KR100966548B1 - 음료량 측정형 액상음료 배출기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음료량 측정형 액상음료 배출기에 관한 것으로서, 상기 음료량 측정형 액상음료 배출기는, 컵 받침부와, 개폐가능하게 장착되는 도어 및 조작버튼을 갖는 본체; 상기 본체 내부에 착탈가능하게 고정되고, 액상음료를 수용하는 액상음료 저장용기; 상기 액상음료 저장용기에 연결되어 액상음료량을 측정하여 출력하는 액상음료 양 측정부; 상기 본체 내부에 장착되고, 상기 조작버튼 가압시 구동되어 액상음료 저장용기로부터의 액상음료를 배출구를 통하여 상기 컵 받침부에 안착된 컵에 일정량씩 토출시키는 액상음료 배출수단; 및 상기 액상음료 양 측정부로부터 출력되는 액상음료량에 따라 정량의 액상음료가 투출될 수 있도록 상기 액상음료 배출수단을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음료량 측정형 액상음료 배출기이다.

본 발명에 따르면, 액상음료 저장용기와 배출구의 길이를 최소화하여 액상음료의 변질을 방지할 수 있으며, 별도의 펌프를 사용하지 아니하여 장치구성을 단순화하고 생산단가를 절감할 수 있다는 장점이 있다.

액상음료, 배출기, 자판기, 투출시간, 솔레노이드밸브

Description

음료량 측정형 액상음료 배출기{Dispensor of liquid beverage}

본 발명은 음료량 측정형 액상음료 배출기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 펌프를 이용하지 않고 자연압에 의하여 액상음료의 정량 투출이 가능한 액상음료 배출기에 관한 것이다.

종래 기술에 의한 액상음료 배출기는, 커피와 같은 액상음료를 이송시키는 플렉시블한 호스, 호스에 의해 형성되는 원호의 중심에 설치되고, 구동모터에 의해 회전되는 회전체, 회전체 양단부에 회전가능하게 좌우대칭형으로 설치되고, 회전체의 회전시 플렉시블한 호스를 압착하여 호스에 내장된 액상음료를 일정량씩 토출시키는 압착롤러로 구성된다.

상술한 바와 같은 종래 기술에 따른 액상음료 배출기는, 액상음료를 토출하기 위하여 압착롤러의 가압으로 호스를 반복적으로 압착하므로 호스의 탄력성이 저하되어 액상음료의 토출량이 일정하지않게 된다. 이로 인해 물과 혼합되는 액상음료(일예로서, 액상커피인 경우를 말함)의 농도가 희석되어 맛이 반감되므로 신뢰성 이 떨어지고, 호스의 사용수명이 짧아 잦은 교체로 인한 유지관리비용이 증가되는 문제점을 갖는다.

또한, 압착롤러 사이의 호스 길이에 의해 액상음료의 일회 토출량이 결정되므로 토출량을 반복적으로 일정하게 제어할 수 없다. 따라서 압착롤러의 가압에 의한 액상음료 토출량을 일정하게 제어할 수 있도록 전술한 구동모터에 컨버터와 별도의 부품을 추가시킬 경우 부품수 증가로 인해 원가비용이 증가되고, 전력 소비량이 증가되어 유지관리비용이 증가되는 문제점을 갖는다.

한편, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 모터와 펌프를 이용하여 정량의 액상음료를 투출할 수 있는 배출기가 제안되었다. 즉, 일정한 양의 액상음료를 투출할 수 있도록 모터와 펌프의 구동시간을 설정하고, 정해진 구동시간 동안 모터와 펌프가 구동되어 정량의 액상음료가 투출된다.

그러나 상술한 바와 같이 모터와 펌프를 이용하여 액상음료 배출기를 구성하는 경우 미처 배출되지 않은 액상음료가 펌프에 잔류되어 액상음료가 변질될 수 있으며, 이로 인하여 액상음료의 맛이 변질될 수 있다는 문제점이 있었다. 또한, 별도의 펌프를 이용해야 하므로 이에 따른 비용이 추가적으로 발생되고, 배출기의 구조가 복잡해진다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 자연압에 의하여 액상음료의 정량 투출이 가능한 액상음료 배출기를 제공함을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 컵 받침부와, 개폐가능하게 장착되는 도어 및 조작버튼을 갖는 본체; 상기 본체 내부에 착탈가능하게 고정되고, 액상음료를 수용하는 액상음료 저장용기; 상기 액상음료 저장용기에 연결되어 액상음료량을 측정하여 출력하는 액상음료 양 측정부; 상기 본체 내부에 장착되고, 상기 조작버튼 가압시 구동되어 액상음료 저장용기로부터의 액상음료를 배출구를 통하여 상기 컵 받침부에 안착된 컵에 일정량씩 토출시키는 액상음료 배출수단; 및 상기 액상음료 양 측정부로부터 출력되는 액상음료량에 따라 정량의 액상음료가 투출될 수 있도록 상기 액상음료 배출수단을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음료량 측정형 액상음료 배출기가 제공된다.

여기서 상술한 제어부는 액상음료량에 따른 투출설정시간 또는 액상음료량에 따른 투출설정시간 산출식이 저장되어 있도록 구성될 수 있다.

또한, 상술한 액상음료 양 측정부는, 상기 액상음료 저장용기에 연결되어 액상음료량을 측정하여 출력하는 로드셀; 및 상기 로드셀로부터 입력되는 신호를 증폭하여 제어부로 출력하는 차동증폭기로 구성될 수 있다.

또는, 상술한 액상음료 양 측정부는, 상기 액상음료 저장용기에 연결되어 액상음료량에 따라 저항값이 변화하는 가변저항; 상기 가변저항의 저항값을 측정하여 출력하는 브리지회로; 및 상기 로드셀로부터 입력되는 신호를 증폭하여 제어부로 출력하는 차동증폭기로 구성될 수도 있다.

한편, 상술한 액상음료 배출수단은, 상기 액상음료 저장용기의 토출구에 결합되는 연결구에 의해 착탈가능하게 연결되는 호스; 및 상기 조작버튼 가압시 개폐되도록 상기 호스에 연결되고, 상기 제어부의 제어에 따라 액상음료를 일정량씩 배출시키는 솔레노이드밸브를 포함하여 구성될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 음료량 측정형 액상음료 배출기에 따르면 액상음료 저장용기와 배출구의 길이를 최소화하여 액상음료의 변질을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면 별도의 펌프를 사용하지 아니하여 장치구성을 단순화하고 생산단가를 절감할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면 액상음료 투출횟수에 따라 투출시간을 제어하여 정량의 액상음료 투출이 가능하다는 장점이 있다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 음료량 측정형 액상음료 배출기에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 음료량 측정형 액상음료 배출기의 사시도이다.

첨부된 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 액상음료 배출기는, 컵 받침부(10)와, 개폐가능하게 장착되는 도어(11) 및 조작버튼(12)(12;진한커피용 제1조작버튼(12a), 보통커피용 제2조작버튼(12b), 연한커피용 제3조작버튼(12c) 등 으로 구성될 수 있음)을 갖는 본체(15)와,

본체(15) 내부에 착탈가능하게 고정되고, 액상음료(일예로서, 액상커피를 말함)를 수용하며, 토출구(미도시)가 하측에 형성되는 액상음료 저장용기(미도시)(예를들어, 일회용 액상음료 팩을 말함)와,

상술한 액상음료 저장용기에 연결되어 액상음료량을 측정하여 출력하는 액상음료 양 측정부(220)와,

본체(15) 내부에 장착되고, 조작버튼(12) 가압시 구동되어 액상음료 저장용기(미도시)로부터의 액상음료를 배출구(미도시)를 통하여 컵 받침부(10)에 안착된 컵(17)(일예로서, 일회용 컵 또는 머그컵 등을 말함)에 일정량씩 토출시키는 액상음료 배출수단(미도시)과,

액상음료 양 측정부(220)로부터 출력되는 액상음료량에 따라 정량의 액상음료가 투출될 수 있도록 상기 액상음료 배출수단을 제어하는 제어부를 포함할 수 있 다. 즉, 본 발명에 따른 제어부(200)는 조작버튼(12)의 가압여부를 판단하고, 조작버튼(12)이 가압되는 경우 액상음료 양 측정부(220)로부터 출력되는 현재 액상음료의 양에 따라 상술한 액상음료 배출수단을 제어하여 미리 설정된 양만큼 액상음료가 투출되도록 제어하게 된다. 이때, 다양한 제어방법이 이용될 수 있으나, 본 발명에 따른 제어부(200)는 미리 설정된 알고리즘에 따라 액상음료의 양에 따라 투출시간을 제어함으로써 정량의 액상음료가 투출되도록 제어하게 된다. 이러한 본 발명에 따른 액상음료 양 측정부(220)와 제어부(200)의 구성 및 기능에 대해서는 도 2, 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.

한편, 본 발명에 따른 액상음료 배출기는 전술한 컵 받침부(10)에 컵(17) 안착유무를 검출하는 컵 인식 센서부(22)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 컵 인식 센서부(22)는 컵 받침부(10)에 컵(17)이 안착된 경우에만 신호를 출력하게 되며, 제어부(200)는 컵 인식 센서부(22)로부터 신호가 입력되는 경우에만 액상음료를 투출하도록 구성될 수 있다.(즉 컵 받침부(10)에 컵(17)이 안착되지않는 상태에서 조작버튼(12)을 가압하는 경우에도 액상음료는 배출되지 않는다).

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 음료량 측정형 액상음료 배출기의 내부 구성블록도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 음료량 측정형 액상음료 배출기의 액상음료 양 측정부의 구성을 도시한 블록도이다.

첨부된 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 액상음료 배출 기는 제어부(200), 조작버튼(12), 전류드라이브(207), 솔레노이드 밸브(208), 디스플레이부(206) 및 액상음료 양 측정부(220)를 포함할 수 있다.

조작버튼(12)은 상술한 바와 같이, 사용자가 원하는 액상음료를 선택하기 위한 버튼(12)으로서 조작버튼(12)이 사용자의 조작에 따라 가압되는 경우 제어부(200)가 이를 인지하여 액상음료 배출과정을 시작하게 된다.

디스플레이부(206)는 액상음료 배출기의 동작과정에서 발생되는 정보(온도, 액상음료 잔량 등)를 표시하기 위한 수단으로서, LED 또는 LCD 등의 상용화된 다양한 표시수단으로 구성될 수 있다.

액상음료 양 측정부(220)는 액상음료 저장용기에 연결되어 액상음료량을 측정하여 출력하게 된다. 보다 바람직하게 본 발명에 따른 액상음료 양 측정부(220)는 도 3a 에 도시된 바와 같이 로드셀(300)을 이용하여 구성되거나 또는 도 3b에 도시된 바와 같이 가변저항을 이용하여 구성될 수 있다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 로드셀(300)을 이용하여 본 발명을 구성하는 경우, 액상음료 양 측정의 정확성이 담보되어 보다 정확한 액상음료 투출이 수행될 수 있다.

로드셀(300)은 일종의 전자저울로서, 로드셀(300)이 액상음료의 무게에 따라 압축되거나 늘어나는 등 변형이 되며, 이 변형량을 변형측정장치(미도시)가 전기신호로 검출한 뒤 출력하게 된다.

로드셀(300)로부터 출력된 전기신호(액상음료의 현재 양)은 차동증폭기(302)에 입력되고, 차동증폭기는 신호를 증폭하여 제어부(200)로 출력하게 되며, 제어부(200)는 액상음료의 현재 양을 입력받아 액상음료 투출시간을 제어하게 된다.

한편, 도 3b에 도시된 바와 같이, 가변저항과 브리지회로(310) 및 차동증폭기(312)를 이용하여 액상음료 양 측정부(220)를 구성하는 경우, 생산단가를 낮출 수 있다는 장점이 있다.

가변저항은 액상음료 저장용기에 연결되어 액상음료량에 따라 저항값이 변화하게 되고, 브리지회로(310)는 가변저항에 연결되어 현재 가변저항의 저항값을 측정하여 출력하게 된다. 브리지회로(310)로부터 출력되는 저항값은 차동증폭기(312)를 통해 증폭되어 제어부(200)로 입력된다. 제어부(200)는 입력되는 저항값을 이용하여 현재 액상음료의 잔량을 판단하고, 잔량에 따라 액상음료 투출시간을 제어하게 된다.

여기서 본 발명에 따른 제어부(200)는 투출시간 산출의 정밀도를 높이기 위하여 대략적으로 산출된 액상음료의 현재량(정밀저울이 사용되지 않은 경우)을 입력받고, 일정한 알고리즘에 따라 투출시간을 산출하도록 구성될 수도 있다. 즉, 일종의 보정 알고리즘을 통해서 보다 정확한 투출시간을 산출할 수 있도록 구성될 수도 있다. 이에 이용되는 알고리즘은 일종의 투출시간 산출식으로서 실험적으로 측정되어 이용될 수 있다.

본 발명에 따른 제어부(200)는 액상음료의 투출을 펌프의 압력에 의존하지 않고 액상음료 저장용기(액상팩)과 투출구 간의 낙차를 두어 액상음료가 자연압을 이용하여 정량이 투출될 수 있도록 제어하게 된다. 이러한 기능을 수행하기 위하여 본 발명에 따른 제어부(200)는 액상음료 투출시 현재 액상음료의 양에 따라 투출시간을 결정하게 된다.

즉, 자연압에 의한 투출방식을 이용하게 되므로 액상음료의 양에 따라서 정량이 투출되기 위한 액상음료 배출수단의 조작시간이 다르게 설정될 필요성이 있다. 따라서, 투출구에 솔레노이드밸브(208)를 장착하여 솔레노이드밸브(208)가 작동하는 시간만큼 액상음료가 투출되고, 자연압을 이용한 투출방식에서는 액상음료의 양이 많을 때와 적을 때에 동일한 시간에 투출되는 양이 다르므로, 제어부(200)는 항상 동일한 양의 액상음료가 투출될 수 있도록 솔레노이드밸브(208)의 작동시간을 제어하게 된다.

이에 따라 본 발명에 따른 제어부(200)는 액상음료 양 측정부(220)로부터 입력되는 현재 액상음료 양에 따라 투출시간을 결정하게 된다. 이러한 기능을 수행하기 위하여 본 발명에 따른 제어부(200)에는 액상음료량에 따른 투출설정시간 또는 액상음료량에 따른 투출설정시간 산출식이 저장된다.

여기서 액상음료량에 따른 투출설정시간 산출식은 실험적으로 또는 수학적으로 도출될 수 있다.

예를 들어 액상음료의 양이 최대일 때 정량투출에 필요한 최소투출시간(T_min)을 측정하고, 액상음료의 양이 최소일 때 정량투출에 필요한 최대투출시간(T_max)을 측정하면, 투출시간을 결정할 수 있는 다음과 같은 1차방정식이 도출 될 수 있다. 즉, 투출시간 = a*현재 액상음료량 + b의 투출설정시간 산출식이 도출될 수 있으며, 여기서 a, b는 실험결과 측정되는 임의의 상수가 된다.

이 이외에도 액상음료의 양, 밀도, 압력, 온도 등을 이용하여 액상음료의 양에 따른 투출속도를 수학적으로 산출하여, 1회에 투출시키고자 하는 액상음료양을 투출하기 위한 액상음료 양에 따른 투출시간을 산출하는 수학식을 도출하여 이용할 수도 있다. 이러한 수학식을 도출하는 방법에 대해서는 이미 공지된 기술을 이용하고 있는 바 더 이상은 설명은 생략하며, 상술한 방법 이외에도 다양한 공지기술이 이용될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.

또한, 상술한 본 발명에 따른 제어부(200)는 투출의 비직선성을 보정하기 위하여 일정량 단위로 투출시간을 가감하여 설정하도록 구성될 수도 있다.

한편, 액상음료를 배출하기 위한 액상음료 배출수단은 다양한 방식으로 구성될 수 있으나, 본 발명에 따른 일실시예에서는 호스와 전류드라이브(207) 및 솔레노이드밸브(208)를 이용하여 구성하였다.

호스(미도시)는 상대적으로 높은 위치에 설치된 액상음료 저장용기의 토출구에 결합되는 연결구에 의해 착탈가능하게 연결되어 투출구를 통해 액상음료로를 공급하게 된다.

솔레노이드밸브(208)는 상술한 조작버튼(12) 가압시 개폐되도록 호스와 투출구 사이에 연결되고, 제어부(200)의 제어에 따라 액상음료를 일정량씩 배출시키게 된다. 본 발명은 솔레노이드밸브(208)의 작동을 제어하기 위하여 전류드라이브(207)를 이용하도록 구성되며, 전류드라이브(207)는 제어부(200)의 제어에 따라 솔레노이드밸브(208)에 전원을 공급하여 솔레노이드밸브(208)의 개폐를 제어하게 된다.

또한 보다 바람직하게, 본 발명에 따른 액상음료 배출기는 온도센서(210), 냉소자(212) 및 팬(214)을 더 포함할 수 있다. 온도센서(210), 냉소자(212), 팬(214)은 여름철 액상음료 변질을 최소화하기 위한 것으로서, 온도센서(210)는 액상음료 저장용기의 액상음료 온도를 측정하여 제어부(200)로 출력하게 된다. 제어부(200)는 온도센서(210)로부터 출력되는 온도가 미리 설정된 온도 이상으로 상승되면 액상음료 저장용기에 연결된 냉소자(212)와 팬(214)를 작동시켜 액상음료의 온도를 적정온도로 유지하게 된다. 이때, 냉소자(212)는 반도체소자를 이용하여 구성될 수 있다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 음료량 측정형 액상음료 배출기의 사시도.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 음료량 측정형 액상음료 배출기의 내부 구성블록도.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 음료량 측정형 액상음료 배출기의 액상음료 양 측정부의 구성을 도시한 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 컵 받침부 11 : 도어

12 : 조작버튼(12) 15 : 본체

17 : 컵 22 : 컵 인식 센서부

200 : 제어부 206 : LCD

207 : 전류드라이브 208 : 솔레노이드밸브

210 : 온도센서 212 : 냉소자

214 : 팬 220 : 액상음료 양 측정부

Claims (5)

1. 컵 받침부와, 개폐가능하게 장착되는 도어 및 조작버튼을 갖는 본체;

   상기 본체 내부에 착탈가능하게 고정되고, 액상음료를 수용하는 액상음료 저장용기;

   상기 액상음료 저장용기에 연결되어 액상음료량을 측정하여 출력하는 액상음료 양 측정부;

   상기 본체 내부에 장착되고, 상기 조작버튼 가압시 구동되어 액상음료 저장용기로부터의 액상음료를 배출구를 통하여 상기 컵 받침부에 안착된 컵에 일정량씩 토출시키는 액상음료 배출수단; 및

   상기 액상음료 양 측정부로부터 출력되는 액상음료량에 따라 정량의 액상음료가 투출될 수 있도록 상기 액상음료 배출수단을 제어하는 제어부를 포함하되,

   상기 제어부는 액상음료량에 따른 투출설정시간 또는 액상음료량에 따른 투출설정시간 산출식이 저장되어 있으며,

   상기 액상음료 양 측정부는 상기 액상음료 저장용기에 연결되어 액상음료량을 측정하여 출력하는 로드셀; 및 상기 로드셀로부터 입력되는 신호를 증폭하여 제어부로 출력하는 차동증폭기를 포함하고,

   상기 액상음료 배출수단은,

   상기 액상음료 저장용기의 토출구에 결합되는 연결구에 의해 착탈가능하게 연결되는 호스; 및

   상기 조작버튼 가압시 개폐되도록 상기 호스에 연결되고, 상기 제어부의 제어에 따라 액상음료를 일정량씩 배출시키는 솔레노이드밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 음료량 측정형 액상음료 배출기.
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