KR102647359B1 - 세탁장치 및 이의 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세탁장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 인덕션 히터에 의해서 드럼을 가열하는 세탁장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 터브, 드럼, 터브에 장착되어 인덕션에 의해서 상기 드럼을 가열하는 인덕션 모듈 그리고 터브 내부의 세탁수를 펌핑하여 드럼 상부로 공급하는 순환펌프를 갖는 세탁장치의 제어방법에 있어서, 상기 급수밸브를 통해 터브 내부로 세탁수를 급수하는 급수 단계; 상기 급수단계 종료 후, 상기 순환펌프를 작동시켜 세탁수를 순환시키며 상기 드럼을 구동시켜 포 적심을 수행하는 포적심 단계; 상기 포적심 단계 종료 후, 상기 인덕션 모듈을 구동하여 가열하는 히팅 단계; 그리고 상기 히팅 단계 종료 후, 상기 드럼을 구동시켜 세탁을 수행하는 본 세탁 단계를 포함하고, 상기 급수 단계 종료에서의 세탁수위보다 상기 포적심 단계 종료에서의 세탁수위가 낮은 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법이 제공될 수 있다.

Description

세탁장치 및 이의 제어방법{laundry apparatus and a control method of the same}
본 발명은 세탁장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 인덕션 히터에 의해서 드럼을 가열하는 세탁장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
세탁장치는 세탁수를 저수하는 터브(외조)와 터브 내에서 회전 가능하게 구비되는 드럼(내조)를 포함하여 이루어진다. 상기 드럼 내부에 세탁물(포)가 구비되며, 드럼이 회전함에 따라 세제와 세탁수에 의해서 포가 세탁된다.
세제의 활성화와 오염물의 분해를 촉진시켜 세탁 효과를 증진시키기 위하여, 고온의 세탁수가 터브 내부로 공급되거나 터브 내부에서 가열된다. 이를 위하여, 터브 내부의 하부에는 하방으로 함몰되어 히터 장착부가 형성되며, 상기 히터 장착부에 히터가 구비됨이 일반적이다. 이러한 히터는 시스(sheath) 히터가 일반적이다.
냉수로 세탁하는 경우 상기 히터가 구동되지 않는다. 그러나 일반적인 세탁에서 세탁수의 온도는 섭씨 40도 이상으로 세팅되어 있으며, 따라서 많은 경우 세탁 시 상기 히터가 구동된다.
세탁 시 필요한 세탁수의 양은 히터보호수위에 필요한 세탁수의 양과 포적심에 필요한 세탁수의 양에 의해 결정될 수 있다.
첫째, 히터가 완전히 잠기기 위한 히터보호수위를 위하여 대략 6 리터의 세탁수가 급수되어야 한다. 포가 없는 경우 대략 6 리터의 세탁수가 터브에 급수되면, 히터가 완전히 세탁수에 잠기게 되며 드럼 하부 일부분도 세탁수에 잠기게 된다.
둘째, 히터 보호 외에 포적심을 위하여 세탁수가 더욱 필요하다. 일반적으로 급수를 하여 포가 머금고 있는 물의 양은 포량의 200% 정도이다. 따라서, 포량이 많아질 수록 포적심을 위한 세탁수의 양이 많아진다. 대략, 3 kg의 포량에 대해서 포적심을 위해서 대략 6 리터의 세탁수가 필요하게 된다.
세탁을 위해서 급수가 시작되면서 포적심이 수행되고, 급수 종료 후 본격적인 포적심이 수행된 후 포적심이 종료된다. 그리고 급수는 포적심 도중에도 히터보호수위를 맞추기 위해서 지속될 수 있다. 포적심 도중의 급수는 본격적인 포적심 전의 급수와 구별하기 위하여 추가 급수라 할 수 있다. 포가 완전히 적셔신 상태에서 히터보호수위를 맞추기 위한 세탁수의 양은 대략 6 리터라 할 수 있다.
따라서, 3 kg의 포량을 세탁하기 위해서는 대략 12 리터의 세탁수가 필요하게 된다. 물론, 이때의 세탁수는 하나의 세탁 행정에 소요되는 세탁수의 양이다. 세탁 후 배수되어 헹굼을 위해 소요되는 세탁수의 양은 별개이다.
세탁 효과를 증진시키기 위해 세탁수 순환 시스템이 적용된 세탁장치가 제공된다. 순환 시스템은 순환펌프를 통해 터브 내부에서 세탁수를 빼낸 후 다시 드럼 내부로 분사하는 시스템이다. 따라서, 순환 시스템은 순환펌프 외에 순환 경로를 형성하는 유로와 분사 노즐을 포함할 수 있다. 이러한 순환 시스템을 통해서 세제가 용해된 세탁수가 드럼 내부의 포에 분사되어 세탁 효과가 더욱 증진될 수 있다.
그러나 순환 시스템이 적용된 세탁장치에서는 세탁수의 순환을 위해서 더욱 많은 세탁수가 필요할 수 있다. 왜냐하면, 터브 외부에서 드럼 내부로 분사되기까지의 순환 경로 상에 세탁수가 존재하기 때문이다. 따라서, 순환 경로 상의 세탁수의 양만큼 세탁수가 더 공급되어 히터보호수위가 맞춰져야 한다.
세탁수 순환을 위하여 대략 1.5 리터의 세탁수가 추가적으로 필요하다. 그러므로 3 kg의 포를 세탁하기 위해서는 12 내지 13.5 리터 이상의 세탁수가 필요하게 된다. 주파수를 이용하여 세탁수의 수위를 센싱하는 경우, 히터보호수위에서의 수위 주파수는 대략 24.7 KHz 이하가 된다. 수위 주파수가 커질수록 수위는 낮은 것을 의미하게 된다.
도 1은 세탁수 히터와 순환 펌프를 갖는 세탁장치에서의 세탁단계 및 드럼의 실동률 사이의 관계를 도시하고 있다. 이러한 세탁장치에서 드럼의 구동과 순환 펌프의 구동은 동기화될 수 있다. 따라서, 모터의 실동률과 순환 펌프의 실동률은 동일할 수 있다.
세탁 초기에는 급수 및 포적심이 수행되며, 이때 드럼은 텀블링(tumbling)될 수 있다. 정역 회전을 통해 텀블링 되며, 텀블링 시의 드럼 RPM은 대략 40 RPM이다. 초기 급수 후 대략 1.5 리터 이상의 세탁수가 급수되면 텀블링이 시작되면서 포적심이 수행되고 급수는 지속된다.
드럼이 텀블링 구동되기 때문에 드럼 내부에 포는 들어 올려진 후 낙하를 반복하여 교반된다. 따라서 포적심이 촉진된다. 아울러, 포적심을 더욱 촉진하기 위해서 포적심 과정에서 세탁수의 순환이 수행될 수 있다. 그리고, 급수 및 포적심은 세탁수의 수위가 히터보호수위에서 더이상 변동되지 않을 때까지 수행된다. 즉, 포가 완전히 적셔져 더이상 세탁수를 흡수하지 않는 상태가 될 때까지 포적심이 수행되어 종료될 수 있다.
급수 및 포적심이 완료되면, 세탁수 히터가 구동하여 급수된 세탁수를 가열한다. 세탁수 가열 시 모터의 실동률은 최소로 설계된다. 대략 13%의 실동률을 갖도록 설계된다. 즉, 히팅 구간 전체 시간에 대해서 모터가 구동되는 시간은 대략 13%로 설계될 수 있다. 포와 세탁수를 골고루 히팅하기 위해서는 최소한의 텀블링은 필요하다.
드럼이 회전함에 따라 세탁수의 일부분이 드럼과 함께 회전하게 된다. 즉, 세탁수의 비산이 발생될 수 있고 또한 수면이 출렁거려 히터가 공기 중에 노출될 수 있다. 이러한 히터의 공기 중 노출에 의해서 히터보호수위가 지켜지지 않는다. 이러한 이유로 히팅 시에 텀블링은 필요하지만, 히터보호수위를 지키기 위하여 실동률은 최소로 세팅되는 것이다. 결과적으로 히팅 구간에서의 실동률은 급수 포적심 구간이나 본 세탁 구간에 비해서 상대적으로 매우 낮게 된다.
히팅 구간에서 텀블링이 수행되는 시간이 최소가 되므로, 히팅 구간에서의 세탁 효과는 크지 않다. 즉, 히팅에 필요한 시간만큼 세탁 시간이 증가되며 히팅 시간을 세탁 성능 확보에 이용하지 못하는 문제가 있다.
또한, 히팅 구간에서는 순환펌프의 구동이 정지된다. 즉, 드럼의 구동과 동기화되지 않으며 히팅 구간에서의 순환펌프 실동률은 0%라 할 수 있다. 순환펌프가 구동되면 전술한 바와 같이 대략 1.5 리터 이상의 세탁수가 추가적으로 급수되어야 하기 때문이다. 또한, 순환펌프의 구동과 텀블링 구동에 의해서 히터보호수위가 파괴될 우려가 있기 때문이다.
한편, 히팅 구간에서 순환펌프의 구동하거나 실동률을 높이기 위해서 추가적으로 급수하는 것은 바람직하지 않다. 왜냐하면, 일정량의 세제에 비해서 급수된 세탁수의 양이 증가하면 세제 농도가 낮아지기 때문이다. 즉, 히팅 구간이라는 상대적인 짧은 구간에서 순환과 높은 실동률을 통해 세탁 성능이 조금 상승할 수 있으나, 정작 세제 농도가 낮은 상태이므로 본 세탁 구간에서 세탁 성능은 현저히 감소할 수 있다.
목표 온도까지 세탁수가 가열되면, 실동률이 대략 70%로 하여 드럼이 구동되며, 본격적인 세탁이 수행된다. 본 세탁에서 순환펌프가 구동될 수 있다.
따라서, 일반적인 세탁장치에서는 히터보호수위를 만족시키기 위하여 상대적으로 많은 양의 세탁수가 필요할 수밖에 없었다. 그러므로 고농도의 세제수(세제가 용해된 세탁수)를 통한 세탁이 어려운 문제가 발생되거나, 많은 양의 세제가 필요한 문제가 있다. 또한, 히터보호수위를 만족시키기 위해, 히팅 구간에서 드럼이나 순환펌프의 실동률의 자유도에 제한이 발생할 수밖에 없다. 따라서, 세탁 시간이 상대적으로 증가할 수밖에없는 문제가 있다.
그러므로 세탁수 절감, 세제 절감, 고농도 세제수에 의한 세탁, 히팅 시간 감소, 모터 및 순환펌프의 실동률 자유도 향상에 의한 에너지 절감 및 세탁 시간 단축에 의한 요구 사항은 매우 크다고 할 수 있다.
본 발명은 기본적으로 종래 세탁장치의 문제를 해결하고자 함을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 급수되는 세탁수의 양이 적음에도 불구하고 포적심 구간에서 순환펌프를 구동하여 포적심 효율을 높일 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 효과적으로 포적심을 함에도 불구하고 포적심에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 히터보호수위를 파괴하여 세탁수 히팅 구간에서 드럼이 구동되는 실동률 및 순환펌프의 실동율을 높여 세탁 성능 향상 및 에너지 소모를 줄일 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 세탁수 히팅 구간에서 순환펌프를 구동하여 세탁 성능을 증진시킬 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 세탁수 히팅에 필요한 에너지를 줄여 세탁 성능 확보 및 에너지를 절감할 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 적은 양의 세탁수를 사용하여 고농도 세제수를 이용하여 세탁할 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 히터보호수위 파괴에도 불구하고 안전하게 세탁수를 가열할 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 인덕션 모듈을 통해서 드럼을 가열하고 가열된 드럼을 통해서 세탁수를 가열할 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 인덕션 모듈에 의한 과열을 방지하고 안전한 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다. 아울러, 히팅 구간에서 인덕션 모듈이 구동되는 시간(인덕션 모듈의 실동율)을 높혀, 히팅 및 세탁 효율이 증진될 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 드럼의 구동과 인덕션 모듈의 구동이 서로 연동되도록 제어하고, 특히 순환펌프의 구동과 연동시킴으로써 인덕션 모듈에 의한 드럼의 과열을 방지할 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 드럼의 과열을 감지하는 건조 온도 센서를 통해서 드럼의 과열 시 강제적으로 상기 인덕션 모듈의 구동을 정지시켜 안전한 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다. 특히, 인덕션 모듈의 강제 정지 시, 예정된 드럼 및/또는 순환펌프의 구동을 유지하여, 드럼 과열이 빠르게 해소될 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 서로 다른 설치 위치, 서로 다른 센싱 대상 그리고 서로 다른 센싱 시점을 갖는 건조 온도 센서와 세탁수의 온도를 감지하는 세탁수 온도 센서를 통해서, 인덕션 모듈에 의한 과열을 방지하여 안전한 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.
전술한 목적을 구현하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따르면, 터브, 드럼, 터브에 장착되어 인덕션에 의해서 상기 드럼을 가열하는 인덕션 모듈 그리고 터브 내부의 세탁수를 펌핑하여 드럼 상부로 공급하는 순환펌프를 갖는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.
세탁장치의 제어방법의 일실시예로, 급수밸브를 통해 상기 터브 내부로 세탁수를 급수하는 급수 단계; 상기 급수 단계 종료 후, 상기 순환펌프를 작동시켜 세탁수를 순환시키며 상기 드럼을 구동시켜 포 적심을 수행하는 포적심 단계; 상기 포적심 단계 종료 후, 상기 인덕션 모듈을 구동하여 가열하는 히팅 단계; 그리고 상기 히팅 단계 종료 후, 상기 드럼을 구동시켜 세탁을 수행하는 본 세탁 단계를 포함하고, 상기 급수 단계 종료에서의 세탁수위보다 상기 포적심 단계 종료에서의 세탁수위가 낮은 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법이 제공될 수 있다.
상기 세탁장치는 세탁행정, 헹굼행정 그리고 탈수행정을 순차적으로 수행하면서 세탁 코스를 수행할 수 있다. 상기 세탁행정에서 상기 급수 단계, 포적심 단계, 히팅 단계 및 본 세탁 단계가 순차적으로 수행되어 종료될 수 있다.
상기 급수단계에서, 세탁수위가 상기 드럼의 하부 일부분이 세탁수에 잠기는 급수수위 이상으로 급수가 수행되는 것이 바람직하다. 급수단계에서는 포적심을 위해서 급수가 수행되는 단계이므로, 포를 완전히 적실 수 있는 충분한 양의 세탁수가 공급되어야 할 것이다.
상기 급수단계에서, 상기 세탁수위가 단계적으로 상승하도록 상기 급수밸브를 통한 급수가 복수 회차로 수행되는 것이 바람직하다. 초기 회차에서는 급수가 간헐적 내지는 단속적으로 수행될 수 있다. 그리고 후기 회차에서는 급수가 연속적으로 수행될 수 있다.
상기 포적심 단계는 수위를 측정하는 단계를 더 포함하고, 상기 수위 측정 단계에서 측정된 수위가 기설정된 순환 수위보다 작은 경우, 추가 급수 단계가 수행될 수 있다.
포적심 단계를 통해서 수위가 낮아진다. 왜냐하면, 포가 물을 흡수하기 때문이다.
포적심 단계에서, 어느 정도의 수위에서 추가 급수가 필요한지 또는 어느 정도의 수위에서 추가 급수가 종료되어 포적심 단계가 종료되는지 중요하다. 왜냐하면, 포적심 단계에서 실질적으로 급수가 모두 종료하므로 세탁행정 시 필요한 세탁수는 포적심 단계에서 결정될 수 있기 때문이다. 또한, 포적심 단계에서의 수위가 후속하는 히팅 수위와 같을 수 있기 때문이다.
이러한 이유로, 본 실시예에서 포적심 단계에서의 기준 수위로 순환 수위를 제시한다.
상기 순환 수위는, 상기 순환펌프 구동을 위해서 순환 경로 내에 채워지는 세탁수의 양과 같거나 작은 양의 세탁수에 의해서 형성되는 세탁수위라 할 수 있다. 구체적으로, 상기 순환 수위는 상기 드럼의 최하단부가 세탁수에 잠기지 않는 수위일 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 순환 수위에 해당하는 세탁수의 양은 1.5 리터보다 작은 것이 바람직하며 대략 1 리터 이상인 것이 바람직하다.
따라서, 상기 추가 급수 단계는 상기 순환 수위까지 수행되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 추가 급수 단계는 실질적으로 터브 내에 잔수가 없는 공수위에서 수행되는 것이 바람직하다. 즉, 포적심을 수행하면서 터브 내의 수위가 공수위를 감지하면 추가 급수를 수행하고, 추가 급수는 순환 수위까지 수행되는 것이 바람직하다.
상기 수위 센싱 단계와 상기 추가 급수 단계에서는, 상기 드럼과 순환펌프의 구동이 정지되는 것이 바람직하다. 잔잔한 수위에서 정확하게 수위를 센싱하기 위함이다.
본 실시예에서, 포적심 단계에서는 초시 시작 시점을 제외하고는 포적심 종료까지 세탁수위가 드럼의 최하단부보다 낮은 수위라 할 수 있다. 따라서, 포적심을 수행하기 위하여, 터브 하부로부터 세탁수를 펌프하여 드럼 상부로 분사하는 순환펌프 구동을 수행함이 바람직하다.
상기 포적심 단계에서 상기 드럼의 구동은, 텀블링 구동과 필트레이션 구동을 포함하는 것이 바람직하다.
텀블링 구동에 의해서 포가 골고루 분산되고 아울러 포를 뒤집는 기능을 수행하게 된다. 이를 통해서 포가 골고루 적셔지도록 할 수 있다. 또한, 필트레이션 구동을 통해서 넓게 펼쳐진 포에 세탁수를 분사함과 동시에 세탁수를 포에서 배출시킬 수 있다. 즉, 세탁수가 포를 관통할 수 있게 된다. 이러한 필트레이션 구동을 통해서 세탁수 순환에 필요한 세탁수를 확보함과 동시에 포를 효과적으로 적실 수 있다.
상기 포적심 단계에서, 상기 텀블링 구동과 필트레이션 구동은 순차적 그리고 반복적으로 수행될 수 있다. 필트레이션 구동을 통해서 적은 양의 세탁수로도 순환펌프를 구동하여 포적심을 수행할 수 있다. 그리고 텀블링 구동을 통해서 더욱 효과적으로 포적심을 수행할 수 있다.
상기 포적심 단계에서, 상기 드럼의 구동은 텀블링 구동에서 연속적으로 필트레이션 구동이 수행되는 순환 구동을 포함할 수 있다. 즉, 한 번의 드럼 구동에서 2개의 목표 RPM을 갖도록 할 수 있다. 드럼이 회전을 시작하고 가속되어 텀블링 RPM에서 구동을 하다가, 다시 가속되어 필트레이션 RPM에서 드럼 회전이 유지될 수 있다. 필트레이션 RMP에서 모터가 오프되면 드럼이 감속되어 정지할 것이다. 따라서, 연속적인 텀블링 구동과 필트레이션 구동이 수행될 수 있다.
상기 포적심 단계에서, 상기 순환 구동은 복수 회 수행되며, 상기 순환펌프의 구동과 연동되는 것이 바람직하다.
상기 순환 구동을 위한 모터의 온 시점과 상기 순환펌프의 온 시점은 동일하고, 상기 순환 구동을 종료하기 위한 상기 모터의 오프 시점과 상기 순환펌프의 오프 시점은 동일한 것이 바람직하다. 즉 모터 온 구간과 순환펌프 온 구간은 동일할 수 있다.
초기 순환 구동에서는 세탁수가 순환펌프를 구동하는 데 충분하다. 따라서, 순환 구동의 전기 구간에서는 텀블링 구동이 수행되고 순환 구동의 후기 구간에서는 필트레이션 구동이 수행됨이 바람직하다.
상기 순환 구동에서 상기 텀블링 구동의 소요 시간이 상기 필트레이션 구동의 소요 시간보다 큰 것이 바람직하다. 이는 포적심 효과를 더욱 높이기 위함이다.
상기 히팅 단계와 상기 본 세탁 단계에서는 상기 급수밸브를 통한 추가적인 급수가 배제되는 것이 바람직하다. 급수 단계에서의 최종 목표 수위가 포적심 단계에서의 최종 목표 수위보다 높다. 그리고 급수는 급수 단계와 포적심 단계에서 모두 수행되는 것이 바람직하다. 이를 통해서, 세탁행정에서 급수에 소요되는 시간을 줄일 수 있으며, 따라서 전체 세탁 시간을 줄일 수 있다.
상기 포적심 단계는, 상기 드럼과 순환펌프의 구동 후 세탁수위의 변화가 없는 경우 종료하는 것이 바람직하다. 즉, 포적심이 완전히 이루어져 더 이상 포적심에 의해 세탁수위 감소가 없는 경우 포적심 단계가 종료됨이 바람직하다.
상기 포적심 단계는, 세탁수위가 상기 순환펌프 구동을 위해서 순환 경로 내에 채워지는 세탁수의 양과 같거나 작은 양의 세탁수에 의해 형성되는 순환 수위에서 종료하는 것이 바람직하다.
상기 순환 수위에서 상기 히팅 단계와 본 세탁 단계가 수행되는 것이 바람직하다.
상기 히팅 단계에서 세탁수위는, 상기 드럼의 최하단부가 세탁수에 잠기지 않는 수위인 것이 바람직하다.
상기 히팅 단계에서 세탁수위는, 상기 순환펌프 구동을 위해서 순환 경로 내에 채워지는 세탁수의 양과 같거나 작은 양의 세탁수에 의해 형성되는 순환 수위와 같거나 작은 것이 바람직하다.
본 실시예에서는 히터 보호를 위한 수위를 유지할 필요가 없다. 따라서, 최소한의 세탁수만으로 순환펌프가 정상적으로 구동될 수 있도록 할 수 있다.
상기 히팅 단계에서 상기 터브에 저수되어 상기 순환 수위를 형성하는 세탁수의 양은 1 리터 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 최소의 세탁수의 양은 전체 세탁수의 양이 적음으로 하여 고농도 세제수를 제공할 수 있음을 의미하게 된다.
상기 히팅 단계에서, 상기 드럼, 상기 순환 펌프 그리고 상기 인덕션 모듈이 구동되는 것이 바람직하다.
드럼의 외주면이 인덕션 모듈에 의해 가열되는데, 이때 드럼이 회전하게 되어 드럼이 골고루 가열된다. 드럼이 회전하고 드럼 내부에 세탁수가 분사된다. 따라서, 세탁수뿐만 아니라 포도 골고루 가열될 수 있다.
여기서, 인덕션 모듈이 가열하는 대상은 실질적으로 드럼, 세탁수 그리고 포이다. 드럼과 포의 체적 그리고 포에서 최대로 함유한 세탁수의 양이 동일한 것을 전제로 하면, 잔류 세탁수의 양이 적을수록 가열 효율이 높음을 알 수 있다. 본 실시예에 따르면 히터 보호 수위에 필요한 잔류 세탁수의 양보다 훨씬 작은 잔류 세탁수만 필요하게 된다. 따라서, 가열 효율을 더욱 높일 수 있다.
상기 드럼이 구동하는 구간은 상기 순환 펌프와 상기 인덕션 모듈이 구동되는 구간을 포함할 수 있다. 즉, 순환 펌프와 인덕션 모듈은 드럼이 구동될 때만 구동될 수 있다. 드럼이 구동될 때 드럼 내의 포가 이동하므로 이때 세탁수를 분사하는 것이 효과적이기 때문이다. 또한, 드럼이 구동될 때 인덕션 모듈이 구동되어야 드럼의 과열이 방지되고 드럼이 골고루 가열될 수 있기 때문이다. 아울러, 잔류 세탁수를 포함하는 전체 세탁수를 가열하기 위함이다.
따라서, 상기 드럼이 구동하지 않는 구간에서 상기 순환 펌프와 상기 인덕션 모듈의 구동이 배제되는 것이 바람직하다.
상기 히팅 단계에서, 상기 드럼의 실동률은 50% 이상이며 더욱 바람직하게는 80% 이상인 것이 바람직하다. 본 실시예에서의 히팅은 일반적으로 세탁수를 가열하고 가열된 세탁수를 포에 공급하여 포를 가열하는 것과 다르다. 즉, 드럼을 직접 가열하여 포와 세탁수를 동시에 가열하는 것이다. 세탁수에 잠겨있는 히터가 아닌 드럼을 직접 가열하므로, 히터 보호 수위가 본 실시예에서는 무의미하다. 그러므로, 히팅 단계에서 실동률을 매우 높일 수 있다.
이는 포에 기계력을 더욱 제공하여 세탁 효과를 높일 수 있음을 의미한다. 아울러, 포와 세탁수가 더욱 골고루 가열될 수 있도록 할 수 있다. 히팅 단계에서의 히팅 메커니즘, 수위, 순환펌프 구동 그리고 드럼 구동의 특징에 의해서, 본 실시예에 히팅 단계는 매우 효과적인 히팅 효율 및 세탁 효율을 제공할 수 있다.
상기 히팅 단계에서, 상기 드럼의 구동은 텀블링 구동과 필트레이션 구동을 포함할 수 있다.
상기 히팅 단계에서, 상기 드럼의 구동은 텀블링 구동에서 연속적으로 필트레이션 구동이 수행되는 순환 구동을 포함할 수 있다.
상기 포적심 단계에서, 상기 순환펌프가 작동하는 구간 중 전반기에는 상기 드럼이 텀블링 구동을 하고 후반기에는 필트레이션 구동을 하는 것이 바람직하다.
전술한 목적을 구현하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 세탁수를 수용하는 터브; 상기 터브 내부에 회전 가능하게 구비되고, 내부에 포가 수용되는 드럼; 상기 드럼을 구동하는 모터; 상기 터브에 장착되어, 인덕션 히팅을 통해 상기 드럼을 가열하는 인덕션 모듈; 상기 터브 내부의 세탁수를 펌핑하여 드럼 내부로 공급하는 순환 펌프; 상기 터브 내부로 세탁수를 급수하도록 구비되는 급수밸브; 상기 터브 내부의 세탁수 수위를 센싱하는 수위센서; 그리고 상기 모터, 인덕션 모듈, 순환 펌프 그리고 급수밸브의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 수위센서를 통해 감지되는 세탁수의 수위가 상기 드럼의 최하단부보다 낮은 상태인 목표 수위까지 상기 급수밸브를 통해서 세탁수가 급수되도록 제어하고, 상기 목표 수위 도달 후, 상기 드럼과 순환펌프가 구동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁장치가 제공될 수 있다.
상기 목표 수위 도달 후, 히팅 단계와 본 세탁 단계가 수행될 수 있다. 상기 히팅 단계에서는 상기 드럼, 순환펌프 그리고 인덕션 모듈이 구동될 수 있다. 상기 목표 수위 도달 후 추가 급수가 수행되지 않는 것이 발마직하다.
세탁행정 내에서 급수가 최종적으로 종료하면, 히팅 단계가 수행될 수 있다. 제어부는 급수의 최종 종료 후 히팅 단계가 수행되도록 제어할 수 있다. 히팅 단계에서, 제어부는 드럼이 구동되는 구간 내에서 순환펌프 그리고 인덕션 모듈이 구동되도록 제어할 수 있다.
본 실시예에서, 제어부는 급수밸브와 수위센서를 통한 급수 제어, 인덕션 모듈의 구동 제어, 드럼의 구동 제어 그리고 순환펌프의 구동 제어을 제어하여, 매우 효과적인 세탁방법을 제공하는 세탁장치를 구현할 수 있다.
전술한 목적을 구현하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따르면, 터브, 드럼, 터브에 장착되어 인덕션에 의해서 상기 드럼을 가열하는 인덕션 모듈 그리고 터브 내부의 세탁수를 펌핑하여 드럼 상부로 공급하는 순환펌프를 갖는 세탁장치의 제어방법에 있어서, 급수밸브를 통해 터브 내부로 세탁수를 급수하는 급수 단계; 상기 급수 단계 종료 후, 상기 순환펌프를 작동시켜 세탁수를 순환시키며 상기 드럼을 구동시켜 포 적심을 수행하는 포적심 단계; 상기 포적심 단계 종료 후, 상기 인덕션 모듈을 구동하여 가열하는 히팅 단계; 그리고 상기 히팅 단계 종료 후, 상기 드럼을 구동시켜 세탁을 수행하는 본 세탁 단계를 포함하고, 상기 히팅 단계는 세탁수의 수위가 상기 드럼의 최하단부보다 낮은 상태에서 수행되며, 상기 드럼, 순환펌프 그리고 인덕션 모듈이 구동되어 상기 드럼, 세탁수 그리고 포가 가열되는 단계임을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법이 제공될 수 있다.
전술한 목적을 구현하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따르면, 터브, 드럼 그리고 터브에 장착되어 인덕션에 의해서 상기 드럼을 가열하는 인덕션 모듈을 갖는 세탁장치의 제어방법에 있어서, 급수밸브를 통해 상기 터브 내부로 세탁수를 급수하는 급수 단계; 그리고 상기 급수 단계 종료 후, 상기 인덕션 모듈을 구동하여 가열하는 히팅 단계를 포함하고, 상기 히팅 단계에서, 상기 드럼의 구동과 상기 인덕션 모듈의 구동은 연동되도록 제어되며, 상기 드럼이 구동하는 구간은 상기 인덕션 모듈이 구동되는 구간을 포함하며, 상기 드럼이 구동하는 구간 외에서 상기 인덕션 모듈의 구동이 배제되는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법이 제공될 수 있다.
전술한 실시예들의 특징들은 서로 모순되거나 배타적이지 않는 한 다른 실시예에 복합적으로 구현될 수 있을 것이다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 급수되는 세탁수의 양이 적음에도 불구하고 포적심 구간에서 순환펌프를 구동하여 포적심 효율을 높일 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 효과적으로 포적심을 함에도 불구하고 포적심에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 히터보호수위를 파괴하여 세탁수 히팅 구간에서 드럼이 구동되는 실동률을 높여 세탁 성능 향상 및 에너지 소모를 줄일 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 세탁수 히팅 구간에서 순환펌프를 구동하여 세탁 성능을 증진시킬 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 세탁수 히팅에 필요한 에너지 및 시간을 줄여 세탁 성능 확보 및 에너지를 절감할 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 적은 양의 세탁수를 사용하여 고농도 세제수를 이용하여 세탁할 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 히터보호수위 파괴에도 불구하고 안전하게 세탁수를 가열할 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 인덕션 모듈을 통해서 드럼을 가열하고 가열된 드럼을 통해서 세탁수를 가열할 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 인덕션 모듈의 가열 구간과 순환 펌프의 가열 구간을 실질적으로 동일하게 하여, 포가 과열되어 손상되는 것을 방지할 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 인덕션 모듈의 가열 구간을 드럼의 회전 구간과 실질적으로 동일하게 하거나 드럼의 회전 구간에 포함되도록 하여, 드럼의 과열을 효과적으로 방지하여 안전한 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다. 또한, 드럼의 온도를 센싱할 수 있는 건조 온도 센서를 통해서 드럼의 과열을 미연에 방지할 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 인덕션 모듈에 의한 과열을 방지하고 안전한 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다. 아울러, 히팅 구간에서 인덕션 모듈이 구동되는 시간(인덕션 모듈의 실동율)을 높혀, 히팅 및 세탁 효율이 증진될 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 드럼의 구동과 인덕션 모듈의 구동이 서로 연동되도록 제어하고, 특히 순환펌프의 구동과 연동시킴으로써 인덕션 모듈에 의한 드럼의 과열을 방지할 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 드럼의 과열을 감지하는 건조 온도 센서를 통해서 드럼의 과열 시 강제적으로 상기 인덕션 모듈의 구동을 정지시켜 안전한 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다. 특히, 인덕션 모듈의 강제 정지 시, 예정된 드럼 및/또는 순환펌프의 구동을 유지하여, 드럼 과열이 빠르게 해소될 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예를 통해서, 서로 다른 설치 위치, 서로 다른 센싱 대상 그리고 서로 다른 센싱 시점을 갖는 건조 온도 센서와 세탁수의 온도를 감지하는 세탁수 온도 센서를 통해서, 인덕션 모듈에 의한 과열을 방지하여 안전한 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.
도 1은 종래 세탁장치에서 세탁 과정에서의 드럼 구동과 순환 펌프 구동의 작동 모습을 도시하고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 세탁장치의 제어 구성을 도시하고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 세탁장치에서 급수 단계와 포적심 단계에서의 제어 구성의 작동 모습을 도시하고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 세탁장치의 제어 흐름을 도시하고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 세탁장치에서 히팅 단계에서 제어 구성의 작동 모습을 도시하고,
도 6은 드럼의 정지 시 모습을 도시하고,
도 7은 드럼의 텀블링 구동 시의 모습을 도시하고,
도 8은 드럼의 필트레이션 구동 시의 모습을 도시하고,
도 9는 인덕션 모듈의 안전 구동을 위하여 드럼 구동과 인덕션 모듈의 구동과의 연관 관계를 도시하고,
도 10은 종래 세탁장치에서의 세탁성능, 물량, 세탁온도, 세탁수 순환 그리고 드럼 구동과의 상관 관계를 도시하고,
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 세탁장치에서의 세탁성능, 물량, 세탁온도, 세탁수 순환 그리고 드럼 구동과의 상관 관계를 도시한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 세탁장치 및 이의 제어방법에 대해서 상세히 설명한다.
본 출원인은, 본 발명의 일실시예에 적용될 수 있는 세탁장치로서 인덕션 모듈을 갖는 세탁장치에 대해서 특허출원(대한민국 특허출원 번호 KR10-2017-0101332, 이하 "선행특허"라 한다)를 한 바 있다.
따라서, 본 명세서에서 설명되지 않은 사항들은 상기 선행특허와 모순되지 않는 한 상기 선행특허에 개시된 바와 동일 또는 유사할 수 있다.
그러므로 세탁장치의 외관을 형성하는 캐비닛, 상기 캐비닛 내부에 구비되는 터브, 상기 터브 내부에서 회전 가능하게 구비되는 드럼, 상기 캐비닛에 회전 가능하게 구비되는 도어에 대해서는 구체적인 설명을 생략한다. 아울러, 인덕션 모듈의 히팅 원리와 구조 특징에 대해서도 구체적인 설명을 생략한다.
먼저, 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 세탁장치의 제어구성에 대해서 상세히 설명한다.
제어부(20)는 메인 프로세서로서 세탁장치의 작동을 제어하도록 구비된다. 이러한 제어부를 통해서 후술하는 각종 제어구성의 작동이 제어될 수 있다.
모터(21)는 드럼을 구동하도록 구비된다. 즉, 드럼을 회전시키도록 모터(21)가 구비된다. 모터(21)의 회전력이 드럼에 직접 전달되거나 간접적으로 전달될 수 있다. 최근에는 모터(21)의 회전력이 드럼에 직접 전달되는 직결식 모터가 일반적으로 사용되고 있다.
모터(21)의 구동 패턴에 따라 드럼의 구동 패턴이 달라질 수 있다. 따라서, 제어부(20)는 모터(21)의 구동을 제어하여 드럼의 텀블링 구동, 필트레이션(filtration) 구동 그리고 스핀(spin) 구동 등 다양한 구동을 발생시킨다. 드럼의 구동 모습을 드럼의 모션이라 할 수도 있다.
일정 시간 구간 내에서 모터가 실제로 구동하는 시간을 실동률이라 할 수 있다. 즉, 100초 구간 내에서 실제로 모터가 50초만 구동되는 경우 모터의 실동률은 50%라 할 수 있다. 모터가 드럼을 구동하므로, 모터의 실동률은 대략 드럼의 실동률과 같다고 할 수 있다. 본 실시예에서는 모터의 실동률과 드럼의 실동률을 달리 설명하지 않는 한 동일한 것으로 이해될 수 있다.
드럼의 텀블링 구동은, 드럼이 대략 40 내지 46 RPM으로 회전함에 따라 드럼 내부의 포가 들어올려진 후 낙하하도록 하는 구동이다. 포의 낙하 및 드럼과의 마찰을 통한 기계력에 의해서 세탁이나 포적심이 수행되는 구동이라 할 수 있다. 포가 드럼 내에서 교반되는 구동이므로 일반적으로 많이 사용되는 구동이라 할 수 있다.
드럼의 필트레이션 구동은, 드럼이 대략 1OO RPM으로 회전함에 따라 드럼 내부에서 포가 드럼 내주면에 밀착하여 드럼과 포가 일체로 회전하는 구동이라 할 수 있다. 이때, 세탁포가 드럼 내주면에 펼쳐지게 되며 포에서 세탁수의 이탈이 발생하게 된다.
드럼의 스핀 구동은, 드럼이 대략 800 RPM 이상으로 회전함에 따라 포에서 세탁수를 원심 탈수하는 구동이라 할 수 있다. 매우 큰 원심력에 의해서 세탁의 최종 과정에서 스핀 구동이 수행되어 모든 세탁이 종료될 수 있다.
따라서, 스핀 구동, 필트레이션 구동 그리고 텀블링 구동의 순서로 드럼의 회전 RPM이 커지게 된다. 스핀 구동은 지속적으로 일방향으로 드럼을 회전시키는 구동이라 할 수 있으며, 텀블링 구동과 스핀 구동은 정역방향으로 회전 및 정지를 반복하는 구동이라 할 수 있다.
세탁을 위해서 세탁수가 세탁장치 외부에서 터브 내부로 공급되어야 한다. 이를 위해서 세탁장치에는 급수밸브(23)가 구비된다. 급수밸브는 외부 급수원과 연결되며, 급수밸브 작동 시 세탁수가 세탁장치 내부로 공급된다.
필요에 따라 급수밸브(23)는 복수 개 구비될 수 있다. 외부 급수원의 냉수를 공급하기 위한 냉수밸브(25)와 보일러 등과 연결되어 온수와 같이 냉수 아닌 물을 공급하기 위한 프리(pre)밸브(24)가 구비될 수 있다.
세탁 시 세탁수의 온도가 상온(찬물 또는 냉수)으로 세팅된 경우에는 세탁수의 히팅이 요구되지 않는다. 따라서, 이 경우 급수는 냉수밸브(25)에 의해서만 수행될 수 있다. 그러나 세탁 시 세탁수의 온도가 상온이 아닌 정온(섭씨 25도, 섭씨 40도 등)으로 세팅된 경우에는 프리밸브(24)와 냉수밸브(25)를 통해서 세탁수가 급수될 수 있다. 물론, 후자의 경우 냉수밸브(25)를 통해서만 세탁수가 급수되는 것도 가능할 것이다.
한편, 프리밸브(24)와 냉수밸브(25)는 동일한 냉수를 급수하기 위한 밸브일 수 있다. 프리밸브(24)를 통한 급수는 드럼 내부를 거쳐 터브로 급수하는 경우이며, 냉수밸브(25)를 통한 급수는 드럼 내부를 거치지 않고 터브로 급수하는 경우일 수 있다. 물론, 이와 반대일 수도 있다.
또한, 프리밸브(24)는 세제박스를 거쳐 세탁수를 터브로 공급하기 위한 급수밸브일 수 있으며, 냉수밸브(25)는 세제박스를 거치지 않고 세탁수를 터브 내부로 직접 공급하기 위한 급수밸브일 수 있다. 물론, 이와 반대일 수도 있다.
따라서, 세탁수의 온도와 세탁수의 급수 경로에 따라 복수 개의 급수 밸브가 구비될 수 있다.
수위센서(26)는 터브 내부로 공급된 세탁수의 수위를 센싱하도록 구비될 수 있다. 즉, 적정한 양의 세탁수가 공급되도록 수위를 제어하기 위한 센서라 할 수 있다.
일반적으로, 수위센서(26)는 주파수를 통해서 수위를 센싱하는 주파수 센서가 많이 사용된다. 수위에 따라 센싱되는 주파수가 다름을 이용하여 수위를 센싱하게 된다. 세탁 시 수위센서(26)는 공수위와 최대수위 사이에서 급수가 수행되도록 수위를 센싱하게 된다. 최대수위는 전술한 바와 같이 히터보호수위로서 드럼의 하부 일부분이 세탁수에 잠기는 수위라 할 수 있다. 포가 세탁수를 가득 흡수한 후의 세탁수의 수위가 히터보호수위가 될 때까지 급수가 수행됨이 일반적이다.
본 실시예에서는 히터보호수위가 파괴된다고 할 수 있다. 즉, 히터보호수위가 무시될 수 있다. 따라서, 급수가 수행되는 최대수위를 히터보호수위가 아닌 급수수위라 할 수 있다. 본 실시예에서의 급수수위는 드럼의 하부 일부분이 세탁수에 잠기는 수위라 할 수 있다.
주파수 센서에서 공수위는 대략 25.5 Khz, 히터보호수위는 대략 24.7 Khz라 할 수 있다. 물론, 특정 주파수의 값은 세탁장치의 크기, 주파수 센서의 모델 그리고 외부 환경에 따라 달라질 수 있다. 그러나 주파수 센서에서 주파수가 클수록 수위가 낮은 것은 동일할 것이다.
제어부(20)는 수위센서(26)에서 감지된 수위 값을 기반으로 하여 급수 밸브(23)의 작동을 제어하게 된다.
인덕션 모듈(IH 모듈, 27)은 인덕션에 의해 드럼을 가열하는 히터라 할 수 있다. 상기 인덕션 모듈에 대해서는 선행특허에 상세히 설명한 바 있으므로 중복 설명은 생략한다.
인덕션 모듈에 의해서 드럼을 가열하면 세탁수가 가열된다. 물론, 세탁수뿐만 아니라 드럼과 접촉하는 포가 직접 가열된다. 이러한 히팅 방식에 의해서 세탁수를 흡수한 포가 직접 가열되어 가열 효과를 높이는 것이 가능하게 된다. 그리고 열이 주변으로 확산되는 것이 줄어들기 때문에 가열 효율이 더욱 높게 된다.
세탁 시 인덕션 모듈을 통한 가열은 세탁수 온도센서(28)를 통해서 수행될 수 있다. 즉, 세탁수의 온도가 설정 온도에 도달하면 가열이 종료될 수 있다.
인덕션 모듈에 의해, 드럼은 짧은 시간에 섭씨 160도 정도까지 가열될 수 있다. 일례로, 대략 3초 정도에서 드럼의 외주면 온도가 섭씨 160도까지 상승할 수 있다. 따라서, 드럼에서의 열은 세탁수와 포에 전달되어 드럼의 과열 내지는 인덕션 모듈의 과열이 방지되어야 한다.
드럼의 과열을 방지하기 위하여 건조 온도센서(29)가 구비될 수 있다. 건조 온도 센서(29)는 드럼 외주면의 온도를 직접 또는 간접적으로 센싱하도록 구비될 수 있다. 건조 온도센서(29)를 통해서 드럼이 과열되었다고 판단되는 경우, 제어부(20)는 인덕션 모듈의 작동을 정지시키게 된다.
상기 세탁수 온도센서(28)은 터브의 하부에 장착되어 세탁수의 온도를 센싱할 수 있다. 상기 건조 온도 센서는 터브의 상부에 장착되어 드럼 외주면의 온도를 센싱할 수 있다. 따라서, 양자의 설치 위치와 센싱 대상이 다른 것이 바람직하다.
상기 세탁수 온도센서(28)는 세탁수의 온도를 직접 센싱할 수 있다. 상기 건조 온도센서(29)는 회전하는 드럼에 비접촉하여 간접적으로 드럼의 온도를 센싱할 수 있다. 따라서, 양자의 센싱 메커니즘 내지는 방법이 다른 것이 바람직하다.
상기 세탁수 온도센서(28)는 드럼의 정지 시 세탁수의 온도를 센싱하도록 구비될 수 있다. 목표 온도에 도달 시 상기 인덕션 모듈이 작동하지 않도록 제어될 수 있다. 상기 건조 온도센서(29)는 드럼의 회전 시 드럼의 온도를 센싱하도록 구비될 수 있다. 특히, 드럼의 회전 시 그리고 인덕션 모듈의 작동 시 온도를 센싱하도록 구비될 수 있다. 따라서, 양자의 센싱 시점이 서로 다른 것이 바람직하다.
이러한 이중 센서 구성을 통해서 안전한 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예는 안정적으로 인덕션 모듈을 구동할 수 있는 세탁장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다. 특히, 드럼 구동과 인덕션 모듈 구동이 연동되도록 할 수 있다. 이러한 실시예에 대한 구체적인 사항은 후술한다.
본 실시예에 따른 세탁장치 및 제어방법은, 종래보다 세탁시 요구되는 세탁수의 양보다 현저히 적은 양의 세탁수으로 효과적인 세탁을 수행할 수 있다. 즉, 히터보호수위보다 훨씬 낮은 수위까지의 세탁수의 양만으로도 효과적인 세탁이 수행될 수 있다.
세탁이 효과적으로 수행되기 위해서는 포에 충분히 세제수(세제가 용해된 세탁수)가 공급되어야 한다. 즉, 포가 세제수를 흡수하고 배출하는 것이 동시에 수행될 수 있는 상태에서, 세탁이 수행됨이 바람직하다. 포의 일부분이 젖지 않은 경우, 이 부분은 세탁되지 않을 것임이 명백할 것이다. 이러한 이유로, 종래에는 히터보호수위에서 세탁이 수행된 것이라 할 수 있다.
그러나 본 실시예에서 히터보호수위는 요구되지 않으며 히터보호수위보다 훨씬 낮은 수위에서 세탁이 수행될 수 있다. 즉, 포가 세탁수에 잠기지 않은 상태에서 세탁이 수행될 수 있다.
이 경우, 드럼이 구동됨에 따라 포가 흡수한 세제수는 점차 터브로 배출될 수밖에 없어서 세탁 효과가 저하될 수밖에 없다. 이러한 이유로, 본 실시예에서는 포에 세제수를 공급하거나 재공급하기 위한 순환펌프(22)가 구비됨이 바람직하다.
순환펌프(22)는, 터브의 하부에서 세탁수의 일부를 빼낸 후 펌핑하여, 드럼 상부에서 포로 세탁수를 분사하는 구성이라 할 수 있다. 세탁수의 분사 압력에 의해서 세탁 효과가 증진될 수 있고, 세탁수(세제수)를 포에 재공급하여 포가 충분히 젖은 상태를 항상 유지할 수 있도록 하게 된다. 따라서, 포가 세탁수에 잠겨있지 않더라도 효과적인 세탁이 수행될 수 있게 된다.
세탁장치를 통한 세탁은 초기 급수, 포적심, 히팅 그리고 본 세탁 단계 내지 구간을 통해서 수행될 수 있다. 본 세탁 후 헹굼과 탈수가 수행되어 세탁이 종료될 수 있다. 전체 세탁 과정 내지는 세탁 코스는 세탁 행정, 헹굼 행정 그리고 탈수 행정 순서로 자동으로 수행되어 종료하게 된다.
포적심 단계에서 추가 급수가 수행될 수 있다. 본 실시예는, 특히 세탁 행정에서 히팅이 수행되는 경우, 전술한 목적을 달성할 수 있을 것이다. 후술하는 본 발명의 실시예에 따른 세탁 행정에서의 특징은 모순되거나 배타적이지 않는 한 헹굼 행정에도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.
이하에서는 도 3 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 제어방법에 대해서 상세히 설명한다. 도 4는 세탁 행정의 전체 플로우에 대해서 도시하고 있으며, 도 3은 세탁 행정 내에서 특히 급수 및 포적심 구간(단계)에서의 제어 구성(급수 밸브, 드럼을 구동하는 모터, 순환펌프 그리고 수위센서)들의 작동 모습을 도시하고 있다.
먼저, 급수 및 포적심 구간에 대해서 설명한다.
세탁이 시작되면 먼저 드럼이 구동하면서 포량감지(S10)가 수행될 수 있다. 감지된 포량이 많을수록 많은 양의 세탁수가 필요할 수 있으며, 아울러 세탁 시간이 길어질 수 있다. 포량이 감지되면 감지된 포량에 따라 예상되는 세탁 종료 시간이 표시될 수 있다.
포량이 감지되면 급수 단계(S20)가 수행될 수 있다. 상기 급수 단계(S20)는 초기 급수라 할 수 있다. 상기 급수 단계(S20)에서는 드럼이 텀블링 구동을 할 수 있으며, 이때의 RPM은 대략 46RPM 일 수 있다. 모터가 온되면 RPM은 점차 증가하여 설정 RPM인 46RPM을 유지하면서 구동하고, 모터가 오프되면 46RPM에서 점차 감소하여 드럼이 정지한다. 따라서, 모터의 오프 후 짧은 시간 동안 드럼은 회전하게 된다. 모터의 오프 후 드럼 회전이 정지한 후, 소정 시간 경과 후 다시 모터가 온된다. 이 때에는 드럼이 반대 방향으로 회전하도록 할 수 있다.
급수 단계(S20)에서 급수밸브(23)는 온/오프를 반복하는 간헐 급수가 수행될 수 있으며, 일정 시간 온을 유지하여 급수할 수도 있다. 급수 단계(S20)에서 급수는 복수 회에 걸쳐 수행될 수 있다. 각각의 급수 회차에서 급수밸브(23)의 온/오프 패턴이나 온 시간은 서로 다를 수 있다. 도 2에서는 4 번의 텀블링 구동과 4 번의 급수 회차가 수행되는 일례가 도시되어 있다. 포량에 따라 텀블링 구동 회수와 급수 회차의 수가 달라질 수 있다.
급수 단계(S20)에서는 프리밸브(24)에 의한 급수(S21)와 냉수밸브(25)에 의한 급수(S22)가 순차적으로 수행될 수 있다. 즉, 프리 급수(S21), 냉수 급수(S22), 프리 급수(S23) 그리고 냉수 급수(S24)가 수행될 수 있다. 급수 단계(S20)에서의 최종 급수는 냉수 급수(S24)일 수 있다.
급수 단계(S20)가 진행됨에 따라 수위는 증가하게 된다. 즉, 센싱되는 수위 주파수는 감소하게 된다. 도 2에서의 25.5 Khz는 공수위의 예시, 25.4 Khz는 공수위보다 높은 수위이면서 본 실시예에서 요구되는 최소 수위(일례로 대략 1 리터 전후의 수위이며, 본 실시예에서는 이를 순환 수위라 한다)의 예시, 그리고 24.7 Khz는 종래의 히터보호수위 또는 드럼의 하단이 일부 세탁수에 잠기는 수위의 예시이다.
급수 단계(S20)에서 초기 급수 회차에서는 텀블링 구동 구간과 급수 구간이 많은 부분 겹치도록 수행될 수 있다. 즉, 포에 직접 세제수를 공급하여 추후 포적심 시간을 줄일 수 있다.
마른 포가 세탁수를 흡수하는 데에는 소정 시간이 필요하다. 따라서, 급수 단계(S20)에서 급수된 세탁수 중 초기에 포에 흡수되는 양이 상대적으로 작다. 따라서, 목표 수위까지 도달하는 경우 급수 단계(S20)를 종료하게 된다. 이때의 목표 수위는 종래의 히터보호수위와 유사하거나 그보다 낮은 수위일 수 있다. 물론, 상기 목표 수위는 상기 순환 수위보다 높은 수위라 할 수 있다. 그러나, 추후 포적심을 통해서 수위가 낮아질 것이 충분히 예상되므로, 상기 목표 수위는 히터보호수위와 동일하게 세팅될 수 있다. 도 3에 도시되지는 않았지만, 급수 과정에서 수위가 센싱될 수 있으며, 이는 급수 과정의 종료 시점을 판단하기 위한 것이 할 수 있다.
목표 수위(대략 24.7 Khz)에서 급수 단계(S20)가 종료하면 포적심 단계(S30)가 수행된다. 포적심 단계에서는 포가 충분히 세탁수를 흡수하도록 하는 단계라 할 수 있다.
본 실시예에서 급수 단계(S20)의 종료 시 수위는 포가 세탁수에 실질적으로 잠기지 않는 수위일 수 있다. 드럼의 하부에 접한 일부분의 포만 세탁수에 잠긴 상 수위일 수 있다. 그리고 포적심 단계(S30)는 추가 급수가 아닌 드럼 구동을 하면서 시작할 수 있다. 따라서, 포적심을 위해서 드럼 구동과 함께 순환 펌프가 구동하는 것이 바람직하다.
즉, 급수 단계(S20)가 마지막으로 급수(S24)로 종료하면, 드럼 구동을 위한 모터 온 및 순환 펌프 온으로 포적심 단계(S30)가 시작됨이 바람직하다.
급수 단계(S20) 종료 시 수위는 순환 수위보다 높다. 따라서, 순환에 필요한 충분한 양의 세탁수가 터브에 저수된 상태라 할 수 있다.
드럼 구동은 텀블링 구동을 포함할 수 있다. 그리고 드럼 구동은 필트레이션 구동을 포함할 수 있다.
모터 온으로부터 텀블링 구동을 소정 시간 수행하고, 연속적으로 필트레이션 구동을 할 수 있다. 즉, 텀블링 구동을 위한 46 RPM으로 드럼이 회전하다가 RPM을 필트레이션 구동을 위한 대략 100RPM으로 상승 및 유지할 수 있다. 그리고 소정 시간 경과 후 모터 오프할 수 있다. 이러한 텀블링 구동에서 연속적으로 필트레이션 구동을 하는 드럼의 구동을 편의상 드럼의 순환 구동 내지는 순환 모션이라 할 수 있다. 즉, 드럼의 순환 구동은 텀블링 후 연속적으로 필트레이션이 수행되는 구동이라 할 수 있다.
순환 구동의 초기 텀블링 구동에서 순환 펌프가 구동하므로 수위는 점차 감소하게 된다. 왜냐하면, 순환 펌프 구동에 의해서 포에 분사된 세탁수를 포가 흡수하기 때문이다. 수위가 점차 감소함에 따라 순환 펌프의 구동에 필요한 양의 세탁수가 터브에 저수되지 않을 수 있다. 따라서, 순환 구동의 후기 필트레이션 구동에서 드럼 주변에 뭍어 있는 세탁수나 포에 과도하게 흡수된 세탁수의 일부분을 탈수시키게 된다. 이러한 필트레이션 구동에 의해서 순환 펌프 구동을 위한 세탁수를 확보할 수 있다.
첫 회차의 드럼의 순환 구동 그리고 순환 펌프 구동(S31)에 의해서 대부분의 세탁수는 포에 흡수되어 포를 적시게 된다. 적정량으로 포에 흡수된 세탁수는 필트레이션 구동의 RPM이 상대적으로 낮기 때문에 원심력에 의해서 탈수되지는 않게 된다.
따라서, 첫 회차의 드럼과 순환 펌프의 구동이 수행되고(S31)고, 모터와 순환 펌프가 오프됨으로써 드럼과 순환 펌프의 구동이 종료(S32)된다. 모터와 순환 펌프는 동기화될 수 있다. 그러나 모터의 오프시 드럼은 짧은 시간 회전하여 정지하게 된다. 관성력에 의한 것이라 할 수 있다. 모터의 오프 후 드럼이 완전 정지하면, 수위를 측정한다(S33). 즉, 잔잔한 수면에서 수위를 정확히 측정하기 위함이다. 첫 회차의 드럼과 순환 펌프의 구동 후에는 수위가 대략 공수위가 될 것이다.
센싱된 수위가 공수위이거나 순환 수위보다 낮은 수위인 경우, 일례로 25.5 Khz이거나 25.4 Khz 보다 큰 경우, 1회차 추가 급수가 수행될 수 있다. 추가 급수는 전술한 급수밸브(23)를 통한 급수일 수 있다. 즉, 급수 단계(S20)의 맨 마지막에 온 되었던 밸브, 일례로 냉수 밸브(S25)를 통한 급수(S24)가 다시 수행될 수 있다. 따라서, 추가 급수는 포적심에서의 급수(S24)와 구분하기 위하여 S34로 표시될 수 있다. 추가 급수(S34)는 순환 수위까지 수행될 수 있다. 즉, 수위센서(26)가 일례로 25.4 Khz를 센싱할 때까지 급수가 수행될 수 있다.
추가 급수(S33)가 수행된 후, 다시 2회차의 드럼과 순환 펌프의 구동이 수행된다(S31). 여기서, 순환 펌프의 구동이 시작하는 수위는 포적심 단계(S30)에서 추가 급수의 목표 수위임을 알 수 있다.
드럼과 순환 펌프의 구동은 1회차와 동일하게 수행되며, 수위 센싱이 필요한 경우 추가 급수(S33)가 다시 수행될 수 있다. 물론, 드럼과 순환 펌프의 구동이 다시 시작될 수 있다.
포적심 단계(S30)에서, 드럼 및 순환 펌프 구동(S31), 모터 및 순환 펌프 오프(S32), 수위 센싱(S33) 그리고 추가 급수(S34)는 지속적으로 반복될 수 있다. 이러한 반복은 수위 센싱(S33)에서 수위가 순환 수위를 감지하여 더 이상 추가 급수가 필요하지 않는 경우까지 수행될 수 있다. 즉, 순환 수위까지 추가 급수가 반복적으로 수행되고, 순환 수위에서 더이상 수위가 감소되지 않고 유지되면 포적심 단계를 종료하게 된다.
다시 말하면, 포적심 단계(S30)는 순환 구동 후 수위가 순환 수위로 감지됨으로써 종료(S35)하게 된다. 즉, 순환 펌프를 통해 포에 세탁수를 분사함에도 불구하고 포가 더이상 세탁수를 추가적으로 흡수하지 않게 되는 시점(포에서 세탁수의 흡수와 배출이 평형이 되는 시점)까지 포적심 단계(S30)가 수행된다고 할 수 있다.
드럼의 최하단이 세탁수에 닿는 경우는 대략 2리터의 세탁수가 터브에 공급된 상태이며, 일례로 24.9 Khz이다. 드럼의 하부 일부가 세탁수에 잠겨 드럼 내부의 포의 일부가 세탁수에 잠기는 경우는 대략 3 내지 4 리터의 세탁수가 터브에 공급된 상태이며, 일례로 24.7 Khz이다. 반면에, 상기 순환 수위는 대략 1 리터의 세탁수가 터브에 공급된 상태이다. 즉, 순환 수위(일례로 25.4 Khz)는 공수위(일례로 25.5 Khz)를 초과하고 1 리터 사이의 세탁수의 양일 수 있다.
전술한 바와 같이, 순환 펌프를 원활히 구동하기 위해서는 대략 1.5 리터의 세탁수가 요구된다고 설명한 바 있다. 그러나 1.5리터의 세탁수 양은 일반적인 텀블링 구동 시 순환 펌프를 구동할 때의 세탁수의 양이라 할 수 있다.
본 실시예에서는 순환 펌프의 구동 시 드럼은 순환 구동을 수행함이 더욱 바람직하다. 순환 구동 내에 필트레이션 구동이 구현되므로, 세탁수가 터브 하부로 모이는 것이 촉진되어 상대적으로 적은 양의 세탁수 양으로도 원활히 순환 펌프를 구동시킬 수 있다.
순환 수위는, 드럼의 최하단이 세탁수에 닿는 수위보다 대략 1리터 적은 양의 세탁수 그리고 히터보호수위보다 대략 2 내지 3리터 적은 양의 세탁수임을 의미한다. 또한, 순환 수위는 공수위에서 대략 1리터의 세탁수가 추가된 경우의 수위라 할 수 있다.
따라서, 포적심 완료 후 상대적으로 매우 적은 양의 세탁수가 터브에 저수됨을 알 수 있다. 다시 말하면, 상대적으로 적은 양의 세탁수만 공급되어도 효과적으로 포적심이 수행될 수 있으며, 후속하는 히팅이나 본 세탁도 수행될 수 있음을 알 수 있다.
종래의 세탁장치에서는 포적심 후 히터보호수위까지의 세탁수의 양이 필수적으로 요구될 수밖에 없는데, 본 실시예에서는 포적심 후 순환 수위까지의 세탁수의 양만 요구될 수 있다. 즉, 포적심 후 터브 내 잔류 세탁수의 양이 본 실시예에서는 현저히 작음을 알 수 있다. 오히려 순환 펌프와 순환 유로에 채워지는 세탁수의 양(대략 1.5리터)보다 더 작은 세탁수의 양(1리터 미만)이 포적심 후 잔류하더라도 후속 세탁수 히팅 및 본 세탁이 효과적으로 수행될 수 있음을 알 수 있다.
순환 펌프 구동과 드럼의 텀블링 구동의 경우 대략 1.5 리터가 잔류될 수 있으며, 필트레이션 구동을 수행함으로써 대략 1 리터가 잔류되도록 할 수 있다. 특히, 1 리터 정도의 잔류 세탁수를 통해서도 순환 구동을 함으로써 포적심 효과를 증진시키고 순환 펌프가 효과적으로 구동하도록 할 수 있다.
여기서, 세탁에 소요되는 세탁수의 양은 세탁 효과 및 에너지 절감에 매우 효과적임을 알 수 있다.
먼저, 고농도 세제수를 통해 세탁이 수행될 수 있다. 많은 양의 세탁수가 필요한 경우, 최적 농도의 세제수를 위해서 세제의 사용량이 많아질 수밖에 없다. 많은 경우 요구되는 농도보다 낮은 농도에서 세탁이 수행될 것이다. 그러나 본 실시예에서는 세탁수의 양이 대략 2 내지 3 리터 줄어들 수 있으므로, 매우 고농도 세제수를 통해 세탁이 가능하게 된다. 이로 인해 당연히 세탁 성능을 증진될 수밖에 없다. 세탁장치가 1주일에 대략 3-4 회 사용된다고 전제할 때, 절약되는 물의 양도 상당할 것이다.
다음으로, 후술하는 히팅 효율을 높일 수 있다. 세탁수 내지 포를 가열하는 경우 많은 열 에너지가 세탁수 가열을 위해 소모된다. 물의 열용량이 상대적으로 크기 때문이다. 따라서, 가열해야 하는 세탁수의 양이 적을수록 효과적인 에너지 절감이 수행될 수 있다. 즉, 동일 온도까지 가열하기 위해 필요한 에너지양이 감소하게 되며, 동일 에너지양을 통해서 보다 높은 온도까지 가열할 수 있다.
예를 들어, 종래에 섭씨 40도 가열을 위해 소모되는 에너지를 이용하여 섭씨 52도 가열이 가능하게 된다. 따라서, 동일 에너지를 소모하는 경우 더욱 고온에 의한 세탁 성능 증진이 가능하게 된다.
이러한 이유로, 본 실시예에 따르면, 세제와 고온에 의한 화학적 세탁 효과 증진이 가능하다고 할 수 있다. 또한, 세탁 시간 감소에 의한 효과 및 기계력에 의한 세탁 증진 효과는 다음에서 설명하는 히팅 단계에서 더욱 두드러질 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 포적심 단계(S30) 후에 히팅 단계(S40)와 본 세탁 단계(S50)가 수행될 수 있다.
이하에서는, 도 5 내지 도 8을 참조하여 포적심 단계(S30) 후에 수행되는 히팅 단계(S40)에 대해서 상세히 설명한다.
도 5는 히팅 단계에서의 모터, 순환펌프의 인덕션 모듈의 구동 모습과 수위 변화를 도시하고 있다. 도 6 내지 도 8은 각각, 드럼 정지, 텀블링 구동 그리고 필트레이션 구동 시의 모습을 도시하고 있다.
본 실시예에서는 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 터브(10)의 히터 장착부(11)가 형성되지 않을 수 있으며, 히터(12) 또한 장착되지 않을 수 있다. 그러나 종래의 터브를 설계 변경없이 사용할 수도 있으며, 히터(12) 또한 히팅 구간 외에 사용될 수 있으므로 도시된 것이라 할 수 있다. 한편, 히터(12)는 본 실시예에서 히터보호수위가 파괴되거나 무시될 수 있음을 명확히 하기 위하여 도시된 것이라 할 수도 있다.
포적심 단계(S30)에서 급수가 완료되고 포적심이 완료되었다. 즉, 더 이상의 급수가 수행되지 않을 수 있으며 포는 최대한으로 세탁수를 흡수한 상태라 할 수 있다.
포적심 단계(S30) 후, 고온에서 세탁을 수행할 수 있도록 히팅 단계(S40)가 수행될 수 있다. 본 히팅 단계(S40)에서는 인덕션 모듈(IH 모듈, 27)을 통해서 드럼을 가열하게 된다. 따라서, 인덕션 모듈의 온은 항상 드럼이 회전하는 도중에 수행됨이 바람직하다.
도 6에 도시된 바와 같이, 드럼이 정지된 상태에서는 인덕션 모듈(27)이 오프인 것이 바람직하다. 순환펌프도 구동되지 않는 것이 바람직하다. 인덕션 모듈(27)은 터브의 상부에 구비될 수 있는데, 인덕션 모듈(27)과 대향되는 드럼의 상부에는 포가 놓여있지 않다. 따라서, 드럼이 정지된 상태에서 드럼의 특정 부분이 과열될 수 있다. 왜냐하면, 포나 세탁수로 열을 전달할 수 없기 때문이다. 그러므로 드럼이 정지된 상태에서는 항상 인덕션 모듈(27)이 오프되도록 하는 것이 바람직하다.
히팅 단계(S40)에서는 세탁수와 포를 골고루 가열하기 위해서 드럼이 구동된다. 드럼의 구동은 텀블링 구동과 필트레이션 구동을 포함할 수 있다. 또한, 드럼의 구동은 텀블링 구동과 순환 구동을 포함할 수 있다. 텀블링 구동과 순환 구동이 순차적으로 수행되거나 교대로 수행될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 텀블링 구동 시 드럼이 회전함에 따라 리프터(16)에 의해 포는 상승 후 중력에 의해 낙하될 수 있으며, 순환수가 드럼 내부로 분사될 수 있다. 또한, 인덕션 모듈이 구동되어 드럼이 가열될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 필트레이션 구동 시 또는 순환 구동 내에서 필트레이션 구동 시, 드럼이 회전함에 따라 포는 드럼 내주면에 밀착되어 드럼과 일체로 회전할 수 있다. 드럼의 회전에 의한 원심력이 중력보다 크기 때문이다. 이때, 순환수가 드럼 내부로 분사될 수 있으며 인덕션 모듈이 구동되어 드럼이 가열될 수 있다.
도 7과 도 8에는 세탁수가 순환되어 드럼 상부에서 드럼 내부로 분사되는 모습(18)과 인덕션 모듈이 구동되어 변동되는 자기장이 드럼에 제공되는 모습(19)이도시되어 있다. 자기장의 변화에 의해서 드럼에 와전류가 발생되며, 이러한 와전류에 의해서 발열이 발생되는 것이다.
따라서, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 히팅 구간 전체에서 히터보호수위는 파괴되어 항상 수위는 드럼의 하부 최하단보다 낮은 수위, 즉 순환 수위 이하일 것이다.
텀블링 구동과 순환 구동 시, 인덕션 모듈(27)이 작동할 수 있으며 순환펌프(22)가 작동할 수 있다. 순환펌프(22)의 작동에 의해서 가열된 포와 드럼에 세탁수가 분사된다. 따라서, 가열된 드럼의 열이 세탁수와 포에 효과적으로 전달될 수 있다. 즉, 드럼의 구동, 가열 그리고 순환펌프 구동이 동시에 수행되기 때문이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 드럼의 회전 시작부터 드럼의 회전 정지되는 구간과 순환펌프 작동 구간은 동일할 수 있다. 모터의 온에 의해 순환펌프가 동기로 작동할 수 있으므로, 실질적으로 드럼의 회전 시작과 순환펌프의 작동 시작이 동시에 수행될 수 있다. 그러나 모터가 오프 되더라도 관성력에 의해 드럼은 짧은 시간 동안 회전을 지속하여 정지한다. 따라서, 순환펌프는 모터의 오프 시 동기로 오프될 수 있다. 물론, 순환펌프는 드럼의 정지 시 오프될 수도 있다.
드럼의 회전 시작과 회전 정지되는 구간과 인덕션 모듈의 온 시작 및 오프되는 구간은 동일할 수 있다. 그러나 드럼의 회전 시작 후 인덕션 모듈의 온이 시작되고, 드럼의 회전 정지 전에 인덕션 모듈이 오프되는 것이 바람직하다.
따라서, 기본적으로 드럼의 구동 구간은 순환펌프의 구동 구간 및 인덕션 모듈의 구동 구간을 포함하거나 동일할 수 있다.
모터가 온되면 드럼의 회전 속도는 증가하면서 목표 속도를 유지하면서 회전하게 된다. 드럼의 회전 속도가 낮은 경우 드럼의 일부 영역이 급속도로 가열될 수 있다. 따라서, 모터가 온 된 후 드럼의 회전 속도가 일정 속도 이상인 경우에, 비로소 인덕션 모듈이 온되도록 하는 것이 바람직하다. 이를 통해서 드럼의 과열을 방지할 수 있다.
마찬가지로, 드럼이 완전히 정지할 때까지 인덕션 모듈이 온되는 것은 바람직하지 않다. 드럼 정지 시점에서 드럼의 일부 영역이 급속도로 가열될 수 있기 때문이다. 따라서, 모터가 오프된 후 드럼의 회전 속도가 일정 속도보다 낮은 경우 인덕션 모듈이 오프되는 것이 바람직하다. 모터가 오프된 후 인덕션 모듈을 오프하는 것은 바람직하지 않다. 관성력에 의해서 드럼이 회전하기 때문에 일부 관성 회전 구간에도 히팅을 하여 전체적인 히팅 시간을 줄이는 것이 바람직하다. 그리고 드럼이 완전히 정지하기 전 일정 속도까지 하강하면 비로소 인덕션 모듈을 오프하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 드럼 회전이 가속될 때 인덕션 모듈이 온되는 드럼 회전 속도와 상기 드럼 회전이 감속할 때 인덕션 모듈이 오프되는 드럼 회전 속도는 동일할 수 있다. 대략 15 RPM일 수 있다. 즉, 동일한 임계 RPM을 가질 수 있다. 이러한 임계 RPM을 낮추는 경우 히팅 효율을 증진시킬 수 있으나 반면 과열 우려가 있다. 반대로, 임계 RPM을 높히는 경우 히팅 효율이 감소되나 과열 우려가 더욱 작아진다. 따라서, 대략 텀블링 RPM의 1/3에 해당하는 RPM을 임계 RPM으로 하여 인덕션 모듈의 작동을 제어할 수 있다.
따라서, 모터의 온/오프 시점과 인덕션 모듈의 온/오프 시점은 다를 수 있다.
본 실시예에 따르면, 히팅 단계(S40)에서는 전술한 바와 같이 히터보호수위가 무의미하다. 도 5에 도시된 바와 같이, 히팅 구간에서 수위가 공수위와 순환 수위 내에서 변동되더라도, 효과적인 히팅이 가능함을 알 수 있다. 도시된 수위의 변화는 일례이며 공수위와 순환 수위 내에서 다른 양상으로 변동될 수도 있을 것이다. 세탁수의 히팅 목표 온도가 대략 섭씨 60도 미만인 경우, 증발되는 물의 양은 상대적을 많지 않다. 왜냐하면 증발 및 응축이 동시에 발생되기 때문이다.
본 실시예에 따르면, 세탁장치에서의 과열 방지는 세탁수의 양과는 무관하고 인덕션 모듈의 구동 제어를 통해 구현될 수 있다. 따라서, 히팅 단계(S40)에서 모터의 실동률을 매우 높일 수 있다. 일례로, 80% 이상 대략 90%까지 높일 수 있다. 종래의 세탁장치에서 히팅 구간에서의 실동률이 대략 13%임에 반하여 매우 높다.
이러한 실동률 증가에 의해서 세탁 효과를 증진시킬 수 있는 기계력이 더욱 많이 제공될 수 있음을 알 수 있다. 또한, 인덕션 모듈의 특성상 매우 빠르게 세탁 온도에 도달할 수 있게 된다. 즉, 기계력 향상, 히팅 효율 증가, 에너지 절감 그리고 히팅 시간 감소라는 효과를 가져오게 된다.
히팅 단계(S40)에서 드럼은 텀블링 구동과 순환 구동을 할 수 있다. 텀블링 구동 후 일시정지되고 순환 구동이 수행될 수 있다. 이러한 구동 패턴이 반복될 수 있다. 즉, 세탁수 온도센서에서 목표 온도를 센싱할 때까지 구동 패턴이 반복되면서 히팅 단계(S40)가 수행될 수 있다.
히팅 단계(S40)에서의 수위는 공수위와 순환 수위 사이에서 변동될 것이다.
텀블링 구동만 하는 경우, 전술한 바와 같이 순환펌프의 구동을 위해 상대적으로 많은 양의 세탁수가 필요하게 된다. 필트레이션 구동을 하는 경우 과도하게 열이 포로 전달되어 포의 열손상이 발생될 수 있다. 따라서, 텀블링 구동만 수행되거나 텀블링 구동과 필트레이션 구동이 교번되는 것은 바람직하지 않다.
본 실시예에서는 텀블링 구동과 순환 구동이 반복될 수 있다. 따라서 상대적으로 적은 양의 세탁수만으로도 순환 펌프의 구동이 가능하면, 포의 과열을 방지하고 효과적으로 포를 가열할 수 있게 된다.
순환 구동 내에서 텀블링 시간이 필트레이션 시간보다 긴 것이 바람직하다.
텀블링 시간이 길어질수록 포와 세탁수가 골고루 가열되고, 히팅에 의한 세탁 효과 증가가 가능할 것이다. 그러나, 이 경우 순환을 위한 세탁수가 부족할 수 있다. 따라서, 적정한 시간 동안 필트레이션 구동이 수행되어야 한다. 필트레이션 구동 시간이 증가할 수록 순환을 위한 세탁수 부족 염려가 줄어든다. 그러나, 포가 드럼에 밀착되는 시간이 증가하여 포가 과열될 수 있다.
따라서, 포의 과열을 방지, 순환 펌프 구동을 위한 세탁수의 양을 충분히 확보, 그리고 히팅 및 세탁 성능 향상을 위하여 텀블링 시간과 필트레이션 시간 배분이 적절해야 한다. 도 5에는 일례로 텀블링 구동 26초, 휴지기 4초 그리고 순환 구동 38초가 반복되는 것이 도시되어 있다. 또한, 일례로 순환 구동 내에서 텀블링 구동 26초 그리고 필트레이션 구동 12초인 것이 도시되어 있다. 본 실시예에 따르면, 텀블링 시간이 필트레이션 시간 보다 크며, 구체적으로 2배 이상인 것이 바람직하다. 그리고, 텀블링 구동과 순환 구동은 교대로 수행됨이 바람직하다.
이하에서는 도 9를 참조하여, 히팅 단계에서의 과열 방지를 위한 실시예를 구체적으로 설명한다.
급수가 종료되면 인덕션 모듈을 구동하여 드럼이 가열될 수 있다. 드럼 내부에 수용된 포는 가열된 드럼에 의해 가열될 수 있다.
인덕션 모듈은 드럼의 외주면 일부분에 대해서만 대향되어 있다. 따라서, 드럼이 정지된 상태에서 인덕션 모듈이 구동되면 드럼의 특정 부분만 가열될 수 있다. 특히, 인덕션 모듈이 드럼의 상부와 대향되는 경우, 가열된 드럼에서 포나 세탁수로 열전달이 수행되기 어렵다. 그러므로, 본 실시예에서는 기본적으로 드럼의 구동과 인덕션 모듈의 구동은 연동될 수 있다. 특히, 드럼의 구동 구간은 인덕션 모듈의 구동 구간을 포함하거나 동일할 수 있다.
한편, 드럼은 모터가 온 되어 구동이 시작되면 가속하고 모터가 오프되면 감속하여 정지하다. 따라서, 구동의 시작과 종료 부분에서의 RPM은 매우 낮다. 따라서, 이러한 부분에서는 인덕션 모듈이 구동되지 않도록 함이 바람직하다.
도 9에는 드럼이 가속하여 대략 15 RPM에서 인덕션 모듈이 구동되도록 한 예가 도시되어 있다. 마찬가지로 드럼이 감속하여 대략 15 RPM에서 인덕션 모듈이 오프되도록 할 수 있다. 그러나 드럼의 가속에서는 이후 드럼 RPM 증가가 예상되므로 인덕션 모듈을 구동할 수 있으나, 드럼의 감속에서는 이후 드럼 RPM 감소가 예상된다. 따라서, 인덕션 모듈의 오프는 모터의 오프 시점과 동기화되는 것도 바람직하다. 왜냐하면, 드럼을 가열하는 것은 궁극적으로 포와 세탁수를 가열하기 위한 것이지 드럼 자체를 가열하기 위한 것이 아니기 때문이다.
이러한 드럼과 인덕션 모듈의 구동 구간의 상관 관계를 통해서, 효과적인 가열 및 드럼의 과열을 방지할 수 있다. 아울러, 포의 과열 또한 방지할 수 있다.
도 9에서는 순환 펌프의 구동에 대해서는 도시되지 않았다. 그러나 도 5에 도시되어 설명된 순환 펌프의 구동과 동일하게 적용될 수 있을 것이다.
순환 펌프의 구동 구간과 인덕션 모듈의 구동 구간을 실질적으로 동일하게 하는 것은 바람직하다. 왜냐하면, 순환 펌프에 의해서 세탁수가 드럼 및 포로 전달되기 때문이다. 온도가 가장 높은 드럼에 온도가 낮은 세탁수가 공급되므로 드럼 및 포의 과열이 방지될 수 있을 것이다.
한편, 인덕션 모듈의 구동과 드럼 구동 및/또는 순환 펌프의 연동에 의한 인덕션 모듈의 제어뿐만 아니라 안정성을 높일 수 있는 방안이 더 필요할 수 있다. 이를 위해서, 전술한 건조 온도 센서가 구비될 수 있다.
인덕션 모듈이 구동 중이더라 하더라도, 건조 온도 센서에서 드럼의 과열을 감지하면 인덕션 모듈은 강제적으로 오프될 수 있다. 즉, 드럼 구동과 연동되어 인덕션 모듈이 구동 중이더라도 강제로 오프될 수 있다. 물론, 이때 드럼 구동은 지속되는 것이 바람직하다.
일례로, 모터가 36초 동안 온 되도록 설정된 드럼 구동이 시작 시점부터 30초 시점에 건조 온도 센서에서 드럼의 과열을 감지하면, 곧바로 인덕션 모듈의 구동은 오프될 수 있다. 그리고 모터는 나머지 6초 동안 온 상태일 수 있다. 즉, 인덕션 모듈의 강제 오프의 경우에 드럼 구동을 유지하면 포와 세탁수로 열을 효과적으로 전달할 수 있다. 아울러, 순환 펌프의 구동도 드럼 구동과 마찬가지로 제어될 수 있을 것이다. 즉, 드럼과 순환 펌프는 인덕션 모듈의 강제 종료되더라도 예정된 시간 동안 구동되도록 제어될 수 있을 것이다.
이하에서는 도 10 및 도 11을 참조하여, 종래 세탁장치의 세탁 성능(도 10에 도시)과 본 실시예에 따른 세탁 성능(도 11에 도시)을 비교하고자 한다. 특히, 히팅 구간에서 세탁수의 양, 세탁 온도, 순환 펌프 그리고 드럼 구동을 인자로 한 세탁 성능 결과를 비교하고자 한다.
도 10의 네번째 열은 종래 세탁장치의 일반적인 세탁에서의 세탁 성능과 조건을 의미한다.
히팅 구간에서, 섭씨 40도로 세탁수를 가열하고 포적심 외에 추가적으로 필요한 세탁수의 양의 대략 2-4 리터인 일반적인 세탁 조건이라 할 수 있다. 전술한 바와 같이, 이 경우 드럼의 구동 패턴과는 무관하게 순환 펌프의 구동은 제한되거나 배제되어야 한다. 일반적인 세탁 조건에서 세탁성능을 100%라 하고 이를 기준 세탁성능이라 할 수 있다.
두번째 열과 세번째 열에 도시된 바와 같이, 세탁수의 양이 기준 조건보다 작아짐에 따라 히팅 구간이 수행될 수 없고, 따라서 드럼의 구동 패턴과 무관하게 순환 펌프의 구동이 제한됨을 알 수 있다. 그러므로 세탁 성능은 기준 세탁 성능보다 낮아질 수밖에 없다.
다섯째 열에 도시된 바와 같이, 세탁수의 양이 기준 조건보다 커짐에 따라, 히팅 구간에서 드럼의 구동 패턴과 무관하게 순환 펌프의 구동이 가능함을 알 수 있다. 세탁수의 양이 많아지므로, 동일 에너지 사용으로 세탁 온도는 섭씨 40도 보다 낮은 섭씨 34도 정도일 것이다. 따라서, 세탁수 온도가 낮고 세제 농도가 낮은 상태이므로, 세탁 성능은 기준 세탁 성능보다 낮아질 수밖에 없다.
도 11의 네번째 열은 본 실시예에 따른 세탁장치의 일반적인 세탁에서의 세탁 성능과 조건을 의미한다. 전술한 종래 세탁장치의 기준 조건에서와 세탁 성능의 차이는 크지 않다. 히팅 구간에서 순환 펌프를 구동할 수 있으며, 모터의 실동률을 더욱 높힐 수 있으나, 온도 조건과 세제 농도 조건은 유사하기 때문이다. 물론, 다섯째 열도 이와 유사하다고 할 수 있다.
그러나 본 실시예에 따르면 세탁수의 양이 종래 세탁장치보다 작은 양만 필요하게 되며, 더욱 줄여 0 이상 1 리터 이하의 양으로 히팅이 수행될 수 있음을 알 수 있다. 이러한 조건이 세번째 열에 도시되어 있다. 본 실시예에서의 최적 조건이라 할 수 있다.
세탁수의 양이 작으므로, 동일 에너지를 통해서 세탁 온도를 더욱 높일 수 있으며 세제 농도를 높일 수 있다. 또한 드럼의 구동 패턴에 따라 순환 펌프를 구동할 수 있다. 따라서, 매우 경제적이고 효과적인 세탁이 가능하며, 더욱 고성능의 세탁 효과를 야기할 수 있게 된다.
물론, 도시된 바와 같이 잔수가 거의 없는 경우 히팅 온도를 높힐 수 있어서 기준 성능과 유사한 세탁 성능을 가져올 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따르면 종래의 세탁장치에서 구현 불가능한 세탁 로직 내지는 세탁 조건을 구현할 수 있으며, 이로 인하여 매우 경제적이고 효과적인 세탁이 가능하게 된다.
10 : 터브 11 : 히터 장착부
12 : 세탁수 히터 15 : 드럼
16 : 리프터 20 : 제어부

Claims (27)

  1. 터브, 드럼, 터브에 장착되어 인덕션에 의해서 상기 드럼을 가열하는 인덕션 모듈 그리고 터브 내부의 세탁수를 펌핑하여 드럼 상부로 공급하는 순환펌프를 갖는 세탁장치의 제어방법에 있어서,
    급수밸브를 통해 상기 터브 내부로 세탁수를 급수하는 급수 단계;
    상기 급수 단계 종료 후, 상기 순환펌프를 작동시켜 세탁수를 순환시키며 상기 드럼을 구동시켜 포 적심을 수행하는 포적심 단계;
    상기 포적심 단계 종료 후, 상기 인덕션 모듈을 구동하여 가열하는 히팅 단계; 그리고
    상기 히팅 단계 종료 후, 상기 드럼을 구동시켜 세탁을 수행하는 본 세탁 단계를 포함하고,
    상기 급수 단계 종료에서의 제1 세탁수위보다 상기 포적심 단계 종료에서의 제2 세탁수위가 낮고,
    상기 포적심 단계는,
    포 적심을 수행한 후의 세탁수위가 상기 제2 세탁수위보다 낮은 경우 상기 제2 세탁수위까지 재급수 후 포 적심을 다시 수행하는 단계; 및
    포 적심을 수행한 후의 세탁수위가 상기 제2 세탁수위와 동일한 경우 상기 포적심 단계를 종료하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 세탁수위는 상기 드럼의 최하단부가 세탁수에 잠기지 않는 수위로, 상기 순환펌프 구동에 의한 세탁수의 순환 경로 내에 채워지는 세탁수의 양과 같거나 작은 양의 세탁수에 의해서 형성되는 세탁수위이고,
    상기 드럼의 필트레이션 구동에 의해 상기 세탁수가 상기 순환펌프의 구동을 위한 상기 제2 세탁수위로 잔류되도록 하는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 급수단계에서, 세탁수위가 상기 드럼의 하부 일부분이 세탁수에 잠기는 급수수위 이상으로 급수가 수행되는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 급수단계에서, 상기 세탁수위가 단계적으로 상승하도록 상기 급수밸브를 통한 급수가 복수 회차로 수행되는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 포적심 단계는 상기 순환펌프 및 상기 드럼의 구동을 종료한 상태에서 수위를 측정하는 수위 측정 단계를 더 포함하고,
    상기 제2 세탁수위는 기설정된 순환 수위인 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  5. 삭제
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 순환 수위에 해당하는 세탁수의 양은 1.5 리터보다 작은 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 포적심 단계에서 상기 드럼의 구동은, 텀블링 구동과 필트레이션 구동을 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 포적심 단계에서, 상기 텀블링 구동과 필트레이션 구동은 순차적 그리고 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 포적심 단계에서, 상기 드럼의 구동은 텀블링 구동에서 연속적으로 필트레이션 구동이 수행되는 순환 구동을 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 포적심 단계에서, 상기 순환 구동은 복수 회 수행되며, 상기 순환펌프의 구동과 연동되는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 순환 구동을 위한 모터의 온 시점과 상기 순환펌프의 온 시점은 동일하고, 상기 순환 구동을 종료하기 위한 상기 모터의 오프 시점과 상기 순환펌프의 오프 시점은 동일한 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 순환 구동에서 상기 텀블링 구동의 소요 시간이 상기 필트레이션 구동의 소요 시간보다 큰 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 히팅 단계와 상기 본 세탁 단계에서는 상기 급수밸브를 통한 추가적인 급수가 배제되는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  16. 삭제
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 포적심 단계 종료 시의 상기 제2 세탁수위에서 상기 히팅 단계와 본 세탁 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 히팅 단계에서 세탁수위는, 상기 드럼의 최하단부가 세탁수에 잠기지 않는 수위인 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 히팅 단계에서 세탁수위는, 상기 순환펌프 구동을 위해서 순환 경로 내에 채워지는 세탁수의 양과 같거나 작은 양의 세탁수에 의해 형성되는 순환 수위와 같거나 작은 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 히팅 단계에서 상기 터브에 저수되어 상기 순환 수위를 형성하는 세탁수의 양은 1 리터 이하인 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 히팅 단계에서, 상기 드럼, 상기 순환 펌프 그리고 상기 인덕션 모듈이 구동되는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 드럼이 구동하는 구간은 상기 순환 펌프와 상기 인덕션 모듈이 구동되는 구간을 포함하고, 상기 드럼이 구동하지 않는 구간에서 상기 순환 펌프와 상기 인덕션 모듈의 구동이 배제되는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 히팅 단계에서, 상기 드럼의 실동률은 80% 이상인 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 히팅 단계에서, 상기 드럼의 구동은 텀블링 구동과 필트레이션 구동을 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 히팅 단계에서, 상기 드럼의 구동은 텀블링 구동에서 연속적으로 필트레이션 구동이 수행되는 순환 구동을 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  26. 제 1 항에 있어서,
    상기 포적심 단계에서, 상기 순환펌프가 작동하는 구간 중 전반기에는 상기 드럼이 텀블링 구동을 하고 후반기에는 필트레이션 구동을 하는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  27. 세탁수를 수용하는 터브;
    상기 터브 내부에 회전 가능하게 구비되고, 내부에 포가 수용되는 드럼;
    상기 드럼을 구동하는 모터;
    상기 터브에 장착되어, 인덕션 히팅을 통해 상기 드럼을 가열하는 인덕션 모듈;
    상기 터브 내부의 세탁수를 펌핑하여 드럼 내부로 공급하는 순환 펌프;
    상기 터브 내부로 세탁수를 급수하도록 구비되는 급수밸브;
    상기 터브 내부의 세탁수 수위를 센싱하는 수위센서; 그리고
    상기 모터, 인덕션 모듈, 순환 펌프 그리고 급수밸브의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 수위센서를 통해 감지되는 세탁수의 수위가 제1 세탁수위가 될 때까지 상기 급수밸브를 통해서 세탁수가 급수되도록 제어하고,
    상기 급수를 종료한 후, 상기 순환 펌프를 작동시켜 세탁수를 순환시키며 상기 드럼을 구동시켜 포 적심을 수행하고,
    상기 포 적심 종료 후, 상기 인덕션 모듈을 구동하여 상기 세탁수 및 포를 가열하고,
    상기 가열 종료 후, 상기 드럼을 구동시켜 본 세탁을 수행하고,
    상기 제어부는,
    상기 포 적심을 수행한 후의 세탁수위가 상기 제1 세탁수위보다 낮은 미리 설정된 제2 세탁수위보다 낮은 경우, 상기 제2 세탁수위까지 상기 급수밸브를 통해서 세탁수가 재급수되도록 제어하고,
    상기 포 적심을 수행한 후의 세탁수위가 상기 제2 세탁수위와 동일한 경우, 상기 포 적심을 종료하도록 제어하고,
    상기 제2 세탁수위는 상기 드럼의 최하단부가 세탁수에 잠기지 않는 수위로, 상기 순환펌프 구동에 의한 세탁수의 순환 경로 내에 채워지는 세탁수의 양과 같거나 작은 양의 세탁수에 의해서 형성되는 세탁수위이고,
    상기 제어부는,
    상기 드럼의 필트레이션 구동에 의해 상기 세탁수가 상기 순환펌프의 구동을 위한 상기 제2 세탁수위로 잔류되도록 하는 것을 특징으로 하는 세탁장치.
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