KR20200025557A

KR20200025557A - 세탁기

Info

Publication number: KR20200025557A
Application number: KR1020180103078A
Authority: KR
Inventors: 김재현; 김가연; 이정훈; 우경철; 임명훈; 유선화; 정환진
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2018-08-30
Filing date: 2018-08-30
Publication date: 2020-03-10
Also published as: KR20230155391A; KR102598647B1

Abstract

본 발명은, 금속 판재를 가공하여 이루어진 원통형의 드럼이 수평한 축을 중심으로 회전되도록 구성된 세탁기에 관한 것으로, 상기 드럼은 전방에서 바라볼시 원주방향을 따라 이격된 복수의 지점들에 상기 금속 판재를 가공하여 형성한 리프터를 각각 구비하고, 상기 리프터는 상기 금속 판재를 상기 드럼의 내측으로 10mm 이상 돌출시켜, 상기 드럼의 길이 방향을 따라 연장되도록 가압하여 형성한 제 1, 2 돌출부를 포함하고, 상기 제 1 돌출부와 상기 제 2 돌출부는 상기 드럼의 길이 방향을 따라 동선 상에 정렬되되, 상기 제 2 돌출부의 전단이 상기 제 1 돌츨부의 후단으로부터 이격되어 있다.

Description

세탁기{WASHING MACHINE}

본 발명은 수평한 축을 중심으로 회전되는 드럼을 구비한 세탁기에 관한 것으로, 특히, 상기 드럼을 가공하여 형성된 리프터를 구비한 세탁기에 관한 것이다.

세탁물이 투입되는 드럼이 수평한 축을 중심으로 회전되도록 구성된 세탁기가 널리 알려져 있다. 예를 들어, 한국 공개특허 10-2011-0022359호(종래기술 1)에 개시된 세탁기는, 드럼의 내주면에 배치된 리프터가 상기 드럼의 회전시 세탁물을 퍼올린다.

이렇게 드럼에 리프터가 설치된 세탁기는, 리프터가 세탁물에 가하는 물리력에 의해 세탁물이 일정 높이까지 퍼올려졌다가 낙하되거나, 리프터와 세탁물 간에 마찰 작용이 유도된다. 따라서, 일정 수준 이상의 세탁력을 확보할 수 있으며, 이러한 세탁력은, 리프터가 없는 구조에 비해, 드럼 내에 채워진 물의 양, 세탁물의 양(포량), 드럼의 회전속도(RPM)에 따른 영향을 덜 받는 편이다.

미국등록특허 US 8,893,532(종래기술 2)는 내주면 상에 돌출구조(linear elevation)가 형성된 세탁기용 드럼을 개시하고 있다. 종래기술 2의 드럼은 금속판재(metal sheet)를 소성 가공하여 상기 돌출구조를 형성한 후, 상기 금속판재를 둥글게 말고 양단을 서로 접합함으로써 이루어진다. 그런데, 상기 돌출구조는 드럼의 내주면에서는 볼록하나 외주면에서는 오목한 형태(즉, 금속판재를 국부적으로 구부려 가공한 형태)이기 때문에, 이러한 돌출구조가 원주방향으로 다수 형성된 구조의 드럼은 찌그러짐에 취약한 문제가 있다. 특히, 드럼 내에 투입된 포가 한쪽으로 치우진 상태로 드럼이 회전되는 경우에 발생하는 과도한 진동에 의해 드럼의 변형(찌그러짐)이 발생될 수 있음은 물론이고, 심한 경우 상기 금속판재의 양단을 접합한 부분이 파괴되는 안전 사고의 우려가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 첫째, 금속판재를 원통형으로 말고 양단을 접합하여 형성된 드럼을 구비하되, 상기 금속판재를 소성 가공하여 상기 드럼 내로 돌출된 리프터가 형성된 세탁기에 있어서, 상기 리프터의 구조를 개선함으로써 상기 드럼의 강성을 보강한 세탁기를 제공하는 것이다.

둘째, 상기 드럼이 편심회전하며 진동을 유발하더라도, 상기 드럼의 변형(특히, 찌그러짐을)을 방지하여 상기 금속판재의 양단의 접합이 파괴되는 것을 방지한 세탁기를 제공하는 것이다.

셋째, 상기 드럼의 길이 방향(X방향, 도 9 참조.) 밴딩 모멘트에 의한 변형을 최소화한 세탁기를 제공하는 것이다.

본 발명은 금속 판재를 가공하여 이루어진 원통형의 드럼이 수평한 축을 중심으로 회전되도록 구성된 세탁기에 관한 것이다. 상기 드럼은, 전방에서 바라볼시 원주방향을 따라 이격된 복수의 지점들에 상기 금속 판재를 가공하여 형성한 리프터를 각각 구비한다.

상기 리프터는, 상기 금속 판재를 상기 드럼의 내측으로 10mm 이상 돌출시켜, 상기 드럼의 길이 방향을 따라 연장되도록 가압하여 형성한 제 1, 2 돌출부를 포함한다.

상기 제 1 돌출부와 상기 제 2 돌출부는, 상기 드럼의 길이 방향을 따라 동선 상에 정렬되되, 상기 제 2 돌출부의 전단이 상기 제 1 돌츨부의 후단으로부터 이격되어 있다.

상기 제 1 돌출부의 후단과 상기 제 2 돌출부의 전단 사이의 간격은 15mm 이상일 수 있다.

상기 드럼은, 상기 제 1 돌출부의 후단과 상기 제 2 돌출부의 전단 사이의 간격에 해당하는 영역에 원주방향으로 연장되는 보강홈이 형성될 수 있다. 상기 보강홈은 상기 리프터의 폭보다 긴 길이를 가질 수 있다. 상기 드럼을 전방에서 바라볼 시, 상기 보강홈상기 리프터를 원주방향으로 가로지를 수 있다. 상기 보강홈은 70mm 이상일 수 있다.

상기 보강홈은, 상기 드럼의 길이 방향을 따라 다수개가 이격 배치될 수 있다. 상기 보강홈은 3개 이상일 수 있다.

상기 보강홈의 깊이는 3mm 이상 10mm 미만일 수 있다.

상기 드럼은 상기 다수개의 보강홈 사이가 평평할 수 있다.

상기 보강홈은, 상기 드럼의 내주면 상에 형성되어 상기 드럼의 외주면을 볼록하게 형성할 수 있다.

상기 리프터는, 상기 드럼의 중심에 대해 등간격으로 배치된 3지점에 각각 형성될 수 있다.

상기 제 1 돌출부와 상기 제 2 돌출부 중 적어도 하나는, 상기 드럼의 내측으로 10 내지 30mm 돌출될 수 있다.

상기 제 1 돌출부와 상기 제 2 돌출부 중 적어도 하나는, 돌출 높이가 단계적으로 상승될 수 있다.

상기 복수의 지점들 사이에는 상기 드럼의 내측으로 5mm 이하로 돌출된 다수개의 엠보싱(embossing)이 형성될 수 있다.

상기 드럼은, 전단과 후단에 각각 평평한 전단 밴드부와 후단 밴드부가 형성될 수 있다. 상기 리프터는, 상기 전단 밴드부와 상기 후단 밴드부 사이에 배치될 수 있다.

상기 금속 판재는, 스테인리스 스틸(stainless steel)로 이루어지고, 두께가 0.4 내지 0.6mm일 수 있다.

본 발명의 세탁기는, 첫째, 드럼과 일체로 리프터를 형성하되, 상기 리프터를 상기 드럼의 길이 방향으로 서로 이격된 두 개의 돌출부를 포함하여 구성함으로써, 종래 하나의 길게 형성된 돌출부로 이루어진 리프터를 구비한 드럼에 비해, 드럼의 강성이 향상되는 효과가 있다.

둘째, 상기 드럼의 강성이 보강됨으로써, 상기 드럼의 회전시 발생되는 진동에도 상기 드럼의 변형(특히, 찌그러짐을)을 방지할 수 있으며, 따라서, 상기 드럼을 구성하는 금속판재의 양단의 접합이 파괴되는 것을 방지하여 안전사고를 미연에 예방할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 상기 드럼의 길이 방향(X방향, 도 9 참조.) 밴딩 모멘트에 의한 변형을 최소화하여, 종래에 비해 상기 드럼을 고속 회전하더라도 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 측단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 세탁조의 횡단면을 모식적으로 도시한 것이다.
도 3은 도 1에 도시된 세탁조의 종단면을 모식적으로 도시한 것이다.
도 4는 도 3의 IV-IV를 따라 절개한 단면도이다.
도 5는 돌출부의 높이에 따른 포붙임속도를 보이는 그래프이다.
도 6은 돌출부의 높이와 측면각도와의 상관관계를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 7은 드럼의 회전속도에 따른 포의 유동을 도시한 것이다.
도 8은 비교예 1의 드럼에서의 응력 분포를 도시한 것(a)과 비교예 2의 드럼에서의 응력 분포를 도시한 것(b)이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼을 전개한 일부를 도시한 것이다.
도 10은 리프터가 하나로 길게 이루어진 경우의 밴딩 모멘트와 그에 따른 변형 형태를 도시한 것(a), 리프터가 두개의 돌출부로 이루어진 경우의 밴딩 모멘트와 그에 따른 변형 형태를 도시한 것(b), 두 개의 돌출부 사이에 보강홈이 형성된 경우(c)의 밴딩 모멘트와 그에 따른 변형 형태를 도시한 것(c)이다.
도 11은 보강홈의 깊이, 수, 길이에 따른 드럼의 강성 개선율을 도시한 그래프들이다.
도 12는 리프터가 두 개의 돌출부를 포함하여 구성되는 경우에 있어서, 보강홈이 있는 경우(a)와 없는 경우(b)에 드럼의 응력 분포를 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 드럼을 전개한 일부를 도시한 것이다.
도 14는 도 13의 XIV-XIV를 따라 절개한 단면도이다.

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 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 세탁기는, 외관을 형성하는 케이싱(1)과, 케이싱(1) 내에 배치되고 세탁수가 저장되는 저수조(3)와, 저수조(3)내에 회전 가능하도록 설치되어 세탁물이 투입되는 세탁조(4)과, 세탁조(4)을 회전시키는 모터(9)를 포함한다.

세탁조(4)는 세탁물의 입출을 위한 개구부가 형성된 전면 커버(41)와, 대략 수평하게 배치되어 전단이 전면 커버(41)와 결합되는 원통형의 드럼(42)과, 드럼(42)의 후단에 결합되는 후면 커버(43)를 포함한다. 모터(9)의 회전축은 저수조(3)의 후벽을 통과하여 후면 커버(43)와 연결될 수 있다. 세탁조(4)와 저수조(3) 사이에 물이 교류될 수 있도록, 드럼(42)에는 통공(42h, 도 13 참조.)이 형성될 수 있다.

세탁조(4)는 수평한 축을 중심으로 회전된다. 여기서의 "수평"은 엄밀한 의미에서의 기하학적인 수평을 의미하는 것은 아니고, 도 1에 도시된 바와 같이 수평에 대해 소정 각도로 기울어진 경우에도 수직보다는 수평에 가까운 경우인 바, 세탁조(4)가 수평한 축을 중심으로 회전된다고 하기로 한다.

드럼(42)은 전방에서 바라볼 시 원주방향을 따라 이격된 복수의 지점들에 상기 금속판재를 가공하여 형성된 리프터(20)를 각각 구비한다. 리프터(20)는 다수개가 드럼(42)의 내주면 상에서 전후방향으로 길게 연장되고, 바람직하게는, 드럼(42)의 중심(O)에 대해 일정한 각도(등각)로 배치된다.

각각의 리프터(20)는 금속 판재를 드럼(42)의 내측으로 10mm 이상 돌출시켜, 드럼(42)의 길이 방향을 따라 연장되도록 가압하여 형성한 제 1 돌출부(21)와 제 2 돌출부(22)를 포함한다.

제 1 돌출부(21)와 상기 제 2 돌출부(22)는, 드럼(42)의 길이 방향을 따라 동선 상에 정렬되고, 제 2 돌출부(22)의 전단은 상기 제 1 돌츨부(21)의 후단으로부터 이격되어 있다. 리프터(20)를 하나로 길게 형성하지 않고, 서로 이격된 두 개의 둘출부(21, 22)의 조합으로 구성함으로써 드럼(42)의 강성이 향상된다. 이와 관련하여 도 8을 살펴보자.

도 8은 비교예 1의 드럼에서의 응력 분포를 도시한 것(a)과 비교예 2의 드럼에서의 응력 분포를 도시한 것(b)이다. 도 8의 (a)에 도시된 비교예 1의 드럼(42)에는 하나의 돌출부로 이루어진 리프터 2개(421, 422)가 원주방향으로 이격되어 있다. 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 드럼(42)에 외력을 가하였을 시 리프터(421, 422)에 응력이 집중됨을 알 수 있다. (붉은 색일수록 응력이 큰 것임.)

반면에, 도 8의 (b)에 도시된 비교예 2의 드럼(42)은 드럼(42)의 길이 방향을 따라 배열된 제 1 돌출부(423)와 제 2 돌출부(424)의 조합에 의해 리프터가 구성되어 있으며, 이 경우, 비교예의 1과 비교하여 돌출부(423, 424)에 작용하는 응력이 작음을 알 수 있다. 즉, 이러한 실험에 의하면, 리프터(20)가 하나의 긴 돌출부로 이루어진 경우에 비해, 각각 드럼(42)의 전후 방향으로 연장되고, 서로 간에 소정의 간격을 두고 이격된 두 개의 돌출부를 포함하여 구성된 경우에 있어서 응력이 분산되는 효과가 있음을 알 수 있다. 상기 간격은 바람직하게는 15mm이상이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼을 전개한 일부를 도시한 것이다. 도 10은 리프터가 하나로 길게 이루어진 경우의 밴딩 모멘트와 그에 따른 변형 형태를 도시한 것(a), 리프터가 두개의 돌출부로 이루어진 경우의 밴딩 모멘트와 그에 따른 변형 형태를 도시한 것(b), 두 개의 돌출부 사이에 보강홈이 형성된 경우(c)의 밴딩 모멘트와 그에 따른 변형 형태를 도시한 것(c)이다.

도 9 내지 도 10에는, 실시예와 같이 리프터(20)가 제 1 돌출부(21)와 제 2 돌출부(22)를 포함하여 구성되는 경우에 있어서, 드럼(42)에 외력이 가해질 시 제 1 돌출부(21)와 제 2 돌출부(22) 사이 영역에서 X, Y, Z 방향으로 작용하는 벤딩 모멘트들이 표시되어 있다. 그리고, 도 10에 표시된 τ1, τ2, τ3 은 드럼에 작용하는 스트레스(stress)를 표시한 것이고, "+", "-" 는 밴딩 모멘트 또는 스트레스가 작용하는 방향을 표시한 것이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 리프터(20)가 하나의 긴 돌출부로 이루어진 경우 (a)가 다른 경우들에 비해, X방향으로 작용하는 벤딩 모멘트(M1-x)가 가장 크며(M1-x > M2-x > M3-x), (b)의 경우가 (a)의 경우에 비해 변형이 작기는 하나, (b)의 경우보다 (c)의 경우가 더 변형이 작다는 것을 알 수 있다. 즉, 제 1 돌출부(21)와 제 2 돌출부(22) 사이(즉, 제 1 돌출부(21)의 후단과 제 2 돌출부(22)의 전단 사이의 간격에 해당하는 영역)에 원주방향으로 연장되는 보강홈(25)을 형성하는 것이 드럼(42)의 강성을 확보하는데 유리하다. 이점은, 도 12에 도시된 보강홈이 있는 경우(a)와 없는 경우(b)의 응력 분포를 비교해 보더라도 알 수 있다.

보강홈(25)은 드럼(42)의 내주면 상에 형성된다. 구체적으로, 보강홈(25)은 드럼(42)을 이루는 금속판재를 밴딩 또는 프레싱하여 형성된 것이다. 따라써, 보강홈(25)에 의해 드럼(42)의 내주면 상에는 오목면이 형성되고, 이와 대응하는 드럼(42)의 외주면 상의 지점에는 볼록면이 형성된다.

다만, 이에 한하지 않고, 보강홈(25)은 드럼(42)의 외주면 상에 형성될 수도 있고, 이 경우는 드럼(42)의 외주면에 오목면이 형성되고, 드럼(42)의 내주면에는 볼록면이 형성될 것이다.

보강홈(25)이 드럼(42)의 강성에 미치는 영향은, 보강홈(25)의 깊이, 개수, 길이에 따라 달라진다. 도 11을 참조하면, 드럼(42)의 강성은, 보강홈(25)의 깊이가 2mm일 때보다 3mm일 때, 보강홈(25)의 개수가 2개 일때보다는 3개일 때, 보강홈(25)의 길이가 50mm일 때보다는 70mm일 때 더 향상됨을 알 수 있다.

특히, 드럼(42)의 강성에 미치는 영향은, 보강홈(25)의 길이, 수, 높이 순으로 더 큼을 알 수 있다. 이를 고려할 시, 보강홈(25)은 길이는 70mm 이상, 개수는 복수개(바람직하게는 3개 이상), 깊이는 3mm 이상 10mm미만(돌출부(21, 22) 보다는 낮아야 하므로)인 것이 바람직하다.

다수개의 보강홈(25)은 드럼(42)의 길이방향을 따라 이격되어 있으며, 인접한 보강홈(25)들 사이는 평평하게 이루어질 수 있다.

드럼(42)의 내주면 상에는, 다수개의 리프터(20) 중에서 임의로(또는, 무작위로) 선정한 인접한 한 쌍의 리프터(20) 사이에, 다수개의 리프터(20) 중 임의의 어느 하나보다 더 높은 돌출구조가 존재하지 않는다. 다시 말해, 인접한 한 쌍의 돌출부(20)를 어떻게 취하더라도 이들 사이에 돌출부(20) 보다 더 높이까지 돌출된 구조물은 존재하지 않는다.

드럼(42)의 내주면 상에는 복수의 엠보싱(425)이 구비될 수 있다. 엠보싱(425)은 기 내주면 상에 형성된 돌출구조로써, 드럼(42) 내측으로 돌출된 높이가 복수의 리프터(20) 중 어느 것보다도 낮다. 드럼(42)의 내주면 상에는, 다수개의 돌출부(20) 중에서 임의로 선정한 인접한 한 쌍의 돌출부 사이에, 다수개의 엠보싱(425) 중 적어도 하나 이외에는 돌출구조가 존재하지 않는다.

엠보싱(425)은 드럼(42)에 일체로 형성될 수 있으며, 복수의 엠보싱(425)는 그 크기 및/또는 높이가 일정할 필요는 없으며, 도 3에 도시된 바와 같이, 드럼(42)의 길이 방향으로 그 크기가 점차점으로 커지거나 작아지는 복수의 엠보싱(425)이 형성될 수 있다. 엠보싱(425)의 높이는 5mm 이하이다.

한편, 드럼(42)은 스테인리스 스틸(stainless steel)의 금속판재를 가공한 것으로써, 두께가 0.4 내지 0.6mm일 수 있다. 직사각형의 금속판재를 둥글게 말아 양단을 서로 접합(예를 들어, 용접)함으로써, 원통형의 드럼(42)을 형성할 수 있다. 상기 금속판재는 바람직하게는 STS430 계열이나 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다.

케이싱(1)의 전면에는 세탁물 투입구가 형성되고, 상기 세탁물 투입구를 개폐하는 도어(2)가 케이싱(1)에 회전 가능하게 구비된다. 케이싱(1)의 내부에는 급수밸브(5), 급수관(5), 급수호스(8)가 설치될 수 있다. 급수밸브(5)가 개방되어 급수가 이루어질 시, 급수관(5)을 통과한 세탁수가 디스펜서(14)에서 세제와 혼합된 다음, 급수호스(8)를 통하여 저수조(3)로 공급될 수 있다.

펌프(11)의 입력포트는 배출 호스(10)에 의해 저수조(3)와 연결되고, 펌프(11)의 토출포트는 배수관(12)과 연결된다. 저수조(3)로부터 배출 호스(10)를 통해 배출된 물이 펌프(11)에 의해 압송되어 배수관(12)을 따라 유동된 후, 세탁기 외부로 배출된다.

도 7은 드럼의 회전속도에 따른 포의 유동을 도시한 것이다. 이하, 도 7을 참조한다. 드럼(42)이 회전되는 과정에서, 드럼(42) 내에 투입된 포에 작용하는 힘들은, 드럼(42)의 회전에 의해 유발된 원심력(Fc), 중력(Fg), 리프터(20)로부터 가해지는 지지력(lifting force, Fn)을 들 수 있다.

도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 드럼(42)이 저속으로 회전되는 경우에는 원심력(Fc)이 비교적 작기 때문에, 리프터(20)에 의해 포가 어느 정도 높이까지 퍼올려져, 원심력(Fc)과 지지력(Fn)이 중력(Fg)을 감당하지 못하게 되면 포가 리프터(20)로부터 분리되어 낙하(드럼(42)으로부터 분리되어 아래로 떨어지거나, 드럼(42)을 따라 구르면서 하강)된다. 이러한 포의 유동을 롤링 모션(rolling motion)이라고 정의한다.

도 7의 (b)는 도 7의 (a)에 비해 드럼(42)의 회전속도가 더 큰 상태로서, 포가 더 높은 위치까지 상승한 후 낙하되는 것을 보이고 있다. 특히, 포가 낙하하는 위치가 드럼의 최저점으로부터 회전각도 90도 이상이며, 이러한 포의 유동을 이하 텀플링 모션(tubling motion)이라고 정의한다.

드럼(42)의 회전속도가 더 증가하면 종국적으로 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이 포가 드럼(42)의 최고점에서도 낙하되지 않고 드럼(42)에 달라붙은 상태로 회전되게된다. 도 7의 (c)와 같은 형태의 포붙임이 유발될 수 있는 드럼(42) 회전속도의 최저값을 이하, 포붙임속도(Vf)라고 정의한다.

드럼(42)에 리프터(20)가 없는 경우에는 지지력(Fn)이 소거되기 때문에, 포에 작용하는 힘은 원심력(Fc)과 중력(Fg)만 남게된다. 이 경우, 포붙임속도(vf)는 원심력과 중력을 등가로 놓은 평형 방정식으로부터 구해질 수 있다. 상기 평형 방정식의 양변에서 포의 질량은 상쇄되기 때문에, 포붙임속도(Vf)는 포의 질량과는 무관하고 드럼의 직경에 종속적인 값이 되어, 드럼의 직경을 알면 구할 수 있는 정해진 값이다.

그런데, 드럼(42)에 리프터(20)가 형성된 경우에는 지지력(Fn)이 더 작용하기 때문에, 포붙임속도(Vf)는 일반적으로 리프터(20)가 적용되지 않은 경우에 비해서 낮아지게된다. 이때의 포붙임속도(Vf)는 리프터(20)의 구조에 따라 달라질것이나, 드럼(42)의 직경이 24 내지 27인치(inch)이고 리프터(돌출부)의 높이가 40mm 이상인 통상의 세탁기에서 포붙임속도(Vf)는 대략 5560rpm 이하이다.

세탁력은 포의 굴신, 마찰, 낙차 등의 여러 요인에 의해 결정되는데, 이러한 요인들은 드럼(42)의 회전속도와 밀접한 관련성을 가지며, 특히, 롤링이나 텀블링 모션과 같이 포의 낙차 또는 드럼에 대한 상대 운동(또는, 드럼 내에서의 유동)이 유발되되, 이때의 드럼(42)의 회전속도가 높을수록 세탁력 강화에 유리하다.

이러한 측면에서, 종래에 비해 더 높은 속도로 드럼(42)을 회전시키면서도 포붙임속도(Vf)는 높일 수 있는 방안을 강구할 필요가 있으며, 이러한 측면에서, 본 발명은 돌출부(21, 22)의 높이(h1, 즉, 드럼(42)의 내측으로 돌출된 높이)를 종래에 비해 낮추어 지지력(Fn)을 줄였다. 이때의 제 1 돌출부(21) 및 제 2 돌출부(22) 중 적어도 하나의 높이(h) 는, 드럼(42) 직경(D)과 비교하면 직경(D)의 2.0 내지 6.0%이고, 절대치로는 대략 10 내지 30mm이다. 이때, 돌출부(21, 22)는 기저로부터 꼭대기까지의 높이(h)가 반드시 일정한 비율로 증가하여야 하는 것은 아니다. 즉, 제 1 돌출부(21) 및 제 2 돌출부(22) 중 적어도 하나는 상기 기저로부터 상기 꼭대기로 단계적으로 상승될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 세탁조의 횡단면을 모식적으로 도시한 것이다. 도 3은 도 1에 도시된 세탁조의 종단면을 모식적으로 도시한 것이다. 도 4는 도 3의 IV-IV를 따라 절개한 단면도이다. 이하, 도 2 내지 도 4을 참조한다.

드럼(42)의 전방에서 바라볼 시, 리프터(20)는 드럼(42)의 원주방향으로의 폭보다 드럼(42)의 길이방향(또는, 전후방향)으로의 길이가 더 긴 형태이다. 이들 리프터(20)는 드럼(42)의 중심에 대해 대칭으로 배치되며, 실시예에서는 3개의 리프터(20)가 드럼(42) 중심에 대해 120도의 등각도로 배치되었으나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다.

리프터(20)는 드럼(42)과 일체로 형성된다. 예를 들어, 금속판재를 소성 가공하여 리프터(20)를 형성할 수 있다.

리프터(20)와 포 간의 접촉면적(또는, 리프터(20)가 포에 지지력(Fn)을 작용하는 면적)을 넓혀 포를 퍼올리는 작용이 원활하게 이루어지기 위해서는, 리프터(20)의 길이가 적절해야 하며, 이러한 측면에서 본발명은 리프터(20)의 전단에서 후단까지의 길이(L1)가 드럼(42) 길이(L0)의 50 내지 100%인 것을 제안한다. 특히, 리프터(20)의 길이(L1)가 드럼(42) 길이(L0)의 50%에 근접한 경우에도, 리프터(20)가 드럼(42)의 전방과 후방을 아우르며 배치될 수 있도록, 리프터(20)의 전단이 드럼(42)의 전단으로부터 후방으로 이격된 위치에 오도록 리프터(20)를 설치하는 것이 좋다.

구체적으로, 드럼(42)은 전단과 후단에 각각 평평한 전단 밴드부(42a)와 후단 밴드부(42b)가 형성되고, 리프터(20)는 전단 밴드부(42a)와 후단 밴드부(42b) 사이에 배치될 수 있다.

한편, 도 4를 참조하면, 리프터(20)는, 전방에서 볼 시, 드럼(42)의 내주면 상의 제 1 지점(P1)에서 상기 내주면과 양의 제 1 각도(+θ)를 이루는 제 1 측면부(210)와, 상기 내주면 상에서 제 1 지점(P1)으로부터 원주방향으로 이격된 제 2 지점(P2)에서 상기 내주면과 음의 제 2 각도(-θ)를 이루는 제 2 측면부(220)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제 1 각도 및 상기 제 2 각도 중 적어도 하나는 17.5도 이하이다. 이하, 각도 θ를 측면 각도라고 정의한다.

실시예에서는, 제 1 측면부(210)와 제 2 측면부(220 )가 대칭인 형태이고, 상기 제 1 각도와 상기 제 2 각도가 동일한 크기를 가지나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다.

도 5는 돌출부의 높이에 따른 포붙임속도(Vf)를 보이는 그래프이다. 도 6은 돌출부의 높이와 측면각도와의 상관관계를 설명하는데 참조되는 도면이다. 먼저, 도 5 는, 전술한 바와 같이, 리프터(20)의 높이(h)가 높을수록 포붙임속도(Vf)는 낮아진다는 점을 보이고 있다. 그런데, 리프터(20)의 높이(h)가 5mm 이하인 경우 포붙임속도(Vf)가 높아서 세탁성능이 좋을 것 같으나 실제로는 그렇지 않다.

리프터(20)의 높이(h)가 5mm 이하가 되면, 리프터(20)의 지지력(Fn)이 너무 작아서, 드럼(42) 포붙임속도(Vf)에 미치지 못한 상태에서는, 포가 거의 제자리에서 구른다거나 매우 작은 회전각도구간 내에서 상하로만 이동하는 거동을 보이다가, 상기 포붙임속도(Vf)에 이르면 갑자기 드럼(42)에 달라 붙기 시작한다. 이러한 형태의 포의 유동은 포량이 작을수록 심화되며, 포의 낙차나 굴신이 원활하게 유도되지 못하기 때문에 세탁력이 좋지 못하다. 이런 이유로, 리프터(20)의 높이(h)는 적어도 5mm 보다는 커야하며, 바람직하게는 10mm 이상이다.

그리고, 리프터(20)의 높이(h)는 30mm 이하인 것이 바람직하고, 이 경우, 포붙임속도(Vf)가 대략 65rpm 이상이 되어, 종래 높이인 40mm일 시의 55rpm에 비하여 대략 18%의 포붙인속도의 증가를 기대할 수 있다.

드럼(42)의 직경(D)별로, 리프터(20)의 높이(h)의 하한(LSL)과 상한(USL)의 바람직한 수치들은 다음과 같다. 여기서, 드럼(42)의 직경은, 드럼(42)의 내경, 외경, 또는 내경과 외경의 중간 값 중 어느 것이어도 무방하다.

드럼 직경(D(mm))	LSL(mm)	USL(mm)
484	10.0	30.0
515	10.6	30.9
575	11.8	34.5
590	12.1	35.4

한편, 도 6을 참조하면, 리프터(20)의 높이(h)가 5mm 보다 작고, 측면각도(θ)가 17.5도 보다 작은 영역(A에서는 경우에는 포의 롤링이나 텀블링이 유발되지 못한다는 것을 알 수 있다. 따라서, 리프터(20)의 높이(h)가 5mm인 경우에도 롤링이나 텀블링을 유발할 수 있도록 측면각도(θ)는 적어도 17.5mm인 것이 좋다.도 6에 표시된 영역(B)는 리프터(20)의 높이(h)가 5mm 이상이고, 측면각도(θ)가 17.5 이상인 영역을 표시한 것으로써, 이 영역에서는 포의 롤링이나 텀블링 모션을 유발하는 것이 가능하다. 다만, 이러한 모션에 의한 세탁 성능이 보다 더 강화될 수 있는 리프터(20) 높이는 바람직하게는 10mm 이상이다.

한편, 도 6에서 점선으로 도시된 곡선은 롤링이나 텀블링이 유발될 수 있는 측면각도(θ)의 임계값들을 연결한 것이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims

금속 판재를 가공하여 이루어진 원통형의 드럼이 수평한 축을 중심으로 회전되도록 구성된 세탁기에 있어서,
상기 드럼은,
전방에서 바라볼시 원주방향을 따라 이격된 복수의 지점들에 상기 금속 판재를 가공하여 형성한 리프터를 각각 구비하고,
상기 리프터는,
상기 금속 판재를 상기 드럼의 내측으로 10mm 이상 돌출시켜, 상기 드럼의 길이 방향을 따라 연장되도록 가압하여 형성한 제 1, 2 돌출부를 포함하고,
상기 제 1 돌출부와 상기 제 2 돌출부는,
상기 드럼의 길이 방향을 따라 동선 상에 정렬되되, 상기 제 2 돌출부의 전단이 상기 제 1 돌츨부의 후단으로부터 이격되어 있는 세탁기.
제 1 항에 있어서,
상기 드럼은,
상기 제 1 돌출부의 후단과 상기 제 2 돌출부의 전단 사이의 간격에 해당하는 영역에 원주방향으로 연장되는 보강홈이 형성된 세탁기.
제 2 항에 있어서,
상기 보강홈은,
상기 리프터의 폭보다 긴 길이를 갖는 세탁기.
제 3 항에 있어서,
상기 보강홈은,1
상기 드럼을 전방에서 바라볼 시, 상기 리프터를 원주방향으로 가로지르는 세탁기.
제 4 항에 있어서,
상기 보강홈은 70mm 이상인 세탁기.
제 5 항에 있어서,
상기 보강홈은,
상기 드럼의 길이 방향을 따라 다수개가 이격 배치되는 세탁기.
제 6 항에 있어서,
상기 보강홈은 3개 이상인 세탁기.
제 2 항에 있어서,
상기 보강홈의 깊이는 3mm 이상 10mm 미만인 세탁기.
제 6 항에 있어서,
상기 드럼은 상기 다수개의 보강홈 사이가 평평한 세탁기.
제 2 항에 있어서,
상기 보강홈은,
상기 드럼의 내주면 상에 형성되어 상기 드럼의 외주면을 볼록하게 형성하는 세탁기.
제 1 항에 있어서,
상기 리프터는,
상기 드럼의 중심에 대해 등간격으로 배치된 3지점에 각각 형성되는 세탁기.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 돌출부와 상기 제 2 돌출부 중 적어도 하나는,
상기 드럼의 내측으로 10 내지 30mm 돌출된 세탁기.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 돌출부와 상기 제 2 돌출부 중 적어도 하나는,
돌출 높이가 단계적으로 상승되는 세탁기.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 지점들 사이에는 상기 드럼의 내측으로 5mm 이하로 돌출된 다수개의 엠보싱(embossing)이 형성된 세탁기.
제 1 항에 있어서,
상기 드럼은,
전단과 후단에 각각 평평한 전단 밴드부와 후단 밴드부가 형성되고,
상기 리프터는,
상기 전단 밴드부와 상기 후단 밴드부 사이에 배치되는 세탁기.
제 1 항에 있어서,
상기 금속 판재는,
스테인리스 스틸(stainless steel)로 이루어지고, 두께가 0.4 내지 0.6mm인 세탁기.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 돌출부의 후단과 상기 제 2 돌출부의 전단 사이의 간격은 15mm 이상인 세탁기.