KR101095555B1 - 세탁기 및 그 거품제거방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁기 및 그 거품제거방법에 관한 것으로, 거품발생이 감지되면 거품의 활성도(活性到)를 조절하여 빠른 시간 내에 적은 물 사용량으로 거품을 효과적으로 제거하는데 그 목적이 있다.

이를 위해 본 발명은, 세탁기의 거품제거방법에 있어서, 세탁행정 시 거품발생을 감지하는 단계; 및 거품발생이 감지되면 거품의 활성도를 조절하여 거품을 제거하는 단계를 포함하는 것이다.

Description

세탁기 및 그 거품제거방법{Washing machine and method to remove suds thereof}

도 1은 본 발명에 의한 세탁기의 구성을 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 세탁기의 거품제거장치의 제어 구성도,

도 3은 본 발명에 의한 세탁기의 거품제거방법의 동작 흐름도,

도 4는 예비세탁행정에서 거품감지 시 거품제거구간으로 이동하는 과정을 도시한 설명도,

도 5는 본 세탁행정에서 거품감지 시 거품제거구간으로 이동하는 과정을 도시한 설명도,

도 6은 도 3에서 예비세탁 또는 본 세탁구간의 상세한 동작 흐름도,

도 7은 도 3에서 거품감지구간의 상세한 동작 흐름도,

도 8은 도 3에서 거품제거구간의 상세한 동작 흐름도,

도 9는 본 세탁 시의 거품제거행정에서 단계별 구성과 거품발생 수준을 도시한 그래프,

도 10은 본 세탁 시의 거품제거행정에서 단계별 급수량 및 진행시간과 거품발생 수준을 도시한 그래프,

도 11은 본 세탁 시의 거품제거행정 중에 제2단계의 상세 구성도,

도 12는 본 세탁 시의 거품제거행정 중에 제2단계의 구동부 동작 상태도,

도 13은 본 세탁 시의 거품제거행정 중에 제3단계의 구동부 동작 상태도,

도 14는 본 세탁 시의 거품제거행정 중에 제8단계의 구동부 동작 상태도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

11 : 수조 12 : 회전드럼

15 : 모터 19 : 배수장치

19c : 배수펌프 22 : 급수밸브

130 : 제어부 150 : 전류감지부

본 발명은 세탁기의 거품제거방법에 관한 것으로, 특히 거품발생 시 거품의 활성도(活性到)를 조절하여 거품을 효과적으로 제거하는 세탁기 및 그 거품제거방법에 관한 것이다.

일반적으로, 세탁기(통상, 드럼세탁기)는 원통형의 회전드럼이 회전할 때 그 내부의 세탁물을 상측으로 끌어올린 후 낙하시키는 힘에 의해 세탁이 이루어지도록 하는 장치로, 종래 펄세이터 방식의 세탁기에 비해 세탁시간은 길지만 옷감의 손상이 적고 물 소모량이 적어 그 수요가 증가하고 있다.

이러한 세탁기에서 사용자가 세제를 표준량 이상으로 사용하거나 거품이 많이 발생하는 세제를 사용하였을 경우, 배수 후 탈수행정 시 수조나 세탁물에 잔존 한 세제성분에 의해 많은 거품이 발생하여 세탁기의 전면(예를 들어, 세제투입구 등)으로 누출되거나 또는 많은 거품이 부하로 작용하여 모터의 구동을 저해하므로 정상적인 탈수rpm에 도달하지 못한다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 거품의 발생을 감지하여 거품을 제거하는 방식이 대한민국 등록특허공보 10-0282343호에서 제안되었다.

동 공보에서 제안된 세탁기는 모터에 걸리는 부하의 증가여부를 감지하여 거품의 발생을 판단하고, 거품이 발생한 경우 급수→ 세탁→ 배수→ 탈수의 동작을 반복하는 소정의 거품제거행정을 통해 거품을 제거하였다.

그런데, 이와 같은 종래 세탁기의 거품제거행정은, 세제량에 따른 거품발생량에 관계없이 일반적인 헹굼동작인 급수→ 세탁→ 배수→ 탈수의 동작을 반복하여 일정시간동안 빠르게 진행하면서 거품을 제거하기 때문에 세제가 과도하게 많이 투입되었을 경우에는 거품제거를 위한 급수량에 따라 세제 성분이 그대로 잔류하여 거품제거행정이 끝난 후에도 거품이 완전히 제거되지 못하며, 반대로 세제가 거품감지수준으로 적게 투입되었을 경우에는 거품이 완전히 제거되어도 정해진 시간동안 거품제거행정을 지속하여 불필요한 시간과 물이 낭비되는 문제점이 있었다.

거품발생의 특성상 세제가 과도하게 투입되었을 경우 거품제거를 위한 급수량에 따라 헹굼성능 및 탈수성능에 영향을 미치게 된다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 거품발생 시 거품의 활성도를 조절하여 빠른 시간 내에 적은 물 사 용량으로 거품을 제거할 수 있는 세탁기 및 그 거품제거방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 거품제거 시 단계별로 급수량과 모터 운전율을 조정하여 수조 및 세탁물의 잔류 세제를 효과적으로 제거할 수 있는 세탁기 및 그 거품제거방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 거품제거행정을 진행하면서 거품 잔류량을 검사하여 거품 잔류량에 따라 거품제거행정을 계속하거나 또는 종료함으로서 불필요한 시간과 물 사용량을 줄일 수 있는 세탁기 및 그 거품제거방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 거품제거행정 중의 거품 잔류량 검사에서 거품이 제거되지 않은 경우에만 거품감지를 알리는 "Suds"를 표시하는 세탁기 및 그 거품제거방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 세탁기의 거품제거방법에 있어서, 세탁행정 시 거품발생을 감지하는 단계; 및 거품발생이 감지되면 거품의 활성도를 조절하여 거품을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 거품감지단계는, 세탁 시 모터의 토크변화량을 검출하여 거품발생을 1차 감지하고, 거품발생이 1차 감지되면 세탁을 종료하고 배수동작을 진행하여 거품발생을 2차 감지하는 것을 특징으로 한다.

상기 거품감지단계는, 상기 모터의 토크 변화량이 미리 정해진 일정값 이상 감소하였는가를 판단하여 상기 모터의 토크 변화량이 일정값 이상 감소하면 1차 거품발생이라고 감지하며, 상기 일정값은 약 10% 이상인 것을 특징으로 한다.

상기 거품감지단계는, 배수동작 시 설정된 배수시간 내에 배수완료수위에 도달하였는가를 판단하여 상기 설정된 배수시간 내에 배수완료수위에 도달하지 않으면 2차 거품발생이라고 감지하는 것을 특징으로 한다.

상기 세탁행정은 예비세탁 또는 본 세탁인 것을 특징으로 한다.

상기 거품제거단계는, 상기 세탁행정이 예비세탁인가 판단하고, 예비세탁이면 구동장치를 모두 정지시켜 거품의 활성도를 줄이는 것을 특징으로 한다.

상기 거품제거단계는, 상기 세탁행정이 본 세탁인가 판단하고, 본 세탁이면 거품의 활성도를 구간별로 조절하는 거품제거행정을 수행하여 거품을 제거하는 것을 특징으로 한다.

상기 거품의 활성도는 급수량 및 모터 운전율에 따라 조절되는 것을 특징으로 한다.

상기 거품제거행정은, 급배수와 교반을 동시에 진행하는 샤워탈수로 수조의 잔류 세제를 제거하는 수조세척구간; 급수와 교반을 진행하여 세탁물의 잔류 세제를 제거하는 세탁물세척구간; 및 급수와 교반을 진행하면서 급수량 및 모터 운전율을 높여 수조와 세탁물의 잔류 세제를 제거하는 거품제거구간을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 거품제거행정은 급수 시 표백제 또는 헹굼제를 투입하여 거품의 활성도를 줄이는 것을 특징으로 한다.

상기 거품제거행정은, 급수와 교반을 순차적으로 진행하여 수조와 세탁물의 거품을 제거하는 헹굼구간을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 거품제거구간은 거품제거행정 시 거품 잔류량을 검사하여 거품제거행정의 진행여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 거품제거구간은 거품 잔류량 검사에서 거품 잔류량이 감지되면 거품감지를 알리는 "Suds"를 표시하는 것을 특징으로 한다.

상기 거품제거구간은 탈수종료 후 배수펌프를 계속적으로 온하였을 때 배수완료수위에 도달하는 시간을 카운터하여 미리 정해진 배수시간 내에 배수완료수위에 도달하면 거품제거행정을 종료하는 것을 특징으로 한다.

상기 거품제거구간은 상기 배수시간 내에 배수완료수위에 도달하지 않으면 상기 헹굼구간으로 진행하는 것을 특징으로 한다.

상기 거품제거행정은, 배수장치의 온/오프 제어에 의한 상기 수조 내부의 압력 변화로 거품의 활성도를 줄이는 아이들구간을 더 포함하며, 상기 아이들구간은 배수장치를 제외한 모든 구동장치를 정지시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 모터 및 배수장치를 갖춘 세탁기에 있어서, 세탁 시 상기 모터의 토크 변화량을 검출하는 전류감지부; 및 검출된 상기 모터의 토크 변화량이 미리 정해진 일정값 이상 감소하였는지를 판단하여 상기 모터의 토크 변화량이 일정값 이상 감소하면 세탁을 종료하고 배수동작을 진행하여 거품발생을 감지하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 배수동작 시 설정된 배수시간 내에 배수완료수위에 도달하였는가를 판단하여 상기 설정된 배수시간 내에 배수완료수위에 도달하지 않으면 거품발생이라고 감지하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 거품발생이 감지되면 거품의 활성도를 조절하여 거품을 제거하는 거품제거행정을 수행하고, 상기 제어부는 거품제거행정 시 거품 잔류량을 검사하여 거품제거행정의 진행여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 거품제거행정은 급수량 및 모터 운전율을 조정하여 거품의 활성도를 조절하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 세탁기의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 1에서, 본 발명의 세탁기는 세탁수의 담수를 위한 것으로 본체(10)의 내부에 설치되는 드럼형의 수조(11)와, 상기 수조(11)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전드럼(12)을 포함한다.

상기 수조(11)는 입구(11b)가 형성된 전면부(11a)가 후면부(11c)보다 높은 위치가 되도록 전체적으로 세탁기의 설치면에 대하여 소정각도(α) 경사를 이루도록 설치되고, 수조(11)의 내부에 설치되는 회전드럼(12)은 수조(11)와 동일한 형태로 입구(12b)가 형성된 전면부(12a)가 그 후면부(12c)보다 높은 위치가 되도록 경사지게 설치된다.

즉, 회전드럼(12)은 입구(12b)가 형성된 전면부(12a)가 전방 상부를 향하는 형태로 그 회전중심선(　A　)이 세탁기의 설치면에 대하여 소정각도(α) 경사를 이루도록 설치된다. 이때 회전드럼(12)은 그 후면부(12c) 중심에 결합되는 회전축(13)이 수조(11)의 후면 중심부에 회전 가능하게 지지됨으로써 수조(11)의 내부에서 회전 가능한 상태가 된다.

또, 회전드럼(12)의 둘레에는 다수의 통공(12d)이 형성되고, 회전드럼(12)의 내면에는 회전드럼(12)이 회전할 때 세탁물의 상승 및 낙하가 이루어지도록 하는 복수의 리프터(14)가 설치된다.

상기 수조(11)의 후면부(11c) 외측에는 세탁, 헹굼 및 탈수동작을 수행하도록 회전드럼(12)과 연결된 회전축(13)을 회전시키는 구동장치로 모터(15)가 설치되고, 상기 수조(11)의 하측 내부에는 수조(11) 내부로 공급된 세탁수를 가열하는 세탁히터(16)가 설치된다.

상기 모터(15)는 수조(11) 후면부(11c)에 고정되는 고정자(15a)와, 이 고정자(15a)의 외곽에 회전 가능한 상태로 배치되는 회전자(15b), 그리고 회전자(15b)와 회전축(13)을 연결하는 회전판(15c)으로 구성된다.

또, 상기 본체(10) 전면부에는 회전드럼(12)의 내부로 세탁물을 넣거나 내부의 세탁물을 꺼낼 수 있도록 회전드럼(12)의 입구(12b) 및 수조(11)의 입구(11b)와 대응하는 위치에 개방된 입구(17b)가 형성되고, 상기 입구(17b)에는 입구(17b)를 개폐하는 도어(17)가 설치된다.

상기 수조(11)의 상부에는 세제를 공급하기 위한 세제공급장치(18)와, 세탁수를 공급하기 위한 급수장치(20)가 설치되며, 수조(11)의 하부에는 수조(11) 내부의 물을 배수시키기 위한 것으로 배수관(19a), 배수밸브(19b), 배수펌프(19c)를 포함하는 배수장치(19)가 설치된다.

상기 세제공급장치(18)는 내부가 다수의 공간으로 구획되어 있으며, 사용자가 각 공간에 세제 및 헹굼제를 투입하기 용이하도록 본체(10)의 전면부 쪽에 설치 된다.

상기 급수장치(20)는 수조(11) 쪽으로 물을 공급하는 급수관(21) 및 이 급수관(21)의 급수를 제어하도록 급수관(21)에 설치되는 급수밸브(22)를 구비한다. 이때 급수관(21)은 외부로부터 공급되는 물이 세제공급장치(18) 쪽으로 공급될 수 있도록 세제공급장치(18)와 연결된다. 그리고 세제공급장치(18)와 수조(11)사이에는 세제공급장치(18)를 거친 물이 수조(11)로 공급될 수 있도록 별도의 연결관(23)이 설치되고, 상기 연결관(23)의 출구에는 급수노즐(24)이 설치된다. 이는 수조(11)의 내부로 공급되는 물이 세제공급장치(18)를 경유하도록 함으로서 세제공급장치(18) 내부의 세제가 물에 용해된 상태에서 수조(11)로 공급될 수 있도록 한 것이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 세탁기의 거품제거장치의 구성도로서, 신호입력부(100), 온도감지부(110), 수위감지부(120), 제어부(130), 구동부(140) 및 전류감지부(150)를 포함하여 구성된다.

상기 신호입력부(100)는 사용자가 선택하는 세탁코스와 세탁온도, 탈수rpm, 헹굼 추가 등의 운전정보를 제어부(130)에 입력하고, 온도감지부(110)는 세탁수의 온도를 감지한다.

상기 수위감지부(120)는 세탁수의 수위를 감지하는 것으로, 배수구간에서 배수되는 세탁수 및 거품의 양에 따라 변화하는 수위데이터를 감지하여 제어부(130)에 입력한다.

상기 제어부(130)는 예비세탁 또는 본 세탁 시 모터(15)의 토크변화를 검출하여 거품발생을 1차적으로 감지하고, 거품발생이 1차 감지되면 세탁을 강제 종료 하고 거품감지구간(배수구간)으로 이동하여 배수시간을 체크하여 거품발생을 2차적으로 감지하는 마이컴으로서, 거품감지구간에서 설정된 배수시간 내에 배수완료수위에 도달하였는지를 체크하여 확실한 거품발생인지 아닌지를 판단하는 마이컴으로서, 배수시간을 카운터하는 타이머와, 세탁코스, 세탁기 용량 또는 배수펌프(19c)의 능력에 따라 설정시간 또는 설정수위 등의 데이터를 롬테이블에 미리 저장해둔다.

본 발명의 제어부(130)에서 거품감지구간으로 이동하여 거품발생인지 아닌지를 판단하는 방법은 본 출원인이 특허출원 제2005-0009573호와 제2005-0009575호에 개시한 어떠한 방법으로도 가능하며, 거품발생을 감지하는 일반적 공지기술을 적용할 수도 있다.

상기 구동부(140)는 제어부(130)의 구동제어신호에 따라 모터(15), 세탁히터(16), 배수밸브(19b), 배수펌프(19c), 급수밸브(22) 등을 구동시킨다.

상기 전류감지부(150)는 모터(15)의 토크를 검출하기 위해 거품의 양에 따라 변동하는 토크축 전류 즉, 모터(15)의 회전력에 의한 전류를 감지하는 것으로, 모터(15)의 속도-토크 특성곡선과 비교하여 모터(15)의 토크를 검출하게 된다.

이하, 상기와 같이 구성된 세탁기 및 그 거품제거방법의 동작과정 및 작용효과를 설명한다.

본 발명은 어떠한 방법으로든 거품발생이 감지되었을 때 발생된 거품을 효과적으로 제거하기 위한 방법에 기술적 특징이 있으므로, 이를 중심으로 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 세탁기의 거품제거방법의 동작 흐름도이고, 도 4는 본 발명에 의한 예비세탁행정에서 거품감지 시 거품제거구간으로 이동하는 과정을 도시한 설명도이며, 도 5는 본 발명에 의한 본 세탁행정에서 거품감지 시 거품제거구간으로 이동하는 과정을 도시한 설명도이다.

본 발명의 거품제거방법은 예비세탁 또는 본 세탁 시 거품발생이 감지되었을 때 발생된 거품을 효과적으로 제거하기 위한 거품제거 알고리즘이다.

회전드럼(12)의 내부에 세탁물을 넣고 사용자가 세탁물의 소재에 따라 세탁코스와 세탁온도, 탈수rpm, 헹굼 추가 등의 운전정보를 선택하면, 사용자가 선택한 운전정보가 신호입력부(100)를 통해 제어부(130)에 입력된다.

따라서, 제어부(130)는 신호입력부(100)로부터 입력된 운전정보에 따라 예비세탁, 본 세탁 및 헹굼 행정을 순차적으로 진행하는데, 이러한 예비세탁, 본 세탁 및 헹굼 행정은 일반적인 세탁기 행정과 동일하므로 중복되는 설명을 생략하고, 이하에서는 예비세탁 또는 본 세탁과 같이 거품이 발생하는 행정을 기준으로 설명한다.

예비세탁 또는 본 세탁행정이 시작되면, 모터(15)의 구동에 의해 회전드럼(12)이 회전하여 세탁수와 세제가 세탁물에 잘 섞이도록 하면서 세탁물의 낙하하는 힘에 의해 세탁이 이루어지는 예비세탁 또는 본 세탁구간에서 모터(15)의 토크변화를 검출하여 거품발생을 1차적으로 감지한다(S100).

거품발생이 1차 감지되면, 세탁을 강제 종료하고 도 4 및 도 5에 도시한 거품감지구간(배수구간)으로 이동하여 배수펌프(19c)를 온 구동시키는 거품감지구간(배수구간)에서 설정된 배수완료시간(Tend; 세탁코스별 최대 수량을 배수할 수 있는 시간) 내에 수위데이터가 배수완료수위에 도달하였는지를 체크하여 거품발생을 2차적으로 감지한다(S200).

상기 거품감지구간에서 설정된 배수완료시간(Tend) 내에 배수완료수위에 도달하지 않으면 확실한 거품발생이라고 판단하고 거품제거구간으로 이동하여 예비세탁 또는 본 세탁행정에 적합한 거품제거행정을 수행한다(S300).

거품제거행정은 수조(11)에 물을 재급수한 다음 모터(15) 교반(헹굼)과 배수 또는 탈수의 동작을 반복하는 일반적인 방식에서 인위적으로 거품의 활성도를 조절하여 가장 빠른 시간내에 적은 물 사용량으로 거품을 제거하도록 새로운 알고리즘을 구현하였다.

상기 예비세탁 또는 본 세탁구간(S100)을 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.

도 6은 도 3에서 예비세탁 또는 본 세탁구간의 상세한 동작 흐름도이다.

회전드럼(12)의 내부에 세탁물을 넣고 세제공급장치(18)에 세제를 투입한 상태에서 세탁기를 동작시키면, 예비세탁 또는 본 세탁행정인가를 판단하여 예비세탁 또는 본 세탁행정이면 급수장치(20)의 급수밸브(22)가 열리면서 세제공급장치(18) 쪽으로 급수가 이루어진다. 세제공급장치(18) 내부의 세제는 세제공급장치(18)를 경유하여 수조(11)로 공급되는 세탁수에 의해 용해되어 수조(11)로 공급된다(S110).

급수동작이 완료된 후에는 수조(11)로 공급된 세탁수와 세제가 세탁물과 잘 섞이도록 회전드럼(12)이 모터(15)의 구동에 의해 시계 또는 반시계방향으로 회전하면서 적심운전(약, 3분)을 수행한다.

이때, 적심구간에서 회전드럼(12)을 회전시키는 동력원인 모터(15)에 인가되는 토크를 검출하여 모터(15)가 운전하는 구간에서만 평균값을 계산한 후, 적심구간에서의 모터(15) 토크의 평균값 중 최대 토크값(Tmax)을 변수에 저장한다(S120).

이후, 적심구간이 끝나고 세탁교반구간이 시작되면, 세탁교반구간에서 모터(15)에 인가되는 토크를 검출하여 모터(15)가 운전하는 구간에서만 평균값(Tavg)을 계산한다(S130).

이 계산된 세탁교반구간에서의 모터(15) 토크 평균값(Tavg)과 적심구간에서 저장해 놓았던 최대 토크값(Tmax)을 비교하여, 세탁교반구간에서의 모터(15) 토크 평균값(Tavg)이 최대 토크값(Tmax) 대비 일정레벨(약, 12%)이상 감소하였는가를 판단한다(S140).

상기 비교결과, 세탁교반구간에서의 모터(15) 토크 평균값(Tavg)이 최대 토크값(Tmax) 대비 일정레벨(약, 12%)이상 감소하지 않으면, 행정순서에 따라 예비세탁 또는 본 세탁을 계속해서 수행한다(S150).

한편, 상기 비교결과, 세탁교반구간에서의 모터(15) 토크 평균값(Tavg)이 최대 토크값(Tmax) 대비 일정레벨(약, 12%)이상 감소하였다면, 거품으로 인하여 모터(15) 토크가 작아졌다는 거품발생을 1차적으로 감지하면서 세탁을 강제 종료한다(S160).

그러나, 예비세탁 또는 본 세탁 시의 모터(15) 토크변화에 따른 거품감지는 입력전압에 큰 영향을 받기 때문에 입력전압이 불안정하거나 전압변동으로 인한 듀티 변화로 토크의 왜곡이 생길 수 있으므로 거품을 정확히 감지하지 못하는 경우가 있다.

이에, 본 발명은 예비세탁 또는 본 세탁 시, 모터(15) 토크변화에 따른 거품발생을 1차적으로 감지하면 거품감지구간(S200)으로 진행하여 거품발생을 정확히 감지하는 것이다.

상기 거품감지구간(S200)을 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.

도 7은 도 3에서 거품감지구간의 상세한 동작 흐름도로서, 거품감지구간(S200)의 가장 큰 목적은 거품제거구간(S300)으로 진입하기 전에 실질적으로 거품발생인지 아닌지를 정확히 감지하는 것이다.

먼저, 세탁수의 정상배수를 위해 배수펌프(19c)를 온 구동시키고(S210), 배수펌프(19c)의 온 구동에 따른 배수시간(Tcn)을 카운터한다(S220).

카운터한 배수시간(Tcn)이 설정된 배수완료시간(Tend; 세탁기의 코스 중 가장 많은 수량을 기준수량으로 하여 그 수량을 배수하였을 때의 시간, 약 30초) 이내인지를 판단한다(S230).

거품이 있을 경우에는 배수완료시간(Tend) 내에 배수가 되지 않으므로 배수시간(Tcn)이 배수완료시간(Tend) 이내가 아니면 거품감지라고 판단하고 거품제거구간(S300)으로 진행한다.

거품이 없을 경우에는 일반적으로 배수완료시간(Tend) 내에 배수를 끝내게 되므로 설정된 배수완료시간(Tend) 내에 배수완료수위에 도달하면, 이후 후행정을 수행한다(S240).

상기 거품제거구간(S300)을 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.

도 8은 도 3에서 거품제거구간의 상세한 동작 흐름도로서, 거품제거구간(S300)의 가장 큰 목적은 인위적으로 거품의 활성도를 조절하여 가장 빠른 시간내에 적은 물 사용량으로 거품을 효과적으로 제거하는 것으로, 이는 헹굼 시의 급수량 및 시간을 이용한 거품제거동작으로 늘어나는 전체 세탁사용물량 및 시간을 최소화하는 것이다.

거품제거구간(S300)으로 진입할 때, 현재의 행정이 예비세탁인지를 판단하여(S310), 예비세탁이면 예비세탁 시의 거품제거행정(Suds Remove At Pre Wash; SRAPW)을 수행한다(S311).

예비세탁 시 거품제거행정(SRAPW)은 거품감지를 알리는 "Suds"를 표시하면서 탈수성공확률을 높이기 위해 거품이 가라앉도록 세탁기의 모든 구동부를 정해진 시간(6분)동안 아무런 동작을 하지 않고 아이들(idle) 상태로 유지한다.

이는, 본 세탁 시 세제량에 따라 거품발생이 일어날 수 있으므로 굳이 예비세탁 시 세제를 제거할 필요없이 거품의 활성도를 줄이는 것이다.

여기서, 6분이라는 아이들 상태 유지시간의 설계기준은 거품감지를 위하여 모터(15)의 토크를 이용할 경우 최대 10분 정도의 시간이 필요한 점을 고려할 때 전체 예비세탁시간이 16분이므로 기본적인 예비세탁시간의 증가없이 거품의 활성도를 줄이기 위한 아이들 상태를 유지하기 위함이다.

물론, 이때에 전체 예비세탁시간의 증가없이 아이들 시간을 설계하는 것도 좋지만, 거품의 활성도를 줄이는 것에 대한 설계기준은 다음 행정으로 진행 시 문제가 없을 정도의 수준으로 최소 5분 이상의 아이들 시간을 유지하는 것이 바람직 하다.

거품제거구간(S300)으로 진입할 때, 현재의 행정이 본 세탁인지를 판단하여(S320), 본 세탁이면 본 세탁 시의 거품제거행정(Suds Remove At Main Wash; SRAMW)을 수행한다(S330~S400).

본 세탁 시 거품제거행정(SRAMW)은 거품감지를 알리는 "Suds"를 표시하면서 물 사용량(급수량)과 모터(15) 운전율 및 RPM을 거품의 활성도에 맞게 각 단계(State)별로 다르게 적용하여 급수, 교반, 탈수, 아이들 동작을 반복 수행함으로서 수조(11) 및 세탁물의 잔류 세제를 효과적으로 제거한다.

즉, 도 5에 도시한 바와 같이, 본 세탁행정에서 거품발생이 감지되면 기존의 헹굼행정을 수행하지 않고 거품을 제거하기 위한 거품제거행정(SRAMW)을 수행한 후 최종 탈수행정을 바로 수행한다.

거품제거를 위해 본 세탁 시의 거품제거행정(SRAMW)에서 사용되는 시간은 71분이며, 물 사용량은 94L(물론, 세탁기 용량에 따라 다르게 설계)로, 기존 헹굼시간 25분, 헹굼 물 사용량 40L(5Kg Towel 기준)을 빼면, 전체 세탁 시 늘어나는 세탁시간은 최대 46분, 물 사용량은 최대 54L이다.

그러나, 거품제거행정에서도 각 단계별로 거품 잔류량을 검사하여 거품제거를 종료하므로 전체 세탁시 늘어나는 시간 및 물 사용량은 거품 발생량에 따라 상기 최대 46분, 최대 54L에서 감소할 수 있다.(이때, 본 세탁 시 거품제거행정(SRAMW)의 시간 및 물 사용량의 설계기준은 세제 최대 투입 시에도 문제없이 동작할 수 있도록 해야 한다.)

본 세탁 시 거품제거행정(SRAMW)은 도 9 및 도 10와 같이 단계별로 구분되며, 각 단계별로 거품 발생량을 세탁기에 영향을 미치지 않을 정도로 인위적으로 증가시키고 감소시켜 효과적으로 거품을 제거한다.

즉, 제1단계에서 제7단계까지는 거품을 활성화시켜 거품 발생량을 증가시키거나 아이들 상태를 유지하여 거품 발생량을 감소시키는 과정을 반복한다(S330).

이후, 제8단계부터 제10단계까지는 다음 단계로 진행하기 전에 거품 잔류량을 검사하여 거품제거행정을 계속 진행할 것인지 또는 거품제거행정을 종료할 것인지를 결정한다(S340~S390).

상기 제10단계까지 거품제거행정을 수행하여도 거품이 제거되지 않으면, 제11단계에서 일반 헹굼과 비슷한 수준의 물 사용량, 시간 그리고 운전율을 이용하여 거품발생수준이 아주 많을 때 최종적으로 수행한다(S400).

이와 같이, 본 세탁 시 거품제거행정(SRAMW)을 수행한 후 최종 탈수행정을 수행한다(S410).

도 9 및 도 10의 각 단계별 특성이 같은 단계를 분류하면 다음과 같다.

① 제1단계, 제4단계, 제6단계 : 거품의 활성도를 줄이는 목적으로 세탁기 전 구동부를 정해진 시간 동안 아이들 상태로 유지한다. 이때의 설계기준은 거품 발생량이 다음 행정으로 진행 시 문제가 없을 정도의 수준으로 설계한다.

이러한 제1단계, 제4단계, 제6단계에서는 배수펌프(19c)를 제외한 모든 구동부를 아이들 상태로 유지하며, 배수펌프(19c)의 온/오프 시간은 15초 온, 20초 오프로 한다. 배수펌프(19c)를 온/오프하는 이유는 배수펌프(19c)의 온도상승을 제한 하기 위한 목적도 있지만 가장 중요한 이유는 거품이 빨리 가라앉도록 하는 것이다.

즉, 배수펌프(19c)를 계속적으로 온하게 되면, 수조(11) 내부의 압력 변화가 일정하여 거품이 자연적으로 가라앉는 속도에 의해서 거품이 배출되지만, 배수펌프(19c)를 온/오프하게 되면 수조(11) 내부에 압력 변화가 생겨 인위적으로 거품이 가라앉는 속도를 빠르게 할 수 있다.

② 제2단계 : 비교적 적은 물 사용량(21L)과 비교적 높은 운전율로 급수, 교반, 배수를 동시에 진행함으로서 세탁물에 잔류하는 세제를 제거하기 보다는 수조(11) 내부의 세제 성분을 제거하는데 목적이 있다.

상기 제2단계는 도 11과 같이 3스텝(스텝1, 스텝2, 스텝3)으로 나눌 수 있고, 각 스텝의 전체적인 동작은 같으나 진행시간 및 물 사용량은 다르게 설계한다.

제2단계의 목적은 적은 물 사용량으로 급배수를 하면서 수조(11)와 세탁물에 남아있는 세제 중 주로 수조(11)의 잔류 세제를 제거하기 위한 것으로, 제2단계의 상세 동작을 스텝1을 예로 설명한다.

급수는 강제적으로 표백제(Bleach)를 투입한다.

이는 기존의 헹굼행정을 따로 수행하지 않기 때문에 적절한 시점에 표백제 및 헹굼제를 강제 투입하여야 한다. 이외에도 표백제 및 헹굼제는 거품을 제거하는데 아주 중요한 역할을 하는데, 거품감지 시 표백제 및 헹굼제가 투입되면 거품이 바로 사라지기 때문에 적은 물 사용량으로도 거품을 제거할 수 있게 된다.

제2단계의 스텝1은 도 12에 도시한 바와 같이, 교반구간(②-1)과 탈수구간( ②-2)으로 구분된다.

②-1 교반구간 : 교반구간의 유지시간은 2분, 모터 RPM은 45RPM, 모터 운전율은 10초 온/10초 오프(운전율 50%), 배수펌프 운전율은 20초 온/10초 오프, 급수는 표백제를 강제 투입하면서 8L 급수이다.(도 12 참고)

②-2 탈수구간 : 탈수구간의 유지시간과 모터 RPM은 스텝별로 다르고(스텝1=1.5분 110RPM, 스텝2=1.5분 110RPM, 스텝3=2분 120RPM), 배수펌프 운전율은 15초 온/5초 오프, 급수는 탈수 종료 10초 전 1L 급수이다.(도 12 참고)

제2단계의 스텝2와 스텝3도 스텝1과 전체적인 동작은 같으나, 탈수 유지시간과 전체적인 물 사용량이 거품의 발생수준을 높이는 방향으로 증가한다.

③ 제3단계, 제5단계, 제7단계 : 비교적 많은 물량 및 비교적 낮은 운전율로 급수와 교반을 동시에 진행함으로서 제2단계와는 달리 세탁물에 잔류하는 세제를 제거하는데 목적이 있다.

상기 제3단계, 제5단계, 제7단계의 목적은 거품제거 수량과 모터(15)의 RPM을 높여서 최대한 거품의 활성도를 크게 하여 수조(11) 또는 세탁물 내 잔류하는 세제 중에 세탁물의 잔류 세제를 제거하기 위한 것이다. 이를 위해 배수는 하지 않고 거품 발생이 많아지므로 운전율은 다른 단계에 비해 가장 낮은 운전율로 동작시킨다.

상기 제3단계, 제5단계, 제7단계의 동작 및 전체적인 설계 개념은 이후 단계인 제8단계, 제9단계, 제10단계와 비슷하지만 세제가 빠져 나가지 않은 상태에서의 동작이므로 이후의 제8단계, 제9단계, 제10단계 보다는 비교적 적은 물 사용량과 운전율로 동작시키게 되는 것으로, 제3단계, 제5단계, 제7단계의 전체적인 동작은 비슷하므로 제3단계의 상세 동작을 예로 들어 설명한다.

급수는 강제적으로 표백제 또는 헹굼제를 투입한다.

이는 기존의 헹굼행정을 따로 수행하지 않기 때문에 적절한 시점에 표백제 또는 헹굼제를 강제 투입하여야 한다. 이외에도 표백제 및 헹굼제를 투입하는 이유는 위에서 설명하였다.

제3단계는 도 13에 도시한 바와 같이, 교반구간(③-1)과 탈수구간(③-2)으로 각각 구분된다.

③-1 교반구간 : 교반구간의 유지시간은 2분, 모터 RPM은 50RPM, 모터 운전율은 10초 온/15초 오프(운전율 40%), 배수펌프는 동작 안함(배수하지 않음), 급수는 표백제 또는 헹굼제를 강제 투입하면서 5L 급수이다.(도 13 참고)

③-2 탈수구간 : 탈수구간의 유지시간은 2분, 모터 RPM은 130RPM, 배수펌프 운전율은 15초 온/5초 오프, 급수는 탈수 종료 10초 전 1L 급수이다.(도 13 참고)

④ 제8단계, 제9단계, 제10단계 : 가장 많은 물량 및 가장 높은 운전율로 급수와 교반을 동시에 진행함으로서 거품의 활성도를 최대한 올리면서 수조(11) 및 세탁물에 잔류 세제 및 거품을 제거한다. 이때 각 단계별로 거품 잔류량(거품 잔류수준)을 검사하여 거품제거행정을 종료할지 아니면 거품제거행정을 계속 진행할 것인지 결정한다. 여기서 거품 잔류수준이 제10단계까지 줄어들지 않으면 제11단계를 마지막으로 진행하게 된다.

상기 제8단계, 제9단계, 제10단계의 목적은 거품제거 수량과 모터(15)의 RPM 및 운전율을 최대한 높여서 다른 단계에 비해 거품의 활성도를 가장 크게 하여 수조(11) 또는 세탁물 내 잔류하는 세제를 최대한 제거하기 위한 것이다. 이때는 각 단계가 끝나는 시점에서 세제 및 거품의 잔류수준을 검사하여 이후의 단계로 진행할 것인지 아니면 바로 거품제거행정을 종료할 것인지를 결정한다.

상기 제8단계, 제9단계, 제10단계의 동작 및 전체적인 설계 개념은 이전 단계인 제3단계, 제5단계, 제7단계와 비슷하지만 이전의 제3단계, 제5단계, 제7단계에서 거품제거를 통하여 세탁기에 영향을 줄 수 있을 만큼의 거품발생 가능성이 적기 때문에 최대한의 수량과 운전율, RPM을 이용하여 잔류 세제를 제거한다. 그리고 최대한의 수량과 운전율, RPM을 적용하는 다른 이유는 거품의 활성도를 최대로 하여 각 단계가 끝나는 시점에서 거품 잔류수준을 검사할 때 오차가 없게 하기 위한 것으로, 제8단계, 제9단계, 제10단계의 전체적인 동작은 비슷하므로 제8단계의 상세 동작을 예로 들어 설명한다.

급수는 강제적으로 헹굼제를 투입한다.

제8단계는 도 14에 도시한 바와 같이, 교반구간(④-1)과 탈수구간(④-2)으로 각각 구분된다.

④-1 교반구간 : 교반구간의 유지시간은 2분, 모터 RPM은 50RPM, 모터 운전율은 10초 온/7초 오프(운전율 58%), 배수펌프는 동작 안함(배수하지 않음), 급수는 헹굼제를 강제 투입하면서 8L 급수이다.(도 14 참고)

④-2 탈수구간 : 탈수구간의 유지시간은 2분, 모터 RPM은 130RPM, 배수펌프 운전율은 15초 온/5초 오프, 급수는 RPM 상승 시 및 탈수종료 10초 전에서 각각 1L 급수이다.(도 14 참고)

제8단계, 제9단계 및 제10단계의 거품 잔류수준 검사는 다음과 같이 진행한다.

도 14의 교반구간 유지시간에서는 최대한 거품 활성화를 시킨 후, 탈수구간에서 RPM 상승 시 및 탈수종료 시 강제로 급수하여 다시 한번 거품을 활성화시킨다. 이때 거품 잔류량이 많다고 하면 탈수종료 후 배수펌프(19c)를 계속적으로 온하였을 때 거품에 의해 배수완료수위(리셋수위)까지 도달하는 시간 T_Drain이 증가하게 된다. 거품이 충분히 제거된 상태이면 10초 이내로 배수완료수위까지 도달하게 되고, 거품 잔류량이 많다면 그 이상의 시간 동안 배수를 하게 된다. 따라서 본 발명에서는 배수시간(T_Drain)을 15초(Ts)로 설정하여 T_Drain이 15초보다 클 경우(도 8의 S350, S370, S390) 다음 단계로 진행하며, 작을 경우 거품제거행정을 종료하고 바로 최종 탈수행정으로 진행한다(도 8의 S410).

물론, 배수시간(T_Drain)은 세탁기 용량별로 다르게 설계한다.

⑤ 제11단계 : 거품발생수준이 아주 많을 때 수행하는 단계로 거품발생수준이 비교적 적다면 제11단계 이전에 거품제거행정은 종료할 것이다. 제11단계의 특징은 일반 헹굼과 비슷한 수준의 물량, 시간 그리고 운전율을 이용하여 거품발생수준이 아주 많을 때 최종적으로 수행하며, 설계 개념은 세탁기에 투입될 수 있는 최대의 세제량 기준으로 최종적으로 이 제11단계를 수행하여 충분히 제거될 수 있는 수준으로 설계하여야 한다.

상기 제11단계는 기본적으로 헹굼을 실시하며, 헹굼 시 수량 및 모터 운전 율, RPM은 각 코스의 특성에 따른다. 제11단계의 설계 목적은 제11단계 이전의 모든 단계에서 거품이 제거되지 않을 때 수행하게 될 거품제거행정의 최종 단계이다.(거품제거 시 제11단계까지 진행하여야만 모든 행정종료 시 "Suds"를 표시하며, 거품제거행정 중에 세제 잔류량 검사에서 거품을 충분히 제거할 수 있는 경우에는 모든 행정종료 후 거품감지를 알리는 "Suds"를 표시하지 않는다)

상기 제11단계는 사용자가 세탁기에 최대한의 세제를 넣었을 상황에서도 제11단계의 종료 후 최종 탈수행정을 문제없이 수행할 수 있을 정도로 설계하여야 하는 것으로, 거품 잔류량에 따라 진행할 수도 아니면 진행하지 않을 수도 있는 행정이다.

상기의 설명에서와 같이, 본 발명에 의한 세탁기 및 그 거품제거방법에 의하면, 거품발생 시 거품의 활성도(活性到)를 조절하여 빠른 시간 내에 적은 물 사용량으로 거품을 제거할 수 있으며, 거품제거 시 단계별로 급수량과 모터 운전율을 조정하여 수조 및 세탁물의 잔류 세제를 효과적으로 제거할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 거품제거행정을 진행하면서 거품 잔류량을 검사하여 거품 잔류량에 따라 거품제거행정을 계속하거나 또는 종료함으로서 불필요한 시간과 물 사용량을 줄일 수 있으며, 거품제거행정 중의 거품 잔류량 검사에서 거품이 제거되지 않은 경우에만 거품감지를 알리는 "Suds"를 표시하여 불필요한 세탁기의 동작표시로 인한 사용자의 오해를 방지할 수 있다는 효과가 있다.

상기에서 설명한 것은 본 발명에 의한 세탁기 및 그 거품제거방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (23)

1. 세탁기의 거품제거방법에 있어서,

   세탁행정 시 거품발생을 감지하는 단계; 및

   거품발생이 감지되면 거품의 활성도를 조절하여 거품을 제거하는 단계를

   포함하되,

   상기 거품 발생을 감지하는 단계는,

   세탁 시 모터의 토크변화량을 검출하여 거품발생을 1차 감지하고,

   거품발생이 1차 감지되면 세탁을 종료하고 배수동작을 진행하여 거품발생을 2차 감지하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품제거방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 거품발생을 감지하는 단계는,

   상기 모터의 토크 변화량이 미리 정해진 일정값 이상 감소하였는가를 판단하여 상기 모터의 토크 변화량이 일정값 이상 감소하면 1차 거품발생이라고 감지하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품제거방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 일정값은 10%인 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품제거방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 거품발생을 감지하는 단계는,

   배수동작 시 설정된 배수시간 내에 배수완료수위에 도달하였는가를 판단하여 상기 설정된 배수시간 내에 배수완료수위에 도달하지 않으면 2차 거품발생이라고 감지하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품제거방법.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 세탁행정은 예비세탁 또는 본 세탁인 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품제거방법.
7. 제 1항 또는 제 6항에 있어서,

   상기 거품제거단계는,

   상기 세탁행정이 예비세탁인가 판단하고,

   예비세탁이면 구동장치를 모두 정지시켜 거품의 활성도를 줄이는 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품제거방법.
8. 제 1항 또는 제 6에 있어서,

   상기 거품제거단계는,

   상기 세탁행정이 본 세탁인가 판단하고,

   본 세탁이면 거품의 활성도를 구간별로 조절하는 거품제거행정을 수행하여 거품을 제거하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품제거방법.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 거품의 활성도는 급수량 및 모터 운전율에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품제거방법.
10. 제 8항에 있어서,

    상기 거품제거행정은,

    급배수와 교반을 동시에 진행하는 샤워탈수로 수조의 잔류 세제를 제거하는 수조세척구간;

    급수와 교반을 진행하여 세탁물의 잔류 세제를 제거하는 세탁물세척구간; 및

    급수와 교반을 진행하면서 급수량 및 모터 운전율을 높여 수조와 세탁물의 잔류 세제를 제거하는 거품제거구간을

    포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품제거방법.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 거품제거행정은 급수 시 표백제 또는 헹굼제를 투입하여 거품의 활성도를 줄이는 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품제거방법.
12. 제 10항에 있어서,

    상기 거품제거행정은,

    급수와 교반을 순차적으로 진행하여 수조와 세탁물의 거품을 제거하는 헹굼구간을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품제거방법.
13. 제 10항에 있어서,

    상기 거품제거구간은 거품제거행정 시 거품 잔류량을 검사하여 거품제거행정의 진행여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품제거방법.
14. 제 13항에 있어서,

    상기 거품제거구간은 거품 잔류량 검사에서 거품 잔류량이 감지되면 거품감지를 알리는 "Suds"를 표시하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품제거방법.
15. 제 13항에 있어서,

    상기 거품제거구간은 탈수종료 후 배수펌프를 계속적으로 온하였을 때 배수완료수위에 도달하는 시간을 카운터하여 미리 정해진 배수시간 내에 배수완료수위에 도달하면 거품제거행정을 종료하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품제거방법.
16. 제 12항 또는 제 15항에 있어서,

    상기 거품제거구간은 상기 배수시간 내에 배수완료수위에 도달하지 않으면 상기 헹굼구간으로 진행하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품제거방법.
17. 제 10항에 있어서,

    상기 거품제거행정은,

    배수장치의 온/오프 제어에 의한 상기 수조 내부의 압력 변화로 거품의 활성도를 줄이는 아이들구간을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품제거방법.
18. 제 17항에 있어서,

    상기 아이들구간은 배수장치를 제외한 모든 구동장치를 정지시키는 것을 특징으로 하는 세탁기의 거품제거방법.
19. 모터 및 배수장치를 갖춘 세탁기에 있어서,

    세탁 시 상기 모터의 토크 변화량을 검출하는 전류감지부; 및

    검출된 상기 모터의 토크 변화량이 미리 정해진 일정값 이상 감소하였는지를 판단하여 상기 모터의 토크 변화량이 일정값 이상 감소하면 거품 발생을 1차 감지하고, 상기 거품 발생이 1차 감지되면 세탁을 종료하고 배수동작을 진행하여 거품발생을 2차 감지하는 제어부를

    포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
20. 제 19항에 있어서,

    상기 제어부는 배수동작 시 설정된 배수시간 내에 배수완료수위에 도달하였는가를 판단하여 상기 설정된 배수시간 내에 배수완료수위에 도달하지 않으면 거품발생이라고 감지하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
21. 제 19항 또는 제 20항에 있어서,

    상기 제어부는 거품발생이 감지되면 거품의 활성도를 조절하여 거품을 제거하는 거품제거행정을 수행하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
22. 제 21항에 있어서,

    상기 제어부는 거품제거행정 시 거품 잔류량을 검사하여 거품제거행정의 진행여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
23. 제 21항에 있어서,

    상기 거품제거행정은 급수량 및 모터 운전율을 조정하여 거품의 활성도를 조절하는 것을 특징으로 하는 세탁기.

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