 인한 생활하수의 오염을 효과적으로 줄일 수 있도록 한 세탁기의 세탁폐수 중화장치 및 그 제어방법이다.

제 1도는 종래 세탁폐수 중화장치가 설치된 세탁기를 나타낸 개략도.

제 2도는 본 발명이 적용된 세탁기를 나타낸 개략도.

제 3도는 본 발명에 따른 배수시의 세탁폐수 중화 과정을 나타낸 흐름도.

제 4도는 제 2도의 클러치 하부에 동력전달경로 변환장치가 설치된 상태를 나타낸 개략도로서,

(가)는 세탁 또는 헹굼 진행시의 상태도

(나)는 배수시의 상태도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 세탁폐수중화기 2 : 펄세이터 구동용 모터

3 : 임펠러 4 : 배수호스

5 : 2차배수밸브 6 : 세제농도검출용 센서

7 : 중화제 공급유니트 8 : 공급관

9 : 중화제 투입밸브 12 : 펄세이터

13 : 클러치 14 : 구동풀리

15 : 종동풀리 16 : 선기어

17 : 유성기어 18 : 단속기어

19 : 하부축 20 : 플런저

21 : 솔레노이드 22 : 내치기어

23 : 임펠러회전용 구동기어 24 : 임펠러회전용 종동기어

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 세탁폐수의 배출시, 세탁폐수와 중화제가 유입되어 혼합되는 세탁폐수중화기 내에 펄세이터 구동용 모터의 동력을 전달받아 회전하여 세탁폐수와 중화제가 강제로 섞이도록 하는 임펠러가 장착되는 세탁기의 세탁폐수 중화장치이다.

한편, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 세탁폐수중화기 전방의 배수호스 관로상에 설치된 1차배수밸브가 개방됨에 따라 세탁폐수중화기 내로 유입된 세탁폐수의 세제농도를 검출하여 그 검출값을 설정된 기준값과 비교하는 단계와, 상기 단계에서 검출된 세탁폐수의 세제농도 값이 설정된 기준값 보다 작은 경우 세탁폐수 중화기 후방의 2차배수밸브를 개방하여 세탁폐수를 외부로 배출시키는 한편, 세탁폐수의 세제농도 값이 설정된 기준값보다 큰 경우 중화제 투입밸브를 개방하여 중화제를 세탁폐수중화기 내로 투입하는 단계와, 상기 단계에서 투입되는 중화제량이 세탁폐수의 세제농도 값에 따라 기설정된 중화제의 투입량 데이터값과 일치하는지 여부를 비교하는 단계와, 중화제의 투입량이 세탁폐수의 세제농도 값에 따라 기설정된 중화제의 투입량 데이터값과 일치할 때까지 중화제 투입밸브를 개방하여 그 값이 투입량 데이터값과 일치함에 따라 중화제의 투입을 차단하고 임펠러를 구동시키는 단계와, 상기 임펠러의 회전시간이 설정된 시간값과 일치하는가를 판단하는 단계와, 상기 임펠러의 회전시간이 설정된 시간값과 일치하는 경우 세탁폐수의 세제농도를 검출하여 그 검출값을 설정된 기준값과 비교하는 단계로 다시 돌아가는 단계를 순차적으로 수행하게 되는 세탁기의 세탁폐수 중화장치 제어방법이다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부도면 제 2 도 및 제 3 도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 2 도는 본 발명이 적용된 세탁기를 나타낸 개략도이고, 제 3 도는 본 발명에 따른 배수시의 세탁폐수 중화 과정을 나타낸 흐름도로서, 본 발명은 세탁폐수의 배출시, 세탁폐수 및 중화제가 유입되어 혼합되는 세탁폐수중화기(1) 내부에 펄세이터 구동용 모터(2)의 동력을 전달받아 회전하여 세탁폐수와 중화제가 강제로 섞이도록 하는 임펠러(3)가 장착되어 구성된다.

이때, 상기 세탁폐수중화기(1) 후방에 연결되는 배수호스(4)의 관로상에는 세탁폐수의 최종적인 배수를 담당하는 2차배수밸브(5)가 설치되고, 상기 2차배수밸브(5) 전방의 배수호스(4) 관로상에는 세탁폐수에 함유된 세제의 농도를 검출하는 세제농도검출용 센서(6)가 장착되며, 상기 세탁폐수중화기(1)와 중화제 공급유니트 (7)를 연결하는 공급관(8)의 관로상에는 중화제의 투입량을 조절하기 위한 중화제 투입밸브(9)가 설치되어 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명은 제 2 도 및 제 3 도에 나타난 바와 같이, 세탁기에 의한 세탁이 수행되는 과정에서 세탁폐수의 배출시, 배수호스(4)를 통해 배수되는 세탁폐수를 중화시켜 배출하게 되는데, 이 과정을 보다 세분하여 살펴보면 후술하는 바와 같다.

우선, 마이콤(10)의 제어에 따라 세탁폐수중화기(1) 전방의 배수호스(4) 관로상에 설치된 1차배수밸브(11)가 개방됨에 따라 세탁폐수중화기(1) 내로 세탁폐수가 유입되면 2차배수밸브(5) 전방에 설치된 세제농도검출용 센서(6)가 유입된 세탁폐수의 세제농도를 검출하게 된다.

이때, 2차배수밸브(5)는 닫힌 상태를 유지하므로 세탁폐수가 외부로 유출되지 않는다.

한편, 상기 세제농도검출용 센서(6)에 의해 유입된 세탁폐수의 세제농도가 검출되면 마이콤(10)에서는 검출된 세제농도 값이 중화완료후 배출시 세탁폐수가 갖게 되는 농도에 대한 설정된 기준값과 일치하는지 여부를 비교하게 된다.

이에 따라, 검출된 세탁폐수의 세제농도 값이 설정된 기준값 보다 작은 경우에는 세탁폐수중화기(1) 후방의 2차배수밸브(5)를 개방하여 세탁폐수를 외부로 배출시키게 된다.

이와는 달리, 세탁폐수의 세제농도 값이 설정된 기준값보다 큰 경우에는 중화제 공급유니트(7)에 연결된 공급관(8)의 관로상에 설치된 중화제 투입밸브(9)를 개방하여 중화제를 세탁폐수중화기(1) 내로 투입하게 된다.

이때, 마이콤(10)에서는 투입되는 중화제량이 세탁폐수의 세제농도 값에 따라 기설정된 중화제의 투입량 데이터값과 일치하는지 여부를 비교하여 중화제의 투입량이 세탁폐수의 세제농도 값에 따라 기설정된 중화제의 투입량 데이터값과 일치할 때까지 중화제 투입밸브(9)를 개방하게 된다.

여기서, 중화제의 투입량 데이터값이란 배출되는 세탁폐수의 세제농도 검출값에 따라 각각 다른 량으로 투입되어 중화작용후 배출되는 세탁폐수의 세제농도를설정된 값으로 떨어뜨리는데 소요되는 중화제의 양을 세탁초기에 설정되는 세탁수의 양 및 세제농도에 맞춰 데이터화 한 값을 말한다.

한편, 중화제 투입밸브(9)의 개방에 따라 투입되는 중화제의 양이 세제농도에 따라 기설정된 투입량 데이터값과 일치하게 되면 마이콤(10)은 펄세이터 구동용 모터(2)에 전원을 인가하여 모터를 구동시키게 되며, 이에 따라 상기 펄세이터 구동용 모터(2) 하부에 축연결되어 세탁폐수중화기(1) 내에 설치된 임펠러(3)를 설정된 시간동안 고속으로 회전시키게 된다.

따라서, 세탁폐수중화기(1) 내의 세탁폐수가 고속회전하는 임펠러(3)의 회전력을 받아 난류유동을 하게 되므로 인해, 세탁폐수와 중화제가 빠른 속도로 섞이게 되어 세탁폐수의 중화가 효과적으로 이루어지게 된다.

또한, 임펠러(3)의 회전이 설정된 시간값 만큼 진행된 다음에는 마이콤의 제어에 따라 펄세이터 구동용 모터(2)에 인가된 전원이 오프되어 임펠러(3)의 회전이 멈추게 되며, 상기 세탁폐수중화기(1) 후방의 배수호스(4)에 설치된 세제농도검출용 센서(6)는 다시 세탁폐수의 세제농도를 검출하여 그 검출값이 설정된 기준값 이하로 떨어졌는지를 비교하게 된다.

이때, 세탁폐수의 세제농도가 설정된 기준값 이하로 떨어진 경우에는 전술한 바와 같이 세탁폐수중화기(1) 후방의 배수호스(4)에 설치된 2차배수밸브(5)가 개방되어 배수가 이루어지며, 세제농도가 설정된 기준값 보다 높은 경우에는 중화제의 투입 단계로 다시 돌아가는 전술한 각각의 단계를 순차적으로 반복수행하게 된다.

따라서, 본 발명은 세탁폐수중화기(1) 내로 유입되는 세탁폐수가 세탁폐수중화기(1) 내면의 배풀에만 부딪혀 난류유동을 일으키면서 중화제와 섞일 때와는 달리, 모터(2)의 구동에 따른 임펠러(3)의 회전에 의해 강제적으로 보다 강한 힘으로 난류유동하여 중화제와 섞이게 되므로 세탁폐수에 대한 세탁폐수중화기(1)의 중화성능을 향상시킬 수 있게 된다.

전술한 실시예에서 중화제로는 통상적으로 알카리성인 세탁폐수를 pH 7 정도의 중성으로 중화시킬 수 있는 널리 공지된 중화제를 사용할 수 있다.

한편, 제 4 도는 제 2 도의 클러치(13) 하부에 동력전달경로 변환장치가 설치된 상태를 나타낸 개략도로서, 펄세이터(12) 하부의 클러치(13)와 펄세이터 구동용 모터(2)에 축연결된 구동풀리(14)의 동력을 전달받아 회전하는 종동풀리(15) 사이에 세탁폐수의 배출행정시 펄세이터의 회전없이 세탁폐수중화기(1) 내에 설치된 임펠러(3)만을 회전시킬 수 있도록 하기 위한 동력전달경로 변환수단이 설치되어 구성된다.

이때, 상기 동력전달경로 변환수단은 상기 종동풀리(15)에 축연결되어 반경의 크기가 각각 다른 2단 구조로 된 선기어(16)와, 상기 선기어(16)와 맞물림에 따라 선기어(16)를 중심으로 공전하게 되는 유성기어(17)와, 상기 유성기어(17) 하부에 축연결된 단속기어(18)와, 상기 유성기어(17) 및 단속기어(18)가 함께 승강 및 회전 가능하도록 단속기어(18)의 하부축(19)에 연결되는 플런저(20)를 가지면 맞물림에 따라 회전하게 되며 클러치(13)에 연결되는 내치기어(22)와, 상기 선기어(16) 상부에 이격 설치되며 상기 유성기어(17)가 솔레노이드(21)의 작용으로 상승함에 따라 유성기어(17)와 맞물려 회전하게 되는 임펠러회전용 구동기어(23)와, 상기 임펠러회전용 구동기어(23)에 맞물려 회전하여 임펠러(3)축을 통해 임펠러(3)에 회전력을 전달하게 되는 임펠러회전용 종동기어(24)로 구성된다.

이와 같이 구성된 동력전달경로 변환수단은 먼저 세탁 및 헹굼등 배수가 진행되지 않을 경우에는 제 4 도의 (가)에 나타난 바와 같이, 펄세이터 구동용 모터 (2)의 구동시 축연결된 구동풀리(14)에 전달된 모터의 구동력은 밸트(25)를 통해 종동풀리(15)에 전달된다.

이에 따라, 종동풀리(15) 상부에 축연결된 각 단의 반경이 서로 다른 2단 구조의 선기어(16)가 회전하게 된다.

이때, 상기 선기어(16)의 상단 치형은 유성기어(17)와 맞물려 있으므로 유성기어(17)를 회전시키게 되고, 또한 상기 유성기어(17)는 선기어(16)를 중심으로 공전하면서 맞물린 내치기어(22)를 회전시키게 되며, 이에 따라 내치기어(22)의 상면에 연결된 클러치(13)에 동력이 전달되어 펄세이터(12)의 회전이 이루어지게 된다.

한편, 이때 유성기어(17) 하부의 축에 연결된 단속기어(18)는 공회전하게 된다.

이와는 달리, 배수시에는 전술한 바와 같이, 배수호스(4)에 장착된 1차배수밸브(11)가 열려 세탁폐수가 유입되고 세탁폐수의 세제농도의 검출 및 이에 따른 중화제의 투입이 완료되면, 솔레노이드(21)에 전원이 인가되어 플런저(20)가 위로 전진하게 되므로써 상기 유성기어(17) 및 단속기어(18)가 함께 승강하게 된다.

이에 따라, 상기 유성기어(17)는 내치기어(22)와의 맞물림 상태에서 해제되는 대신 상승하여 선기어(16) 상부에 이격 설치된 임펠러회전용 구동기어(23)와 맞물리게 되고, 유성기어(17) 하부에 연결된 축상의 단속기어(18)는 상승하여 선기어 (16) 하단의 대경부에 형성된 치형과 맞물리게 된다.

따라서, 마이콤(10)의 제어에 따라 펄세이터(12) 구동용 모터(2)의 구동하여 전술한 바와 같이 선기어(16)가 회전하여 선기어(16)의 회전력이 맞물린 단속기어 (18)를 회전시키게 되고, 이에 따라 동일축상에 장착된 유성기어(17)도 회전하게 된다.

또한, 상기 유성기어(17)에는 세탁시와는 달리 임펠러회전용 구동기어(23)가 맞물린 상태이므로 유성기어(17)는 임펠러회전용 구동기어(23)를 회전시키게 되고, 이 임펠러회전용 구동기어(23)는 맞물린 임펠러회전용 종동기어(24)를 회전시키게 된다.

따라서, 상기 펄세이터 구동용 모터(2)의 구동력이 최종적으로 상기 임펠러 회전용 종동기어(24)에 연결된 임펠러(3)축에 전달되어 임펠러(3)가 고속 회전하게 되면 세탁폐수중화기(1) 내에 투입된 세탁폐수와 중화제가 강제로 섞이게 되므로 짧은 시간내에 효과적인 세탁폐수의 중화가 이루어질 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명은 별도의 임펠러구동용 모터를 구비하지 않더라도 기존 모터의 동력을 효율적으로 이용하여 임펠러(3)를 회전시켜 세탁폐수와 중화제의 강제 혼합이 이루어지도록 하므로써 배수시 중화제의 중화성능을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 상기에서는 일실시예로서 동력전달경로 변환수단의 구성 및 작동과정을 설명하였으나, 상기한 동력전달경로 변환수단은 여러 가지 형태로 변형 또는 개량이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명은 세탁후 배출되는 세탁폐수를 중화하는 중화장치내로 유입된 세탁폐수와 중화제의 혼합이 외력에 의해 강제되도록 하여 중화성능을 향상시킴으로써 세탁폐수에 함유된 세제로 인한 생활하수의 오염을 효과적으로 줄일 수 있도록 하여 환경보호 기능을 강화시킨 매우 유용한 발명이다.

Claims (6)

1. 세탁폐수의 배출시, 세탁폐수와 중화제가 유입되어 혼합되는 세탁폐수중화기를 구비한 세탁기에 있어서,

   상기 세탁폐수중화기 내에 회전가능하게 설치된 임펠러와,

   상기 임펠러를 구동시키기 위한 구동모터를 구비하여 상기 임펠러의 회전에 의해 세탁폐수와 중화제가 강제로 섞이도록 한 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁폐수중화장치.
2. 세탁폐수중화기 전방의 배수호스 관로상에 설치된 1차배수밸브가 개방됨에 따라 세탁폐수중화기 내로 유입된 세탁폐수의 세제농도를 검출하여 그 검출값을 설정된 기준값과 비교하는 단계와,

   상기 단계에서 검출된 세탁폐수의 세제농도 값이 설정된 기준값 보다 작은 경우 세탁폐수중화기 후방의 2차배수밸브를 개방하여 세탁폐수를 외부로 배출시키는 한편, 세탁폐수의 세제농도 값이 설정된 기준값보다 큰 경우 중화제 투입밸브를 개방하여 중화제를 세탁폐수중화기 내로 투입하는 단계와,

   상기 단계에서 투입되는 중화제량이 세탁폐수의 세제농도 값에 따라 기설정된 중화제의 투입량 데이터값과 일치하는지 여부를 비교하는 단계와,

   중화제의 투입량이 세탁폐수의 세제농도 값에 따라 기설정된 중화제의 투입량 데이터값과 일치할 때까지 중화제 투입밸브를 개방하여 그 값이 투입량 데이터값과 일치함에 따라 중화제의 투입을 차단하고 임펠러를 구동시키는 단계와,

   상기 임펠러의 회전시간이 설정된 시간값과 일치하는가를 판단하는 단계와,

   상기 임펠러의 회전시간이 설정된 시간값과 일치하는 경우 세탁폐수의 세제농도를 검출하여 그 검출값을 설정된 기준값과 비교하는 단계로 다시 돌아가는 단계를 순차적으로 수행하게 되는 것을 특징으로 하는, 제 1항의 세탁기의 세탁폐수중화장치의 제어방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 세탁폐수중화기 후방에 연결되는 배수호스의 관로상에는 세탁폐수의 최종적인 배수를 담당하는 2차배수밸브가 설치되고, 상기 2차배수밸브 전방의 배수호스 관로상에는 세탁폐수에 함유된 세제의 농도를 검출하는 세제농도검출용 센서가 장착되며, 상기 세탁폐수중화기와 중화제 공급유니트를 연결하는 공급관의 관로상에는 중화제의 투입량을 조절하기 위한 중화제 투입밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁폐수 중화장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 펄세이터 하부의 클러치와 펄세이터 구동용 모터에 축연결된 구동풀리의 동력을 전달받아 회전하는 종동풀리 사이에 세탁폐수의 배출행정시 펄세이터의 회전없이 세탁폐수중화기 내에 설치된 임펠러를 회전시킬 수 있도록 하기 위한 동력전달경로 변화수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁폐수 중화장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 동력전달경로 변환수단은 상기 종동풀리에 축연결되며 반경의 크기가 각각 다른 2단구조로 된 선기어와,

   상기 선기어와 맞물림에 따라 선기어를 중심으로 공전하게 되는 유성기어와,

   상기 유성기어 하부에 축연결된 단속기어와,

   상기 유성기어 및 단속기어가 함께 승강 및 회전 가능하도록 단속기어의 하부측에 연결되는 플런저를 가지며 전원 인가시 플런저를 직선운동시키는 솔레노이드와,

   상기 유성기어와 맞물림에 따라 회전하게 되며 클러치에 연결되는 내치기어와, 상기 선기어 상부에 이격 설치되며 상기 유성기어가 솔레노이드의 작용으로 상승함에 따라 유성기어와 맞물려 회전하게 되는 임펠러회전용 구동기어와,

   상기 임펠러회전용 구동기어에 맞물려 회전하여 임펠러축을 통해 임펠러에 회전력을 전달하게 되는 임펠러 구동용 종동기어로 구성된 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁폐수 중화장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 임펠러는 펄세이터의 구동모터와 연동하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁폐수 중화장치.