KR20100052051A

KR20100052051A - 세탁기

Info

Publication number: KR20100052051A
Application number: KR1020080110913A
Authority: KR
Inventors: 김형용; 장영근; 조인호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-11-10
Filing date: 2008-11-10
Publication date: 2010-05-19
Also published as: KR101565384B1

Abstract

본 발명은 세탁수의 순환을 제어하는 서큘레이션 동작을 개선함으로써 에너지 낭비를 줄일 수 있는 세탁기에 관한 것으로, 본 발명은 세탁에 필요한 세탁수의 공급을 위해 설정된 초기 수위 만큼 세탁수를 급수하는 초기 급수 단계; 초기 급수가 완료되면 기설정된 포적심 실동율을 적용하여 드럼을 회전시켜 세탁물을 포적심하는 포적심 단계; 포적심이 완료되면 기설정된 히팅 실동율을 적용하여 세탁수를 가열하는 히팅 단계; 및 히팅이 완료되면 세탁물의 세탁을 시작하는 세탁 단계를 포함하여 구성되며, 상기 히팅 단계에서는 기설정된 히팅 서큘레이션(circulation) 시간 동안만 세탁수를 터브 하측에서 펌핑하여 드럼으로 재공급하는 서큘레이션 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.

세탁기, 초기 급수, 실동율, 서큘레이션, 재급수, 히팅, 알파 행정

Description

세탁기{Washing machine}

본 발명은 세탁기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세탁수의 순환을 제어하는 서큘레이션 동작을 개선함으로써 에너지 낭비를 줄일 수 있는 세탁기에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기는 세탁물을 투입하는 방식에 따라 탑 로딩형(Top loading type)과 프런트 로딩형(Front loading type)으로 구분할 수 있다. 탑 로딩형의 세탁기는 다시 세탁 및 헹굼 과정에서 드럼이 회전하는 타입과, 드럼 내부에 구비된 펄세이터(Pulsator)가 회전하는 타입으로 나뉠 수 있다.

프런트 로딩형의 세탁기와, 드럼이 회전하는 탑 로딩형 세탁기는 크게 외관을 형성하는 캐비넷과, 캐비넷의 내부에 설치되어 세탁수를 수용하는 터브와, 터브 내부에 회전 가능하게 설치되는 드럼으로 구성되며, 드럼의 내부에 세탁물이 수용된다. 드럼은 세탁물을 수용한 상태에서 수평 또는 수직 방향 축을 중심으로 회전하여 세탁과 헹굼 및 탈수 등의 행정을 수행한다.

세탁 행정은 초기에 세탁수를 일정 수위 이상 급수하고, 세탁물에 세탁수가 흡수되도록 하는 포적심이 진행되는 동안 추가로 수차례 재급수를 하여 세탁에 알 맞은 정도의 세탁수를 확보하게 된다. 포적심 시간을 어느 정도 갖고 나면 세탁 성능을 확보하기 위해 세탁수를 가열한다.

이러한 종래의 세탁기에서 에너지 성능에 영향을 주는 요인은 세탁수의 초기 급수량과 총 급수량, 드럼의 회전 시간을 정지 시간으로 나누어 계산하는 실동율, 세탁수를 터브 하부에서 펌핑하여 다시 드럼으로 공급하여 세탁수를 순환시키는 서큘레이션 동작 시간, 세탁수를 가열하는 히팅 시간 등이 있다.

전술한 요인들은 세탁기의 급수나 모터의 회전, 세탁수의 순환 주기 등을 제어함으로써 변경이 가능한 요인이다. 따라서 소비자의 편의를 향상시키기 위해 이러한 요인들을 적절히 제어함으로써에너지 및 세탁수의 낭비를 줄일 수 있는 세탁기를 제공할 필요가 있다.

본 발명의 목적은

본 발명은 세탁기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세탁수의 순환을 제어하는 서큘레이션 동작을 개선함으로써 에너지 낭비를 줄일 수 있는 세탁기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 급수량 및 실동율을 제어하여 세탁수의 낭비를 방지하고 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 세탁기를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 세탁에 필요한 세탁수의 공급을 위해 설정된 초기 수위 만큼 세탁수를 급수하는 초기 급수 단계; 초기 급수가 완료되면 기설정된 포적심 실동율을 적용하여 드럼을 회전시켜 세탁물을 포적심하는 포적심 단계; 포적심이 완료되면 기설정된 히팅 실동율을 적용하여 세탁수를 가열하는 히팅 단계; 및 히팅이 완료되면 세탁물의 세탁을 시작하는 세탁 단계를 포함하여 구성되며, 상기 히팅 단계에서는 기설정된 히팅 서큘레이션(circulation) 시간 동안만 세탁수를 터브 하측에서 펌핑하여 드럼으로 재공급하는 서큘레이션 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 세탁기를 제공한다.

상기 포적심 단계는 기설정된 포적심 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 포적심 단계 및 히팅 단계에서 세탁수의 재급수는 상기 포적심 시간 및 히팅 서큘레이션 시간 동안에만 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 세탁수의 재급수 횟수는 5회 이하인 것을 특징으로 한다.

상기 포적심 실동율은 상기 히팅 실동율보다 큰 것을 특징으로 한다.

상기 히팅 단계에서는 세탁물이 잘 섞이도록 설정 RPM으로 드럼을 회전시키는 알파 행정이 복수 회 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 설정 RPM은 100RPM 인 것을 특징으로 한다.

상기 알파 행정은 4회 이상 실시되는 것을 특징으로 한다.

상기 세탁 단계는 상기 포적심 실동율과 동일한 세탁 실동율이 적용된 것을 특징으로 한다.

상기 히팅 단계는 기설정된 히팅 온도로 제어되는 것을 특징으로 한다.

상기 히팅 온도는 48℃인 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 세탁기는 서큘레이션 동작을 개선함으로써 빠른 포적심 및 세탁수 히팅을 유도하여 에너지 낭비를 감소시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 세탁기는 초기 급수량을 증가시킴으로써 재급수 회수 및 총급수량을 감소시키고, 실동율을 제어함으로써 세척 효율을 향상시키는 효과가 있다.

이하에서는 먼저 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 세탁기 의 일반적인 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.

첨부된 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드럼 세탁기를 도시한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 드럼 세탁기는 크게 외관을 형성하는 캐비닛(100)과, 캐비닛(100)의 내부에 설치되어 세탁수가 저수되는 터브(120)와, 터브(120)의 내측에 회전 가능하게 설치되는 드럼(130)과, 드럼(130)을 구동하는 모터(160)로 구성되며, 캐비닛(100)의 외측에는 컨트롤 패널(110)이 구비되어 세탁기의 작동 상태를 표시하고 사용자가 각종 기능을 선택할 수 있도록 하는 기능 버튼을 제공한다.

캐비닛(100)의 전방에는 세탁물을 투입할 수 있도록 투입구(103a)가 형성되고, 투입구(103a)는 도어(107)에 의해 개폐된다.

터브(120)의 상부는 행잉 스프링(121)에 의해 캐비닛(100)의 상부에 지지되고, 터브(120)의 하부는 프릭션 댐퍼(122)에 의해 지지되어 드럼(130)의 고속회전 시에 드럼 세탁기에 발생되는 진동을 저감시킨다.

드럼(130)의 내주면에는 드럼(130)에 투입된 세탁물을 소정의 위치까지 상승시키는 복수의 리프터(131)가 설치되고, 탈수 등과 같은 세탁 행정에서 세탁수가 드럼(130)으로부터 빠져나가도록 복수 개의 통공(132)이 형성된다.

터브(120)의 상측에는 급수호스(140)가 연결되어 외부의 수원으로부터 터브(120) 내부로 물을 공급하며, 급수호스(140) 상에는 세탁수의 출입을 제어하는 급수밸브(141)가 설치된다.

터브(120)의 하측에는 배수호스(150) 및 배수펌프(151)가 설치되어 세탁 및 헹굼 등에 사용된 세탁수를 외부로 배출한다.

터브(120)의 후방에 장착되는 모터(160)는 회전축(165)을 통해 드럼(130)과 결합되어 드럼(130)을 회전시키게 된다.

터브(120)의 하부 일측에는 세탁수의 수온을 조절하는 히터(125)와, 세탁수의 수온을 측정하는 온도 센서(미도시)와, 세탁수의 전도도를 감지하는 전극 센서(미도시)와, 세탁수의 수위를 감지하는 수위 센서(미도시) 등이 설치된다. 이러한 센서들은 컨트롤 패널(110)에 형성된 제어부(미도시)에 의해 제어된다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 세탁기에 있어서, 표준 코스, 세탁수 온도 40℃인 세탁 코스를 실시 예로 하여 세탁기의 제어 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.

첨부된 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드럼 세탁기의 전세탁 행정을 도시한 그래프이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드럼 세탁기의 전세탁 및 후세탁 행정을 도시한 블럭도이다.

도 2를 참조하여 종래의 정격 용량 12kg의 드럼 세탁기의 일 예를 들면, 세탁수 온도 40℃인 표준 세탁 코스에서 초기 급수 요구량은 약 11ℓ로, 초기 급수량이 충족되면 세탁물을 적시는 포적심 및 세탁수를 가열하는 히팅 행정을 거쳐 세탁 코스를 진행하게 된다.

초기 급수 완료 후 약 5분 정도 포적심 행정을 거치게 되는데 이때 모터(160)의 실동율은 3.8로, 19초간 모터(160)를 on했다가 5초간 off하는 과정을 반 복함으로써 드럼(130)을 회전시켜 세탁물을 적시게 된다.

포적심 행정 중에는 세탁수를 터브(120) 하측에서 펌핑하여 터브(120) 위로 보내 드럼(130)으로 재공급하는 서큘레이션(circulation) 동작을 하게 된다.

포적심 행정이 완료되면 세척수를 가열하는 히팅 행정이 시작되고, 히팅 행정중에 세탁물이 골고루 섞일 수 있도록 고RPM으로 모터(160)를 회전시키는 알파 행정(이에 관해서는 후술하기로 한다)을 수행하게 된다.

히팅 행정은 약 14분 30초 정도 이루어지므로, 초기 급수 후 세탁이 시작될 때까지 총 19분 30초 정도의 포적심 및 히팅시간이 소요된다.

알파 행정은 히팅 행정 중 2회 정도 수행되며, 포적심 및 히팅 행정 동안 11회 이상의 세탁수 재급수가 이루어진다. 재급수량을 포함하여 세탁 행정 시작 전에 급수되는 세탁수의 총량은 26 ~ 28ℓ정도가 된다.

전술한 초기 급수량이나 포적심 및 히팅 행정 시간, 재급수 횟수 및 재급수량, 실동율, 서큘레이션 시간 등은 설정 변경이 가능한 요인이므로, 이러한 인자를 조절함으로써 세탁수 및 에너지 낭비를 줄이는 효과를 가져올 수 있다.

이를 위해 본 발명에서는 다음과 같이 세탁기를 제어하게 되며(세탁수 온도 40℃인 표준 세탁 코스를 예로 함), 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저 제어부는 세탁에 필요한 세척수의 공급을 위해 급수 밸브()를 제어하여 기설정된 초기 수위 만큼 세척수를 급수한다(S100). 초기 급수 단계(S100)에서 기설정된 초기 수위는 약 18ℓ(23.5kHz, 수위 센서는 초음파 센서가 사용되므로 수위가 주파수로 표현된다)로, 전술한 바와 같이 종래의 일 예로 들었던 세탁 코스의 초기 설정 수위인 11ℓ(23.9kHz)보다 많은 양의 세탁수를 급수하게 된다.

초기 급수가 완료되면 제어부는 기설정된 포적심 실동율을 적용하여 드럼(130)을 회전시켜 세탁물을 적셔준다(S200). 포적심 단계(S200)에서 적용되는 포적심 실동율은 4.2로, 21초 동안 모터(160)를 on하고 5초 동안 모터(160)를 off하는 과정을 기설정된 포적심 시간 동안 반복하게 된다. 포적심 시간은 2분으로, 전술한 종래의 일예에 비해 3분이 줄어든 시간이다.

포적심 시간이 줄어들 수 있는 것은 초기 급수량을 늘리고 빠른 포적심을 위해 높은 실동율을 적용함으로써 세탁물이 세탁수를 빨리 흡수할 수 있게 되기 때문이다.

또한, 포적심 단계(S200)에서는 세탁수를 터브(120) 하측에서 펌핑하여 터브(120)의 상측으로 퍼 올림으로써 드럼(130)으로 다시 공급하는 서큘레이션(circulation) 동작을 수행한다. 드럼(130)의 회전과 함께 서큘레이션을 함으로써 좀 더 빠른 포적심을 유도할 수 있다.

포적심이 완료되면 제어부는 기설정된 히팅 실동율을 적용하여 세탁수를 가열한다(S300). 히팅 단계(S300)에서는 세탁수의 빠른 가열로 에너지 낭비를 최소화할 수 있도록 재급수, 히팅 실동율 및 서큘레이션이 제어된다.

히팅 단계(S300)는 포적심 시간이 종래에 비해 5분에서 2분으로 단축됨에 따라 히팅 시작 시간이 종래의 예보다 빨라지게 되므로 히팅 효율이 향상된다.

또한, 히팅 단계(S300)에서는 포적심 단계(S200)와는 달리 낮은 실동율을 적용하여 세탁수가 빨리 가열될 수 있도록 한다. 기설정된 히팅 실동율은 1.6으로, 8 초 동안 모터(160)를 on하고 5초 동안 모터(160)를 off하는 동작을 반복하게 된다. 이로써 포적심 단계(S200)에서 보다 세탁수가 정체되므로 세탁수를 좀더 빨리 가열할 수 있게 된다.

같은 이유로 히팅 단계(S300)의 초기 3분 정도만 서큘레이션 동작을 수행하고, 히팅이 끝날 때까지 서큘레이션 동작은 수행하지 않는다. 그 이유는 세탁수를 가열하는 동안 세탁수를 정체시켜 빠른 히팅을 유도함으로써 에너지 낭비를 줄일 수 있기 때문이다.

히팅 단계(S300)에서 재급수는 종래와 달리 서큘레이션 동작이 수행되는 초기 3분까지만 이루어진다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 포적심 시간 및 히팅 서큘레이션 시간 동안에만 재급수가 이루어진다.

재급수 횟수는 총 5회 이하로, 종래의 11회 이상에 비해 재급수 횟수가 줄어들었을 뿐만 아니라 총 급수량도 종래의 26~28ℓ에 비해 21~22ℓ로 감소시킬 수 있다. 이는 초기 급수량 및 서큘레이션의 조절로 총 급수량이 줄어들었어도 포적심 및 세탁에 필요한 급수량이 확보될 수 있기 때문이다.

또한, 히팅 단계(S300)에서는 알파 행정이 종래의 2회에 비해 증가한 4회 이상 실시된다. 알파 행정은 히팅 행정 중 세탁수의 가열 효율은 저하시키지 않으면서 세탁물이 골고루 섞이도록 하는 것으로, 약 30초 정도 100RPM 이상의 고RPM으로 드럼(130)을 회전시키는 것이다. 알파 행정은 포량이 많을 때, 세탁물이 최대 용량으로 꽉 차 있을 때 세탁물을 골고루 섞기 위해 수행된다. 히팅 동작중의 에너지 소비를 30w/h 정도로 본다면, 알파 행정은 2w/h 정도이므로 에너지 효율에 큰 영향 을 미치지 않는다.

그리고 히팅 단계(S300)에서 히팅 온도는 종래의 40℃ 보다 높은 48℃로 설정되므로 세탁수의 히팅 시간을 단축시킬 수 있다. 히팅 시간만을 놓고 비교해 본다면, 종래의 히팅 시간인 14분 30초에 비해 본 발명의 히팅 시간이 15분으로 길어졌으나, 세탁 단계 이전의 전처리 과정으로서 포적심 시간 및 히팅 시간을 더한 전체 시간은 17분으로 종래의 19분 30초에 비해 단축된 것을 알 수 있다.

종래에 비해 포적심 시간이 단축되면서 히팅 시간일 길어졌지만 세탁 전 처리 시간이 빨라졌으므로 전처리 후 세탁 시간이 길어져 결과적으로 세탁 성능이 향상되는 효과가 있다.

히팅이 완료되면 본격적인 세탁이 시작된다(S400). 세탁 단계(S400)에서의 세탁 실동율은 포적심 실동율과 동일한 실동율을 적용한다. 즉, 세탁 실동율은 4.2로, 21초 동안 모터(160)를 on하고 5초 동안 모터(160)를 off하는 과정을 기설정된 세탁 시간 동안 반복하게 된다.

세탁 단계(S400) 후에는 일반적인 세탁 과정대로 헹굼(S500), 탈수(S600) 또는 건조(S700) 단계를 거쳐 세탁물의 처리가 완료된다.

한편 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변형 실시할 수 있는 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드럼 세탁기를 도시한 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드럼 세탁기의 전세탁 행정을 도시한 그래프.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드럼 세탁기의 전세탁 및 후세탁 행정을 도시한 블럭도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 캐비닛 110 : 컨트롤 패널

120 : 터브 130 : 드럼

Claims

세탁에 필요한 세탁수의 공급을 위해 설정된 초기 수위 만큼 세탁수를 급수하는 초기 급수 단계;

초기 급수가 완료되면 기설정된 포적심 실동율을 적용하여 드럼을 회전시켜 세탁물을 포적심하는 포적심 단계;

포적심이 완료되면 기설정된 히팅 실동율을 적용하여 세탁수를 가열하는 히팅 단계; 및

히팅이 완료되면 세탁물의 세탁을 시작하는 세탁 단계를 포함하여 구성되며,

상기 히팅 단계에서는 기설정된 히팅 서큘레이션(circulation) 시간 동안만 세탁수를 터브 하측에서 펌핑하여 드럼으로 재공급하는 서큘레이션 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
제1항에 있어서,

상기 포적심 단계는 기설정된 포적심 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
제2항에 있어서,

상기 포적심 단계 및 히팅 단계에서 세탁수의 재급수는 상기 포적심 시간 및 히팅 서큘레이션 시간 동안에만 이루어지는 것을 특징으로 하는 세탁기.
제3항에 있어서,

상기 세탁수의 재급수 횟수는 5회 이하인 것을 특징으로 하는 세탁기.
제1항에 있어서,

상기 포적심 실동율은 상기 히팅 실동율보다 큰 것을 특징으로 하는 세탁기.
제1항에 있어서,

상기 히팅 단계에서는 세탁물이 잘 섞이도록 설정 RPM으로 드럼을 회전시키는 알파 행정이 복수 회 수행되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
제6항에 있어서,

상기 설정 RPM은 100RPM 인 것을 특징으로 하는 세탁기.
제6항에 있어서,

상기 알파 행정은 4회 이상 실시되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
제1항에 있어서,

상기 세탁 단계는 상기 포적심 실동율과 동일한 세탁 실동율이 적용된 것을 특징으로 하는 세탁기.
제1항에 있어서,

상기 히팅 단계는 기설정된 히팅 온도로 제어되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
제10항에 있어서,

상기 히팅 온도는 48℃인 것을 특징으로 하는 세탁기.