KR101221892B1 - 탈수기의 탈수 제어 방법 및 그 탈수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탈수기의 탈수 제어 방법 및 그와 같은 방법에 의해 제어되는 탈수기에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 탈수 과정에 있어 공진 발생 여부를 본탈수 단계에서 감지하는 특징이 있다. 본 발명에 의한 탈수 제어 방법은, 간탈수단계와; 상기 간탈수단계 이후에 수행되는 본탈수단계와; 탈수조를 가속하는 가속구간에서 공진을 감지하는 공진감지단계를; 포함하여 구성되되, 상기 공진감지단계는 특히 상기 본탈수단계에서 수행되는 것을 특징으로 한다.

세탁기, 탈수기, 탈수제어, 공진

Description

탈수기의 탈수 제어 방법 및 그 탈수기{A Method for Controlling Dehydration Process in Dehydrator and a Dehydrator Controlling with the Same}

도 1은 종래 드럼세탁기 구조예를 나타낸 사시도

도 2는 종래의 시간에 따른 탈수속도 변화를 나타낸 그래프

도 3은 본 발명의 실시예에 대한 탈수속도 변화를 나타낸 그래프

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 블럭도이다.

본 발명은 탈수기의 탈수 제어 방법 및 그와 같은 방법에 의해 제어되는 탈수기에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 탈수 과정에 있어 공진 발생 여부를 본탈수 단계에서 감지하는 특징이 있다.

여기서, 탈수기란 세탁물 탈수를 위한 기계장치로서, 탈수 전용 기계뿐만 아니라, 세탁을 겸용하거나 건조를 겸용하는 기계를 모두 포함하는 것이다. 즉, 탈수기라 함은 세탁물 탈수 기능이 구비된 기계장치 모두를 말한다.

도 1은 드럼세탁기 구조예를 나타낸 사시도로서, 일반적으로, 드럼 세탁기는 세제와 세탁수 및 세탁물이 드럼 내에 투입된 상태에서, 모터의 구동력을 전달받아 회전하는 드럼과 세탁물의 마찰력을 이용하여 세탁을 행하는 가전제품으로서, 세탁물의 손상이 거의 없고, 세탁물이 서로 엉키지 않으며, 두드리고 비벼빠는 세탁효과를 낼 수 있다.

이러한 드럼 세탁 방식을 이용하는 종래의 드럼세탁기들은, 탈수시 도 2에 도시된 것과 같이 드럼의 회전수를 목표 회전수(rpm)까지 가속하고, 이 목표 회전수에 도달하면 일정 시간 동안 정속으로 구동하며 드럼 내부의 세탁물 편심으로 인한 회전수(rpm) 변화량으로 편심량을 검출하여 탈수 진행 여부를 결정하고, 편심량이 설정 범위 이내일 경우에는 속도를 올려 탈수를 수행하고 편심량이 설정 범위를 벗어날 경우에는 모터 구동을 중지시킨 다음 다시 모터를 재기동하여 편심량이 일정 수준 이하에서 탈수를 수행하도록 되어 있다.

그러나, 상기와 같은 행해지는 기존의 탈수 제어방법은 다음과 같은 한계점을 안고 있었다.

탈수 초기의 목표 회전수에서 편심량을 검출한 결과, 편심량이 정상적인 범위 이내이면 탈수속도를 증가시키면서 탈수를 진행하게 되는데, 탈수속도가 증가하여 공진대역에 도달시 상기 공진대역에서 다시 편심량이 증가하게 되는 경우가 있다. 이 경우, 지나치게 큰 진동 및 소음이 발생하여 시스템의 안정성 및 신뢰성을 저하시키게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 간탈수 단계와 본탈수 단계를 포함하여 구성되는 탈수 제어 방법에 있어 특히, 본탈수 단계에서 공진 발생 여부를 감지하여 공진에 의한 영향의 최소화를 확실하게 확보하도록 한다.

또한, 공진 감지를 간탈수 단계에서도 수행하도록 함으로서 공진에 의한 영향의 최소화를 한층 강화한다.

또한, 공진감지단계에서는 본탈수단계에서의 최고 RPM을 공진을 고려하여 결정하도록 함으로서 본탈수의 수행을 공진을 고려하여 수행하도록 한다.

그리고, 공진 발생 여부를 감지하는 가속구간을 4이상의 구간으로 나누어 공진 발생을 감지함으로서 공진 발생을 보다 엄밀하게 감지하고, 공진 발생 여부가 감지되면 신속히 그에 대응하여 공진에 의해 시스템에 미치는 영향을 최소화한다.

본 발명에 의한 탈수 제어 방법은, 간탈수단계와; 상기 간탈수단계 이후에 수행되는 본탈수단계와; 탈수조를 가속하는 가속구간에서 공진을 감지하는 공진감지단계를; 포함하여 구성되되, 상기 공진감지단계는 특히 상기 본탈수단계에서 수행되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 공진감지단계는 상기 간탈수단계에서도 수행되도록 한다.

상기에서 간탈수단계는 상기 본탈수단계에 진입하기 전에 상기 본탈수단계의 최고 RPM 보다는 낮은 저속에서 예비적으로 탈수를 수행하는 단계이다.

간탈수단계의 최고 RPM에서 일정시간 정속으로 유지시키는 것이 바람직하다. 다만, 경우에 따라서는 그렇지 않을 수도 있다.

간탈수단계 전에는 바람직하게는 탈수조의 편심을 감지하여 편심된 정도가 허용할 만한 수준인지를 확인하는 것이 좋다. 이는 저속에서 정속으로 탈수조를 회전시키면서 UB량(Unbalance량, 편심량)을 측정하고 측정된 UB량을 기 설정된 허용치인 기준 UB량과 비교함으로서 수행될 수 있다.

여기서, UB량은 편심 정도를 파악하기 위해 정의되는 수치이다. 이는 다양한 방법으로 정의될 수 있는데, 예를 들면, UB량은 아래와 같은 식으로 정의될 수 있다.

UB = kⅹIⅹRPM_ripple

여기서, k는 실험을 통해 얻은 상수, I는 드럼 내의 포의 관성모멘트, RPM_ripple은 탈수조를 정속으로 회전시키도록 모터가 제어될 때 그 모터 회전수의 리플, 즉 변동치이다.

상기와 같이 UB량을 측정하여 편심 정도가 허용할 만한 수준인지를 확인한 후에 간탈수를 수행하는 것이 바람직하다. 간탈수단계에서는 편심 정도를 확인하는 단계보다 회전수가 더 높은 고속까지 탈수조를 회전시키게 되는바, 이 경우에 편심이 허용치 이상이면 그 편심에 의해 진동 또는 소음이 크게 발생할 수 있다.

간탈수단계를 거친 후에는 탈수조의 회전속도를 감소시켜 정속으로 회전시키면서 편심여부를 다시 확인하는 것이 바람직하다.

간탈수단계 이후 회전속도를 줄이면 포의 위치 변경으로 편심 상태가 변경될 수 있다. 그리고, 포의 종류에 따라 저속에서도 물이 잘 탈수되는 것이 있기 때문 에 간탈수단계를 거친 후 편심의 상태가 변경될 수 있으며, 따라서, 편심여부를 다시 확인할 필요가 있다. 예컨대, 니트류의 옷감과 청바지류의 옷감 중 탈수가 잘 되는 것은 니트류 옷감이다. 간탈수단계 이전의 편심 감지에서는 양자 모두 물을 많이 함유하고 있는 상태에서 이루어지지만, 간탈수단계를 거치면서 니트류 옷감은 탈수가 많이 된 상태이기 때문에 편심 정도가 변경될 수 있다.

간탈수단계는 이와 같은 편심의 변경 가능성 때문에도 필요하다. 간탈수단계를 거치지 않고 본탈수단계로 진입한다면 위와 같은 편심의 변경 가능성을 고려할 수 없을 것이다.

본탈수단계는 통상 1000 RPM 내외의 고속에서 이루어지며,이는 포량에 따라 달라질 수 있다. 간탈수단계는 이보다는 훨씬 저속에서 이루어지며, 본탈수단계는 반드시 1000 RPM 내외까지의 고속일 필요는 없으나, 간탈수단계보다는 고속에서 이루어진다.

상기에서, 공진감지단계는 탈수조를 가속시키면서, 즉, 회전수를 변화시키면서 수행되도록 한다.

공진이 발생하게 되면 탈수조의 흔들림이 크게 발생하게 될 것이며, 이와 같은 공진의 발생은 다양한 방법으로 감지될 수 있을 것이다. 예컨대, 탈수조 주변에 기계적 스위치를 설치하여 공진으로 인해 탈수조가 크게 흔들리면서 상기 기계적 스위치를 터치하는 것으로 확인할 수도 있을 것이다.

그러나, 바람직하게는 탈수조를 회전시키는 구동장치로서 모터가 사용되는 경우에 상기 모터의 회전수 변동치를 이용한다. 이 경우는 상기 UB량을 측정하여 편심정도를 감지하는 것과 다르지 않다. 즉, 탈수조를 가속시키면서 UB량을 측정하여 공진 허용치에 해당하는 최대 기준 UB량과 비교함으로서 수행할 수 있다.

상기 최대 기준 UB량은 상기 편심 감지에서 사용하는 기준 UB량보다는 큰 값을 갖도록 함이 바람직하다.

본 발명에서는 상기와 같은 공진감지단계가 본탈수단계에서 수행된다. 만일, 상기 공진감지단계를 상기 간탈수단계에서 수행하고 상기 본탈수단계에서는 수행하지 않도록 하게 되면, 상술한 바와 같은 이유로 인해 간탈수단계 이후에 편심의 상태가 변경되는 경우 이를 고려한 공진 감지가 이루어지지 않게 되어 본탈수단계에서 공진으로 인한 문제를 일으킬 수 있다.

즉, 본탈수단계에서 공진감지단계를 함께 수행하는 것이 중요하다. 그래서, 공진의 수준이 허용할 만한 수준인 경우에는 본탈수단계를 계속 수행하도록 한다. 여기서, 공진이 허용할 만한 수준이 아닌 경우에는 본탈수단계는 중단시키는 것이 바람직하다.

또한, 여기서, 공진감지단계는 가속구간에서 수행되는데 공진감지단계를 수행한 후에 일정 속도에서 정속시킨 후 본탈수를 계속 수행하도록 할 수도 있다. 공진을 감지하고 감지된 공진이 허용치 이하인지 여부를 판단하는데 시간이 소요된다. 이 경우에 정속을 유지시키지 않는다면 탈수조의 회전속도는 계속 증가하여 공진이 허용치 이상인 경우 시스템에 무리를 줄 수 있다.

바람직하게는, 본탈수단계가 중단된 후, 편심정도를 다시 확인하고 이어 다시 본탈수단계를 수행하면 공진감지단계를 다시 수행한다. 본탈수단계를 중단하고 탈수조를 정역방향으로 교반회전하여 탈수조 내부의 포를 재위치시키는 포고름을 수행하는 것이 바람직하다.

더욱 바람직하게는, 상기 본탈수단계에서 공진을 감지하여 허용할 만한 수준인 경우라도 상기 감지된 공진을 고려하여 상기 본탈수단계에서의 최고 RPM을 결정한다. 이 경우에 상기와 같이 결정되는 최고 RPM은 공진을 고려한 것이기 때문에 허용수준의 공진이 발생하여 본탈수단계를 계속 수행하는 경우에도 공진에 의한 영향을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 상기와 같은 공진감지단계는 간탈수단계에서도 수행되는 것이 바람직하다. 본탈수단계로 진입하기 전에 이미 간탈수단계에서 공진을 감지함으로서 공진 감지를 한층 확실히 수행하도록 한다. 시스템 오류로 인해 설령 본탈수단계에서 공진감지단계를 수행하지 못하게 되더라도 차선적으로 공진에 의한 문제를 방지할 수 있게 된다.

위와 같은 공진 감지는 감지할 가속구간을 전체로서 하나의 구간으로 하여 수행되도록 할 수도 있으나, 바람직하게는 상기 가속구간을 여러 구간으로 구분하여 수행한다.

더욱 바람직하게는, 상기 가속구간을 4이상의 구간으로 구분하고, 각 구간에서의 최대 기준UB량을 설정해 놓으며, 공진 감지를 상기 각 구간별로 수행하도록 한다. 예컨대, 상기 가속구간을 1차에서 4차까지 회전수가 증가함에 따라 구분하여 공진을 감지한다. 그래서, 1차에서 공진이 감지되면 신속하게 대응하도록 하고, 공진이 허용치 이하이면 다음 구간으로 진행한다. 여기서, 공진 감지 및 판단에 소요 되는 시간을 위해 각 구간이 끝나는 시점에서 일정시간 정속을 유지할 수도 있다.

그리고, 상기와 같은 가속구간의 구분은 포량에 따라 달리할 수 있다. 예컨대, 포량이 소량인 경우에는 포의 관성이 작기 때문에 공진이 발생하더라도 시스템에 미치는 효과는 비교적 적으므로 3구간 정도로 구분할 수 있다. 포량이 다량인 경우에는 4 이상의 구간으로 구분하여 공진을 보다 세밀하게 감지하도록 한다.

한편, 본 발명에 의한 탈수기는, 탈수조와; 상기 탈수조를 회전시키기 위한 구동장치와; 상기 탈수조의 회전시 공진을 감지하는 공진 감지 장치와; 상기 구동장치를 기 설정된 탈수 제어방법에 따라 제어하여 탈수를 수행하도록 하는 콘트롤러를 포함하여 구성되되, 상기 탈수 제어방법은, 간탈수단계와; 상기 간탈수단계 이후에 수행되는 본탈수단계와; 탈수조를 가속하는 가속구간에서 공진을 감지하는 공진감지단계를; 포함하여 구성되되, 상기 공진감지단계는 특히 상기 본탈수단계에서 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기에서 공진 감지 장치는 본 발명의 목적에 부합하는 한 어떠한 형태의 장치라도 무방하다. 예컨대, UB량을 측정하여 편심을 감지하는 장치를 그대로 이용할 수도 있다.

이와 같은 본 발명에 의한 탈수기는 상기와 같은 탈수 제어 방법이 프로그램으로 콘트롤러에 입력되어 있는 것으로서, 상기와 같은 탈수 제어방법을 잘 아는 당업자로서 용이하게 구현할 수 있을 것인바, 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 이용하여 보다 구체적으로 설명한 다.

도3은 탈수조를 회전시키는 모터의 RPM을 나타내는 그래프이며, 도4는 본 발명에 의한 탈수 제어 방법의 바람직한 실시예를 나타내는 블럭도이다.

도4에 도시되는 바와 같이 탈수과정이 시작되면, 먼저 포량을 감지한다(S101). 이와 같은 포량감지는 도3의 A구간과 같이 저속에서 이루어지는데, 종래의 포량감지 방법과 다르지 않다. 감지된 포량에 따라 탈수조건을 달리할 수 있다.

포량 감지 후, 편심 정도를 감지하는 편심 감지 단계를 수행한다(S102). 이와 같은 편심 감지는 도3의 B1구간과 같이 저속의 정속 상태에서 회전수가 리플(ripple)되는 정도를 이용한다. 편심 감지 단계에서 감지된 편심과 기준 편심량을 비교하여 측정된 편심이 기준 편심량 이상이면 포고름 단계(S103)를 수행한 후 다시 편심 감지 단계(S102)를 수행한다.

포고름 단계에서는 탈수조를 감소시킨 후 정역방향으로 교반회전시켜 탈수조 내부의 포가 재배치되도록 하는 단계이다.

편심 감지 단계 이후에 1차 간탈수 단계를 수행한다(S104). 이는 도3의 C구간과 같이 비교적 저속으로 탈수를 수행하는 단계이다.

1차 간탈수 단계 이후에 편심 감지를 다시 수행한다(S105). 1차 간탈과정에서 일어난 탈수로 인해 편심의 상태가 변경될 수 있기 때문에 1차 간탈수 단계 이후에 편심을 다시 감지하는 것이다(도3 B2구간 참조). 마찬가지로, 편심 정도가 허용치 이상이면 포고름을 수행(S106) 한 후 편심을 다시 감지한다(S105).

2차 편심 감지 후에는 2차 간탈수 단계를 수행하며, 이때 1차 공진감진단계 를 함께 수행한다(S107).

2차 간탈수 단계는 도3의 D구간과 같이 1차 간탈수 단계보다 최대 회전수가 더 크다.

상기 1차 공진감지단계는 2차 간탈수 단계의 가속구간을 도3과 같이 F구간을 4구간으로 나누어 각 구간별로 수행한다. 여기서, 최대 기준 UB량은 각 구간별로 다르게 설정할 수 있고, 적어도 몇몇 구간에서는 같은 값으로 설정할 수도 있다.

1차 공진 감지 결과 최대 기준 UB량보다 큰 것으로 확인되면, 회전수를 감소시켜 포고름을 수행하고(S108), 다시 2차 편심 감지 단계를 수행한다(S105). 그러나, 경우에 따라서는 포고름 수행 후에 3차 편심감지를 수행하고(S109) 본탈수 단계로 진입할 수도 있다.

1차 공진 감지 결과 최대 기준 UB량보다 작은 것으로 확인되면, 회전수를 감소시켜 2차 간탈수 단계를 마무리한다. 이때 2차 간탈 후 편심 상태가 변경될 수 있으므로 3차 편심 감지 단계(S109)를 수행한다(도3의 B3 참조).

3차 편심 감지 단계에서 편심이 허용치 이상이면 포고름을 수행하고(S110), 허용치 이하이면, 본탈수단계로 진입한다(S111). 그리고, 이와 동시에 2차 공진감지단계를 수행한다.(S112)

2차 공진 감지 결과 최대 기준 UB량 이상이면, 포고름을 수행하고(S113), 다시 3차 편심 감지를 수행한다(S109). 그러나, 최대 기준 UB량 이하이면 감지된 공진을 고려하여 본탈수에서의 최고 RPM을 결정한다(S114)하고, 본탈수를 계속 수행하여(S115) 탈수과정을 완료한다.

상기 2차 공진감지도 도3의 G구간과 같이 가속구간을 4구간으로 나누어 수행한다. 만일 1차 구간에서 공진이 크게 감지되면 바로 회전수를 감소시키고 포고름을 수행한다(S113).

본 발명에 의하면 상술한 종래의 문제를 해결하게 된다.

간탈수 단계와 본탈수 단계를 포함하여 구성되는 탈수 제어 방법에 있어 특히, 본탈수 단계에서 공진 발생 여부를 감지하여 공진에 의한 영향의 최소화를 확실하게 확보할 수 있다.

또한, 공진 감지를 간탈수 단계에서도 수행하도록 함으로서 공진에 의한 영향의 최소화를 한층 강화할 수 있다.

그리고, 본탈수단계에서의 최고 RPM을 감지된 공진을 고려하여 결정하도록 함으로서 본탈수의 수행을 공진을 고려하여 수행하도록 한다.

또한, 공진 발생 여부를 감지하는 가속구간을 4이상의 구간으로 나누어 공진 발생을 감지함으로서 공진 발생을 보다 엄밀하게 감지하고, 공진 발생 여부가 감지되면 신속히 그에 대응하여 공진에 의해 시스템에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.

Claims (8)

1. 간탈수단계와, 상기 간탈수단계 이후에 수행되는 본탈수단계를 포함하는 탈수 제어 방법에 있어서,

   상기 본탈수단계는 탈수조를 가속하는 가속구간에서 공진을 감지하는 공진감지단계를 포함하되,

   상기 공진감지단계에서 감지된 공진감지값이 기설정된 최대기준편심량보다 작은 경우에 탈수를 진행하는 것을 특징으로 하는 탈수기의 탈수 제어 방법.
2. 제1항에 있어서, 공진감지단계는 상기 간탈수단계에서도 수행되는 것을 특징으로 하는 탈수기의 탈수 제어 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 본탈수단계에서의 최고 RPM은 상기 감지된 공진의 결과에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 탈수기의 탈수 제어 방법.
4. 제1항에 있어서, 공진을 감지하는 상기 가속구간은 적어도 3구간 이상의 구간으로 나뉘고, 각 구간별 최대기준편심량이 설정되어 있으며, 상기 공진 발생 여부의 감지는 상기 각 구간별로 수행하는 것을 특징으로 하는 탈수기의 탈수 제어방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 간탈수단계를 수행하기 전에 포의 종류를 파악하는 포량감지단계와, 상기 포량감지단계 이후 포량의 편심 여부를 감지하는 편심감지단계를 더 포함하되,

   상기 편심감지단계에서 감지된 편심량이 기설정된 기준편심량 이상이면, 탈수조를 정역방향으로 교반회전하여 탈수조 내의 포를 재위치시키는 포고름을 수행하는 것을 특징으로 하는 탈수기의 탈수 제어방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 간탈수단계와 본탈수단계 사이에는 포량의 편심 여부를 감지하는 편심감지단계를 더 포함하되,

   상기 편심감지단계에서 감지된 편심량이 기설정된 기준편심량 이상이면, 탈수조를 정역방향으로 교반회전하여 탈수조 내의 포를 재위치시키는 포고름을 수행하는 것을 특징으로 하는 탈수기의 탈수 제어방법.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 최대기준편심량은 기준편심량보다 큰 값을 갖는 것을 특징으로 하는 탈수기의 탈수 제어방법.
8. 탈수조와;

   상기 탈수조를 회전시키기 위한 구동장치와;

   상기 탈수조의 회전시 공진을 감지하는 공진 감지 장치와;

   상기 구동장치를 기 설정된 탈수 제어방법에 따라 제어하여 탈수를 수행하도록 하는 콘트롤러를 포함하여 구성되되, 상기 탈수조의 제어방법은,

   간탈수단계와, 상기 간탈수단계 이후에 수행되는 본탈수단계를 포함하며,

   상기 본탈수단계는 탈수조를 가속하는 가속구간에서 공진을 감지하는 공진감지단계를 포함하되,

   상기 공진감지단계에서 감지된 공진감지값이 기설정된 최대기준편심량보다 작은 경우에 탈수를 진행하는 것을 특징으로 하는 탈수기.

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