KR20170046834A

KR20170046834A - 음압식 고속 공기제트 의류 건조기

Info

Publication number: KR20170046834A
Application number: KR1020150146489A
Authority: KR
Inventors: 이승배
Original assignee: 주식회사 에어로네트; 삼성전자주식회사
Priority date: 2015-10-21
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2017-05-04
Also published as: KR101751419B1

Abstract

본 발명은 음압식 고속 공기제트 의류 건조기에 관한 것으로, 세탁물이 장입되는 회전 드럼; 상기 회전 드럼으로 고온의 공기를 공급하는 히터; 상기 회전 드럼으로 상온의 공기 제트를 분사하는 공기 제트 노즐부; 및 상기 공기 제트 노즐부를 통해 공기 제트가 분사되도록, 인 라인(In-line) 형태로 상기 회전 드럼에 연결되어 상기 회전 드럼으로부터 공기를 흡입하여 상기 회전 드럼 내부를 음압으로 유지하는 사류 팬 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

음압식 고속 공기제트 의류 건조기{Negative pressure type high speed air jet clothes dryer}

본 발명은 의류 건조기에 관한 것으로, 세탁물의 건조를 촉진시키고 동시에, 텀블러 내부의 고온으로 인한 섬유 손상을 방지하는 것은 물론, 전기 소모를 최소화할 수 있는 음압식 고속 공기제트 의류 건조기에 관한 것이다.

최근 국내 환경이 아열대기후로 변화하면서 황사, 장마, 태풍 등으로 인한 환경의 변화가 심해져 일조량 감소로 인한 자연건조 효과가 감소되는 문제와 함께, 고령화 사회, 맞벌이 및 1인 가구의 증대로 신속하게 의류를 건조시킬 수 있는 의류 건조기의 수요가 증대하고 있다.

이와 같은 종래의 벤트 히터방식 의류 건조기는 도 1에 도시된 바와 같이, 드럼, 모터, 히터 및 시로코형 팬을 포함하여 이루어진다.

드럼은 회전구동을 위해 구동벨트로 연결된 모터에 의해 구동된다. 드럼에 장입된 젖은 의류를 건조시키기 위해 저습의 실내 공기를 가열해서 드럼 내부로 공급한다. 이 경우, 압력차에 의해 실내로부터 의류 건조기로 누입된 공기는 히터를 통과하여 가열된 후, 의류 건조기의 후방 벽면에 형성된 작은 구멍들을 통해 약 10m/s 이내의 저속으로 드럼 내부로 분사된다.

이때, 상기 가열 공기의 온도는 젖은 의류로부터 수분이 증발되면서 의류 표면의 포화온도 정도로 낮아진 후, 도어의 앞 부분에 마련된 린트 제거망이 배치된 토출구로 배출된다. 이러한 공기의 흐름(유동)은 드럼과 동일한 모터로 구동되는 시로코형 팬에 의해 이루어지며, 이때 배출된 100% 상대습도의 공기는 덕트를 통하여 집 밖으로 배출된다.

이와 같은 종래의 의류 건조기의 종류는 도 1에 도시된 벤트 히터방식 의류 건조기와, 도 2에 도시된 벤트리스(Ventless) 히트펌프방식 의류 건조기와, 도면에 도시하지는 않았으나 물 혹은 공기에 의한 컨덴싱 방식의 의류 건조기와, 고정식 제트를 사용하여 의류에 대한 압력평형을 유지하며 건조하는 방식 등이 있다.

종래의 벤트 히터방식 의류 건조기는 도 2에 도시된 바와 같이 T_A1의 건구온도와 RH_A1의 상대습도를 가지는 실내 공기가 텀블러 내부로 유입되어 가열된다. 그 후, 이 실내 공기는 텀블러 내부에서 젖은 의류와 평형된 온도 T_A2와 상대습도 RH_A2를 가지는 습공기로 변환된 후 팬을 통해 외부로 배출된다.

도 3에는 벤트리스 히트펌프방식 의류 건조기의 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 이와 같은 벤트리스 히트펌프방식 의류 건조기는 텀블러에 공급되는 공기가 고온의 컨덴서에 의해 가열되고, 텀블러로부터 배출되는 공기가 저온의 증발기(Evaporator)에 의해 제습되는 히트펌프 사이클을 활용하여 의류를 건조시킨다.

도 4를 참조하면, 벤트리스 히트펌프방식 의류 건조기는 벤트 히터방식 의류 건조기와 달리, T_f의 온도를 갖는 회전통 내부의 공기를 외부로 배출하지 않는다. 즉, 벤트리스 히트펌프방식 의류 건조기는 회전통 내부에서 배출된 공기가 열교환기를 통과하면서 T_HXi의 온도에서 T_HXo의 온도로 상승하는 매질과의 열교환을 통해 T_hx의 온도로 응축된다.

이와 같이 응축된 습공기는 컨덴서 또는 히터를 통해 T_h의 고온 저습의 공기로 변환된 후 다시 텀블러에 공급된다. 따라서 벤트리스 히트펌프방식 의류 건조기는 습공기가 가지고 있는 에너지를 버리지 않고, 텀블러 내부의 습공기를 반복적으로 응축 및 가열을 반복하도록 순환시키므로 전기를 절약할 수 있다.

하지만, 이러한 종래의 벤트리스 히트펌프방식 의류 건조기는 기존 공기 컨덴싱 건조기에 대한 효율이 50%가량 상승하며 저온 건조 및 제습효율 향상으로 건조품질이 우수하지만, 건조시간이 3배 정도 길어지는 문제가 있었다.

전술한 종래의 의류 건조기들(전기식, 가스식, 히터식)은 하기와 같은 여러가지 문제점을 안고 있다.

먼저, 종래의 텀블러식 의류 건조기는 도 5에 도시된 바와 같이 가스나 히터로 공기를 가열시 약 3lbs/kWh의 매우 큰 전기에너지를 사용해야 하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 텀블러식 의류 건조기는 습공기로부터 큰 수분양의 처리를 위해 물을 사용하거나 히트펌프로 응축현상을 일으킨 후 공기를 재순환하거나 실내공기로 응축시킨 후 배출시키는 과정에서 완전한 응축이 일어나지 않아 히터식에 비해 약 3배정도 건조시간이 길어지는 문제점이 있다.

더욱이, 노즐을 통해 실내 상온의 제트(Jet)를 분사하여 의류에 대한 대류속도를 이용해 건조하는 방식은 텀블러 내부 양압을 일으켜 섬유 린트(Lint)들이 밖으로 유출되는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 사류형 임펠러를 통해 드럼 내부에 음압을 유도함으로써 다수의 노즐을 통해 고속의 공기제트를 드럼 내부로 분사하고, 이에 따라 고속의 공기제트가 젖은 세탁물에 충돌하면서 높은 열전달 및 질량전달이 섬유로 가해져 섬유 사이에 존재하는 수분입자가 섬유로부터 효과적으로 분리될 수 있는 음압식 고속 공기제트 의류 건조기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 세탁물이 장입되는 회전 드럼; 상기 회전 드럼으로 고온의 공기를 공급하는 히터; 상기 회전 드럼으로 상온의 공기 제트를 분사하는 공기 제트 노즐부; 및 상기 공기 제트 노즐부를 통해 공기 제트가 분사되도록, 인 라인(In-line) 형태로 상기 회전 드럼에 연결되어 상기 회전 드럼으로부터 공기를 흡입하여 상기 회전 드럼 내부를 음압으로 유지하는 사류 팬 유닛;을 포함하는 의류 건조기를 제공한다.

상기 공기 제트 노즐부는 서로 다른 각도로 공기 제트를 분사하는 복수의 노즐을 포함할 수 있다.

상기 복수의 노즐은 상기 회전 드럼의 측벽에 설치되며, 상기 측벽에 직각인 직선에 대하여 30도 이하의 각도로 경사지게 형성될 수 있다.

상기 공기제트 노즐부의 다수의 노즐 면적은 사류 팬 유닛의 유입구 면적에 40%~75%인 것이 바람직하다.

상기 회전 드럼과 상기 사류 팬 유닛을 상호 연결하는 덕트부를 더 포함할 수 있다.

상기 덕트부는 상기 회전 드럼의 배출부의 원주방향을 따라 위치하는 흡입공이 형성될 수 있다.

상기 흡입공은 흡입력 및 중력에 의해 상기 세탁물이 상기 흡입공을 막는 것을 방지하도록 상기 회전 드럼의 상부에 배치될 수 있다.

상기 덕트부는 상기 흡입공에 설치되는 린트망을 포함함할 수 있다.

상기 덕트부는 내측에 상기 흡입공으로 유입된 공기를 상기 덕트부의 공기 배출측으로 가이드하는 적어도 하나의 가이드 부재를 포함할 수 있다.

상기 사류 팬 유닛은, 사류형 임팰러; 상기 사류형 임팰러를 회전시키는 모터; 및 상기 사류형 임팰러 및 모터를 감싸는 케이싱부; 및 상기 케이싱부 내주면을 따라 배치되어 상기 사류형 임펠러를 통과하며 발생한 공기의 회전속도성분을 유도하여 동압을 정압으로 변환하는 가이드베인을 포함하며, 상기 케이싱부는 상기 덕트부로부터 흡입된 공기를 배출하는 통로 역할을 할 수 있다.

상기 케이싱부는, 상기 덕트부 측에 연결되는 콘 형상의 유입부 케이싱; 배출 덕트에 연결되는 콘형상의 배출부 케이싱; 및 상기 유입부 케이싱과 상기 배출부 케이싱 사이에 배치되는 원통형 중앙 케이싱;을 포함할 수 있다.

상기 배출부 케이싱은 연성재질로 이루어질 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에 있어서는, 고속 회전의 고효율 사류 팬 유닛이 인 라인 형태로 회전 드럼 내부의 공기를 흡입하여 회전 드럼의 내부를 음압을 유도하여 핑거 형태의 공기제트 노즐부를 통해 제트 형태로 실내 공기가 회전 드럼 내부에 고르게 분사되도록 할 수 있다. 이에 따라, 고풍량의 저온 저습한 공기가 회전 드럼 내부의 저온 고습한 공기를 치환하여 섬유 사이의 수분입자가 고속의 저습한 공기와 충돌하여 매우 높은 질량전달에 의해 신속한 건조가 일어날 수 있다.

도 1은 종래의 벤트 히터방식 의류 건조기를 나타내는 개략도,
도 2는 종래의 벤트 히터방식 의류 건조기의 공기온도변화를 나타내는 개략도,
도 3은 종래의 벤트리스 히트펌프방식 의류 건조기를 나타내는 개략도,
도 4는 종래의 벤트리스 히트펌프방식 의류 건조기의 공기온도변화를 나타내는 개략도,
도 5는 종래의 의류 건조기의 건조시간 대비 에너지 팩터(Energy Factor)를 나타내는 그래프,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 음압식 공기제트 의류 건조기를 나타내는 개략도,
도 7은 도 6에서 히터 및 모터를 생략한 본 발명의 일 실시예에 따른 음압식 공기제트 의류 건조기를 나타내는 사시도,
도 8a는 도 7에 도시된 공기제트 노즐부를 나타내는 정면도,
도 8b는 도 8a에 표시된 A-A 선을 따라 나타내는 단면도,
도 9는 도어가 개방된 회전 드럼의 내부를 나타내는 일부 확대도,
도 10은 습공기를 수집하는 덕트부를 나타내는 사시도,
도 11은 사류 팬 유닛을 나타내는 단면도,
도 12는 사류 팬 유닛 및 모터 회전수 변화에 따른 성능 및 저항곡선을 나타내는 그래프,
도 13은 종래의 양압식의 제트 의류 건조기와 본 발명의 음압식 고속 공기제트 의류 건조기에서 적은 용량의 히터를 추가하는 경우 에너지 팩터(Factor)의 변화를 비교한 그래프, 및
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 음압식 고속 공기제트 의류 건조기의 제어 알고리즘을 나타내는 흐름도이다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

이하, 도 6 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 음압식 공기제트 의류 건조기의 구조를 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 음압식 공기제트 의류 건조기를 나타내는 개략도, 도 7은 도 6에서 히터 및 모터를 생략한 본 발명의 일 실시예에 따른 음압식 공기제트 의류 건조기를 나타내는 사시도, 도 8a는 도 7에 도시된 공기제트 토출부를 나타내는 정면도, 도 8b는 도 8a에 표시된 A-A 선을 따라 나타내는 단면도, 도 9는 도어가 개방된 드럼 내부를 나타내는 일부 확대도, 도 10은 습공기 수집덕트를 나타내는 사시도, 및 도 11은 삼차원 사류형 팬을 나타내는 단면도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 음압식 공기제트 의류 건조기(1)는 히터(10), 공기제트 노즐부(20), 회전 드럼(30), 구동 모터(40), 덕트부(50) 및 사류 팬 유닛(60)을 포함할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 의류 건조기(1)는 외부 공기를 사류 팬 유닛(60)에 의해 회전 드럼(30) 내부로 흡입하고, 덕트부(50) 및 사류 팬 유닛(60)을 거쳐 외부로 배출하는 흡입유로를 가지는 벤트식 의류 건조기이다.

히터(10)는 상기 흡입유로 상에서 회전 드럼(30) 보다 상류에 배치되며, 연결 덕트(미도시)를 통해 회전 드럼(30)의 일측벽(32, 도 7 참조)에 배치된 고온공기 배출공(13)과 연통된다. 이에 따라, 히터(10)는 외부 공기를 소정 온도로 가열한 후, 고온공기 배출공(13)을 통해 회전 드럼(30) 내로 공급한다.

도 8a를 참조하면, 공기제트 노즐부(20)는 회전 드럼(30)의 일측벽(32)에 배치되며, 히터(10)를 거치지 않은 외부 공기를 회전 드럼(30) 내부로 분사한다. 이 경우, 공기제트 노즐부(20)는 소정 넓이를 가지는 프레임(21)과, 프레임(21)에 대략 매트릭스 형상으로 배치되는 복수의 노즐(23)이 구비된다.

도 8b를 참조하면, 복수의 노즐(23)은 다양한 각도로 외부 공기를 회전 드럼(30) 내부로 배출하도록 형성된다. 즉, 복수의 노즐(23)은 핑거(finger) 형태로 이루어지며 다양한 각도로 제트 형태의 공기를 회전 드럼(30) 내로 고속으로 분사할 수 있다. 이와 같이 복수의 노즐(23)의 분사 각도는 회전 드럼(30)의 내부 크기를 고려하여 전체적으로 균일하게 분사할 수 있도록 설정하는 것이 바람직하다.

이 경우, 복수의 노즐(23)을 통해 공기제트를 회전 드럼(30) 내부로 분사하면서 회전 드럼(30)의 내부 압력이 양압이 되지 않도록 하기 위해서는 제트 풍량이 약 4 CMM (m³/min) 이하가 되는 것이 바람직하며, 열전달 증가를 위해서는 제트속도 (V_j)를 증가시켜야 한다. 예를 들어 Q = 4 CMM, Vj = 80 m/s인 경우 DOE 기준(70% 수분포함 5.35kg의 젖은 섬유)으로 건조시간이 약 74분이 될 수 있다. 이때, 제트속도 80m/s는 동압으로 약 400 mmAq이므로 최소한 기타 덕트 및 노즐손실을 무시하더라도 팬 효율 50%, 모터 효율 80% 기준으로 약 645 W의 소비전력이 소모될 수 있다. 이때, 노즐의 공기제트 분사 속도를 증가시키면 동압이 속도의 제곱에 비례하여 소비전력은 900W 가량으로 증가하나 건조시간은 63분으로 크게 개선되지 않는다. 따라서 제트속도를 증가시키는 것보다 풍량을 증가하는 방법이 건조시간과 소비전력면에서 유리하다. 그러나 노즐(23)의 전체 풍량을 증가시키면서 회전 드럼(30) 내부의 양압을 발생시키지 않으려면, 공기배출을 위한 팬의 풍량을 더 늘리거나 별도로 에어 브리더를 이용한 회전 드럼(30) 내부의 압력 유지용 공기배출장치가 필요하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 음압식 공기제트에 의한 의류 건조기(1)가 상온의 공기를 이용해서 열전달계수를 증가시켜 건조시간을 적어도 종래의 히터 방식 의류 건조기와 동등하게 유지하고 종래의 히트펌프 방식 건조기와 같은 에너지 팩터를 확보하기 위해서는, 종래 의류 건조기의 배출 풍량의 4배 이상을 회전 드럼(30) 내부로 흡입하여 회전 드럼(30) 내부에 큰 음압이 발생하도록 유도하고, 핑거 형태의 복수의 노즐(23)을 통해 공기제트 형태로 회전 드럼(30) 내부에 고속으로 고르게 분사하는 것이 바람직하다.

도 6, 도 7 및 도 9를 참조하면, 회전 드럼(30)은 내부에 세탁물(100)이 장입되는 세탁물 장입 공간(30a)이 마련되며, 세탁물(100)을 건조하는 동안 구동 모터(40)에 의해 발생하는 동력에 의해 회전한다.

회전 드럼(30)은 일측과 타측에 각각 공기가 유입되는 유입부(31) 및 공기를 배출하는 배출부(33)가 각각 형성된다. 유입부(31)에는 전술한 바와 같이 고온공기 배출공(13)과 제트공기 노즐부(20)가 각각 설치된다. 배출부(33)는 회전 드럼(30)의 세탁물 장입 공간(30a)에 세탁물을 인입 및 인출하기 위한 도어(35)에 의해 개폐된다. 도어(35)는 일단부가 회전 드럼(30)에 힌지 연결된다.

구동 모터(40)는 구동 벨트(43)를 통해 회전 드럼(30)을 일 방향 및 그 역방향으로 소정 속도로 회전시킨다. 구동 벨트(43)는 회전 드럼(30)의 외주에 형성된 기어부(32a)와 기어 결합되며, 구동 모터(40)의 회전축(41)에 일부가 연결되어 회전력을 회전 드럼(30)으로 전달한다.

덕트부(50)는 회전 드럼(30)의 배출부(33)에 인접하게 배치되며, 배출부(33)와 연통 가능하게 이루어진다.

덕트부(50)는 회전 드럼(30)의 내부 공기가 흡입되는 흡입공간(50a)과, 배출부(33)의 하측 원주를 따라 소정 길이를 갖도록 배치되는 흡입공(51)을 구비한다. 흡입공(51)은 흡입공간(50a)과 회전 드럼(30)의 세탁물 장입 공간(30a)을 상호 연통한다.

흡입공(51)에는 세탁물(100)의 린트(Lint)가 유입되는 것을 방지하기 위한 린트망(53)이 설치된다. 본 발명에서는 흡입공(51)을 회전 드럼(30)의 배출부(33) 하측 원주를 따라 배치된 것으로 설명하지만, 이에 제한되지 않고 배출부(33) 상측 원주를 따라 배치되는 것도 물론 가능하다. 이는 젖은 세탁물(100)이 흡입공(51)에서 작용하는 강한 흡입력과 세탁물(100) 자중에 의한 중력에 의해 린트망(53)으로 몰리지 않도록 하여 세탁물(100)에 의해 흡입공(51)을 막히지 않도록 할 수 있다.

덕트부(50)의 흡입공간(50a)에는 흡입공(51)으로 유입된 공기를 덕트부(50)의 공기 배출 측 즉, 사류 팬 유닛(60)의 입구 측으로 가이드 하기 위한 복수의 가이드 부재(55a,55b)를 포함한다.

복수의 가이드 부재(55a,55b)는 간격을 두고 배치되며, 각 복수의 가이드 부재(55a,55b)의 하단부가 덕트부(50)의 공기 배출 측을 향해 휘어지게 형성된다.

이 경우, 복수의 가이드 부재(55a,55b)의 역할은 하기와 같다.

회전 드럼(30) 내부의 공기가 매우 빠른 흡입속도로 흡입공(51)으로 흡입됨에 따라, 린트망(53) 주변에 낮은 음압이 형성된다. 이로 인해 젖은 세탁물(100)이 린트망(53)으로 몰리게 되는데, 회전 드럼(30)이 회전하는 동안 세탁물(100)은 린트망(53)을 막았다가 다시 열었다가 하는 동작을 반복하면서 큰 부하변동을 사류 팬 유닛(60)에 가하게 되어 소음 및 진동이 발생한다. 이 경우, 복수의 가이드(55a,55b)는 종래의 린트망을 구비한 덕트구조와 달리 인-라인(In-line) 방식으로 배치되는 사류 팬 유닛(60)과 연결되는 부분에 풍량이 치우치지 않도록 흡입공간(50a)을 다수의 유로가 형성되도록 분할함으로써 전술한 소음 및 진동을 최소화할 수 있다.

또한, 복수의 가이드(55a,55b)는 인 라인 형태의 사류형 팬 유닛(60)과 연결되는 부분의 풍량이 증가하지 않도록 사류 팬 유닛(60)의 입구에 유로저항을 만들 수 있다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 사류 팬 유닛(60)은 사류형 임펠러(61)와 임펠러(61)를 회전시키기 위한 모터(67)를 포함할 수 있다. 이 경우, 임펠러(61) 및 모터(67)는 케이싱부 즉, 유입부 케이싱(65), 중앙 케이싱(62) 및 배출부 케이싱(68) 내측에 배치된다. 케이싱부는 덕트부(50)로부터 흡입된 공기를 배출하는 통로 역할을 한다.

유입부 케이싱(65)은 콘 형상으로 이루어 지며 유입 덕트(71)에 연결되어 유입부 케이싱(65)의 내부(65a)가 유입 덕트(71)와 연통된다.

배출부 케이싱(68)은 콘 형상으로 이루어지며 토출 덕트(73)에 연결되어 배출부 케이싱(68)의 내부(68a)와 연통된다. 이 경우, 배출부 케이싱(68)은 토출 덕트(73)와의 용이한 연결을 위해 부드럽게 수축되는 연성재질로 이루어질 수 있다.

사류 팬 유닛(60)은 입구 불균일 유동에 의한 소음증가가 매우 크며, 흡입공간(50a)의 배출구와 연결된 덕트(57)로부터 90도로 휘어져 바로 연결되므로 불균일 유동으로 인한 난류소음을 줄이기 위해서는 제1 덕트(57)와 유입부 케이싱(65) 사이에 스크린 메쉬(미도시)를 설치하여 불균일 유동이 스크린 메쉬를 거치면서 난류강도가 낮아지도록 하는 것이 바람직하다.

사류 팬 유닛(60)은 중앙 케이싱(62) 내주면을 따라 배치되는 가이드베인(69)을 포함할 수 있다. 가이드베인(69)은 사류형 임펠러(61)를 통과하며 발생한 공기의 회전속도성분을 유도하여 동압을 정압으로 변환시킨다.

도 12에는 본 발명의 사류형 팬 유닛(60)의 성능곡선의 실시예가 나타나 있다. 흡입덕트 면적 통과유속을 줄여 표시된 세트 저항을 낮추면 풍량 18 CMM을 확보하기 위한 회전수를 7,000 RPM에서 6,000 RPM 이하로도 줄일 수가 있으며 이는 세트 소음레벨의 감소로 이어지게 된다.

하기 표 1에는 종래의 양압 공기제트 방식과 본 발명의 음압 공기제트 방식에 대해, 유량의 변화, 제트속도변화에 따른 DOE 기준포의 건조시간, 세트 소비전력, 에너지 팩터를 비교한다.

압력 타입	양압			음압
케이스	제1 예	제2 예	제3 예	제4 예	제5 예
유량 (CMM)	4.23	4.51	7.1	18.5	17.5
제트 속도 (m/s)	75	80	26	22.3	21
건조 시간 (Min.)	69.6	62.0	41.2	40.0	50/0
전기 소모량 (kW)	1.06	1.24	1.53	1.14	0.97
7파운드 건조 중량에 대한 전체 에너지 (kWh)	1.23	1.29	1.11	0.76	0.81
에너지 펙터(Kg/Kwh)	2.45	2.34	2.86	3.72	3.75

본 발명의 음압식 제트 건조의 경우, 양압 제트방식보다 제트 속도가 낮음에도 불구하고 건조시간 및 에너지 팩터 등 모든 기준에서 유리함을 알 수가 있다.

도 13에는 음압식의 제트 건조에서 적은 용량의 히터를 추가하는 경우에 대하여 에너지 팩터의 변화를 비교한 그래프가 개시되어 있다. 이 경우, 동일한 음압 제트 유량에서 히터(10)의 용량을 증가할수록 건조시간은 짧아지지만 에너지 팩터가 악화된다는 것을 알 수가 있다.

한편, 공기제트 노즐부(20)는 복수의 노즐(23)의 공기 제트 분사 방향이 일측벽(32)에 직각 방향에 대하여 각각 상, 하, 좌, 우 중 적어도 어느 한 방향으로 로 30도 이내로 경사진 분포를 가지며, 이에 따라 복수의 노즐(23)을 통과한 공기 제트는 여러 방향으로 분산된다. 이 경우 회전 드럼(30) 내부에 장입된 젖은 세탁물(100)과의 접촉 양을 최대화하여 회전 드럼(30) 내부의 체류시간이 증가하도록 복수의 노즐(23)의 벡터링이 필요하다.

복수의 노즐(23)의 전체 면적은 사류 팬 유닛(60)의 입구 면적의 75% 이상을 확보하며 동시에 노즐 통과 속도가 20m/s 이상 되도록 제작한다. 그러나 회전 드럼(30)과 회전 드럼(30)을 둘러싸는 외부 케이싱(미도시) 사이의 틈새로 인해 사류 팬 유닛(60)으로 유입되는 유량 중 약 50% 이상의 유량이 외부로 누기되는 경우, 복수의 노즐(23)의 전체 면적은 사류 팬 유닛(60)의 입구 면적의 40% 정도가 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 히터를 사용하지 않는 경우에는 복수의 노즐(23)의 전체 면적은 누기가 거의 없는 경우 사류 팬 유닛(60)의 입구 면적의 75% 정로도부터 누기가 있는 경우 40% 가량의 최소 면적이 확보되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 회전 드럼(30)으로 유입되는 유량 중 일부는 적은 용량의 히터(10)를 통과하도록 하여, 회전 드럼(30)의 일측벽(32)에 설치된 고온공기 배출공(13)을 통해 고온의 공기를 포함한다. 이와 같이 히터(10)를 통해 고온의 공기를 회전 드럼(30) 내부로 공급하여 실내 습도가 높거나 실내 온도가 너무 낮은 경우 건조시간을 줄일 수 있다. 또한, 의류 건조기(1)의 설치 공간의 제약으로 인 라인 형태의 사류 팬 유닛(60)의 직경이 작은 경우, 풍량 확보를 위해 회전수의 증가시켜야 하는데 이를 위해 유입부 케이싱(65) 및 배출부 케이싱(68)에 각각 소음기(미도시)를 설치할 수 있다.

도 14를 참조하여, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 의류 건조기(1)의 작용을 설명한다. 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 음압식 고속 공기제트 의류 건조기의 제어 알고리즘을 나타내는 흐름도이다.

본 발명의 의류 건조기(1)는 회전 드럼(30)의 도어(34)를 열고 젖은 세탁물(100)을 장입한 후 의류 건조기(1)를 작동시킨다. 이 경우, 의류 건조기(1)는 온도센서(미도시)를 통해 실내 온도(T)를 측정하고, 습도센서(미도시)를 통해 실내의 상대습도(RH)를 측정하고, 사용자가 입력한 건조시간(DT)를 메모리에 저장한다(S1).

의류 건조기(1)의 제어부는 사용자가 입력한 건조시간(DT)이 미리 설정된 기준 건조시간(DT_set)과의 대소를 판단한다(S2).

건조시간(DT)이 기준 건조시간(DT_set)보다 작으면, 사류 팬 유닛(60)을 고풍량 공기 제트를 분사하도록 고속으로 구동시키고, 동시에 히터(10)를 가동하여(S4) 단시간에 건조할 할 수 있는 모드로 동작한다.

반대로, 건조시간(DT)이 기준 건조시간(DT_set)보다 크면, 측정된 상대습도(RH)와 미리 설정된 기준 상대습도(RH_set)와의 대소를 비교한다(S3).

상대습도(RH)가 기준 상대습도(RH_set)보다 낮으면, 실내 공기가 건조하기 째문에 히터(10)는 구동하지 않고, 사류 팬 유닛(60)만 구동하여 고풍량 공기 제트보다 느린 속도의 풍량 공기 제트를 분사한다(S5).

반대로, 상대습도(RH)가 기준 상대습도(RH_set)보다 높으면, 측정된 실내온도(T)와 미리 설정된 기준 실내온도(T_set)와의 대소를 비교한다(S6).

실내온도(T)가 기준 실내온도(T_set)보다 크면, 히터(10)는 구동하지 않고, 사류 팬 유닛(60)만 구동하여 고풍량 공기 제트를 분사한다(S7)

반대로 .실내온도(T)가 기준 실내온도(T_set)보다 작으면, 사류 팬 유닛(60)을 고풍량 공기 제트를 분사하도록 고속으로 구동시키고, 동시에 히터(10)를 가동하여(S4) 단시간에 건조할 할 수 있는 모드로 동작한다.

이와 같이 본 발명의 의류 건조기(1)는 실내온도(T), 실내의 상대습도(RH) 및 사용자에 의해 입력된 건조시간(DT)을 함께 고려하여 세탁물의 건조를 위한 최적의 모드를 선택하여 동작할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은, 고속 회전의 고효율 사류 팬 유닛(60)이 인 라인 형태로 회전 드럼(30) 내부의 공기를 흡입하여 회전 드럼(30)의 내부를 음압을 유도하여 핑거 형태의 공기제트 노즐부(20)를 통해 제트 형태로 실내 공기가 회전 드럼(30) 내부에 고르게 분사되도록 할 수 있다. 이에 따라, 고풍량의 저온 저습한 공기가 회전 드럼(30) 내부의 저온 고습한 공기를 치환하여 섬유 사이의 수분입자가 고속의 저습한 공기와 충돌하여 매우 높은 질량전달에 의해 신속한 건조가 일어날 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이 실시예에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

10: 히터 20: 공기제트 노즐부
30: 회전 드럼 40: 구동 모터
50: 덕트부 60: 사류 팬 유닛

Claims

세탁물이 장입되는 회전 드럼;
상기 회전 드럼으로 고온의 공기를 공급하는 히터;
상기 회전 드럼으로 상온의 공기 제트를 분사하는 공기 제트 노즐부; 및
상기 공기 제트 노즐부를 통해 공기 제트가 분사되도록, 인 라인(In-line) 형태로 상기 회전 드럼에 연결되어 상기 회전 드럼으로부터 공기를 흡입하여 상기 회전 드럼 내부를 음압으로 유지하는 사류 팬 유닛;을 포함하는 의류 건조기.
제1항에 있어서,
상기 공기 제트 노즐부는 서로 다른 각도로 공기 제트를 분사하는 복수의 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 의류 건조기.
제2항에 있어서,
상기 복수의 노즐은 상기 회전 드럼의 측벽에 설치되며, 상기 측벽에 직각인 직선에 대하여 30도 이하의 각도로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 의류 건조기.
제1항에 있어서,
상기 공기제트 노즐부의 다수의 노즐 면적은 사류 팬 유닛의 유입구 면적에 40%~75%인 것을 특징으로 하는 의류 건조기.
제1항에 있어서,
상기 회전 드럼과 상기 사류 팬 유닛을 상호 연결하는 덕트부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의류 건조기.
제5항에 있어서,
상기 덕트부는 상기 회전 드럼의 배출부의 원주방향을 따라 위치하는 흡입공이 형성되는 것을 특징으로 하는 의류 건조기.
제6항에 있어서,
상기 흡입공은 흡입력 및 중력에 의해 상기 세탁물이 상기 흡입공을 막는 것을 방지하도록 상기 회전 드럼의 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 의류 건조기.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 덕트부는 상기 흡입공에 설치되는 린트망을 포함하는 것을 특징으로 하는 의류 건조기.
제5항에 있어서,
상기 덕트부는 내측에 상기 흡입공으로 유입된 공기를 상기 덕트부의 공기 배출측으로 가이드하는 적어도 하나의 가이드 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 의류 건조기.
제1항에 있어서,
상기 사류 팬 유닛은,
사류형 임팰러;
상기 사류형 임팰러를 회전시키는 모터;
상기 사류형 임팰러 및 상기 모터를 감싸는 케이싱부; 및
상기 케이싱부 내주면을 따라 배치되어 상기 사류형 임펠러를 통과하며 발생한 공기의 회전속도성분을 유도하여 동압을 정압으로 변환하는 가이드베인;을 포함하며,
상기 케이싱부는 상기 덕트부로부터 흡입된 공기를 배출하는 통로인 것을 특징으로 하는 의류 건조기.
제10항에 있어서,
상기 케이싱부는,
상기 덕트부 측에 연결되는 콘 형상의 유입부 케이싱;
배출 덕트에 연결되는 콘형상의 배출부 케이싱; 및
상기 유입부 케이싱과 상기 배출부 케이싱 사이에 배치되는 원통형 중앙 케이싱;을 포함하는 것을 특징으로 하는 의류 건조기.
제11항에 있어서,
상기 배출부 케이싱은 연성재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 의류 건조기.