KR20140018583A - 세탁기 및 그 제어방법 - Google Patents

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KR20140018583A
KR20140018583A KR1020120084876A KR20120084876A KR20140018583A KR 20140018583 A KR20140018583 A KR 20140018583A KR 1020120084876 A KR1020120084876 A KR 1020120084876A KR 20120084876 A KR20120084876 A KR 20120084876A KR 20140018583 A KR20140018583 A KR 20140018583A
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배석근
강민희
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삼성전자주식회사
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Abstract

회전이 가능하도록 마련된 드럼, 드럼을 회전시키는 모터, 드럼 내부의 공기를 흡입하고 가열하여 드럼 내부로 열풍을 공급하는 건조부, 모터를 구동하는 구동부, 건조행정 시에 상기 드럼의 내부로 열풍을 공급하면서 드럼을 회전시키는 제어부를 포함하고, 제어부는 상기 드럼에 수용된 세탁물의 무게가 사전에 설정된 기준무게 이상이면 드럼이 회전과 정지를 반복하게 하고, 상기 세탁물이 기준무게 미만이면 드럼이 계속 회전하게 하는 세탁기는 최적의 건조행정을 수행할 수 있다.

Description

세탁기 및 그 제어방법{WASHING APPARATUS AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 발명은 세탁기 및 그 제어방법에 관한 발명으로써, 더욱 상세하게는 건조장치를 포함하는 세탁기 및 제어방법에 관한 발명이다.
최근 세탁기는 세탁행정, 헹굼행정, 탈수행정이 종료된 후 세탁이 종료된 세탁물을 건조시키는 건조행정을 포함하거나 세탁행정, 헹굼행정, 탈수행정과는 별도로 건조행정만을 수행하도록 할 수 있다.
이와 같은 건조행정은 건조할 세탁물이 수용된 드럼을 회전시키면서 건조히터에 의하여 가열된 고온의 공기를 드럼 내부로 공급하여 세탁물을 건조시킨다.
이러한 건조행정을 수행하는 세탁기는 드럼을 통과한 고온 다습한 공기를 건조장치의 외부로 배출시키는 배기식 건조방식에 의하여 세탁물을 건조하는 세탁기와 드럼을 통과한 고온 다습한 공기에서 수분을 제거하고 다시 드럼 내부로 순환시키는 응축식 건조방식에 의하여 세탁물을 건조하는 세탁기로 구분할 수 있다.
종래 세탁기는 건조행정시 건조할 세탁물의 양과 관계없이 세탁물이 수용된 드럼을 좌우로 회전시키면서 건조히터에 의하여 가열된 고온의 공기를 드럼 내부로 공급하여 세탁물의 양에 따른 적절한 건조행정이 수행되지 못하는 문제점이 있다.
상술한 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면은 건조할 세탁물의 양에 따른 최적의 건조행정을 수행하는 세탁기 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 세탁기는 회전이 가능하도록 마련된 드럼, 상기 드럼을 회전시키는 모터, 상기 드럼 내부의 공기를 흡입하고 가열하여 상기 드럼 내부로 열풍을 공급하는 건조부, 상기 모터를 구동하는 구동부, 건조행정 시에 상기 건조부와 상기 구동부를 제어하여 상기 드럼의 내부로 열풍을 공급하면서 상기 드럼을 회전시키는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 드럼에 수용된 세탁물의 무게가 사전에 설정된 기준무게 이상이면 상기 구동부를 제어하여 상기 드럼이 회전과 정지를 반복하게 하고, 상기 세탁물이 상기 기준무게 미만이면 상기 구동부를 제어하여 상기 드럼이 계속 회전하게 한다. 상기 기준무게는 건포를 기준으로 3kg일 수 있다.
상기 제어부는 상기 세탁물의 무게가 상기 기준무게 이상이면 20초간 상기 드럼을 정방향으로 회전시킨 후 2초간 상기 드럼을 정지시키고 상기 드럼을 역방향으로 회전시킨 후 2초간 상기 드럼을 정지시키는 것을 반복한다.
상기 세탁기는 상기 드럼 내부의 온도를 감지하는 온도감지부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도감지부의 감지결과를 기초로 상기 건조부를 제어하여 상기 드럼의 온도를 사전에 설정된 기준온도로 유지시킨다.
상기 건조부는 상기 드럼 내부의 공기를 흡입하는 송풍팬, 상기 송풍팬에 의하여 흡입된 공기를 가열하는 건조히터를 포함하고, 상기 제어부는 상기 건조행정 시에 상기 송풍팬을 가동시키고 상기 드럼의 온도가 사전에 설정된 하한온도 이하이면 상기 건조히터를 가동시키고 상기 드럼의 온도가 사전에 설정된 상한온도 이상이면 상기 건조히터를 정지시킨다.
상기 제어부는 상기 건조행정을 수행한 후 사전에 설정된 건조시간이 경과하면 상기 송풍팬과 상기 건조히터를 정지시켜 상기 건조행정을 종료한다.
본 발명의 일 측면에 의한 세탁기의 제어방법은 회전이 가능하도록 마련된 드럼, 상기 드럼 내부의 공기를 흡입하고 가열하여 상기 드럼 내부로 열풍을 공급하는 건조부를 포함하는 세탁기에 있어서, 상기 드럼 내부의 공기를 상기 건조부로 흡입하고, 상기 건조부에서 상기 흡입한 공기를 가열하고, 상기 가열된 공기를 상기 드럼으로 공급하고, 상기 드럼에 수용된 세탁물의 무게가 사전에 설정된 기준무게 이상이면 상기 드럼의 회전과 정지를 반복하고 상기 기준무게 미만이면 상기 드럼을 계속 회전시킨다. 상기 기준무게는 건포를 기준으로 3kg일 수 있다.
상기 세탁물의 무게가 상기 기준무게 이상이면 20초간 상기 드럼을 정방향으로 회전시킨 후 2초간 상기 드럼을 정지시키고 상기 드럼을 역방향으로 회전시킨 후 2초간 상기 드럼을 정지시키는 것을 반복한다.
상기 세탁기의 제어방법은 상기 드럼 내부의 온도가 사전에 설정된 하한온도 이하이면 상기 건조부를 통하여 상기 드럼으로 공급되는 공기를 가열하고, 상기 드럼 내부의 온도가 사전에 설정된 상한온도 이상이면 상기 건조부를 통하여 상기 드럼으로 공급되는 공기의 가열을 중지하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 세탁기의 제어방법은 상기 상기 건조행정을 수행한 후 사전에 설정된 건조시간이 경과하면 상기 건조부의 가동을 중지시켜 상기 건조행정을 종료하는 것을 더 포함할 수 있다..
본 발명의 일 측면에 따르면, 건조할 세탁물의 양에 따라 건조할 세탁물이 수용된 드럼의 회전패턴을 달리하여 최적의 건조행정을 수행하는 세탁기 및 그 제어방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기를 간략하게 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기를 간략하게 도시한 측단면도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기의 공기의 흐름을 도시한 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기의 제어 흐름을 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기의 세탁, 헹굼, 탈수 및 건조행정을 도시한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기의 다른 세탁, 헹굼, 탈수 및 건조행정을 도시한 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기(1)를 간략하게 도시하는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기(1)를 간략하게 도시하는 측단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명이 일 실시예에 의한 세탁기(1)는 외관을 형성하는 본체(10), 본체(10)의 내부에 설치되며 세탁수가 저장되는 원통형의 수조(11), 수조(11)의 내부에 회전 가능하게 설치되며 다수의 홀(24)이 형성된 원통형을 드럼(20)을 포함한다.
수조(11)의 후면부 외측에는 드럼(20)과 연결된 회전축(32)을 회전시키는 구동 장치로 모터(30)가 설치된다.
드럼(20)은 원통부와 원통부의 전방에 설치되는 전면판과 원통부의 후방에 설치되는 후면판을 포함한다. 전면판에서는 세탁물의 출입을 위한 입구가 마련되고, 후면판에는 모터(30)의 회전력을 전달하는 회전축(32)이 연결된다.
수조(11)의 후벽에는 모터(30)의 회전축(32)이 회전 가능하도록 지지하는 베어링 하우징(36)이 설치된다. 베어링 하우징(36)은 알루미늄 합금을 채용할 수 있으며, 수조(11)를 사출 성형할 때 수조(11)의 후벽에 삽입될 수 있다. 베어링 하우징(36)과 회전축(32) 사이에는 회전축(32)이 원활하게 회전할 수 있도록 베어링(34)이 설치된다.
세탁행정 시에는 모터(30)에 의하여 드럼(20)이 정방향 또는 역방향으로 저속 회전하고, 이에 따라 드럼(20) 내부의 세탁물이 상승, 낙하하는 운동을 반복하면서 세탁물로부터 오염물이 제거된다. 탈수행정 시에 모터(30)에는 의하여 드럼(20)이 일방향으로 고속 회전하며 세탁물에 작용하는 원심력에 의하여 세탁물로부터 세탁수가 분리된다.
드럼(20)의 둘레에는 세탁수의 유통을 위한 다수의 홀(24)이 형성되고, 드럼(20)의 내주면에는 드럼(20)이 회전할 때 세탁물이 상승 및 낙하하도록 복수의 리프터(25)가 마련된다.
드럼(20)의 전면과 후면에는 드럼(20)의 회전 중심과 동심을 이루는 원형의 밸런서(미도시)가 마련된다. 밸런서(미도시)는 드럼(20)이 회전할 때 드럼(20) 자체의 불균형과 드럼(20)에 수용된 세탁물의 불균형을 완화하여 편심으로 인한 진동이 저감될 수 있도록 한다.
모터(30)는 계자 권선과 전기자로 구성되는 유니버설 모터(Universal Motor), 영구 자석과 전기 자석으로 구성되는 비엘디씨(BrushLess Direct Current: BLDC) 모터 등을 사용하며, 중소형 드럼에 적용 가능한 모터라면 어떠한 모터를 사용하더라도 무방하다.
모터(30)의 회전 속도와 회전 방향은 후술할 구동부(120)에 의하여 모터(30)에 공급되는 전류의 크기 및 방향에 따라 제어되며 모터(30)에 공급되는 전류가 차단되면 모터(30)의 회전이 정지된다.
본체(10)의 전면부에는 드럼(20)의 내부로 세탁물을 투입하거나 드럼(20) 내부의 세탁물을 인출할 수 있도록 입구가 마련되고 입구를 개폐하는 도어(17)가 설치된다.
수조(11)의 상부에는 세제(합성 세제 또는 천연 비누 세제 등) 또는 헹굼제(섬유 유연제 등)를 공급하는 세제공급부(60), 세탁수를 공급하는 급수부(40)가 설치된다.
세제공급부(60)는 전면이 개방된 상자형의 하우징(62), 하우징(62)의 개방된 전면을 통하여 탈착 가능하게 결합되는 세제통(64)을 포함한다. 세제공급부(60)는 본체(10)의 외부에서 세제통(64)을 하우징(62)으로부터 서랍처럼 개폐할 수 있도록 본체(10)의 상측 전면에 설치된다.
급수부(40)는 수조(11) 내부로 세탁수를 공급하는 외부의 급수관(미도시)과 세제공급부(60) 사이를 연결하는 세탁수 급수관(42), 세탁수 급수관(42) 상에 설치되어 급수를 제어하는 세탁수 급수밸브(44a), 세제공급부(60)와 수조(11)를 연결하는 연결관(46), 외부의 급수관(미도시)과 수조(11)의 내측 후면을 연결하는 응축수 급수관(48), 응축수 급수관(48) 상에 설치되어 응축수의 급수를 제어하는 응축수 급수밸브(44b)를 포함한다. 이와 같이 수조(11)의 내부로 공급되는 세탁수가 세제공급부(60)를 경유하도록 하여 세제공급부(60) 내부의 세제 또는 헹굼제가 세탁수와 함께 수조(11)로 공급될 수 있도록 한다.
수조(11)의 상부에는 세탁물을 건조하기 위한 건조부(70)가 마련된다.
건조부(70)는 흡기구(71), 제1연결부재(72), 송풍팬(73), 건조덕트(74), 건조히터(75), 제2연결부재(76) 및 배기구(77)를 포함한다.
흡기구(71)는 수조(11)의 상부 후방에 마련되어 드럼(20) 내부의 공기를 건조부(70)로 흡입한다. 흡기구(71)는 드럼(20) 내부와 제1연결부재(72)사이에서 공기가 유동하도록 드럼(20) 내부와 제1연결부재(72)를 연결한다.
제1연결부재(72)는 수조(11)의 상부 후방에 마련되며, 제1연결부재(72)의 일단은 흡기구(71)와 연결되고 제1연결부재(72)의 타단은 건조덕트(74)와 연결된다. 제1연결부재(72)는 흡기구(71)를 통하여 흡입된 드럼(20) 내부의 공기를 건조덕트(74)로 안내한다. 제1연결부재(72)와 건조덕트(74)가 연결되는 부분에는 송풍팬(73)이 설치된다.
송풍팬(73)은 제1연결부재(72)와 건조덕트(74) 사이에 마련되어 제1연결부재(72)로 유입된 공기를 건조덕트(74)로 압송한다. 송풍팬(73)에 의하여 드럼(20) 내부의 공기는 드럼(20)과 건조부(70)를 순환할 수 있다. 즉 흡기구(71)를 통하여 건조부(70)로 흡입된 드럼(20) 내부의 공기는 제1연결부재(72), 건조덕트(74) 및 제2연결부재(76)를 지나 배기구(77)를 통하여 다시 드럼(20)으로 배기된다.
건조덕트(74)는 수조(11)의 상부에 마련되며, 건조덕트(74)의 일단은 제1연결부재(72)와 연결되고 건조덕트(74)의 타단은 제2연결부재(76)와 연결된다. 건조덕트(74)는 그 내부에 건조히터(75)를 마련하여 제1연결부재(72)로부터 안내된 공기를 가열한다.
건조덕트(74) 내부에는 드럼(20) 내부로부터 흡입한 공기를 가열하는 건조히터(75)가 마련된다. 건조히터(75)에 의하여 가열된 공기는 더 많은 수분을 포함할 수 있어 세탁물에 포함된 수분을 효과적으로 흡수할 수 있다.
제2연결부재(76)는 수조(11)의 전방 상부에 마련되어 건조덕트(74)와 드럼(20)을 연결한다.
배기구(77)는 수조(11)의 전방 상부에 마련되어 건조부(70)를 통과하여 고온 건조해진 공기를 드럼(20)으로 배기시킨다.
상술한 바와 같이 수조(11)의 후방 상부에는 응축수 공급관(48)이 연결된다. 응축수 공급관(48)에 의하여 수조(11)의 후방 상부로 공급된 응축수는 수조(11)의 내측 후면을 따라 흘러 내린 후 수조(11)의 하부에 마련된 배수부(50)를 통하여 외부로 배출된다.
드럼(20)의 후면 하단에는 온도감지부(27)가 마련된다. 온도감지부(27)는 드럼(20) 내부의 온도 감지하여 후술할 제어부(110)에 제공하며, 온도감지부(27)는 온도에 따라 전기적 저항값이 변화하는 써미스터(thermistor)를 채용할 수 있다.
드럼(20)의 전면 하단에는 건조도감지부(26)가 마련된다. 건조도감지부(26)는 드럼(20)의 회전함에 따라 드럼(20) 내의 세탁물과 접촉하면서 세탁물에 함유되어 있는 수분의 양을 감지하며, 건조도감지부(26)는 플레이트 바(plate bar) 형태의 터치 센서를 채용할 수 있다.
건조도감지부(26)의 감지결과는 세탁물의 건조도를 판단하는데 이용된다. 구체적으로 세탁물에 함유된 수분의 양에 따라 건조도감지부(26)의 감지결과를 후술할 저장부(130)에 저장된 건조도 테이블과 비교하여 세탁물의 건조도를 판단할 수 있다.
본체(10)의 전면 상부에는 세탁기(1)의 제어를 위한 각종 버튼(미도시)과 디스플레이(미도시)가 마련되는 제어 패널(미도시)이 마련되고, 제어 패널(미도시)의 일측에는 세제 또는 헹굼제를 세제공급부(60)에 투입할 수 있도록 세제통(64)을 개방하기 위한 세제통 손잡이가 외부로 드러나 있다.
제어 패널(미도시)에는 세탁기(1)의 동작 제어를 위한 사용자의 명령을 입력받는 입력부(92), 세탁기(1)의 동작 상태와 사용자의 조작을 표시하는 표시부(94)가 마련된다.
본체(10)의 하부에는 수조(11) 내부의 세탁수를 배수시키는 배수부(50)가 마련된다. 배수부(50)는 수조(11)의 세탁수를 외부로 배수하도록 수조(11) 하부에 연결되는 제1배수관(52), 제1배수관(52)에 설치되어 원활하게 배수되도록 하는 배수펌프(54), 배수펌프(54)의 출구 측에 연결되는 제2배수관(56)을 포함한다.
댐퍼(16)는 세탁기(1)가 동작하는 과정에서 발생하는 진동을 저감하기 위하여 수조(11)의 하부에 마련된다. 댐퍼(16)는 수조(11)의 하부에서 수조(11)를 유동 가능하게 지지한다. 즉 댐퍼(16)는 드럼(20)의 회전 시 가진력에 의하여 수조(11)가 전후 좌우 상하 등 전 방향으로 발생하는 진동을 저감한다.
본체(10)와 수조(11)의 사이에는 수조(11)를 상측에서 지지하는 스프링(18)이 마련된다. 스프링(18)은 그 탄성력에 의하여 수조(11)가 유동함으로 인해 발생하는 진동을 완화한다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기(1)의 건조 공기의 흐름을 도시하는 측단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기(1)는 수조(11) 상부의 전방과 후방에는 각각 배기구(77) 및 흡기구(71)가 마련되고 수조(11)의 위에는 제1연결부재(72), 송풍팬(73), 건조덕트(74), 건조히터(75) 및 제2연결부재(76)가 마련된다.
또한 드럼(20) 내부의 공기는 흡기구(71)를 통하여 제1연결부재(72)로 흡입된다. 제1연결부재(72)를 통과한 공기는 송풍팬(73)을 통과하면서 건조부(70)와 드럼(20)을 순환하기 위한 동력을 얻고 건조덕트(74)로 안내된다. 건조덕트(74)로 안내된 공기는 건조덕트(74)에 마련된 건조히터(75)에 의하여 가열되어 흡수할 수 있는 수분의 양이 더욱 증가한다. 건조히터(75)에 의하여 가열된 공기는 제2연결부재(76) 및 배기구(77)를 통과하여 드럼(20)으로 유입되고, 드럼(20)에서 세탁물과 접촉하여 세탁물의 수분을 흡수한다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기(1)의 건조행정는 응축과 가열이라는 두 가지의 메커니즘에 의하여 수행된다. 즉 드럼(20) 내부의 공기에 포함된 수분의 응축은 수조(11)의 후면을 따라 흐르는 응축수에 의하여 이루어지며, 드럼(20) 내부 공기의 가열은 수조(11)의 상부에 마련된 건조부(70)에 의하여 이루어진다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기(1)의 제어 흐름을 도시하는 블록도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기(1)는 그 동작을 제어하기 위하여 온도감지부(27), 건조도감지부(26), 모터(30), 드럼(20), 송풍팬(73), 건조히터(75), 급수밸브(44a, 44b), 배수펌프(54), 구동부(120), 제어부(110), 입력부(92), 표시부(94), 저장부(130)를 포함한다.
이미 설명한 온도감지부(27), 건조도감지부(26), 모터(30), 드럼(20), 송풍팬(73), 건조히터(75), 급수밸브(44a, 44b), 배수펌프(54)는 그 설명을 생략한다.
구동부(120)는 후술할 제어부(110)의 제어에 따라 드럼(20)에 회전력을 제공하는 모터(30), 건조행정 시에 드럼(20)에 열풍을 공급하는 송풍팬(73)과 건조히터(75), 세탁행정, 헹굼행정 및 탈수행정 시에 세탁수 내지 헹굼수를 배수시키는 배수펌프(54)를 구동한다.
특히 모터(30)를 구동하는 구동회로는 드럼(20)의 회전수 및 토크를 제어하기 위하여 전압형 인버터(inverter)를 채용할 수 있다. 전압형 인버터는 상용 교류 전원을 직류 전원으로 정류시키는 컨버터부, 직류 링크 전압을 평활시키는 콘덴서, 정류된 직류 전압을 PWM(Pulse Width Modulation) 제어방식으로 전압과 주파수를 동시에 제어하는 인버터부를 포함한다.
제어부(110)는 사용장의 명령에 따라 세탁행정, 헹굼행정, 탈수행정 또는 건조행정을 수행하도록 세탁기(1)의 동작 전반을 제어한다.
사용자에 의하여 세탁물이 드럼(20)에 투입되고 후술할 입력부(92)를 통하여 사용자의 동작명령이 입력되면 제어부(110)는 세탁수를 수조(11)에 공급하기 앞서 포량을 감지하기 위하여 세탁물의 무게를 측정한다. 이는 세탁행정 내지 헹굼행정 시에 세탁수 내지 헹굼수의 양을 결정하기 위함이다.
제어부(110)는 모터(30)를 구동시켜 드럼(20)을 회전시킨 후 드럼(20)의 회전 속도와 모터(30)의 구동 전류를 이용하여 세탁물의 무게를 측정한다. 이때 모터(30)의 회전속도는 홀센서(hall sensor), 로터리 엔코더(rotary encoder) 등을 이용하여 측정할 수 있다. 구체적으로 홀센서 또는 로터리 엔코더를 이용하여 모터(30)의 회전자의 위치를 산출하고, 산출된 회전자의 위치를 시간에 대하여 미분함으로써 모터(30)의 회전속도를 산출할 수 있다. 또한 홀센서 내지 로터리 엔코더를 구비하기 곤란한 경우 제로 크로싱 포인트(Zero Crossing Point: ZCP)를 이용하여 회전자의 위치를 산출하고, 모터(30)의 회전속도를 산출할 수 있다. 제로 크로싱 포인트란 영구자석을 회전자로 사용하는 경우 회전자의 회전에 의한 역기전력이 '0'이 되는 시점을 의미한다. 또한, 모터(30)의 구동전류는 모터(30)의 입력단자에 션트저항(shunt resistor)를 연결하고 션트저항 양단의 전위차를 구하여 산출할 수 있다.
구체적으로 제어부(110)는 구동부(120)를 제어하여 드럼(20)을 제1회전속도로 회전시키다가 드럼(20)의 회전속도를 제2회전속도까지 증가시키면서 모터(30)의 구동전류를 감지하고, 감지된 구동전류값을 적분하여 세탁물의 무게를 산출할 수 있다. 즉 드럼(20)의 회전운동에너지의 증가량은 모터(30)에 공급된 전기에너지와 같음을 이용하여 세탁물의 무게를 산출하는 것이다. 이때 사전에 설계자가 저장부(130)에 모터(20)의 구동전류를 적분한 값과 이에 대응하는 세탁물의 무게 사이의 관계를 나타내는 테이블을 저장하고, 이를 이용하여 구동전류의 적분값에 대응하는 세탁물의 무게를 산출할 수 있다.
다른 방법으로는 제어부(110)가 드럼(20)을 일정한 회전속도로 회전시키다가 모터(30)에 구동전류 공급을 중지한 후 일정 시간 동안 드럼(20)의 회전 속도를 감지하여 세탁물의 무게를 산출할 수 있다. 즉 모터(30)의 구동전류 공급이 중단 후 드럼(20)의 회전속도의 변화율을 산출하고, 산출된 회전속도의 변화율을 통하여 세탁물의 무게를 산출하는 것이다. 이 방법 역시 사전에 설계자가 모터(30)에 구동전류 공급을 중단한 후 모터(30)의 회전속도의 변화율과 이에 대응된는 세탁물의 무게를 저장부(130)에 저장하고, 이를 이용하여 모터(30) 회전속도의 변화율에 대응하는 세탁물의 무게를 산출할 수 있다.
세탁물의 무게가 감지되면 제어부(110)는 세탁물의 무게에 따라 드럼(20)에 세탁수를 공급한다. 이 때 세탁수는 세제공급부(60)를 경유하므로 세제가 세탁수와 함께 드럼(20)에 투입된다. 이후 제어부(110)는 드럼(20)을 정방향 또는 역방향으로 회전시켜 30~40분 동안 세탁행정을 수행한다.
세탁행정이 종료된 후 제어부(110)는 세탁물의 무게에 따라 헴굼수를 공급하고 드럼(20)을 정방향 내지 역방향으로 회전시켜 세탁물로부터 세제와 이물질을 제거하는 헹굼행정을 2회 내지 3회 수행한다.
헹굼행정이 종료되면 제어부(110)는 드럼(20)을 정방향 또는 역방향 중 어느 한 방향으로 고속 회전시켜 세탁물과 수분을 분리하는 탈수행정을 대략 20분 정도 수행한다.
탈수행정이 종료되면 건조행정을 수행하기 전에 제어부(110)는 다시 세탁물의 무게를 감지한다. 이는 탈수행정 이후 사용자에 의하여 세탁물 중 일부가 인출되거나 사용자가 세탁, 헹굼, 탈수행정은 진행하지 않고 건조행정만을 수행하도록 할 수 있기 때문이다.
세탁물의 무게는 상술한 세탁행정 또는 헹굼행정 전의 세탁물의 무게 감지와 같은 방법을 통하여 감지할 수 있다. 즉 드럼(20)을 정방향 또는 역방향으로 회전시키면서 드럼(20)의 회전속도와 모터(30)의 구동전류를 감지하여 세탁물의 무게를 감지할 수 있다. 이와 같이 건조행정 전에 세탁물의 무게를 감지하기 위하여 드럼(20)을 회전시킴으로써 탈수행정으로 인하여 발생하는 세탁물의 엉킴을 풀어 줄 수 있다.
세탁행정 또는 헹굼행정 전의 세탁물은 수분을 머금지 않은 건포인 반면 건조행정 전의 세탁물은 수분을 머금은 습포이다. 따라서 세탁, 헹굼, 탈수행정이 종료된 후 세탁물의 일부를 인출하지 않더라도 건조행정에서의 세탁물의 무게는 세탁행정 또는 헹굼행정 전의 세탁물의 무게와 다르다.
세탁기에 따라 차이가 있으나 탈수행정 후 세탁물의 탈수도는 63% 내지 65%가 된다. 즉 수분을 머금은 습포의 무게에 대하여 수분을 머금지 않은 건포의 무게가 63% 내지 65%가 된다. 이후에서는 세탁물의 탈수도가 63%인 것으로 가정한다. 이 경우 건포의 무게는 습포의 무게에 0.63을 곱하여 얻을 수 있으며, 습포의 무게는 건포의 무게에 0.63을 나누어 얻을 수 있다. 통상 세탁물의 무게는 건포를 기준으로 하므로 이후에서는 건조행정 전에 감지된 습포의 무게에 0.63을 나눈 것이 세탁물의 무게가 된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기(1)는 건조행정이 시작되기 전에 세탁물의 무게를 감지하나 이에 한정되는 것은 아니다. 제어부(110)는 건조행정을 수행하는 중에 세탁물의 무게를 감지할 수 있다. 즉, 제어부(110)는 건조히터(75)와 송풍팬(73)을 가동시키고 드럼(20) 내부의 공기가 충분히 가열되기 전에 드럼(20)을 정방향 또는 역방향으로 회전시키면서 세탁물의 무게를 감지할 수 있다.
제어부(110)는 건조히터(75)와 송풍팬(73)을 가동시킴과 함께 드럼(20)을 정방향 또는 역방향으로 회전시켜 세탁물을 건조하는 건조행정을 수행한다. 또한 건조행정 동안 제어부(110)는 응축밸브(44b)를 제어하여 수조(11)의 후면에 응축수를 공급한다. 구체적으로 제어부(110)는 송풍팬(73)을 가동하여 드럼(20) 내부의 공기가 건조덕트(74)와 드럼(20)을 순환하도록 하고, 건조히터(75)를 가동하여 드럼(20) 내부로 가열된 공기가 공급되도록 한다.
제어부(110)는 건조히터(75)가 과열되어 파손되는 것을 방지하고 가열된 공기로 인하여 세탁물 손상되는 것을 방지하기 위하여 드럼(20) 내부의 온도가 소정의 기준 온도로 유지되도록 한다. 구체적으로는 기준 온도 보다 1ㅀC 높은 상한 온도와 기준 온도 보다 1ㅀC 낮은 하한 온도를 설정하고, 온도감지부(26)를 통하여 드럼(20) 내부의 온도를 감지하여 제어부(110)는 드럼(20) 내부의 온도가 하한 온도 이하이면 건조히터(75)를 가동하고, 드럼(20) 내부의 온도가 상한 온도 이상이면 건조히터(75)의 가동을 중지함으로써 드럼(20) 내부의 온도가 기준 온도가 유지되도록 한다.
또한, 건조행정 중에 제어부(110)는 드럼(20)을 정방향 또는 역방향으로 회전시켜 세탁물의 엉킴을 방지한다. 이와 같이 드럼(20)을 회전시킴으로써 세탁물의 엉킴을 방지할 뿐만 아니라 건조히터(75)에 의하여 가열된 공기가 세탁물과 접촉하는 면적을 넓게 하여 가열된 공기가 세탁물로부터 더 많은 수분을 흡수하도록 한다.
세탁기(1)는 드럼(20)의 전방 상부에서 드럼(20)으로 건조 가열된 공기가 공급되고 드럼(20)의 후방 상부로 드럼(20) 내부의 공기가 배출되므로 드럼(20)을 회전시켜 드럼(20) 하부의 세탁물을 드럼(20) 상부로 들어 올려 건조 가열된 공기와 접촉하도록 하는 것이 중요하다.
이 때 드럼(20)에 수용된 세탁물의 양이 적으면 드럼(20) 내부의 세탁물이 충분히 드럼(20) 상부로 들어 올려지지 못하여 건조 가열된 공기와 세탁물의 접촉이 감소한다. 따라서, 드럼(20) 내부의 세탁물의 양이 적을수록 드럼(20)을 충분히 회전시켜 드럼(20) 내부의 세탁물이 충분히 드럼(20) 상부로 들어 올려지도록 함으로써 세탁물이 충분히 건조 가열된 공기와 접촉하도록 할 수 있고, 건조 효율을 향상시킬 수 있다.
이에 제어부(110)는 드럼(20)에 수용된 세탁물의 무게에 따라 드럼(20)의 회전패턴을 가변한다. 여기서 세탁물의 무게는 건조행정을 수행하기 전에 감지한 습포의 무게를 0.63으로 나누어 산출된 건포의 무게이다.
구체적으로 건포를 기준으로 세탁물의 무게가 기준무게인 3kg(건조행정 전 감지된 습포의 무게를 기준으로 하면 4.6kg이다.) 이상이면 제어부(110)는 드럼(20)에 수용된 세탁물의 엉킴을 방지하기 위하여 드럼(20)을 정방향으로 20초간 회전시킨 후 2초간 드럼(20)의 회전을 정지시키고, 다시 드럼(20)을 역방향으로 20초간 회전시킨 후 2초간 드럼(20)의 회전을 정시키는 것을 반복한다. 세탁물의 무게가 3kg 이상이면 세탁물이 드럼(20) 내부 공간의 절반 이상을 차지하여 드럼(20)이 정ㅇ역방향 회전과 정지를 반복하더라도 드럼(20)의 상부를 통과하는 가열된 공기와 충분히 접촉할 수 있다. 그러므로 세탁물의 엉킴을 방지하는 것에 더 비중을 두어 드럼(20)이 정ㅇ역방향 회전과 정지를 반복하도록 한다.
건포를 기준으로 세탁물의 무게가 기준무게인 3kg 미만이면 드럼(20)에 수용된 세탁물의 건조 효율을 높이기 위하여 제어부(110)는 드럼(20)을 정방향 또는 역방향으로 지속적으로 회전시킨다.
세탁물의 무게가 3kg 미만이면 세탁물이 드럼(20) 내부의 공간 중에서 절반에 미치지 못하므로 드럼(20)이 지속적으로 회전하지 않으면 드럼(20)의 상부를 통과하는 건조 가열된 공기와 충분히 접촉할 수 없다. 그러므로 세탁물의 건조 효율을 높이기 위하여 드럼(20)을 지속적으로 회전시킨다.
드럼(20)에 수용된 세타물의 무게가 3kg 미만인 경우, 드럼(20)이 정ㅇ역방향의 회전과 정지를 반복할 때와 드럼(20)이 정방향 또는 역방향으로 지속적으로 회전할 때의 건조율을 비교하면 다음과 같다.(건조율은 건조전의 세탁물의 무게 대비 건조후의 세탁물의 무게를 의미한다.)
실험에 의하면 건포를 기준으로 세탁물의 무게가 2kg이고 드럼의 회전속도가 40rpm일 때 드럼이 정ㅇ역방향의 회전과 정지를 반복하면 건조율은 89.91%인 반면 드럼이 정방향 또는 역방향으로 지속적으로 회전하면 건조율은 91.50%가 되어 건조율이 1.59% 상승한다. 또한 세탁물의 무게가 2kg이고 드럼의 회전속도가 45rpm일 때 드럼이 정ㅇ역방향의 회전과 정지를 반복하면 건조율은 91.65%인 반면 드럼이 정방향 또는 역방향으로 지속적으로 회전하면 건조율은 94.46%가 되어 건조율이 2.81% 상승한다.
이와 같이 세탁물의 무게가 기준무게 이상인 경우와 세탁물의 무게가 기준무게 미만인 경우를 나누어 드럼의 회전 패턴을 달리함으로써 건조행정 시에 건조율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 드럼의 크기를 고려하여 기준무게를 3kg으로 설정하였으나 이에 한정되는 것은 아니며 드럼의 크기에 따라 다르게 설정할 수 있다.
제어부(110)는 건조행정은 건조 시간이 일정 시간 동안 계속한다. 즉 사전에 설정된 건조시간이 경과하면 제어부(110)는 건조히터(75)의 가동을 중지하고 일정 시간 동안 송풍팬(73)을 통하여 드럼(20) 내부를 냉각시킨 후 송풍팬(73)의 가동을 중지시켜 건조행정을 종료한다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 건조도감지부(26)의 감지결과에 기초하여 세탁물의 건조도가 특정한 값 이상이 되면 건조행정이 종료할 수 있다.
이러한 건조행정은 사용자의 선택에 의한 건조 코스에 따라 서로 다른 형태의 건조 코스가 수행될 수 있다. 즉 건조행정은 세탁물의 종류에 따라 복수의 건조 코스가 마련된다. 각각의 건조 코스는 세탁물의 종류에 따라 세탁물의 건조율이 극대화되도록 건조 온도, 건조 시간 및 드럼의 회전 패턴이 설정된다.
구체적으로 건조 코스는 세탁물의 종류에 따라 표준 건조 코스, 타월 건조 코스, 속옷 건조 코스 등이 마련될 수 있다. 표준 건조 코스는 일반적인 건조에 적합한 건조 코스이며, 타월 건조 코스는 타월이나 면 소재의 건조물을 높은 온도에서 건조하는 건조 코스 이며, 속옷 건조 코스는 속옷과 같이 얇은 옷감의 건조에 적합한 건조 코스이다. 각각의 건조 코스는 건조 시간, 건조 온도 및 드럼(20)의 회전 패턴이 서로 다르게 설정될 수 있다.
입력부(92)는 사용자가 세탁기(1)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력받는다. 이를 위하여 입력부(92)는 각종 버튼을 포함할 수 있다. 예들 들어 수동 건조 또는 자동 건조 중 어느 하나를 선택할 수 있는 건조모드 선택버튼, 수동 건조가 선택된 경우 건조 온도 또는 건조 시간을 선택할 수 있는 숫자 패드, 자동 건조가 선택된 경우 건조 코스를 선택할 수 있는 건조 코스 선택 버튼 등을 포함할 수 있다.
입력부(92)에 구비된 각종 버튼은 가압식 버튼 또는 회전식 버튼으로 구성될 수 있다. 예를 들어 건조 모드 선택 버튼이나 숫자 패드는 가압식 버튼으로 구현되고 건조 코스 버튼은 회전식 버튼으로 구현될 수 있다.
표시부(94)는 세탁수의 양, 세탁기(1)가 수행하거나 수행할 동작, 세탁기(1)가 세탁을 종료하기까지 남은 시간 등 세탁기(1)의 동작과 관련된 각종 정보를 표시한다.
입력부(92)와 표시부(94)는 별도로 구현될 수 있으며, 터치스크린 등을 통하여 세탁기(1)의 동작과 관련된 정보의 표시와 사용자의 조작 명령의 입력이 통합된 형태로 구현할 수 있다.
저장부(130)는 세탁기(1)의 동작을 제어하는데 필요한 프로그램 또는 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어 저장부(130)는 상술한 각 건조 코스를 수행하기 위한 세탁기(1)의 동작 순서에 따른 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 즉 건조 코스가 선택되면 드럼(20)을 좌우로 회전시키고 건조히터(75)와 송풍팬(73)을 구동시키고 건조 온도에 도달하면 건조히터(75)의 구동을 정지하는 것 등의 프로그램과 건조 코스의 수행시 드럼(20)의 회전속도, 세탁물을 건조시키기 위한 드럼(20) 내부의 건조 온도 및 건조 시간 등의 데이터를 저장한다.
저장부(130)는 롬(Read Only Memory: ROM), 플래시 메모리 등의 비휘발성 메모리 소자, 램(Random Access Memory: RAM) 등의 휘발성 메모리 소자와 같은 저장 매체를 채용할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 해당 기술분야의 통상의 기술자에게 널리 알려진 임의의 다른 형태로 구현될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기(1)의 세탁, 헹굼, 탈수 및 건조행정을 도시한 순서도이다.
세탁기(1)에 사용자의 동작 명령이 입력되면(S210) 세탁기(1)는 드럼(20)을 회전시켜 세탁물의 무게를 감지한다(S212).
세탁물의 무게가 감지되면 세탁기(1)는 드럼(20)에 세제 및 세탁수를 공급하고 드럼(20)을 정방향 또는 역방향으로 저속 회전시켜 세탁행정을 수행하고(S214) 세탁행정이 종료되면 세탁수를 배출한다.
세탁행정이 종료되면 세탁기(1)는 드럼(20)에 헹굼제 및 헹굼수를 공급하고 드럼(20)을 정방향 또는 역방향으로 저속 회전시켜 헹굼행정을 수행하고(S216) 헹굼행정이 종료되면 헹굼수를 배출한다.
헹굼행정이 종료되면 세탁기(1)는 드럼(20)을 정방향 또는 역방향으로 지속적으로 고속 회전시켜 탈수행정을 수행한다(S218).
탈수행정이 종료되면 세탁기(1)는 드럼(20)을 정방향 또는 역방향으로 회전시켜 세탁물의 무게를 감지한다(S220). 이 때 드럼(20)에 수용된 세탁물은 수분을 머금은 습포이므로 감지된 세탁물의 무게를 탈수도로 나누어 건포 기준의 세탁물의 무게를 산출한다.
세탁물의 무게가 감지되면 세탁기(1)는 건조히터(75)와 송풍팬(73)을 가동하여 드럼(20)에 열풍을 공급하며, 수조(11)의 후면에 응축수를 공급하여 드럼(20) 내부의 공기가 응축되도록 한다(S222).
다음으로 세탁기(1)는 세탁물의 무게가 기준 무게 이상인지 여부를 판단한다(S224).
세탁물의 무게가 기준 무게 이상이면 세탁물이 수용된 드럼(20)을 정방향 또는 역방향으로 20초간 회전시키고(S226) 2초간 드럼(20)의 회전을 정지시키는(S228) 것을 반복하며, 건조행정을 수행한 시간이 건조 시간을 경과하였는지 여부를 판단한다(S230).
이 후 사전에 설정된 건조 시간이 경과하면 건조히터(75) 및 송풍팬(73)의 가동 및 드럼(20)의 회전을 중지하여 건조행정을 종료한다.
세탁물의 무게가 기준 무게 미만이면 세탁물이 수용된 드럼(20)을 정방향 또는 역방향으로 지속적으로 회전시키면서(S232) 건조행정을 수행한 시간이 건조 시간을 경과하였는지 여부를 판단한다(S234).
이 후 사전에 설정된 건조 시간이 경과하면 건조히터(75) 및 송풍팬(73)의 가동 및 드럼(20)의 회전을 중지하여 건조행정을 종료한다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 의한 세탁기(1)의 다른 세탁, 헹굼, 탈수 및 건조행정을 도시한 순서도이다.
본 발명의 다른 일 실시예에 의한 세탁기의 다른 세탁, 헹굼, 탈수 및 건조행정은 세탁물의 무게를 감지하고(S312), 세탁행정(S314), 헹굼행정(S316), 탈수행정(S318)을 수행하는 것은 도 5에서 설명한 세탁, 헹굼, 탈수행정과 동일하다.
도 6에 의하면 탈수행정이 종료되면 건조히터(75) 및 송풍팬(73)을 가동시키고, 응축수를 공급한다.
이후 건조히터(75)에 의하여 드럼(20) 내부의 온도가 충분히 높아지기 전에 드럼(20)을 회전시켜 세탁물의 무게를 감지한다(S322). 이 때의 세탁물의 무게는 습포의 무게로써 습포의 무게를 탈수도로 나누어 건포의 무게를 산출한다.
이후 건포를 기준으로 한 세탁물의 무게가 기준무게 이상이면 드럼을 20초간 정방향 또는 역방향으로 회전시키고(S326), 드럼을 2초간 정지시키는(S328) 것을 반복하면서 건조행정의 수행시간이 건조시간을 경과하였는지 여부를 판단하여(S330), 건조시간이 경과하였으면 건조히터(75), 송풍팬(73) 및 드럼(20)을 정지시켜 건조행정을 종료한다.
또한 세탁물의 무게가 기준무게 미만이면 드럼을 20초간 정방향 또는 역방향으로 지속적으로 회전시키면서(S332) 건조행정의 수행시간이 건조시간을 경과하였는지 여부를 판단하여(S334), 건조시간이 경과하였으면 건조히터(75), 송풍팬(73) 및 드럼(20)을 정지시켜 건조행정을 종료한다.
이상에서는 본 발명의 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능함을 물론이고 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상으로부터 개별적으로 이해되어져서는 아니될 것이다.
1: 세탁기
10: 본체 11: 수조
20: 드럼 30: 모터
40: 급수부 50: 배수부
60: 세제공급부 70: 건조부
110: 제어부 120: 구동부
130: 저장부

Claims (11)

  1. 회전이 가능하도록 마련된 드럼;
    상기 드럼을 회전시키는 모터;
    상기 드럼 내부의 공기를 흡입하고 가열하여 상기 드럼 내부로 열풍을 공급하는 건조부;
    상기 모터를 구동하는 구동부;
    건조행정 시에 상기 건조부와 상기 구동부를 제어하여 상기 드럼의 내부로 열풍을 공급하면서 상기 드럼을 회전시키는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 드럼에 수용된 세탁물의 무게를 측정하고, 상기 측정된 세탁물의 무게가 사전에 설정된 기준무게 이상이면 상기 구동부를 제어하여 상기 드럼이 회전과 정지를 반복하게 하고, 상기 측정된 세탁물의 무게가 상기 기준무게 미만이면 상기 구동부를 제어하여 상기 드럼이 계속 회전하게 하는 것인 세탁기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기준무게는 건포를 기준으로 3kg인 것인 세탁기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 세탁물의 무게가 상기 기준무게 이상이면 상기 드럼을 20초간 정방향으로 회전시킨 후 상기 드럼을 2초간 정지시키고 상기 드럼을 20초간 역방향으로 회전시킨 후 상기 드럼을 2초간 정지시키는 것을 반복하는 것인 세탁기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 드럼 내부의 온도를 감지하는 온도감지부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 온도감지부의 감지결과를 기초로 상기 건조부를 제어하여 상기 드럼의 온도를 사전에 설정된 기준온도로 유지시키는 것인 세탁기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 건조부는 상기 드럼 내부의 공기를 흡입하는 송풍팬;
    상기 송풍팬에 의하여 흡입된 공기를 가열하는 건조히터를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 건조행정 시에 상기 송풍팬을 가동시키고, 상기 드럼의 온도가 사전에 설정된 하한온도 이하이면 상기 건조히터를 가동시키고 상기 드럼의 온도가 사전에 설정된 상한온도 이상이면 상기 건조히터를 정지시키는 것인 세탁기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 건조행정을 수행한 후 사전에 설정된 건조시간이 경과하면 상기 송풍팬과 상기 건조히터를 정지시켜 상기 건조행정을 종료하는 것인 세탁기.
  7. 회전이 가능하도록 마련된 드럼, 상기 드럼 내부의 공기를 흡입하고 가열하여 상기 드럼 내부로 열풍을 공급하는 건조부를 포함하는 세탁기에 있어서,
    상기 드럼 내부의 공기를 상기 건조부로 흡입하고;
    상기 건조부에서 상기 흡입한 공기를 가열하고;
    상기 가열된 공기를 상기 드럼으로 공급하고;
    상기 드럼에 수용된 세탁물의 무게를 측정하고;
    상기 측정된 세탁물의 무게가 사전에 설정된 기준무게 이상이면 상기 드럼의 회전과 정지를 반복하게 하고, 상기 기준무게 미만이면 상기 드럼이 계속 회전하게 하는 세탁기의 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기준무게는 건포를 기준으로 3kg인 것인 세탁기의 제어방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 세탁물의 무게가 상기 기준무게 이상이면 상기 드럼을 20초간 정방향으로 회전시킨 후 상기 드럼을 2초간 정지시키고 상기 드럼을 20초간 역방향으로 회전시킨 후 2초간 상기 드럼을 정지시키는 것을 반복하는 것인 세탁기의 제어방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 드럼 내부의 온도가 사전에 설정된 하한온도 이하이면 상기 건조부를 통하여 상기 드럼으로 공급되는 공기를 가열하고;
    상기 드럼 내부의 온도가 사전에 설정된 상한온도 이상이면 상기 건조부를 통하여 상기 드럼으로 공급되는 공기의 가열을 중지하는 것을 더 포함하는 세탁기의 제어방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 상기 건조행정을 수행한 후 사전에 설정된 건조시간이 경과하면 상기 건조부의 가동을 중지시켜 상기 건조행정을 종료하는 것을 더 포함하는 세탁기의 제어방법.
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