KR101830659B1 - 탄산수 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

본원발명에 따른 탄산수 제조 장치, 특히 챔버 타입의 탄산수 제조 장치에 있어서, 임의의 조성물에 마이크로파를 인가하여, 이산화탄소를 발생시키는 기체발생부, 상기 기체발생부와 연결된 호스부, 상기 호스부를 통하여, 상기 기체발생부로부터 발생된 이산화탄소를 전달받는 취입부(carbonator) 및 상기 취입부에 채워진 물에 상기 전달된 이산화탄소가 용해되도록, 상기 호스부로부터 토출되는 이산화탄소의 압력을 조절하는 밸브부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

탄산수 제조 장치{APPARATUS OF PRODUCING CARBONATED WATER}
본 명세서는 탄산수 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로파(Micro Wave)를 이용하는 탄산수 제조 장치에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고나 정수기에 구비된 탄산수 제조 장치는 이산화탄소를 포함하는 연료탱크를 구비한다.
즉, 연료탱크를 구비하는 탄산수 제조 장치는 연료탱크 내에 있는 고압상태의 이산화탄소를 전용 물병에 주입하여 탄산수를 제조하는 기술이다.
이러한 연료탱크 타입의 탄산수 제조 장치는 냉장고 및 정수기와 같은 기기에 적용 가능하다. 탄산수 제조 장치는 연료탱크 내에 이산화탄소가 주기적으로 충전되면, 사용자는 가정이나 회사에서도 단시간 내에 안전하게 탄산수를 제조해 마실 수 있다.
다만, 연료탱크 타입의 탄산수 제조 장치는, 연료탱크에 담긴 이산화탄소가 모두 소진되면, 연료탱크를 교체하거나 연료탱크에 이산화탄소를 주입해야만하는 불편함이 있다. 특히, 연료탱크를 교체하거나 연료탱크에 이산화탄소를 주입하는 작업은 탄산수 제조 장치의 일반적인 사용자가 수행하기 어려운 문제점도 존재한다.
아울러, 이산화탄소를 저장하는 연료탱크는 제조 비용이 비싸고, 높은 중량과 내부의 높은 압력 때문에 연료탱크를 운반함에 있어서 각별한 주의가 필요하다.
이러한 연료탱크 타입의 탄산수 제조 장치와 달리, 탄산수 제조 장치의 또 다른 타입으로서, 마이크로파 열원을 이용하는 챔버 타입이 존재한다.
챔버 타입의 탄산수 제조 장치는, 연료탱크 타입의 탄산수 제조 장치와 달리 이산화탄소를 저장하는 연료탱크를 구비하지 않고, 이산화탄소를 발생시킬 수 있는 조성물, 예를 들어 탄산수소나트륨을 구비할 수 있다.
챔버 타입의 탄산수 제조 장치는 빠른 방사속도로 마이크로파를 특정 조성물에 인가하여 이산화탄소를 발생시키고, 발생된 이산화탄소를 물병에 주입하여 탄산수를 제조할 수 있다.
한편, 이러한 챔버 타입의 탄산수 제조 장치는 캡슐 형태로 제조된 조성물에 마이크로파를 인가하여 이산화탄소를 발생시키는 경우, 발생된 이산화탄소를 소정의 호스를 통해 생수에 주입하더라도, 이산화탄소가 호스로부터 토출되는 압력이 충분하지 않은 문제점이 있다.
즉, 연료탱크 타입의 탄산수 제조 장치는, 연료탱크에 이미 이산화탄소가 저장되어 있으므로, 사용자가 탄산수를 제조하고자 하는 시점에, 연료탱크로부터 일정 압력으로 이산화탄소를 분출시켜 생수(Still water)에 상기 이산화탄소를 용해시킬 수 있다.
그러나, 챔버 타입의 탄산수 제조 장치에서는 열을 인가받는 조성물로부터 이산화탄소가 점차적으로 발생되므로, 발생된 이산화탄소와 생수를 저장하는 취입부를 주기적으로 흔들어주어야만 이산화탄소가 생수에 용해된다.
따라서 일반적인 챔버 타입의 탄산수 제조 장치에서는, 이산화탄소가 생수에 용해되기 위해, 사용자가 수동으로 취입부를 흔들거나 호스의 개폐 레버를 조작해야만 하므로, 사용자에게 불편함을 야기할 수 있는 문제점이 있다.
아울러, 위와 같이 사용자의 조작에 근거하여 이산화탄소가 생수에 용해된다면, 사용자의 조작이 달라짐에 따라 제조되는 탄산수의 농도가 달라지는 문제점이 도출된다.
또한, 챔버 타입의 탄산수 제조 장치에서는, 생수를 포함하는 취입부 내에서 호스로부터 토출되는 이산화탄소의 압력이 낮으므로, 이를 보완하기 위해 조성물에 화학 촉매제를 첨가하기도 한다. 이 경우, 사용자가 탄산수의 농도를 조절할 수 없는 문제점이 있다.
본원발명의 기술적 과제는 위와 같은 문제점을 해결할 수 있는 탄산수 제조 장치를 제공하는 것으로서, 탄산수 제조 장치, 특히 챔버 타입의 탄산수 제조 장치에 있어서, 별도의 사용자 조작없이 이산화탄소를 생수에 용해시킬 수 있는 탄산수 제조 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본원발명의 기술적 과제는 일정한 농도를 갖는 탄산수를 제조할 수 있는 탄산수 제조 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본원발명의 기술적 과제는 사용자 선택에 의하여 탄산수의 농도 조절이 가능한 탄산수 제조 장치를 제공하는 것이다. 즉, 본원발명의 기술적 과제는 원하는 농도 값을 갖는 탄산수를 제조할 수 있는 탄산수 제조 장치를 제공하는 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 명세서에 개시된 탄산수 제조 장치는, 임의의 조성물에 마이크로파를 인가하여, 이산화탄소를 발생시키는 기체발생부, 상기 기체발생부와 연결된 호스부, 상기 호스부를 통하여, 상기 기체발생부로부터 발생된 이산화탄소를 전달받는 취입부(carbonator) 및 상기 취입부에 채워진 물에, 상기 전달된 이산화탄소가 용해되도록 상기 호스부로부터 토출되는 이산화탄소의 압력을 조절하는 밸브부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 밸브부는 상기 취입부 내에 위치하는 상기 호스부의 일단에 배치되는 제1 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 밸브는 상기 호스부 내의 압력이 기 설정된 압력 값 이하이면, 상기 호스부의 상기 취입부 내부에 위치하는 토출구를 폐쇄시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 밸브는 상기 호스부 내의 압력이 기 설정된 압력 값 이상이면, 상기 호스부의 상기 취입부 내부에 위치하는 토출구를 개방하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 탄산수 제조 장치의 구성요소를 제어하는 제어부를 더 포함하고, 제1 밸브는 상기 제어부와 별도로, 상기 호스부 내의 압력에 근거하여, 상기 호스부의 상기 취입부 내부에 위치하는 토출구를 개폐시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 밸브부는 상기 호스부의 중앙부분에 배치되는 제2 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 밸브부는 상기 취입부에 채워진 물에 의해 형성되는 수면으로부터 이격된 상기 호스부의 일부분에 배치되는 제2 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 전달된 이산화탄소가 상기 호스부의 상기 제2 밸브가 설치된 부분을 통과하도록, 상기 밸브부를 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제2 밸브는 상기 제어부로부터 제어신호를 수신하고, 수신된 제어신호에 근거하여 개폐되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 밸브는 상기 취입부 내부에 배치되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 밸브부는 상기 취입부 내에 위치하는 상기 호스부의 일단에 배치되는 제1 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 호스부 내의 압력을 감지하는 압력센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 압력센서에서 감지된 정보에 근거하여, 상기 제2 밸브를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 호스부 내의 압력이 기 설정된 압력 값 이상이면, 상기 제2 밸브가 개방되도록, 상기 제2 밸브를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본원발명에 따르면, 탄산수 제조 장치에서 별도의 사용자 조작 없이도 이산화탄소를 생수에 용해시킬 수 있는 효과가 도출된다.
또한, 본원발명에 따르면, 탄산수 제조 장치의 사용자가 원하는 농도로 탄산수를 제조할 수 있으므로, 사용자의 의도를 적극적으로 반영한 탄산수 제조 장치가 제공되며, 이로써 사용자 편의성이 향상된다.
아울러, 본원발명에 따르면, 목표 농도 값과 대응되는 탄산수를 일정하게 제조함으로써, 탄산수 제조 장치의 정확성 및 신뢰성이 증가된다.
도 1a는 일반적인 탄산수 제조 장치의 일 실시예를 나타내는 개념도.
도 1b는 도 1a에 도시된 탄산수 제조 장치의 조성물에 인가되는 마이크로파의 가열 패턴을 나타내는 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 탄산수 제조 장치의 일 실시예를 나타내는 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 탄산수 제조 장치의 취입부 및 호스부 일단에 배치된 밸브와 관련된 일 실시예를 나타내는 개념도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 탄산수 제조 장치의 취입부 및 호스부 중간에 배치된 밸브와 관련된 일 실시예를 나타내는 개념도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 탄산수 제조 장치의 취입부 및 호스부의 일부에 배치된 밸브와 관련된 또 다른 실시예를 나타내는 개념도.
본 명세서에 개시된 발명은 탄산수 제조 장치 및 탄산수 제조 장치의 제어 방법에 적용될 수 있다. 그러나 본 명세서에 개시된 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 기존의 모든 탄산수 제조 장치 및, 그의 제어 장치, 탄산수 제조 장치의 제어 방법, 탄산수 제조 장치의 소형화 방법에도 적용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이하의 도 1a에서는 일반적인 탄산수 제조 장치의 일 실시예가 설명된다.
또한, 도 1b에서는 도 1a에 도시된 탄산수 제조 장치의 조성물에 인가되는 마이크로파의 가열 패턴과 관련된 일 실시예가 설명된다.
도 1a에 도시된 것과 같이, 챔버 타입의 탄산수 제조 장치는 챔버(110)와, 이산화탄소 제조를 위한 조성물을 수용하도록 상기 챔버(110)의 상부에 형성된 수용부(130)를 포함할 수 있다.
또한, 챔버 타입의 탄산수 제조 장치는 마이크로파를 발생시키는 마이크로파발생부(120)를 포함하며, 발생된 마이크로파가 수용부(130)에 수용된 조성물에 인가됨에 따라 이산화탄소가 발생하게 된다.
임의의 조성물이, 그 조성물의 특성온도보다 높은 온도로 가열되는 경우, 그 조성물은 분해될 수 있다. 특성온도는 임의의 조성물마다 정의되는 열분해 온도일 수 있다. 즉, 임의의 조성물이 특정량 이상의 열을 전달받는 경우, 그 조성물은 상 변이를 할 수 있다.
예를 들어, 탄산수소나트륨에 특정량 이상의 열을 가하는 경우, 그 탄산수소나트륨이 분해되면서, 이산화탄소를 방출할 수 있다.
위와 같이 마이크로파 열원을 이용하여 조성물(예를 들어, 탄산수소나트륨)을 가열하는 경우, 챔버(110)의 크기에 따라 수용부(130)에 인가되는 마이크로파의 가열 패턴이 변화할 수 있다.
보다 구체적으로 도 1b에 도시된 조성물 또는 수용부(130)의 가열패턴을 참조하면, 탄산수 제조 장치의 제어부는 수용부(130)의 중심부에 인가되는 열이, 주변부보다 더 크도록 마이크로파발생부(120)를 제어할 수 있다.
참고로, 수용부(130)의 가열패턴과 관련된 가열 주파수는 아래의 수학식 1에 근거하여 결정될 수 있다.
제어부(280)는 수용부(130)의 중심에 인가되는 마이크로파의 주파수가, 수학식 1에 의해 도출된 가열 주파수보다 낮도록, 상기 마이크로파발생부(220)를 제어할 수 있다.
Figure 112015123048547-pat00001
상기 수학식 1에서 f는 수용부(130)에서의 가열 주파수이고, 상기 m 과 n 은 양의 정수이고, a 는 챔버(110)의 제1 길이, b 는 챔버(110)의 제2 길이일 수 있다.
예를 들어 챔버(110)가 직육면체로 형성된 경우, a 및 b는 챔버(110)의 가로길이와 세로길이에 각각 대응될 수 있다.
탄산수 제조 장치에서는 조성물에서 이산화탄소를 발생시키기 위해, 마이크로파의 주파수가 특정 값 이하로 설정될 수 있으며, 상기 수학식 1에서 특정 값에 대응되는 주파수가 도출되기 위하여, 챔버(110)의 부피와 관련된 변수 a, b가 조정될 수 있다.
즉, 탄산수 제조 장치에서는 마이크로파의 적정 주파수 레벨을 설정하기 위하여 챔버의 가로길이, 세로길이 또는 높이를 특정 값으로 설계할 수 있다.
예를 들어, 수학식 1에서 m 과 n이 모두 1인 경우, 챔버(110)의 가로길이는 86mm이고, 세로길이는 86mm이고, 높이는 130mm로 설계될 수 있다.
이와 같이, 설계된 챔버(110)를 포함하는 탄산수 제조 장치는, 수용부에 수용된 조성물로부터 이산화탄소가 점차적으로 발생되기 때문에, 발생된 이산화탄소를 생수에 용해시키려면 사용자가 직접 생수를 포함하는 물통을 흔들어주어야만 하는 불편함이 있다.
또한, 사용자가 직접 생수를 포함하는 물통을 흔들어주는 경우, 제조된 탄산수의 농도가 탄산수를 제조할 때마다 달라지는 문제점이 야기된다.
따라서, 이하 명세서에서는 이산화탄소를 용이하게 생수에 용해시킬 수 있는 챔버타입의 탄산수 제조 장치를 제공하기 위한 실시예들을 설명하기로 한다.
이하의 도 2에서는 본 발명에 따른 탄산수 제조 장치의 일 실시예가 설명된다.
도 2를 참조하면, 탄산수 제조 장치는 임의의 조성물에 마이크로파를 인가하여, 이산화탄소를 발생시키는 기체발생부와, 기체발생부와 연결된 호스부(201) 및 호스부를 통하여, 상기 기체발생부로부터 발생된 이산화탄소를 전달받는 취입부(202)(Carbonator)로 구분될 수 있다.
즉, 탄산수 제조 장치는 마이크로파를 이용하여 이산화탄소를 발생시키는 기체발생부와, 상기 발생된 이산화탄소를 생수(Still water)에 용해시키는 취입부(202)를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 탄산수 제조 장치(200)는 챔버(210), 마이크로파발생부(220), 수용부(230), 제1 캡부(240), 튜너부(270), 제어부(280) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 탄산수 제조 장치(200)의 기체발생부는 챔버(210), 마이크로파발생부(220), 수용부(230), 제1 캡부(240), 튜너부(270), 제어부(280) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 것과 같이 본 발명에 따른 탄산수 제조 장치(200)는 호스부(201), 취입부(202), 제1 밸브(205), 제2 캡부(206), 제2 밸브(207) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
구체적으로, 챔버(210)는 탄산수 제조 장치(200)의 구성요소 중 일부를 탑재할 수 있다. 챔버(210)는 이산화탄소 제조를 위한 조성물을 수용하도록, 상기 챔버의 적어도 일부분에 형성된 수용부(230)를 구비할 수 있다.
본 명세서에서는, 챔버(210)의 형상을 직육면체로 정의하고 있으나, 본 발명에 따른 탄산수 제조 장치(200)의 챔버(210)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태의 3차원 물체로 정의될 수도 있다.
또한, 챔버(210)는 복수의 조립체의 결합에 의해 형성될 수 있다. 챔버(210)의 내부에는 챔버(210)의 내부공간을 복수의 공간으로 구획하는 구획부재(미도시)가 구비될 수 있다.
아울러, 챔버(210)의 내부 영역에는 유전체가 제공될 수 있다. 챔버(210)의 내부 영역은 특정 유전체로 전부 채워질 수도 있고, 챔버(210)의 내부 영역 중 일부에만 특정 유전체로 채워질 수도 있다.
일 예로, 상기 유전체는 테플론 또는 에틸렌 수지일 수 있다. 이와 같이, 챔버(210)의 내부 영역에는 내열성이 높은 유전체가 제공될 수 있다.
마이크로파발생부(220)는 특정 주파수를 갖는 마이크로파를 발생시킬 수 있다. 즉, 마이크로파발생부(220)는 수용부(230)에 수용된 조성물에 열을 전달하기 위해, 마이크로파를 발생시킬 수 있다.
이러한 마이크로파발생부(220)는 챔버(210)의 일면에 배치될 수 있다. 구체적으로, 마이크로파발생부(220)는 챔버(210)의 일면을 관통하도록 설치될 수 있다. 마이크로파발생부(220)는 챔버(210)의 내부에서 마이크로파를 발생시킬 수 있으며, 발생된 마이크로파는 수용부(230)에 전달될 수 있다.
마이크로파발생부(220)는 제어부(280)로부터 제어신호를 수신할 수 있으며, 수신된 제어 신호에 근거하여, 마이크로파의 발생시키거나, 마이크로파의 발생을 중단시킬 수 있다. 또한, 마이크로파발생부(220)는 상기 제어 신호에 근거하여, 마이크로파의 주파수, 파장, 진폭을 변경시킬 수 있다.
수용부(230)는 챔버(210)의 일면에 형성될 수 있다. 구체적으로 수용부(230)는 챔버(210)의 일면에 형성된 오목부일 수 있다.
수용부(230)는 이산화탄소를 발생시키는 조성물을 수용할 수 있다. 즉, 수용부(230)는 캡슐형으로 구성된 조성물을 수용할 수 있다.
이 경우, 조성물은 탄산수소나트륨일 수도 있고, 이외에도 가열 시 이산화탄소를 발생시키는 물질일 수 있다.
또한, 수용부(230)는 제1 캡(240)를 구비할 수 있다. 제1 캡(240)는 수용부(230)의 일면을 개폐할 수 있다. 특히, 수용부(230)에 조성물이 수용된 후, 제1 캡(240)는 상기 수용부(230)의 일면을 폐쇄하여, 수용부(230) 내부를 밀폐시킬 수 있다.
제1 캡(240)에는 호스부(201)의 양단 중 어느 하나가 연결되며, 상기 양단 중 다른 하나는 취입부(202) 또는 취입부(202)를 개폐하는 제2 캡(206)에 연결될 수 있다.
제어부(280)는 마이크로파를 수용부(230) 내에 수용된 조성물에 인가하여, 이산화탄소를 발생시키도록 마이크로파발생부(220)를 제어할 수 있다.
제어부(280)는 이산화탄소의 발생 속도를 조절하기 위해, 마이크로파발생부(220)를 제어할 수 있다.
구체적으로 제어부(280)는 챔버(210)의 내부에 존재하는 유전체의 유전율과 관련된 정보에 근거하여, 마이크로파발생부(220)를 제어할 수 있다.
일 예에서, 탄산수 제조 장치는 메모리(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 상기 메모리는 유전체의 유전율과 관련된 정보를 저장할 수 있다.
일 예에서, 탄산수 제조 장치는 챔버(210)의 내부에 적어도 하나의 센서를 구비할 수 있으며, 상기 적어도 하나의 센서로부터 챔버(210)의 내부에 제공되는 유전체와 관련된 정보를 감지할 수 있다. 이와 같이 감지된 정보는 메모리에 저장될 수 있다.
일 예에서, 탄산수 제조 장치는 사용자 입력을 인가받는 입력부(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 상기 입력부는 유전체의 유전율과 관련된 정보를 포함하는 사용자 입력을 인가받을 수 있다.
제어부(280)는 챔버(210)의 내부에 제공되는 유전체의 유전율이 증가하면, 마이크로파의 주파수가 감소되도록 마이크로발생부(220)를 제어할 수 있다.
반대로, 제어부(280)는 챔버(210)의 내부에 제공되는 유전체의 유전율이 감소되면, 마이크로파의 주파수가 증가되도록 마이크로발생부(220)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(280)는 챔버(210)의 규격과 관련된 정보에 근거하여, 상기 마이크로파발생부를 제어할 수 있다. 예를 들어, 챔버(210)가 직육면체인 경우, 챔버(210)의 규격과 관련된 정보는, 챔버(210)의 가로길이, 세로길이 및 높이 중 적어도 하나와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 챔버(210)의 규격과 관련된 정보는 사용자로부터 인가받을 수 있다.
도 2에 도시되지는 않았으나, 탄산수 제조 장치(200)는 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 상기 통신부는 챔버(210)의 규격과 관련된 정보를 송수신할 수 있다.
도 2에 도시되지는 않았으나, 탄산수 제조 장치(200)는 적어도 하나의 센서를 구비할 수 있으며, 상기 적어도 하나의 센서는 탄산수 제조 장치(200)의 특정 위치에서의 압력, 온도, 습도와 관련된 정보를 감지할 수 있다.
제어부(280)는 적어도 하나의 센서로부터 감지된 정보에 근거하여, 마이크로파발생부(220), 제2 밸브(207)를 제어할 수 있다.
한편, 제1 밸브(206)는 제어부(280)와 독립적으로 동작할 수 있다. 즉, 제1 밸브(206)는 제어부(280)로부터 제어신호를 수신하지 않을 수 있다.
튜너부(270)는 마이크로파의 출력 임피던스와, 조성물의 부하 임피던스를 정합시킬 수 있다.
튜너부(270)는 제어부(280)와 연결되어, 조성물의 부하 임피던스를 정합시키니 위한 제어 신호를 제어부(280)로부터 수신할 수도 있다.
한편, 튜너부(270)는 제어부(280)에 의해 제어되지 않고, 자체적으로 부하의 위상과 진폭을 측정하여 그 차이에 해당하는 에러(Error) 신호를 기반으로 아날로그 회로를 통해 실시간으로 매칭회로의 임피던스를 바꿔 입력 임피던스와 동일하게 정합시킬 수도 있다.
튜너부(270)가 제어부(280)와 별개로 임피던스 매칭을 수행하는 경우, 튜너부(270)는 조성물의 부하 임피던스의 위상과 크기를 측정하는 임피던스 센서(미도시), 및 상기 임피던스 센서와 연결되어 임피던스 매칭을 실행하는 매칭회로(미도시)를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 임피던스 센서는 부하 임피던스의 위상(Phase)과 크기(Magnitude)를 측정하는 것으로서, PM센서일 수 있다.
상기 매칭회로는 부하측과 연결된 지점의 임피던스를 조정하여 파워 제너레이터의 출력 임피던스와 정합시키는 회로로서, 병렬 또는 직렬 연결된 가변 커패시터와 가변 인덕터의 조합이나, 병렬 또는 직렬 연결된 복수의 가변 커패시터와 일반 인덕터의 조합으로 구성될 수 있다.
호스부(201)의 양단은 각각 챔버(210)와 취입부(202)에 연결될 수 있으며, 수용부(230)에 수용된 조성물에서 발생된 이산화탄소를, 취입부(202)로 전달할 수 있다.
구체적으로 수용부(230)에서 발생된 이산화탄소가 누설되지 않도록, 호스부(201)의 양단은 각각 제1 캡(240) 및 제2 캡(206)과 밀폐될 수 있다.
호스부(201)의 양단 중 어느 하나는 챔버(210) 및 제1 캡(240)과 연결되어, 수용부(206)와 제1 캡(240)에 의해 형성되는 영역을 밀폐시킬 수 있다.
호스부(201)의 일부분은, 취입부(202) 및 제2 캡(206)과 연결되어, 취입부(202) 내부를 밀폐시킬 수 있다.
탄산수 제조 장치는 임의의 조성물에 마이크로파를 인가하여, 이산화탄소를 발생시키는 기체발생부, 기체발생부와 연결된 호스부(201)를 포함할 수 있다.
또한, 탄산수 제조 장치는 호스부(201)를 통하여, 기체발생부로부터 발생된 이산화탄소를 전달받는 취입부(202)를 포함할 수 있다.
아울러, 탄산수 제조 장치는 취입부(202)에 채워진 물 또는 생수에, 호스부(201)로부터 전달된 이산화탄소가 용해되도록, 호스부(201)에서 토출되는 이산화탄소의 압력을 조절하는 밸브부를 포함할 수 있다.
또한, 취입부(202)에는 이산화탄소의 용해를 촉진시키도록 모터가 구비될 수 있다. 상기 모터와 함께 취입부(202)에는 버튼 또는 레버가 구비될 수 있으며, 상기 버튼 또는 레버에 사용자의 입력이 인가되면, 상기 모터가 작동되거나 취입부(202) 내부의 압력이 일시적으로 상승할 수 있다.
일 실시예에서, 취입부(202) 내부에는 한계 수면을 표시하는 표식이 구비될 수 있다.
이하의 도 3에서는 본 발명에 따른 탄산수 제조 장치의 취입부 및 호스부 일단에 배치된 밸브와 관련된 일 실시예가 설명된다.
탄산수 제조 장치는 임의의 조성물에 마이크로파를 인가하여, 이산화탄소를 발생시키는 기체발생부, 기체발생부와 연결된 호스부(201)를 포함할 수 있다.
또한, 탄산수 제조 장치는 호스부(201)를 통하여, 기체발생부로부터 발생된 이산화탄소를 전달받는 취입부(202)를 포함할 수 있다.
아울러, 탄산수 제조 장치는 취입부(202)에 채워진 물 또는 생수에, 호스부(201)로부터 전달된 이산화탄소가 용해되도록, 호스부(201)에서 토출되는 이산화탄소의 압력을 조절하는 밸브부를 포함할 수 있다.
즉, 밸브부는 호스부(201)에서 토출되는 이산화탄소의 압력이 기 설정된 압력 값보다 크도록, 호스부(201)를 개방하거나 폐쇄시킬 수 있다.
구체적으로 도 3에 도시된 것과 같이, 상기 밸브부는 취입부(202) 내에 위치하는 호스부(201)의 일단에 배치되는 제1 밸브(310)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 밸브(310)는 호스의 압력이 일정치를 초과하는 경우 자동으로 작동하는 안전밸브일 수 있다. 여기에서 안전밸브란 호스부의 내부압력이 미리 설정된 최고사용압력에 도달했을 경우, 자동적으로 밸브를 개방하여, 호스부에 존재하는 이산화탄소를 뿜어내는 것을 의미한다.
제1 밸브(310)로서 안전밸브를 사용하는 경우, 호스부(201) 내의 압력 상승을 미리 설정된 값 이하로 제어할 수 있으므로, 호스부(201)의 손실을 방지할 수도 있다.
바람직하게, 제1 밸브(310)는 호스부(201) 내의 압력이 기 설정된 압력 값 이하이면, 호스부(201)의 취입부(202) 내부에 위치하는 토출구를 폐쇄시킬 수 있다.
또한, 제1 밸브(310)는 호스부(201) 내의 압력이 기 설정된 압력 값 이상이면, 호스부(201)의 취입부(202) 내부에 위치하는 토출구를 개방시킬 수 있다.
상기 기 설정된 압력 값에 따라 상기 제1 밸브(310)의 속성이 변경될 수 있다.
한편, 제1 밸브(310)는 탄산수 제조 장치의 기체발생부에 포함된 제어부(280)와 별도로, 호스부(201) 내의 압력에 근거하여, 호스부(201)의 취입부(202) 내부에 위치하는 토출구를 개폐시킬 수 있다.
즉, 도 3을 참조하면 제1 밸브(310)는 물(203) 또는 생수 내에 위치할 수 있으므로, 제어부(280)로부터 임의의 신호를 인가받지 않고, 자동으로 호스부(201)의 토출구를 개폐시키는 것이 바람직하다. 위에 설명한 것과 같이, 제1 밸브(310)가 안전밸브로 구성되는 경우, 호스부(201) 내의 압력에 따라, 제1 밸브(310)는 기계적으로 호스부(201)의 토출구를 개폐시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기 설정된 압력 값으로 호스부(201)로부터 이산화탄소가 토출되는 경우, 상기 토출되는 이산화탄소 중 일부 또는 실질적으로 전부가 물(203)에 용해될 수 있다.
이로써, 본 발명에 따른 탄산수 제조 장치의 사용자는 별도로 취입부를 흔들거나, 레버를 누르지 않더라도 기체발생부로부터 발생된 이산화탄소를 취입부에 채워진 물에 용이하게 용해시킬 수 있다.
제1 밸브(310)의 개폐 시, 취입부(202)의 내부 압력은 변경될 수 있으며, 취입부(202)와 제2 캡(206)은 이러한 압력의 변화를 견디기 충분할 정도로, 상호 결합될 수 있다. 제2 캡(206)은 취입부(202)로부터 탈착가능해야하며, 제2 캡(206)과 호스부(201)가 결합되는 부분은 밀폐되어야 한다.
한편, 제1 밸브(310)는 개방 이후 기 설정된 시간간격이 경과하면, 자동으로 호스부(201)의 토출구를 폐쇄시킬 수 있다.
이하의 도 4a 및 도4b에서는 본 발명에 따른 탄산수 제조 장치의 취입부 및 호스부 중 일부분에 배치된 밸브와 관련된 일 실시예가 설명된다.
도 4a에 도시된 것과 같이, 탄산수 제조 장치의 밸브부는, 호스부(201)의 일부분에 배치되는 제2 밸브(320)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 밸브(320)는 제어부(280)로부터 제어 신호를 수신할 수 있으며, 제어부(280)는 기체발생부 또는 챔버(210)로부터 전달된 이산화탄소가 호스부(201)의 제2 밸브가 설치된 부분을 통과하도록, 제2 밸브(320)를 제어할 수 있다.
즉, 제2 밸브(320)는 제어부(280)로부터 제어신호를 수신하고, 수신된 제어신호에 근거하여 호스부(201) 내부 중 일부분을 개폐시킬 수 있다.
한편, 제2 밸브(320)는 제1 밸브(310)와 마찬가지로, 안전밸브로 구성되어, 제어부(280)와 별도로 작동할 수도 있다. 즉, 제2 밸브(320)도 제어부(280)로부터 별도의 지령을 받지 않으면서, 호스부(201) 내부 중 일부분을 개폐시킬 수 있다. 이 경우, 호스부(201)에 밸브를 2중으로 설치하여, 호스부(201)의 길이가 상대적으로 긴 경우에도, 호스부(201)로부터 배출되는 이산화탄소의 압력을 효과적으로 일정 값 이상 유지시킬 수 있다.
도 4a에 도시되지는 않았으나, 탄산수 제조 장치는 호스부(201) 내부의 압력을 감지하는 압력센서를 구비할 수 있으며, 제어부(280)는 상기 압력센서에서 감지된 정보에 근거하여, 호스부(201) 내부의 압력이 기 설정된 값을 초과하면, 상기 제2 밸브(320)를 개방시킬 수 있다. 반대로, 제어부(280)는 상기 압력센서에서 감지된 정보에 근거하여, 호스부(201) 내부의 압력이 기 설정된 값 미만이면, 상기 제2 밸브(320)를 폐쇄시킬 수 있다.
또한, 제어부(280)는 압력센서 이외에도 다양한 센서를 이용하여 제2 밸브(320)의 개폐를 결정할 수 있다.
예를 들어, 제어부(280)는 마이크로파발생부(220)가 작동되기 시작한 시점으로부터 경과한 시간을 산출할 수 있고, 산출된 시간에 근거하여 제2 밸브(320)의 개폐를 결정할 수 있다. 즉, 제어부(280)는 마이크로파발생부(220)가 작동된 시간이 일정 시간 간격을 초과하면, 압력 센서에서 감지된 정보를 고려하지 않고, 제2 밸브(320)를 개방시키도록 상기 제2 밸브(320)에 제어신호를 전달할 수 있다.
이로써 압력 센서가 고장난 경우에도, 마이크로파가 발생된 이후로부터 일정 시간이 경과하면 강제로 이산화탄소를 호스부(201)로부터 분출시킴으로써, 탄산수 제조 장치의 손실을 방지할 수 있는 효과가 도출된다.
또 다른 예에서, 제어부(280)는 이산화탄소의 농도를 감지할 수 있는 농도센서에 근거하여, 제2 밸브(320)의 개폐를 결정할 수 있다. 상기 농도센서는 호스부(201) 내부의 이산화탄소 농도를 검출할 수 있으며, 제어부(280)는 검출된 농도가 소정의 값을 초과하면, 제2 밸브(320)를 개방시킬 수 있다.
도 4a를 참조하면, 제2 밸브(320)는 취입부(202)의 외부에 위치하는 호스부(201)의 일부분에 배치되어, 호스부(201) 내부를 개폐시킬 수 있다. 또한, 제2 밸브(320)는 제2 캡(206)으로부터 소정 거리 이상 이격된 호스부(201)의 일부분에 배치될 수도 있다.
한편, 도 4b를 참조하면, 제2 밸브(320)는 취입부(202)의 내부에 위치할 수도 있다. 아울러, 제2 밸브(320)는 취입부(202) 내부에 채워진 물(203)에 의해 형성되는 수면으로부터 소정의 거리 이상 이격된, 호스부(201)의 일부분에 배치될 수 있다.
이하의 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명에 따른 탄산수 제조 장치의 취입부 및 호스부의 일부에 배치된 밸브와 관련된 또 다른 실시예가 설명된다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 것과 같이, 탄산수 제조 장치의 밸브부는 제1 밸브(310) 및 제2 밸브(320)를 함께 포함할 수 있다.
탄산수 제조 장치는 제어부(280)로부터 개폐와 관련된 지령을 수신하는 제2 밸브(320)와, 제어부(280)와 별도로 작동하는 제1 밸브(310)를 함께 이용함으로써, 호스부(201)로부터 배출되는 이산화탄소의 압력을 일정 값 이상으로 유지할 수 있다.
본원발명에 따르면, 탄산수 제조 장치에서 별도의 사용자 조작 없이도 이산화탄소를 생수에 용해시킬 수 있는 효과가 도출된다.
또한, 본원발명에 따르면, 탄산수 제조 장치의 사용자가 원하는 농도로 탄산수를 제조할 수 있으므로, 사용자의 의도를 적극적으로 반영한 탄산수 제조 장치가 제공되며, 이로써 사용자 편의성이 향상된다.
아울러, 본원발명에 따르면, 목표 농도 값과 대응되는 탄산수를 일정하게 제조함으로써, 탄산수 제조 장치의 정확성 및 신뢰성이 증가된다.

Claims (11)

  1. 임의의 조성물에 마이크로파를 인가하여, 이산화탄소를 발생시키는 기체발생부;
    상기 기체발생부와 연결된 호스부;
    상기 호스부를 통하여, 상기 기체발생부로부터 발생된 이산화탄소를 전달받는 취입부(carbonator); 및
    상기 취입부에 채워진 물에 상기 전달된 이산화탄소가 용해되도록, 상기 호스부로부터 토출되는 이산화탄소의 압력을 조절하는 밸브부를 포함하고,
    상기 밸브부는,
    상기 호스부 내의 압력이 기 설정된 압력 값을 초과하는 경우, 상기 호스부로부터 이산화탄소가 분출되도록 개방되는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밸브부는,
    상기 취입부 내에 위치하는 상기 호스부의 일단에 배치되는 제1 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 밸브는,
    상기 호스부 내의 압력이 기 설정된 압력 값 이하이면, 상기 호스부의 상기 취입부 내부에 위치하는 토출구를 폐쇄시키는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조 장치.
  4. 삭제
  5. 제2항에 있어서,
    상기 탄산수 제조 장치의 구성요소를 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제1 밸브는,
    상기 제어부와 별도로, 상기 호스부 내의 압력에 근거하여, 상기 호스부의 상기 취입부 내부에 위치하는 토출구를 개폐시키는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 밸브부는,
    상기 취입부에 채워진 물에 의해 형성되는 수면으로부터 이격된 상기 호스부의 일부분에 배치되는 제2 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전달된 이산화탄소가 상기 호스부의 상기 제2 밸브가 설치된 부분을 통과하도록, 상기 밸브부를 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제2 밸브는 상기 제어부로부터 제어신호를 수신하고, 수신된 제어신호에 근거하여 개폐되는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2 밸브는, 상기 취입부 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 밸브부는,
    상기 취입부 내에 위치하는 상기 호스부의 일단에 배치되는 제1 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 호스부 내의 압력을 감지하는 압력센서 및
    상기 압력센서에서 감지된 정보에 근거하여, 상기 제2 밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 호스부 내의 압력이 기 설정된 압력 값 이상이면, 상기 제2 밸브가 개방되도록, 상기 제2 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조 장치.
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