KR100477196B1

KR100477196B1 - 무세제 세탁기의 전해질 공급장치

Info

Publication number: KR100477196B1
Application number: KR10-2003-0024709A
Authority: KR
Inventors: 전규동
Original assignee: 경원엔터프라이즈 주식회사; 김희정
Priority date: 2003-04-18
Filing date: 2003-04-18
Publication date: 2005-03-21
Also published as: KR20040090762A

Abstract

무세제 세탁기의 전해질 공급장치가 개시되어 있다. 본 발명에 따르면, 무세제 세탁을 위한 전기분해장치; 도전율 검출센서를 포함하여 전기분해장치에 근접설치되는 전해질 공급함; 전해질 수용액을 전기분해장치의 세탁수방으로 이송시키거나, 세탁행정시 세탁수방의 세탁수를 저수조로 공급하기 위한 수용액 이송수단; 저항값(R)의 상한값 및 하한값 정보를 포함하여 전해질 수용액의 저항값(R) 산출하기 위한 저항값 산출프로그램 및 세탁행정 프로그램을 보유하는 프로그램 메모리; 및 저항값 산출프로그램에 기초하여 도전율 검출센서로부터 검출된 저항값(R)이 상한값을 넘을 경우, 전기분해장치의 동작 차단 및 전해질 수용액을 일정량 이송시키고, 저항값(R)이 하한값을 넘지 않을 경우, 전기분해장치의 동작 개시 및 수용액 이송수단을 정지시키기 위한 제어장치로 이루어져, 도전율 검출센서로부터 검출되는 전해질 수용액의 저항값을 통해 전해질 공급함에 적재된 전해질 수용액을 세탁수방으로 보충하거나 차단하도록 제어함에 따라 적절한 수치의 PH농도를 갖는 세탁수를 생성하여 전해질의 과다사용을 방지하고, 이로인한 불필요한 에너지 낭비를 억제할 수 있는 효과를 얻는다.

Description

무세제 세탁기의 전해질 공급장치{ELECTOLYTE GENERATING SYSTEM FOR NONCLEANSER WASHING MACHINE}

본 발명은 무세제 세탁기에 관한 것으로, 보다 상세히는 세탁수방의 PH 농도를 측정하고 측정결과에 기초하여 전기분해장치에 사용되는 전해질의 양을 조절하므로서 전해질의 손실을 최소화하기 위한 무세제 세탁기의 전해질 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로, 일반적으로 무세제 세탁기는 저수조로 공급되는 세탁수가 염기성을 갖도록 하기 위해 염화나트륨(NaCl), 탄산나트륨(Na₂CO₃)등의 전해질을 투입하여 수도물에 용해시켜 전기분해를 통한 화학반응을 유도한다. 이러한 화학반응을 유도하기 위한 무세제 세탁기의 전기분해 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기의 전해질을 수용하여 수도물과의 전기분해 반응을 통한 전해수를 생성하기 위한 소정 형상의 전해질방 하우징(103)과, 상기 전해질 하우징(103)과 대응되는 형상을 갖고 수도물과의 전기분해 반응을 통한 염기성 세탁수를 생성하기 위한 세탁수방 하우징(105)과, 상기 전해질방 하우징(103) 및 세탁수방 하우징(105) 사이로 이온 교환막(109)을 보유한다.

또한 전기 분해를 위해 상기 전해질방 하우징(101)과 이온 교환막(109) 사이로 플러스 전극판(107)을 형성하고, 상기 세탁수방 하우징(105)과 이온 교환막(109) 사이로 마이너스 전극판(111)이 구비되어, 각각의 전극판으로 직류 전원을 공급토록 하고 있다.

따라서 상기 이온 교환막(109)과 플러스 전극판(107) 사이는 전해질방을 형성하고, 상기 이온 교환막(109)과 마이너스 전극판(111) 사이는 세탁수방을 형성하고 있으며, 상기 전해질방의 상단으로는 수도물을 소정량 공급하기 위해 상단부에 위치한 급수관과, 염화나트륨 또는 탄산나트륨과 같은 전해질을 공급하기 위한 투입관 및 전해질방의 하단으로 전해질 수용액을 배출하기 위한 전해수 배출구가 마련된다.

그리고 상기 세탁수방으로는 그 상단으로 수도물이 공급되기 위한 급수관 및 전기분해로 인한 수소(H₂) 가스를 배출하기 위한 가스 배출구 및 세탁수방의 하단으로 이온화된 세탁수 즉, 염기성 세탁수를 저수조로 공급하기 위한 세탁수 배출구가 마련되고 있다.

이와 같이 구성된 전기분해장치(100)는 상기 전해질방 및 세탁수방의 배수관으로 일정량의 수도물을 공급하고, 전해질 제공장치(미도시)를 통해 상기 투입관으로 전해질이 공급된다. 그리고 상기 플러스 전극판(107) 및 마이너스 전극판(111)으로 전류/전압을 인가하여 전해질방 하우징(103) 및 세탁수방 하우징(105) 내부에서 전기분해가 이루어지도록 하며, 이로인해 염화나트륨 및 탄산나트륨과 물로부터 전기분해된 이산화탄소, 일산화탄소 및 산소가 전해질방에서 생성되고, 세탁수방에서는 수소가 발생되어 각각으로 투입구 및 가스배출구를 통해 생성 가스가 배출되도록 한다.

이 때, 이온 교환막(109)은 나트륨이온(Na+)과 수소이온(H+)을 세탁수방으로 공급하고, 수산화이온(OH-)을 전해질방으로 제공하며, 이로인해 세탁수방은 염기성 세탁수가 생성되는 것이다.

이와 같이 전기분해장치는 염기성 세탁수를 공급하기 위해 세탁수방과 전해질방 사이로 전원을 공급하는데, 상기 전해질방은 이온수로써 전도성을 갖게 되고 전원의 공급시간 또는 공급 전류/전압에 비례하여 전도성을 증가시키게 된다. 따라서 과다한 전해질 투여로 인한 전도성 증가는 염기성 세탁수의 농도를 증가시켜 세탁의 효율을 높일 수 있으나, 전력소비가 클 뿐만 아니라 과다한 전류의 유입으로 인해 관련부품의 내구성 감소 및 화재의 가능성 등 안전성 측면에서 불리하게 되는 문제점이 야기되고 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 전해질의 과다 소비량을 억제함과 동시에 적절한 세정력을 얻을 수 있는 무세제 세탁기의 전해질 공급장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 무세제 세탁기의 전해질 공급장치는, 무세제 세탁을 위한 전기분해장치; 일정량의 전해질 수용액을 적재하기 위한 소정 형상의 하우징과, 상기 하우징내의 저면으로 장착되어 상기 전해질 수용액의 저항값(R)을 검출하기 위한 도전율 검출센서로 이루어지며, 상기 전기분해장치에 근접설치되는 전해질 공급함; 상기 전해질 수용액을 상기 전기분해장치의 세탁수방으로 이송시키거나, 세탁행정시 상기 세탁수방의 세탁수를 저수조로 공급하기 위한 수용액 이송수단; 상기 세탁수의 PH농도값과 상기 전해질 수용액의 저항값(R)의 대응관계에 기초하여 상기 세탁수의 PH농도값이 적정범위에 존재하기 위한 상기 저항값(R)의 상한값 및 하한값 정보를 포함하여 상기 전해질 수용액의 저항값(R)을 산출하기 위한 저항값 산출프로그램 및 세탁행정 프로그램을 보유하는 프로그램 메모리; 및 상기 도전율 검출센서로부터 검출되는 전기적 신호를 디지트화된 정보로 변환한 후, 상기 저항값 산출프로그램에 기초하여 산출된 상기 저항값(R)이 상기 상한값을 넘을 경우, 상기 전기분해장치의 동작을 차단하며 상기 수용액 이송수단을 제어하여 일정시간동안 상기 전해질 수용액을 상기 세탁수방으로 이송시키는 제 1 알고리즘과, 상기 저항값(R)이 하한값을 넘지 않을 경우, 상기 전기분해장치의 동작을 개시하며 상기 수용액 이송수단을 정지시키는 제 2 알고리즘과, 상기 저항값(R)이 상기 상한값 및 하한값 사이에 존재할 경우 상기 저수조의 수위가 설정수위에 도달함을 판단하여 상기 세탁행정 프로그램을 실행시키기 위한 제어장치로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명의 주요 기능을 설명하기 위한 전해질 공급장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제어장치를 나타낸 구성도이다. 예시된 바와 같이, 전해질 수용액을 일정량 보관하기 위한 소정 형상의 전해질 공급함(217), 상기 전해질 공급함(217)의 일측면에 고정결합되는 전기분해장치(215) 및 상기 전해질 공급함(217)에 적재되는 전해질 수용액을 상기 전기분해장치(215)로 공급제어하기 위한 수용액 이송수단(205)으로 구성된다.

상기 전해질 공급함(217)은 그 저면으로 세탁수의 PH농도를 측정하기 위한 도전율 검출센서(207)와, 상기 전해질 공급함(217)의 측면으로 전해질 수용액을 공급받기 위한 급수구(211)가 형성된다. 상기 수용액 이송수단(205)은 전기분해장치 (215)의 세탁수 배출구(213)와 연결되기 위한 연결호스(209)를 포함하여 세탁기의 저수조로 세탁수를 공급하기 위한 전해수 배출관(221)이 장착된다. 이와 같은 수용액 이송수단(205)은 전해질 공급함(203)에 적재되는 전해질 수용액을 세탁수 배출구(213)를 통해 전기분해장치(215)의 세탁수방(201)으로 공급하며, 일정량의 세탁수가 생성된 후, 전해수 배출관(221)을 통해 저수조로 상기 세탁수를 제공한다.

상기 수용액 이송수단(205)은 솔레노이드를 이용한 투웨이(Two Way) 밸브가 사용될 수 있으며, 필요에 따라 모터펌프를 사용할 수 있을 것이다. 수용액 이송수단(205)은 전해질 공급함(203)에 적재되는 전해질 수용액을 상기 전기분해장치(215)의 세탁수방(201)으로 이송하거나, 세탁행정시 세탁수방(201)에 적재된 세탁수를 저수조로 이송한다. 이와 같은 수용액 이송수단(205)의 구조는 다수 공개되어 있음에 따라 별도의 구체적인 설명은 생략한다.

상기 도전율 검출센서(207)는 제어장치(미도시함)와의 접속을 위한 접속단자(211)를 보유한다. 도전율 검출센서(207)는 전해질 수용액의 저항값(R)을 산출하기 위한 것으로, 상기 전해질 수용액의 저항값(R)을 통해 세탁수방(201)의 PH농도를 추산한다.

상기 전해질 수용액의 저항값(R)은 전해질 수용액의 도전율에 반비례하며, 전해질 수용액의 도전율은 투여된 전해질 량에 비례한다. 또한 전해질 수용액의 도전율에 비례하여 PH농도가 높아진다. 결국, 상기 전해질 공급함(203)의 저항값(R)을 측정하여 세탁수방(201)의 PH농도를 추산할 수 있으며, 상기 저항값(R)과 상기 PH농도는 반비례 관계를 갖는다. 즉, 상기 저항값(R)이 기준치 이하일 경우에는 PH농도가 기준치를 넘는 것이며, 저항값(R)이 기준치 이상일 경우에는 PH 농도가 기준치에 미달되는 것이다.

도 3은 본 발명의 제어장치를 나타낸 구성도이며, 도시된 바와 같이 세탁행정 프로그램을 포함하여 전해질 수용액의 저항값에 대응하는 세탁수방의 PH농도값을 추출하기 위한 소정의 테이블맵 정보, 상기 PH농도값에 대응하는 전해질 수용액의 저항값 범위정보, 상기 전해질 수용액의 저항값 산출 프로그램 및 시스템 운용프로그램을 보유하는 프로그램 메모리(303), 상기 저항값 산출 프로그램에 기초하여 전해질 수용액의 저항값을 산출한 후, 상기 저항값이 기준치에 도달할 경우 전기분해장치를 동작시키며, 저항값이 기준치를 벗어날 경우 상기 수용액 이송수단을 동작 또는 정지시키기 위한 제어정보를 생성하는 제어장치(301), 상기 제어정보에 기초하여 수용액 이송수단을 제어하고, 도전율 검출센서(207)로부터 제공되는 검출신호를 상기 제어장치(201)로 제공하기 위한 인터페이스(307)로 구성된다.

도 4는 본 발명의 동작을 설명하기 위한 플로우챠트이다. 도시된 바와 같이, 상기 전해질 공급함(203)은 충분한 양의 전해질 수용액이 적재되며(S401), 이로인해 상기 세탁수방(201)의 부피가 작아도 무관할 것이다. 먼저, 제어장치(301)는 수용액 이송수단(205)을 소정 시간제어하여 전해질 공급함(203)에 기 적재된 전해질 수용액을 상기 전기분해장치(215)의 세탁수방(201)으로 이송시킨다(S403).

상기 제어장치(301)는 인터페이스(307)를 인에이블시켜 상기 전해질 공급함(203)의 저면에 장착되는 도전율 검출센서(207)로부터 전해질 수용액의 저항값(R)을 입력받는다. 저항값(R) 검출은 상기 접속단자(211)의 일단으로 직류전원을 공급하고, 타측단으로 소정치의 접속저항을 접속하여, 접속저항 양단 으로 걸리는 전압값과 상기 접속저항값을 토대로, 상기 저항값(R)을 산출한다. 저항값(R)은 세탁수방(201)의 PH농도와 반비례하며, PH농도값과 저항값(R)과의 비례관계에 따른 수치적 변화를 테이블맵화하는 것으로, 상기 프로그램 메모리(303)에 저장되어 있다.

이와 같이 상기 전해질 공급함(203)에 적재되는 전해질 수용액의 저항값(R)을 산출하고, 상기 테이블맵을 통한 세탁수방의 PH농도값을 추출하면(S405), 제어장치(301)는 상기 전기분해장치(215)로 전원을 공급하여 전기분해를 수행한다 (S407). 전기분해는 세탁수방(201)의 전해질 수용액을 이온화하는 것으로, 이로인해 전해질 공급함(203)에 적재되는 전해질 수용액의 저항값(R)은 증가된다. 제어장치(301)는 상기 전해질 공급함(203)의 저항값(R)을 지속적으로 검출하며, 프로그램 메모리(303)에 기 저장된 저항값 범위정보를 토대로, 상기 저항값(R)이 상한값을 넘는지를 판단한다(S409).

제어장치(303)에서 판단한 결과, 상기 저항값(R)이 상한값을 넘을 경우, 즉 전기분해가 과다하게 이루어졌거나, 전해질 양이 적어 세탁수방(201)의 PH농도가 낮아지는 것으로, 제어장치(301)는 상기 전기분해장치(215)로 공급되는 전원을 차단하여 전기분해를 정지시키고(S411), 상기 인터페이스(307)를 통해 수용액 이송수단(205)을 동작시킨다. 제어장치(303)는 수용액 이송수단(205)을 시스템 운용 프로그램에 기초하여 일정시간(N 초) 동안 전원을 공급한다(S413).

따라서, 세탁수방(201)에는 전해질 수용액이 증가됨과 동시에, 전기분해가 이루어지지 않아 세탁수방(201)의 PH농도가 증가하며 상기 저항값(R)은 감소한다. 이와 같이 N초가 경과된 후, 제어장치(301)는 도전율 검출센서(207)로부터 전해질 공급함(203)의 저항값(R)을 다시 산출한다. 상기 N초 동안 전해질 수용액을 보충함에 따른 저항값(R)변화가 상기 상한값을 넘지 않음으로 판단될 경우, 상기 저항값(R)이 프로그램 메모리(303)에 기 저장된 저항값 범위정보에 기초한 하한값 보다 낮은가를 판단한다(S415).

제어장치(301)의 판단결과, 상기 저항값(R)이 상기 하한값 보다 낮이 않을 경우, 즉 현재 세탁수방(201)의 PH농도가 정상범위에 존재할 경우 세탁을 개시한다. 물론, 세탁개시는 세탁조의 수위가 설정치에 도달할 때 이루어진다(S421).

반면, 상기 전해질 공급함(203)에 적재된 전해질 수용액의 저항값(R)이 하한값 보다 낮을 경우, 즉 상기 세탁수방(201)의 PH농도가 기준치 보다 높거나 세탁수방(201)으로 공급된 전해질 수용액이 과다할 경우 제어장치(301)는 상기 전기분해장치(215)로 전원을 공급하여 전기분해를 수행한다(S417). 그리고 제어장치(301)는 상기 수용액 이송수단(205)의 동작을 정지시킨다.

이로인해 세탁수방(201)의 세탁수 PH농도는 감소되며, 전해질 공급함(203)의 저항값(R)은 증가된다. 제어장치(301)는 단계 S409로 피드백하여 지속적으로 전해질 공급함(203)에 적재된 전해질 수용액의 저항값(R)을 산출하여, 세탁수방(201)의 PH농도가 정상범위에 존재하는가를 판단하므로서, 최적의 PH농도를 갖는 세탁수를 생성토록 제어한다. 따라서 세탁수방(201)의 PH농도가 정상범위에 존재하거나, 상기 전해질 수용액의 저항값(R)이 설정 범위내에 존재하고 저수조의 현 수위가 설정수위에 도달하면, 상기 제어장치(301)는 수용액 이송수단(205)을 제어하여 세탁수를 상기 저수조로 공급한다.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 무세제 세탁기의 전해질 공급장치는 전기분해장치에 근접되게 소정 용량의 전해질 수용액을 적재하기 위한 전해질 공급함을 설치하고, 전해질 수용액을 전기분해장치의 세탁수방으로 이송제어하기 위한 수용액 이송수단 및 적재된 전해질 수용액의 저항값을 산출하기 위한 도전율 검출센서를 장착한 후, 전기분해된 세탁수의 PH농도가 전해질 공급함에 적재된 전해질 수용액의 저항값에 반비례함과, 전기분해시 전해질 수용액의 저항값이 증가됨을 이용하여, 도전율 검출센서로부터 검출되는 전해질 수용액의 저항값을 통해 전해질 공급함에 적재된 전해질 수용액을 세탁수방으로 보충하거나 차단하도록 제어함에 따라 적절한 수치의 PH농도를 갖는 세탁수를 생성하여 전해질의 과다사용을 방지하고, 이로인한 불필요한 에너지 낭비를 억제할 수 있는 효과를 얻는다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 무세제 세탁기의 전해질 공급장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1은 종래 세탁수 공급장치를 나타낸 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 전해질 공급장치를 나타낸 사시도이다.

도 3은 도 2의 제어장치를 설명하기 위한 구성도이다.

도 4는 도 3의 동작을 설명하기 위한 플로우챠트이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

201 : 세탁수방 203 : 전해질 공급함

205 : 수용액 이송수단 207 : 도전율 검출센서

215 : 전기분해장치 217 : 전해질방

301 : 제어장치 303 : 프로그램 메모리

307 : 인터페이스

Claims

무세제 세탁을 위한 전기분해장치;

일정량의 전해질 수용액을 적재하기 위한 소정 형상의 하우징과, 상기 하우징내의 저면으로 장착되어 상기 전해질 수용액의 저항값(R)을 검출하기 위한 도전율 검출센서로 이루어지며, 상기 전기분해장치에 근접설치되는 전해질 공급함;

상기 전해질 수용액을 상기 전기분해장치의 세탁수방으로 이송시키거나, 세탁행정시 상기 세탁수방의 세탁수를 저수조로 공급하기 위한 수용액 이송수단;

상기 세탁수의 PH농도값과 상기 전해질 수용액의 저항값(R)의 대응관계에 기초하여 상기 세탁수의 PH농도값이 적정범위에 존재하기 위한 상기 저항값(R)의 상한값 및 하한값 정보를 포함하여 상기 전해질 수용액의 저항값(R)을 산출하기 위한 저항값 산출프로그램 및 세탁행정 프로그램을 보유하는 프로그램 메모리; 및

상기 도전율 검출센서로부터 검출되는 전기적 신호를 디지트화된 정보로 변환한 후, 상기 저항값 산출프로그램에 기초하여 산출된 상기 저항값(R)이 상기 상한값을 넘을 경우, 상기 전기분해장치의 동작을 차단하며 상기 수용액 이송수단을 제어하여 일정시간동안 상기 전해질 수용액을 상기 세탁수방으로 이송시키는 제 1 알고리즘과, 상기 저항값(R)이 하한값을 넘지 않을 경우, 상기 전기분해장치의 동작을 개시하며 상기 수용액 이송수단을 정지시키는 제 2 알고리즘과, 상기 저항값(R)이 상기 상한값 및 하한값 사이에 존재할 경우 상기 저수조의 수위가 설정수위에 도달함을 판단하여 상기 세탁행정 프로그램을 실행시키기 위한 제어장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 무세제 세탁기의 전해질 공급장치.
제 1 항에 있어서, 상기 세탁수의 PH농도값과 상기 전해질 수용액의 저항값(R)의 대응관계는 비례상수를 갖는 반비례 관계인 것을 특징으로 하는 무세제 세탁기의 전해질 공급장치.
제 1 항에 있어서, 상기 수용액 이송수단은 솔레노이드를 이용한 투웨이(Two Way) 밸브인 것을 특징으로 하는 무세제 세탁기의 전해질 공급장치.
제 1 항에 있어서, 상기 수용액 이송수단은 투웨이(Two Way) 밸브 제어가 가능한 모터펌프인 것을 특징으로 하는 무세제 세탁기의 전해질 공급장치.