KR101349412B1 - 자동 급수 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동 급수 시스템에 관한 것으로, 일면이 개방된 용기 안착부가 형성되어 있고, 상기 용기 안착부의 상부에 적어도 하나 이상의 노즐이 제공된 급수기와; 상기 급수기와 연통된 유로에 제공된 유속 유량 조절기와; 상기 용기 안내부에 안착되는 용기에 초음파를 발신하고, 반사되는 초음파를 감지하여 신호를 발생하는 용기 및 수위 검출부와; 상기 용기 및 수위 검출부로부터 신호를 입력받아 상기 급수기의 유속 유량 조절기를 제어하는 제어부를 포함하여 구성됨으로써, 사용자의 취사 선택에 따라 급수되는 물의 유속 또는 양을 자동 급수할 수 있는 사용상의 편의성을 제공하는 효과가 있다.
냉장고, 자동 급수기, 정량, 유속 조절

Description

자동 급수 시스템 { Automatic Water Dispensing System }
도 1은 종래 기술에 의한 급수기를 구비한 냉장고를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 자동 급수 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 3은 도 2의 요부 사시도이다.
도 4는 본 발명에 의한 유속 유량 조절기의 제 1 실시예를 나타내는 개략도이다.
도 5a 내지 5d는 유량 조절 셔터에 의한 유로 개폐상태 개략도이다.
도 6은 본 발명에 의한 유속 유량 조절기의 제 2 실시예를 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명에 의한 유속 유량 조절기의 제 3 실시예를 나타내는 개략도이다.
도 8은 본 발명에 의한 유속 유량 조절기의 제 4 실시예를 나타내는 개략도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 의한 용기 및 수위 검출부에 의한 용기 높이 및 수위 검출 과정을 나타내는 정면도이다.
<< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >>
210 : 급수기 211 : 안착부
213 : 노즐
221 : 유로
230 : 식별 마크
240 : 유속 유량 조절기 241 : 유량 조절 셔터
242 : MFC(Mass Flow Controller) 243a : 솔레노이드 밸브
245 : n-방향 솔레노이드 밸브 245a, 245b, 245c : 유출구
400 : 용기 및 수위 검출부 410 : 발신용 초음파 트랜스듀서
421, 423, 425 : 수신용 초음파 트랜스듀서
V : 용기
본 발명은 급수시 유속 및 정량 조절이 가능한 자동 급수 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 급수기는 냉장고, 정수기 등에 설치되어 사용자가 쉽게 액체를 취출할 수 있도록 구성되어 있다.
특히, 냉장고에 설치된 급수기는 냉장고의 도어를 열지않고도 냉장고 외부에 설치된 급수기를 통하여, 냉장고 내부의 액체를 취출할 수 있도록 구성되어 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 급수기가 냉장고에 설치된 상태를 도시한 사시도로서, 냉장고(100)의 도어(110)의 전면에는 급수기(120)가 설치되어 있다.
이 급수기(120)는 용기 안착부(130)가 구비되어 있고, 물을 투출시키는 투출키(도시 안됨)가 급수기(120) 내부에 구비되어 있다.
그러므로, 사용자는 냉장고(100)의 도어(110)의 전면에 설치된 급수기(120)의 용기 안착부(130)에 용기(140)를 삽입하고, 투출키를 눌러서 액체 투출키가 눌린 시간 동안만 물을 용기(140)에 투출시킬 수 있는 것이다.
이런, 급수기가 냉장고에 설치된 경우 도어를 열 필요가 없으므로, 냉장실 내부의 냉기가 외부로 유출되지 않아, 냉장고의 전력소모를 줄일 수 있으며, 냉장고에 보관중인 식품들의 신선도를 더 길게 유지할 수 있게 된다.
최근에, 자동으로 구현되는 급수기의 개발이 시도되고 있으며, 자동 급수기는 사용자의 편리성에 중점을 두고 개발이 진행되고 있다.
본 발명의 목적은, 사용자의 선택에 의해 급수량 및 유속을 조절할 수 있는 자동 급수 시스템을 제공함에 있다.
이러한 본 발명의 목적은, 일면이 개방된 용기 안착부가 형성되어 있고, 상 기 용기 안착부의 상부에 적어도 하나 이상의 노즐이 제공된 급수기와; 상기 급수기와 연통된 유로에 제공된 유속 유량 조절기와; 상기 용기 안내부에 안착되는 용기에 초음파를 발신하고, 반사되는 초음파를 감지하여 신호를 발생하는 용기 및 수위 검출부와; 상기 용기 및 수위 검출부로부터 신호를 입력받아 상기 급수기의 유속 유량 조절기를 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 자동 급수 시스템에 의해 달성될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 상기 유속 유량 조절기는 상기 유로의 단면적으로 선택적으로 개폐하는 유량 조절 셔터이다.
바람직하게는, 본 발명의 상기 유속 유량 조절기는 MFC이다.
보다 바람직하게는, 본 발명의 상기 MFC는 사용자의 유량 설정에 대응하여 일정 시간 동안만 개방된다.
바람직하게는, 본 발명의 상기 유로는 적어도 2개 이상으로 분기된 분기관을 갖으며, 상기 유속 유량 조절기는 상기 분기관에 각기 제공된 솔레노이드 밸브이다.
바람직하게는, 본 발명의 상기 유속 유량 조절기는 유입구와, 복수 개의 유출구들과, 상기 용기의 수위에 대응하여 복수 개의 유출구들을 점차적으로 차단할 수 있는 솔레노이드 밸브를 포함한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 자동 급수 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 3은 도 2의 요부 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 자동 급수 시스템은 급수기(210), 용기 및 수위 검출부(400), 유속 유량 조절기(240) 및 제어기(270)를 포함하여 구성된다.
급수기(210)는 냉장고(도시 안됨)의 전면에 제공되어 있으며, 용기가 안착되는 용기 안착부(211)가 형성되어 있다. 용기 안착부(211)는 냉장고의 전면의 일측면이 개방되어 있으며 용기가 안착될 수 있도록 평편한 수평면이 내측에 형성된 일정한 공간이다.
급수기(210)는 물이 담겨져 있는 수조(도시 안됨)와 유로(221)에 의해 연통되어 있으며, 용기 안착부(211)의 상부에 적어도 하나 이상의 물 주입구인 노즐(213)이 제공되어 있다.
유로 개폐기(217)의 본체는 수조(도시 안됨)와 급수기(210)를 연통하는 유로(221) 사이에 개재되어 전기적 신호에 의해 유로(221)를 개폐하는 솔레노이드와 같은 액츄에이터이다.
그리고, 본 발명의 실시예는 급수되는 물의 유속 및 유량을 선택적으로 조절할 수 있는 유속 유량 조절기(240)를 유로(221)에 더 포함하여 구성된다. 본 발명에 의한 유속 유량 조절기(240)는 도 4 내지 도 8에 나타나 있는 바와 같이 다양하 게 변형실시가 가능하다.
도 4는 본 발명에 의한 유속 유량 조절기의 제 1 실시예를 나타내는 개략도로서, 급수기(210)의 유로(221)이 구비되어 있고, 유속 유량 조절기(240)는 유로(221)에 장착된 유량 조절 셔터(241)로 구성한다.
여기서, 유량 조절 셔터(241)는 물(또는 액체) 통과하는 유로(221)의 단면을 일부 또는 전부를 차단하여, 유로(221)를 통과하는 유량을 조절한다. 이때, 유량 조절 셔터(241)는 급수기(210)에서 급수 시작부터 급수 완료시까지 용기 내에서의 수위에 따라 유량이 점차적으로 감소되도록 조절하는 것이 바람직하다.
따라서, 유량 조절 셔터(241)로 용기 내에서의 수위에 따라 유량을 점차적으로 감소시키면, 물이 용기 외부로 튀는 것을 방지할 수 있는 것이다.
한편, 유량 조절 셔터(241)는 카메라 조리개 방식과 같이, 유로(221)의 일부 또는 전부를 차단할 수 있으며, 이 차단 방식을 자유롭게 설계할 수 있는 것이다.
도 5a 내지 5d는 유량 조절 셔터에 의한 유로 개폐상태 개략도으로서, 먼저, 도 5a는 급수시 유량 조절 셔터(241)는 유로(221)를 차단하지 않는다.
그 후, 액체가 용기에 제 1 높이로 채워지면, 도 5b와 같이, 액체가 통과되는 관(221)의 단면 일부 'A'를 차단한 상태가 된다.
이어서, 상기 제 1 높이보다 높은 제 2 높이로 용기에 액체가 채워지면, 도 5c에 도시된 바와 같이, 유로(221)의 단면 다른 일부 'B'를 차단한 상태가 된다.
이 경우, 예를 들어, 도 5b의 차단 상태가 유로(221)의 단면적 50%가 차단되 었다고 하면, 도 5c에서는 유로(221)의 단면적 90%가 차단된 상태이다. 즉, 본 발명의 유량 조절 셔터는 유로(221)의 단면적을 차단하는 것이다.
다음으로, 급수기(210)에서 급수를 종료하기 위해서는 유로(221)의 단면 전부 'C'가 완전히 차단되어 물이 투출되지 않는다.
도 6은 본 발명에 의한 유속 유량 조절기의 제 2 실시예를 나타내는 개략도로서, 급수기(210)의 유로(221)에 장착되어 있고, 용기로 투출되는 물의 수압을 조절하는 MFC(Mass Flow Controller)(242)로 구성한다. 여기서, MFC(242)는 사용자가 일정한 용량, 예컨대 1리터, 1온스 등과 같이 일정 용량을 급수하고자 하는 경우에 설정 유량에 대응된 일정 시간 동안만 유로(221)를 개방하는 기능이 부가되어 있다.
즉, MFC(242)는 급수되는 수압을 수위에 따라 급수압이 점차적으로 감소되도록 조절하는 것이 바람직하다. 그러므로 MFC(242)는 급수압이 점차적으로 감소시킬 수 있으므로, 물이 용기 외부로 튀는 것을 방지할 수 있는 것이다.
도 7은 본 발명에 의한 유속 유량 조절기의 제 3 실시예를 나타내는 개략도로서, 급수기(210)의 유로(221)이 구비되고, 이 유로(221)는 제 1 및 제 2 분기 관(221a,221b)으로 분기되어 있다.
그러므로 제 1 및 제 2 분기관(221a)(221b)에는 각기 대응된 제 1 및 제 2 솔레노이드(Solenoid) 밸브(243a)(243b)가 설치된다. 결과적으로, 제 1 및 제 2 솔레노이드 밸브(243a,243b)는 제 3 실시예의 유속 유량 조절기이다.
이러한, 제 3 실시예의 유속 유량 조절기는 급수기(210)에서 급수될 때 제 1 및 제 2 솔레노이드 밸브(243a,243b)를 모두 개방하여 양 솔레노이드 밸브가 물을 투출할 수 있도록 하고, 수위가 용기의 높이의 50% 이상을 넘으면, 물의 튀김을 방지하기 위하여 하나의 솔레노이드 밸브를 폐쇄하여 하나의 개방된 솔레노이드 밸브만으로 이용하여 급수한다.
도 8은 본 발명에 의한 유속 유량 조절기의 제 4 실시예를 나타내는 개략도로서, 급수기(210)의 유로(221)이 구비되고, 유속 유량 조절기(240)는 하나의 유입구와 복수 개의 유출구들(245a,245b,245c)이 구비되어 있고, 유로(221)의 끝단에 유입구가 장착되어 있고, 용기의 수위에 대응하여 복수 개의 유출구들(245a,245b,245c)이 점차적으로 차단되는 n-방향(Way) 솔레노이드 밸브(245)로 구성한다.
이 n-방향 솔레노이드 밸브(245)는 급수시 복수 개의 유출구들(245a, 245b,245c) 모두가 개방되어 있으나, 용기의 수위가 높아질수록 유출구들을 점차적으로 차단하여 용기 외부로 물이 튀기지 않도록 한 것이다.
그리고 n-방향 솔레노이드 밸브(245)가 1개 유입구와 2개의 유출구들이 구비되어 있는 경우, 2-방향(Way) 솔레노이드 밸브라 하고 이러한 솔레노이드 밸브는 이미 공지되어 있는 것이니, 그의 구조에 대해선 자세히 기술하지 않는다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 의한 용기 및 수위 검출부에 의한 용기 높이 및 수위 검출 과정을 나타내는 정면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명에 의한 용기 및 수위 검출부(400)는 인쇄회로기판(번호 없음)에 제공된 발신용 초음파 트랜스듀서(410)와 적어도 하나 이상의 수신용 트랜스듀서(421,423,425)로 구성된 센서 모듈이다. 그리고 발신용 초음파 트랜스듀서(410)와 가장 인접된 수신용 수위 초음파 트랜스듀서(421)의 사이에는 전술된 노즐(213)이 근접 위치된다.
본 발명에 의한 용기 및 수위 검출부(400)는 수신용 초음파 트랜스듀서(423)(425)(용기 높이 검출전용)가 발신용 초음파 트랜스듀서(410)를 기준으로 수신용 트랜스듀서(421)(수위 검출전용 및 용기 높이검출용)와 대향된 위치에 각기 이격 설치되어 있다. 결과적으로, 본 발명에 의한 용기 및 수위 검출부(400)에 트랜스듀서(410.421,423,425)는 일렬로 제공된다. 그러나 초음파 트랜스듀서들의 배치 관계는 발신 초음파 트랜스듀서(410)와 수위 측정 초음파 트랜스듀서(421)는 노즐(213)을 사이에 두는 위치에 고정되는 반면, 나머지 용기 높이 측정 전용 초음파 트랜스듀서들(423,425)의 배치는 수평 또는 수직이 될 수 있는 것으로 본 발명의 도시는 일 실시예일 뿐이다.
여기서, 용기(V)의 높이는 발신용 초음파 트랜스듀서(410)에서 초음파를 발신하고 발신된 초음파는 용기(V)에 반사되어 수신 초음파 트랜스듀서(421,423,425) 중에서 가장 먼저 수신된 신호에 의해 결정된다. 또한, 본 발명에 의한 용기 및 수위 검출부(400)는 세로 방향으로 배치된 것으로 한정되어 도시되어 있으나 이에 한정되지 않고 가로 방향으로도 배치가 가능하다.
그리고, 본 발명은 사용자가 용기(V)를 용이하게 용기 안착부(211)에 안착할 수 있도록 용기 안착부(211)의 바닥면에 식별 마크(231)를 제공하고 있다.
제어부(270)는 용기 및 수위 검출부(400)로부터 송신된 신호를 입력받아 기 탑재된 프로그램에 따라 용기(V)에 급수한다. 이때, 유속 유량 조절기(240)는 사용자의 선택에 따라 제어부(270)에 의해 제어되어 토출되는 물의 유속 조절, 유량 조절 또는 유속/유량 조절을 한다.
그리고 제어부(270)는 사용자가 용기 안착부(211)에 용기(V)를 정상 안착시키고, 냉장고에 제공된 자동 급수기용 기능키를 조작하면 기탑재된 프로그램에 따라 용기 및 수위 검출부(400)를 제어하여 사용자의 설정값에 대응되도록 유로 개폐기(217)를 개방한다. 이와 함께 용기 및 수위 검출부(400)는 실시간적으로 용기(V)의 급수 수위를 제어부(270)로 송출한다.
제어부(270)는 용기 및 수위 검출부(400)로부터 입력된 신호에 의한 수위값이 사용자의 설정값이 동일 또는 그 이상인 것으로 판정되면 유로 개폐기(217)를 제어하여 유로(221)를 폐쇄하게 되고, 사용자는 용기 안착부(211)로부터 급수가 완료된 용기(V)를 제거하면 급수 과정은 완료된다.
이상에서 설명된 본 발명은 전술된 실시예에 한정되어 설명되었지만, 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 분야의 통상적인 기술분야에서 통상의 지식을 가 진 자가 용이하게 실시할 수 있는 정도의 변형은 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것임은 자명하다.
이상의 구성을 갖는 본 발명은 사용자의 취사 선택에 따라 급수되는 물의 유속 또는 양을 자동 급수할 수 있는 사용상의 편의성을 제공하는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 일면이 개방되어 용기가 안착될 수 있도록 평편한 수평면이 내측에 형성된 용기 안착부;
    상기 용기 안착부의 바닥면으로부터 상측에 설치되며, 수조와 유로로 연결되는 적어도 하나 이상의 노즐을 가지는 급수기;
    상기 급수기와 연통된 유로에 설치되어, 수조에서 용기로 공급되는 액체의 속도 및 이동량 중 적어도 하나 이상을 조절하는 유속 유량 조절기;
    상기 용기 안내부에 안착되는 용기에 초음파를 발신하고, 반사되는 초음파를 감지하여 신호를 발생하는 용기 및 수위 검출부;
    상기 용기 및 수위 검출부로부터 신호를 입력받아 상기 유속 유량 조절기를 제어하는 제어부; 및
    상기 용기 안착부의 바닥면에 설치되어 용기의 안착 위치를 알려주는 식별 마크;를 포함하며,
    상기 용기 및 수위 검출부는,
    발신용 초음파 트랜스듀서와 적어도 하나 이상의 수신용 트랜스듀서가 일렬이 되도록 구성된 센서 모듈이며, 상기 발신용 초음파 트랜스듀서와 가장 인접된 수신용 수위 초음파 트랜스듀서의 사이에는 상기 노즐이 근접 배치되는 자동 급수 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유속 유량 조절기는 상기 유로의 단면적으로 선택적으로 개폐하는 유량 조절 셔터인 것을 특징으로 하는 자동 급수 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유속 유량 조절기는 MFC인 것을 특징으로 하는 자동 급수 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 MFC는 사용자의 유량 설정에 대응하여 일정 시간 동안 개방되는 것을 특징으로 하는 자동 급수 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유로는 적어도 2개 이상으로 분기된 분기관을 갖으며,
    상기 유속 유량 조절기는 상기 분기관에 각기 제공된 솔레노이드 밸브인 것을 특징으로 하는 자동 급수 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 유속 유량 조절기는,
    유입구와, 복수 개의 유출구들과, 상기 용기의 수위에 대응하여 복수 개의 유출구들을 점차적으로 차단할 수 있는 솔레노이드 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 급수 시스템.
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