KR102483087B1 - 세탁물처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 세탁물처리장치는 펠티에 효과에 의해 한쪽 면에서 흡열반응이 발생되고 반대쪽 면에서 발열이 발생되는 열전소자; 상기 열전소자의 상기 한쪽 면에 밀착되고, 상기 열전소자의 상기 한쪽 면에서 발생된 열을 전달받아 공기와 열교환되는 제 1 열교환부; 상기 열전소자의 상기 반대쪽 면에 밀착되고, 열을 전도시키는 열전달부재; 상기 열전달부재에서 상기 제 1 열교환부와 같은 쪽 면에 설치되고, 상기 열전달부재를 통해 상기 열전소자의 상기 반대쪽 면에서 발생된 열을 전달받아 공기와 열교환되는 제 2 열교환부;를 포함한다.
본 발명의 세탁물처리장치는 포를 건조할 때, 열전모듈을 사용하여 히터의 부하를 저감시킬 수 있고, 히터만 설치된 세탁물처리장치에 비해 발열효율을 증대시킬 수 있고, 건조에너지를 저감시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

세탁물처리장치{Laundry treatment apparatus}
본 발명은 열전모듈이 설치된 세탁물처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 세탁물 처리기기는 세탁물에 물리적, 화학적 작용을 가하여 세탁물을 처리하는 장치로, 세탁물에 뭍은 오염을 제거하는 세탁기, 세탁물이 담긴 세탁조를 고속으로 회전시켜 세탁물을 탈수시키는 탈수기, 세탁조 내로 냉풍 또는 열풍을 가하여 젖은 세탁물을 건조시키는 건조기 등을 통칭한다.
의류의 건조가 가능한 세탁물처리장치는 고온의 공기(열풍)를 의류에 공급하는데 공기의 유동방식에 근거하여 배기식 건조시스템과 순환식(응축식) 건조시스템으로 분류될 수 있다.
순환식 건조시스템은 터브에서 배출되는 공기에서 수분을 제거(제습)한 후, 이를 다시 가열하여 터브 내부로 재공급하는 구조이다.
배기식 건조시스템은 터브 내부로 가열된 공기를 공급하되 터브에서 배출된 공기를 터브 내부로 재공급하지 않고 세탁물처리장치의 외부로 배출시키는 구조이다.
대한민국 등록특허 10-0373483
본 발명의 해결하려고 하는 과제는, 건조효율이 높은 세탁물처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 건조에 효율적인 구조를 갖는 열전모듈이 설치된 세탁물처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 유로구조가 간소화되어 유동손실을 최소화시킬 수 있는 구조의 세탁물처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 따른 세탁물처리장치는 펠티에 효과에 의해 한쪽 면에서 흡열반응이 발생되고 반대쪽 면에서 발열이 발생되는 열전소자; 상기 열전소자의 상기 한쪽 면에 밀착되고, 상기 열전소자의 상기 한쪽 면에서 발생된 열을 전달받아 공기와 열교환되는 제 1 열교환부; 상기 열전소자의 상기 반대쪽 면에 밀착되고, 열을 전도시키는 열전달부재; 상기 열전달부재에서 상기 제 1 열교환부와 같은 쪽 면에 설치되고, 상기 열전달부재를 통해 상기 열전소자의 상기 반대쪽 면에서 발생된 열을 전달받아 공기와 열교환되는 제 2 열교환부;를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 세탁물처리장치는 외관을 형성하는 캐비닛; 세탁수를 수용하는 터브; 상기 터브 내에 배치되고, 내부에 포를 수용하여 회전되는 드럼; 상기 터브 내부에 배치되고, 상기 터브 내부를 가열시키는 히터모듈; 및 상기 터브와 연결되고, 상기 터브의 공기를 순환시키면서 수분을 제거하는 응축유닛;을 포함하고, 상기 응축유닛은, 상기 터브와 연결되어 상기 터브 내부의 공기를 순환시키는 응축덕트; 상기 응축덕트에 설치되고, 상기 터브의 공기를 순환시키는 응축팬; 및 상기 응축덕트에 설치되고, 상기 응축덕트를 따라 유동되는 공기를 냉각 및 가열시키는 열전모듈;을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 세탁물처리장치는 외관을 형성하는 캐비닛; 상기 캐비닛 내부에 배치되고, 내부에 포를 수용하여 회전되는 드럼; 상기 캐비닛 내부에 설치되고, 상기 드럼의 공기를 순환시키면서 수분을 제거하는 응축유닛;을 포함하고, 상기 응축유닛은, 외부 공기가 유동되는 제 1 열교환유로 및 상기 드럼의 공기가 유동되는 제 2 열교환유로가 형성되고, 상기 외부공기 및 드럼의 공기를 열교환시켜 상기 드럼의 공기를 제습시키는 응축열교환기; 및 상기 제 2 열교환유로를 통과한 공기를 제습 및 가열시키는 열전모듈;을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 세탁물처리장치는 외관을 형성하는 캐비닛; 상기 캐비닛 내부에 배치되고, 내부에 포를 수용하여 회전되는 드럼; 냉매를 순환시켜 냉각사이클을 구현시키고, 상기 드럼에서 나온 공기를 증발기를 통과시켜 제습하고, 상기 증발기를 통과한 공기를 응축기와 열교환시켜 가열시키는 히프펌프모듈; 상기 증발기 및 응축기 사이에 설치되고, 펠티에 효과에 의한 흡열 및 발열 반응을 통해 상기 증발기에서 응축기로 유동되는 공기를 제습 및 가열시키는 열전모듈;을 포함한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 세탁물처리장치는 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 포를 건조할 때, 열전모듈을 사용하여 히터의 부하를 저감시킬 수 있는 장점이 있다.
둘째, 히터만 설치된 세탁물처리장치에 비해 발열효율을 증대시킬 수 있고, 건조에너지를 저감시킬 수 있는 장점이 있다.
셋째, 순환 또는 배기되는 공기가 일렬로 열전모듈의 흡열 측 및 발열 측을 순서대로 통과하기 때문에, 공기 저항을 최소화시키는 장점이 있다.
넷째, 열전모듈의 흡열 및 발열 측에서 발생된 에너지를 모두 사용할 수 있기 때문에, 효율을 향상시키는 장점이 있다.
다섯째, 제습을 실시하는 응축열교환기와 상호작용되어 제습효과를 극대화할 수 있는 장점이 있다.
여섯째, 응축열교환기 및 히터 사이에 배치되어 효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
일곱째, 히트펌프모듈에 구성된 증발기 및 응축기 사이에 배치되어 효율을 극대활 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기 사시도이다.
도 2는 도 1의 내부구조가 도시된 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 열전모듈의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 응축유닛이 도시된 세탁기의 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 응축유닛의 내부가 도시된 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 응축유닛이 도시된 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 응축식 건조기의 응축유닛이 도시된 평면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 열전모듈 및 응축열교환기의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 열전모듈 및 응축열교환기의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 배기식 건조기의 내부가 도시된 사시도이다.
도 11은 도 10에 도시된 응축유닛의 정면도이다.
도 12는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 히트펌프모듈이 설치된 응축식건조기의 구성도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 세탁기 및 그 제어방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기 사시도이고, 도 2는 도 1의 내부구조가 도시된 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기(100)는 외관을 형성하는 캐비닛(10)과, 세탁수를 수용하는 터브(20)와, 터브(20) 내에 배치되고, 내부에 포를 수용하여 회전되는 드럼(30)과, 드럼(30)을 회전시키는 구동부(40)와, 외부 수원으로부터 세탁수를 공급받아 상기 터브(20)에 공급하는 급수유닛(미도시)과, 세탁 세제가 수용될 수 있고, 세탁수를 세탁 세제와 혼합시키는 세제박스(50)와, 터브 내의 세탁수를 유출시켜 다시 상기 터브(20) 내부에 공급하여 상기 세탁수를 순환시키는 펌프(60) 와, 상기 터브(20) 내부에 배치되고, 세탁수를 가열시키는 히터모듈(70)과, 상기 터브(20)와 연결되고, 상기 터브(20)의 공기를 순환시키면서 수분을 제거하는 응축유닛(80)을 포함한다.
캐비닛(10)은 세탁기(100)의 외관을 형성하는 것이다. 캐비닛(10) 내부에는 터브(20)가 구비된다. 캐비닛(10)은 포의 출입이 가능하도록 포 출입홀(21)이 형성된다. 캐비닛(10)의 전면에는 포 출입홀(21)의 개폐가 가능하도록 도어(15)가 회전 가능하게 구비된다.
터브(20) 및 캐비닛(10) 사이에는 스프링유닛(미도시) 및 댐퍼(미도시)과 같은 서스펜션이 설치되고, 상기 서스펜션에 의해 상기 터브(20)의 진동이 캐비닛(10)으로 전달되는 것을 완충시킨다.
터브(20)의 내부에 세탁수가 수용된다.
그리고 터브(20)의 내부에는 드럼(30)이 배치된다.
터브(20)에는 터브에 수용된 세탁수의 수위를 감지하는 수위감지기(미도시)가 구비될 수 있다.
세탁물(이하 "포"라 한다)은 포출입홀(21)을 통해 드럼(30) 내부에 투입될 수 있다. 상기 포는(30) 상기 드럼(30) 내부에 수용되어 회전된다.
드럼(30)은 세탁수가 통과되도록 복수의 드럼통공(33)이 형성된다. 드럼(30) 내벽에는 드럼(30)의 회전 시 포를 일정 높이로 들어 올리는 리프터(32)가 배치될 수 있다. 드럼(30)은 구동부(40)에 의하여 회전력을 전달받아 회전한다.
드럼(30)은 완전히 수평하게 배치되는 것이 아니라, 드럼(30)의 후방 측이 입구보다 낮도록 기울여 배치될 수 있다.
세제박스(50)는 세탁세제, 헹굼세제 또는 표백제 등의 세제가 수용된다. 세제박스(50)는 캐비닛(10)의 전면에 인출 가능하게 구비되는 것이 바람직하다. 세제박스(50) 내의 세제는 세탁수 공급시 세탁수와 혼합되어 터브(20) 내로 유입된다. 세제박스(50)는 세탁세제가 수용되는 부분, 헹굼세제가 수용되는 부분, 표백제가 수용되는 부분이 구분되어 형성될 수 있다.
상기 히터모듈(70)은 상기 터브(20)의 내부 하측에 배치된다.
상기 히터모듈(70)에 전원이 인가되어 상기 터브(20)의 내부의 세탁수를 가열시킬 수 있다. 또한, 건조모드에서는 세탁수가 없는 상태에서 전원이 인가되고, 이 경우, 상기 터브(20) 내부의 공기를 가열시킬 수 있다.
상기 응축유닛(80)은 순환식 건조시스템을 갖는 세탁기에서 사용된다.
상기 응축유닛(80)은 터브(20) 내부 공기에 포함된 공기에서 수분을 응축시킨다. 응축된 수분을 펌프(60)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
상기 응축유닛(80)은 건조모드에서 터브의 공기 중 수분을 낮춰 건조효율을 향상시킨다.
그리고 상기 응축유닛(80)은 캐비닛(10) 외부로 뜨거운 공기를 배출하지 않는다.
본 실시예에서 상기 응축유닛(80)은 상기 터브(20)와 연결된 응축덕트(82)와, 상기 응축덕트(82)에 설치되고, 상기 터브(20)의 공기를 순환시키는 응축팬(84)과, 상기 응축덕트(82)에 설치되고, 유동되는 공기를 냉각 및 가열시키는 열전모듈(110)과, 상기 응축덕트(82)에 설치되고 상기 열전모듈(110)을 통과한 공기를 가열시키는 히터(86)를 포함한다.
본 실시예에서 상기 응축유닛(80)은 상기 터브(20)의 상측에 설치된다.
본 실시예와 달리 상기 응축유닛(80)의 상기 터브(20)의 배면 측 또는 저면 측에 설치될 수 있다.
상기 응축덕트(82)는 일단이 터브(20)의 전방측에 연결되고, 타단이 터브(20)의 후방측에 연결된다.
상기 히터(86)는 인가된 전원에 의해 열을 발생시키는 장치로서, PTC 히터를 예로 들 수 있다.
상기 응축팬(84)은 축류팬 또는 터보팬 등 다양한 종류의 팬이 사용될 수 있다.
상기 열전모듈(110, Thermoelectric Module)은 펠티에 효과에 의해 한쪽 면에서는 흡열이 발생되고, 반대쪽 면에서는 발열이 발생되는 열전소자가 집적된 장치이다. 일반적으로 열전소자는 P type 반도체와 N type 반도체를 결합하여 제작한다. 상기 열전소자의 구조는 당업자에게 일반적인 기술이기 때문에 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예에서 상기 열전모듈(110)은 유동되는 공기를 냉각 및 가열시킨다.
특히 유동되는 공기는 상기 열전모듈(110)을 통과하는 과정에서 방향전환되지 않고 직선으로 유동된다.
그래서 본 실시예에 따른 열전모듈(110)은 유동되는 공기와의 저항을 최소화시키는 구조이다. 열전모듈(110)을 통과할 때의 공기 저항이 감소되면, 상기 응축팬(84)의 부하를 줄일 수 있고, 작동소음 역시 감소시킬 수 있다.
상기 열전모듈(110)은, 공기와 접촉되어 열교환되는 제 1 열교환부(112)와, 상기 제 1 열교환부(112)와 일렬로 배치되고, 공기와 접촉되어 열교환되는 제 2 열교환부(114)와, 일측면이 상기 제 1 열교환부(112)에 밀착되고, 상기 제 1 열교환부(112)로 열을 전도시키는 열전소자(116)와, 상기 열전소자(116)의 타측면 및 상기 제 2 열교환부(114)를 연결시키고, 상기 타측면의 열을 상기 제 2 열교환부(114)로 전도시키는 열전달부재(118)를 포함한다.
상기 제 1 열교환부(112) 및 제 2 열교환부(114)는 하나의 유로 상에 배치된다. 본 실시예에서는 상기 응축덕트(82)에 상기 제 1 열교환부(112) 및 제 2 열교환부(114)가 모두 배치된다.
특히 상기 제 1 열교환부(112) 및 제 2 열교환부(114)는 상기 열전달부재(118)의 한쪽 면에 배치되는 것을 특징으로 한다.
그래서 유동되는 공기는 하나의 유로 상에 배치된 상기 제 1 열교환부(112) 및 제 2 열교환부(114)와 열교환된다.
상기 제 1 열교환부(112) 및 제 2 열교환부(114)는 같은 높이로 배치될 수 있다.
상기 제 1 열교환부(112) 및 제 2 열교환부(114)는 같은 평면상에 배치될 수 있다.
상기 제 1 열교환부(112) 및 제 2 열교환부(114)는 공기가 높낮이 변화 없이 유동되도록 일렬로 배치될 수 있다.
상기 제 1 열교환부(112) 및 제 2 열교환부(114)는 공기의 유동거리가 최소화되도록 직선으로 배치될 수 있다.
상기 일렬 배치는 직선으로 배치된 것으로 한정되지 않는다. 예를 들어 상기 일렬 배치는 터브 또는 드럼의 표면을 따라 호 형태로 배치될 수도 있다.
또한 상기 일렬 배치는 소정의 사이각을 갖도록 교차되게 배치되는 형태일 수도 있다.
본 실시예에서는 상기 제 1 열교환부(112) 및 제 2 열교환부(114)는 사이드뷰일때, 일렬로 배치되고, 탑뷰일 때 직선으로 배치된다.
본 실시예와 달리 상기 제 1 열교환부(112) 또는 제 2 열교환부(114) 중 어느 하나의 높이가 더 클 수 있다. 그러나 응축덕트(82)를 통해 유동되는 공기는 대부분이 높낮이 변화가 최소화되어 같은 높이로 유동될 수 있다.
본 실시예와 달리 상기 제 1 열교환부(112) 또는 제 2 열교환부(114)는 소정의 사이각을 형성할 수도 있다. 그러나 응축덕트(82)를 통해 유동되는 공기는 대부분이 직선으로 유동될 수 있다.
본 실시예에 따른 상기 제 1 열교환부(112) 및 제 2 열교환부(114)는 상기 응축덕트(82)의 길이 방향으로 배치된다.
여기서 상기 제 1 열교환부(112)가 전방 측에 위치될 수도 있고, 제 2 열교환부(114)가 전방 측에 위치될 수 있다.
본 실시예에서 제 1 열교환부(112) 및 제 2 열교환부(114)는 상기 열전달부(118) 하측에 위치되고, 공기는 상기 열전달부(118) 하측으로 유동된다.
상기 열전달부(118)의 한쪽에 상기 제 1 열교환부(112) 및 제 2 열교환부(114)가 모두 배치된다.
상기 열전달부(118)는 열전달효율이 좋은 금속재질이고, 구리 또는 알루미늄 재질일 수 있다.
또한 상기 열전달부(118)는 히트파이프(heat pipe) 일 수 있다.
본 실시예에서는 상기 열전소자(116)에 인가되는 전류에 따라 상기 제 1 열교환부(112)와 맞닿는 면에서 발열이 이루어지고, 제 2 열교환부(114)와 맞닿는 면에서 흡열이 이루어진다.
상기 열전소자(116)의 한쪽 면(115)에 상기 제 1 열교환부(112)가 밀착되어 설치되고, 상기 열전소자(116)의 반대쪽 면(117)에 상기 제 2 열교환부(114)가 밀착되어 설치된다.
상기 제 2 열교환부(114)는 유동되는 공기와 열교환되어 공기를 냉각시킨다.
상기 제 1 열교환부(112)는 유동되는 공기와 열교환되어 공기를 가열시킨다.
본 실시예와 달리 상기 제 1 열교환부(112)에서 흡열이 이루어지고, 제 2 열교환부(114)에서 발열이 이루어져도 무방하다.
본 실시예에서 상기 응축덕트(82)를 통과하는 공기는 제 2 열교환부(114), 제 1 열교환부(112) 및 히터(86)를 순서대로 통과한다.
그래서 상기 응축덕트(82)를 통과하는 공기는 제 2 열교환부(114)에서 냉각되고, 제 1 열교환부(112)에서 가열되며, 히터(86)에서 히팅된다.
특히 상기 제 2 열교환부(114)는 공기를 냉각시켜, 공기 중의 수분을 응축시킨다.
상기 제 2 열교환부(114)를 통과하면서 응축된 응축수는 상기 터브(20) 내측면을 따라 이동된 후, 펌프(60)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
응축수가 제 1 열교환부(112)로 이동되는 것을 방지하기 위해 제 1 열교환부(112) 및 제 2 열교환부(114)는 물리적으로 분리되어 배치된다.
본 실시예에서는 제 1 열교환부(112) 및 제 2 열교환부(114) 사이에 이격공간이 형성된다.
응축수가 발열되는 제 1 열교환부(112)로 이동되는 경우, 상기 제 1 열교환부(112)의 성능이 저하된다.
특히 상기 제 1 열교환부(112)의 온도가 낮아지면, 포를 건조하기 위한 건조성능이 저하되고, 상기 히터모듈(70) 또는 히터(86)의 발열량을 증가시켜야 한다.
상기 제 2 열교환부(114)를 통과한 공기는 제습이 이루어지고, 상기 제 1 열교환부(112)를 통과하면서 다시 가열된다.
그리고 상기 히터(86)을 통과하면서 포를 건조시키기 위한 적정온도로 히팅된다.
본 실시예와 같은 열전모듈(110)은 하나의 유로 상에 배치되어 유동되는 공기에 대해 제습을 실시할 뿐만 아니라 열전모듈(110)에서 버려지는 폐열로 공기를 가열하여 전력효율을 향상시키는 효과가 있다.
그리고 제습과정에서 냉각된 공기가 제 1 열교환부(112)와 열교환되기 때문에, 상기 열전소자(116)의 성능을 일정하게 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예에서는 열전소자(116)에서 폐열로 버려지던 발열을 이용해 공기를 가열시키기 때문에, 건조모드에서 사용되는 히터모듈(70) 또는 히터(86)의 부하를 저감시킬 수 있다.
그리고 상기 응축덕트(82)에 일렬로 제 2 열교환부(114), 제 1 열교환부(112) 및 히터(86)가 설치되고, 공기가 제습-가열-히팅되는 과정에서 유로가 분지되거나 합지되는 구조가 아니기 때문에 공기저항을 최소화시킬 수 있다.
즉, 유로가 2개 이상으로 분지되거나 2개 이상의 유로가 하나로 합지되는 경우, 와류 또는 난류 등이 발생되고, 공기가 유동되지 않는 데드스페이스가 형성되기 때문에, 공기의 저항 또는 유동손실이 발생된다.
본 실시예에서는 공기가 하나의 유로를 따라 이동되면서 제습-가열-히팅되는 과정을 거치기 때문에, 공기의 유동 저항이 최소화되고, 이를 통해 응축팬(84)에 걸리는 부하를 최소화할 수 있다.
한편, 상기 응축유닛(80)이 터브(20)의 상측에 배치되었으나 본 실시예와 달리 상기 터브(20)의 측면, 저면, 배면 등 다양한 위치에 배치되어도 무방하다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 응축유닛(80)이 도시된 세탁기의 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 응축유닛의 내부가 도시된 평면도이다.
본 실시예에 따른 세탁기의 응축유닛(80)은 1 실시예와 달리 응축팬(84)을 통해 공기를 드럼(30) 내부로 불어넣게 배치되는 것을 특징으로 한다.
그래서 상기 응축덕트(82)의 출구 측에 상기 응축팬(84)이 설치되고, 상기 응축팬(84)은 드럼(30) 내부로 공기를 유동시킨다.
상기 응축덕트(82)의 후방 측에서 흡입된 공기는 열전모듈(110) 및 히터(86)를 거쳐
상기 열전모듈(110)을 통과한 공기는 상기 히터(86)를 거쳐 터브(20) 내부로 유동된다.
상기 응축팬(84)은 응축덕트(82)의 출구 측에 설치되기 때문에, 히팅된 공기를 상기 터브(20) 내부로 보다 강력하게 토출할 수 있는 장점이 있다.
상기 터브(20) 내부의 공기가 효과적으로 순환될수록 공기 중의 수분이 원활히 제거할 수 있기 때문에, 포의 건조속도를 향상시킬 수 있다.
또한 포의 건조속도를 향상시키면, 건조에 사용되는 히터(86) 및 히터모듈(70)의 소비전력을 저감시킬 수 있다.
본 실시예에서도 응축덕트(82)로 흡입된 공기는 제습-가열-히팅되는 과정을 거친다.
그래서 제 1 실시예와 같이, 상기 응축덕트(82) 내에, 제 2 열교환부(114)-제 1 열교환부(112)-히터(86)가 일렬로 배치된다.
이하 나머지 구성은 상기 1 실시예와 동일하기 때문에 상세한 설명을 생략한다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 응축유닛이 도시된 단면도이다.
본 실시예에 따른 열전모듈(110)은 복수개가 서로 마주보게 설치되는 것을 특징으로 한다.
특히 양측으로 열전달부재(118) 배치되고, 상기 열전달부재(118) 사이로 공기가 유동된다.
상기 열전달부재(118)들 사이에는 제 1 열교환부(112) 및 제 2 열교환부(114)가 서로 마주보게 배치될 수 있다.
본 실시예에서는 유동되는 공기가 열전단부재(118)들 사이로 유동되기 때문에, 유동되는 공기가 제 1 열교환부(112) 및 제 2 열교환부(114)와 보다 확실하게 열교환되는 장점이 있다.
서로 마주보게 배치된 열전모듈(110)은 상하 방향으로 세워져 배치될 수 있고, 수평방향으로 눕혀져 배치될 수도 있으며, 경사지게 배치될 수도 있다.
이하 나머지 구성은 상기 1 실시예와 동일하기 때문에 상세한 설명을 생략한다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 응축식 건조기의 응축유닛이 도시된 평면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 열전모듈 및 응축열교환기의 사시도이다.
본 실시예는 응축식 건조기에 열전모듈(110)이 설치된다.
응축식 건조기는 드럼 내부의 공기를 순환시키고, 순환되는 공기에서 수분을 제습한다.
건조기는 세탁기와 달리 터브 없이 드럼(미도시)만 설치된다.
건조기에 설치되는 드럼은 세탁수가 통과될 필요가 없기 때문에, 제 1 실시예와 같이 드럼통공(33)이 형성되진 않는다.
본 실시예에 따른 건조기는 순환되는 공기가 응축열교환기(120)와 먼저 열교환된 후, 열전모듈(110)과 열교환되는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에 따른 응축유닛(180)은 드럼의 하측에 배치될 수 있다.
본 실시예에 따른 응축유닛(180)은 캐비닛(10)의 하측에 위치될 수 있다.
본 실시예에 따른 응축유닛(180)은 외부 공기가 유동되는 제 1 열교환유로(121) 및 드럼의 공기가 유동되는 제 2 열교환유로(122)가 형성되고, 상기 외부공기 및 드럼의 공기를 열교환시키는 응축열교환기(120)와, 상기 외부공기를 상기 제 1 열교환유로(121)로 유동시키는 제 1 팬(181)과, 상기 드럼의 공기를 상기 제 2 열교환유로(122)로 유동시키는 제 2 팬(182)과, 상기 제 1 팬(181) 및 제 2 팬(182)을 구동시키는 응축모터(183)과, 상기 제 2 열교환유로(122)를 통과한 공기와 열교환되는 열전모듈(110)과, 상기 열전모듈(110)을 통과하면서 열교환된 공기를 히팅시키는 히터(86)를 포함한다.
상기 응축열교환기(120)는 드럼에서 순환되는 공기 및 외부공기를 열교환시키기 위한 것이다. 본 실시예에서는 한 층에 외부공기가 유동되는 제 1 열교환유로(121)가 형성되고, 상기 제 1 열교환유로(121)의 위층 또는 아래층에 제 2 열교환유로(122)가 배치된다.
상기 제 1 열교환유로(121) 및 제 2 열교환유로(122)는 적층되어 배치된다.
상기 제 1 열교환유로(121) 및 제 2 열교환유로(122)는 공기의 유동방향이 서로 교차되게 형성된다.
상기 제 2 열교환유로(122)를 통해 유동되는 드럼의 공기는 외부공기에 열을 빼앗겨 응축수를 발생시킨다.
즉, 상기 응축열교환기(120)는 외부공기를 통해 드럼의 공기를 냉각시켜 수분을 제습한다.
상기 열전모듈(110)은 상기 제 1 실시예의 구조와 같다.
본 실시예에서 상기 열전모듈(110)은 응축열교환기(120) 및 히터(86) 사이에 배치된다.
여기서 상기 제 2 열교환유로(122) 및 제 2 열교환부(114)는 일렬로 배치된다.
상기 제 2 열교환유로(122)를 통과한 공기는 상기 제 2 열교환부(114)를 향해 직선으로 유동된다.
상기 열전모듈(110)은 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 2 열교환부(114, 흡열)-제 1 열교환부(112, 발열)의 순서로 배치된다.
그래서 상기 응축열교환기(120)를 통과한 공기에 대해 상기 제 2 열교환부(114)가 다시 제습을 실시한다.
상기 제 2 열교환부(114)의 온도는 상기 외부공기보다 낮게 형성된다.
드럼의 공기는 응축열교환기(120)를 통과하면서 1차로 제습되고, 제 2 열교환부(114, 흡열)를 통과하면서 2차로 제습된다.
상기 제 2 열교환부(114)는 응축열교환기(120)보다 더 낮은 온도로 냉각될 수 있다.
여기서 상기 응축열교환기(120)의 제 2 열교환유로(122)를 통과한 공기는 직선으로 상기 제 2 열교환부(114)로 유동되기 때문에, 공기의 유동저항을 최소화시킬 수 있다.
그리고 2차 제습된 공기는 제 1 열교환부(112)를 통과하면서 1차 가열된다.
상기 제 1 열교환부(112)를 통과한 공기는 히터(86)를 통과하면서 2차 가열된다.
상기 히터(86)는 제 1 열교환부(112)보다 더 높은 온도로 제어될 수 있다.
상기 히터(86)를 통과한 공기는 드럼에 공급되고, 포를 건조시킨다.
본 실시예에서 응축모터(183)는 제 1 팬(181) 및 제 2 팬(182)을 동시에 구동시킨다.
그래서 상기 응축모터(183)가 구동될 때, 상기 제 1 팬(181) 및 제 2 팬(182)이 구동되면서 외부공기 및 내부공기를 동시에 유동시킨다.
별도로 설명하진 않았으나, 상기 제 1 팬(181)에서 응축열교환기(120)로 외부공기를 유동시키기 위해 덕트(미도시) 등의 부품이 설치될 수 있다.
또한, 제 2 팬(182) 및 응축열교환기(120) 사이에도 공기를 유동시키기 위해 덕트가 설치될 수 있다.
이하 나머지 구성은 상기 1 실시예와 동일하기 때문에 상세한 설명을 생략한다.
도 9는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 열전모듈 및 응축열교환기의 사시도이다.
본 실시예에 따른 열전모듈(110)은 2개가 상하 방향으로 서로 마주보게 배치된다.
본 실시예에서도 제 2 열교환부(114)는 응축열교환기(120) 측에 위치된다.
상기 제 2 열교환부(114)는 복수개가 배치되기 때문에, 공기의 2차 제습량을 증가시킬 수 있다.
또한, 2개의 열전소자(116)가 각각의 제 2 열교환부(114)를 냉각시키기 때문에, 공기의 제습량을 보다 능동적으로 제어할 수 있다.
예를 들어, 포에서 증발되는 수분의 양이 많을 경우, 2개의 열전모듈(110)을 모두 가동하고, 증발되는 수분의 양이 적을 경우, 1개의 열전모듈(110) 만을 가동할 수도 있다.
2개의 제 1 열교환부(112)가 서로 접촉되게 배치될 수 있고, 2개의 제 2 열교환부(114)가 서로 접촉되게 배치될 수 있다.
이 경우, 1개의 열전모듈(110)만 작동시켜도 열전도를 통해 마주보게 배치된 열전모듈 측으로 열이 전도될 수 있다. 그래서 1개의 열전모듈(110)을 작동시켜도 열전도를 통해 열이 이동되어, 공기와 접촉되는 면적이 증가된다.
이하 나머지 구성은 상기 4 실시예와 동일하기 때문에 상세한 설명을 생략한다.
도 10은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 배기식 건조기의 내부가 도시된 사시도이고, 도 11은 도 10에 도시된 응축유닛의 정면도이다.
본 실시예는 배기식 건조기이다.
배기식 건조기는 외부공기를 흡입한 후, 소정온도로 가열시키고, 가열된 공기를 드럼(30) 내부에 공급하여 포를 건조시키며, 드럼 내부의 공기는 흡입된 후 다시 외부로 배출된다.
본 실시예에서는 드럼(30) 내부에서 배출된 공기를 제습한 후 캐비닛(미도시) 외부로 배출시킨다.
본 실시예에 따른 열전모듈(110)은 드럼(30)의 배면측에 배치된다.
공기는 제 2 열교환부(114)를 통과하면서 제습되고, 제 1 열교환부(112)를 통과하면서 가열된다.
열전모듈(110)을 통과한 공기는 히터(186)에 의해 가열된 후 드럼(30) 내부에 공급될 수 있다.
상기 히터(186)는 드럼(30)의 축 중심 측을 통해 드럼(30) 내부에 히팅된 공기를 공급한다.
도면부호 11은 캐비닛(10)을 구성하는 배면패널(11)이고, 배면패널(11)에는 상기 열전모듈(110) 및 히터(86)로 공기를 안내하는 가이드(12)가 형성될 수 있다.
이하 나머지 구성은 상기 4 실시예와 동일하기 때문에 상세한 설명을 생략한다.
도 12는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 히트펌프모듈이 설치된 응축식건조기의 구성도이다.
본 실시예는 히트펌프모듈(140) 및 열전모듈(110)이 설치된 응축식 건조기이다.
드럼(30)의 공기는 순환되면서 열전모듈(110) 및 히트펌프모듈(140)에 의해 제습 및 가열된다.
히트펌프모듈(140)은 제 1 열교환기(142), 제 2 열교환기(144), 팽창밸브(143) 및 압축기(141)를 포함하고, 히트펌프 사이클로 작동될 수 있다.
냉각사이클로 작동될 때, 제 1 열교환기(142)는 응축기로 작동되고, 제 2 열교환기(144)는 증발기로 작동된다.
즉, 압축기(141)에서 토출된 냉매는 제 1 열교환기(142)에서 액냉매로 응축되고, 주변으로 열을 방출한다.
제 1 열교환기(142)에서 응축된 액냉매는 팽창밸브(143)에서 팽창되어 미세화된다.
팽창밸브(143)에서 팽창된 냉매는 제 2 열교환기(144)에서 기체로 증발되고, 주변의 열을 흡열한다.
제 2 열교환기(144)에서 증발된 기상 냉매는 압축기(141)로 유동되어 상술한 과정을 반복한다.
그래서 제 2 열교환기(144)는 응축팬(84)에서 토출된 공기를 냉각시키고, 공기 중의 수분을 제습한다.
제 1 열교환기(142)는 응축열을 통해 열전모듈(110)을 통과한 공기를 가열시킨다.
즉, 상기 응축팬(84)에서 토출된 공기는 제 2 열교환기(144)-열전모듈(110)-제 1 열교환기(142)-히터(86) 순서로 유동된다.
상기 열전모듈(110)은 유동되는 공기를 흡열하여 제습한 후, 가열시키도록 배치된다. 그래서 상기 열전모듈(110)은 제 2 열교환부(114)가 증발기로 사용되는 제 2 열교환기(144) 측에 배치되고, 제 1 열교환부(112)가 응축기로 사용되는 제 1 열교환기(142) 측에 배치된다.
그래서 상기 응축팬(82)에 토출된 공기는 제 2 열교환기(144)에서 1차 제습된 후, 제 2 열교환부(114)에서 2차 제습된다.
그리고 제 1 열교환부(112)에서 1차 가열되고, 제 1 열교환기(142)에서 2차 가열되며, 히터(86)에서 3차 가열된다.
상기 히터(86)에서 소정온도까지 3차 가열된 후, 상기 드럼(30) 내부로 공기가 유동된다.
본 실시예에 따른 건조기는 히트펌프모듈(140) 및 열전모듈(110)에서 발생되는 흡열, 발열을 모두 이용할 수 있어서 소비전력을 저감시킬 수 있고, 히터(86)의 부하를 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
이하 나머지 구성은 상기 4 실시예와 동일하기 때문에 상세한 설명을 생략한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 캐비닛 20 : 터브
30 : 드럼 40 : 구동부
50 : 세제박스 60 : 펌프
70 : 히터모듈 80 : 응축유닛
82 : 응축덕트 84 : 응축팬
86 : 히터 110 : 열전모듈
112 : 제 1 열교환부 114 : 제 2 열교환부
116 : 열전소자 118 : 열전달부재
120 : 응축열교환기 121 : 제 1 열교환유로
122 : 제 2 열교환유로 140 : 히트펌프모듈
141 : 압축기 142 : 제 1 열교환기
143 : 팽창밸브 144 : 제 2 열교환기
181 : 제 1 팬 182 : 제 2 팬
183 : 응축모터

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  12. 캐비닛;
    상기 캐비닛 내부에 회전가능하게 배치되는 드럼; 및
    상기 캐비닛 내부에 설치되고, 상기 드럼 내부의 공기를 순환시키면서 수분을 제거하는 응축유닛을 포함하고,
    상기 응축유닛은,
    외부 공기가 유동되는 제 1 열교환유로 및 상기 드럼 내부의 공기가 유동되는 제 2 열교환유로가 형성되고, 상기 외부공기 및 상기 드럼 내부의 공기를 열교환시켜 상기 드럼 내부의 공기를 제습시키는 응축열교환기;
    상기 제 2 열교환유로를 통과한 공기를 제습 및 가열시키는 열전모듈;
    상기 외부 공기를 상기 제1 열교환유로로 유동시키는 제1 팬;
    상기 드럼 내부의 공기를 상기 제2 열교환유로로 유동시키는 제2 팬;
    상기 제1 팬 및 제2 팬과 연결되어 상기 제1 팬 및 제2 팬을 구동시키는 응축모터; 및
    상기 열전모듈의 하류에 배치되고, 상기 열전모듈을 통과하면서 열교환된 공기를 히팅시키는 히터를 포함하고,
    상기 열전모듈은:
    펠티에 효과에 의해 한쪽 면에서 발열반응이 일어나고 반대쪽 면에서 흡열반응이 일어나는 열전소자;
    상기 열전소자의 상기 한쪽 면에 밀착되고, 주변 공기와 열교환되는 제1 열교환부;
    상기 열전소자의 상기 반대쪽 면에 밀착되고, 열을 전도시키는 열전달부재; 및
    상기 열전달부재에서 상기 제1 열교환부와 마주보는 면에 설치되고, 주변 공기와 열교환되는 제2 열교환부를 포함하고,
    상기 열전소자는 상기 열전달부재의 아래에 배치되고, 상기 제1 열교환부는 상기 열전소자의 아래에 배치되고, 상기 제2 열교환부는 상기 열전달부재의 아래에 배치되고,
    상기 응축열교환기를 통과하며 1차로 제습된 공기는 상기 제2 열교환부를 통과하며 2차로 제습되고, 상기 제1 열교환부와 상기 히터를 차례로 통과하며 가열되는 세탁물처리장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 응축열교환기 및 히터 사이에 상기 열전모듈이 배치된 세탁물처리장치.
  16. 청구항 12 및 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 열교환유로 및 제 2 열교환부는 일렬로 배치된 세탁물처리장치.
  17. 청구항 12 및 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 열교환유로, 제 2 열교환부 및 제 1 열교환부는 일렬로 배치된 세탁물처리장치.
  18. 청구항 12 및 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열전모듈은 2개가 서로 마주보게 배치되고,
    상기 2개의 열전달부재 사이에 제 1 열교환부 및 제 2 열교환부가 모두 배치된 세탁물처리장치.
  19. 청구항 12 및 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열전모듈은 상기 드럼의 하측에 배치된 세탁물처리장치.
  20. 청구항 12 및 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열전모듈은 상기 드럼의 배면측에 배치된 세탁물처리장치.
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