KR101292414B1

KR101292414B1 - 세탁물에 공기 흐름을 분사하기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101292414B1
Application number: KR1020087013551A
Authority: KR
Inventors: 하랄트 모쉿츠
Original assignee: 베에스하 보쉬 운트 지멘스 하우스게랫테 게엠베하
Priority date: 2005-12-06
Filing date: 2006-11-08
Publication date: 2013-08-01
Also published as: EP1960586B1; US8356496B2; ATE464425T1; WO2007065768A1; EP1960586A1; KR20080075150A; DE502006006737D1; DE102005058285A1; US20090044576A1

Abstract

본 발명은 세탁물(1)에 공기 흐름(3)을 분사하기 위한 장치에 관한 것이며, 상기 장치는 세탁물(1)에 분사 작용하는 공기 흐름(3)을 안내하기 위한 실질적으로 밀폐된 제1 채널 시스템(2)을 포함한다. 상기 제1 채널 시스템(2) 내에는, 세탁물(1)을 수용하기 위한 처리 챔버(4), 상기 공기 흐름(3)을 이동시키기 위한 송풍기(5), 세탁물(1)의 적재 전 공기 흐름(3)을 가열하기 위한 가열기(6), 및 세탁물(1)의 적재 후 공기 흐름(3)을 냉각시키기 위한 냉각기(7)가 배치된다. 이와 관련하여 상기 제1 채널 시스템(2)은 처리 챔버(4) 및 송풍기(5) 외부에 상호 간에 병렬로 연결되는 2개의 분기부(8, 9)를 포함하며, 이 분기부들은 공기 흐름(3)의 대응하는 부분에 의해 병렬로 관류될 수 있다. 이와 관련하여 상기 가열기(6)는 상기 분기부들(8, 9) 중 제1 분기부(8)에 배치되고, 상기 냉각기(7)는 제2 분기부(9)에 배치된다. 본 발명은 또한 대응하는 방법에 관한 것이다.

세탁물, 공기 흐름, 채널 시스템, 처리 챔버, 송풍기

Description

세탁물에 공기 흐름을 분사하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR LOADING ITEMS TO BE WASHED WITH AN AIR FLOW}

본 발명은 세탁물에 공기 흐름을 분사하기 위한 장치에 관한 것이며, 상기 장치는 세탁물에 분사 작용하는 공기 흐름을 강제적으로 안내하기 위한 실질적으로 밀폐된 제1 채널 시스템을 포함한다. 본원에 따라 상기 제1 채널 시스템 내에는, 세탁물을 수용하기 위한 처리 챔버, 공기 흐름을 이동시키기 위한 송풍기, 세탁물의 적재 전 공기 흐름을 가열하기 위한 가열기, 및 세탁물의 적재 후 공기 흐름을 냉각하기 위한 냉각기가 배치된다. 또한, 본 발명은 전술한 제1 채널 시스템 내에서 강제적으로 안내되는 공기 흐름을 세탁물에 분사하기 위한 방법에 관한 것이다.

상기 장치 및 상기 방법은 EP 0 467 188 B1으로부터 개시되며, 이 공보의 공개 내용은 본원의 공개 내용에 전체적으로 편입된다. 상기 공보에 따라 세탁물을 건조하기 위한 장치에서 가열기 및 냉각기는 열 펌프 장치의 컴포넌트이며, 그 열 펌프 장치 내에서 냉각기는 증발기를 형성하고, 가열기는 해당하는 회로에서 순환하는 작업 유체를 위한 응축기를 형성한다. 공기 흐름이 안내되는 제1 채널 시스템은 실질적으로 밀폐되어 있다. 이런 형태는, 공기 흐름이 규정에 따른 작동 시에 실질적으로 누출 없이 순환하지만, 그러나 장치 주변의 공기보다 실질적으로 더욱 높은 압력을 갖는다는 것을 의미하지는 않는다. 이와 관련하여 공기 흐름은 실질적으로 송풍기에 의해 이동되며, 그에 따라 강제적으로 제1 채널 시스템에 의해 안내된다. 대류와 이에 유사한 상승 효과는 여하히 공기 흐름의 상승에 대해 부수적인 역할을 할 뿐이다. 필요에 따라, 특히 작동 중에 가열된 공기 흐름의 일부분을 장치 외부로 배출하고, 주변으로부터 유입되는 상대적으로 저온인 공기로 대체하기 위해, 채널 시스템은 플랩 밸브의 개방에 의해 주변 공기와 연통될 수 있다. 세탁물을 수용하기 위한 처리 챔버는 회전 가능한 드럼으로서 형성된다.

DE 1 410 206 A로부터는, 세탁물이 세탁 및 건조될 수 있는 세탁기가 개시된다. 이를 위해 필요한 추가 장치를 위해, 상기 공보는 다수의 대안을 제안한다. 특히 세탁물을 건조하기 위해 이용되는 공기 흐름을 가열하기 위한 전기 가열 장치와 세탁물의 적재 후 가열된 공기 흐름을 냉각시키기 위한 간단한 열교환기가 제공될 수 있지만, 가열기 및 냉각기가 열 펌프 장치에 포함될 수도 있다. 열 펌프 장치는 EP 0 467 188 B1에 개시된 열 펌프 장치와 같이 형성될 수 있으며, 또한, 그 열 펌프 장치는 열전 효과를 이용하기 위한 펠티에 소자로 기능하는 열 펌프 장치일 수도 있다.

DE 19 738 735 C2로부터는 최초에 설명한 종류로 세탁물을 건조하기 위한 장치가 개시된다. 이런 건조용 장치의 경우 흡수 원리에 따라 기능하는 열 펌프 장치가 이용된다.

데이터 수집 차원의 "일본의 특허 요약문"에서 JP 08 057 194 A에 속하는 영어 요약 발췌문으로부터도 최초에 언급한 종류에 상응하는 장치로서 세탁물을 건조하기 위한 장치가 개시되었다. 그에 따른 장치는 자체의 제1 채널 시스템 내부에, 열전 방식으로 작동하는 열 펌프 장치에 포함되는 가열기 및 냉각기 이외에도, 냉각기의 전방에 배치되어 세탁물로부터 방출되는 공기 흐름을 냉각시키기 위한 추가 열교환기와, 가열기 후방에 배치되어 세탁물의 적재 전 공기 흐름을 추가로 가열하기 위한 추가 가열 장치를 포함한다. DE 3 509 549 A1으로부터도 세탁물을 건조하기 위한 장치가 개시된다. 이 장치는 냉각기 및 가열기를 포함하는 열 펌프 장치 이외에도 추가의 가열 장치뿐 아니라, 중력 열관(gravitational heat pipe)과 같은 열 운반 장치를 포함한다.

그러나 전술한 종래 기술에 따르는 모든 장치들 및 방법의 공통점은, 세탁물에 공기 흐름을 분사하기 위해 필요한 장치 자체의 컴포넌트들이 공기 흐름을 안내하기 위해 제공된 채널 시스템 내에 전후로 연속해서 배치되는 점에 있다. 그러나 상기와 같이 배치하는 경우는, 보통 가정의 용도로 지정되고 그에 적합한 장치에서 구현하려면 특별한 요건이 따르게 된다. 이와 같은 요건은, 제한된 범위에서만 가용한 공간을 바탕으로, 채널 시스템의 컴포넌트들이 상대적으로 소형으로 형성되고, 그에 따라 공기 흐름에 대해 상대적으로 높은 흐름 저항을 구비하여 형성되도록 하는 조건을 지향하게 된다. 하지만, 그로 인해 장치 내부에서 진행되는 건조 과정의 효과가 대폭 저하될 수 있다. 왜냐하면, 부피 유동률이 제한되는 공기 흐름이 상황에 따라 상당한 마찰 및 스로틀 손실을 야기하는 채널 시스템을 통해 이동되어야 하기 때문이다. 이런 문제는 특히 건조 장치 내에 열 펌프 장치, 특히 열전형 열 펌프 장치가 삽입되어야할 때 현저하게 나타난다. 특히 열전형 열 펌프 장치를 이용하는 경우, 통상적인 외부 치수를 갖는 가정용 세탁물 건조기에서 이용되는 건조 장치 내에서 채널 시스템이 여러 번 절첩되어야 한다.

DE 32 04 718 A1으로부터는 공기 흐름을 이용하여 세탁물을 건조하기 위한 건조 장치가 개시된다. 이 건조용 장치는 세탁물을 수용하기 위한 건조 챔버, 공기 흐름을 가열하기 위한 가열 부재, 그리고 공기 흐름으로부터 습기를 분리하기 위한 응축 부재를 포함한다. 이와 관련하여, 공기 흐름 또는 그 공기 흐름의 일부분이 가열 또는 냉각됨으로써 발생하는 상승 및 하강 효과는 어떠한 경우에도 공기 흐름의 이동에 사용된다. 특히 가열 부재에서의 상승 효과는 건조 장치의 각각의 전술한 구성에서 이용된다. 응축 부재는 송풍기와, 이 송풍기의 작용을 보조하기 위한 밸브로 이루어진 조합 부품을 포함할 수 있다. 이때 가열 부재 및 응축 부재는 열 펌프 시스템의 대응하는 컴포넌트일 수 있다.

펠티에 소자의 원리, 기능 및 적용에 대한 상세 내용은 2005년11월 25일 웹사이트 주소 http://www.quick-ohm.de/waerme/download/Erlaeuterung-zu-Peltierelementen.pdf 및 http://www.quick-ohm.de/waerme/download/Einbau.pdf에 공개되어 다운로드 받을 수 있는 문서로부터 제시된다.

다음에서 설명할 본 발명의 목적은 특히, 많은 컴포넌트를 전후로 연속해서 포함하고 여러 번 절첩될 수도 있는 채널 시스템의 앞서 설명한 단점들을 방지하는, 서두에 설명한 유형의 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은 세탁물을 건조하기 위한 장치에 있어서, 세탁물에 분사 작용하는 공기 흐름을 강제로 안내하기 위한 실질적으로 밀폐된 제1 채널 시스템을 포함하는 상기 장치에 의해 달성된다. 제1 채널 시스템 내에는, 세탁물을 수용하기 위한 처리 챔버, 공기 흐름을 이동시키기 위한 송풍기, 세탁물의 적재 전 공기 흐름을 가열하기 위한 가열기, 그리고 세탁물의 적재 후 공기 흐름을 냉각하기 위한 냉각기가 배치된다. 상기와 같은 장치의 경우 본 발명에 따라 제1 채널 시스템은 처리 챔버 및 송풍기 외부에 상호 간에 병렬로 연결되는 2개의 분기부를 포함한다. 이 분기부들은 공기 흐름의 대응하는 부분 흐름에 의해 관류될 수 있으며, 가열기는 분기부들 중에 제1 분기부 내에 배치되고, 냉각기는 제2 분기부 내에 배치된다.

마찬가지로 상기 목적은 실질적으로 밀폐된 제1 채널 시스템에서 강제적으로 안내되는 공기 흐름을 세탁물에 분사하기 위한 방법에 의해 달성된다. 이와 관련하여 상기 제1 채널 시스템 내에는 세탁물을 수용하기 위한 처리 챔버, 공기 흐름을 이동시키기 위한 송풍기, 세탁물의 적재 전 공기 흐름을 가열하기 위한 가열기, 그리고 세탁물의 적재 후 공기 흐름을 냉각시키기 위한 냉각기가 배치된다. 상기 방법에 따라서는 공기 흐름이 처리 챔버 및 송풍기 외부에서 서로 병렬로 안내되는 2개의 부분 흐름으로 분리되며, 그 중 제1 부분 흐름은 가열기를 관류하고, 제2 부분 흐름은 냉각기를 관류하며, 그런 후에 상기 두 부분 흐름은 다시 서로 결합된다.

본 발명은, 건조 과정의 기능적인 고려로부터 유도될 수 있는 예시와 반대로, 세탁물로부터 배출된 습기의 응축을 위해 강제 안내되는 공기 흐름을 냉각하는 점과, 온도 상승 하에서 세탁물로부터의 습기 배출을 더욱 용이하게 하기 위해 세탁물의 적재 전 공기 흐름을 가열하는 점이 연속해서 이루어지는 것이 아니라, 서로 동시에 이루어진다는 점을 제안한다.

이에 대한 전제 조건은 발명에 따른 지식으로서, 통상적인 세탁물 건조기에서 건조될 세탁물로부터 배출되는 공기 흐름에 대한 거의 완전한 탈습은 결코 이루어지지 않으며, 통상적인 범위의 탈습은 세탁물로부터 배출되는 공기 흐름의 일부분만이 탈습 과정으로 처리되기만 하면 달성될 수 있다는 점에 있다. 또한, 본 발명은 바람직하게, 공기 흐름이 양호하게 열을 흡수할수록, 공기 흐름이 더 습해진다는 사실을 이용하고 있으므로 공급된 열량이 전체 공기 흐름 중 일측의 부분 흐름에만 제공되고 그 부분 흐름은 상응하게 더 높은 온도로 상승해야만 한다는 단점이 보상될 수 있다.

그러나 본 발명의 큰 장점은, 가열기 및 냉각기의 병렬 배치 및 관류가 강제로 안내되는 공기 흐름을 위해 실질적으로 배가된 관류 횡단면을 가용케 하고, 그에 따라 냉각기 및 가열기로 구성된 배치부를 관류할 시에 발생하는 압력 손실은 앞서 종래 기술에 따라 각각 설명한 장치들과 비교하여 분명히 감소한다는 점에 있다. 이와 같은 압력 손실의 감소는 또한, 특히 냉각기 및 가열기가 더 이상 흐름 저항을 부가하면서 전후로 연속해서 관류될 필요가 없게 됨으로써 더욱 크게 나타난다.

바람직하게는 제2 분기부는 냉각기의 하류에서 공기 흐름의 대응하는 부분 흐름으로부터 습기를 분리하는 분리기를 포함한다. 이와 같은 분리기에 의해, 냉각기 내에서 공기 흐름으로부터 응축되었던 습기는 공기 흐름으로부터 제거되어, 적합한 수집 용기로 공급될 수 있다. 또한, 바람직하게는 습기는 공기 흐름의 부분 흐름들이 재결합하기 전에 분리되는데, 왜냐하면 공기 흐름 중 냉각된 부분 흐름이 재결합에 의해 다시 가열되고, 이때 응축된 습기는 다시 증발될 수도 있기 때문이다.

본원의 장치의 처리 챔버는 바람직하게는 회전 가능하게, 특히 세탁물을 수용하기 위한 드럼으로서 형성되며, 드럼은 내측에 스트립 모양의 운반체를 구비한다. 상기 드럼 내에서 세탁물은 분사 작용하는 공기 흐름 속에서 이동 및 요동될 수 있다. 이런 점은 세탁물 내 주름이 지는 것을 광범위하게 억제하면서 세탁물의 균일한 탈습을 촉진한다.

본원의 장치의 특히 바람직한 구현예는, 가열기 및 냉각기가 열 펌프 장치에, 특히 열전 작동식 열 펌프 장치에 포함되고, 열 펌프 장치는 냉각기로부터 가열기로 열을 펌핑하는 것을 특징으로 한다. 임의의 열 펌프 장치에서, 냉각기 및 가열기는 까다로운 한계 조건에 유의할 때에만 설계 및 구성 가능한 임계의 컴포넌트를 형성하며, 또한 그 컴포넌트들은 열 펌프 장치에서의 상호 작용을 바탕으로 목적에 부합하게는 서로에 대해 상대적으로 가까이 배치되어야만 한다. 이런 점은 통상적인 세탁물 건조기 내 공간 비율의 관점에서 구조적으로 곤란한 문제를 초래할 수 있다. 특히 열전 방식으로 작동하는 열 펌프에서, 냉각기 및 가열기는 원리 조건에 따라 공간적으로 서로 매우 밀접하게 인접한다. 왜냐하면, 두 컴포넌트는 필요한 펠티에 소자를 탑재하고 다소 평평한 직육면체형 개폐 블록(switch block)의 측면 중 서로 평행한 두 측면에 배치되기 때문이다. 통상적인 세탁물 건조기에서, 냉각기 및 가열기는 처리 챔버 하부에 배치된다. 다시 말해 공기 흐름은 세탁물 건조기의 배면으로부터 처리 챔버를 통해 세탁물 건조기의 정면으로 안내되고, 그 정면으로부터 처리 챔버 하부의 공간으로 유입되며, 다시 정면에서 배면으로 안내된다. 이런 구성은, 처리 챔버 하부에 배치되고 열전 열 펌프를 포함하는 채널 시스템이 공기 흐름을 안내하기 위해 S자 모양으로 절첩되어야만 하는 것을 의미한다. 이런 점은 특히 공기 흐름을 위해 특히 긴 경로 길이와, 그에 따라 상대적으로 높은 흐름 저항을 요구하게 된다.

특히 바람직하게는 본원의 장치 내 열 펌프 장치는 고온 측면과 저온 측면을 구비한 적어도 하나의 열전형 개폐 블록을 포함하고, 이와 관련하여 저온 측면은 냉각기에 통합되고 고온 측면은 가열기에 통합된다. 또한 바람직하게 개폐 블록은, 2개의 열전도판 사이에 배치되고 서로 나란한 다수의 펠티에 소자를 포함하며, 저온 측면과 고온 측면은 각각 열전도판에 의해 형성된다. 추가로 바람직하게는 저온 측면과 고온 측면은 공기 흐름으로 향하는 열전달을 개선하기 위해 열전도 리브들(heat conducting ribs)을 각각 구비하고 있다.

마찬가지로 바람직하게는 냉각기는 추가의 냉각 매체를 위한 열교환기로서 추가로 형성되며, 추가의 냉각 매체를 안내하기 위한 제2 채널 시스템과 연결된다. 추가의 냉각 매체로서는 특히 공기가 제공된다. 추가의 냉각 매체용 열교환기는 특히 세탁물의 건조 과정에 이어서 제공되는 냉각 단계 동안 이용되는데, 이때 그 냉각 단계 동안 본원의 장치, 공기 흐름 및 세탁물은 냉각된다. 이런 점은 세탁물 내 주름 형성을 방지하는데 바람직하다. 왜냐하면, 세탁물의 온도가 더욱 높을수록, 주름이 더욱 쉽게 형성되기 때문이다.

열전 작동형 열 펌프 장치를 구비한 특히 바람직한 본원의 장치는, 2개의 열전형 개폐 블록과 서로 병렬로 연결되는 2개의 반쪽 부재로 분리되는 냉각기가 제공되고, 각각의 개폐 블록의 고온 측면은 가열기에 통합되며, 각각의 개폐 블록의 저온 측면은 냉각기의 반쪽 부재들 중 일측의 반쪽 부재에 통합되는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 방식으로, 가열기는 열전형 개폐 블록들 사이에 층을 형성하고, 가열기를 포함하는 열전형 개폐 블록들은 냉각기의 반쪽 부재들 사이에 층을 형성하는 상대적으로 콤팩트한 구조 형상이 제공된다. 이와 같은 구조 형상에서, 가열기는 특히 바람직하지 못한 열 손실로부터 탁월하게 보호된다. 이런 구조 형상은 공기 흐름에 대해 특히 낮은 흐름 저항을 제공하고, 적은 공간 소요를 가지며, 전술한 바와 같이 추가의 냉각 매체용 열교환기로서 추가로 형성되는 냉각기를 탑재하기에 매우 적합하다. 또한, 추가의 냉각 매체용 열교환기는 서로 대응하는 2개의 반쪽 부재로 분리되며, 이 반쪽 부재들 각각은 냉각기의 대응하는 반쪽 부재에 할당된다.

본 발명에 따른 장치는 특히 가정용 세탁물 건조기로서 형성된다.

본 발명의 바람직한 개선 실시예에 따라, 공기 흐름은 부분 흐름들의 재결합 이후에 송풍기로 공급되고, 그 송풍기로부터 처리 챔버에 도달하게 된다.

본 발명에 따른 장치의 바람직한 구현예는 본 발명에 따른 방법의 바람직한 구현예에 대응할 뿐 아니라, 그와 반대의 경우도 적용된다.

냉각기 및 가열기의 각각의 형태가 탁월한 컴포넌트로서 설명되는 본 발명 및 바람직한 구현예들에 대해 전술한 설명은, 각각의 용도 및 사용 조건에 따라 추가의 냉각 장치, 추가의 가열 장치 또는 이러한 두 장치로 이루어진 조합 부품이 이용되는 사실을 배제하지 않는다. 이에 종래 기술과 관련하여 인용한 문서들에 지시된 대응하는 참고 사항들도 재차 참조된다.

본 발명의 실시예들은 다음에서 도면에 따라 더욱 상세하게 설명된다. 도면은 개략도로 도시되어 있으며, 결코 실제 실시예의 크기 그대로 재현된 것으로서 이해되어서는 안 된다.

도1은 세탁물을 건조하기 위한 장치의 흐름도이다.

도2, 도3 및 도4는 세탁물을 건조하기 위한 장치에서 이용되는 열전 작동형 열 펌프 장치를 각각 도시한 개략도이다.

도5는 열전 작동형 열 펌프 장치용 중앙 유닛을 도시한 단면도이다.

도1은 세탁물(1)을 건조하기 위한 장치를 도시하고 있다. 이 건조용 장치는 세탁물(1)에 분사 작용하는 공기 흐름(3)을 강제 안내하기 위한 실질적으로 밀폐된 제1 채널 시스템(2)을 포함한다. 그리고 제1 채널 시스템(2) 내에는, 세탁물(1)을 수용하기 위한 처리 챔버(4), 공기 흐름(3)을 이동시키기 위한 송풍기(5), 세탁물(1)의 적재 전 공기 흐름(3)을 가열하기 위한 가열기(6), 그리고 세탁물(1)의 적재 후 공기 흐름(3)을 냉각시키기 위한 냉각기(7)가 배치된다. 이와 관련하여, 제1 채널 시스템(2)은 처리 챔버(4) 및 송풍기(5)의 외부에서 서로 병렬로 연결된 2개의 분기부(8, 9)로 분리되고, 그 분기부들(8, 9)은 공기 흐름(3)의 대응하는 부분 흐름들(20, 21)에 의해 병렬로 관류될 수 있다. 가열기(6)는 상기 분기부들 중 제1 분기부(8)에 배치되고, 냉각기(7)는 제2 분기부(9)에 배치된다. 본원의 장치의 작동 시에, 송풍기(5)는 공기 흐름(3)을 제1 채널 시스템(2)을 통해 관류시킨다. 가열기(6) 및 냉각기(7) 전방에서, 공기 흐름(3)은 2개의 부분 흐름(20, 21)으로 분리되고, 그 부분 흐름들(20, 21)에 의해 가열기(6) 및 냉각기(7)가 각각 병렬로 관류된다. 이처럼 가열기(6) 및 냉각기(7)를 포함하는 배치는 공기 흐름(3)에 대해 특히 낮은 흐름 저항을 갖는다. 제2 분기부(9) 내에서 냉각기(7)에는 분리기(10)가 후속되고, 이 분리기는 냉각기(7) 내에서 공기 흐름(3)의 대응하는 부분 흐름으로부터 응축된 습기를 분리하는 용도로 지정되어 있다. 응축된 습기는 화살표로 표시된 바와 같이 분리기(10)로부터 배출될 수 있다.

처리 챔버(4)는 축(11)을 중심으로 회전 가능한 드럼(4)이다. 드럼(4)의 회전에 의해 세탁물(1)은 균일한 건조 결과를 보장할 수 있도록 공기 흐름(3) 속에서 이동되고, 추가로 요동된다. 이러한 이동 및 요동을 보조하기 위해, 드럼(4)은 미도시한 운반체를 구비할 수 있다. 드럼(4)을 관류한 후에, 공기 흐름(3)은 제1 채널 시스템(2) 내에 배치되는 보풀 필터(12)에 도달하며, 이곳에서는 채널 시스템(2)의 후속 영역, 특히 가열기(6) 또는 냉각기(7)가 막히지 않도록 하기 위해 공기 흐름(3)이 세탁물(1)로부터 낚아챈 보풀이 수집된다.

가열기(6) 및 냉각기(7)는 중앙 유닛(13)을 구비한 열전 작동형 열 펌프 장치에 포함된다. 중앙 유닛은 기능상 실질적인 컴포넌트로서 펠티에 소자들(16, 22, 23, 24)(도5 참조)을 포함하며, 그 펠티에 소자들과 열전도 방식으로 연결되는 고온 측면(14) 및 저온 측면(15)을 포함한다. 고온 측면(14)은 가열기(6)의 기능상 실질적인 컴포넌트를 형성하며, 이와 마찬가지로 저온 측면(15)은 냉각기(7)의 기능상 실질적인 컴포넌트를 형성한다. 중앙 유닛(13)은 또한 열전형 개폐 블록(13)으로서도 지칭될 수 있는데, 왜냐하면 이미 언급한 펠티에 소자들(16, 22, 23, 24)과 다음에서 더욱 상세하게 설명되는 것과 같은 추가의 열전도 컴포넌트들로 구성되기 때문이다.

도2, 도3 및 도4는 도1에 따른 장치에서 이용하기 위한 열 펌프 장치에 대해 서로 다른 개략도를 도시하고 있다. 도2에 따른 개략도는 공기 흐름(3)의 흐름 방향에 대해 수직으로 도시한 수직 단면도이다. 도3은 열 펌프 장치의 측면 중 수직으로 배향된 측면을 도시한 개략도이다. 도4는 장치를 비스듬하게 바라보고 도시한 개략도이다. 다음 설명에서는 도2 내지 도4가 함께 고려된다.

열 펌프 장치는 2개의 열전형 개폐 블록(13)을 포함하고, 이 개폐 블록들은 (본 실시예에 따라 공기 흐름(3)의 부분 흐름을 위한 채널로서 도시되는) 가열기(6)를 자신들 사이에 내포하고 있다. 이와 관련하여 본 실시예에 따라 알파벳 w로 표시된 고온 측면들(14)은 서로 마주보고 향해 있다. 또한, 알파벳 k로 표시된 저온 측면들(15)은 가열기(6)의 반대 방향으로 향해 있다. 각각의 저온 측면(k)은, 추가의 냉각 매체(19), 특히 공기가 공기 흐름(3)에 대해 교차 흐름으로 안내될 수 있도록 하는 제2 채널 시스템(18)과 함께 각각 냉각기(7)의 반쪽 부재를 형성한다. 그리고 냉각기의 두 반쪽 부재들은 자신들 사이에 가열기(6) 및 열전형 개폐 블록들(13)을 내포한다. 가열기(6), 냉각기(7)의 반쪽 부재, 그리고 제2 채널 시스템(18)의 반쪽 부재 안쪽으로는, 서로 다른 채널들과 이 채널들 내부에서 흐르는 유체들 간의 열전달을 향상시키기 위해, 열전도 리브들(17)이 돌출되어 있다. 냉각기(7)의 각각의 반쪽 부재는 제2 채널 시스템(18)의 할당된 반쪽 부재와 함께 추가의 열교환기의 반쪽 부재를 형성한다. 이 열교환기의 반쪽 부재는 냉각기(7)로부터 추가의 열을 유도하고 따라서 냉각 작용을 증가시키는 역할을 할 수 있다. 가장 간단한 구성의 경우에, 제2 채널 시스템(18)은 개방되어 있으면서, 장치의 주변 환경으로부터 저온 공기를 열 펌프 장치로 공급하고, 이 열 펌프 장치로부터 다시 주변 환경으로 배출하기 위해 필요한 채널들 및 추가의 송풍기를 포함한다.

열 펌프 장치는, 공기 흐름(3)의 부분으로 서로 병렬로 흐르는 대응하는 부분 흐름들(20, 21)에 의해 관류될 수 있는 콤팩트한 유닛으로 채널 시스템(2)의 두 분기부(8, 9)(분기부(9)는 자체적으로 분리된다)를 포함한다. 이런 유닛 후방에서 공기 흐름(20)의 가열된 부분 흐름(20)과 공기 흐름(21)의 냉각된 부분 흐름(21)은 다시 서로 결합한다. 이런 결합은 도1에 명시한 바와 같이 냉각된 공기 흐름(21) 내에 생성되는 응축수의 분리 후에 이루어진다.

도5는 열전형 개폐 블록(13)을 수직으로 절결하여 도시한 수직 단면도이다.

개폐 블록(13)의 기능상 실질적인 컴포넌트는 우선 펠티에 소자들(16, 22, 23, 24)이며, 이들 펠티에 소자들은 전류가 흐를 시에 일측 단부는 가열되고, 타측 단부는 냉각된다. 대응하는 물리적 효과는 "펠티에 효과" 또는 "열전 효과"로서 지칭된다. 펠티에 소자(16, 22, 23, 24)는 다수의 직육면체형 또는 원주형 반소자들(16)로 구성되며, 이들 반소자들은 각각 도5에 알파벳 n과 p로 표시되는 2개의 물질 중 하나의 물질로 구성된다. 그에 따른 물질로서는 특히 비스무트 텔루라이드, 안티몬 텔루라이드 및 비스무트 셀레나이드가 고려되고, 그 각각은 n-전도형(n)으로, 또는 p-전도형으로 도핑된 형태를 갖는다. 각각의 반소자(16)는 서로 마주보는 2개의 측면에서 도체판들(22)(또는 이들 위에 위치하는 도체 스트립)에 납땜 되며, 도체판들(22) 각각은 서로 다른 물질(n 또는 p)로 이루어진 2개의 반소자(16)와 연결된다. 그 배열은, 본원에 도시한 예시에 따라, 반소자들(16)이 모두 직렬로 연결되고, 그 다수의 반소자(16)의 대응하는 두 측면에는 도체판들(22)이 배열되지만 그 도체판들은 모두 일 평면에 배열되는 방식으로 이루어진다. 도체판들(22)은 반소자들(16)의 양 측면에서 접착 결합부(23)를 통해 세라믹 판들(24)과 연결되고, 이런 형태로 "펠티에 소자"로서 사전 제조되어 시장에서 판매될 수 있다. 본원에 도시한 배열에 따라, 세라믹 판들(24)은 자신의 측면에서 열전도 페이스트 또는 열전도 필름(25)을 통해 열전도판들(14, 15)과 연결된다. 이와 관련하여 열전도판(14)은 열 펌프 장치의 고온 측면(14)을 형성하고, 열전도판(15)은 열 펌프 장치의 저온 측면(15)을 형성한다. 그러나 도5에 도시한 배열은 단지 예시로서만 간주하여야 한다.

<도면의 주요부분에 대한 설명>

1: 세탁물

2: 제1 채널 시스템

3: 공기 흐름

4: 처리 챔버, 드럼

5: 송풍기

6: 가열기

7: 냉각기

8: 제1 분기부

9: 제2 분기부

10: 분리기

11: 드럼의 축

12: 보풀 필터

13: 열 펌프 장치, 중앙 유닛, 열전형 개폐 블록

14: 고온 측면, 열전도판

15: 저온 측면, 열전도판

16: 펠티에 소자, 반소자(semi-element)

17: 열전도 리브(heat conducting rib)

18: 제2 채널 시스템

19: 추가의 냉각 매체

20: 공기 흐름의 (가열된) 제1 부분 흐름

21: 공기 흐름의 (냉각된) 제2 부분 흐름

22: 도체판, 펠티에 소자

23: 접착 결합부, 펠티에 소자

24: 세라믹판, 펠티에 소자

25: 열전도 페이스트, 열전도 필름

Claims

공기 흐름(3)을 강제 안내하기 위한 실질적으로 밀폐된 제1 채널 시스템(2)을 포함하여 세탁물(1)에 공기 흐름(3)을 분사하기 위한 장치이며, 상기 제1 채널 시스템(2) 내에는, 상기 세탁물(1)을 수용하기 위한 처리 챔버(4), 상기 공기 흐름(3)을 이동시키기 위한 송풍기(5), 상기 세탁물(1)의 적재 전 공기 흐름(3)을 가열하기 위한 가열기(6), 그리고 상기 세탁물(1)의 적재 후 공기 흐름(3)을 냉각시키기 위한 냉각기(7)가 배치되며, 상기 제1 채널 시스템(2)은 상기 처리 챔버(4) 및 상기 송풍기(5) 외부에 서로 병렬로 연결되는 2개의 분기부(8, 9)를 포함하고, 이 분기부들은 공기 흐름(3)의 대응하는 부분 흐름들(20, 21)에 의해 병렬로 관류될 수 있으며, 상기 가열기(6)는 상기 분기부들(8, 9) 중 제1 분기부(8)에 배치되고, 상기 냉각기(7)는 제2 분기부(9)에 배치되는 것을 특징으로 하는 세탁물에 공기 흐름을 분사하기 위한 장치에 있어서,

상기 가열기(6)와 냉각기(7)는 열 펌프 장치에 속하는 세탁물에 공기 흐름을 분사하기 위한 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 분기부(9)는 상기 냉각기(7)의 하류에서 상기 공기 흐름(3)의 대응하는 부분 흐름(21)으로부터 습기를 분리하기 위한 분리기(10)를 포함하는 세탁물에 공기 흐름을 분사하기 위한 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 처리 챔버(4)가 회전 가능하게 형성되는 세탁물에 공기 흐름을 분사하기 위한 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열 펌프 장치(6, 7, 13, 14, 15)는 열전 방식으로 작동될 수 있는 세탁물에 공기 흐름을 분사하기 위한 장치.
제4항에 있어서, 상기 열 펌프 장치(6, 7, 13, 14, 15)는 고온 측면(14) 및 저온 측면(15)을 구비한 적어도 하나의 열전형 개폐 블록(13)을 포함하며, 상기 저온 측면(15)은 상기 냉각기(7)에 통합되고, 상기 고온 측면(14)은 상기 가열기(6)에 통합되는 세탁물에 공기 흐름을 분사하기 위한 장치.
제5항에 있어서, 상기 개폐 블록(13)은, 두 열전도판(14, 15) 사이에 배치되고 서로 나란한 다수의 펠티에 소자(16, 22, 23, 24)를 포함하며, 상기 저온 측면(15)과 상기 고온 측면(14)은 각각의 열전도판(14, 15)에 의해 형성되는 세탁물에 공기 흐름을 분사하기 위한 장치.
제5항에 있어서, 상기 저온 측면(15) 및 상기 고온 측면(14)은 각각 열전도 리브들(17)을 포함하는 세탁물에 공기 흐름을 분사하기 위한 장치.
제5항에 있어서, 냉각기(7)는 추가의 냉각 매체(19)를 위한 열교환기(7)로서 추가로 형성되고, 상기 추가의 냉각 매체(19)를 안내하기 위한 제2 채널 시스템(18)과 연결되는 세탁물에 공기 흐름을 분사하기 위한 장치.
제8항에 있어서, 추가의 냉각 매체(19)로서 공기가 제공되는 세탁물에 공기 흐름을 분사하기 위한 장치.
제5항에 있어서, 열 펌프 장치(6, 7, 13, 14, 15)는 2개의 열전형 개폐 블록(13)을 포함하고, 냉각기(7)는 서로 병렬로 연결되는 2개의 반쪽 부재(7)를 포함하며, 각각의 개폐 블록(13)의 고온 측면(14)은 가열기(6)에 통합되고, 각각의 개폐 블록(13)의 저온 측면(15)은 반쪽 부재들(7) 중 하나의 반쪽 부재에 통합되는 세탁물에 공기 흐름을 분사하기 위한 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 가정용 세탁물 건조기로서 형성되는 세탁물에 공기 흐름을 분사하기 위한 장치.
실질적으로 밀폐된 제1 채널 시스템(2) 내에서 강제적으로 안내되는 공기 흐름(3)을 세탁물(1)에 분사하기 위한 방법이며, 상기 제1 채널 시스템(2) 내에는, 상기 세탁물(1)을 수용하기 위한 처리 챔버(4), 상기 공기 흐름(3)을 이동시키기 위한 송풍기(5), 상기 세탁물(1)의 적재 전 상기 공기 흐름(3)을 가열하기 위한 가열기(6), 그리고 상기 세탁물(1)의 적재 후 상기 공기 흐름(3)을 냉각시키기 위한 냉각기(7)가 배치되며, 상기 공기 흐름(3)은 상기 처리 챔버(4) 및 상기 송풍기(5) 외부에서 서로 병렬로 안내되는 2개의 부분 흐름(20, 21)으로 분리되고, 이 부분 흐름들 중 제1 부분 흐름(20)은 상기 가열기(6)를 관류하고, 제2 부분 흐름(21)은 상기 냉각기(7)를 관류하며, 그런 후에 상기 부분 흐름들(20, 21)은 다시 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 세탁물에 공기 흐름을 분사하기 위한 방법에 있어서,

가열기(6) 및 냉각기(7)는, 냉각기(7)로부터 상기 가열기(6)로 열을 펌핑하는 열 펌프 장치(6, 7, 13, 14, 15)에 포함되는 세탁물에 공기 흐름을 분사하기 위한 방법.
제12항에 있어서, 상기 공기 흐름(3)은 부분 흐름들(20, 21)이 재결합한 후에 송풍기(5)로 안내되고, 송풍기(5)로부터 처리 챔버(4)에 도달하는 세탁물에 공기 흐름을 분사하기 위한 방법.
제12항 또는 제13항에 있어서, 제2 부분 흐름(21)으로부터 응축된 습기는, 상기 제2 부분 흐름이 제1 부분 흐름(20)과 다시 결합되기 전에 분리되는 세탁물에 공기 흐름을 분사하기 위한 방법.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 냉각기(7) 내에서는 제2 부분 흐름(21)과 추가의 냉각 매체(19) 사이에 적어도 일시적으로 추가의 열 교환이 이루어지는 방법.
제12항 또는 제13항에 있어서, 세탁물(1)이 건조되는 방법.
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