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[국내논문] 세탁기 드럼 내부의 습기 방출 메커니즘에 대한 수치 연구
Numerical Study on the Discharge of Humidity in the Drum of a Washing Machine 원문보기

한국생산제조시스템학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers, v.25 no.1, 2016년, pp.54 - 61  

정충효 (Samsung Electronics Co., Ltd.) ,  손덕영 (Department of Mechanical Engineering, Ajou University) ,  라선욱 (Samsung Electronics Co., Ltd.) ,  최윤호 (Department of Mechanical Engineering, Ajou University)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Washing machine manufacturers typically advise consumers to maintain the relative humidity in the drum less than 80% for three days after the termination of a washing cycle in order to prevent bacteria proliferation. A vent installed in the back of a washing machine is used to release moisture to sa...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 세탁기는 사용 후 72시간이 지난 후에 드럼 내부의 상대습도가 80% 이하를 유지할 수 있어야 세균 번식을 줄일 수가 있다. 본 연구에서는 이 점을 확인하기 위하여 여러 메이커의 제품들에 대한 벤치마킹을 실시하였다. 또한 드럼 내부의 습기가 외부로 방출하는 메커니즘을 이해하기 위하여 실험과 수치계산을 병행하여 비교하였다.
  • 세탁기 사용 직후에 드럼 내부의 상대습도를 알기 위하여 실험을 먼저 수행한다. 실험은 여러 메이커의 세 가지 모델에 대하여 동시에 실시하며, 이를 통해 습도 방출의 이론적인 메커니즘을 정립하는데 필요한 기초 데이터로 활용하고자 한다. Fig.
  • 이와 같은 실험을 통하여 습도 방출의 메커니즘을 이해하고, 이를 토대로 실제 제품에 적용할 수 있는 적합한 수치해석 방법과 이론적 설명을 도출하고자 한다[4,5]. 이러한 과정을 통하여 세탁기 드럼 내부 습도를 효과적으로 줄일 수 있는 개선 방안을 마련할 수 있는 토대를 구축하고자 한다.
  • 본 연구에서는 먼저 이를 확인하기 위하여 다양한 메이커의 제품을 대상으로 습도를 측정한다. 이와 같은 실험을 통하여 습도 방출의 메커니즘을 이해하고, 이를 토대로 실제 제품에 적용할 수 있는 적합한 수치해석 방법과 이론적 설명을 도출하고자 한다[4,5]. 이러한 과정을 통하여 세탁기 드럼 내부 습도를 효과적으로 줄일 수 있는 개선 방안을 마련할 수 있는 토대를 구축하고자 한다.

가설 설정

  • 3%, 그리고 벤트의 경계면의 습도는 41%로 한다. 드럼 내ㆍ외의 상대 습도를 알고, 드럼 내에서 완전 혼합이 이루어지는 것을 가정한다면 아래의 식으로 유속을 구할수 있다.
  • 12와 같이 드럼 상부로 이동시켰다. 이와 같이 드럼 상부에 벤트를 배치하는 것은 세제 주입구를 세탁기 측면에서 상부로 이동시키는 것을 가정한 해석 모델이다. 그리고 바스켓의 개구율은 실제와 동일하게 3%로 하고, 드럼 내부의 습도는 89.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
세탁기 사용 중에 드럼 내부의 상태는 어떠한가? 이때 드럼 내부에는 물기가 남아 있게 되고, 동시에 배수펌프에도 여분의 물이 남아 있게 된다. 한편, 세탁기 사용 중에 드럼 내부는 외부보다 상대적으로 습도가 높으며, 드럼에서 세탁물을 빼낸 후에도 여전히 내부의 습도는 높게 유지된다. 뿐만 아니라 세탁기 드럼에 남아 있는 물기가 공기 중으로 증발하여 상대습도를 더욱 높게 한다.
벤트는 어떤 기능을 하는가? 서두에서 언급한 바와 같이 밀폐된 공간에서 이 수치를 만족하는 것은 현실적으로 불가능하므로 이를 극복하기 위하여 세탁기 뒤쪽에 의도적으로 벤트(vent)를 설치하여 사용하고 있다. 이와 같은 벤트는 내부의 습도를 외부로 방출하는데 매우 유용한 수단이라고 할 수 있다. 현재 메이커에서는 벤트를 설치할 때 그 역할과 물리적 현상이 규명되지 않은 채 실험에 의존하여 설계를 진행하고 있다.
세탁 종료 직후의 드럼 내부의 높은 습도는 어떤 문제를 야기하는가? 이러한 이유로 인해서 세탁 종료 직후의 드럼 내부의 상대 습도는 90%를 상회한다. 이처럼 밀폐된 공간에서 장시간 동안 상대 습도가 높게 유지되면, 세균이 번식하는데 좋은 환경이 된다. 더욱이 집안의 온도가 적절하게 유지되면 세균이 번식하는데 최적의 환경이 조성된다. 세균은 드럼 벽면에 부착되어 있는 세탁물의 찌꺼기를 영양분 삼아 번식하게 되며, 대량으로 번식한 세균은 쾌쾌한 냄새를 풍기게 하는 요인이 되기도 한다. 드럼에서 검출되는 세균으로는 대장균과 바실러스균, 방선균 등이 있다. 이러한 세균들은 세탁물을 통해서 언제든지 인체로 옮겨갈 수 있으며, 이러한 경로를 통하여 어린이나 면역력이 약한 환자가 감염될 수 있다.
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참고문헌 (7)

  1. Kim, J. Y., Noh, K. C., Oh, M. D., 2002, Study on the Performance Evaluation of the Air-tightened Exhibition Case in the Museum, Korean Journal of Air-conditioning and Refrigeration Engineering, 14:2 184-190. 

  2. Kim, J. Y., Oh, M. D., 2003, Analysis of Dynamic Humidity Control Characteristics of Museum Showcase with Adsorption Material, Korean Journal of Air-conditioning and Refrigeration Engineering, 15:12 1070-1077. 

  3. Lee, K. S., Lim, K. O., Ahn, K. H., Jung, Y. S., 2001, Analysis of Temperature and Humidity Distribution in a Dry Room, Korean Journal of Air-conditioning and Refrigeration Engineering, 13:6 524-532. 

  4. Ji, M. K., Bae, C. W., Chin, J. H., Jeong, H. M., Chu, M. S., Chung, H. S., 2000, Numerical Analysis for Temperature and Humidity in Bed Mattress, Proceeding of the Summer Conference on Society of Air-conditioning and Refrigerating Engineers of Korea, 56-61. 

  5. Kim, T., 2001, Indoor Cooling/Heating Load Analysis Based on Coupled Simulation of Convection, Radiation, and HVAC System Control for Attaining a Given PMV Value, Proceeding of the Spring Conference on Architectural Institute of Korea, 21:1 673-677. 

  6. ANSYS, 2011, ANSYS FLUENT 13.0 - User's Guide, ANSYS, Inc. 

  7. The Japan Society of Mechanical Engineers, 1997, JSME Data Book: Thermophysical Properties of Fluids, The Japan Society of Mechanical Engineers, Tokyo, 162. 

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