KR20210002281A

KR20210002281A - 의류처리장치

Info

Publication number: KR20210002281A
Application number: KR1020190078328A
Authority: KR
Inventors: 변영민; 김대현; 김영주; 엄재웅; 조상호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2019-06-28
Publication date: 2021-01-07
Also published as: EP3757277A1; EP4411141A2; EP3757277B1; EP4411141A3

Abstract

본 발명은 인화성 냉매인 R-290을 사용하는 압축기와 상기 압축기를 이용하는 히트펌프, 상기 압축기를 이용하는 의류처리장치에 관한 것이다. 환경규제에 따라 인화성 냉매인 R290을 사용하게 됨으로써, 히트펌프의 최적화를 위해 상기 히트펌프를 구성하는 압축기, 증발기, 응축기 및 팽창밸브등의 재설계가 요구되며, 이러한 재설계를 반영한 의류처리장치에 관한 것이다.

Description

의류처리장치{A Laundry Treatment Apparatus}

본 발명은 인화성 냉매를 이용한 의류처리장치에 관한 것이다.

일반적인 의류처리장치는 세탁물을 건조시키기 위해서 히터나 히트펌프를 이용한다. 특히, 히트펌프를 사용하는 의류처리장치는 증발기 및 응축기를 이용하여 습공기를 제습냉각한 후 다시 이를 가열하여 건조된 고온의 공기를 의류에 공급하게 된다. 히터를 사용하는 방식에 비해 적은 양의 일을 가지고 고온의 열을 만들어 낼 수 있어, 에너지 효율면에서 뛰어나 최근 많이 이용되고 있다.

이러한 히트펌프의 냉동사이클을 구현하기 위해서는 냉매가 필수적이다. 냉매는 냉동사이클에서 증발하기 쉬운 작동유체로 저온부의 열을 빼앗아 고온부로 운반해주는 역할을 담당한다.

냉매의 자연냉매, 1세대 CFC(Chlorofluorocarbon, 염화불화탄소), 2세대 HCFC(Hydro Chlorofluorocarbon, 수소염화탄소), 3세대 HFC(Hydrofluorocarbon, 수소불화탄소), 4세대 HFO(Hydrofluoroolefin, 수소불화올레핀)등으로 구분할 수 있다. 이중 프레온 가스로 분류되는 CFC와 HCFC계열 냉매가 오존층파괴의 주요물질로 알려지면서, 몬트리올의정서에 의해 규제되고 있다.

HFC 계열은 오존층 파괴는 없으나, 지구온난화 물질에 해당한다. 이에 해당하는 대표적인 냉매로 자동차 및 가정용 전자제품에 사용되는 R-134a가 있다. 이 냉매는 교토의정서에 6대 지구온난화 물질 중 하나로 분류되었으나 강제성이 없어 사용이 가능하였다. 그러나, 1987년 몬트리올의정서에 의해 오존층파괴 규제물질로 규정됨에 따라, 선진국은 2020년, 개발도상국은 2030년 이전에 사용이 금지될 예정이다. 또한, HFC계열의 냉매가 2006년 유럽의 불화온실가스(F-gas)규정에 포함되면서 낮은 GWP를 갖는 HFO계열의 냉매가 차세대 냉매로 대두되고 있다.

지구온난화지수(Global warming potential, GWP)는 이산화탄소가 지구 온난화에 미치는 영향을 기준으로 다른 온실가스가 지구온난화에 기여하는 정도를 나타낸 것이다. 즉, 개별 온실가스 1kg의 태양에너지 흡수량을 이산화탄소 1kg이 가지는 태양에너지 흡수량으로 나눈 값을 말한다. 단위 질량당 온난화 효과를 지수화 한 것이다. 예를 들어, 이산화탄소를 1로 볼때 메탄은 21, 아산화질소는 310, 수소불화탄소는 1,300, 육불화황은 23,900이다.

특히 유럽(EU)의 경우, GWP가 150을 넘는 경우는 2020년부터 상업용 밀폐냉동장치들의 유럽내 판매가 금지되며, GWP가 150을 초과하고 40kW를 넘는 상업적 용도의 중앙집중식 냉동장치들도 2022년부터 시장판매가 금지된다.

이에 대처하기위해 R-290을 이용한 히트펌프 및 이를 이용한 의류처리장치가 개발되고 있다. 선행문헌으로는 소형가전기기에 사용하는 로터리 압축기 및 히트펌프에 관한 것으로 유럽특허공개번호 EP2871432A1 또는 유럽특허공개번호 EP2985466A1이 있다. 선행 문헌은 모두, 로터리 압축기 내부의 롤러가 갖는 높이대 반지름의 비율이 1.2 내지 1.4를 갖는 로터리 압축기를 사용하고 있다. 또한, R-290사용에 따른 증발기와 응축기의 핀의 개수 변화 및 R-290냉매의 사용에 따른 POE라는 폴리에스테르계 합성유를 냉매오일로 사용하고 있는 것을 개시하고 있다.

그러나, 선행문헌들은 베인을 이용한 로터리압축기 및 이를 이용한 히트펌프에 관한 것으로 로터리 압축기 내부의 롤러가 갖는 높이대 반지름의 비율이 1.2 내지 1.4인 단일 실린더를 사용하는 것에 관한 것이다. 즉, 1개의 롤러 및 1개의 베인, 1개의 실런더만을 이용해 냉매를 압축해서 사용하고 있다. 상술한대로 롤러의 높이 대 반지름의 비율이 1이상이므로 실린더와의 마찰 손실이 크고, 롤러 및 실린더 사이로 유출되는 냉매량도 커진다. 또한, 편심된 질량이 하나이므로 진동이 커지고, 하나의 실린더를 사용함으로써, 편심롤러 혹은 편심부에 걸리는 축하중이 커지고 결국 관성모멘트가 커서 구동축에 더 많은 벤딩모멘트 및 전단력이 가해지게 된다.

또한, 선행문헌에서 사용하는 냉매오일은 POE(폴리에스테르)계 합성 오일이다. POE계 합성오일은 세정효과가 높아 모든 종류의 윤활유, 녹방지용 코팅, 용접시 발생하는 산화물질등을 씻어 유화시키(Emulsify)며 냉동사이클을 따라 흐르게 할 수 있으므로 고장을 일으킬 수 있다. 또한 수분에 노출시 수분을 매우 흡수하는 문제점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 첫째, R-290냉매를 이용하면서도 기존 R-134a와 동일한 냉동 성능을 갖는 로터리 압축기를 개발하고자 한다. 둘째, 내부의 롤러가 갖는 높이 대 반지름의 비율이 1 미만인 트윈압축기를 개발하고자 한다. 셋째, 롤러와 실린더사이의 마찰 손실 및 압축시 베인과 롤러의 틈새로 빠져나가는 냉매의 누설 손실을 줄이고자 한다. 넷째, 대칭되는 편심부를 갖는 트윈압축기를 이용하여 진동 및 소음을 줄이고 다섯째, 구동축에 걸리는 축하중 및 관성모멘트를 줄이고자 한다. 이를 통해 여섯째, R-290냉매의 압축에 따라 기존 R-134a와 동일하거나 뛰어난 냉동 성능을 갖게 하기 위한 증발기와 응축기, 모세관 튜브등을 개발하고자 한다. 일곱째, 이와 같은 냉동 성능에 적합한 오일을 이용하고자 한다. 여섯째, 이를 이용한 의류처리장치를 개발하고자 한다.

인화성 냉매를 사용하는 경우, 기존의 R-134a와 같은 성능을 위해서는 히트펌프의 설계가 달라져야 한다.

첫째, 압축기 설계의 변경을 필요로 한다. 새로이 사용하고자 하는 인화성 냉매인 R-290과 기존 냉매인 R-134a를 비교하면, 응축압력-증발압력의 차이도 ASHRAE 37(The American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) 평가 조건에서 R-134a는 1355 kPa, R-290은 1666 kPa로 R-134a 보다 더 크고 냉매의 비체적도 (R-134a는 0.000845 ㎥/kg, R-290은 0.00208 ㎥/kg) 더 크다. 또한, 동일한 냉동능력을 위해서는 R-290의 경우 행정체적을 25%정도 줄일 수 있다. 이를 고려하여 압축기의 행정체적을 줄일 수 있다. 또한, 소음 및 진동, 압축기에서의 마찰 손실 및 누설 손실을 줄이기 위해 압축기에 사용하는 편심롤러의 높이 대 반지름의 비율을 1 미만으로 하는 것이 좋으므로 이를 위해 트윈압축기를 사용한다.

둘째, 증발기파이프 사이즈를 변경을 필요로 한다. 체적유량이 준 만큼 기존과 동일한 파이프의 직경 및 길이를 사용하는 경우, 증발기 출구에서 과포화상태가 되어 압축기에 무리를 가져오게 되므로 증발기파이프의 길이를 줄이거나, 직경을 줄여야 한다. 직경을 줄이면 냉매의 속도가 빨라지게 된다.

셋째, 응축기도 출구에서 과냉상태가 되는 것을 막기 위해 응축기파이프의 길이를 줄이거나, 직경을 줄여야 한다.

넷째, 냉매 변경으로 인해 이에 맞는 압축기 냉매용 오일을 사용해야 하므로 R-134a의 극성으로 인해 사용하던 합성유인 POE계열에서 광유인 5GSD 타입으로 변경하고자 한다.

다섯째, 압축기에 사용되는 압축기모터의 동손 손실 감소 및 슬롯 유효면적 확대를 위해 상단부에 단차를 갖는 2단 스테이터 코어를 사용하고자 한다.

구체적으로는 압축기 케이스, 상기 압축기 케이스 내부에 위치하여 제1챔버를 제공하는 원형의 제1실린더, 상기 압축기 케이스 내부에 위치하여 제2챔버를 제공하는 원형의 제2실린더, 상기 제1실린더와 제2실린더사이에 위치하여 상기 제1챔버와 상기 제2챔버를 분리하는 격판, 상기 제1챔버에 위치하여 상기 제1실린더의 내주면에 접하여 회전가능한 제1편심롤러와 상기 제2챔버에 위치하여 상기 제2실린더의 내주면에 접하여 회전가능한 제2편심롤러를 포함하고, 상기 제1실린더, 상기 제2실린더 및 상기 격판을 관통하는 구동축, 일단은 상기 제1실린더에 고정되고, 타단은 상기 제1편심롤러에 접촉하며, 상기 제1편심롤러의 회전시 왕복운동이 가능하도록 설치되는 제1베인, 일단은 상기 제2실린더에 고정되고, 타단은 상기 제2편심롤러에 접촉하며, 상기 제2편심롤러의 회전시 왕복운동이 가능하도록 설치되는 제2베인, 상기 제1챔버에 냉매를 유입하는 제1유입포트, 상기 제2챔버에 냉매를 유입하는 제2유입포트, 상기 제1베어링을 관통하여 상기 제1챔버의 냉매를 배출하는 제1토출포트와 상기 제2베어링을 관통하여 상기 제2챔버의 냉매를 배출하는 제2토출포트를 포함하는 압축기토출부를 포함하고, 상기 제1편심롤러 및 상기 제2편심롤러는 각각 높이 대 반지름의 비율(Height-to-radius ratio)가 0.75이상 0.8이하인 것을 특징으로 하는 압축기를 제공하는 것이다.

보다 구체적으로 상기 압축기의 행정체적이 8cc/회전이상 10cc/회전 이하이고, 상기 제1토출포트와 상기 제2토출포트의 유효면적은 각각 25㎟ 이상 26 ㎟ 이하이고, 상기 구동축의 반경은 5.5 ㎜ 에서 7.5 ㎜이하이며 상기 제1토출포트와 상기 제2토출포트의 두께는 각각 1.5㎜ 이상 2.5㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 압축기를 제공하는 것이다.

또한 상기 압축기는 상기 제1편심롤러와 상기 제2편심롤러의 편심은 상기 구동축을 중심으로 서로 반대되는 방향으로 위치하여, 상기 구동축의 1회전시 상기 제1토출포트와 상기 제2토출포트가 교번적으로 상기 압축된 냉매를 배출할 수 있다.

또한 상기 압축기는 냉매로 R-290을 사용하고 오일로 5GSD타입을 사용할 수 있다.

또한, 상기 구동축을 회전시키는 동력발생부를 더 포함하고, 상기 동력발생부는 전자기력에 의해 회전력을 발생시키는 압축기모터를 포함하고, 상기 압축기모터는 상기 구동축과 결합된 로터 및 코일이 권선된 스테이터를 포함하는 압축기를 제공하는 것이다.

또한, 상기 오일을 이용하여, 상기 구동축, 상기 동력발생부, 상기 제1베인, 상기 제2베인, 상기 제1편심롤러, 상기 제2편심롤러, 상기 제1베어링 및 상기 제2베어링을 윤활하기 위해 오일을 공급하는 오일유로부를 더 포함하는 압축기를 제공하는 것이다.

또한, 상기 격판과 멀어지는 방향에 위치한 상기 제1실린더의 일면에 결합되어 상기 구동축을 회전가능하게 지지하는 제1베어링, 상기 격판과 멀어지는 방향에 위치한 상기 제2실린더의 일면에 결합되어 상기 구동축을 회전가능하게 지지하는 제2베어링,을 더 포함하고, 상기 제1토출포트는 상기 제1베어링을 관통하여 상기 제1챔버의 냉매를 배출하고 상기 제2토출포트는 상기 제2베어링을 관통하여 상기 제2챔버의 냉매를 배출하고, 상기 압축기토출부는 상기 제1베어링에 위치하여, 상기 제1토출포트를 통해 토출되는 냉매의 압력이 기설정된 압력 이상인 경우에만 토출시키는 제1토출밸브; 상기 제2베어링에 위치하여, 상기 제2토출포트를 통해 토출되는 냉매의 압력이 기설정된 압력 이상인 경우에만 토출시키는 제2토출밸브; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기를 제공하는 것이다.

상기 압축기를 사용하여 히트펌프를 구성하는 경우, 히트펌프에 포함되는 증발기는 열교환을 위한 복수개의 증발기방열핀, 상기 복수개의 증발기방열핀을 관통하여 복수 번 왕복하는 증발기파이프를 포함하고, 상기 증발기방열핀은 공기에서 응축된 수분이 상기 증발기방열핀에 부착되는 것을 방지하기 위해 친수성코팅을 할 수 있다.

또한 상기 히트펌프에 포함되는 응축기는 열교환을 위한 복수개의 응축기방열핀 및 상기 복수개의 응축기방열핀을 관통하여 복수 번 왕복하는 응축기파이프를 포함하고, 상기 응축기파이프의 직경은 상기 증발기파이프의 직경보다 작게 설계될 수 있다.

또한, 상기 히트펌프에 포함되는 냉매관은 상기 증발기와 상기 압축기를 연결하는 흡입파이프; 상기 압축기와 상기 응축기를 연결하는 토출파이프; 상기 증발기와 상기 압축기사이를 연결하는 팽창부;를 포함하고, 상기 팽창부는 상기 냉매의 압력을 강하시키는 모세관튜브를 포함하고, 상기 모세관튜브의 길이는 1250mm이상 1350mm 이하일 수 있다.

또한, 상기 히트펌프를 이용한 건조기능을 갖는 의류처리장치를 제공하는 것이다.

첫째, R-290 냉매의 사용에 따른 최적화된 압축기를 제공하고자 한다. 이를 통해 롤러와 실린더 사이의 마찰 손실 및 유량손실을 줄일 수 있다.

둘째, 증발기파이프 직경 변경 및 전열면적 변경으로 열교환효율을 높이면서도 출구에서 과포화상태를 방지할 수 있다.

셋째, 응축기파이프 직경 변경 및 전열면적 변경으로 열교환효율을 높이면서도 출구에서 과냉상태를 방지할 수 있다.

넷째, 오일을 5GSD광유를 사용함으로써, 수분 노출에 덜 민감하고, 합성유보다 원가를 절감할 수 있다.

다섯째, 2단 스테이터 코어를 사용하여 압축기모터의 효율을 높일 수 있다.

여섯째, 이를 이용한 히트펌프 설계로 제품의 내구성을 높일 수 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예인 의류처리장치를 나타낸 것이다.
도2는 프론트서포터, 필터 및 프론트 덕트를 나타낸 것이다.
도3은 리어서포터 및 리어덕트를 나타낸 것이다.
도4는 베이스부의 기계부품들간 결합관계 및 배치에 관한 일 실시예를 나타낸 것이다.
도5는 본 발명인 의류처리장치의 공기 순환 흐름을 개략적으로 나타낸 것이다.
도6은 베이스부의 기계부품들간 결합관계 및 배치에 관한 다른 실시예를 나타낸 것이다.
도7은 증발기, 응축기 및 압축기 그리고 냉매관에 대해 나타낸 것이다.
도8은 본 발명의 일 실시예인 압축기를 나타낸 것이다.
도9는 도8A를 확대해서 나타낸 것이다.
도10은 압축기 실린더의 일단면을 나타낸 것이다.
도11의 (a)는 기존 압축기모터의 스테이터 이고 (b)는 본 발명 의류처리장치에 구비되는 압축기모터의 스테이터를 나타낸 것이다. (c)는 기존 압축기모터의 스테이터 코어이고 (d)는 본 발명 의류처리장치에 구비되는 압축기모터의 스테이터 코어를 나타낸 것이다.
도12는 본 발명의 의류처리장치에 사용되는 압축기의 다른 실시예에 대한 단면을 나타낸 것이다.
도13은 본 발명의 의류처리장치에 사용되는 압축기의 다른 실시예에 대한 단면을 나타낸 것이다.
도14는 본 발명의 의류처리장치에 사용되는 응축기의 일 실시예이다.
도15는 본 발명의 의류처리장치에 사용되는 증발기의 일 실시예이다.
도16의 (a)는 냉매관 및 팽창부의 연결을 나타낸 그림이고, (b)는 팽창부 (c)는 토출파이프 (d)는 흡입파이프의 일 실시예를 도시한 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 한편, 이하에 기술될 장치의 구성이나 제어방법은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위함은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 명세서 중에서 사용되고 있는 특정한 용어는 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐으로 예시된 실시예의 한정으로 사용되고 있는 것은 아니다. 예를 들어, 「어느 방향으로」, 「어느 방향을 따라」, 「평행」, 「직교」, 「중심」, 「동심」 혹은 「동축」등의 상대적 혹은 절대적인 배치를 나타내는 표현은, 엄밀하게 그러한 배치를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 혹은, 같은 기능이 얻어지는 정도의 각도나 거리를 가지고 상대적으로 변위하고 있는 상태도 나타내는 것으로 한다.

예를 들어, 「동일」, 「동일하다」 및 「균질」 등의 사물이 동일한 상태인 것을 나타내는 표현은, 엄밀하게 동일한 상태를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 혹은, 같은 기능이 얻어지는 정도의 차가 존재하고 있는 상태도 나타낸다.

예를 들어, 사각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타내는 표현은, 기하학적으로 엄밀한 의미에서의 사각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타낼 뿐만 아니라, 같은 효과가 얻어지는 범위에서, 요철부나 모따기부등을 포함하는 형상도 나타내는 것으로 한다.

한편, 하나의 구성 요소를 「준비하다」, 「갖추다」, 「구비하다」, 「포함하다」, 또는 「가지다」라고 하는 표현은, 다른 구성 요소의 존재를 제외하는 배타적인 표현은 아니다.

또한, 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서 는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

서로 다른 실시예라도 구조적, 기능적으로 모순이 되지 않는 한 어느 하나의 실시예에 적용되는 구조는 다른 하나의 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

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.

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.

본 발명은 인화성 냉매, 예컨대 R-290을 사용한 의류처리장치에 관한 것이다.

상술한 바와 같이 4세대인 HFO 냉매는 (i)독성이 없고 안정하다. (ii) 냉매오일인 광유에 대해서 적당한 용해도를 나타낸다. (iii) 오존층 파괴위험이 없고 지구 온난화지수(GWP)도 매우 낮다는 장점이 있다. 반면, R-290과 같은 4세대 HFO 냉매는 인화성 혹은 가연성을 가지고 있다. 따라서 누설되는 경우, 인화성 냉매의 농도가 1.8% 이상이 되면 사용중 발화나 폭발의 위험이 있다. (ii) 가전제품에 사용하는 경우 최대 충전량에 대한 국제적 규제에 의해 인화성 냉매의 최대 충전량은 150g으로 한정된다. 따라서, 기존 R-134a와 같은 성능을 위해서는 기존 의류처리장치에서 사용하고 있는 히트펌프의 재설계가 요구된다.

다시 말해, R-290은 R-134a와 비교하여 임계압력 및 임계온도는 비슷하나, 증발압력과 응축압력의 차이가 1.2배정도 크고, 냉매의 비체적 (R-134a는 0.000845 ㎥/kg, R-290은 0.00208 ㎥/kg)이 더 크다. 또한, 증발잠열을 고려하면, 동일한 냉동능력을 위해서는 R-290의 경우 행정체적을 25%정도 줄일 수 있다. 또한, 증발잠열이 높아야 냉매의 양이 적어도 냉동효율이 높아지는데 이러한 관점에서 R-290은 R-134a의 좋은 대체 냉매로 볼 수 있다.

다만, 이를 고려한 히트펌프의 압축기, 증발기, 응축기 및 팽창부를 포함하는 냉매관의 재설계가 요구된다. 다만, 누설을 감지하고 폭발을 막기 위한 여러 안전설계도 동시에 필요로 하게 된다.

도1은 본 발명은 인화성 냉매, 예컨대 R-290를 사용하는 히트펌프를 이용하여 건조기능을 수행하는 의류처리장치(100)의 일 실시예의 외관을 보여주는 개략도이다. 도1을 참고하면, 의류처리장치는 대략 직육면체 형태의 의류처리장치의 본체인 캐비닛(101)을 포함하며, 캐비닛 전면(103)에는 원형의 투입구(106)가 구비되어 있다. 전면(103) 상부에는 건조기의 각종 기능을 제어하고 작동 상태를 표시하는 컨트롤 패널(104)이 구비될 수 있다.

캐비닛의 전면(103)에는 캐비닛(101)에 회동가능하게 결합하여 투입구(106)를 개폐할 수 있는 도어(108)가 구비될 수 있다. 상기 도어(108)의 개폐여부는 기존의 전기식 접촉방식에 의한 감지를 대체하여 자석을 이용한 비접촉식 감지센서를 이용할 수 있다. 이는 R-290과 같은 인화성 냉매를 사용하는 경우, 혹시라도 인화성 냉매가 누설되는 경우 폭발의 위험을 방지하기 위함이다. 즉, 기존의 전기식 접촉방식은 전기적 접점을 누르는 경우 스파크(Spark)가 발생할 수 있고, 스파크에 의해 인화석 냉매가 폭발할 수 있다.

이를 사전에 방지하기 위해, 전기적 접점을 사용하지 않고 비접촉식으로 동작가능한 도어의 일측에 구비되는 자성부(1082)및 캐비닛의 전면(103)에 위치하여 상기 자성부(1082)에 대응되는 위치에 구비되는 감지부(1083)를 구비할 수 있다.

상기 감지부(1083)은 상기 자성부(1082)의 자력(혹은 자기력)을 감지하는 리드스위치를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 도어(108)가 투입구(106)에 접근함에 따라, 상기 자성부(1082)가 상기 감지부(1083)에 접촉하지 않더라도 상기 자성부(1082)의 자기력에 의해 리드스위치가 온(On)되어 상기 도어를 감지할 수 있는 방식으로 동작할 수 있다.

캐비닛(101) 내부에는 투입구(106)과 연통하여 세탁물을 수용하는 원통형상의 드럼(110)을 포함한다. 드럼(110)의 하부에는 드럼(110)의 공기를 순환시키는 덕트(120)및 덕트내부의 공기를 제습냉각후 다시 가열할 수 있는 히트펌프(140)를 포함하는 기계부품들이 위치하는 베이스부(130)가 구비될 수 있다. 베이스부(130)는 캐비닛(101)의 바닥면을 제공할 뿐만 아니라, 의류처리장치(100)의 각종 기능을 수행할 기계부품들이 설치될 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 이에 대해서는 도4 내지 도7을 이용하여 후술하기로 한다.

또한, 도어(108)는 투광부를 포함할 수 있다. 따라서, 도어(108)가 닫힌 상태에서도, 투광부를 통해 드럼(110)의 내부가 시각적으로 노출될 수 있다.

드럼(110)은 원통형의 형상으로 전방측 과 후방측이 모두 개구된 형상으로 구비될 수 있다. 그러나 이는 일 실시예일뿐, 전방측은 개구되고 후방측은 폐쇄된 형상으로도 구비될 수 있다. 이는 드럼(110)의 작동방식에 따라 달라질 수 있다.

예를 들어, 상기 드럼의 후방에서 드럼을 회전시키기 위한 드럼구동축(미도시)이 구비되고, 상기 드럼구동축(미도시)을 드럼모터에 직접 결합시켜 상기 드럼모터 의해 상기 드럼(110)을 회전시킬 수 있다. 또한, 드럼의 후방에서 드럼을 구동시키는 드럼구동축이 드럼과 결합하고, 구동모터 및 풀리 그리고 풀리와 드럼구동축을 연결하는 벨트를 이용해 드럼이 아닌 드럼구동축을 회전시킬 수 있다. 이 경우, 드럼(110)은 드럼의 후방측에서 드럼을 지지하고 회전시키는 리어서포터가 필요없으므로, 드럼의 후방측이 개구될 필요가 없을 수 있다. 따라서, 드럼의 후방측은 개구되지 않고 막혀 있으며, 드럼의 후방면에 드럼을 회전시키기 위한 드럼구동축이 결합될 수 있다.

이하에서는 드럼(110)의 전방측과 후방측이 개구되고, 드럼을 회전지지하기 위한 프론트서포터(Front Supporter, 104)와 리어서포터(Rear Supporter, 105)에 의해 회전 가능한 실시예를 이용하여 상기 의류처리장치를 설명하고자 한다. 프론트서포터(104)와 리어서포터(105)는 드럼(110)의 전방과 후방에 각각 배치되어, 드럼(110)을 회전 가능하게 지지할 수 있다.

도2를 참조하면, 프론트서포터(104)에는 처리 대상물의 투입을 위한 드럼(110)의 전방측 개구에 대응되는 개구부(1042)가 형성되며, 하부측 둘레부에는 프론트덕트(1210) 과 연통되는 유출구(1041)가 형성된다. 프론트덕트(1210)는 베이스부로 하향연장되어 필터설치부(1242)와 결합하여 인렛덕트를 이룬다. 도2에서는 프론트덕트(1210)가 프론트덕트 커넥터(1212)와 필터가이드(1211)를 포함하여 구성된 것을 보이고 있으나, 이와 달리 프론트덕트 커넥터(1212)로만 이루어질 수도 있다.

따라서, 드럼(1030)에서 처리 대상물을 건조시킨 공기는 프런트덕트(1210)와 필터설치부(1242, 도4참조)가 결합된 인렛덕트를 지나 송풍팬설치부(127)에 위치한 송풍팬(미도시)을 지나게 된다. 그뒤 증발기(142) 및 응축기(143)를 지나면서 건조된 가열공기가 된 후, 리어덕트(230)를 지나 다시 드럼으로 순환하게 된다.

필터가이드(1211)는 프론트서포터(104)에 장착되어 유출구(1041)에 삽입된다. 필터가이드(1211)는 프론트서포터(104)의 둘레부에 장착될수 있다. 필터가이드(1211)의 내부에는 필터(124)가 착탈 가능하게 결합되어, 드럼(110)의 전방측 개구를 통해 배출되는 공기 중의 린트를 필터링하도록 구성된다. 또한, 필터(124)는 복수 개의 필터를 포함할 수 있다. 즉, 도2와 달리 아우터 필터(Outer filter)내에 인너 필터(Inner filter)가 삽입되고 아우터 필터가 필터가이드(1211)의 내부에 삽입되어 유출구(1041)을 관통하도록 배치될 수 있다. 또한, 아우터 필터와 이너 필터의 단위 면적당 매쉬망의 홀의 개수는 서로 다르게 구성될 수 있다. 일 실시예로, 이너 필터의 매쉬망은 아우터 필터의 매쉬망보다 촘촘하게 형성될 수 있다. 필터(124)는 필터가이드(1211)를 따라 삽입되어 프론트덕트 커넥터(1212) 내부에 설치될 수 있다. 또한 베이스부(130)에는 프론트덕트 커넥터(1212)에 대응되는 크기의 필터설치부(1242)가 있어, 상기 프론트덕트 커넥터(1212)와 결합하여 공기 순환 유로인 인렉덕트를 구성할 수 있다. 이와 달리 필터(124)는 프론트 덕트(1212)에 필터가이드(1211)가 없이 프론트덕트 커넥터(1212)로 이루진 경우에는 상기 필터설치부(1242)에 필터가 설치되어 드럼(110)에서 유출구(1041)을 통해 나온 이물질이 포함된 공기를 거르는 역할을 수행할 수 있다.

도3은 도 1에 도시된 드럼(110) 후방의 구조를 보인 개념도이다. 도3을 참조하면, 드럼(110)과 마주하는 리어서포터(105)의 전면에는 드럼(110)의 후방측 개구(미도시)에 대응되는 리어 드럼서포트링(1053)이 돌출되어 형성될수 있다. 상기 리어 드럼서포트링(1053)은 드럼(110)의 후방측 개구에 삽입되어 드럼을 회전가능하게 지지할 수 있다. 그러나 이는 드럼을 회전시키기 위한 일 실시예에 불과하다. 상기 리어서포터(105)를 이용해 상기 드럼의 몸체를 지지하고 회전시키는 것과 다른 방식으로 회전시켜도 무방하다. 예를 들어, 상기 드럼의 후방에서 드럼을 회전시키기 위한 드럼구동축이 구비되고, 상기 드럼구동축을 드럼모터(180, 도4참조)에 연결하여 상기 드럼모터(180)에 의해 상기 드럼(110)을 직접 회전시킬 수 있다. 또한, 드럼의 후방에서 드럼을 구동시키는 드럼구동축이 드럼과 결합하고, 구동모터 및 풀리 그리고 풀리와 드럼구동축을 연결하는 벨트를 이용해 드럼이 아닌 드럼구동축을 회전시킬 수도 있다.

이하에서는 도3과 같이 리어서포터를 구비한 일 실시예에 대해 기술한다. 리어서포터(105)의 전면에는 드럼(110)의 후방측 개구(미도시)에 대응되는 리어 드럼서포트링(1053)이 돌출 형성될 수 있다. 리어 드럼서포트링(1053)은 후방측 개구(미도시)에 삽입되어 드럼(110)을 회전 가능하게 지지할 수 있다.

리어서포터(105)에는 드럼롤러(115)가 적어도 두 개 이상 회전 가능 하게 장착된다. 드럼롤러(115)는 드럼(110)의 하부에서 드럼(110)을 회전 가능하게 지지한다.

드럼(110)의 후방측 개구(미도시)와 리어 드럼서포트링(1053)사이의 틈으로 공기가 누설되는 것을 방지하기 위하여, 실링패드(미도시)가 연결부분을 덮도록 배치될 수 있다. 실링패드(미도시)는 드럼(110)의 후방측 개구(미도시)와 리어 드럼서포트링(1053)을 덮어 감싸도록 형성된다.

리어서포터(105)에는 드럼(110)의 후방측 개구(미도시)에 대응되는 유입구(1051)가 형성된다. 상기 유입구(1051)는 리어서포터(105)의 중심을 지나는 수직 기준선을 기준으로 일측으로 편심된 위치에 형성될 수 있다. 또한, 상기 유입구(1051)는 리어서포터(105)의 중심을 지나는 수평기준선보다 위에 형성될 수 있다.

이와 달리 유입구(1051)는 상기 후방측 개구(미도시)에 대응되는 모든 영역에 형성될 수 있다. 리어서포터(105)에는 유입구(1051)와 상기 응축기를 지난 공기를 배출하는 리어덕트 커넥터(1231)와 유입구(1051)를 연결하는 리어덕트(230)가 장착될 수 있다. 만약 송풍팬이 상기 응축기를 지난 이후에 있는 경우에는 상기 송풍팬을 지나 공기가 배출되는 송풍팬배출구(1272)와 리어덕트 커넥터(1231)이 연결된 후 리어덕트 커넥터(1231)와 유입구(1051)를 연결하는 리어덕트(230)가 장착될 수 있다.

리어서포터(105)에서 리어덕트(230)가 미배치된 부분은 후방으로 돌출된 리어돌출부(1052)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 리어서포터(105) 전면은 상대적으로 후방을 향하여 움푹 들어간 형태를 가질 수 있다. 따라서, 드럼(1030)의 내부 공간이 더 확보될 수 있다

리어덕트(230)는 상향 연장되게 형성되어, 열교환기를 지나 건조된 가열공기를 리어서포터(105)의 유입구(1051)로 가이드하도록 구성될 수 있다.

도4는 드럼(110)의 하부인 베이스부(130)에 위치한 덕트(120), 압축기(200)를 포함한 히트펌프(140) 드럼모터(180) 및 증발기(142)를 청소하기 위한 물공급부(160)의 배치에 관한 그림이다.

상기 베이스부(130)에는 공기를 순환시키는 역할을 하는 덕트(120)가 위치한다. 덕트는 세분화하면 아래와 같이 구분할 수 있다. 증발기(142) 및 응축기(143)를 중심으로 하는 제2유로, 프론트 덕트(1210)와 송풍팬 설치부(127)에 의해 한정되는 제1유로, 리어 덕트 커넥터(1231)과 리어덕트(230)의해 한정되는 유로는 제3유로로 나눌 수 있다. 따라서, 드럼(110) 내부의 공기는 제1유로를 통해 배출되고, 제2유로에서 제습 및 열교환이 이루어지고, 제3유로를 통해 드럼(110)내부로 유입될 수 있다.

이 중에서 제2유로는 제2유로의 바닥면은 베이스부(130)의 바닥면을 이용하고, 증발기(142)와 응축기(143)위를 덮어 제2유로의 천장을 형성하는 커버플레이트(128) 및 커버측면(미도시)을 이용해 형성될 수 있다. 이와 달리 제2유로는 하나의 단일부재로 형성되어 공기를 유동시킬 수 도 있다.

제1유로는 유출구(1041)에서 배출된 공기가 유입되는 경로를 형성하고, 베이스부(130)의 바닥면을 향해 연장될 수 있다. 제2유로는 베이스부(130)의 일측 후방을 향하여 직선 형태로 연장될 수 있다. 제3유로는 상기 베이스부(130)의 일측에서 유입구(1051)까지 상향 연장될 수 있다.

제2유로는 베이스부(130)에서 직선형태로 연장되어, 열교환효율 저하를 방지하고 유로저항을 감소시킬 수 있다.

덕트(120)의 내부, 특히 제2유로상에는 히트펌프(140)를 이루는 구성요소의 일부가 설치되는데, 히트펌프(140)은 압축기(200), 증발기(142), 응축기(143) 및 팽창부(145)를 포함하는 냉매관(146)를 포함할 수 있다.

덕트(120)는 캐비닛(101) 내부에서 드럼(110)을 통과하여 건조대상물을 건조시키는 공기의 경로가 된다. 특히, 덕트(120)는 캐비닛(101)의 전방에서 후방으로 캐비닛(101) 내부에 덕트(duct) 형태로 형성된다.

덕트(120)에는 증발기(121) 및 응축기(124)가 설치되어 있고, 팽창기 및 압축기는 순환유로의 외측에 있는 캐비닛(101)의 베이스부(130)에 배치된다. 여기서, 증발기(121)가 응축기(124)보다 덕트(120)에서 제1유로에 가까운 곳에 장착된다. 따라서, 공기흐름으로 보아 필터설치부(1242)로부터 유입된 공기는 덕트(120)를 지나면서 증발기(121)와 응축기(124)를 순차적으로 지나게 되고, 그에 따라 냉각(응축) 및 재가열이 이루어지게 된다.

드럼모터(180)에 의해 캐비닛(101) 내부에서 회전되는 드럼(110)은 리어덕트(230)를 통해 가열된 공기가 토출되어 드럼 내부의 세탁물을 건조시킨다. 건조에 사용된 공기는 세탁물에서 증발된 수분을 함유하여 다습한 공기가 되어 도어(108)측에 가까운 드럼(110)의 전방의 유출구(1041) 연통된 린트필터 설치부(112) 및 덕트(120)로 배출된다.

한편, 히트펌프(140)은 순환유로를 순환하는 공기를 냉매와 열교환하여 냉각 및 가열시키는 장치를 뜻한다. 이러한 히트펌프(140)는 증발기(142), 압축기(200), 응축기(143) 및 팽창부(145)가 냉매가 흐르는 냉매관(146)에 의해 순차적으로 연결된다. 히트펌프(140)의 구성 중에서 순환되는 공기와 직접적으로 열교환을 하는 구성은 증발기(142)와 응축기(143)이다.

히트펌프(140)를 순환하는 냉매는 증발기(142)에서 드럼을 빠져나온 고온 다습한 공기로부터 열을 흡수하여 증발된다. 그에 따라 순환되는 공기는 냉각되며, 공기중에 함유된 수분이 응축되어 중력에 의해 덕트형태의 순환유로의 바닥면으로 떨어지게 된다.

한편, 히트펌프(140)의 배관을 순환하는 냉매는 증발기(142)에서 증발된 후, 압축기(200)에서 고온고압으로 압축된 후 응축기(143)에서 전술한 냉각된 순환공기에 열을 전달하여 응축된다. 그에 따라 순환공기는 가열되어 고온의 건조한 공기가 되어 리어덕트(230)에 의해 다시 드럼(110)으로 토출된다.

또한, 냉각된 냉매는 팽창부(145)를 통해 팽창하고 다시 증발기(142)에서 열을 흡수할 수 있는 상태가 된다. 팽창부(145)는 팽창밸브로 구비될 수도 있고, 오리피스현상을 이용하는 모세관튜브로 구비될수 있다. 또한 냉매내 이물질를 걸러내기 위해 필터드라이어(1465)를 구비할 수도 있다.

한편, 상기 증발기(142)에 의해 응축되면서 생성된 응축수는 증발기 및 응축기 위치한 바닥면으로 떨어져 응축수 포집부(미도시)에 일차적으로 포집될 수 있다. 이렇게 포집된 응축수는 압축기(200)와 인접하여 위치하는 응축수 저장부(161)로 유입될 수 있다.

응축수 저장부(161)로 유입되어 저장 저장된 응축수는 워터펌프(165)에 의해서 커버 플레이트(140)의 상부에 설치된 제어밸브(미도시)로 공급될 수 있다. 워터펌프(165)와 제어밸브(미도시) 사이에 연결된 급수관(166)을 통해서 공급된 응축수는 제어밸브(미도시)에 구비된 복수 개의 급수포트(1611, 1612, 1613) 및 배수포트(168)를 통해서 배출될 수 있다. 응축수는 복수 개의 급수포트(1611, 1612, 1613)를 거쳐서 분사관(167)으로 공급될 수 있다.

분사관(170)은 중앙부가 휘어진 파이프 형태를 가지며, 분사관(170)의 토출구(미도시)는 커버플레이트(128)를 관통하여, 커버플레이트(128)의 저면, 즉 베이스부(130)의 바닥면,을 향해 돌출되도록 배치된다. 그리고, 커버 플레이트(140)의 저면에는 분사관(170)의 토출구(미도시)가 구비되어 응축수를 증발기(142)에 분사할 수 있다. 증발기의 모든 영역에 분사할 필요는 없으며 드럼에서 배출된 공기에 포함된 이물질이 쌓일 가능성이 있는 영역에만 분사할 수 있다.

드럼(110)을 구동시키기 위한 드럼모터(180)도 베이스부(130)에 장착될 수 있다. 드럼모터(180)의 위치는 드럼(110)을 구동하는 방식에 따라 달라질 수 있다. 드럼의 후방에서 드럼(110)의 드럼구동축과 직접 결합하는 경우에는 드럼모터(180)는 드럼의 후방에 위치하여야 하므로 베이스부(130)에 위치할 수 없다. 그러나, 드럼(110)을 벨트를 이용해서 회전시키는 경우에는 드럼모터(180)와 드럼모터(180)의 구동력을 드럼(11)으로 전달하기 위한 벨트(미도시)가 드럼의 어느 부분으로 회전력을 전달하느냐에 따라 드럼 의 하부에서 위치가 변할 수 있다. 예를 들어, 드럼의 원통형 본체를 회전시키는 경우에는 도시된 바와 같이 드럼의 중앙 하부에 위치할 수 있다. 그러나 드럼구동축을 회전시키는 경우에는 드럼의 후방 하부에 위치할 수 도 있다. 이하 드럼모터 (180)및 송풍팬 그리고 압축기(200)를 냉각하기 위한 박스팬(2001)에 대해서는 도7을 이용하여 후술하기로 한다.

도5는 본 발명의 일 실시예인 의류처리장치의 공기 순환과 냉매 순환을 도시한 것이다. 본 발명의 일 실시예에서는 송풍팬이 덕트(120) 중 제1유로부분에 위치한 것으로 도시하고 있으나 경우에 따라서 송풍팬설치부(127)는 응축기(143)를 지난 후에 위치하여 리어덕트(230)로 공기를 토출하도록 구비될 수도 있다.

도6은 송풍팬설치부(127)및 송풍팬설치부 내부에 위치한 송풍팬(1273, 미도시)이 리어덕트(230)로 공기를 공급하기 위해 증발기(142) 및 응축기(143)를 지난 후에 설치된 일 실시예이다.

도7은 덕트(120)에서 커버플레이트(128)을 없애어 증발기(142) 및 응축기(143)를 노출시킨 것이다. 도7을 이용하여, 드럼모터(180), 송풍팬(1273) 및 박스팬(2001)에 대해서 설명하고자 한다.

드럼모터(180)는 드럼(110)의 회전을 위한 구동력을 발생시키기 위한 것으로 드럼모터(180)에는 드럼모터(180)의 구둥력을 드럼(100)으로 전달하기 위한 벨트(미도시)가 연결될 수 있다. 벨트는 드럼(110)의 외주를 감싸도록 배치될 수 있다.

또한, 벨트에 걸리는 장력을 조절하기 위하여 풀리(181)와 스프링(미도시)이 이용될 수 있다. 풀리(181)는 벨트에 일정 장력(Tension)을 가하도록 구성될 수 있다. 풀리(1811)는 드럼모터가 장착되는 베이스부(130)에 위치한 드럼모터 장착부(미도시) 또는 드럼모터 장착부(미도시)에 장착되는 브라켓(미도시)에 회전 가능하게 구성될 수 있다.

벨트의 장력 조절을 위하여, 드럼모터(180)는 일축을 중심으로 일정 각도 범위 내에서 회전되었다가 스프링의 탄성력에 의해 초기 위치로 원복 가능하게 구성될 수 있다. 이를 위해, 드럼모터(180)는 드럼모터 장착부에 일축을 중심으로 회전 가능하게 구성되고, 스프링은 드럼모터 장착부와 드럼모터(180) 에 각각 연결될 수 있다.

한편, 드럼모터(180)의 샤프트에는 송풍팬(1273)이 장착될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는, 드럼모터(180)의 일측에 구비되는 샤프트에 벨트가 연결되고, 드럼모터(180)의 타측에 구비되는 샤프트에 송풍팬(1273)이 장착될 수 있다.

따라서, 드럼모터(180)의 양측에 각각 구비되는 샤프트는 동일 방향, 동일 속도로 회전된다. 하나의 드럼모터(180)에 두 개의 샤프트가 구비되면 의류 처리 장치(100)의 소모 전력 개선 관점에서 많은 장점을 갖을 수 있다. 기본적으로 드럼(110)의 회전을 위한 드럼모터(180)와 송풍팬(1273)의 회전을 위한 드럼모터가 각각 구비되는 경우와 비교하면, 소모 전력이 절반으로 줄어들 수 있다.

송풍팬(1273)의 회전이 필요한 시점은 드럼(110)이 회전하는 시점과 동일하다. 왜냐하면, 드럼(110)이 회전하는 동안 고온 건조한 공기가 드럼(110)으로 공급되고, 고온 다습한 공기가 드럼(110)으로부터 배출될 수 있기 때문이다. 따라서, 드럼(110)과 송풍팬(1273) 중 어느 하나의 회전이 불필요한 상태는 발생하지 않는다.

압축기(200)에 인접하게는 박스팬(2001)이 설치될 수 있다. 박스팬(2001)은 압축기(200)를 향해 바람을 일으키거나 압축기(200) 주변의 공기를 흡입하여 송풍하도록 구성될 수 있다. 박스팬(2001)에 의해 압축기(200) 의 온도가 낮아질 수 있으며, 그 결과 압축 효율이 향상될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는, 박스팬(2001)이 압축기(200)의 후방에 위치하여 캐비닛의 후면에 가깝게 위치하고 있는 것을 보이고 있다.

박스팬(2001)이 위치하는 캐비닛(101)에는 캐비닛 외부의 공기와 캐비닛 내부의 공기를 교환하기 위한 캐비닛 배출홀(미도시)이 형성될 수 있다. 바람직하게는 상기 박스팬(2001)이 위치한 캐비닛의 후면에 캐비닛 배출홀(미도시)이 형성될 수 있다. 그러나, 캐비닛(101)이 밀폐된 구조가 아니므로, 결합시 생기는 틈새가 캐비닛 배출홀을 형성하고 이를 이용하여 캐비닛 내부의 공기와 외부의 공기를 교환할 수도 있다.

박스팬(2001)은 다른 용도로도 구비될 수 있다. 즉, 인화성 냉매, 예컨대 R-290을 사용하는 경우, 폭발을 방지하기 위한 안전책이 필요로 한다. 상기 인화성 냉매가 누설되어 공기보다 무거운 밀도로 인해 상기 캐비닛의 내부에 모여 있는 경우, 전기적인 스파크(spark)에 의해 폭발할 수 도 있기 때문이다. 이러한 폭발을 방지하기 위해서는 인화성 냉매가 모일 것으로 예상되는 곳에 공기의 유동을 주어 상기 인화성 냉매의 농도를 폭발가능한 농도 미만으로 낮추거나, 인화성 냉매를 캐비닛의 외부로 배출할 수 있어야 한다.

누설이 예상되는 곳은 진동이 많고 접합부가 많은 압축기(200) 부근이다. 따라서, 누설된 냉매는 베이스부(130)에서 덕트(120)를 제외한 압축기(200) 부근에 모일 수 있다. 이때, 팬(2001)을 이용하면, 캐비닛(101)내부의 공기를 순환시키게 되고 결국 누설된 냉매의 농도를 희석시킬 수 있다. 또한, 캐비닛배출홀을 통해 외부로 배출시킬수도 있고 외부의 공기를 내부로 유입시켜 누설된 냉매의 농도를 낮출 수 있다. 따라서, 팬(2001)은 압축기 냉각뿐만 아니라 인화성 냉매의 누설시 공기순환이나 공기의 교환을 유도하여 누설된 냉매의 희석을 통해 폭발을 방지하는 역할도 동시에 수행할 수 있다.

도8 내지 도13은 본 발명의 일실시예인 인화성 냉매를 이용하는 의류처리장치에 구비되는 히트펌프의 압축기(200)에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예인 히트펌프의 압축기(200)는 로터리식 압축기로 외형은 원통형의 압축기케이스(203), 케이스의 양단면을 막는 제1캡(201)과 제2캡(202)이 설치되어 밀폐된 내부공간을 형성한다. 그리고, 압축기케이스(203)를 베이스부(130)에 결합시키는 압축기바닥고정부(290)을 포함할 수 있다. 이와 달리 외형은 제1캡(201)과 제2캡(202)이 반구형태로 구비될 수도 있고, 케이스와 용접되어 일체된 형태로 구비될 수도 있다.

압축기케이스(203)의 내부에 위치하는 동력을 발생시키는 압축기모터(210)와 동력을 이용해서 냉매를 압축시키는 압축부(220)를 포함할 수 있다. 압축기모터(210)는 압축기케이스(203) 혹은 제1캡(201) 혹은 제2캡(202)에 위치한 터미날(218)을 통해 전력을 공급받을 수 있다. 도8에서 압축기모터(210)는 압축기의 상부에 위치하고, 압축부(220)는 압축기의 하부에 위치하나 필요에 따라 이들의 위치들은 서로 바뀔 수 있다.

압축기모터(210)는 압축기케이스(203)에 고정되는 압축기모터의 스테이터(217)과, 압축기모터의 스테이터(217)의 내부에 회전 가능하게 지지되는 압축기모터의 로터(216)와, 압축기모터의 로터(216)에 압입되는 구동축(214)을 포함한다. 압축기모터의 로터(216)은 전자기력에 의해 회전하며, 구동축(214)은 압축기모터의 로터 (216)의 회전력을 압축부(220)에 전달한다.

냉매를 흡입하는 냉매유입부(281)은 압축기케이스(203)의 일측에 설치되고, 또한 냉매의 기상과 액상을 분리하는 어큐물레이터(280)에 연결될 수 있다. 그리고, 제1캡(101)에는 압축된 냉매가 토출되는 압축기토출관(2281)이 설치될 수 있다. 또한 제2캡(202)에는 마찰 운동하는 부재의 윤활 및 냉각을 위해 일정량의 오일(또는 냉매오일)이 채워질 수 있다.

이 때, 구동축(214)의 단부는 오일에 잠겨져 있다. 따라서 오일이 구동축(214) 내부에 위치하는 오일유로부(미도시)를 따라 공급되면, 오일은 냉매에 용해되어 같이 순환될 수 있다. 따라서, 엄밀히 히트펌프에서 순환되는 냉매는 오일과 냉매의 혼합유체이다.

기존의 단일실린더 형태의 압축부(220)는 크게 케이스에 고정되는 실린더, 실린더)내부에 위치되는 롤러 및 실린더의 상하부에 각각 설치되는 상부 및 하부 베어링으로 이루어질 수 있다. 실린더는 소정 크기의 내부체적을 가지며 압축되는 유체의 압력을 견딜수 있도록 충분한 강도를 갖게 설계되어야 한다. 실린더는 또한 내부체적내에 상기 구동축에 형성되는 편심롤러부를 수용한다. 편심롤러부는 일종의 편심된 캠과 롤러의 결합체이다. 따라서, 상기 구동축의 회전 중심으로부터 일정거리만큼 이격된 중심을 갖는다.

그리고, 실린더의 내주면으로부터 일정 깊이로 연장되는 홈이 형성될 수 있다. 상기 홈에는 베인이 설치되고, 상기 베인은 상기 편심롤러부에 접하여 내부체적을 제1-1챔버와 제1-2챔버로 나눌 수 있다. 제1-1챔버와 제1-2챔버는 고정된 부피를 갖는 것이 아니라, 상기 편심롤러의 운동에 따라 변하며 내부의 냉매를 압축하는 공간을 제공할 수 있다.

그러나, 인화성 냉매의 경우, 예컨대 R-290은 R-134a와 비교하여 액체상태의 비체적이 각각 R-134a는 0.000845 ㎥/kg, R-290은 0.00208 ㎥/kg로 R-290의 비체적이 2.5배정도 크다. 일반적으로 의류처리장치에 R-134a가 500 g정도 충전되나, R-290의 경우 규제에 의해 150 g이하로만 충전이 가능하다. 따라서, 충전되는 양을 고려한 전체적인 체적은 오히려 R-290이 줄어들게 된다. 실제 상기 의류처리장치의 생산과정에서는 충전양에 오차가 발생할 수 있어, 바람직하게는 145 g이하로 충전될 수 있다. 응축압력-증발압력의 차이도 ASHRAE 37 (The American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) 평가 조건에서 1355 kPa, R-290은 1666 kPa로 R-134a일 때 보다 더 크다. 그러므로, 응축압력-증발압력의 차이를 고려하면, 비슷한 냉동능력을 위해서는 R-290의 경우 행정체적을 25%정도 줄일 수 있게 된다. 따라서, 대략적인 행정체적은 압축기 1회전당 8cc 이상 10cc 이하가 된다. 10cc를 초과하는 경우에는 압축기의 발열문제가 발생하고, 8cc를 미만인 경우에는 냉매의 양이 작아 충분한 열교환이 불가능하기 때문이다. 따라서 인화성 냉매로 기존의 R-134a를 대체하면서 최적의 성능을 위해서 상기 압축기의 행정체적은 8cc/rev 이상 10cc/rev이하가 되어야 한다.

이러한 인화성 냉매를 압축하기 위해서 기존과 같은 단일 실린더형태의 사용하기 위해서는 행정체적을 고려하여 실제 냉매를 압축하는 롤러의 수치를 설계해야 한다. 상기 의류처리장치의 베이스부(130)에 설치하기 위해서는 압축기 롤러의 반지름이 커질 수 없으므로 일반적으로는 단일실린더에 편심롤러의 높이 대 반지름의 비율(hr:rr, 도10 참조)이 1.2이상 1.6이하를 사용한다. 그러나, 압축을 위해 롤러의 높이 대 반지름의 비율이 큰 경우 롤러의 원통 외주면과 접하는 실린더 내부의 마찰 손실이 커지게 된다. 또한, 베인을 사이에 두고 분리된 양 챔버내부의 냉매가 베인과 롤러 혹은 베인과 실린더 사이, 베인과 베어링 사이의 틈으로 유출될 수 있다. 이를 누설 손실이 라 한다. 따라서 높이가 크게 되면 더 큰 틈새가 발생하게 되므로 냉매의 누설 손실도 커지게 된다. 특히, 베인을 사용하는 로터리압축기에서는 다른 압축기에 이러한 손실이 상대적으로 크다. 이를 줄이기 위해서는 롤러의 높이 대 반지름의 비율이 1미안인 경우를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.

따라서, 인화성 냉매의 큰 비체적에 의한 단위질량당 압축일이 많이 필요로 하는 점과, 편심롤러와 실런더사이의 마찰손실, 압축시 유체손실, 압축기가 설치되는 공간을 종합적으로 고려하여, 롤러의 높이대 반지름의 비율이 1미만이면서도 단위 질량당 압축일을 줄이고, 마찰손실 및 유체손실을 줄이기 위해 압축되는 냉매를 나누어서 동시에 압축하는 압축기를 이용하는 것이다.

이를 위해 도 8을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일실시예인 의류처리장치에서 사용하는 압축기(200)의 압축부(220)는 크게 압축기케이스(203)에 고정되는 2개의 실린더(2211, 2212), 각 실린더 내부에 위치되는 2개의 편심롤러부(2231, 2232), 2개의 실린더를 분리하여 냉매가 섞이는 것을 방지하는 격벽(2223)을 포함할 수 있다. 제1실린더(2211)는 격벽과 만나는 면의 반대면에서 제1베어링(2251)과 결합하고, 제2실린더(2212)는 격벽과 만나는 면의 반대면에서 제2베어링(2252)과 결합할 수 있다.

각각 실린더(2211, 2212)는 소정 크기의 부피를 갖는 챔버(2291, 2292)를 가지며 압축되는 유체의 압력을 견딜수 있도록 충분한 강도를 갖게 설계되어야 한다. 또한, 실린더(2211, 2212)는 챔버(2291, 2292)내부에 상기 구동축에 형성되는 제1편심롤러(2231)과 제2편심롤러(2232)를 수용할 수 있다. 제1편심롤러(2231)와 제2편심롤러(2232)를 일종의 편심된 캠으로 구동축의 회전 중심(L1, 도10 참조)으로부터 일정거리만큼 이격된 중심(L2, 도10 참조)을 갖는다. 1편심롤러(2231)와 제2편심롤러(2232)는 각가 편심부와 롤러가 결합된 것일 수 도 있으나 하나의 단일 부재일 수도 있다.

그리고, 각각의 실린더(2211, 2212)는 내주면으로부터 일정 깊이로 연장되는 실린더홈(2211a, 2212a, 도9참조)이 형성될 수 있다. 제1실린더홈((2211a)과 제2실린더홈(2212a)에는 각각 제1베인(2241)과 제2베인(2242)가 설치되고, 제1베인(2241)과 제2베인(2242)은 각각 제1편심롤러(2231)과 제2편심롤러(2232)에 접하여 내부체적을 각각 2개로 나눌 수 있다. 도10을 참조하면 제1챔버(2291)은 제1베인(2241)과 제1편심롤러(2231)에 의해 각각 제1-1챔버(2291a)와 제1-2챔버(2291b)로 나누어질 수 있다. 2개로 나누어진 챔버(2291a, 2291b)는 고정된 부피를 갖는 것이 아니라, 상기 제1편심롤러의 운동에 따라 변하게 되며, 내부에 냉매를 유입하여 압축하는 공간을 제공할 수 있다.

제1챔버(2291)과 제2챔버(2292)로 공급되는 냉매는 각각 제1실린더(2211) 와 제2실린더(2212)를 관통하는 제1유입포트(2814a)와 제2유입포트(2814b)를 통해 공급된다. 어큐뮬레이터(280)을 통과한 냉매가 냉매유입부(281)을 통해 공급되면 Y자 형태로 분기되는 제1유입포트(2814a)와 제2유입포트(2814b)를 통해 각각 제1실린더(2211)와 제2실런더(2212) 내부로 공급된다.

도8에서는 하나의 유입포트가 압축기 내부에서 제1유입포트(2814a)와 제2유입포트(2814b)로 분기되는 것을 도시하고 있으나, 이는 일 실시예에 해당한다. 제1유입포트(2814a)와 제2유입포트(2814b)가 경사져 구비되지 않을 수도 있으며, 도12에서와 마찬가지로 어큐뮬레이터(280)에서 냉매가 처음부터 제1유입부(2811) 및 제2유입부(2812)로 나누어져 유입될 수도 있다.

도 9를 참조하면, 로터리 압축기의 작동원리에 대해 설명한다. 도9는 도8의 제1실린더의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다. 제1실린더(2211)에는 제1베인(2241)의 일단을 탄성고정하기 위한 제1실린더홈(2211a)을 포함할 수 있다. 제1베인(2241)의 타단은 제1편심롤러(2231)에 항상 접촉하고 있다. 이는 탄성부재(2233)의 탄성력 때문이다. 따라서, 제1챔버(2291)는 제1베인(2241)에 의해 2개의 챔버로 분리되어 각각 제1-1챔버(2291a) 및 제1-2챔버(2291b)로 나누어진다.

상기 구동축(214)의 내부에는 윤활을 위해 오일을 공급하는 제1오일유로(261)을 포함할 수 있다. 상기 구동축(214)은 편심된 제1편심롤러(2231)이 결합할 수 있다. 상기 구동축(214)이 회전하는 경우 상기 제1편심롤러(2231)는 상기 제1실린더(2211)의 내주면을 따라 구름운동을 하게 된다. 따라서, 제1-1챔버(2291a) 및 제1-2챔버(2291b)의 부피는 계속적으로 변하게 된다. 한쪽의 챔버에서는 냉매의 유입이 이루어지고, 다른쪽 챔버에서는 냉매의 압축이 이루어지게 된다. 냉매가 기설정된 압력 이상으로 압축이 되면, 제1토출밸브(2271a)가 열려 압축된 냉매를 토출포트(2271, 도10참조)를 통해 배출하게 된다. 이렇게 토출된 냉매는 압축기토출관(2281)을 통해 토출파이프(1461)을 지나 응축기(143)로 들어가게 된다.

도10에서 제1토출밸브(2271a)를 개략적으로 도시하고 있으나 이와 달리 제1토출밸브(2271a)는 토출포트(2271)바로 위에 설치되어 기설정된 압력 이상에서만 열리는 체크밸브와 같은 원리로 동작할 수도 있다.

도10을 참조하면 상기 제1토출포트(2271)는 제1베어링(2251)을 관통하여 구비되며, 제1실린더(2211)와 접촉하지 않는 제1베어링(2251)의 바깥면에는 상기 제1토출밸브 (2271a)가 구비될 수 있다. 상기 제1토출밸브(2271a)는 상기 제1토출포트의 유효면적 및 토출포트의 두께를 고려하여 상기 제1베어링의 홈 안에 삽입되어 상기 제1토출포트를 개폐할 수도 있다.

상기 제1편심롤러(2231)와 제2편심롤러(2232)는 구동축(214)를 중심으로 서로 반대방향으로 편심되도록 구비될 수 있다. 제1편심롤러(2231)와 제2편심롤러(2232)가 서로 교번적으로 냉매를 압축하여 토출할수 있게 되어, 토출에 의한 압력의 변화주기가 작아져 진동이 줄어든다. 또한, 상기 구동축의 축방향을 중심으로 편심된 정도가 동일하여 편심에 의한 진동 및 소음도 줄일 수 있다. 또한 토출압의 변화에 따라 가해지는 축하중도 줄어드는 효과를 가진다.

이렇게 2개의 실린더를 이용하여 냉매를 나누어 압축하게 되면, 기존의 편심롤러의 높이 대 반지름의 비율을 1미만으로 사용할 수 있다. 따라서, 높이 대 반지름의 비율이 1 미만인 편심롤러 하나만을 사용하는 경우보다 반지름의 사이즈가 적어져 면적을 덜차지하게 되고, 동일한 체적을 압축하기 위해 들어가는 힘도 줄어드는 반지름과 높이에 의해 관성모멘트과 줄어들게 되므로 필요한 회전력이 줄어들게 된다.

또한, 높이 대 반지름의 1.2~1.6을 갖는 기존의 압축기에 비해 마찰 손실 및 누설 손실이 줄어드는 효과가 있다.

압축기의 행정체적이 8cc/rev 이상 10cc/rev이하가 되어야 함을 고려하면, 편심롤러(2231, 2232)의 높이 대 반지름의 비율은 0.75이상 0.8이하가 될 수 있다. 2개의 실린더를 갖는 압축기, 소위 트윈 압축기, 에서 상술한 행정체적의 범위를 고려하고 R-290의 임계온도, 비체적, 압축된 냉매의 누설 손실, 압축기 내부에서의 관로 마찰 등의 유체역학적 손실 및 토출밸브의 밸브 걔폐시간 등을 반영한 결과이다. 예를 들어, 편심롤러(2231, 2232)의 높이 대 반지름의 비율이 0.8을 초과하는 경우에는 토출밸브(2271a, 2272a)가 오래 열려 원하는 행정체적 이상이 토출되고, 0.75미만인 경우에는 압축된 냉매가 토출되면서 챔버(2291, 2292)내 압력강하가 빨라 원하는 행정체적을 토출하지 못할 수 있다. 즉, 토츨밸브의 응답속도도 이러한 설계에 영향을 미치는 변수가 될 수 있다. 이런 여러 변수를 고려하여 편심롤러(2231, 2232)의 높이 대 반지름의 비율은 0.75이상 0.8이하가 될 수 있다

도10을 이용하여 최적의 히트펌프 성능을 위해 필요한 조건에 대해 설명하기로 한다. 도10은 도8의 점선으로 된 8A 부분의 단면을 나타낸 것이다. 구동축(214)의 중심을 지나는 직선을 L1이라하고 제1편심롤러(2231)의 중심을 L2라 하면 L1을 중심으로 L2는 소정의 이격거리만큼 떨어져 있다. 제1토출포트의 유효면적(Q)은 인화성 냉매인 R-290의 임계압력 (4.25MPa) 및 임게온도 (97 ℃)를 고려하면, 상기 제1토출포트(2271)와 상기 제2토출포트의 유효면적은 각각 25 ㎟ 이상 26 ㎟ 이하인 것이 바람직하다. 이는 제2토출포트(2271)도 마찬가지이다.

또한, 상기 제1토출포트(2271)와 상기 제2토출포트의 두께는 각각 1.5㎜ 이상 2.5㎜ 이하인 것이 바람직하다. 이는 토출포트의 두께가 너무 두꺼우면 마찰손실이 발생하고, 너무 얇으면 내부 압력을 견딜 수 없기 때문이다.

또한, 구동축(214)에 제1편심롤러(2231)와 제2편심롤러(2232)에 의해 생기는 편심하중과 분당 회전수를 고러하면, 일반적으로 구동축에 사용되는 재질인 주철의 경우 구동축의 반경(rs)은 5.5 ㎜ 에서 7.5 ㎜ 인 것이 바람직하다.

만약 편심롤러가 단일부재가 아니라, 편심부인 캠과 롤러를 결합하여 조립된 경우에는 캠과 롤러는 높이를 달리하여 캠의 높이가 롤러의 높이보다 작은 것이 바람직 할 수 있다. 이는 조립시 공차로 인해 예기치 못한 베어링이나 격벽과의 마찰을 줄이기 위함이다. 예를 들어 롤러의 높이(hr)가 12 mm인 경우라면 캠의 높이는 8.5 mm로 설정할 수 있다.

도8과 도10을 이용하여 압축기의 윤활에 필요한 오일유로부에 대해 간략히 설명하고자 한다. 구동축(214)의 축방향으로 관통하는 제1오일유로(261)을 포함하는 오일유로부(미도시)는 구동축(214), 제1베어링(2251) 및 제2베어링(2252)를 따라 형성될 수 있다.

제1오일유로(261)는 구동축(214)의 일단으로부터 타단까지 형성되어 실질적으로 구동축(214)를 구동축의 축방향을 따라 관통할 수 있다. 또한 제1오일유로(261)에서 상기 베이스부(130) 방향의 일단부에는 오일과 오일펌프(미도시)가 구비된다. 오일펌프(미도시)는 일종의 원심펌프일 수 있다.

오일 펌프는 오일에 잠기며 이에 따라 오일은 오일펌프를 거쳐 제1유로(261)에 유입될 수 있다. 오일펌프(111)를 거쳐 제1오일유로(261)에 유입될 수 있게 된다. 이 후, 오일은 제1오일유로(261)를 따라 펌핑되어 상기 구동축(214)의 말단에서 각 구동축(214), 제1베어링(2251) 및 제2베어링(2252)으로 공급되도록 비산될 수 있다.

또한, 제1오일유로(261) 제1편심롤러(2231)과 제2편심롤러(2232)에 오일을 공급할 수 있도록 제1편심롤러(2231)과 제2편심롤러(2232)의 주변에서 구동축의 원주방향으로 상기 제1오일유로(261)와 연통될 수 있는 오일홀 (미도시)을 더 포함할 수 있다. 또한 오일홀에 연통하여 제1베어링(2251) 및 제2베어링(2252)에 오일을 공급할 수 있는 제2오일유로(미도시)를 포함할 수 있다. 이는 제1베어링(2251) 및 제2베어링(2252)의 내주면에 형성되는 홈으로서 형성될 수 있다.

압축기에 사용되는 오일(냉매오일)은 첫째, 윤활작용-베어링과 구동축과 같은 구동부분, 편심롤러와 실릴더의 접동부분의 윤활, 마찰과 마모의 저감을 위해 사용된다. 둘째 실링작용을 할수도 있다. 셋째, 마찰열을 제거하는 등 냉각작용을 할 수 있다. 넷째, 금속의 산화를 방지하는 방청기능을 할 수 있다.

이러한 오일은 인화성 냉매와 섞여 사용하므로 적당한 용해도를 가져야 하며, 우수한 점도 및 높은 인화점을 가질수록 좋다. 적당한 용해도를 가져야 하는 이유는, 압축기 토유량이 압축기 및 시스템의 성능 및 신뢰성에 크게 영향을 미치는 인자이기 때문이다. 냉매에 오일이 많이 용해되어 토유량이 과도한 경우 온도 상승에 따른 효율저하, 유압축에 따른 이상 고압으로 펌프부의 신뢰성 악화 문제가 발생할 수 있다. 그리고, 응축기의 열교환 방해, 팽창밸브의 기능이 저하, 증발기파이프에서 유막이 형성됨으로 인한 열교환능력 감소 및 압력 손실 등이 발생하기 때문이다.

특히, R-134a는 극성을 가지고 있어 기존 오일인 광유에 잘 용해되지 않는다. 따라서, 합성유인 폴리에스테르계 오일(이하 POE계 오일)을 사용하였다. 윤활의 측면만을 살펴보면 합성유인 POE계 오일이 좋을 수 있으나 아래와 같은 단점이 있다. 첫째, 흡습성이 좋아 대기에 노출시 수분함유율이 높아지므로 반드시 밀폐가 유지되어야 한다. 따라서 누설이 발생시 습기를 함유하게 되어 부식의 문제가 생길 수 있다. 둘째, POE계 오일은 세정효과가 좋으나, 모든 종류의 윤활유, 녹방지용 코팅, 용접시 발생하는 산화물질등을 씻어 유화시키(Emulsify)며 냉동사이클을 따라 흐르게 해서 고장을 일으킬 수 있다.

따라서, 인화성 냉매인 R290의 경우 극성이 없으므로 적당한 용해도(상기 압축기운전 중 온도 및 압력에 범위에서 대략 40%이상 60%이하)를 가지고, 동점도가 우수하며, 높인 인화점을 갖는 광유를 사용할 수 있다. 그러한 광유의 타입으로는 5GSD가 있다. 동점도는 40 ℃ 기준으로 95.11 ㎟/s로, 기존 4GSD에 비해 2배이상 높으며 인화점(194 ℃)이 높아 안전하게 사용할 수 있다. 또한, -50 ℃ 내지 90 ℃ 범위에서 섞임성(Miscibility)이 좋고 오일과 냉매의 이층분리가능성이 매우 낮다. 유동점(Pour point)도 약 -25 ℃ 로 낮아 상기 의류처리장치를 위한 히트펌프용 오일로 적합하다. 상기 압축기(200)에서 5GSD 타입의 오일봉입량은 바람직하게는 220cc 일 수 있다.

도11은 압축기모터(210)에 관한 것이다. 도11(a)와 도11(c)는 기존 압축기 모터의 스테이터(217)와 스테이터 코어에 대해 도시되어 있다.

도8을 참조하면, 압축기모터(210)의 스테이터(217), 압축기모터의 로터 (216) 및 구동축(215)를 포함한다. 압축기모터의 스테이터(217)는 링 형상의 전자 강판 (전기 강판 혹은 규소 강판)을 적층한 라미네이션과 라미네이션에 권선된 코일(215)을 구비할 수 있다. 압축기모터의 로터(216)도 전자 강판을 적층한 라미네이션으로 구비될 수 있다. 구동축(214)는 압축기모터의 로터(216) 의 중앙을 관통하며, 압축기모터의 로터(216) 에 고정된다. 압축기(200)에 전류가 인가되면, 압축기모터(210)의 스테이터(217) 와 압축기모터의 로터(216) 사이의 상호전자기력에 의해 압축기모터의 로터(216)가 회전하며, 압축기모터의 로터(216)에 고정된 구동축(214) 또한 함께 회전하는 원리이다.

따라서, 압축기모터(210)의 회전력은 압축기의 성능을 가장 크게 좌우할 수 있다. 성능향상을 위해서 코일(215)의 단위면적당 감은수를 늘리면 되나 좁은 공간에서는 한계가 있을 수 있다. 따라서, 도11(b)와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기모터(210)의 경우에는 도11(d)와 같이 스테이터가 단차를 갖는 2단코어(2171)로 구비될 수 있다. 이를 통해 슬롯유효면적의 확대를 가져와 동손(Copper loss)에 의한 손실 개선 및 자속 흐름 증가를 가져올 수 있다. 따라서, 압축기 효율이 향상되고, 기존의 단차없는 코어에 비해 재료비도 줄이는 효과를 가질 수 있다.

도13은 트윈압축기와 달리 다단계로 냉매를 다단압축기에 관한 것이다. 냉매를 다단으로 압축하는 경우가 한번에 원하는 압력까지 압축하는 경우보다 필요한 일이 훨씬 적으므로 그 만큼 히트펌프의 성능이 향상될 수 있다. 이를 위해, 제2실린더(2212)는 저압에서 냉매를 압축하고, 제1실린더(2211)는 고압에서 냉매를 압축할 수 있다. 이는 일 실시예일 분, 제1실린더(2211)와 제2실린더(2212)의 기능이 바뀌어도 무방하다. 도13에서는 제2유입부(2811)을 통해 제2실린더(2212)에 냉매가 유입되고, 제2실린더(2212)에서 압축된 냉매는 제3유입부(2810)를 통해 배출된 후 중간연결부(2813) 및 제1유입부(2811)을 통해 제1실린더(2211)에 유입될 수 있다. 제1실린더는 제2실린더보다 높은 압력에서 냉매를 다시 압축하여 원하는 응축압력에 도달 시킨 후 압축기토출관(2281)을 통해 응축기로 내보낼 수 있다.

도14는 본 발명의 일실시예인 인화성 냉매를 이용하는 의류처리장치에 구비되는 히트펌프(140)의 응축기(143)에 관한 것이다.

덕트(120)의 내부에 위치하는 응축기(143)는 압축기(200)에서 압축된 냉매를 응축시켜 발생하는 열을 응축기(143)를 지나가는 공기에 전달하여 공기를 가열할 수 있다. 상기 응축기(143)은 덕트(120)의 양 측면에 위치하는 제1응축기판(1431)과 제2응축기판(1432)를 포함할 수 있다. 냉매가 유입되어 흐르는 응축기파이프(1433)는 제1응축기판(1431)과 제2응축기판(1432)을 통해 지지된다. 응축기파이프는 제1응축기판(1431)과 제2응축기판(1432)의 사이를 일정 간격을 유지하면서 복수 번 반복왕복하여 하나의 연결된 파이프로 제1응축기판(1431)과 제2응축기판(1432)사이를 연결할 수 있다. 또한, 제1응축기판(1431)과 제2응축기판(1432) 사이에는 제1응축기판과 제2응축기판과 같은 방향으로 복수개의 응축기방열핀(1434)을 포함할 수 있다.

따라서, 제1응축기판(1431)과 제2응축기판(1432)사이를 응축기파이프(1433)가 왕복운동할 때 복수개의 응축기방열핀(1434)를 관통하게 되며, 복수개의 응축기방열핀(1434)은 응축기파이프(1433)가 관통하는 부위와 응축기파이프(1433)가 열교환이 이루어질 수 있도록 결합될 수 있다. 따라서 고온의 냉매가 응축기파이프(1433)를 지나가면서 복수개의 응축기방열핀(1434)에 열이 전달되고, 상기 복수개의 방열핀 사이를 지나가는 공기에 전달되는 원리이다.

다시 말해, 공기가 화살표 방향(제1유로에서 제3유로의 방향, 덕트의 전방에서 후방으로 향하는 방향 또는 덕트의 길이방향)으로 유동할 때, 상기 덕트의 양 측면을 가로지는 방향으로 설치된 응축기파이프(1433)를 지나는 고온의 냉매가 상대적으로 저온인 공기에 열을 전달할 수 있다.

R-134a에 비해 R-290은 비체적이 크나 사용하는 충전양이 작으므로 전체 체적은 작게된다. 따라서, 기존 R-134a에서 사용하던 응축기와 동일한 직경 및 길이를 갖는 응축기파이프(1433)를 사용하게 되면 응축기파이프의 출구(1433b)에서 과냉상태가 된다. 이를 방지하기 위해 응축기파이프(1433)의 직경을 작게 설계할 수 있다. 바람직하게는 응축기파이프(1433)의 직경은 5mm일 수 있다.

응축기파이프(1433)의 직경이 줄어들면 내부를 흐르는 냉매는 더 빠른 속도로 지나가게 되어 시간당 열전달양이 많아지게 된다. 또한, 응축기파이프(1433)의 직경이 작아진 경우, 응축기(143) 에서 공기가 실제로 지나가는 유동단면적이 커지게 되므로 더 많은 공기가 응축기(143)를 지나갈 수 있게 된다. 따라서, 응축기방열핀(1434)의 인치당 핀 개수를 나타내는 FPI (Fin per inch)는 기존 R-134a에서의 FPI보다 증가시키는 것이 바람직 할 수 있다. 예를 들어, 기존 R-134a에서는 16 FPI인 반면에 R-290에서 사용하는 응축기에서는 18 FPI를 사용할 수 있다.

또한, 열전달양이 많아지므로 상기 응축기의 길이(L)은 R-134a에서 사용하는 응축기에서의 길이보다 짧게 구비될 수 있다. 이는 곧, 응축기(142)의 소형화를 의미한다. 즉, 응축기(142)의 내부용적은 R134-a에서의 응축기 내부용적 대비 50%정도 감소된다.

또한, 상기 덕트(120)의 측면에서 제1응축기판(1421)과 제2응축기판(1422)을 관통하는 응축기파이프의 배열개수가 응축기파이프의 직경감소로 더 많이 배열될 수 있다. 예를 들어, 기존 R-134a에서의 응축기파이프의 배열이 제1응축기판의 길이방향 및 높이방향 기준으로 8개와 5개 (8R × 5C) 배열되었다면, R-290에서는 응축기파이프의 배열이 제1응축기판의 길이방향(L) 및 높이방향(T) 기준으로 8개와 6개 (8R × 6C)로 배열될 수 있다. 또한 인접한 응축기파이프(1431)의 거리를 뜻하는 dL과 dT는 동일하게 설정될 수 있다.

열전당량이 많아지면 응축기를 지나는 공기의 압력차(△P)도 커져 공기의 유동속도도 커질 수 있다. 바람직하게 공기의 유동속도는 2~3m/s를 가질 수 있다.

도15는 본 발명의 일실시예인 인화성 냉매를 이용하는 의류처리장치에 구비되는 히트펌프(140)의 증발기(142)에 관한 것이다.

덕트(120)의 내부에 위치하는 증발기(142)는 드럼(110)에서 유입된 고온 다습한 공기와의 열교환을 통해 냉매에게 열을 전달하고 냉매를 다시 증발시키는 장치이다. 이때 고온다습한 공기는 증발기(142)를 지나면서 상대적으로 저온제습된 공기가 된다.

상기 증발기(142)은 덕트(120)의 양 측면에 위치하는 제1증발기판(1421)과 제2증발기판(1422)를 포함할 수 있다. 냉매가 유입되어 흐르는 증발기파이프(1423)는 제1증발기판(1421)과 제2증발기판(1422)을 통해 지지된다. 증발기파이프(1423)는 제1증발기판(1421)과 제2증발기판(1422)의 사이를 일정 간격을 유지하면서 복수 번 반복왕복하여 하나의 연결된 파이프로 제1증발기판(1421)과 제2증발기판(1422) 사이를 연결할 수 있다. 또한, 제1증발기판(1421)과 제2증발기판(1422) 사이에는 제1증발기판(1421)과 제2증발기판(1422) 같은 방향으로 복수개의 증발기방열핀(1424)을 포함할 수 있다.

따라서, 제1증발기판(1421)과 제2증발기판(1422) 사이를 증발기파이프(1423)가 왕복운동할 때 복수개의 증발기방열핀(1424)를 관통하게 되며, 복수개의 증발기 방열핀(1424)은 증발기파이프(1423)가 관통하는 부위와 증발기파이프(1423)가 서로 열전달이 이루어질 수 있도록 결합될 수 있다. 따라서, 상대적으로 고온의 공기가 증발기(142)를 통과할 때, 복수개의 증발기방열핀(1424)에 의해 열이 전달되고, 이 열은 다시 상대적으로 저온의 냉매가 지나가는 증발기파이프(1423)으로 전달되는 원리이다.

다시 말해, 공기가 화살표 방향(제1유로에서 제3유로의 방향, 덕트의 전방에서 후방으로 향하는 방향 또는 덕트의 길이방향)으로 유동할 때, 상기 덕트의 양 측면을 가로지는 방향으로 설치된 증발기파이프(1423)를 지나는 저온의 냉매는 상대적으로 고온인 공기로부터 열을 전달받을 수 있다.

R-134a에 비해 R-290은 비체적이 크나 사용하는 충전양이 작으므로 전체 체적은 작게된다. 따라서, 기존 R-134a에서 사용하던 증발기(142)와 동일한 직경 및 길이를 갖는 증발기파이프(1423)를 사용하게 되면 증발기파이프의 출구(1422b)에서 과포화증기상태가 된다. 이는 곧 압축기의 에너지 소모가 많아지거나, 압축기에 손상을 주게 된다. 이를 방지하기 위해 증발기파이프(1423)의 직경을 작게 설계할 수 있다. 그러나, 응축기파이프(1433)의 직경보다는 크게 설계될 수 있다. 이는 응축기내에서 열교환하는 냉매와 공기의 온도차가 증발기내에서 열교환하는 냉매의 공기의 온도차보다 크기 때문이다. 따라서 증발기내부에서는 냉매의 유속을 천천히 하여 충분한 열전달이 이루어지게 하기 위해 증발기파이프(1423)의 직경이 응축기파이프(1433)의 직경보다 크게 설계될 수 있다. 바람직하게는 증발기파이프(1423)의 직경은 7.94mm일 수 있다.

작아진 직경을 갖는 증발기파이프(1423)의 내부를 저온의 냉매는 더 빠른 속도로 지나가게 되어 시간당 열전달양이 많아지게 된다. 또한, 증발기파이프(1423)의 직경이 작아진 경우, 증발기(142)내에서 공기가 실제로 지나가는 유동단면적이 커지게 되므로 더 많은 공기가 증발기(142)를 지나갈 수 있게 되므로 열전달이 향상될 수 있다.

이를 위해 증발기방열핀(1424)의 두께를 R-134a를 사용할 때의 증발기방열핀보다 얇게 할 수 있다. 예를 들어 기존 증발기방열핀(1424)의 두께가 0.14mm 였다면, R290 에서의 증발기방열핀(1424)의 두께는 0.13mm 이하, 바람직하게는 0.1mm일 수 있다. 또한 제습된 수분이 증발기방열핀(1423)에 부착될 수 있다. 이는 곧 증발기방열핀(1424)의 열교환 성능을 떨어뜨리게 된다. 따라서, 이를 막기위해 증발기방열핀(1424)은 친수성코팅을 할 수 있다.

또한 열전달양이 많아지므로 상기 덕트의 길이(L)은 R-134a에서 사용하는 증발기에서의 길이보다 짧게 구비될 수 있다. 이는 곧, 증발기(142)의 소형화를 의미한다. 즉, 증발기(142)의 내부용적은 R134-a에서의 증발기 내부용적 대비 30%정도 감소된다.

또한, 상기 덕트(120)의 측면에서 제1증발기판(1421)과 제2증발기판(1422)을 관통하는 증발기파이프(1423)의 배열개수가 응축기파이프의 직경감소로 더 많이 배열될 수 있다. R-290에서는 증발기파이프(1423)의 배열이 제1증발기판(1421)의 길이방향(L) 및 높이방향(T) 기준으로 5개와 4개 (5R × 4C)로 배열될 수 있다. 또한 인접한 증발기파이프(1423)의 거리를 뜻하는 dL과 dT는 일정할 수 있다.

응축기파이프 입구(1431a) 및 응축기파이프 출구(1431b), 그리고 증발기파이프 입구(1421a) 및 증발기파이프 출구(1421b)는 덕트(120)의 측면을 관통하여 덕트(120)외부에 있는 팽창부(145) 및 압축기(200)와 냉매관(146)에 의해 연결될 수 있다.

도16은 본 발명의 일실시예인 인화성 냉매를 이용하는 의류처리장치에 구비되는 히트펌프(140) 에서 인화성 냉매를 순환시키는 냉매관(146)에 관한 것이다.

도16의 (a)는 냉매관 및 팽창부의 연결을 나타낸 그림이고, (b)는 팽창부 (c)는 토출파이프 (d)는 흡입파이프의 일 실시예를 도시한 것이다.

도16(a)를 참조하면, 냉매를 순환시키는 냉매관은 압축기(200)와 응축기(142)를 연결하는 토출파이프(1461), 응축기(142)과 증발기(143)를 연결하는 팽창부(145), 증발기(142)와 압축기(200)의 어큐뮬레이터(280)를 연결하는 흡입파이프(1462)를 포함할 수 있다.

도16(b)는 본 발명의 일 실시예인 의류처리장치에서 사용되는 팽창부(145)를 도시한 것이다. 이는 일 실시예일뿐, 파이프의 형상 및 길이등은 특별한 언급이 없는 한 변형사용이 가능하다. 상기 팽창부(145)는 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브나 모세관튜브(1464)를 포함할 수 있다. 또한 응축된 냉매에 포함될 수 있는 이물질을 제거하기 위해 모세관튜브(1464)에 앞서 필터드라이어(1465)를 통과할 수 있다. 증발기파이프의 입구(1421a)와 연결되는 팽창부의 증발기연결부(1451a)는 증발기파이프(1423) 직경을 고려하여 팽창부의 직경을 확대시켜 결합시킨다. 팽창부의 직경은 테이퍼드(tapeed) 된 연속적인 확장이 아니라, 적어도 하나 이상의 단차를 가지면서 단계적으로 확대시킨 형상을 갖는다. 이는 증발기파이프의 입구(1421a)와 팽창부의 증발기연결부(1451a)가 넓은 면접촉을 통해 결합하여 냉매가 새어나가지 않게 하기 위함이다. 바람직하게 증발기파이프의 입구(1421a)와 팽창부의 증발기연결부(1451a)는 용접에 의해 연결될 수 있다.

또한 상기 모세관튜브(1464)의 길이는 R-290의 모세관 길이당 압력강하의 비율이 R-134a보다 빠르고 프레온가스와 비슷하여, 압력강하 R-134a에서 사용하는 모세관튜브(1464)의 길이보다 짧아 질 수 있다. 따라서 바람직하게는 1300 mm일 수 있다. 그러나, R-290이 상기 압축기에 충전되는 충전양에는 오차가 있을 수 있으므로 모세관튜브(1464)의 길이 1250 mm 이상 1350 mm이하로 구비될 수 있다.

도16(c)는 본 발명의 일 실시예인 의류처리장치에서 사용되는 토출파이프(1461)를 도시한 것이다. 응축기파이프의 입구(1431a)와 연결되는 토출파이프의 응축기연결부(1461a)는 응축기파이프의 직경에 맞추기 위해 직경이 적어도 한번 이상의 단차로 단계적으로 줄어든다. 이는 응축기파이프의 입구(1431a)와 토출파이프의 응축기연결부(1461a)가 넓은 면접촉을 통해 결합하여 냉매가 새어나가지 않게 하기 위함이다. 바람직하게 응축기파이프의 입구(1431a)와 토출파이프의 응축기연결부(1461a)는 용접에 의해 연결될 수 있다.

도16(d)는 본 발명의 일 실시예인 의류처리장치에서 사용되는 흡입파이프(1462)를 도시한 것이다. 증발기파이프의 출구(1421b)와 연결되는 흡입파이프의 증발기연결부(1462a)는 증발기파이프(1423)의 직경에 맞추기 위해 증발기연결부(1462a)의 직경이 적어도 한번 이상의 단차로 단계적으로 축소된다. 이는 증발기파이프의 출구(1421b)와 흡입파이프의 증발기연결부(1462a)가 넓은 면접촉을 통해 결합하여 냉매가 새어나가지 않게 하기 위함이다. 바람직하게 증발기파이프의 출구(1421b)와 흡입파이프의 증발기연결부(1462a)는 용접에 의해 연결될 수 있다.

본 명세서 상에서는 특정한 실시예가 예시되었는바, 도시된 특정한 실시예는 동일한 목적을 달성하기 위해서 계산된 어떠한 재구성으로도 대체될 수 있고 개시된 본 발명은 다른 환경에서 달리 적용될 수 있음을 본 발명과 관련한 통상의 기술자에게 자명하다 할 것이다. 즉, 본 출원은 본 발명의 개시에 대한 어떠한 적용이나 변화도 커버하는 것으로 이해되어야 한다. 후속되는 청구범위는 본 명세서의 특정한 실시예와 관련한 개시의 범위로 한정되는 것은 아니다. 따라서, 변형된 실시예가 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함하고 있다면 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

100 의류처리장치
101 캐비닛 104 컨트롤 패널 106 투입구
108 도어 1081 도어힌지 1082 자성부
1083 감지부 109 디스플레이부
104 프론트서포터 1041 유출구 1042 개구부
105 리어서포터 1051 유입구 1052 리어돌출부
110 드럼 120 덕트
1210 프론트덕트 1211 필터가이드
230 리어덕트 1231 리어덕트 커넥터
124 필터 1242 필터설치부
127 송풍팬설치부 128 커버플레이트
130 베이스부
140 히트펌프 200 압축기 2001 박스팬
142 증발기 1423 증발기파이프
143 응축기 1433 응축기파이프
145 팽창부 146 냉매관 1464 모세관튜브
200 압축기 203 압축기케이스 214 구동축 (Crank Shaft) 2141 편심부 220 압축부 221 실린더
2223 격벽 2231 제1편심롤러 2232 제2편심롤러
2241 제1베인 2242 제2베인
2251 제1베어링 2252 제2베어링
226 소음저감부 227 압축기토출부
2271 제1토출포트 2271a 제1토출밸브
2272 제2토출포트 2272a 제2토출밸브 2273 토출연결부 228 압축기유입부
2281 제1유입포트 2282 제2유입포트
2291 제1챔버 2292 제2챔버

Claims

압축기 케이스;
상기 압축기 케이스 내부에 위치하여 제1챔버를 제공하는 원형의 제1실린더;
상기 압축기 케이스 내부에 위치하여 제2챔버를 제공하는 원형의 제2실린더;
상기 제1실린더와 제2실린더사이에 위치하여 상기 제1챔버와 상기 제2챔버를 분리하는 격판;
상기 제1챔버에 위치하여 상기 제1실린더의 내주면에 접하여 회전가능한 제1편심롤러와 상기 제2챔버에 위치하여 상기 제2실린더의 내주면에 접하여 회전가능한 제2편심롤러를 포함하고, 상기 제1실린더, 상기 제2실린더 및 상기 격판을 관통하는 구동축;
일단은 상기 제1실린더에 고정되고, 타단은 상기 제1편심롤러에 접촉하며, 상기 제1편심롤러의 회전시 왕복운동이 가능하도록 설치되는 제1베인;
일단은 상기 제2실린더에 고정되고, 타단은 상기 제2편심롤러에 접촉하며, 상기 제2편심롤러의 회전시 왕복운동이 가능하도록 설치되는 제2베인;
상기 제1실린더를 관통하여 상기 제1챔버에 냉매를 유입하는 제1유입포트;
상기 제2실린더를 관통하여 상기 제2챔버에 냉매를 유입하는 제2유입포트;
상기 제1챔버의 냉매를 배출하는 제1토출포트와 상기 제2챔버의 냉매를 배출하는 제2토출포트를 포함하는 압축기토출부;를 포함하고,
상기 제1편심롤러 및 상기 제2편심롤러는
각각 높이 대 반지름의 비율(Height-to-radius ratio)가 0.75이상 0.8이하인 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항에 있어서,
상기 압축기의 행정체적이 8cc/회전이상 10cc/회전 이하인 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항에 있어서,
상기 제1편심롤러와 상기 제2편심롤러의 편심은 상기 구동축을 중심으로 서로 반대되는 방향으로 위치하여,
상기 구동축의 1회전시 상기 제1토출포트와 상기 제2토출포트가 교번적으로 상기 압축된 냉매를 배출하는 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항 있어서,
상기 구동축을 회전시키는 동력발생부를 더 포함하고,
상기 동력발생부는 전자기력에 의해 회전력을 발생시키는 압축기모터를 포함하고,
상기 압축기모터는 상기 구동축과 결합된 로터 및 코일이 권선된 스테이터를 포함하는 압축기.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서,
상기 격판과 멀어지는 방향에 위치한 상기 제1실린더의 일면에 결합되어 상기 구동축을 회전가능하게 지지하는 제1베어링;
상기 격판과 멀어지는 방향에 위치한 상기 제2실린더의 일면에 결합되어 상기 구동축을 회전가능하게 지지하는 제2베어링;을 더 포함하고,
상기 제1토출포트는
상기 제1베어링을 관통하여 상기 제1챔버의 냉매를 배출하고
상기 제2토출포트는
상기 제2베어링을 관통하여 상기 제2챔버의 냉매를 배출하고,
상기 압축기토출부는
상기 제1베어링에 위치하여, 상기 제1토출포트를 통해 토출되는 냉매의 압력이 기설정된 압력 이상인 경우에만 토출시키는 제1토출밸브;
상기 제2베어링에 위치하여, 상기 제2토출포트를 통해 토출되는 냉매의 압력이 기설정된 압력 이상인 경우에만 토출시키는 제2토출밸브; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
제5항에 있어서,
상기 제1토출포트와 상기 제2토출포트의 유효면적은 각각 25㎟ 이상 26 ㎟ 이하인 것을 특징으로 하는 압축기.
제6항에 있어서,
상기 제1토출포트와 상기 제2토출포트의 두께는 각각 1.5㎜ 이상 2.5㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항에 있어서,
상기 구동축의 반경은 5.5 ㎜ 에서 7.5 ㎜ 인 것을 특징으로 하는 압축기.
제4항에 있어서,
상기 구동축, 상기 동력발생부, 상기 제1베인 상기 제2베인, 상기 제1편심롤러, 상기 제2편심롤러, 상기 제1베어링 및 상기 제2베어링을 윤활하기 위해 오일을 공급하는 오일유로부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항에 있어서,
상기 냉매는 인화성 냉매임을 특징으로 하는 압축기.
공기의 유출입을 위한 덕트;
상기 덕트 내부에 위치하고, 상기 덕트로 유입된 공기를 냉각하는 증발기;
상기 덕트 내부에 위치하고, 상기 증발기를 통과한 공기를 가열하는 응축기;
상기 덕트 외부에 위치하고, 상기 증발기를 통과한 냉매를 압축하여 상기 응축기에 공급하는 압축기;
상기 증발기, 상기 응축기 및 상기 압축기와 연통되어 상기 냉매가 유동하는 냉매관;을 포함하고,
상기 압축기는
압축기 케이스;
상기 압축기 케이스 내부에 위치하여 제1챔버를 제공하는 원형의 제1실린더;
상기 압축기 케이스 내부에 위치하여 제2챔버를 제공하는 원형의 제2실린더;
상기 제1실린더와 제2실린더사이에 위치하여 상기 제1챔버와 상기 제2챔버를 분리하는 격판;
상기 제1챔버에 위치하여 상기 제1실린더의 내주면에 접하여 회전가능한 제1편심롤러와 상기 제2챔버에 위치하여 상기 제2실린더의 내주면에 접하여 회전가능한 제2편심롤러를 포함하고, 상기 제1실린더, 상기 제2실린더 및 상기 격판을 관통하는 구동축;
일단은 상기 제1실린더에 고정되고, 타단은 상기 제1편심롤러에 접촉하며, 상기 제1편심롤러의 회전시 왕복운동이 가능하도록 설치되는 제1베인;
일단은 상기 제2실린더에 고정되고, 타단은 상기 제2편심롤러에 접촉하며, 상기 제2편심롤러의 회전시 왕복운동이 가능하도록 설치되는 제2베인;
상기 제1실린더를 관통하여 상기 제1챔버에 냉매를 유입하는 제1유입포트;
상기 제2실린더를 관통하여 상기 제2챔버에 냉매를 유입하는 제2유입포트;
상기 제1챔버의 냉매를 배출하는 제1토출포트와 상기 제2챔버의 냉매를 배출하는 제2토출포트를 포함하는 압축기토출부;를 포함하고,
상기 제1편심롤러 및 상기 제2편심롤러는
각각 높이 대 반지름의 비율(Height-to-radius ratio)가 0.75이상 0.8이하인 것을 특징으로 하는 히트펌프.
제11항에 있어서,
상기 압축기의 행정체적이 8cc/회전이상 10cc/회전 이하인 것을 특징으로 하는 히트펌프.
제11항에 있어서,
상기 제1편심롤러와 상기 제2편심롤러의 편심은 상기 구동축을 중심으로 서로 반대되는 방향으로 위치하여,
상기 구동축의 1회전시 상기 제1토출포트와 상기 제2토출포트가 교번적으로 상기 압축된 냉매를 배출하는 것을 특징으로 하는 히트펌프.
제11항 내지 제13항중 어느 한 항에 있어서,
상기 격판과 멀어지는 방향에 위치한 상기 제1실린더의 일면에 결합되어 상기 구동축을 회전가능하게 지지하는 제1베어링;
상기 격판과 멀어지는 방향에 위치한 상기 제2실린더의 일면에 결합되어 상기 구동축을 회전가능하게 지지하는 제2베어링;을 더 포함하고,
상기 제1토출포트는
상기 제1베어링을 관통하여 상기 제1챔버의 냉매를 배출하고
상기 제2토출포트는
상기 제2베어링을 관통하여 상기 제2챔버의 냉매를 배출하고,
상기 압축기토출부는
상기 제1베어링에 위치하여, 상기 제1토출포트를 통해 토출되는 냉매의 압력이 기설정된 압력 이상인 경우에만 토출시키는 제1토출밸브;
상기 제2베어링에 위치하여, 상기 제2토출포트를 통해 토출되는 냉매의 압력이 기설정된 압력 이상인 경우에만 토출시키는 제2토출밸브; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히트펌프.
제14항에 있어서,
상기 제1토출포트와 상기 제2토출포트의 유효면적은 각각 25 ㎟ 이상 26 ㎟ 이하인 것을 특징으로 하는 히트펌프.
제15항에 있어서,
상기 제1토출포트와 상기 제2토출포트의 두께는 각각 1.5 ㎜ 이상 2.5 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 히트펌프.
제11항에 있어서,
상기 구동축의 반경은 5.5 ㎜ 에서 7.5 ㎜ 인 것을 특징으로 하는 히트펌프.
제11항에 있어서,
상기 냉매는 인화성 냉매인 것을 특징으로 하는 히트펌프.
제18항에 있어서,
상기 인화성 냉매는 R-290인 것을 특징으로 하는 히트펌프.
제11항에 있어서,
상기 압축기는
상기 구동축을 회전시키는 동력발생부;를 더 포함하고,
상기 구동축, 상기 동력발생부, 상기 제1베인 상기 제2베인, 상기 제1편심롤러, 상기 제2편심롤러, 상기 제1베어링 및 상기 제2베어링을 윤활하기 위해 오일을 공급하는 오일유로부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히트펌프.
제20항에 있어서,
상기 오일은 5GSD 타입인 것을 특징으로 하는 히트펌프.
제11항에 있어서,
상기 증발기는
판형상을 가지고, 열교환을 위한 복수개의 증발기방열핀
상기 복수개의 증발기방열핀을 관통하여 복수 번 왕복하는 증발기파이프를 포함하고,
상기 냉매는 상기 응축기를 지난 냉매가 유입되어 공기와 열교환한 후 상기 압축기로 유출되고,
상기 증발기방열핀은 공기에서 응축된 수분이 상기 증발기방열핀에 부착되는 것을 방지하기 위해 친수성코팅을 한 것을 특징으로 하는 히트펌프.
제23항에 있어서,
상기 응축기는
판형상을 가지고, 열교환을 위한 복수개의 응축기방열핀
상기 복수개의 응축기방열핀을 관통하여 복수 번 왕복하는 응축기파이프를 포함하고,
상기 냉매는 상기 압축기를 지난 냉매가 유입되어 공기와 열교환후 상기 증발기로 유출되고,
상기 응축기파이프의 직경은 상기 증발기파이프의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 히트펌프.
제11항에 있어서,
상기 냉매관은
상기 증발기와 상기 압축기를 연결하는 흡입파이프;
상기 압축기와 상기 응축기를 연결하는 토출파이프;
상기 증발기와 상기 압축기사이를 연결하는 팽창부;를 포함하고,
상기 팽창부는 상기 냉매의 압력을 강하시키는 모세관튜브를 포함하고,
상기 모세관튜브의 길이는 1250mm이상 1350mm 이하인 것을 특징으로 하는 히트펌프.
외관을 형성하는 캐비닛;
상기 캐비닛 내부에 위치한 원통형상의 드럼;
상기 드럼의 공기를 순환시키는 덕트;
상기 덕트 내부에 위치하고, 상기 덕트로 유입된 공기를 냉각하는 증발기;
상기 덕트 내부에 위치하고, 상기 증발기를 통과한 공기를 가열하는 응축기;
상기 덕트 외부에 위치하고, 상기 증발기를 통과한 냉매를 압축하여 상기 응축기에 공급하는 압축기;
상기 증발기, 상기 응축기 및 상기 압축기와 연통되어 상기 냉매가 유동하는 냉매관;을 포함하고,
상기 압축기는
압축기 케이스;
상기 압축기 케이스 내부에 위치하여 제1챔버를 제공하는 원형의 제1실린더;
상기 압축기 케이스 내부에 위치하여 제2챔버를 제공하는 원형의 제2실린더;
상기 제1실린더와 제2실린더사이에 위치하여 상기 제1챔버와 상기 제2챔버를 분리하는 격판;
상기 제1챔버에 위치하여 상기 제1실린더의 내주면에 접하여 회전가능한 제1편심롤러와 상기 제2챔버에 위치하여 상기 제2실린더의 내주면에 접하여 회전가능한 제2편심롤러를 포함하고, 상기 제1실린더, 상기 제2실린더 및 상기 격판을 관통하는 구동축;
일단은 상기 제1실린더에 고정되고, 타단은 상기 제1편심롤러에 접촉하며, 상기 제1편심롤러의 회전시 왕복운동이 가능하도록 설치되는 제1베인;
일단은 상기 제2실린더에 고정되고, 타단은 상기 제2편심롤러에 접촉하며, 상기 제2편심롤러의 회전시 왕복운동이 가능하도록 설치되는 제2베인;
상기 제1실린더를 관통하여 상기 제1챔버에 냉매를 유입하는 제1유입포트;
상기 제2실린더를 관통하여 상기 제2챔버에 냉매를 유입하는 제2유입포트;
상기 제1챔버의 냉매를 배출하는 제1토출포트와 상기 제2챔버의 냉매를 배출하는 제2토출포트를 포함하는 압축기토출부;를 포함하고,
상기 제1편심롤러 및 상기 제2편심롤러는
각각 높이 대 반지름의 비율(Height-to-radius ratio)가 0.75이상 0.8이하인 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
제25항에 있어서.
상기 냉매는 R-290인 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
제26항에 있어서,
상기 격판과 멀어지는 방향에 위치한 상기 제1실린더의 일면에 결합되어 상기 구동축을 회전가능하게 지지하는 제1베어링;
상기 격판과 멀어지는 방향에 위치한 상기 제2실린더의 일면에 결합되어 상기 구동축을 회전가능하게 지지하는 제2베어링;을 더 포함하고,
상기 제1토출포트는
상기 제1베어링을 관통하여 상기 제1챔버의 냉매를 배출하고
상기 제2토출포트는
상기 제2베어링을 관통하여 상기 제2챔버의 냉매를 배출하고,
상기 압축기토출부는
상기 제1베어링에 위치하여, 상기 제1토출포트를 통해 토출되는 냉매의 압력이 기설정된 압력 이상인 경우에만 토출시키는 제1토출밸브;
상기 제2베어링에 위치하여, 상기 제2토출포트를 통해 토출되는 냉매의 압력이 기설정된 압력 이상인 경우에만 토출시키는 제2토출밸브; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.