KR20110086447A - 세탁방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다양한 방식으로 내조 및/또는 펄세이터의 회전을 제어하여 세탁성능을 향상시킬 수 있는 세탁방법에 관한 것으로, 상기 내조의 회전 패턴을 다양한 방식으로 제어하는 내조 회전 제어단계와, 상기 펄세이터의 회전 패턴을 다양한 방식으로 제어하는 펄세이터 회전 제어단계를 포함하는 세탁방법에 관한 것이다.

Description

세탁방법{Washing method}
본 발명은 세탁방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 방식으로 내조 및/또는 펄세이터의 회전을 제어하여 세탁성능을 향상시킬 수 있는 세탁방법에 관한 것이다.
일반적으로 세탁기는, 물과 세제의 화학적 분해 작용과 물과 세탁물 간의 마찰 등 물리적 작용 등을 이용하여, 의복, 침구 등(이하, '세탁물'이라 약칭함)에 묻은 오염물질을 제거하는 장치를 통칭한다.
이러한 세탁기는 통상, 세탁행정, 헹굼행정 및 탈수행정을 차례로 수행하면서 세탁물을 세탁하게 되고, 사용자의 선택에 따라 상기한 행정 중 소정의 행정만을 수행하는 것도 가능하며, 세탁물의 종류에 따라 설정된 다양한 코스에 따라 세탁이 이루어지는 것도 가능하다.
세탁물은 펄세이터와의 사이에 작용하는 마찰력과, 펄세이터 및/또는 내조의 회전에 의해 발생하는 수류 작용 등의 영향으로 세탁이 된다. 따라서, 세탁성능을 향상시키기 위해서는 펄세이터 및/또는 내조의 회전을 적절하게 조절하는 것이 중요하며, 이를 적절히 조절하지 못하는 경우, 세탁물의 마모, 세탁성능의 저하, 모터의 과도발열로 인한 성능저하, 소비 전력의 증가 및/또는 세탁 시간의 과도한 소요 등의 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 세탁 중에 내조 및/또는 펄세이터의 회전을 다양한 방식으로 제어하여 세탁성능을 향상시킨 세탁방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 세탁방법은 세탁수가 담기는 외조와, 상기 외조 내에 회전 가능하게 구비되어 세탁수 및 세탁물이 수용되는 내조와, 상기 내조의 하부에 회전 가능하게 구비된 펄세이터를 포함하는 세탁기의 세탁방법에 있어서, 상기 내조 및 펄세이터 중 적어도 하나의 회전 패턴을 다양한 형태로 설정하여, 설정된 패턴 조합에 따라 상기 내조 및 펄세이터 중 적어도 하나를 회전시키는 복합세탁단계를 포함하고, 상기 복합세탁단계는 상기 내조의 회전 패턴을 다양한 방식으로 제어하는 내조 회전 제어단계; 및 상기 펄세이터의 회전 패턴을 다양한 방식으로 제어하는 펄세이터 회전 제어단계를 포함한다.
다르게는, 본 발명의 세탁방법은 세탁수가 담기는 외조와, 상기 외조 내에 회전 가능하게 구비되어 세탁수 및 세탁물이 수용되는 내조와, 상기 내조의 하부에 회전 가능하게 구비된 펄세이터를 포함하는 세탁기의 세탁방법에 있어서, 상기 내조 내에 수용된 세탁물의 엉킴 상태가 풀리도록, 상기 내조를 정/역방향으로 교대로 회전시키는 풀림세탁단계; 상기 내조의 회전시 발생하는 원심력에 의해, 상기 내조 내의 세탁물이 상기 내조의 내측면에 달라붙도록 상기 내조를 일방향으로 연속하여 회전시키는 단계; 및 상기 내조 내의 세탁수의 유동이 정/역방향으로 교대로 형성되도록, 상기 펄세이터를 정/역방향으로 교대로 회전시키는 교반세탁단계를 포함한다.
본 발명의 세탁방법은, 두드림세탁 모션, 주무름세탁 모션, 교반세탁 모션, 투과세탁 모션, 흔듦세탁 모션 및/또는 풀림세탁 모션 등의 다양한 조합에 의해 세탁을 수행함으로써 세탁성능이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 세탁방법은, 구동부의 발열을 효과적으로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 세탁방법은 세탁수의 유동을 이용하여 세탁을 수행하는 과정과, 펄세이터와의 마찰작용에 의한 기계력을 이용하여 세탁을 수행하는 과정을 조합시켜, 세탁물이 손상을 줄이면서도 세탁력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 세탁기의 내부 구성을 도시한 측단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 세탁기의 주요부 간의 관계를 도시한 구성도이다.
도 4는 두드림세탁 모션을 도시한 개념도이다.
도 5는 주무름세탁 모션을 도시한 개념도이다.
도 6a은 교반세탁 모션을 도시한 개념도이다.
도 6b는 교반세탁 모션의 수행시 발생하는 연직 역방향 순환 모션을 도시한 것이다.
도 7은 투과세탁 모션을 도시한 개념도이다.
도 8은 흔듦세탁 모션을 도시한 개념도이다.
도 9은 풀림세탁 모션을 도시한 개념도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁방법의 수행 시 구동부에 인가되는 전류 파형을 도시한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁방법의 수행 시 구동부의 회전 특성을 도시한 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 세탁기의 내부 구성을 도시한 측단면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 세탁기의 주요부 간의 관계를 도시한 구성도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기(W)는 상부가 개구된 캐비닛(11)과, 캐비닛(11) 상부에 결합되고 세탁물이 출입하는 세탁물 출입홀이 형성된 탑커버(12)와, 탑커버(12)에 체결되어 회전하며 상기 세탁물 출입홀을 여닫는 도어(13)와, 지지부재(20)에 의해 탑커버(12)에 매달리며 세탁수가 담기는 외조(30)와, 지지부재(20)와 외조(30)를 연결하고 세탁기(W)의 작동 중 발생하는 진동을 완충시키는 댐퍼(25)와, 외조(30)의 상부에 체결되어 세탁물 및/또는 세탁수가 통과할 수 있도록 중앙부가 개구된 외조 커버(31)와, 외조(30) 내에 회전 가능하게 구비되고 세탁물이 수용되는 내조(35)와, 내조(35)의 하부에 회전 가능하게 구비된 펄세이터(40)와, 내조(35) 및/또는 펄세이터(40)에 구동력을 제공하는 구동부(50)를 포함한다.
구동부(50)는 회전력을 발생시키는 모터(51)를 포함할 수 있고, 모터(51)에 의해 발생한 회전력은 회전축(55)을 통해 전달되어 내조(35) 및/또는 펄세이터(40)가 회전된다. 이때, 내조(35) 및/또는 펄세이터(40)가 선택적으로 회전되도록 회전축(55)과 내조(35) 또는 회전축(55)과 펄세이터(40) 간의 결합을 매개하는 클러치(37)와, 제어부(70)의 제어에 따라 모터(51)에 구동신호를 인가하여 모터(51)의 회전을 제어하는 구동 드라이버가 구비될 수 있다
상기 구동 드라이버는 소정의 패턴으로 구성된 구동신호를 모터(51)에 인가하여 상기 구동신호에 따라 모터(51)가 회전되도록 한다. 상기 구동신호는 모터(51)에 전류가 인가되는 구간인 온타임(ON time)구간과 모터(51)에 전류가 인가되지 않는 오프타임(OFF time)구간을 포함하는 다양한 패턴으로 구성될 수 있다.
상기 구동 드라이버로는 통상 IPM(Intelligent Power Module) 이라 불리우는 전력을 제어하는 전력 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)이나 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)등의 전력 장치의 구동 회로나 자기보호 기능을 부가한 전원 모듈이 적용되고 있다. 이하 상기 구동 드라이버는 IPM 드라이버(56)인 것으로 설명한다.
한편, 제어부(70)에 의해 클러치(37)가 조작됨에 따라, 내조(35) 또는 펄세이터(40) 중 어느 하나가 선택적으로 회전되거나, 내조(35) 및 펄세이터(40)가 동시에 회전될 수 있다. 클러치(37)는 통상의 세탁기에 다양한 종류로 구비되는 것으로써, 본 실시예에서는 구체적으로 도시되지 않았으나, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 실시될 수 있을 것이다.
세탁용 세제, 헹굼용 섬유 유연제 및/또는 표백제 등의 각종 세탁용 첨가제가 수용되는 세제박스(60)가 탑커버(12)에 인출 가능하게 장착되고, 수도꼭지 등의 외부 수원과 연결된 급수유로(61)를 통해 공급된 세탁수가 내조(35)로 급수된다. 이때, 내조(35)에는, 내조(35)와 외조(30) 간에 세탁수가 유동될 수 있도록 복수의 통공(36)이 형성된다. 한편, 급수유로(61)를 단속하는 급수밸브(75)가 더 구비될 수 있다.
세탁기(W)는 외조(30)내에 담긴 세탁수를 외부로 배수하기 위한 배수유로(80), 배수유로(80) 상에 구비된 배수밸브(85) 및 펌프(86)를 더 포함한다.
한편, 탑커버(12)에는 세탁기 작동 전반에 대한 각종 제어명령을 입력하는 입력부(16)와, 세탁기 작동상태를 외부로 표시하는 표시부(17)를 포함하여 사용자 인터페이스를 제공하는 컨트롤 패널(14)이 구비된다.
제어부(70)는 입력부(16)를 통해 입력된 제어명령에 따라 또는 기 설정된 알고리즘에 의해 급수밸브(75), 배수밸브(85), 클러치(37), 표시부(17), 펌프(86) 및/또는 IPM 드라이버(56)의 작동을 제어한다.
사용자가 입력부(16)를 통해 제어명령을 입력하면, 제어부(70)는 입력된 제어명령에 따라 세탁, 헹굼 및 탈수 행정 중 적어도 하나의 행정이 수행되도록 제어한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁방법은, 세탁기(W)에 의해 수행되는 세탁행정 시의 세탁성능을 향상시키기 위해, 내조(35) 및 펄세이터(40) 중 적어도 하나의 회전 패턴을 다양한 형태로 설정하고, 설정된 패턴 조합에 따라 내조(35) 및 펄세이터(40) 중 적어도 하나를 회전시키는 복합세탁을 수행한다.
이때, 상기 복합세탁은 크게 두 가지로 패턴으로 구분되는데, 하나는 내조(35)의 회전을 제어하는 것이고, 다른 하나는 펄세이터(40)의 회전을 제어하는 것이다.
특히, 상기 복합세탁 중에는 상기 두 가지 중에 어느 것이나 수행될 수 있으며, 이하 상기 복합세탁은 내조(35)의 회전 패턴을 다양한 방식으로 제어하는 내조 회전 제어와, 펄세이터(40)의 회전 패턴을 다양한 방식으로 제어하는 펄세이터 회전 제어에 의해, 복합세탁 수행 중에 내조(35)와 펄세이터(40)가 설정된 패턴에 따라 회전됨으로써 세탁물이 세탁되는 것으로 설명하다.
이때 주의할 점은, 상기 내조 회전 제어 시, 반드시 내조(35) 만이 회전되어야 하는 것은 아니라는 점이다. 즉, 상기 내조 회전 제어는 내조(35)가 회전하면 족한 것으로, 내조(35)와 펄세이터(40)가 동시에 회전 되도록 제어하는 것도 상기 내조 회전 제어의 개념에 포함된다고 할 것이다.
이하, 상기 내조 회전 제어에 의해 또는 상기 펄세이터 회전 제어에 의해 도출되는 다양한 형태의 세탁모션을 도 4 내지 도 9를 참조하여 설명한다.
도 4는 두드림세탁 모션을 도시한 개념도이다.
두드림세탁 모션은 내조(35)의 회전을 제어하는 방식에 의해 구현되는 것으로, 외조(30)와 내조(35) 사이를 따라 상승하여 다시 내조(35)로 쏟아지는 세탁 물살의 힘(Wave Force)에 의해 세탁물이 세탁되도록 하는 세탁모션이다. 따라서, 내조(35) 내로 쏟아지는 세탁수가 세탁물에 가하는 강한 충격에 의해 세탁물을 두드려 빠는 효과가 있다.
보다 상세하게, 두드림 모션은 내조(35)의 회전 시 발생하는 원심력에 의해, 내조(35) 내의 세탁물이 내조(35)의 내측면에 달라붙고 외조(30) 내의 세탁수가 외조(30)와 내조(35) 사이를 따라 상승하여 내조(35) 내로 다시 투입될 수 있도록, 내조(35)를 일방향으로 연속하여 회전시킴으로써 구현된다.
또한, 두드림세탁 모션 시, 내조(35) 내의 세탁수가 통공(36)을 통해 외조(30)로 배출되는 유동이 형성되고, 이때 내조(35)의 내측면에 달라붙어 있는 세탁물을 투과하게 됨으로써 세탁물을 구성하는 섬유질 사이에 낀 오염이 효과적으로 제거된다. 특히, 세탁수에 세제가 혼합된 경우에는 상기와 같은 투과작용에 의해 세제가 세탁물에 골고루 스며드는 효과가 있다.
또한, 세탁물이 내조(35)의 내측면에 달라 붙은 상태를 유지함으로써, 세탁물의 위치변동이 발생하지 않아 세탁물들 간의 마찰작용이 줄어들며 세탁물의 손상을 줄일 수 있다.
한편, 두드림세탁 모션 시 내조(35)와 펄세이터(40)가 일체로 회전할 수 있음은 물론이다.
도 5는 주무름세탁 모션을 도시한 개념도이다.
주무름세탁 모션은 펄세이터(40)의 회전을 제어하는 방식에 의해 구현되는 것으로, 외조(30) 내에 설정수위 이하로 세탁수가 담긴 상태(H1)에서, 펄세이터(40)를 일방향으로 회전시키다 반대 방향으로 회전시키는 것을 반복하여, 즉 정/역방향으로 교대로 회전시킴으로써 내조(35) 내의 세탁수를 교반시키는 세탁모션이다. 이때, 내조(35) 내의 세탁물이 정/역방향으로 부드럽게 흔들릴 수 있도록, 펄세이터(40)의 회전 속도는 비교적 낮은 속도로 제어되는 것이 바람직하다. 세탁물이 정/역방향으로 반복적으로 흔들림으로써 주물러 빠는 효과가 있다.
주무름세탁 모션은 펄세이터(40)가 저속으로 회전되기 때문에 펄세이터(40)에 의해 세탁물에 가해지는 기계력이 상대적으로 낮아 세탁물의 손상을 줄일 수 있다. 특히, 후술하는 교반세탁 모션이 강한 기계력을 형성하여 세탁력을 높이는 것인 반면에, 주무르기 모션은 약한 기계력을 발생시켜 세탁물의 손상을 줄일 수 있는 점에서 차이가 있다.
한편, 주무름세탁 모션은 외조(30) 내의 수위가 낮은 상태에서 세제가 투입된 상태, 다시말해, 세탁수의 농도가 높은 상태에서 수행되는 것이 바람직하며, 이 경우 비록 펄세이터(40)가 세탁물에 가하는 기계력은 낮지만, 세제가 고농도로 혼합된 세탁수에 의해 세탁이 이루어 짐으로써, 세제에 의한 화화작용으로 세탁성능이 향상되는 효과가 있다.
도 6a은 교반세탁 모션을 도시한 개념도이다.
교반세탁 모션은 펄세이터(40)의 회전을 제어하는 방식에 의해 구현되는 것으로, 펄세이터(40)를 일방향으로 회전시키다 반대 방향으로 회전시키는 것을 반복하여, 즉 정/역방향으로 교대로 회전시킴으로써 내조(40) 내의 세탁수를 교반시키는 세탁모션이다. 이때, 펄세이터(40)의 회전에 의해 내조(35)의 하부로부터 상부로 세탁수류가 형성될 수 있도록 펄세이터(40)가 강하게 회전된다.
교반세탁 모션은, 펄세이터(40)의 마찰작용에 의해 세탁물에 가해지는 강한 기계력 및 펄세이터(40)의 회전에 의해 내조(35)의 하부에서 상부로 회오리치며 형성되는 강한 수류 작용에 의해 세탁물을 비벼 빠는 효과가 있다. 교반세탁 모션은 전술한 주무르기 모션에 비해 펄세이터(40)가 강하게 회전하므로, 세탁물(m)의 전복이 원활하게 이루어진다.
특히, 펄세이터(40)의 회전 방향이 바뀌는 과정에서, 세탁수와 세탁물 간의 관성의 차이로 인하여, 세탁수의 관성에 의한 회전 성향과 세탁물의 관성에 의한 회전 성향이 서로 반대 방향을 향하게 되는 상태가 일정시간 동안 지속되고, 이때 세탁수가 세탁물에 강한 충격을 가하게 됨으로써 강력 세탁이 이루어진다.
도 6b는 교반세탁 모션의 수행시 발생하는 연직 역방향 순환 모션을 도시한 것이다. 이하, 도 6b를 참조하여 연직 역방향 순환 모션을 설명한다.
교반세탁 모션의 수행시 펄세이터(40)가 회전함에 따라, 세탁물(L)은 내조(35) 하측의 가장자리(A)로부터 내조(35)의 중심(B) 측으로 수렴된 후 상승(C)하고, 다시 상측의 가장자리(D)로 분산된 후 하강함으로써, 도 6b에 도시된 바와 같이 상하 방향으로 순환하는 움직임을 보인다. 이 경우, 세탁물(L)의 순환 방향은, 펄세이터(40)의 회전 시 발생하는 원심력에 의해 내조(35)의 중심(B)에서 가장자리(A)로 발산되는 세탁수의 유동과는 반대 방향이기 때문에, 이하, 펄세이터(40)의 회전에 의해 도출되는 도 6b에 도시된 바와 같은 세탁물의 움직임을 '연직 역방향 순환 모션(inverse toroidal rollover motion) '이라고 정의한다.
연직 역방향 순환 모션은 다양한 원인에 의해 발생할 수 있는데, 그 중 2 가지를 살펴보도록 한다.
연직 역방향 순환 모션이 발생하는 첫 번째 원인으로 세탁물(L)과 펄세이터(40) 사이에 발생하는 마찰력의 영향을 살펴본다.
내조(35)의 하부에 위치한 세탁물(LA)은 펄세이터(40)와의 접촉면에서 내조(35)의 중심방향을 향하는 마찰력(F1)을 받게 된다. 이때, 마찰력(F1)의 크기는 세탁물(LA)과 펄세이터(40)의 형상, 펄세이터(40)와 세탁물(LA)의 접촉 면적 및 펄세이터(40)의 회전 세기/속도 등의 영향을 받는다.
하부 이동 영역(M1)에서는 펄세이터(40)와 사이에 작용하는 마찰력(F1)에 의해 세탁물(LA)이 내조(35)의 중심 방향으로 이동하게 된다. 이때, 하부 이동 영역(M1)에서 세탁물(LA)에 작용하는 주요 힘들을 살펴보면, 펄세이터(40)와 사이에 작용하는 마찰력(F1), 세탁물(LB)의 자중(F2), 내조(35)의 바닥면(35a)과의 사이에 작용하는 마찰력 및 펄세이터(40)의 회전에 의한 원심력 등을 들 수 있다.
세탁물(LA)이 하부 이동 영역(M1)을 따라 내조(35)의 중심 방향으로 수렴하면서 생긴 빈자리는 세탁물(LB)이 채우게 됨으로써, 세탁물들이 계속적으로 내조(35)의 중심을 향해 수렴하게 된다.
상승 영역(M2)에서는 내조(35)의 중심으로 수렴된 세탁물들이 상승하게 되고, 상부 이동 영역(M3)에서는 내조(35)의 중심 방향으로부터 가장 자리 방향으로 세탁물이 이동하게 되고, 다시 하강 영역(M4)을 따라 세탁물이 하강하는 세탁물 순환 사이클이 형성되면서, 연직 역방향 순환 모션이 형성된다.
도 7은 투과세탁 모션을 도시한 개념도이다.
투과세탁 모션은 내조(35)의 회전을 제어하는 방식에 의해 구현되는 것으로, 내조(35)의 회전시 발생하는 원심력에 의해, 내조(35) 내의 세탁물이 내조(35)의 내측면에 달라붙고 내조(35) 내의 세탁수가 통공(36)을 통해 외조(30)로 유동하도록, 내조(35)를 일방향으로 연속하여 회전시킴으로써 구현된다.
투과세탁 모션은 전술한 두드림 모션과는 달리 원심력에 의해 내조(35)와 외조(30) 사이를 따라 상승한 세탁수가 다시 내조(35)로 쏟아지지는 않는다. 따라서, 세탁수가 내조(35)와 외조(30) 사이를 따라 상승하되 외조(30)의 상단보다는 낮은 높이까지 상승하도록 내조(35)의 회전이 제어된다.
투과세탁 모션 시, 내조(35) 내의 세탁수가 통공(36)을 통해 외조(30)로 배출되는 유동이 형성되고, 이때 내조(35)의 내측면에 달라붙어 있는 세탁물을 투과하게 됨으로써 세탁물을 구성하는 섬유질 사이에 낀 오염이 효과적으로 제거된다. 특히, 세탁수에 세제가 혼합된 경우에는 상기와 같은 투과작용에 의해 세제가 세탁물에 골고루 스며드는 효과가 있다.
또한, 세탁물이 내조(35)의 내측면에 달라 붙은 상태를 유지함으로써, 세탁물의 위치변동이 발생하지 않아 세탁물들 간의 마찰작용이 줄어들며 세탁물의 손상을 줄일 수 있다.
한편, 투과세탁 모션 시 내조(35)와 펄세이터(40)가 일체로 회전할 수 있음은 물론이다.
도 8은 흔듦세탁 모션을 도시한 개념도이다.
흔듦세탁 모션은 펄세이터(40)의 회전을 제어하는 방식에 의해 구현되는 것으로, 전술한 주무름세탁 모션과 동일한 방식으로 펄세이터(40)의 회전이 제어되므로 이하, 중복되는 설명은 생략한다.
흔들세탁 모션은 외조(30) 내에 설정수위 또는 설정수위 이상으로 세탁수가 담긴다는 점에서 주무름세탁 모션과 차이가 있다. 주무름세탁 모션에서 보다 많은 양의 세탁수가 담긴 상태(H2)에서 펄세이터(40)가 회전하기 때문에, 내조(35) 내에 부유하며 세탁수에 의해 흔들리는 세탁물의 비율이 주무름세탁 모션 시 보다 높고, 따라서, 펄세이터(40)와 세탁물의 마찰은 더욱 줄어들게 되어 세탁물의 손상이 최소화되는 효과가 있다. (Gentle Washing)
도 9는 풀림세탁 모션을 도시한 개념도이다.
풀림세탁 모션은 내조(35)의 회전을 제어하는 방식에 의해 구현되는 것으로, 내조(35) 내에 수용된 세탁물의 엉킴 상태가 풀리도록, 내조(35)가 정/역방향으로 교대로 회전되도록 제어된다. (Rotating)
이때, 내조(35)의 회전속도는 원심력에 의해 세탁물이 내조(35)의 내측면에 달라붙을 수 있는 속도로 제어될 수 있다. 따라서, 내조(35)가 정방향 또는 역방향의 회전을 유지하는 구간에서는 세탁물이 내조(35)의 내측면에 달라붙게 되고, 내조(35)의 회전 방향이 바뀌는 구간에서는 세탁물이 내조(35)의 내측면으로부터 떨어지게 되는 과정이 반복됨으로써, 도 9에 도시된 바와 같은 세탁물(m)의 순환이 이루어지게 되어, 세탁물이 내조(35) 내에 고르게 분산(Distribution)되는 효과가 있다.
풀림세탁 모션의 수행 중에, 내조(35)의 회전특성에 근거하여, 내조(35) 내에서의 세탁물의 분산 정도인 편심량(Unbalance)을 측정하는 것도 가능하고, 상기 편심량 측정은 내조(35)의 가속 시 또는 감속 시의 모터(51)의 출력특성을 관찰하여 측정될 수 있다.
한편, 풀림세탁 모션은, 내조(25)를 정/역방향으로 반복하여 회전시키는 것이 아니라, 일방향으로 회전시키되 내조(25)의 가속과 감속을 반복함으로써 형성하는 것도 가능하다. 즉, 모터(51)에 인가되는 전원의 ON/OFF를 반복하여, 내조(25)가 회전 및 정지를 반복하도록 한다. 이때, 내조(25)의 회전 구간에서는 세탁물이 원심력에 의해 내조(25)의 내측면에 달라붙고, 내조(25)가 정지하는 구간에서는 내조(25)의 내측면으로부터 떨어지는 것을 반복함으로써, 세탁물이 내조(25) 내에 고르게 분산된다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁방법의 수행 시 구동부에 인가되는 전류 파형을 도시한 그래프이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁방법의 수행시 구동부의 회전 특성을 도시한 그래프이다.
도 10 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 세탁방법은 내조(35) 내에 수용된 세탁물의 엉킴 상태가 풀리도록, 내조(35)를 정/역방향으로 교대로 회전시키는 풀림세탁 단계와, 내조(35)의 회전시 발생하는 원심력에 의해 내조(35) 내의 세탁물이 내조(35)의 내측면에 달라붙도록 내조(35)를 일방향으로 연속하여 회전시키는 단계와, 내조(35) 내의 세탁수의 유동이 정/역방향으로 교대로 형성되도록 펄세이터(40)를 정/역방향으로 교대로 회전시키는 교반세탁 단계를 포함한다.
여기서, 상기 풀림세탁 단계는 도 9를 참조하여 전술한 풀림세탁 모션이 수행되는 단계이고, 상기 교반세탁 단계는 도 6을 참조하여 전술한 교반세탁 모션이 수행되는 단계이다.
이하, 상기한바와 같은 본 발명의 세탁방법이 적용된 일실시예를 도 11 내지 도 12를 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.
본 발명의 일 실시예에 따른 세탁방법은 세탁수가 공급됨과 아울러 풀림세탁 모션이 수행되는 풀림세탁(110)과, 주무름세탁 모션이 수행되는 주무름 세탁(120)과, 두드림세탁 모션 또는 투과세탁 모션이 수행되는 제 1 두드림/투과세탁(130)과, 교반세탁 모션이 수행되는 교반세탁(140 내지 170)이 차례로 수행된다.
이하, 풀림세탁(110), 주무름세탁(120), 두르림/투과세탁(130) 및 교반세탁(140 내지 170)이 차례로 수행되는 일련의 세탁과정은 설정 수위 이하로 세탁수가 급수된 상태에서 이루어지기 때문에 고농도 세탁으로 정의한다.
한편, 교반세탁(140 내지 170)은 제 1 실동율로 구동부(50)가 제어되는 제 1 교반세탁(140, 160)과 상기 제 1 실동율과 다른 값을 갖는 제 2 실동율로 제어되는 제 2 교반세탁(150, 170)을 포함한다.
여기서 실동율이란, IPM 드라이버(56))에 의해 모터(51)로 인가되는 구동 신호의 전체 시간 분에 실제로 모터(51)가 구동한 시간의 비로 정의되는 것으로, 모터(51)에 인가되는 구동신호는 모터(51)에 전류가 인가되는 온타임(ON time) 구간과 모터(51)에 전류가 인가되지 않는 오프타임(OFF time)구간을 포함한다.
따라서, 실동율은 아래의 수학실 1과 같이 정의될 수 있다.
Figure pat00001
상기 수학식 1에서 TON은 모터(51)에 전류가 인가되는 구간의 신호 길이이고, TOFF는 모터(51)에 전류가 인가되지 않는 구간의 신호 길이이다.
제어부(70)는 IPM 드라이버(56)를 제어하여 온타임 구간과 오프타임 구간이 설정된 구동신호를 모터(51)에 인가함으로써, 모터(51)의 실동율을 제어하여 모터(51) 및 IPM 드라이버(56)가 과열되는 것을 방지한다.
제어부(70)의 제어신호에 따라 IPM 드라이버(56)는 모터(51)에 구동신호를 인가하여 상기 구동신호에 포함된 온타임 구간 및 오프타임 구간의 구성 패턴에 따라 내조(35) 및/또는 펄세이터(40)를 회전시킨다. IPM 드라이버(56)는 모터(51)를 정회전 시키거나, 역회전 시킬 수 있다. 따라서, 도 11에 도시된 그래프는 모터(51)의 회전방향과는 무관하게 회전 속도 만을 도시한 것이며, 모터(51)의 회전 방향은 각 구간에서 수행되는 세탁모션의 특성을 고려하여 IPM 드라이버(56)로부터 출력되는 전류의 위상에 따라 정해짐을 명시한다.
한편, 실동율이 1이라는 것은 모터(51)에 계속적으로 전류가 인가되는 것을 의미하는 것으로, 모터(51)가 정방향으로 연속하여 회전하거나, 정방향 및 역방향으로 회전 방향이 바뀌되 모터(51)에 전류가 계속적으로 인가된다. 따라서, 모터(51) 및 IPM 드라이버(56)에 가장 오랫동안 전류가 인가되어 발열량 또한 가장 크다.
실동율과 전류 파형간의 관계를 도 10을 참조하여 보다 상세히 살펴보면, 실동율이 낮은 구간에서는 오프타임의 길이가 상대적으로 길기 때문에, 오프타임 구간에서 전류값이 감소하게 되어 전류값의 하한이 0에 근접하고(150, 170, 200, 210) 실동율이 높은 구간에서는 오프타임의 길이가 상대적으로 짧기 때문에 오프타임 구간에서 감소되는 전류값의 크기가 작아 전류값의 하한이 상기 실동율이 낮은 구간에서보다 높게 측정된다. (예를 들어, 140, 160) 따라서, 도 10과 도 11을 비교해 보면 각각의 세탁구간에서의 실동율의 대략적인 크기를 비교할 수 있다.
IPM 드라이버(56)는 모터(51)를 구동하기 위한 전류를 온/오프 제어하는 반도체 소자, 또는 반도체 집적회로이므로 90도 ∼ 100도 범위를 초과할 때 파손의 우려가 있다. 따라서, 제어부(70)는 IPM 드라이버(56)가 90 ∼ 100도의 온도 범위 를 유지하도록 IPM 드라이버(56)에 의해 발생되는 전류에 의해 설정되는 구동신호의 온/오프 패턴을 제어한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 세탁방법은 제 1 실동율로 제어되는 제 1 교반세탁(140)의 수행 후, 상기 제 1 실동율 보다 작은 값을 갖는 제 2 실동율로 제어되는 제 2 교반세탁이 수행되도록 함으로써, 모터(51) 및 IPM 드라이버(56)의 발명을 효과적으로 제어할 수 있다. 이때, 상기 제 1 실동율은 1의 값을 갖을 수 있다.
또한, 도 11 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 제 1 교반세탁(140) 및 제 2 교반세탁(150)의 수행 후, 제 1 교반세탁(160) 및 제 2 교반세탁(170)이 반복됨으로써, 교반세탁(140 내지 170)이 수행되는 총 시간을 충분히 확보하면서도, 모터(51) 및 IPM 드라이버(56)의 발열을 효과적으로 제어할 수 있다.
한편, 각각의 세탁구간(110 내지 190)에서의 모터(51)의 회전 속도를 관찰해보면, 풀림세탁(110) 및 주무름세탁(120) 시에는 비교적 낮은 속도인 RPM1의 속도로 회전하고, 두드림/투과세탁(130)시에는 RPM1보다 상대적으로 큰 속도인 RPM4의 속도로 회전하고, 제 1 교반세탁(140, 160)시에는 RPM1과 RPM4 사이 값으로 설정된 RPM2의 속도로 회전하고, 제 2 교반세탁(150, 170)시에는 다시 RPM1의 속도로 회전한다.
다만, 풀림세탁(110) 및 주무름세탁(120) 시의 속도가 반드시 동일할 필요는 없으며, 각각의 세탁과정 중에 수행되는 세탁모션의 특성에 합치되는 범위 내에서 서로 다른 값을 갖도록 설정되는 것도 가능할 것이며, 마찬가지로, 제 2 교반세탁(150 170) 시의 회전속도 역시 RPM1으로 한정되는 것이 아니라 제 1 교반세탁(140, 160) 시의 회전 속도 보다 낮은 범위 내에서 다른 값을 갖도록 설정되는 것이 가능할 것이다.
또한, 도 12에는 주무름세탁(120)과 제 2 교반세탁(150, 160)에서 펄세이터(40)가 동일한 속도(RPM1)으로 회전되는 것으로 도시되어 있어 동일한 모션이 발생되는 것이 아닌가 하는 의문이 제기될 수 있으나, 주무름 모션이 발생되는지 교반모션이 발생되는 지를 결정하는 것은 펄세이터(40)의 회전 속도 뿐만 아니라, 정/역방향 회전 중 어느 일방향 회전시의 각도 범위, 회전세기 및 오프 타임 구간에서의 여력 구동 길이 등의 다양한 변수에 의해 결정되는 바, 도 12에 도시된 바와 같이 동일한 회전속도로 모터(51)가 회전하더라도 얼마든지 서로 다른 형태의 세탁모션이 수행되도록 하는 것이 가능하다.
이후, 주무름세탁(180) 및 두드림/투과세탁(190)이 다시 한번 수행됨으로써, 고농도 세탁이 완료된다.
상기 고농도 세탁 이후에는, 설정수위 이상까지 추가 급수가 이루어지며 교반세탁 모션을 수행하는 교반세탁(200)과, 교반세탁(200)에서 보다 높은 속도로 교반세탁 모션을 수행하는 교반세탁(210)과, 풀림세탁 모션 또는 흔듦세탁 모션을 수행하는 포풀림/흔듦세탁(220)과, 전술한 두드림/투과세탁(130, 190)시와는 다른 실동율로 수행되는 두드림/투과세탁(230)과, 포풀림/흔듦세탁(240)이 수행된다.
여기서, 교반세탁(200, 210)시에는 실동율을 높게 제어하여(예를 들어, 실동율 1) 내조(35)내의 세탁수가 강하게 교반되도록 함으로써 강력세탁이 이루어지도록 하고, 두드림/투과세탁(230) 시에는 실동율을 상대적으로 낮게 제어하여 교반세탁(200, 210) 시 가열된 IPM 드라이버(56) 및 모터(51)의 발열을 낮출 수 있다.
또한, 추가급수로 인해 두드림/투과세탁(230)시의 수위가 고농도 세탁시보다 높아져, 두드림/투과세탁(230)시의 부하가 고농도 세탁시의 두드림/투과세탁(130, 190)보다 클 것인바, 부하 증가로 인한 IPM 드라이버(56) 및 모터(51)의 발열을 제어하기 위해 두드림/투과세탁(230) 시에는 고농도 세탁에서보다 실동율을 낮추는 것이 바람직하다.
포풀림/흔듦세탁(240) 이후, 제어부(70)는 펌프(86)를 작동시킴과 아울러 내조(35)의 회전속도를 가속시켜 세탁물의 탈수가 이루어도록 한다.(250)
탈수(250)는 내조(35)의 회전속도를 단계적으로 증가시키는 것도 가능하며, 탈수(250) 진입 여부를 판단하기 위해 탈수(250) 진입 전단계인 두드림/투과세탁(240) 시 편심량을 감지하는 것도 가능하다.
한편, 참조부호 130, 190 및 230의 각각의 두드림/투과세탁에서 두드림세탁 모션을 수행할 것인지, 투과세탁 모션을 수행할 것인지는 내조(25)의 회전에 의해 외조(30)의 외측으로 비산되는 세탁수의 감지여부에 따라 정해질 수 있다. 예컨데, 두드림세탁 모션의 수행 중 외조(30)의 외측으로 세탁수가 비산된 것이 감지되면, 내조(35)의 회전 속도를 감속시켜 투과세탁 모션이 수행되도록 함으로써, 세탁수가 더 이상 비산되지 않도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기는 세제박스(60)를 통한 급수 이외에도 세제박스(60)와 별도로 구비된 스프레이 노즐(미도시)를 통해 세탁수를 분사하는 것이 가능하고, 이 경우에는 내조(35) 및 외조(30) 내의 수위가 낮아 두드림세탁 모션 보다는 투과세탁 모션이 수행되도록 하는 것이 바람직하다.
발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (17)

  1. 세탁수가 담기는 외조와, 상기 외조 내에 회전 가능하게 구비되어 세탁수 및 세탁물이 수용되는 내조와, 상기 내조의 하부에 회전 가능하게 구비된 펄세이터를 포함하는 세탁기의 세탁방법에 있어서,
    상기 내조 및 펄세이터 중 적어도 하나의 회전 패턴을 다양한 형태로 설정하여, 설정된 패턴 조합에 따라 상기 내조 및 펄세이터 중 적어도 하나를 회전시키는 복합세탁단계를 포함하고,
    상기 복합세탁단계는,
    상기 내조의 회전 패턴을 다양한 방식으로 제어하는 내조 회전 제어단계; 및
    상기 펄세이터의 회전 패턴을 다양한 방식으로 제어하는 펄세이터 회전 제어단계를 포함하는 세탁방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내조 회전 제어단계는,
    상기 내조의 회전시 발생하는 원심력에 의해, 상기 내조 내의 세탁물이 상기 내조의 내측면에 달라붙고 상기 외조 내의 세탁수가 상기 외조와 내조 사이를 따라 상승하여 상기 내조 내로 다시 투입되도록, 상기 내조를 일방향으로 연속하여 회전시키는 두드림세탁단계를 포함하는 세탁방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 내조 회전 제어단계는,
    상기 내조의 회전시 발생하는 원심력에 의해, 상기 내조 내의 세탁물이 상기 내조의 내측면에 달라붙고 상기 내조 내의 세탁수가 상기 내조를 투과하여 상기 외조로 유동하도록, 상기 내조를 일방향으로 연속하여 회전시키는 투과세탁단계를 포함하는 세탁방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 투과세탁단계는,
    상기 내조를 투과하여 상기 외조로 유동된 세탁수가 상기 외조의 상단 보다 낮은 높이까지 상승되도록 상기 내조의 회전을 제어하는 세탁방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 내조 회전 제어단계는,
    상기 내조 내에 수용된 세탁물의 엉킴 상태가 풀리도록, 상기 내조를 정/역방향으로 교대로 회전시키는 풀림세탁단계를 포함하는 세탁방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 펄세이터 회전 제어단계는,
    상기 외조 내에 담긴 세탁수의 수위가 설정수위 이하인 상태에서, 상기 펄세이터를 정/역방향으로 교대로 회전시키는 주무름세탁단계를 포함하는 세탁방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 펄세이터 회전 제어단계는,
    상기 외조 내에 담긴 세탁수의 수위가 설정수위 이상인 상태에서, 상기 펄세이터를 정/역방향으로 교대로 회전시키는 흔듦세탁단계를 포함하는 세탁방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 펄세이터 회전 제어단계는,
    상기 내조 내의 세탁수의 유동이 정/역방향으로 교대로 형성되도록, 상기 펄세이터를 정/역방향으로 교대로 회전시키는 교반세탁단계를 포함하는 세탁방법.
  9. 세탁수가 담기는 외조와, 상기 외조 내에 회전 가능하게 구비되어 세탁수 및 세탁물이 수용되는 내조와, 상기 내조의 하부에 회전 가능하게 구비된 펄세이터를 포함하는 세탁기의 세탁방법에 있어서,
    상기 내조 내에 수용된 세탁물의 엉킴 상태가 풀리도록, 상기 내조를 정/역방향으로 교대로 회전시키는 풀림세탁단계;
    상기 내조의 회전시 발생하는 원심력에 의해, 상기 내조 내의 세탁물이 상기 내조의 내측면에 달라붙도록 상기 내조를 일방향으로 연속하여 회전시키는 단계; 및
    상기 내조 내의 세탁수의 유동이 정/역방향으로 교대로 형성되도록, 상기 펄세이터를 정/역방향으로 교대로 회전시키는 교반세탁단계를 포함하는 세탁방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 교반세탁단계 이후 수행되고, 상기 외조 내에 담긴 세탁수의 수위가 설정수위 이하인 상태에서 상기 펄세이터를 정/역방향으로 교대로 회전시키는 주무름세탁단계를 더 포함하는 세탁방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 교반세탁단계 이후 수행되고, 상기 외조 내에 담긴 세탁수의 수위가 설정수위 이상인 상태에서, 상기 펄세이터를 정/역방향으로 교대로 회전시키는 흔듦세탁단계를 더 포함하는 세탁방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 내조를 일방향으로 연속하여 회전시키는 단계는,
    상기 내조의 회전시 발생하는 원심력에 의해, 상기 내조 내의 세탁물이 상기 내조의 내측면에 달라붙고 상기 외조 내의 세탁수가 상기 외조와 내조 사이를 따라 상승하여 상기 내조 내로 다시 투입되도록, 상기 내조를 일방향으로 연속하여 회전시키는 두드림세탁단계를 포함하는 세탁방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 내조를 일방향으로 연속하여 회전시키는 단계는,
    상기 내조의 회전시 발생하는 원심력에 의해, 상기 내조 내의 세탁물이 상기 내조의 내측면에 달라붙고 상기 내조 내의 세탁수가 상기 내조를 투과하여 상기 외조로 유동하도록, 상기 내조를 일방향으로 연속하여 회전시키는 투과세탁단계를 포함하는 세탁방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 투과세탁단계는,
    상기 내조를 투과하여 상기 외조로 유동된 세탁수가 상기 외조의 상단 보다 낮은 높이까지 상승되도록 상기 내조의 회전을 제어하는 세탁방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 교반세탁단계는,
    상기 펄세이터를 회전시키는 구동력을 제공하는 구동부가 서로 다른 실동율로 제어되는 제 1 교반세탁단계 및 제 2 교반세탁단계를 포함하는 세탁방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 교반세탁단계는 상기 제 1 교반세탁단계 이후 수행되고, 상기 제 2 교반세탁단계에서의 실동율이 상기 제 1 교반세탁단계에서의 실동율보다 낮은 세탁방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 교반세탁단계에서의 실동율은 1의 값을 갖는 세탁방법.
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