KR20100060219A - Apparatus for producing carbonated water - Google Patents

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강병일
문유진
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웅진코웨이주식회사
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Abstract

PURPOSE: A carbonated water manufacturing device is provided to adjust the amount of injected cold water or carbon dioxide required to manufacture carbonated water of an optimized concentration. CONSTITUTION: A carbonated water manufacturing device comprises the following: a cold water storage tank(100); a gas separation membrane(200) having an inlet(220) and an outlet(240); a pump(300) supplying cold water from the storage tank; a carbon dioxide feed part(400) supplying carbon dioxide to the gas separation membrane; a cold-water supply pipe between the storage tank and gas separation membrane; a carbon dioxide supply tube(420) with an on-off valve(430); a carbonated water extraction pipe(500) with an on-off valve; a sensor(700) sensing the carbonic acid concentration or discharge pressure of the carbonated water; and a control part(800) controlling the amount of injected carbon dioxide.

Description

탄산수 제조장치{APPARATUS FOR PRODUCING CARBONATED WATER}Carbonated water production equipment {APPARATUS FOR PRODUCING CARBONATED WATER}

본 발명은 탄산수 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 탄산수 추출관을 통하여 배출되는 탄산수로부터 탄산수 배출압력 또는 그 탄산수 중의 탄산농도를 실시간으로 센싱하여 최적의 탄산 농도를 지닌 탄산수 제조가 가능하도록 이산화탄소의 주입량을 조절하거나 냉수의 주입량을 조절할 수 있어 이산화탄소 또는 냉수의 주입량을 절감할 수 있는 경제적인 탄산수 제조장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for producing carbonated water, and more particularly, to detecting carbonated water discharge pressure or carbonic acid concentration in the carbonated water discharged from the carbonated water discharged through the carbonated water extracting tube in real time. The present invention relates to an economical carbonated water production apparatus capable of adjusting the injection amount or adjusting the injection amount of cold water to reduce the injection amount of carbon dioxide or cold water.

최근 정수기는 단순히 원수를 필터링하여 정수를 공급하는 기능 뿐만 아니라 사람에게 유용한 성분이 추가될 수 있도록 다양한 기능을 갖는 정수기가 출시되고 있는 실정이다.Recently, a water purifier is not only a function of supplying purified water by simply filtering raw water, but also a water purifier having various functions so that useful components can be added to human beings.

그 한 예로서, 정수기에 탄산이 공급되도록 하여 물의 음용시 탄산 음용수를 수를 간편하게 제공받을 수 있도록 한 제품이 출시된 바 있다.As an example, a product has been released that allows carbonated drinking water to be supplied to the water purifier so that carbonated drinking water can be easily provided when drinking water.

이러한 탄산수 제조장치는, 초기 탄산가스를 저장하는 탄산가스 압력용기와, 오리피스를 통해 에어를 공급하는 에어 공급부로 구성되어 용기내에 오리피스를 통 해 에어를 공급하여 기포를 발생시키고 이 기포에 탄산가스를 공급하여 탄산수 제조를 가능하게 한다.The carbonated water production device is composed of a carbon dioxide pressure vessel for storing the initial carbon dioxide gas, and an air supply unit for supplying air through the orifice to generate air by supplying air through the orifice in the container to generate carbon dioxide gas in the bubble Supply to enable the production of carbonated water.

하지만 상기한 방법은 물이 탄산가스를 흡수하는 방법으로 탄산수가 얻어지는 것으로 탄산수가 물에 안정적으로 흡수되지 못하는 문제점이 있었다.However, the above method has a problem in that carbonated water is obtained by absorbing carbon dioxide gas so that carbonated water cannot be stably absorbed into water.

이를 해결하고자 기체 분리막을 이용하여 물과 이산화탄소를 혼합하여 배출하는 기술이 제시되고 있다.To solve this problem, a technique of discharging water and carbon dioxide by using a gas separation membrane has been proposed.

상기한 기체 분리막은 2상 사이에서 물질의 이동을 선택적으로 제한하는 기능을 갖는 고분자 재질의 계면(Interphase)이라 정의될 수 있으며, 최근 산업의 고도화 및 다변화로 인한 고순도, 고품위의 제품이 요구됨에 따라 분리공정은 대단히 중요한 공정으로 인식되고 있어 화학공업, 식품공업, 약품공업등의 공업분야 뿐만 아니라 의료, 생화학 및 환경분야에 이르기까지 중요한 연구과제가 되고 있다. The gas separation membrane may be defined as an interphase of a polymer material having a function of selectively restricting the movement of a material between two phases, and according to the recent demand for high purity and high quality products due to industrial advancement and diversification. Separation process is recognized as a very important process, and has become an important research subject in the medical, biochemical and environmental fields as well as in the industrial fields such as chemical industry, food industry and pharmaceutical industry.

상기와 같이 막을 이용한 기체분리는 막에 대한 선택적인 가스 투과 원리에 의하여 진행되는데, 기체 혼합물이 막표면에 접촉하였을때 기체 성분은 막속으로 용해, 확산하게 되며 이때 각각의 기체 성분의 용해도와 투과도는 막물질에 대하여 서로 다르게 나타나게 되는 것으로 이를 통해 이산화탄소와 물을 기체 분리막을 통해 혼합하는 방식이다. As described above, the gas separation using the membrane proceeds according to the principle of selective gas permeation to the membrane. When the gas mixture comes into contact with the membrane surface, the gas component dissolves and diffuses into the membrane. Membrane material is different from each other through this method of mixing carbon dioxide and water through a gas separation membrane.

그러나 현재까지 개발된 상기 두 가지의 탄산수 제조방식은 모두 물과 이산화탄소를 지속적으로 주입하는 방식으로서 탄산수 중의 탄산농도가 일정하지 못하고 이산화탄소와 물을 지속적으로 흘려주는 경우가 많아 경제적이지 못하다는 문제점이 지적되어 왔다.However, the two types of carbonated water production methods developed to date are methods of continuously injecting water and carbon dioxide, and the problem is that the carbonic acid concentration in the carbonated water is not constant and the carbon dioxide and water are continuously flowed, so it is not economical. Has been.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 탄산수 추출관을 통하여 배출되는 탄산수로부터 탄산수 배출압력 또는 그 탄산수 중의 탄산농도를 실시간으로 센싱하여 최적의 탄산 농도를 지닌 탄산수 제조가 가능하도록 이산화탄소의 주입량을 조절하거나 냉수의 주입량을 조절할 수 있어 이산화탄소 또는 냉수의 주입량을 절감할 수 있어 경제적으로 탄산수를 음용할 수 있도록 하는 데 있다. Accordingly, the present invention was devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to sense the carbonated water discharge pressure or the carbonic acid concentration in the carbonated water from the carbonated water discharged through the carbonated water extraction tube in real time to have an optimal carbonated concentration. The amount of carbon dioxide can be adjusted to control the amount of carbon dioxide or cold water can be adjusted so that the amount of carbon dioxide or cold water can be reduced.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 The present invention to achieve the above object

냉수를 저장하는 저장 탱크;A storage tank for storing cold water;

유입구와 배출구를 갖는 기체 분리막;A gas separation membrane having an inlet and an outlet;

상기 저장 탱크의 냉수를 상기 유입구로 공급하는 펌프;A pump for supplying cold water of the storage tank to the inlet;

상기 기체 분리막으로 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급부;A carbon dioxide supply unit supplying carbon dioxide to the gas separation membrane;

상기 저장 탱크와 기체 분리막 사이에 제공되는 냉수 공급관;A cold water supply pipe provided between the storage tank and the gas separation membrane;

상기 이산화탄소 공급부와 기체 분리막 사이에 제공되며 이산화탄소 공급을 위한 개폐밸브를 갖는 이산화탄소 공급관;A carbon dioxide supply pipe provided between the carbon dioxide supply unit and a gas separation membrane and having an on / off valve for supplying carbon dioxide;

상기 배출구에 제공되며 탄산수 배출을 위한 개폐밸브를 갖는 탄산수 추출관;A carbonated water extraction tube provided at the outlet and having an on / off valve for discharging carbonated water;

상기 배출구에 제공되어 탄산수의 배출 압력 또는 탄산 농도를 센싱하는 센서;A sensor provided at the outlet to sense an outlet pressure or a carbonic acid concentration of the carbonated water;

상기 센서를 통한 탄산수의 배출 압력 또는 탄산 농도값으로부터 이산화탄소의 주입량을 조절하는 제어부;A control unit for adjusting the injection amount of carbon dioxide from the discharge pressure or the carbonic acid concentration value of the carbonated water through the sensor;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조장치를 제공한다.It provides a carbonated water production apparatus comprising a.

본 발명에 따른 탄산수 제조장치는, Carbonated water production apparatus according to the present invention,

탄산수 추출관을 통하여 배출되는 탄산수로부터 탄산수 배출압력 또는 그 탄산수 중의 탄산농도를 실시간으로 센싱하여 최적의 탄산 농도를 지닌 탄산수 제조가 가능하도록 이산화탄소의 주입량을 조절하거나 냉수의 주입량을 조절할 수 있어 이산화탄소 또는 냉수의 주입량을 절감할 수 있어 경제적인 효과가 있다. Carbon dioxide or cold water can be controlled by adjusting the injection amount of carbon dioxide or adjusting the injection amount of cold water so that the carbonated water discharge pressure or the carbonic acid concentration in the carbonated water is sensed in real time from the carbonated water discharged through the carbonated water extraction pipe to produce carbonated water having an optimal carbonic acid concentration. It is possible to reduce the injection amount of the economic effect.

본 발명은 탄산수 제조장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명의 탄산수 제조장치는 세가지 타입으로 구현이 가능하다. 첫째, 이산화탄소의 주입량만 컨트롤하는 방식, 둘째, 이산화탄소 또는 물의 공급량을 선택적으로 컨트롤하는 방식, 셋째, 이산화탄소와 물의 공급량을 동시에 컨트롤하는 방식이다.The present invention relates to an apparatus for producing carbonated water. The carbonated water production apparatus of the present invention can be implemented in three types. First, the method of controlling only the injection amount of carbon dioxide, second, the method of selectively controlling the supply amount of carbon dioxide or water, and third, the method of controlling the supply amount of carbon dioxide and water at the same time.

첫째, 이산화탄소의 주입량을 컨트롤하는 방식의 본 발명 탄산수 제조장치는 다음과 같이 구성된다.First, the present carbonated water production apparatus of the method of controlling the injection amount of carbon dioxide is configured as follows.

냉수를 저장하는 저장 탱크;A storage tank for storing cold water;

유입구와 배출구를 갖는 기체 분리막;A gas separation membrane having an inlet and an outlet;

상기 저장 탱크의 냉수를 상기 유입구로 공급하는 펌프;A pump for supplying cold water of the storage tank to the inlet;

상기 기체 분리막으로 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급부;A carbon dioxide supply unit supplying carbon dioxide to the gas separation membrane;

상기 저장 탱크와 기체 분리막 사이에 제공되는 냉수 공급관;A cold water supply pipe provided between the storage tank and the gas separation membrane;

상기 이산화탄소 공급부와 기체 분리막 사이에 제공되며 이산화탄소 공급을 위한 개폐밸브를 갖는 이산화탄소 공급관;A carbon dioxide supply pipe provided between the carbon dioxide supply unit and a gas separation membrane and having an on / off valve for supplying carbon dioxide;

상기 배출구에 제공되며 탄산수 배출을 위한 개폐밸브를 갖는 탄산수 추출관;A carbonated water extraction tube provided at the outlet and having an on / off valve for discharging carbonated water;

상기 배출구에 제공되어 탄산수의 배출 압력 또는 탄산 농도를 센싱하는 센서;A sensor provided at the outlet to sense an outlet pressure or a carbonic acid concentration of the carbonated water;

상기 센서를 통한 탄산수의 배출 압력 또는 탄산 농도값으로부터 이산화탄소의 주입량을 조절하는 제어부;A control unit for adjusting the injection amount of carbon dioxide from the discharge pressure or the carbonic acid concentration value of the carbonated water through the sensor;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조장치.Carbonated water production apparatus comprising a.

둘째, 이산화탄소 또는 냉수의 공급량을 선택적으로 컨트롤하는 방식의 본 발명 탄산수 제조장치는 다음과 같이 구성된다.Second, the present carbonated water production apparatus of the method of selectively controlling the supply amount of carbon dioxide or cold water is configured as follows.

냉수를 저장하는 저장 탱크;A storage tank for storing cold water;

유입구와 배출구를 갖는 기체 분리막;A gas separation membrane having an inlet and an outlet;

상기 저장 탱크의 냉수를 상기 유입구로 공급하는 펌프;A pump for supplying cold water of the storage tank to the inlet;

상기 기체 분리막으로 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급부;A carbon dioxide supply unit supplying carbon dioxide to the gas separation membrane;

상기 저장 탱크와 기체 분리막 사이에 제공되며 냉수 공급을 위한 개폐밸브를 갖는 냉수 공급관;A cold water supply pipe provided between the storage tank and the gas separation membrane and having an on / off valve for supplying cold water;

상기 이산화탄소 공급부와 기체 분리막 사이에 제공되며 이산화탄소 공급을 위한 개폐밸브를 갖는 이산화탄소 공급관;A carbon dioxide supply pipe provided between the carbon dioxide supply unit and a gas separation membrane and having an on / off valve for supplying carbon dioxide;

상기 배출구에 제공되며 탄산수 배출을 위한 개폐밸브를 갖는 탄산수 추출관;A carbonated water extraction tube provided at the outlet and having an on / off valve for discharging carbonated water;

상기 배출구에 제공되어 탄산수의 배출 압력 또는 탄산 농도를 센싱하는 센서;A sensor provided at the outlet to sense an outlet pressure or a carbonic acid concentration of the carbonated water;

상기 센서를 통한 탄산수의 배출 압력 또는 탄산 농도값으로부터 냉수의 유출량 또는 이산화탄소의 주입량을 조절하는 제어부;A controller configured to adjust the amount of cold water discharged or carbon dioxide injected from the discharge pressure or the carbonic acid concentration value of the carbonated water through the sensor;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조장치.Carbonated water production apparatus comprising a.

셋째, 이산화탄소와 냉수의 공급량을 동시에 컨트롤 하는 방식의 본 발명 탄산수 제조장치는 다음과 같이 구성된다.Third, the present carbonated water production apparatus of the method of controlling the supply amount of carbon dioxide and cold water at the same time is configured as follows.

냉수를 저장하는 저장 탱크;A storage tank for storing cold water;

유입구와 배출구를 갖는 기체 분리막;A gas separation membrane having an inlet and an outlet;

상기 저장 탱크의 냉수를 상기 유입구로 공급하는 펌프;A pump for supplying cold water of the storage tank to the inlet;

상기 기체 분리막으로 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급부;A carbon dioxide supply unit supplying carbon dioxide to the gas separation membrane;

상기 저장 탱크와 기체 분리막 사이에 제공되는 개폐밸브를 갖는 냉수 공급관;A cold water supply pipe having an on / off valve provided between the storage tank and the gas separation membrane;

상기 이산화탄소 공급부와 기체 분리막 사이에 제공되며 이산화탄소 공급을 위한 개폐밸브를 갖는 이산화탄소 공급관;A carbon dioxide supply pipe provided between the carbon dioxide supply unit and a gas separation membrane and having an on / off valve for supplying carbon dioxide;

상기 배출구에 제공되며 탄산수 배출을 위한 개폐밸브를 갖는 탄산수 추출관;A carbonated water extraction tube provided at the outlet and having an on / off valve for discharging carbonated water;

상기 배출구에 제공되어 탄산수의 배출 압력 또는 탄산 농도를 센싱하는 센서;A sensor provided at the outlet to sense an outlet pressure or a carbonic acid concentration of the carbonated water;

상기 센서를 통한 탄산수의 배출 압력 또는 탄산 농도값으로부터 냉수의 유출량 및 이산화탄소의 주입량을 조절하는 제어부;A controller for controlling the amount of cold water discharged and the amount of carbon dioxide injected from the discharge pressure or the carbonic acid concentration value of the carbonated water through the sensor;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조장치.Carbonated water production apparatus comprising a.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하며 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등은 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in describing the present invention, if it is determined that the related well-known technology may blur the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. do.

<제1 실시예>-이산화탄소의 주입량을 컨트롤하는 방식<Example 1>-Method of controlling the injection amount of carbon dioxide

본 발명은, 도 1의 도시에 의하여 냉수를 저장하는 저장 탱크(100)와, 유입구(220)와 배출구(240)를 갖는 기체 분리막(200)과, 상기 저장 탱크(100)의 냉수를 상기 유입구(220)로 공급하는 펌프(300)와, 상기 기체 분리막(200)으로 이산화탄소 를 공급하는 이산화탄소 공급부(400)와, 상기 저장 탱크(100)와 기체 분리막(200) 사이에 제공되는 냉수 공급관(120), 상기 이산화탄소 공급부(400)와 기체 분리막(200) 사이에 제공되며 이산화탄소 공급을 위한 개폐밸브(430)를 갖는 이산화탄소 공급관(420); 상기 배출구(240)에 제공되며 탄산수 배출을 위한 개폐밸브(520)를 갖는 탄산수 추출관(500)과, 상기 배출구(240)에 제공되어 탄산수의 배출 압력 또는 탄산 농도를 센싱하는 센서(700); 상기 센서(700)를 통한 탄산수의 배출 압력 또는 탄산 농도값으로부터 이산화탄소의 주입량을 조절하는 제어부(800)를 포함한다.The present invention, as shown in Figure 1 storage tank 100 for storing cold water, the gas separation membrane 200 having an inlet port 220 and the outlet 240, and the cold water of the storage tank 100 to the inlet Pump 300 to supply to 220, the carbon dioxide supply unit 400 for supplying carbon dioxide to the gas separation membrane 200, and the cold water supply pipe 120 is provided between the storage tank 100 and the gas separation membrane 200 A carbon dioxide supply pipe 420 provided between the carbon dioxide supply unit 400 and the gas separation membrane 200 and having an on / off valve 430 for supplying carbon dioxide; A carbonated water extraction tube 500 provided at the outlet 240 and having an on / off valve 520 for discharging carbonated water, and a sensor 700 provided at the outlet 240 to sense a discharge pressure or carbonic acid concentration of the carbonated water; And a controller 800 for adjusting the injection amount of carbon dioxide from the discharge pressure of the carbonated water or the carbonic acid concentration value through the sensor 700.

상기 저장 탱크(100)는 유입되는 원수를 저장하게 된다.The storage tank 100 stores the incoming raw water.

상기 기체 분리막(200)은, 공지 기술과 동일한 구조를 취하는 것이며, 일측에는 유입구(220)가 그리고 타측에는 배출구(240)가 구비되어 상기 유입구(220)로 유입된 원수를 내부에서 기체 분리막(200)을 통해 필터링 시킨 후 상기 배출구(240)를 통해 탄산수를 배출하게 된다.The gas separation membrane 200 takes the same structure as the known technology, and the inlet 220 is provided at one side and the outlet 240 at the other side, so that the raw water introduced into the inlet 220 is separated from the gas separation membrane 200. After filtering through) is to discharge the carbonated water through the outlet (240).

이때 기체 분리막(200)은 탄산수 제조효율을 고려하여 그 형태가 중공사인 것이 바람직하다. 이러한 기체 분리막(200)에 형성된 다수의 기공을 통해 이산화탄소와 물의 접촉 면적이 증가하면서 이산화탄스가 물에 쉽게 용해되어 탄산수가 제조된다. At this time, the gas separation membrane 200 is preferably in the form of hollow fiber in consideration of the carbonated water production efficiency. As the contact area of carbon dioxide and water increases through a plurality of pores formed in the gas separation membrane 200, carbon dioxide is easily dissolved in water to produce carbonated water.

상기 기체 분리막(200)은, 최소량의 이산화탄소 가스를 사용하여 적절한 농 도의 탄산수를 얻기 위하여 이산화탄소 투과량이 1 kgf/cm2 의 압력에서 0.55 내지 4.6 LPM(Liter Per Minute), 바람직하게는 0.8 내지 1.5 LPM 인 것을 적용한다. The gas separation membrane 200 has a carbon dioxide permeation rate of 0.55 to 4.6 LPM (Liter Per Minute), preferably 0.8 to 1.5 LPM, at a pressure of 1 kgf / cm 2 to obtain an appropriate concentration of carbonated water using a minimum amount of carbon dioxide gas. Apply to be.

만약 기체 분리막(200)의 이산화탄소 투과량이 상기 범위 미만이면, 탄산수 내에 용존 탄산량이 0.2%를 넘을 수 없어 탄산수로 사용될 수 없다. 이와 반대로 이산화탄소 투과량이 상기 범위를 초과하면 이산화탄소 투입량과 비교하여 높은 농도의 탄산수를 제조할 수 없어 비경제적이다. If the carbon dioxide permeation amount of the gas separation membrane 200 is less than the above range, the amount of dissolved carbonic acid in the carbonated water cannot exceed 0.2% and thus cannot be used as the carbonated water. On the contrary, when the carbon dioxide permeation amount exceeds the above range, it is not economical to produce a high concentration of carbonated water as compared to the carbon dioxide input amount.

이러한 기체 분리막(200)의 재질은 상기한 이산화탄소 투과량을 갖는 것이라면 어떠한 것이라도 사용이 가능하며, 본 발명에서 특별히 그 종류를 한정하지는 않는다. 대표적으로 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아마이드, 폴리아라미드, 폴리벤즈이미다졸, 또는 이들의 혼합물 등이 가능하나, 바람직하게는 폴리설폰을 사용한다. The material of the gas separation membrane 200 can be used as long as it has the above-described carbon dioxide permeation amount, and the present invention is not particularly limited in kind. Typically polysulfones, polyethersulfones, polycarbonates, polyimides, polyetherimides, polyamides, polyaramids, polybenzimidazoles, or mixtures thereof and the like are possible, but preferably polysulfones are used.

이때, 기체 분리막(200)은 막 표면 및 내부에 친수성 고분자가 코팅된 것이 바람직하다. 상기 친수성 고분자는 이 분야에서 공지된 것을 사용할 수 있으며, 일예로 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌글리콜 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종이 가능하다. In this case, the gas separation membrane 200 is preferably coated with a hydrophilic polymer on the surface and the inside of the membrane. The hydrophilic polymer may be one known in the art, for example, one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, and mixtures thereof.

상기 펌프(300)는, 상기 저장 탱크(100)와 상기 기체 분리막(200)의 유입구(220)를 연결하는 유로에 설치되어 상기 저장 탱크(100)내의 원수를 상기 기체 분리막(200)으로 펌핑시키게 된다.The pump 300 is installed in a flow path connecting the storage tank 100 and the inlet 220 of the gas separation membrane 200 to pump raw water in the storage tank 100 to the gas separation membrane 200. do.

상기 이산화탄소 공급부(400)는, 이산화탄소 저장 용기(410)와, 이산화탄소 공급관(420)과, 개폐밸브(430)로 구성되어 상기 개폐밸브(430)의 조작에 따라 상기 이산화탄소 저장 용기(410) 내의 이산화탄소를 이산화탄소 공급관(420)을 통해 기체 분리막(200)내로 공급하게 된다.The carbon dioxide supplying unit 400 includes a carbon dioxide storage container 410, a carbon dioxide supply pipe 420, and an opening / closing valve 430, and the carbon dioxide in the carbon dioxide storage container 410 according to the operation of the opening / closing valve 430. It is supplied to the gas separation membrane 200 through the carbon dioxide supply pipe 420.

상기 개폐밸브(430)의 작동 유무에 따라 이산화탄소가 기체 분리막(200)내로 공급된다.Carbon dioxide is supplied into the gas separation membrane 200 depending on whether the on / off valve 430 is operated.

상기 저장 탱크(100)와 기체 분리막(200) 사이에는 냉수를 기체 분리막(200)으로 공급하기 위하여 냉수 공급관(120)이 제공된다. 또한 상기 이산화탄소 저장 용기(410)와 기체 분리막(200) 사이에는 이산화탄소 공급관(420)이 제공되며, 또한 작동 유무에 따라 이산화탄소가 기체 분리막(200) 내로 주입되는 개폐밸브(430)가 제공된다.A cold water supply pipe 120 is provided between the storage tank 100 and the gas separation membrane 200 to supply cold water to the gas separation membrane 200. In addition, a carbon dioxide supply pipe 420 is provided between the carbon dioxide storage container 410 and the gas separation membrane 200, and an opening / closing valve 430 is provided in which carbon dioxide is injected into the gas separation membrane 200 depending on whether there is an operation.

또한 배출구(240)에 연결되는 탄산수 추출관(500)에 개폐밸브(520)가 제공되며, 이 개폐밸브(520)의 조작에 따라 탄산수를 추출하게 된다.In addition, the opening and closing valve 520 is provided in the carbonated water extraction pipe 500 connected to the outlet 240, and the carbonated water is extracted according to the operation of the opening and closing valve 520.

또한 센서(700)는 상기 탄산수 추출관(500)에 제공되며, 상기 배출구(240)로부터 탄산수 추출관(500)으로 배출되는 탄산수의 배출압력 및/또는 탄산수 중의 탄산농도를 센싱하여 그 신호값을 제어부(800)로 보낸다.In addition, the sensor 700 is provided to the carbonated water extraction tube 500, and senses the discharge pressure of the carbonated water discharged from the outlet 240 to the carbonated water extraction tube 500 and / or the carbonic acid concentration in the carbonated water and the signal value Send to the controller 800.

이와 같이 제어부(800)로 보내온 신호값에 따라 탄산수의 배출압력이 높은지 낮은지 또는 탄산수 중의 탄산농가 낮은지 높은지 등을 감지하여 탄산수의 배출압력이 지나치게 높다거나 탄산수 중의 탄산수 농도가 초기 세팅한 기준치값보다 높은 경우 이산화탄소 공급관(420)에 마련된 개폐밸브(430)를 닫히게 제어하거나 이와 반대로 탄산수의 배출압력이 지나치게 낮다거나 탄산수 중의 탄산수 농도가 초기 세팅한 기준치값보다 낮은 경우 오히려 개폐밸브(430)를 더욱 개방하도록 제어하여 최적의 탄산농도를 지난 탄산수를 음용자가 음용할 수 있도록 해준다.As described above, the controller detects whether the discharge pressure of the carbonated water is high or low or whether the concentration of the carbonated water in the carbonated water is low or high according to the signal value sent to the control unit 800. If it is higher, the on / off valve 430 provided in the carbon dioxide supply pipe 420 is controlled to be closed or, on the contrary, if the discharge pressure of the carbonated water is too low or the concentration of the carbonated water in the carbonated water is lower than the reference value set initially, the on / off valve 430 is further increased. It is controlled to open so that the drinker can drink the carbonated water after the optimal carbonated concentration.

또한 본 발명의 탄산수 제조장치는 체크밸브(260)를 더욱 포함할 수 있으며, 이 체크밸브(260)는, 상기 기체 분리막(200)의 유입구에 제공되어 원수의 유입을 제어 및 상기 기체 분리막(200)으로부터 역류되는 압력을 제어하게 된다. 이러한 체크밸브(260)로는 솔레노이드 타입의 밸브 등 다양한 공지의 밸브가 적용가능하다.In addition, the carbonated water production apparatus of the present invention may further include a check valve 260, the check valve 260 is provided to the inlet of the gas separation membrane 200 to control the inflow of raw water and the gas separation membrane 200 To control the pressure back. As the check valve 260, various known valves, such as a solenoid valve, may be applied.

상기 제어부(800)는, 상기 센서(700), 상기 펌프(300), 상기 체크밸브(260), 상기 이산화탄소 공급부(400)의 개폐밸브(430) 등 각종 전기 전자적 부품을 제어하게 된다.The controller 800 controls various electric and electronic parts such as the sensor 700, the pump 300, the check valve 260, and an open / close valve 430 of the carbon dioxide supply unit 400.

또한 본 발명의 탄산수 제조장치는 방류관(600)을 더욱 포함할 수 있으며, 이 방류관(600)은, 상기 탄산수 추출관(500)에 연통 가능하게 제공되며, 일측에 초기 탄산수를 외부로 배출하도록 보조밸브(620)가 제공된다. 상기 보조밸브(620) 는, 상기 탄산수 추출관(500)을 통해 초기 탄산수 추출시 상기 기체 분리막(200)에 잔존하고 있는 압력에 의해 탄산수가 폭팔 현상을 발생시키게 되는데 이때, 상기 보조밸브(620)를 개방시켜 상기 방류관(600)을 통해 초기 탄산수 만을 방류시키고자 하는 것이다.In addition, the carbonated water production apparatus of the present invention may further include a discharge pipe 600, the discharge pipe 600 is provided to be in communication with the carbonated water extraction pipe 500, the discharge of the initial carbonated water to the outside on one side An auxiliary valve 620 is provided to make. The auxiliary valve 620 causes the carbonated water to explode due to the pressure remaining in the gas separation membrane 200 when the initial carbonated water is extracted through the carbonated water extraction tube 500. In this case, the auxiliary valve 620 By opening the to discharge only the initial carbonated water through the discharge pipe 600.

이상에서와 같이 구성되는 본 발명은 탄산수 음용시 배출관에서의 압력을 센싱하여 이산화탄소 공급량 증감을 제어부에서 감지하여 이산화탄소 공급관에 제공되는 개폐밸브를 작동하게 된다.The present invention configured as described above is to sense the pressure in the discharge pipe when drinking carbonated water to detect the increase and decrease of the carbon dioxide supply amount to operate the on-off valve provided to the carbon dioxide supply pipe.

<제2 실시예>-이산화탄소 또는 물의 공급량을 컨트롤하는 방식<Second embodiment>-way to control the supply amount of carbon dioxide or water

도 2를 참조한 본 발명의 제2 실시예는 상기 제1 실시예에서 구현한 탄산수 공급장치에서 이산화탄소 저장용기(410)와 기체 분리막(200) 사이에 개폐밸브(430)를 설치하여 이산화탄소의 공급량을 조절하거나 또는 추가로 저장 탱크(100)에서 기체 분리막(200)에 유입되는 냉수 유입관(120)에 개폐밸브(140)를 설치하여 이산화탄소의 양이나 냉수의 양을 선택적으로 제어부(800)를 통하여 제어하여 최적의 탄산농도를 가진 탄산수를 음용자가 음용할 수 있도록 해준다.In the second embodiment of the present invention with reference to FIG. 2, an opening and closing valve 430 is installed between the carbon dioxide storage container 410 and the gas separation membrane 200 in the carbonated water supply device implemented in the first embodiment to provide a supply amount of carbon dioxide. By adjusting or additionally installing the on-off valve 140 in the cold water inlet pipe 120 introduced into the gas separation membrane 200 in the storage tank 100 to selectively control the amount of carbon dioxide or the amount of cold water through the control unit 800. The control allows the drinker to drink carbonated water with an optimal carbonic acid concentration.

제어부(800)로 보내온 신호값에 따라 탄산수의 배출압력이 높은지 낮은지 또는 탄산수 중의 탄산농가 낮은지 높은지 등을 감지하여 탄산수의 배출압력이 지나치게 높다거나 탄산수 중의 탄산수 농도가 초기 세팅한 기준치값보다 높은 경우 이 산화탄소 공급관(420)에 마련된 개폐밸브(430)를 닫히게 제어하거나 또는 냉수 공급관(120)에 마련된 개폐밸브(140)를 더 열게 제어하거나 이와 반대로 탄산수의 배출압력이 지나치게 낮다거나 탄산수 중의 탄산수 농도가 초기 세팅한 기준치값보다 낮은 경우 오히려 개폐밸브(430)를 더욱 개방하도록 제어하거나 개폐밸브(140)을 닫도록 제어하여 최적의 탄산농도를 지난 탄산수를 음용자가 음용할 수 있도록 개폐밸브(430, 140)을 선택적으로 제어할 수 있다.The discharge pressure of the carbonated water is too high or the concentration of the carbonated water in the carbonated water is higher than the reference value set initially by detecting whether the discharge pressure of the carbonated water is high or low or the carbonated concentration of the carbonated water is low or high according to the signal value sent to the control unit 800. In this case, the on / off valve 430 provided in the carbon oxide supply pipe 420 is controlled to be closed, or the on / off valve 140 provided in the cold water supply pipe 120 is further controlled to open, or conversely, the discharge pressure of the carbonated water is too low, or the carbonated water in the carbonated water. If the concentration is lower than the initially set reference value, rather control the opening or closing valve 430 to more open or close the closing valve 140 to control the opening and closing valve so that the drinker can drink the carbonated water after the optimal carbonic acid concentration. 140 may be selectively controlled.

제2 실시예의 탄산수 제조장치 또한 체크밸브(260)를 더욱 포함할 수 있으며, 방류관(600)도 더욱 포함할 수 있다. 또한 상기 제1 실시예에서 기재한 기체 분리막(200)이 바람직하게 적용될 수 있다. 체크밸브(260)를 구비할 경우 냉수 공급관(120)에 제공되는 개폐밸브(140)를 체크밸브(260)와 일체형으로 두가지 기능을 수행하는 하나의 밸브로 구성할 수도 있다.The carbonated water production apparatus of the second embodiment may further include a check valve 260, and may further include a discharge pipe 600. In addition, the gas separation membrane 200 described in the first embodiment may be preferably applied. When the check valve 260 is provided, the on / off valve 140 provided in the cold water supply pipe 120 may be configured as one valve that performs two functions integrally with the check valve 260.

<제3 실시예>-이산화탄소 및 물의 공급량을 동시에 컨트롤하는 방식<Example 3> -Method for simultaneously controlling the supply amount of carbon dioxide and water

도 2를 참조한 본 발명의 제2 실시예는 상기 제1 실시예에서 구현한 탄산수 공급장치에서 이산화탄소 저장용기(410)와 기체 분리막(200) 사이에 개폐밸브(430)를 설치하여 이산화탄소의 공급량을 조절함과 동시에 저장 탱크(100)에서 냉수 유입관(120)을 통하여 기체 분리막(200)에 유입되는 물의 량도 개폐밸브(140)을 통하여 제어부(800)에서 조절이 가능하다.In the second embodiment of the present invention with reference to FIG. 2, an opening and closing valve 430 is installed between the carbon dioxide storage container 410 and the gas separation membrane 200 in the carbonated water supply device implemented in the first embodiment to provide a supply amount of carbon dioxide. Simultaneously with the adjustment, the amount of water introduced into the gas separation membrane 200 through the cold water inlet pipe 120 from the storage tank 100 may be controlled by the controller 800 through the opening / closing valve 140.

제어부(800)로 보내온 신호값에 따라 탄산수의 배출압력이 높은지 낮은지 또는 탄산수 중의 탄산농가 낮은지 높은지 등을 감지하여 탄산수의 배출압력이 지나치게 높다거나 탄산수 중의 탄산수 농도가 초기 세팅한 기준치값보다 높은 경우 이산화탄소 공급관(420)에 마련된 개폐밸브(430)를 닫히게 제어하거나 또는 냉수 공급관(120)에 마련된 개폐밸브(140)를 더 열게 제어하거나 이와 반대로 탄산수의 배출압력이 지나치게 낮다거나 탄산수 중의 탄산수 농도가 초기 세팅한 기준치값보다 낮은 경우 오히려 개폐밸브(430)를 더욱 개방하도록 제어하거나 개폐밸브(140)을 닫도록 제어하여 최적의 탄산농도를 지난 탄산수를 음용자가 음용할 수 있도록 해준다.The discharge pressure of the carbonated water is too high or the concentration of the carbonated water in the carbonated water is higher than the reference value set initially by detecting whether the discharge pressure of the carbonated water is high or low or the carbonated concentration of the carbonated water is low or high according to the signal value sent to the control unit 800. In this case, the on / off valve 430 provided in the carbon dioxide supply pipe 420 is controlled to be closed, or the on / off valve 140 provided in the cold water supply pipe 120 is further controlled to open, or conversely, the discharge pressure of the carbonated water is too low or the concentration of the carbonated water in the carbonated water is increased. If it is lower than the initially set reference value, rather than controlling the opening and closing valve 430 to open more or close the opening and closing valve 140 to allow the drinker to drink the carbonated water after the optimal carbonic acid concentration.

제3 실시예의 탄산수 제조장치 또한 체크밸브(260)를 더욱 포함할 수 있으며, 방류관(600)도 더욱 포함할 수 있다. 또한 상기 제1 실시예에서 기재한 기체 분리막(200)이 바람직하게 적용될 수 있다. 체크밸브(260)를 구비할 경우 냉수 공급관(120)에 제공되는 개폐밸브(140)를 체크밸브(260)와 일체형으로 두가지 기능을 수행하는 하나의 밸브로 구성할 수도 있다.The carbonated water production apparatus of the third embodiment may further include a check valve 260, and may further include a discharge pipe 600. In addition, the gas separation membrane 200 described in the first embodiment may be preferably applied. When the check valve 260 is provided, the on / off valve 140 provided in the cold water supply pipe 120 may be configured as one valve that performs two functions integrally with the check valve 260.

탄산수 제조장치에 적용되는 것임.Applicable to carbonated water production equipment.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄산수 제조장치의 구성도.1 is a block diagram of an apparatus for producing carbonated water according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 제2 실시예 및 제3 실시예에 따른 탄산수 제조장치의 구성도.2 is a configuration of the carbonated water production apparatus according to the second embodiment and the third embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100: 저장 탱크100: storage tank

200: 기체 분리막200: gas separation membrane

300: 펌프300: pump

400: 이산화탄소 공급부400: carbon dioxide supply unit

500: 탄산수 추출관500: carbonated water extraction tube

600: 방류관600: discharge pipe

700: 센서700: sensor

800: 제어부800: control unit

Claims (11)

냉수를 저장하는 저장 탱크;A storage tank for storing cold water; 유입구와 배출구를 갖는 기체 분리막;A gas separation membrane having an inlet and an outlet; 상기 저장 탱크의 냉수를 상기 유입구로 공급하는 펌프;A pump for supplying cold water of the storage tank to the inlet; 상기 기체 분리막으로 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급부;A carbon dioxide supply unit supplying carbon dioxide to the gas separation membrane; 상기 저장 탱크와 기체 분리막 사이에 제공되는 냉수 공급관;A cold water supply pipe provided between the storage tank and the gas separation membrane; 상기 이산화탄소 공급부와 기체 분리막 사이에 제공되며 이산화탄소 공급을 위한 개폐밸브를 갖는 이산화탄소 공급관;A carbon dioxide supply pipe provided between the carbon dioxide supply unit and a gas separation membrane and having an on / off valve for supplying carbon dioxide; 상기 배출구에 제공되며 탄산수 배출을 위한 개폐밸브를 갖는 탄산수 추출관;A carbonated water extraction tube provided at the outlet and having an on / off valve for discharging carbonated water; 상기 배출구에 제공되어 탄산수의 배출 압력 또는 탄산 농도를 센싱하는 센서;A sensor provided at the outlet to sense an outlet pressure or a carbonic acid concentration of the carbonated water; 상기 센서를 통한 탄산수의 배출 압력 또는 탄산 농도값으로부터 이산화탄소의 주입량을 조절하는 제어부;A control unit for adjusting the injection amount of carbon dioxide from the discharge pressure or the carbonic acid concentration value of the carbonated water through the sensor; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조장치.Carbonated water production apparatus comprising a. 냉수를 저장하는 저장 탱크;A storage tank for storing cold water; 유입구와 배출구를 갖는 기체 분리막;A gas separation membrane having an inlet and an outlet; 상기 저장 탱크의 냉수를 상기 유입구로 공급하는 펌프;A pump for supplying cold water of the storage tank to the inlet; 상기 기체 분리막으로 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급부;A carbon dioxide supply unit supplying carbon dioxide to the gas separation membrane; 상기 저장 탱크와 기체 분리막 사이에 제공되며 냉수 공급을 위한 개폐밸브를 갖는 냉수 공급관;A cold water supply pipe provided between the storage tank and the gas separation membrane and having an on / off valve for supplying cold water; 상기 이산화탄소 공급부와 기체 분리막 사이에 제공되며 이산화탄소 공급을 위한 개폐밸브를 갖는 이산화탄소 공급관;A carbon dioxide supply pipe provided between the carbon dioxide supply unit and a gas separation membrane and having an on / off valve for supplying carbon dioxide; 상기 배출구에 제공되며 탄산수 배출을 위한 개폐밸브를 갖는 탄산수 추출관;A carbonated water extraction tube provided at the outlet and having an on / off valve for discharging carbonated water; 상기 배출구에 제공되어 탄산수의 배출 압력 또는 탄산 농도를 센싱하는 센서;A sensor provided at the outlet to sense an outlet pressure or a carbonic acid concentration of the carbonated water; 상기 센서를 통한 탄산수의 배출 압력 또는 탄산 농도값으로부터 냉수의 유출량 또는 이산화탄소의 주입량을 조절하는 제어부;A controller configured to adjust the amount of cold water discharged or carbon dioxide injected from the discharge pressure or the carbonic acid concentration value of the carbonated water through the sensor; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조장치.Carbonated water production apparatus comprising a. 냉수를 저장하는 저장 탱크;A storage tank for storing cold water; 유입구와 배출구를 갖는 기체 분리막;A gas separation membrane having an inlet and an outlet; 상기 저장 탱크의 냉수를 상기 유입구로 공급하는 펌프;A pump for supplying cold water of the storage tank to the inlet; 상기 기체 분리막으로 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급부;A carbon dioxide supply unit supplying carbon dioxide to the gas separation membrane; 상기 저장 탱크와 기체 분리막 사이에 제공되는 개폐밸브를 갖는 냉수 공급 관;A cold water supply pipe having an on / off valve provided between the storage tank and the gas separation membrane; 상기 이산화탄소 공급부와 기체 분리막 사이에 제공되며 이산화탄소 공급을 위한 개폐밸브를 갖는 이산화탄소 공급관;A carbon dioxide supply pipe provided between the carbon dioxide supply unit and a gas separation membrane and having an on / off valve for supplying carbon dioxide; 상기 배출구에 제공되며 탄산수 배출을 위한 개폐밸브를 갖는 탄산수 추출관;A carbonated water extraction tube provided at the outlet and having an on / off valve for discharging carbonated water; 상기 배출구에 제공되어 탄산수의 배출 압력 또는 탄산 농도를 센싱하는 센서;A sensor provided at the outlet to sense an outlet pressure or a carbonic acid concentration of the carbonated water; 상기 센서를 통한 탄산수의 배출 압력 또는 탄산 농도값으로부터 냉수의 유출량 및 이산화탄소의 주입량을 조절하는 제어부;A controller for controlling the amount of cold water discharged and the amount of carbon dioxide injected from the discharge pressure or the carbonic acid concentration value of the carbonated water through the sensor; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조장치.Carbonated water production apparatus comprising a. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 탄산수 추출관과 연통되게 제공되며 초기 탄산수를 외부로 배출하도록 보조밸브를 갖는 방류관을 더욱 포함하는 탄산수 제조장치.And a discharge pipe provided in communication with the carbonated water extraction pipe and having an auxiliary valve to discharge the initial carbonated water to the outside. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 탄산수 추출관의 개폐밸브의 개방 동작시 상기 센서의 신호값을 입력받아 셋팅된 신호값의 범위를 넘어서면 보조밸브를 개방시켜 초기 탄산수를 배출하도 록 제어하는 제어부;를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조장치.And a control unit for controlling the discharge of the initial carbonated water by opening the auxiliary valve when the open / close valve of the carbonated water extraction tube is opened and the signal value of the sensor exceeds the range of the set signal value. Carbonated water production apparatus. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 유입구에 역류압을 방지하는 체크밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조장치.Carbonated water production apparatus characterized in that it further comprises a check valve to prevent the back flow pressure in the inlet. 청구항 2 또는 3에 있어서,The method according to claim 2 or 3, 체크밸브가 구비되는 경우 상기 체크밸브는 냉수 공급관에 제공되는 개폐밸브와 일체형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조장치.When the check valve is provided, the check valve is carbonated water production apparatus characterized in that it is configured integrally with the on-off valve provided in the cold water supply pipe. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 기체 분리막은,The gas separation membrane, 이산화탄소 투과량이 1 kgf/cm2 의 압력에서 0.55 내지 4.6 LPM 인 것을 특징으로 하는 탄산수 제조장치.Carbon dioxide water production apparatus, characterized in that the carbon dioxide permeation amount is 0.55 to 4.6 LPM at a pressure of 1 kgf / cm 2 . 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 기체 분리막은,The gas separation membrane, 이산화탄소 투과량이 1 kgf/cm2 의 압력에서 0.8 내지 1.5 LPM 인 것을 특징으로 하는 탄산수 제조장치.Carbon dioxide water production apparatus, characterized in that the carbon dioxide permeation amount is 0.8 to 1.5 LPM at a pressure of 1 kgf / cm 2 . 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 기체 분리막은,The gas separation membrane, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아마이드, 폴리아라미드, 폴리벤즈이미다졸 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 탄산수 제조장치.Carbonated water production apparatus, characterized in that one selected from the group consisting of polysulfone, polyethersulfone, polycarbonate, polyimide, polyetherimide, polyamide, polyaramid, polybenzimidazole and mixtures thereof. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 기체 분리막은,The gas separation membrane, 막 표면 및 내부에 친수성 고분자가 코팅 형성된 것임을 특징으로 하는 탄산수 제조장치.Carbonated water production apparatus characterized in that the hydrophilic polymer is formed on the surface and the coating film.
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