KR20160109965A - 마이크로파 살균장치가 구비된 세탁기 - Google Patents

Abstract

세탁기에 있어서 동력장치인 전동기와 빨래에 에너지를 전달하는 기계부, 세탁과정을 조정하는 제어부(조작판), 그리고 물을 넣고 빼는 급수장치와 배수장치로 형성이 될 때에 세탁조와 뚜껑이 마이크로파가 투과하지 못하는 금속등의 재질로 형성되며 세탁물이 들어 가게 되는 탈수조에 마이크로파가 탈수조 내부에 쏘이게 되는 마그네트론의 마이크로파 발생부와 마이크로파의 웨이브 가이드부와 마이크로파의 조사부로 형성되어 탈수조의 세탁물에 대략 2.45GHz정도의 마이크로파가 조사되게 되는 마이크로파 살균장치가 구비된 세탁기이다.

Description

마이크로파 살균장치가 구비된 세탁기{Sterilization washing machine}

본 발명의 기술분야는 세탁기이며 그 중에서 살균세탁기이며 살균세탁기중에서 마이크로파를 이용한 세탁기를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 전자레인지로서

전자레인지의 핵심은 마그네트론

전자레인지의 핵심적인 구조는 마이크로파를 만들어내는 마그네트론(magnetron)이다. 마그네트론은 높은 주파수의 진동을 만들어내는 장치로 기본 구조는 음극, 필라멘트로 된 양극, 안테나, 그리고 자석이다. 가정 내 교류 전압인 220V를 4000V 이상의 고전압으로 바꾸어 마그네트론에 전류를 흘리면 마그네트론에서 2.45GHz의 높은 주파수로 진동하는 마이크로파가 만들어진다. 이 마이크로파가 웨이브가이드를 따라 전자레인지 용기 내부에 쏘이게 되면 금속으로 된 벽에 반사되어 식품에 흡수된다.

전자레인지의 구조.

전자레인지 내부는 금속인 철로 만들어져 있고 투시창을 통해 전자기파가 외부로 나오는 것을 막기 위해 설치한 그물망도 금속망이다. 전자레인지 용기 밖으로 전자기파가 유출되는 것을 막기 위해 2.45GHz의 마이크로파가 투과하지 못하고 반사되는 금속을 사용한 것이다. 그런데 보통 전자레인지에는 금속 용기의 사용을 금하고 있다. 그 이유는 우선 마이크로파가 금속을 통과하지 못하므로 금속 용기에 음식물을 넣어 사용할 경우 음식물을 데울 수 없기 때문이다. 또한 내부 벽면도 금속이므로 금속을 넣을 경우 금속과 금속의 접촉에 의한 마찰 부위에서 전자기파의 간섭이 일어나 스파크나 화재가 발생할 수 있다. 특히 금속의 뾰족한 모서리나 꼭짓점과 같은 부분에는 전자기파의 집중도가 커지므로 주의해야 한다. 또한 유리문에 금속망이 있어 전자기파의 유출을 막아주지만 안전을 위해 전자레인지가 작동하는 동안 너무 가까이에 있지 않도록 한다.

마그네트론

[ magnetron ]

축이 같은 대소 2개의 원통이 있는데, 그림과 같이 큰 원통을 양극, 중심이 작은 원통을 음극으로 하고, 원통축에 평행으로 균일한 자속밀도 B의 자계가 걸린 것으로서 고주파를 발진시키기 위해서 사용되는 전자(電磁) 진공관. 음극에서 방출한 전자는 처음에 양극 쪽으로 향하지만, 속도가 증대됨에 따라 자계의 영향으로 궤도가 굽어져 심장형의 궤도를 돈다.

어떤 자계의 임계값에서 전자는 양극에 접하며, 전류 차단점이 된다. 자계 임계값은 양극 전압과 함께 높아진다. 음극으로 돌아가는 경우에 요하는 시간은 자속 밀도에 반비례한다. 음극, 양극 간에 공진 회로를 접속하여 그 공진 주파수와 이 전자 주기를 일치시키고, 자계를 임계값 부근에 두면 고주파를 발진한다. 진동의 파장은 근사적으로 λ=(100000~13000)/ B [cm]로 표시된다. 다만 B의 단위는 가우스, 또 양극을 n개로 분할하고 그 사이를 동조 회로로 접속하면 발진 효율은 향상된다. 이것을 n분할 마그네트론이라 한다.

세탁기는 어떻게 빨래를 할까?

전기세탁기는 동력장치인 전동기와 빨래에 에너지를 전달하는 기계부, 세탁과정을 조정하는 제어부(조작판), 그리고 물을 넣고 빼는 급수장치와 배수장치들로 이루어져 있다. 세탁기의 종류는 세탁의 기능에 따라 세탁, 헹굼, 탈수를 하나의 통에서 전자동으로 수행하는 전자동세탁기, 세탁과 헹굼을 하는 통과 탈수를 하는 통이 나뉘어져 있는 2조식 세탁기, 세탁기의 드럼이 회전하면서 세탁하는 드럼세탁기 등으로 나눌 수 있다. 또한 세탁 방식에 따라 분류할 수도 있는데 밑 부분에 있는 회전날개가 회전하면서 형성되는 물살을 이용하는 펄세이터식(pulsator type, 회전빨래판식), 세탁통 중앙에 회전날개가 달린 세탁봉이 회전해 세탁하는 방식인 아지테이터식(agitator type, 봉세탁식), 드럼을 회전시켜 드럼 내에서 세탁물이 떨어지는 힘을 이용해 세탁하는 방식인 드럼식(drum type, 원통형식)으로 분류된다. 여기에서는 우리나라 가정에서 일반적으로 사용하고 있는 전자동세탁기(펄세이터식)에 대하여 알아보도록 한다.

*수돗가에서 빨래를 한다고 하자. 손으로 빨래하는 과정을 보면 빨래를 물에 담근 후 비누를 칠한다. 그 다음, 손으로 비비거나 빨래 방망이로 두드리고 헹군다. 마지막으로 빨래를 꼭 짠 후 빨랫줄에 넌다. 이러한 과정은 세탁기에도 그대로 적용되는 데 마이컴 1) 에 입력된 프로그램에 따라 전자동으로 이루어진다.

전자동세탁기는 빨랫감을 넣고 전원 스위치를 누르면 물이 들어오기 전에 2∼3회 공회전한다. 이는 발전기의 역할을 하는 센서가 전압의 차이로 회전저항을 알아내어 빨래의 양을 감지하기 위해서이다. 빨래의 양을 감지하면 전자석으로 된 급수밸브에 전원이 켜지면서 전자석을 당기면 물을 막고 있던 판이 당겨져 물이 들어온다. 이때 수위를 감지하는 수위센서가 세탁에 필요한 만큼 물의 양이 들어오면 이 정보를 마이콤에 전달하여 급수밸브의 전원이 차단되고 세탁이 시작된다. 세탁이 시작되면 세탁조 아래에 있는 날개(펄세이터)가 좌우로 회전하면서 강한 물살이 생기고, 이 물살의 마찰에 의해 세탁이 이루어진다. 세탁이 끝나면 헹굼을 위한 배수가 시작되고, 배수모터가 작동하여 세탁조의 물을 밖으로 내보낸다. 마이컴에 입력된 프로그램에 따라 헹굼과 배수과정을 되풀이 한다. 헹굼과 배수 과정이 끝나면 탈수과정이 시작된다. 탈수조가 고속으로 회전하면 원심력 2) 에 의해 빨래의 탈수가 이루어진다.

점점 가정에 많이 보급되는 드럼세탁기

드럼형 세탁기는 옷의 손상이 적고 물을 적게 사용할 수 있는 장점이 있는 반면 세탁 시간이 오래 걸리고 소음이 크다는 단점이 있다. <출처: NGD>

펄세이터식 세탁기와 아지테이터식 세탁기는 짧은 시간 동안 세탁할 수 있어 세척력은 우수하나 세탁물이 엉키고 삶을 수 없다는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 해결한 것이 드럼세탁기이다. 일반적으로 세탁할 때에는 옷을 비벼 때를 분리해낸다.

드럼세탁기는 전기세탁기의 원리에 덧붙여 드럼의 안쪽에 물, 세제, 빨래를 넣고 회전시켜 빨래가 돌출부에 의해 올라갔다가 떨어지는 힘을 이용하여 세탁을 하게 된다. 이 방식은 옷끼리 서로 마찰이 일어나는 경우가 적어 빨래의 손상이 거의 없고, 옷이 바닥에 부딪힐 때만 물이 필요하기 때문에 물을 적게 사용할 수 있는 장점이 있다.

또한 물을 데워 빨랫감을 삶아 찌든 때를 쉽게 제거할 수 있으며 건조 기능을 추가할 수 있다. 그러나 세척력이 약하고 전기 히터를 사용하여 물을 데워줘야 하므로 전기소모가 많다. 또한 세탁 시간이 오래 걸리고 소음이 크다는 단점이 있어 최근에는 이러한 단점을 조금씩 개선한 제품이 나오고 있다.

물이 적게 드는세탁기

세탁기는 펄세이터식, 아지테이터식, 드럼식 이외에도 기계적 충격으로 진동판을 진동시키는 진동식 세탁기, 전기적으로 진동자를 발진시키는 초음파세탁기, 고압펌프를 이용한 수압식 세탁기 등이 있으며, 세탁소에서 사용되는 드라이클리닝용 세탁기가 있다. 드라이클리닝용 세탁기는 보통의 세탁기와는 달리 물을 사용하지 않고 드라이클리닝용으로 만들어진 석유계 용제나 과클로로에틸렌 등을 이용하여 세척을 하므로 건식세탁기로 구분된다. 물세탁 시 의복의 형태가 손상 및 변형되기 쉬운 모직물이나 견직물 제품에 주로 이용된다.

세탁소에서 사용하는 드라이클리닝용 세탁기 이외에 물이매우 적게 드는 세탁기는 없을까? 이 세탁기가 바로 스팀세탁기이다. 고농도의 세제수와 98℃ 고온의 스팀(수증기)을 분사해 세제수로 세탁물을 적시고 스팀으로 때를 불려 깨끗이 세탁할 수 있다. 즉 스팀과 열풍만으로 구김과 냄새를 제거할 수 있다. 이 세탁 방식은 스팀을 이용해 세탁력이 향상될 뿐만 아니라 물과 전기가 많이 절약된다고 한다. 세탁을 물로만 하는 것이 아니라 스팀으로도 할 수 있어 물 절약, 전기절약 등 에너지 절약에 큰 역할을 할 수 있다.

또한, 최근에는 무세제 세탁기가 등장하고 있다. 무세제 세탁기의 원리는 물을 전기분해하여 물의 성질을 변화시킨다. 물에 전해질 탄산나트륨을 넣으면 물이 전기분해되어 물보다 작은 이온들이 생성되어 이 이온들이 오염물질을 분해하거나 살균하여 세탁이 된다. 세제를 사용하지 않아 환경보호에 안성맞춤이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 세탁기로 세탁을 한 후에도 세탁물을 대부분 세탁이 끝나는 즉시로 꺼내지 않고 몇시간이 흐른 뒤에 꺼내게 되는데 그런 경우에 세탁기 내부의 곰팡이균이나 물때등에 의하여 세균이 그 사이에 번식할 수가 있으므로 세탁기를 꺼내기 전에 살균과정을 거쳐서 세탁물을 꺼내려는 것이다.

본 과제의 해결수단은 전자레인지의 마이크로파에 물에 젖은 행주를 넣으면 8분이면 완전히 살균이 되는 실험결과에 의하여 세탁기에 마이크로파의 발생장치를 형성하는 것이 해결수단이 된다.

본 발명의 효과는 세탁기로 세탁을 한 후에도 세탁물을 대부분 세탁이 끝나는 즉시로 꺼내지 않고 몇시간이 흐른 뒤에 꺼내게 되는데 그런 경우에 세탁기 내부의 곰팡이균이나 물때등에 의하여 세균이 그 사이에 번식할 수가 있으므로 세탁기를 꺼내기 전에 살균과정을 거쳐서 세탁물을 꺼낼 수 있게 되는 효과가 있다.

세탁기에 있어서 동력장치인 전동기와 빨래에 에너지를 전달하는 기계부, 세탁과정을 조정하는 제어부(조작판), 그리고 물을 넣고 빼는 급수장치와 배수장치로 형성이 될 때에 세탁조와 뚜껑이 마이크로파가 투과하지 못하는 금속등의 재질로 형성되며 세탁물이 들어 가게 되는 탈수조에 마이크로파가 탈수조 내부에 쏘이게 되는 마그네트론의 마이크로파 발생부와 마이크로파의 웨이브 가이드부와 마이크로파의 조사부로 형성되어 탈수조의 세탁물에 대략 2.45GHz정도의 마이크로파가 조사되게 되는 마이크로파 살균장치가 구비된 세탁기이다.

Claims (5)

1. 세탁기에 있어서 동력장치인 전동기와 빨래에 에너지를 전달하는 기계부, 세탁과정을 조정하는 제어부(조작판), 그리고 물을 넣고 빼는 급수장치와 배수장치로 형성이 될 때에 세탁조와 뚜껑이 마이크로파가 투과하지 못하는 금속등의 재질로 형성되며 세탁물이 들어 가게 되는 탈수조에 마이크로파가 탈수조 내부에 쏘이게 되는 마그네트론의 마이크로파 발생부와 마이크로파의 웨이브 가이드부와 마이크로파의 조사부로 형성되어 탈수조의 세탁물에 대략 2.45GHz정도의 마이크로파가 조사되게 되거나 원적외선 발생기가 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 살균장치가 구비된 세탁기.
2. 제 1항에 있어서 탈수조는 마이크로파가 통과할 수 있는 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 살균장치가 구비된 세탁기.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서 드럼세탁기에 있어서 전기히터에 의해서 물이 가열되게 되는 부분이 마그네트론에 의하여 형성되는 마이크로파에 의해서 가열되게 되며 제어부에 의해서 제어되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 살균장치가 구비된 세탁기.
4. 제 1항 내지 제 3항중의 어느 한 항에 있어서 세탁물을 꺼내기 전에 살균이 충분히 될 수 있는 시간만큼 마그네트론이나 원적외선 발생기가 작동하도록 스위치 조작이 가능하도록 스위치가 형성되며 타이머등에 의해 입력되는 시간에 따라서 제어부에 의한 살균시간대로 마그네트론이나 원적외선 발생기가 작동되는 시작시간과 마치는 시간이 출력되며 출력신호에 따라서 마그네트론이나 원적외선 발생기가 작동되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 살균장치가 구비된 세탁기.
5. 제 4항에서 살균이 마치는 시간에 살균마치는 신호가 출력됨과 동시에 출력신호에서 알림신호를 출력하고 알림신호에 따라 전자음등이 울리게 되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 살균장치가 구비된 세탁기.