KR20170011057A - 미네랄 공급유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미네랄 공급 유닛에 관한 것이다. 본 발명은 미네랄이 수용되는 미네랄 카트리지; 상기 미네랄 카트리지의 개구부에 결합되고, 미네랄이 유출되는 유출홀과 승강에 의해 상기 유출홀을 선택적으로 개방시키는 개폐부재를 포함하는 미네랄 카트리지 캡; 및 상기 미네랄 카트리지 캡이 착탈 가능하게 장착되고, 상기 개폐부재에 대응되는 위치에 돌출 형성되어 상기 개폐부재를 누르는 돌출부재와, 상기 미네랄 카트리지 수용부의 바닥면에 배치되어 상기 카트리지 캡에 접촉되는 실링부재를 포함하는 미네랄 카트리지 수용부;를 포함하고, 상기 미네랄 카트리지 캡이 상기 미네랄 카트리지 수용부에 체결된 때에, 상기 실링부재가 상기 미네랄 카트리지 캡에 중첩된 부분의 두께는 상기 개폐부재가 상기 돌출부재에 눌린 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 미네랄 공급 유닛을 제공한다.

Description

미네랄 공급유닛{UNIT FOR SUPPLYING MINERAL}
본 발명은 미네랄수를 생성하기 위하여 미네랄을 공급하는 미네랄 공급유닛 에 관한 것이다.
일반적으로 음용수 공급장치는 사용자에게 음용수를 공급하는 장치를 말한다. 이러한 음용수 공급장치는 독자적인 장치일 수 있으며, 냉장고와 같은 가전제품의 일부를 이루는 것도 가능하다.
상기 음용수 공급장치는 상온의 음용수를 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 음용수 공급장치 내부를 유동하는 음용수를 냉동사이클을 포함하는 냉수공급장치를 이용하여 냉각시키거나 음용수를 히터로 가열하여 필요에 따라 냉수나 온수로 공급할 수도 있다.
음용수는 지하수 또는 수도전으로부터 급수되는 원수일 수 있고, 수도전으로 급수되는 원수를 별도의 여과수단으로 필터링한 정수일 수도 있다. 그러나 이하에서 기술하는 음용수는 마실 수 있는 물을 포괄하는 의미로 전술한 물의 종류에 한정되지는 않는다.
최근 음용수 공급장치는 사용자에게 필터링된 정수 또는 냉, 온수를 제공하는 데에 그치지 않고 사용자의 다양한 요구에 맞춘 기능수를 제공하는 것을 목적으로 한다. 일례로, 사용자에게 소정량의 미네랄이 함유된 미네랄수를 제공할 수 있도록 미네랄수 공급모듈을 구비한 음용수 공급장치가 마련될 수 있다.
미네랄은 단백질, 지방, 탄수화물 및 비타민과 함께 5대 필수 영양소의 하나로 인체 내에서 생화학(촉매) 작용, 뼈, 치아 등의 구성에도 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다.
특히 칼슘(Ca), 칼륨(K), 마그네슘(Mg), 나트륨(Na) 등의 원소는 미량으로도 충분하지만 신진대사를 위하여 필수적인 미네랄 원소라 할 수 있다.
이러한 미네랄이 함유된 미네랄수는 체내에 쌓인 노폐물을 배출시키고, 소화를 촉진시키는 등의 건강을 증진시키기 위한 보조적인 역할을 할 수 있다.
그리고 음용수에 소정량의 미네랄이 함유될 경우 사용자는 음용 시 보다 향상된 물맛을 느낄 수 있다.
이러한 미네랄수를 생성하기 위하여 전기분해장치, 미네랄 필터, 또는 농축 미네랄이 수용된 미네랄 카트리지와 미네랄 공급관을 통하여 액상의 미네랄을 정수에 직접 공급하는 미네랄수 공급모듈 등이 음용수 공급장치에 적용될 수 있다.
미네랄수 공급모듈의 경우 다른 장치에 비하여 콤팩트한 사이즈로 구현이 가능하고 미네랄수 생성을 위한 미네랄 유출량을 제어할 수 있는 장점이 있다.
상기 미네랄 카트리지는 음용수 공급장치에 장착이 용이한 크기와 형상으로 형성될 수 있다. 그리고 상기 미네랄 카트리지에는 미네랄수를 생성하기 위한 설정된 미네랄 유출 횟수 또는 기준 미네랄수 생성량에 대응되는 미네랄이 소정량 수용될 수 있다.
이러한 미네랄수를 공급하기 위해서 미네랄 카트리지를 장탈착할 때에 미네랄 카트리지에 수용된 미네랄이 외부로 누출되는 문제가 있다.
본 발명은 미네랄 카트리지를 교환할 때에 미네랄이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 미네랄 공급유닛을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 미네랄이 수용되는 미네랄 카트리지; 상기 미네랄 카트리지의 개구부에 결합되고, 미네랄이 유출되는 유출홀과 승강에 의해 상기 유출홀을 선택적으로 개방시키는 개폐부재를 포함하는 미네랄 카트리지 캡; 및 상기 미네랄 카트리지 캡이 착탈 가능하게 장착되고, 상기 개폐부재에 대응되는 위치에 돌출 형성되어 상기 개폐부재를 누르는 돌출부재와, 바닥면에 배치되어 상기 카트리지 캡에 접촉되는 실링부재를 포함하는 미네랄 카트리지 수용부;를 포함하고, 상기 미네랄 카트리지 캡이 상기 미네랄 카트리지 수용부에 체결된 때에, 상기 실링부재가 상기 미네랄 카트리지 캡에 중첩된 부분의 두께는 상기 개폐부재가 상기 돌출부재에 눌린 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 미네랄 공급 유닛을 제공한다.
상기 미네랄 카트리지 캡이 상기 미네랄 카트리지 수용부에 체결될 때에, 상기 실링부재에 상기 미네랄 카트리지 캡이 접촉한 후에, 상기 개폐부재에 상기 돌출부재가 접촉하는 것이 가능하다.
상기 실링부재가 상기 미네랄 카트리지 캡에 접촉하는 부분의 높이는 상기 개폐부재가 상기 돌출부재에 접촉하는 높이보다 낮은 것이 가능하다.
상기 미네랄 카트리지 수용부의 바닥면을 기준으로, 상기 돌출부재가 돌출된 높이는 상기 실링부재의 높이보다 높게 배치된 것이 가능하다.
상기 실링부재는 눌리면 변형이 되는 재질로 이루어지고, 상기 개폐부재는 눌리면 이동이 되도록 구비되는 것이 가능하다.
상기 개폐부재는, 상기 돌출부재에 의해 눌리지 않으면 상기 유출홀을 밀폐하고, 상기 돌출부재에 의해 눌리면 상기 미네랄 카트리지 내측으로 이동하여 상기 유출홀을 개방하는 것이 가능하다.
상기 개폐부재는 상기 유출홀을 상기 미네랄 카트리지의 내측에서 실링하는 막음부재와, 일측 끝단은 상기 막음부재와 연결되고 상기 유출홀을 관통하여 연장되는 승강부재를 포함하는 것이 가능하다.
상기 승강부재의 하단에는 상기 돌출부재에 접촉하도록 평면을 이루는 안착편이 마련된 것이 가능하다.
상기 미네랄 카트리지 캡은 외측에 돌출형성된 가이드편이 마련되고, 상기 미네랄 카트리지 수용부는 상기 가이드편을 안내하는 가이드홈이 형성된 것이 가능하다.
상기 가이드 홈은, 상기 미네랄 공급 유닛 수용부의 바닥면에 대해서 경사를 가지도록 안내하는 제1안내부와, 상기 미네랄 공급 유닛 수용부의 바닥면에 대해서 평행하게 안내하는 제2안내부를 포함하는 것이 가능하다.
상기 미네랄 카트리지 수용부는, 미네랄이 외부로 유출되는 경로를 안내하는 미네랄 유출관과 공기가 외부로부터 유입되는 경로를 안내하는 펌프연결관을 포함하는 것이 가능하다.
본 발명에 따르면 미네랄 카트리지를 교환하려고 미네랄 공급 유닛으로부터 미네랄 카트리지를 분리할 때에, 미네랄 카트리지가 밀폐되기 때문에 미네랄 카트리지 내부의 미네랄이 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음용수 공급장치에 대한 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미네랄수 공급모듈의 구성을 나타내는 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미네랄 공급유닛의 분해 사시도.
도 4는 도 3에서 미네랄 공급 유닛의 외관을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 결합 과정을 설명한 도면.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 미네랄 공급유닛, 미네랄수 공급모듈 및 이를 포함하는 음용수 공급장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
용어를 정의함에 있어서, 필터를 통과하기 전의 물을 원수라고 하고, 필터를 통과하여 정화된 원수를 정수라고 하며, 미네랄이 함유된 정수를 미네랄수라고 명명하도록 한다. 아울러, 후단과 전단은 각각 유체의 순방향 유동 방향을 기준으로 상류측과 하류측을 의미할 수 있다.
이하에서는 도 1은 미네랄수 공급모듈이 적용된 음용수 공급장치의 개념도를 도시하고 있으며, 이하에서는 도 1을 참조하여 미네랄수가 공급되는 음용수 공급장치에 대하여 설명한다.
첨부된 음용수 공급장치의 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1에 도시된 바와 같이, 음용수 공급장치(1)는 외부 급수전(10)을 통해 음용수 공급장치(1) 내부로 유입되는 원수를 필터부(20)를 거쳐 정수로 변환시킬 수 있다. 상기 필터부(20)의 구성은 다양하게 변형될 수 있으며, 복수 개의 단일 필터들을 통해 필터부(20)가 구성될 수 있다. 도 1에서는 3개의 단일 필터가 직렬로 연결되어 필터부(20)를 이루는 실시예가 도시되어 있으나, 이에 한정되지는 않을 것이다.
구체적으로, 상기 필터부(20)는 프리 카본 필터(21), UF 필터(22) 그리고 포스트 카본 필터(23)를 포함할 수 있다. 물론, 경우에 따라서 다른 형태의 필터가 추가될 수도 있을 것이다.
원수가 필터링되어 생성되는 정수는 정수배관(30), 정수공급밸브(32) 그리고 코크(73)를 통해 외부로 출수될 수 있게 된다.
음용수 공급장치(1)는 사용자의 요구에 따라 냉수 또는 온수가 공급될 수 있다.
정수가 가열되어 공급되는 온수는 정수배관(30)의 A 지점에서 분지된 제1 분지정수배관(301), 가열장치(51), 온수배관(50), 온수공급밸브(52) 그리고 코크(73)를 통해 외부로 출수될 수 있게 된다.
정수가 냉각되어 공급되는 냉수는 정수배관(30)의 B 지점에서 분지된 제2 분지정수배관(302), 냉각장치(41), 냉수배관(40), 냉수공급밸브(42) 그리고 코크(73)를 통해 외부로 출수될 수 있게 된다.
도 1에는 설명의 편의를 위하여 정수, 냉수 및 온수가 단일 코크(73)를 통해 배출되는 실시예가 도시되어 있다. 그러나 정수, 냉수 및 온수의 출수를 위한 각각의 코크를 구비할 수 있고, 정수와 냉수가 단일코크로 온수는 별도의 코크를 구비할 수도 있으므로 출수를 위한 코크의 구성은 도면에 한정되지는 않는다.
한편, 정수공급밸브(32), 냉수공급밸브(42) 및 온수공급밸브(52)의 후단에 코크밸브(74)가 구비될 수 있다. 상기 코크밸브(74)는 분배배관(60)과 연결될 수 있다. 그리고 상기 분배배관(60)은 정수배관(30), 냉수배관(40) 그리고 온수배관(50)과 각각 연결될 수 있다.
상기 코크밸브(74)의 후단으로는 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 출수배관(70)을 통하여 공급될 수 있다.
한편, 상기 출수배관(70)에는 미네랄수를 생성하기 위한 미네랄수 공급모듈(100)이 연결될 수 있다.
상기 미네랄수 공급모듈(100)은 상기 출수배관(70)과 연결되는 미네랄수 생성부(120)를 통하여 상기 출수배관(70)의 일측으로 연결될 수 있다.
이하에서는 설명의 편의상 미네랄수 생성부(120)의 전단에 위치하여 상기 미네랄수 생성부(120)로 정수를 공급하는 출수배관(70)을 급수관(71)으로 명명하고, 미네랄수 생성부(120)의 후단에 위치하는 출수배관(70)을 토출관(72)으로 명명하고자 한다.
즉, 상기 급수관(71)은 단일 코크밸브(74)를 통해 코크(73)가 개방되면 정수, 냉수 또는 온수가 선택적으로 출수되어 상기 미네랄수 생성부(120)로 유입되는 배관이라 할 수 있다.
상기 토출관(72)은 사용자의 선택에 따라 상기 미네랄수 생성부(120)를 유동한 정수, 냉수, 온수, 또는 미네랄수가 선택적으로 코크(73)로 출수되는 배관이다.
상기 미네랄수 공급모듈(100)은 상기 미네랄수 생성부(120)와 연결되어 미네랄을 공급하는 미네랄 공급관(110)을 포함할 수 있다.
상기 미네랄 공급관(110)에는 미네랄을 상기 미네랄수 생성부(120)에 선택적으로 공급하기 위한 미네랄 공급밸브(130)가 구비될 수 있다. 그리고 미네랄 농축액이 수용되는 미네랄 카트리지(140)를 포함하는 미네랄 공급유닛(180)과 미네랄 카트리지(140)를 가압하여 미네랄을 토출시키는 펌프(190)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 미네랄수 공급모듈(100)에서 상기 미네랄수 생성부(120)로 공급되는 미네랄은 고농도의 농축 미네랄일 수 있다.
상기 미네랄 카트리지(140) 내부에는 칼슘(Ca), 칼륨(K), 마그네슘(Mg), 나트륨(Na) 등의 미네랄이 혼합된 미네랄 농축액이 수용될 수 있다.
예를 들어, 상기 미네랄 카트리지(140) 내부에 수용된 미네랄 농축액의 미네랄 농도는 정수 내에 포함된 미네랄 평균 농도의 약 200배일 수 있다.
그리고 실험 결과에 따르면, 사용자가 선호하는 맛의 미네랄수를 생성하기 위해 요구되는 미네랄 농축액의 양은 정수의 0.0006배로 극히 적은 양이다. 그리고 매회 허용 편차 내의 물맛의 미네랄수를 제공하기 위해서는 소정시간 동안 미리 설정된 정량의 미네랄이 공급되는 것이 요구된다.
따라서 전술한 바와 같이 미리 설정된 미량(微量)의 미네랄이 소정 시간 일정하게 공급되어야 하는바 미네랄수 공급모듈(100)은 미량의 미네랄이 공급 가능한 미세유로부(200)가 요구된다.
상기 미세유로부(200)는 소정의 면적과 소정 길이를 가지는 원기둥 또는 다면체 형상으로 형성될 수 있다. 그리고 상기 미세유로부(200)에서 토출되는 유량은 가압하는 펌프(190)의 압력이 동일하다면 면적과 길이에 의해 결정될 수 있다.
그리고 상기 미세유로부(200)는 미네랄수 생성부(120)로 소정시간 설정된 미량의 미네랄을 공급하기 위하여 유동 단면적은 작게 형성하고, 액체의 압력 손실을 유도할 수 있는 소정 길이로 형성하는 것이 바람직하다.
구체적으로 상기 미세유로부(200)가 원기둥의 형상으로 형성될 경우 직경은 0.5mm 이상 1.0mm 이하의 범위로 형성될 수 있다.
그리고 상기 미세유로부(200)의 최대 직경은 미리 설정된 허용편차 범위 내의 미네랄을 공급할 수 있는 직경일 수 있다.
구체적으로 상기 미세유로부(200)는 미네랄수 또는 정수의 교차 출수 시 정수 또는 미네랄수가 물맛 허용편차 내로 취출될 수 있는 직경으로 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 미네랄수와 교차하여 정수가 출수되는 경우, 상기 미세유로부(200)에 잔류하고 있는 미네랄이 유출되는 것을 최소화하여 허용 가능한 농도 범위의 미네랄을 함유하는 정수가 출수되는 직경으로 형성될 수 있다.
그리고 정수와 교차하여 미네랄수가 출수되는 경우, 허용 가능한 농도 범위의 미네랄을 함유하는 미네랄수가 출수되는 직경으로 형성될 수 있다.
상기 미세유로부(200)의 최소 직경은 성형 또는 가공이 가능한 0.5mm의 직경으로 형성되는 것이 가장 바람직하다. 0.5mm 이하의 직경은 성형 또는 가공이 용이하지 않으므로 생산성이 저하되는 문제가 발생될 수 있다.
그리고 상기의 조건을 만족하고, 실험에 의해 도출된 상기 미세유로부(200)의 최대 직경은 1.0mm일 수 있다.
상기 수치화된 미세유로부(200)의 직경은 음용수 공급장치에서 통상적으로 사용되는 6.35mm의 외경을 가지는 급수관과 0.1ml/s 내지 1ml/s의 토출 유량을 가지는 펌프를 기준으로 도출된 수치이다.
만약 상기 미세유로부(200)의 유동 단면적이 원이 아닌 원형 또는 다각형의 형상을 가질 경우에는 가공이 가능한 최소 면적으로 형성되는 것이 가장 바람직하다.
그리고 상기 미세유로부(200)를 소정 길이 범위로 형성함으로써 미세유로부(200)를 유동하는 미네랄의 압력 강하를 유도하여 미리 설정된 양의 미네랄을 토출시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 펌프(190)의 구동에 따라 발생될 수 있는 압력 가변의 영향을 줄일 수 있다.
구체적으로 상기 미세유로부(200)가 소정 길이 범위의 하한치 이하로 형성될 경우 상기 미세유로부(200)를 유동하는 미네랄의 압력 강하가 적어 설정된 미네랄 토출량을 상향하는 다량의 미네랄이 토출될 수 있다. 즉, 미세유로부(200)가 짧게 형성되면 상기 미네랄 공급관(110)에서 유입되는 미네랄의 압력이 마찰 손실에 의해 충분히 저하되지 못해 토출유량이 설정값 이상이 될 수 있다.
반대로, 소정 길이 범위의 상한치 이상의 길이로 형성될 경우 상기 미세유로부(200)를 유동하는 미네랄의 마찰에 의한 압력 손실이 과도하게 발생해 설정된 유량보다 적은 량의 미네랄 유량이 토출될 수 있다.
따라서 상기 미세유로부(200)는 적정 범위의 미네랄 정량 토출을 위하여 적정 길이로 형성되는 것이 바람직하다. 구체적으로 상기 미세유로부(200)의 길이는 15mm 이상 20mm 이하로 형성될 수 있다.
먼저, 도 2를 참조하여 미네랄수 공급모듈의 구성에 대해서 구체적으로 설명한다.
본 발명의 미네랄수 공급모듈(100)은 정수를 공급하는 급수관(71), 미네랄을 공급하는 미네랄 공급관(110), 미네랄 공급 여부에 따라 정수 또는 정수에 미네랄이 함유된 미네랄수가 선택적으로 토출되는 토출관(72)을 포함한다.
그리고 상기 미네랄수 공급모듈(100)은 미네랄 공급관(110)에 구비되고, 미네랄수 생성여부에 따라 선택적으로 미네랄 공급관(110)을 개폐하는 미네랄 공급밸브(130)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 미네랄수 공급모듈(100)은 상기 급수관(71)에서 공급되는 정수와 상기 미네랄 공급관(110)에서 공급되는 미네랄이 혼합되어 미네랄수가 생성되는 미네랄수 생성부(120)를 포함할 수 있다.
상기 미네랄수 생성부(120)에는 상기 급수관(71)과 연결되는 제1 연결관(121), 상기 미네랄 공급관(110)과 연결되는 제2 연결관(122) 및 상기 토출관(72)과 연결되는 제3 연결관(123)이 형성될 수 있다.
그리고 함유된 미네랄의 농도 편차가 최소화된 미네랄수를 제공하기 위하여 상기 제2 연결관(122)에 미세유량의 미네랄 공급유로를 형성하는 미세유로부(200)가 마련될 수 있다. 상기 미세유로부(200)는 미세유량의 미네랄이 소정 시간 일정하게 유동하는 유로를 형성함으로써 토출되는 미네랄량의 편차를 최소화할 수 있다.
또한, 상기 미네랄 공급관(110)에는 미네랄을 공급하기 위한 미네랄 공급유닛(180)이 연결될 수 있다.
미네랄 공급유닛(180)은 미네랄 카트리지(140), 상기 미네랄 카트리지(140)와 결합하는 미네랄 카트리지 캡(150) 및 상기 미네랄 카트리지(140)를 상기 미네랄 공급관(110)과 연결시키는 미네랄 카트리지 수용부(160)를 포함할 수 있다.
상기 미네랄 카트리지(140)는 음용수 공급장치(1)에 장착이 용이한 크기와 형상으로 형성될 수 있다.
그리고 상기 미네랄 카트리지(140)에는 미네랄수를 생성하기 위한 설정된 미네랄 유출 횟수 또는 기준 미네랄수 생성량에 대응되는 소정량의 미네랄을 수용할 수 있는 소정의 부피로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 미네랄 카트리지(140)는 미네랄이 유출될 수 있도록 일측이 개구된 소정 부피의 다면체로 형성될 수 있다.
한편, 상기 미네랄 카트리지(140)는 수용된 미네랄이 소진된 경우 또는 미네랄의 음용이 가능한 기간에 따라 소정 주기로 교체가 요구된다. 따라서 상기 미네랄 카트리지(140)는 교체가 용이하도록 상기 미네랄 카트리지 수용부(160)에 착탈 가능하게 연결되는 것이 바람직하다.
이를 위하여 상기 미네랄 카트리지(140)에는 개구된 일측에 결합되고, 상기 미네랄 카트리지 수용부(160)에 착탈 가능하게 장착되도록 하는 미네랄 카트리지 캡(150)이 마련될 수 있다.
그리고 상기 미네랄 공급유닛(180)은 상기 미네랄 카트리지(140) 내부를 가압하여 미네랄 카트리지(140) 내부의 미네랄을 미네랄 공급관(110)으로 유출시키는 펌프(190)와 연결될 수 있다.
미네랄 공급유닛(180)에서 미네랄 공급관(110)으로 미네랄이 공급되는 과정은 먼저 미네랄수 생성 신호가 입력되면 미네랄 공급밸브(130)가 개방되어 상기 미네랄 공급관(110) 내의 미네랄은 미네랄수 생성부(120)로 유동할 수 있다.
그리고 미네랄의 유출에 의해 미네랄 공급관(110) 내의 압력이 낮아짐에 따라 미네랄 카트리지 수용부(160)에 저장된 미네랄이 미네랄 공급관(110)으로 유출될 수 있다.
동시에 상기 펌프(190)가 상기 미네랄 카트리지(140)로 공기를 공급함으로써 미네랄 카트리지(140)에 수용된 미네랄을 가압하여 미네랄을 미네랄 카트리지 수용부(160)로 유출시킬 수 있다.
미네랄 카트리지(140)에서 미네랄 카트리지 캡(150)을 통해 유출된 미네랄은 미네랄 카트리지 수용부(160)에 수용되고 미네랄 공급관(110)으로 유동할 수 있다.
이와 같은 과정이 반복적으로 이루어져 미네랄수 생성부(120)로 미네랄이 공급되고 미네랄 공급밸브(130)가 폐쇄되면 미네랄수 공급모듈(100)의 압력은 평형을 이루어 유동이 발생되지 않게 된다.
도 3을 참조하여 미네랄 공급유닛의 구성을 설명하고자 한다.
미네랄 카트리지(140), 미네랄 카트리지 캡(150) 및 미네랄 카트리지 수용부(160)는 하나의 세로축 중심선을 기준으로 일렬로 결합될 수 있다.
즉, 상기 미네랄 카트리지(140)가 결합된 미네랄 카트리지 캡(150)은 상기 미네랄 카트리지 수용부(160)에 수직하게 결합될 수 있다.
상기 미네랄 카트리지(140)는 최초 일정 수위의 농축 미네랄이 수용되고, 미네랄 카트리지(140) 내의 일부 공간에는 장기간 보관이 용이하도록 제조 시 질소 충진 등이 이루질 수 있다. 따라서 미네랄 카트리지(140)를 미네랄 카트리지 캡(150)에 결합시키기 위하여 개방하면 질소가 충진되었던 공간에는 질소를 대체하여 소정량의 공기가 수용될 수 있다.
그리고 미네랄 카트리지 캡(150)에 의해 미네랄 카트리지(140)의 개구부(141)가 바닥면을 이루도록 미네랄 카트리지 수용부(160)에 연결되면 상기 미네랄 카트리지(140)에 수용된 공기는 천장면으로 이동하여 공기층을 형성할 수 있다.
한편, 미네랄 카트리지(140)의 개구부(141)에 결합되는 미네랄 카트리지 캡(150)은 미네랄을 선택적으로 유출시키는 개폐부재(154)와 상기 개폐부재(154)에 의해 개방되어 미네랄이 유출되는 유출홀(156)을 포함할 수 있다.
상기 개폐부재(154)는 상기 유출홀(156)을 실링하는 막음부재(151)와 일측은 상기 막음부재(151)와 연결되고 소정 길이 연장되어 타측은 압력을 용이하게 받을 수 있도록 평면이 형성되는 승강부재(152)를 포함할 수 있다.
상기 막음부재(151)는 상기 유출홀(156)의 직경에 대응되는 회전체로 형성되어 상기 미네랄 카트리지(140)의 내측에서 상기 유출홀(156)을 막도록 상기 미네랄 카트리지(140)의 내부에 위치할 수 있다. 그리고 상기 막음부재(151)는 탄성을 가지는 고무, 우레탄 등의 재질로 형성될 수 있다.
그리고 상기 승강부재(152)는 상기 유출홀(156)을 관통하여 압력에 의해 상기 미네랄 카트리지(140) 내부로 이동 가능하도록 상기 미네랄 카트리지 캡(150)에 장착될 수 있다.
구체적으로 상기 승강부재(152)는 상기 유출홀(156) 보다 직경이 소정 길이 작은 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 상기 승강부재(152)는 일측 끝단에 막음부재(151)가 결합되고 타측 끝단에는 압력을 받기 용이하도록 평면으로 형성되는 안착편(1521)이 구비될 수 있다. 상기 안착편(1521)은 상기 승강부재(152)의 직경보다 소정 길이 길게 형성될 수 있다.
그리고 상기 막음부재(151)와 안착편(1521) 사이에 상기 승강부재(152)의 길이 방향 외주면으로 압축 상태의 탄성부재(153)가 마련될 수 있다.
상기 탄성부재(153)는 상기 안착편(1521)에 압력이 가해지지 않으면 복원력에 의해 상기 막음부재(151)가 상기 유출홀(156)을 막은 상태를 유지시켜 상기 미네랄 카트리지(140)의 개구부(141)를 밀폐할 수 있다.
상기 승강부재(152)에 압력이 가해지면 상기 탄성부재(153)가 압축되어 상기 막음부재(151)가 미네랄 카트리지(140) 내측으로 소정 높이 이동하여 유출홀(156)이 개방될 수 있다.
즉, 상기 미네랄 카트리지 캡(150)은 개폐부재(154)가 압력에 의해 위치변화가 발생될 때만 상기 유출홀(156)이 개방됨으로써 미네랄이 유출되도록 할 수 있다.
상기 미네랄 카트리지 캡(150)은 상기 미네랄 카트리지(140)에 회전 결합할 수 있다. 이를 위하여 상기 미네랄 카트리지 캡(150)에는 결합부(155)가 상기 미네랄 카트리지(140)에는 나사산부(142)가 각각 형성될 수 있다.
한편, 미네랄 카트리지 수용부(160)는 상측 외주면에 상기 미네랄 카트리지 캡(150)의 외주면에 돌출 형성된 가이드편(158)이 안내되는 가이드홈(168)이 형성될 수 있다.
상기 가이드홈(168)은 상기 가이드편(158)이 경사지게 이동되도록 안내하는 제1안내부와, 상기 가이드편(158)이 평행하게 안내하는 제2안내부를 포함할 수 있다. 상기 제1안내부와 상기 제2안내부는 서로 경사지도록 배치될 수 있다.
삽입부(161)는 상기 미네랄 카트리지 캡(150)의 유출홀(156)과 개폐부재(154)가 위치하는 일측이 소정 높이 삽입되어 상기 미네랄 카트리지 캡(150)이 상기 미네랄 카트리지 수용부(160)에 수직으로 위치할 수 있도록 지지하는 역할을 할 수 있다.
그리고 상기 삽입부(161)의 하측으로 소정 길이 연장되어 저장공간(163)이 형성될 수 있다. 따라서 상기 미네랄 카트리지 캡(150)이 삽입부(161)에 삽입되면 상기 미네랄 카트리지 캡(150)의 유출홀(156)로부터 상기 저장공간(163)의 내측 바닥면은 소정 높이 이격될 수 있다.
상기 저장공간(163)의 내측에는 상기 개폐부재(154)에 대응되는 위치에 상측으로 돌출 형성되는 돌출부재(164)가 구비된다. 상기 돌출부재(164)는 사기 미네랄 카트리지 수용부(160)의 바닥면으로부터 소정 높이 만큼 돌출된다.
그리고 상기 미네랄 카트리지 수용부(160)는 미네랄 공급관(110)과 연결되어 미네랄이 유출되는 미네랄 유출관(167)을 포함할 수 있다.
또한 상기 미네랄 카트리지 수용부(160)는 상기 펌프(190)로부터 공급받은 공기를 공기층으로 안내하는 유로를 형성할 수 있는 펌프연결관(165)을 구비할 수 있다.
한편, 상기 미네랄 카트리지 캡(150) 및 미네랄 카트리지 수용부(160)의 사이에는 미네랄이 유출되는 것을 방지하기 위하여 실링부재(162)가 구비될 수 있다. 상기 실링부재(162)는 압축되는 변형이 용이한 고무 재질로 이루어지는 것이 가능하다. 상기 실링부재(162)는 상기 미네랄 카트리지 수용부(160)의 바닥면에 배치되고, 상기 미네랄 카트리지 캡(150)이 상기 미네랄 카트리지 수용부(160)에 결합될 때에 그 사이에 배치되어서 압축 변형될 수 있다.
도 4를 참조해서, 미네랄 공급 유닛이 결합되는 과정을 설명한다.
우선 상기 미네랄 카트리지(140)와 상기 미네랄 카트리지 캡(150)이 결합된 상태에서 사용자는 상기 미네랄 카트리지 캡(150)을 상기 미네랄 카트리지 수용부(160)에 체결할 수 있다.
이때 상기 가이드편(158)을 상기 가이드홈(168)에 넣는다. 이때 상기 가이드편(158)은 상기 제1안내부의 입구에 배치된 후에, 상기 제1안내부의 경사를 따라서 하방으로 이동될 수 있다.
그리고 상기 가이드편(158)이 상기 제1안내부를 통과한 후에는 상기 제2안내부에 도달해서, 수평 방향으로 안내될 수 있다.
상기 미네랄 카트리지 수용부(160)와 상기 미네랄 카트리지 캡(150)이 상기 제1안내부를 통해서 결합될 때에는 상기 미네랄 카트리지 캡(150)은 상기 상기 미네랄 카트리지 수용부(160)가 가까워지도록 회전되면서 안내된다. 반면에 상기 미네랄 카트리지 수용부(160)와 상기 미네랄 카트리지 캡(150)이 상기 제2안내부를 통해서 결합될 때에는 상기 미네랄 카트리지 캡(150)과 상기 상기 미네랄 카트리지 수용부(160)의 간격은 유지되면서, 상기 미네랄 카트리지 캡(150)이 회전된다.
이하에서는 도 5을 참조하여 미네랄 공급 유닛의 결합과정에 대해서 설명한다.
도 5a는 미네랄 카트리지 캡과 미네랄 카트리지 수용부가 결합되는 과정을 도시한 도면이고, 도 5b는 미네랄 카트리지 캡과 미네랄 카트리지 수용부가 결합된 상태를 도시한 도면이다.
도 5a는 상기 가이드편(158)이 상기 제1안내부에 해당되는 부분에서 안내되는 상태를 도시한다. 도 5a에 도시된 것처럼, 상기 실링부재(162)가 상기 미네랄 카트리지 캡(150)에 접촉하는 부분의 높이는 상기 개폐부재(154)가 상기 돌출부재(164)에 접촉하는 높이보다 낮은 것이 가능하다. 즉 상기 미네랄 카트리지 수용부(160)의 바닥면을 기준으로, 상기 돌출부재(164)가 돌출된 높이는 상기 실링부재(162)의 높이보다 높게 배치된 것이 가능하다.
상기 실링부재(162)가 낮게 배치되어 있기 때문에, 상기 돌출부재(164)가 상기 미네랄 카트리지 캡(150)의 내측으로 안내된 후에 상기 미네랄 카트리지 캡(150)이 상기 실링부재(162)와 접촉할 수 있어서, 사용자가 쉽게 상기 미네랄 카트리지 캡(150)과 상기 미네랄 카트리지 수용부(160)를 조립할 수 있다.
도 5b는 상기 가이드편(158)이 상기 제2안내부에 해당되는 부분에서 안내되는 상태를 도시한다. 도 5b에 도시된 것처럼, 상기 실링부재(162)가 상기 미네랄 카트리지 캡(150)에 중첩된 부분의 두께(l2)는 상기 개폐부재(154)가 상기 돌출부재(164)에 눌린 길이(l1)보다 크다.
상기 미네랄 카트리지 캡(150)이 상기 미네랄 카트리지 수용부(160)에 체결될 때에, 상기 실링부재(162)에 상기 미네랄 카트리지 캡(150)이 접촉한 후에, 상기 개폐부재(154)에 상기 돌출부재(164)가 접촉하게 된다.
따라서 사용자가 상기 미네랄 카트리지 캡(150)을 상기 미네랄 카트리지 수용부(160)에 체결할 때에, 우선 상기 실링부재(162)에 의해서 상기 미네랄 카트리지 캡(150)과 상기 미네랄 카트리지 수용부(160)가 밀폐된 후에, 상기 돌출부재(164)가 상기 개폐부재(154)를 상측으로 눌러서 미네랄이 상기 미네랄 카트리지(140)로부터 배출될 수 있다.
상기 미네랄 카트리지 캡(150)을 상기 미네랄 카트리지 수용부(160)로부터 분리할 때에도, 동일하게 상기 돌출부재(164)가 상기 개폐부재(154)를 상측으로 누르는 것이 해제된 후에, 상기 미네랄 카트리지 캡(150)이 상기 실링부재(162)로부터 접촉되는 것이 해제된다. 미네랄이 상기 미네랄 카트리지(140)로부터 배출되는 것이 방지될 수 있다.
다시 말해서, 상기 미네랄 카트리지 캡(150)을 상기 미네랄 카트리지 수용부(160)로부터 체결할 때에 상기 실링부재(162)에 의해서 밀폐가 된 후에 상기 개폐부재(154)에 의해서 유출홀이 개방된다. 상기 미네랄 카트리지 캡(150)을 상기 미네랄 카트리지 수용부(160)로부터 탈거할 때에 상기 개폐부재(154)에 의해서 유출홀이 밀폐된 후에, 상기 실링부재(162)에 의한 밀폐가 해제될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
1: 음용수 공급장치 70: 출수배관
71: 급수관 72: 토출관
100: 미네랄수 공급모듈 110: 미네랄 공급관
120: 미네랄수 생성부 130: 미네랄 공급밸브
140: 미네랄 카트리지 150: 미네랄 카트리지 캡
154: 개폐부재 156: 유출홀
160: 미네랄 카트리지 수용부 180: 미네랄 공급유닛
190: 펌프 200: 미세유로부

Claims (11)

  1. 미네랄이 수용되는 미네랄 카트리지;
    상기 미네랄 카트리지의 개구부에 결합되고, 미네랄이 유출되는 유출홀과 승강에 의해 상기 유출홀을 선택적으로 개방시키는 개폐부재를 포함하는 미네랄 카트리지 캡; 및
    상기 미네랄 카트리지 캡이 착탈 가능하게 장착되고, 상기 개폐부재에 대응되는 위치에 돌출 형성되어 상기 개폐부재를 누르는 돌출부재와, 바닥면에 배치되어 상기 카트리지 캡에 접촉되는 실링부재를 포함하는 미네랄 카트리지 수용부;를 포함하고,
    상기 미네랄 카트리지 캡이 상기 미네랄 카트리지 수용부에 체결된 때에, 상기 실링부재가 상기 미네랄 카트리지 캡에 중첩된 부분의 두께는 상기 개폐부재가 상기 돌출부재에 눌린 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 미네랄 공급 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미네랄 카트리지 캡이 상기 미네랄 카트리지 수용부에 체결될 때에, 상기 실링부재에 상기 미네랄 카트리지 캡이 접촉한 후에, 상기 개폐부재에 상기 돌출부재가 접촉하는 것을 특징으로 하는 미네랄 공급 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 실링부재가 상기 미네랄 카트리지 캡에 접촉하는 부분의 높이는 상기 개폐부재가 상기 돌출부재에 접촉하는 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 미네랄 공급 유닛.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 미네랄 카트리지 수용부의 바닥면을 기준으로, 상기 돌출부재가 돌출된 높이는 상기 실링부재의 높이보다 높게 배치된 것을 특징으로 하는 미네랄 공급 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 실링부재는 눌리면 변형이 되는 재질로 이루어지고,
    상기 개폐부재는 눌리면 이동이 되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 미네랄 공급 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 개폐부재는,
    상기 돌출부재에 의해 눌리지 않으면 상기 유출홀을 밀폐하고, 상기 돌출부재에 의해 눌리면 상기 미네랄 카트리지 내측으로 이동하여 상기 유출홀을 개방하는 것을 특징으로 하는 미네랄 공급유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 개폐부재는 상기 유출홀을 상기 미네랄 카트리지의 내측에서 실링하는 막음부재와,
    일측 끝단은 상기 막음부재와 연결되고 상기 유출홀을 관통하여 연장되는 승강부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 공급유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 승강부재의 하단에는 상기 돌출부재에 접촉하도록 평면을 이루는 안착편이 마련된 것을 특징으로 하는 미네랄 공급 유닛.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 미네랄 카트리지 캡은 외측에 돌출형성된 가이드편이 마련되고,
    상기 미네랄 카트리지 수용부는 상기 가이드편을 안내하는 가이드홈이 형성된 것을 특징으로 하는 미네랄 공급 유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가이드 홈은,
    상기 미네랄 공급 유닛 수용부의 바닥면에 대해서 경사를 가지도록 안내하는 제1안내부와,
    상기 미네랄 공급 유닛 수용부의 바닥면에 대해서 평행하게 안내하는 제2안내부를 포함하는 미네랄 공급 유닛.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 미네랄 카트리지 수용부는,
    미네랄이 외부로 유출되는 경로를 안내하는 미네랄 유출관과
    공기가 외부로부터 유입되는 경로를 안내하는 펌프연결관을 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 공급 유닛.
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