KR20240009666A - 식기 세척기 및 의류 관리기용 가열 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식기 세척기나 세탁기 등에 장착되어 세척을 위한 물을 순간적으로 가열시키는 용도로 사용되는 가열 장치에 관한 것으로, 본 실시예는, 식기 세척기 및 의류 관리기 내부의 저수 공간에 장착되어 물을 가열시키는 장치로서, 소정의 두께를 갖는 플레이트로서 외부 표면에 가열면을 형성하는 히팅 플레이트, 일 측으로 한 쌍의 제 1 전극 패드를 제공하면서 상기 히팅 플레이트의 상기 가열면 반대면의 내부 표면에서 형성되는 발열 전극층, 상기 가열면이 노출되도록 상기 히팅 플레이트를 하측 개구부에 결합시키는 하우징, 상기 하우징의 측부 개구부를 밀폐하면서 결합되는 브라켓, 일 측 단부의 제 1 접점 단자와 타 측 단부의 제 1 리드 단자를 구비하고, 상기 브라켓을 관통하면서 상기 브라켓에 일체로 결합되는 한 쌍의 제 1 리드 전극 및, 상기 제 1 리드 전극을 가압하여 상기 제 1 접점 단자를 상기 제 1 전극 패드에 접촉시키는 제 1 가압 돌부를 구비하여 상기 하우징의 내면에 결합되는 한 쌍의 접촉 가이드 부재를 포함하여 구성된다.

Description

식기 세척기 및 의류 관리기용 가열 장치{Heating device for dishwasher and clothing management}

본 발명은 가열 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 식기 세척기나 세탁기 등에 장착되어 세척을 위한 물을 순간적으로 가열시키는 용도로 사용되는 가열 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 식기 세척기는 분사 노즐에서 분사되는 고압의 세척수에 의하여 식기 표면에 묻어 있는 음식물 찌꺼기가 세척되도록 하는 가전 기기이다. 이러한 식기 세척기 내부에는 세척수를 고온으로 가열하는 가열 장치가 장착되는 바, 가열 장치가 세척수를 소정의 온도로 가열한 후 가열된 물을 분사하여 세척이 이루어진다.

또한, 최근 세탁기는 저수조 내부에서 세탁수를 가열하여 삶음 세탁이나 스팀 세탁이 가능한 제품이 출시되고 있으며, 이러한 세탁기 내부에도 가열 장치가 장착되어 유입되는 세척수를 소정의 온도로 가열한 후, 세탁 행정이 이루어지도록 구성된다.

이와 같이 식기 세척기나 세탁기 내부에 가열 장치가 일체로 구비됨으로써, 상온 상태의 물이 유입되더라도 가열 장치가 작동하면서 세척에 적정한 온도로 가열하므로, 별도로 온수 공급을 위한 수도 꼭지와 연결할 필요가 없게 된다.

도 1은 드럼 세탁기의 일반적인 구성을 나타낸 단면도이고, 도 2는 종래의 기술에 따른 드럼 세탁기용 가열 장치를 나타낸 사시도이다.

도 1을 참조하면, 일반적으로 드럼 세탁기는 내부에 수용공간을 형성하는 캐비닛(1)과, 캐비닛(1) 내부에 설치되는 저수조(2, 또는 터브)와, 저수조(2) 내부에 회전가능하게 배치되는 세탁조(3, 또는 드럼)와, 저수조(2)와 세탁조(3) 사이에 설치되는 가열 장치(4, 또는 히터)와, 세탁조(3)를 회전시키는 구동모터(5)를 포함한다. 또한, 드럼 세탁기는 캐비닛(1) 상부에 급수구와 세제 공급구가 각각 마련되고, 하부에는 배수구가 마련된다.

가열 장치(4)는 삶음 세탁, 스팀 세척 또는 살균을 위하여 물을 끓이거나 증기를 발생하게 되는 것으로 시즈 히터(Sheath Heater)로 구성된다. 도 2를 참조하면, 가열 장치(4)는 열을 발생하는 발열부(11)와, 발열부(11)의 일단을 고정하고 저수조(2)에 장착하는 브라켓(12)과, 브라켓(12)을 관통하면서 발열부(11) 내부로 연결되어 전기를 공급하는 단자(13)를 포함한다. 발열부(11) 내부에는 코일 형태의 열선(미도시)이 구비되고, 열선은 과열 방지를 위한 온도 퓨즈(미도시)를 매개로 단자(13)에 연결된다.

상기와 같은 구성의 가열 장치는 세탁기 뿐만 아니라 식기 세척기, 건조기, 리프레셔 등에도 적용될 수 있고, 저수조(2) 내부에 물이 공급되면서 물이 채워지면 가열 장치(4)가 구동하여 물을 가열시키며, 물이 소정의 온도로 가열된 후 각 장치들이 구동하여 세탁, 세척, 건조, 리프레시 등의 과정이 이루어진다.

한편, 저수조 내부로 공급되는 상수(수도)에는 석회 성분이 포함되는데(이러한 성분의 물을 '경수'라 함), 가열 장치가 물을 끓일 때 발생되는 열에 의하여 상수에 포함된 석회 성분이 고온의 가열 장치 표면에 부착되어 석회층을 형성하게 된다. 이러한 경수에서 발생되는 석회층은 발열면과 물의 직접적인 접촉을 차단하여 발열부를 과열(over heating)시킴으로써, 발열면을 손상시키거나 가열 장치의 수명을 단축시키는 문제가 발생한다.

또한, 드럼 세탁기나 식기 세척기 등의 장치에 적용되는 종래의 가열 장치는 저수조에 물이 완전히 채워진 후 즉, 세탁수 또는 세척수의 공급이 완료된 후 구동된다. 따라서, 물이 공급되기 시작한 때부터 물이 가열된 후 세탁 또는 세척 행정이 이루어지기까지 많은 시간이 소요되는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 경수 조건에서 석회층 형성에 의한 오동작과 수명 단축 문제를 해결할 수 있는 가열 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명은 물이 공급되기 시작한 때부터 가열된 후 세탁 세척이 이루어지기까지의 행정 시간을 단축할 수 있는 가열 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명은 저수조 내부로 공급되는 물에 대한 수위 감지의 정확성을 향상시킬 수 있는 가열 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명은 전원을 공급하는 리드 전극의 접점 단자와 발열을 위한 발열 전극층의 전극 패드 사이에 안정적인 접점이 이루어지도록 하여 접점 불량에 따른 오동작을 방지할 수 있는 가열 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명은 다수의 리드 전극과 센서 전극 사이에서 발생될 수 있는 전기적 간섭(일 예로, 스파크)을 방지하여 사용상 안전성을 보장할 수 있는 가열 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 실시예의 가열 장치는, 식기 세척기 및 의류 관리기 내부의 저수 공간에 장착되어 물을 가열시키는 장치로서, 소정의 두께를 갖는 플레이트로서 외부 표면에 가열면을 형성하는 히팅 플레이트, 일 측으로 한 쌍의 제 1 전극 패드를 제공하면서 상기 히팅 플레이트의 상기 가열면 반대면의 내부 표면에서 형성되는 발열 전극층, 상기 가열면이 노출되도록 상기 히팅 플레이트를 하측 개구부에 결합시키는 하우징, 상기 하우징의 측부 개구부를 밀폐하면서 결합되는 브라켓, 일 측 단부의 제 1 접점 단자와 타 측 단부의 제 1 리드 단자를 구비하고, 상기 브라켓을 관통하면서 상기 브라켓에 일체로 결합되는 한 쌍의 제 1 리드 전극 및, 상기 제 1 리드 전극을 가압하여 상기 제 1 접점 단자를 상기 제 1 전극 패드에 접촉시키는 제 1 가압 돌부를 구비하여 상기 하우징의 내면에 결합되는 한 쌍의 접촉 가이드 부재를 포함하여 구성된다.

또한, 본 실시예의 가열 장치는, 일 측으로 한 쌍의 제 2 전극 패드를 제공하면서 상기 발열 전극층에 중첩되지 않는 영역에서 상기 히팅 플레이트의 내부 표면에 형성되는 저항 전극층, 및, 일 측 단부의 제 2 접점 단자와 타 측 단부의 제 2 리드 단자를 구비하고 상기 브라켓을 관통하면서 상기 브라켓에 일체로 결합되는 한 쌍의 제 2 리드 전극을 더 포함할 수 있고, 상기 접촉 가이드 부재는, 상기 제 2 리드 전극을 가압하여 상기 제 2 접점 단자를 상기 제 2 전극 패드에 접촉시키는 제 2 가압 돌부를 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 가열 장치는 일단이 상기 하우징으로 노출되도록 상기 브라켓에 일 체로 결합되는 수위감지센서를 더 포함하고, 상기 수위감지센서에서 물이 채워지는 것이 감지될 때 물을 가열하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 하우징은 물이 유입되거나 배출되는 관통 홀을 갖는 차단 벽에 의하여 외부와 단절되는 수로를 형성하고, 상기 수위감지센서는 일단이 상기 수로에 노출되도록 설치되어 상기 수로에 유입되는 물의 수위를 감지하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 가열면은 상기 히터 플레이트의 중앙 영역이 내측으로 오목하도록 벤딩되어 형성될 수 있다.

또한, 상기 가열면은 벤딩되는 깊이를 달리하는 경사 구조를 이룰 수 있다.

본 발명은 발열 전극 패턴이 소정의 간격과 폭으로 형성되어 석회층 형성에 따른 발열 방해를 해소하여 석회층에 의한 가열 장치의 오동작과 손상 문제를 해결하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 수위감지센서가 급수되는 물의 파동을 최소로 하는 조건에서 수위를 감지함으로써, 수위 감지의 정확성을 크게 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 저수조의 하부에서 물이 채워지기 시작할 때부터 가열이 이루어지므로, 가열, 세탁 또는 세척 행정의 전체 시간을 줄이는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 탄성 소재의 가이드 부재가 리드 전극과 전극 패드 사이에 적절한 접촉력을 제공하여 접촉 불량에 따른 오동장이 발생되지 않는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 리드 전극과 센스 전극(저항 전극)이 동일 수평 상에 위치하지 않도록 하여, 이들의 전기적 간섭을 방지하여 사용상 안전성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 드럼 세탁기의 일반적인 구성을 나타낸 도면,
도 2는 종래의 기술에 따른 드럼 세탁기용 가열 장치를 나타낸 도면,
도 3은 본 실시예 따른 드럼 세탁기용 가열 장치를 나타낸 도면,
도 4는 도 3의 가열 장치를 저면에서 바라본 도면,
도 5는 도 3의 가열 장치를 분해하여 나타낸 도면,
도 6은 도 3의 가열 장치의 A-A 방향 단면을 나타낸 도면,
도 7은 도 3의 가열 장치의 B-B 방향 단면을 나타낸 도면,
도 8은 도 3의 가열 장치가 세탁수에 잠기는 상태를 개념적으로 나타낸 도면,
도 9는 본 실시예에 따른 가열 장치의 주요부인 하우징의 내부 구조를 나타낸 도면,
도 10은 도 9의 주요부인 접촉 가이드 부재를 나타낸 도면,
도 11은 본 실시예에 따른 가열 장치의 전극 접속 구조를 나타낸 도면.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 바람직한 실시예들에 의해 명확해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보기로 한다.

후술되는, 본 실시예의 차이는 상호 배타적이지 않은 사항으로 이해되어야 한다. 즉 본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은, 일 실시예에 관련하여 다른 실시예로 구현될 수 있으며, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 변경될 수 있음이 이해되어야 하며, 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이, 면적 및 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 본 실시예의 설명에 있어서, 상, 하, 전, 후, 제 1, 제 2 등과 같은 표현은 상대적인 위치나 방향, 순서를 나타내는 것으로, 기술적 의의가 사전적 의미에 구속되는 것은 아니라 할 것이다.

도 3 및 도 4는 본 실시예 따른 드럼 세탁기용 가열 장치를 상면과 저면에서 바라본 도면이고, 도 5는 도 3의 가열 장치를 분해하여 나타낸 도면이며, 도 6 및 도 7은 도 3의 가열 장치의 A-A 방향 및 B-B 방향 단면을 나타낸 도면이고, 도 8은 도 3의 가열 장치가 세탁수에 잠기는 상태를 개념적으로 나타낸 도면이다. 본 실시예의 가열 장치는 세탁기에 적용되어 세탁수를 가열하는 장치를 예시하여 설명한다.

먼저, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예의 가열 장치(100)는 열을 발생하는 히팅 플레이트(110)와, 히팅 플레이트의 일 면(상면)에 형성되는 발열 전극층(120)과, 발열 전극층(120)과 중첩되지 않는 영역의 히팅 플레이트(110) 상면에 형성되는 저항 전극층(130)과, 히팅 플레이트(110)를 수용하여 보호하는 하우징(140)과, 가열 장치(100)를 세탁기의 저수조(2)에 장착하는 브라켓(150)과, 브라켓(150)에 결합되어 발열 전극층(120)에 전원을 공급하는 제 1 리드 전극(160)과, 브라켓(150)에 결합되어 저항 전극층(130)에 전원을 공급하는 제 2 리드 전극(170)과, 하우징에 장착되는 수위감지센서(180)를 포함한다.

상기 가열 장치(100)는 한 쌍의 제 1 리드 전극(160)을 통하여 전원이 공급될 때, 발열 전극층(120)을 따라 전류가 흐르면서 발열 전극층(120)에 고온의 열이 발생되고, 발생된 열은 히팅 플레이트(110)를 통하여 방출되면서 히팅 플레이트(110) 표면에 접촉되는 물을 가열하게 된다.

이를 위한 히팅 플레이트(110)는 절연성을 가지면서 열전도성이 우수한 소재로 구성된다. 또한, 히팅 플레이트(110)는 소정의 두께를 갖는 플레이트로 구성되고, 중앙 영역은 오목하게 벤딩되며, 오목한 표면(하면)은 접촉되는 물을 가열하는 가열면(111)을 형성한다. 일 예로, 히팅 플레이트(110)는 SUS 소재의 사각 플레이트로 이루어지면서 중앙 영역은 사각 형상으로 오목하게 벤딩된다.

한편, 발열 전극층(120)에서 고온의 열이 발생하는 경우 히팅 플레이트(110)는 전극층이 형성되는 중앙 영역과 전극층이 형성되지 않는 가장자리 영역에서 온도 편차가 발생하고, 이러한 온도 편차에 의하여 플레이트가 휘어지거나 뒤틀리면서 형태가 변형될 수 있다. 온도 편차에 의한 히팅 플레이트(110)의 열 변형은 플레이트의 두께가 얇을수록 현저하게 나타나므로, 단순한 판 형상의 히팅 플레이트(110)는 열 변형을 방지하기 위하여 일정 이상의 두께를 가져야 한다. 따라서 단순한 판 형상의 히팅 플레이트(110)는 두께를 얇게 하는데 한계가 있고, 가열 장치의 무게가 무거워지며, 재료비에 따른 제조 비용이 상승하는 불리한 점이 있다.

그러나 본 실시예와 같이 벤딩 가공을 적용하여 중앙 영역에 오목한 형상의 가열면(111)을 형성하는 경우 가열면(111)의 양 측면이 보강 리브로 기능하게 되므로, 히팅 플레이트(110)의 두께를 얇게 하면서도 열 변형을 방지하는 효과가 있다. 일 예로, 본 실시예의 히팅 플레이트(110)는 0.6mm 이하의 얇은 두께를 갖는 플레이트로 구성될 수 있다.

또한, 본 실시예의 히팅 플레이트(110)는 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 오목한 형상의 가열면(111)은 경사 구조를 이룬다. 즉, 오목한 홈에 의하여 형성되는 히팅 플레이트(110) 하부의 가열 공간(111a)은 일 측이 상대적으로 깊게 형성되고 타 측으로 갈수록 얕게 형성된다.

가열 장치(100)는 세탁기 내부에서 물에 잠긴 상태에서 동작하고, 세탁이 완료된 후 오염된 세탁수는 배출된다. 이때, 오목한 홈의 가열면(111)에 세탁수가 잔류하지 않아야 하므로 오목한 가열면(111)이 하부를 향하도록 장착되는 것이 바람직하다. 따라서, 히팅 플레이트(110)의 표면(하면)은 상측으로 오목한 홈 형상의 가열면(111)을 형성하고, 그 하부에 가열 공간(111a)이 형성된다. 이때, 세탁기의 저수조(2)에 물이 채워질 때 오목한 가열 공간(111a)에는 에어 포켓(air pocket)이 형성될 수 있다.

한편, 가열면(111)이 수면과 나란한 수평으로 형성되는 경우 가열면(111)의 전체 영역에 에어 포켓이 형성되고, 저수조(2)에 물이 채워지더라도 에어 포켓에 의하여 가열면(111)에는 물이 접촉되지 않게 되어 히팅 플레이트(110)는 과열되어 손상될 수 있다. 그러나 본 실시예와 같이 가열면(111)이 경사면 구조를 이루는 경우 에어 포켓은 가열 공간(111a)의 최상단부 일부 공간에만 형성되고, 전극층이 형성되지 않은 영역에 형성되므로, 에어 포켓에 의한 히팅 플레이트(110)의 과열과 손상이 방지될 수 있다.

또한, 본 실시예의 히팅 플레이트(110)는 가장자리 단부가 일 측으로 벤딩 또는 컬링되도록 마감되어 보강 플랜지(112)를 형성한다. 보강 플랜지(112)는 히팅 플레이트(110)의 변형을 방지할 수 있다. 보강 플랜지(112)는 가열면(111)에 발열 전극층(120)을 형성하는 공정을 방해하지 않도록 가열면(111)보다 낮은 높이로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시예의 히팅 플레이트(110)는 하우징(140)과 결합될 때 스크류와 같은 체결 수단이 이용될 수 있으나, 히팅 플레이트(110)와 하우징(140)의 구조를 이용하여 결합될 수 있다. 이를 위하여 히팅 플레이트(110)의 보강 플랜지(112)에는 다수의 체결 홀(113)이 더 형성되고, 하우징(140)에는 체결 홀(113)에 대응하는 위치에 후크 구조의 다수의 체결 돌기(141)가 형성된다.

발열 전극층(120)은 소정의 저항을 갖는 전도성의 발열 페이스트가 히팅 플레이트(110) 표면에 인쇄되어 형성될 수 있으며, 가열면(111) 반대 측의 히팅 플레이트(110) 표면(상면)에 형성된다. 발열 전극층(120)은 소정의 폭과 길이를 갖는 띠 형상을 이룰 수 있으며, 양 단부는 제 1 리드 전극(160)이 접촉되는 한 쌍의 제 1 전극 패드(121)를 제공한다. 발열 전극층(120)은 한 쌍의 제 1 전극 패드(121) 사이에서 직렬 구조 또는 병렬 구조의 전극 라인으로 형성될 수 있다.

한편, 도 7을 참조하면, 발열 전극층(120)을 형성하는 전극 라인은 소정의 폭(W)과 간격(P)을 갖도록 형성된다. 발열 전극층(120)에서 발생되는 열은 히팅 플레이트(110)에 전달되고, 히팅 플레이트(110)에 접촉되는 물이 가열된다. 이때, 발열 전극층(120)이 형성된 히팅 플레이트(110)의 반대면(즉, 가열면)에는 발열 전극층(120)이 형성된 위치에 대응하여 석회층(120')이 형성된다.

석회층(120')은 발열 전극층(120)의 전극 라인을 중심으로 점차 성장하고, 성장에 따라 이웃하는 석회층(120')과 연결될 수 있으며, 이 경우 가열면(111)이 석회층(120')에 덮히게 되고, 발열 전극층(120)에서 전달되는 열이 신속하게 방출되지 못하여 결국 가열 장치(100)가 오동작하거나 손상될 수 있다.

이를 방지하기 위하여 발열 전극층(120)은 소정의 폭(W)과 간격(P)을 갖도록 형성되며, 본 실시예에서는 발열 전극층(120)은 폭(W)을 기준으로 적어도 1/3 이상의 간격(P)을 갖도록 형성된다(P≥1/3W). 즉, 히팅 플레이트(110)에 고온의 열을 전달하기 위해서는 발열 전극층(120)은 최대한 넓은 폭(W)과 좁은 간격(P)으로 형성되는 것이 바람직하지만, 석회층(120')에 의한 오동작이나 손상을 방지하기 위해서는 발열 전극층(120)을 형성하는 이웃하는 전극 라인 사이에는 적어도 폭(W)의 1/3 이상에 해당하는 간격(P)이 확보되어야 한다.

저항 전극층(130)은 소정의 저항을 갖는 전도성의 발열 페이스트가 발열 전극층(120)이 형성되지 않은 영역 즉, 발열 전극층(120) 사이의 히팅 플레이트(110) 표면에 인쇄되어 형성된다. 저항 전극층(130)은 소정의 폭과 길이를 갖는 띠 형상을 이룰 수 있으며, 양 단부는 제 2 리드 전극(170)이 접촉되는 한 쌍의 제 2 전극 패드(131)를 제공한다.

저항 전극층(130)은 온도에 따른 발열 전극층(120)의 저항을 측정하여 가열된 수온의 온도를 예측할 수 있도록 한다. 일반적으로 온도에 따라 저항도 달라지므로, 저항 전극층(130)을 통하여 히팅 플레이트(110)의 온도에 따라 변하게 되는 발열 전극층(120)의 저항을 측정하여 물을 가열하는 히팅 플레이트(110)가 소정의 일정한 온도로 가열될 수 있도록 발열 전극층(120)에 공급되는 전력을 제어한다. 이를 위한 저항 전극층(130)은 발열 전극층(120)과 동일한 소재의 전도성 페이스트가 인쇄되어 형성될 수 있다. 또한, 저항 전극층(130)은 제 2 리드 전극(170)을 통하여 외부의 저항 측정모듈과 연결된다.

한편, 저항 전극층(130)은 발열 전극층(120)의 저항을 측정하여 물의 온도를 예측하는 용도로 사용할 수 있지만, 히팅 플레이트(110)를 가열하는 또 하나의 발열 전극층으로 기능할 수도 있다. 즉, 가열 장치(100)는 필요에 따라 히팅 플레이트(110)가 국소 부위에서 열을 가하기 위한 목적으로 사용될 수도 있다. 이 경우 저항 전극층(130)은 발열 전극층(120)과 동일한 소재의 전도성 페이스트로 구성되면서 상대적으로 좁은 면적으로 형성되므로, 저항 전극층(130)에 전원을 인가하여 히팅 플레이트(110)를 국소 부위에 대하여 발열시킬 수 있다. 따라서, 저항 전극층(130)은 제 2 리드 전극(170)을 통하여 외부의 저항 측정모듈 또는 전원 공급모듈과 선택적으로 연결되도록 구성될 수 있다.

저항 전극층(130)이 발열 전극층으로 기능할 때 저항 전극층(130)에 의해서도 석회층이 형성될 수 있으므로, 저항 전극층(130)은 발열 전극층(120)과 마찬가지로 폭을 기준으로 적어도 1/3 이상의 간격을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 전도성 페이스트가 인쇄되어 형성되는 발열 전극층(120)과 저항 전극층(130)은 인쇄 과정에서 불량이 발생하더라도 인쇄층을 세척하여 히팅 플레이트(110)를 재사용할 수 있다. 따라서 제조 과정에서의 불량에 따른 자원 낭비를 최소로 하고, 환경 오염을 방지할 수 있다.

하우징(140)은 고내열성을 갖는 비전도성 소재로 구성되어, 하측 개구부로 히팅 플레이트(110)를 결합시키고, 측면 개구부로 브라켓(150)을 결합시킨다. 히팅 플레이트(110)와 브라켓(150)은 각각 제 1 실링 부재(114)와 제 2 실링 부재(154)를 매개로 하우징(140)에 결합된다. 하우징(140)은 내부 공간에 히팅 플레이트(110), 제 1 리드 전극(160) 및 제 2 리드 전극(170)을 수용하여 이들을 외부로부터 절연하고 보호한다.

또한, 하우징(140)은 상면 가장자리를 따라 오목한 홈 형상의 수로(142)를 형성한다. 수로(142)는 외측 단부의 차단벽(143)을 통하여 외부와 단절되며, 하우징(140) 전방의 관통 홀(144)을 통하여 외부와 연결된다. 따라서 가열 장치(100)가 세탁기에 장착된 상태에서 저수조(2)에 물이 채워질 때 관통 홀(144)을 통하여 수로(142)에 물이 유입되어 채워지고, 세탁 종료 후 배수시 수로(142)에 채워진 물은 다시 관통 홀(144)을 통하여 배수된다. 수로(142)에는 수위감지센서(180)의 일 단부가 노출되어 저수조(2)에 채워지는 물의 수위를 감지하게 된다.

또한, 하우징(140)은 상면이 오목한 곡면 형상을 이루는 회피 홈(145)을 형성할 수 있다. 회피 홈(145)은 세탁조(3)의 원주면에 대응하는 방향의 곡면으로 형성되고, 세탁조(3)의 원주면에 대응하는 곡률을 갖는 것이 바람직하다.

일반적으로 드럼 세탁기는 캐비닛(1) 일 측에 회전 축을 갖는 구동모터(5)가 구비되고, 세탁조(3)는 일 측이 회전 축에 결합되어 수평하게 배치된다. 이때, 회전 축이 회전함에 따라 세탁조(3)도 회전하는 데, 세탁조(3)의 일 측은 회전 축에 의하여 고정되어 회전하지만, 타 측(도어 측)은 미세하게 흔들리면서 세탁조(3)의 실제 반경보다 큰 궤적으로 회전하게 된다. 또한, 가열 장치(100)는 발열 영역이 세탁조(3)와 중첩되면서 세탁조(3) 하부에 위치하도록 결합되는데, 세탁기 내부의 공간을 효율적을 활용하기 위하여 가능한 세탁조(3)와 근접하는 위치에서 결합된다.

이때, 세탁조(3)가 실제 반경보다 큰 궤적으로 회전하므로 세탁조(3)가 가열 장치 즉 하우징(140)과 충돌할 우려가 있다. 따라서 본 실시예의 가열 장치(100)는 하우징(140) 상면에 세탁조(3)의 원주면에 대응하는 오목한 곡면을 갖는 회피 홈(145)이 형성되어 세탁기의 구동시 하우징(140)과 세탁조(3)의 충돌이나 간섭을 방지할 수 있다. 또한, 본 실시예의 가열 장치(100)는 하우징(140)에 회피 홈(145)이 형성됨으로써, 종래의 세탁기의 구조를 변경하지 않고도 시즈 구조의 가열 장치를 면상 구조의 가열 장치로 교체할 수 있어 가열 장치의 호환을 가능하게 한다.

브라켓(150)은 하우징(140)의 측부 개구부를 밀폐하도록 하우징(140)에 결합되면서 제 1, 2 리드 전극(160,170) 및 수위감지센서(180)를 고정하고, 가열 장치(100)가 저수조(2)에 장착될 수 있도록 한다. 브라켓(150)은 하우징(110)에 체결되기 위한 볼트 또는 너트 구조의 체결 수단(151)이 구비되고, 외측에는 접지 단자(152)가 더 구비될 수 있다.

제 1 리드 전극(160)은 발열 전극층(120)에 전원을 공급하는 구성으로, 한 쌍의 전도성 금속선이 이용될 수 있다. 제 1 리드 전극(160)의 일 측 단부는 하우징(140) 내부로 연장되면서 하측으로 돌출되는 제 1 접점 단자(161)를 형성하여 제 1 전극 패드(121)에 접촉되고, 타 측 단부는 브라켓(150) 외부로 노출되면서 제 1 리드 단자(162)를 형성하여 전원 공급모듈(미도시)에 접속된다.

제 2 리드 전극(170)은 저항 전극층(130)에 전원을 공급하는 구성으로, 한 쌍의 전도성 금속선이 이용될 수 있다. 제 2 리드 전극(170)의 일 측 단부는 하우징(140) 내부로 연장되면서 하측으로 돌출되는 제 2 접점 단자(171)를 형성하여 제 2 전극 패드(131)에 접촉되고, 타 측 단부는 브라켓(150) 외부로 노출되어 제 2 리드 단자(172)를 형성하여 저항 측정모듈 또는 전원 공급모듈에 선택적으로 접속된다.

브라켓(150)이 결합되는 하우징(140)의 외주면에는 제 2 실링 부재(154)가 미리 결합된다. 제 2 실링 부재(154)는 하우징(140)과 브라켓(150) 사이에 개입되어 이들 사이를 밀봉함과 동시에 브라켓(150)이 저수조(2)에 체결될 때 하우징(140)과 저수조(2) 사이를 밀봉하여 저수조(2)에 채워지는 물의 누수를 방지한다.

수위감지센서(180)는 저수조에 채워지는 물(세탁수)의 수위를 감지하여 가열 장치가 구동될 수 있도록 하는 구성이다. 수위감지센서(180)에서 물이 감지되는 경우 가열 장치(100)가 구동할 수 있는 상태 즉, 가열 장치(100)가 잠기는 수위까지 물이 채워진 것이므로, 저수조(2)에 물이 채워지는 과정에 가열 장치가 구동할 수 있다. 따라서 저수조 내부에 세탁이 가능한 양의 물이 완전히 채워지기 전에 미리 가열 장치(100)가 구동되어 물을 가열하게 되므로, 세탁 가능한 온도까지 물을 가열시키는 시간을 단축할 수 있다. 이를 위한 수위감지센서(180)는 일 단이 하우징(140)의 수로(142) 내부로 연장되고 타 단이 브라켓(150) 외부로 노출되는 한 쌍의 센서 전극으로 구성될 수 있으며, 수위를 감지할 수 있는 수단이라면 이에 한정되지 않고 다양한 종류의 센서 부재로 구성될 수 있다.

또한, 수위감지센서(180)는 차단벽(143)에 의하여 외부로부터 보호되는 수로(142)에 설치된다. 일반적으로 저수조(2)에 물이 채워지는 과정에서 파동(물결)이 발생하고, 파동에 의하여 수위 감지의 정확성이 크게 저하될 수 있다. 따라서 도 8에 도시된 바와 같이, 수로(142)가 차단벽(143)에 의하여 보호되는 경우 수로(142) 외부에 채워지는 물에는 파동(w)이 심하게 발생되지만, 수로(142) 내부로 유입되는 물은 파동이 발생되지 않고 수위가 일정한 상태로 상승하므로 수위 감지의 정확성을 향상시킬 수 있다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 브라켓(150)은 제 1 리드 전극(160), 제 2 리드 전극 및 수위감지센서(180)를 고정하면서 하나의 모듈을 구성한다. 이때, 제 1 리드 전극(160), 제 2 리드 전극(170) 및 수위감지센서(180)의 일 측 단부는 브라켓(150)의 내측으로 연장되고, 타 측 단부는 브라켓(150)의 외부로 노출된다. 브라켓(150)은 절연소재의 사출물로 구성되고, 제 1 리드 전극(160), 제 2 리드 전극 및 수위감지센서(180)는 전도성의 금속소재로 구성되므로, 이들은 제 1 리드 전극(160), 제 2 리드 전극(170) 및 수위감지센서(180)를 인서트 물로 하는 이중사출(insert molding) 공정에 의하여 일체형으로 구성될 수 있다.

도 9는 본 실시예에 따른 가열 장치의 주요부인 하우징의 내부 구조를 나타낸 도면이고, 도 10은 도 9의 주요부인 접촉 가이드 부재를 나타낸 도면이며, 도 11은 본 실시예에 따른 가열 장치의 전극 접촉 구조를 나타낸 도면이다.

본 실시예의 가열 장치(100)는 하우징(140) 내부에 구비되는 한 쌍의 접촉 가이드 부재(190)를 더 포함한다. 접촉 가이드 부재(190)는 제 1 리드 전극(160) 및 제 2 리드 전극(170)의 전기적 접촉을 가이드 한다.

제 1 리드 전극(160) 및 제 2 리드 전극(170)은 각각 제 1 접점 단자(161)와 제 2 접점 단자(171)가 제 1 전극 패드(121) 및 제 2 전극 패드(131)에 접촉되어 발열 전극층(120)과 저항 전극층(130)에 전원을 공급한다. 따라서, 제 1 접점 단자(161)와 제 1 전극 패드(121), 제 2 접점 단자(171)와 제 2 전극 패드(131) 사이에는 전기적 접촉이 확실하게 이루어져야 한다.

본 실시예의 가열 장치(100)는 브라켓(150)이 하우징(140)에 조립되는 과정에서 제 1, 2 리드 전극(160,170)이 하우징 내부로 삽입되면서 제 1 접점 단자(161)와 제 2 접점 단자(171)가 제 1 전극 패드(121) 및 제 2 전극 패드(131)에 접촉된다. 이 과정에서 제 1 접점 단자(161)와 제 1 전극 패드(121), 제 2 접점 단자(171)와 제 2 전극 패드(131) 사이에는 접촉 불량이 발생될 우려가 있다. 특히, 본 실시예와 같이 제 1 전극 패드(121)와 제 2 전극 패드(131)가 형성되는 메탈 플레이트(110) 표면(상면)은 리드 전극(160,170)이 조립되는 방향에 대하여 하향 경사(즉, 역 방향 경사)를 이루는 경우 접점 단자(161,171)와 전극 패드(121,131) 사이에 간격이 형성되어 이들 사이에 접촉 불량이 발생된 가능성이 매우 크다.

따라서 접촉 가이드 부재(190)는 리드 전극(160,170)이 하우징(140) 내부로 삽입될 때 리드 전극(160,170)을 눌러 접점 단자(161,171)가 전극 패드(121,131)에 접촉되도록 가이드 한다. 이를 위한 접촉 가이드 부재(190)는 소정의 탄성을 갖는 탄성 소재로 구성될 수 있으며, 일 예로, 실리콘 블록으로 구성될 수 있다. 접촉 가이드 부재(190)는 실리콘 블록 외에도 탄성편, 탄성범퍼, 스프링 등 다양한 종류의 탄성 소재로 구성될 수 있다.

구체적으로 살펴보면, 도 10과 같이 접촉 가이드 부재(190)는 제 1 리드 전극(160)을 가압하는 제 1 가압 돌부(191)와 제 2 리드 전극(170)을 가압하는 제 2 가압 돌부(192)를 포함한다. 제 1 가압 돌부(191)와 제 2 가압 돌부(192)는 제 1 리드 전극(160)과 제 2 리드 전극(170)이 삽입되는 위치에서 서로 나란하게 형성된다. 특히, 제 1 가압 돌부(191)와 제 2 가압 돌부(192)는 하측으로 소정의 길이로 돌출되어 형성되되, 서로 다른 길이로 돌출되어 단차(g)를 형성한다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 한 쌍의 접촉 가이드 부재(190)는 리드 전극들(160, 170)이 삽입되는 위치의 하우징(140) 내면에 결합되고, 브라켓(150)이 하우징(140)에 조립될 때 제 1 가압 돌부(191) 및 제 2 가압 돌부(192)는 각각 제 1 리드 전극(160) 및 제 2 리드 전극(170)을 가압하여 제 1 접점 단자(161) 및 제 2 접점 단자(171)를 제 1 전극 패드(121) 및 제 2 전극 패드(131)에 접촉시킨다. 이때, 제 1 가압 돌부(191) 및 제 2 가압 돌부(192)는 탄성을 가지므로, 제 1, 2 접점 단자(161,171)와 제 1, 2 전극 패드(121,131) 사이에 소정의 접촉저항(접촉력)이 일정하게 유지되도록 한다.

또한, 제 1 가압 돌부(191) 및 제 2 가압 돌부(192)는 단부의 높이를 달리하는 단차(g)를 가지므로, 제 1 리드 전극(160)과 제 2 리드 전극(170)은 수평 방향에 대하여 상기 단차(g)에 해당하는 만큼의 위치가 서로 어긋나게 된다. 따라서, 제 1 리드 전극(160)과 제 2 리드 전극(170)은 동일 수평선 상에 위치하지 않게 되므로, 이들 사이에서 발생될 수 있는 전기적 간섭을 최소로 할 수 있다. 이때, 제 1, 2 접점 단자(161,171)는 돌출 길이를 달리하여 형성됨으로써, 제 1 리드 전극(160)과 제 2 리드 전극(170)의 위치를 보상하여 제 1, 2 전극 패드(121,131)에 접촉될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

100 : 가열 장치
110 : 히팅 플레이트
111 : 가열면 112 : 보강 플랜지
113 : 체결 홀 114 : 제 1 실링 부재
120 : 발열 전극층 121 : 제 1 전극 패드
130 : 저항 전극층 131 : 제 2 전극 패드
140 : 하우징 141 : 체결 돌기
142 : 수로 143 : 차단 벽
144 : 관통 홀 145 : 회피 홈
150 : 브라켓 151 : 체결 수단
152 : 접지 단자 154 : 제 2 실링 부재
160 : 제 1 리드 전극
161 : 제 1 접점 단자 162 : 제 1 리드 단자
170 : 제 2 리드 전극
171 : 제 2 접점 단자 172 : 제 2 리드 단자
180 : 수위감지센서
190 : 접촉 가이드 부재
191 : 제 1 가압 돌부 192 : 제 2 가압 돌부

Claims (7)

1. 식기 세척기 및 의류 관리기 내부의 저수 공간에 장착되어 물을 가열시키는 장치로서,
   소정의 두께를 갖는 플레이트로서 외부 표면에 가열면을 형성하는 히팅 플레이트;
   일 측으로 한 쌍의 제 1 전극 패드를 제공하면서 상기 히팅 플레이트의 상기 가열면 반대면의 내부 표면에서 형성되는 발열 전극층;
   상기 가열면이 노출되도록 상기 히팅 플레이트를 하측 개구부에 결합시키는 하우징;
   상기 하우징의 측부 개구부를 밀폐하면서 결합되는 브라켓;
   일 측 단부의 제 1 접점 단자와 타 측 단부의 제 1 리드 단자를 구비하고, 상기 브라켓을 관통하면서 상기 브라켓에 일체로 결합되는 한 쌍의 제 1 리드 전극; 및,
   상기 제 1 리드 전극을 가압하여 상기 제 1 접점 단자를 상기 제 1 전극 패드에 접촉시키는 제 1 가압 돌부를 구비하여 상기 하우징의 내면에 결합되는 한 쌍의 접촉 가이드 부재;를 포함하는, 식기 세척기 및 의류 관리기용 가열 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   일 측으로 한 쌍의 제 2 전극 패드를 제공하면서 상기 발열 전극층에 중첩되지 않는 영역에서 상기 히팅 플레이트의 내부 표면에 형성되는 저항 전극층; 및,
   일 측 단부의 제 2 접점 단자와 타 측 단부의 제 2 리드 단자를 구비하고, 상기 브라켓을 관통하면서 상기 브라켓에 일체로 결합되는 한 쌍의 제 2 리드 전극;을 더 포함하고,
   상기 접촉 가이드 부재는,
   상기 제 2 리드 전극을 가압하여 상기 제 2 접점 단자를 상기 제 2 전극 패드에 접촉시키는 제 2 가압 돌부를 더 구비하는, 식기 세척기 및 의류 관리기용 가열 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 접촉 가이드 부재는, 상기 제 1 접점단자(또는 상기 제 2 접점 단자)와 상기 제 1 전극 패드(또는 상기 제 2 전극 패드) 사이에 일정한 접촉력을 유지시키는 탄성 소재로 구성되는, 식기 세척기 및 의류 관리기용 가열 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   일단이 상기 하우징으로 노출되도록 상기 브라켓에 일체로 결합되는 수위감지센서;를 더 포함하고,
   상기 수위감지센서에서 물이 채워지는 것이 감지될 때 물을 가열하도록 구성되는, 식기 세척기 및 의류 관리기용 가열 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 하우징은, 물이 유입되거나 배출되는 관통 홀을 갖는 차단 벽에 의하여 외부와 단절되는 수로를 형성하고,
   상기 수위감지센서는, 일단이 상기 수로에 노출되도록 설치되어 상기 수로에 유입되는 물의 수위를 감지하도록 구성되는, 식기 세척기 및 의류 관리기용 가열 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 가열면은, 상기 히터 플레이트의 중앙 영역이 내측으로 오목하도록 벤딩되어 형성되는, 식기 세척기 및 의류 관리기용 가열 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 가열면은, 벤딩되는 깊이를 달리하는 경사 구조를 이루는, 식기 세척기 및 의류 관리기용 가열 장치.

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