KR20160110763A - 탄산수 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 탄산수 제조 장치는 정수를 저장하는 정수 탱크, 이산화탄소를 저장하는 가스 실린더, 상기 정수와 상기 이산화탄소를 혼합하여 탄산수를 생성하는 혼합기, 상기 정수 탱크의 정수를 상기 혼합기로 공급하는 펌프, 상기 펌프에 의해 혼합기로 공급되는 정수의 압력에 의해 상기 가스 실린더에 저장된 이산화탄소를 상기 혼합기로 배출하는 레귤레이터, 상기 펌프에 일정한 전압을 공급하는 전원공급부, 상기 펌프에 흐르는 전류를 측정하는 전류 센서 및 탄산수 생성 신호가 입력되면 상기 전원공급부를 제어하여 상기 펌프에 전원을 공급하며, 상기 측정된 전류의 크기에 기초하여 상기 가스 실린더의 교체여부를 판단하는 제어부를 포함한다.

Description

탄산수 제조 장치{CARBONATTED WATER PRODUCING DEVICE}
본 발명은 탄산수 제조 장치에 관한 것이다.
최근 정수기는 단순히 원수를 필터링하여 정수를 공급하는 기능뿐만 아니라 사람에게 유용한 성분이 추가될 수 있도록 다양한 기능을 갖는 정수기가 출시되고 있는 실정이다.
그 한 예로서, 정수기에 탄산이 공급되도록 하여 물의 음용시 탄산 음용수를 수를 간편하게 제공받을 수 있도록 한 제품이 출시된 바 있다.
이러한 탄산수 제조장치는, 일반적으로 초기 탄산가스를 저장하는 탄산가스 압력용기와, 오리피스를 통해 이산화탄소를 공급하는 에어 공급부로 구성되어 용기내에 오리피스를 통해 이산화탄소를 공급하여 기포를 발생시키고 이 기포를 물에 녹여 탄산수를 제조한다.
그러나, 종래의 탄산수 제조장치는 이산화탄소 실린더에 저장된 이산화탄소의 양을 확인할 수 있는 수단이 제시되지 않아, 탄산수를 추출하여 사용자가 직접 시음을 통해 이산화탄소 실린더에 남아있는 이산화탄소의 양을 확인하여 이산화탄소 실린더의 교체시기를 정확히 판단하기 어려운 문제점이 있다.
하기의 특허문헌 1은 탄산수 정수기에 관한 것이나, 상술한 문제에 대한 해결책을 제시하지 못하고 있다.
한국 공개특허공보 제10-2013-0044988호
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 펌프에 흐르는 전류를 측정하고, 상기 전류에 기초하여 가스 실린더에 잔존하는 이산화탄소의 양을 산출하고, 이에 따라 교체시기를 판단할 수 있는 탄산수 제조 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄산수 제조 장치는 정수를 저장하는 정수 탱크, 이산화탄소를 저장하는 가스 실린더, 상기 정수와 상기 이산화탄소를 혼합하여 탄산수를 생성하는 혼합기, 상기 정수 탱크의 정수를 상기 혼합기로 공급하는 펌프, 상기 펌프에 의해 혼합기로 공급되는 정수의 압력에 의해 상기 가스 실린더에 저장된 이산화탄소를 상기 혼합기로 배출하는 레귤레이터, 상기 펌프에 일정한 전압을 공급하는 전원공급부, 상기 펌프에 흐르는 전류를 측정하는 전류 센서 및 탄산수 생성 신호가 입력되면 상기 전원공급부를 제어하여 상기 펌프에 전원을 공급하며, 상기 측정된 전류의 크기에 기초하여 상기 가스 실린더의 교체여부를 판단하는 제어부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 전류의 크기가 기 설정된 크기 이하인 경우, 상기 가스 실린더의 교체가 필요한 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 전류의 크기에 기초하여 상기 가스 실린더 에 저장된 이산화탄소의 양을 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 탄산수 제조 장치는, 상기 산출된 이산화탄소의 양을 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 레귤레이터는, 상기 정수 탱크로부터 유입된 정수가 상기 혼합기로 배출되는 경로에서, 상기 정수가 유입에 따른 압력에 의해 상하로 이동하는 플런저 및 상기 플런저의 상하 이동에 의해 상기 가스 실린더를 밀폐 또는 개방하여 상기 혼합기로의 상기 이산화탄소 공급을 조절하는 핀을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 펌프에 흐르는 전류의 크기에 기초하여 가스 실린더에 잔존하는 이산화탄소의 양을 산출하고, 이에 따라 교체시기를 판단함으로써, 정확한 가스 실린더의 잔존 이산화탄소의 양을 알 수 있으며, 적절한 시기에 가스 실린더를 교체할 수 있어, 언제든 원하는 농도의 탄산수를 생성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄산수 제조 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 탄산수 제조 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄산수 제조 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 레귤레이터의 일 실시예를 설명하기 위한 부분절개도면이다.
도 5 및 도 6은 도 4의 레귤레이터의 동작을 설명하기 위한 부분절개도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호가 사용될 것이며, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄산수 제조 장치를 설명하기 위한 개략도이며, 도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 탄산수 제조 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄산수 제조 장치는 정수 탱크(10), 가스 실린더(20), 혼합기(30), 펌프(40), 레귤레이터(50), 전원공급부(60), 전류 센서(70) 및 제어부(80)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 탄산수 제조 장치는, 도 2에서와 같이, 표시부(90)를 더 포함할 수 있다.
정수 탱크(10)는 정수가 저장될 수 있으며, 레귤레이터(50)를 통해 혼합기(30)와 연결될 수 있다.
가스 실린더(20)는 내부에 이산화탄소를 저장할 수 있다. 또한, 가스 실린더(20)는 레귤레이터(50)에 의해 상기 저장된 이산화탄소를 혼합기로 배출할 수 있다.
혼합기(30)는 정수 탱크(10)로부터 유입되는 정수와 가스 실린더로부터 배출되는 이산화탄소를 레귤레이터(50)를 통해 공급받을 수 있으며, 상기 공급된 정수와 이산화탄소를 혼합하여 탄산수를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 혼합기(30)는 개폐밸브(미도시)를 포함할 수 있으며, 기설정된 양의 탄산수가 생성되면 상기 개폐밸브가 개방되어 상기 탄산수를 배출할 수 있다.
따라서, 상기 탄산수 제조 장치에서는 혼합기(30)의 내부로 공급된 상기 냉수와 상기 이산화탄소가 연속적으로 흐르면서 혼합되어 상기 탄산수를 생성하게 되며, 생성된 상기 탄산수는 상기 탄산수 제조 장치 내에 저장되는 것이 아니라 생성되는 즉시 사용자에게 공급될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄산수 제조 장치는 생성된 상기 탄산수가 바로 사용자에게 공급되는 직수식 탄산수 제조 장치일 수 있으며, 이에 따라 생성된 상기 탄산수를 저장하기 위한 별도의 저장 공간이 필요하지 않다.
탄산수를 미리 생성하여 장치 내의 별도의 저장 공간에 저장하였다가 나중에 사용자에게 공급하는 방식의 경우에는 탄산수가 저장된 상태로 소정 시간이 경과하게 되므로, 탄산수의 농도 변화가 초래되어 사용자가 원하는 농도의 탄산수를 공급하는 것이 어렵게 된다. 또한, 탄산수를 추출할 때마다 다른 농도의 탄산수가 공급되는 문제도 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄산수 제조 장치는 사용자가 원하는 시기에 탄산수를 생성하여 생성된 탄산수를 바로 사용자에게 공급할 수 있으므로, 농도 변화없이 일정한 농도의 탄산수를 사용자에게 공급할 수 있다.
펌프(40)는 정수 탱크(10)와 레귤레이터(50) 사이에 배치될 수 있다. 펌프(40)는 전원공급부(60)로부터 일정한 전원이 공급되면, 정수 탱크(10)에 저장된 정수를 펌핑하여 레귤레이터(50)를 통해 혼합기(40)로 유입시킬 수 있다.
레귤레이터(50)는 가스 실린더의 일측에 결합하고, 정수 탱크(10)의 정수 공급로 및 이산화탄소 공급로와 각각 연결될 수 있으며, 펌프(40)에 의해 레귤레이터(50)를 통과하여 혼합기(30)로 공급되는 정수의 압력에 의해 가스 실린더(20)에 저장된 이산화탄소를 혼합기(30)로 배출할 수 있다.
여기서, 레귤레이터(50)는 소정의 압력이 가해지는 경우에만 정수 탱크(10)로부터 유입되는 물을 혼합기(30)로 배출할 수 있으며, 이와 동시에 이산화탄소를 혼합기(30)로 배출할 수 있는 구조로 형성될 수 있다. 이때, 상기 압력의 크기는 가스 실린더(20)에 잔존하는 이산화탄소의 양에 비례할 수 있다.
다시 말하면, 가스 실린더(20)에 잔존한 이산화탄소의 양이 많을수록 이산화탄소를 배출하기 위한 정수의 수압이 커져야 되며, 이 경우, 일정한 전압이 공급되는 펌프(40)에 흐르는 전류의 크기도 커지게 된다.
즉, 가스 실린더(20)에 잔존한 이산화탄소의 양과 펌프(40)에 흐르는 전류의 크기는 비례할 수 있다.
이러한 레귤레이터(50)에 대해서는 이하 도 4 내지 도 6을 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명한다.
전원공급부(60)는 제어부(80)의 제어에 따라 펌프(40)에 일정한 전원을 공급할 수 있다.
전류 센서(70)는 펌프(40)에 흐르는 전류를 측정할 수 있으며, 상기 측정한 전류값을 제어부(80)로 출력할 수 있다.
제어부(80)는 전원공급부(60)를 제어하여 펌프(40)에 일정한 전원을 공급할 수 있으며, 전류 센서(70)로부터 입력된 전류값에 기초하여 가스 실린더(20)에 잔존하는 이산화탄소의 양에 따른 가스 실린더(20)의 교체여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(50)는 적어도 하나의 프로세싱 유닛 및 메모리를 포함할 수 있다. 여기서, 프로세싱 유닛은 예를 들어 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays(FPGA) 등을 포함할 수 있으며, 복수의 코어를 가질 수 있다. 메모리(1120)는 휘발성 메모리(예를 들어, RAM 등), 비휘발성 메모리(예를 들어, ROM, 플래시 메모리 등) 또는 이들의 조합일 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(80)는 상기 전류의 크기가 기 설정된 크기 이하인 경우, 가스 실린더(20)의 교체가 필요한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 제어부(80)는 표시부(90)를 제어하여 가스 실린더(20)의 교체가 필요함을 표시할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(80)는 전류 센서(70)로부터 입력된 전류값에 기초하여 가스 실린더(20)에 잔존하는 이산화탄소의 양을 산출할 수 있다. 또한, 제어부(80)는 표시부(90)가 상기 산출한 이산화탄소의 양을 표시할 수 있도록 표시부(90)를 제어할 수 있다.
표시부(90)는 제어부(80)에 의해 제어될 수 있으며, 제어부(80)의 제어에 의해 가스 실린더(20)의 교체유무 또는 가스 실린더(20)에 잔존한 이산화탄소의 양을 표시할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄산수 제조 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 먼저 펌프(40)에 전원이 공급되면, 펌프(40)는 정수 탱크(10)에 저장된 정수를 레귤레이터(50)를 통해 혼합기(30)로 공급할 수 있다. 이때, 레귤레이터(50)상기 정수가 레귤리이터(50)를 통과하는 압력에 의해 가스 실린더(20)에 저장된 이산화탄소가 혼합기(30)로 공급될 수 있다.
혼합기(30)는 레귤레이터(50)를 통해 공급되는 정수 및 이산화탄소를 혼합하여 탄산수를 생성하여 배출할 수 있다.
도 4는 도 1의 레귤레이터의 일 실시예를 설명하기 위한 부분절개도면이며, 도 5 및 도 6은 도 4의 레귤레이터에 냉수가 유의 동작을 설명하기 위한 부분절개도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레귤레이터(50)는 일측이 가스 실린더(20)와 연결될 수 있으며, 정수 탱크(10)로부터 유입된 정수가 레귤레이터(50)의 내부를 통과하여 혼합기로 배출되는 압력에 의해 가스 실린더(20)에 저장된 이산화탄소를 혼합기(30)로 배출할 수 있다.
일 실시예에서, 레귤레이터(50)는 플런저(53) 및 핀(54)을 포함할 수 있다.
또한, 레귤레이터(50)는 정수 탱크(10)로부터 정수가 유입되는 정수 입수구(51)와 상기 정수가 배출되는 정수 출수구(52) 및 가스 실린더(20)와 연결되는 이산화탄소 공급구(56)를 포함할 수 있다.
플런저(53)는 정수 탱크(10)로부터 유입된 정수가 혼합기(30)로 배출되는 경로에서 상기 정수가 레귤레이터(50)의 내부로 유입되면, 상기 정수의 수압에 의해 상하로 이동함으로써 핀(54)이 가스 실린더(20)를 개방 또는 밀폐시킬 수 있도록 힘을 가하는 매개체 역할을 할 수 있다.
핀(54)은 플런저(53)의 하측에 배치될 수 있으며, 플런저(53)는 레귤레이터(50)의 내부 공간에서 탄성 부재(55)에 의해 상측을 향하여 탄성 지지될 수 있다.
핀(54)은 가스 실린더(20)를 개방 또는 밀폐시킬 수 있으며, 가스 실린더(20)에 탄성 연결될 수 있다. 따라서, 핀(54)에 외부 힘이 가해지면 핀(54)이 눌리게 되고, 이에 따라 가스 실린더(20)가 개방되어 이산화탄소 공급구(56)를 통해 이산화탄소가 배출됨으로써 상기 이산화탄소가 혼합기(30)로 공급될 수 있다.
여기서, 핀(54)에 가해지는 외부 힘이 제거되면 핀(54)은 탄성력에 의해 원래 위치로 복귀할 수 있고, 이에 따라 가스 실린더(20)가 밀폐되어 이산화탄소의 공급이 중지될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레귤레이터(50)는 정수가 유입되기 전에는 플런저(53)에 레귤레이터(50)의 내부 공간을 통해 흐르는 정수의 압력이 가해지지 않으며, 이 경우, 플런저(53)가 탄성 부재(55)에 의해 탄성 지지되어 있으므로, 플런저(53)와 핀(54)은 이격된 상태를 유지하며, 상기 정수가 통과되는 레귤레이터(50)의 내부 공간은 상대적으로 좁게 형성될 수 있다.
그러나, 도 6을 참조하면, 레귤레이터(50)의 내부에 정수가 유입되면, 정수의 압력에 따라 플런저(53)가 핀(54)을 향하여 눌리게 되고(따라서, 상기 내부 공간이 상대적으로 넓어지게 된다), 이에 따라 가스 실린더(20)가 개방되어 이산화탄소 공급구(56)를 통해 상기 이산화탄소가 혼합기(30)로 배출되게 된다.
여기서, 플런저(53)가 핀(54)을 누르는 힘은 레귤레이터(50)의 내부 공간을 흐르는 정수의 압력의 크기에 따라 변화될 수 있다.
즉, 상기 정수의 압력이 상대적으로 크면, 플런저(53)가 핀(54)을 상대적으로 세게 누르게 되고, 이에 따라 혼합기(30)에 공급되는 이산화탄소의 공급량이 증가하게 된다.
이와 반대로, 상기 정수의 압력이 상대적으로 작으면, 플런저(53)가 핀(54)을 상대적으로 약하게 누르게 되고, 이에 따라 혼합기(30)에 공급되는 이산화탄소의 공급량이 감소하게 된다.
이와 같이, 혼합기(30)로 공급되는 이산화탄소의 공급량은 상기 정수의 압력에 영향을 받게 되므로, 펌프(40)의 작동에 의해 공급되는 정수의 압력을 조절함으로써 상기 이산화탄소의 공급량을 조절할 수 있다.
또한, 상기 정수의 압력은 펌프(40)에 인가되는 전압의 크기에 영향을 받게 되므로, 결국 상기 이산화탄소의 공급량은 펌프에 인가되는 전압의 크기에 따라 조절될 수 있다.
이를 위해, 일 실시예에서, 제어부(80)는 전원공급부(60)를 제어하여 펌프(40)에 공급되는 전원의 크기를 조절할 수 있다. 이에 따라, 펌프(40)에 인가되는 전압의 크기를 조절함으로써 사용자가 원하는 다양한 농도의 탄산수(예컨대, 고농도, 중농도, 저농도)를 공급할 수 있다.
여기서, 펌프(40)에 일정한 전압이 인가되는 경우, 상기 정수가 레귤레이터(50)의 내부를 통과하면서 플런저(53)에 압력을 가하여 이산화탄소를 배출
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
10: 정수 탱크
20: 가스 실린더
30: 혼합기
40: 펌프
50: 레귤레이터
60: 전원공급부
70: 전류 센서
80: 제어부
90: 표시부

Claims (5)

  1. 정수를 저장하는 정수 탱크;
    이산화탄소를 저장하는 가스 실린더;
    상기 정수와 상기 이산화탄소를 혼합하여 탄산수를 생성하는 혼합기;
    상기 정수 탱크의 정수를 상기 혼합기로 공급하는 펌프;
    상기 펌프에 의해 혼합기로 공급되는 정수의 압력에 의해 상기 가스 실린더에 저장된 이산화탄소를 상기 혼합기로 배출하는 레귤레이터;
    상기 펌프에 일정한 전압을 공급하는 전원공급부;
    상기 펌프에 흐르는 전류를 측정하는 전류 센서; 및
    탄산수 생성 신호가 입력되면 상기 전원공급부를 제어하여 상기 펌프에 전원을 공급하며, 상기 측정된 전류의 크기에 기초하여 상기 가스 실린더의 교체여부를 판단하는 제어부;
    를 포함하는 탄산수 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 전류의 크기가 기 설정된 크기 이하인 경우, 상기 가스 실린더의 교체가 필요한 것으로 판단하는 탄산수 제조 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 전류의 크기에 기초하여 상기 가스 실린더 에 저장된 이산화탄소의 양을 산출하는 탄산수 제조 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 산출된 이산화탄소의 양을 표시하는 표시부; 를 더 포함하는 탄산수 제조 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 레귤레이터는,
    상기 정수 탱크로부터 유입된 정수가 상기 혼합기로 배출되는 경로에서, 상기 정수가 유입에 따른 압력에 의해 상하로 이동하는 플런저; 및
    상기 플런저의 상하 이동에 의해 상기 가스 실린더를 밀폐 또는 개방하여 상기 혼합기로의 상기 이산화탄소 공급을 조절하는 핀;
    을 포함하는 탄산수 제조 장치.

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