KR20230109476A - 세탁물 처리 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

저장 탱크, 세탁조 및 증류 탱크를 포함하는 3-tank 구조의 세탁물 처리 장치가 아닌 증류 탱크 및 세탁조를 포함하는 2-tank 구조를 갖는 세탁물 처리 장치 및 이의 제어 방법에 대한 기술이 개시된다.

Description

세탁물 처리 장치 및 이의 제어 방법{Laundry treatment APPARATUS and control method thereof}

본 개시는 저장 탱크, 세탁조 및 증류 탱크를 포함하는 3-tank 구조의 세탁물 처리 장치가 아닌 증류 탱크 및 세탁조를 포함하는 2-tank 구조의 세탁물 처리 장치와 관련된 기술에 관한 것이다.

세탁물(예컨대, 의류)는 세제와 물을 이용하여 세척되거나, 또는 물을 이용한 세척이 적합하지 않을 경우 물 대신에 퍼클로로에틸렌(PCE), 트리클로로에틸렌 및 CFC-113 와 같은 화학 약품을 사용하는 드라이클리닝을 통해 세척될 수 있다.

이때 드라이클리닝에 사용되는 화학 약품은 모두 건강상의 위험, 안전상의 위험이 동반되고 환경에 유해한 것으로 알려져 있다. 예를 들면, PCE는 발암 물질로 추정되고 있으며, CFC-113은 오존을 파괴할 가능성이 있는 등 많은 부작용이 있다고 알려져 있다.

드라이클리닝 산업은 보통 소형 주택가 점포에서 운영되며, 이와 같은 화학 약품을 사용할 경우 일반인에게도 많은 위험을 초래할 우려가 있다. 또한 건강상의 위험, 안전성 및 환경 제약에 대한 규정을 만족하기 위하여 많은 비용이 필요하여 이윤을 내기가 어려운 문제가 있다.

따라서, 건강상의 위험, 안전성 및 환경 제약을 충족하면서 이윤을 내기 위하여 액화 이산화탄소와 같은 대체 물질을 사용하는 연구가 진행 중에 있다.

액화 이산화탄소를 이용하는 드라이클리닝과 관련하여, 종래 기술 1(한국등록특허공보 10-062260호)에서는 ⅰ) 액화 이산화탄소를 저장하는 저장 탱크(300), ⅱ) 세탁을 수행하는 세탁교반기(400) 및 ⅲ) 세탁 후 폐 이산화탄소를 재활용하기 위한 기화분리기(500)과 같은 3-tank를 사용하는 구조를 갖는 세탁물 처리 장치에 대하여 개시하고 있다.

또한, 종래 기술 2(일본등록특허공보 4,394,293)에서도 ⅰ) 액상 이산화탄소를 공급하기 위한 공급 탱크(18), ⅱ) 의복을 세척하는 처리 용기(10) 및 ⅲ) 사용된 이산화탄소를 재순환시키기 위한 증발용기(36)과 같은 3-tank를 사용하는 구조를 갖는 세탁물 처리 장치에 대하여 개시하고 있다.

하지만, 이와 같은 3-tank를 사용하는 종래 기술들은 각 탱크의 수직적인 배치로 인하여 세탁물 처리 장치의 소형화가 어려워 큰 공간을 필요로 하는 문제가 있다.

또한, 저장 탱크와 증발기의 경우 높은 압력으로 인하여 안전을 위한 내부 압력 관리가 필수적이어서, 이를 위한 기계적 안전 장치가 각 탱크마다 별도로 설치될 필요가 있어 구조가 복잡해지는 문제가 있다.

본 명세서의 실시 예는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 3-tank 구조의 세탁물 처리 장치의 저장 탱크와 증류 탱크의 각 기능을 2-tank 구조의 세탁물 처리 장치의 증류 탱크에서 수행하도록 하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다. 따라서, 본 명세서의 실시 예에 따르면, 컴팩트한 세탁물 처리 장치로 인하여 상대적으로 설치에 적은 공간이 필요 할 수 있다.

또한, 본 명세서의 실시 예는, 안전을 위한 용기 압력 관리 대상이 저장 탱크와 증류 탱크에서 하나의 탱크로 감소함으로써 안전과 비용 측면에서 유리한 구조를 갖는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 명세서의 실시 예는, 3-tank 구조의 세탁물 처리 장치와 비교하여 상대적으로 세탁조 내부 압력이 낮은 상태에서 동작하도록 제어하여 전체 세탁 시간이 줄어드는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

구체적으로, 3-tank 구조의 세탁물 처리 장치와 비교하여 상대적으로 낮은 세탁조 내부 압력에서 동작하여, 세탁 이후 회수 과정에서 세탁조 내부 압력을 감소시키는 시간이 상대적으로 줄어들어 전체 세탁 시간이 감소되는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시 예 들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.

2-tank 구조를 갖는 본 명세서의 제1 실시 예에 따르면, 내부 공간에 세탁물을 포함하는 세탁조; 액화 이산화탄소를 저장하고 있는 증류 탱크; 상기 증류 탱크에서 상기 액화 이산화탄소가 증발된 기체 이산화탄소를 흡입하여 토출하는 압축기; 상기 세탁조로 액화 이산화탄소를 공급하기 위해 상기 토출된 기체 이산화탄소를 냉각시키는 냉각기; 및 제어부를 포함하는, 세탁물 처리 장치가 제공될 수 있다.

이때, 상기 저장 탱크는, 상기 액화 이산화탄소 외에 불순물을 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 불순물이 제거된 기체 이산화탄소가 상기 세탁조에 공급될 수 있도록 증류 운전을 제어하는 것이 가능하다.

또한, 상기 제어부는, 세탁 행정 이후 상기 세탁조 내부 압력을 감소시키는데 상대적으로 적은 시간이 소요될 수 있도록, 상기 세탁 행정 중 상기 세탁조 내부 압력을 상대적으로 낮게 제어하는 것이 가능하다.

바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 세탁조에 상기 액화 이산화탄소를 공급하는 상기 증류 운전을 세탁 행정과 분리된 상태에서 동작하도록 제어하는 것이 가능하다.

또한, 상기 제어부는, 상기 세탁조에 공급되는 상기 액화 이산화탄소가 기설정된 레벨에 대응할 수 있도록 상기 증류 운전을 제어하는 것이 가능하다.

또한, 상기 제어부는, 상기 세탁 행정이 종료된 경우 상기 세탁조에 포함된 상기 액화 이산화탄소가 상기 증류 탱크로 배출될 수 있도록 제어하는 것이 가능하다.

구체적으로, 상기 제어부는, 상기 세탁 전에 상기 증류 운전을 통해 상기 세탁조에 상기 액화 이산화탄소를 공급하고, 상기 세탁 종료된 후에 상기 세탁조에 포함된 상기 액화 이산화탄소가 상기 증류 탱크로 배출될 수 있도록 제어하는 것이 가능하다.

뿐만 아니라, 상기 제어부는, 상기 헹굼 전에 상기 증류 운전을 통해 상기 세탁조에 상기 액화 이산화탄소를 공급하고, 상기 헹굼 종료된 후에 상기 세탁조에 포함된 상기 액화 이산화탄소가 상기 증류 탱크로 배출될 수 있도록 제어하는 것이 가능하다.

또한, 진공 펌프를 더 포함하고, 상기 진공 펌프는, 상기 세탁조에 증류 운전을 통해 액화 이산화탄소가 공급되기 전에 상기 세탁조 내부 압력을 감소시키는 것이 가능하다.

또한, 상기 저장 탱크에 저장된 상기 액화 이산화탄소의 양은, 1회의 세탁 행정에 필요한 양에 대응할 수 있다.

2-tank 구조를 갖는 세탁물 처리 장치를 제어하기 위한 본 명세서의 제2 실시 예에 따르면, 세탁조 내부를 진공 상태로 제어하는 단계; 증류 운전에 기초하여 세탁조에 액화 이산화탄소를 제1 공급하는 단계; 상기 제1 공급된 액화 이산화탄소를 이용하여 설정 모드에 따른 세탁을 수행한 후, 상기 세탁조의 상기 액화 이산화탄소를 증류 탱크로 제1 배출하는 단계; 상기 증류 운전에 기초하여 상기 세탁조에 액화 이산화탄소를 제2 공급하는 단계; 및 상기 제2 공급된 액화 이산화탄소를 이용하여 헹굼을 수행한 후, 상기 세탁조의 상기 액화 이산화탄소를 증류 탱크로 제2 배출하는 단계를 포함하는, 제어 방법이 제공될 수 있다.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

제안되는 실시 예에 따른 세탁물 처리 장치는 다음과 같은 효과를 하나 혹은 그 이상 기대할 수 있다.

본 명세서의 실시 예에 의한 세탁물 처리 장치는 3-tank와 달리 2-tank 구조를 이용하여 소형화됨으로써 상대적으로 설치에 적은 공간을 필요로 하는 이점이 있다.

이때, 증류 탱크에서는 슬러지와 같은 불순물과 사용된 액화 이산화탄소를 포함하고 있지만, 증류 운전을 통해 불순물을 제거하여 순수한 기체 이산화탄소를 공급할 수 있다.

또한, 세탁 행정 도중에 세탁조 내부 압력이 상대적으로 낮게 유지되어, 세탁 행정 이후 회수 과정에서 세탁조 내부 압력을 감소시킬 때 상대적으로 적은 시간이 소요되어 전체 세탁 시간이 줄어드는 이점이 있다.

구체적으로, 증류 운전과 세탁 행정이 병렬적으로 실행되는 3-tank 구조의 세탁물 처리 장치와 비교하여, 2-tank 구조의 세탁물 처리 장치의 경우 증류 운전과 세탁 행정이 직렬적으로 실행되지만 세탁조 내부 압력 감소에 필요한 시간이 줄어들어 전체 세탁 시간이 줄어드는 이점이 있다.

또한, 본 명세서의 실시 예에 의한 세탁물 처리 장치는, 용기 압력 관리 대상이 저장 탱크와 증류 탱크에서 하나의 탱크로 감소함으로써 안전과 비용 측면에서 유리한 이점이 있다.

발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일 실시 예에 따른 3-tank를 사용하는 구조의 세탁물 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 3-tank를 사용하는 구조의 세탁물 처리 장치에서 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1과 다른 일 실시 예에 따른 2-tank를 사용하는 구조의 세탁물 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 4는 다른 일 실시 예에 따른 2-tank를 사용하는 구조의 세탁물 처리 장치에서 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 세탁물 처리 장치의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 세탁물 처리 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.

실시 예들에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "~부", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

명세서 전체에서 기재된 "a, b, 및 c 중 적어도 하나"의 표현은, 'a 단독', 'b 단독', 'c 단독', 'a 및 b', 'a 및 c', 'b 및 c', 또는 'a,b,c 모두'를 포괄할 수 있다.

이하에서 언급되는 "단말"은 네트워크를 통해 서버나 타 단말에 접속할 수 있는 컴퓨터나 휴대용 단말로 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(desktop), 랩톱(laptop) 등을 포함하고, 휴대용 단말은 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, IMT(International Mobile Telecommunication), CDMA(Code Division Multiple Access), W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution) 등의 통신 기반 단말, 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예들을 상세히 설명한다.

도 1은 일 실시 예에 따른 3-tank를 사용하는 구조의 세탁물 처리 장치를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 세탁물 처리 장치는 세탁물이 전면(front) 방향에서 세탁조(120)로 삽입되는 드럼식 세탁물 처리 장치일 수 있다. 또는 도 1과 달리, 세탁물 처리 장치는 세탁물이 상부 방향에서 세탁조(120)로 삽입되는 세탁물 처리 장치 일 수 있다. 이와 같은 세탁물 처리 장치는 세탁물이 삽입되어 세탁, 헹굼, 탈수 및 건조 중에서 적어도 하나를 수행하는 장치일 수 있다.

세탁물 처리 장치의 세탁조(120)는 외관을 형성하는 캐비닛과 캐비닛 내부에 배치되며, 캐비닛에 의해 지지되는 터브와, 터브 내부에 배치되며 세탁물이 세탁되는 드럼과, 드럼을 구동시키는 모터와, 캐비닛 내부로 액화 이산화탄소를 공급하는 공급 장치(미도시)와, 터브 하측에 형성되어 액화 이산화탄소 및 불순물을 배출하는 배수장치(미도시)를 포함할 수 있다.

이때, 드럼은 액화 이산화탄소가 공급되도록 복수개의 통공이 형성되어 있으며, 드럼의 회전시 세탁물이 일정 높이로 들어 올려진 후 중력에 의해 낙하되도록 내부 측면에 리프터가 배치될 수 있다. 캐비닛은, 캐비닛 본체와, 캐비닛 본체의 전면에 배치되어 결합하는 캐비닛 커버와, 캐비닛 커버 상측에 배치되며 캐비닛 본체와 결합하는 컨트롤 패널과, 컨트롤 패널 상측에 배치되며 캐비닛 본체와 결합하는 탑 플레이트를 포함할 수 있다. 캐비닛 커버는 세탁물의 출입이 가능한 홀과 홀의 개폐가 가능하도록 좌우로 회동가능하게 배치되는 도어를 포함할 수 있다. 컨트롤 패널은 세탁물 처리 장치의 동작 상태를 조작하는 조작키들과 조작키들의 일측에 배치되며 세탁물 처리 장치의 동작 상태를 표시하는 디스플레이를 포함할 수 있다.

컨트롤 패널 내의 조작키들 및 디스플레이는 제어부(미도시)에 전기적으로 연결되며, 제어부(미도시)는 세탁물 처리 장치의 각 구성요소들을 전기적으로 제어할 수 있다. 제어부(미도시)의 동작에 대해 구체적인 내용은 이하 후술한다. 도면에는 도시하지 않았지만, 세탁물 처리 장치는 각종 센서 및 기타 기기를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 세탁물 처리 장치는 세탁조(120) 내부로 공급된 액화 이산화탄소의 수위를 측정하는 센서를 더 포함할 수 있다. 제어부에 의해 모터가 구동될 수 있으며, 모터의 구동에 따라 터브 내의 드럼이 회전할 수 있다. 제어부는 조작키로부터 동작 신호를 입력 받아 동작을 제어할 수 있으며, 예를 들면 세탁, 헹굼, 탈수, 건조 등 세탁 행정을 제어할 수 있다. 또한, 제어부는 디스플레이가 세탁 코스, 세탁 시간, 탈수 시간, 헹굼 시간 등 세탁 행정과 관련된 동작 상태를 표시하도록 제어할 수 있다.

도 1의 세탁물 처리 장치는 세탁조(120) 외에도, 저장 탱크(110), 증류 탱크(130), 압축기(140) 및 냉동기(150)을 더 포함할 수 있다. 이와 같이, 세탁물 처리 장치는, 저장 탱크(110), 세탁조(120) 및 증류 탱크(130)를 포함하는 3-tank 구조일 수 있다.

저장 탱크(110)는 액화 이산화탄소를 저장하고 있으며, 저장 탱크(110)와 세탁조(120) 사이의 연결 배관에 설치된 밸브가 on된 경우 중력에 의해 저장 탱크(110)에 저장된 액화 이산화탄소가 세탁조(120) 내부로 공급될 수 있다. 저장 탱크(110)와 세탁조(120) 사이의 연결 배관에 설치된 밸브가 off된 경우에는 중력에 의해서도 저장 탱크(110)에 저장된 액화 이산화탄소는 세탁조(120) 내부로 공급될 수 없다.

세탁조(120) 내부의 드럼에 포함된 세탁물은 액화 이산화탄소에 의한 세탁, 헹굼 등 세탁 행정을 처리될 수 있다.

세탁 행정이 종료된 경우, 세탁조(120)와 증류 탱크(130) 사이의 연결 배관에 설치된 밸브가 on된 경우 중력에 의해 세탁조(120)에 포함된 액화 이산화탄소와 불순물이 증류 탱크(130)으로 이동할 수 있거나, 세탁조(120)와 증류 탱크(130) 사이의 연결 배관에 설치된 밸브가 off된 경우에는 중력에 의해서도 세탁조(120)에 포함된 액화 이산화탄소와 불순물이 증류 탱크(130)으로 이동할 수 없다. 여기서, 불순물은 세탁 행정 과정에서 생성된 슬러지를 포함할 수 있다.

증류 탱크(130)로 이동한 액화 이산화탄소는 압축기(140)의 열을 이용하여 기화될 수 있고, 이와 같은 증류 과정을 통해 불순물과 기체 이산화탄소는 분리될 수 있다. 이때, 불순물은 증류 탱크(130)의 바닥에 위치하고 기체 이산화탄소는 증류 탱크(130)의 상부에 위치하여 섞이지 않고 분리될 수 있다.

압축기(140)는 기체 이산화탄소를 흡입하여 토출할 수 있고, 토출된 기체 이산화탄소는 냉동기(150)에서 냉각 액화되어 액화 이산화탄소로 변환될 수 있다.

냉동기(150)는 응축기에 대응할 수 있으며, 응축기는 열 교환기에 포함되는 기기로서 압축기를 통과한 기체 이산화탄소를 냉각 응축시켜 액화 이산화탄소를 토출할 수 있다. 냉동기(150)에서 토출된 액화 이산화탄소는 저장 탱크(150)로 유동할 수 있고, 저장 탱크(150)는 액화 이산화탄소를 저장할 수 있다. 도 1과 같은 구조의 세탁물 처리 장치의 경우 세탁 행정 도중에 증류 동작이 병렬적으로 수행될 수 있다.

3-tank를 이용하는 세탁물 처리 장치의 저장 탱크(110)는 세탁에 필요한 액화 이산화탄소의 양 A 및 헹굼에 필요한 액화 이산화탄소의 양 A를 포함한 2A에 대응하는 액화 이산화탄소를 저장할 수 있다.

1회의 세탁 행정동안 저장 탱크(150)에서 토출된 액화 이산화탄소의 회수율은 약 98%로서, 미회수된 액화 이산화탄소는 외부에서 보충될 수 있다. 구체적으로, 저장 탱크(150)에서 액화 이산화탄소의 수위를 감지하여 수위가 일정 기준 미만인 경우 외부에서 보충되거나 또는, 세탁 행정의 횟수가 기설정된 횟수에 도달한 경우 외부에서 액화 이산화탄소가 보충될 수 있다.

도 2는 일 실시 예에 따른 3-tank를 사용하는 구조의 세탁물 처리 장치에서 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 저장 탱크(110), 세탁조(120) 및 증류 탱크(130) 사이 액화 이산화탄소는 높이 차를 이용한 중력에 의해 유동할 수 있다.

저장 탱크(110)에 저장된 액화 이산화탄소는 중력에 의해 세탁조(120)로 유동할 수 있고, 세탁조(120)에서 세탁 행정이 종료된 경우 증류 탱크(130)로 액화 이산화탄소와 불순물이 유동할 수 있다. 증류 탱크(130)에서 제2 열에 의해 액화 이산화탄소는 기체 이산화탄소로 증발되고, 압축기(140)는 증발된 기체 이산화탄소를 흡입하여 냉동기(150)로 토출할 수 있고, 냉동기(150)는 기체 이산화탄소를 냉각 응축하면서 제1 열을 방출하면서 액화 이산화탄소를 저장 탱크(110)로 토출할 수 있다.

도 2와 같은 구조의 3-tank를 사용하는 세탁물 처리 장치의 경우, 높이 차를 위해 저장 탱크(110), 세탁조(120) 및 증류 탱크(130)는 수직 방향으로 배열될 필요가 있고, 이로 인해 소형화가 어려운 문제가 있다. 또한, 저장 탱크(110)와 증류 탱크(130)는 외부와 열 전달을 통해 탱크 내부의 압력이 증가할 수 있어 안전을 위하여 내부 압력 관리가 필수적이며, 이를 위한 기계적 안전 장치가 각 탱크마다 별도로 설치될 필요가 있어 구조가 복잡해지는 문제가 있다.

도 3은 도 1과 다른 일 실시 예에 따른 2-tank를 사용하는 구조의 세탁물 처리 장치를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 세탁물 처리 장치는 증류 탱크(310), 세탁조(320), 압축기(330) 및 냉동기(340)을 포함할 수 있다. 세탁물 처리 장치는 증류 탱크(310) 및 세탁조(320)을 포함하는 2-tank 구조로서, 증류 탱크(310)는 도 1의 저장 탱크(110)와 증류 탱크(130)의 기능을 수행할 수 있다. 세탁조(320), 압축기(330) 및 냉동기(340)과 관련하여 자세한 설명은 전술한 기재가 적용될 수 있다.

구체적으로, 저장 탱크(110)에 저장된 액화 이산화탄소를 세탁조(120)로 공급하는 도 1과 달리, 증류 탱크(310)에 저장된 액화 이산화탄소를 증류 과정을 통해 불순물과 분리하고, 순수한 기체 이산화탄소가 압축기(330)로 흡입 및 토출되어 냉동기(340)에서 냉각 액화되어 액화 이산화탄소가 세탁조(320) 내부로 공급될 수 있다. 도 1과 달리, 도 3과 같은 구조의 세탁물 처리 장치의 경우 세탁 행정과 증류 동작은 직렬적으로 수행될 수 있다.

또한, 세탁 행정과 증류 운전 간의 병렬적 동작을 수행하기 위해 총 2A에 대응하는 액화 이산화탄소를 저장하는 도 1의 세탁물 처리 장치와 달리, 2-tank를 이용하는 세탁물 처리 장치의 저장 탱크(110)는 직렬적 동작으로 인하여 총 A에 대응하는 액화 이산화탄소를 저장할 수 있다. 즉, 세탁 전에 증류 운전을 통해 A에 대응하는 액화 이산화탄소를 공급할 수 있고 회수된 이후, 다시 헹굼 전에 증류 운전을 통해 A에 대응하는 액화 이산화탄소를 공급할 수 있고 이를 다시 회수할 수 있다.

3-tank 구조를 갖는 도 1의 세탁물 처리 장치와 달리, 2-tank 구조를 갖는 도 3의 세탁물 처리 장치의 경우 증류 탱크(310)에서 저장 탱크(110) 및 증류 탱크(130)의 기능을 모두 수행하므로, 상대적으로 소형화될 수 있다.

또한, 안전을 위한 압력 관리 대상이 되는 저장 탱크(110) 및 증류 탱크(130)를 포함하는 도 1과 달리, 2-tank 구조를 갖는 도 3과 같은 세탁물 처리 장치의 경우 안전을 위한 압력 관리 대상은 증류 탱크(310) 하나일 수 있다. 따라서, 안전을 위한 압력 관리 대상이 되는 탱크의 수가 줄어들어 구조가 비교적 간단하면서 안전한 세탁물 처리 장치일 수 있다.

도 4는 다른 일 실시 예에 따른 2-tank를 사용하는 구조의 세탁물 처리 장치에서 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 증류 탱크(310)에 저장된 액화 이산화탄소가 증류 운전을 통해 세탁조(320) 내부로 공급되고, 세탁 행정이 종료된 후 세탁조(320)에서 증류 탱크(310)로 액화 이산화탄소와 불순물이 배출될 수 있다.

구체적으로, 세탁 또는 헹굼 전에 증류 탱크(310)에 저장된 액화 이산화탄소가 증발된 기체 이산화탄소를 압축기(330)는 흡입(S401)할 수 있다. 압축기(330)에서 토출된 기체 이산화탄소는 증류 탱크(310)로 이동(S403)할 수 있고, 증류 탱크(310) 내부의 배관을 통과하여 배출된 기체 이산화탄소를 냉동기(340)는 흡입(S405)할 수 있다.

냉동기(340)는 흡입한 기체 이산화탄소를 냉각 응축하여 액화 이산화탄소를 배출(S407)할 수 있고, 배출된 액화 이산화탄소는 세탁조(320) 내부에 공급될 수 있다. 세탁조(320)에서 세탁 또는 헹굼이 종료된 경우, 배관의 on/off 제어를 통해 세탁조(320)에서 증류 탱크(310)로 액화 이산화탄소와 함께 불순물이 유동(S409)할 수 있다.

이와 같은 사이클을 순환하는 동안 액화 이산화탄소의 회수율은 98%로서, 손실되는 액화 이산화탄소는 외부에서 별도로 보충될 수 있다.

도 5는 일 실시 예에 따른 세탁물 처리 장치의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, S501에서 세탁물 처리 장치는 세탁조 내부를 진공 상태로 제어할 수 있다. 세탁물 처리 장치는 진공 펌프(미도시)를 포함하고 있으며, 세탁물과 함께 들어온 세탁조 내부의 공기를 진공 펌프로 흡입하여 세탁조 내부의 압력을 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 세탁조 내부의 압력을 감소시켜 진공 상태로 제어할 수 있다. 진공 상태로 제어하지 않을 경우, 이후 압축기는 기체 이산화탄소와 함께 공기를 흡입하여 이로 인한 고장이 발생할 수 있다.

S503에서, 세탁물 처리 장치는 증류 탱크 내부의 보충 여부를 결정할 수 있다. 구체적으로, 증류 탱크 내부의 액화 이산화탄소의 양에 대응하는 수위와 기준 수위 간의 비교에 기초하여 보충 여부를 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, S505에서 증류 탱크 내부의 수위가 기준 수위 보다 작은 경우 액화 이산화탄소가 외부에서 보충될 수 있다. 또는, 기준 수위 보다 큰 경우 액화 이산화탄소가 외부에서 보충되지 않을 수 있다.

이때, 기준 수위는 1회의 세탁 또는 헹굼에 필요한 양에 대응하는 수위일 수 있다. 세탁에 필요한 액화 이산화탄소의 양 A와 헹굼에 필요한 액화 이산화탄소의 양 A 총 2A가 저장 탱크에 포함된 도 1과 달리, 도 3의 세탁물 처리 장치는 병렬적 동작이 아닌 직렬적 동작을 수행하므로 증류 탱크는 총 A에 대응하는 액화 이산화탄소의 양을 저장할 수 있다. 따라서, 도 1과 달리, 증류 탱크의 크기는 상대적으로 소형화될 수 있다.

S507에서, 세탁물 처리 장치는 액화 이산화탄소를 세탁조에 제1 공급할 수 있다. 구체적으로, 설정된 세탁 동작 모드에 필요한 세탁조 내부의 액화 이산화탄소의 수위가 설정 수위에 도달할 때까지, 증류 운전을 통해 세탁조로 액화 이산화탄소가 공급될 수 있다. 이때, 각 설정된 세탁 동작 모드 별로 필요한 액화 이산화탄소의 양이 상이할 수 있으며, 각 모드 별로 필요한 양에 대응하는 수위가 사전에 설정될 수 있다. 여기서, 설정 수위는 기설정된 레벨에 대응할 수 있다. 따라서, 세탁조 내부의 센서를 통해 감지된 액화 이산화탄소의 수위가 기설정된 레벨에 도달할 때까지, 증류 운전을 통해 세탁조로 액화 이산화탄소가 공급될 수 있다.

S509에서, 세탁물 처리 장치는 세탁 행정 중에서 세탁을 수행할 수 있다. 예를 들면, 300초 동안 세탁이 수행되도록 사전에 설정된 경우, 세탁물 처리 장치는 설정된 300초 동안 세탁조 내부의 드럼을 회전하여 세탁을 수행할 수 있다.

S511에서, 세탁물 처리 장치는 세탁조 내부 액화 이산화탄소를 제1 배출할 수 있다. 세탁이 끝난 후에, 세탁물 처리 장치는 배관의 밸브 on/off 제어를 통해 세탁조 내부의 액화 이산화탄소와 불순물을 증류 탱크로 배출할 수 있다. 이때, S507과 S511 간의 액화 이산화탄소의 회수율을 약 98%로서 세탁 행정을 수행하는 동안 일부 액화 이산화탄소가 손실될 수 있다. 손실에 의해 증류 탱크에 저장된 액화 이산화탄소의 양이 일정 수위 보다 작을 경우, S503을 통해 액화 이산화탄소의 양의 보충될 수 있다.

S513에서, 세탁물 처리 장치는 액화 이산화탄소를 세탁조에 제2 공급할 수 있다. 구체적으로, 설정된 헹굼 동작 모드에 필요한 세탁조 내부의 액화 이산화탄소의 수위가 설정 수위에 도달할 때까지, 증류 운전을 통해 세탁조로 액화 이산화탄소가 공급될 수 있다. 이때, 각 설정된 헹굼 동작 모드 별로 필요한 액화 이산화탄소의 양이 상이할 수 있으며, 각 모드 별로 필요한 양에 대응하는 수위가 사전에 설정될 수 있다. 따라서, 세탁조 내부의 센서를 통해 감지된 액화 이산화탄소의 수위가 설정 수위에 도달할 때까지, 증류 운전을 통해 세탁조로 액화 이산화탄소가 공급될 수 있다.

S515에서, 세탁물 처리 장치는 세탁 행정 중에서 헹굼을 수행할 수 있다. 예를 들면, 300초 동안 헹굼이 수행되도록 사전에 설정된 경우, 세탁물 처리 장치는 설정된 300초 동안 세탁조 내부의 드럼을 회전하여 헹굼을 수행할 수 있다.

S517에서, 세탁물 처리 장치는 세탁조 내부 액화 이산화탄소를 제2 배출할 수 있다. 세탁이 끝난 후에, 세탁물 처리 장치는 배관의 밸브 on/off 제어를 통해 세탁조 내부의 액화 이산화탄소와 불순물을 증류 탱크로 배출할 수 있다. 이때, S513과 S517 간의 액화 이산화탄소의 회수율을 약 98%로서 세탁 행정을 수행하는 동안 일부 액화 이산화탄소가 손실될 수 있다.

S517 이후, 세탁물 처리 장치는 세탁조 회수 과정을 추가적으로 수행할 수 있다. 세탁조 회수 과정은 세탁조 내부 압력 X1 bar(ex: 30 bar)에서 1단에서 2단 압축으로 전환하고, 세탁조 압력 X2 bar(ex: 15 bar)에서 냉동기를 off하고, 세탁조 압력 X3 bar(ex: 2.5 bar)에서 회수 완료 후 배기하는 과정을 포함할 수 있다. 즉, 세탁물 처리 장치는 세탁조 회수 과정을 통해 세탁조 내부 압력이 감소되는 과정에서 특정 압력에 대응할 경우 전술한 바와 같은 기 설정된 동작을 수행할 수 있다.

도 1과 같은 3-tank 구조의 세탁물 처리 장치의 경우 세탁 행정 과정에서 세탁조 내부 압력이 Y bar(ex: 52~58 bar) 정도로서, 세탁조 회수 과정을 통해 세탁조 내부 압력이 Y bar에서 X1, X2, X3 bar로 감소되는 과정에서 상대적으로 오랜 시간이 필요할 수 있다. 반면에, 도 3과 같은 2-tank 구조의 세탁물 처리 장치의 경우 세탁 행정 과정에서 세탁조 내부 압력이 Z bar(ex: 38~42 bar) 정도로서, 세탁조 회수 과정을 통해 세탁조 내부 압력이 Z bar에서 X1, X2, X3 bar로 감소되는 과정에서 상대적으로 적은 시간이 필요할 수 있다. 즉, 도 3과 같은 2-tank 구조의 세탁물 처리 장치의 경우, 세탁 행정 과정에서 3-tank와 비교하여 상대적으로 낮은 압력에서 동작하므로, 세탁조 내부 압력이 38~42 bar 정도로서, 세탁조 회수 과정을 통해 세탁조 내부 압력이 Z bar에서 X1, X2, X3 bar로 감소되는 시간이 상대적으로 적을 수 있다. 세탁조 회수 과정 이후, 사용자는 세탁조를 개방하여 세탁물을 꺼낼 수 있다.

따라서, 3-tank 구조의 세탁물 처리 장치와 비교하여 2-tank 구조를 갖는 세탁물 처리 장치의 경우 상대적으로 적은 압력차를 이용하여 적은 시간을 필요로 할 수 있다.

도 6은 일 실시 예에 따른 세탁물 처리 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 6에 대한 자세하 설명은 2-tank의 세탁물 처리 장치와 관련하여 전술한 내용이 적용될 수 있다.

도 6을 참조하면, S610에서 세탁물 처리 장치는 진공 펌프를 이용하여 세탁조 내부를 진공 상태로 제어할 수 있다. S620에서, 세탁물 처리 장치는 증류 운전에 기초하여 세탁조에 액화 이산화탄소를 제1 공급할 수 있다. 증류 운전에 기초하여 세탁조 내부 수위가 기준 수위에 도달할 때까지 세탁조로 액화 이산화탄소가 공급될 수 있다. S630에서, 세탁물 처리 장치는 제1 공급된 액화 이산화탄소를 이용하여 설정 모드에 따른 세탁을 수행한 후, 세탁조의 액화 이산화탄소를 증류 탱크로 제1 배출할 수 있다. S640에서, 세탁물 처리 장치는 증류 운전에 기초하여 세탁조에 액화 이산화탄소를 제2 공급할 수 있다. S650에서, 세탁물 처리 장치는 제2 공급된 액화 이산화탄소를 이용하여 헹굼을 수행한 후, 세탁조의 액화 이산화탄소를 증류 탱크로 제2 배출할 수 있다. 이후, 세탁물 처리 장치는 세탁조 회수 과정을 추가적으로 수행할 수 있다.

실시 예에 따르면, 2-tank 구조를 갖는 세탁물 처리 장치에서 증류 운전을 통한 세탁조로 액화 이산화탄소를 공급하는 동작은 세탁 행정과 별도로 분리된 상태에서 직렬적으로 실행될 수 있다. 반면에, 3-tank 구조를 갖는 세탁물 처리 장치의 경우 증류 운전은 세탁 행정과 병렬적으로 실행될 수 있다. 증류 운전과 세탁 행정 간의 직렬적 실행 또는 병렬적 실행에 의해 소요되는 시간 차이가 발생할 수 있지만, 세탁조 회수 과정에서 적은 압력차를 이용하는 2-tank 구조의 세탁물 처리 장치에서 상대적으로 적은 시간이 소요될 수 있다.

실시 예에 따르면, 3-tank 구조를 갖는 세탁물 처리 장치와 달리 2-tank 구조를 갖는 세탁물 처리 장치를 이용함으로써 소형화된 구조로 설계될 수 있다.

실시 예에 따르면, 안전을 위한 용기 압력 관리 대상 탱크가 저장 탱크(110)와 증류 탱크(130)에서, 증류 탱크(310)로 감소하여 상대적으로 구조가 간단해질 수 있다.

전술한 실시예들에 따른 전자 장치 또는 단말은, 프로세서, 프로그램 데이터를 저장하고 실행하는 메모리, 디스크 드라이브와 같은 영구 저장부(permanent storage), 외부 장치와 통신하는 통신 포트, 터치 패널, 키(key), 버튼 등과 같은 사용자 인터페이스 장치 등을 포함할 수 있다. 소프트웨어 모듈 또는 알고리즘으로 구현되는 방법들은 상기 프로세서상에서 실행 가능한 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드들 또는 프로그램 명령들로서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체 상에 저장될 수 있다. 여기서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로 마그네틱 저장 매체(예컨대, ROM(read-only memory), RAM(random-Access memory), 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예컨대, 시디롬(CD-ROM), 디브이디(DVD: Digital Versatile Disc)) 등이 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 매체는 컴퓨터에 의해 판독가능하며, 메모리에 저장되고, 프로세서에서 실행될 수 있다.

본 실시 예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시 예는 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩 업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 실시 예는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. “매커니즘”, “요소”, “수단”, “구성”과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.

전술한 실시예들은 일 예시일 뿐 후술하는 청구항들의 범위 내에서 다른 실시예들이 구현될 수 있다.

Claims (11)

1. 내부 공간에 세탁물을 포함하는 세탁조;
   액화 이산화탄소를 저장하고 있는 증류 탱크;
   상기 증류 탱크에서 상기 액화 이산화탄소가 증발된 기체 이산화탄소를 흡입하여 토출하는 압축기;
   상기 세탁조로 액화 이산화탄소를 공급하기 위해 상기 토출된 기체 이산화탄소를 냉각시키는 냉각기; 및
   제어부를 포함하는,
   세탁물 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 저장 탱크는,
   상기 액화 이산화탄소 외에 불순물을 더 포함하며,
   상기 제어부는,
   상기 불순물이 제거된 기체 이산화탄소가 상기 세탁조에 공급될 수 있도록 증류 운전을 제어하는 것을 특징으로 하는,
   세탁물 처리 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   세탁 행정 이후 상기 세탁조 내부 압력을 감소시키는데 상대적으로 적은 시간이 소요될 수 있도록, 상기 세탁 행정 중 상기 세탁조 내부 압력을 상대적으로 낮게 제어하는 것을 특징으로 하는,
   세탁물 처리 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 세탁조에 상기 액화 이산화탄소를 공급하는 상기 증류 운전을 세탁 행정과 분리된 상태에서 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
   세탁물 처리 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 세탁조에 공급되는 상기 액화 이산화탄소가 기설정된 레벨에 대응할 수 있도록 상기 증류 운전을 제어하는 것을 특징으로 하는,
   세탁물 처리 장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 세탁 행정이 종료된 경우 상기 세탁조에 포함된 상기 액화 이산화탄소가 상기 증류 탱크로 배출될 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
   세탁물 처리 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 세탁 행정은, 세탁 및 헹굼을 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 세탁 전에 상기 증류 운전을 통해 상기 세탁조에 상기 액화 이산화탄소를 공급하고, 상기 세탁 종료된 후에 상기 세탁조에 포함된 상기 액화 이산화탄소가 상기 증류 탱크로 배출될 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
   세탁물 처리 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 헹굼 전에 상기 증류 운전을 통해 상기 세탁조에 상기 액화 이산화탄소를 공급하고, 상기 헹굼 종료된 후에 상기 세탁조에 포함된 상기 액화 이산화탄소가 상기 증류 탱크로 배출될 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
   세탁물 처리 장치.
9. 제1항에 있어서,
   진공 펌프를 더 포함하고,
   상기 진공 펌프는,
   상기 세탁조에 증류 운전을 통해 액화 이산화탄소가 공급되기 전에 상기 세탁조 내부 압력을 감소시키는 것을 특징으로 하는,
   세탁물 처리 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 저장 탱크에 저장된 상기 액화 이산화탄소의 양은, 1회의 세탁 행정에 필요한 양에 대응하는 것을 특징으로 하는,
    세탁물 처리 장치.
11. 세탁물 처리 장치의 제어 방법에 있어서,
    세탁조 내부를 진공 상태로 제어하는 단계;
    증류 운전에 기초하여 세탁조에 액화 이산화탄소를 제1 공급하는 단계;
    상기 제1 공급된 액화 이산화탄소를 이용하여 설정 모드에 따른 세탁을 수행한 후, 상기 세탁조의 상기 액화 이산화탄소를 증류 탱크로 제1 배출하는 단계;
    상기 증류 운전에 기초하여 상기 세탁조에 액화 이산화탄소를 제2 공급하는 단계; 및
    상기 제2 공급된 액화 이산화탄소를 이용하여 헹굼을 수행한 후, 상기 세탁조의 상기 액화 이산화탄소를 증류 탱크로 제2 배출하는 단계를 포함하는,
    제어 방법.

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