KR20190083870A

KR20190083870A - 세탁기 및 세탁기의 제어방법

Info

Publication number: KR20190083870A
Application number: KR1020180001835A
Authority: KR
Inventors: 임명훈; 정환진; 이정훈; 김재현; 우경철
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2018-01-05
Filing date: 2018-01-05
Publication date: 2019-07-15
Also published as: US11220774B2; US11680350B2; EP3508647A1; KR102459589B1; EP3508647B1; US20190211495A1; US20220106721A1

Abstract

본 발명은 물이 담기는 터브 내에 드럼이 회전 가능하게 구비되고, 상기 터브로부터 배출된 물을 압송하는 볼류트 펌프와, 상기 볼류트 펌프의 토출포트로부터 토출된 물을 상기 드럼 내로 공급하기 위한 순환수 공급기구를 구비하고, 상기 볼류트 펌프는 양방향 회전이 가능한 것으로써, 정방향으로 회전될시 역방향으로 회전될시 보다 더 많은 유량을 상기 토출포트를 통해 토출하는 세탁기의 제어방법에 관한 것으로, 상기 제어방법은 상기 터브 내로 세제와 함께 물을 공급하는 단계와, 상기 볼류트 펌프를 상기 역방향으로 회전시키는 단계를 포함한다.

Description

세탁기 및 세탁기의 제어방법{WASHING MACHINE AND METHOD FOR CONTROLLING THE WASHING MACHINE}

본 발명은 순환 펌프가 구비된 세탁기와 이의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기는, 물과 세제의 화학적 분해 작용과 물과 세탁물 간의 마찰 등 물리적 작용 등을 이용하여, 의복, 침구 등(이하, '세탁물'이라 약칭함)에 묻은 오염물질을 분리해내는 장치를 통칭하는 것이다.

세탁력을 개선시키고, 세제로 인해 세탁물에 얼룩이 발생되는 것을 방지하기 위해서는, 물과 함께 투입된 세제를 고르게 용해시킬 필요가 있다. 종래에는 세탁 초기에 세제와 함께 물을 공급하여, 드럼의 일부가 물에 잠기도록 한 후, 상기 드럼을 회전시킴으로써 물을 휘저어 세제 용해를 촉진하였다.

그런데, 이러한 방식은, 상기 드럼으로부터 멀리 떨어진 부분에서는, 상기 드럼의 회전으로 인해 미치는 영향이 적어, 대류가 약하고, 세제가 원활하게 용해되지 못하는 문제가 있었다. 예를 들어, 터브로부터 배수된 물을 순환펌프로 안내하는 배수 밸로우즈이나, 상기 순환펌프의 하우징 내에서는 세제가 잘 용해되지 못하는 문제가 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 첫째, 회전 방향 제어가 가능한 볼류트 펌프를 이용하여 세제 용해를 촉진할 수 있는 세탁기와 이의 제어방법을 제공하는 것이다.

둘째, 미용해된 세제가 세탁물에 가해지는 것을 방지하여, 세제 응고로 인한 세탁물의 오염을 방지한 세탁기와 이의 제어방법을 제공하는 것이다.

셋째, 순환펌프의 속도에 따라 세제의 용해와 세탁수의 순환을 선택적으로 구현할 수 있는 세탁기와 이의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 세탁기의 제어방법은, 물이 담기는 터브 내에 드럼이 회전 가능하게 구비되고, 상기 터브로부터 배출된 물을 압송하는 볼류트 펌프와, 상기 볼류트 펌프의 토출포트로부터 토출된 물을 상기 드럼 내로 공급하기 위한 순환수 공급기구를 구비하고, 상기 볼류트 펌프는 양방향 회전이 가능한 것으로써, 정방향으로 회전될시 역방향으로 회전될시 보다 더 많은 유량을 상기 토출포트를 통해 토출하는 세탁기에 대한 제어방법이다.

상기 제어방법은, 상기 터브 내로 세제와 함께 물을 공급하는 (a)단계와, 상기 볼류트 펌프를 상기 역방향으로 회전시키는 (b)단계를 포함한다.

상기 제어방법은, 상기 (b)단계 이후, 상기 볼류트 펌프를 상기 정방향으로 회전시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 (b)단계와 상기 (c)단계가 복수회 반복 실시될 수 있다.

상기 (b)단계에서의 상기 볼류트 펌프의 회전속도는 상기 (c)단계에서의 상기 볼류트 펌프의 회전속도 보다 높을 수 있다.

상기 (b)단계 내지 상기 (c)단계 중 어느 한 단계가 실시되는 중에, 상기 드럼의 내주면 상의 세탁물이, 원심력에 의해, 상기 드럼의 내주면으로부터 낙하하지 않고 상승되는 속도로 상기 드럼이 회전되었다가, 상기 세탁물이 상기 드럼의 내주면으로부터 낙하하도록 제동되는 단계가 실시될 수 있다.

상기 제동되는 단계는 상기 드럼을 정지상태로부터 90도 이상 180도 이하의 범위에서 정해진 소정의 회전각도까지 회전된 후, 상기 드럼의 제동이 이루어질 수 있다.

상기 제어방법은, 상기 (c) 단계 이후, 상기 터브 내로 물을 더 공급하는 단계와, 상기 드럼 내의 세탁물이 소정의 높이까지 상승하였다가 낙하되도록 상기 드럼을 일방향으로 1회전 이상 연속하여 회전시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 세탁기는 물이 담기는 터브와, 물을 공급하는 급수공급관을 단속하는 급수밸브와, 상기 급수공급관을 통해 공급된 물과 함께 세제를 상기 터브 내로 공급하는 세제박스와, 상기 터브 내에 회전 가능하게 구비되는 드럼과, 상기 터브로부터 배출된 물을 압송하되, 양방향 회전이 가능하여, 정방향으로 회전될시 역방향으로 회전될시 보다 더 많은 유량을 토출포트를 통해 토출하는 볼류트 펌프와, 상기 토출포트로부터 토출된 물을 상기 드럼 내로 분사하기 위한 순환수 공급기구와, 상기 볼류트 펌프를 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 제어부는 상기 급수밸브를 개방시켜, 상기 터브 내에 소정 수위까지 급수가 이루어지도록 한 후, 상기 볼류트 펌프가 상기 역방향으로 회전되도록 제어한다.

상기 볼류트 펌프는, 물을 압송하는 임펠러와, 상기 임펠러를 회전시키는 BLCD 모터를 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 볼류트 펌프가 상기 역방향으로 회전된 후, 상기 볼류트 펌프를 상기 정방향으로 회전시킬 수 있다. 상기 제어부는 상기 볼류트 펌프를 상기 역방향으로 회전시키는 것과 상기 정방향으로 회전시키는 것이 복수회 반복되도록 제어할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 볼류트 펌프가 상기 역방향으로 회전될 시, 상기 정방향으로 회전될 시 보다 더 높은 속도로 회전되도록 제어할 수 있다.

본발명의 세탁기와 이의 제어방법은, 첫째, 세제 용해시 볼류트 펌프가 역방향(볼류트 유로가 감긴 방향과 반대 방향)으로 회전되기 때문에, 상기 볼류트 펌프를 상당히 높게 설정된 속도(이 속도로 상기 볼류트 펌프가 정방향으로 회전되는 경우, 노즐을 통해 분사된 순환수가 세탁물에 가해짐.)로 회전시키더라도, 노즐을 통해 낮은 수압(즉, 분사된 물이 세탁물에 가해지지는 않을 정도의 수압)으로 순환수가 토출될 수 있다. 따라서, 볼류트 펌프의 회전 속도가 상당하여 세제의 용해가 적극적으로 이루어지면서도, 미용해된 세제가 세탁물에 가해질 우려가 없다.

둘째, 터브 내에 미량의 물이 공급된 상태에서도 세제를 고르게 용해할 수 있어, 고농도의 세제수를 세탁물에 가할 수 있어 세탁 성능이 향상된다.

셋째, 세제 용해를 위한 별도의 기구를 추가하지 않고도, 순환펌프를 이용하여 세제를 물에 고르게 용해할 수 있는 효과가 있다.

네째, 세제가 물에 충분히 용해가 이루어진 이후에 세탁물에 가해짐으로써, 세탁력이 개선되는 효과가 있다.

다섯째, 미용해된 세제가 세탁물에 가해지는 것을 방지하여, 세제 응고로 인한 세탁물의 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.

여섯째, 펌프 하우징이나 배수 밸로우즈 내에서도 세제가 고르게 용해되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 세탁기의 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 주요 구성들간의 제어관계를 도시한 블록도이다.
도 4는 도 1에 도시된 구성들의 일부를 전방에서 바라본 것이다.
도 5는 순환수 공급기구의 사시도이다.
도 6은 도 4의 A를 따라 절개한 단면도이다.
도 7은 펌프 어셈블리의 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 펌프 어셈블리의 순환수 챔버의 단면을 보이는 도면(a)과, 배수 챔버의 단면을 보이는 도면(b)이다.
도 9는 세제 용해 단계에서의 수류의 순환을 도시한 것으로, (a)는 세탁기를 전방에서 바라본 것에 수류의 순환을 도시하고 있고, (b)는 세탁기의 측단면에 수류의 순환을 도시하고 있다.
도 10은 스텝모션에서의 세탁물의 유동과 드럼의 회전을 도시한 것(a)과, 스크럽모션에서의 세탁물의 유동과 드럼의 회전을 도시한 것(b)이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 제어방법을 도시한 순서도이다.

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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기를 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 세탁기의 측단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 주요 구성들간의 제어관계를 도시한 블록도이다. 도 4는 도 1에 도시된 구성들의 일부를 전방에서 바라본 것이다. 도 5는 순환수 공급기구의 사시도이다. 도 6은 도 4의 A를 따라 절개한 단면도이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 케이싱(10)은 세탁기의 외관을 형성하며, 전면에 세탁물이 투입되는 투입구가 형성된다. 케이싱(10) 내에는 물이 담기는 터브(31)가 배치될 수 있다. 참고로, 도 1은 케이싱(10)을 부분적으로 도시하고 있어, 전면과 상면은 생략되어 있고, 양측면, 바닥면, 후면만 보이고 있으며, 특히, 케이싱(10) 내부가 보이도록 양측면은 투명하게 처리한 것이다.

터브(31)는 세탁물이 투입될 수 있도록, 전면에 입구가 형성된다, 케이싱(10)과 터브(31)는 환형의 개스킷(60)에 의해 연결되어, 세탁물의 출입을 위한 통로가 케이싱(10)의 투입구로부터 터브(31)의 입구에 이르는 구간에 형성된다. 상기 투입구를 개폐하는 도어(20)가 케이싱(10)의 전면을 이루는 전면 패널(12)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

터브(31)는 내주면 상에서, 드럼(32)의 하측에 위치하는 부분에, 함몰 형성된 히터 수용홈(31a)이 형성될 수 있다. 히터 수용홈(31a) 내에는, 터브(31)에 담긴 물을 가열하기 위한 히터(36)가 배치될 수 있다.

개스킷(60)은 터브(31)에 담긴 물이 누설되는 것을 방지하기 위한 것이다. 개스킷(60)은 전단부와 후단부가 각각 환형으로 이루어지고, 상기 전단부로부터 상기 후단부로 연장되는 관상의 형태이다. 개스킷(60)의 상기 전단부는 케이싱(10)에 고정되고, 상기 후단부는 터브(31)의 입구 둘레에 고정된다. 개스킷(60)은 유연한 또는 탄력성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 개스킷(60)은 천연고무 또는 합성수지로 이루어질 수 있다.

이하, 개스킷(60)의 관상의 형태의 내측을 한정하는 부분을 개스킷(60)의 내주부(또는, 내주면)이라고 하고, 그 반대쪽 부분을 개스킷(60)의 외주부(또는, 외측면)이라고 한다.

터브(31) 내에는 세탁물이 수용되는 드럼(32)이 회전 가능하게 구비될 수 있다. 드럼(32)은 세탁물을 수용하며, 세탁물이 투입되는 입구가 전면에 위치하도록 배치되며, 대략 수평한 회전 중심선(C)을 중심으로 회전된다. 다만, 여기서의 "수평"은 수학적으로 엄밀한 의미로써 사용된 용어는 아니다. 즉, 실시예에서와 같이 회전 중심선(C)이 수평에 대해 소정의 각도로 기울어진 경우 역시 수직보다는 수평에 근접하기 때문에, 실질적으로 수평하다고 할 수 있다. 터브(31) 내의 물이 드럼(32) 내로 유입될 수 있도록, 드럼(32)에는 다수의 통공(32h)이 형성될 수 있다.

드럼(32)의 내측면에는 복수의 리프터(34)가 구비될 수 있다. 복수의 리프터(34)는 드럼(32)의 중심에 대해 일정한 각도로 배치될 수 있다. 드럼(32)의 회전시, 세탁물이 리프터(34)에 의해 들어올려졌다가 낙하되는 것을 반복한다.

드럼(32)을 회전시키기 위한 구동부(38)가 더 구비될 수 있고, 구동부(38)에 의해 회전되는 구동축(38a)이 터브(31)의 후면부를 통과하여 드럼(32)과 결합될 수 있다.

바람직하게는, 구동부(38)는 직결식 세탁 모터를 포함하여 구성되고, 상기 세탁 모터는 터브(31)의 후방에 고정된 스테이터와, 상기 스테이터와의 사이에 작용하는 자기력에 의해 회전되는 로터를 포함할 수 있다. 구동축(38a)은 로터와 일체로 회전될 수 있다.

터브(31)는 베이스(15)에 설치된 댐퍼(16)에 의해 지지될 수 있다. 드럼(32)의 회전시 유발되는 터브(31)의 진동이 댐퍼(16)에 의해 감쇄된다. 도시되지는 않았으나, 실시예에 따라, 터브(31)를 케이싱(10) 내에 매다는 헹거(예를 들면, 스프링)가 더 구비될 수 있다.

수도 꼭지 등의 외부 수원으로부터 공급된 물을 터브(31)로 안내하는 적어도 하나의 급수호스(미도시)와, 상기 적어도 하나의 급수호스를 통해 공급된 물이 후술하는 적어도 하나의 급수공급관(34a, 34b, 34c)으로 공급되도록 제어하는 급수부(33)가 구비될 수 있다.

터브(31) 또는 드럼(32) 내로 세제, 섬유 유연제 등의 첨가제를 공급하는 세제박스(35)가 구비될 수 있다. 세제박스(35)에는 첨가제들이 그 종류에 따라 구분되어 수용될 수 있다. 세제박스(35)는 세제를 수용하는 세제 수용부(미도시)와, 섬유 유연제를 수용하는 유연제 수용부(미도시)를 포함할 수 있다.

급수부(33)를 통해 공급된 물을 세제박스(35)의 각 수용부로 선택적으로 안내하는 적어도 하나의 급수공급관(34a, 34b, 34c)이 구비될 수 있다. 급수부(33)는 적어도 하나의 급수공급관(34a, 34b, 34c)을 각각 단속하는 적어도 하나의 급수밸브(94, 도 3 참조.)를 포함할 수 있다.

적어도 하나의 급수공급관(34a, 34b, 34c)은, 냉수 급수호스를 통해 공급된 냉수를 상기 세제 수용부로 공급하는 제 1 급수공급관(34a)과, 상기 냉수 급수호스를 통해 공급된 냉수를 상기 섬유 유연제 수용부로 물을 공급하는 제 2 급수공급관(34b)과, 온수 급수호스를 통해 공급된 온수를 상기 세제 수용부로 공급하는 제 3 급수공급관(34c)을 포함할 수 있다.

개스킷(60)에는 드럼(32) 내로 물을 분사하는 직수 노즐(42)이 구비될 수 있고, 급수부(33)를 통해 공급된 물을 직수 노즐(42)로 안내하는 직수 공급관(39)이 구비될 수 있다. 직수 노즐(42)은 와류 노즐 또는 분무 노즐일 수 있으나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다.

세제박스(35)로부터 배출된 물은 급수 밸로우즈(37)를 통해 터브(31)로 공급된다. 터브(31)의 측면에는 급수 밸로우즈(37)와 연결된 급수구(미도시)가 형성될 수 있다.

터브(31)에는 물을 배출하는 배수구가 형성되고, 배수 밸로우즈(17)가 상기 배수구와 연결될 수 있다. 배수 밸로우즈(17)를 통해, 터브(31)로부터 배출된 물을 펌핑하는 펌프 어셈블리(90)가 구비될 수 있다. 배수 밸로우즈(17)를 단속하는 배수밸브(미도시)가 더 구비될 수 있다.

펌프 어셈블리(90)는 배수 밸로우즈(17)를 통해 배출된 물을 배수관(19)으로 압송하는 기능과, 순환관(18)으로 압송하는 기능을 선택적으로 수행할 수 있다. 이하, 펌프 어셈블리(90)에 의해 압송되어 순환관(18)을 따라 안내되는 물을 순환수라고 한다. 즉, 펌프 어셈블리(90)는 배수 겸용 순환펌프이나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니고, 실시예에 따라서는 배수펌프와 순환펌프가 별개로 구비되는 것도 가능하다.

터브(31)의 전면에는, 터브(31)의 입구 둘레를 따라 적어도 하나의 밸런서(81, 82, 83, 84)가 구비될 수 있다. 밸런서(81, 82, 83, 84)는 터브(31)의 진동을 저감하기 위한 것으로, 소정의 중량을 갖는 중량체이다. 밸런서(81, 82, 83, 84)는 복수가 구비될 수 있다. 터브(31)의 전면 상부에, 좌, 우 양측으로 각각 제 1 상부 밸런서(81)와 제 2 상부 밸런서(82)가 구비되고, 터브(31)의 전면 하부에, 좌, 우 양측으로 각각 제 1 하부 밸런서(83)와 제 2 하부 밸런서(84)가 구비될 수 있다.

순환수 공급기구(70)는 순환관(18)을 통해 유입된 물을 드럼(32) 내로 공급하기 위한 것이다. 순환수 공급기구(70)는 개스킷(60)에 설치될 수 있다.

개스킷(60)은 드럼(32) 내로 순환수를 분사하기 위한 복수의 노즐(61)을 포함할 수 있다. 복수의 노즐(61)은 개스킷(60)의 내주부에 형성될 수 있다. 4개의 노즐(61)이 개스킷(60)에 형성될 수 있다. 다만, 노즐(61)의 개수가 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다. 도 4에서, ①, ②, ③, ④는 노즐(61)이 형성되는 위치를 표시한 것이다.

4개의 노즐(61)은 개스킷(60) 상에서의 높이에 따라, 상부 노즐(위치 ①, ④)과, 상기 상부 노즐 보다 낮은 위치에 배치되는 하부 노즐(위치 ②, ③에 형성된 노즐)로 구분될 수 있다. 이들 노즐(61)들은, 개스킷(60) 상에서의 위치만 다를 뿐 실질적으로 동일한 구조로 이루어진다.

도 6을 참조하면, 노즐(61)은 개스킷(60)의 연장부(63)로부터 반경방향을 따라 내측으로 돌출된 노즐 유입관(611)과, 노즐 유입관(611)과 연결된 노즐 헤드(612)를 포함할 수 있다.

노즐 유입관(611)은 연장부(63)와 연결된 일단에 포트 통과공이 형성되고, 타단은 대응하는 노즐(610)과 연결되어 있다.

개스킷(60)은, 복수의 노즐 유입관(611)과 각각 대응하는 위치에서, 개스킷(60)의 외주부로부터 돌출되는 복수의 포트 삽입관(65)을 더 포함할 수 있다. 각각의 포트 삽입관(65)은 대응하는 노즐 유입관(611)과 연통되고, 각각의 노즐 급수포트(72a, 72b, 72c, 72d, 도 5 참조.)가 대응하는 포트 삽입관(65) 내로 삽입된다. 노즐 급수포트들(72a, 72b, 72c, 72d)로부터 토출된 순환수가, 노즐 유입관(611)을 통해 노즐 헤드(612)로 공급된다.

도 5를 참조히면, 순환수 공급기구(70)는 순환관(18)과 연결되는 순환관 연결포트(75)와, 순환관 연결포트(75)를 통해 유입된 물을 안내하는 이송 관로(71)와, 이송 관로(71)로부터 돌출된 복수의 노즐 급수포트(72a, 72b, 72c, 72d)를 포함할 수 있다.

이송 관로(71)는 순환관 연결포트(75)를 통해 유입된 순환수(FL)를 분지시켜, 제 1 부분류(FL1)와 제 2 부분류(FL2)를 형성한다. 이송 관로(71)는, 상기 제 1 부분류(FL1)가 안내되는제 1 관로(71a)와 제 2 부분류(FL2)가 안내되는 제 2 관로(71b)를 포함하고, 제 1 관로(71a)의 상단과 제 2 관로(71b)의 상단은 막혀 있다.

제 1 관로(71a) 상에는 적어도 하나의 제 1 노즐 급수포트(72a, 72b)가 형성되어, 각각의 제 1 노즐 급수포트(72a, 72b)를 통해, 이와 대응하는 상부 노즐(61a, 위치 ①에 배치되는 노즐(61)임.)과 하부 노즐(61b, 위치 ②에 배치되는 노즐(61)임.)로 순환수를 토출한다.

마찬가지로, 제 2 관로(71b) 상에 적어도 하나의 제 2 노즐 급수포트(72c, 72d)가 형성되어, 각각의 제 2 노즐 급수포트(72c, 72d)를 통해, 이와 대응하는 상부 노즐(위치 ④에 배치된 노즐(61)임.)과 하부 노즐(위치 ③에 배치되는 노즐(61)임.)로 순환수를 토출한다.

도 7은 펌프 어셈블리의 사시도이다. 도 8은 도 7에 도시된 펌프 어셈블리의 순환수 챔버의 단면을 보이는 도면(a)과, 배수 챔버의 단면을 보이는 도면(b)이다.

펌프 어셈블리(90)는 펌프 하우징(91), 제 1 펌프 모터(92), 제 1 임펠러(915), 제 2 펌프 모터(93) 및 제 2 임펠러(917)를 포함할 수 있다.

펌프 하우징(91)에는 유입포트(911), 제 1 토출포트(912) 및 제 2 토출포트(913)가 형성될 수 있다. 펌프 하우징(91) 내에는 제 1 임펠러(915)가 수용되는 제 1 챔버(914)와, 제 2 임펠러(917)가 수용되는 제 2 챔버(916)가 형성될 수 있다. 제 1 임펠러(915)는 제 1 펌프 모터(92)에 의해 회전되고, 제 2 임펠러(917)는 제 2 펌프 모터(93)에 의해 회전된다. 여기서, 각 임펠러(915, 917)의 회전 방향은 제어부(82)에 의해 제어가 가능하다.

제 1 챔버(914)와 제 1 토출포트(912)는, 제 1 임펠러(915)의 정회전 방향(CCW)으로 감아진 볼류트(volute) 형태의 유로를 이루며, 제 2 챔버(916)와 제 2 토출포트(913)은 제 2 임펠러(917)의 역회전 방향(CW)으로 감아진 볼류트 형태의 유로를 이룬다.

유입포트(911)는 배수 밸로우즈(17)와 연결되고, 제 1 챔버(914)와 제 2 챔버(916)는 유입포트(911)와 연통된다. 배수 밸로우즈(17)를 통해 터브(31)로부터 배출된 물이 유입포트(911)를 통해 제 1 챔버(914)와 제 2 챔버(916)로 공급된다.

제 1 챔버(914)는 제 1 토출포트(912)와 연통되고, 제 2 챔버(916)는 제 2 토출포트(913)와 연통된다. 따라서, 제 1 펌프 모터(92)가 작동되어, 제 1 임펠러(915)가 회전되면, 제 1 챔버(914) 내의 물이 제 1 토출포트(912)를 통해 배출된다. 그리고, 제 2 펌프 모터(93)가 작동될 시에는, 제 2 임펠러(917)가 회전되어, 제 2 챔버(916) 내의 물이 제 2 토출포트(913)를 통해 배출된다. 제 1 토출포트(912)는 순환관(18)과 연결되고, 제 2 토출포트(913)는 배수관(19)과 연결된다.

펌프 어셈블리(90)는 유량(또는, 토출 수압)이 가변 가능한 것이다. 이를 위해, 펌프 모터들(92, 93)은 회전속도 제어가 가능한 가변속 모터일 수 있다. 각각의 펌프 모터(92, 93)는 BLDC 모터(Brushless Direct Current Motor)가 적당하나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다. 펌프 모터(92, 93)의 속도 제어를 위한 드라이버가 더 구비될 수 있고, 상기 드라이버는 인버터 드라이버일 수 있다. 인버터 드라이버는 AC 전원을 DC 전원으로 변환하여, 목표한 주파수로 모터에 입력한다.

펌프 모터들(92, 93)을 제어하는 제어부(91, 도 42 참조.)가 더 구비될 수 있다. 제어부는 비례-적분 제어기(PI controller: Proportional-Integral controller), 비례-적분-미분 제어기(PID controller: Proportional-Integral-Derivative controller) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 제어기는 펌프 모터의 출력값(예를 들어, 출력 전류)을 입력으로 받아, 이를 바탕으로 펌프 모터의 회전수가 기 설정된 목표 회전수를 추종하도록 상기 드라이버의 출력값을 제어할 수 있다.

제어부(82)는 펌프 모터(92, 93)의 회전 속도뿐만 아니라, 회전 방향도 제어할 수 있다. 특히, 종래의 펌프에 적용되던 유도 모터는 기동시의 회전 방향을 제어할 수 없는 것이어서, 미리 정해진 방향으로 각 임펠러의 회전을 제어하기 어려워, 임펠러의 회전 방향에 따라 토출포트(912, 913)로부터 토출되는 유량이 달라지는 문제가 있었다. 그러나, 본 발명은 펌프 모터(92, 93)의 기동시의 회전방향을 제어할 수 있기 때문에, 종래와 같은 문제가 발생되지 않으며, 토출포트(912, 913)를 통해 토출되는 유량을 일정하게 관리할 수 있다.

한편, 이와 같이 펌프 어셈블리(90)는 순환펌프(P1)와 배수펌프(P2)를 겸하는 것이다. 이하, 순환펌프(P1)는, 유입포트(911), 제 1 챔버(914), 제 1 토출포트(912), 제 1 임펠러(915) 및 제 1 펌프 모터(92)를 포함하여 구성되는 것으로 정의하고, 배수 펌프(P2)는 유입포트(911), 제 2 챔버(916), 제 2 토출포트(913), 제 2 임펠러(917) 및 제 2 펌프 모터(93)를 포함하여 구성되는 것으로 정의한다. 여기서, 유입포트(911)는 순환펌프(P1)와 배수펌프(P2)가 공유하는 구성이다.

또한, 순환펌프(P1)는, 전술한 바와 같이, 제 1 챔버(914)와 제 1 토출포트(912)가 제 1 임펠러(915)의 정회전 방향(CCW)으로 감아진 볼류트(volute) 형태의 유로를 이루는 볼류트 펌프이고, 마찬가지로, 배수펌프(P2) 역시 볼류트 펌프이다.

도 9는 세제 용해 단계에서의 수류의 순환을 도시한 것으로, (a)는 세탁기를 전방에서 바라본 것에 수류의 순환을 도시하고 있고, (b)는 세탁기의 측단면에 수류의 순환을 도시하고 있다. 도 10은 스텝모션에서의 세탁물의 유동과 드럼의 회전을 도시한 것(a)과, 스크럽모션에서의 세탁물의 유동과 드럼의 회전을 도시한 것(b)이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 제어방법을 도시한 순서도이다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 제어방법은, 세제공급단계(S1), 세제용해단계(S2), 포적심단계(S3), 추가급수단계(S4) 및 세탁단계(S5)가 차례로 실시되도록 구성될 수 있다.

세제공급단계(S1)는 세제박스(35)를 경유한 물이 세제와 함께 터브(31) 내로 공급되는 단계이다. 제어부(82)는 급수밸브(33a)가 개방되도록 제어하며, 급수공급관(34a, 34b, 34c)을 통해 공급된 물이 세제박스(35)를 경유하며 세제와 함께 터브(31) 내로 공급된다.

기 설정된 제 1 수위(LV1)까지 급수가 이루어진다. 드럼(32)의 일부가 물에 잠기도록 제 1 수위(LV1)가 설정될 수 있다. 바람직하게는, 도 9에 도시된 바와 같이, 히터 수용홈(31a) 내에 담긴 물에만 드럼(32)의 일부분이 잠길 수 있는 정도로 제 1 수위(LV1)가 정해진다.

그러나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니고, 실시예에 따라 제 1 수위(LV1)는 드럼(32)이 물에 잠기지 않는 범위 내에서 설정될 수도 있다.

세제용해단계(S2)는 터브(31) 내로 투입된 세제를 물에 고르게 용해시키는 단계이다. 세제용해단계(S2)에서는 순환펌프(P1)가 회전된다.

구체적으로, 세제용해단계(S2)에서는 순환펌프(P1)가 역방향(CW)으로 회전될 수 있다. 제 1 토출포트(912)를 통해 순환수가 배출되나, 그 유량은, 상기 순환펌프가 같은 속도로 정방향(CCW)으로 회전될 시에 비해 적다.

순환펌프(P1)가 역방향(CW)으로 회전될 시의 속도는, 노즐(61)을 통해 순환수가 분사되지 못하는 범위 내에서 설정될 수 있다. 즉, 노즐(61)을 통해서 분사는 이루어지지 않지만, 제 1 임펠러(915)의 회전에 의해 순환수가 교반되며 세제의 용해가 촉진된다.

다르게는, 도 9에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 노즐(61)을 통해 순환수의 분사가 이루어지기는 하나, 분사된 수류가 드럼(32) 내로 깊숙이 이르지 못하고, 대략 노즐(61)의 출구에서 바로 낙하하여, 개스킷(60)이나 드럼(32)의 입구가 형성된 드럼(32)의 전면부를 타고 흘러 내린다. 이때, 바람직하게는, 복수개의 노즐(61) 중에서 하측에 위치한 하부 노즐(위치 ②, ③에 배치된 노즐(61))에서만 순환수가 토출되고, 이송 관로(71)를 따라 유동한 순환수가 상부 노즐(위치 ①, ④에 배치된 노즐(61))까지는 이르지 못한다. 노즐(61)로부터 분사된 순환수가 세탁수에 직접 가해지지 않기 때문에, 미용해된 세제가 세탁물에 침착될 우려가 없다.

상기와 같이, 순환펌프(P1)가 역방향으로 회전된 이후에, 제어부(82)는 순환펌프(P1)가 정방향(CCW)으로 회전되도록 제어할 수 있다. 순환펌프(P1)의 회전 방향을 전환함으로써, 세제의 용해를 보다 촉진할 수 있다. 상기와 같은 순환펌프(P1)의 역방향 회전과 정방향 회전은 복수회 반복될 수 있다.

한편, 이상과 같이, 세제용해단계(S2)에서 이루어지는 순환펌프(P1)의 회전은, 정방향(CCW)으로 회전될 시에 비해, 역방향(CW)으로 회전될 시 더 높은 속도로 실시될 수 있다. 예를 들어, 순환펌프(P1)는 정방향(CCW)으로 회전될 시에는 대략 1100rpm으로 회전될 수 있고, 역방향(CW)으로 회전될 시에는 대략 1300rpm 으로 회전될 수 있다. 회전속도가 1100 내지 1300rpm일 시, 노즐(61)을 통해 분사되는 수류는 드럼(32)을 측면에서 바라본 상태에서 3등분 하여 전방에서 후방으로 3구간으로 균분할 시, 전방의 첫번째 구간에 이를 뿐, 두번째 구간에는 미치지 못한다.

세제용해단계(S2)에서 순환펌프(P1)가 회전되는 중에, 드럼(32)이 회전될 수 있다. 이때, 드럼(32)의 회전은, 드럼(32)의 내주면 상의 세탁물(즉, 드럼(32)이 정지된 상태에서 최하측에 위치하는 세탁물)이, 원심력에 의해, 드럼(32)의 내주면으로부터 낙하하지 않고 상승되는 속도로 드럼(32)이 회전되었다가, 상기 세탁물이 드럼(32)의 내주면으로부터 낙하하도록 제동됨으로써 종료된다.

여기서, 드럼(32)의 제동은, 정지 상태의 드럼(32)이 90도 이상 180도 이하의 범위에서 정해진 소정의 회전각도까지 회전되었을 시 실시될 수 있다. 이와 같은 방식으로 드럼(32)이 회전을 제어하는 것으로, 스텝 모션(step motion)과 스크럽 모션(scrub motion)을 들 수 있다.

스텝모션에서는, 도 10의 (a)에 도시된 바와 같은 형태로, 드럼(32)의 회전과 세탁물의 유동이 이루어진다. 스텝모션은 세탁물이 원심력에 의해 드럼(32)의 내주면에서 낙하하지 않는 속도(즉, 원심력에 의해 세탁물이 드럼(32)의 내주면에 달라 붙은 상태로 드럼(32)과 함께 회전되는 속도)로 드럼(32)을 회전시킨 후 드럼(32)을 급제동함으로써 세탁물에 충격력을 극대화하는 모션이다.

예를 들어, 세탁 모터가 드럼(32)을 약 60rpm 이상으로 회전시키게 되면, 세탁물은 원심력에 의해, 낙하 없이 회전(즉, 드럼(32)의 내주면에 달라 붙은 상태로 드럼(32)과 함께 회전)할 수 있게 되는데, 이 과정에서, 세탁물이 드럼(32)의 최고점(회전방향으로 180도) 부근에 위치하게 되면, 드럼(32)의 회전방향과 반대 방향의 토크가 세탁 모터에 가해지도록 제어될 수 있다.

세탁물이 드럼(32)의 최저점에서 드럼의 회전방향을 따라 상승한 후 드럼(32)이 정지되면서 드럼(32)의 최저점으로 낙하하게 되므로, 세탁물이 낙차가 최대가 되고, 따라서, 세탁물에 작용하는 충격력 역시 극대화된다.

시각적으로 스텝모션은, 드럼(32)이 시계방향 회전하는 경우, 드럼(32)의 최저점에 위치한 세탁물이 3사분면과 2사분면(드럼을 정면에서 바라볼 시, 드럼의 중심 지나며 서로 직교하는 X, Y축으로 4분하여, 일반적인 사분면의 정의에 따라 시계방향으로 1, 2, 3, 4 사분면을 정의한 것임.)을 지나 드럼(32)의 최고점(180도)으로 이동한 후 갑자기 드럼(32) 내주면으로부터 분리되어 드럼(32)의 최저점을 향해 낙하하는 형태가 된다. 따라서, 스텝모션은 세탁물의 낙차가 가장 크고, 포량이 적을수록 효과적으로 기계력을 제공한다.

스크럽모션에서는, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같은 형태로, 드럼(32)의 회전과 세탁물의 유동이 이루어진다. 스크럽모션은 세탁 모터가 드럼(32)을 양방향으로 교대로 회전시키되, 드럼(32)의 회전방향으로 약 90도 이상의 위치에서 세탁물이 낙하하도록 제어되는 모션이다.

예를 들어, 세탁 모터가 드럼(32)을 정방향으로 약 60rpm 이상으로 회전시키면 드럼(32)의 최저점에 위치한 세탁물은 정방향으로 소정 높이 상승하게 된다. 이때, 세탁 모터는 세탁물이 정방향으로 약 90도 이상의 설정각도(바람직하게는, 139 내지 150도이나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니며, 150도 이상도 가능함.)와 대응하는 위치 이르면, 드럼(32)에 역토크를 제공하여 드럼(32)의 회전을 일시 정지시키게 된다. 그러면, 드럼(32)의 내주면에 있던 세탁물은 급격히 낙하하게 된다.

이후, 세탁 모터는 드럼(32)을 역방향으로 약 60rpm 이상으로 회전시켜, 낙하한 세탁물을 다시 역방향으로 90도 이상의 소정 높이까지 상승시킨다. 세탁물이 역방향으로 90도 이상의 설정각도(예를 들어, 139 내지 150도와 대응하는 위치에 이르면, 세탁 모터는 다시 드럼(32)에 역토크를 제공하여, 드럼(32)의 회전을 일시 정지시킨다. 이때, 드럼(32)의 내주면에 있던 세탁물은 역방향으로 90도 이상의 위치에서 드럼(32)의 최저점을 향해 낙하하게 된다

포적심단계(S3)는, 세제용해단계(S2)에 의해 세제가 고르게 용해된 순환수를 노즐(61)을 통해 분사하여 세탁물에 가하는 단계이다. 순환펌프(P1)가 세제용해단계(S2)에서 보다 고속으로 정방향으로 회전되어, 노즐(61)로부터 분사된 세탁수가 드럼(32) 내의 세탁물에까지 닿는다. 포적심단계(S3)에서는 드럼(32) 내의 세탁물들이 고르게 섞이도록 드럼(32)이 회전될 수 있다.

포적심단계(S3)이후 추가급수단계(S4)가 실시될 수 있다. 급수밸브(33a)가 다시 개방되어, 터브(31) 내로 제 2 수위까지 물이 더 공급된다. 세탁에 필요한 충분한 수량이 확보되고, 세제는 더 희석된다.

추가급수단계(S4) 이후 세탁단계(S5)가 실시될 수 있다. 세탁단계(S5)에서는 드럼(32)이 회전된다. 이때의 드럼(32)은, 드럼(32) 내의 세탁물이 소정의 높이까지 상승하였다가 낙하되도록 일방향으로 1회전 이상 연속하여 회전될 수 있다.

Claims

물이 담기는 터브 내에 드럼이 회전 가능하게 구비되고, 상기 터브로부터 배출된 물을 압송하는 볼류트 펌프와, 상기 볼류트 펌프의 토출포트로부터 토출된 물을 상기 드럼 내로 공급하기 위한 순환수 공급기구를 구비하고, 상기 볼류트 펌프는 양방향 회전이 가능한 것으로써, 정방향으로 회전될시 역방향으로 회전될시 보다 더 많은 유량을 상기 토출포트를 통해 토출하는 세탁기의 제어방법에 있어서,
(a) 상기 터브 내로 세제와 함께 물을 공급하는 단계; 및
(b) 상기 볼류트 펌프를 상기 역방향으로 회전시키는 단계를 포함하는 세탁기의 제어방법.
제 1 항에 있어서,
(c) 상기 (b)단계 이후, 상기 볼류트 펌프를 상기 정방향으로 회전시키는 단계를 더 포함하는 세탁기의 제어방법.
제 2 항에 있어서,
상기 (b)단계와 상기 (c)단계가 복수회 반복 실시되는 세탁기의 제어방법.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 (b)단계에서의 상기 볼류트 펌프의 회전속도는 상기 (c)단계에서의 상기 볼류트 펌프의 회전속도 보다 높은 세탁기의 제어방법.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 (b)단계 내지 상기 (c)단계 중 어느 한 단계가 실시되는 중에, 상기 드럼의 내주면 상의 세탁물이, 원심력에 의해, 상기 드럼의 내주면으로부터 낙하하지 않고 상승되는 속도로 상기 드럼이 회전되었다가, 상기 세탁물이 상기 드럼의 내주면으로부터 낙하하도록 제동되는 단계가 실시되는 세탁기의 제어방법.
제 5 항에 있어서,
상기 제동되는 단계는,
상기 드럼을 정지상태로부터 90도 이상 180도 이하의 범위에서 정해진 소정의 회전각도까지 회전된 후, 상기 드럼의 제동이 이루어지는 세탁기의 제어방법.
제 1 항에 있어서,
상기 (c) 단계 이후, 상기 터브 내로 물을 더 공급하는 단계; 및
상기 드럼 내의 세탁물이 소정의 높이까지 상승하였다가 낙하되도록 상기 드럼을 일방향으로 1회전 이상 연속하여 회전시키는 단계를 더 포함하는 세탁기의 제어방법.
물이 담기는 터브;
물을 공급하는 급수공급관을 단속하는 급수밸브;
상기 급수공급관을 통해 공급된 물과 함께 세제를 상기 터브 내로 공급하는 세제박스;
상기 터브 내에 회전 가능하게 구비되는 드럼;
상기 터브로부터 배출된 물을 압송하되, 양방향 회전이 가능하여, 정방향으로 회전될시 역방향으로 회전될시 보다 더 많은 유량을 토출포트를 통해 토출하는 볼류트 펌프;
상기 토출포트로부터 토출된 물을 상기 드럼 내로 분사하기 위한 순환수 공급기구; 및
상기 볼류트 펌프를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 급수밸브를 개방시켜, 상기 터브 내에 소정 수위까지 급수가 이루어지도록 한 후, 상기 볼류트 펌프가 상기 역방향으로 회전되도록 제어하는 세탁기.
제 8 항에 있어서,
상기 볼류트 펌프는,
물을 압송하는 임펠러; 및
상기 임펠러를 회전시키는 BLCD 모터를 포함하는 세탁기.
제 8 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 볼류트 펌프가 상기 역방향으로 회전된 후, 상기 볼류트 펌프를 상기 정방향으로 회전시키는 세탁기.
제 10 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 볼류트 펌프를 상기 역방향으로 회전시키는 것과 상기 정방향으로 회전시키는 것이 복수회 반복되도록 제어하는 세탁기.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 볼류트 펌프가 상기 역방향으로 회전될 시, 상기 정방향으로 회전될 시 보다 더 높은 속도로 회전되도록 제어하는 세탁기.