KR100656167B1 - 증기발생장치를 갖춘 세탁기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 급수를 수행하자마자 증기의 생성이 이루어지도록 하여 단시간 내에 수조 내부로 증기를 공급할 수 있는 것으로 특히 증기를 생성하기 위한 히터의 예열시간이 종래보다 단축시킬 수 있도록 한 증기발생장치를 갖춘 세탁기를 개시한 것이다. 개시한 세탁기는 증기발생유로가 마련된 몸체와, 증기를 발생시키도록 상기 증기발생유로를 따라 흐르는 물을 가열하는 히터와, 상기 증기발생유로를 따라 흐르는 물에 열을 전달하는 면적을 증가시키기 위해 상기 증기발생유로 내부에 다수의 유로가 형성된 유로관다발을 포함하는 것이다.

Description

증기발생장치를 갖춘 세탁기{Washing machine with steam generation}

도 1은 본 발명에 따른 세탁기의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 세탁기의 증기발생장치의 구성을 나타낸 사시도이다.

도 3은 증기발생장치의 증기발생유로 내면에 설치된 유로관다발의 구성을 나타낸 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 세탁기의 증기발생장치의 구성을 나타낸 단면도이다

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10: 본체 11: 수조

12: 회전드럼 18: 세제공급장치

21: 제1급수관 22: 제1급수제어밸브

24: 제2급수관 25: 제2급수제어밸브

30: 증기발생장치 31: 몸체

32: 증기발생유로 33: 히터

35:증기유로관 36:유로관다발

본 발명은 세탁기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세탁기의 수조 내부로 증기를 공급하기 위한 증기발생장치를 갖춘 세탁기에 관한 것이다.

세탁력을 높이기 위해 세탁조 내부에 증기를 공급하는 세탁기로는 대한민국 공개특허공보 10-2005-17481호(2005년02월22일 공개)를 통해 개시된 증기분사식 드럼세탁기가 있다.

상기 공보에 개시된 세탁기의 증기발생장치는 본체 내에 장착되며 유도가열(Induction heating)에 의해 증기를 발생시키는 유도 가열 증기발생장치와, 본체 내부에 장착되며 유도 가열 증기발생장치에서 발생된 증기와 세탁수 및 세제를 이용하여 세탁물을 세탁하는 드럼을 포함하여 구성된 증기발생장치가 개시되어 있다.

상기 유도 가열 증기발생장치는 일측에 물이 공급되는 급수관이 형성되어 있고, 타측에 증기가 배출되는 증기 배출관이 형성되어 있는 용기와, 상기 용기 외부에 감겨져 있는 인덕션 코일과, 상기 인덕션 코일에 고주파 전류를 공급하는 인버터와, 상기 용기 내부에 장착되어 상기 인덕션 코일에 흐르는 고주파 전류에 의해 발열하여 상기 급수관으로 인입되는 물을 증발시키는 열매체로 구성되어 있다.

이와 같은 증기발생장치는 용기 내에 급수를 수행하자 마자 증기의 생성이 이루어지도록 한 것이나 용기의 내부를 통과하는 물은 높은 압력과 빠른 유속을 가지고 용기의 내부를 통과하기 때문에 열매체가 충분히 예열되지 않은 상태에서 처음 용기를 통과하는 물은 일부 증발하지 않고 그대로 드럼 내부로 분사될 수 있는 문 제점이 있다.

또한, 상기 문제점을 해결하기 위해서 열매체의 예열시간을 길게하는 경우에는 드럼 내부로 증기를 공급하는 시간이 지연되어 전체 세탁시간이 길어질 뿐만 아니라 에너지 소모가 큰 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 급수를 수행하자마자 증기의 생성이 이루어지도록 한 것으로 단시간 내에 수조 내부로 증기를 공급하여 전체 세탁시간을 단축시키고 에너지 소모를 줄일 수 있도록 한 증기발생장치를 갖춘 세탁기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 증기발생장치를 갖춘 세탁기는 수조의 내부로 증기를 공급하는 증기발생장치를 갖춘 세탁기에 있어서, 상기 증기발생장치는 관 형상의 증기발생유로가 마련된 몸체와, 증기를 발생시키도록 상기 증기발생유로를 따라 흐르는 물을 가열하는 히터를 포함하도록 구성하되 상기 증기발생유로 내부에는 유로를 따라 흐르는 물에 열전달 면적을 증대시키기 위해 복수 개의 유로가 형성된 유로다발관이 설치된 것 특징으로 한다.

또한, 상기 몸체는 상기 증기발생유로를 형성하는 관과 상기 히터를 매입한 상태에서 제조되는 금속성형물인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 증기발생유로는 상기 몸체의 길이방향으로 길게 형성되고, 상기 히터는 상기 증기발생유로와 인접하게 매입되며 상기 몸체의 길이방향으로 길게 연장되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 몸체와 상기 유로관다발과 상기 증기발생유로를 형성하는 관은 열전도성이 좋은 알루미늄 재질로 이루어 진 것을 특징으로 한다.

또한, 수조의 내부로 증기를 공급하는 증기발생장치를 갖춘 세탁기에 있어서, 상기 증기발생장치는 관 형상의 증기발생유로가 마련된 몸체와 증기를 발생시키도록 상기 증기발생유로를 따라 흐르는 물을 가열하는 히터를 포함하도록 구성하되 상기 증기발생유로를 따라 흐르는 물에 열전달 면적을 증대시키기 위해 상기 증기발생유로의 내부에는 복수 개의 유로가 형성되도록 구획된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명이 적용되는 세탁기는 도 1에 도시한 바와 같이, 세탁수의 담수를 위해 본체(10) 내부에 설치되는 드럼형의 수조(11)와, 수조(11)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전드럼(12)을 포함하는 드럼세탁기이다.

본체(10) 내부의 수조(11)는 입구(11a)가 형성된 전면부가 후면부보다 높은 위치가 되도록 세탁기의 설치면에 대하여 소정각도(α) 경사지게 설치되고, 수조(11)의 내부의 회전드럼(12)도 수조(11)와 동일한 형태로 경사지게 설치된다. 즉 회전드럼(12)은 입구(12a)가 형성된 전면부가 전방 상부를 향하는 형태로 회전중심선(A)이 세탁기의 설치면에 대하여 소정각도(α) 경사지게 설치된다. 또 회전드럼(12)후면부 중심에 결합되는 회전축(13)이 수조의 후면 중심부에 회전 가능하게 지지됨으로써 회전 가능한 상태가 된다.

회전드럼(12)의 둘레에는 세탁수의 유통을 위해 다수의 통공(12b)이 형성되고, 회전드럼(12)의 내면에는 회전할 때 세탁물의 상승 및 낙하가 이루어질 수 있도록 복수의 리프터14)가 설치된다.

수조(11)의 후면부에는 회전드럼(12)과 연결된 회전축(13)을 회전시키는 모터가 설치된다. 모터(15)는 수조 후면부에 고정되는 고정자(15a), 고정자(15a)의 외곽에 회전 가능한 상태로 배치되는 회전자(15b), 그리고 회전자(15b)와 회전축(13)을 연결하는 회전판(15c)을 포함한다.

본체(10)의 전면부에는 회전드럼(12)의 내부로 세탁물을 넣거나 내부의 세탁물을 꺼낼 수 있도록 회전드럼(12)의 입구(12a)와 대응하는 위치에 개방된 입구(16)가 형성되고, 입구(16)에는 입구를 개폐하는 도어(17)가 설치된다.

수조(11)의 상부에는 수조(11)의 내부로 세제를 공급하기 위한 세제공급장치(18)와, 수조(11)의 내부로 증기를 공급하기 위한 증기발생장치(30)가 설치된다. 또 수조(11)의 하부에는 수조(11) 내부의 물을 배수시키기 위한 것으로 배수관(19a), 배수밸브(19b), 배수모터(19c)를 포함하는 배수장치(19)가 설치된다.

세제공급장치(18)는 내부에 세제를 수용하는 수용공간을 구비하며, 사용자가 세제를 투입하기 용이하도록 본체(10)의 전면부 쪽에 설치된다. 또 세제공급장치(18)에는 외부 급수원과 연결되는 배관으로부터 분기된 제1급수관(21)이 연결되고, 제1급수관(21)에는 세제공급장치(18) 쪽으로의 급수를 제어하기 위한 제1급수제어밸브(22)가 설치된다. 또 세제공급장치(18)와 수조(11)사이에는 세제공급장치(18)를 거친 물이 수조(11)로 공급될 수 있도록 연결관(23)이 설치된다.

증기발생장치(30)에는 외부 급수원과 연결되는 배관으로부터 분기된 제2급수관(24)이 연결되고, 제2급수관에는 증기발생장치(30) 쪽으로의 급수를 제어하기 위한 제2급수제어밸브(25)가 설치된다. 또 증기발생장치(30)에는 증기발생장치(30)에서 생성된 증기를 수조(11)의 내부로 안내하기 위한 증기공급관(26)이 연결된다.

또한 본 발명에 따른 증기발생장치(30)는 도 2 내지 도4에 도시한 바와 같이, 알루미늄 다이캐스팅에 의한 금속성형물로 이루어지는 몸체(31)와, 몸체(31)의 내부에 형성되며 입구가 제2급수관(24)과 연결되고 출구가 증기공급관(26)과 연결되어 증기발생유로(32)를 형성하는 증기유로관(35)과, 증기유로관(35)를 따라 흐르는 물을 복수 개의 유로로 분배되어 흐르도록 내부에 다수 개의 유로(36a)가 상호 나란하게 형성된 유로관다발(36)과, 증기발생유로(32)를 통과하는 물을 가열하여 증기를 생성시키도록 몸체(31)에 매입(埋入)된 상태로 설치되는 히터와, 몸체(31)의 온도감지를 통해 히터(33)를 제어하기 위해 몸체의 외면에 설치되는 온도센서(34)를 포함한다. 유로관다발(36)의 외경과 증기유로관(35)의 내경을 동일하게 하여 유로관다발(36)을 증기유로관(35)의 내부에 압입시켜 설치한다.

또한, 증기유로관(35)을 따라 흐르는 물을 복수 개의 유로로 분배되어 흐르도록 하여 물에 열전달 면적을 증가시키기 위해서 별도의 부재인 유로관다발(35)을 내부에 압입하여 설치하는 구성 대신에 증기유로관 내부가 복수 개의 유로로 구획되도록 증기유로관을 금형가공 하는 것도 가능하다.

또한, 증기발생장치(30)의 몸체(31)는 알루미늄 다이캐스팅을 통해 몸체(31)를 성형하는 과정에서 유로관다발(36)이 압입된 증기유로관(35)과 히터(33)가 매입 되며 증기유로관(35)과 유로관다발(36)은 몸체와 동일하게 열전도성이 좋은 알루미늄 재질로 한다.

이러한 구성은 증기발생장치(30)의 몸체(31)와 증기유로관(35) 및 유로관다발(36)을 열전달이 우수한 알루미늄 재질로 하고 몸체(31) 내에 히터(33)가 매입되도록 함으로써 히터(33)에 의해 몸체(31)로 전달된 열이 전도(Conduction)에 의해 증기유로관(35)과 유로관다발(36)에 전달됨으로써 물은 증기발생유로를 통과하는 과정에서 가열되어 단시간 내에 고온의 증기로 변환될 수 있게 한 것이다.

또한 증기의 발생을 원활하도록 하기 위해서는 도 2에 도시한 바와 같이, 몸체(31)는 소정길이의 함체형상으로 이루어지고, 증기발생유로(32)를 형성하는 증기유로관(35)이 몸체(31)의 길이방향으로 길게 형성되며, 몸체(31)에 매입되는 히터(33)도 증기발생유로(32)와 이격된 상태에서 몸체(31)의 길이방향으로 길게 연장되도록 하는 것이 바람직하다.

본 실시 예에서는 도 2에 도시한 바와 같이 몸체에 매입되는 U자형 히터(33)를 사용하였으나 증기유로관(35)의 외주면을 둘러싸도록 코일형의 히터를 사용하는 것도 가능하다.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 증기공급관(26)가 연결되는 증기유로관(35)의 출구에는 토출되는 증기의 속도를 증가시켜서 드럼(12) 내부로 증기를 원활히 공급하기위해 단면적이 점차로 작아지는 노즐부(35a)가 형성된다.

이러한 증기발생장치(30)의 물 공급은 제2급수제어밸브(25)의 제어를 통해 급수와 단수가 반복되는 형태로 공급되며 이를 위해 제2급수제어밸브(25)는 전기 적인 동작에 위해 개폐가 가능한 전동밸브로 이루어짐이 바람직하다.

다음에는 이러한 증기발생장치가 적용된 세탁기의 전체적인 동작을 설명한다.세탁을 수행할 때는 회전드럼(12)의 내부에 세탁물을 넣고 세제공급장치(18)에 세제를 투입할 상태에서 세탁기를 동작시키면, 세탁기 제어부의 제어에 의해 제1급수제어밸브(22)가 열리면서 세제공급장치(18) 쪽으로 급수가 이루어진다. 따라서 세제공급장치(18) 내부의 세제는 세제공급장치(18)를 경유하여 수조(11)로 공급되는 물에 용해된 상태에서 수조(11)로 공급된다. 수조내부에서 소정량의 세탁수가 공급된 후에는 제1급수제어밸브(22)가 닫히면서 제1급수관(21) 쪽으로의 급수가 중단된다.

사용자가 고온의 증기를 이용하는 세탁기능을 선택하였다면, 제어부의 제어에 의해 증기발생장치(30)의 히터(33)에 전원이 인가되면서 히터(33)가 가열의 이루어지며 히터에서 발생된 열은 열전도성이 우수한 알루미늄재질의 몸체(31)와 증기유로관(35) 및 유로관다발(36)로 전달된다. 이때는 몸체(31)의 예열이 이루어질 수 있도록 소정시간동안 증기발생장치 쪽으로 급수가 이루어 지지 않는다.

온도센서(34)의 감지를 통해 증기발생장치의 몸체가 어느 정도 예열된 것으로 판단되면 제어부가 제2급수제어밸브(25)를 개방하여 증기발생장치(30) 쪽으로 급수가 이루어져 물은 증기발생유로를 형성하는 증기유로관(35)을 따라 흐르면서 히터로부터 열을 전달받아 온도가 상승된다.

증기유로관(35)을 따라 흐르면서 온도가 상승된 물은 증기유로관(35) 내부에 압입된 상태로 설치된 유로관다발(36) 내부의 복수 개의 유로(36a)들로 분배되어 흐르게 됨으로써 히터로부터 발생된 열을 전도받는 유로관과의 접촉면적을 좀더 넓게 함으로써 열을 전달 받는 면적이 증가되어 증기를 생성시키기 위한 히터의 예열시간이 종래보다 단축되는 효과가 있다.

따라서 증기발생장치(30)로 급수가 이루지자마자 곧바로 고온의 증기가 생성되며 이 증기가 노즐(35a)을 통해 빠른 속도로 증기공급관(26)으로 토출되어 수조(11) 내부로 공급된다. 수조(11)의 세탁수는 고온의 증기에 의해 신속히 가열되어 세탁수의 온도가 설정한 세탁온도에 이를 때까지 계속된다.

수조(11) 내의 세탁수가 설정한 세탁온도로 가열된 후에는 제2급수제어밸브(25)의 차단 및 히터(33)의 동작이 중지되면서 증기의 공급은 중단되고, 회전드럼(12)이 모터(15)의 동작에 의해 저속으로 회전하면서 세탁을 수행한다. 그리고 세탁동작이 완료된 후에는 탈수와 급수를 반복하는 헹굼동작을 수행한다.

수조(11)의 배수는 배수밸브(19b)가 열리고 배수펌프(19c)가 동작하면서 이루어진다. 또 헹굼 후 최종탈수는 배수밸브(19b)가 열린 상태에서 배수펌프(19c)가 동작하고 회전드럼(12)이 소정시간 동안 고속으로 회전함으로써 이루어진다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 증기발생장치의 증기발생유로로 급수를 수행하자 마자 물이 가열되면서 고온의 증기가 생성되기 때문에 단시간 내부로 증기를 공급할 수 있다.

특히, 증기발생유로 내부에 흐르는 물은 유로관다발 내부의 복수 개의 유로들로 분지되어 흐르게 됨으로써 열을 전달 받는 면적이 증가되어 증기를 생성시키 기 위한 히터의 예열시간이 종래보다 단축되는 효과가 있다. 따라서 단시간 내에 수조내부로 증기를 공급하여 전체 세탁시간을 단축시키고 에너지 소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 수조의 내부로 증기를 공급하는 증기발생장치를 갖춘 세탁기에 있어서, 상기 증기발생장치는 관 형상의 증기발생유로가 마련된 몸체와, 증기를 발생시키도록 상기 증기발생유로를 따라 흐르는 물을 가열하는 히터를 포함하도록 구성하되 상기 증기발생유로 내부에는 유로를 따라 흐르는 물에 열전달 면적을 증대시키기 위해 복수 개의 유로가 형성된 유로다발관이 설치된 것을 특징으로 하는 증기발생장치를 갖춘 세탁기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 몸체는 상기 증기발생유로를 형성하는 관과 상기 히터를 매입한 상태에서 제조되는 금속성형물인 것을 특징으로 하는 증기발생장치를 갖춘 세탁기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 증기발생유로는 상기 몸체의 길이방향으로 길게 형성되고, 상기 히터는 상기 증기발생유로와 인접하게 매입되며 상기 몸체의 길이방향으로 길게 연장되는 것을 특징으로 하는 증기발생장치를 갖춘 세탁기.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 몸체와 상기 유로관다발과 상기 증기발생유로를 형성하는 관은 열전도성 이 좋은 알루미늄 재질로 이루어 진 것을 특징으로 하는 증기발생장치를 갖춘 세탁기.
5. 수조의 내부로 증기를 공급하는 증기발생장치를 갖춘 세탁기에 있어서,상기 증기발생장치는 관 형상의 증기발생유로가 마련된 몸체와 증기를 발생시키도록 상기 증기발생유로를 따라 흐르는 물을 가열하는 히터를 포함하도록 구성하되 상기 증기발생유로를 따라 흐르는 물에 열전달 면적을 증대시키기 위해 상기 증기발생유로의 내부에는 복수 개의 유로가 형성되도록 구획된 것을 특징으로 하는 증기발생장치를 갖춘 세탁기.
6. 제5항에 있어서,

   상기 몸체는 상기 증기발생유로의 형성을 위한 관과 상기 히터를 매입한 상태에서 제조되는 금속성형물인 것을 특징으로 하는 증기발생장치를 갖춘 세탁기.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 몸체와 상기 증기발생유로의 형성을 위한 관은 열전도성이 우수한 알루미늄 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 증기발생장치를 갖춘 세탁기.

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