KR20200062946A - 식기세척기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 히트펌프를 구비한 식기세척기에 관한 것으로서, 식기세척기는, 저면에 섬프를 구비하고, 내부에 식기의 보관을 위한 수용공간을 구비하는 세척조; 증발기, 냉매를 압축하여 순환시키는 압축기, 상기 식기의 세척을 위한 세척수를 가열하는 응축기, 팽창기를 구비하는 히트펌프 시스템; 및 상기 냉매로 열전달을 위한 물을 상기 증발기와 열교환시키는 열교환 시스템을 포함하여, 증발기의 열교환 성능 및 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

식기세척기{DISH WASHER}
본 발명은 히트펌프를 이용하여 세척수를 가열하는 식기세척기에 관한 것이다.
식기세척기는 세제 등을 이용하여 식기류를 자동으로 세척하고 건조시키는 기기이다.
식기세척기는 본체 내부에 거치된 식기를 세척, 헹굼 및 건조하는 행정을 수행하도록 구성될 수 있다.
식기세척기는 본체 내부에 구비된 전기히터 등을 이용하여 세척수를 가열할 수 있다.
그러나, 식기세척기에 사용되는 전기히터는 식기 세척 및 건조 시 많은 소비전력이 소모되는 문제점이 있다.
또한, 세척 완료 후 가열된 고온의 세척수가 식기세척기의 외부로 배출되어, 에너지 손실이 발생하는 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 히트펌프를 이용하여 세척수를 가열함으로 소비에너지를 절감하고, 식기세척기에서 배출되는 세척수로부터 폐열을 회수할 수 있는 식기세척기가 개발되고 있다.
선행특허문헌 EP 2 682 037 B1(2014. 01. 08 공개)에는 식기세척기 및 이의 작동방법이 개시되어 있다. 선행특허의 식기세척기는 외부 공기(이하, 외기)를 식기세척기의 외부로부터 식기세척기 본체의 내부에 구비된 증발기로 흡입하여, 외기와 증발기의 냉매를 열교환시킴으로 외기로부터 냉매로 열을 전달하는 구성이 개시되어 있다.
그러나, 선행특허의 식기세척기는 외기가 증발기를 통과 시 외기와 증발기의 냉매 사이에 열교환이 이루어지나, 열교환 성능 및 열교환 효율이 낮아서 세척수 등을 가열함에 있어 에너지 절감 및 폐열 회수 등의 효과가 감소하는 문제점이 있다.
또한, 열교환 성능의 감소로 인해 세척수 가열 시간이 연장되고, 세척수 가열 시간이 줄이기 위해 압축기의 출력을 높여야 하므로 소비전력의 증가를 초래할 수 있다.
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로서, 증발기의 열교환 성능 및 효율을 높임으로, 세척수 가열 시간을 단축하고 소비전력을 절감할 수 있는 식기세척기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 예에 따른 식기세척기는, 저면에 섬프를 구비하고, 내부에 식기의 보관을 위한 수용공간을 구비하는 세척조; 증발기, 냉매를 압축하여 순환시키는 압축기, 상기 식기의 세척을 위한 세척수를 가열하는 응축기, 팽창기를 구비하는 히트펌프 시스템; 및 상기 냉매로 열전달을 위한 물을 상기 증발기와 열교환시키는 열교환 시스템을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 열교환 시스템은, 내부에 상기 물을 저장하고, 상기 증발기를 수용하며 상기 냉매와 상기 물을 열교환시키는 열교환 챔버를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 세척조의 내부에 배치되고, 상기 식기에 상기 세척수를 분사하기 위한 복수의 노즐을 구비하는 분사암; 및 상기 섬프에 수집된 상기 세척수를 상기 분사암으로 순환시키는 순환펌프를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 열교환 시스템은, 상기 열교환 챔버에 장착되어, 상기 물의 유동을 발생시키는 유동발생기를 포함하고, 상기 유동발생기는, 상기 물을 유동시키는 임펠러; 및 상기 임펠러를 구동하는 구동모터를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 열교환 시스템은 상기 열교환 챔버에 상기 물을 공급하는 물공급부를 더 포함하고, 상기 열교환 챔버는, 일측에 형성되어, 상기 물공급부로부터 상기 물을 유입시키는 유입구; 및 타측에 형성되어, 상기 열교환 챔버로부터 상기 물을 배출시키는 유출구를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 열교환 시스템은, 상기 열교환 챔버의 유입구에 연결되어, 상기 물을 공급하는 급수관; 상기 급수관에 설치되어, 상기 급수관을 개폐하는 급수밸브; 상기 열교환 챔버의 유출구에 연결되어, 상기 물을 배출시키는 출수관; 및 상기 출수관에 설치되어, 상기 출수관을 개폐하는 출수밸브를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 증발기는, 내부에 상기 냉매가 흐르도록 파이프 형태로 형성되고, 지그재그 형태로 연장되는 냉매관을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 열교환 챔버는, 상기 냉매관이 복수 회 관통되도록 상기 냉매관과 교차하는 방향으로 연장되어, 상기 물의 직진성을 안내하는 복수의 가이드 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 열교환 챔버는, 상기 물의 유로를 형성하는 열전달유로를 포함하고, 상기 열전달유로는, 상기 냉매관과 교차하는 방향으로 지그재그 형태로 연장되는 열전달부; 상기 물을 상기 열전달부로 유입시키는 입구유로부; 및 상기 물을 상기 열전달부에서 유출시키는 출구유로부를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 세척조로 유입될 세척수를 가열하는 전기히터를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 응축기는 상기 섬프에 배치되어 상기 세척수를 가열할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 응축기를 내부에 구비하여, 상기 세척조로 유입될 세척수를 예열하는 예열챔버; 상기 예열챔버의 내부에 회전 가능하게 장착되어, 상기 세척수를 유동시키는 임펠러; 및 상기 임펠러를 구동하는 구동모터를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 일측은 상기 섬프와 연통되게 연결되고, 타측은 상기 세척수의 배출을 위한 배수관과 연통되게 연결되고, 상기 증발기를 내부에 장착하여 식기세척기의 외부로 배출될 상기 세척수와 상기 증발기의 열교환으로 상기 세척수로부터 열을 회수하는 열회수 챔버를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 열회수 챔버의 내부에 회전 가능하게 장착되어, 상기 세척수를 유동시키는 임펠러; 및 상기 임펠러를 구동하는 구동모터를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 유동발생기를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 히트펌프를 구비한 식기세척기의 제어방법은, 에너지 절감을 위한 에코 모드 또는 세척시간 단축을 위한 스피드 모드를 선택하는 단계; 세척조에 식기 세척을 위한 세척수를 공급하는 단계; 상기 세척수와 상기 응축기를 열교환하여 상기 세척수를 가열하는 단계; 열교환 챔버의 내부에 수용된 상기 증발기와 상기 열교환 챔버에 저장된 물을 열교환하여 상기 증발기의 냉매로 열전달을 하는 단계; 상기 스피드 모드 선택 시 상기 열교환 챔버의 내부에 회전 가능하게 설치된 임펠러를 구동하여 상기 물에 유동을 발생시키고, 상기 에코 모드 선택 시 상기 임펠러의 구동을 정지하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 식기세척기의 제어방법과 관련된 일 예에 따르면, 상기 식기세척기는 예비세척, 본세척, 헹굼, 가열헹굼 및 건조 행정을 포함하고, 상기 임펠러는 본세척 또는 가열헹굼 시 작동될 수 있다.
본 발명의 식기세척기의 제어방법과 관련된 일 예에 따르면, 상기 응축기를 이용하여 상기 세척수를 가열한 후, 상기 세척수의 온도를 측정하는 단계; 및 상기 세척수의 온도가 기설정된 온도보다 낮으면 전기히터를 이용하여 상기 세척수를 더 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 식기세척기의 제어방법과 관련된 일 예에 따르면, 상기 세척조에서 배출되는 가열된 상기 세척수를 열회수 챔버에 공급하는 단계; 식기세척기의 외부로 배출되기 전에 상기 열회수 챔버에 수용된 증발기와 상기 세척수를 열교환하여 상기 세척수로부터 열을 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 식기세척기의 제어방법과 관련된 일 예에 따르면, 상기 세척수의 열을 회수하는 단계는 상기 열회수 챔버의 내부에 회전 가능하게 설치된 임펠러를 구동하여 상기 세척수에 유동을 발생시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 히트펌프를 구비한 식기세척기의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
첫째, 냉매로의 열전달을 위한 물을 증발기와 접촉시켜 열교환시키며 유동발생기는 물에 유동을 발생시킴으로써, 물과 증발기의 냉매 간에 열교환을 촉진시킬 수 있다.
둘째, 물과 증발기의 열교환을 촉진시킴으로 증발기의 냉매의 증발온도가 증가하고 압축기의 입력이 감소함으로, 동일한 압축기의 입력으로 응축기의 세척수 가열온도가 상승하여 세척수 가열시간을 단축할 수 있다.
셋째, 열교환 챔버의 내부에 증발기와 임펠러가 설치되고, 유동발생기는 구동모터를 동력원으로 하여 임펠러를 회전시킴으로 열교환 챔버 내부에 저장된 물이 유동하여 골고루 섞이며, 물은 증발기에 열을 균일하게 전달할 수 있다.
넷째, 증발기에 복수의 가이드 부재가 냉매의 흐름과 교차하는 방향으로 연장되어, 물이 냉매관과 교차하며 직진하도록 안내할 수 있고, 지그재그 형태의 냉매관에 물을 균일하게 분배함으로, 물과 냉매의 열교환이 효율적으로 이루어질 수 있다.
다섯째, 열교환 챔버 내부에 열전달유로가 형성되고, 열전달유로는 증발기의 냉매관에 교차하는 방향으로 지그재그 형태로 연장되도록 형성되어, 열교환을 촉진시킬 수 있다.
여섯째, 열전달유로는 입구유로부, 열전달부, 출구유로부로 구성되고, 입구유로부를 따라 물이 열교환 챔버의 내측 깊숙이 유입되고, 열전달부의 입구측에서 리턴되며, 열전달부를 따라 지그재그 형태로 입구유로부의 상류측으로 이동했다가 열전달부의 출구측에서 다시 리턴하여 출구유로부를 따라 유출구로 이동하여 배출됨으로써, 섬프에서 배출될 세척수가 열회수 챔버 내부에서 증발기와 열교환 시간을 연장하여 최대한 많은 열량을 회수할 수 있다.
일곱째, 복수의 가이드 핀은 열교환 챔버에 적용된 예를 설명하였으나, 예열챔버 또는 열회수 챔버에도 적용 가능하다. 다만, 복수의 가이드 핀은 구조적인 특성 상 물 또는 세척수가 일정 양 채워진 상태에서 열교환이 이루어지는 열교환 챔버 및 예열챔버에 적용되는 경우에 더욱 유리하다.
여덟째, 열전달유로는 열교환 챔버에 적용된 예를 설명하였으나, 예열챔버 또는 열회수 챔버에도 적용 가능하다. 다만, 열전달유로는 유로구조의 특성 상 물 또는 세척수의 출입과 함께 열교환이 지속적으로 이루어지는 열회수 챔버에 적용되는 경우에 더욱 유리하다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 히트펌프를 구비한 식기세척기에서 증발기의 열교환 성능을 높이기 위한 열교환 챔버에 유동발생기가 설치된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 2는 도 1에서 열교환 챔버에 물을 공급하는 열교환 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 도 2에서 가이드 부재가 구비된 열교환 챔버를 위에서 바라본 모습을 보여주는 개념도이다.
도 4는 도 2에서 열교환 챔버의 내부에 열교환 유로가 형성된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 식기세척기의 기본 행정 중 유동발생기의 작동시점을 보여주는 개념도이다.
도 6은 본 발명에 따른 식기세척기의 에코 모드 및 스피드 모드에서 유동발생기의 작동방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 본 발명에 따른 유동발생기를 적용 시 효과를 설명하기 위한 PH 선도를 보여주는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 전기히터와 히트펌프를 가열원으로 하는 하이브리드 식기세척기에 유동발생기가 적용된 예를 보여주는 개념도이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 식기세척기에서 증발기 및 응축기의 열교환 성능을 높이기 위해 열교환 챔버 및 예열챔버에 유동발생기가 각각 설치된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 10은 본 발명의 제4실시예에 따른 식기세척기에서 증발기의 열교환 성능을 높이기 위해 열회수 챔버에 유동발생기가 설치된 모습을 보여주는 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 히트펌프를 구비한 식기세척기(100)에서 증발기(124)의 열교환 성능을 높이기 위한 열교환 챔버(130)에 유동발생기(131)가 설치된 모습을 보여주는 개념도이고, 도 2는 도 1에서 열교환 챔버(130)에 물을 공급하는 열교환 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
식기세척기(100)는 세척조(110), 히트펌프 시스템(120) 및 열교환 시스템을 포함하여 구성될 수 있다.
세척조(110)는 식기 세척을 위해 식기를 내부에 수용하여 보관하도록 수용공간을 구비할 수 있다. 세척조(110)의 내부에 식기 보관을 위한 복수의 선반(111; rack)이 구비될 수 있다.
복수의 선반(111)은 상하방향으로 이격 배치될 수 있다. 복수의 선반(111) 각각은 접시 또는 그릇 등 식기류가 경사지게 세워지도록 복수의 거치대를 구비할 수 있다. 복수의 거치대는 상하방향으로 연장되고, 선반(111)의 횡방향 또는 종방향으로 이격 배치될 수 있다.
세척조(110)는 캐비닛의 내부에 구비될 수 있다. 캐비닛(미도시)은 식기세척기(100)의 외관을 형성할 수 있다.
캐비닛의 전방에 식기투입구가 형성되고, 캐비닛의 전방에 도어가 회전 가능하게 장착되어, 식기투입구를 개폐하도록 구성될 수 있다. 세척조(110)의 전방은 캐비닛의 식기투입구와 연통되게 개방될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 식기투입구를 통해 식기가 세척조(110)의 내부에 투입되어, 선반(111)에 보관될 수 있다.
세척조(110)의 내부에 복수의 분사암(112)이 구비될 수 있다. 복수의 분사암(112)은 선반(111) 사이에 배치될 수 있다. 복수의 분사암(112)은 세척조(110)의 수용공간 중 상부, 중간 및 하부에 각각 상하방향으로 이격되게 배치될 수 있다.
복수의 분사암(112) 각각에 복수의 노즐(113)이 길이방향으로 이격 배치될 수 있다. 복수의 분사암(112) 각각은 내부에 세척수가 흐르도록 유로를 형성되고, 유로를 통해 유입된 세척수를 복수의 노즐(113)로 분배할 수 있다.
복수의 노즐(113)은 일측이 분사암(112)의 유로와 연통되게 연결되고, 타측이 선반(111)을 향해 개방되게 형성되어, 분사암(112)으로부터 분배된 세척수가 노즐(113)을 통해 식기류로 분사되도록 이루어진다.
세척조(110)의 저면에 섬프(114)(sump)가 하방향으로 함몰되게 형성되어, 세척수가 식기를 세척 후 섬프(114)에 수집될 수 있다.
세척조(110)의 외부, 즉 급수부로부터 세척수가 세척조(110)의 내부에 공급될 수 있다. 급수부는 예를 들면, 수돗물을 공급하는 상수도 꼭지 및 상수도관일 수 있다.
세척조(110)는 급수관(115)을 통해 급수부와 연결될 수 있다. 급수관(115)의 일측은 급수부와 연결되고, 급수관(115)의 타측은 세척조(110)와 연결되어, 급수부로부터 세척수가 세척조(110) 내부로 공급될 수 있다.
급수관(115)에 급수밸브(1151)가 설치되어, 급수관(115)을 개폐할 수 있다. 급수관(115)은 세척조(110)의 섬프(114)와 연결되어, 세척수가 섬프(114)로 공급될 수 있다.
세제투입부는 캐비닛의 일측에 설치될 수 있다. 세제투입부는 세제를 저장하도록 구성될 수 있다. 세제투입부와 섬프(114) 사이에 세제연결관(1252)이 연결되어, 세제투입부로부터 투입된 세제가 세제연결관(1252)을 따라 섬프(114)로 이동할 수 있다.
캐비닛의 내부에 순환펌프(116)가 구비될 수 있다. 순환펌프(116)는 섬프(114)에 수집된 세척수 및 세제를 혼합하여 복수의 분사암(112)으로 순환시키도록 구성된다.
복수의 분사암(112)과 순환펌프(116)는 순환배관(1161)에 의해 연결될 수 있다. 순환배관(1161)의 일측은 섬프(114)의 일측과 연통되게 연결되고, 순환배관(1161)의 타측은 순환배관(1161)의 일측으로부터 복수의 갈래로 분기 형성되어 복수의 분사암(112) 각각에 연통되게 연결될 수 있다.
순환배관(1161)의 타측에서 분기되는 지점에 방향전환밸브(1162)가 설치되고, 방향전환밸브(1162)는 분기점에서 각 분사암(112)으로 세척수 등을 분배할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 세척수와 세제는 순환펌프(116)에 의해 섬프(114)에서 순환배관(1161)을 따라 분사암(112)으로 이송될 수 있다.
섬프(114)의 타측에 배수관(117)이 연결될 수 있다. 배수관(117)의 일측은 섬프(114)의 타측에 연통되게 연결되고, 배수관(117)의 타측은 식기세척기(100)의 외부와 연통되게 연결되어, 식기 세척을 완료한 세척수가 섬프(114)에서 배수관(117)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
배수관(117)에 배수펌프(1171)가 설치되고, 배수펌프(1171)는 섬프(114)에 수집된 세척수를 배수관(117)으로 흡입하여 밖으로 배출시킬 수 있다.
캐비닛의 내부에 히트펌프 시스템(120)이 구비될 수 있다.
히트펌프 시스템(120)은 압축기(121), 응축기(122), 팽창기(123) 및 증발기(124)로 구성될 수 있다. 압축기(121), 응축기(122), 팽창기(123) 및 증발기(124)는 냉매순환유로(1253)에 의해 서로 연결되어, 냉매회로를 형성할 수 있다.
냉매순환유로(1253)는 냉매가 내부에 흐르도록 냉매순환관으로 구성될 수 있다.
압축기(121)는 냉매를 압축하여 냉매순환유로(1253)를 따라 냉매를 순환시키도록 구성된다. 압축기(121)에 인버터가 장착되고, 인버터는 압축기(121)를 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 인버터는 압축기(121)의 내부에 설치된 모터의 RPM를 조절하여 압축기(121)에서 압축된 냉매의 토출량을 제어하도록 구성될 수 있다. 이에 의하면, 압축기(121)의 출력이 조절될 수 있다.
응축기(122)는 섬프(114)에 배치될 수 있다. 응축기(122)는 압축기(121)로부터 압축된 고온·고압의 기체냉매와 세척수를 열교환시켜, 냉매를 응축시킬 수 있다.
응축기(122)에서 응축된 액체 냉매는 응축잠열을 세척수에 전달함으로써, 세척수가 가열될 수 있다.
팽창기(123)는 모세관 또는 팽창밸브로 구성될 수 있다. 팽창기(123)는 응축기(122)에서 응축된 냉매를 저온·저압의 냉매로 팽창시킬 수 있다. 팽창밸브는 제어부(170)의 제어신호에 따라 증발기(124)로 공급될 저온/저압 냉매의 양을 조절하도록 구성될 수 있다.
증발기(124)는 팽창기(123)에서 팽창된 냉매를 기체냉매로 증발시키도록 구성될 수 있다.
증발기(124)는 열교환 챔버(130)의 내부에 수용될 수 있다.
열교환 챔버(130)는 세척조(110)와 별개로 캐비닛의 내부에 구비될 수 있다.
열교환 챔버(130)의 내부에 열전달용 물(WATER)이 저장될 수 있다. 열전달용 물은 냉매에 열을 전달하도록 구성된다. 열전달용 물은 증발기(124)의 냉매에 열을 전달하는 열전달 기능을 수행하기 위한 유체라는 점에서 식기 세척을 위한 세척수와 다르다.
증발기(124)는 내부에 냉매가 흐르도록 원형 파이프 형태의 냉매관(125)으로 구성될 수 있다. 응축기(122)는 내부에 냉매가 흐르도록 원형 파이프 형태의 냉매관(125)으로 구성될 수 있다.
증발기(124)와 응축기(122) 각각의 냉매관(125)은 지그재그 형태로 굴곡있게 형성될 수 있다.
증발기(124)는 열교환 챔버(130)의 내부에 물에 침지되게 설치될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 열교환 챔버(130)는 내부에 저장된 물과 증발기(124)의 냉매를 열교환시켜 물로부터 냉매로 열을 전달할 수 있다. 열전달 유체의 물로 수돗물 등이 사용될 수 있다.
열교환 챔버(130)의 내부에 유동발생기(131)가 설치될 수 있다.
유동발생기(131)는 임펠러(1311)와 구동모터(1312)로 구성될 수 있다. 임펠러(1311)는 열교환 챔버(130)의 내부에 저장된 물을 휘저을 수 있도록 회전 가능하게 장착된다.
임펠러(1311)는 회전축을 통해 구동모터(1312)와 연결될 수 있다. 회전축의 일측은 임펠러(1311)와 연결되고, 회전축의 타측은 구동모터(1312)와 연결될 수 있다. 구동모터(1312)는 열교환 챔버(130)의 내측 또는 외측에 장착될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 유동발생기(131)는 구동모터(1312)의 동력으로 임펠러(1311)를 회전시켜, 열교환 챔버(130) 내부에 물을 유동시킴으로, 물과 냉매의 열교환을 촉진시킬 수 있고, 열교환 성능 및 열교환 효율을 증대시킬 수 있다.
열교환 시스템은 열전달유체인 물을 증발기(124)와 열교환시키도록 구성된다.
열교환 시스템은 열교환 챔버(130), 물공급부(140), 급수관(141), 급수밸브(1151), 출수관(142) 및 출수밸브(1421)를 포함하여 구성될 수 있다.
물공급부(140)는 수돗물 등의 물을 공급하도록 구성될 수 있다. 물공급부(140)는 상수도일 수 있다.
급수관(141)은 일측이 물공급부(140)와 연결되고, 타측이 열교환 챔버(130)에 연결되어, 물공급부(140)와 열교환 챔버(130)를 연결할 수 있다. 열교환 챔버(130)의 일측에 유입구(1301)가 형성되고, 유입구(1301)는 급수관(141)과 연결되어, 물을 열교환 챔버(130)의 내부로 유입시킬 수 있다.
급수관(141)에 급수밸브(1411)가 설치되어, 급수관(141)을 선택적으로 개폐할 수 있다.
열교환 챔버(130)의 타측에 유출구(1302)가 형성될 수 있다. 출수관(142)은 일측이 열교환 챔버(130)의 유출구(1302)에 연결되고, 타측이 식기세척기(100)의 외부와 연통되게 연결될 수 있다.
출수관(142)에 출수밸브(1421)가 설치되어, 출수관(142)을 선택적으로 개폐할 수 있다.
열교환 챔버(130)의 내부에 수위센서(143)가 설치되어, 열교환 챔버(130)의 수위를 감지할 수 있다.
급수관(141)에 제1온도센서(1441)가 설치되어, 물공급부(140)로 공급되는 급수의 온도를 감지할 수 있다.
증발기(124)의 입구에 제2온도센서(1442)가 설치되어, 증발기(124)로 유입되는 냉매의 온도를 감지할 수 있다.
제어부(170)는 수위센서(143)로부터 감지신호를 입력받아 급수밸브(1411) 및 출수밸브(1421)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 열교환 챔버(130) 내부의 수위가 기설정된 값 이하이면 급수밸브(1411)를 개방하고 출수밸브(1421)를 닫아 열교환 챔버(130)에 물을 채울 수 있다. 유지보수 시 출수밸브(1421)를 개방하여 열교환 챔버(130)의 내부에 저장된 물을 배수시킬 수 있다.
제어부(170)는 제1온도센서(1441)와 제2온도센서(1442)로부터 감지신호를 입력받아 급수온도와 증발기(124)의 냉매온도를 비교하여, 급수온도가 증발기(124)의 냉매온도보다 높으면 급수밸브(1411)를 개방하여 열교환 챔버(130)의 내부에서 물과 증발기(124)의 냉매를 열교환시킬 수 있다.
만약, 급수온도가 증발기(124)의 냉매온도보다 낮으면 출수밸브(1421)를 개방하여 열교환 챔버(130)의 내부에서 물을 배출시킴으로, 열교환 챔버(130)의 공기와 증발기(124)의 냉매를 열교환시킬 수 있다. 이를 위해, 열교환 챔버(130)의 상단부에 복수의 통기공이 형성될 수 있다.
도 3은 도 2에서 가이드 부재(150)이 구비된 열교환 챔버(130)를 위에서 바라본 모습을 보여주는 개념도이다.
열교환 챔버(130)는 직사각형으로 형성될 수 있다.
증발기(124)의 냉매관(125)은 복수의 직선관(1251)과 복수의 연결관(1252)으로 구성될 수 있다. 복수의 직선관(1251) 각각은 열교환 챔버(130)의 종방향으로 연장될 수 있다. 복수의 직선관(1251) 각각은 열교환 챔버(130)의 횡방향으로 이격 배치될 수 있다.
복수의 연결관(1252) 각각은 반원형의 곡면 형태로 형성될 수 있다. 복수의 연결관(1252) 각각은 횡방향으로 인접한 두 개의 직선관(1251)을 연결하도록 구성될 수 있다. 연결관(1252)의 일단은 횡방향으로 인접한 두 직선관(1251) 중 하나의 일단에 연결되고, 연결관(1252)의 타단은 상기 두 직선관(1251) 중 다른 하나의 일단에 연결될 수 있다.
복수의 연결관(1252)과 복수의 직선관(1251)은 횡방향으로 교대로 배치되고, 복수의 연결관(1252)은 종방향으로 지그재그 형태로 엇갈리게 배치될 수 있다.
열교환 챔버(130)의 내부에 복수의 가이드 부재(150)이 구비될 수 있다.
복수의 가이드 부재(150)은 평판 형태로 구성될 수 있다.
냉매관(125)은 복수의 가이드 부재(150) 각각을 복수 회에 걸쳐 관통되게 지그재그 형태로 연장될 수 있다.
복수의 가이드 부재(150) 각각은 냉매관(125)과 교차하는 방향, 예를 들면 횡방향으로 연장될 수 있다. 복수의 가이드 부재(150) 각각은 열교환 챔버(130)의 종방향으로 이격 배치될 수 있다.
복수의 가이드 부재(150) 각각은 알루미늄 등의 금속재질로 이루어질 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 유동발생기(131)는 열교환 챔버(130) 내부의 물을 임펠러(1311)의 전방에서 후방으로 흡입하여 일방향으로 순환시킬 수 있다.
또한, 가이드 부재(150)은 물의 유동방향을 냉매관(125)과 교차하는 횡방향으로 일측에서 타측으로 안내함으로, 물과 냉매관(125)을 서로 수직하게 교차시킬 수 있다.
아울러, 유동발생기(131)의 동력에 의해 순환되는 물은 복수의 가이드 부재(150)의 길이방향으로 일측 단부 사이에 유입되고, 복수의 가이드 부재(150)을 따라 이동함으로 종방향으로 지그재그 형태로 형성되는 증발기(124)의 냉매관(125)에 골고루 분배되어, 물과 증발기(124)의 냉매의 열교환이 균일하게 이루어짐으로써, 증발기(124)의 열교환 성능 및 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 가이드 부재(150)은 알루미늄 등 금속재질일 경우에, 물과 냉매관(125)의 열교환 면적을 가이드 부재(150)으로 확장시킴으로써, 증발기(124)의 열교환 성능을 높일 수 있다.
복수의 가이드 부재(150) 각각에 복수의 관통홀이 형성되어, 물이 관통홀을 통해 종방향으로 인접한 두 가이드 부재(150) 사이에서 이동할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 물이 서로 인접한 두 가이드 부재(150) 사이를 관통홀을 통해 관통하여 물과 냉매 간의 열교환이 균일하게 이루어질 수 있다.
도 4는 도 2에서 열교환 챔버(130)의 내부에 열전달 유로(160)가 형성된 모습을 보여주는 개념도이다.
열교환 챔버(130)의 유입구(1301)와 유출구(1302)는 서로 대각선 방향으로 이격 배치될 수 있다.
열교환 챔버(130)의 내부에 열전달 유로(160)가 형성될 수 있다.
열전달 유로(160)는 입구유로부(161), 출구유로부(163) 및 열전달부(162)로 구성될 수 있다.
입구유로부(161)는 일측이 열교환 챔버(130)의 유입구(1301)와 연통되게 연결되고, 타측이 열전달부(162)의 입구측과 연통되게 연결되어, 물을 열전달부(162)로 유도할 수 있다.
입구유로부(161)는 유입구(1301)에서 횡방향으로 연장되는 제1입구유로부(1611)와, 제1입구유로부(1611)의 우측 단부에서 열전달부(162)의 유입구(1301)를 향해 종방향으로 연장되는 제2입구유로부(1612)로 구성될 수 있다.
출구유로부(163)는 일측이 열교환 챔버(130)의 유출구(1302)와 연통되게 연결되고, 타측이 열전달부(162)의 출구측과 연통되게 연결되어, 물을 열전달부(162)에서 유출구(1302)를 통해 유출시킬 수 있다.
출구유로부(163)는 열전달부(162)의 출구측에서 종방향으로 연장되는 제1출구유로부(1631)와, 제1출구유로부(1631)에서 유출구(1302)를 향해 횡방향으로 연장되는 제2출구유로부(1632)로 구성될 수 있다.
열전달부(162)는 증발기(124)의 냉매관(125)과 교차하는 방향으로 지그재그 형태로 형성될 수 있다.
열전달부(162)는 복수의 격벽(1621,1622) 및 연통홀(1623)로 구성될 수 있다.
예를 들어, 복수의 격벽(1621,1622)은 복수의 제1격벽(1621) 및 복수의 제2격벽(1622)으로 구성될 수 있다.
복수의 제1격벽(1621) 각각은 횡방향으로 연장되고, 종방향으로 이격 배치될 수 있다.
복수의 제2격벽(1622) 각각은 종방향으로 연장되어, 복수의 제1격벽(1621) 각각의 단부를 연결할 수 있다.
복수의 제1격벽(1621) 각각의 일단부 또는 타단부에 연통홀(1623)이 형성될 수 있다. 복수의 연통홀(1623) 각각은 종방향으로 지그재그 형태로 이격 배치되어, 종방향으로 서로 인접한 두 개의 제1격벽(1621) 사이를 연통시키며 물의 유동방향을 지그재그 형태로 유동시킬 수 있다.
열전달부(162)의 입구측은 열교환 챔버(130)의 유출구(1302)와 인접하게 배치되고, 열전달부(162)의 출구측은 열교환 챔버(130)의 유입구(1301)와 인접하게 배치될 수 있다.
물의 이동경로를 살펴보면, 물은 유입구(1301)를 통해 열교환 챔버(130)의 내부로 유입되고, 입구유로부(161)를 따라 유출구(1302)를 향해 횡방향과 종방향으로 이동하고, 열전달부(162)의 입구측에서 유입구(1301)를 향해 리턴하며 열전달부(162)를 따라 지그재그 형태로 이동할 수 있다.
이어서, 물은 열전달부(162)의 출구측에서 다시 유출구(1302)를 향해 리턴하며, 출구유로부(163)를 따라 종방향과 횡방향으로 이동하고, 유출구(1302)를 통해 열교환 챔버(130)의 외부로 유출될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 물은 유동발생기(131)의 동력에 의해 입구유로부(161)를 따라 열교환 챔버(130)의 유출구(1302)를 향해 안쪽으로 깊숙히 들어왔다가 열전달부(162)를 따라 유입구(1301)를 향해 지그재그 형태로 이동한 후, 다시 유출구(1302)를 향해 유출됨으로써, 열교환 챔버(130)으로 유입된 물과 증발기(124)가 열교환할 수 있는 시간을 연장하여 열교환 성능 및 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 식기세척기(100)의 기본 행정 중 유동발생기(131)의 작동시점을 보여주는 개념도이고, 도 6은 본 발명에 따른 식기세척기(100)의 에코 모드 및 스피드 모드에서 유동발생기(131)의 작동방법을 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명에 따른 식기세척기(100)의 기본행정은 예비세척, 본세척, 헹굼, 가열행굼 및 건조 행정 순서로 이루어질 수 있다.
예비세척은 세제 없이 세척수를 분사하여 식기에 묻은 큰 오염물, 예를 들어 음식물 찌꺼기 등을 떼어내는 것이고, 본 세척은 세제가 포함된 세척수를 분사하여 오염물을 완전히 제거하는 것을 의미한다.
헹굼은 세척수를 분사하여 식기로부터 세제 등을 제거하는 것이고, 가열헹굼은 세척수의 온도에 따라 고온에서 살균 가능한 세균 등을 제거하는 것을 의미한다.
건조는 열풍을 분사하여 식기로부터 세척수 등을 건조시키는 것을 의미한다.
제어부(170)는 유동발생기(131)를 제어하여, 본세척 또는 가열행굼 시 히트펌프 시스템(120)과 함께 유동발생기(131)를 작동(ON)시킬 수 있다. 제어부(170)는 예비세척 또는 헹굼 시에는 유동발생기(131)를 중지(OFF)할 수 있다.
캐비닛의 도어에 UI 모듈(User Interface Module)이 장착될 수 있다.
UI 모듈은 터치 패널 또는 키패드 등 사용자 조작부 및 디스플레이부를 포함하여 구성될 수 있다.
사용자 조작부는 모드 선택부(171)를 포함할 수 있다. 모드 선택부(171)는 스피드 모드(SPEED MODE) 및 에코 모드(ECO MODE)를 포함할 수 있다. 스피드 모드는 소비전력을 증가시키더라도 세척시간을 단축하는 모드를 의미하고, 에코 모드는 세척시간이 연장되어도 소비전력을 절감하는 모드를 의미한다.
사용자는 모드 선택부(171)를 통해 스피드 모드 또는 에코 모드를 선택할 수 있다.
제어부(170)는 스피드 모드 또는 에코 모드에 따라 히트펌프 시스템(120) 및 유동발생기(131)의 작동여부를 결정할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 스피드 모드를 선택하면, 제어부(170)는 히트펌프 시스템(120) 및 유동발생기(131)를 작동시킴으로써, 세척수의 가열시간을 단축시킬 수 있다.
사용자가 에코 모드를 선택하면, 제어부(170)는 히트펌프 시스템(120)을 작동시키되, 유동발생기(131)를 중지시킴으로써, 소비전력을 절감할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 유동발생기(131)를 적용 시 효과를 설명하기 위한 PH 선도를 보여주는 개념도이다.
도 7을 참고하면, 유동발생기(131)는 증발기(124)의 냉매와 물의 열교환을 촉진시킴으로, 증발기(124)의 냉매의 증발온도 및 증발압력이 증가할 수 있다.
또한, 유동발생기(131)에 의해 증발기(124)의 열교환 효율 증대로 응축기(122)의 가열 온도를 증가시킬 수 있다.
아울러, 동일한 압축기(121) 입력으로 응축기(122)의 가열 온도가 증가함에 따라 세척수 가열시간이 단축될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 전기히터(280)와 히트펌프를 가열원으로 하는 하이브리드 식기세척기(200)에 유동발생기(131)가 적용된 예를 보여주는 개념도이다.
본 실시예는 식기세척기(200)에 전기히터(280)가 추가된다는 점에서 제1실시예와 다르다. 기타 구성요소는 제1실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
전기히터(280)는 전기코일을 내부에 구비하고, 전원이 전기코일에 인가 시 전기코일이 발열하여 세척수를 가열하도록 구성된다.
전기히터(280)는 순환펌프(116)의 하류측에 배치될 수 있다. 전기히터(280)는 순환펌프(116)로부터 분사암(112)으로 연장되는 순환배관(1161)에 배치될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 세척수는 섬프(114)에서 응축기(122)에 의해 1차 가열된 후, 전기히터(280)에 의해 2차 가열될 수 있다. 예를 들어, 섬프(114)에서 배출된 세척수의 가열온도를 측정하여 측정된 세척수 온도와 기설정된 온도를 비교할 때 세척수 온도가 기설정된 온도값보다 낮은 경우에 세척수를 더 가열할 필요가 있다. 이때, 전기히터(280)에 전원을 인가하여 세척수를 2차 가열할 수 있다.
세척수 가열 시 히트펌프 시스템(120)은 주 가열원으로 항시 사용되고, 전기히터(280)는 기본 행정에 따라 선택적으로 작동(on/off)될 수 있다.
또한, 전기히터(280)는 에코 모드 및 스피드 모드에 따라 선택적으로 사용될 수 있다.
예를 들면, 에코 모드 시 히트펌프 시스템(120)만 작동되고, 스피드 모드 시 히트펌프 시스템(120)과 전기히터(280)가 함께 작동될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 식기세척기(300)에서 증발기(124) 및 응축기(322)의 열교환 성능을 높이기 위해 열교환 챔버(130) 및 예열챔버(390)에 유동발생기(131,392)가 각각 설치된 모습을 보여주는 개념도이다.
본 실시예는 세척조(110)에 세척수가 공급되기 전에 세척수를 미리 가열하는 예열챔버(390)가 구비된다는 점에서 제1실시예와 다르다. 기타 구성은 제1실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명은 생략하고 차이점 위주로 설명하기로 한다.
본 실시예는 전기히터(280)가 순환펌프(116)의 하류측에 배치된다는 점에서 제2실시예와 동일 내지 유사하므로, 전기히터(280)에 대한 설명은 제2실시예로 갈음하기로 한다.
예열챔버(390)는 세척조(110)의 내측 또는 외측에 배치될 수 있다. 예열챔버(390)는 세척조(110)의 외측에 설치될 경우에 세척조(110)의 일측면에 배치될 수 있다.
예열챔버(390)와 세척조(110)는 예열급수관(391)에 의해 연결될 수 있다. 예열급수관(391)의 일측은 예열챔버(390)의 하단부에 연통되게 연결되고, 예열급수관(391)의 타측은 예열챔버(390)의 섬프(114)에 연통되게 연결될 수 있다.
응축기(322)는 섬프(114)에 구비되지 않고 예열챔버(390)의 내부에 수용될 수 있다.
예열챔버(390)에 세척수가 공급되어 임시 저장될 수 있다. 세척수는 예열챔버(390)에 수용된 응축기(322)에 의해 미리 가열될 수 있다.
예열챔버(390)의 내부에서 세척수와 응축기(322)의 냉매는 서로 열교환을 하여 세척수가 가열될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 본세척에 들어가기 전에 예비세척 중 예열챔버(390)에 세척수를 공급하고, 응축기(322)를 통해 미리 가열함으로써, 본세척시 세척수의 가열시간을 단축할 수 있다.
예열챔버(390)의 내부에 유동발생기(392)가 설치되고, 임펠러(1311)가 세척수에 유동을 발생시킴으로, 세척수와 냉매의 열교환 효율을 높일 수 있다.
도 10은 본 발명의 제4실시예에 따른 식기세척기(400)에서 증발기(424)의 열교환 성능을 높이기 위해 열회수 챔버(490)에 유동발생기(493)가 설치된 모습을 보여주는 개념도이다.
본 실시예의 식기세척기(100)는 섬프(114)에서 배출될 세척수로부터 폐열을 회수하는 열회수 챔버(490)를 포함한다는 점에서 제1실시예와 다르다. 기타 구성은 제1실시예와 동일하거나 유사하므로, 중복된 설명을 생략하기로 한다.
열회수 챔버(490)는 섬프(114)에서 배출되기 전에 세척수를 임시로 저장한 후 가열된 세척수로부터 열을 회수하도록 구성된다. 섬프(114)와 열회수 챔버(490) 사이에 열회수 연결관(491)(1252)이 연결되어, 세척수가 섬프(114)에서 열회수 연결관(491)(1252)을 따라 열회수 챔버(490)로 이송될 수 있다.
열회수 연결관(491)(1252)에 열회수 밸브(492)가 설치되어, 열회수 연결관(491)(1252)을 개폐할 수 있다.
열회수 챔버(490)에 증발기(424)가 배치될 수 있다. 증발기(424)는 열회수 챔버(490)에 저장된 세척수와 열교환 가능하게 침지될 수 있다. 증발기(424)의 냉매는 가열된 세척수와 열교환함으로 세척수로부터 열을 흡수할 수 있다. 세척수는 증발기(424)에 의해 냉각된 후 배수펌프(1171)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
열회수 챔버(490)의 내부에 유동발생기(493)가 설치될 수 있다. 유동발생기(493)는 임펠러(4931)와 구동모터(4932)를 구성되어, 임펠러(4931)를 구동시킴으로 증발기(424)의 냉매와 가열된 세척수의 열교환을 촉진시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, 냉매로의 열전달을 위한 물을 증발기(124)와 접촉시켜 열교환시키며 유동발생기(131)는 물에 유동을 발생시킴으로써, 물과 증발기(124)의 냉매 간에 열교환을 촉진시킬 수 있다.
또한, 물과 증발기(124)의 열교환을 촉진시킴으로 증발기(124)의 냉매의 증발온도가 증가하고 압축기(121)의 입력이 감소함으로, 동일한 압축기(121)의 입력으로 응축기(122)의 세척수 가열온도가 상승하여 세척수 가열시간을 단축할 수 있다.
아울러, 열교환 챔버(130)의 내부에 증발기(124)와 임펠러(1311)가 설치되고, 유동발생기(131)는 구동모터(1312)를 동력원으로 하여 임펠러(1311)를 회전시킴으로 열교환 챔버(130) 내부에 저장된 물이 유동하여 골고루 섞이며, 물은 증발기(124)에 열을 균일하게 전달할 수 있다.
뿐만 아니라, 증발기(124)에 복수의 가이드 부재(150)이 냉매의 흐름과 교차하는 방향으로 연장되어, 물이 냉매관(125)과 교차하며 직진하도록 안내할 수 있고, 지그재그 형태의 냉매관(125)에 물을 균일하게 분배함으로, 물과 냉매의 열교환이 효율적으로 이루어질 수 있다.
게다가, 열교환 챔버(130) 내부에 열전달유로가 형성되고, 열전달유로는 증발기(124)의 냉매관(125)에 교차하는 방향으로 지그재그 형태로 연장되도록 형성되어, 열교환을 촉진시킬 수 있다.
더욱이, 열전달유로는 입구유로부(161), 열전달부(162), 출구유로부(163)로 구성되고, 입구유로부(161)를 따라 물이 열교환 챔버(130)의 내측 깊숙이 유입되고, 열전달부(162)의 입구측에서 리턴되며, 열전달부(162)를 따라 지그재그 형태로 입구유로부(161)의 상류측으로 이동했다가 열전달부(162)의 출구측에서 다시 리턴하여 출구유로부(163)를 따라 유출구(1302)로 이동하여 배출됨으로써, 섬프(114)에서 배출될 세척수가 열회수 챔버(490) 내부에서 증발기(124)와 열교환 시간을 연장하여 최대한 많은 열량을 회수할 수 있다.
특히, 복수의 가이드 핀은 열교환 챔버(130)에 적용된 예를 설명하였으나, 예열챔버(390) 또는 열회수 챔버(490)에도 적용 가능하다. 다만, 복수의 가이드 핀은 구조적인 특성 상 물 또는 세척수가 일정 양 채워진 상태에서 열교환이 이루어지는 열교환 챔버(130) 및 예열챔버(390)에 적용되는 경우에 더욱 유리하다.
또한, 열전달유로는 열교환 챔버(130)에 적용된 예를 설명하였으나, 예열챔버(390) 또는 열회수 챔버(490)에도 적용 가능하다. 다만, 열전달유로는 유로구조의 특성 상 물 또는 세척수의 출입과 함께 열교환이 지속적으로 이루어지는 열회수 챔버(490)에 적용되는 경우에 더욱 유리하다.
본 발명의 제1실시예 내지 제4실시예는 서로 독립적으로 적용되거나 둘 이상의 실시예가 병합될 수도 있다. 특히, 복수의 가이드 부재(150) 또는 열전달유로는 제1실시예 내지 제4실시예 중 적어도 하나 이상에 적용될 수 있다.
제1실시예
100 : 식기세척기 110 : 세척조
111 : 선반 112 : 분사암
113 : 노즐 114 : 섬프
115 : 급수관 1151 : 급수밸브
116 : 순환펌프 1161 : 순환배관
1162 : 방향전환밸브 117 : 배수관
1171 : 배수펌프 120 : 히트펌프 시스템
121 : 압축기 122 : 응축기
123 : 팽창기 124 : 증발기
125 : 냉매관 1251 : 직선관
1252 : 연결관 1253 : 냉매순환유로
130 : 열교환 챔버 1301 : 유입구
1302 : 유출구 131 : 유동발생기
1311 : 임펠러 1312 : 구동모터
140 : 물공급부 141 : 급수관
1411 : 급수밸브 142 : 출수관
1421 : 출수밸브 143 : 수위센서
1441 : 제1온도센서 1442 : 제2온도센서
150 : 가이드 부재 160 : 열전달 유로
161 : 입구유로부 162 : 열전달부
1621 : 제1격벽 1622 : 제2격벽
1623 : 연통홀 163 : 출구유로부
170 : 제어부 171 : 모드 선택부
제2실시예
200 : 식기세척기 280 : 전기히터
제3실시예
300 : 식기세척기 322 : 응축기
380 : 전기히터 390 : 예열챔버
391 : 예열급수관 392 : 유동발생기
3921 : 임펠러 3922 : 구동모터
제4실시예
400 : 식기세척기 424 : 증발기
490 : 열회수 챔버 491 : 열회수 연결관
492 : 열회수 밸브 493 : 유동발생기
4931 : 임펠러 4932 : 구동모터

Claims (21)

  1. 저면에 섬프를 구비하고, 내부에 식기의 보관을 위한 수용공간을 구비하는 세척조;
    증발기, 냉매를 압축하여 순환시키는 압축기, 상기 식기의 세척을 위한 세척수를 가열하는 응축기, 팽창기를 구비하는 히트펌프 시스템; 및
    상기 냉매로 열전달을 위한 물을 상기 증발기와 열교환시키는 열교환 시스템을 포함하는 식기세척기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열교환 시스템은,
    내부에 상기 물을 저장하고, 상기 증발기를 수용하며 상기 냉매와 상기 물을 열교환시키는 열교환 챔버를 포함하는 식기세척기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 세척조의 내부에 배치되고, 상기 식기에 상기 세척수를 분사하기 위한 복수의 노즐을 구비하는 분사암; 및
    상기 섬프에 수집된 상기 세척수를 상기 분사암으로 순환시키는 순환펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 열교환 시스템은, 상기 열교환 챔버에 장착되어, 상기 물의 유동을 발생시키는 유동발생기를 포함하고,
    상기 유동발생기는,
    상기 물을 유동시키는 임펠러; 및
    상기 임펠러를 구동하는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 열교환 시스템은 상기 열교환 챔버에 상기 물을 공급하는 물공급부를 더 포함하고,
    상기 열교환 챔버는,
    일측에 형성되어, 상기 물공급부로부터 상기 물을 유입시키는 유입구; 및
    타측에 형성되어, 상기 열교환 챔버로부터 상기 물을 배출시키는 유출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 열교환 시스템은,
    상기 열교환 챔버의 유입구에 연결되어, 상기 물을 공급하는 급수관;
    상기 급수관에 설치되어, 상기 급수관을 개폐하는 급수밸브;
    상기 열교환 챔버의 유출구에 연결되어, 상기 물을 배출시키는 출수관; 및
    상기 출수관에 설치되어, 상기 출수관을 개폐하는 출수밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 증발기는,
    내부에 상기 냉매가 흐르도록 파이프 형태로 형성되고, 지그재그 형태로 연장되는 냉매관을 포함하는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 열교환 챔버는,
    상기 냉매관이 복수 회 관통되도록 상기 냉매관과 교차하는 방향으로 연장되어, 상기 물의 직진성을 안내하는 복수의 가이드 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 열교환 챔버는,
    상기 물의 유로를 형성하는 열전달유로를 포함하고,
    상기 열전달유로는,
    상기 냉매관과 교차하는 방향으로 지그재그 형태로 연장되는 열전달부;
    상기 물을 상기 열전달부로 유입시키는 입구유로부; 및
    상기 물을 상기 열전달부에서 유출시키는 출구유로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 세척조로 유입될 세척수를 가열하는 전기히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 응축기는 상기 섬프에 배치되어 상기 세척수를 가열하는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 응축기를 내부에 구비하여, 상기 세척조로 유입될 세척수를 예열하는 예열챔버;
    상기 예열챔버의 내부에 회전 가능하게 장착되어, 상기 세척수를 유동시키는 임펠러; 및
    상기 임펠러를 구동하는 구동모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  13. 제1항에 있어서,
    일측은 상기 섬프와 연통되게 연결되고, 타측은 상기 세척수의 배출을 위한 배수관과 연통되게 연결되고, 상기 증발기를 내부에 장착하여 식기세척기의 외부로 배출될 상기 세척수와 상기 증발기의 열교환으로 상기 세척수로부터 열을 회수하는 열회수 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 열회수 챔버의 내부에 회전 가능하게 장착되어, 상기 세척수를 유동시키는 임펠러; 및
    상기 임펠러를 구동하는 구동모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  15. 제4항에 있어서,
    상기 유동발생기를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  16. 압축기, 응축기, 팽창기 및 증발기를 포함하는 히트펌프를 구비한 식기세척기의 제어방법에 있어서,
    에너지 절감을 위한 에코 모드 또는 세척시간 단축을 위한 스피드 모드를 선택하는 단계;
    세척조에 식기 세척을 위한 세척수를 공급하는 단계;
    상기 세척수와 상기 응축기를 열교환하여 상기 세척수를 가열하는 단계;
    열교환 챔버의 내부에 수용된 상기 증발기와 상기 열교환 챔버에 저장된 물을 열교환하여 상기 증발기의 냉매로 열전달을 하는 단계;
    상기 스피드 모드 선택 시 상기 열교환 챔버의 내부에 회전 가능하게 설치된 임펠러를 구동하여 상기 물에 유동을 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 식기세척기의 제어방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 에코 모드 선택 시 상기 임펠러의 구동을 정지하는 단계를 포함하는 식기세척기의 제어방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 식기세척기는 예비세척, 본세척, 헹굼, 가열헹굼 및 건조 행정을 포함하고,
    상기 임펠러는 본세척 또는 가열헹굼 시 작동되는 것을 특징으로 하는 식기세척기의 제어방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 응축기를 이용하여 상기 세척수를 가열한 후, 상기 세척수의 온도를 측정하는 단계; 및
    상기 세척수의 온도가 기설정된 온도보다 낮으면 전기히터를 이용하여 상기 세척수를 더 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식기세척기의 제어방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 세척조에서 배출되는 가열된 상기 세척수를 열회수 챔버에 공급하는 단계;
    식기세척기의 외부로 배출되기 전에 상기 열회수 챔버에 수용된 증발기와 상기 세척수를 열교환하여 상기 세척수로부터 열을 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식기세척기의 제어방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 세척수의 열을 회수하는 단계는 상기 열회수 챔버의 내부에 회전 가능하게 설치된 임펠러를 구동하여 상기 세척수에 유동을 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식기세척기의 제어방법.
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