KR102637557B1 - 세탁기의 세제 잔량 감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세제탱크에 충진된 액체세제의 잔량을 감지하고, 이 후 사용 가능한 세탁 횟수에 대한 정보를 제공하는 세탁기의 세제 잔량 감지장치에 관한 것으로, 본 실시예는, 세탁기의 세제 잔량을 감지하는 장치로서, 액체세제에 함침되도록 세제탱크에 설치되는 한 쌍의 전극봉, 및, 쌍의 상기 전극봉에 전류를 공급하고, 액체세제의 수위에 따라 한 쌍의 상기 전극봉 사이에서 측정되는 전기적 특성의 변화를 이용하여 액체세제의 잔량을 추출하여 표시부로 제공하는 제어부를 포함하고, 한 쌍의 상기 전극봉 중 적어도 하나는 저항 전극봉으로 구성되고, 상기 저항 전극봉은 절연성 소재와 전도성 소재가 혼합되어 소정의 저항을 갖는 전기 저항체가 심재 표면에 코팅되어 형성된다.

Description

세탁기의 세제 잔량 감지장치{Detergent remaining amount detection device for washing machine}

본 발명은 세탁기의 세제 잔량을 감지하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세제탱크에 충진된 액체세제의 잔량을 감지하고, 이 후 사용 가능한 세탁 횟수에 대한 정보를 제공하는 세탁기의 세제 잔량 감지장치에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기는 세제의 유화작용과 세탁조의 회전에 따른 수류의 마찰과 세탁조가 세탁물에 가하는 충격 등을 이용하여 세탁물에 부착된 각종 오염물질을 제거하는 장치이다. 이러한 세탁기는 크게 판형의 펄세이터를 회전시킴에 따라 발생되는 수류에 의해 세탁하는 방식의 펄세이터 세탁기와, 눕혀진 드럼을 회전시킴에 따라 드럼 내부로 공급되는 세탁수와 세탁물의 낙차와 마찰력을 이용하여 세탁하는 방식의 드럼 세탁기로 구분된다.

최근에는 세탁, 헹굼, 탈수로 이어지는 일련의 과정이 자동으로 진행되어 사용자의 중간 조작이 필요없는 전자동 세탁기들이 출시되고 있다. 이를 위하여 세탁기에는 세탁물의 양에 따라 적정량의 세제를 자동으로 공급하는 세제공급장치를 구비하고, 터브에 세탁수 공급시 세제공급장치가 작동하여 세제가 세탁수와 함께 터브 내부로 공급되도록 되어있다.

세탁에 이용되는 세제로는 고상의 분말세제와 액상의 액체세제가 있으며, 사용되는 세제의 종류에 따라 세제 공급을 위한 세탁기의 구조가 다소 달라진다.

액체세제를 사용하는 세탁기는 분말세제를 사용하는 세탁기에 비해 세제공급장치의 설치 위치가 자유로운 장점이 있다. 즉, 분말세제는 상부로 끌어올리기가 쉽지 않아 분말세제를 사용하는 세탁기는 세제공급장치의 설치 위치가 터브의 상부로 제한되지만, 액체세제는 펌프와 같이 유체를 강제 유동시킬 수 있는 장치를 이용하여 상부로도 끌어올릴 수 있기 때문에, 액체세제를 사용하는 세탁기는 세제공급장치가 터브의 하부에 설치될 수 있다. 따라서, 액체세제를 사용하는 세탁기는 분말세제를 사용하는 세탁기에 비해 부품의 배치가 자유롭다.

또한, 분말세제는 공급량 조절이 쉽지 않기 때문에 분말세제를 사용하는 세탁기는 세탁시마다 사용자가 세탁물의 양에 따라 적정량의 세제량을 직접 공급해야 한다. 이에 반해, 액체세제는 유량조절기를 이용하면 공급량의 조절이 쉽게 이루어질 수 있기 때문에, 액체세제를 사용하는 세탁기는 한꺼번에 많은 양의 세제를 저장하고 세탁시마다 일정량의 액체세제를 터브 내부로 자동으로 공급할 수 있는 장점이 있다.

한편, 액체세제를 사용하는 세탁기는 분말세제를 사용하는 세탁기와 비교하여 상기와 같은 장점이 있으나, 사용자가 남아있는 세제의 잔량을 수시로 점검해야 하는 불편함도 있다. 이는 남아있는 액체세제의 잔량이 충분하지 못하면 세탁물의 세탁이 원활하게 이루어지지 않을 수 있기 때문이다.

이러한 문제점을 해결하고자 한국공개특허 10-2011-0004748호(특허문헌 1)는 액체세제의 잔량 감지하는 장치와 방법을 소개하고 있다. 상기 특허문헌 1의 잔량 감지 장치는 한 쌍의 전극봉을 끝단의 위치를 달리하도록 액체세제 저장탱크 내에 설치하고, 한 쌍의 전극봉 모두에서 액체세제를 감지하지 못하는 경우 제어부에서 부족상태로 판단하도록 구성된다. 즉, 특허문헌 1의 잔량 감지 장치는 액체세제의 수위가 일정 이하로 낮아진 부족상태 즉, 세제의 유무만을 감지할 수 있고, 실질적인 잔량 즉, 저장탱크에 잔류하는 액체세제의 현재 수위는 감지하지 못하는 한계가 있다. 이로 인하여 사용자는 잔류하는 액체세제를 이용하여 이 후 몇 번에 걸쳐 세탁을 더 진행할 수 있는지도 알 수가 없다.

한국공개특허 10-2011-0004748호

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 제안된 것으로, 세탁기의 세제탱크에 잔류하는 액체세제의 실시간 잔량을 감지할 수 있는 세탁기의 세제 잔량 감지장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명은 감지된 액체세제 잔량 정보에 근거하여 이 후 세탁 가능한 횟수 정보를 사용자에게 알릴 수 있는 세탁기의 세제 잔량 감지장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 실시예는, 세탁기의 세제 잔량을 감지하는 장치로서, 액체세제에 함침되도록 세제탱크에 설치되는 한 쌍의 전극봉, 및, 쌍의 상기 전극봉에 전류를 공급하고, 액체세제의 수위에 따라 한 쌍의 상기 전극봉 사이에서 측정되는 전기적 특성의 변화를 이용하여 액체세제의 잔량을 추출하여 표시부로 제공하는 제어부를 포함하고, 한 쌍의 상기 전극봉 중 적어도 하나는 저항 전극봉으로 구성되고, 상기 저항 전극봉은 절연성 소재와 전도성 소재가 혼합되어 소정의 저항을 갖는 전기 저항체가 심재 표면에 코팅되어 형성된다.

또한, 상기 제어부는, 추출된 액체세제의 잔량에 근거하여 이 후 세탁 가능한 횟수 정보를 더 산출하여 표시부로 제공할 수 있다.

또한, 상기 저항 전극봉은, 10Ω 내지 100MΩ의 전기 저항을 갖는 소재로 구성될 수 있다.

또한, 한 쌍의 상기 전극봉은, 끝단부가 상기 세제탱크의 바닥면에서 소정 간격 이격되는 동일한 높이에 위치하도록 설치될 수 있다.

또한, 한 쌍의 상기 전극봉은, 끝단부가 상기 세제탱크의 바닥면에서 소정 간격 이격되는 서로 다른 높이에 위치하도록 설치될 수 있다.

본 발명은 세제탱크 내부에 잔류하는 액체세제의 현재 잔량을 감지하여 사용자에게 실시간 잔량 정보를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 액체세제의 현재 잔량 정보에 근거하여 이 후 세탁 가능한 횟수 정보를 더 제공함으로써, 사용 편의성을 크게 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 세제 잔량 감지장치의 주요 구성을 나타낸 도면,
도 2는 도 1의 주요부인 저항 전극봉의 상세 구성을 나타낸 도면,
도 3은 본 실시예에 따른 세제 잔량 감지의 예를 나타낸 도면,
도 4는 본 실시예에 따른 세제 잔량 감지장치의 변형 예를 나타낸 도면.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 바람직한 실시예들에 의해 명확해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보기로 한다.

후술되는, 본 실시예의 차이는 상호 배타적이지 않은 사항으로 이해되어야 한다. 즉 본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은, 일 실시예에 관련하여 다른 실시예로 구현될 수 있으며, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 변경될 수 있음이 이해되어야 하며, 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이, 면적 및 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 본 실시예의 설명에서 제 1, 제 2 등과 같은 표현은 상대적인 순서나 위치를 나타내는 것으로, 기술적 의의가 사전적 의미에 구속되는 것은 아니라 할 것이다.

도 1은 본 실시예에 따른 세제 잔량 감지장치의 주요 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 주요부인 저항 전극봉의 상세 구성을 나타낸 도면이다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 실시예의 세제 잔량 감지장치는 세제탱크(20) 내부에 설치되는 한 쌍의 저항 전극봉(10)과, 한 쌍의 저항 전극봉(10)에 연결되어 세제 잔량을 감지하고 세탁 가능한 횟수 정보를 추출하는 제어부(30)와, 감지된 세제 잔량과 세탁 가능한 횟수 정보를 표시하는 표시부(40)를 포함한다.

저항 전극봉(10)은 액체세제가 충진된 세제탱크(20)에서 액체세제 내부로 침지되어 잔량을 감지하는 구성이다. 저항 전극봉(10)은 표면에 소정의 저항성 전극을 갖는 전극봉을 말하며, 소정의 직경과 길이를 갖는 막대 형상을 이룰 수 있다. 저항 전극봉(10)은 (+) 단자로 기능하는 일 측의 제 1 저항 전극봉(10-1)과, (-) 단자로 기능하는 타 측의 제 2 저항 전극봉(10-2)으로 구성된다.

한 쌍의 저항 전극봉(10)은 소정 간격 이격되도록 설치되고, 끝단부가 세제탱크(20)의 바닥면으로부터 소정 간격 이격되는 높이 즉, 액체세제가 기준량 이하로 소진되어 보충되어야 하는 임의의 높이에 위치하도록 설치된다.

세제탱크(20)는 세탁용 세제가 충진되는 구성으로, 소정의 용량을 가지며, 종래의 세탁기에 장착되는 공지의 구성으로 이루어질 수 있다.

제어부(30)는 한 쌍의 저항 전극봉(10)으로 전원을 공급하고, 이를 통하여 측정되는 전류나 저항 등(이를 전기적 특성이라 함)의 정보로부터 액체세제의 잔량을 추출한다. 이를 위하여 제어부(30)는 전원공급모듈과 잔량추출모듈을 구비할 수 있다.

한 쌍의 저항 전극봉(10)을 통하여 액체세제에 전류를 공급할 때, 전류는 일 측의 제 1 저항 전극봉(10-1)의 표면, 충진된 액체세제의 표면 및 타 측의 제 2 저항 전극봉(10-2)의 표면을 따라 흐르게 된다. 제어부(30)는 제 1 저항 전극봉(10-1) 및 제 2 저항 전극봉(10-2)의 단자 사이에서 측정되는 전기적 특성에 근거하여 액체세제의 잔량을 추출한다.

또한, 제어부(30)는 액체세제의 잔량 정보에 근거하여 이 후 세탁기 가능한 횟수를 추출한다. 이를 위하여 제어부(30)는 세탁정보 예측모듈을 더 구비할 수 있다. 액체세제가 완충된 상태 즉, 최고 수위에서 1회 세탁을 진행한 후, 제어부(30)는 액체세제의 소진량과 잔량을 비교하고, 비교 정보에 근거하여 액체세제 잔량으로 이 후 세탁 가능한 횟수를 추출할 수 있다. 세탁량에 따라 사용되는 액체세제의 양이 상이하지만, 프로그램된 반복적인 학습을 통하여 일정 세탁량을 기준으로 하는 세탁 가능한 횟수를 추출할 수 있다.

이러한 제어부(30)는 프로그램된 소정의 PLC(Programmable Logic Controller) 어셈블리로 구성될 수 있으며, 제어부(30)에서 감지된 잔량 정보와 세탁 횟수 정보는 표시부(40)로 제공된다.

표시부(40)는 제어부(30)에서 제공된 잔량 정보와 세탁 횟수 정보를 사용자가 확인할 수 있도록 표시한다. 이를 위하여 표시부는 별도의 디스플레이 모듈을 구비하며, 종래의 세탁기에 장착된 디스플레이 모듈이 이용된다.

도 2를 참조하면, 본 실시예의 저항 전극봉(10)은 내부 심재(11) 표면에 전기 저항체(12)가 형성되는 구조를 이룬다.

내부 심재(11)는 저항 전극봉(10)의 전체 형태를 유지하는 구성이다. 내부 심재(11)는 금속 소재로 구성될 수 있으며, 금속 소재는 전기 저항체(12)의 전기적 특성에 영향을 미치지 않는 것이 바람직하다. 또한, 내부 심재(11)는 절연성의 플라스틱 소재로 구성될 수도 있다. 이때, 플라스틱 소재는 표면에 전기 저항체(12)를 코팅하는 과정에서 높은 열에 견딜 수 있는 우수한 내열성을 가지는 것이 바람직하다.

전기 저항체(12)는 절연성 소재와 전도성 소재가 일정 비율로 혼합되어 소정의 저항을 갖는 소재가 내부 심재(11) 표면에 코팅되어 형성될 수 있다. 전기 저항체(12)가 전류가 쉽게 흐르는 전도성 소재로 구성되거나 전류가 흐르지 못하는 절연성 소재로 구성되는 경우, 액체세제의 수위가 변하더라도 한 쌍의 저항 전극봉(10) 사이의 전기적 특성이 변하지 않아 잔량을 감지할 수 없기 때문이다.

본 실시예의 저항 전극봉(10)은 10Ω 내지 100MΩ(100,000,000Ω)의 전기 저항을 가질 수 있다. 저항 전극봉(10)이 10Ω 미만의 저항을 갖거나 100MΩ을 초과하는 저항을 갖는 경우 액체세제의 수위 변화에 따른 전기적 특성의 변화가 미미하여 잔량 감지의 정확성이 크게 저하된다. 따라서, 저항 전극봉(10)이 10Ω 내지 100MΩ의 저항을 가질 때 액체세제의 수위 변화에 따른 전기적 특성의 변화를 쉽게 측정하여 잔량 감지의 정확성이 향상될 수 있다.

본 실시예의 세제 잔량 감지장치에서 전기적 특성을 감지하는 전극봉으로 한 쌍의 전극봉 모두가 저항 전극봉으로 이루어지는 구성을 예시하였으나, 적어도 어느 하나의 전극봉만 저항 전극봉으로 이루어지는 구성도 가능하다. 즉, 어느 일 측의 전극봉은 저항 전극봉으로 구성되고, 타 측의 전극봉은 전도성 전극봉으로 이루어질 수도 있다.

도 3은 본 실시예에 따른 세제 잔량 감지의 예를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하여, 세제의 잔량을 감지하는 과정을 살펴보면, 먼저, (a)와 같이 액체세제의 수위가 상대적으로 높은 상태에서 한 쌍의 저항 전극봉(10)은 짧은 길이로 노출되고, 전류는 제 1 저항 전극봉(10-1) 표면과, 액체세제 표면 및 제 2 저항 전극봉(10-2) 표면의 상대적으로 짧은 루트를 따라 흐르게 된다. 이때, 노출된 영역의 한 쌍의 전극봉(10)은 상대적으로 작은 저항을 가지므로, 결국 제어부(30)에서는 제 1 저항 전극봉(10-1) 및 제 2 저항 전극봉(10-2) 사이에서 상대적으로 높은 전류가 측정될 것이다.

이어서, (b)와 같이 액체세제의 수위가 상대적으로 낮아진 상태에서 한 쌍의 저항 전극봉(10)은 긴 길이로 노출되고, 전류는 제 1 저항 전극봉(10-1) 표면과, 액체세제 표면 및 제 2 저항 전극봉(10-2) 표면의 상대적으로 긴 루트를 따라 흐르게 된다. 이때, 노출된 영역의 한 쌍의 전극봉(10)은 상대적으로 큰 저항을 가지므로, 결국 제어부(30)에서는 제 1 저항 전극봉(10-1) 및 제 2 저항 전극봉(10-2) 사이에서 상대적으로 낮은 전류가 측정될 것이다.

이와 같이 노출되는 저항 전극봉(10)의 길이에 따른 전기적 특성에 의하여 액체세제의 수위 즉, 잔량이 추출될 수 있다.

그리고, (c)와 같이 액체세제의 수위가 저항 전극봉(10)의 끝단부보다 낮아지는 경우 저항 전극봉(10)과 액체세제는 물리적으로 분리되므로 전류가 흐르지 않고, 이때, 제어부(30)는 액체세제를 보충하여야 하는 정보를 생성하여 표시부(40)로 제공한다.

도 4는 본 실시예에 따른 세제 잔량 감지장치의 변형 예를 나타낸 도면이다.

도 4의 실시예에 따른 세제 잔량 감지장치에서 한 쌍의 저항 전극봉(10)은 끝단부가 세제탱크(20)의 바닥면으로부터 서로 다른 높이에 위치하도록 설치된다. 일 예로, 제 1 저항 전극봉(10-1)의 끝단부는 제 2 저항 전극봉(10-2)의 끝단부와 소정의 간격(P)을 형성하는 높이에 위치하도록 설치된다.

일반적으로 액체세제는 점성을 가지므로 저항 전극봉(10)의 끝단부보다 낮은 수위에 위치하더라도 점성에 의하여 저항 전극봉(10)과 연결되어 세제 보충을 위한 정보가 생성되지 않는 오류가 발생한다. 이를 방지하기 위하여 일 측 저항 전극봉(10)의 끝단부는 상대적으로 높은 곳에 위치시킨다.

본 발명은 세제 잔량 감지장치에 대한 구성을 예시하였으나, 다른 제품들에서 전기적 특성을 이용하여 사용량을 감지하는 기술에도 활용할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명은 액체세제를 대상으로 잔량을 감지하는 구성을 설명하였으나, 그 외에도 전기적 특성을 활용할 수 있는 다른 액체류나 분말류 등의 잔량이나 사용량을 확인하는 용도로도 활용할 수 있을 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

10, 10-1, 10-2 : 저항 전극봉
11 : 내부 심재 12 : 전기 저항체
20 : 세제탱크
30 : 제어부
40 : 표시부

Claims (5)

1. 세탁기의 세제 잔량을 감지하는 장치로서,
   액체세제에 함침되도록 세제탱크에 설치되는 한 쌍의 전극봉; 및
   상기 한 쌍의 전극봉에 전류를 공급하고, 액체세제의 수면 위로 노출되는 전극봉의 길이에 따라 상기 한 쌍의 전극봉 사이에서 다르게 측정되는 저항값을 이용하여 액체세제의 잔량을 추출하여 표시부로 제공하는 제어부;를 포함하고,
   상기 한 쌍의 전극봉 중 적어도 하나는 저항 전극봉으로 구성되고, 상기 저항 전극봉은 절연성 소재와 전도성 소재가 혼합되어 10Ω 내지 100MΩ의 저항을 갖는 전기 저항체가 심재 표면에 코팅되어 형성되는, 세탁기의 세제 잔량 감지장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
   추출된 액체세제의 잔량에 근거하여 이 후 세탁 가능한 횟수 정보를 더 산출하여 표시부로 제공하는, 세탁기의 세제 잔량 감지장치.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 한 쌍의 상기 전극봉은,
   끝단부가 상기 세제탱크의 바닥면에서 소정 간격 이격되는 동일한 높이에 위치하도록 설치되는, 세탁기의 세제 잔량 감지장치.
5. 제 1 항에 있어서, 한 쌍의 상기 전극봉은,
   끝단부가 상기 세제탱크의 바닥면에서 소정 간격 이격되는 서로 다른 높이에 위치하도록 설치되는, 세탁기의 세제 잔량 감지장치.

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