KR19980080501A - 원심 탈수 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탈수시의 이상 진동·소음을 확실하게 방지한다.

검지된 편심량이 소정치를 초과하고 또한 편심 위치가 드럼 내주 벽면 상의 일부에 설치된 밸런서에 180도 대향하는 위치 근방인 경우, 그 밸런서 내로 주수를 행하여 중량을 증가시켜 드럼의 밸런스를 조정한다. 주수시에, 우선 편심량 A1×(4/9)의 중량에 상당하는 양의 물을 밸런서로 주수한(S62) 후에 편심량을 재차 검지하여, 그 편심량이 A1×(1/3)이하이면 주수를 종료한다(S63). 상기 편심량이 A1×(1/3)을 초과하고 있을 때에는, A1×(1/9)의 중량에 상당하는 양의 물을 밸런서에 추가로 주입한다(S64). 이에 따라, 탈수 운전 전에는 약간의 편심량이 남아있지만, 탈수에 의해 세탁물의 중량이 감소됨에 따라 편심량이 영에 가까워진다.

Description

원심 탈수 장치

본 발명은 바구니 형상의 드럼 내부에 세탁물을 수용하고, 그 드럼을 수평축을 중심으로 고속으로 회전시킴으로써 세탁물의 탈수 또는 세정용 용제의 탈액을 실행하는 원심 탈수 장치 (여기서는, 용제의 원심 탈액 장치도 포함해서 「원심 탈수 장치」라 호칭함) 에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 세탁에서 탈수까지, 또는 건조까지를 연속적으로 행하는 세탁기 또는 세탁 건조기에 이용할 수 있다.

드럼식 원심 탈수 장치는 세정 후의 세탁물을 바구니 형상의 드럼 내부에 수용하고 그 드럼을 수평축을 중심으로 고속으로 회전시키는 구조로 되어 있다. 이런 종류의 원심 탈수 장치에서의 큰 문제점의 하나는, 세탁물이 드럼 내주(內周) 벽면 상에서 균등하게 분산되어 있지 않은 상태에서 드럼을 고속 회전시키면, 회전축 주위의 질량 분포의 언밸런스에 의해 이상 진동이나 소음이 발생한다는 것이다. 이와 같은 원심 탈수 장치를 탑재한 시판중인 드럼식 세탁 건조기에서는 상기 이상 진동을 억제하기 위해 드럼을 내장하는 외조(外槽)의 주위에 중추(重錘)를 설치하도록 하고 있다. 이 때문에, 종래의 이런 종류의 세탁 건조기는 중량이 매우 무겁게 되고, 설치 장소가 한정됨과 동시에 이동이나 운반도 곤란하였다.

상기 이상 진동의 문제를 해결하는 것을 목적으로 한 드럼식 원심 탈수 장치는 종래부터 몇 개가 제안되어 있다. 예를 들면, 일본 특개평 6-254294호 공보에 기재된 원심 탈수 장치에서는 드럼의 고속 회전에 의한 탈수 운전을 행하기 전에, 드럼의 저속 회전에 의해 드럼 내부의 세탁물을 드럼 내주 벽면 상에서 균등하게 분산 배치하는 방법이 개시되어 있다. 보다 상세하게는, 우선 매우 짧은 시간 드럼을 저속으로 회전시키고, 다음에 그 회전 속도보다는 약간 빠르지만 탈수 운전시의 회전 속도보다는 충분히 느린 회전 속도로 드럼을 회전시킨다는 2단계의 회전 제어의 조합으로 세탁물의 분산을 도모하고 있다.

또한, 이 종래 기술에서는 드럼 내부의 세탁물의 편재(偏在)를 검출하는 수단으로서 장치의 대좌(臺座) 부분에 진동 감시 센서를 설치하고, 드럼의 회전 속도를 탈수 운전을 행하기 위한 고속 회전 속도까지 상승시킨 때에 그 진동 감시 센서가 이상 진동을 검지하면 회전 속도를 떨어뜨리도록 하고 있다.

그러나, 상기 종래 기술과 같은 드럼의 회전 제어 방법을 이용하더라도 1회의 드럼 저속 회전에 의해 확실하게 세탁물이 균등하게 분산되지는 않는다. 따라서, 드럼의 저속 회전에 의해 세탁물의 분산을 시도한 후에 드럼을 고속 회전시키고, 그 때에 이상 진동이 발생할 경우에는 재차 드럼의 회전 속도를 떨어뜨려 세탁물의 분산을 다시 하지 않으면 안된다. 이렇게 해서, 드럼의 저속 회전에 의한 세탁물의 분산화와 드럼의 고속 회전에 의한 편심 하중의 검출을 복수회 반복하게 되면, 탈수 시간이 길어진다.

또는, 상술한 바와 같이 세탁물의 균등 분산을 도모하는 방법에서는 드럼에 비교적 중량이 무거운(예를 들면 청바지 등) 의류가 한 장만 수용된 경우, 균등 분산이 행해지지 않고 이상 진동의 억제가 불가능하게 된다.

그래서, 예를 들면 일본 특허 공보 96-100095호 공보에는 드럼의 내주벽의 일부에 중추를 부가하여 밸런스 조정을 행하는 원심 탈수 장치가 개시되어 있다. 이 종래의 원심 탈수 장치에서는, 중추가 드럼의 최고 위치에 도달한 때에 세탁물은 중력에 의해 드럼의 회전축에 대하여 중추에 대향하는 위치에 있어 양자가 밸런스하게 되어 있다라고 판단하여, 드럼을 저속 회전으로부터 고속 탈수 회전으로 이행하도록 하고 있다. 그러나, 이와 같은 방법에 의해서도 중추와 세탁물이 확실하게 밸런스한 상태로 고속 탈수 회전으로 이행할 수 없고, 탈수 운전시에는 완전히 이상 진동을 방지할 수 없다. 물론, 중추의 중량에 따른 소정 중량의 세탁물을 드럼내에 수용하는 등의 엄밀한 조건을 부과하면 밸런스하게 하는 것도 가능하지만, 이와 같은 것은 실제의 원심 탈수 장치에서 현실적이지 못하다.

상기 문제를 감안하여 본원 출원인은 일본 특허 출원 97-354520호 등에서 드럼의 배플(baffle)의 일부에 물을 일시적으로 보유할 수 있는 포켓 형상의 액체 보유부를 형성하고, 세탁물의 편재에 따른 소정량의 물을 그 액체 보유부로 주입함으로써 드럼 전체의 밸런스를 행하는 신규한 구성의 원심 탈수 장치를 제안하고 있다. 이 신규한 원심 탈수 장치에서는 편심 하중이 밸런스 조정용 액체 보유부에 대해 결정되는 소정 위치에 있을 경우에는 그 편심 하중의 크기에 맞는 적당한 양의 물을 그 액체 보유부내로 주입함으로써 드럼 전체의 밸런스가 잡히게 하고 있다.

그러나, 드럼내의 세탁물은 탈수 개시 직전에는 다량의 물을 흡입하지만 고속의 탈수 회전에 의해 물이 비산(飛散)되면 세탁물의 중량이 가볍게 되고, 편심 하중의 크기가 변화한다. 또한, 고속의 탈수 회전으로 이행하기 전에도 편심 하중을 없애기 위해 드럼 회전을 비교적 천천히 함으로써 세탁물에 포함되어 있던 물의 일부분이 토출되므로, 편심 하중의 크기는 변화한다. 이 때문에, 탈수 개시 전에 편심 하중을 없애도록 조정한 것에 상관없이, 고속 탈수 회전시에 진동이나 소음이 발생할 우려가 있다.

본 발명은 상기 신규한 원심 탈수 장치를 더욱 개선한 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 밸런스 조정용 액체 보유부에 적정한 양의 액체를 주입함으로써 탈수에 의해 편심 하중의 크기가 변화한 경우이더라도 확실하게 진동이나 소음이 억제되는 원심 탈수 장치를 제공함에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 본 발명에 따른 원심 탈수 장치는, 바구니 형상의 드럼내에 세탁물을 수용하고 상기 드럼을 수평축을 중심으로 회전시킴으로써 상기 세탁물의 탈수를 행하는 원심 탈수 장치에 있어서,

a) 드럼 벽면의 일부에 형성한 중공체(中空體)의 액체 보유부와 상기 액체 보유부에 액체를 주입하는 액체 주입 수단으로 이루어진 밸런스 조정 수단,

b) 드럼의 편심 하중의 크기 및 위치를 검출하는 편심 하중 검지 수단, 및

c) 상기 액체 보유부에 액체가 주입되기 이전의 상태에서 상기 편심 하중 검지 수단에 의해 검지된 편심 하중의 크기가 소정치보다도 크고 또한 상기 편심 하중의 위치가 드럼 내주 벽면 상에서 상기 액체 보유부에 대향하는 개소의 근방인 경우, 상기 편심 하중의 크기를 기초로 세탁물의 흡수율 또는 탈수율을 고려한 주액량(注液量)을 결정하고 상기 액체 주입 수단을 구동하는 제어 수단

을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 따른 원심 탈수 장치는, 액체 보유부에 액체가 주입되어 있지 않은 상태에서는 드럼 자체는 편심 하중을 갖지 않고, 액체 주입 수단에 의해 액체 보유부에 액체가 주입되면 그 액체의 양에 따른 편심 하중을 드럼 자체가 갖는다.

상기 편심 하중 검지 수단은, 우선 액체 보유부에 액체가 도입되어 있지 않은 상태, 즉 편심 하중이 수용된 세탁물의 편재에만 기인하는 상태일 때에 그 편심 하중의 크기와 위치를 검지한다. 상기 편심 하중 검지 수단은, 예를 들면 세탁물에 작용하는 원심력이 중력을 능가하는 회전 속도로 드럼이 회전되고 있을 때, 그 드럼을 회전 구동하는 모터의 구동 전류의 변동에 의해 편심 하중을 검지하는 구성으로 할 수 있다.

검지된 편심 하중의 크기가 소정치 이상이더라도 그 편심 하중의 위치가 드럼 내주 벽면 상에서 액체 보유부에 대향하는 개소의 근방일 경우에는 밸런스 조정 수단에 의해 드럼의 밸런스를 잡게 할 수 있다. 세탁물이 탈수됨에 따라 중량이 감소하므로, 제어 수단은 미리 세탁물의 흡수율 또는 탈수율을 고려하여, 먼저 검지된 편심 하중의 크기보다도 작은 중량에 상당하는 양의 액체가 액체 보유부에 주입되도록 액체 주입 수단을 구동한다. 따라서, 드럼의 고속 탈수 회전 전에는 액체 보유부의 중량은 세탁물의 편재에 의한 편심 중량보다도 작게 되어 있어, 드럼의 밸런스가 최선의 상태는 아니지만, 세탁물의 탈수가 진행됨에 따라 밸런스가 최적한 상태에 가까운 방향으로 변화한다.

또한, 액체 주입부의 중량과 세탁물의 편재에 의한 편심 하중을 밸런스시킨 상태에서 진동이나 소음이 확실하게 억제되도록 하기 위해서는, 상기 편심 하중 검지 수단은 상기 액체 보유부에 액체가 주입된 상태에서 재차 드럼의 편심 하중의 크기를 검지하고, 그 편심 하중의 크기가 제2 소정치 이하로 된 경우에는 드럼이 고속의 탈수 회전 속도로 회전하도록 그 드럼을 회전 구동하는 모터를 제어하는 회전 제어 수단을 구비하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제어 수단은 상기 액체 보유부에 액체를 주입한 후에 편심 하중의 크기가 제2 소정치보다 클 경우, 그 제2 소정치 이하로 될 때까지 반복해서 액체를 추가하여 주입하기 위해 상기 액체 주입 수단을 구동하는 구성으로 하는 것이 보다 바람직하다.

상기 바람직한 구성의 원심 탈수 장치에서는, 처음에 액체 보유부에 약간 적은 중량의 액체를 주입한 후에 편심 하중의 크기를 검지함으로써 소망의 편심 상태에 도달했는지를 판단하고, 액체의 주입량이 부족한 때에는 더욱 소량씩 액체 보유부에 액체를 추가 주입하여, 그 때마다 편심 하중의 크기를 조사한다. 따라서, 액체 보유부에 과다한 양의 액체를 주입하지 않고, 고속 탈수 회전 전의 편심량을 소망의 상태에 보다 가깝게 할 수 있다.

또한, 일반적으로 세탁물의 흡수율은 섬유의 종류나 직조 방법 등에 따라 상위하다. 따라서, 상기 본 발명의 원심 탈수 장치에서는 드럼에 실제로 수용된 세탁물의 흡수율(또는 탈수율)을 고려하는 것이 가장 바람직하다. 그래서, 사용자의 조작에 의해 소망의 세탁 코스가 설정되는 설정 수단을 더 구비하도록 하고, 상기 제어 수단은 그 설정 수단에 의해 설정된 세탁 코스에 따라 상기 흡수율 또는 탈수율을 수정하여 주수량을 산출하는 구성으로 할 수 있다.

상기 설정 수단에 의해 예를 들면, 모포(이불) 세탁 코스가 사용자에 의해 선택되면, 제어 수단은 표준적인 세탁물보다도 큰 흡수율을 고려하여 수액량을 산출한다. 이에 따라, 세탁물의 흡수율이 보다 확실하게 추정될 수 있으므로, 탈수시의 세탁물의 중량 감소에 알맞는 적절한 밸런스 조정을 행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원심 탈수 장치를 구비한 드럼식 세탁기의 측면 단면도.

도 2는 도 1의 세탁기의 주요부의 배면 투시도.

도 3은 본 실시예의 원심 탈수 장치에서의 밸런서로의 물의 주입·배출의 상태를 나타낸 모식도.

도 4는 본 실시예의 원심 탈수 장치의 전기계 블록 구성도.

도 5는 편심 하중의 영향에 의한 모터 전류의 변동의 일례를 나타낸 도면.

도 6은 편심량과 모터 전류의 변동 진폭과의 관계의 일례를 나타낸 도면.

도 7은 본 실시예에서의 탈수 운전시의 제어 동작을 나타낸 플로우차트.

도 8은 본 실시예에서의 탈수 운전시의 제어 동작을 나타낸 플로우차트.

도 9는 본 실시예에서의 탈수 운전시의 제어 동작을 나타낸 플로우차트.

도 10은 본 실시예에서의 드럼내의 세탁물의 이동 상태를 나타낸 모식도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 제어부

11 : 중앙 제어부

12 : 회전 속도 제어부

13 : 편심 하중 검지부

14 : 주수 제어부

21 : 모터 구동부

22 : 모터 전류 검출부

23 : 회전 센서

38 : 드럼

46 : 밸런서

72 : 밸런스용 주수 밸브

74 : 주수 노즐

이하, 본 발명에 따른 원심 탈수 장치의 하나의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 우선, 도 1 및 도 2에 기초하여 본 발명에 따른 원심 탈수 장치를 구비한 드럼식 세탁기의 실시예의 구조를 설명한다. 도 1은 이 세탁기의 측면 단면도, 도 2는 이 세탁기의 주요부를 나타낸 배면 투시도이다.

외부 박스(30)의 내부에는 외조(32)가 스프링(34) 및 댐퍼(damper: 36)에 매달려 지지되고, 외조(32) 내부에는 세탁물을 수용하기 위한 드럼(38)이 주축(40)에 축지(軸支)되어 있다. 드럼(38)의 주벽에는 다수의 통수(通水) 구멍(42)이 설치되어 있고, 외조(32) 내에 급수된 물은 그 통수 구멍(42)을 통해 드럼(38)내로 유입되고, 또한 반대로 드럼(38)내에서 세탁물로부터 탈수된 물은 통수 구멍(42)을 통해 외조(32)로 비산된다.

드럼(38)의 내주에는 회전에 따라 세탁물을 끌어올리기 위한 배플(44)이 회전각 90도마다의 위치에 4개 설치되어 있다. 그 배플(44) 중 한 개는 그 내부에 물을 보유하는 밸런서(46)를 겸하고 있다. 드럼(38)의 배면에는 주축(40)을 중심으로 한 원주의 내주측에 큰 주수 개구(50)를 갖는 대략 원반 형상의 물 안내실(48)이 설치되어 있다. 이 물 안내실(48)에는 드럼(38)측에 밸런서(46)와 연통(連通)하는 주수 구멍(52)이 형성되고, 주축(40)에 대하여 그 주수 구멍(52)과 약 180도 대향하는 외조(32)측에 배수 구멍(54)이 형성되어 있다. 외부 박스(30)의 앞면에는 외조(32)의 앞면 개구를 개폐하는 도어(56)가 설치되고, 세탁물은 그 도어(56)를 개방하여 드럼(38) 내부로 수용된다.

주축(40)은 외조(32)에 장착된 축수(軸受: 58)에 의해 유지되어 있고, 그 선단에 주 풀리(pulley: 60)가 설치되어 있다. 외조(32)의 하면에는 모터(62)가 배치되고, 모터(62)의 회전 구동력은 모터 풀리(64), V벨트(66)를 개재하여 주 풀리(60)로 전달된다. 또한, 외부의 수도전(水道栓) 등으로부터 급수구(69)로 공급된 물은 급수 밸브(70)를 통해 외조(32) 내로 주수됨과 동시에 밸런스용 주수 밸브(72)를 통해 외조(32)에 설치된 주수 노즐(74)로부터 방출된다. 한편, 외조(32)내에 남아있던 물은 배수 밸브(76)에 의해 개폐되는 배수구(78)를 통해 외부로 배출된다. 주 풀리(60)의 링부에는 개구가 원주 상에 1개소 설치되어 있고, 그 링부를 끼워 양측에 발광부(801)와 수광부(802)가 배치되어 있다. 이에 따라, 드럼(38)이 1회전하는 기간에 1회만 발광부(801)로부터 발광된 광이 개구를 통과하여 수광부(802)에 도달된다. 후술하는 회전 센서는 이 수광 신호에 기초하여 드럼(38)의 회전에 동기한 검출 신호(회전 마커)를 출력한다.

다음에, 상기 밸런서(46)로의 주수 및 배수에 대하여 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3은 밸런서(46) 및 물 안내실(48)의 동작 상태를 나타낸 모식도이다. 드럼(38)이 소정의 회전 속도 이상으로 회전하고 있을 때에 주수 노즐(74)로부터 물이 방출되면, 방출된 물은 주수 개구(50)를 통해 물 안내실(48)로 주입되고, 드럼(38)의 후벽면을 통하면서 원심력에 의해 외주측으로 이동된다. 그리고, 도 3a에 나타낸 바와 같이, 물은 원심력에 의해 물 안내실(48) 외주벽 내측에 붙어 유지된다. 또한, 주수 개구(50)는 면적이 넓기 때문에, 수압의 변동 등에 의해 주수 노즐(74)로부터 방출된 물의 낙하 방향이 변하더라도 그 대부분은 확실하게 물 안내실(48)로 들어간다.

밸런서(46)는 주축(40)에 대해 물 안내실(48)보다도 더욱 외주측에 넓은 중공체로 되어 있다. 이 때문에, 물 안내실(48)에 주수된 물은 원심력에 의해 주수 구멍(52)을 통해 밸런서(46) 내부로 들어 가고, 도 3b에 나타낸 바와 같이 밸런서(46)의 외주벽측, 즉 드럼(38)의 내주 벽면 상에 붙어 유지된다. 또한, 물 안내실(48)의 외주측에는 배수 구멍(54)도 개구되어 있고, 그 배수 구멍(54)을 통해 물 안내실(48)로부터 물이 나오지만, 그 배수량은 물 안내실(48)에 주수되는 물의 양에 비해 매우 적다.

밸런서(46)에 남아있는 물을 배출할 때에는, 밸런서(46)를 회전 원주 상의 최고 위치에서 정지시켜 그 위치를 유지한다. 그러면, 밸런서(46)내의 물에 작용하는 원심력이 상실되기 때문에, 도 3c에 나타낸 바와 같이 물은 주수 구멍(52)을 통해 물 안내실(48)로 유출되어 물 안내실(48)의 저부에 남아있던 물은 정확히 회전 원주 상의 최저 위치에 있는 배수 구멍(54)을 통해 외조(32)로 유출된다. 주수 구멍(52)이나 배수 구멍(54)의 개구 면적은 작지만, 밸런서(46)를 상기 위치로 유지하여 잠시 경과하면, 밸런서(46) 및 물 안내실(48)내의 물은 완전히 외조(32)로 배출된다.

다음에, 상기 세탁기에서의 원심 탈수의 관련 부분의 전기적 구성 및 동작을 도 4를 참조하여 설명한다. 마이크로컴퓨터를 중심으로 구성되는 제어부(10)는 중앙 제어부(11), 회전 속도 제어부(12), 편심 하중 검지부(13) 및 주수 제어부(14)로 이루어진다. 중앙 제어부(11)는 탈수 운전을 진행하기 위한 운전 프로그램이 미리 기억된 메모리를 포함하고, 편심 하중 검지부(13)로부터 편심 하중의 크기 및 위치에 관한 정보를 수신하여, 후술하는 바와 같이 처리하여 소망의 드럼 회전 속도에 대응한 모터(62)의 회전 속도를 회전 속도 제어부(12)에 지시한다.

회전 속도 제어부(12)는 모터 구동부(21)와 함께, 지시된 회전 속도로 모터(62)를 유지하도록 동작한다. 모터(623)에 유도기 모터, 정류자 모터 등 위상 제어에 의해 회전 속도가 제어되는 전동기를 사용할 경우, 회전 속도 제어부(12)는 지시된 목표 회전 속도와 회전 센서(23)로부터 수신된 현 시점에서의 회전 속도의 정보에 기초하여 위상 제어각을 산출하여 모터 구동부(21)에 제공한다. 모터 구동부(21)는 예를 들면 인버터 제어 회로를 포함하고, 제공된 위상 제어각에 따라 스위칭 소자를 온/오프하여 얻은 구동 전류를 모터(62)에 공급한다.

모터 전류 검지부(22)는 모터(62)에 흐르는 구동 전류를 검출하고 전압치로 변환하여 편심 하중 검지부(13)에 제공한다. 도 5는 모터 전류의 변동의 일례를 나타낸 도면이다. 도면중, 회전 마커 M은 회전 센서(23)에 의해 얻어지는 드럼(38)의 1회전 주기를 나타내는 신호에 기초한 마커이다. 드럼(38)에 편심 하중이 존재하고 있으면, 도 5에 나타낸 바와 같이 모터 전류는 그 편심 하중에 따른 변동 성분을 갖는다. 이 모터 전류의 변동은 모터(62)의 부하 토크의 변동에 대응한 것으로, 모터 전류의 최대 피크는 드럼(38)의 1회전 기간내에서 부하 토크가 최대로 될 때에 나타난다. 또한, 모터 전류의 변동 진폭 L은 편심 하중의 크기, 즉 편심량에 대응하고 있다. 도 6은 편심량과 변동 진폭 L과의 관계의 일례를 나타낸 도면이다. 미리 이와 같은 관계를 조사하여 메모리에 기억해 둠으로써, 변동 진폭 L로부터 편심량을 구할 수 있다. 또한, 모터 전류의 변동 요인은 반드시 편심 하중만은 아니므로, 편심 하중에 의한 변동 성분을 정밀도 좋게 검지하기 위해서는 모터 전류의 변동 성분으로부터 드럼(38)의 회전 속도 근방의 주파수 성분만을 추출하는 필터 처리를 행하면 된다.

편심 하중 검지부(13)는 도 5에 나타낸 바와 같은 모터 전류의 변동 성분의 신호가 입력되면, 회전 마커 M의 간격마다, 즉 드럼(38)의 1회전 기간마다 최대 피크 및 최소 피크를 검출한다. 그리고, 그 최대 및 최소 피크의 차(변동 진폭 L)를 산출하고, 메모리에 기억되어 있는 도 6에 나타낸 바와 같은 관계를 참조하여 편심의 크기(편심량)를 구한다. 또한, 최대 피크가 출현하는 타이밍 (예를 들면 직전의 회전 마커 M으로부터의 지연 시간) 에 의해 드럼(38) 내주 벽면 상에서의 편심 하중의 위치를 검지한다.

상기 구성의 세탁기에서의 탈수 행정시의 제어 순서를 도 7 ∼ 도 9의 플로우차트에 따라 설명한다. 이하의 설명에서는 드럼의 직경을 470mm로 한 때의 수치를 예로 들지만, 드럼 직경이 상위할 경우에는 각 회전 속도의 수치를 적절하게 변경함으로써 대응 가능한 것은 명백하다.

세탁 행정이 종료되고 탈수 행정이 개시될 때, 드럼(38) 내부의 세탁물은 도 10a에 나타낸 바와 같이 저부에 겹쳐진 상태로 있다. 이 때, 밸런서(46)에는 전부 물이 주입되지 않고, 드럼(38) 자체는 편심 하중을 갖지 않는다.

사용자에 의해 조작부(20)로부터 탈수 행정의 개시가 지시되면, 모터(62)가 기동되어 편심 하중 검지 회전이 실행된다(단계 S1). 이 때, 드럼(38)은 세탁물에 작용하는 원심력과 중력이 균형있는 회전 속도보다도 약간 빠른 회전 속도 N1 (예를 들면 약 80rpm) 로 하나의 방향으로 회전된다.

상기 회전에 의해, 모든 세탁물은 원심력에 의해 도 10b에 나타낸 바와 같이 드럼(38)의 내주 벽면 상에 밀착된 상태로 회전된다. 세탁물이 드럼(38)의 내주 벽면 상에서 편재되어 있는 경우에는, 도 5에 나타낸 바와 같은 모터 전류의 변동이 생기고, 편심 하중 검지부(13)에 의해 상술한 바와 같이 편심량과 편심 위치가 검지된다(단계 S2).

이어서, 중앙 제어부(11)에 의해 편심량이 소정치 a 이하인지가 판정된다(단계 S3). 단계 S3에서 편심량이 소정치 a 이하라고 판정된 때에는, 그 상태 그대로 탈수 운전을 실행해도 진동이나 소음이 작다라고 판단할 수 있다. 그래서, 단계 S7로 진행하여 소정의 고속 회전 속도 N2일 때까지 드럼(38)의 회전 속도를 상승시킨다. 이에 따라, 세탁물에 침투해 있던 물은 원심력에 의해 비산되어 탈수된다. 여기서, 고속 회전 속도 N2는 1000rpm 정도로 할 수 있지만, 상하기 쉬운 세탁물을 보호하기 위해서는 사용자에 의해 지정된 세탁 코스 (예를 들면 모포 세탁 코스, 드라이 전용 의류 세탁 코스 등) 에 따른 상한치로 제한하는 것이 바람직하다..

상기 단계 S3에서 편심량이 소정치 a보다 크다고 판정되면, 다음에 편심 위치가 밸런서(46)에 180도 대향하는 위치 근방의 소정 범위내인지가 판정된다(단계 S4). 그 소정 범위는 편심 위치의 검지 오차 등을 감안하여 주축(40)에 대해 밸런서(46)와 180도 대향하는 회전 위치를 중심으로 적절한 폭으로 설정된다. 그 단계 S4에서 편심 위치가 소정 범위내라고 판단된 때에는, 밸런서(46)에 주수를 행함으로써 드럼(38)의 밸런스 조정을 행할 수 있다라고 판단할 수 있다. 그래서, 단계 S6으로 진행하여 후술하는 바와 같은 밸런스 주수 운전을 실행하여 밸런스를 잡은 후에 탈수 운전을 행한다.

상기 단계 S4에서 편심 위치가 밸런서(46)의 대향 위치 근방이 아니라고 판정된 때에는, 밸런서(46)를 이용하는 밸런스 조정은 실행할 수 없다. 그래서, 후술하는 바와 같은 세탁물의 엉킴을 푸는 운전을 실행하고(단계 S5), 드럼(38) 내주 벽면 상에서의 세탁물의 균등 분산 배치를 도모한 후에 재차 편심 하중의 검지를 행한다.

도 8은 상기 단계 S5의 세탁물의 엉킴을 푸는 운전시의 회전 제어를 나타낸 플로우차트이다. 푸는 운전에서는 우선 드럼(38)의 회전을 일단 정지하거나 거의 정지할 정도까지 저하시킨다(단계 S51). 다음에, 드럼(38)을 세탁 행정시의 회전 속도 (예를 들면, 약 55rpm) 로 좌측 방향으로 회전시키고(단계 S52), 그 후에 회전 방향을 반전시켜 동일한 회전 속도로 드럼(38)을 우측 방향으로 회전시킨다(단계 S53). 그리고, 소정 시간이 경과할 때까지 좌우 반전을 반복하여(단계 S54) 세탁물의 엉킴을 푸는 운전을 종료한다. 이에 따라, 도 10c에 나타낸 바와 같이 드럼(38) 내부에서 세탁물이 뒤섞여 버리고, 각 세탁물의 극간에 공기가 들어가기 때문에, 뒤엉켜있던 세탁물이 풀려 한 장 한 장의 세탁물이 서로 분리되기 쉽게 된다. 이 때문에, 다음 단계 S5로부터 S1로 복귀하여 드럼(38)의 회전 속도가 저속 회전 속도 N1까지 상승된 때, 도 10d에 나타낸 바와 같이 풀려진 세탁물이 드럼(38) 내주 벽면 상에서 균등하게 분산되기 쉽게 되고, 편심량이 소정치 a 이하로 될 가능성이 높게 된다.

도 9는 본 발명의 특징인 상기 단계 S6의 밸런스 주수 운전의 제어의 일례를 나타낸 플로우차트이다. 밸런스 주수 운전에서는, 우선 드럼(38)의 회전 속도를 중속 회전 속도 N3까지 상승시킨다(단계 S61). 중속 회전 속도 N3은 주수 노즐(74)로부터 물 안내실(48)로 주수된 물이 원심력에 의해 상기 물 안내실(48)의 외주 내벽면에 확실하게 붙어서 회전되도록, 저속 회전 속도 N1보다도 빠른 속도로 설정된다. 또한, 중속 회전 속도 N3은 드럼(38) 자체의 중량 등에 의해 결정되는 공진점(共振点)보다도 낮은 범위의 회전 속도로 설정하면 된다. 중속 회전 속도 N3을 공진점보다도 높게 설정하면, 밸런스(46)에 물을 주입하기 이전에 드럼(38)의 회전 속도가 상기 공진점을 통과하게 되어, 밸런서(46)의 효과를 발휘할 수 없다. 또한, 공진점은 드럼(38)에 수용된 세탁물의 중량에 의해서도 변동되기 때문에, 흡수(吸水)에 의한 세탁물의 중량의 증가도 고려해 둘 필요가 있다. 예를 들면, 드럼 직경이 470mm일 때에는 공진점은 200rpm으로 되므로, 중속 회전 속도 N3은 130rpm 정도로 설정하면 된다.

중앙 제어부(11)에서는 탈수에 의해 세탁물의 중량이 2/3로 감소하는 것이라 추정하고, 또한 세탁물의 섬유 종류 등에 의한 그 중량 감소의 정도의 변동 등을 고려한 마진을 2/3로 하여 먼저 편심 하중 검지부(13)에 의해 검지된 편심량 A1을 기초로 다음 식에 의해 초기 주수 중량 B가 산출된다.

B = A1×(2/3)×(2/3) = A1×(4/9)

따라서, 예를 들면 편심량 A1이 900g이면 초기 주수 중량 B는 400g이 된다.

드럼(38)의 회전 속도가 중속 회전 속도 N3에 도달했다면, 주수 제어부(14)에 의해 밸런스용 주수 밸브(72)를 개방시켜 상기 초기 주수 중량 B에 상당하는 양의 물을 주수 노즐(74)로부터 방출한다(단계 S62). 예를 들면, 급수구(68)에 공급되는 물의 유량에 구애받지 않고 주수 노즐(74)로부터의 방출 유량을 소정치로 설정할 수 있는 구성에서는, 그 방출 유량과 초기 주수 중량 B로부터 주수 노즐(72)의 개방 시간을 산출하고, 그 개방 시간만 주수 밸브(72)를 개방한 후에 폐쇄한다. 또한, 급수구(68)에 공급되는 물의 유량에 의해 주수 노즐(74)로부터의 방출 유량이 변화하는 구성에서는 유량 센서 등을 부설하도록 하면 된다. 상술한 바와 같이, 주수 노즐(74)로부터 방출된 물은 물 안내실(48)을 통해 밸런서(46)로 들어 가고, 원심력에 의해 드럼(38)의 내주 벽면 상에 붙어 있는 상태로 밸런서(46) 내부에 보유된다.

상기 초기 주수가 종료되면, 편심 하중 검지부(13)에 의해 밸런서(46)와 세탁물의 편재에 의해 결정되는 편심량 A2가 검지되고, 중앙 제어부(11)에 의해 그 편심량 A2가 A1×(1/3) 이하인지가 판정된다(단계 S63). 그 단계 S63에서 편심량 A2가 A1×(1/3) 이하라고 판정된 때에는, 그 후의 탈수 운전에 의해 세탁물의 탈수가 진행되어 중량이 감소됨으로써 편심량이 더욱 작게 되어 이상 진동이나 이상 소음이 생기지 않을 정도로 된다라고 판단한다. 그래서, 밸런스 주수 운전을 종료하여 상기 단계 S7의 탈수 운전으로 이행한다.

한편, 상기 단계 S63에서 편심량 A2가 A1×(1/3)을 초과하고 있다고 판정된 때에는, 밸런서(46)로의 주수량이 부족하다라고 판단한다. 그리고, 다음 식에 의해 추가 주수 중량 C를 산출하고, 그 추가 주수 중량 C에 상당하는 양의 물을 방출시킨다(단계 S64).

C = A1×(1/3)×(1/3) = A1×(1/9)

이 추가 주수의 동작 후에 재차 편심량 A3이 검지되고, 편심량이 A1×(1/3) 이하인지가 판정된다. 따라서, 단계 S63 ∼ S64의 처리에 의해, 그 시점에서 검지된 편심량이 A1×(1/3) 이하로 될 때까지 추가 주수 중량 C에 상당하는 양만큼 밸런서(46)로의 주수가 반복된다. 그리고, 그 시점에서의 편심량이 A1×(1/3) 이하로 되면, 밸런스 주수 운전을 종료하여 탈수 운전으로 이행한다.

상기 밸런스 주수 운전에서는, 처음에 적은 초기 주수 중량 B가 밸런서(46)에 부가된다. 이 때, 드럼(38)은 중속 회전 속도 N3으로 회전되고 있기 때문에, 고속 탈수 회전일 때와 같은 정도는 아니지만, 세탁물이 흡수하고 있던 물의 토출이 진행되고, 그 이전에 편심 하중이 검지된 시점으로부터 세탁물의 중량이 감소된다. 그러나, 그 감소 정도는 비교적 작으므로, 통상 초기 주수 중량 B가 밸런서(46)에 부가된 직후에 편심량 A2가 A1×(1/3) 이하가 되지는 않는다. 따라서, 그 후에 밸런서(46)에 추가 주수 중량 C만큼 중량이 추가되는 과정에서 편심량이 A1×(1/3) 이하로 수용되었을 때에 그 중량의 추가가 정지되어 탈수 회전으로 이행되게 된다. 이 때문에, 탈수 회전으로의 이행 직전에, 편심량은 A1×(1/3) 이하이고 또한 A1×(1/3)에 근접한 값으로 되어 있기 때문에, 탈수 회전에 의해 세탁물의 중량이 감소함에 따라 편심량은 더욱 감소하여 0에 가깝게 된다.

그런데, 상기 실시 형태에서는 탈수 후에 세탁물의 중량이 약 2/3로 감소한다고 예상했지만, 세탁물은 그 섬유의 종류, 직조 방법 등에 의해 흡수율이 상위하다. 예를 들면, 이불은 매우 흡수량이 크므로, 탈수한 후의 중량의 감소 정도가 크다. 따라서, 흡수량이 상위한 세탁물에 대해 초기 주수 중량 B, 추가 주수 중량 C, 및 상기 단계 S63에서의 판정 기준 [상기 실시예에서는 A1×(1/3)] 을 적절하게 수정하는 구성으로 하면, 편심 하중에 의한 진동이나 소음을 보다 확실하게 억제할 수 있다.

드럼(38)에 수용된 세탁물의 흡수율을 추정하는 방법으로서 가장 용이한 것은 그 세탁물에서 세탁 개시 전에 사용자에 의해 설정되는 세탁 코스 등의 설정 정보를 이용하는 것이다. 예를 들면, 모포(이불) 세탁 코스가 선택된 경우에는 표준 세탁 코스가 선택된 경우보다도 세탁물의 흡수량이 많다고 판단하고, 초기 주수 중량 B, 추가 주수 중량 C를 다음과 같이 설정한다.

B = A1×(1/2)×(2/3) = A1×(1/3)

C = A1×(1/4)×(1/3) = A1×(1/12)

그리고, 상기 단계 S63에서는 그 시점에서의 편심량이 A1×(1/2) 이하로 되면 탈수 회전으로 이행하는 것으로 한다.

또한, 상기 실시예는 드럼식 세탁기에 대하여 설명했지만, 본 발명이 석유계 용제 등을 사용한 드라이 크리닝에 적용될 수 있는 것은 분명하다.

본 발명에 따른 원심 탈수 장치에 의하면, 편심 하중이 드럼 내주 벽면 상에서 액체 보유부와 180도 대향하는 위치 근방에 존재할 경우에, 탈수시의 세탁물의 중량 감소를 고려한 중량의 액체가 상기 액체 보유부에 주입되어 드럼 전체의 편심량이 작아진 후에 탈수 운전이 행해진다. 이 때문에, 탈수 운전 이행 전에는 약간의 편심 하중이 남아 있지만, 탈수가 진행됨에 따라 편심량은 한층 감소하여 드럼 전체의 밸런스가 유지되고, 이상 진동이나 소음의 발생을 확실하게 억제할 수 있다.

Claims (4)

1. 바구니 형상의 드럼내에 세탁물을 수용하고, 상기 드럼을 수평축을 중심으로 회전시킴으로써 그 세탁물의 탈수를 행하는 원심 탈수 장치에 있어서,

   a) 드럼 벽면의 일부에 형성한 중공체(中空體)의 액체 보유부와 상기 액체 보유부에 액체를 주입하는 액체 주입 수단으로 이루어진 밸런스 조정 수단,

   b) 드럼의 편심 하중의 크기 및 위치를 검출하는 편심 하중 검지 수단, 및

   c) 상기 액체 보유부에 액체가 주입되기 이전의 상태에서 상기 편심 하중 검지 수단에 의해 검지된 편심 하중의 크기가 소정치보다도 크고 또한 상기 편심 하중의 위치가 드럼 내주 벽면 상에서 상기 액체 보유부에 대향하는 개소의 근방인 경우, 상기 편심 하중의 크기를 기초로 세탁물의 흡수율 또는 탈수율을 고려한 주액량(注液量)을 결정하고 상기 액체 주입 수단을 구동하는 제어 수단

   을 구비하는 것을 특징으로 하는 원심 탈수 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 편심 하중 검지 수단은 상기 액체 보유부에 액체가 주입된 상태에서 재차 드럼의 편심 하중의 크기를 검지하고, 상기 편심 하중의 크기가 제2 소정치 이하가 된 경우에는 드럼이 고속의 탈수 회전 속도로 회전하도록 상기 드럼을 회전 구동하는 모터를 제어하는 회전 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 원심 탈수 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 액체 보유부에 액체를 주입한 후에 편심 하중의 크기가 제2의 소정치보다 큰 경우, 상기 제2 소정치 이하가 될 때까지 반복해서 액체를 추가하여 주입하기 위해 상기 액체 주입 수단을 구동하는 것을 특징으로 하는 원심 탈수 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 사용자의 조작에 의해 소망의 세탁 코스가 설정되는 설정 수단을 더 구비하고, 상기 제어 수단은 상기 설정 수단에 의해 설정된 세탁 코스에 따라서 상기 흡수율 또는 탈수율을 수정하여 주수량(注水量)을 산출하는 것을 특징으로 하는 원심 탈수 장치.