KR20140147026A - 의류 건조기 - Google Patents
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Abstract
의류 건조기의 필터 막힘을 고정밀도로 검출한다.
송풍기에 의해 건조실, 배기 통로(103, 공기 통로) 및 필터를 통해 공기를 유통해 의류를 건조시키는 의류 건조기는 배기 통로(103) 중에 설치되어 냉매 배관(132)과 핀을 포함한 열 교환기(122)를 가지는 히트 펌프와 핫 서미스터(107a, 발열체) 및 온도 보상용 서미스터(107b, 감온체)를 가지며 열 교환기(122) 하류 측에 설치된 유통 공기류의 유속 센서(107)를 구비하고 상기 서미스터(107a, 107b)는 열 교환기(122)의 냉매 배관(132)에 평행하게 배치된다.
송풍기에 의해 건조실, 배기 통로(103, 공기 통로) 및 필터를 통해 공기를 유통해 의류를 건조시키는 의류 건조기는 배기 통로(103) 중에 설치되어 냉매 배관(132)과 핀을 포함한 열 교환기(122)를 가지는 히트 펌프와 핫 서미스터(107a, 발열체) 및 온도 보상용 서미스터(107b, 감온체)를 가지며 열 교환기(122) 하류 측에 설치된 유통 공기류의 유속 센서(107)를 구비하고 상기 서미스터(107a, 107b)는 열 교환기(122)의 냉매 배관(132)에 평행하게 배치된다.
Description
본 발명은 히트 펌프를 가지는 의류 건조기에 관한 것이다.
예를 들면 회전 드럼식의 의류 건조기에는 의류에서 방출되는 습윤 공기의 배기 경로 속에 필터가 설치된다. 또 상기 필터 막힘을 검출하는 검출 수단이 마련되고 막힘이 검출되면 경고 등을 발하게 된다. 상기 검출 수단으로서는 예를 들면 열 교환기의 상류 측과 하류 측 간의 압력 차를 검출하는 차압 센서가 사용된다고 알려져 있다. 즉, 통과하는 공기 유량 저하에 응하여 상기 압력 차가 일정 레벨 이하일 때에 필터 막힘이 생긴 것으로 판단하게 된다(예를 들면 특허문헌 1 참조).
또한, 일반적으로 유체(기체)의 유속이나 흐름 방향을 검출하는 센서로서 기반의 중앙에 센터 주 기둥을 세워 이 센터 주 기둥의 상단 면에 2개의 온도 보상용 서미스터를 병립시켜 장착함 동시에 상기 센터 주 기둥을 기준으로 대응되도록 센터 주 기둥의 높이보다 낮은 사이드 주 기둥을 세우고, 이 사이드 주 기둥의 상단 면에 각각 유속 센서를 장착하고 유체에 의해 빼앗기는 열에 반응하여 유속을 검출하는 센서가 있다(예를 들면 특허문헌 2 참조).
또한, 상기와 같은 기체의 유속을 검출하는 센서(풍속계) 중에는 풍속을 계측하는 센서부의 주위를 원통형의 정류 부재로 둘러싸인 형태의 것이 있다.
예를 들면, 특허문헌 3에는 엔진의 급기(給氣) 경로에 설치된 공기유량계가 개시되어 있고 그 공기유량계는 원통형의 부속통로나 그 내측에 배치된 발열 저항 소자 및 온도 보상용의 감온 저항체 등으로 구성되어 있다.
그러나, 상기와 같이 차압 센서를 이용할 경우에는 공기 통로로부터 차압 센서까지 연통하는 배관을 마련할 필요가 있다. 이 때문에 구조의 복잡화나 제조 비용의 증대를 초래한다는 문제점을 가진다.
또한, 본원의 발명자는 상기 특허문헌 2와 같이 유체에 의해서 빼앗기는 열에 반응하는 유속을 검출하는 센서를 의류 건조기에의 필터 막힘 검출에 적용하려고 시도했으나 많은 검출 오류로 정확하게 필터 막힘을 검출할 수 없었다.
또한, 린트 필터는 청소할 때마다 탈착해야 되는바, 완전히 장착되지 않은 경우에는 틈새가 생겨서 배기 경로에 실밥이 침입하는 경우가 있다. 따라서, 상술한 바와 같은 풍속계를 의류 건조기에 이용하면 정류 부재에 실밥이 걸려 계측이 불안정하게 될 우려가 있다. 정류 부재에 걸린 실밥은 수작업으로 제거할 수 밖에 없다. 따라서, 그때마다 장치를 분해하고 풍속계를 꺼내야 하는 복잡한 작업이 필요하게 된다.
또한, 종래의 히트 펌프 방식의 의류 건조기로는 도 36에 나타낸 의류 건조기가 있다. 이 의류 건조기에서는 의류를 수납하는 드럼에 흡기하기 위한 흡기 유로로 흡입된 공기가 응축기(방열기)와 보조 히터에서 가열된다. 그리고, 드럼 내부에서 의류의 수분을 증발시키고 드럼에서 나온 고온 다습한 공기를 배기 유로에 설치된 증발기(흡열기)에 의해 열 회수된 후 외부로 배기시키는 배기형 히트 펌프 건조기가 있다.
이 배기형 히트 펌프 건조기로 건조 시간을 단축하기 위해서는 흡기 유로의 가열 능력을 높일 필요가 있고, 열효율을 높이려면 흡열기의 열 회수량을 크게 할 필요가 있다.
그러나, 배기형 히트 펌프 건조기에 표준 조건에 맞추어 대용량 압축기를 적용하면, 외부 공기 온도가 높은 경우나 부하가 큰 경우 등의 과부하 조건에서 운전할 경우에 히트 펌프 회로 중의 냉매 온도나 냉매 압력이 높아져 흡입하는 냉매가 고온이 됨으로써 압축기 온도도 높아져 압축기 온도가 사용 허용 범위를 벗어나 압축기가 과열되어 정지하는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 발생시키지 않기 위해서는 대용량 압축기 사용을 피하고 압축기 용량을 적게 할 필요가 있다. 그러나, 히트 펌프 능력이 저하하고 통상 운전 시의 건조시간도 길어지는 문제점이 생긴다.
한편, 배기형 히트 펌프 건조기에는 없으나 순환형 히트 펌프 건조기에서의 냉매의 고온 및 고압 대책으로서 특허문헌 4에 있는 바와 같이 순환형 히트 펌프 회로에서 열교환 풍로 외에 보조 응축기를 마련하고 보조 응축기로부터 열교환 풍로 외로 방열함으로써 히트 펌프 회로의 냉매 온도를 저하시키는 방법이 있다. 그러나, 열교환 풍로 외로 효율적으로 방열하기 위해서는 보조 응축기에 송풍 하는 전용 송풍기가 필요하며 장치 대형화나 비용 증가가 과제로 된다.
또한, 방열 효율을 향상시키기 위해서 보조 응축기에 대해 드레인 수로 수냉하는 방법이 채택될 수 있으나, 수냉을 실시하면 가열된 드레인 수가 증발하여 하우징 내부의 결로 또는 주위의 온도 및 습도가 상승하는 문제가 발생한다.
종래의 배기형 히트 펌프 건조기의 열교환 풍로 외에 보조 응축기를 마련한 구성은 도 37에 도시되어 있다. 그러나, 이러한 구성은 마찬가지로 열교환 풍로 외에 효율적으로 방열하기 위해 보조 응축기에 송풍 하는 전용 송풍기가 필요하며 장치 대형화나 비용 증가한다는 문제가 있고, 보조 응축기에 대해 드레인 수 등을 이용하여 수냉을 실시할 경우 흡열한 드레인 수의 온도 상승으로 하우징 내부의 결로 또는 주위의 온도 및 습도가 상승하는 문제가 있다.
또한, 상기와 같은 배기형 히트 펌프 의류 건조기에서는 바깥 공기 온도가 낮은 경우에 히트 펌프 회로 내의 냉매 온도 및 냉매 압력이 저하하여 증발기에 유입되는 냉매 온도가 낮아져 증발기에 착상이 발생하고, 이러한 착상이 발생되면 증발기 막힘이 발생하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하는 방법으로서는 압축기 용량을 적게 하고 저온일 때라도 냉매가 영하로 되지 않게 하는 방법이 있다. 그러나, 압축기 용량을 적게 하면 표준 조건(상온)에서의 건조 능력이 저하한다는 문제가 있다.
또한, 다른 방법으로서 증발기의 용량을 증대하는 방법이나 압축기를 인버터 등의 용량 가변형으로 하는 방법이 있다. 그러나, 단지 증발기 용량 증대만으로 착상 방지할 경우나, 용량 가변형 압축기를 채용했을 경우에는 비용 증가가 커지는 문제가 있다.
또한, 배기형 히트 펌프 의류 건조기에는 없으나 순환형 히트 펌프 의류 건조기에서의 흡열기의 착상대책으로서 특허문헌 5에 개시된 바와 같이 냉매 회로의 상류에 배치된 방열기로부터 공급되는 고압 냉매를 감압 수단의 상류 측에서 흡열기의 일부를 통해 흡열기를 가열하기 위한 고압 배관을 마련한 것이 있다.
그러나, 특허문헌 5에 개시된 방법은 흡열기 자체를 가열한 것으로써, 흡열기에 유입되는 냉매 온도를 상승시키는 것은 아니다. 따라서, 외부 공기 온도가 낮은 경우에는 흡열기에 유입되는 냉매 온도가 낮아진다는 문제를 해결하지 못한다.
본 발명은 이러한 점을 고려한 것으로써 의류 건조기에서 유통하는 공기 유량을 비교적 간결한 구성으로 한편 고정밀도로 검출할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하고 있다.
또한, 본 발명의 목적은 복잡한 작업을 수행하지 않아도 풍속계에의 실밥 걸림을 방지할 수 있어 신뢰성이 뛰어난 의류 건조기를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명은 상기 문제점을 일거에 해결할 수 있도록 한 것으로써 배기형 히트 펌프 건조기에서 히트 펌프 회로의 냉매의 고온 및 고압을 방지함과 동시에 하우징 내부의 결로 또는 주위 온도 및 습도 상승을 방지함을 목적으로 한다.
또한, 배기형 히트 펌프 의류 건조기에서 증발기 용량 증대 또는 압축기 용량 저감을 하지 않고 혹은 용량 가변형의 압축기를 이용하지 않고 히트 펌프 회로에서의 냉매 저온 및 저압 상태에서 증발기에 착상하는 것을 방지함을 목적으로 한다.
제 1 발명은,
송풍기에 의해 건조실, 공기 통로 및 필터를 통해 공기를 유통해서 의류를 건조시키는 의류 건조기로서,
상기 공기 통로 중에 설치되며 냉매 배관과 핀을 포함한 열 교환기를 가지는 히트 펌프와,
발열체 및 감온체를 가지고 상기 열 교환기의 하류 측에 설치된 유통 공기류의 유속을 검출하는 유속 센서를 포함하고,
상기 유속 센서의 발열체와 감온체는 상기 열 교환기의 상기 냉매 배관에 평행하게 배치되는 것을 특징으로 한다.
이에 의해 유속 센서의 발열체와 감온체의 위치에 흐르는 공기류 온도는 의류 건조기의 운전 개시 시 등에 거의 유사하게 변동하므로 정상 운전 시가 아니라도 비교적 간결한 구성으로 공기류의 유속이나 풍량을 고정밀도로 검출할 수 있다. 또한, 핀의 정류 효과에 의해 공기 흐름이 안정되므로 더욱 고정밀도의 검출이 용이하게 된다.
제 2 발명은,
제 1 발명의 의류 건조기로서,
상기 열 교환기는 상기 건조실 하류 측에 설치되는 것을 특징으로 한다.
이에 의해 비교적 저온의 공기류 온도를 검출하여 공기류의 유속이나 풍량을 검출할 수 있다.
제 3 발명은,
제 2 발명의 의류 건조기로서,
상기 열 교환기는 냉매의 증발기인 것을 특징으로 한다.
이에 의해 특히 의류 건조기의 운전 개시 시에 증발기를 통과하는 공기류 온도가 변동하는 경우에서도 공기류의 유속을 고정밀도로 검출할 수 있다.
제 4 발명은,
제 2 발명의 의류 건조기로서,
상기 히트 펌프는,
상기 건조실의 상류 측에 설치된 냉매의 제 1 응축기와,
상기 건조실 하류 측에 설치된 냉매의 증발기와,
상기 제 1 응축기와 병렬로 연결되어 상기 증발기의 하류 측에 설치된 제 2 응축기를 포함하고,
상기 열 교환기는 상기 제 2의 응축기인 것을 특징으로 한다.
이에 의해 제 2 응축기의 작동이 온/오프(ON/OFF) 됨으로 인해 공기류 온도가 변동하는 경우에서도 공기류의 유속을 고정밀도로 검출할 수 있다.
제 5 발명은,
제 1 발명 내지 제 4 발명 중 어느 한 개의 의류 건조기로서,
상기 발열체와 감온체는 상기 냉매 배관 피치의 1/2 이하의 정밀도로 상기 냉매 배관에 평행하게 배치되는 것을 특징으로 한다.
이에 의해 발열체나 감온체의 부착 작업을 용이하게 하면서 공기류의 유속을 비교적 고정밀도로 검출할 수 있다.
제 6의 발명은,
제 1 발명 내지 제 5 발명 중 어느 한 개의 의류 건조기로서,
상기 유속 센서의 출력에 의해서 상기 필터 막힘을 검출하는 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해 상기와 같이 공기류의 유속이 고정밀도로 검출되므로 필터 막힘을 보다 정확하게 검출할 수 있다.
상기 유속 센서는 예를 들면, 원통형의 정류부와 상기 정류부의 내측으로 돌출한 센서부를 가지고 있다. 그리고, 상기 정류부의 일부가 분단되고 해당 정류부에 공기 흐름 방향으로 연장된 슬릿이 형성되어 있다.
상기 의류 건조기에 의하면 유속 센서 정류부의 일부가 분단되고 공기 흐름 방향으로 연장된 슬릿이 형성되어 있어서, 정류부에 실밥이 걸려도 슬릿을 통해서 실밥이 빠져 나갈 수 있다.
구체적으로, 상기 유속 센서는 상기 센서부 및 상기 정류부를 지지하고, 상기 공기 통로에 장착된 기초부를 더 포함한다. 또한, 상기 슬릿이 상기 기초부와 대향하는 위치에 형성되도록 하는 것이 좋다.
그렇게 함으로써, 슬릿은 센서부가 있는 기초부로부터 가장 멀리 위치하게 되는바, 센서부에 닿는 공기 흐름을 크게 흐트러트리지 않고, 정류부가 슬릿에 대해 좌우 대칭상태가 되는바, 실밥의 배출도 한쪽으로 치우치지 않는다. 따라서, 정류부 본래의 기능을 확보한 상태에서 균형 있게 실밥이 빠져나갈 수 있다.
보다 구체적으로, 풍상 측에 위치하는 상기 정류부의 테두리가 상기 기초부로부터 상기 슬릿을 향해 풍하 측으로 경사지도록 하는 것이 좋다.
그렇게 함으로써, 정류부에 걸린 실밥이 풍압에 의해서 슬릿 측에 모아져 정류부로부터 자동으로 빠져나가게 된다. 따라서, 실밥을 제거 작업이 필요 없게 된다.
또한, 상기 센서부를 밑동 부분에서 돌출 단부를 향해 풍하 측으로 경사지도록 해도 좋다.
그렇게 함으로써 센서부에의 실밥 걸림을 억제할 수 있다.
예를 들면, 상기 슬릿 폭은 풍상 측으로부터 풍하 측을 향해 점진적으로 작아지도록 할 수 있다.
그렇게 함으로써, 슬릿 내부에서의 공기 흐름이 풍상 측보다 풍하 측이 빨라져서 실밥이 슬릿으로 끌려 들어가기 쉬워 실밥의 배출을 촉진할 수 있다.
또한, 상기 기초부의 풍상 측에 상기 정류부 전방에 위치함과 동시에 장착 부분으로부터 해당 정류부를 향해 풍하 측으로 경사진 가이드 면을 형성해도 좋다.
그렇게 함으로써, 가이드 면에 닿는 공기는 정류부를 향해 경사지게 흐르고 센서부의 전방으로 경사지게 흐르는 공기 흐름이 형성된다. 이 공기 흐름으로 실밥이 센서부로 향하는 것을 방지하여 센서부에 실밥이 걸리지 않게 된다.
예를 들면, 상기 슬릿의 최소폭은 5mm 이하로 설정하는 것이 좋다.
그렇게 함으로써, 정류부의 기능을 감소시키지 않고 실밥을 정류부로부터 빠져나가게 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 의류 건조기는 의류를 수용하는 드럼과, 상기 드럼에 흡기하기 위한 흡기 유로와, 상기 드럼으로부터 배기하기 위한 배기 유로와, 압축기, 제 1 응축기, 제 2 응축기, 감압기 및 증발기를 가지며 상기 제 1 응축기가 상기 흡기 유로에 배치되어 상기 증발기 및 상기 제 2 응축기가 상기 배기 유로에 배치된 히트 펌프 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
배기 유로에 제 2 응축기를 설치함으로써 상기 제 2 응축기가 배기 공기와 열 교환하고 상기 제 2 응축기로부터 방열하여 상기 히트 펌프 회로의 냉매를 냉각할 수 있다. 이에 의해 전용 송풍기로 송풍할 필요 없고, 장치를 대형화할 필요 없이 상기 히트 펌프 회로의 냉매 온도 및 냉매 압력을 저하시킬 수 있다. 또한, 드레인 수에 의한 수냉도 필요 없어서 드레인 수에 의한 수냉으로 인한 하우징 내부의 결로 또는 주위의 온도 및 습도 상승을 방지할 수 있다.
여기서 상기 제 2 응축기가 독립적으로 히트 펌프 회로의 냉매를 냉각하여 상기 히트 펌프 회로의 냉각 효율을 높이기 위해서는 상기 히트 펌프 회로가 상기 압축기, 상기 제 1 응축기, 상기 감압기 및 상기 증발기의 순으로 연결된 메인 회로와, 상기 메인 회로에서의 상기 압축기와 상기 제 1 응축기 사이로부터 분기하여 상기 제 2 응축기를 포함하고 상기 제 1 응축기와 감압기 사이로 합류하는 서브 회로를 가지는 것이 바람직하다.
상기 히트 펌프 회로의 냉매 온도 및 냉매 압력을 원하는 값으로 조절하기 위해서는 상기 서브 회로에서 상기 제 2 응축기의 상류 측 또는 하류 측에 냉매 유량 조정 장치를 마련하는 것이 바람직하다. 이런 경우 상기 서브 회로에 유입되는 냉매량을 증가 또는 감소시킴으로써 상기 제 2 응축기의 방열량을 조정할 수 있어 상기 히트 펌프 회로의 냉매 온도 및 냉매 압력을 원하는 값으로 조절할 수 있다.
또한, 다른 구성으로써 상기 히트 펌프 회로의 냉매 온도 및 냉매 압력을 조절하기 위해서는 상기 히트 펌프 회로가 상기 압축기, 상기 제 1 응축기, 상기 감압기 및 상기 증발기의 순으로 연결된 메인 회로와, 상기 메인 회로에서의 상기 제 1 응축기와 상기 감압기 사이로부터 분기하여 상기 제 2 응축기가 설치되고 상기 분기점과 상기 감압기 사이로 합류하는 서브 회로를 가지며, 상기 히트 펌프 회로에서의 분기점에 상기 메인 회로로부터 상기 서브 회로를 분기시키는 회로 전환 장치가 설치되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 제 2 응축기에 유입되는 냉매량을 선택적으로 증가 또는 감소시킴으로써 상기 제 2 응축기의 방열량을 조정할 수 있고, 이로 인해 상기 히트 펌프 회로의 냉매 온도 및 냉매 압력을 조절할 수 있다.
상기 히트 펌프 회로의 냉매 온도 및 냉매 압력 상황에 따라 상기 히트 펌프 회로의 냉매 온도 및 냉매 압력을 조절하기 위해서는 상기 히트 펌프 회로 내의 상기 압축기의 하류 측에 배치된 냉매 압력 또는 냉매 온도를 검지하는 검지 수단과, 상기 냉매 유량 조정 장치 또는 상기 회로 전환 장치를 제어하는 제어 수단을 포함하고 상기 제어 수단이 상기 검지 수단의 검지 결과를 취득하여 상기 히트 펌프 회로 내의 냉매 온도 또는 냉매 압력이 일정 범위를 벗어난 경우에 제 2 응축기에 유입되는 냉매량을 증가 또는 감소시키는 것이 바람직하다.
상기 냉매 유량 조정 장치가 닫혀 있는 경우 또는 상기 회로 전환 밸브의 서브 회로 측이 닫혀 있는 경우에 상기 제 2 응축기 내에 액 냉매가 잔류하는 것을 방지하기 위해서는 상기 서브 회로에서, 상기 제 2 응축기의 상류 측에 냉매 유량 조정 장치 또는 회로 전환 장치, 하류 측에 역지 밸브가 설치되는 것이 바람직하다.
상기 제 2 응축기의 방열 효율을 더욱 높이기 위해서는 상기 제 2 응축기가 상기 증발기의 배기 유로 하류 측에 배치되는 것이 바람직하다.
장치 대형화 방지 및 비용 절약화를 가능하게 하기 위해서는 상기 증발기와 상기 제 2 응축기가 일체화되는 것이 바람직하다.
드럼 내에서의 의류 건조 효율을 높이기 위해서는 상기 흡기 유로에 흡기 가스를 보조적으로 가열하기 위한 히터가 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 의류 건조기는 의류를 수용하는 드럼과 상기 드럼에 흡기하기 위한 흡기 유로와 상기 드럼으로부터 배기하기 위한 배기 유로와, 압축기, 응축기, 감압기, 제 1 증발기 및 제 2 증발기를 가지는 히트 펌프 회로를 포함하고 상기 응축기 및 상기 제 2 증발기가 상기 흡기 유로에 설치되고 상기 제 1 증발기가 상기 배기 유로에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 흡기 유로에 상기 제 2 증발기를 설치함으로써 상기 제 2 증발기가 흡기 공기와 열 교환하고 상기 제 2 증발기가 흡열하여, 상기 히트 펌프 회로 내에서의 냉매 전체의 온도를 높일 수 있다. 따라서, 증발기 용량 증대 또는 압축기 용량 저감할 필요 없이 혹은 용량 가변형의 압축기를 이용하지 않고 히트 펌프 회로에서의 냉매 저온 및 저압 상태에서의 증발기 착상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 히트 펌프 회로 내에서의 냉매 전체의 온도를 높이면 상기 제 1 증발기의 온도가 상승하고 외부에 배기 되는 공기 온도도 상승한다. 따라서, 상기 배기 유로에서의 결로를 저감할 수 있다.
여기서 상기 제 2 증발기가 독립적으로 히트 펌프 회로의 냉매를 가열하여 상기 히트 펌프 회로의 냉매 온도를 높이기 위해서는 상기 히트 펌프 회로가 상기 압축기, 상기 응축기, 상기 감압기 및 상기 제 1 증발기의 순으로 연결된 메인 회로와, 상기 제 2 증발기가 설치되어 상기 메인 회로에서의 상기 감압기와 상기 제 1 증발기 사이로부터 분기하고 상기 제 1 증발기와 상기 압축기 사이로 합류하는 서브 회로를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 히트 펌프 회로의 냉매 온도 및 냉매 압력을 원하는 값으로 조절하기 위해서는 상기 서브 회로에, 상기 제 2 증발기의 상류 측 또는 하류 측에 냉매 유량 조정 장치를 마련하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 서브 회로에 유입되는 냉매량을 증가 또는 감소시킴으로써 상기 제 2 증발기의 흡열량을 조정할 수 있고, 이로 인해 상기 히트 펌프 회로의 냉매 온도 및 냉매 압력을 원하는 값으로 조절할 수 있다.
또한, 다른 구성으로써 상기 히트 펌프 회로의 냉매 온도 및 냉매 압력을 조절하기 위해서는 상기 히트 펌프 회로가 상기 압축기, 상기 응축기, 상기 감압기, 상기 제 1 증발기의 순으로 연결된 메인 회로와, 상기 제 2 증발기가 설치되어 상기 메인 회로에서의 상기 감압기와 상기 제 1 증발기 사이로부터 분기하고 상기 분기점과 상기 제 1 증발기 사이로 합류하는 서브 회로를 포함하며, 상기 히트 펌프 회로에서의 분기점에 상기 메인 회로와 상기 서브 회로를 분기시키는 3방 밸브 등의 회로 전환 장치가 설치되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 제 2 증발기에 유입되는 냉매량을 선택적으로 증가 또는 감소시킴으로써 상기 제 2 증발기의 흡열량을 조정할 수 있고, 이로 인해 상기 히트 펌프 회로의 냉매 온도 및 냉매 압력을 조절할 수 있다.
상기 히트 펌프 회로의 냉매 온도 및 냉매 압력의 상황에 따라 상기 히트 펌프 회로의 냉매 온도 및 냉매 압력을 조절하기 위해서는 상기 히트 펌프 회로 내의 상기 감압기와 상기 압축기 사이에 배치된 냉매 압력 또는 냉매 온도를 검지하는 검지 수단과, 상기 냉매 유량 조정 장치 또는 상기 회로 전환 장치를 제어하는 제어 수단을 포함하고, 상기 제어 수단이 상기 검지 수단의 검지 결과를 취득하여 상기 히트 펌프 회로 내의 냉매 온도 또는 냉매 압력이 일정치 이하가 되었을 경우에 제 2 증발기에 유입되는 냉매량을 증가 또는 감소시키는 것이 바람직하다.
상기 제 2 증발기의 흡열 효율을 더욱 높이기 위해서는 상기 제 2 증발기가 상기 응축기의 흡기 유로 하류 측에 배치되는 것이 바람직하다.
장치 대형화 방지 및 비용 절약화를 가능하게 하기 위해서는 상기 응축기와 상기 제 2 증발기가 일체화되는 것이 바람직하다.
드럼 내에서의 의류의 건조 효율을 높이기 위해서는 상기 히트 펌프 회로에 추가하여 상기 흡기 유로에 흡기 공기를 보조적으로 가열하기 위한 히터가 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 추가로 본 발명에 의한 의류 건조기는 의류를 수용하는 드럼과, 상기 드럼에 흡기하기 위한 흡기 유로와, 상기 드럼으로부터 배기하기 위한 배기 유로와 압축기, 제 1 응축기, 제 2 응축기, 감압기, 제 1 증발기 및 제 2 증발기를 가지는 히트 펌프 회로를 포함하고, 상기 제 1 응축기 및 상기 제 2 증발기가 상기 흡기 유로에 설치되어 상기 제 1 증발기 및 상기 제 2 응축기가 상기 배기 유로에 설치되는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해 냉매의 고온 및 고압 상태를 방지함과 동시에 냉매 저온 및 저압 상태에서의 제 1 증발기 착상을 방지할 수 있다.
본 발명에서는 의류 건조기에서 유통하는 공기 유량을 비교적 간결한 구성으로 고정밀도로 검출할 수 있다.
또한, 정류부에 걸린 실밥을 정류부로부터 제거할 수 있으므로, 복잡한 작업을 하지 않아도 풍속계에의 실밥 걸림을 방지할 수 있어 신뢰성이 뛰어난 의류 건조기를 구현할 수 있다.
또한, 상기와 같이 구성한 본 발명에 의하면 제 2 응축기로 방열하는 것으로써 히트 펌프 회로를 냉각함과 동시에 히트 펌프 회로에서의 냉매 온도 또는 냉매 압력에 따라서 제 2 응축기에 유입되는 냉매량을 감소 또는 증가시키는 것으로써 히트 펌프 회로 내의 온도 및 압력을 최적 상태로 유지할 수 있다.
또한, 상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면 증발기 용량 증대 또는 압축기 용량 저감을 하지 않고 혹은 용량 가변형의 압축기를 이용하지 않고 히트 펌프 회로에서의 냉매 저온 및 저압 상태에서의 증발기 착상을 방지할 수 있다.
도 1은 제 1 실시예에 의한 의류 건조기의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 2는 제 1 실시예에 의한 열 교환기 냉매 배관의 배치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 제 1 실시예에 의한 열 교환기 상의 유속 센서의 설치 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 제 1 실시예에 의한 열 교환기 상의 유속 센서의 설치 상태를 나타내는 정면도이다.
도 5는 제 1 실시예에 의한 유속 센서의 배치를 나타내는 정면도이다.
도 6은 제 1 실시예에 의한 유속 센서의 배치를 나타내는 측면도이다.
도 7은 제 1 실시예에 의한 제 2 응축기의 비작동 시의 냉매 흐름을 나타내는 설명도이다.
도 8은 제 1 실시예에 의한 증발기 내의 냉매 온도를 나타내는 그래프이다.
도 9는 제 1 실시예에 의한 제 2 응축기의 비작동 시의 공기류 온도 분포를 나타내는 설명도이다.
도 10은 제 1 실시예에 의한 제 2 응축기의 작동 시의 냉매 흐름을 나타내는 설명도이다.
도 11은 제 1 실시예에 의한 제 2 응축기 내의 냉매 온도를 나타내는 그래프이다.
도 12는 제 1 실시예에 의한 제 2 응축기의 작동 시의 공기류 온도 분포를 나타내는 설명도이다.
도 13은 제 1 실시예에 의한 냉매 배관에 평행한 방향의 공기류 온도 분포를 나타내는 설명도이다.
도 14는 제 1 실시예에 의한 공기류 온도 분포의 시간 변화를 나타내는 설명도이다.
도 15는 비교예의 검출 풍량과 실제의 풍량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 16은 변형예의 유속 센서의 배치를 나타내는 정면도이다.
도 17은 종래의 풍속계를 나타내는 개략 사시도이다.
도 18은 본 실시예에 의한 풍속계를 나타내는 개략 측면도이다.
도 19는 도 18의 풍속계를 풍상 측에서 본 개략 정면도이다.
도 20은 도 19에서의 절단선 Y-Y에 의한 개략 단면도이다.
도 21은 풍속계의 제 1 변형예를 나타내는 개략 측면도이다.
도 22는 풍속계의 제 2 변형예의 주요부를 나타내는 개략도이다.
도 23은 풍속계의 다른 변형예를 나타내는 개략 측면도이다.
도 24는 제 2 실시예에 의한 의류 건조기의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 25는 제 2 실시예에 의한 의류 건조기의 통상 운전 상태를 나타내는 모식도이다.
도 26은 제 2 실시예에 의한 의류 건조기의 과부하 운전 상태를 나타내는 모식도이다.
도 27은 제 3 실시예에 의한 의류 건조기의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 28은 과부하 조건 및 냉각 후의 과부하 조건에서의 히트 펌프 회로 내의 압력 엔탈피 선도이다.
도 29는 제 2, 제 3 실시예의 변형 실시예에 의한 의류 건조기의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 30은 제 4 실시예에 의한 의류 건조기의 과부하 운전 상태를 나타내는 모식도이다.
도 31은 동 실시예에 의한 의류 건조기의 통상 운전 상태를 나타내는 모식도이다.
도 32는 저온 조건 및 저온 조건에서 가열한 후의 히트 펌프 회로 내의 압력 엔탈피 선도이다.
도 33은 제 5 실시예에 의한 의류 건조기의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 34는 제 4, 제 5 실시예의 변형 실시예에 의한 의류 건조기의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 35는 제 6 실시예에 의한 의류 건조기의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 36은 종래의 배기형 히트 펌프 의류 건조기의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 37은 종래의 배기형 히트 펌프 의류 건조기에서의 방열 수단을 나타내는 모식도이다.
도 2는 제 1 실시예에 의한 열 교환기 냉매 배관의 배치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 제 1 실시예에 의한 열 교환기 상의 유속 센서의 설치 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 제 1 실시예에 의한 열 교환기 상의 유속 센서의 설치 상태를 나타내는 정면도이다.
도 5는 제 1 실시예에 의한 유속 센서의 배치를 나타내는 정면도이다.
도 6은 제 1 실시예에 의한 유속 센서의 배치를 나타내는 측면도이다.
도 7은 제 1 실시예에 의한 제 2 응축기의 비작동 시의 냉매 흐름을 나타내는 설명도이다.
도 8은 제 1 실시예에 의한 증발기 내의 냉매 온도를 나타내는 그래프이다.
도 9는 제 1 실시예에 의한 제 2 응축기의 비작동 시의 공기류 온도 분포를 나타내는 설명도이다.
도 10은 제 1 실시예에 의한 제 2 응축기의 작동 시의 냉매 흐름을 나타내는 설명도이다.
도 11은 제 1 실시예에 의한 제 2 응축기 내의 냉매 온도를 나타내는 그래프이다.
도 12는 제 1 실시예에 의한 제 2 응축기의 작동 시의 공기류 온도 분포를 나타내는 설명도이다.
도 13은 제 1 실시예에 의한 냉매 배관에 평행한 방향의 공기류 온도 분포를 나타내는 설명도이다.
도 14는 제 1 실시예에 의한 공기류 온도 분포의 시간 변화를 나타내는 설명도이다.
도 15는 비교예의 검출 풍량과 실제의 풍량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 16은 변형예의 유속 센서의 배치를 나타내는 정면도이다.
도 17은 종래의 풍속계를 나타내는 개략 사시도이다.
도 18은 본 실시예에 의한 풍속계를 나타내는 개략 측면도이다.
도 19는 도 18의 풍속계를 풍상 측에서 본 개략 정면도이다.
도 20은 도 19에서의 절단선 Y-Y에 의한 개략 단면도이다.
도 21은 풍속계의 제 1 변형예를 나타내는 개략 측면도이다.
도 22는 풍속계의 제 2 변형예의 주요부를 나타내는 개략도이다.
도 23은 풍속계의 다른 변형예를 나타내는 개략 측면도이다.
도 24는 제 2 실시예에 의한 의류 건조기의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 25는 제 2 실시예에 의한 의류 건조기의 통상 운전 상태를 나타내는 모식도이다.
도 26은 제 2 실시예에 의한 의류 건조기의 과부하 운전 상태를 나타내는 모식도이다.
도 27은 제 3 실시예에 의한 의류 건조기의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 28은 과부하 조건 및 냉각 후의 과부하 조건에서의 히트 펌프 회로 내의 압력 엔탈피 선도이다.
도 29는 제 2, 제 3 실시예의 변형 실시예에 의한 의류 건조기의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 30은 제 4 실시예에 의한 의류 건조기의 과부하 운전 상태를 나타내는 모식도이다.
도 31은 동 실시예에 의한 의류 건조기의 통상 운전 상태를 나타내는 모식도이다.
도 32는 저온 조건 및 저온 조건에서 가열한 후의 히트 펌프 회로 내의 압력 엔탈피 선도이다.
도 33은 제 5 실시예에 의한 의류 건조기의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 34는 제 4, 제 5 실시예의 변형 실시예에 의한 의류 건조기의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 35는 제 6 실시예에 의한 의류 건조기의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 36은 종래의 배기형 히트 펌프 의류 건조기의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 37은 종래의 배기형 히트 펌프 의류 건조기에서의 방열 수단을 나타내는 모식도이다.
이하 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
<제 1 실시예>
(의류 건조기의 구성)
의류 건조기는 도 1에 도시한 바와 같이 예를 들면 회전 드럼으로부터 완성되는 건조실(101)과 흡기 통로(102, 공기 통로)와 배기 통로(103, 공기 통로)를 가지며 송풍기(104)로 건조실(101) 안의 의류를 건조시키기 위한 공기를 유통시키게 된다. 흡기 통로(102)에는 히트 펌프의 제 1 응축기(121, 흡기측 열 교환기)와 히터(105)가 설치된다. 또 배기 통로(103)에는 필터(106), 배기측 열 교환기(122) 및 후술하는 유속 센서(107)가 설치된다. 유속 센서(107)에는 검출부(108)를 통해 표시 경고부(109)가 연결되어 있다. 상기 배기측 열 교환기(122)는 증발기(122a)와 제 2 응축기(122b)가 조합하여 구성되어 있다.
히트 펌프는 상기 제 1 응축기(121), 증발기(122a) 및 제 2 응축기(122b)에 추가하여 압축기(123), 냉매 압력 센서(124), 감압 장치(125), 유량 조정 장치(126), 역지 밸브(127) 및 제어부(128)가 더 설치되어 구성되어 있다. 상기 압축기(123)는 냉매를 압축하여 고온 및 고압 상태에 이르게 한다. 제 1 응축기(121)는 상기 냉매를 응축시켜서 흡기 통로(102)를 통과하는 공기를 과열하게 된다. 제 2 응축기(122b)는 유량 조정 장치(126)를 통해 제 1 응축기(121)에 병렬로 연결되어 냉매 압력이 일정 이상이 되었을 때(사이클 온도가 상승했을 때)에 작동 상태가 되고 제 1 응축기(121)에 의한 응축 동작(고온 고압 냉매를 방열시키는 것에 의한 압력의 저하)을 보충하게 된다. 또한, 증발기(122a)는 상기 제 1, 제 2 응축기(121, 122b)로 응축한 냉매를 증발시키고 건조실(101)로부터 배기되는 공기의 열을 회수하게 된다. 제어부(128)는 냉매 압력 센서(124)의 검출 압력에 따라 유량 조정 장치(126)를 제어하고, 제 2 응축기(122b)의 작동을 온/오프(ON/OFF) 하게 된다.
상기 배기측 열 교환기(122)는 구체적으로, 도 2에 도시한 바와 같이 증발기(122a)와 제 2 응축기(122b)가 일체적으로 조합된 것으로써 예를 들면 구리관인 냉매 배관(132, 135, 142)과 핀(137)을 가지는 이른바 핀 앤드 튜브 타입의 열 교환기가 구성되어 있다. 상기 냉매 배관(132, 135, 142)은 수평 방향으로 배치되고, 공기의 유통 방향으로 수직된 방향으로 배치된다. 또한, 핀(137)은 상기 냉매 배관(132, 135, 142)에 수직인 방향(공기의 유통 방향으로 평행한 방향)으로 설치된다.
증발기(122a)에서는 도 2의 상방의 냉매 유입부(131)로부터 유입된 냉매가 2 계통의 유로에 분기하여 각각 냉매 배관(132)을 수평 방향으로 왕복 이동하면서 하부로 이동한 후 냉매 배관 연결부(133, 134)를 통해서 상기 냉매 배관(132)보다 공기 유통 방향 상류 측의 냉매 배관(135)을 수평 방향으로 왕복 이동하면서 상방으로 이동하여 냉매 배출부(136)로 유출하게 된다. 또한, 제 2 응축기(122b)에서는 도 2의 상방의 냉매 유입부(141)로부터 유입된 냉매가 냉매 배관(142)을 수평 방향으로 왕복 이동하면서 하부로 이동하여 냉매 배출부(143)로 유출하게 된다. 또한, 위에서 언급한 냉매 경로의 분기 여부, 분기수(分岐數)나, 유로의 레이아웃은 위에서 언급한 것에 한정되지 않는다.
유속 센서(107)는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 핫 서미스터(107a, 발열체)와, 온도 보상용 서미스터(107b, 감온체)로 구성되어 있다. 상기 서미스터(107a, 107b)의 설치 방법은 아래에서 기술하는 예에 한정되지 않으나, 예를 들면 배기 통로(103)의 바닥부에 입설된 지주(107c) 상에 장착되어 중심축이 공기의 유통 방향으로 평행한 원통형의 보호 링(107d)에 둘러싸여서 설치된다. 상기 핫 서미스터(107a)와 온도 보상용 서미스터(107b)는 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 배기측 열 교환기(122)의 냉매 배관(132, 135, 142)과 평행한 방향, 즉 수평 방향으로 배열된 위치(동일한 높이의 위치)에서 공기 유통 방향의 위치에서도 동일한 위치에 배치되어 설치된다.
검출부(108)는 상기 서미스터(107a, 107b)의 검출 결과에 의해서 배기 통로(103)에 유통하는 공기류의 유속(유량, 풍량)을 검출하게 된다. 보다 자세하게는, 상기 핫 서미스터(107a)는 통전됨으로써 발열함과 동시에 그 열의 일부가 유통되는 공기류의 유속 및 온도에 따라 빠져나간다. 여기서 온도 보상용 서미스터(107b)의 검출 결과에 따라서 상기 공기 온도에 의한 보상이 이루어짐으로써 공기류의 유속이 검출된다. 표시 경고부(109)는 예를 들면, 검출된 유속이 일정 이하가 되었을 때에 유속 센서(107)에 막힘이 발생했다고 판정하고 일정의 표시나 경보음에 의해 경고하거나 의류 건조기의 운전을 정지시키거나 한다.
(정상시 배기측 열 교환기(122)의 하류 측 공기류 온도 분포)
우선 유량 조정 장치(126, 도 1)가 닫혀 제 2 응축기(122b)가 작동하지 않는 경우의 정상 상태에서는 도 7에 도시한 바와 같이 증발기(122a)의 냉매 유입부(131)에 제 1 응축기(121)로 응축한 액상 냉매와 기상 냉매가 혼합된 2상 냉매가 유입된다. 상기 2상 냉매는 냉매 배관(132, 135)을 유통하는 동안에 액상 냉매가 증발하면서 배기 통로(103) 내의 공기류로부터 열을 빼앗는다. 그리고 액상 냉매가 존재하는 동안은 도 8에 도시한 바와 같이 일정한 증발 온도(비점)로 유지된 후 이윽고 액상 냉매가 모두 증발하면 기상 냉매가 과열로 서서히 온도 상승하여 냉매 배관(135)으로부터 유출한다. 여기서 배기측 열 교환기(122) 하류 측의 공기류에는 예를 들면 도 9에 도시한 상하 방향의 온도 분포가 생긴다.
또한, 유량 조정 장치(126, 도 1)가 열려 제 2 응축기(122b)가 작동하는 경우의 정상 상태에서는 증발기(122a)로 상기와 같은 동작을 하고, 제 2 응축기(122b)에서는 도 10에 도시한 바와 같이 냉매 유입부(141)에 압축기(123)로 압축 과열된 기상 냉매가 유입된다. 상기 기상 냉매는 냉매 배관(142)을 유통하는 동안에 도 11에 도시한 바와 같이 배기 통로(103) 내의 공기류에 열을 방출하여 냉각되고, 이윽고 액상 냉매가 생기면 일정한 응축 온도로 유지된 후 한층 더 냉각되고, 기상 냉매가 모두 응축되면 액상 냉매가 과냉각으로 서서히 온도가 저하되어 냉매 배출부(143)로 유출된다. 여기서, 배기측 열 교환기(122) 하류 측의 공기류에는 도 12에 도시한 것과 같은 상하 방향의 온도 분포가 생긴다.
또한, 냉매가 각 냉매 배관(132, 135, 142) 내를 수평 방향으로 이동하는 동안의 냉매 온도 변화는 대체로 작아 배기측 열 교환기(122) 하류 측의 공기류에서의 수평 방향(냉매 배관(132, 135, 142)에 평행한 방향)의 온도 분포는 예를 들면 도 13에 도시한 바와 같이 냉각 효율이 비교적 낮은 양측부 부근을 제외하고 거의 일정하게 된다.
(배기측 열 교환기(122) 하류 측의 공기류 온도의 과도적 변화와 온도 분포)
도 14는 의류 건조기의 운전이 개시될 때 및 운전 중에 제 2 응축기(122b)의 작동이 온/오프(ON/OFF) 될 경우에서의 배기측 열 교환기(122) 하류 측의 도 7, 도 10에서 ㅧ표로 표시한 상부, 중부 및 하부 위치의 공기류 온도 변화를 나타낸다. 상기 도면에 도시한 바와 같이 운전 개시 시에는 우선 저온 저압의 냉매가 냉매 유입부(131)로부터 흘러 들어 증발 위치가 변화하면서 흐르므로 상부 위치일수록 급격하게 공기류 온도가 저하한다. 즉, 상부, 중부 및 하부 위치에서의 공기류 온도 차도 시시각각 변동한다. 이윽고 예를 들면 7분 정도 경과하여 정상 상태에 가깝게 되면 상부, 중부 및 하부 위치에서의 공기류 온도 자체는 달라지더라도, 온도 차는 거의 일정하게 된다.
한편, 제 2 응축기(122b)가 온/오프(ON/OFF) 되는 경우에는 ON이 될 때마다 고온 고압 냉매가 냉매 유입부(141)로부터 흘러들기 때문에 상부 위치일수록 급격하게 공기류 온도가 상승하여 온도 분포가 역전한다. 이 경우 제 2 응축기(122b)에는 과열된 기상 냉매가 유입되어 2상 냉매가 된 후 과냉각된 액상 냉매가 유출되어 상부, 중부 및 하부 위치에서의 공기류 온도 차는 한층 커짐과 동시에 제 2 응축기(122b)의 온/오프(ON/OFF)가 반복되면 온도 분포는 불안정하게 된다.
여기서 예를 들면 비교예로서 도 7, 도 10에 도시한 중부 위치에 핫 서미스터(107a)를 배치하고 하부 위치에 온도 보상용 서미스터(107b)를 배치할 경우 의류 건조기 기동 시에는 예를 들면 핫 서미스터(107a) 위치에 흐르는 공기류 온도는 온도 보상용 서미스터(107b) 위치에 흐르는 공기류 온도(보정 온도)보다 큰 폭으로 낮아진다. 이 경우 핫 서미스터(107a)의 검출 결과는 양 공기류 온도가 동일한 상태에서 풍량이 보다 큰 경우와 동일한 검출 결과가 된다. 그러므로 예를 들면 도 15에 도시한 바와 같이 실제 풍량보다도 큰 풍량이라고 검출되어 만약 필터가 막혀있다 하더라도 막힌 것을 검출 못 하는 경우가 있다. 한편, 제 2 응축기(122b)가 작동할 때에는 예를 들면 핫 서미스터(107a) 위치에 흐르는 공기류 온도는 온도 보상용 서미스터(107b) 위치에 흐르는 공기류 온도(보정 온도)보다 높아진다. 이 경우 핫 서미스터(107a)의 검출 결과는 양 공기류 온도가 동일한 상태에서 풍량이 보다 더 적은 경우와 동일한 검출 결과가 된다. 그러므로, 예를 들면 도 15에 같이 도시한 바와 같이 실제 풍량보다도 작은 풍량이라고 검출되어 만약 필터가 막혀 있지 않더라도 막혔다고 오보하거나 의류 건조기의 운전을 정지시키거나 하는 등의 오동작을 일으킬 수 있다. 즉, air conditioner나 제습기 등의 경우에는 공기류에 온도 분포가 있었다고 해도 비교적 안정되는 시간이 길어서 온도 차 영향을 보정할 수 있으나, 히트 펌프를 이용한 의류 건조기의 경우에는 공기류 온도 분포가 비교적 큰 데다 그 온도 분포가 복잡하게 변화하므로 단지 서미스터(107a, 107b)를 마련하는 것만으로는 각각의 위치에서 공기류 온도 및 그 변동이 다를 수 있어 정확하게 필터 막힘을 검출하기가 어렵다.
그런데, 상기와 같은 비교예에 대하여 본 실시예와 같이 핫 서미스터(107a)와 온도 보상용 서미스터(107b)가 냉매 배관(132, 135, 142)과 평행한 방향으로 배치되는 경우에는(도 5, 도 6), 이러한 서미스터(107a, 107b) 위치에 흐르는 공기류 온도는 의류 건조기 운전 개시시나 제 2 응축기(122b) 작동 시라도 거의 동일하게 변동한다. 또한, 서미스터(107a, 107b)가 공기류에 수직인 방향으로 배치되어 있으므로 핫 서미스터(107a)의 열이 온도 보상용 서미스터(107b)에 영향을 주거나 온도 보상용 서미스터(107b)가 핫 서미스터(107a)에 닿는 유속에 영향을 주지 않는다. 따라서, 정상 운전 시가 아니라도 비교적 간결한 구성으로 공기류의 유속이나 풍량을 고정밀도로 검출하여 필터 막힘을 보다 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 상기와 같이 제 2 응축기(122b)가 설치되는 경우에는 그 작동의 온/오프(ON/OFF)에 의한 온도 분포 변동이 커서 서미스터(107a, 107b)를 냉매 배관(132, 135, 142)과 평행한 방향으로 배치함으로써 큰 효과를 얻을 수 있으나, 이에 한정하지 않고 제 2 응축기(122b)가 설치되지 않은 경우에서도 예를 들면, 서미스터(107a, 107b)를 증발기(122a) 하류 측에 냉매 배관(132, 135)과 평행한 방향으로 배치하여 설치함으로써 의류 건조기 기동시 등의 온도 분포 변동의 영향을 작도록 억제할 수 있다.
또한, 서미스터(107a, 107b)를 배기측 열 교환기(122) 하류 측에 설치함으로써 핀(137)의 정류 효과로 공기 흐름이 안정되므로 더욱 고정밀도의 검출이 용이하게 된다. 이러한 점에서 서미스터(107a, 107b)를 제 1 응축기(121)의 하류 측에 설치해도 좋으나 일반적으로는 배기측 열 교환기(122)의 하류 측에 설치하는 것이 공기류 온도가 비교적 낮다는 점에서 유리하다.
(변형예)
또한, 냉매 배관(132, 135, 142)의 방향에 대하여 서미스터(107a, 107b)를 평행한 방향으로 배치할 경우 상하 방향의 위치 정밀도는 일반적으로 높을수록 좋으나 예를 들면 도 16에 도시한 바와 같이 서미스터(107a, 107b)의 높이 위치 오차(T)가 상하 방향으로 인접한 냉매 배관(142) 등 피치(A)의 1/2 이하가 되는 정밀도로 배치해도 좋다. 이 경우 서미스터(107a, 107b)가 냉매 배관(142) 등에 정확하게 정렬되지 않아도 상하 방향으로 인접한 냉매 배관(142) 등의 영향을 받기 어려워 역시 비교적 고정밀도로의 유속 검출이 용이하게 된다.
(풍속계)
다음으로 상기와 같은 유속 센서(107)의 일종인 풍속계의 구체적인 구조에 대하여 설명한다.
여기서 우선 종래의 풍속계(200)에 대하여 도 17을 참조하여 설명한다. 풍속계(200)는 정류부(202)나 한 쌍의 서미스터(204, 204) 등으로 구성되어 있다.
각 서미스터(204)는 측정용 및 기준 온도용의 서미스터이다. 자기 발열 소자로서 백금선 등이 사용될 수 있다.
정류부(202)는 양단이 개구된 원통형의 구조로 이루어지고 양 서미스터(204)는 정류부(202)의 내측에 횡 배열로 배치되고 중심부를 향해 돌출되어 있다. 정류부(202)는 한쪽의 개구가 풍상 측을 향하도록 배치되고 양 서미스터(204)에 닿는 바람의 흐름을 안정화시키는 역할을 수행한다.
공기 흐름이 안정된 장소에 설치된다면 정류부(202)는 반드시 필요하지 않다. 그러나, 건조기의 경우 풍량이 크고 배기 덕트 단면적이 크기 때문에 공기 흐름은 불안정하다. 또한, 상기와 같은 건조기의 경우 증발기 근처에 설치되어 있어 증발기를 통과할 때 공기류의 난류가 큰 경우에는 정류부를 설치하는 것이 바람직하다.
이 때문에 종래 풍속계(200)를 건조기에 설치할 경우, 배기 덕트로 침입한 실밥(L)의 일부는 도 17에 도시한 바와 같이 정류부(202)에 걸리게 된다. 정류부(202)에 실밥(L)이 걸리면 풍속계(200)의 측정 정도가 저하할 우려가 있다.
따라서 정류부(202)에 걸린 실밥(L)은 수작업으로 제거해야 하지만 그러기 위해서는 풍속계(200)를 떼어낼 필요가 있다. 풍속계(200)를 떼어 내려면 건조 드럼의 제거 등 대대적인 분해 작업을 실시해야 하므로 많은 시간이 소요된다.
여기서 이하의 건조기 풍속계에서는 정류부에 실밥(L)이 걸려도 자동적으로 제거할 수 있어 수고스러운 분해 작업을 실시하지 않아도 되도록 풍속계 구조가 개량되었다.
(풍속계의 구조예)
도 18 내지 도 20에 개량된 본 실시예의 풍속계(251)를 나타낸다. 또한, 도 18의 백색 화살표는 공기 흐름 방향을 나타낸다(도 21등도 동일함).
풍속계(251)는 센서부(253), 정류부(255) 및 기초부(257) 등으로 구성되어 있다. 기초부(257)는 각주형의 형상을 하며 그 아래 면이 배기 덕트(209)의 내면에 장착되어 있다.
정류부(255)는 양단이 개구된 원통형의 형상을 가지며 기초부(257) 상면의 양측 테두리에 결합함으로써 기초부(257)에 지지되어 있다. 정류부(255)는 한쪽의 개구가 풍상 측(배기 덕트(209) 상류 측)에 정대(正對)하도록 배치된다.
센서부(253)는 종래의 풍속계(200)와 동일하고 측정용 및 기준 온도용의 한 쌍의 서미스터(253a, 53a)로 구성되어 있다. 배선이 연결된 각 서미스터(253a)의 근본 부분은 기초부(257)에 매설되어 있고, 각 서미스터(253a)의 검출 부위는 기초부(257)의 상면으로부터 돌출되어 정류부(255) 내측에 위치한다.
정류부(255)의 기초부(257)의 상면과 대향하는 위치에 공기 흐름 방향에 따라 직선 모양으로 연장하는 한 줄의 슬릿(259)이 형성되어 있다. 슬릿(259)에 의해 정류부(255)는 기초부(257)로부터 연장된 좌우 대칭하는 한 쌍의 원호 형상 부분으로 분단되어 있다.
정류부(255)에 슬릿(259)이 형성되어 있어서 정류부(255)에 걸린 실밥(L)은 슬릿(259)을 통해서 제거할 수 있다.
슬릿(259)의 폭(H, 최소 폭)은 5mm 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 슬릿(259) 폭은 적어도 실밥(L)이 빠져나갈 수 있는 크기가 적당하나, 5 mm 보다 커지게 되면 센서부(253)에 닿는 공기 흐름을 흐트러뜨릴 우려가 커진다.
또한, 슬릿(259)은 센서부(253)가 있는 기초부(257)로부터 가장 먼 위치에 형성되어 있어서 센서부(253)에 닿는 공기 흐름을 흐트러트리지 않는다. 정류부(255)가 슬릿(259)에 대해 좌우 대칭하기 때문에 실밥(L)의 배출이 한쪽으로 치우치지 않는다.
또한, 풍상 측에 위치하는 정류부(255)의 테두리 부(255a)는 기초부(257)로부터 슬릿(259)을 향해 풍하 측으로 경사지도록 형성되어 있다. 따라서 정류부(255)에 걸린 실밥(L)은 풍압으로 슬릿(259) 측에 모아져 정류부(255)에서 자동으로 배출되어 실밥(L)의 제거 작업이 필요 없게 된다.
도 20에 도시한 바와 같이, 정류부(255)의 풍상 측 테두리 부(255a)는 단면이 풍상 측으로 돌출되는 곡면 형상으로 형성되어 있다. 따라서, 정류부(255)에 걸린 실밥(L)은 테두리 부(255a)를 미끄러지기 쉽게 되어 있어 한층 더 용이하게 슬릿(259)으로 빠져나가게 되어 있다.
따라서, 상기 풍속계(251)에 의하면 정류부(255)에 실밥(L)이 걸려도 풍압에 의해 자동으로 실밥(L)이 제거되기 때문에 복잡한 분해 작업을 하지 않아도 되는 유지보수가 불필요한 건조기를 구현할 수 있다.
(풍속계의 제 1 변형예)
도 21에 풍속계(251)의 제 1 변형예를 나타낸다. 이 변형예에서는 주로 센서부(253) 및 기초부(257)에 개량이 실시되었다.
우선, 센서부(253)에 대하여는 각 서미스터(253a)를 그 밑동 부분으로부터 돌출 단부를 향해 풍하 측으로 경사지게 하였다. 각 서미스터(253a)는 원래 정류부(255)의 폭이 좁아지는 부분에 배치되어 있어서 실밥(L)이 걸리기 어렵다. 이에 추가하여 각 서미스터(253a)를 풍하 측으로 기울임으로써 한층 더 실밥(L)이 걸리지 않도록 할 수 있다.
그리고, 기초부(257)에 대하여는 정류부(255) 전방에 위치하는 그 풍상 측의 측면을 장착 부분으로부터 정류부(255) 쪽을 향해 풍하 측으로 기울도록 경사 시켜 가이드 면(261)으로 하였다. 기초부(257) 풍상 측에 이러한 가이드 면(261)을 마련함으로써 가이드 면(261)에 닿는 공기는 정류부(255) 전방을 가로질려 경사지게 흐르게 된다.
따라서, 센서부(253) 전방을 차단하는 공기 흐름이 형성되어 배기 덕트(209)를 따라 흘러들어 온 실밥(L)을 이러한 공기의 흐름으로 저지함으로써 센서부(253)에 걸리지 않게 할 수 있다.
(풍속계의 제 2 변형예)
도 22에 풍속계(251)의 제 2 변형예를 나타낸다. 이 변형예에서는 슬릿(259) 형상이 변경되어 있다. 즉, 슬릿(259) 폭(H)은 일정하지 않고 풍상 측으로부터 풍하 측을 향해 점진적으로 작아지도록 형성되어 있다.
슬릿(259)을 이러한 형상으로 하게 되면 슬릿(259) 내부에서의 공기 흐름이 풍상 측보다 풍하 측으로 빨라진다. 그 결과 실밥(L)이 슬릿(259)으로 빨려 들어가기 쉬워 실밥(L)의 배출을 촉진할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 의류 건조기는 상술한 실시예에 한정되지 않고 그 이외의 여러 가지의 구성도 포함한다.
예를 들면, 도 23에 도시한 바와 같이 정류부(255)의 테두리 부(255a) 등은 측방에서 보면 직선 모양으로 경사질 뿐만 아니라 유선형으로도 경사질 수도 있다.
실시예로서는 배기식 건조기를 나타냈으나 순환식 건조기에도 적용할 수 있다. 히트 펌프 대신에 히터를 급기(給氣) 덕트에 설치할 수도 있다.
<제 2 실시예>
제 2 실시예에서의 의류 건조기(100)는 흡배기 방식이며 도 24에 도시한 바와 같이 의류를 수용하는 드럼(2)과, 드럼(2)에 흡기하기 위한 흡기 유로(3)와, 드럼(2)으로부터 배기하기 위한 배기 유로(4)와, 히트 펌프 회로(5)와 의류 건조기(100) 각부를 제어하는 제어 수단(6)을 구비한다. 그리고 흡기 유로(3)에는 흡기 공기를 보조적으로 가열하는 히터(7)가 설치된다.
히트 펌프 회로(5)는 압축기(53), 제 1 응축기(54a), 감압기(55) 및 증발기(56)가 루프 형상으로 상기 순서로 연결된 메인 회로(5a)와, 상기 메인 회로(5a)에서의 압축기(53)와 제 1 응축기(54a) 사이로부터 분기하여 냉매 유량 조정 장치(58), 제 2 응축기(54b) 및 역지 밸브(59)가 이 순서로 연결되고 제 1 응축기(54a)와 감압기(55) 사이로 합류하는 서브 회로(5b)를 가진다. 그리고, 제 1 응축기(54a)가 흡기 유로(3) 내에 공기와 열 교환할 수 있도록 설치되어 있고 제 2 응축기(54b) 및 증발기(56)가 배기 유로(4) 내에 공기와 열 교환할 수 있도록 설치된다.
제 2 응축기(54b)는 배기 유로(4)에 있어서 증발기(56) 하류 측에 배치된다. 이와 같이 배치됨으로써, 제 2 응축기(54b)는 증발기(56)에 의해 냉각된 저온 배기 공기와 열 교환할 수 있어 제 2 응축기(54b)의 방열 효과를 급격히 높일 수 있다.
냉매 유량 조정 장치(58)는 전동 밸브나 전자 밸브 등의 유량 제어 밸브이며 밸브 개도를 변화시킴으로써 냉매 유량을 조정한다. 또한, 상기 유량 제어 밸브(58)는 서브 회로(5b) 중 메인 회로(5a)와의 분기점 근방에 배치된다. 이와 같이 배치됨으로써, 유량 제어 밸브(58)가 닫힐 때에 발생하는 서브 회로(5b) 내에의 냉매 잔류를 가급적 방지할 수 있다.
역지 밸브(59)는 서브 회로(5b)에서의 메인 회로(5a)와의 합류점 근방에 배치된다. 이와 같이 배치됨으로써, 유량 제어 밸브(58)가 닫힐 때에 발생하는 상기 합류점으로부터의 서브 회로(5b) 내에의 냉매 잔류를 방지할 수 있다.
상기 히트 펌프 회로(5)에 대해 압축기(53)의 토출관(제 1 응축기(54a)의 입구)에는 해당 제 1 응축기(54a)에 유입되는 냉매 압력을 측정하는 검지 수단(8)이 설치된다.
배기 유로(4)에는 제 2 응축기(54b) 하류 측에 드럼(2) 내부로부터 드럼(2) 외부를 향해 송풍하기 위한 송풍기(10)가 설치된다. 이 송풍기(10)는 배기 덕트의 압력 손실을 고려하여 다익(多翼)팬이나 터보팬 등의 정압(靜壓)이 높은 원심 팬을 사용한다.
제어 수단(6)은 CPU, 메모리, I/O 채널, 디스플레이 등의 출력 기기, 키보드 등의 입력 기기, AD 컨버터 등을 가진 이른바 컴퓨터이며 상기 메모리에 격납한 제어 프로그램에 따라서 CPU나 그 주변기기가 동작함으로써 의류 건조기(100) 각부를 제어하여 의류를 건조한다.
구체적으로, 제어 수단(6)은 상기 검지 수단(8)으로부터의 검출 신호를 취득하여 그들이 나타내는 냉매 압력에 기초해 유량 제어 밸브(58)를 제어하고, 제 2 응축기(54b)에 유입되는 냉매 유량을 제어한다.
이하, 의류 건조기(100)의 제어 방법에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
우선, 통상 운전 시의 냉매 흐름은 도 25에 도시되어 있다. 도면 중의 화살표는 냉매 흐름을 나타낸다. 통상 운전 시에 유량 제어 밸브(58)가 닫혀 있다. 히트 펌프 회로(5)는 압축기(53)로 고온 고압으로 압축된 냉매가 제 1 응축기(54a)로 흡기 공기와 열 교환을 하고 흡기 공기를 가열한다. 또한, 가열된 흡기 공기를 제 1 응축기(54a) 하류 측에 배치된 히터(7)로 한층 더 가열할 수 있다. 다음으로, 감압기(55)를 통해 저온 저압이 된 냉매는 증발기(56)를 통해 드럼(2)의 배기 공기와 열 교환하고, 배기 공기 열 회수를 실시하여 압축기(53)로 돌아온다. 상기 히트 펌프 회로(5)에 의해 종래는 외부에 배열되었던 열을 회수하여 재이용할 수 있다.
또한, 증발기(56) 하류 측은 증발기(56)에 의해서 냉각된 배기 공기가 흘러 제 2 응축기(54b)는 증발기(56)의 하류 측에 배치된다. 따라서, 통상 운전 시는 제 2 응축기(54b)가 냉각되고 제 2 응축기(54b)가 냉각됨으로써 서브 회로(5b)도 냉각된다. 이러한 상태로 메인 회로와의 합류점으로부터 서브 회로(5b)에 고압 냉매가 유입되면 냉매가 액화하여 서브 회로(5b)에 잔류하는바, 순환하는 냉매량이 감소하여 히트 펌프 능력이 저하할 수 있다. 본 실시예에서는 역지 밸브(59)를 서브 회로(5b)의 메인 회로(5a)와의 합류점 근처에 구비하여 냉매의 잔류를 방지할 수 있다.
다음으로, 외부 공기 온도가 높은 경우나 부하가 큰 경우 등의 과부하 조건에서의 냉매 흐름은 도 26에 도시되어 있다. 이 과부하 조건에서 운전하면 도 28a에 도시한 바와 같이 통상시보다 냉매 온도가 상승하여 냉매 압력이 높아진다. 또한, 압축기(53) 흡입 냉매의 과열도도 커진다. 이때 검지 수단(8)이 일정치 이상의 냉매 압력을 검지하면, 제어 수단(6)이 유량 제어 밸브(58)를 개방하고, 이때의 밸브 개도에 의해서 분배되는 고온 고압 냉매가 제 2 응축기에도 유입된다. 그렇게 되면, 히트 펌프 회로(5) 내의 냉매 방열량이 증가하고, 도 28b에 도시한 바와 같이 냉매 압력이 저감 되어 방열 후의 냉매의 엔탈피가 작아지기 때문에 압축기(53) 흡입 냉매의 엔탈피가 감소하여 압축기(53) 온도도 저하한다.
예를 들면, 냉매 종류가 R407C의 경우에는 압축기(53)에서의 냉매 압력 사용 허용 범위가 3MPa 이하로 제약되므로 냉매 압력이 3MPa 이하가 되도록 유량 제어 밸브(58)를 제어한다.
또한, 검지 수단(8)에서 냉매 압력을 검지하는 대신에 검지 수단(8)이 냉매 온도를 검지하고, 검지한 냉매 온도에 의해 제어 수단(6)이 유량 제어 밸브(58)를 제어하는 방법으로도 히트 펌프 회로(5)에서의 냉매 온도를 제어할 수 있다.
이처럼 구성한 제 2 실시예에 의한 의류 건조기(100)에 의하면 서브 회로(5b)를 마련하고 해당 서브 회로(5b)에 제 2 응축기(54b)가 포함되고, 제 2 응축기(54b)가 배기 유로(4)에 설치됨으로써, 상기 제 2 응축기가 배기 공기와 열 교환하고 히트 펌프 회로(5) 내의 냉매 방열을 할 수 있어 과부하 조건 등에서 발생하는 히트 펌프 회로(5)의 과열을 막을 수 있다. 또한, 제 2 응축기(54b) 상류 측에 유량 제어 밸브(58)를 구비함으로써 통상 운전 시에서의 제 1 응축기의 방열 능력을 저해하지 않고 히트 펌프 회로(5) 내의 냉매 온도 또는 냉매 압력에 대응하여 냉매를 냉각할 수 있다. 이에 의해 제 2 응축기(54b)에 대해 전용 송풍기로부터의 송풍 및 드레인 수에 의한 수냉을 할 필요 없이 히트 펌프 회로에서의 냉매의 고온 및 고압을 방지한다.
<제 3 실시예>
제 3 실시예에서의 의류 건조기는 도 27에 도시한 바와 같이 메인 회로(5a)에서의 제 1 응축기(54a)와 감압기(55) 사이에서 분기되어 제 2 응축기(54b)가 설치되고, 상기 분기점과 감압기(55) 사이로 합류하는 서브 회로(5b)를 가지며, 히트 펌프 회로(5)에서의 분기점에 메인 회로(5a)로부터 서브 회로(5b)를 분기시키는 회로 전환 장치(60)가 설치된 것이다. 통상 운전 시에 있어서는 회로 전환 장치(60)의 서브 회로 측 출구는 닫혀지고 히트 펌프 회로(5) 내의 냉매 온도 또는 냉매 압력이 일정치 이상이 되었을 경우는 회로 전환 장치(60)의 서브 회로(5b)측을 개방하여 히트 펌프 회로(5) 내의 냉매 온도 및 냉매 압력을 저하시키는 것이다. 다른 구성은 제 2 실시예와 동일하고, 상세한 설명은 제 2 실시예의 것을 원용한다. 또한, 도 27에 부여되는 부호가 도 24와 동일한 것은 제 2 실시예와 동일한 구성임을 나타낸다.
이처럼 구성한 제 3 실시예에 의한 의류 건조기(100)에 의하면, 히트 펌프 회로(5)에서의 분기점에 메인 회로(5a)로부터 서브 회로(5b)를 분기시키는 회로 전환 장치(60)가 설치된다. 따라서, 통상시에서의 제 1 응축기의 방열 능력을 저해하는 일 없이 히트 펌프 회로(5) 내의 냉매 온도 또는 냉매 압력에 응하는 냉매를 냉각할 수 있다. 이에 의해, 제 2 응축기(54b)에 대해 전용 송풍기나 드레인 수에 의한 수냉을 필요로 하지 않고, 히트 펌프 회로에서의 냉매의 고온 및 고압을 방지한다.
또한, 상기 유량 제어 밸브(58)는 반드시 마련할 필요는 없으나, 이것을 마련할 경우에는 냉매 유량을 세밀하게 조정하는 것이 용이하다.
<그 외의 변형 실시예>
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않는다. 예를 들면 도 29에 도시한 바와 같이 압축기(53), 제 1 응축기(54a), 제 2 응축기(54b), 감압기(55), 증발기(56)의 순서로 직렬로 연결했을 경우에서도 제 2 응축기(54b)에 의한 히트 펌프 회로(5) 외에의 방열 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 실시예에 있어서 히터(7)와 유량 제어 밸브(58) 및 역지 밸브(59)를 구비하지 않은 경우에서도 제 2 응축기(54b)에 의한 히트 펌프 회로(5) 외에의 방열 효과를 얻을 수 있다.
또한, 유량 제어 밸브 등의 냉매 유량 조정 장치(58)가 서브 회로(5b)에 있어서 제 2 응축기(54b) 하류 측에 배치되더라도 히트 펌프 회로(5)의 냉매 온도 및 냉매 압력을 조절할 수 있다.
또한, 제 2 응축기(54b)는 배기 유로(4)에 있어서 증발기(56) 상류 측에 배치되어도 좋고, 제 2 응축기(54b)와 증발기(56)가 배기 유로(4)의 공기 흐름에 대하여 병렬로 배치되어도 좋다.
또한, 제 2 응축기(54b)와 증발기(56)를 일체화함으로써 의류 건조기(100)에 있어서 공간 절약화 및 비용 절약화가 가능하게 할 수도 있다.
또한, 도 28a 및 도 28b에서 개략적으로 도시하였으나 엔탈피에 따른 압력을 나타내는 선은 우 편향 상승으로 되어 있다. 그리고, 히트 펌프 회로(5)로 설정되는 여러 가지의 설정치는 일반적으로 고압 시에 우 편향 상승의 정점이 되는 압력을 기준으로 설정하는 것이 바람직하다. 그 때문에 압력 센서(검지 수단(8)) 자체는 압축기(53)의 출구 부근에 배치하는 것이 원리적으로는 바람직하다. 그러나, 실제로는 압력의 변화(우 편향 상승의 변화)는 그렇게 크지 않기 때문에 압력 센서를 압축기(53)와 감압기(55) 사이에 배치해도 좋고 이 경우에서도 상기와 같은 의류 건조기의 제어 등에 사용되는 소정의 측정은 가능하다.
또한, 냉매 기체와 액체가 혼재되는 2상 상태에서는 온도와 압력은 상관성이 있기 때문에 냉매 압력을 압력 센서로 측정하는 대신에 온도 센서를 구비하여 냉매 온도를 측정하여 유량 조정 장치를 제어하도록 할 수도 있다. 여기서, 압축기(53)의 출구 부근의 냉매는 기체 상태이지만, 제 1 응축기(54a)로 방열함으로써 응축이 시작되어 2상 상태로 되고, 제 1 응축기(54a)의 출구 부근에서는 전부 액화하여 온도가 저하하는 과냉각 상태로 된다. 그 때문에, 온도 센서는 2상 상태인 응축기의 중간 부근에 구비하는 것이 일반적으로 바람직하다. 그러나, 실제로는 통상 제 1 응축기(54a)의 출구 부근에서의 과냉각에 의한 격차는 작아서, 온도 센서를 제 1 응축기(54a)의 출구 등에 배치하는 방법에서도 상기와 같은 의류 건조기의 제어 등에 필요한 측정은 가능하다. 또한, 압축기(53) 출구에 있어서도 정밀도는 다소 낮아질 수 있으나, 동일한 측정이 가능하다.
그 밖에 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 그 취지를 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지 변형이 가능하다고 말할 수 있다.
<제 4 실시예>
제 4 실시예에서의 의류 건조기(100)는 배기식 히트 펌프 의류 건조기이고 도 30에 도시한 바와 같이 의류를 수용하는 드럼(2)과 드럼(2)에 외부로부터 흡기하기 위한 흡기 유로(3)와 드럼(2)으로부터 외부에 배기하기 위한 배기 유로(4)와 흡기 유로(3)에서 흡기 공기를 가열하고 배기 유로(4)에서 배기 공기로부터 흡열하는 히트 펌프 회로(5)와 의류 건조기(100)의 각부를 제어하는 제어 수단(6)을 구비한다.
히트 펌프 회로(5)는 압축기(53), 응축기(54), 감압기(55) 및 제 1 증발기(56a)가 루프 형상으로 상기 순서로 연결된 메인 회로(5a)와, 상기 메인 회로(5a)의 감압기(55)와 제 1 증발기(56a) 사이에서 분기하는 냉매 유량 조정 장치(58) 및 제 2 증발기(56b)가 상기 순서로 연결되고 제 1 증발기(56a)와 압축기(53)와의 사이로 합류하는 서브 회로(5c)를 가진다.
그리고, 응축기(54) 및 제 2 증발기(56b)가 흡기 공기와 열 교환할 수 있도록 흡기 유로(3) 내에 설치되어 있고, 제 1 증발기(56a)가 배기 공기와 열 교환할 수 있도록 배기 유로(4) 내에 설치된다.
제 2 증발기(56b)는 흡기 유로(3) 내에서 응축기(54) 하류 측에 배치된다. 이처럼 배치함으로써, 제 2 증발기(56b)는 응축기(54)에 의해 가열된 고온의 흡기 공기와 열 교환하여 냉매를 가열한다.
냉매 유량 조정 장치(58)는 전동 밸브나 전자 밸브 등의 유량 제어 밸브이며, 밸브 개도를 변화시킴으로써 냉매 유량을 조정한다. 또한, 상기 유량 제어 밸브(58)는 서브 회로(5c)에서의 메인 회로(5a)와의 분기점 근처에 배치된다.
배기 유로(4)에는 제 1 증발기(56a) 하류 측에 드럼(2) 내부로부터 드럼(2) 외부를 향해 송풍하기 위한 송풍기(10)가 설치된다. 이 송풍기(10)는 배기 덕트의 압력 손실을 고려하여 다익팬이나 터보팬 등의 정압이 높은 원심 팬을 사용한다.
상기 히트 펌프 회로(5)에 있어서 압축기(53)의 흡입관(제 1 증발기(56a) 출구)에는 제 1 증발기(56a) 출구에서의 냉매 압력을 측정하는 검지 수단(9)이 설치된다. 검지 수단(9)은 검지한 압력치를 압력 검출 신호로서 제어 수단(6)을 향해서 출력한다.
제어 수단(6)은 CPU, 메모리, I/O 채널, 디스플레이 등의 출력 기기, 키보드 등의 입력 기기, AD 컨버터 등을 가진 이른바 컴퓨터이며, 상기 메모리에 격납한 제어 프로그램에 따라 CPU나 그 주변기기가 동작함으로써 의류 건조기(100)의 각부를 제어하고 의류의 건조를 한다.
구체적으로, 제어 수단(6)은 상기 검지 수단(9)으로부터의 검출 신호를 취득하여 그들이 나타내는 냉매 압력에 의해서 유량 제어 밸브(58)를 제어하고, 서브 회로(5c) 즉 제 2 증발기(56b)에 유입되는 냉매 유량을 제어한다.
이하, 의류 건조기(100)의 제어 방법에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
우선, 통상 운전 시에서의 냉매 흐름을 도 31에 나타낸다. 도면 중 화살표가 냉매 흐름을 나타낸다. 통상 운전 시에는 유량 제어 밸브(58)가 닫혀 있고, 서브 회로(5c)에는 냉매가 흐르지 않는 상태가 된다. 히트 펌프 회로(5)는 압축기(53)로 고온 고압으로 압축된 냉매가 응축기(54)로 흡기 공기와 열 교환하여 흡기 공기가 가열된다. 다음으로 감압기(55)로 저온 저압이 된 냉매는 제 1 증발기(56a)로 드럼(2)으로부터의 배기 공기와 열 교환하여 배기 공기의 열 회수를 하고 압축기(53)로 돌아온다. 이 히트 펌프 회로(5)에 의해 종래에는 외부로 배열 되던 열을 회수하여 가열로 재이용할 수 있다.
다음으로 바깥 공기 온도가 낮은 저온 조건에서 통상적으로 운전하면 도 32a에 도시한 바와 같이 냉매 압력이 저하된다. 이 냉매 압력의 저하에 따라 냉매 온도도 저하된다. 따라서, 압축기(53)의 흡입 냉매 압력도 낮아진다. 이때 검지 수단(9)이 일정치 이하의 냉매 압력을 검지하면, 제어 수단(6)이 유량 제어 밸브(58)를 제어하여 개방시킨다. 도 30에 도시한 바와 같이 유량 제어 밸브(58)가 개방되면, 밸브 개도에 의해서 분배되는 저온 저압 냉매가 제 2 증발기(56b)에 유입된다. 그렇게 되면 히트 펌프 회로(5) 내의 냉매 온도가 상승하고, 그에 따라 냉매 압력이 상승한다. 따라서, 도 32b에 도시한 바와 같이 냉매 압력이 상승하고 가열 후의 냉매의 엔탈피가 커진다. 이처럼 의류 건조기(100)의 각부를 제어함으로써 히트 펌프 회로(5) 내의 냉매 온도를 상승시킬 수 있다.
또한, 검지 수단(9)에서 냉매 압력을 검지하는 대신에 검지 수단(9)이 냉매 온도를 검지하여 검지한 냉매 온도에 의해서 제어 수단(6)이 유량 제어 밸브(58)를 제어하는 방법으로도 히트 펌프 회로(5)에서의 냉매 온도를 제어할 수 있다.
이처럼 구성한 제 4 실시예에 의한 의류 건조기(100)에 의하면 서브 회로(5c)의 제 2 증발기(56b)를 흡기 유로(3)에 마련함으로 제 2 증발기(56b)가 가열된 흡기 공기와 열 교환하여 제 2 증발기(56b)가 흡열함으로써, 히트 펌프 회로(5) 내에서의 냉매 전체 온도를 높일 수 있다. 따라서, 증발기 용량 증대 또는 압축기 용량 저감을 하지 않고 혹은 용량 가변형의 압축기를 사용하지 않고 히트 펌프 회로(5)에서의 냉매의 저온 및 저압 상태에서의 제 1 증발기(56a) 착상을 방지할 수 있다. 또한, 히트 펌프 회로(5) 내에서의 냉매 전체 온도를 높이는 것으로써 제 1 증발기(56a)의 온도가 상승하고 외부에 배기 되는 공기 온도도 상승한다. 따라서 배기 유로(4, 예를 들면 배기 덕트 표면)의 결로를 저감할 수 있다.
<제 5 실시예>
제 5 실시예에서의 의류 건조기(100)는 도 33에 도시한 바와 같이 제 2 증발기(56b)가 설치되고, 메인 회로(5a)에서의 감압기(55)와 제 1 증발기(56a) 사이에서 분기되고 이 분기점과 제 1 증발기(56a) 사이로 합류하는 서브 회로(5c)를 가지며, 히트 펌프 회로(5)에서의 상기 분기점에 메인 회로(5a)로부터 서브 회로(5c)를 분기시키는 회로 전환 장치(60)가 설치된다. 통상 운전 시에 있어서는 회로 전환 장치(60)의 서브 회로(5c)측 출구는 닫히고 히트 펌프 회로(5) 내의 냉매 온도 또는 냉매 압력이 일정치 이하가 될 경우는 회로 전환 장치(60)의 서브 회로(5c) 측을 개방하여 히트 펌프 회로(5) 내의 냉매를 가열한다. 다른 구성은 제 4 실시예와 동일하고 상세한 설명은 제 4 실시예의 것을 원용한다. 또한 도 33에 부여한 부호가 도 24와 동일한 것은 제 4 실시예와 동일한 구성임을 나타낸다.
이처럼 구성한 제 3 실시예에 의한 의류 건조기(100)는 히트 펌프 회로(5)에서의 분기점에 메인 회로(5a)로부터 서브 회로(5c)를 분기시키는 회로 전환 장치(60)가 설치됨으로써 통상 시에서의 응축기(54) 방열 능력을 저해하는 일 없이 히트 펌프 회로(5) 내의 냉매 온도 및 냉매 압력에 따라서 냉매의 가열을 할 수 있다.
<그 외의 변형 실시예>
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않는다. 예를 들면 도 34에 도시한 바와 같이 유량 제어 밸브(58)를 구비하지 않고 압축기(53), 응축기(54), 감압기(55), 제 2 증발기(56b), 제 1 증발기(56a)의 순서로 직렬로 연결했을 경우에서도 히트 펌프 회로(5)에서의 냉매 온도를 상승시킬 수 있고 냉매 저온 및 저압을 방지함과 동시에 냉매 온도의 저하에 의한 증발기의 동결을 방지할 수 있다.
또한, 유량 제어 밸브(58)가 서브 회로(5c)에 있어서 제 2 증발기(56b) 하류 측에 배치되어도 좋고, 이같이 구성하더라도 히트 펌프 회로(5)의 냉매 온도 및 냉매 압력을 조절할 수 있다.
또한, 제 2 증발기(56b)는 흡기 유로(3)에 있어서 반드시 응축기(54) 하류 측에 배치할 필요는 없고, 예를 들면 제 2 증발기(56b)와 응축기(54)를 병렬로 설치해도 좋다.
또한, 응축기(54)와 제 2 증발기(56b)를 일체화함으로써 의류 건조기(100)에 있어서 공간 절약화 및 비용 절약화가 가능하게 된다.
또한, 흡기 유로(3)에서의 응축기(54) 하류 측에 보조적으로 공기를 가열하기 위한 보조 히터를 설치하는 것도 좋다. 또한, 보조 히터를 설치할 경우, 제 2 증발기(56b)는 이 보조 히터의 상류 측, 하류 측의 어느 쪽으로 설치해도 좋다.
그 밖에 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며 그 취지를 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지 변형이 가능하다.
<제 6 실시예>
상기 제 2 실시예의 구성(도 24)과 제 4 실시예의 구성(도 30)을 조합하여 도 35에 도시한 의류 건조기를 구성할 수도 있다.
즉 메인 회로(5a)에 추가하여 제 2 실시예의 서브 회로(5b)와 제 4 실시예의 서브 회로(5c)를 양쪽 모두 설치할 수도 있다. 이에 의해 히트 펌프 회로(5)에서의 냉매 고온 및 고압 시에는 제 2 실시예에서 설명한 것과 같이 서브 회로(5b)의 유량 제어 밸브(58)를 열어서 냉매를 제 2 응축기(54b)에도 흘림으로써 냉매 고온 및 고압 상태를 방지함과 동시에, 히트 펌프 회로(5)에서의 냉매 저온 및 저압 시에는 제 4 실시예에서 설명한 것과 같이 서브 회로(5c)의 유량 제어 밸브(58)를 열어서 냉매를 제 2 증발기(56b)에도 흘림으로써 냉매 저온 및 저압 상태에서의 제 1 증발기(56a) 착상을 방지할 수 있다.
또한, 상기와 마찬가지로 상기 제 3 실시예의 구성(도 27)과 제 5 실시예의 구성(도 33)을 조합하는 할 수도 있다.
2 : 드럼
3 : 흡기 유로
4 : 배기 유로
5 : 히트 펌프 회로
5a : 메인 회로
5b : 서브 회로
5c : 서브 회로
6 : 제어 수단
7 : 히터
8 : 검지 수단
9 : 검지 수단
10 : 송풍기
53 : 압축기
54 : 응축기
54a : 제 1 응축기
54b : 제 2 응축기
55 : 감압기
56 : 증발기
56a : 제 1 증발기
56b : 제 2 증발기
58 : 유량 제어 밸브
58 : 냉매 유량 조정 장치
59 : 역지 밸브
60 : 회로 전환 장치
100 : 의류 건조기
101 : 건조실
102 : 흡기 통로
103 : 배기 통로
104 : 송풍기
105 : 히터
106 : 필터
107 : 유속 센서
107a : 핫 서미스터
107b : 온도 보상용 서미스터
107c : 지주
107d : 보호 링
108 : 검출부
109 : 표시 경고부
121 : 제 1 응축기
122 : 배기측 열 교환기
122a : 증발기
122b : 제 2 응축기
123 : 압축기
124 : 냉매 압력 센서
125 : 감압 장치
126 : 유량 조정 장치
127 : 역지 밸브
128 : 제어부
131 : 냉매 유입부
132 : 냉매 배관
133 : 냉매 배관 연결부
134 : 냉매 배관 연결부
135 : 냉매 배관
136 : 냉매 배출부
137 : 핀
141 : 냉매 유입부
142 : 냉매 배관
143 : 냉매 배출부
209 : 배기 덕트
251 : 풍속계
253 : 센서부
253a : 서미스터
255 : 정류부
255a : 테두리 부
257 : 기초부
259 : 슬릿
261 : 가이드 면
3 : 흡기 유로
4 : 배기 유로
5 : 히트 펌프 회로
5a : 메인 회로
5b : 서브 회로
5c : 서브 회로
6 : 제어 수단
7 : 히터
8 : 검지 수단
9 : 검지 수단
10 : 송풍기
53 : 압축기
54 : 응축기
54a : 제 1 응축기
54b : 제 2 응축기
55 : 감압기
56 : 증발기
56a : 제 1 증발기
56b : 제 2 증발기
58 : 유량 제어 밸브
58 : 냉매 유량 조정 장치
59 : 역지 밸브
60 : 회로 전환 장치
100 : 의류 건조기
101 : 건조실
102 : 흡기 통로
103 : 배기 통로
104 : 송풍기
105 : 히터
106 : 필터
107 : 유속 센서
107a : 핫 서미스터
107b : 온도 보상용 서미스터
107c : 지주
107d : 보호 링
108 : 검출부
109 : 표시 경고부
121 : 제 1 응축기
122 : 배기측 열 교환기
122a : 증발기
122b : 제 2 응축기
123 : 압축기
124 : 냉매 압력 센서
125 : 감압 장치
126 : 유량 조정 장치
127 : 역지 밸브
128 : 제어부
131 : 냉매 유입부
132 : 냉매 배관
133 : 냉매 배관 연결부
134 : 냉매 배관 연결부
135 : 냉매 배관
136 : 냉매 배출부
137 : 핀
141 : 냉매 유입부
142 : 냉매 배관
143 : 냉매 배출부
209 : 배기 덕트
251 : 풍속계
253 : 센서부
253a : 서미스터
255 : 정류부
255a : 테두리 부
257 : 기초부
259 : 슬릿
261 : 가이드 면
Claims (20)
- 드럼에 공기를 흡기하는 흡기 유로;
상기 드럼의 공기를 배기하는 배기 유로;
상기 흡기 유로 및 상기 배기 유로 중 적어도 하나에 마련되는 열 교환기와, 냉매 배관을 포함하는 히트 펌프 회로; 및
상기 냉매 배관에 평행하게 마련되는 핫 서미스터 및 온도 보상용 서미스터를 포함하고, 상기 열 교환기의 하류 측에 마련되어 공기의 유속을 감지하는 유속 센서;
를 포함하는 의류 건조기. - 제1항에 있어서,
상기 핫 서미스터와 상기 온도 보상용 서미스터는 높이 위치 오차(T)가 상기 냉매 배관의 피치(A)의 1/2 이하가 되도록 마련되는 의류 건조기. - 제1항에 있어서,
상기 검출된 공기의 유속에 기초하여 필터의 막힘 여부를 검출하는 검출부;
를 더 포함하는 의류 건조기. - 제1항에 있어서,
상기 유속 센서는 원통형의 정류부와, 상기 정류부의 내측으로 돌출되는 센서부와, 상기 정류부를 분단시키도록 상기 정류부에 공기 흐름 방향을 따라 형성된 슬릿을 포함하는 의류 건조기. - 제4항에 있어서,
상기 유속 센서는 상기 정류부 및 상기 센서부를 지지하고, 상기 슬릿과 대향하는 위치에 형성되는 기초부를 더 포함하는 의류 건조기. - 제5항에 있어서,
상기 정류부의 풍상 측 테두리는 상기 기초부로부터 상기 슬릿을 향해 풍하 측으로 경사를 가지는 의류 건조기. - 제5항에 있어서,
상기 센서부는 상기 기초부에 접한 부분에서부터 돌출 단부를 향해 풍하 측으로 경사를 가지는 의류 건조기. - 제4항에 있어서,
상기 슬릿의 폭은 풍상 측으로부터 풍하 측을 향해 점차 좁아지는 의류 건조기. - 제5항에 있어서,
상기 기초부는 상기 기초부의 풍상 측에 장착 부분으로부터 상기 정류부를 향해 풍하 측으로 경사를 가지는 가이드면을 포함하는 의류 건조기. - 제1항에 있어서,
상기 히트 펌프 회로는 압축기 및 감압기를 더 포함하고,
상기 열 교환기는 상기 흡기 유로에 마련되는 제 1 응축기와, 상기 배기 유로에 마련되는 제 2 응축기 및 증발기를 포함하는 의류 건조기. - 제10항에 있어서,
상기 히트 펌프 회로는 상기 압축기, 상기 제 1 응축기, 상기 감압기 및 상기 증발기 순으로 직렬로 연결되는 메인 회로와, 상기 제 1 응축기와 병렬로 연결되는 제 2 응축기를 포함하는 서브 회로를 포함하는 의류 건조기. - 제11항에 있어서,
상기 서브 회로는 상기 메인 회로에서 상기 제 1 응축기와 상기 압축기 사이에서 분기되어 상기 제 2 응축기가 마련되고, 상기 제 1 응축기와 상기 감압기 사이로 합류되고,
상기 서브 회로는 상기 제 2 응축기의 상류 측에 마련되는 냉매 유량 조정 장치를 더 포함하는 의류 건조기. - 제11항에 있어서,
상기 서브 회로는 상기 메인 회로에서 상기 제 1 응축기와 상기 감압기 사이에서 분기되어 상기 제 2 응축기가 마련되고, 분기점과 상기 감압기 사이로 합류되고,
상기 서브 회로는 분기점에 마련되어, 상기 메인 회로로부터 상기 서브 회로를 분기시키는 회로 전환 장치를 더 포함하는 의류 건조기. - 제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 감압기와 상기 압축기 사이의 냉매의 압력 및 온도를 검지하는 검지 수단; 및
상기 검지한 냉매의 압력 및 온도가 일정치 이상인 경우에 상기 냉매 유량 조정 장치 및 상기 회로 전환 장치 중 적어도 하나를 제어하여 상기 제 2 응축기에 유입되는 냉매량을 증가시키는 제어 수단;
을 더 포함하는 의류 건조기. - 제1항에 있어서,
상기 히트 펌프 회로는 압축기 및 감압기를 더 포함하고,
상기 열 교환기는 상기 배기 유로에 마련되는 제 1 증발기와, 상기 흡기 유로에 마련되는 제 2 증발기 및 응축기를 포함하는 의류 건조기. - 제15항에 있어서,
상기 히트 펌프 회로는 상기 압축기, 상기 응축기, 상기 감압기 및 상기 제 1 증발기 순으로 직렬로 연결되는 메인 회로와, 상기 제 1 증발기와 병렬로 연결되는 제 2 증발기를 포함하는 서브 회로를 포함하는 의류 건조기. - 제16항에 있어서,
상기 서브 회로는 상기 메인 회로에서 상기 제 1 증발기와 상기 압축기 사이에서 분기되어 상기 제 2 증발기가 마련되고, 상기 제 1 증발기와 상기 감압기 사이로 합류되고,
상기 서브 회로는 상기 제 2 증발기의 상류 측에 마련되는 냉매 유량 조정 장치를 더 포함하는 의류 건조기. - 제16항에 있어서,
상기 서브 회로는 상기 메인 회로에서 상기 제 1 증발기와 상기 감압기 사이에서 분기되어 상기 제 2 증발기가 마련되고, 분기점과 상기 감압기 사이로 합류되고,
상기 서브 회로는 분기점에 마련되어, 상기 메인 회로로부터 상기 서브 회로를 분기시키는 회로 전환 장치를 더 포함하는 의류 건조기. - 제17항 또는 제18항에 있어서,
상기 압축기의 하류 측 냉매의 압력 및 온도를 검지하는 검지 수단; 및
상기 검지한 냉매의 압력 및 온도가 일정치 이하인 경우에 상기 냉매 유량 조정 장치 및 상기 회로 전환 장치 중 적어도 하나를 제어하여 상기 제 2 증발기에 유입되는 냉매량을 증가시키는 제어 수단;
을 더 포함하는 의류 건조기. - 제1항에 있어서,
상기 히트 펌프 회로는 압축기 및 감압기를 더 포함하고,
상기 열 교환기는 상기 흡기 유로에 마련되는 제 1 응축기 및 제 2 증발기와, 상기 배기 유로에 마련되는 제 2 응축기 및 제 1 증발기를 포함하는 의류 건조기.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14/307,785 US9879372B2 (en) | 2013-06-18 | 2014-06-18 | Clothes dryer |
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013127658 | 2013-06-18 | ||
| JP2013127674 | 2013-06-18 | ||
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