KR101668706B1 - 음용수 공급장치 및 이의 제어방법 - Google Patents

음용수 공급장치 및 이의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음용수 공급장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 구체적으로, 음용수가 유동하도록 형성되는 제1유로; 상기 음용수를 토출하기 위하여 상기 제1유로의 후단에 결합되는 출수관; 상기 제1유로와 상기 출수관을 연결하도록 형성된 제1연결관; 상기 제1연결관을 향해 미네랄을 공급하도록 형성되고, 압력 센서 및 미네랄 밸브가 구비된 제2유로; 상기 제2유로를 통해 상기 연결관에 연통되며, 농축 미네랄이 수용되는 미네랄 용기; 상기 농축 미네랄을 상기 미네랄 용기 외부로 토출하기 위하여, 상기 미네랄 용기 내부를 가압하도록 형성된 펌프; 및 외부로부터의 출수 신호에 따라 상기 미네랄 밸브가 기설정된 제1시간동안 열리고 닫히도록 상기 미네랄 밸브를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 미네랄 밸브가 상기 제1시간 동안 열리고 닫힌 후, 상기 압력 센서에서 감지된 압력값에 기초하여 상기 펌프를 선택적으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 음용수 공급장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

Description

음용수 공급장치 및 이의 제어방법{DRINKING WATER SUPPLYING DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 미네랄수를 제공할 수 있는 음용수 공급장치 및 이의 제어방법에 관한 것으로서, 구체적으로, 미네랄 공급라인(공급관) 내의 정밀한 압력 제어를 통하여 상기 음용수에 첨가되는 미네랄의 양을 정밀하게 제어할 수 있는 음용수 공급장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 음용수 공급장치는 사용자가 마실 수 있는 음용수를 사용자에게 공급하는 장치를 말한다. 이러한 음용수 공급장치는 독자적인 장치로 형성되거나, 냉장고와 같은 가전제품의 일부를 이루도록 형성될 수 있다.
상기 음용수 공급장치는 상온의 음용수를 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 음용수 공급장치 내부를 유동하는 음용수를 냉동사이클을 포함하는 냉수공급장치를 이용하여 냉각시키거나 상기 음용수를 히터로 가열하여 필요에 따라 냉수나 온수로 사용자에게 공급하는 것도 가능하다.
음용수는 지하수 또는 수도전으로부터 급수되는 원수일 수 있고, 수도전으로부터 급수되는 원수를 필터와 같은 별도의 여과수단으로 필터링한 정수일 수 있다. 그러나, 이하에서 기술하는 음용수는 마실 수 있는 물을 포괄하는 의미로 전술한 물의 종류에 한정되지 않는다.
최근 음용수 공급장치는 사용자에게 필터링된 정수나 냉수 또는 온수를 제공하는 데에 그치지 않고, 사용자의 다양한 요구에 맞춘 기능수를 제공하도록 만들어지고 있다.
일 예로, 사용자에게 기 설정된 양의 미네랄이 함유된 미네랄수를 제공하기 위해 미네랄 공급모듈을 구비한 음용수 공급장치가 제공될 수 있다.
이러한 미네랄은 단백질, 지방, 탄수화물 및 비타민과 함께 5대 필수 영양소의 하나로 인체 내에서 생화학(촉매) 작용을 하거나, 뼈 또는 치아 등의 구성에도 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다.
특히, 칼슘(Ca), 칼륨(K), 마그네슘(Mg), 나트륨(Na) 등의 원소는 인간의 몸에 미량만 공급해도 충분하지만, 원활한 신진대사를 위하여 필수적인 미네랄 원소라 할 수 있다.
이러한 미네랄이 함유된 미네랄수는 체내에 쌓인 노폐물을 배출시키고, 소화를 촉진시키는 등의 건강 증진을 위한 보조적인 역할을 체내에서 수행할 수 있다.
그리고, 음용수에 소정량의 미네랄이 함유될 경우 사용자는 음용수의 음용 시에 보다 향상된 물맛을 느낄 수 있다.
이러한 미네랄수를 생성하기 위해, 전기분해장치, 미네랄 필터, 또는 농축 미네랄을 정수에 직접 공급하는 장치 등의 미네랄수 공급모듈 등이 음용수 공급장치에 설치될 수 있다.
전술한 미네랄수 공급모듈 중 농축 미네랄을 정수에 직접 공급하는 장치의 경우 다른 방식의 미네랄수 공급모듈에 비해 콤팩트한 사이즈로 구현이 가능하다.
농축 미네랄을 정수에 직접 공급하기 위해서는, 농축 미네랄이 수용된 미네랄 용기 및 상기 농축 미네랄을 음용수에 첨가하기 위해 미네랄 용기 및 음용수 공급라인을 연결하는 미네랄 공급라인이 필요하다.
한편, 음용수 공급장치는 기 설정된 양의 음용수를 사용자에게 공급하는 정량 제어모드 및 사용자가 원하는 양의 음용수를 실시간으로 공급하는 실시간 제어모드를 구비할 수 있다.
즉, 정량 제어모드에서, 사용자는 음용수 공급장치에 구비된 정량 제어 입력부를 통해 명령을 입력하여 기 설정된 양의 음용수를 음용수 공급장치로부터 공급받을 수 있다.
이와 달리, 실시간 제어모드에서, 사용자는 상기 정량 제어 입력부를 통해 명령을 입력하지 않고, 음용수 공급장치에 구비된 음용수 토출 버튼 또는 레버를 조작하여, 음용수 공급장치로부터 원하는 양의 음용수를 실시간으로 공급받을 수 있다.
사용자는 정량 제어모드와 실시간 제어모드에 관계 없이, 일정한 맛의 미네랄수를 원한다. 그리고, 일정한 맛의 미네랄수를 사용자에게 공급하기 위해서는 음용수의 양에 따라 상기 음용수에 제공되는 미네랄의 양에 큰 변화가 없어야 한다.
예를 들어, 상기 정량 제어모드에서는, 미네랄 공급라인 내의 압력을 기 설정된 압력으로 유지한 상태로 상기 미네랄 공급라인에 구비된 밸브의 ON/OFF 시간의 조절을 통하여 기 설정된 양의 미네랄(또는 농축 미네랄)을 음용수(정수, 온수 또는 온수)에 공급할 수 있다.
이때, 상기 미네랄 공급라인 내의 압력이 기 설정된 압력범위 밖으로 벗어나게 되면, 음용수에 공급되는 미네랄의 양이 기 설정된 미네랄의 양과 달라지게 되어 미네랄수의 맛이 기 설정된 맛과 달라지게 되는 문제점이 있다.
또한, 상기 미네랄 공급라인 내의 압력이 기 설정된 압력범위보다 낮을 때, 상기 미네랄 공급라인 내의 압력을 기 설정된 압력범위로 상승시키기 위해 펌퍼(예를 들어, 에어펌프)를 구동시킬 수 있다.
이때, 상기 미네랄 공급라인 내의 특정 지점에서 압력을 감지하기 때문에, 기 설정된 길이를 구비하는 미네랄 공급라인 전체의 평균 압력을 반영할 수 없는 문제점이 있다.
즉, 기 설정된 길이를 구비하는 미네랄 공급라인의 길이방향을 따라 압력산포가 발생될 수 있고, 이러한 압력산포에 따라 압력값의 감지 오차가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
또한, 감지된 압력에 기초하여 펌프의 구동을 통해 상기 미네랄 공급라인 내의 압력을 상승시카고자 할 때, 펌프 구동 시간, 압축 부하 및 압력 감지 부분과 펌프의 이격된 위치 등의 요인에 의해 미네랄 공급라인 내의 압력이 기 설정된 압력을 초과할 수 있는 문제점이 있다.
한편, 상기 미네랄 공급라인 내의 압력이 기 설정된 압력범위보다 높을 때, 상기 펌프의 제어를 통해 상기 미네랄 공급라인 내의 압력을 낮추는 것은 불가능하다는 문제점이 있다.
나아가, 미네랄 공급모듈에 구비되는 미네랄 용기를 교체하고자 할 때, 미네랄 용기 내에 잔류하는 미네랄을 미리 배출시키지 않으면, 상기 잔류하는 미네랄이 외부로 흐를 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 압력센서에 의해 미네랄 공급라인 내의 압력을 감지할 때, 미네랄 공급라인 내의 압력산포로 인한 감지 오차의 발생을 방지할 수 있는 음용수 공급장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 미네랄 공급라인 내의 압력을 상승시키고자 할 때, 미네랄 공급라인 내의 압력이 기 설정된 압력범위를 초과하지 않으면서 상기 기 설정된 압력범위 내로 유지시킬 수 있는 음용수 공급장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 미네랄 공급라인 내의 압력이 기 설정된 압력범위 보다 높을 때, 상기 미네랄 공급라인 내의 압력을 효율적으로 낮출 수 있는 음용수 공급장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 미네랄 용기를 교체할 때, 상기 미네랄 용기 내에 잔류하는 미네랄을 미리 배출시킬 수 있는 음용수 공급장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 것으로서, 음용수가 유동하도록 형성되는 제1유로; 상기 음용수를 토출하기 위하여 상기 제1유로의 후단에 결합되는 출수관; 상기 제1유로와 상기 출수관을 연결하도록 형성된 제1연결관; 상기 제1연결관을 향해 미네랄을 공급하도록 형성되고, 압력 센서 및 미네랄 밸브가 구비된 제2유로; 상기 제2유로를 통해 상기 연결관에 연통되며, 농축 미네랄이 수용되는 미네랄 용기; 상기 농축 미네랄을 상기 미네랄 용기 외부로 토출하기 위하여, 상기 미네랄 용기 내부를 가압하도록 형성된 펌프; 및 외부로부터의 출수 신호에 따라 상기 미네랄 밸브가 기설정된 제1시간동안 열리고 닫히도록 상기 미네랄 밸브를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 미네랄 밸브가 상기 제1시간 동안 열리고 닫힌 후, 상기 압력 센서에서 감지된 압력값에 기초하여 상기 펌프를 선택적으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 음용수 공급장치를 제공한다.
이때, 상기 제어부는 상기 미네랄 밸브의 닫힘을 감지하고나서, 기 설정된 제2시간 경과 후에, 상기 압력센서에 의해 감지된 상기 제2유로 내의 압력 값을 읽도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 압력 센서에서 감지된 압력 값이 기 설정된 압력값보다 낮을 때, 상기 제어부는 상기 펌프가 기 설정된 주기로 복수회 구동되도록 상기 펌프를 제어할 수 있다.
한편, 상기 제1연결관은 상기 제2유로를 통해 공급되는 농축 미네랄의 공급 압력을 낮추기 위한 미세유로부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 압력 센서는 상기 미네랄 밸브에 비해 상기 제2유로의 상류에 구비될 수 있다.
또한, 상기 펌프는 외부 공기를 흡입하여 상기 미네랄 용기 내로 상기 외부 공기를 주입하도록 형성된 에어펌프가 될 수 있다.
또한, 상기 미네랄 용기 내로 외부 공기를 주입하기 위한 주입공 및 상기 미네랄 용기로부터 상기 농축 미네랄이 토출되는 토출공은 상기 미네랄 용기의 하부에 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 미네랄 용기의 하측에서 상기 미네랄 용기와 체결되는 용기 체결부를 더 포함하고, 상기 용기 체결부에 상기 주입공 및 상기 토출공은 상기 용기 체결부의 하단부에 형성되며, 상기 주입공은 제3유로를 통해 상기 에어펌프와 연결되고, 상기 토출공은 상기 제2유로와 연결될 수 있다.
한편, 상기 음용수 공급장치는 상기 제2유로와 상기 용기 체결부 사이에 구비되는 제2연결관; 및 상기 제2연결관에 연결되며, 드레인 밸브를 구비하는 드레인 유로를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 드레인 밸브는, 상기 미네랄 용기의 교체 시에, 상기 미네랄 용기 내에 잔류하는 농축 미네랄을 배출하기 위하여 개방되도록 제어부에 의해 제어될 수 있으며, 상기 드레인 밸브는, 상기 미네랄 밸브가 닫힌 상태에서 상기 압력 센서에서 감지된 압력값이 기 설정된 압력범위보다 높을 때 상기 제어부에 의해 기 설정된 제3시간 동안 열리도록 제어될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 음용수 공급장치의 제어방법은 제1유로를 통해 음용수가 유동하는 동안에 미네랄 밸브가 기 설정된 제1시간 동안 열린 후 닫히는 출수단계; 상기 미네랄 밸브가 닫히고 기 설정된 제2시간이 경과했는지 여부를 판단하는 딜레이시간 판단 단계; 상기 제2시간이 경과한 후 압력 센서를 통해 상기 제2유로 내의 압력값을 감지하는 압력감지단계; 상기 압력감지단계에서 감지된 압력값이 기 설정된 압력범위와 비교 및 판단되는 압력값 비교단계; 및 상기 압력값 비교 단계에서 판단된 결과에 기초하여, 제어부에 의해 에어 펌프가 선택적으로 구동되는 선택적 펌프 구동 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 압력값 비교 단계에서, 압력 센서를 통해 감지된 압력값이 기 설정된 압력범위보다 작다고 판단된 경우, 상기 선택적 펌프 구동 단계는, 상기 에어 펌프를 구동하는 펌프 구동 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 펌프 구동 단계에서, 상기 에어 펌프는 기 설정된 주기로 복수회 구동될 수 있다.
구체적으로, 상기 펌프 구동 단계에서, 상기 압력 센서에서 감지되는 압력값이 상기 기 설정된 압력범위 내에 들어올 때까지, 상기 에어 펌프의 구동 및 정지가 기 설정된 주기로 복수회 반복될 수 있다.
또한, 상기 압력값 비교 단계에서, 압력 센서를 통해 감지된 압력값이 기 설정된 압력범위보다 크다고 판단된 경우, 상기 선택적 펌프 구동 단계는, 상기 제2유로 내의 압력값이 기 설정된 압력범위 내에 들어오도록, 상기 제2유로 내의 농축 미네랄의 일부를 외부로 배출하는 미네랄 배출단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 미네랄 배출단계에서, 상기 에어 펌프의 구동은 정지될 수 있다.
본 발명에 따르면, 압력센서에 의해 미네랄 공급라인 내의 압력을 감지할 때, 미네랄 공급라인 내의 압력산포로 인한 감지 오차의 발생을 방지할 수 있는 음용수 공급장치 및 그 제어방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 미네랄 공급라인 내의 압력을 상승시키고자 할 때, 미네랄 공급라인 내의 압력이 기 설정된 압력범위를 초과하지 않으면서 상기 기 설정된 압력범위 내로 유지시킬 수 있는 음용수 공급장치 및 그 제어방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 미네랄 공급라인 내의 압력이 기 설정된 압력범위 보다 높을 때, 상기 미네랄 공급라인 내의 압력을 효율적으로 낮출 수 있는 음용수 공급장치 및 그 제어방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 미네랄 용기를 교체할 때, 상기 미네랄 용기 내에 잔류하는 미네랄을 미리 배출시킬 수 있는 음용수 공급장치 및 그 제어방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음용수 공급장치의 외형 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 음용수 공급장치의 구조 및 배관을 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미네랄 공급모듈 및 드레인 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 미네랄 공급라인 내의 압력 제어를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 음용수 공급장치를 제어하기 위한 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 음용수 공급장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도면 부호에 관계 없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
이하, 용어를 정의함에 있어서, 필터부를 통과하기 전의 물을 원수라고 하고, 필터를 통과하여 여과된 원수를 정수라고 하며, 미네랄이 함유된 원수 또는 정수를 미네랄수라고 정의한다. 또한, 상기 원수 및 정수는 모두 사용자가 마실 수 있는 상태의 물을 나타내는 "음용수"로 정의될 수 있다.
나아가, 전단과 후단은 유체의 순방향 유동 방향을 기준으로 상류측과 하류측을 의미할 수 있다. 이때, 순방향 유동 방향이라 함은, 음용수가 음용수 공급장치 밖으로 토출되는 과정에서 상기 음용수 공급장치 내에서 유동하는 방향을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음용수 공급장치의 외형 사시도이다.
도 1을 참조하면, 음용수 공급장치(1)는 외형을 형성하는 캐비닛(2)과 디스펜서(3)를 포함하며, 상기 디스펜서(3)는 사용자가 음용수를 공급받는 공간을 의미한다. 따라서, 상기 디스펜서(3)는 일반적으로 캐비닛(2)의 전방에 형성된다.
상기 디스펜서(3)에는 음용수가 배출되는 코크(73)가 구비되고, 음용수의 배출을 휘내 조작하는 실시간 제어 입력부(4) 및 정량 제어 입력부(5)가 구비될 수 있다.
상기 실시간 제어 입력부(4)는 사용자에 의해 밀거나 당겨서 조작되는 레버의 형태로 구비될 수 있으며, 상기 정량 제어 입력부(5)는 사용자에 의해 누르거나 터치하여 조작되는 버튼부 또는 터치 입력부의 형태로 구비될 수 있다.
사용자는 상기 정량 제어 입력부(5)를 통해 명령을 입력하여 음용수 공급장치(1)가 정량 제어모드로 구동되도록 조작할 수 있다. 정량 제어모드에서 음용수 공급장치(1)는 기 설정된 양의 음용수가 상기 코크(73)를 통해 배출되도록 제어될 수 있다.
이와 달리, 사용자는 상기 정량 제어 입력부(5)를 통해 명령을 입력하지 않고, 상기 실시간 제어 입력부(4)에 해당하는 레버를 밀거나 당길 수 있다. 예를 들어, 사용자는 컵(C)을 상기 코크(73) 하부에 배치한 상태로 상기 레버를 밀거나 당겨서 상기 코크(73)로부터 토출되는 음용수를 상기 컵(C) 내에 담을 수 있다.
이때, 음용수 공급장치(1)는 실시간 제어모드로 구동될 수 있다. 실시간 제어모드에서 음용수 공급장치(1)는 사용자가 상기 레버를 밀거나 당기는 시간에 기초하여 상기 코크(73)를 통해 음용수가 배출되도록 제어될 수 있다.
즉, 사용자가 상기 정량 제어 입력부(5)를 통해 명령을 입력하지 않은 상태로 상기 레버를 조작하면, 상기 음용수 공급장치(1)는 실시간 제어모드로 구동될 수 있다.
한편, 상기 음용수 공급장치(1)는 음용수 공급장치(1)로부터 배출되는 음용수에 미네랄을 공급하기 위한 미네랄 공급모듈(도 2 및 3 참조)을 더 포함할 수 있다.
즉, 미네랄 공급모듈을 통하여, 사용자는 음용수 공급장치(1)로부터 음용수 내에 미네랄이 포함된 미네랄수를 공급받을 수 있다.
이때, 음용수 공급장치(1)에는 미네랄수 공급모듈에 구비되는 미네랄 용기의 교체 시기 등을 알리는 디스플레이부(6)가 더 구비될 수 있다. 이때, 상기 디스플레이부(6)는 상기 정량 제어 입력부(5)와 하나로 형성되거나, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 정량 제어 입력부(5)와 별도로 형성될 수 있다.
한편, 도 1의 실시예에서는 음용수 공급장치가 독자적으로 제공되는 실시예가 도시되어 있으나, 음용수 공급장치가 냉장고와 같은 다른 장치의 일부 구성으로 결합될 수도 있다.
이하, 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 미네랄수 공급모듈이 구비된 음용수 공급장치의 구성 및 배관에 대하여 설명한다.
또한, 별도의 설명이 없는 한, 음용수 공급장치(1)가 정량 제어모드로 구동되는 것을 전제로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 음용수 공급장치의 구조 및 배관을 나타내는 개념도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 음용수 공급장치(1)는 외부 급수전(10)을 통해 음용수 공급장치(1) 내로 유입되는 원수를 필터부(20)를 거쳐 정수로 변환시킬 수 있다.
상기 필터부(20)의 구성은 다양하게 변형될 수 있으며, 복수 개의 단일 필터들(21, 22, 23)을 통해 필터부(20)가 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 필터부(20)는 프리 카본 필터(21), UF 필터(22) 및 포스트 카본 필터(23)를 포함할 수 있다.
원수가 상기 필터부(20)를 통해 여과되어 정수가 생성되면, 상기 정수는 정수배관(30), 정수공급밸브(32) 및 코크(73)를 통해 음용수 공급장치(1)의 외부로 배출될 수 있다.
이때, 상기 음용수 공급장치(1)는 사용자의 요구에 따라 냉수 또는 온수가 공급되도록 형성될 수 있다.
정수가 가열되어 공급되는 온수는 필터부(20)의 후단에 위치되는 정수배관(30)의 A 지점에서 분지된 제1분지정수배관(301), 가열장치(51), 온수배관(50), 온수공급밸브(52) 및 코크(73)를 통해 외부로 출수될 수 있다.
정수가 냉각되어 공급되는 냉수는 정수배관(30)에서 A 지점보다 하류에서 분지된 제2분지정수배관(302), 냉각장치(41), 냉수배관(40), 냉수공급밸브(42) 및 코크(73)를 통해 외부로 출수될 수 있다.
설명의 편의를 위하여, 도 2에는 정수, 냉수 및 온수가 단일 코크(73)를 통해 배출되는 실시예가 도시되어 있다. 그러나, 정수, 냉수 및 온수의 출수를 위한 각각의 코크가 구비되거나, 정수와 냉수를 위한 하나의 코크 및 온수를 위한 다른 코크가 구비되는 것도 가능하다.
상기 정수공급밸브(32), 상기 냉수공급밸브(42) 및 상기 온수공급밸브(52)의 후단(즉, 하류측)에 코크밸브(74, 이하, "제1밸브"라고도 함)가 구비될 수 있다.
상기 코크밸브(74)는 분배배관(60)과 연결될 수 있다. 그리고, 상기 분배배관(60)은 상기 정수배관(30), 상기 냉수배관(40) 및 상기 온수배관(50)과 각각 연결될 수 있다.
상기 코크밸브(74)의 후단에는 정수, 냉수 또는 온수가 공급될 수 있는 출수배관(70)이 마련될 수 있다.
따라서, 분배배관(60)에 정수, 냉수 또는 온수가 공급될 수 있고, 단일 코크밸브(74)를 통해 코크(73)가 개방되면, 정수, 냉수 또는 온수가 선택적으로 상기 출수배관(70)을 통해 공급될 수 있다.
한편, 상기 출수배관(70)에는 상기 출수배관(70) 내로 흐르는 음용수에 미네랄을 공급하기 위한 미네랄 공급모듈(100)이 연결될 수 있다.
상기 미네랄 공급모듈(100)은 상기 출수배관(70)에 연결되는 제1연결관(120)을 통하여 출수배관(70)의 일측에 연결될 수 있다. 이때, 상기 제1연결관(120)은 음용수와 미네랄이 혼합되는 미네랄수 생성부로 형성될 수 있다.
상기 출수배관(70)은 제1연결관(120)의 전단에서 상기 제1연결관(120)과 연결되는 제1유로(71) 및 상기 제1연결관(120)의 후단에서 상기 제1연결관(120)에 연결되는 출수유로(72)를 포함할 수 있다.
코크밸브(74)가 개방되면, 정수, 냉수 또는 온수는 코크(73)를 향해 제1유로(71) 내로 유동하고, 상기 코크(73)를 통해 배출되기 전에 제1연결관(120)으로 유입될 수 있다.
즉, 제1유로(71)는 제1연결관(120)의 상류측에 배치되어 상기 제1연결관(120)을 향해 정수, 냉수 또는 온수와 같은 음용수를 공급하기 위한 배관이다.
상기 출수유로(72)는 상기 제1연결관(120)에서 생성된 미네랄수가 선택적으로 코크(73)로 출수되도록 상기 제1연결관(120)과 상기 코크(73) 사이에 구비되는 배관이다.
상기 미네랄 공급모듈(100)은 미네랄 용기(140), 상기 미네랄 용기(140)를 가압하는 펌프(160), 제1연결관(120)과 상기 미네랄 용기(140)를 연결하는 제2유로(110), 상기 제2유로(110) 상에 구비되는 압력센서(170) 및 미네랄 밸브(130, 이하, "제2밸브"라고도 함)를 포함할 수 있다.
상기 미네랄 공급모듈(100)에서 상기 제1연결관(120)으로 공급되는 미네랄은 고농도의 농축 미네랄일 수 있다.
그리고, 미네랄 공급모듈(100)에서 상기 제1연결관(120)으로 공급되는 미네랄의 양은 코크(73)를 통해 배출되는 미네랄수의 맛을 결정하는 중요한 요인이 될 수 있다.
이때, 상기 미네랄 공급모듈(100)로부터 상기 제1연결관(120)으로 공급되는 미네랄의 양은 상기 제1연결관(120)을 흐르는 음용수(즉, 정수, 온수 또는 냉수)의 유량에 비해 극히 적은 양이 될 수 있다.
따라서, 제1연결관(120)에는 미세유로부(121)가 구비될 수 있다. 즉, 농축 미네랄은 상기 미세유로부(121)를 통해 상기 제1연결관(120) 내로 흐르는 음용수에 공급될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1연결관(120)은 "T"자 형태로 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1연결관(120)은 제1유로(71) 및 출수유로(72) 사이에서 상기 제1유로(71) 및 상기 출수유로(72)와 평행하게 구비되는 혼합관(122) 및 상기 혼합관(122)에 수직한 방향으로 상기 혼합관(122)을 향해 농축 미네랄을 공급하도록 형성된 미세유로부(121)를 구비할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 음용수 공급장치(1)는 미네랄을 외부로 배출하도록 형성된 드레인 모듈(200)을 더 포함할 수 있다(도 3을 함께 참조).
구체적으로, 상기 드레인 모듈(200)은 상기 제2유로(110)의 일측에 연통되도록 형성된 드레인 유로(220) 및 상기 드레인 유로(220)에 구비되는 드레인 밸브(230)를 포함할 수 있다.
상기 드레인 밸브(230)가 개방될 때, 미네랄 용기(140) 내에 잔류하는 농축 미네랄은 상기 제2유로(110) 및 상기 드레인 유로(220)를 순차적으로 경유하여 외부로 배출될 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여, 상기 미네랄 공급모듈(100) 및 드레인 모듈(200)의 구체적인 구성 및 작동에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미네랄 공급모듈 및 드레인 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 설명의 편의를 위하여, 위에서 코크밸브로 나타낸 도면부호 74는 제1밸브로 나타낸다.
도 2 및 3을 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 음용수 공급장치(1)는 음용수가 유동하도록 형성된 출수배관(70), 상기 출수배관(70)을 선택적으로 개폐하도록 형성된 제1밸브(74), 상기 출수배관(70)의 일측을 향하는 미네랄 공급유로를 제공하는 제1연결관(120), 상기 제1연결관(120)을 향해 미네랄을 공급하도록 형성된 제2유로(110), 농축 미네랄이 수용되는 미네랄 용기(140), 상기 미네랄 용기(140)를 가압하도록 형성된 펌프(160)를 포함할 수 있다.
출수배관(70)은 제1유로(71) 및 출수유로(72)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 제1유로(71)는 상기 출수유로(72)에 비해 상류측에 구비될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1유로(71)는 음용수가 유동하도록 형성될 수 있으며, 상기 제1유로(71)에는 상기 제1유로(71)를 선택적으로 개폐하도록 형성된 제1밸브(74)가 구비될 수 있다.
상기 출수유로(72)는 음용수를 토출하기 위하여 상기 제1유로(71)의 후단에 연결되도록 형성될 수 있다. 즉, 음용수는 상기 제1유로(71) 및 상기 출수유로(72)를 순차로 유동하여, 코크(73)를 통해 토출될 수 있다.
상기 제1연결관(120)은 상기 제1유로(71)와 상기 출수유로(72)를 연결하도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1연결관(120)은 "T"자 형태로 형성될 수 있으며, 상기 제1유로(71)를 통과한 음용수를 상기 출수유로(72)로 안내하는 혼합관(122) 및 상기 온합관(122)에 수직한 방향으로 상기 혼합관(122)을 향하는 농축 미네랄의 유로를 형성하는 미세유로부(121)를 구비할 수 있다.
농축 미네랄이 상기 혼합관(122)으로 안내될 때, 상기 미세유로부(121)를 통과하면서 농축 미네랄의 압력이 강하될 수 있다.
상기 미세유로부(121)의 단면 직경은 상기 미세유로부(121)의 길이보다 작게 형성될 수 있다. 또한, 상기 미세유로부(121)의 단면적은 상기 혼합관(122)의 단면적보다 작게 형성될 수 있다.
따라서, 상기 혼합관(122)을 향해 안내되는 농축 미네랄의 용량이 정밀하게 제어될 수 있다.
상기 제2유로(110)는 상기 제1연결관(120)을 향해 미네랄(예를 들어, 농축 미네랄)을 공급하도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2유로(110)는 미네랄 공급관(또는 미네랄 공급유로)으로 형성될 수 있다.
상기 제2유로(110)의 길이방향 일 단부는 상기 제1연결관(120)에 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제2유로(110)의 길이방향 일 단부는 상기 제1연결관(120)의 미세유로부(121)에 연결될 수 있다.
따라서, 상기 제2유로(110)를 통해 공급되는 농축 미네랄의 공급 압력은 상기 미세유로부(121)에 의해 낮아질 수 있다. 즉, 상기 미세유로부(121)는 상기 제2유로(110)를 통해 공급되는 농축 미네랄의 공급 압력을 낮추는 기능을 한다.
또한, 상기 제2유로(110)에는 제2밸브(130, 즉 "미네랄 밸브") 및 압력센서(170)가 구비될 수 있다. 상기 제2밸브(130)는 상기 제2유로(110)를 선택적으로 개폐하도록 형성되고, 상기 압력센서(170)는 상기 제2유로(110) 내의 압력(즉, 상기 제2유로(110) 내를 흐르는 농축 미네랄의 압력)을 감지하도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 제2밸브(130)는 상기 제2유로(110) 상에서 상기 압력센서(170)에 비해 상기 제1연결관(120)에 더 가까이 배치될 수 있다. 즉, 상기 압력센서(170)는 상기 제2밸브(130)에 비해 상기 제2유로(110)의 상류에 구비될 수 있다.
상기 미네랄 용기(140)는 농축 미네랄을 수용하도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 미네랄 용기(140)는 상기 제2유로(110)를 통해 상기 제1연결관(120)에 연결되도록 형성될 수 있다.
즉, 상기 제2유로(110)의 길이방향 일 단부는 상기 제1연결관(120)에 연결되고, 상기 제2유로(110)의 길이방향 타 단부는 상기 미네랄 용기(140)에 연결될 수 있다.
상기 펌프(160)는 상기 미네랄 용기(140) 내에 수용된 농축 미네랄을 상기 미네랄 용기(140)외부로 토출하기 위해, 상기 미네랄 용기(140) 내부를 가압하도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 펌프(160)는 에어펌프로 형성될 수 있다. 즉, 상기 펌프(160)는 외부 공기를 흡입하여 상기 미네랄 용기(140) 내로 상기 외부 공기를 주입하도록 형성된 에어펌프가 될 수 있다.
따라서, 상기 펌프(160)는 외부 공기를 흡입하고 상기 미네랄 용기(140) 내로 주입하여, 상기 미네랄 용기(140) 내의 압력을 상승시킬 수 있다.
즉, 상기 펌프(160)의 구동에 의해 외부 공기가 상기 미네랄 용기(140) 내로 주입되면, 미네랄 용기(140) 내의 압력 상승으로 인해 상기 미네랄 용기(140) 내에 수용된 농축 미네랄이 상기 상기 미네랄 용기(140) 밖으로 토출될 수 있다.
이때, 상기 미네랄 용기(140) 밖으로 토출된 농축 미네랄은 제2유로(110) 내로 유동하여 상기 제2유로(110) 내의 압력이 상승될 수 있다. 또한, 상기 미네랄 용기(140) 내부와 상기 제2유로(110)는 연통되어 있기 때문에, 상기 미네랄 용기(140) 내의 압력과 상기 제2유로(110)의 압력은 동일할 수 있다.
또한, 상기 미네랄 용기(140) 내로 외부 공기를 주입하기 위한 주입공(141) 및 상기 미네랄 용기(140)로부터 농축 미네랄이 토출되는 토출공(142)은 상기 미네랄 용기(140)의 하부에 형성될 수 있다.
구체적으로, 미네랄 용기(140) 내에 수용되는 농축 미네랄은 중력에 의해 상기 미네랄 용기(140)의 아래쪽을 향하게 된다. 이때, 상기 주입공(141) 및 상기 토출공(142)이 상기 미네랄 용기(140)의 하측에 형성되어 있기 때문에, 미네랄 용기(140)의 기밀성이 향상될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 음용수 공급장치(1)는 상기 미네랄 용기(140)의 하측에서 상기 미네랄 용기(150)와 체결되는 용기 체결부(150)를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 주입공(141) 및 상기 토출공(142)은 상기 용기 체결부(150)의 하단부에 형성될 수 있다.
또한, 상기 용기 체결부(150)는 상기 주입공(141)과 연통되는 공기 주입유로(143) 및 상기 토출공(142)과 연통되는 미네랄 토출유로(144)를 구비할 수 있다.
이때, 상기 주입공(141)은 공기 주입유로(143)를 통해 상기 미네랄 용기(140)의 내부와 연통될 수 있으며, 상기 토출공(142)은 미네랄 토출유로(144)를 통해 상기 미네랄 용기(140)의 내부와 연통될 수 있다.
상기 펌프(160)에는 외부 공기를 상기 펌프(160) 내로 유입하도록 외부와 연통되는 공기 유입라인(161) 및 상기 펌프(160)로부터 토출된 외부 공기를 미네랄 용기(140)를 향해 안내하는 제3유로(162)가 결합될 수 있다.
이때, 상기 주입공(141)은 상기 제3유로(162)를 통해 상기 펌프(160)와 연결(또는 연통)될 수 있고, 상기 토출공(142)은 상기 제2유로(110)와 연결(또는 연통)될 수 있다.
또한, 상기 펌프(160), 즉 에어펌프는 미네랄 용기(140) 내로 공기를 주입하도록 형성되기 때문에, 상기 미네랄 용기(140)로부터 필요한 양의 농축 미네랄을 토출시키기 위해서는 상기 미네랄 용기(140)의 기밀성을 유지하는 것이 필요하다.
전술한 바와 같이, 상기 미네랄 용기(140)가 상기 용기 체결부(150)의 상측에 배치되고, 상기 용기 체결부(150)의 하단에 주입공(141) 및 토출공(142)이 마련되기 때문에, 미네랄 용기(140)의 기밀성이 향상될 수 있다.
제2유로(110), 제1연결관(120), 제2밸브(130), 미네랄 용기(140), 미네랄 용기(140)가 체결되는 용기 체결부(150), 및 펌프(160)는 음용수 공급장치(1)에 착탈가능하게 결합될 수 있는 하나의 미네랄 공급모듈(100)을 형성할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 음용수 공급장치(1)는 상기 미네랄 용기(140) 내에 잔류하는 농축 미네랄을 외부로 배출하도록 형성된 드레인 모듈(200)을 더 포함할 수 있다.
상기 드레인 모듈(200)은 상기 미네랄 공급모듈(100)의 일측에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 상기 드레인 모듈(200)은 상기 제2유로(110), 상기 미네랄 용기(140) 및 상기 용기 체결부(150) 중 적어도 하나에 잔류하는 농축 미네랄을 외부로 배출하도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 제2유로(110) 내에 잔류하는 농축 미네랄은 상기 제2유로(110)에서, 상기 제2밸브(130)와 상기 용기 체결부(150) 사이의 부분에 잔류하는 농축 미네랄을 나타낸다.
우선, 상기 제2유로(110), 상기 미네랄 용기(140) 및 상기 용기 체결부(150)에 잔류하는 농축 미네랄을 외부로 배출하는 이유는 상기 미네랄 용기(140)를 교체할 때 상기 잔류하는 농축 미네랄이 외부로 흘러 넘치는 것을 방지하기 위함이다.
또한, 미네랄 용기(140)를 교체하는 경우가 아니더라도, 상기 드레인 모듈(200)은 상기 제2유로(110) 내의 농축 미네랄의 적어도 일부를 외부로 배출하도록 형성될 수 있다.
이는, 제2유로(110) 내의 농축 미네랄의 배출을 통해, 제2유로(110) 내의 압력을 낮추기 위함이다. 이러한 제2유로(110) 내의 압력을 낮추는 이유에 대해서는 후술하기로 한다.
이때, 제2유로(110) 내부 및 상기 미네랄 용기(140)의 내부는 연통되어 있고, 서로 압력 평형을 유지하고 있기 때문에, 상기 제2유로(110) 내의 농축 미네랄의 배출을 통해 제2유로(110) 내의 압력 하강에 따라 미네랄 용기(140) 내의 압력도 하강할 수 있다.
구체적으로, 상기 드레인 모듈(200)은 상기 미네랄 용기(140)와 제2유로(110) 사이에 구비되는 제2연결관(210), 상기 제2연결관에 연결(또는 연통)되며 드레인 밸브(230, 또는 "제3밸브" 라고도 함)를 구비하는 드레인 유로(220)를 포함할 수 있다.
상기 제2연결관(210)은 상기 미네랄 용기(140)와 상기 제2유로(110) 사이를 연결하는 동시에, 상기 드레인 유로(220)와 연결될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제2연결관(210)은 제2유로(110)와 용기 체결부(150) 사이에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 제2연결관(210)은 제2유로(110)와 용기 체결부(150)를 연결하는 동시에, 상기 드레인 유로(220)와 연결될 수 있다. 이때, 상기 제2연결관(210)은 "T"자 형태로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 음용수 공급장치(1)는 제1밸브(74), 제2밸브(130), 펌프(160), 압력센서(170) 및 드레인 밸브(230)를 제어하도록 형성된 제어부(300)를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부(300)는 제1밸브(74), 제2밸브(130), 펌프(160), 압력센서(170) 및 드레인 밸브(230)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제어부(300)는 상기 제2밸브(130)가 닫혀있는 동안에 상기 제2유로(110) 내의 압력이 기 설정된 압력범위 내로 유지되도록 상기 펌프(160)를 선택적으로 제어할 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 것과 같이, 제2유로(110) 내의 압력이 기 설정된 압력 상한값(Pmax) 및 기 설정된 압력 하한값(Pmin) 범위 내로 유지되도록, 상기 제어부(300)가 상기 펌프(160)를 선택적으로 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 제2유로(110) 내의 압력은 시간이 흐름에 따라 하강될 수 있다.
이때, 상기 제어부(300)는 상기 압력센서(170)에 감지된 제2유로(110) 내의 압력값에 기초하여 상기 제2유로(110) 내의 압력이 기 설정된 압력범위(즉, 상한 압력값(Pmax) 및 하한 압력값(Pmin)) 내에 들어오도록 상기 펌프(160)의 구동 및 정지를 반복할 수 있다.
이는, 상기 제2유로(110) 내의 압력은 시간의 경과에 따라 점차 하강될 수 있기 때문이다.
즉, 음용수의 추출 신호에 따라 정량의 농축 미네랄을 음용수에 첨가하기 위해서는 상기 제2유로(110) 내의 압력이 실시간으로 제어되어 기 설정된 압력범위 내로 유지되어야 한다.
예를 들어, 상기 제어부(300)는 외부로부터의(즉, 사용자에 의한) 출수 신호에 따라 상기 미네랄 밸브(130)가 기설정된 제1시간(T1) 동안 열리고 닫히도록 상기 미네랄 밸브(130)를 제어할 수 있다.
이때, 외부로부터의 출수 신호는 기 설정된 양의 음용수를 추출하기 위한 정량 제어모드에 따른 출수 신호가 될 수 있다.
한편, 음용수를 향하여 농축 미네랄을 공급하기 위하여 상기 제2밸브(130)가 열리고 닫히면, 상기 제2유로(110) 내의 압력이 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax)보다 낮아질 수 있다.
따라서, 상기 제어부(300)는 상기 미네랄 밸브(130)가 상기 제1시간(T1) 동안 열리고 닫힌 후, 제2유로(110) 상에 구비된 압력센서(170)에서 감지되는 압력값에 기초하여 펌프(160)를 선택적으로 구동시킬 수 있다.
펌프(160)의 선택적 구동에 의해, 상기 제2밸브(130)가 닫혀있는 상태에서 상기 제2유로(110) 내의 압력은 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax) 내로 유지될 수 있다. 그리고, 상기 제2밸브(130)가 기 설정된 제1시간(T1) 동안 개방되면, 기 설정된 양의 농축 미네랄이 제1연결관(120)을 통해 음용수에 공급될 수 있다.
이때, 상기 제2유로(110) 내의 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax) 및 상기 제2밸브(130)를 개방하는 제1시간(T1)은 추출되는 음용수의 양에 따라 실험값으로 미리 결정될 수 있다.
즉, 상기 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax) 및 상기 제1시간(T1)은 실험을 통하여 얻어진 음용수의 양에 따른 농축 미네랄의 첨가량에 기초하여 메모리와 같은 기억장치(미도시)에 미리 저장되어 있을 수 있다.
한편, 상기 제2유로(110, 즉, 미네랄 공급라인) 내의 특정 지점에 구비된 압력센서(170)를 통해 압력이 감지되기 때문에, 기 설정된 길이를 구비하는 제2유로(110) 전체의 평균 압력을 반영할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 상기 제2유로(110)가 미네랄 용기(140) 내부와 연통되어 있기 때문에, 상기 제2유로(110)를 통한 농축 미네랄의 방출 직후에는 상기 제2유로(110) 내의 길이방향을 따른 압력 및 상기 미네랄 용기(140) 내의 압력이 균일하지 않을 수 있다.
즉, 기 설정된 길이를 구비하는 제2유로(110)의 길이방향을 따라서 그리고 싱가 제2유로(110)와 상기 미네랄 용기(140) 사이에 압력산포가 발생될 수 있고, 이러한 압력산포에 따라 상기 압력센서(170)를 통한 압력값의 감지 오차가 발생할 수 있다.
따라서, 상기 제어부(300)는 상기 제2밸브(130)의 닫힘을 감지하고 나서, 기 설정된 제2시간(T2)이 경과한 후에, 상기 압력센서(170)에서 감지되는 압력값을 읽도록 형성될 수 있다.
또는, 상기 제어부(300)는 상기 상기 제2밸브(130)의 닫힘을 감지하고 나서, 기 설정된 제2시간(T2)이 경과한 후에, 상기 압력센서(170)가 상기 제2유로(110) 내의 압력을 감지하도록 상기 압력센서(170)를 제어할 수 있다.
따라서, 농축 미네랄의 공급을 위해 상기 제2밸브(130)가 열리고 닫힌 후에 상기 제2유로(110) 내에 압력 강하가 발생될 때, 상기 제2유로(110) 내의 압력을 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax) 내로 상승시키기 위한 상기 제2유로(110) 내의 초기 압력값을 정확하게 감지할 수 있다.
이때, 상기 제2시간(T2)은 1~5초가 될 수 있으며, 상기 제2시간(T2)은 실험값에 따라 다르게 설정될 수 있다.
한편, 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax) 미만으로 낮아진 상기 제2유로(110) 내의 압력은 펌프(160)의 구동을 통하여 다시 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax) 내로 상승 및 유지될 수 있다.
그러나, 펌프(160)의 구동을 통해 상기 제2유로(110) 내의 압력을 상승시카고자 할 때, 펌프 구동 시간, 압축 부하 및 압력 감지 부분(즉, 압력센서(170)의 설치부분)과 펌프(160)의 이격된 위치 등의 요인에 의해 제2유로(110) 내의 압력이 기 설정된 압력을 초과할 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 상기 제어부(300)는 상기 압력센서(170)에서 감지된 압력값이 기 설정된 압력범위보다 낮을 때, 상기 펌프(160)가 기 설정된 주기로 복수회 구동되도록 상기 펌프(160)를 제어할 수 있다.
즉, 제2유로(110) 내의 압력이 기 설정된 압력범위보다 낮을 때, 상기 제2유로(110) 내의 압력을 기 설정된 압력범위 내로 상승시키기 위해 상기 펌프(160)를 연속해서 구동할 경우, 상기 제2유로(110) 내의 압력이 기 설정된 압력범위를 초과해버릴 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 상기 펌프(160)의 복수회 기 설정된 주기로 구동시킨 후, 압력센서(170)를 통해 제2유로(110) 내의 압력을 감지하고, 상기 제2유로(110) 내의 압력이 기 설정된 압력범위보다 여전히 낮으면, 다시 상기 펌프(160)를 복수회 기 설정된 주기로 구동시킬 수 있다.
다시 말해서, 상기 제2유로(110) 내의 압력이 기 설정된 압력범위보다 낮을 때, 상기 펌프(160)의 기 설정된 주기의 복수회 구동을 통해 단계적으로 상기 제2유로(110) 내의 압력을 상승시킬 수 있다.
이때, 상기 펌프(160)의 반복 구동 횟수 및 구동 주기는 제2유로(110) 내의 압력 및 상기 기 설정된 압력범위의 차이에 기초하여 실험값으로 미리 설정될 수 있으며, 제어부(300)에 연결된 메모리와 같은 기억장치(미도시)에 미리 저장되어 있을 수 있다.
상기 제2유로(110) 내의 압력 및 상기 기 설정된 압력범위의 차이는 상기 제2유로(110) 내의 압력이 기 설정된 압력 상한값(Pmax)보다 큰 정도 또는 기 설정된 압력 하한값(Pmin)보다 작은 정도를 나타낼 수 있다.
이와 같이, 상기 펌프(160)의 연속 구동이 아닌 기 설정된 주기에 따른 복수회 반복 구동을 통하여, 상기 제2유로(110) 내의 압력이 기 설정된 압력범위를 초과하지 않고 상기 기 설정된 압력범위 내로 상승 및 유지될 수 있도록 정밀하게 제어될 수 있다.
한편, 미네랄 용기(140)를 교체하고자 할 때, 미네랄 용기(140) 내에 잔류하는 미네랄을 미리 배출시키지 않으면, 상기 잔류하는 미네랄이 외부로 흐를 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 제2유로(110) 내의 압력이 기 설정된 압력범위보다 높을 때, 기 설정된 양의 농축 미네랄보다 많은 양의 농축 미네랄이 음용수에 첨가되어 미네랄수의 맛이 미리 설정된 맛과 달르게 될 수 있는 문제점이 있다.
이 경우, 상기 펌프(160)의 제어를 통해 상기 미네랄 공급라인 내의 압력을 낮추는 것은 불가능하다.
따라서, 상기 드레인 모듈(200)에 구비되는 드레인 밸브(230)는 상기 미네랄 용기(140)의 교체 시에 상기 미네랄 용기(140) 내에 잔류하는 농축 미네랄을 배출하기 위하여 열리도록 형성될 수 있다.
즉, 사용자는 상기 미네랄 용기(140)를 교체할 때, 상기 드레인 밸브(230)를 개방하여 잔류하는 농축 미네랄을 모두 외부로 배출한 뒤에, 사용을 마친 미네랄 용기(140)를 분리하고 새로운 미네랄 용기(140)를 용기 체결부(150)에 체결시킬 수 있다. 이때, 상기 드레인 밸브(230)는 전자식으로 솔밸브로 형성되어, 외부의 미네랄 용기(140) 교체 신호에 따라서 개방되도록 제어부에 의해 제어될 수 있다.
또한, 상기 드레인 밸브(230)는 상기 제2밸브(130, 즉, "미네랄 밸브")가 닫힌 상태에서 상기 압력센서(170)에서 감지된 압력값이 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax)보다 높을 때 상기 제어부(300)에 의해 기 설정된 제3시간(T3)동안 열리도록 제어될 수 있다.
이때, 상기 제3시간(T3)은 상기 제2유로(110) 내의 압력과 상기 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax) 사이의 차이에 기초하여 결정될 수 있으며, 실험을 통해 얻은 실험값으로 미리 결정될 수 있다. 또한, 상기 실험값은 제어부(300)에 연결되는 메모리와 같은 기억장치(미도시)에 기억될 수 있다.
또한, 상기 제3시간(T3)동안 상기 드레인 밸브(230)가 열리고 닫힌 후, 다시 압력센서(170)를 통해 제2유로(110) 내의 압력값이 감지되도록 상기 제어부(300)가 상기 드레인 밸브(230) 및 상기 압력센서(170)를 제어할 수 있다.
상기 드레인 밸브(230)를 통해 제2유로(110) 내의 적어도 일부의 농축 미네랄이 외부로 배출된 후에도 상기 제2유로(110) 내의 압력값이 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax)보다 높으면, 상기 제어부(300)는 상기 제2유로(110) 내의 압력값과 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax) 사이의 차이에 기초한 기 설정된 제3시간(T3) 동안 다시 상기 드레인 밸브(230)가 열리도록 상기 드레인 밸브(230)를 제어할 수 있다.
나아가, 제2유로(110) 및 드레인 유로(220)의 세척이 필요한 경우, 상기 드레인 밸브(230)를 개방하고 세척수를 유동시켜서 상기 제2유로(110) 및 상기 드레인 유로(220)를 세척할 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 음용수 공급장치(1)의 제어방법에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 음용수 공급장치를 제어하기 위한 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5를 참조하여 설명함에 있어서, 도 1 내지 4를 참조하여 설명한 음용수 공급장치의 구성 및 제어가 음용수 공급장치의 제어방법에도 동일하게 적용될 수 있음은 자명하다.
도 1 및 도 5를 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 음용수 공급장치의 제어방법은 음용수가 유동하는 제1유로(71), 상기 제1유로(71)를 향해 미네랄을 공급하도록 형성되고 압력센서(170) 및 미네랄 밸브(130)를 구비하는 제2유로(110), 상기 제2유로(110)에 연결된 미네랄 용기(140), 상기 미네랄 용기(140) 내부를 가압하도록 형성된 에어펌프(160), 및 상기 미네랄 밸브(130)와 상기 에어펌프(160)를 제어하도록 형성된 제어부(300)를 포함하는 음용수 공급장치의 제어방법에 관한 것이다.
상기 음용수 공급장치의 제어방법은 미네랄 밸브(130)가 열린 후 닫히는 출수단계(S100), 상기 미네랄 밸브(130)가 닫힌 후의 딜레이시간을 판단하는 딜레이시간 판단단계(S200), 상기 딜레이시간 경과 후 제2유로(110) 내의 압력을 감지하는 압력감지단계(S300), 상기 압력감지단계에서 감지된 압력값과 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax)를 비교하는 압력값 비교단계(S400), 상기 압력값 비교단계에서의 판단결과에 기초하여 에어펌프(160)가 선택적으로 구동되는 선택적 펌프 구동단계(S500)를 포함할 수 있다.
상기 출수단계(S100)에서는 제1유로(110)를 통해 음용수가 유동하는 동안에 상기 미네랄 밸브(130)가 기 설정된 제1시간(T1) 동안 열린 후 닫힐 수 있다.
즉, 상기 출수단계(S100)에서, 상기 미네랄 밸브(130)가 기 설정된 제1시간(T1) 동안 열리고 닫히는 과정을 통해 상기 음용수를 향하여 기 설정된 양의 농축 미네랄이 공급될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 출수단계(S100)는 미네랄 밸브(130)가 개방되는 단계(S110), 상기 미네랄 밸브(130)가 개방된 후 제1시간(T1)이 경과했는지 여부가 제어부(300)에 의해 판단되는 단계(S120), 및 상기 제1시간(T1)이 경과한 경우 상기 미네랄 밸브가 닫히는 단계(S130)를 포함할 수 있다.
상기 딜레이시간 판단단계(S200)에서는 상기 미네랄 밸브(130)가 닫히고 기 설정된 제2시간(T2)이 경과했는지 여부가 제어부(300)에 의해 판단될 수 있다.
이때, 상기 제2시간(T2)은 1~5초가 될 수 있으며, 상기 제2시간(T2)은 실험값에 따라 다르게 설정될 수 있다.
상기 압력감지단계(S300)에서는 상기 제2시간(T2)이 경과한 후 상기 압력센서(170)를 통해 상기 제2유로(110) 내의 압력값이 감지될 수 있다.
예를 들어, 상기 압력감지단계(S300)에서는 상기 제2시간(T2)이 경과한 후 상기 압력센서(170)를 통해 상기 제2유로(110) 내의 압력값이 감지되고 감지된 압력값이 제어부(300)에 전달될 수 있다. 또는 상기 압력센서(170)를 통해 상기 제2유로(110) 내의 압력값이 실시간으로 감지되고, 상기 제어부(300)가 상기 제2시간(T2)이 경과한 후에 상기 압력센서(170)를 통해 감지된 압력값을 읽도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 압력감지단계(S300)는 상기 딜레이시간 판단단계(S200) 뒤에 수행될 수 있다. 이는 미네랄 밸브(130)가 열리고 닫힌 후에 딜레이시간 없이 압력이 감지되면, 상기 제2유로(110) 내의 압력산포로 인해 상기 제2유로(110) 내의 정확한 압력 측정이 불가능하기 때문이다.
상기 압력값 비교단계(S400)에서는 제어부(300)에 의해 상기 압력감지단계에서 감지된 압력값(Pd)이 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax)와 비교 및 판단될 수 있다.
즉, 상기 압력값 비교단계(S400)에서는 상기 감지된 압력값이 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax) 내에 포함되는지 또는 상기 감지된 압력값(Pd)이 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax) 밖으로 벗어났는지 여부가 제어부(300)에 의해 판단될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 압력값 비교단계(S400)는 상기 감지된 압력값(Pd)이 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax) 내에 포함되는지를 판단하는 단계(S410) 및 상기 감지된 압력값(Pd)이 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax)를 벗어나는지 여부를 판단하는 단계(S420)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 감지된 압력값(Pd)이 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax)를 벗어나는지 여부를 판단하는 단계(S420)에서는 상기 감지된 압력값(Pd)이 기 설정된 압력 하한값(Pmin)보다 낮은지 여부 및 낮은 정도, 그리고 상기 감지된 압력값(Pd)이 기 설정된 압력 상한값(Pmax)보다 높은지 여부 및 높은 정도가 제어부(300)에 의해 판단될 수 있다.
상기 선택적 펌프 구동단계(S500)에서는 상기 압력값 비교단계에서 판단된 결과에 기초하여 제어부(300)에 의해 에어펌프(160)가 선택적으로 구동될 수 있다.
구체적으로, 상기 압력값 비교단계(S400)에서 압력센서(170)를 통해 감지된 압력값(Pd)이 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax)보다 작다고 파단된 경우, 상기 선택적 펌프 구동단계(S500)는 상기 에어펌프(160)를 구동하는 펌프 구동단계(S510)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 감지된 압력값(Pd)이 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax)보다 작을 때, 상기 에어펌프(160)의 구동을 통해 제2유로(110) 내의 압력이 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax) 내에 들어오도록 할 수 있다.
이때, 상기 펌프 구동단계(S510)에서 상기 에어펌프(160)는 기 설정된 주기로 복수회 구동되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 펌프 구동단계(S510)에서는, 상기 압력센서(170)에서 감지되는 압력값(Pd)이 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax) 내에 들어올 때까지, 상기 에어펌프(160)의 구동 및 정지를 기 설정된 주기로 복수회 반복할 수 있다.
즉, 상기 에어펌프(160)의 구동 및 정지가 기 설정된 주기로 복수회 반복되도록 상기 에어펌프(160)가 제어부(300)에 의해 제어될 수 있다.
이러한 에어펌프(160)의 구동 제어를 통하여, 제2유로(110) 내의 압력이 상기 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax)를 초과하는 것을 방지함과 동시에, 상기 제2유로(110) 내의 압력이 상기 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax) 내에 들어오도록 정밀하게 제어될 수 있다.
또한, 상기 에어펌프(160)의 구동 및 정지를 기 설정된 주기로 복수회 반복한 후에, 상기 압력감지단계(S300) 및 상기 압력값 비교단계(S400)가 다시 수행될 수 있다.
한편, 상기 압력값 비교단계(S400)에서 압력센서(170)를 통해 감지된 압력값(Pd)이 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax)보다 크다고 판단된 경우, 상기 선택적 펌프 구동단계(S500)는 상기 제2유로(110) 내의 압력값(Pd)이 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax) 내에 들어오도록 상기 제2유로(110) 내의 농축 미네랄의 일부를 외부로 배출하는 미네랄 배출단계(S520)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 감지된 압력값(Pd)이 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax)보다 클 때, 상기 제2유로(110) 내의 압력을 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax) 내로 낮추기 위해서는 압력강하를 위한 별도의 구성이 필요하다.
이때, 상기 미네랄 배출단계(S520)에서 제2유로(110) 내의 농축 미네랄의 일부가 외부로 배출됨에 따라서, 상기 제2유로(110) 내의 압력이 낮아질 수 있다.
즉, 상기 감지된 압력값(Pd)이 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax)보다 클 때, 제2유로(110) 내의 농축 미네랄의 일부를 외부로 배출하여 제2유로(110) 내의 압력이 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax) 내에 들어오도록 할 수 있다.
또한, 상기 미네랄 배출단계(S520)에서 외부로 배출되는 농축 미네랄의 양은 상기 감지된 압력값(Pd)과 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax)의 차이에 기초하여 실험값으로 미리 결정될 수 있으며, 제어부(300)에 연결된 메모리와 같은 기억장치(미도시)에 저장될 수 있다.
또한, 상기 농축 미네랄의 배출은 제2유로(110) 내의 압력을 낮추기 위한 작동이기 때문에, 상기 미네랄 배출단계(S520)에서 에어펌프(160)의 구동은 정지되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 압력값 비교단계(S400)에서 압력센서(170)를 통해 감지된 압력값(Pd)이 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax) 내에 있다고 판단된 경우, 상기 선택적 펌프 구동단계(S500)는 상기 에어펌프(160)가 구동되지 않는 OFF 상태를 유지하는 에어펌프 OFF단계(S530)를 더 포함할 수 있다.
이는, 상기 감지된 압력값(Pd)이 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax) 내에 있을 때, 미네랄 밸브(130)의 개방시간 조절을 통해 기 설정된 양의 농축 미네랄을 음용수를 향해 공급할 수 있는 조건을 만족하기 때문이다.
나아가, 상기 압력값 비교단계(S400)에서 압력센서(170)를 통해 감지된 압력값(Pd)이 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax) 내에 있다고 판단되어 상기 에어펌프(160)가 구동되지 않는 OFF 상태를 유지하는 경우라도, 압력센서(170)를 통한 제2유로(110) 내의 압력 감지는 실시간으로 계속될 수 있다.
또한, 상기 감지된 압력값에 기초하여 제어부(300)는 상기 제2유로(110) 내의 압력이 기 설정된 압력범위(Pmin~Pmax) 내로 유지되도록 상기 에어펌프(160)를 선택적으로 구동시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
1 음용수 공급장치 10 급수전
20 필터부 30 정수배관
40 냉수배관 50 온수배관
60 분배배관 70 출수배관
71 제1유로 72 출수유로
74 제1밸브 100 미네랄 공급모듈
110 제2유로 120 제1연결관
121 미세유로부 122 혼합관
130 제2밸브(미네랄 밸브) 140 미네랄 용기
150 용기 체결부 160 펌프
170 압력센서 200 드레인 모듈
300 제어부

Claims (16)

  1. 음용수가 유동하도록 형성되는 제1유로(71);
    상기 음용수를 토출하기 위하여 상기 제1유로(71)의 후단에 결합되는 출수유로(72);
    상기 제1유로(71)와 상기 출수유로(72)를 연결하도록 형성된 제1연결관(120);
    상기 제1연결관(120)을 향해 미네랄을 공급하도록 형성되고, 압력센서(170) 및 미네랄 밸브(130)가 구비된 제2유로(110);
    상기 제2유로(110)를 통해 상기 제1연결관(120)에 연통되며, 농축 미네랄이 수용되는 미네랄 용기(140);
    상기 농축 미네랄을 상기 미네랄 용기(140) 외부로 토출하기 위하여, 상기 미네랄 용기(140) 내부를 가압하도록 형성된 펌프(160); 및
    외부로부터의 출수 신호에 따라 상기 미네랄 밸브(130)가 기설정된 제1시간동안 열리고 닫히도록 상기 미네랄 밸브(130)를 제어하는 제어부(300)를 포함하고,
    상기 제어부(300)는 상기 미네랄 밸브(130)가 상기 제1시간 동안 열리고 닫힌 후, 상기 압력 센서(170)에서 감지된 압력값에 기초하여 상기 펌프(160)를 선택적으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 음용수 공급장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부(300)는 상기 미네랄 밸브(130)의 닫힘을 감지하고나서, 기 설정된 제2시간 경과 후에, 상기 압력센서(170)에 의해 감지된 상기 제2유로(110) 내의 압력 값을 읽도록 형성된 것을 특징으로 하는 음용수 공급장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 압력 센서(170)에서 감지된 압력 값이 기 설정된 압력값보다 낮을 때, 상기 제어부(300)는 상기 펌프(160)가 기 설정된 주기로 복수회 구동되도록 상기 펌프(160)를 제어하는 것을 특징으로 하는 음용수 공급장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1연결관(120)은 상기 제2유로(110)를 통해 공급되는 농축 미네랄의 공급 압력을 낮추기 위한 미세유로부를 구비하는 것을 특징으로 하는 음용수 공급장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 압력 센서(170)는 상기 미네랄 밸브(130)에 비해 상기 제2유로(110)의 상류에 구비되는 것을 특징으로 하는 음용수 공급장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 펌프(160)는 외부 공기를 흡입하여 상기 미네랄 용기(140) 내로 상기 외부 공기를 주입하도록 형성된 에어펌프인 것을 특징으로 하는 음용수 공급장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 미네랄 용기(140) 내로 외부 공기를 주입하기 위한 주입공(141) 및 상기 미네랄 용기(140)로부터 상기 농축 미네랄이 토출되는 토출공(142)은 상기 미네랄 용기(140)의 하부에 형성된 것을 특징으로 하는 음용수 공급장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 미네랄 용기(140)의 하측에서 상기 미네랄 용기(140)와 체결되는 용기 체결부(150)를 더 포함하고,
    상기 주입공(141) 및 상기 토출공(142)은 상기 용기 체결부(150)의 하단부에 형성되며,
    상기 주입공(141)은 제3유로(162)를 통해 상기 에어펌프와 연결되고, 상기 토출공(142)은 상기 제2유로(110)와 연결된 것을 특징으로 하는 음용수 공급장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2유로(110)와 상기 용기 체결부(150) 사이에 구비되는 제2연결관(210); 및
    상기 제2연결관(210)에 연결되며, 드레인 밸브(230)를 구비하는 드레인 유로(220)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음용수 공급장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 드레인 밸브(230)는, 상기 미네랄 용기(140)의 교체 시에, 상기 미네랄 용기 내에 잔류하는 농축 미네랄을 배출하기 위하여 개방되도록 제어부(300)에 의해 제어되며,
    상기 드레인 밸브는, 상기 미네랄 밸브(130)가 닫힌 상태에서 상기 압력 센서(170)에서 감지된 압력값이 기 설정된 압력범위보다 높을 때 상기 제어부(300)에 의해 기 설정된 제3시간 동안 열리도록 제어되는 것을 특징으로 하는 음용수 공급장치.
  11. 음용수가 유동하는 제1유로(71), 상기 제1유로(71)를 향해 미네랄을 공급하도록 형성되고 압력 센서(170) 및 미네랄 밸브(130)를 구비하는 제2유로(110), 상기 제2유로(110)에 연결된 미네랄 용기(140), 상기 미네랄 용기(140) 내부를 가압하도록 형성된 에어 펌프(160), 및 상기 미네랄 밸브(130)와 상기 에어 펌프(160)를 제어하도록 형성된 제어부(300)를 포함하는 음용수 공급장치의 제어방법으로서,
    제1유로를 통해 음용수가 유동하는 동안에 상기 미네랄 밸브가 기 설정된 제1시간 동안 열린 후 닫히는 출수단계;
    상기 미네랄 밸브가 닫히고 기 설정된 제2시간이 경과했는지 여부를 판단하는 딜레이시간 판단 단계;
    상기 제2시간이 경과한 후 상기 압력 센서를 통해 상기 제2유로 내의 압력값을 감지하는 압력감지단계;
    상기 압력감지단계에서 감지된 압력값이 기 설정된 압력범위와 비교 및 판단되는 압력값 비교단계; 및
    상기 압력값 비교 단계에서 판단된 결과에 기초하여, 제어부에 의해 에어 펌프가 선택적으로 구동되는 선택적 펌프 구동 단계를 포함하는 음용수 공급장치의 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 압력값 비교 단계에서, 압력 센서를 통해 감지된 압력값이 기 설정된 압력범위보다 작다고 판단된 경우,
    상기 선택적 펌프 구동 단계는, 상기 에어 펌프를 구동하는 펌프 구동 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음용수 공급장치의 제어방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 펌프 구동 단계에서, 상기 에어 펌프는 기 설정된 주기로 복수회 구동되는 것을 특징으로 하는 음용수 공급장치의 제어방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 펌프 구동 단계에서,
    상기 압력 센서에서 감지되는 압력값이 상기 기 설정된 압력범위 내에 들어올 때까지, 상기 에어 펌프의 구동 및 정지가 기 설정된 주기로 복수회 반복되는 것을 특징으로 하는 음용수 공급장치의 제어방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 압력값 비교 단계에서, 압력 센서를 통해 감지된 압력값이 기 설정된 압력범위보다 크다고 판단된 경우,
    상기 선택적 펌프 구동 단계는, 상기 제2유로 내의 압력값이 기 설정된 압력범위 내에 들어오도록, 상기 제2유로 내의 농축 미네랄의 일부를 외부로 배출하는 미네랄 배출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음용수 공급장치의 제어방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 미네랄 배출단계에서, 상기 에어 펌프의 구동은 정지되는 것을 특징으로 하는 음용수 공급장치의 제어방법.
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