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특허청구의 범위
청구항 1
삭제
청구항 2
본체캐비닛과, 상기 본체캐비닛에 수용된 드럼과, 상기 드럼에 수용된 세탁물을 건조하는 공기가 유입 및 유출되는 유입관 및 유출관을 갖는 드럼세탁기에 있어서,압축기, 증발기 및 응축기를 가지며, 상기 유입관으로 유입되는 고온의 공기를 발생하는 히트펌프와;상기 본체캐비닛 내부에 마련되어, 상기 증발기 및 상기 응축기를 수용하며 상기 유출관으로부터 유출된 공기를상기 유입관으로 안내하는 케이싱과;상기 케이싱 내에 수용되며, 상기 유출관으로부터 유출된 공기와 상기 본체캐비닛의 외부로부터 유입된 공기를상호 열 교환하는 열교환기와;상기 본체캐비닛의 외부로부터 유입되어 상기 열교환기에서 열 교환된 공기를 상기 압축기로 안내하는 냉각덕트와;상기 냉각덕트를 유동하는 공기를 상기 압축기로 송풍하는 냉각팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼세탁기.
청구항 3
제2항에 있어서,상기 열교환기는,상기 유출관으로 유출된 공기를 상기 유입관으로 안내하는 제1열교환유로가 형성된 제1열교환부와,상기 본체캐비닛의 외부로부터 유입되는 공기를 상기 냉각덕트로 안내하는 제2열교환유로가 형성된 제2열교환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼세탁기.
청구항 4
제3항에 있어서,상기 제1열교환부와 상기 제2열교환부는 각각 복수개로 마련되며,복수개의 상기 제1열교환부와 복수개의 상기 제2열교환부는 상기 제1열교환유로와 상기 제2열교환유로가 상호열 전달 가능하게 교호적으로 적층되는 것을 특징으로 하는 드럼세탁기.
청구항 5
제3항 또는 제4항에 있어서,상기 제1열교환유로를 유동하는 공기와 상기 제2열교환유로를 유동하는 공기는 직교류 유동, 대향류 유동 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 드럼세탁기.
명 세 서
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명은, 드럼세탁기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 히트펌프와 열교환기를 <16> 동시에 사용하며, 히트펌프와 열교환기를 냉각하는 냉각장치를 갖는 드럼세탁기에 관한 것이다.
<17> 일반적으로 드럼세탁기는 소량의 물을 사용하여 세탁조를 360˚ 회전시켜 세탁물을 낙착, 즉 세탁물을 위에서밑으로 낙하하는 충격으로 세탁을 하는 세탁기의 일종이다. 이러한 드럼세탁기는 세탁 뿐만 아니라 헹굼, 탈수및 건조 등과 같은 다양한 기능을 갖추고 있다.
특히, 드럼세탁기의 건조 기능은 히터에 의해 가열된 공기를 드럼 내부로 <18> 공급하여 세탁물을 건조하거나, 히트펌프를 사용하여 발생된 공기를 드럼 내부로 공급하여 세탁물을 건조한다.
<19> 한편, 히터를 사용하는 드럼세탁기는 드럼 내부에 수용된 세탁물의 건조 과정에서 발생된 고온다습한 공기의 건조효율을 높이기 위해 응축수를 사용하는 응축과정을 거친다. 그리고, 히트펌프를 사용하는 드럼세탁기는 히트펌프의 성능효율을 향상시키기 위해 압축기를 냉각하는 냉각팬을 사용한다.
<20> 그러나, 히터를 사용하는 드럼세탁기는 응축수를 사용해야 하는 문제점과 응축수를 사용해도 응축 효율의 편차가 발생하는 문제점이 있다. 그리고, 히트펌프를 사용하는 드럼세탁기는 드럼 내부로부터 유출되는 고온고습의공기가 증발기, 응축기를 지날 때 건조효율이 떨어지는 문제점이 있다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
<21> 따라서, 본 발명의 목적은, 응축수를 사용하지 않으며, 건조 효율을 향상시킬 수 있는 드럼세탁기를 제공하는것이다.
발명의 구성 및 작용
<22> 삭제
<23> 상기 목적은, 본 발명에 따라, 본체캐비닛과, 상기 본체캐비닛에 수용된 드럼과, 상기 드럼에 수용된 세탁물을건조하는 공기가 유입 및 유출되는 유입관 및 유출관을 갖는 드럼세탁기에 있어서, 압축기, 증발기 및 응축기를가지며, 상기 유입관으로 유입되는 고온의 공기를 발생하는 히트펌프와; 상기 본체캐비닛 내부에 마련되어, 상기 증발기 및 상기 응축기를 수용하며 상기 유출관으로부터 유출된 공기를 상기 유입관으로 안내하는 케이싱과;상기 케이싱 내에 수용되며, 상기 유출관으로부터 유출된 공기와 상기 본체캐비닛의 외부로부터 유입된 공기를상호 열 교환하는 열교환기와; 상기 본체캐비닛의 외부로부터 유입되어 상기 열교환기에서 열 교환된 공기를 상기 압축기로 안내하는 냉각덕트와; 상기 냉각덕트를 유동하는 공기를 상기 압축기로 송풍하는 냉각팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼세탁기에 의해 달성된다.
<24> 여기서, 상기 열교환기는, 상기 유출관으로 유출된 공기를 상기 유입관으로 안내하는 제1열교환유로가 형성된제1열교환부와, 상기 본체캐비닛의 외부로부터 유입되는 공기를 상기 냉각덕트로 안내하는 제2열교환유로가 형성된 제2열교환부를 포함할 수 있다.
<25> 한편, 상기 제1열교환부와 상기 제2열교환부는 각각 복수개로 마련되며, 복수개의 상기 제1열교환부와 복수개의상기 제2열교환부는 상기 제1열교환유로와 상기 제2열교환유로가 상호 열 전달 가능하게 교호적으로 적층될 수있다.
<26> 여기서, 상기 제1열교환유로를 유동하는 공기와 상기 제2열교환유로를 유동하는 공기는 직교류 유동, 대향류유동 중 어느 하나인 것을 그 특징으로 한다.
<27> 이하에서는 본 발명의 일실시예로서 드럼세탁기에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
<28> 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 드럼세탁기(1)는 본체캐비닛(2)과, 본체캐비닛(2)의 내부에수용되는 드럼(10)과, 본체캐비닛(2)의 하부에 마련되어 드럼(10)에 구동력을 전달하는 구동모터(미도시)와, 본체캐비닛(2)에 결합되는 도어(12)를 포함한다.
<29> 본체캐비닛(2)에는 드럼세탁기(1)의 외관을 형성한다. 본체캐비닛(2)은 급수유닛(20), 세제함조립체(30), 배수유닛(40), 냉각팬(80) 및 냉각덕트(70)와, 드럼(10) 내부로 유입되는 고온의 공기를 발생하는 히트펌프(50)와,히트펌프(50)의 일부 구성을 수용하는 케이싱(7)과, 케이싱(7)의 내부에 수용되는 열교환기(60)를 포함한다.
<30> 드럼(10)은 벽면에 탈수공(11a)이 형성되어 있는 원통형의 세탁조(11)를 포함한다. 여기서, 세탁조(11)는 드럼(10)의 내부에 회전 가능하게 설치된다. 드럼(10)의 하부에는 세탁조(11)를 정방향 또는 역방향으로 회전시켜세탁물의 세탁, 헹굼 및 탈수 동작을 수행할 수 있게 하는 구동모터가 배치된다.
<31> 드럼(10)은 세탁조(11)에 수용된 세탁물을 건조하는 고온저습의 공기가 유입 및 유출되는 유입관(3) 및 유출관(6)과 연결된다. 그리고, 드럼(10) 내부로 고온저습의 공기의 유동을 안내하는 유입덕트(4)는 유입관(3)과 연결된다. 한편, 유입덕트(4)와 유입관(3) 사이에는 유입관(3)으로 유입된 고온저습의 공기를 유입덕트(4)로 송풍하는 송풍팬(5)이 개재된다.
급수유닛(20)은 외부에 연결된 급수원(미도시)으로부터의 급수를 조절하는 급수밸브(<32> 22)와, 급수밸브(22)의 조절에 의해 유입되는 물을 드럼(10) 내부로 유동시키는 급수관(21)을 포함한다. 급수유닛(20)은 온수와 냉수 중적어도 하나를 드럼(10) 내부로 급수할 수 있도록 마련된다.
<33> 세제함조립체(30)는 세제가 수용되는 세제수납함(31)과, 세제수납함(31)이 슬라이딩 이동가능하도록 수용하는하우징(32)을 포함한다. 세제함조립체(30)는 급수관(21)에 연결되며, 세제함조립체(30)에 수용된 세제와 물을혼합한 세제용액을 드럼(10) 내부로 배출한다.
<34> 배수유닛(40)은 드럼(10) 내부의 물을 펌핑하는 배수펌프(41)와, 배수펌프(41)에 의해 펌핑된 물을 외부로 유출하는 배수관(42)을 포함한다. 배수유닛(40)은 세탁조(11)에서 세탁을 끝낸 물, 헹굼동작을 끝낸 물 및 탈수된물을 외부로 배출한다.
<35> 히트펌프(50)는 압축기(52), 증발기(51), 응축기(53) 및 팽창밸브(미도시)를 포함한다. 히트펌프(50)는 본 발명의 일예로서, 본체캐비닛(2)의 하부의 일영역에 구획된 케이싱(7)에 수용되는 증발기(51) 및 응축기(53)와, 케이싱(7)으로부터 격리되어 설치되는 압축기(52)를 포함한다. 히트펌프(50)는 압축기(52)에서 고온고압으로 압축된 냉매를 응축기(53)로 보내 높은 온도의 열을 온도가 낮은 응축기(53) 외부로 배출하는 사이클을 형성한다.
예를 들면, 히트펌프(50)는 본 발명의 일예로서, 응축기(53)에서 발생된 높은 온도의 열에 의해 발생된 고온의공기를 유입관(3)으로 유동시키는 것이다.
<36> 케이싱(7)은 전술한 증발기(51) 및 응축기(53)와, 외부로부터 유입된 저온저습의 공기와 드럼(10) 내부로부터유출된 고온고습의 공기를 열교환하는 열교환기(60)와, 열교환기(60)와 증발기(51) 사이에 마련되어 드럼(10)내부로부터 유출된 공기에 함유된 보푸라기와 같은 이물질을 필터링하는 필터(7a)를 수용한다. 케이싱(7)은 드럼(10) 내부로부터 유출되는 고온고습의 공기의 유동을 안내하는 유출관(6)과, 응축기(53)로부터 발생된 고온저습의 공기를 드럼(10) 내부로 유동하는 유입관(3) 사이에 개재된다. 케이싱(7)은 드럼(10)에 연결된 유입관(3)및 유출관(6)의 순환유로를 형성한다. 그리고, 케이싱(7)은 후술할 냉각덕트(70)와 연통된다.
<37> 이하, 열교환기(60)를 설명하기에 앞서, 드럼(10) 내부로부터 유출된 공기, 케이싱(7)으로 순환되는 공기, 본체캐비닛(2)의 외부로부터 유입된 공기, 냉각덕트(70)로 유동하는 공기의 온도 비교를 하면 다음과 같다.
<38> 공기의 온도는 드럼(10) 내부로부터 유출된 공기 〉케이싱(7)으로 순환되는 공기 〉 냉각덕트(70)로 유동하는공기 〉 본체캐비닛(2)의 외부로부터 유입되는 공기 순서임을 미리 밝혀둔다.
<39> 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 열교환기(60)는 유출관(6)으로부터 유출된 공기를 유입관(3)으로 안내하는제1열교환유로(61a)가 형성된 제1열교환부(61)와, 본체캐비닛(2)의 외부로부터 유입되는 공기를 냉각덕트(70)로안내하는 제2열교환유로(62a)가 형성된 제2열교환부(62)를 포함한다. 열교환기(60)는 본 발명의 일예로서, 제1열교환부(61)와 제2열교환부(62)는 각각 복수개로 마련된다. 여기서, 열교환기(60)에 마련된 복수개의 제1열교환부(61)와 복수개의 제2열교환부(62)는 제1열교환유로(61a)와 제2열교환유로(62a)가 상호 열 전달 가능하게 교호적으로 적층된다. 즉, 제1열교환부(61) 사이 마다 제2열교환부(62)를 적층하는 것이다. 열교환기(60)는 본 발명의 일예로서, 플라스틱 재질로 마련되며, 열교환 온도편차는 약 3℃ 정도가 된다. 그러나, 열교환기(60)는 금속재질로 마련될 수도 있으며, 이러한 금속재질의 열교환 온도편차는 약 5℃ 정도가 된다.
<40> 도 3에 도시된 바와 같이, 열교환기(60)는 드럼(10) 내부로부터 유출되는 'A'방향의 고온고습의 공기를 상대적으로 'A'방향의 공기보다 저온이며 고습인 공기로 열교환하여 'A′'방향으로 유동시킨다. 그리고, 열교환기(60)는 본체캐비닛(2)의 외부로부터 유입되는 'B'방향의 저온저습의 공기를 상대적으로 'B'방향의 공기보다 고온이며 고습인 공기로 열교환하여 'B′'방향으로 유동시킨다. 여기서, 'B′'방향의 고온고습의 공기는 'B'방향의공기보다 비교적 고온이지만, 'A'방향의 공기처럼 높은 온도를 가지는 것은 아니다.
<41> 제1열교환유로(61a) 및 제2열교환유로(62a)는 본 발명의 제1실시예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상호 직교하게 배치되어 제1열교환유로(61a)를 유동하는 공기와 제2열교환유로(62a)를 유동하는 공기를 직교류(Cross flow)유동하게 한다. 예를 들면, 드럼(10) 내부에서 유출된 도면 좌측(실선화살표)의 공기는 제1열교환유로(61a)를통과하여 도면 우측(실선화살표)으로 배출되고, 본체캐비닛(2)의 외부로부터 유입된 도면 상측(점선화살표)의공기는 제2열교환유로(62a)를 통과하여 도면 하측(점선화살표)로 배출된다.한편, 제2열교환유로(62a) 및 제2열교환유로(62a)는 본 발명의 제2실시예로서,
<42> 도 5에 도시된 바와 같이, 상호평행하게 배치되어 제1열교환유로(61a)를 유동하는 공기와 제2열교환유로(62a)를 유동하는 공기를 대향류(Counter flow) 유동하게 한다. 예를 들면, 드럼(10) 내부에서 유출된 공기(실선화살표)는 제1열교환유로(61a)를 통과하여 도면의 좌측에서 우측으로 유동하고, 본체캐비닛(2)의 외부로부터 유입된 공기(점선화살표)는 제2열교환유로(62a)를 통과하여 도면의 우측에서 좌측으로 유동한다.
<43> 냉각덕트(70)는 케이싱(7)에 연통된다. 냉각덕트(70)는 케이싱(7)과 연통되어 압축기(52)와 인접하게 배치된다.냉각덕트(70)는 본체캐비닛(2)의 외부로부터 유입된 공기가 제2열교환부(62)와 열교환되어 유동한다. 여기서,제2열교환부(62)에서 열교환된 공기는 본체캐비닛(2)의 외부로부터 유입된 공기보다 대략 5℃ 정도 상승하고,유동되는 공기는 대략 100℃ 정도의 온도를 갖는 압축기(52)를 냉각한다.
<44> 냉각팬(80)은 본 발명의 일예로서, 냉각덕트(70)와 압축기(52) 사이에 개재된다. 그러나, 냉각팬(80)은 열교환기(60)와 냉각덕트(70) 사이에 배치될 수 있으며, 압축기(52)를 사이에 배치될 수도 있다. 냉각팬(80)은 냉각덕트(70)로 유동한 공기를 압축기(52)로 송풍한다.
<45> 이러한 구성에 의하여 본 발명에 따른 드럼세탁기(1)의 작동과정을 도 6을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
<46> 드럼(10)에 수용된 세탁물을 건조하기 위해 히트펌프(50)를 작동하여 응축기(53)로부터 발생된 고온저습의 공기를 유입관(3)으로 유동시킨다. 유입관(3)으로 유입된 고온저습의 공기는 송풍팬(5)에 의하여 유입덕트(4)를 경유하여 드럼(10) 내부로 유입된다.
<47> 드럼(10) 내부의 유입된 고온저습의 공기는 세탁물에 함유된 물이 증발하면서 고온고습의 공기가 된다. 드럼(10) 내부의 세탁물의 증발된 수분을 함유한 고온고습의 공기는 유출관(6)으로 유출된다.
<48> 유출관(6)으로 유출된 고온고습의 공기는 케이싱(7) 내부에 수용된 열교환기(60)의 제1열교환부(61)의 제1열교환유로(61a)를 유동하면서 본체캐비닛(2)의 외부로부터 유입된 공기와 열교환한다. 한편, 본체캐비닛(2)의 외부로부터 유입된 공기는 제2열교환부(62)의 제2열교환유로(62a)를 유동하면서 제1열교환부(61)의 제1열교환유로(61a)를 유동하는 고온고습의 공기와 열교환하며, 열교환된 공기는 냉각덕트(70)로 유동한다.
<49> 열교환기(60)의 제1열교환부(61)를 경유한 드럼(10) 내부의 고온고습의 공기는 상대적으로 드럼(10) 내부의 고온보다 저온이며 고습인 공기로 변화하여 필터(7a)를 경유하여 증발기(51)를 지나간다. 그러면, 증발기(51)를경유하는 공기는 증발기(51)에서 응축되어 상대적으로 저온이며 저습인 공기가 된다. 증발기(51)를 경유한 공기는 응축기(53)를 거치면서 고온저습의 공기로 변화하여 유입관(3)으로 유입된다.
<50> 한편, 열교환기(60)의 제2열교환부(62)를 경유한 본체캐비닛(2)의 저온저습의 공기는 상대적으로 고온이며 고습인 공기로 변화하여 냉각덕트(70)로 유동하여 고온의 압축기(52)를 냉각한다. 여기서, 본 발명의 일예로서, 냉각덕트(70)로 유동한 공기를 압축기(52)로 송풍하도록 'b'위치에 냉각팬이 배치된다. 그러나, 냉각팬(80)은 설계 상의 변경에 따라 'a' 또는 'c' 위치에 배치될 수도 있다.
<51> 이에, 세탁물을 건조하기 위해 응축수를 사용하지 않으므로, 응축덕트 및 응축수 분사장치가 불필요하게 된다.또한, 히트펌프와 열교환기를 함께 배치하여 히트펌프의 성능효율을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 건조 효율을향상시킬 수 있다. 더불어, 본체캐비닛의 외부로부터 유입된 공기로 열교환기 및 압축기를 냉각할 수 있으므로,히트펌프의 성능 효율과 이에 따른 건조 효율을 향상시킬 수 있다.
발명의 효과
<52> 이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 세탁물을 건조하기 위해 응축수를 사용하지 않으므로, 응축덕트 및응축수 분사장치가 불필요하게 된다.
<53> 또한, 히트펌프와 열교환기를 함께 배치하여 히트펌프의 성능효율을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 건조 효율을향상시킬 수 있다.
<54> 더불어, 본체캐비닛의 외부로부터 유입된 공기로 열교환기 및 압축기를 냉각할 수 있으므로, 히트펌프의 성능효율과 이에 따른 건조 효율을 향상시킬 수 있다.
도면의 간단한 설명
<1> 도 1은 본 발명에 따른 드럼세탁기의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 냉각덕트
<2> 및 냉각팬이 설치된 사시도,
<3> 도 3은 본 발명에 따른 열교환기의 사시도,
<4> 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환유로가 형성된 열교환기를 상측에서 투시한 투시도,
<5> 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 열교환유로가 형성된 열교환기를 상측에서 투시한 투시도,
<6> 도 6은 본 발명에 따른 드럼세탁기 내부의 공기흐름도를 도시한 개략도이다.
<7> * 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
<8> 1 : 드럼세탁기 2 : 본체캐비닛
<9> 3 : 유입관 6 : 유출관
<10> 7 : 케이싱 10 : 드럼
<11> 51 : 증발기 52 : 압축기
<12> 53 : 응축기 60 : 열교환기
<13> 61 : 제1열교환부 61a : 제1열교환유로
<14> 62 : 제2열교환부 62a : 제2열교환유로
<15> 70 : 냉각덕트 80 : 냉각팬
도면
도면1
도면2
도면3
도면4
도면5
도면6
