KR100771592B1 - 세탁기의 세탁용수 정화 시스템 및 이를 이용한세탁제어방법 - Google Patents

세탁기의 세탁용수 정화 시스템 및 이를 이용한세탁제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 많은 전력을 소비하지 않고도 세탁조 내로 공급되는 세탁용수 또는 헹굼용수에 포함되어 있는 중금속 및 기타 이물질을 급수경로 상에서 효과적으로 제거하여 경도가 낮고 깨끗한 물이 세탁조에 공급되므로써 세탁성능이 향상되도록 한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 세탁조(2)로 세탁용수를 공급하기 위한 세탁수공급라인(2) 상에 세탁용수에 함유된 중금속 및 이물질을 응집시켜 자성을 갖는 플럭(30)(Floc)으로 변환시키는 전기응집수단(10)과, 상기 전기응집수단(10)을 거친 세탁용수로부터 플럭(30)이 분리되도록 상기 플럭(30)을 자력에 의해 흡착하는 자성분리수단(20)이 구비됨을 특징으로 하는 세탁기의 세탁용수 정화시스템이 제공되는 한편, 세탁 또는 헹굼을 위한 급수시 전기응집수단(10)과 자성분리수단(20)과 급수밸브(4)를 온시키는 단계와, 세탁 또는 헹굼을 위한 설정수위까지 급수 완료시 급수밸브(4) 및 전기응집수단(10)을 오프시키는 단계와, 세탁 또는 헹굼 완료 후 배수를 진행하는 단계와, 배수 완료후 탈수를 진행하는 단계를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 세탁제어방법이 제공된다.
세탁기, 세탁용수, 정화, 응집, 플럭

Description

세탁기의 세탁용수 정화 시스템 및 이를 이용한 세탁제어방법{water purifying system for washing machine and method for controlling washing by using the same}
도 1a 및 도 1b는 일반적인 세탁기 유형을 예시한 사시도로서,
도 1a는 수직형 세탁기를 나타낸 사시도
도 1b는 드럼 타입의 세탁기를 나타낸 사시도
도 2a 및 도 2b는 도 1a 및 도 1b에 도시한 각 세탁기의 급수 구조를 나타낸 개략도
도 3은 본 발명에 따른 세탁용수 정화 시스템의 세탁기에의 적용 예를 보인 구성도
도 4는 본 발명에 따른 세탁용수 정화장치의 상세 구성도
도 5는 도 4의 Ⅰ-Ⅰ선을 따른 단면도로서, 음극튜브와 양극로드의 배치 구조를 보여주는 종단면도
도 6은 도 4의 걸름부재 구조를 나타낸 사시도
도 7은 본 발명 자성분리수단에 의한 플럭(Floc) 제거 과정을 설명하기 위한 개념도
도 8은 본 발명에 따른 세탁제어방법을 나타낸 흐름도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1:저수조 2:세탁조
3:펄세이터 4:급수밸브
5:세제통 10:전기응집수단
11:유입구 12:유출구
13:음극구조체 14:양극구조체
15:하우징 16:공간부
17:전원 20:자성분리수단
21:하우징 22:유입구
23:코일 24:보빈
25:걸름부재 26:유출구
30:플럭
본 발명은 세탁기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세탁 및 헹굼의 진행에 앞서 실시되는 급수행정에 있어서 공급되는 세탁용수에 있어서 그 속에 포함되어 있는 중금속 및 이물질을 제거하여 경도가 낮고 깨끗한 물이 세탁조에 공급되도록 하기 위한 세탁용수 정화시스템 및 이를 이용한 세탁제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 세탁기는 도 1a에 나타낸 바와 같이, 저수조(1) 및 세탁조(2)가 지면에 수직한 방향으로 설치된 상태에서 펄세이터(3) 또는 세탁조(2)의 회전에 따라 세탁이 이루어지는 수직형 세탁기와, 도 1b에 나타낸 바와 같이 저수조(1) 및 세탁조(2)(즉, 드럼)가 지면과 수평방향으로 설치되는 이른바 드럼세탁기와, 상기 세탁조(2)를 지면에 경사되게 배치한 경사방식 세탁기(도시는 생략) 등이 있다.
이와 같은 세탁기들에 있어서의 지금까지의 급수 형태는 상수관을 통하여 끌어온 물을 아무런 여과 과정 없이 세탁조(2) 내로 직접 공급하는 형태를 취하고 있다.
즉, 상수관을 통해 끌어온 물(즉, 세탁용수)은 세탁기 내에 설치되어 있는 급수밸브(4)가 열림에 따라 아무런 여과없이 저수조(1)내로 공급된다.
이에 따라, 세탁용수 내에 함유되어 있는 각종 중금속 및 기타 이물질로 인해 세탁성능의 저하가 초래되는 문제점이 있었다.
한편, 종래에는 이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 경도감지센서를 이용하여 경도가 높은 물일 경우 세탁성능을 향상시키기 세탁시간을 늘여 주는 방법이나, 히터를 이용하여 세탁수를 가열시켜 세탁성능의 향상을 도모하는 방법을 적용하기도 하였으나, 이는 전력소비량을 증가시키게 되는 문제점이 있었다.
또 다른 방법으로는 이온교환수지를 이용하는 방법이 있으나 이는 일정한 시기가 되면 소금을 재(再)충진해 주어야 하는 불편함이 있었다.
본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 많은 전력을 소비하지 않고도 세탁조 내로 공급되는 세탁용수에 포함되어 있는 중금속 및 기타 이물 질을 급수경로 상에서 효과적으로 제거하여 경도가 낮고 깨끗한 물이 세탁조에 공급되도록 하기 위한 세탁용수 정화시스템 및 이를 이용한 세탁 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 세탁조로 세탁용수를 공급하기 위한 세탁수공급라인 상에 상기 세탁용수에 함유된 중금속 및 이물질을 응집시켜 자성을 갖는 플럭(Floc)으로 변환시키는 전기응집수단과, 상기 전기응집수단을 거친 세탁용수로부터 플럭이 분리되도록 상기 플럭을 자력에 의해 흡착하는 자성분리수단이 구비됨을 특징으로 하는 세탁기의 세탁용수 정화시스템이 제공된다.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따르면, 본 발명은 세탁조로 세탁용수를 공급하기 위한 세탁수공급라인 상에 상기 세탁용수에 함유된 중금속 및 이물질을 응집시켜 자성을 갖는 플럭(Floc)으로 변환시키는 전기응집수단과, 상기 전기응집수단을 거친 세탁용수로부터 플럭이 분리되도록 상기 플럭을 자력에 의해 흡착하는 자성분리수단을 구비한 세탁기에 있어서; 세탁 또는 헹굼을 위한 급수시 전기응집수단과 자성분리수단과 급수밸브를 온시키는 단계와, 세탁 또는 헹굼을 위한 설정수위까지 급수 완료시 급수밸브 및 전기응집수단을 오프시키는 단계와, 세탁 또는 헹굼 완료 후 배수 진행시 급수밸브를 온시킴과 더불어 자성분리수단을 오프시키는 단계와, 상기 급수밸브가 온된 상태에서 일정시간 경과 후 급수밸브를 오프시키는 단계와, 상기 급수밸브 오프 후 탈수를 진행하는 단계를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 세탁 제어방법이 제공된다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면 도 3 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 세탁용수 정화 시스템의 세탁기에의 적용 예를 보인 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 세탁용수 정화장치의 상세 구성도이다.
그리고, 도 5는 도 4의 Ⅰ-Ⅰ선을 따른 단면도로서, 음극튜브와 양극로드의 배치 구조를 보여주는 종단면도이고, 도 6은 도 4의 걸름부재 구조를 나타낸 사시도이며, 도 7은 본 발명 자성분리수단에 의한 플럭(Floc) 제거 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명에 따른 세탁기는 세탁조(2)로 세탁용수(또는 헹굼용수)를 공급하기 위한 세탁수공급라인(2) 상에 상기 세탁용수에 함유된 중금속 및 이물질을 응집시켜 자성을 갖는 플럭(30)(Floc)으로 변환시키는 전기응집수단(10)과, 상기 전기응집수단(10)을 거친 세탁용수로부터 플럭(30)이 분리되도록 상기 플럭(30)을 자력에 의해 흡착하는 자성분리수단(20)이 구비된다.
한편, 상기 전기응집수단(10)은 세탁용수가 흐르는 공간부가 내부에 형성되며 상기 공간부로의 세탁수 유입을 위한 유입구(11)와 상기 공간부(16)로부터의 세탁수의 유출을 위한 유출구(12)가 구비된 하우징(15)과, 상기 하우징(15)의 공간부(16) 내주면에 구비되는 음극구조체(13)(CATHODE (-))와, 상기 공간부(16) 중심부에 위치하도록 설치되는 양극구조체(14)(ANODE(+))와, 상기 양극구조체(14) 및 음극구조체(13)에 전기적으로 연결되는 전원(17)을 포함하여 구성된다.
이 때, 상기 음극구조체(13)는 중공 실린더형의 튜브이며, 양극구조체(14)는 봉상(棒狀) 로드를 이룬다.
그리고, 상기 음극구조체(13)와 양극구조체(14)는 통상 철(Fe) 또는 알루미늄(Al)을 사용하며, 음극구조체(13)와 양극구조체(14) 양측은 주로 동일한 재질로 하되, 재질은 철을 사용할 경우가 알루미늄에 비해 성능이 보다 우수하므로, 철을 사용함이 바람직하다.
한편, 상기 전기응집수단(10)의 유출구(12)와 연결된 자성분리수단(20)은, 세탁용수가 흐르는 유로가 내부에 형성되며 상기 유로로의 세탁수 유입을 위한 유입구(22)와 상기 유로로부터의 세탁수의 유출을 위한 유출구(26)가 구비된 하우징(21)과, 상기 하우징(21)의 유로 외측 공간에 설치되는 자력발생부와, 상기 하우징(21)의 유로 내주면상에 설치되어 통과하는 세탁용수 내에 포함된 플럭(30)(Floc)이 걸러지도록 하는 걸름부재(25)를 포함하여 구성된다.
이 때, 상기 자력발생부는 중공 실린더형의 보빈(24)과, 상기 보빈(24) 외주면상에 권선되는 코일(23)로 구성된다.
그리고, 상기 걸름부재(25)는 메시(mesh) 구조를 가지며 중공 실린더형을 이루게 된다.
또한, 상기 걸름부재(25)는 자성체로 이루어짐이 바람직하다.
한편, 상기 보빈(24)은 자성체가 아니더라도 무방하나, 자성체가 아닐 경우에는 자력이 약화될 수 있으므로 자성체로 제작됨이 보다 바람직하다.
이와 같이 구성된 본 발명의 세탁용수 정화 시스템에 따르면, 급수행정에 있어서 전기응집수단(10)을 거치면서 세탁용수 속에 함유되어 있는 중금속 및 기타 이물질등이 자성을 띠는 플럭(30)(Floc)으로 변환되고, 상기 플럭(30)은 다시 자성분리수단(20)을 통과하면서 플럭(30)과 정화수가 분리된 후, 급수밸브(4)를 통하여 세탁조(2) 내로 급수된다.
이 과정을 도 3 내지 도 7을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
급수가 시작되면 전기응집장치(10)의 중공실린더형 음극구조체(13)(이하, "음극튜브"라고 한다.)와 양극구조체(14)(이하, "양극로드"라고 한다)에 전류를 일정하게 흘려주게 되며, 이에 따라 음극튜브 및 양극로드에서는 각각 다른 화학 반응이 일어나게 된다.
이 때, 음극(Cathode)튜브(13)에서의 주반응은 수소이온의 수소가스로의 환원반응 (2H+ + 2e- → H2 (↑)) 이며, 물의 전기분해에 의해 OH-가 발생한다.
그리고, 양극(Anode)로드에서의 주반응은 금속이온의 용출반응 (Fe → Fe 2+ + 2e- 또는 Fe 3+ + 3e-)이다.
이와 같은 양극(兩極)에서의 반응 과정에서 물속에 포함되어 있는 음성과 양성의 전기성을 띤 물질들이 안정화된 플럭(30)(Floc)으로 응집하게 된다.
즉, 양극에서의 반응에 의해 Fe(OH)2, Fe(OH)3, Al(OH)3 등이 생성되고 이는 응집제 역할을 하게 되어 중금속 및 이물질을 둘러싸서 플럭(30)을 만든다.
한편, 상기 Fe(OH)2, Fe(OH)3는 자성을 띠게 된다.
즉, 상기와 같이 전기응집수단(10)의 양극로드 재질로 Fe로 하여 실험하였을 경우, 중금속 및 이물질 및 화화적 성분이 뭉쳐져 플럭(30)으로 되면서 자성분체(磁性粉體)로서의 물성을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 이하에서는 전기응집수단(10)에 의한 플럭(30) 형성 후, 자성분리수단(20)을 통과시켜 플럭을 제거하는 과정에 대해 설명한다.
전술한 바와 같이 플럭(30)은 자성분체로써의 물성을 가졌기 때문에 자성분리수단(20)의 코일(23)에 전류를 인가하면 자력발생부는 자석이 되어 자력을 발생시키게 되고, 이에 따라 플럭(30)이 자력발생부 쪽으로 끌려오게 된다.
이 때, 상기 하우징(21)의 유로 내주면 상에는 메시 구조의 걸름부재(25)가 설치되어 있으므로 상기 플럭(30)은 걸름부재(25)에 채집된다.
즉, 상기 플럭(30)은 자성분체로서의 물성을 가졌기 때문에 자성분리수단(20)의 하우징(21) 내부에 형성된 유로로 세탁용수를 통과시키면서 자성분리수단(20)의 자력발생부에 전류를 인가하면 세탁용수에 포함된 플럭(30)만이 걸름부재(25)에 채집된다.
상기와 같이, 자성분리수단(20)을 통과한 정화수는 급수밸브(4)를 통하여 곧바로 세탁조(2)로 공급되거나, 세제통(5)을 거쳐서 세탁조(2)에 공급되어 세탁을 실행하게 된다.
한편, 상기 실시예에서는 자력발생을 위해 전자석을 사용하였으나, 전자석이 아닌 영구자석이 사용되어도 무방하다.
상기한 자성분리수단(20)은, 자력을 발생시키기 때문에 세탁용수를 자화하여 세탁성능을 향상시키는 역할도 겸하게 되며, 물에 자성을 가하였을 경우 세탁성능 에 미치는 영향은 다양하게 공지된 바 있으므로 이에 대한 설명은 생략한다.
한편, 상기한 실시예에서는 음극튜브 및 양극로드의 구조를 중공 실린더 및 봉상 구조로 하여 설명하였으나, 상기 음극튜브 및 양극로드 대신 판상(板狀)구조의 양극구조체(14) 및 음극구조체(13)를 설치하여도 동일한 전기응집 작용이 이루어진다.
즉, 상·하 양측에 음극을 이루는 두 개의 평판이 위치하도록 하고, 그 중간 위치에 양극을 이루는 평판이 위치하도록 하여, 상·하 평판에 음극을 연결하고 중간에 위치하는 평판에 양극을 연결하여 전류를 인가하여도 전술한 실시예에서와 동일한 전기응집 작용이 이루어짐은 물론이다.
이하, 본 발명의 세탁용수 정화시스템을 이용한 세탁(헹굼행정을 포함함) 제어과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 세탁 또는 헹굼을 위한 급수를 위해 급수밸브(4)를 온(on)시켜 급수를 진행하게 되는데, 이 때 상기 전기응집수단(10)과 자성분리수단(20)을 동시에 온(on)시키게 된다.
한편, 급수가 진행되어 세탁 또는 헹굼을 위한 설정수위까지 급수가 이루어지고 나면, 급수밸브(4)를 오프(off)시킴과 더불어 전기응집수단(10)을 오프(off)시킨다.
즉, 급수밸브(4)가 오프(off)되어 급수가 중단된 상태에서는 응집기능을 정지시킨다.
이어, 세탁행정 또는 헹굼행정이 진행되고 일정 시간 후 세탁 또는 헹굼행정 이 완료되면 배수 및 탈수를 진행하게 된다.
한편, 세탁행정 또는 헹굼행정 완료 후 배수 진행시, 급수밸브(4)를 온시킴과 더불어 자성분리수단(20)을 오프시킨 상태에서, 일정시간(t) 경과 후 급수밸브(4)를 오프(off)시키므로써 급수되는 물에 의해 자성분리수단(20)에 채집된 플럭(30)이 자성분리수단(20)으로부터 분리되어 배수되도록 한다.
즉, 자성분리수단(20)을 오프(off)시킨 상태에서 급수가 이루어지면, 자성분리수단(20)에 채집된 플럭(30)이 급수되는 물에 의해 씻겨 제거되는 셀프 클리닝(self cleaning) 작용이 수행된다.
이와 같은 셀프 클리닝 작용시, 세탁조(2) 또는 세탁날개(3)를 회전시킴으로써 급수되는 물에 의해 자성분리수단(20)으로부터 분리된 플럭(30)이 세탁조(2) 내에 들어 있는 세탁물에 부착되지 않고 배수 되도록 한다.
이 때, 상기 세탁조(2) 또는 세탁날개(3)를 교반시키는 것이 플럭(30)이 세탁물에 부착되지 않도록 하는데 있어 더욱 유리함은 물론이다.
한편, 경우에 따라서는 상기한 바와 같은 셀프 클리닝 기능을 이용하지 않고 사용자가 모여진 플럭(30)을 인위적으로 제거할 수도 있음은 물론이다.
본 발명은 세탁용수가 전기응집수단 및 자성분리수단을 거치도록 하여 세탁조 내로 공급되는 세탁용수에 포함되어 있는 중금속 및 기타 이물질을 급수경로 상에서 제거함에 따라, 경도가 낮고 깨끗한 물이 세탁조에 공급되어 세탁성능의 향상을 도모할 수 있게 된다.
즉, 종래에는 경도가 높은 물일 경우 세탁시간을 늘이거나, 히터를 이용하여 세탁수를 가열시켜 세탁성능의 향상을 도모함에 따라 모터 및 히터의 구동에 의해 전력 소비량이 큰 반면, 본 발명의 정화시스템은 저전력이 소요되면서 세탁성능의 향상을 도모할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 세탁 또는 헹굼시 물속의 이물질이 걸러지도록 함과 더불어, 걸러진 이물질이 배수시 자동으로 급수되는 물과 함께 외부로 배출되도록 하여 정수 시스템의 셀프 클리닝이 이루어 질 수 있게 된다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 세탁조로 세탁용수를 공급하기 위한 세탁수공급라인 상에 상기 세탁용수에 함유된 중금속 및 이물질을 응집시켜 자성을 갖는 플럭(Floc)으로 변환시키는 전기응집수단과, 상기 전기응집수단을 거친 세탁용수로부터 플럭이 분리되도록 상기 플럭을 자력에 의해 흡착하는 자성분리수단을 구비한 세탁기에 있어서;
    세탁 또는 헹굼을 위한 급수시 전기응집수단과 자성분리수단과 급수밸브를 온시키는 단계와,
    세탁 또는 헹굼을 위한 설정수위까지 급수 완료시 급수밸브 및 전기응집수단을 오프시키는 단계와,
    세탁 또는 헹굼 완료 후 배수를 진행하는 단계와,
    배수 완료후 탈수를 진행하는 단계를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 세탁용수 정화시스템을 이용한 세탁제어방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 세탁 또는 헹굼 완료 후 배수 진행시 급수밸브를 온시킴과 더불어 자성분리수단을 오프시키는 단계와,
    상기 급수밸브가 온된 상태에서 일정시간 경과 후 급수밸브를 오프시키는 단계와,
    상기 급수밸브 오프 후 탈수를 진행하는 단계를 더 포함하여서 됨을 특징으로 하는 세탁용수 정화시스템을 이용한 세탁제어방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    세탁 또는 헹굼 완료 후 배수 진행시 급수밸브를 온시킴과 더불어 자성분리수단을 오프시키는 단계 수행 시,
    세탁날개 또는 세탁조를 회전시킴으로써 급수되는 물에 의해 자성분리수단으로부터 분리된 플럭이 세탁물에 부착되지 않도록 함을 특징으로 하는 세탁용수 정화시스템을 이용한 세탁제어방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 세탁날개 또는 세탁조는 교반됨을 특징으로 하는 세탁용수 정화시스템을 이용한 세탁제어방법.
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