KR20120070766A

KR20120070766A - 건조기

Info

Publication number: KR20120070766A
Application number: KR1020100132211A
Authority: KR
Inventors: 정경문; 이상익
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2012-07-02
Also published as: CN202323493U; CN102653912A; KR101740438B1; CN102653912B

Abstract

본 발명은 히터로부터의 열 유동 및 온도 분포가 최적화된 건조기에 관한 것으로, 캐비닛; 상기 캐비닛의 내부에 회동 가능하게 결합되어 건조대상물을 수용하는 드럼; 상기 드럼으로 열풍을 안내하는 공급 덕트; 상기 공급 덕트의 내부에 설치되는 히터를 포함하여 구성되며, 상기 공급 덕트에는 열풍 가이드부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 건조기를 제공한다.

Description

건조기{drying device}

본 발명은 건조기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 히터로부터의 열 유동 및 온도 분포가 최적화된 건조기에 관한 것이다.

의류처리장치는 통상 세탁물을 세탁하는 세탁기와 세탁물을 건조하는 건조기를 포함한다.

건조기는 통상 세탁이 완료된 세탁물 즉 주로 의류를 고온의 공기를 이용하여 건조하는 가전 기기이다. 일반적으로 건조기는 세탁물을 수용하는 세탁물 수용부를 갖는다. 상기 세탁물 수용부로 건조공기를 공급하고, 세탁물 수용부 내의 습 공기를 배기시키는 과정을 거쳐 세탁물의 건조가 이루어진다.

건조기는 세탁물을 건조기에 투입하는 방식에 따라 탑 로딩(top loading) 방식과 프런트 로딩(front loading) 방식으로 나눌 수 있다. 탑 로딩 방식에서는 세탁물이 건조기의 상측에서 투입되며, 프런트 로딩 방식에서는 세탁물이 건조기의 전면에서 투입된다.

이러한 건조기는 또한 세탁물이 수용되는 세탁물 수용부의 형태에 따라 나뉠 수도 있다. 예를 들어 캐비닛 타입 건조기와 드럼 타입 건조기가 있다.

상기 캐비닛 타입 건조기는 세탁물이 옷걸이 등을 통해 세탁물 수용부 내부에 걸려 있거나, 선반 등을 통해 뉘여 있게 된다.

상기 드럼 타입 건조기는 세탁물을 수용하는 드럼, 상기 드럼을 구동하는 구동원, 상기 드럼 내부로 유입되는 공기를 가열하는 히터 등의 가열수단, 상기 드럼 내부의 공기를 흡입하거나 배출하는 팬 등을 포함하여 구성된다.

건조기를 또 다른 방식으로 구분하면 응축식 건조기와 배기식 건조기로 분류할 수 있다.

응축식 건조기에서는 드럼에서 세탁물과 열교환되어 다습한 상태가 된 공기가 건조기 외부로 배출되지 않고 순환되며, 별도의 응축기에서 외부 공기와 열교환시켜 응축수를 만들어 이를 외부로 배출한다.

그런데 이러한 종래의 건조기는 상부 히터와 하부 히터의 출구 온도가 상이하여 히터로부터 열 분포가 상부쪽 보다 하부쪽의 온도가 더 높은 경향이 있다.

따라서 이러한 열 유동 및 온도 분포를 최적화시킬 필요가 있다.

본 발명의 목적은 히터로부터의 열 유동 및 온도 분포가 최적화된 건조기를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 캐비닛; 상기 캐비닛의 내부에 회동 가능하게 결합되어 건조대상물을 수용하는 드럼; 상기 드럼으로 열풍을 안내하는 공급 덕트; 상기 공급 덕트의 내부에 설치되는 히터를 포함하여 구성되며, 상기 공급 덕트에는 열풍 가이드부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 건조기를 제공한다.

상기 공급 덕트는 상기 드럼의 하부에서 상부로 절곡되는 절곡부를 포함하고, 상기 열풍 가이드부재는 상기 절곡부에 인접하여 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 열풍 가이드부재는 상기 절곡부의 전단에 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 공급 덕트는 상기 드럼의 외측 하부에 배치되는 히터 설치부와, 상기 히터 설치부로부터 상향 절곡된 상기 절곡부와, 상기 절곡부에 연결되어 상기 드럼의 외측 후방에 배치되는 덕트부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 열풍 가이드부재는 상기 드럼의 상측을 향해 수직 방향으로 배치된 것을 특징으로 한다.

상기 히터는 상기 히터 설치부에 설치되며, 열선 코일과, 상기 열선 코일이 권선되어 지지되는 코일 지지부로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 히터는 상기 히터 설치부의 상부 및 하부에 각각 배치되는 상부히터 및 하부히터로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 히터는 상기 하부히터보다 상기 상부히터에 더 많은 열선 코일이 배치된 것을 특징으로 한다.

상기 상부히터에 배치된 열선 코일은 상기 하부히터에 배치된 열선 코일의 적어도 2배 이상인 것을 특징으로 한다.

상기 히터는 상기 열선 코일이 지그재그로 배치된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 건조기는 상부히터 및 하부히터의 출구단 온도 차이와 공급 덕트 내부의 온도차이를 해소시킴으로써 히터로부터의 열 유동 및 온도 분포를 최적화하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 건조기의 단면도.
도 2는 도 1에 따른 건조기의 평면도.
도 3은 도 2에 따른 건조기의 히터 출구단 온도의 일 예를 도시한 그래프.
도 4는 도 1에 따른 공급 덕트의 주요 부분을 도시한 확대도.
도 5는 도 1에 따른 공급 덕트의 히터 설치 상태를 도시한 사시도.
도 6은 도 5에 따른 히터의 열선 코일 배치를 도시한 도면.
도 7은 도 5에 따른 히터의 열선 코일 배치의 다른 예를 도시한 도면.

이하에서는 설명의 편의를 위해 응축식 건조기를 본 발명의 일 실시 예로 하고, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 건조기에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 건조용 건조기는 크게 외관을 형성하며, 건조기를 제어하기 위한 메인 컨트롤러(미도시)가 구비된 캐비닛(10)과, 캐비닛(10)의 내측에 회동 가능하게 결합되어 건조 대상물을 수용하는 드럼(20)과, 드럼(20)의 개방된 전방을 회전 가능하게 지지하는 프런트 서포터와, 드럼(20)의 후방을 회전 가능하게 지지하는 저널 베어링부재(24)와, 드럼(20)을 회전시키기 위한 모터(60)로 구성된다.

또한, 건조기에는 프런트 서포터(30)에 연결된 배출덕트(50)와, 캐비닛(10)의 후면으로 연결되어 드럼(20)에 연통되는 공급 덕트(40)와, 배출덕트(50) 내에 설치되어 드럼(20) 내부의 공기를 배기하기 위한 송풍팬(52)과, 공급 덕트(40) 상에 설치되어 외기를 가열하는 히터(42)가 구비된다.

건조 대상물을 건조하고 습해진 공기는 응축기(70)를 통해 제습되며, 응축기(70)에서 발생된 응축수는 배수펌프 어셈블리(80)에 의해 캐비닛(10)의 외부로 배수된다. 응축기(70)의 일측에는 응축기(70)의 냉각을 위한 냉각팬(72) 및 구동모터(60)가 설치된다.

캐비닛(10)의 전방에는 드럼(20)의 전방에 형성된 개구부(21a)에 대응하는 개구부가 형성되고, 개구된 부분은 도어(15)에 의해 개폐된다.

프런트 서포터(30) 및 저널 베어링부재(24)는 드럼(20)의 전방 및 후방을 각각 회동 가능하게 지지하며, 드럼(20)의 전방 상부 또는 하부는 롤러(90) 등에 의해 회동 가능하게 지지될 수 있다. 드럼(20)이 회전하더라도 프런트 서포터(30)는 회전하지 않고 캐비닛(10) 내측에 고정된다.

또한, 저널 베어링부재(24) 역시 캐비닛(10)의 내측에 고정되어 회전하지 않으며, 저널 베어링부재(24)의 내측에 설치된 베어링을 중심으로 드럼(20)이 상대 회전하게 된다.

프런트 서포터(30)의 하측에는 배출덕트(50)가 연결되고, 배출덕트(50) 내에는 송풍팬(52)이 설치되어 건조가 완료된 후 드럼(20) 내부의 공기를 순환시킨다. 배출덕트(50)의 일단은 프런트 서포터(30)에 연결되고 타단은 공급 덕트(40)와 연통된다. 프런트 서포터(30)와 배출덕트(50)의 연결 부위에는 건조 후 드럼(20)으로부터 배기되는 공기를 여과하는 필터어셈블리(100)가 추가로 구비될 수 있다. 필터어셈블리(100)에 관해서는 후술하기로 한다.

송풍팬(52)은 모터(60)에 직결되어 드럼(20) 내부의 공기를 강제로 송풍시킨다.

캐비닛(10)의 후방에는 다수의 관통홀(10a)이 형성되고, 배출덕트(50)를 통해 순환되는 공기를 드럼(20)으로 공급하기 위한 공급 덕트(40)가 연결된다. 공급 덕트(40)로부터 공급되는 공기가 다른 곳으로 유출되지 않고 드럼(20) 내부로 공급될 수 있도록 캐비닛(10)의 후방 내측면과 드럼(20)의 후방 외측면 사이에는 커버(22)가 장착된다.

드럼(20)의 후방에도 공기 연통을 위한 다수의 통기홀(20b)이 형성되며, 캐비닛(10)에 형성된 관통홀(10a)과 드럼(20)에 형성된 통기홀(20b)은 커버(22)의 내측에 위치하는 것이 바람직하다.

관통홀(10a)과 통기홀(20b)이 커버(22)의 내측에 위치해야 공급 덕트(40)를 통해 유입되는 공기가 드럼(20) 내부로 바로 유입될 수 있다. 공급 덕트(40) 상에는 공기를 가열하기 위한 히터(42)가 설치된다(공급 덕트 및 히터의 상세 구조에 관해서는 후술하기로 한다).

히터(42)는 건조 완료 후 송풍팬(52)에 의해 순환된 습한 공기가 후술할 응축기(70)를 통과해 제습된 후 공급 덕트(40)로 유입되면, 유입된 건조 공기를 가열한다. 건조된 공기는 히터(42)에 의해 가열되어 공급 덕트(40)를 통해 드럼(20)에 재공급된다.

즉, 드럼(20)이 회전하면서 드럼(20) 내부의 공기가 송풍팬(52)에 의해 배출덕트(50)를 통해 배기되면, 공급 덕트(40)를 통해 가열된 공기가 드럼(20) 내부로 빨려 들어가게 된다. 이때 가열된 공기가 공급 덕트(40)를 통해 드럼(20)의 내부로 공급될 수 있도록 히터(42)는 공급 덕트(40)로 공기가 유입되는 입구단이나 공급 덕트(40) 내부에 설치되는 것이 바람직하다.

모터(60)는 두 개의 회전축을 구비하며, 하나의 회전축은 송풍팬(52)과 연결되어 송풍팬(52)을 구동한다. 모터(60)의 다른 하나의 회전축은 풀리(62)에 결합되어 풀리(62)를 회전시킨다. 풀리(62)는 벨트(64)로 드럼(20)과 연결되므로, 벨트(64)의 회전에 의해 드럼(20)이 회전하게 된다.

한편, 응축기(70)는 배출덕트(50)와 공급 덕트(40)의 사이에 설치되어 배출덕트(50)를 통해 배기되는 습한 공기를 제습하여 공급 덕트(40)로 공급될 수 있도록 한다.

응축기(70)는 공냉식 또는 수냉식 응축기가 모두 사용될 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 공급 덕트(40)는 드럼(20)의 하측으로부터 후방까지 연장 형성되어 드럼(20)의 내부로 열풍을 안내한다. 공급 덕트(40)는 드럼(20)의 하측에 위치하며 내부에 히터(420)가 설치되는 히터 설치부(42)와, 상기 히터 설치부(42)의 단부로부터 상향 절곡된 절곡부(44)와, 절곡부(44)에 연결되어 드럼(20)의 후방으로 연장 형성된 덕트부(46)로 구성된다. 히터 설치부(42)의 내부에는 히터(420)가 설치된다.

히터(420)는 상부히터(420a) 및 하부히터(420b)로 구성되며, 공급 덕트(40)의 히터 설치부(42)로 유입되는 공기를 가열하고, 히터(420)를 지나며 가열된 공기는 절곡부(44)를 거쳐 덕트부(46)로 안내된다.

히터(420)는 히터 설치부(42)의 상측 및 하측에 각각 배치되는 코일 지지부(422)와, 코일 지지부(422)에 권선되어 지지되는 열선 코일(424)로 구성된다.

그런데 도 3에 도시된 바와 같이, 동일한 위치에 동일 개소의 열선 코일(424)을 권선하더라도 상부히터(420a)의 출구단(절곡부에 인접한 부분) 및 하부히터(420b)의 출구단 온도는 서로 차이를 보이게 된다.

예를 들어, 상부히터(420a) 및 하부히터(420b)에 각각 2400W씩 각 6개소에 열선 코일(424)을 배열했다면, 열 해석 결과 상부히터(420a)의 출구단 온도보다 하부히터(420b)의 출구단 온도가 높게 나타난다. 따라서 히터(420)로부터의 열 전달이 상부히터(420a)보다 하부히터(420b) 쪽에서 많이 이루어지며, 하부히터(420b) 쪽의 온도가 상부히터(420a) 쪽의 온도보다 높게 나타난다.

또한, 도면에는 도시하지 않았으나 공급 덕트(40)의 덕트부(46)에서도 온도 차이가 발생되는데, 덕트부(46)의 중앙쪽 온도보다 벽면쪽 온도가 더 높은 경향이 있다. 열풍의 유동 역시 덕트부(46)의 중앙쪽보다 벽면쪽에서 속도가 빨라지며, 스트림라인(Streamline, 유동체의 흐름을 도시한 선) 역시 덕트부(46)의 중앙쪽에는 형성되지 않고 벽면쪽에서만 형성된다.

이러한 열 분포의 불균형은 상부히터(420a) 및 하부히터(420b)에 권선된 열선 코일(424)의 기하학적 구조에 원인한 것으로, 이러한 온도 분포의 차이를 해소하기 위해 본 발명에서는 열풍 가이드부재(48)를 구비함과 동시에 히터(420)의 열선 코일(424) 배열을 최적화하였다.

도 4에 도시된 바와 같이, 열풍 가이드부재(48)는 절곡부(44) 상에 위치할 수 있다. 또는 히터 설치부(42) 상에 설치되되 절곡부(44)의 전단에 위치할 수 있다.

열풍 가이드부재(48)는 덕트부(46)의 중앙쪽으로 열풍을 안내할 수 있도록 두 개의 얇은 판재로 형성된다. 열풍 가이드부재(48)는 두 개의 판재 사이로 열풍이 지나갈 수 있도록 상호 이격되며, 일단이 절곡부(44)의 내측 하단부에 고정되고 타단이 덕트부(46)의 중앙쪽을 향해 상향 연장된다.

히터 설치부(42)를 지나면서 히터(420)에 의해 가열된 공기는 열풍 가이드부재(48)의 사이와 열풍 가이드부재(48)의 외측으로 나뉘어 덕트부(46)로 안내된다. 따라서 덕트부(46)의 중앙쪽으로 좀더 많은 양의 열풍을 안내하기 위해 열풍 가이드부재(48)의 사이 간격보다 열풍 가이드부재(48)와 절곡부(44)의 벽면과의 사이가 좁게 형성될 수 있다.

또한, 열풍 가이드부재(48)가 설치됨으로써 덕트부(46)로 열풍이 유입되는 절곡부(44) 부근에서 열풍과 열풍 가이드부재(48)가 부딪혀 난기류(turbulence)가 형성되어 히터(420)의 출구단 쪽 온도 차이를 해소하는데 도움이 될 수 있다.

한편, 히터(420)의 출구단 쪽 온도 차이의 해소를 위해 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 히터(420)는 상부히터(420a)에 하부히터(420b)보다 더 많은 개소에 열선 코일(424)을 배치할 수 있다.

상부히터(420a) 및 하부히터(420b)에 동일한 수의 열선 코일(424)이 배치될 때 하부히터(420b)의 출구단쪽 온도가 상부히터(420a)의 출구단쪽 온도보다 높게 나타나지만, 상부히터(420a)에 더 많은 열선 코일(424)이 배치되면 이러한 온도 차이를 해소하여 열 유동 분포가 균일해질 수 있다.

또는, 도 7에 도시된 바와 같이, 히터(420)는 권선되는 열선 코일(424)의 위치를 지그재그로 배열할 수 있다. 즉, 열선 코일(424)이 히터(420)의 상부, 중간 부분, 하부에 지그재그로 균일하게 배치됨으로써 히터(420)의 출구단쪽 온도 자체를 균일하게 분포시킬 수 있어 온도 차이가 해소되고, 열 유동 분포가 균일해질 수 있다.

이러한 방법으로 히터(420)의 출구단 쪽 온도 차이를 해소하여 균일한 온도의 열풍을 공급함으로써 열풍 가이드부재(48)를 통과하는 열풍의 온도가 균일해질 수 있다. 따라서 덕트부(46)의 벽면과 중앙부의 온도차이를 해소하는데 도움이 될 수 있다.

전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 건조기는 상부히터 및 하부히터의 출구단 온도 차이와 공급 덕트 내부의 온도차이를 해소시킴으로써 히터로부터의 열 유동 및 온도 분포를 최적화하는 효과가 있다.

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.

10 : 캐비닛 20 : 드럼
40 : 공급 덕트 42 : 히터 설치부
44 : 절곡부 46 : 덕트부
48 : 열풍가이드부재 420 : 히터
420a : 상부히터 420b : 하부히터
422 : 코일 지지부 424 : 열선 코일

Claims

캐비닛;
상기 캐비닛의 내부에 회동 가능하게 결합되어 건조대상물을 수용하는 드럼;
상기 드럼으로 열풍을 안내하는 공급 덕트;
상기 공급 덕트의 내부에 설치되는 히터를 포함하여 구성되며,
상기 공급 덕트에는 열풍 가이드부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 건조기.
제1항에 있어서,
상기 공급 덕트는 상기 드럼의 하부에서 상부로 절곡되는 절곡부를 포함하고, 상기 열풍 가이드부재는 상기 절곡부에 인접하여 구비되는 것을 특징으로 하는 건조기.
제2항에 있어서,
상기 열풍 가이드부재는 상기 절곡부의 전단에 구비되는 것을 특징으로 하는 건조기.
제4항에 있어서,
상기 공급 덕트는 상기 드럼의 외측 하부에 배치되는 히터 설치부와, 상기 히터 설치부로부터 상향 절곡된 상기 절곡부와, 상기 절곡부에 연결되어 상기 드럼의 외측 후방에 배치되는 덕트부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조기.
제4항에 있어서,
상기 열풍 가이드부재는 상기 드럼의 상측을 향해 수직 방향으로 배치된 것을 특징으로 하는 건조기.
제1항에 있어서,
상기 히터는 상기 히터 설치부에 설치되며, 열선 코일과, 상기 열선 코일이 권선되어 지지되는 코일 지지부로 구성된 것을 특징으로 하는 건조기.
제6항에 있어서,
상기 히터는 상기 히터 설치부의 상부 및 하부에 각각 배치되는 상부히터 및 하부히터로 구성된 것을 특징으로 하는 건조기.
제7항에 있어서,
상기 히터는 상기 하부히터보다 상기 상부히터에 더 많은 열선 코일이 배치된 것을 특징으로 하는 건조기.
제6항에 있어서,
상기 상부히터에 배치된 열선 코일은 상기 하부히터에 배치된 열선 코일의 적어도 2배 이상인 것을 특징으로 하는 건조기.
제6항에 있어서,
상기 히터는 상기 열선 코일이 지그재그로 배치된 것을 특징으로 하는 건조기.