KR20070055915A - 증기압축 사이클 시스템을 구비하는 의류 건조기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증기압축 사이클 시스템을 구비한 의류 건조기에 관한 것으로, 캐비넷과; 상기 캐비넷 내부에 정방향 및 역방향으로 회전 가능하게 설치되는 드럼과; 상기 드럼에 공기를 공급하도록 상기 드럼과 연통 형성된 제1공기 유로와; 상기 제1공기 유로 내의 공기와 열교환 가능하게 배열된 응축기와; 상기 건조 용기에 연결되고, 상기 캐비넷의 외부와 연통되는 제2공기 유로와; 상기 건조 용기를 회전시키는 구동력을 발생시키는 구동부와; 정방향 및 역방향으로 회전 가능한 송풍팬과; 상기 송풍팬과 대향하도록 설치된 증발기를; 포함하여, 상기 드럼이 정방향과 역방향을 동시에 회전 가능하게 설치됨으로써, 드럼 내의 피건조물이 서로 뭉치지 않고 제1공기 유로를 통하면서 응축기와 열교환하여 승온된 공기가 드럼 내의 피건조물과 골고루 열교환됨으로써, 건조 효율을 높일 수 있는 증기압축 사이클 시스템을 구비한 의류 건조기를 제공한다.

의류 건조기, 폐열, 고내 온도

Description

증기압축 사이클 시스템을 구비하는 의류 건조기{CLOTHES DRYER WITH VAPOR COMPRESSION CYCLE SYSTEM}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 드럼식 의류 건조기의 구성을 도시한 일부 절개 사시도.

도 2는 도 1의 'A'부분의 확대 사시도

도 3은 도 1의 드럼 구동부의 구성을 도시한 일부 사시도

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

110: 케비넷 116: 드럼

120: 제 1 공기 유로 122:제 2 공기 유로

130: 응축기 132: 증발기

134: 압축기

본 발명은 의류 건조기에 관한 것으로, 상세하게는 증기압축 사이클 시스템을 포함하고, 캐비넷 내부의 온도를 적절히 유지함으로써 안정된 증기압축 사이클을 확보할 수 있는 의류 건조기에 관한 것이다.

의류 건조기는 피건조물을 건조시키면서 발생되는 습공기의 처리 방식에 따라 배기 방식과 응축 방식으로 분류할 수 있다. 전자는 건조기에서 배출되는 습공기를 외부로 배출하는 방식이며, 후자의 경우 건조기에서 배출되는 습공기를 응축시켜 수분을 제거하고 수분이 제거된 공기를 다시 건조기에 순환시키는 방식이다.

통상적으로 배기 방식의 건조기는 캐비넷 내부에 설치된 회전 가능한 드럼에 흡기 덕트 및 배기 덕트가 연결되어 있고, 상기 흡기 덕트 내에 히터가 설치되어 있다.

팬의 구동으로 건조기 외부의 공기가 흡기 덕트로 유입되면서 히터에 의하여 고온으로 가열되는데, 이때 가열 온도는 약 100 ℃에 이른다. 이와 같은 고온의 공기가 건조기 내부의 건조 드럼으로 유입되어 드럼 내부에 있는 피건조물을 건조시킨다. 건조 과정에서 고온의 공기는 피건조물에 포함되어 있는 수분을 함유하게 되고, 고습의 공기가 배기 덕트를 거쳐 외부로 방출된다.

이와 같이 히터를 사용하여 유입 공기에 열을 전달하는 종래의 의류 건조기는 히터의 신속한 공기 가열로 전체적인 건조 시간을 단축 시킬 수 있고, 대용량으로 제작할 수 있는 장점이 있는 반면, 유입되는 공기를 히터로 가열하므로로 에너지 소모가 크다는 단점이 있다. 특히, 100 ℃ 내지는 그 이상의 고온 공기로 피건조물을 건조하므로 건조 과정에서 피건조물의 재질에 따라 손상이 발생될 가능성이 높다.

한편, 응축 방식의 의류 건조기는 의류 건조기 외부로 공기를 방출시키는 배기 덕트가 필요없기 때문에 빌트인(built-in) 타입으로 제조할 수 있다는 장점이 있고, 에너지 효율은 배기 방식에 비하여 높지만, 건조 시간이 길고 대용량으로 제조하기가 어렵다는 단점이 있다.

이와 같은 배경하에서, 에너지 효율이 높은 개선된 의류 건조기가 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 에너지 효율이 높은 증기압축 사이클 시스템로 피건조물에 고온의 공기를 공급하여 에너지 효율이 높은 의류 건조기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은, 안정된 증기압축 사이클 시스템을 보장하기 위하여 캐비넷 내의 온도를 적절한 범위 내로 유지하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 증기압축 사이클 시스템의 구성 부품의 성능 및 동작 효율이 뛰어난 의류 건조기를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명은 고온의 공기를 피건조물에 골고루 접촉하도록 드럼 내에 공급하여 건조 효율을 증대시키는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 캐비넷과; 상기 캐비넷 내부에 정방향 및 역방향으로 회전 가능하게 설치되는 드럼과; 상기 드럼에 공기를 공급하도록 상기 드럼과 연통 형성된 제1공기 유로와; 상기 제1공기 유로 내의 공기와 열교환 가능하게 배열된 응축기와; 상기 건조 용기에 연결되고, 상기 캐비넷의 외부와 연통되는 제2공기 유로와; 상기 건조 용기를 회전시키는 구동력을 발생시키는 구동부와; 정방향 및 역방향으로 회전 가능한 송풍팬과; 상기 송풍팬과 대향하도록 설치된 증발기를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 증기압축 사이클 시스템을 구비한 의류 건조기를 제공한다.

상기 드럼이 정방향과 역방향을 동시에 회전 가능하게 설치됨으로써, 드럼 내의 피건조물이 서로 뭉치지 않고, 제1공기 유로를 통하면서 응축기와 열교환하여 승온된 공기가 드럼 내의 피건조물과 골고루 열교환됨으로써, 건조 효율을 높일 수 있게 된다.

그리고, 송풍팬이 정방향 및 역방향으로 회전되는 것에 의하여, 증발기로부터 차가운 공기를 캐비넷 내부에 공급하게 된다. 이를 통해, 캐비넷 내부의 온도를 외기와 비슷한 온도 범위로 유지하여, 증기압축 사이클 시스템의 각 구성 부품의 작동 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.

이 때, 상기 구동부는 정방향 및 역방향의 회전 구동이 용이하고 에너지 효율이 높은 비엘디씨(Brushless DC) 모터로 형성되고, 상기 송풍팬은 상기 구동부에 의하여 구동된다. 따라서, 송풍팬을 정역회전으로 구동하기 위하여 별도의 구동부를 구비하지 않아도 된다. 즉, 상기 구동부는 피건조물의 건조 공정을 행하는 중에, 상기 드럼을 한 방향으로만 회전시키지 않고, 상기 드럼을 정방향과 역방향으로 번갈아 회전시키는 것에 의하여, 송풍팬도 정방향과 역방향으로 번갈아 회전되어, 증발기 주변의 차가운 공기를 캐비넷의 내부로 공급할 수 있게 된다.

이 때, 상기 증발기는 외기와 연통되도록 설치되고, 상기 송풍팬에 의하여 외기로부터 상기 증발기를 거쳐 상기 캐비넷의 내부로 통기되도록 구성됨으로써, 송풍팬에 의하여 보다 많은 풍량을 캐비넷 내부로 보낼 수 있게 된다.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 상기 증기압축 사이클 시스템을 구비한 의류 건조기의 제어 방법으로서, 상기 드럼을 정방향으로 회전 구동하는 단계와; 간헐적으로 상기 드럼을 역방향으로 회전 구동하는 단계를; 포함하는 것을 특징으로 하는 증기압축 사이클 시스템을 구비한 의류 건조기의 제어 방법을 제공한다. 이를 통해, 피건조물의 건조 효율이 향상될 뿐만 아니라, 증발기 주변의 차가운 공기를 캐비넷의 내부에 원활히 공급할 수 있게 되어, 캐비넷 내부의 온도를 소정치 이하로 유지함으로써, 증기압축 사이클 시스템을 구성하는 구성 부품의 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며 권리범위를 제한하는 것으로 인정되어서는 아니되며, 당업자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형 및 개량이 가능할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 드럼식 의류 건조기의 구성을 도시한 일부 절개 사시도, 도 2는 도 1의 'A'부분의 확대 사시도, 도 3은 도 1의 드럼 구동부의 구성을 도시한 일부 사시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼식 의류 건조기는, 직육면체 형상으로 내부에 수용부를 갖는 케비넷(110)과, 케비넷(110)의 내부 공간에 회전 가능하게 설치된 드럼(116)과, 드럼(116)을 벨트(142)로 정방향과 역방향으로 회전 구동하도록 비엘디씨 모터로 형성된 구동부(118)와, 드럼(116)에 흡 입 공기를 공급하는 제1공기 유로(120)와, 드럼(116)의 의류로부터 수분을 빼앗은 공기를 배기하는 제2공기 유로(122)와, 흡입 공기를 가열하도록 제1공기 유로(120) 내에 배열된 응축기(130)와, 구동부(118)의 구동축에 의하여 회전하는 송풍팬(141)과, 응축기(130)와 연결되어 증기압축 사이클 시스템을 구성하는 증발기(132)를 포함하여 구성된다.

도1 및 도3에 도시된 바와 같이, 상기 드럼(116)은 케비넷(110)의 내부 공간에 상기 캐비넷(110)의 바닥면에 대하여 실질적으로 평행한 축을 중심으로 회전하도록 원통 형상으로 설치되며, 그 일측에 흡입 공기가 흐르는 제 1 공기 유로(120)가 연결되며, 타측에 배기 공기가 흐르는 제2공기 유로(122)와 연결된다. 드럼(116)은 그 외주면에 모터(118)의 구동축과 벨트(142)로 연결되어 회전 구동된다.

상기 제 1 공기 유로(120)는 입구가 상기 캐비넷(110) 외부에 노출되지 않아도 상관없으나, 상기 제 2 공기 유로(122)의 배출구(122')는 캐비넷(110) 외부로 노출되는 것이 바람직하다. 제 1 공기 유로(120) 및 제 2 공기 유로(122)의 형태는 특별히 제한될 필요가 없으며, 캐비넷 내부의 공간에 적합하게 유로를 구성하는 각 부분의 방향이나 위치가 변경될 수도 있다.

상기 제 1 공기 유로(120)에는 응축기(130)가 설치되어, 제 1 공기 유로(120)에 유입되는 공기를 가열하여 약 65 ℃ 이상의 온도, 바람직하게는 50 ~ 70 ℃ 정도의 온도로 승온된 상태로 상기 드럼(116)에 진입하도록 한다.

상기 캐비넷(110) 내부의 일측에는 증발기(132)가 설치된다. 상기 응축기(130)와 증발기(132)는 열역학적 사이클(증기압축사이클)을 형성하며, 이를 위하여 상기 캐비넷(110)에는 압축기(134)와 팽창 기구(미도시)가 더 포함된다. 상기 압축기(134) 및 팽창 기구는 상기 드럼(116) 하부에 설치되거나 드럼(116)보다 낮게 설치되는 것이 바람직하며, 상기 응축기(130) 및 증발기(132)와 배관(138)에 의하여 연결되어 하나의 폐루프를 이룬다. 이러한 증기압축 사이클은 제 1 공기 유로(130)를 흐르는 공기에 대하여 히트 펌프로서 작용한다. 특히, 상기 압축기(134)는 자체적인 발열을 제 1 공기 유로(120)의 입구 측에 설치되어 유입되는 공기에 제공하여 유입 공기에 대한 응축기(130)의 가열을 보조한다.

상기 구동부의 다른 일측에는 송풍팬(141)이 장착된다. 이 송풍팬(141)은 상기 구동부(118)로 흐르는 공기 유동을 발생시켜 캐비넷(110) 내부의 온도가 일정 온도 이상으로 이르는 것을 방지한다. 이 때, 구동부(118)가 드럼(116)을 역방향으로 회전시키는 경우에는, 송풍팬(141)도 역회전(96)을 하여 증발기(132)로부터 차가운 공기(약 18℃ 내외)를 도면 부호 98의 방향으로 유도하여 캐비넷(110)의 내부에 공급한다. 그리고, 구동부(118)가 드럼(116)을 정방향(95)으로 회전시키는 경우에는, 송풍팬(141)도 정회전(96)을 하여 캐비넷 내부의 공기를 증발기(132)를 통하여 도면 부호 98의 방향으로 외기시킨다.

도2에 도시된 바와 같이, 증발기(132)와 열교환에 의하여 차가워진 공기를 캐비넷(110)의 내부에 보다 많이 공급하기 위하여, 증발기(132)는 캐비넷(110)의 통풍구(112') 주변에 설치되고, 증발기(132)의 전후면에 공기가 관통하여 통기될 수 있는 통기공(132a)이 증발기 케이스에 형성되며, 증발기(132)를 송풍팬(141)과 일직선상에 설치함으로써, 송풍팬(141)으로부터 발생된 풍력에 의하여 보다 많은 공기가 유입되고, 외부로부터 유입된 공기가 증발기(132)를 지나면서 보다 많은 열교환이 일어나도록 한다. 이를 통해, 외부에 비하여 통상적으로 5℃ 내지 8℃ 정도 높은 종래의 건조기 캐비넷의 내부 온도를 외기 온도와 유사하게 유지할 수 있게 되어, 압축기(134) 등의 구성 부품을 일정 온도 이하로 유지시켜 증기압축 사이클 시스템의 전체적인 효율(COP)을 향상시킬 수 있게 된다.

상기 공기 유동 팬(140)은 제 2 공기 유로(122)에 설치된다. 상기 팬(140)은 구동부(118)로부터 회전력을 전달받을 수도 있으나, 별도의 구동부로 회전될 수도 있다. 상기 팬(140)은 구동부(118)로부터 회전력을 전달받는 경우에는, 캐비넷 내부의 공간 활용을 높일 수 있고, 별도의 회전 구동 장치가 필요하지 않게 되어 유리하다.

유동팬(140)에 의하여 공기가 제 1 공기 유로(120)로부터 드럼(116)을 거쳐 제 2 공기 유로(122)를 통하여 외부로 배출되는 공기 유동을 발생시킨다.

이하, 본 발명의 일 실시예의 작동 원리를 상술한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 의류 건조기로 건조 공정이 개시되면, 비엘디씨 모터(118)가 드럼(116)을 정방향으로 회전시키고, 이와 동시에, 건조기 외부의 공기가 제 1 공기 유로(120) 상의 응축기(134)와 열교환을 하여 승온된 건조 공기가 드럼(116)의 내부로 유입되며, 유동팬(140)이 회전되어 제 2 공기 유로(122)를 통해 피건조물로부터의 수분을 함유한 습한 공기를 배출시킨다. 그리고, 비엘디씨 모터(118)의 후미에 설치된 송풍팬(141)은 정방향(95)으로 회전하면서, 캐비넷 내부의 폐열을 도면 부호 97의 방향으로 통풍구(112')를 통하여 배출시킨다.

일정 시간동안 드럼(116)을 정방향으로 회전시킨 후에, 이보다 짧은 시간 동안 드럼(116)을 역방향으로 회전시킨다. 이를 통해, 드럼(116) 내부의 피건조물에 제 1 공기 유로(120)로부터의 더운 공기가 골고루 접촉할 수 있게 된다. 동시에, 비엘디씨 모터(118)의 후미에 설치된 송풍팬(141)도 역방향(96)으로 회전하면서, 캐비넷(110)의 외부로부터 통풍구(112')와 증발기(132)의 통기공(132a)을 통해 도면 부호 98의 방향으로 캐비넷(110)의 내부로 유입시킨다. 이 때, 유입되는 외기는 증발기(132)와 열교환하여 그 온도가 매우 낮아지므로, 캐비넷(110) 내부의 온도를 외기의 온도와 유사하게 유지시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에는 기재되지 않았지만, 캐비넷 내부에 온도 센서가 구비되고, 온도 센서에 의하여 측정된 캐비넷 내부의 온도가 증기압축 사이클 시스템의 정상적인 작동에 문제를 일으킬 정도로 높아지는 경우에만, 이를 감지하여 드럼과 송풍팬을 역방향으로 회전시켜, 캐비넷 내부에 차가운 공기를 집중적으로 유입시키도록 구성될 수도 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절히 변경 가능한 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 캐비넷과; 상기 캐비넷 내부에 정방향 및 역방향으로 회전 가능하게 설치되는 드럼과; 상기 드럼에 공기를 공급하도록 상기 드럼과 연통 형성된 제1공기 유로와; 상기 제1공기 유로 내의 공기와 열 교환 가능하게 배열된 응축기와; 상기 건조 용기에 연결되고, 상기 캐비넷의 외부와 연통되는 제2공기 유로와; 상기 건조 용기를 회전시키는 구동력을 발생시키는 구동부와; 정방향 및 역방향으로 회전 가능한 송풍팬과; 상기 송풍팬과 대향하도록 설치된 증발기를; 포함하여, 상기 드럼이 정방향과 역방향을 동시에 회전 가능하게 설치됨으로써, 드럼 내의 피건조물이 서로 뭉치지 않고 제1공기 유로를 통하면서 응축기와 열교환하여 승온된 공기가 드럼 내의 피건조물과 골고루 열교환됨으로써, 건조 효율을 높일 수 있는 증기압축 사이클 시스템을 구비한 의류 건조기를 제공한다.

또한, 본 발명은, 송풍팬이 정방향 및 역방향으로 회전되는 것에 의하여, 증발기로부터 차가운 공기를 캐비넷 내부에 공급할 수 있도록 구성됨으로써, 캐비넷 내부의 온도를 설정치 이하의 온도 범위로 유지하여, 증기압축 사이클 시스템의 각 구성 부품의 작동 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명은, 상기 구동부를 비엘디씨(Brushless DC) 모터로 형성함으로써, 정방향 및 역방향의 회전 구동이 용이하고 에너지 효율이 높은 의류 건조기를 제공한다.

또한, 본 발명은, 상기 송풍팬을 상기 구동부에 의하여 구동되도록 함으로써, 상기 드럼을 한 방향으로만 회전시키지 않고, 간헐적으로 상기 드럼을 역방향으로도 회전시킴으로써, 외기를 증발기와 열교환하도록 하여 차가워진 공기를 캐비넷의 내부에 공급할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명은, 상기 증발기는 외기와 연통되도록 설치되고, 상기 송풍 팬에 의하여 외기로부터 상기 증발기를 거쳐 상기 캐비넷의 내부로 통기되도록 구성됨으로써 송풍팬에 의하여 보다 많은 풍량을 캐비넷 내부로 보낼 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 캐비넷과;

   상기 캐비넷 내부에 정방향 및 역방향으로 회전 가능하게 설치되는 드럼과;

   상기 드럼에 공기를 공급하도록 상기 드럼과 연통 형성된 제1공기 유로와;

   상기 제1공기 유로 내의 공기와 열교환 가능하게 배열된 응축기와;

   상기 건조 용기에 연결되고, 상기 캐비넷의 외부와 연통되는 제2공기 유로와;

   상기 건조 용기를 회전시키는 구동력을 발생시키는 구동부와;

   정방향 및 역방향으로 회전 가능한 송풍팬과;

   상기 송풍팬과 대향하도록 설치된 증발기를;

   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 증기압축 사이클 시스템을 구비한 의류 건조기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 구동부는 정방향 및 역방향의 회전 구동이 가능한 비엘디씨(Brushless DC) 모터이고, 상기 송풍팬은 상기 구동부에 의하여 구동되는 것을 특징으로 하는 증기압축 사이클 시스템을 구비한 의류 건조기.
3. 제 2항에 있어서

   상기 증발기는 외기와 연통되도록 설치되고, 상기 송풍팬에 의하여 외기로부터 상기 증발기를 거쳐 상기 캐비넷의 내부로 통기되도록 구성된 것을 특징으로 하는 증기압축 사이클 시스템을 구비한 의류 건조기.
4. 제 2항 또는 제 3항에 따른 증기압축 사이클 시스템을 구비한 의류 건조기의 제어 방법으로서,

   상기 드럼을 정방향으로 회전 구동하는 단계와;

   간헐적으로 상기 드럼을 역방향으로 회전 구동하는 단계를;

   포함하는 것을 특징으로 하는 증기압축 사이클 시스템을 구비한 의류 건조기의 제어 방법.

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