KR100664288B1 - 의류 건조기의 구동 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건조 드럼을 포함하는 의류 건조기에 관한 것으로, 건조 드럼의 회전을 위한 구동력을 발생시키는 모터와, 상기 모터의 회전을 전달받아 회전 속도를 감소시키는 감속부와, 상기 감속부로부터 상기 건조 드럼에 회전력을 전달하는 회동 전달부, 및상기 회동 전달부의 적어도 일부분에 장력을 가하는 아이들 롤러(idle roller)를 포함하는 의류 건조기의 구동 시스템을 제공한다. 본 발명에 따르면, 의류 건조기의 구동 시스템에 있어서 불가피하게 발생되는 회전력의 손실을 효과적으로 억제할 수 있으며, 의류 건조기의 모터 구동에 따른 에너지 소모량을 줄일 수 있고 안정적으로 의류 건조를 수행할 수 있다.

의류 건조기, 구동 시스템, 미끄러짐(slip), 아이들 롤러, 장력

Description

의류 건조기의 구동 시스템{MOTOR ASSEMBLY FOR A CLOTHES DRYER}

도 1a는 의류 건조기의 일례를 도시한 단면도.

도 1b는 도 1a의 의류 건조기의 평면도.

도 2는 모터로부터 회전력을 전달받는 건조 드럼을 도시한 모식적 단면도.

도 3a는 의류 건조기의 구동부를 도시한 사시도.

도 3b는 도 3a의 구동부를 평면적으로 도시한 모식도.

도 4는 본 발명에 따른 의류 건조기의 구동 시스템의 아이들 롤러를 도시한 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 의류 건조기의 구동 시스템을 보인 모식적 단면도.

도 6은 아이들 롤러의 설치 방법을 도시한 모식도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

17:모터 17a:구동축

17b:피니언 19:회전 전달 벨트

19':구동 벨트 30:제1풀리

32:제2풀리 40:이이들 롤러

42:베어링 50:볼트

본 발명은 의류 건조기에 관한 것으로, 구체적으로는 구동 안정성 및 회전력 손실이 개선된 의류 건조기의 구동 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 건조겸용 세탁기 또는 의류건조기 등의 건조 기기는 히터에 의해 생성된 열풍을 드럼내로 송풍하여 건조대상물에 대한 건조를 수행하며, 건조대상물을 건조시킴에 따라 발생되는 습공기의 처리방식에 따라 크게 배기 방식과 응축 방식으로 나뉘어진다.

배기 방식의 경우 드럼으로부터 배출된 습공기를 건조기 외부로 배출하고, 응축 방식에서는 드럼으로부터 배출된 습공기를 응축기에서 응축시켜 수분을 제거하고 수분이 제거된 건조공기는 다시 드럼으로 보내어 재순환시킨다.

응축식 건조기는 일반적으로 세탁물을 건조시키는 드럼, 이물질을 걸러내는 필터, 세탁물의 수분을 열교환을 통해 제거하는 열교환부(또는 응축기), 유동을 일으켜 건조를 용이하게 하는 팬, 더운 바람을 만들어 건조를 단축시키는 히터, 각 부품을 연결하는 배관 등으로 이루어진다.

응축 방식의 건조기의 일례를 도 1a 및 1b에 도시하였다. 도 1a 및 도 1b에서 화살표 Ⅰ은 외기의 흐름을 나타내며, 화살표 Ⅱ는 순환공기의 흐름을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 전방면에 도어(12)가 설치된 본체(10) 내부에 건조대상물이 수용되는 드럼(11)이 회전가능하게 설치되어 있다. 상기 드럼(11)은 본체(10) 하부에 설치된 모터(17)에 의해 벨트(19)로 연결되어 회동하도록 구성된다.

그리고, 상기 본체(10) 하부에는 드럼(11)을 통해 순환하는 고온 다습한 공기를 응축시켜 수분을 제거함으로써 순환공기를 건조한 상태로 만들어주는 열교환기(또는 응축기)(13)가 설치되어 있다. 이 열교환기(13)의 전방부와 후방부는 상기 드럼(11)의 전방과 후방에 각각 연결된 순환덕트(14)에 연결되어, 드럼(11)을 통해 배출된 공기가 상기 열교환기(13)를 지나 다시 드럼(11)으로 유입될 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 순환덕트(14)에는 열교환기(13)를 통과한 공기를 가열하여 주는 히터(15) 및 상기 순환덕트(14)를 통해 공기를 강제 순환시키는 순환팬(16)이 설치되는데, 상기 순환팬(16)은 상기 드럼(11)을 구동시키는 모터(17)의 다른 축에 연결되어 구동된다.

상기 순환덕트(14)를 통해 순환하는 공기를 상기 열교환기(13)에서 열교환에 의해 응축시켜 주기 위해서는 열교환기(13)로 외부의 차가운 공기가 공급되어야 하므로, 이를 위해 상기 열교환기(13)의 일측에는 본체(10) 외부와 연결된 외기 공급 덕트(18)가 연결되고, 상기 외기 공급덕트(18)가 연결된 열교환기(13)의 반대측에는 상기 외기 공급덕트(18)를 통해 외부 공기를 강제 흡입하여 본체(10) 내로 배출시키는 냉각팬(20) 및 냉각팬 구동모터(21)가 설치된다. 미설명부호 22는 상기 드럼(11)의 전방을 통해 순환덕트(14)로 배출되는 공기로부터 실밥 등의 이물질을 걸러 내는 필터이다. 상기 열교환기(13)의 하부에는 응축과정에서 생성되어 낙하된 응축수를 채집하는 물받이(미도시)가 설치되며, 이 물받이에 채집된 응축수를 응축 수 저장탱크(2)로 보내기 위한 펌프(23)가 설치되어 있다.

상술한 기존의 의류 건조기에서는 건조 드럼이 회전하여 내부의 피건조물이 건조 드럼 내부에서 상하 위치 이동을 하면서 건조가 이루어진다. 도 2를 참조하면, 건조 드럼(11)의 외주면에서는 모터(17)의 구동축과 연결된 벨트(19)가 감겨져 있어 모터로부터 건조 드럼에 회전력을 전달한다. 건조 드럼 내부에는 다수의 리프트(11')가 장착되어 있으며 건조 드럼의 정회전 또는 역회전(정회전에 반대되는 방향으로의 회전)에 따라 상기 리프트가 피건조물을 이동시키면서 건조가 이루어진다. 의류 건조기에 적용된 벨트를 이용한 건조 드럼 구동 시스템에서, 기존의 모터는 건조 드럼의 회전 속도를 예를 들어 60Hz로 동작하도록 제어되어 있다. 이와 같이 건조 드럼의 회전 속도를 제한하기 위해서는 모터의 회전을 감속시켜 건조 드럼에 회전력을 전달하는 구동 시스템이 필요하다. 이러한 구동 시스템의 구성을 도 3a를 참조하여 살펴보면, 구동 모터(17), 이 구동 모터로부터 구동력을 전달하는 구동 벨트(19'), 감속을 위한 풀리(30), 및 이 풀리의 일단에 연결되어 건조 드럼에 최종적으로 회전력을 전달하는 회전 벨트(19)로 구성된다.

이와 같은 두 개의 벨트를 통해 모터로부터 최종적으로 건조 드럼에 회전을 전달하는 구동 방식에 있어서 도 3b에 도시한 바와 같이 구동 벨트(19')가 풀리(30)와 접촉하는 면적 내지 접촉각(contact angle)(A)이 작아서 구동 벨트와 풀리 사이의 미끄러짐(slip) 현상이 자주 발생하게 된다. 이러한 미끄러짐은 곧바로 건조 드럼의 회전력 손실로 이어지며 그 결과 건조 효율의 저하를 유발하는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로서, 의류 건조기의 구동 시스템의 동작 안정성을 개선하는데 목적이 있다.

구체적으로 본 발명의 목적은 구동 시스템의 모터 회전력이 손실없이 그대로 건조 드럼에 전달될 수 있는 회전력 전달 수단을 제공하는데 있다.

본 발명은 건조 드럼을 포함하는 의류 건조기에 있어서, 상기 건조 드럼의 회전을 위한 구동력을 발생시키는 모터와, 상기 모터의 회전을 전달받아 회전 속도를 감소시키는 감속부와, 상기 감속부로부터 상기 건조 드럼에 회전력을 전달하는 회동 전달부, 및 상기 회동 전달부의 적어도 일부분에 장력을 가하는 아이들 롤러(idle roller)를 포함하는 의류 건조기의 구동 시스템을 제공한다.

상기 아이들 롤러는 상기 건조 드럼과 상기 감속부 사이에서 회동 전달부의 적어도 일부분에 장력을 가하여 회동 전달부의 미끄러짐을 방지하며, 구동 시스템의 구동 안정성을 부여한다. 상기 아이들 롤러는 상기 모터의 구동축의 일단에 동축상으로 장착되는 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정하여 설치할 필요는 없으며 건조기 내부 공간에서 상기 회동 전달부에 장력을 인가할 수 있는 위치라면 어느 위치라도 상관없다.

또한, 상기 아이들 롤러는 내부에 베어링을 포함하여 상기 모터의 회전에 영향을 받지 않도록 하는 것이 바람직하다.

상기 감속부는 상기 모터의 구동축과 이격된 위치에 있는 제1풀리와, 상기 모터의 구동축의 일단과 상기 제1풀리를 연결하는 벨트를 포함하여 구성된다. 상기 제1풀리의 직경은 상기 모터의 구동축의 직경 보다 큰 것이 바람직하다. 상기 회동 전달부는 상기 제1풀리와 동축상으로 위치하며 상기 제1풀리 보다 직경이 작은 제2풀리에 연결된다.

상기 아이들 롤러의 직경은 건조기 내부에서 다른 부품과의 간섭을 발생시키지 않는 범위 내에서 상기 제2풀리 보다 가능하면 큰 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 회동 전달부가 예를 들어 벨트일 경우 상기 아이들 롤러에 의하여 적어도 하나의 변곡점을 갖게 되며 상기 제2풀리와 접촉하는 벨트의 면적이 증가하여 회전 손실이 줄어들게 된다.

본 발명에 따른 건조기의 구동 시스템을 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 구동 시스템에 있어서, 모터 구동축에 설치되는 아이들 롤러를 보인 사시도이다. 도시된 바에 따르면, 아이들 롤러(40)는 원형의 풀리 형태이면서 내부에 축과의 연결을 위한 공간이 마련되어 있다. 이 공간에는 베어링(42)이 포함되어 있는 것이 바람직하다. 이 베어링은 아이들 롤러 모터 구동축(17a)에 결합되더라도 모터의 회전에 영향을 받지 않게 하는 역할을 한다. 아이들 롤러(40)는 본 발명의 바람직한 실시예에서 모터 구동축(17a)의 일단에 있는 모터 구동축 피니언(17b) 전방으로 모터 구동축과 동축상에 장착한다. 그러나, 아이들 롤러의 설치 위치는 반드시 이에 한정될 필요는 없으며, 예를 들어 건조기 내부의 모터 근방의 다른 위치에 고정되어 건조 드럼에 회전을 전달하는 벨트에 장력을 가 할 수 있으면 충분하다.

도 5는 아이들 롤러를 포함하는 본 발명에 따른 건조기 구동 시스템을 모식적으로 나타낸 것이다. 아이들 롤러(40)는 모터 구동축의 피니언(17b) 전방에 모터 구동축과 동축상으로 설치되어 있다. 모터 구동축으로부터 이격된 위치에 제1풀리(30)가 설치되어 있고, 이 제1풀리(30)와 상기 피니언(17b)의 외주를 구동 벨트(19')가 연결하고 있다.

제1풀리(30)는 상기 피니언(17b) 보다 직경이 큰 원형으로 형성되도록 하여 모터 회전 속도가 후술하는 바와 같이 회동 전달 벨트(19)에 의하여 건조 드럼에 전달되는 최종적인 회전 속도로 감속되도록 한다. 이러한 감속 작용으로 인하여 건조 드럼이 너무 과도하게 회전되지 않으며, 따라서 건조 과정 중의 피건조물의 손상을 줄일 수 있다.

상기 제1풀리(30)의 전방에는 동축상으로 제1풀리 보다 직경이 작은 제2풀리(32)가 위치한다. 이 제2풀리(32)는 건조 드럼에 최종적인 회전을 전달하는 회전 전달 벨트(19)가 외주면에 감겨져 있으며, 제1풀리(30)와 동일한 각속도로 회동하도록 설치된다. 제1풀리(30)와 제2풀리(32)의 직경 차이로 인하여 제1풀리(30)에 감겨진 구동 벨트(19')의 선속도 보다 제2풀리(32)에 감겨진 회전 전달 벨트(19)의 선속도가 작게 된다.

상기 아이들 롤러(40)는 상기 회전 전달 벨트(19)의 적어도 일부분이 상기 아이들 롤러(40)의 외주면과 접촉하도록 설치한다. 아이들 롤러(40)에 일부분이 접촉하게 된 회전 전달 벨트(19)는 아이들 롤러와 접촉(C)에 의하여 곡률을 갖게 되 고 또한 제2풀리(32)와 접촉하면서 또 다른 곡률을 갖게 되며, 그 사이에는 하나의 변곡점이 발생된다. 아이들 롤러(40)와의 접촉으로 회전 전달 벨트에 가해지는 장력은 회전 전달 벨트(19)가 제2풀리(32)와 그리고 건조 드럼(미도시)과 접촉하는 마찰을 크게 할 뿐만 아니라, 회전 전달 벨트(19)와 제2풀리(32) 간의 접촉 면적 내지 접촉각(B)을 더욱 크게 한다.

모터 구동에 따라 구동 벨트(19')에 의하여 1차 (선)속도가 제1풀리(30)에 전달되고, 제1풀리(30) 및 제2풀리(32)가 동일한 각속도로 회전하면서 회전 전달 벨트(19)에 상기 1차 (선)속도 보다 작은 2차 (선)속도가 전달되어 최종적으로 건조 드럼에 회전이 전달된다. 이 과정에서 회전 전달 벨트와 건조 드럼 또는 제2풀리와의 마찰이 기존 보다 커져 회전력 전달이 안정적으로 유지되며, 회전 전달 벨트의 미끄러짐 발생이 크게 줄어들어 건조 드럼 회동 역시 안정적으로 이루어진다. 그 결과, 건조기의 에너지 소모량을 줄일 수 있으며 건조 효율이 상승하게 된다.

이와 같이, 본 발명은 건조기의 구동 시스템에 있어서, 회전 전달 수단을 두 개의 벨트로 구성하면서 2차적인 회전 전달 벨트에 회전을 방해하지 않는 범위 내에서 적절한 장력을 부여하여 모터로부터 건조 드럼에 전달되는 회전력이 도중에 손실되는 것을 방지한다.

본 발명에 따른 건조기의 구동 시스템에서 아이들 롤러의 장착은 여러가지 방법으로 수행될 수 있다. 도 6은 하나의 예를 보인 것으로서, 모터 구동축(17a)의 일단에 있는 모터 구동축 피니언(17b) 전방으로 모터 구동축과 동축상에 아이들 롤러(40)를 장착하는 모습을 나타내고 있다. 이 경우, 아이들 롤러(40)는 내부에 베 어링(42)이 삽입되는 상태에서 볼트(50) 등의 체결 수단으로 모터 구동축(17b) 끝단에 결합된다. 모터의 구동에 따라 구동축이 회전하더라도 베어링이 내재된 아이들 롤러(40)는 모터의 구동에 영향을 받지 않으며, 도 5에서 도시한 바와 같이 회전 전달 벨트(19)의 운동에 따라 모터 구동축과는 독립적으로 회동하게 된다.

아이들 롤러(40)의 직경(D)은 가능하면 클수록 회전 전달 벨트(19)에 가해지는 장력이 커지게 되어 구동 시스템의 안정적인 운용이 확보된다. 따라서, 건조기 내부의 다른 부품과의 간섭이 발생하지 않는 범위 내에서 가능한 큰 직경의 아이들 롤러를 설치하는 것이 적절하다.

이상에서 설명한 내용은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한 것이며, 본 발명은 후술하는 특허청구범위의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형 및 개량이 가능할 것이다.

본 발명은 두 개의 벨트로 운용되는 의류 건조기의 구동 시스템에 있어서 간단한 부품을 추가함으로써 구동시 불가피하게 발생되는 회전력의 손실을 효과적으로 억제할 수 있다. 그 결과, 의류 건조기의 모터 구동에 따른 에너지 소모량을 줄일 수 있고, 보다 안정적으로 의류 건조를 수행할 수 있는 장점이 있다.

Claims (9)

1. 건조 드럼을 포함하는 의류 건조기에 있어서,

   상기 건조 드럼의 회전을 위한 구동력을 발생시키는 모터와,

   상기 모터의 회전을 전달받아 회전 속도를 감소시키는 감속부와,

   상기 감속부로부터 상기 건조 드럼에 회전력을 전달하는 회동 전달부, 및

   상기 회동 전달부의 적어도 일부분에 장력을 가하는 아이들 롤러(idle roller)를 포함하는

   의류 건조기의 구동 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 아이들 롤러는 상기 건조 드럼과 상기 감속부 사이에서 회동 전달부의 적어도 일부분에 장력을 가하는 것을 특징으로 하는 의류 건조기의 구동 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 아이들 롤러는 상기 모터의 구동축의 일단에 동축상으로 장착되는 것을 특징으로 하는 의류 건조기의 구동 시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 아이들 롤러는 내부에 베어링을 포함하여 상기 모터의 회전에 영향을 받지 않는 것을 특징으로 하는 의류 건조기의 구동 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 감속부는 상기 모터의 구동축과 이격된 위치에 있는 제1풀리와, 상기 모터의 구동축의 일단과 상기 제1풀리를 연결하는 벨트를 포함하는 의류 건조기의 구동 시스템.
6. 제5항에 있어서, 상기 제1풀리의 직경은 상기 모터의 구동축의 직경 보다 큰 것을 특징으로 하는 의류 건조기의 구동 시스템.
7. 제5항에 있어서, 상기 회동 전달부는 상기 제1풀리와 동축상으로 위치하며 상기 제1풀리 보다 직경이 작은 제2풀리에 연결되는 것을 특징으로 하는 의류 건조기의 구동 시스템.
8. 제7항에 있어서, 상기 아이들 롤러의 직경은 건조기 내부에서 다른 부품과의 간섭을 발생시키지 않는 범위 내에서 상기 제2풀리 보다 큰 것을 특징으로 하는 의류 건조기의 구동 시스템.
9. 제1항에 있어서, 상기 회동 전달부는 상기 아이들 롤러에 의하여 적어도 하나의 변곡점을 갖는 것을 특징으로 하는 의류 건조기의 구동 시스템.

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