WO2022231405A1 - 세탁기 및 그 제어방법 - Google Patents

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WO2022231405A1
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이승훈
박준현
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Definitions

  • the circulation pump and the drain pump of the washing machine may apply a brushless motor (BLDC motor, brushless direct current motor) to control the speed and flow rate of the motor.
  • BLDC motor brushless direct current motor
  • 1 is an external view of a washing machine according to an embodiment.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
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Abstract

개시된 일 측면에 따른 세탁기는 수조와 수조의 내부에 회전 가능하게 마련되는 드럼과 저장된 물을 가열하는 히터와 수조에 저장된 물의 일부를 순환시키는 순환 펌프와 수조 내의 물의 수위를 감지하도록 마련된 수위 센서와 수조에 저장된 물의 일부를 순환시키도록 순환 펌프를 제어하고, 수조 내의 물이 순환되고 히터가 가동되는 중에 물의 수위에 기초하여 순환 펌프의 분당 회전수를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

세탁기 및 그 제어방법
개시된 발명은 의류 등의 세탁물을 세탁할 수 있는 세탁기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
세탁기는 전력을 이용하여 의류를 세탁하는 기계로서, 일반적으로 물을 저장하는 수조와, 수조의 내부에서 기계적 에너지를 일으켜 세탁물로부터 오염을 분리하는 드럼을 포함한다.
세탁기는 수조 내부의 물을 순환시켜 세탁물에 분사하기 위한 순환 펌프와 수조 내부의 물을 외부로 배출시키기 위한 배수 펌프를 포함하고, 순환 펌프 및 배수 펌프를 구동시키기 위한 모터를 포함한다.
이 때, 세탁기의 순환 펌프 및 배수 펌프는 브러시리스 모터(BLDC motor, Brushless Direct Current motor)를 적용하여 모터의 속도 및 유량이 조절될 수 있다.
한편, 세탁기는 세탁 행정 또는 헹굼 행정에서 순환 펌프를 이용해 수조에 공급된 물을 세탁물에 분사할 수 있으며, 모터의 속도를 조절하여 순환되는 유량을 조절할 수 있다. 이 때, 적심량 또는 세탁 성능은 향상될 수 있으나, 수조에 공급된 물을 가열하는 히터는 수위 밖으로 노출되어 과열 등의 위험이 발생한다.
개시된 발명의 일 측면은 히터가 마련된 수조 내의 안전 수위를 유지하여 히터 과열을 방지할 수 있는 세탁기 및 그 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 세탁기는 수조; 상기 수조의 내부에 회전 가능하게 마련되는 드럼; 상기 저장된 물을 가열하는 히터; 상기 수조에 저장된 물의 일부를 순환시키는 순환 펌프; 상기 수조 내의 물의 수위를 감지하도록 마련된 수위 센서; 및 상기 수조에 저장된 물의 일부를 순환시키도록 상기 순환 펌프를 제어하고, 상기 수조 내의 물이 순환되고 상기 히터가 가동되는 중에 상기 물의 수위에 기초하여 상기 순환 펌프의 모터 회전수를 제어하는 제어부;를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 수조 내의 물의 수위가 미리 정해진 수위 이하이면, 상기 모터 회전수가 감소되도록 상기 순환 펌프를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 모터 회전수가 미리 정해진 모터 회전수 또는 미리 정해진 비율만큼 감소하도록 상기 순환 펌프를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 순환 펌프가 미리 정해진 주기로 온/오프를 반복하도록 제어하고, 상기 주기 당 온 시간이 증가하도록 상기 순환 펌프를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 주기 내의 오프 동작을 온 동작으로 변경하도록 상기 순환 펌프를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 모터 회전수가 감소되면, 상기 순환 펌프의 가동 시간을 증가시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 수위 센서를 통해 상기 수조 내의 수위 주파수를 획득하고, 상기 수위 주파수의 변화에 기초하여 상기 물의 수위를 획득하고, 상기 수위 주파수의 변화를 감지하면, 상기 펌프 모터의 모터 회전수를 감소시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 수위 주파수의 변화가 감지되지 않으면, 상기 모터 회전수가 초기 모터 회전수로 유지되도록 상기 순환 펌프를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 히터가 가동되지 않으면, 상기 모터 회전수가 초기 모터 회전수로 유지되도록 상기 순환 펌프를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 순환 펌프가 일정한 모터 회전수에 따라 구동하도록 제어하고, 상기 순환 펌프가 온/오프를 반복하도록 제어하고, 상기 히터가 온(on) 되는 구간에서 상기 모터 회전수가 감소하도록 상기 순환 펌프를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 모터 회전수를 감소시킴으로써, 상기 수조 내에 분사되는 물의 유량을 감소시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 수조에 투입된 세탁물의 무게를 감지하고, 상기 세탁물의 무게에 대응하는 미리 저장된 급수량에 따라 상기 수조에 물을 공급할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 감지된 세탁물의 무게가 미리 정해진 무게 미만이면, 상기 수위 센서를 통해 상기 수조 내의 수위 주파수를 획득하고, 상기 수위 주파수의 변화에 기초하여 상기 물의 수위를 획득하고, 상기 수위 주파수의 변화를 감지하면, 상기 모터 회전수가 감소되도록 상기 순환 펌프를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 감지된 세탁물의 무게가 미리 정해진 무게 이상이면, 상기 모터 회전수가 초기 모터 회전수로 유지되도록 상기 순환 펌프를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 순환 펌프의 모터 회전수에 가중치를 적용하여 상기 모터 회전수가 감소되도록 상기 순환 펌프를 제어하고, 상기 가중치는 상기 세탁물의 무게에 비례할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 세탁기의 제어 방법은 물을 저장하는 수조, 상기 저장된 물을 가열하는 히터, 상기 수조에 저장된 물의 일부를 상기 수조 내에 분사하도록 물을 펌핑하는 순환 펌프, 및 상기 수조 내의 물의 수위를 감지하도록 마련된 수위 센서를 포함하고, 상기 수조에 저장된 물의 일부를 순환시키도록 상기 순환 펌프를 제어하고; 및 상기 수조 내의 물이 순환되고 상기 히터를 가동되는 중에 상기 물의 수위에 기초하여 상기 순환 펌프의 모터 회전수를 제어하는 것;을 포함한다.
상기 순환 펌프를 제어하는 것은, 상기 수조 내의 물의 수위가 미리 정해진 수위 이하이면, 상기 모터 회전수가 감소되도록 상기 순환 펌프를 제어할 수 있다.
상기 순환 펌프를 제어하는 것은, 상기 모터 회전수가 미리 정해진 모터 회전수 또는 미리 정해진 비율만큼 감소하도록 상기 순환 펌프를 제어하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 세탁기의 제어 방법은 상기 순환 펌프가 미리 정해진 주기로 온/오프를 반복하도록 제어하고, 상기 주기 당 온 시간이 증가하도록 상기 순환 펌프를 제어하는 것;을 더 포함할 수 있다.
상기 순환 펌프를 제어하는 것은, 주기 내의 오프 동작을 온 동작으로 변경하도록 상기 순환 펌프를 제어하는 것을 포함할 수 있다.
상기 순환 펌프를 제어하는 것은, 상기 수위 센서를 통해 상기 수조 내의 수위 주파수를 획득하고, 상기 수위 주파수의 변화에 기초하여 상기 물의 수위를 획득하고, 상기 수위 주파수의 변화를 감지하면, 상기 펌프 모터의 모터 회전수를 감소시키는 것을 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 순환 펌프에 의한 순환 유량을 조절하여 수조 내의 안전 수위를 유지함으로써, 히터의 과열을 방지할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 세탁기의 외관도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 세탁기의 측단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 세탁기의 제어 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 세탁기에 세탁물이 투입된 경우를 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 세탁기가 순환 펌프를 가동하여 세탁물에 물을 분사하는 경우를 나타내는 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 세탁기의 제어 방법의 순서도이다.
도 7은 일반적인 세탁 행정에서 순환 펌프의 동작을 도시한다.
도 8은 일 실시예에 따른 세탁기의 세탁 행정에서 순환 펌프의 동작을 도시한다.
도 9는 일 실시예에 따른 세탁기의 제어 방법의 순서도이다.
도 10 및 도 11은 일 실시예에 따른 세탁기가 온/오프 동작을 제어하는 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 세탁기가 히터 가동에 따라 순환 펌프를 제어하는 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 세탁기의 제어 방법의 순서도이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 개시된 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하에서는 개시된 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 세탁기의 외관도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 세탁기의 측단면도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 세탁기의 제어 블록도이다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 세탁기(1)는 외관을 형성하는 본체(10)와, 본체(10) 내부에 설치되며 세탁 행정 또는 헹굼 행정 시에 물이 저수되는 수조(20)와, 수조(20)의 내부에 회전 가능하게 설치되며 다수의 연통공(31)이 형성되는 드럼(30)을 포함한다.
본체(10)의 전면 커버(10a)에는 드럼(30)의 내부로 세탁물을 투입할 수 있도록 투입구(11)가 형성되고, 투입구(11)를 개폐할 수 있도록 도어(12)가 설치된다.
전면 커버(10a)의 상단에는 사용자의 제어 명령을 입력 받기 위한 입력부(110)와 세탁기(1)의 동작에 관한 각종 정보를 표시하거나 사용자의 입력을 가이드 하는 화면을 표시하는 디스플레이(115)가 배치될 수 있다
입력부(110)는 조그 셔틀(jog shuttle) 또는 다이얼 형태로 마련되어 사용자가 입력부(110a)를 잡고 돌리거나 누르는 등의 방식으로 제어 명령을 입력하게 할 수도 있고, 터치 패드나 버튼 형태로 마련되어 사용자가 입력부(110b)를 터치하거나 누르는 방식으로 제어 명령을 입력하게 할 수도 있다.
예를 들어, 입력부(110)는, 조그 셔틀 형태로 마련된 입력부(110a) 및 터치 패드 형태로 마련된 입력부(110b)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 입력부(110)는, 사용자로부터 원하는 코스에 대한 입력을 수신할 수 있다. 사용자는, 입력부(110a)를 잡고 돌리는 방식으로 원하는 코스를 입력할 수 있다. 이 때, 디스플레이(115)는, 입력부(110a)가 돌아갈 때마다 선택되는 코스를 디스플레이 할 수 있으며, 사용자는, 원하는 코스가 선택되는 경우 동작/일시정지 버튼(110b)을 눌러 원하는 코스를 수행하도록 세탁기(1)를 제어할 수 있다.
또한, 입력부(110)는, 세탁온도 버튼(미도시), 헹굼횟수 버튼(미도시), 탈수세기 버튼(미도시) 또는 부가기능 버튼(미도시)을 통하여 사용자로부터 세부 옵션에 대한 입력을 수신할 수 있다.
디스플레이(115)는 LCD, LED, OLED, QLED 등 다양한 디스플레이 패널에 의해 구현될 수 있고, 전면에 터치 패드가 마련되어 터치 스크린으로 구현되어 사용자로부터 입력을 수신하는 입력부(110)의 기능을 수행하는 것도 가능하다.
디스플레이(115)는, 입력부(110a)의 회전에 따라 대응하는 코스를 표시할 수 있으며, 세탁온도 버튼(미도시)을 통하여 선택되거나 기본 설정값에 대응하는 세탁온도(미도시)를 표시할 수 있다.
또한, 디스플레이(115)는, 헹굼횟수 버튼을 통하여 선택되거나 기본 설정값에 대응하는 헹굼횟수를 표시할 수 있으며, 탈수세기 버튼을 통하여 선택되거나 기본 설정값에 대응하는 탈수세기를 표시할 수 있으며, 부가기능 버튼을 통하여 선택된 부가기능을 표시할 수 있다.
디스플레이(115)는, 실시예에 따라, 좌측으로부터 코스, 세탁온도, 헹굼횟수, 탈수세기 및 부가기능의 순서로 해당 내용을 표시할 수 있다. 즉, 코스는, 동작/일시정지 버튼의 우측에 표시될 수 있으며, 세탁온도는, 표시되는 코스의 우측에 표시될 수 있으며, 헹굼횟수는, 표시되는 세탁온도의 우측에 표시될 수 있으며, 탈수세기는, 표시되는 헹굼횟수의 우측에 표시될 수 있으며, 부가기능은, 표시되는 탈수세기의 우측에 표시될 수 있다.
이 때, 입력부(110)의 세탁온도 버튼, 헹굼횟수 버튼, 탈수세기 버튼 및 부가기능 버튼 각각은, 실시예에 따라, 디스플레이(115)에 표시되는 세탁온도, 헹굼횟수, 탈수세기 및 부가기능의 하단에 마련될 수 있다.
수조(20)의 하측 내부에는 수조(20)에 있는 물을 가열하기 위한 히터(180)와, 드럼(30)에 있는 물의 양(수위)을 감지하기 위해 수위에 따라 변화하는 주파수를 감지하도록 마련되는 수위 센서(도 3, 120)가 설치된다.
히터(180)는 수조(20)에 물이 공급되면, 공급된 물의 양에 따라 가열 시간 및/또는 가열 온도를 조절하여, 물의 온도가 목표 온도에 도달하도록 한다. 히터(180)는 수조(20)의 하측 내부에 마련되어, 수조(20)를 통한 열 전도 방식으로 물을 가열한다. 이 때, 히터(180)는 수조(20)에 물이 충분히 있는 경우, 발생한 열을 물에 전달하여 과열의 위험성이 낮으나, 수조(20)에 물이 없거나, 부족한 경우에는 발생한 열이 히터(180) 이외에 방출되지 않기 때문에 과열의 위험이 존재한다. 개시된 발명은 수조(20)에 물이 충분한 수위를 유지하도록 하여 히터(180)의 과열을 방지하며, 이를 구현하기 위한 구체적인 제어 방법은 이하에서 상세히 설명한다.
수위 센서(120)는 수조(20)의 내부 압력에 상응하는 수위 주파수를 획득하여 수조(20)에 있는 물의 수위를 획득할 수 있다. 수조(20)의 수위가 높아짐에 따라 수조(20)의 내부 압력이 상승하고, 수위 주파수는 하강한다. 반대로, 수조(20)의 수위가 낮아짐에 따라 수조(20)의 내부 압력이 하강하고, 수위 주파수는 상승한다. 이러한 특성에 기초하여, 제어부(140)는 수위 센서(120)로부터 수위 주파수를 전달받아 수조(20) 내부의 수위 정보를 획득할 수 있다.
본체(10)의 내측 상부에는 수조(20)로 물을 공급하기 위한 급수 장치(150)가 설치된다.
급수 장치(150)는 외부 급수부(미도시)와 연결된 제 1 급수관(151)과, 제 1 급수관(151)을 개폐하는 급수 밸브(152)와, 제 1 급수관(151)을 통해 공급된 물에 세제 또는 유연제와 혼합되도록 하는 세제 공급 장치(153)와, 세제 공급 장치(153)와 수조(20)를 연결하여 물과 세제가 혼합된 세탁수 또는 물과 유연제가 혼합된 헹굼수를 수조(20)로 안내하는 제 2 급수관(154)을 포함한다.
이 때, 세제 공급 장치(153)는, 세제 저장 공간과 유연제 저장 공간으로 구획될 수 있으며, 제1 급수관(151)은, 세제 저장 공간과 연결되는 하나의 급수관과 유연제 저장 공간과 연결되는 다른 하나의 급수관으로 마련될 수 있다.
수조(20)의 후측 외면에는 드럼(30)을 회전시키기 위한 모터(16)가 마련 된다. 모터(16)는 수조(20)에 설치되는 고정자(161)와, 고정자(161)와 상호 작용하며 회전하는 회전자(162)와, 일단은 회전자(162)에 설치되고 타단은 수조(20)의 후면을 관통하여 드럼(30)에 설치되어 회전자(162)와 함께 회전하며 드럼(30)이 회전하도록 하는 회전축(163)을 포함한다.
본체(10)의 내측 하부에는 수조(20)에 저장되어 있는 물을 흡입하기 위한 순환 펌프(170)가 설치된다. 순환 펌프(170)는 수조(20)에 저장된 물의 일부를 수조(20) 내에 분사하도록 물을 펌핑한다.
순환 펌프(170)는 순환되는 유량을 조절하기 위하여, 속도 조절이 가능한 펌프 모터(160)를 포함할 수 있다. 펌프 모터(160)는 순환 펌프(170)의 하우징(미도시)에 수용되며, 인버터(미도시)에 의해 구동되는 BLDC 모터(Brushless Direct Current Motor)일 수 있다. 제어부(140)는 펌프 모터(160)에 인가되는 입력 전압을 제어함으로써, 펌프 모터(160)는 인가되는 입력 전압에 따라 분당 회전수 조절하여 순환 펌프(170)의 유량을 조절할 수 있다.
순환 펌프(170)는 복수의 관(pipe)과 연결된다. 복수의 관들은 수조(20)의 배수구(32)에 연결되는 제1 배수관(171)과, 수조(20)로부터 흡입한 물을 펌핑하여 본체(10)의 외부로 배출하기 위한 제2 배수관(172)을 포함한다. 단, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 순환 펌프(170)를 배수 펌프(미도시)와 구분하지 않았으나, 도시된 바와 같이, 순환 펌프(170) 및 배수 펌프는 하나의 펌프로 구현될 수 있고, 독립적인 2 개의 펌프로 구현될 수 있다.
순환 펌프(170)는 수조(20)에 공급된 물의 일부를 제1 배수관(171)을 통해 배출하고, 물의 일부를 순환시켜 분사구(60)를 통해 수조(20)의 내부에 있는 세탁물에 분사시킬 수 있다.
순환 펌프(170)는 펌프 모터(160)의 분당 회전수에 따라 순환되는 유량을 조절할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어부(140)는 펌프 모터(160)에 인가되는 입력 전압의 크기를 조절하여, 펌프 모터(160)의 분당 회전수를 조절한다. 순환 펌프(170)의 순환 유량은 펌프 모터(160)에 대한 제어부(140)의 입력 전압 제어에 의해 결정되며, 순환 유량은 곧 수조(20)에서 배출된 물의 양과 동일하다.
세탁기(1)는, 제어에 필요한 각종 정보를 저장하는 저장부(130)와, 세탁기(1)를 제어하는 제어부(140)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 저장부(130)는, 코스 각각의 동작 내용에 대한 정보를 저장할 수 있으며, 기 공지된 유형의 저장 매체가 사용될 수 있다.
일 실시예에 따른 저장부(130)는 세탁물의 무게 별 급수량에 관한 테이블을 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부(130)는 세탁물의 무게를 구간 별로 나누고, 각 구간에 대응되는 급수량을 저장할 수 있다. 제어부(140)는 세탁물의 무게를 감지하면, 저장부(130)에 저장된 세탁물의 무게에 대응하는 급수량에 따라 수조(20)에 물을 공급할 수 있다.
제어부(140)는 수조(20)에 공급된 물의 일부를 수용된 세탁물에 분사하기 위해 순환 펌프(170)을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(140)는 순환 펌프(170)에 구동력을 제공하는 펌프 모터(160)의 분당 회전수를 조절하여 순환 펌프(170)를 통해 분사되는 물의 순환 유량을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 펌프 모터(160)의 분당 회전수가 상승하도록 펌프 모터(160)를 제어하고, 순환 유량을 증가시킬 수 있다. 또한, 제어부(140)는 펌프 모터(160)의 분당 회전수가 하강하도록 펌프 모터(160)를 제어하고, 순환 유량을 감소시킬 수 있다. 이와 관련한, 제어부(140)의 구체적인 동작 및 실시예에 관하여는 도 4 및 도 5를 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 4는 일 실시예에 따른 세탁기에 세탁물이 투입된 경우를 나타내는 도면이고, 도 5는 일 실시예에 따른 세탁기가 순환 펌프를 가동하여 세탁물에 물을 분사하는 경우를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 세탁기(1)는 수조(20) 내에 세탁물을 수용하고, 수용된 세탁물의 무게에 대응하는 급수량에 따른 물을 공급한다. 상술한 바와 같이, 급수량은 저장부(130)에 저장된 세탁물의 무게 별 급수량에 관한 테이블에 의할 수 있으며, 세탁물의 무게가 클수록 더 많은 물이 공급된다.
세탁기(1)는 수조(20)의 하측 내부에 히터(180)가 마련되어, 수조(20)에 공급된 물을 가열할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 세탁기(1)는 순환 펌프(170)를 가동하여 수조(20) 내에 공급이 완료된 물의 일부를 세탁물에 분사할 수 있다.
세탁기(1)는 순환 펌프(170)를 가동하여, 수조(20)에 공급된 물의 일부를 제1 배수관(171)을 통해 순환 유로(50)에 전달되도록 하고, 전달된 물을 분사구(60)를 통해 세탁물에 분사한다. 이 때, 순환 유량은 순환 펌프(170)를 구동하는 펌프 모터(160)의 분당 회전수에 의해 결정될 수 있다.
한편, 순환 유량은 펌프 모터(160)의 분당 회전수에 의해 결정됨과 동시에 일정한 부피를 갖는 순환 유로(50)를 통해 제공되므로, 최소 필요량이 정해진다. 또한, 순환 유량은 수조 내의 수조(20)에 공급된 물의 일부이기 때문에 수조에 공급된 전체 급수량보다 적은 양에 해당한다.
이 때, 최소 필요한 순환 유량에 의해 수조(20)의 있는 물의 양이 감소하며, 수조(20) 내의 물의 수위가 낮아진다. 만약, 수조(20)에 공급된 물이 모두 순환 유량으로 전환되거나, 도 5에 도시된 바와 같이, 물의 수위가 히터(180)를 과열로부터 보호할 수 있는 안전 수위(S) 이하로 내려갈 경우 과열 위험이 발생한다. 따라서, 세탁기(1)는 수조(20) 내의 안전 수위(S)를 유지하기 위한 조치가 필요하다. 안전 수위(S)는 수조(20)의 물을 이용하여 쿨링을 수행할 수 있는 최소한의 물의 양으로써, 히터(180)의 과열을 방지하는 기준이 된다. 안전 수위(S)는 세탁기(1)의 사양, 목표 온도 등에 의해 결정될 수 있으며, 설정에 따라 미리 정해진 수위일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제어부(140)는 펌프 모터(160)의 분당 회전수를 감소시킴으로써, 수조(20) 내에 분사되는 물의 유량을 감소시킬 수 있다. 따라서, 순환 펌프(170)에 의한 순환 유량은 감소하고, 수조(20) 내에 있는 물의 양을 증가시켜 안전 수위 이상으로 유지하도록 할 수 있다. 제어부(140)는 수조(20) 내의 물 부족으로 인한 히터(180)의 과열 위험이 있는 경우에 펌프 모터(160)를 제어하며, 구체적인 판단 기준 및 제어 과정에 대해서는 도 6 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6은 일 실시예에 따른 세탁기의 제어 방법의 순서도이고, 도 7은 일반적인 세탁 행정에서 순환 펌프의 동작을 도시하고, 도 8은 일 실시예에 따른 세탁기의 세탁 행정에서 순환 펌프의 동작을 도시한다. 이하, 도 6에 따른 제어 방법은 도 7 및 도 8을 함께 참조하여 설명한다.
제어부(140)는 세탁물이 투입되면(601), 투입된 세탁물의 무게를 감지한다(602). 이 때, 세탁기(1)는 무게 센서(미도시)를 별도로 구비하여 세탁물의 무게를 감지하거나, 모터(16)의 회전에 의한 부하 변화량에 기초하여 세탁물의 무게를 감지할 수 있다. 단, 전술한 무게 감지 방식 이외에도 다양한 공지된 무게 감지 기술이 적용될 수 있음은 물론이다.
세탁물 투입 및 세탁물의 무게 감지가 완료되면, 세탁기(1)는 수조(20)에 물을 공급한다(603). 제어부(140)는 급수 장치(150)를 제어하여, 제1 급수관(151)를 통해 외부로부터의 물을 공급한다. 제어부(140)는 602 단계에서 세탁물의 무게 감지한 것에 기초하여 세탁물의 무게에 대응하는 양의 물을 수조(20)에 공급할 수 있다.
한편, 개시된 발명은 순환 유량에 의한 히터(180)의 과열을 방지하기 위한 것으로, 히터(180)가 가동되지 않으면 별도의 제어 과정이 필요하지 않다.
따라서, 제어부(140)는 히터(180)가 가동 중인지 판단하고(604), 히터(180)가 가동 중이지 않으면, 펌프 모터(160)의 분당 회전수를 초기 분당 회전수로 유지한다. 다시 말해, 세탁기(1)는 안전 수위를 유지할 필요 없으므로, 수조(20) 내의 물을 제한없이 세탁물에 분사하는데 이용할 수 있다.
제어부(140)는 히터(180)가 가동 중인지 판단하고(604), 히터(180)가 가동 중이면, 수조(20) 내의 물의 수위를 획득한다(605). 물의 수위는 수위 센서(120)를 통해 획득할 수 있으며, 수위 센서(120)는 수조(20)의 내부 압력에 상응하는 수위 주파수를 획득하여, 수조(20)에 있는 물의 수위를 획득하여 제어부(140)에 전달할 수 있다.
제어부(140)는 현재 물의 수위를 획득하여, 물의 수위가 미리 정해진 수위 이하인지 판단한다(606). 여기서, 미리 정해진 수위는 안전 수위(S)에 해당할 수 있다. 안전 수위(S)는 수조(20)의 물을 이용하여 쿨링을 수행할 수 있는 최소한의 물의 양으로써, 히터(180)의 과열을 방지하는 기준이 된다. 일 실시예에 따르면, 미리 정해진 수위는 안전 수위(S)일 수 있으나, 안전 수위(S)보다 높게 설정하여, 히터(180)의 과열 기준을 엄격히 할 수 있다.
제어부(140)는 물의 수위가 미리 정해진 수위 이하이면, 펌프 모터(160)의 분당 회전수를 감소시킨다(607). 펌프 모터(160)의 분당 회전수가 감소함에 따라 순환 펌프(170)에 의한 순환 유량이 감소되고, 이에 상응하는 물이 수조(20)에 재 공급되어 수조(20) 내의 안전 수위(S)를 유지할 수 있다.
일 실시예에 따른 제어부(140)는 펌프 모터(160)의 분당 회전수가 미리 정해진 분당 회전수 또는 미리 정해진 비율만큼 감소하도록 펌프 모터(160)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 안전 수위(S)를 확보하기 위하여, 펌프 모터(160)의 분당 회전수가 미리 정해진 분당 회전 수인 20 rpm 만큼 감소하도록 펌프 모터(160)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 안전 수위(S)를 확보하기 위하여, 펌프 모터(160)의 분당 회전수가 미리 정해진 비율인 20% 만큼 감소하도록 펌프 모터(160)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따른 제어부(140)는 수위 센서(120)를 통해 수조(20) 내의 수위 주파수를 획득하고, 수위 주파수 변화에 기초하여 물의 수위를 획득할 수 있다. 이 때, 제어부(140)는 수위 주파수 별로 저장된 물의 수위 데이터에 기초하여 실제 수조(20) 내의 물의 수위를 획득할 수 있다. 제어부(140)는 수위 주파수의 변화를 감지하면, 펌프 모터(160)의 분당 회전수가 감소되도록 펌프 모터(160)을 제어한다. 본 실시예에서 제어부(140)는 기존의 감지된 수위 주파수보다 높은 수위 주파수를 감지하여 물의 수위가 감소한 것을 판단할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 제어부(140)는 수위 주파수의 변화가 감지되지 않으면, 펌프 모터(160)의 분당 회전수가 초기 분당 회전수로 유지되도록 펌프 모터(160)를 제어한다.
도 7에 따른 순환 펌프(170)의 동작은 기존의 제어 방식을 나타낸 것으로, 수위 주파수, 즉, 수조(20) 내의 물의 수위 변화에 관계없이 펌프 모터(160)의 분당 회전수를 일정하게 유지하여, 모터(16) 및 순환 펌프(170)의 동작에 따라 수위가 변화된다.
도 8에 따른 순환 펌프(170)의 동작은 개시된 발명에 따른 제어 방식을 나타낸 것으로, 제어부(140)는 수위 주파수의 변화에 기초하여 펌프 모터(160)의 분당 회전수를 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이, 수위 주파수는 수조(20)의 수위가 높아짐에 따라 내부 압력이 높아지면 하강하고, 수조(20)의 수위가 낮아짐에 따라 내부 압력이 낮아지면 상승한다.
도 8을 참조하면, 제어부(140)는 수위 주파수가 A 지점에서 상승 변화를 감지하여, 물의 수위가 낮아진 것으로 판단할 수 있다. 이 때, 제어부(140)는 수위 주파수의 변화만을 감지하여 수위가 낮아진 것을 판단할 수 있다. 저장부(130)에는 수조(20) 내의 수위 별 수위 주파수를 저장되어, 제어부(140)는 수위 주파수를 감지하면, 저장부(130)에 저장된 수위 별 수위 주파수와 비교하여 현재의 수위가 안전 수위(S)에 도달하였는지 판단할 수 있다.
만약, 제어부(140)는 수위 주파수가 안전 수위(S)에 대응되는 수위 주파수에 도달한 것을 감지하면, 펌프 모터(160)의 분당 회전수가 감소하도록 펌프 모터(160)를 제어한다(B1 지점). 펌프 모터(160)의 분당 회전수가 감소함에 따라 수조(20) 내의 수위는 증가하고, 히터(180)를 냉각할 수 있는 물의 양이 증가한다.
일정 시간이 경과한 후에, 제어부(140)는 펌프 모터(160)의 분당 회전수가 초기 분당 회전수로 복귀되도록 펌프 모터(160)를 제어할 수 있다(B2 지점). 이 경우, 세탁기(1)는 펌프 모터(160)의 분당 회전수가 증가되어, 직전 보다 순환 유량을 확보할 수 있고, 세탁물에 대한 적심 성능을 다시 향상시킬 수 있다.
이상에서는 수조(20) 내의 물의 수위가 안전 수위(S) 이하에 도달하는 경우, 펌프 모터(160)의 분당 회전수를 하강시켜 순환 유량을 감소시킴과 동시에 수조(20) 내의 수위를 확보하는 것에 대해 설명하였다.
그러나, 순환 펌프(170)에 의한 적심 성능은 순환 유량이 감소함에 따라 저하될 수 있다. 이는, 순환 펌프(170)의 온/오프 제어를 통해 기존의 성능을 유지할 수 있다. 이와 관련하여, 도 9 내지 도 12를 참조하여 설명한다.
도 9는 일 실시예에 따른 세탁기의 제어 방법의 순서도이고, 도 10 및 도 11은 일 실시예에 따른 세탁기가 온/오프 동작을 제어하는 도면이고, 도 12는 일 실시예에 따른 세탁기가 히터 가동에 따라 순환 펌프를 제어하는 도면이다. 도 9에 따른 제어 방법은 도 10 내지 도 12를 참조하여 상세히 설명한다.
제어부(140)는 순환 펌프(170)가 온/오프를 반복하도록 제어한다(901). 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 제어부(140)는 순환 펌프(170)의 온/오프가 반복되도록 제어하여, 분사구(60)가 일정 주기에 따라 물을 간헐적으로 분사하도록 한다. 이 경우, 제한된 순환 유량에서 물의 분사를 조절하기 때문에 분사 압력을 상승시켜 적심 성능을 향상시킬 수 있다.
제어부(140)는 순환 펌프(170)가 온/오프를 반복하는 것에 더하여, 온/오프 비율을 조절할 수 있다(902).
도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 제어부(140)는 순환 펌프(170)의 구동 주기를 유지하고, 순환 펌프(170)의 주기 당 온 시간이 증가하도록 순환 펌프(170)를 제어할 수 있다. 이 경우, 정해진 시간 내에서 물의 분사 시간이 증가되므로, 세탁기(1)의 적심 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 제어부(140)는 펌프 모터(160)의 분당 회전수가 감소되면, 순환 펌프의 가동 시간 자체를 증가시킬 수 있다. 이 경우에는 기존보다 적심 시간을 충분히 확보하여, 순환 유량이 감소함에 따른 제약을 극복하도록 한다.
도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 제어부(140)는 순환 펌프(170)의 주기 내의 오프 동작을 온 동작으로 변경하도록 순환 펌프(170)를 제어할 수 있다. 따라서, 세탁기(1)는 기존의 적심 성능, 즉 세탁 성능을 확보할 수 있다.
도 12를 참조하면, 일 실시예에 따른 제어부(140)는 히터(180)가 온 되는 구간에서 순환 펌프(170)가 하강된 분당 회전수에 의해 구동되도록 펌프 모터(160)를 제어할 수 있다. 제어부(140)는 펌프 모터(160)가 일정한 분당 회전수에 따라 구동하도록 펌프 모터(160)를 제어하고, 순환 펌프(170)가 온/오프를 반복하도록 제어한다. 이 때, 제어부(170)는 히터가 온 되는 구간에서 분당 회전수가 감소하도록 펌프 모터(160)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 히터가 오프 되는 구간에서 원래의 펌프 모터(160)의 분당 회전수가 원래대로 복구되도록 펌프 모터(160)를 제어할 수 있다.
한편, 개시된 발명에 따른 세탁기(1)는 세탁물의 무게에 기초하여 수조(20)에 공급하는 급수량을 조절할 수 있다. 이는 곧, 세탁기(1)는 세탁물의 무게가 클수록 많은 양의 물을 확보할 수 있고, 충분한 순환 유량을 제공함과 동시에 안전 수위(S)보다 높은 수위를 확보할 수 있음을 나타낸다. 따라서, 후술하는 실시예는 세탁물의 무게에 기초하여 수위 주파수를 감지하는 단계를 생략하도록 한다.
도 13은 일 실시예에 따른 세탁기의 제어 방법의 순서도이다.
제어부(140)는 세탁물이 투입되면(1301), 투입된 세탁물의 무게를 감지한다(1302). 이 때, 세탁기(1)는 무게 센서(미도시)를 별도로 구비하여 세탁물의 무게를 감지하거나, 모터(16)의 회전에 의한 부하 변화량에 기초하여 세탁물의 무게를 감지할 수 있다. 단, 전술한 무게 감지 방식 이외에도 다양한 공지된 무게 감지 기술이 적용될 수 있음은 물론이다.
세탁물 투입 및 세탁물의 무게 감지가 완료되면, 세탁기(1)는 수조(20)에 물을 공급한다(1303). 제어부(140)는 급수 장치(150)를 제어하여, 제1 급수관(151)를 통해 외부로부터의 물을 공급한다. 제어부(140)는 1302 단계에서 세탁물의 무게 감지한 것에 기초하여 세탁물의 무게에 대응하는 양의 물을 수조(20)에 공급할 수 있다.
이 때, 제어부(140)는 세탁물의 무게가 미리 정해진 무게 이상이면(1304), 펌프 모터(160)의 분당 회전수를 초기 분당 회전수로 유지하도록 한다(1305). 여기서, 미리 정해진 무게는 급수 장치(150)가 순환 유량에 필요한 부피와 안전 수위(S) 이상에 필요한 부피를 합한 급수량에 대응되는 세탁물의 무게를 가리킨다. 이 경우에는, 수조(20) 내에서 순환 유량에 의한 물의 감소가 있어도 안전 수위(S)를 확보할 수 있기 때문에 별도의 수위 주파수 감지 과정을 거치지 않을 수 있다.
또한, 제어부(140)는 세탁물의 무게가 미리 정해진 무게 미만이어도(1304), 히터(180)가 가동 중이지 않으면(1306), 펌프 모터(160)의 분당 회전수를 초기 분당 회전수로 유지하도록 한다(1307).
제어부(140)는 히터(180)가 가동 중인지 판단하고(1306), 히터(180)가 가동 중이면, 수조(20) 내의 물의 수위를 획득한다(1038). 물의 수위는 수위 센서(120)를 통해 획득할 수 있으며, 수위 센서(120)는 수조(20)의 내부 압력에 상응하는 수위 주파수를 획득하여, 수조(20)에 있는 물의 수위를 획득하여 제어부(140)에 전달할 수 있다.
제어부(140)는 현재 물의 수위를 획득하여, 물의 수위가 미리 정해진 수위 이하인지 판단한다(1039). 여기서, 미리 정해진 수위는 안전 수위(S)에 해당할 수 있다. 안전 수위(S)는 수조(20)의 물을 이용하여 쿨링을 수행할 수 있는 최소한의 물의 양으로써, 히터(180)의 과열을 방지하는 기준이 된다. 일 실시예에 따르면, 미리 정해진 수위는 안전 수위(S)일 수 있으나, 안전 수위(S)보다 높게 설정하여, 히터(180)의 과열 기준을 엄격히 할 수 있다.
제어부(140)는 물의 수위가 미리 정해진 수위 이하이면, 펌프 모터(160)의 분당 회전수를 감소시킨다(1310). 펌프 모터(160)의 분당 회전수가 감소함에 따라 순환 펌프(170)에 의한 순환 유량이 감소되고, 이에 상응하는 물이 수조(20)에 재 공급되어 수조(20) 내의 안전 수위(S)를 유지할 수 있다.
1310 단계 이후에서는 도 9에 의한 제어 과정이 추가적으로 수행될 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
기기로 읽을 수 있는 기록매체는, 비일시적(non-transitory) 기록매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적 기록매체'는 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 기록매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다. 예로, '비일시적 기록매체'는 데이터가 임시적으로 저장되는 버퍼를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품(예: 다운로더블 앱(downloadable app))의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (15)

  1. 물을 수용하는 수조;
    상기 수조의 내부에 회전 가능하게 마련되는 드럼;
    상기 수용된 물을 가열하는 히터;
    상기 수조에 수용된 물의 일부를 순환시키는 순환 펌프;
    상기 수조 내의 물의 수위를 감지하도록 마련된 수위 센서; 및
    상기 수조에 수용된 물의 일부를 순환시키도록 상기 순환 펌프를 제어하고, 상기 수조 내의 물이 순환되고 상기 히터가 가동되는 중에 상기 물의 수위에 기초하여 상기 순환 펌프의 모터 회전수를 제어하는 제어부;를 포함하는 세탁기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 수조 내의 물의 수위가 미리 정해진 수위 이하이면, 상기 모터 회전수가 감소되도록 상기 순환 펌프를 제어하는 세탁기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모터 회전수가 미리 정해진 모터 회전수 또는 미리 정해진 비율만큼 감소하도록 상기 순환 펌프를 제어하는 세탁기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 순환 펌프가 미리 정해진 주기로 온/오프를 반복하도록 제어하고, 상기 주기 당 온 시간이 증가하도록 상기 순환 펌프를 제어하는 세탁기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    주기 내의 오프 동작을 온 동작으로 변경하도록 상기 순환 펌프를 제어하는 세탁기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모터 회전수가 감소되면, 상기 순환 펌프의 가동 시간을 증가시키는 세탁기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 수위 센서를 통해 상기 수조 내의 수위 주파수를 획득하고, 상기 수위 주파수의 변화에 기초하여 상기 물의 수위를 획득하고, 상기 수위 주파수의 변화를 감지하면, 상기 펌프 모터의 모터 회전수를 감소시키는 세탁기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 수위 주파수의 변화가 감지되지 않으면, 상기 모터 회전수가 초기 모터 회전수로 유지되도록 상기 순환 펌프를 제어하는 세탁기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 히터가 가동되지 않으면, 상기 모터 회전수가 초기 모터 회전수로 유지되도록 상기 순환 펌프를 제어하는 세탁기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 순환 펌프가 일정한 모터 회전수에 따라 구동하도록 제어하고, 상기 순환 펌프가 온/오프를 반복하도록 제어하고, 상기 히터가 온(on) 되는 구간에서 상기 모터 회전수가 감소하도록 상기 순환 펌프를 제어하는 세탁기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모터 회전수를 감소시킴으로써, 상기 수조 내에 분사되는 물의 유량을 감소시키는 세탁기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 수조에 투입된 세탁물의 무게를 감지하고, 상기 세탁물의 무게에 대응하는 미리 저장된 급수량에 따라 상기 수조에 물을 공급하는 세탁기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 감지된 세탁물의 무게가 미리 정해진 무게 미만이면, 상기 수위 센서를 통해 상기 수조 내의 수위 주파수를 획득하고, 상기 수위 주파수의 변화에 기초하여 상기 물의 수위를 획득하고, 상기 수위 주파수의 변화를 감지하면, 상기 모터 회전수가 감소되도록 상기 순환 펌프를 제어하는 세탁기.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 감지된 세탁물의 무게가 미리 정해진 무게 이상이면, 상기 모터 회전수가 초기 모터 회전수로 유지되도록 상기 순환 펌프를 제어하는 세탁기.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 순환 펌프의 모터 회전수에 가중치를 적용하여 상기 모터 회전수가 감소되도록 상기 순환 펌프를 제어하고, 상기 가중치는 상기 세탁물의 무게에 비례하는 세탁기.
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