KR100482304B1 - 정수 자동판매기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정수 자동판매기에 관한 것으로서, 수돗물과 같은 공급수를 역삼투압 시스템을 통해 정수하고, 이를 구매자의 정수기용 용기에 담아 판매하는 자동판매기에 관한 것이다.

본 발명의 정수 자동판매기는,

원수가 배관, 원수펌프(20)를 통해 공급되며, 순차적으로 마이크로 필터(21), 카본 필터(22), R/O 유니트(23), 자외선 살균기(24), 후처리 카본 필터(25)를 통해 정수가 이루어지고, 통상적인 정수기용(생수) 용기(11)에 정수를 충수하여 판매하는 정수 자동판매기에 있어서,

상기 용기(11)를 삽입받아 그 내부를 정수된 물로 충수하는 용기 도어부(12)와;

상기 용기(11)의 뚜껑(15)을 삽입받아 자외선 살균기(14b)로 살균하는 뚜껑 도어부(14)와;

사용법, 투입 금전 액수, 제품광고, 충수 상태와 같은 정보가 프로그램에 따라 디스플레이되고, 고객의 금전을 투입받는 디스플레이부(16)와;

보관되어 있던 소정 개수의 정수 페트병이 구매에 따라 제공되는 정수 페트병 인출구(18); 를 구비한다.

Description

정수 자동판매기{Automatic water vending machine}

본 발명은 정수 자동판매기에 관한 것으로서, 수돗물과 같은 공급수를 역삼투압 시스템을 통해 정수하고, 이를 구매자의 정수기용 용기에 담아 판매하는 자동판매기에 관한 것이다.

최근 들어, 생활수준의 향상 등으로 인하여, 정수기의 사용이 일반화되었다.

이러한 정수기의 사용에 있어서, 정수된 물을 담은 용기(물통)는 사용 완료에 따라 빈번히 교체되어야 하며, 지금까지 정수 판매자가 상기 용기를 인력에 의해 일정 주기로 교체하여 주는 서비스를 제공해 왔다.

따라서, 정수 판매자측의 배달없이는 필요시점에 실시간적으로 정수를 확보할 수 없어서, 정수기를 사용하지 못하는 등, 다소간의 불편함이 존재하였다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 영업장, 수퍼마켓, 주유소, 식당앞, 사람이 많이 모이는 거리, 아파트 단지 등에 설치되어, 고객이 필요시점에 금전을 투입하여, 그리고 빈 정수기용 용기를 가져 와, 정수된 물을 주입하여 구매할 수 있도록 하는 정수 자동판매기를 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 고객의 정수기용 용기에 정수된 물을 충수하기 전에, 용기와 용기 뚜껑을 우선 세척 또는 살균하는 정수 자동판매기를 제공하고, 나아가 판매용 정수 페트병을 냉각하여 보관하고 있다가 동시에 이를 판매하는 정수 자동판매기를 제공하며, 더욱 나아가 용기를 삽입하는 도어부분이 자동으로 설계되어 있어서 고객의 사용시 수동 개폐가 필요없는 정수 자동판매기를 제공하고, 더더욱 나아가 제품광고 및 자판기 특성을 소개하는 액정화면을 가진 정수 자동판매기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 기존 역삼투압 정수 시스템의 고질적인 문제인 TDS 크립 현상을 해결하고, 인 라인 펌프를 채용하여 소음이 적으며, 다중 역삼투 멤브레인을 채택하여 대용량 생산 및 주입 시간이 단축되는 정수 자동판매기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 첨부된 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 정수 자동판매기는,

원수가 배관, 원수펌프(20)를 통해 공급되며, 순차적으로 마이크로 필터(21), 카본 필터(22), R/O 유니트(23), 자외선 살균기(24), 후처리 카본 필터(25)를 통해 정수가 이루어지고, 통상적인 정수기용 용기(11)에 정수를 충수하여 판매하는 정수 자동판매기에 있어서,

상기 용기(11)를 삽입받아 그 내부를 정수된 물로 충수하는 용기 도어부(12)와;

상기 용기(11)의 뚜껑(15)을 삽입받아 자외선 살균기(14b)로 살균하는 뚜껑 도어부(14)와;

사용법, 투입 금전 액수, 제품광고, 충수 상태와 같은 정보가 프로그램에 따라 디스플레이되고, 고객의 금전을 투입받는 디스플레이부(16)와;

보관되어 있던 소정 개수의 정수 페트병이 구매에 따라 제공되는 정수 페트병 인출구(18); 를 구비한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정수 자동판매기의 외관 정면도(a)와 후면도(b)이다.

도 1a를 참조하면, 정면에는 고객의 정수기용 용기(bottle)(11)를 삽입받아 상기 용기(11)를 정수된 물로 충수하는 용기 도어부(12)와, 상기 고객의 정수기용 용기(11)의 뚜껑(cap)(15)을 삽입받아 이를 자외선 살균기(U.V Sterilizer)(14b)로 살균하는 뚜껑 도어부(14)와, 자동판매기의 사용법, 그 특성, 제품광고 등이 입력된 프로그램에 따라 디스플레이되고, 고객의 금전을 투입받는 디스플레이부(16)와, 보관되어 있던 소정 개수의 정수 페트병(PET bottle)이 고객의 구매에 따라 제공되는 정수 페트병 인출구(18)가 구비되어 있다.

상기 용기 도어부(12)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 도어 윈도우(door window)(12a)가 파워 윈도우 모터(power window motor)(12b)에 의해 모터 와이어 레일(motor wire rail)(12c)을 통해 상하로 움직이며, 상기 도어 윈도우(12a)의 상하구동을 감지하는 상하 감지센서(12d, 12e)가 각각 필요 위치에 장착되어 있다.

이와 같은 구성에 의해, 도어 윈도우(12a)는 고객의 금전 투입시 자동으로 열리게 되고, 고객이 용기 도어부(12)내에 용기(11)를 넣으면 센서(미도시)가 감지하여 자동으로 닫히며, 상기 용기(11)내에 정수의 충수가 완료되면 자동으로 열려서, 최종적으로 고객이 용기(11)를 회수하면 다시 센서가 감지하여 도어 윈도우(12a)가 닫히도록, 자동 도어가 실현된다.

그리고, 상기 용기 도어부(12)는 도 3a 및 3b에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 용기(11)가 삽입되면, 정수 충수전에, 혹시 있을지 모를 용기(11) 내부의 세균, 각종 박테리아를 자동 살균하기 위하여, 장착된 오존 발생기(27)를 통해 발생된 오존을 R/O(Reverse Osmosis) 유니트(23)를 통과한 생산수(정수) 라인에 연결시켜 고압으로 용기 내부에 분사하여(도면부호 "12f" : "오존 살균수 분사구"를 통해) 살균하도록 되어 있다.

도시된 바와 같이, 바람직하게 살균용 오존이 가미된 생산수는 용기 도어부(12)의 하부에 위치한 이젝터(ejector)인 오존 살균수 배출구(12f)를 통해 분사되고, 정수된 물은 상기 용기 도어부(12)의 상부에 설치된 배관을 통해 제공되어 충수가 이루어지므로, 고객에 의해 용기(11)가 상기 용기 도어부(12)내에 삽입 장착되면, 상기 용기(11)는 용기 그립퍼(gripper)(12h)에 의해 고정된 후 상기 용기 그립퍼(12h)를 180˚ 회전시키는 용기 회전용 모터(12g)의 작동에 의해 180°자동회전되어 그 용기 입구가 오존 살균수 배출구(12f)에 일치되도록 위치된다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 정수의 충수가 이루어지기 전에 우선 용기 내부를 살균하게 되며, 살균 과정이 완료되면, 역으로 상기 용기(11)는 180°역회전되어 그 용기 입구가 상부의 정수 배관에 일치되도록 위치된다.

본 발명에 따른 용기(11)는 일반적인 정수기용으로 사용되는 1gal, 3gal용 용기이며, 바람직하게 5gal 이하의 것이 모두 사용될 수 있으며, 이와 같이 서로 다른 사이즈의 용기가 모두 삽입 장착될 수 있도록 상기 용기 그립퍼(12h)는 도 3a에 도시된 바와 같이 그 하부가 2단 플레이트로 구성되어 있으며, 상단 플레이트가 용기(11)의 사이즈에 따른 무게에 따라 하단 플레이트측으로 적절히 상하 이동되도록 되어 있다.

상기 뚜껑 도어부(14)는 도 4(a는 정면도, b는 측단면도)에 도시된 바와 같이, 수동으로 개폐되는 룸 도어(room door)(14a)가 설치되어 있고, 고객에 의해 용기(11)의 뚜껑(15)이 그 공간내에 삽입되며, 삽입된 상기 뚜껑(15)은 하부에 설치된 자외선 살균기(U.V Sterilizer)(14b)를 통해 살균되도록 되어 있다.

부언하면, 상술한 바와 같은 용기 살균만으로는 세균 등으로부터 안전성을 확보할 수 없으므로, 뚜껑(15) 내부에 잔존하는 세균 및 박테리아를 살균하기 위한 구성으로, 상기 뚜껑 도어부(14)의 케이스 하부에 설치된 자외선 살균기(14b)를 통해 자외선으로 뚜껑 살균이 이루어지도록 되어 있다.

상기 디스플레이부(16)는 도 2에 도시된 바와 같이, 자동판매기의 사용법, 제품광고, 투입 금전 액수, 충수 상태 등이 디스플레이되는 액정화면(16a)과, 상기 액정화면(16b)과 더불어 음성으로 정보를 제공하는 스피커(16b)와, 고객이 금전을 삽입하기 위한 동전 삽입구(16c), 지폐 삽입구(16d), 카드 삽입구(16e)를 포함한다.

상기 액정화면(16a)은 바람직하게 15˝ TFT LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)일 수 있다.

다음으로, 상기 정수 페트병 인출구(18)를 통해서는 미리 정수가 담겨진 페트병이 자동판매기(10)내에 냉각되어 담겨 있다가 고객의 구매에 따라 제공되는 인출구로서, 본 발명에 따른 자동판매기(10) 내에는 판매용 정수 페트병들을 소정 개수 저장할 수 있는 공간이 마련되어 있고, 또한 상기 보관중인 페트병들을 소정의 온도로 냉각시키는 냉각장치가 부설되어 있으며, 이와 같은 페트병 자판기 역할은 종래의 일반적인 캔음료수 자판기와 동일하게 구현될 수 있다.

바람직하게, 상기 페트병은 350㎖, 500㎖의 것일 수 있으며, 50개 정도 내장이 가능할 수 있다.

도 1b에 도시된 본 발명에 따른 정수 자동판매기의 후면도를 살펴 보면, 그 우측 하방에 수돗물과 같은 원수의 인입구(20a)와, 컨센츄레이트 워터(concentrate water) 인출구(20b) 및 드레인 워터(drain water) 인출구(20c) 등이 구비되어 있으며, 미도시하였으나 전원공급장치가 구비되어 있다.

도 5는 본 발명에 따른 정수 자동판매기에 적용되는 정수 및 용기 살균 시스템도이다.

이를 참조하면, 도면의 좌측으로부터 원수가 배관, 원수펌프(20)를 통해 공급되며, 일차적으로 마이크로 필터(micro filter)(21)를 통해 원수중에 존재하는 이물질, 탁도, 부유물질 등이 제거되며, 다음으로, 카본 필터(carbon filter)(22)를 통해 원수중에 존재하는 유기물, 냄새, 맛, 잔류염소가 제거되고, 그 다음, R/O 유니트(Reverse Osmosis Unit)(23)를 통과하면서 전처리된 원수중에 잔류하는 이온성 물질, 탁도, 박테리아 등이 대부분 제거되며, 다음으로, 자외선 살균기(24)를 통해 처리수에 존재하는 미생물, 박테리아, 일반세균이 완벽히 살균 처리되고, 그 다음, 후처리 카본 필터(25)를 통해서 처리수의 냄새가 완전히 제거되게 된다.

상기 후처리 카본 필터(25)를 거친 처리수는 용기(11)로의 충수에 사용되며, 오존 발생기(ozone generator)(27)에서 발생된 오존이 가미된 처리수는 분사되어 용기(11) 충수전의 용기 세척에 사용된 후, 배출된다.

그리고, 본 발명에 따르면, 종래 역삼투압(R/O) 시스템의 고질적인 문제였던 TDS 크립(creep) 현상(장기 대기후 사용시 초기 TDS가 상승하는 현상)을 해결하기 위한 방안이 강구되었다.

즉, 기존 R/O 시스템의 경우, 야간 등에 오랫동안(약 20∼30분) 사용하지 않았다가 사용하는 경우, TDS가 급격히 상승되는 현상이 발생하였는데, 그 이유는 R/O 유니트(23)의 멤브레인(membrane, 분리막)(23b)을 사이에 두고 원수(공급수)와 생산수(정수)간의 농도차이로 인한 삼투압이 발생하여 원수중의 고농도 이온들이 생산수로 이동하여 농도평형이 이루어지기 때문이다.

본 발명에서는 이러한 점을 해결하고자, 도 5에 도시한 바와 같이, 초기 가동시 생산된 생산수를 소정량 압력탱크(26)에 저장해 두고, 상기 압력탱크(26)의 전후에 자동밸브를 설치하여, 생산수 생산시 저장하고, 저장이 완료되어 일정 압력이 이루어지면, 밸브가 닫히도록 하여, 자동판매기가 소정 시간(예컨대, 30분) 이상 사용되지 않고 대기하는 경우(원수펌프의 가동여부를 타이머로 측정), 압력탱크(26)에 저장된 생산수를 R/O 유니트(23)의 멤브레인 하우징으로 보내, 하우징 및 멤브레인(23b)속에 들어 있던 원수를 배수시키면, 결국 멤브레인 내부는 생산수로만 채워져, TDS 크립 현상이 방지되도록 하였다.

상술한 R/O 유니트(23)는 도 6(a : 사시도, b : 단면도)을 통해 알 수 있는 바와 같이, 다수개(바람직하게는 3개)의 역삼투 멤브레인(23b)을 다중으로 하여, 정수 생산량을 확대시켜 저장조 없이도 분당 10리터 이상의 대용량 정수 생산이 가능하고, 주입 대기시간이 감소되도록 하였으며, 이로써 저장조 설치에 따른 2차 세균오염으로 인한 수질 악하 문제와 장시간 주입에 따른 고객의 불편함과 판매부진이 극복되도록 하였다.

그리고, 본 발명에 따른 R/O 유니트(23)에서는 기존 R/O 시스템에 있어서의 운전 압력이 높은 관계로 소음이 약 50∼70㏈ 정도로 높았던 문제점을 해결하기 위하여, 인 라인 펌프(in line pump)(23a)를 사용하여 약 15∼30㏈ 정도로 소음 및 진동 문제를 해결하였으며, 나아가, 인 라인 펌프(23a) 및 멤브레인(23b)이 장착된 베셀(vessel)간의 연결을 기존 방식처럼 파이프 배관으로 하지 않고, 도시된 바와 같이, 파이프리스(pipeless)형으로 하여, 더욱 소음과 진동을 줄이고, 간단, 견고하며, 단위별로 변경 및 확장이 가능하도록 구성하였다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 발명에 따르면, 고객이 필요시에 손쉽게 정수기용 용기를 충수할 수 있어, 종래와 같이 구지 정수 판매자의 배달 서비스를 이용하지 않고 자신이 직접 저렴한 가격으로 정수를 언제든지 구입할 수 있고, 구입시 현장에서 용기와 뚜껑이 세척되는 것을 확인할 수 있어 안전성에 만족할 수 있으며, 나아가 정수기 사용의 전반적인 확대 추세에 따른 충수 문제를 해결하여 다대한 편리성을 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 정수 자동판매기의 외형 정면도(a) 및 후면도(b),

도 2는 본 발명에 따른 정수 자동판매기에 있어서, 용기 도어부와 디스플레이부를 상세히 보여주는 도면,

도 3은 본 발명에 따른 정수 자동판매기의 용기 도어부에 있어서, 충수전 용기 살균이 이루어지는 것을 설명하기 위한 도면(a : 단면도, b : 정면도),

도 4는 본 발명에 따른 정수 자동판매기의 뚜껑 도어부를 상세히 보여주는 도면(a : 정면도, b : 측단면도),

도 5는 본 발명에 따른 정수 자동판매기에 적용되는 정수 및 용기 살균 시스템도,

도 6은 본 발명에 따른 정수 자동판매기의 R/O 유니트(Reverse Osmosis Unit)를 보여주는 사시도(a) 및 단면도(b)이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 정수 자동판매기 11 : 용기(bottle)

12 : 용기 도어부 12a : 도어 윈도우(door window)

12b : 파워 윈도우 모터(power window motor)

12c : 모터 와이어 레일(motor wire rail)

12d : 도어 윈도우 상부 감지센서 12e : 도어 윈도우 하부 감지센서

12f : 오존 살균수 분사구 12g : 용기 회전용 모터

12h : 용기 그립퍼(gripper) 14 : 뚜껑(cap) 도어부

14a : 룸 도어(room door)

14b : 자외선 살균기(U.V Sterilizer) 15 : 뚜껑(cap)

16 : 디스플레이부 16a : 액정화면

16b : 스피커(speaker) 16c : 동전 삽입구

16d : 지폐 삽입구 16e : 카드 삽입구

18 : 정수 페트병 인출구 20 : 원수 펌프

20a : 원수 인입구

20b : 컨센츄레이트 워터(concentrate water) 인출구

20c : 드레인 워터(drain water) 인출구

21 : 마이크로 필터(micro filter) 22 : 카본 필터(carbon filter)

23 : R/O 유니트(Reverse Osmosis Unit) 23a : 인 라인 펌프(in line pump)

23b : 역삼투 멤브레인(membrane, 분리막)

24 : 자외선 살균기 25 : 후처리 카본 필터

26 : 압력탱크 27 : 오존 발생기

Claims (8)

1. 원수펌프(20)를 통해 공급되는 원수를 마이크로 필터(21), 카본 필터(22), R/O 유니트(23), 자외선 살균기(24), 후처리 카본 필터(25)를 통해 정수하는 정수시스템과; 상기 정수시스템에 의한 정수를 용기(11)에 충수하는 용기 도어부(12)와; 사용법, 투입 금전 액수, 제품광고, 충수 상태와 같은 정보가 프로그램에 따라 디스플레이되고, 고객의 금전을 투입받는 디스플레이부(16);를 포함하여 구성된 정수 자동판매기에 있어서,

   상기 용기(11)의 뚜껑(15)을 삽입받아 자외선 살균기(14b)로 살균하는 뚜껑 도어부(14)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 정수 자동판매기.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 용기(11)는 5gal 이하의 것이 사용되며, 상기 용기 그립퍼(12h)는 사이즈가 다른 상기 용기(11)를 장착시킬 수 있도록, 그 하부가 2단 플레이트로 구성되어, 상단 플레이트가 상기 용기(11)의 장착에 따라 하단 플레이트측으로 상하 이동되는 것을 특징으로 하는 정수 자동판매기.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 용기 도어부(12)의 도어 윈도우(12a)가 파워 윈도우 모터(12b)에 의해 모터 와이어 레일(12c)을 통해 상하로 움직이며, 상기 도어 윈도우(12a)의 상하구동을 감지하는 상하 감지센서(12d, 12e)가 각각 장착되어 있으며,

   상기 도어 윈도우(12a)는 상기 디스플레이부(16)를 통한 고객의 금전 투입시 자동으로 열리고, 고객이 상기 용기 도어부(12)내에 상기 용기(11)를 넣으면 자동으로 닫히며, 상기 용기(11)내에 충수가 완료되면 자동으로 열려서, 최종적으로 고객이 상기 용기(11)를 회수하면 닫히도록 자동 도어를 실현하는 것을 특징으로 하는 정수 자동판매기.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,

   초기 가동시 상기 후처리 카본 필터(25)에서 생산된 생산수를 소정량 압력탱크(26)에 저장해 두고, 상기 압력탱크(26)의 전후에 자동밸브를 설치하여, 생산수 생산시 저장하고, 저장이 완료되어 일정 압력이 이루어지면, 밸브가 닫히도록 하여, 자동판매기가 소정 시간 이상 사용되지 않고 대기하는 경우, 상기 압력탱크(26)에 저장된 생산수를 상기 R/O 유니트(23)의 멤브레인 하우징으로 보내, 하우징 및 멤브레인(23b)속에 들어 있던 원수를 배수시키도록 하여, TDS 크립 현상을 방지하는 것을 특징으로 하는 정수 자동판매기.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 R/O 유니트(23)는 다수개의 역삼투 멤브레인(23b)을 다중으로 하여, 정수 생산량을 확대시키고, 주입 대기시간을 절감시키는 것을 특징으로 하는 정수 자동판매기.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 R/O 유니트(23)에는 소음 및 진동을 절감하기 위하여 인 라인 펌프(23a)를 사용하고, 상기 인 라인 펌프(23a) 및 다중 멤브레인(23b)이 장착된 베셀간의 연결을 파이프리스(pipeless)형으로 하는 것을 특징으로 하는 정수 자동판매기.