KR20200010269A - 수처리 시스템 - Google Patents
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Abstract
물을 처리하고 분배하기 위한 시스템이 제공된다. 시스템은 제 1 컨테이너 및 제 1 컨테이너 내로 물(예: 정제수, 비정제수 등)을 공급하는 입력 도관을 포함한다. 이 시스템은 또한 미네랄 조성물을 제 1 컨테이너 내로 전달하는 처리 전달 시스템을 갖는다. 또한, 시스템은 제 1 컨테이너 내로 미네랄 조성물을 선택적으로 전달하기 위해 제어기를 사용하여, 미네랄 조성물이 제 1 컨테이너 내로 전달되는 물과 혼합되고 물에 용해되도록 한다. 이는 출력 도관을 통해 목적지(예: 커피 숍)로 분배될 수 있는 프로그래밍된 프로파일을 갖는 처리수를 생성한다.
Description
본 발명의 다양한 양태는 일반적으로 물의 처리에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 미네랄 조성물로 물을 처리하기 위한 시스템 및 공정에 관한 것이다. 본 발명의 추가 양태는 일반적으로 처리수를 원하는 목적지에 분배하는 것, 예를 들어, 음용수를 추출하거나 준비하는데 사용하기 위해 처리된 음용수를 전달하는 것에 관한 것이다.
많은 기업들이 물에 의존하여 뜨거운 음료와 차가운 음료를 포함한 다양한 종류의 음료를 만든다. 이것의 한 예는 커피 숍이다. 예를 들어, 커피를 만들기 위해, 커피 원두의 커피 분쇄물은 가열된 물(예: 끓는 물)과 혼합된다. 가열된 물이 커피 분쇄물을 통과함에 따라, 분쇄된 커피 원두 내의 오일로부터 풍미가 추출된다. 짧은 가파른 기간 후, 커피 분쇄물은 커피 필터를 사용하여 혼합물에서 변형된다. 이와 관련하여, 커피 제품의 전반적인 맛에 영향을 줄 수 있는 몇 가지 요소가 있다. 이러한 요인 중 하나는 커피를 추출하는데 사용되는 물이다.
본 발명의 양태에 따르면, 음용수를 처리 및 분배하는데 이용되는 시스템이 제공된다. 시스템은 제 1 컨테이너 및 물(예: 정제된 음용수, 비정제된 음용수 등)을 제 1 컨테이너 내로 공급하는 입력 도관을 포함한다. 이 시스템은 또한 제 1 컨테이너 내의 물의 특성을 측정하는 센서, 및 미네랄 조성물을 제 1 컨테이너 내로 전달하는 처리 전달 시스템을 포함한다. 또한, 시스템은 센서에 의해 측정된 물의 특성에 기초하여 미네랄 조성물을 제 1 컨테이너 내로 선택적으로 전달하도록 처리 전달 시스템을 제어하는 제어기를 포함하여, 미네랄 조성물은 물과 혼합되고 용해되어 프로그램된 미네랄 프로파일을 갖는 처리수를 생성한다. 시스템은 처리수를 목적지(예: 커피 숍)로 분배하는 출력 도관을 추가로 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 음용수를 처리하여 목적지로 분배하는 공정이 제공된다. 공정은 입력 도관으로부터 제 1 컨테이너 내로 물을 공급하는 단계를 포함한다. 공정은 또한 센서를 사용하여 제 1 컨테이너 내의 물의 특성을 측정하는 단계를 포함한다. 이 공정은 센서에 의해 측정된 측정치들에 기초하여, 제어기를 통해 처리 전달 시스템을 통해 결정된 양의 미네랄 조성물을 제 1 컨테이너 내로 전달하여 처리수를 생성하는 단계, 및 제 1 컨테이너 내로 전달된 미네랄 조성물의 양을 검증하는 단계를 포함한다. 이 공정은 또한 출력 도관을 사용하여 처리수를 목적지로 분배하는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 음용수를 처리하여 목적지로 분배하기 위한 시스템이 제공된다. 시스템은 정제수를 수용하는 정제수 도관을 포함한다. 정제수 도관은 정제수 차단 밸브, 수질을 평가하는 정제수 총 용존 고형물(TDS) 센서, 정제수 유량 센서 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 이 시스템은 또한 지역수를 받는 지역수 도관을 포함한다. 지역수 도관은 지역수 도관 차단 밸브, 바이패스 도관, 바이패스 차단 밸브, 수질을 평가하는 지역수 TDS 센서, 지역수 유량 센서 또는 이들의 조합을 포함한다. 또한, 시스템은 지역수 도관 및 정제수 도관에 연결된 혼합 탱크를 포함한다. 혼합 탱크는 혼합 탱크 TDS 센서, 혼합 탱크 차단 밸브, 혼합 탱크 압력 센서, 혼합 탱크 pH 센서, 혼합 탱크 충전 센서, 혼합 탱크 오버플로 센서, 혼합 탱크 배출구 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
또한, 시스템은 혼합 탱크 TDS 센서 및 pH 센서 중 적어도 하나에 의해 수행된 측정치들에 기초하여 미네랄 조성물을 혼합 탱크에 전달하기 위해 혼합 탱크에 연결된 구성요소 하우징을 포함한다. 구성요소 하우징은 저장실, 저장실에 결합된 재충전 카트리지, 미네랄 조성물을 전달하는 분배 메커니즘, 구성요소 하우징 차단 밸브 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
시스템은 또한 혼합 탱크에 연결된 숍 탱크를 포함한다. 숍 탱크는 숍 탱크 TDS 센서, 숍 탱크 차단 밸브, 숍 탱크 압력 센서, 숍 탱크 pH 센서, 숍 탱크 충전 센서, 숍 탱크 오버플로 센서, 숍 탱크 배출구 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 시스템은 여전히 혼합 탱크와 숍 탱크 사이에 연결된 전달 도관을 추가로 포함하고, 전달 도관은 완전히 수동적일 수 있거나, 전달 도관은 전달 도관 차단 밸브, 전달 펌프, 필터 구성요소, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 더욱이, 출력 도관은 숍 탱크 및 목적지에 결합되며, 이는 물을 숍 탱크로부터 목적지로, 예를 들어, 펌프를 사용하여 물로 안내한다.
도 1은 본 발명의 양태에 따른 물을 처리 및 분배하기 위한 예시적인 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 양태에 따른 물을 처리 및 분배하기 위한 다른 예시적인 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 양태에 따른 물을 처리 및 분배하기 위한 또 다른 예시적인 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 4는 보다 완전하게 개시된 임의의 시스템을 제어하는데 사용될 수 있는 제어기의 예시적인 블록도이다.
도 5는 본 발명의 공정을 예시하는 흐름도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 다양한 양태에 따른 예시적인 처리 전달 시스템 구성을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 양태에 따른 물을 처리 및 분배하기 위한 다른 예시적인 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 양태에 따른 물을 처리 및 분배하기 위한 또 다른 예시적인 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 4는 보다 완전하게 개시된 임의의 시스템을 제어하는데 사용될 수 있는 제어기의 예시적인 블록도이다.
도 5는 본 발명의 공정을 예시하는 흐름도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 다양한 양태에 따른 예시적인 처리 전달 시스템 구성을 개략적으로 도시한다.
커피 숍과 같은 음료 사업은 사업을 수행하기 위해 물에 크게 의존한다. 이와 관련하여, 커피 숍은 일반적으로 음료 제품을 생산하기 위해 물 선택이 제한되어 있으며, 이는 해당 지역의 제한된 수원의 결과일 수 있다. 예를 들어, 하나의 옵션은 로케일(locale)(예: 도시, 자치제, 우물 등)에서 공급되는 물을 이용하는 것이다. 이러한 수원을 쉽게 이용할 수 있지만, 공급된 물은 바람직하지 않은 미립자 등을 포함하여 취향에 영향을 미치는 바람직하지 않은 특성을 가질 수 있다. 또한, 커피 숍은 일반적으로 이러한 물 공급을 규제하거나 통제할 수 없다. 이와 같이, 수질은 체인 커피 숍의 경우에 따라, 심지어 위치마다 다를 수 있고 변할 수 있다.
따라서, 커피 숍은 필터를 이용하여 전체적인 수질을 개선할 수 있다. 그러나 필터를 사용해도 수원을 제어할 수 없으므로 이러한 필터의 효과가 보장되지 않다. 또한, 특정한 맛 프로파일을 갖도록 물을 조절할 수 있는 방법이 없다.
다른 옵션은 로케일이 공급한 물을 정화하는 것이다. 예를 들어, 반투과성 막을 사용하여 물에서 이온, 분자 및 더 큰 입자를 제거하는 역삼투(RO) 시스템이 이용될 수 있다. 불행하게도, RO와 같은 공정은 바람직하지 않은 미립자를 추출하는 것 외에도 원하는 미네랄과 같은 바람직한 미립자를 추출할 수 있다. 또한 필터링과 마찬가지로 물을 특정 취향에 맞게 조정할 수 있는 방법이 없다.
그러나, 본 발명의 양태에 따르면, 물을 미네랄 조성물과 혼합하여 예측 가능하고 반복 가능한 미네랄 조성물을 갖는 물을 제공하고, 따라서 반복 가능한 미네랄 프로파일을 제공하는 시스템 및 공정이 제공된다. 이는 예를 들어, 커피 숍에서 일관되고 사용자 맞춤형의 풍미 프로파일을 가진 물을 가질 수 있는 능력을 용이하게 한다. 이러한 구현은 넓은 영역에 걸쳐 다수의 위치를 갖는 프랜차이즈에 유리할 수 있으며, 상이한 수원은 상이한 물 조성물을 가질 수 있다.
본 발명은 또한 음용수의 향미 프로파일을 주문할 수 있는 시스템에 관한 것이다. 여기서, 향미 프로파일은 예를 들어, 프로그램된 미네랄 프로파일에 기초하여 의도된 적용에 적합하도록 음용수가 일관되게 주문화되도록 음용수와 혼합되는 미네랄 조성물 내의 성분들의 비율을 제어함으로써 조절된다. 본원의 시스템은 다수의 물 옵션을 확장시켜, 예를 들어, 음료 제공자가 음용수를 특정 음료에 맞출 수 있게 한다. 예로서, 하나의 미네랄 워터 혼합물은 라떼에 사용되는 프로그램된 미네랄 프로파일 및 카푸치노에 더 적합한 프로그래밍된 미네랄 프로파일을 갖는 다른 워터 혼합물을 가질 수 있다. 또한, 제 3 미네랄 프로파일은 에스프레스 음료 등에 적합할 수 있다. 본원의 시스템의 이용은 음료 제공자가 미네랄을 사용하여 물 풍미 프로파일(들)을 주문하도록 비교할 수 없는 옵션을 가질 수 있게 하고, 이는 음료 소비자에게도 유리하다.
본 발명의 양태는 광화수 및/또는 재광화수를 포함할 수 있는 미네랄 조성물을 전달하는 것을 제공한다. 예로서, 본 발명의 양태는 물을 재광화하고, 재광화수를 목적지(예: 커피, 차, 물에 의존하는 다른 음료 또는 이들의 조합 등을 추출하기 위한 곳)에 분배하는 것을 제공한다. 예시적인 구현에서, 정제될 수 있는 물(예: RO 물)은 입력 도관에 의해 수용되어 제 1 컨테이너 내로 공급된다. 제 1 컨테이너에 결합된 처리 전달 시스템은 물과 혼합 및 용해되어 처리수를 생성하는 미네랄 조성물(예: 광화 조성물)을 방출한다. 미네랄 조성물의 전달은 미리 결정된 미네랄 프로파일에 기초하여 프로그램 가능하게 제어될 수 있다.
많은 예시적인 실시예가 단일 컨테이너를 사용하지만, 처리수는 전달 도관을 이용하여 단일 컨테이너(즉, 제 1 컨테이너)에서 제 2 컨테이너로 선택적으로 전달될 수 있다. 제 1 컨테이너로부터 제 2 컨테이너로의 전달 동안 또는 후에, 물은 처리수의 순도를 향상시키기 위해 추가 필터를 통과할 수 있다. 다른 처리가 수행될 수도 있다. 일단 실행되면, 제 2 컨테이너 내의 처리수는 출력 도관을 통해 목적지로 전달될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 물을 처리 및 분배하기 위한 시스템이 제공된다. 시스템은 (제 1) 컨테이너, 및 제 1 컨테이너로 물을 공급하는 입력 도관을 포함한다. 이 시스템은 또한 처리 전달 시스템을 포함한다. 처리 전달 시스템은 미네랄 조성물을 저장하는 물 처리 저장 장치, 및 물 처리 저장 시스템에 저장된 미네랄 조성물을 제 1 컨테이너로 선택적으로 전달하는 처리 분배 시스템을 포함한다. 시스템은 처리된 음용수를 목적지로 분배하는 출력 도관을 추가로 포함한다.
또한, 상기 시스템은 미네랄 조성물을 제 1 컨테이너로 선택적으로 전달하도록 분배 시스템을 제어하여 미네랄 조성물이 입력 도관을 통해 제 1 컨테이너로 전달된 물에 혼합되고 물에 용해되어 미네랄 조성물에 의해 영향을 받는 프로그램된 미네랄 프로파일을 갖는 물을 생성하도록 하는 제어기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 컨테이너 내의 물의 특성[예: pH, 온도, 총 용존 고형물(TDS), 이들의 조합 등]은 원하는 위치, 예를 들어, 제 1 컨테이너, 입력 도관, 이들의 조합 등에 존재할 수 있는 하나 이상의 센서(들)에 의해 측정된다. 여기서 제어기는 예를 들어, 센서에 의한 물의 측정된 특성에 기초하여 처리 전달 시스템을 통해 미리 결정된 양의 미네랄 조성물을 제 1 컨테이너 내로 전달한다.
제 1 컨테이너 내로 전달되는 미네랄 조성물의 양은 정확성을 검증할 수 있다. 정확한 미네랄 조성물이 전달되었다고 가정하면, 처리수는 출력 도관을 통해 목적지로 분배된다. 한편, 정확한 미네랄 조성물이 전달되지 않으면, 본원에 보다 상세히 설명된 바와 같이, 예를 들어, 추가의 미네랄 조성물의 첨가, 추가의 물의 첨가, 물의 배출 등을 통해 보정이 실시될 수 있다.
일부 실시예에서, 시스템은 제 2 컨테이너를 추가로 포함한다. 이 구성에서, 전달 도관은 처리수를 제 1 컨테이너로부터 제 2 컨테이너로 전달하고, 출력 도관은 처리된 음용수를 제 2 컨테이너로부터 목적지로 분배한다. 다양한 구현에서, 제어기는 제 1 컨테이너로부터 제 2 컨테이너로 처리수의 전달을 제어하도록 추가로 작동 가능하게 구성될 수 있다. 이것은 예를 들어, 제 2 컨테이너가 공급 탱크로서 사용되는 동안 제 1 컨테이너는 물로 보충하고 미네랄 조성물을 보충된 물과 혼합하여 추가의 처리수를 유도한다. 이와 같이, 시스템은 제 1 컨테이너만으로 물을 공급하는 해당 시스템의 능력을 초과할 수 있는 처리수에 대한 최대 수요를 수용할 수 있다.
본 발명의 다른 특징, 장점 및 목적은 다음의 설명 및 첨부 도면을 참조하여 명백해질 것이다.
작업 예
이제 도면, 특히 도 1을 참조하면, 물을 처리 및 분배하기 위한 시스템(100)이 도시되어 있다. 시스템(100)은 이를 참조하여 설명된 구성요소들의 임의의 조합으로 결합될 수 있는 다양한 구성요소를 예시한다. 이와 관련하여, 개시된 모든 구성요소가 시스템 구성에 통합될 필요는 없다. 따라서, 명확성을 위해, 몇몇 예시적인 구성이 아래에 설명된다.
제 1 예의 시스템
시스템(100)은 제 1 컨테이너(102) 및 물(즉, 음용수)을 제 1 컨테이너(102)에 공급하는 입력 도관(104)을 포함한다. 제 1 컨테이너(102)에 공급되는 물은 정제수, 비정제수, 전처리수 등일 수 있다. .
본 발명의 목적을 위해, 정제수는 물로부터 미립자(예: 이온, 분자, 비교적 큰 입자, 오염물 등)를 제거하기 위해 여과된 물이다. 물을 여과하는 기술은 역삼투, 여과(예: 압력, 모래, 세라믹, 종이/천 재료, 탄소 필터 또는 숯 등을 사용)를 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 여과는 또한 비등, 증류 또는 자외선과 같은 에너지 처리 및 오존 처리와 같은 산화를 사용하여 수행될 수 있다.
유사하게, 전처리수는 예를 들어, 불소, 염소 등의 공공 수를 적합하게 하기 위해 지역 수자원 당국에 의해 제공된 첨가제를 갖는 물을 포함한다. 물을 처리하는 기술은 염소, 브롬 또는 유기산 등과 같은 화학 처리를 포함하지만, 이들에 국한되지 않는다.
제 1 컨테이너(102)는 입력 도관(104)을 통해 추가된 물에 대한 임시 혼합 및 보유 영역으로서 작용하여 본원에 보다 상세히 설명된 바와 같이 물이 최종적으로 처리될 수 있도록 하는 범용 컨테이너(예: 저장 탱크)이다. 제 1 컨테이너(102)의 크기 및 재료는 위치, 지리 및 전체적인 물 수요에 따라 달라질 수 있다.
다수의 구현에서, 입력 도관(104)은 정제수를 공급하는 제 1 입력 도관, 및 비정제수를 제 1 컨테이너(102)에 공급하는 제 2 입력 도관을 포함한다. 비정제된 수원은 정제수 공급 문제가 있는 경우에 백업될 수 있다. 이러한 구현은 하나 이상의 입력 도관과 직렬로 총 용존 고형물(TDS) 미터를 포함할 수 있다. 또한, 하나 이상의 입력 도관은 통과하는 물의 유량을 측정하는 직렬로 유량 및/또는 유량 밸브를 포함할 수 있다.
예시적인 구현에서, 시스템(100)은 또한 미네랄 조성물(108)을 제 1 컨테이너(102) 내로 전달하는 처리 전달 시스템(106)을 포함한다. 여기서, 제 1 컨테이너(102)에 추가된 미네랄 조성물(108)은 제 1 컨테이너 내의 물과 혼합되고 물에 용해되어 처리수(110A)를 생성한다.
다양한 구현에서, 시스템(100)은 제 2 컨테이너(112) 및 제 1 컨테이너(102)를 제 2 컨테이너(112)에 연결하는 전달 도관(114)을 추가로 포함한다. 전달 도관(114)은 처리수(110A)를 제 1 컨테이너(102)로부터 처리수(110B)를 저장하는 제 2 컨테이너(112)로 전달한다. 특정 구현에서, 처리수(110B)는 처리수(110A)와 동일하다.
다른 구현에서, 제 2 컨테이너(112) 내의 처리수(110B)는 추가로 여과 및/또는 처리될 수 있어서, 다른 물 조성물을 생성한다. 예를 들어, 인라인 필터가 전달 도관(114) 내에 배치될 수 있으며, 이는 처리수(110A)가 제 1 컨테이너(102)에서 제 2 컨테이너(112)로 이동할 때 여과된다.
또한 이러한 구현에서, 시스템(100)은 제 2 컨테이너(112)로부터 처리수(110B)를 목적지로 처리수(110B)를 분배하는 제 2 컨테이너(112)에 연결된 출력 도관(116)을 추가로 포함한다. 여기서 목적지는 의도된 적용에 따라 다르다. 목적지는 종래의 추출 설비(즉, 커피 숍의 적용에서), 저장소, 처리수(110B)의 추가 가공을 위한 후속 위치 등일 수 있다.
예 1의 시스템의 선택적 확장
다양한 구현에서, 시스템(100)은 또한 컨테이너(102) 내의 물의 특성을 측정하는 센서(118)를 포함할 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, 센서(들)는 도구, 미터, 또는 추적, 기록, 측정, 미리 결정된 변수를 모니터링 및/또는 전송하는 메커니즘을 포함한다. 예시적인 센서는 총 용존 고형물(TDS) 미터, 수위 센서, pH 센서, 압력 센서 등을 포함한다. 도 1에는 하나의 센서만이 도시되어 있지만, 실제 구현에서, 다수의 센서(118)는 본원에서 더 상세히 설명된 시스템 예 전체에 걸쳐 사용될 수 있다.
본 발명의 목적을 위해, 총 용존 고형물(TDS) 센서는 전형적으로 물의 단위 용적당 mg의 단위(mg/L)로 표시되고, 또한 ppm(parts per million)이라고도 하는 주어진 용적의 물에 용해된 미네랄, 염 또는 금속을 포함하여 이동성 충전된 이온의 총량을 측정하는 기구이다. 이와 관련하여, TDS 측정 결과는 수질의 평가로 작용할 수 있다.
본 발명에 사용된 유량 센서는 물이 해당 도관을 통해 흐르고 있는 수량을 모니터링하고 일부 경우에는 조절하는 기구에 관한 것이다.
다양한 구현에서, 처리 전달 시스템(106)은 수처리 저장 장치(120) 및 처리 분배 시스템(122)을 포함할 수 있다. 처리 저장 장치(120)는 미네랄 조성물(108)을 저장한다. 이는 예를 들어, 미네랄 조성물(108)이 필요에 따라 보충, 교체(동일한 조성물 또는 다른 조성물로)될 수 있게 한다.
이와 같이, 교체 가능한 카트리지 또는 유사한 장치가 물 전달 시스템(106)에 미네랄 조성물(108)을 저장 또는 재충전하기 위해 사용될 수 있다. 미네랄 조성물이 분말인 경우, 수처리 저장 장치(120)는 시스템의 올바른 작동을 방해할 수 있는 응집을 방지하기 위해 오거(auger) 또는 다른 하드웨어를 포함할 수 있다. 또한, 수분이 미네랄 조성물의 코킹을 유발하는 것을 방지할 필요가 있을 수 있다. 이와 같이, 수분, 온도, 습도 및 이들의 조합은 예를 들어, 적합한 센서 또는 센서들로 모니터링될 필요가 있을 수 있다. 따라서, 물 전달 시스템(106) 자체는 물 또는 습기의 저항성 물질로 구성될 수 있고, 습기 흡수 물질, 밀봉재, 개스킷 등을 가질 수 있다.
처리 분배 시스템(122)은 수처리 저장 장치(120)에 저장된 미네랄 조성물(108)을 컨테이너(102)로 전달한다. 처리 분배 시스템(122)은 미네랄 조성물(108)을 제 1 컨테이너(102)(즉, 드롭-인 전달 메커니즘)로 전달하기 위해 주어진 간격으로 열리는 밸브 또는 포트만큼 간단할 수 있다. 처리 분배 시스템(122)이 사용할 수 있는 메커니즘은 피스톤 전달 메커니즘, 오거 전달 메커니즘, 드롭-인 전달 메커니즘 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 처리 분배 시스템(122)은 미네랄 조성물이 제 1 컨테이너로 공급되기 전에 미네랄 조성물의 양을 검증하는 스케일을 사용할 수 있다. 다양한 예시적인 메커니즘의 예시는 이후에 논의된 도 6 및 관련 하위 도면에서 볼 수 있다.
예시적인 구현에서, 처리 전달 시스템(122)은 [예: 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 센서(118)로부터의 판독에 기초하여 미리 결정된 조건, 임계 값 등을 충족시키는 것에 응답하여 제어기에 의해] 전자적으로 제어될 수 있다.
예를 들어, 개략적으로 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 메네랄 조성물(108)[예: 수처리 저장 장치(120)에 저장 됨]을 컨테이너(102)로 선택적으로 전달하도록 [예: 처리 분배 시스템(122)을 제어함으로써] 처리 전달 시스템(106)을 제어하는 제어기(124)를 또한 포함하여, 미네랄 조성물(108)이 물과 혼합되고 물에 용해되어 처리수(110A)를 생성한다. 미네랄 조성물(108), 물-대-미네랄 조성물(110) 또는 이들의 조합의 특정 화학식을 제어함으로써, 미네랄 조성물(108)에 의해 영향을 받는 프로그램된 미네랄 프로파일이 형성될 수 있다.
실제 구현에서, 센서(118)는 미네랄 조성물(108)이 물에 추가되어 처리수(110A)를 생성하는 혼합 작업을 제어하기 위해 평가될 수 있는 하나 이상의 입력을 제공하도록 제어기(124)와 통신한다. 특정 실시예에서, 센서(118)는 엄격하게 요구되지는 않는다.
다른 실시예에서, 다수의 센서(118)가 이용될 수 있다. 예를 들어, 수위 센서 및 TDS 미터가 제 1 컨테이너(102)에 통합될 수 있다. 이들 센서는 제어기(124)에 입력을 제공하여 미네랄 조성물(108)이 제 1 컨테이너(102)에 어떻게 그리고 언제 첨가되는지 등에 영향을 줄 수 있다. 여기서, 처리 전달 시스템(106)의 선택적 센서[예: 처리 분배 시스템(122)의 스케일]는 제 1 컨테이너(102)로 전달되는 미네랄 조성물의 양을 측정 및/또는 계량하는데 사용될 수 있다. 또한, 제 1 컨테이너(102)에 미네랄 조성물(108)이 어떻게 그리고 언제 첨가되는지에 영향을 주기 위해 제어기(124)에 입력을 제공할 수 있는 제 2 컨테이너(114)에 센서들이 추가될 수 있다. 제어기 및 센서(들)는 보다 상세하게 설명된다.
다음은 시스템(100)을 사용하는 하나의 시나리오의 실제 예시이다. 정제수(예: RO 시스템으로부터의 물)는 입력 도관(104)을 통해 제 1 컨테이너(102)에 공급된다. 제 1 컨테이너(102)의 센서(118)(예: TDS 미터)는 총 용존 고형물 정보를 제어기(124)에 제공한다. 제 1 컨테이너(102)에 얼마나 많은 물이 있는 것 뿐 아니라, TDS 미터 판독 값을 아는 것에 기초하여, 제어기(124)는 처리수(110A)를 생성하기 위해 처리 분배 시스템(122)에 의해 물에 얼마나 많은 양의 미네랄 조성물(108)이 전달될 필요가 있는지를 계산한다.
특정 실시예에서, 처리수(110A)는 제 1 컨테이너(102)로부터 직접 추출될 수 있다. [예: 피크 수요가 제 1 컨테이너(102)를 보충하는 수원의 능력을 초과할 수 있는] 다른 실시예에서, 제 1 컨테이너(102)는 혼합 탱크로서 기능한다. 처리수(110A)는 제 1 컨테이너(102) 내에 처리수의 다른 배취가 확립될 수 있도록 유지 탱크로서 기능하는 제 2 컨테이너(112)로 이동한다.
정확한 양의 미네랄 조성물(108)이 물에 혼합 및 용해되면, 처리수(110A)는 나머지 시스템(전달 도관 등)을 통해 목적지로 이동한다.
제 2 예의 시스템
제 2 예의 시스템은 단일 컨테이너 실시예에 관한 것이다. 하나의 컨테이너 만이 도시되어 있지만, 추가 컨테이너가 시스템(100)과 유사한 방식으로 추가될 수 있다.
도 2를 참조하면, 물을 처리 및 분배하기 위한 시스템(200)이 도시되어 있다. 시스템(200)은 본원에 기술된 구성요소, 실시예 및 공정의 임의의 조합으로 결합될 수 있는 다양한 구성요소를 도시한다[예: 시스템(100)]. 이와 관련하여, 개시된 모든 구성요소가 시스템 구성에 통합될 필요는 없다. 따라서, 명확성을 위해, 몇몇 예시적인 구성이 아래에 설명된다. 또한, 달리 언급되지 않는 한, 구성요소, 실시예 및 해당 숫자는 그 수가 100보다 높다는 것을 제외하고 도 1에 개시된 것과 동일하다.
시스템(200)은 컨테이너(202)(예: 도 1의 제 1 컨테이너(102)와 유사)를 포함한다. 시스템(200)은 수원으로부터 컨테이너(202)로 물을 공급하는 입력 도관(204)[도 1의 입력 도관(104)과 유사]을 추가로 포함한다. 수원으로부터 컨테이너(202)로 공급된 물은 본원에 보다 상세히 기술된 바와 같이, 정제, 비정제, 전처리, 국소처리 등을 겪을 수 있다.
시스템(200)은 또한 물을 처리하기 위해 미네랄 조성물(208)을 수용하는 처리 전달 시스템(206)을 포함한다.
장치(200)는 컨테이너(202) 내의 물의 특성을 측정하는 센서(218)를 추가로 포함한다. 도 1의 센서(118)와 유사하게, 센서(218)는 TDS 미터, 충전 센서 등일 수 있다.
또한, 예시적인 실시예에서, 처리 전달 시스템(206)은 수처리 저장 장치(220) 및 처리 분배 시스템(222)을 갖는 것으로 도시되어 있다. 도 1과 유사하게, 수처리 저장 장치(220)는 미네랄 조성물(208)을 저장한다. 처리 분배 시스템은 미네랄 조성물(208)을 컨테이너(202) 내로 전달한다.
또한, 예시적인 실시예는 미네랄 조성물(208)을 컨테이너(202)에 선택적으로 전달하여 미네랄 조성물(208)이 물과 혼합되고 물에 용해되어 프로그램된 미네랄 프로파일을 갖는 처리수(210A)를 생성하도록 처리 분배 시스템(222)을 제어하는 제어기(224)(도 1에 유사)를 포함한다. 처리수는 이어서 출력 도관(216)에 의해 목적지로 분배될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제어기(224)는 센서(218)(또는 다수의 센서들)로부터의 입력을 취하고, 처리 분배 시스템(222)에 특정 량의 미네랄 조성물(208)을 선택적으로 전달하도록 지시한다. 실제적인 관점에서, 이것은 사용자가 물로부터 특정 향미 프로파일을 생성할뿐만 아니라, 향미 프로파일을 특정 음용수로 프로그래밍(주문)할 수 있는 수단을 제공할 수 있게 한다. 예를 들어, 가벼운 로스트 커피에 대한 제 1 물 프로파일이 설정될 수 있고, 다크 로스트 커피에 대한 제 2 물 프로파일이 설정될 수 있다. 다른 예로서, 상이한 음료 유형은 상이한 물 프로파일로 맞춤화될 수 있다. 예를 들어, 커피, 에스프레소 및 차는 각각 다른 물 프로파일을 가질 수 있다. 이 수준의 맞춤화는 음료를 즐기는 완전히 새로운 방법을 소개한다.
제 3 예의 시스템
도 3을 참조하면, 시스템(300)이 본 발명의 또 다른 양태에 따라 도시되어 있다. 시스템(300)은 이를 참조하여 설명된 구성요소들의 임의의 조합으로 결합될 수 있는 다양한 구성요소를 도시한다. 이와 관련하여, 개시된 모든 구성요소가 시스템 구성에 통합될 필요는 없다. 따라서, 명확성을 위해, 몇몇 예시적인 구성이 아래에 설명된다. 또한, 시스템(300)은 이전 도면으로부터의 구조 및 구성요소를 포함하고 통합한다. 따라서, 달리 지시되지 않는 한, 개시된 구성요소는 도 1의 유사한 구성요소보다 200 더 크고 도 2의 유사한 구성요소보다 100 더 크다.
본원에서 보다 상세하게 설명된 것과 유사하게, 시스템(300)은 제 1 컨테이너(302) 및 제 1 컨테이너(302)에 물을 공급하는 입력 도관(304)을 포함한다. 제 1 컨테이너(302)는 입력 도관(304)을 통해 추가된 물을 본원에 보다 상세히 기술된 바와 같은 미네랄 조성물과 혼합하기 위한 임시 혼합 탱크로서 기능하는 범용 컨테이너(예: 혼합 탱크)이다.
예시적인 구현에서, 시스템(300)은 또한 미네랄 조성물(308)을 제 1 컨테이너(302) 내로 전달하는 처리 전달 시스템(306)을 포함한다. 여기서, 제 1 컨테이너(302)에 추가된 미네랄 조성물(308)은 제 1 컨테이너 내의 물과 혼합되고 물에 용해되어 처리수(310A)를 생성한다.
예시적인 구현에서, 시스템(300)은 또한 제 2 컨테이너(312) 및 제 1 컨테이너(302) 및 제 2 컨테이너(312)에 연결된 전달 도관(314)을 포함하고, 이는 처리수(310A)를 제 1 컨테이너(302)로부터 제 2 컨테이너(312)로 전달하고, 따라서 처리수(310B)를 저장한다. 특정 구현들에서, 처리수(310B)는 처리수(310A)와 동일하다. 다른 구현에서, 제 2 컨테이너(312) 내의 처리수(310B)는 추가로 여과 및/또는 처리될 수 있으며, 그 예는 여기에 설명되어 있다.
시스템(300)은 또한 제 2 컨테이너(312)로부터 목적지로 처리수(310B)를 분배하는 제 2 컨테이너(312)에 연결된 출력 도관(316)을 포함할 수 있다. 여기서 목적지는 의도된 적용에 따라 다르다. 목적지는 예를 들어, 커피 숍 등의 적용에서 통상적인 추출 장비일 수 있다.
시스템(300)의 예시적인 구현은 또한 물의 특성을 측정하는 하나 이상의 센서(집합적으로 318)를 포함할 수 있다. 시스템(300) 전체에 걸쳐 사용된 몇몇 예시적인 센서(318)가 본원에서 논의된다.
또한, 예시적인 구성에서, 처리 전달 시스템(306)은 수처리 저장 장치(320) 및 처리 분배 시스템(322)을 포함할 수 있다. 처리 저장 장치(320)는 미네랄 조성물(308)을 저장한다. 처리 분배 시스템(322)은 수처리 저장 장치(320)에 저장된 미네랄 조성물(308)을 컨테이너(302)로 선택적으로 전달한다.
시스템(3.00)의 예시적인 구성은 또한 시스템[예: 처리 분배 시스템(322)]을 제어하여 [수처리 저장 장치(320)에 저장된] 미네랄 조성물(308)을 컨테이너(302)로 선택적으로 전달하여, 미네랄 조성물(308)이 입력 도관(304)을 통해 컨테이너(302)로 전달된 물과 혼합되고 용해되어 처리수(310A)를 생성하도록 제어하는 제어기(324)를 포함할 수 있다. 미네랄 조성물(308), 물-대-미네랄 조성물(310) 또는 이들의 조합의 특정 공식을 제어함으로써, 미네랄 조성물(308)에 의해 영향을 받는 프로그램된 프로파일이 형성될 수 있다.
제 4 예의 시스템
특정 실시예에서, 입력 도관(304)은 제 1 입력 도관으로서 기능하고 정제 수원(예: RO 시스템으로부터)에 연결된다. 이와 관련하여, 시스템(300)은 제 1 센서(318A), 예를 들어, 입력 도관(304)과 직렬 형성된 TDS 미터를 포함한다. 입력 도관(304)에서 직렬 형성된 TDS 미터의 사용은 유입 RO 물이 적합하거나 사전 정의된 파라미터 내에 있는지에 관한 표시기로서 작용할 수 있다. 또한, 유량 센서로서 구현된 제 2 센서(318B)는 입력 도관(304)과 직렬로 형성되어 입력 도관을 통한 물의 흐름을 모니터링할 수 있다. 또한, 제 1 밸브(350A)는 제 1 도관(304)으로부터 제 1 컨테이너(302) 로의 물의 흐름을 제어하는데 이용될 수 있다. 제 1 밸브(350A)는 수동 밸브일 수 있거나 또는 제 1 밸브(350A)는 제어기(324)에 의해 제어될 수 있다.
다양한 구현에서, 제 2 입력 도관(352)이 또한 제공될 수 있다. 제 2 입력 도관(352)은 정제수를 이용할 수 없는 경우 (예: 지역 수원을 통한) 백업을 제공한다. 이를 위해, 제 2 입력 도관(352)은 상류 밸브(350B) 및 하류 밸브(350C)를 포함할 수 있으며, 이들은 제 1 컨테이너(302)를 채우는 공급원으로서 제 2 입력 도관(352)을 선택하기 위해 제어기(324)에 의해 수동 또는 제어될 수 있다.
제 1 입력 도관(304)과 유사하게, 제 2 입력 도관(352)은 제 1 센서(318C), 예를 들어, 제 2 입력 도관(352)과 직렬 형성된 TDS 미터를 포함한다. 제 2 입력 도관(352)에서 직렬 형성된 TDS 미터를 사용하는 것은 유입되는 물이 적합한지 또는 사전 정의된 파라미터 내에 있는지에 대한 표시기로서 작용할 수 있다. 또한, 유량 센서로서 구현된 제 2 센서(318D)는 입력 도관을 통한 물의 흐름을 모니터링하기 위해 제 2 입력 도관(352)과 직렬로 포함될 수 있다.
또한, 예시된 바와 같이, 처리 전달 시스템(306)에 의한 미네랄 조성물(308)의 전달은 전달 제어 밸브(350D)를 통해 제어기(324)에 의해 제어될 수 있다.
예시적인 구현에서, 제 1 컨테이너(302)는 부유 센서(318E), 제 1 혼합 탱크 TDS 미터(318F) 및 제 2 혼합 탱크 TDS 미터(318G)를 포함하는 다수의 센서(318)를 선택적으로 포함할 수 있다. 다수의 TDS 미터를 갖는 것은 특히 제 1 컨테이너(302)의 크기가 비교적 큰 경우(예: 5-10 갤런 이상, 또는 대략 19-38 리터 이상)에, 보다 정확한 측정을 가능하게 한다.
제 1 컨테이너(302)는 또한 배출구(356)를 통해 물을 배출하는데 사용될 수 있는 오버플로 저장소(354)를 포함할 수 있다. 오버플로 제어기(358)는 예를 들어, 제 1 컨테이너(302)로부터 물이 배출되는 것을 필요로 하는 경우 배출구(356)를 개방하도록 제어기(324)에 의해 제어될 수 있다. 배출구(356) 및 관련 구성요소가 제 1 컨테이너(302)의 상반부에 도시되어 있지만, 배출구(356) 및 관련 구성요소는 또한 제 1 컨테이너(302)의 하반부에 있을 수 있다. 예를 들어, 제 1 컨테이너(302)는 [배출구(356)에 추가하여 또는 대신에] 배출구(390)를 포함할 수 있고, 이는 선택적으로 제어기(324)에 의해 제어될 수 있는 그 자신의 배출구 밸브(350H)를 가질 수 있다. 여기서, 배출구(390)는 컨테이너 내용물을 플러시하기 위해, 예를 들어, 세정을 위해 보정될 수 없는 조성물의 배취를 버리기 위해 사용될 수 있다.
또 다른 예시적인 구성에서, 제 1 컨테이너(302)는 전달 도관(314)으로의 접근이 개방 및 폐쇄될 수 있게 하는 전달 밸브(350E)를 포함할 수 있다.
전달 도관(314)은 제 1 컨테이너(302)로부터 제 2 컨테이너(312)로 처리수를 펌핑하기 위한 선택적 펌프(360)를 포함할 수 있다.
선택적 필터(362), 예를 들어, 카본 필터는 선택적으로 예를 들어, 임의의 남아있는 원하지 않는 미립자를 포획하기 위해 전달 도관(314)에 직렬로 배치될 수 있다.
유지 탱크로서 기능하는 제 2 컨테이너(312)는 혼합 탱크로서 기능하는 제 1 컨테이너(301)로서 유사한 센서, 밸브, 배출 시스템, 이들의 조합 등을 포함할 수 있다.
예시적인 구현에서, 제 2 컨테이너(312)는 부유 밸브(318H), 제 1 TDS 미터(3181), 제 2 TDS 미터(318J), 입력 밸브(350F) 및 출력 밸브(350G)를 포함한다. 제 2 컨테이너(312)는 또한 배출구(376)를 통해 물을 배출하는데 사용될 수 있는 오버플로 저장소(374)를 포함할 수 있다. 오버플로 제어부(378)는 예를 들어, 혼합 탱크에서 물이 배출되도록 하는 것이 필요한 경우 배출구(376)를 개방하도록 제어기(324)에 의해 제어될 수 있다.
전달 도관(314)과 유사하게, 출력 도관(316)은 처리수를 목적지로 펌핑하기 위한 압력 펌프(380)를 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 예를 들어, 미네랄 조성물 등의 교반을 제공하기 위해 추가 구조가 포함될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이 교반기(395)는 선택적으로 제공되어 음용수에 추가된 미네랄을 교반할 수 있다. 완전히 혼합한 후에는, 예를 들어, 30 일 이상의 장기간 동안 교반이 필요하지 않을 수 있다. 이와 같이, 교반은 (필요하다면) 제어기(324)에 의해 수행되는 혼합 단계 동안에만 필요할 수 있다. 실제로, 교반기(395) 또는 이의 변형(예: 쉐이커, 믹서, 교반기 등)은 예를 들어, 도 1 또는 도 2를 참조하여 설명된 바와 같은 본원의 대안적인 실시예 중 임의의 것에 포함될 수 있다.
특정 실시예에서, 예를 들어, 교반이 필요하지 않은 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 전달 도관(314) 대신에 처리수를 제 1 컨테이너(302)로부터 제 2 컨테이너(312)로 전달하기 위해 수동 도관(392)이 사용될 수 있다[이는 처리수를 제 2 컨테이너(312) 내로 전달하기 위해 선택적인 펌프(360)를 이용할 수 있다]. 예를 들어, 예시된 바와 같이, (사용될 경우에) 예시적인 수동 도관(392)은 제 1 컨테이너(302)를 제 2 컨테이너(312)에 직접 연결할 수 있다. 수동 도관(392)이 곡선 기하학적 형태로 도시되지만, 임의의 적합한 기하학적 형태가 사용될 수 있다. 또한, 수동 도관(392)은 제어기(324)에 의해 작동될 수 있는 밸브(350I)를 선택적으로 포함할 수 있다.
입력/출력
실제 구현에서, 처리 전달 시스템(308) 내의 하나 이상의 센서(집합적으로 318), 밸브(집합적으로 350), 펌프(360, 380), 교반기(395), 임의의 모터, 오거, 액추에이터 등, 처리 전달 시스템(308) 내의 센서, 이들의 조합 등은 제어기(324)와 통신하여 미네랄 조성물(308)이 물에 추가되어 처리수(310A)를 생성하는 혼합 작업을 제어하기 위해 평가될 수 있는 하나 이상의 입력 및/또는 출력(I/O)을 제공한다. 이와 관련하여, 예시의 명확성을 위해 제어기(324)와의 및 그로부터의 유선 연결은 도 3에서 생략된다. 특정 실시예에서, 센서(318)는 엄격하게 요구되지는 않는다. 다른 실시예에서, 다수의 센서(318)가 이용될 수 있다.
제어기
도 4를 참조하면, 본 발명의 양태에 따라 제어기 블록도가 도시되어 있다. 제어기(400)는 이를 참조하여 설명된 구성요소들의 임의의 조합으로 결합될 수 있는 다양한 구성요소를 예시한다. 이와 관련하여, 개시된 모든 구성요소가 시스템 구성에 통합될 필요는 없다. 따라서, 명확성을 위해, 몇몇 예시적인 구성이 아래에 설명된다.
제어기(400)는 CPU(402), 예를 들어, 임의의 적합한 프로세서를 포함한다. 선택적 송수신기는 클라우드 기반 시스템(404)과 같은 원격 시스템과의 통신을 통해 보고서, 분석 등을 관리할 수 있다. 이를 통해 센서 판독 값을 보존하여 시스템의 상태를 추적할뿐만 아니라 시스템의 품질과 일관성을 모니터링할 수 있다.
제어기(400)는 제어 브랜치(406)를 포함할 수 있다. 제어 브랜치(406)는 도면부호 408에서 수처리/미네랄 분포를 제어하는 알고리즘(즉, 처리 분배 시스템 및/또는 처리 전달 시스템과 통신함으로써 제 1 컨테이너/혼합 탱크 내로의 미네랄 조성물의 방출을 제어하는 알고리즘)을 포함한다.
제어 브랜치(406)는 또한 수처리 저장 장치 및/또는 처리 전달 시스템을 제어함으로써 미네랄 조성물 저장 시스템(예: 카트리지 시스템 등으로 구현될 수 있음)을 제어할 수 있다. 여기서, 제어기는 프로그래밍된 구성에 따라 미네랄 조성물이 교체/보충될 필요가 있을 때를 검출하고 특정 미네랄 조성물 등을 선택할 수 있다.
제어 브랜치(406)는 또한 예를 들어, 도 3에 설명된 바와 같이 I/O 구성요소의 임의의 조합을 판독하기 위해 본원에 보다 상세히 설명된 바와 같이 도면부호 412에서 다양한 센서를 판독하는 알고리즘을 포함한다.
다른 옵션으로서, 제어 브랜치(406)는 (이용되는 경우) 전달 도관에서 필터[예: 탄소 필터(414)]를 모니터링하는 알고리즘을 포함할 수 있다.
또한, 제어 브랜치(406)는, 예를 들어, 시스템을 통해, 예를 들어, 혼합 탱크(제 1 컨테이너)를 통해 물의 흐름을 제어하는, 예를 들어, 물 분배 알고리즘(416)을 통해 시스템 내의 물을 제어하는 알고리즘을 포함할 수 있다.
물 제어 알고리즘(418)은 수위, 미네랄 조성물과 물의 혼합물, 또는 둘 모두를 제어할 수 있다.
숍/저장 탱크(제 2 컨테이너) 물 제어 알고리즘(420)은 제 2 컨테이너 내로의 수위, 보충 등을 제어할 수 있다.
제어 알고리즘(422)은 임의의 이용된 펌프를 제어하여 제 1 컨테이너 내로, 제 1 컨테이너로부터 그리고 제 2 컨테이너 내로 그리고 제 2 컨테이너로부터 목적지까지의 물의 흐름을 제어할 수 있다.
모니터 제어 브랜치(430)는 시스템의 상태를 모니터링하는 알고리즘을 제공한다. 모니터 제어 브랜치(430)는 센서 판독 값에 반응하는 알고리즘을 포함한다. 몇몇 예시적인 예로서, 모니터 제어 브랜치는 물 충전 레벨을 사전 프로그램된 레벨과 비교하는 물 충전 센서 알고리즘(432)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 혼합 탱크 내의 주어진 용적의 물에 대해 미네랄 조성물이 정확한 양으로 투여되는 것을 보장하도록 혼합 탱크 내에 공지된 용적의 물을 갖는 것이 이용될 수 있다. 또한 숍 탱크/저장 탱크(예: 제 2 컨테이너)의 수위를 아는 것은 피크 수요에 사용할 수 있는 물이 충분한 지 여부를 예측하는데 도움이 된다. 특히, 지연 및 느린 역삼투 공정으로 인해 혼합 탱크에 RO 물이 채워지는 경우와 같이 혼합 탱크를 보충하는데 시간이 오래 걸릴 수 있다.
모니터 제어 브랜치(430)는 또한 탱크를 유지하기 위해 필요한 경우 배출구를 제어하기 위한 오버필 알고리즘(434)을 포함할 수 있다.
모니터 제어 브랜치(430)는 또한 예를 들어, 혼합 탱크 및/또는 저장 탱크 내의 TDS 미터를 사용하여 혼합 탱크 내의 혼합이 정확하게 수행되고 있는지를 검증할 수 있는 혼합물 검증 알고리즘(436)을 포함할 수 있다. 미리 결정된 임계 값에 대해 pH 등을 검증하기 위한 알고리즘이 제공될 수도 있다.
모니터 제어 브랜치(430)는 또한 혼합 탱크, 숍 탱크, 또는 둘 모두의 압력이 미리 결정된 범위 내에 있는지를 검증하기 위해 압력 알고리즘(438)을 포함할 수 있다.
제어기(400)는 또한 백업 제어 시스템(440)을 포함할 수 있다. 백업 제어 시스템(440)은 기존의 물 분사 밸브, 미터, 센서, 펌프 등에 대한 백업을 제어하는 알고리즘(442)을 포함한다. 여기서, 백업 제어 시스템(440)은 센서(444) 등을 모니터링하여, 센서의 상태를 결정하고 필요에 따라 백업으로 전환할 수 있다.
백업 제어 시스템(440)은 또한 백업 시스템이 예를 들어, 계획된 유지 보수를 위한 문제에 반응하여, 오작동 등을 해결할 수 있게 하는 수동 바이패스(446)를 포함할 수 있다.
실제로, 제어기(400)는 전술한 특징들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 제어기(400)는 제어기(124)(도 1), 제어기(224)(도 2), 제어기(324)(도 3) 등의 기능을 수행하기에 적합하다. 또한, 제어기(400)는 도 5의 공정 또는 이의 임의의 하위 조합을 포함하는, 본원에 개시된 작동 및 임의의 조합들을 수행할 수 있다.
미네랄 조성물
본원에서 보다 충분히 언급된 바와 같이, 처리 전달 시스템은 미네랄 조성물을 컨테이너 내로 선택적으로 전달하여 원하는 및/또는 프로그램된 미네랄 프로파일을 달성한다. 미네랄 조성물(108, 208, 308 등)의 프로파일은 컨테이너로 추가된 원수의 전체 화학 물질에 기초하여 변할 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 미네랄 조성물은 나트륨, 염화물, 중탄산 칼륨, 마그네슘 또는 칼슘과 같은 화학 물질을 포함한다. 다른 실시예에서, 조성물은 전해질과 같은 다른 첨가제 및 분자를 포함할 수 있다.
예시적인 미네랄 조성물은 물을 재광화시킨다. 본원에 기술된 미네랄 조성물은 커피의 풍미가 일관되게 되고 많은 경우에 개시된 미네랄 조성물을 사용하여 제조된 추출의 경우 개선되기 때문에, 추출 커피와 같은 응용에 특히 적합하다. 놀랍게도 커피 추출(coffee brewing)의 적용에서, 향이 좋은 커피를 얻기 위해 추출 수에 미네랄 함량이 있어야 한다는 것이 발견되었다. 본원에 제시된 바와 같은 미네랄 조성물은 원하는 미네랄 농도를 달성하기 위해 추출 수(brewing water)를 재광화시키도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 재광화는 미국 스페셜티 커피 협회의 모범 사례 사양을 만족시키도록 보정된다. 추가적 및/또는 대안적인 실시예에서, 재광화된 물은 차, 맥주 및 다른 수성 음료를 포함하여 커피 이외의 음료를 제조하는데 사용될 수 있는 범용 물을 제공한다.
이와 같이, 본원의 미네랄 조성물은 물을 재광화시키기 위해 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 본원에서 사용되는 용어 "재광화(re-mineralized)"는 광화, 미네랄 함량 증가, 재광화, 또는 상응하는 물의 미네랄 함량 변경을 포함한다. 본원의 미네랄 조성물은 영양 강화(예: 비타민 및 미네랄 보충제), 천연 성분(예: 설탕)의 합성 대체물을 제공하거나 또는 음용 음료 자체(예: 즉석 음료 혼합물)를 형성하기 위한 것이다.
미네랄 함량의 예
또한, 본원에 기재된 미네랄 조성물은 재광화 전에 물의 공급원을 고려한 특정 조성물에 혼합될 수 있다. 예를 들어, 한 위치에서 증류된 물의 미네랄 함량은 다른 위치에서 증류된 물의 미네랄 함량과 다를 수 있다. 이와 같이, 특정 미네랄 조성물은 각 위치에서 증류수에 맞게 조정되어 일관된 물, 예를 들어, 각 위치에서 가장 향이 좋은 커피 등을 얻을 수 있다.
본원의 개시는 다양한 실시예의 상이한 특징을 구현하기 위한 다수의 실시예 또는 예를 제공한다. 본 발명을 단순화하기 위해 구성요소 및 배열의 특정 예가 설명된다. 이들은 단지 예일 뿐이며 제한하려는 것이 아니다.
많은 실시예에서, 모든 백분율 및 비율은 중량으로 계산된다. 또한, 달리 지시되지 않는 한, 모든 백분율 및 비율은 총 조성물을 기준으로 한다.
본원에서 사용된 용어 "물의 기준량"은 관련된 개별 처리를 위해 지정된 물의 양, 예를 들어, 제 1 컨테이너 내의 물의 양을 의미한다. 실제 적용에서, 기준량의 물은 쉽게 식별되고 측정 가능한 양의 물이다.
본원에 사용된 용어 "유효량"은 기준량의 물을 재광화시키기에 충분한 성분 또는 혼합물의 양을 의미한다.
예로서, 유효량은 기술된 결과, 그것의 등가물 또는 결과의 합리적인 근사치를 생성하는데 필요한 양을 포함할 수 있다. 예를 들어, 많은 실시예에서, 특히 결과가 주관적이거나 논란의 여지가 있는 주관적(예: 맛의 품질)으로서 특징지워질 수 있는 경우, 유효량은 관련 결과에 의해 기술된 과학적으로 객관적인 측정 가능한 변화를 야기하기에 충분한 양이다.
물에 추가되는 특정 실시예에 따른 미네랄 조성물은 예를 들어, 칼슘, 마그네슘, 및 임의로 나트륨의 미네랄의 특정한 균형을 갖는 물을 제공하여 일관된 음료를 제공한다. 즉, 물을 일관된 수준의 미네랄로 재광화함으로써 음료 일관성에 영향을 줄 수 있는 물 변동성이 제거된다. 또한, 많은 실시예에서, 결과는 향이 좋은 음료이다. 특정 실시예에서, 성분은 인지된 풍미에 유해할 수 있고, 영양에 대한 유해한 잠재적인 클레임 또는 건강 등에 대한 유해 등을 초래할 수 있는 임의의 성분을 제공하지 않고 유익한 물에 기여하는 미네랄로만 제한된다.
특정 실시예에서, 음용수 처리 조성물은 칼슘, 마그네슘 및 나트륨을 포함한다. 추가의 실시예에서, 음용수 처리 조성물은 칼슘 및 마그네슘(또는 염화 칼슘과 같은 등가물)으로 구성된다(단독으로 형성된다). 다른 실시예에서, 음용수 처리 조성물은 칼슘, 마그네슘(또는 염화 칼슘과 같은 등가물) 및 나트륨으로 구성된다(단독으로 형성된다). 또 다른 예시적인 구현에서, 음용수 처리 조성물은 칼슘, 마그네슘(또는 염화 칼슘과 등가물) 및 칼륨(예: 중탄산 칼륨)으로 구성된다(단독으로 형성된다).
이와 관련하여, 모든 성분은 처리된 음용수의 효과(예: 향미 개선)에 기여한다. 즉, 부수적인 이유(예: 방부제로서, 또는 음용수에 존재하기를 원하지 않는 어떤 역할을 하는 이유)로만 성분이 제공되지 않는다.
여기서, 칼슘은 마그네슘을 적절한 크기로 분쇄할 수 있도록 케이킹 방지(anti-caking), 응집 방지 성분으로서 제공될 수 있다. 또한, 다른 성분들이 추가 및/또는 대체될 수 있다. 예를 들어, 마그네슘은 일정량의 염화 칼슘으로 대체될 수 있다. 이와 관련하여, 구연산 칼슘은 커피 추출 수에서 요망되는 주관적 속성에 각각 해로운 영향을 미칠 수 있는 염화 칼슘 및/또는 중탄산 칼슘보다 바람직할 수 있다. 예를 들어, 염화 칼슘은 응집을 유발하거나 또는 특정 공정에 부정적인 영향을 줄 수 있는 다른 크기의 덩어리/볼의 형성을 유발할 수 있다. 구연산 칼슘 대신에 칼슘 실리카가 대안적으로 사용될 수 있다. 그러나, 칼슘 실리카는 그 사용에 대한 건강상의 우려 가능성으로 인해 바람직하지 않은 것으로 간주될 수 있다.
본원의 미네랄 조성물은 물의 눈에 띄는 침전물 또는 흐릿함이 없다는 점에서 물에 안정적이라는 것이 발견되었다. 특정 실시예에서, 본원의 미네랄 조성물로 처리된 물은 휘젓음, 쉐이킹 또는 다른 교반없이 안착될 수 있다. 이와 관련하여, 본원에서 미네랄 조성물로 처리된 이러한 물은 기준량의 물에서 용액으로부터 침전물, 흐릿함 또는 기타 가시적인 처리 조성의 징후가 나타나지 않으면서 30 일 동안 휴지 상태인 것으로 관찰되었다.
본 발명의 양태들을 이해하는 명확성을 위해 일반적인 예가 제공된다. 예시적인 구현에서, 마그네슘은 원하는 평균 입자 크기, 예를 들어, 대략 200 마이크로미터 이하의 입자 크기로 분쇄된다. 공지된 양의 마그네슘 분쇄에서, 원하는 비율의 세트를 달성하기 위해 구연산 칼슘 및 나트륨의 양이 계산된다. 예를 들어, 10 갤런의 증류수 또는 탈이온수를 처리하기에 적합한 개별 처리의 예는 11,000 밀리그램의 마그네슘, 3,000 밀리그램의 구연산 칼슘 및 1,000 밀리그램의 염화나트륨이다. 그러나 실제 적용에서, 구연산 칼슘은 15 % 내지 20 %의 범위일 수 있다. 그러나, 구연산 칼슘의 백분율은 제 1 컨테이너 내의 음용수의 기준량을 고려하여 구연산 칼슘의 가용성 한계까지 확장될 수 있다. 이와 관련하여, 가용성 한계는 온도 의존적이고, 따라서 음용수의 온도 및 용적은 구연산 칼슘의 상한에 영향을 줄 것이다. 구연산 칼슘은 광화제 외에 코킹 방지제로 작용할 때 벌크를 추가하지만 TDS에는 크게 영향을 미치지 않다. 이와 같이, 구연산 칼슘은 혼합물이 케이크화되지 않거나, 응집되거나 또는 작은 패키징 노력에 불리한 극도로 변화하는 입자 크기를 형성하지 못하게 하는데 효과적인 양으로 추가될 수 있다.
예 1: 음용수 처리 조성물
음용수 처리 조성물은 조성물의 약 15 중량 % 내지 약 25 중량 %의 중량을 갖는 제 1 식용의 수용성 염(예: 구연산 칼슘과 같은 칼슘 염), 조성물의 약 65 중량 % 내지 약 75 중량 %의 중량을 갖고 제 1 식용의 수용성 염과 혼합되는 제 2 식용의 수용성(예: 황산 마그네슘과 같은 마그네슘 염) 및 조성물의 약 5 중량 % 내지 약 10 중량 %의 중량을 갖고 제 1 및 제 2 식용의 수용성 염과 혼합되는 제 3 식용의 수용성 염(예: 염화나트륨, 중탄산 칼륨, 이들의 조합 등)을 포함한다. 제 1, 제 2 및 제 3 식용의 수용성 염의 혼합물은 제 1 컨테이너에서 기준량의 음용수에 혼합되고 용해되어 인간 섭취를 위해 음용수를 재광화시키는 유효량으로 선택된다.
일부 실시예에서, 제 1 식용의 수용성 염은 구연산 칼슘을 포함하고, 제 2 식용의 수용성 염은 황산 마그네슘을 포함하고, 제 3 식용의 수용성 염은 염화나트륨을 포함한다. 일부 실시예에서, 구연산 칼슘은 조성물의 15 중량 % 초과의 중량을 갖는다. 일부 실시예에서, 구연산 칼슘은 기준량의 음용수의 용적에 의해 결정될 때 조성물의 15 중량 % 초과, 및 구연산 칼슘의 수용성 한계 미만의 중량을 갖는다. 일부 실시예에서, 황산 마그네슘은 조성물의 70 중량 % 초과의 중량을 가지며, 염화나트륨(및/또는 중탄산 칼륨)은 조성물의 약 10 중량 % 미만의 중량을 갖는다.
일부 실시예에서, 제 1 식용의 수용성 염, 제 2 식용의 수용성 염 및 제 3 식용의 수용성 염 각각은 평균 입자 크기가 약 50 마이크로미터 내지 200 마이크로미터이다. 일부 실시예에서, 제 1 식용의 수용성 염, 제 2 식용의 수용성 염 및 제 3 식용의 수용성 염의 혼합물은 기준량의 음용수에 혼합 및 용해되어 인간 섭취용 음용수를 재광화시켜, 재광화된 음용수가 약 75 밀리그램/리터 내지 약 250 밀리그램/리터의 총 용존 고형물(TDS) 예를 들어, 특정 예의 실시예에서 약 150 밀리그램/리터의 TDS를 갖는다.
예 2: 음용수 처리 조성물
음용수 처리 조성물은 조성물의 약 15 중량 % 내지 약 25 중량 %의 중량을 갖는 식용의 수용성 칼슘 염, 조성물의 약 65 중량 % 내지 약 75 중량 %의 중량을 가지며 칼슘 염과의 혼합되는 식용의 수용성 마그네슘 염 및 조성물의 약 5 중량 % 내지 약 10 중량 %의 중량을 가지며 칼슘 염 및 마그네슘 염과 혼합되는 식용의 수용성 나트륨 염을 포함한다. 칼슘 염 및 마그네슘 염 및 나트륨 염의 혼합물은 인간 섭취를 위해 음용수를 재광화시키기 위해 기준량의 음용수에 혼합 및 용해되도록 유효량으로 패키징된다.
일부 실시예에서, 칼슘 염은 구연산 칼슘을 포함하고, 마그네슘 염은 황산 마그네슘을 포함하고, 나트륨 염은 염화나트륨을 포함한다.
일부 실시예에서, 구연산 칼슘은 조성물의 약 20 중량 %의 중량을 가지며, 황산 마그네슘은 조성물의 약 70 중량 %의 중량을 가지며, 염화나트륨은 조성물의 약 10 중량 %의 중량을 갖는다. 일부 실시예에서, 각각의 식용의 수용성 염은 약 50 마이크로미터 내지 200 마이크로미터의 평균 입자 크기를 갖는다.
일부 실시예에서, 식용의 수용성 염의 혼합물은 기준량의 음용수에 혼합 및 용해되어 인간 섭취를 위한 음용수를 재광화시켜, 재광화 음용수가 약 75 밀리그램/리터 내지 약 250 밀리그램/리터의 총 용존 고형물(TDS)을 갖도록 한다. 이전 예에서와 같이, TDS 측정은 미네랄, 염 및 기타 고형물을 포함할 수 있는 물에 용해된 물질의 총 농도를 나타낸다. 물에 용해된 고형물의 양과 유형은 맛에 영향을 미친다.
예 3: 음용수 처리 조성물
예시적인 구현에서, 음용수 처리 조성물은 조성물의 약 20 중량 %의 중량을 갖는 구연산 칼슘, 조성물의 약 73 중량 %의 중량을 가지며 구연산 칼슘과 혼합되는 황산 마그네슘 및 조성물의 약 7 중량 %의 중량을 가지며 구연산 칼슘 및 황산 마그네슘과 혼합되는 염화나트륨으로 이루어진다. 구연산 칼슘, 황산 마그네슘 및 염화나트륨의 혼합물은 인간 섭취를 위해 음용수를 재광화하기 위해 기준량의 음용수에 혼합 및 용해되도록 유효량으로 제공된다. 구연산 칼슘, 황산 마그네슘 및 염화나트륨의 혼합물은 인간 섭취를 위해 물을 재광화하기 위해 기준량의 물에 혼합 및 용해되도록 유효량으로 패키징된다.
일부 실시예에서, 각각의 구연산 칼슘, 황산 마그네슘 및 염화나트륨은 평균 입자 크기가 약 50 마이크로미터 내지 200 마이크로미터이다.
일부 실시예에서, 구연산 칼슘, 황산 마그네슘 및 염화나트륨의 혼합물은 기준량의 물에 혼합 및 용해되어 인간 섭취를 위한 물을 재광화시켜 재광화된 물이 약 75 밀리그램/리터 내지 약 250 밀리그램/리터의 총 용존 고형물(TDS)을 갖도록 한다. 일부 실시예에서, 구연산 칼슘, 황산 마그네슘 및 염화나트륨의 혼합물은 기준량의 물에 혼합 및 용해되어 인간 섭취를 위한 물을 재광화시켜 재광화된 물이 약 150 밀리그램/리터의 TDS를 갖도록 한다
미네랄 조성물의 제조 방법
미네랄 조성물의 제조 방법이 제공된다. 본 방법은 인간 섭취를 위해 물을 재광화하기 위해 구연산 칼슘, 황산 마그네슘 및 염화나트륨을 기준량의 물에 혼합 및 용해되도록 유효량으로 혼합한다.
일부 실시예에서, 혼합은 조성물의 약 15 중량 % 내지 약 25 중량 %의 중량을 갖는 구연산 칼슘, 조성물의 약 65 중량 % 내지 약 75 중량 %의 중량을 갖는 황산 마그네슘, 및 조성물의 약 5 중량 % 내지 약 10 중량 %의 중량을 갖는 염화 나트륨을 포함한다.
일부 실시예에서, 혼합은 조성물의 약 20 중량 %의 중량을 갖는 구연산 칼슘, 조성물의 약 70 중량 %의 중량을 갖는 황산 마그네슘, 및 조성물의 약 10 중량 %의 중량을 갖는 염화나트륨을 혼합하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 혼합은 약 300 밀리그램의 중량을 갖는 구연산 칼슘, 약 1100 밀리그램의 중량을 갖는 황산 마그네슘 및 약 100 밀리그램의 염화나트륨을 혼합하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 약 50 마이크로미터 내지 200 마이크로미터의 평균 입자 크기로 구연산 칼슘을 분쇄하는 단계, 약 50 마이크로미터 내지 200 마이크로미터의 평균 입자 크기로 황산 마그네슘을 분쇄하는 단계 및 약 50 마이크로미터 내지 200 마이크로미터의 평균 입자 크기로 염화나트륨을 분쇄하는 단계를 추가로 포함한다.
일부 실시예에서, 식용의 수용성 염은 마그네슘을 포함한다. 상기 방법은 마그네슘을 200 마이크로미터 미만의 평균 입자 크기로 분쇄한 다음, 칼슘을 분쇄된 마그네슘과 유효량으로 혼합하여 혼합물의 응집 및 코킹을 방지하는 단계를 추가로 포함한다.
일부 실시예에서, 식용의 수용성 염은 염화 칼슘을 포함한다. 상기 방법은 염화 칼슘을 200 마이크로미터 미만의 평균 입자 크기로 분쇄한 다음, 칼슘을 분쇄된 염화 칼슘과 유효량으로 혼합하여 혼합물의 응집 및 코킹을 방지하는 단계를 추가로 포함한다.
일부 실시예에서, 칼슘은 구연산 칼슘, 염화 칼슘 및 탄산 칼슘 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 실시예에서, 칼슘을 식용의 수용성 염과 혼합하는 단계는 마그네슘으로 구현된 식용의 수용성 염의 양을 분쇄하는 단계, 마그네슘의 양을 측정하는 단계,코킹 방지를 제공하기 위해 측정된 양의 마그네슘으로 다시 충전하기 위하여 구연산 칼슘으로 구현된 칼슘의 양을 계산하는 단계, 계산된 양의 구연산 칼슘을 측정된 양의 마그네슘에 추가하는 단계, 용량 당 원하는 미리 결정된 평균 총 용존 고형물(TDS)을 달성하기 위해 측정된 양의 마그네슘을 분할하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 칼슘을 식용의 수용성 염과 혼합하는 단계는 측정된 양의 마그네슘으로 재충전하기 위해 나트륨의 양을 계산하는 단계, 계산된 양의 나트륨을 측정된 양의 마그네슘에 추가하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 구연산 칼슘과 조합될 때, 탈이온수, 증류수 및 이들의 조합 중 적어도 하나로부터 선택된 물의 기준량에 적용되도록 충분히 작은 입자 크기로 마그네슘을 분쇄하는 단계를 추가로 포함하고, 물은 며칠 동안, 예를 들어, 물에 응집의 침전물이 보이지 않는 적어도 30 일 동안 안착될 수 있다.
여러 종류
상기 설명은 커피 추출 적용을 위한 미네랄 조성물을 설명하지만, 다른 적용을 위해 미네랄 조성물이 제공될 수 있다는 것이 고려될 수 있다. 다른 예로서 적용은 차 추출 및 맥주 양조를 포함한다.
또한, 상기 설명은 탈이온수와 증류수의 조합으로 사용되는 미네랄 조성물을 설명하지만, 미네랄 조성물은 재광화가 필요한 다른 유형의 물을 처리하기 위해 사용될 수 있는 것으로 생각된다. 예를 들어, 미네랄 조성물은 역삼투를 사용하여 정제된 물을 처리하는데 사용될 수 있다. 미네랄 조성물은 커피와 같은 풍미있는 음료를 만들기 위한 추출 수를 제공하기 위해 재광화될 필요가 있는 정제수의 임의의 조합을 처리하는데 사용될 수 있다.
물을 목적지로 처리 및 분배하는 공정 예
도 5를 참조하면, 물을 처리하여 목적지로 분배하기 위한 공정(500)이 도시되어 있다. 공정(500)은 도 1 내지 도 4를 참조하여 위에서 설명된 구조, 구성요소, 실시예 등의 임의의 조합과 함께 이용될 수 있다. 이와 관련하여, 공정(500)의 구현은 제한이 아닌 예시의 목적으로 논의되는 예시적인 실시예로 제한되지 않는다.
공정(500)은 도면부호 502에서 물을 입력 도관으로부터 제 1 컨테이너 내로 공급하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 단일 입력 도관은 특정 공급원으로부터 컨테이너로 물을 공급하기 위해 사용된다. 대안적으로, 다수의 입력구 또는 도관이 제 1 컨테이너로 물을 공급하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 제어기[예: 도 4의 제어기(400)]는 도면부호 502에서 물의 공급을 제어하여 제 1 컨테이너를 미리 결정된 레벨, 예를 들어, 전체의 ½, 전체의 ¾ 등으로 채울 수 있다.
다양한 실시예에서, 컨테이너로 공급되는 물은 정제수이다. 정제는 이전에 개시된 기술 중 하나를 사용하여 달성될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 도시, 지방 자치제, 또는 제 3 자로부터 제 1 컨테이너 내로 정제되지 않은, 또는 지역의 물을 공급하는 제 2 입력 도관이 사용될 수 있다.
공정(500)은 도면부호 504에서 센서를 사용하여 제 1 컨테이너 내의 물의 특성을 측정하는 단계를 추가로 포함한다. 주어진 물의 특성을 측정하기 위해 다양한 도구, 센서, 미터 또는 메커니즘("센서")을 사용할 수 있다. 몇몇 예는 본원에 보다 상세히 기술된 바와 같이 TDS 미터, pH 미터, 유체 레벨 센서, 화학적 특정 미터 및 센서(예: 염소), 압력 센서 및 온도 센서를 포함한다.
공정(500)은 도면부호 506에서 센서에 의해 측정된 측정치들에 기초하여, 제어기를 통해 미리 결정된 양의 미네랄 조성물을 처리 전달 시스템을 통해 제 1 컨테이너 내로 전달하여 처리수를 생성하는 단계를 추가로 포함한다. 미네랄 조성물을 전달하기 위한 다수의 적합한 메커니즘(506)이 존재한다. 다양한 실시예에서, 처리 전달 시스템을 통해 미네랄 조성물을 전달하는 단계(506)는 피스톤 전달 메커니즘, 오거 전달 메커니즘 및 드롭-인 전달 메커니즘 중 적어도 하나에 의해 달성될 수 있다.
다른 실시예에서, 처리 전달 시스템을 통해 미네랄 조성물을 전달하는 단계(506)는 미네랄 조성물을 제 1 컨테이너 내로 전달하기 전에 미리 결정된 양의 미네랄 조성물을 스케일로 칭량함으로써 달성될 수 있다.
제어기는 기구 및 센서로부터의 입력을 판독하고, 다음 미리 결정된 양의 미네랄 조성물을 컨테이너 내로 전달하도록 미네랄 조성물의 전달 메커니즘을 지시한다. 미네랄 조성물의 전체 조성 및 비율은 물의 정제되거나 또는 지역수인지의 여부를 포함하여 물의 상태 및 물리적 특성에 기초하여 변할 것이다. 일 실시예에서, 미네랄 조성물은 본원에 보다 완전하게 제시된 바와 같이 나트륨, 염화물, 중탄산 칼륨, 마그네슘, 칼슘 또는 이들의 조합을 포함한다. 또한, 미네랄 조성물의 조성 및 비율은 본원에 이전에 개시된 바와 같은 특정 프로파일을 충족시키도록 프로그램될 수 있다.
선택적으로, 전달된 미네랄 조성물을 물과 적절히 혼합하기 위해 혼합물을 교반할 필요가 있을 수 있다. 일 예에서, 혼합물이 응집 또는 흐릿함의 징후없이 미네랄이 물에 분산될 때까지 교반이 수행된다.
또한, 공정(500)은 도면부호 508에서 제 1 컨테이너 내로 전달된 미네랄 조성물의 양을 검증하는 단계를 포함한다. 예시적인 구현은 도면부호 508에서, TDS 센서(또는 센서), 및 선택적으로 하나 이상의 수위 센서를 사용하여 제 1 컨테이너 내로 전달되는 미네랄 조성물의 양을 검증한다. 제 1 컨테이너로 전달되는 미네랄 조성물의 양이 정확한 경우(즉, 물 대 미네랄 조성물의 농도 또는 비율을 충족시키는 경우), 처리된 음용수는 분배될 준비가 된 것이다(도면부호 510 참조).
그러나, 제 1 컨테이너로 전달되는 미네랄 조성물의 양이 정확하지 않은 경우, 공정(500)은 미네랄 조성물의 양이 미리 결정된 양을 초과하는지(즉, 제 1 조치) 또는 사전 결정된 양의 미만인지에 기초하여 다양한 동작(즉, 제 2 조치)을 수행한다.
예를 들어, 미네랄 조성물의 양이 미리 결정된 양 미만이면, 공정(500)은 처리 전달 시스템을 통해 추가 미네랄 조성물을 제 1 컨테이너 내로 추가하도록 제어기에 지시할 수 있다. 공정(500)은 제 1 컨테이너로 전달된 미네랄 조성물의 양이 정확할 때까지 도면부호 506에서의 미네랄 조성물의 전달 및 도면부호 508에서의 미네랄 조성물의 검증을 반복할 수 있다.
미네랄 조성물의 양이 미리 결정된 양을 초과하는 경우, 미네랄 조성물이 미리 결정된 양을 충족시키도록 기존의 물 공급을 희석시킬 수 있다. 그러한 경우에, 물은(예: 입력 도관에 의해) 도면부호 512에서 공급되고, 도면부호 508에서 검증되고 도면부호 510에서 분배될 수 있다.
미네랄 조성물의 양이 미리 결정된 양을 초과하고 희석이 불가능한 경우(예: 희석을 위해 물을 추가하기 위해 제 1 컨테이너 내에 충분한 용적이 아님), 시스템(500)은 배출구를 통해 제 1 컨테이너로부터 미리 결정된 양의 처리수를 배출하도록 제어기에게 지시할 수 있다. 미네랄 조성물이 미리 결정된 양을 초과하는 정도에 따라, 제 1 컨테이너 전체가 배출될 필요가 있을 수 있다(도면부호 514 참조). 그러한 경우에, 공정(500)은 효과적으로 리셋하고 다시 시작한다. 대안적으로, 제 1 컨테이너를 부분적으로 배출하고(도면부호 516), 제 1 컨테이너 내로 물을 공급하고(도면부호 518), 제 1 컨테이너 내의 미네랄 조성물의 양을 검증할 수 있다(도면부호 508).
공정(500)은 또한 도면부호 510에서 물을 목적지로 분배하는 단계를 포함한다. 처리수를 제 1 컨테이너로부터 목적지로 분배하는 출력 도관을 사용하여 물을 분배할 수 있다. 이러한 일 실시예에서, 물을 분배하기 위해 기계식 펌프가 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 제 2 컨테이너가 도입된다. 처리수는 전달 도관에 의해 제 1 컨테이너로부터 제 2 컨테이너로 전달된다. 제 2 컨테이너는 시스템이 보다 많은 사용 용적을 처리할 수 있도록 처리수의 저장 부로서 기능할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전달 도관은 기계식 펌프를 사용하여 물을 제 1 컨테이너로부터 제 2 컨테이너로 전달할 수 있다.
또한, 이 실시예에서, 전달 도관은 물이 제 1 컨테이너로부터 제 2 컨테이너로 이동함에 따라 잔류 미립자를 포획하기 위해 필터 구성요소를 사용한다. 여과 방법 및 센서는 본원에서 보다 상세하게 설명된다.
전달 메커니즘
도 6a 내지 도 6d는 본원에 개시된 다양한 시스템 및 공정에 사용되는 처리 전달 시스템과 함께 사용될 수 있는 실시예를 간략하게 도시한다. 각 도면은 명확성을 위해 간략화되었으므로(즉, 제어기가 표시되지 않고 시스템 100 참조 번호만 사용됨) 결코 제한되지 않는다. 도 6a 내지 도 6d는 적용 가능한 경우 본원에 포함된 개시된 내용 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
도 6a는 처리 분배 시스템(122)이 오거를 이용하여 미네랄 조성물(108)을 혼합 및 전달하는 처리 전달 시스템(106)의 실시예를 도시한다. 본원에 개시된 바와 같이, 그 조성물에 따른 미네랄 조성물(108)은 응집될 수 있다. 따라서, 오거는 이러한 응집을 완화시키는 효과적인 해결책일 수 있다. 나머지 참조 번호는 상황에 따라 표시된다.
도 6b는 처리 분배 시스템(122)이 미네랄 조성물(108)을 전달하는 드롭-인 시스템을 이용하는 처리 전달 시스템(106)의 실시예를 도시한다. 드롭-인 시스템은 타이머에 의해 설정되거나, 제어기에 의해 제어되거나, 또는 수동으로 작동될 수 있다. 드롭-인 시스템은 다양한 구성을 수용하도록 회전할 수 있는 하나 이상의 저장 섹션(120)을 가질 수 있다. 또한, 드롭-인 시스템은 적절한 양의 미네랄 조성물(108)이 드롭 인하기 전에 정확한지를 보장하기 위해 스케일을 이용할 수 있다. 나머지 참조 번호는 문맥 상으로 표시되어 있다.
도 6c는 처리 분배 시스템(122)이 미네랄 조성물(108)을 전달하는 피스톤 시스템을 이용하는 처리 전달 시스템(106)의 실시예를 도시한다. 나머지 참조 번호는 문맥 상으로 표시되어 있다.
도 6d는 미네랄 조성물(108)을 전달하기 위한 처리 분배 시스템(122)을 갖지 않는 처리 전달 시스템(106)의 실시예를 도시한다. 대신에, 처리 전달 시스템(106)은 수동 로딩 시스템이다. 시스템의 사용자는 단순히 미네랄 조성물(108)을 처리 전달 시스템(106)에 (예: 위에서부터) 직접 로딩하고 제 1 컨테이너(102)로 흐른다. 이러한 실시예는 처리 분배 시스템(122)이 고장난 경우에 사용될 수 있거나 또는 상기 실시예는 저가형 모델에 사용되어 비용을 절약할 수 있다. 나머지 참조 번호는 상황에 따라 표시된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 단수의 표현은 문맥 상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 사용될 때 "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는 언급된 특징, 정수, 단계, 연산, 요소 및/또는 구성요소의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 연산, 요소, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지는 않는다는 것이 이해될 것이다.
이하의 청구항에서의 모든 수단 또는 단계와 기능 요소의 대응하는 구조, 재료, 작용 및 등가물은 구체적으로 청구된 다른 청구된 요소와 조합하여 기능을 수행하기 위한 임의의 구조, 재료 또는 작용을 포함하도록 의도된다. 본 발명의 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제시되었지만, 개시된 형태에서 개시에 대해 배타적이거나 제한하려는 것은 아니다. 본 발명의 범위 및 사상을 벗어남이 없이 많은 수정 및 변형이 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명의 양태는 본 발명의 원리 및 실제 적용을 가장 잘 설명하고, 당업자가 고려된 특정 용도에 적합한 다양한 변형을 갖는 다양한 실시예에 대한 개시를 이해할 수 있도록 하기 위해 선택되고 기술되었다.
Claims (20)
- 음용수를 처리 및 분배하기 위한 시스템으로서,
제 1 컨테이너;
상기 제 1 컨테이너 내로 물을 공급하는 입력 도관;
상기 제 1 컨테이너 내의 물의 특성을 측정하는 센서;
미네랄 조성물을 상기 제 1 컨테이너 내로 전달하는 처리 전달 시스템;
상기 센서에 의해 측정된 물의 특성에 기초하여 상기 미네랄 조성물을 상기 제 1 컨테이너 내로 선택적으로 전달하도록 상기 처리 전달 시스템을 제어하여, 상기 미네랄 조성물이 물과 혼합되고 물에 용해되어 프로그램된 미네랄 프로파일을 갖는 처리수를 생성하도록 하는 제어기; 및
상기 처리수를 목적지로 분배하는 출력 도관을 포함하는, 음용수를 처리 및 분배하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
저장 컨테이너를 형성하는 제 2 컨테이너; 및
상기 처리수를 상기 제 1 컨테이너로부터 상기 제 2 컨테이너로 전달하는 전달 도관을 추가로 포함하고,
상기 출력 도관은 상기 처리수를 상기 제 2 컨테이너로부터 목적지로 분배하기 위해 상기 제 2 컨테이너에 결합되는, 음용수를 처리 및 분배하기 위한 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 컨테이너로부터 상기 제 2 컨테이너로 전달되는 처리수를 여과하는 상기 전달 도관에 배치된 필터를 추가로 포함하는, 음용수를 처리 및 분배하기 위한 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 컨테이너 내에 배치된 수위 센서 및 총 용존 고형물(TDS) 미터를 추가로 포함하고, 상기 수위 센서 및 상기 총 용존 고형물(TDS) 미터 각각은 센서 데이터를 생성하고,
상기 제어기는 상기 제 2 컨테이너로부터의 센서 데이터에 기초하여 상기 제 1 컨테이너 내로 공급된 물과 상기 미네랄 조성물의 혼합을 제어하기 위해 적어도 하나의 알고리즘을 실행하는, 음용수를 처리 및 분배하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 수처리 전달 시스템은 상기 미네랄 조성물을 저장하는 저장 장치를 추가로 포함하는, 음용수를 처리 및 분배하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 수처리 전달 시스템은 피스톤 전달 메커니즘, 오거 전달 메커니즘(auger delivery mechanism) 및 드롭-인 전달 메커니즘(drop-in delivery mechanism) 중 적어도 하나를 포함하는, 음용수를 처리 및 분배하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 수처리 전달 시스템은 상기 미네랄 조성물이 상기 제 1 컨테이너 내로 전달되기 전에 상기 미네랄 조성물의 양을 검증하는 스케일(scale)을 추가로 포함하는, 음용수를 처리 및 분배하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 입력 도관은 정제수를 공급하는 제 1 입력 도관을 포함하고;
비정제수를 상기 제 1 컨테이너 내로 공급하는 제 2 입력 도관을 추가로 포함하는, 음용수를 처리 및 분배하기 위한 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 입력 도관 및 상기 제 2 입력 도관은 각각:
통과하는 물 흐름과 직렬인 총 용존 고형물(TDS) 미터; 및
통과하는 물의 유량을 측정하는 직렬 유량 밸브를 포함하는, 음용수를 처리 및 분배하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 센서는 총 용존 고형물(TDS) 미터를 포함하고, 상기 제어기는 상기 TDS 미터에 의해 측정된 물의 총 용존 고형물에 기초하여 상기 미네랄 조성물을 상기 제 1 컨테이너 내로 선택적으로 운반하도록 상기 처리 전달 시스템을 제어하는, 음용수를 처리 및 분배하기 위한 시스템. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 컨테이너 내로 배치된 수위 센서를 추가로 포함하고, 상기 제어기는 상기 제 1 컨테이너의 수위에 추가로 기초하여 상기 미네랄 조성물을 상기 제 1 컨테이너 내로 선택적으로 전달하도록 상기 처리 전달 시스템을 제어하는, 음용수를 처리 및 분배하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 시스템이 상기 제 1 컨테이너를 비울 수 있게 하는, 상기 제 1 컨테이너 내로 연결된 배출구를 추가로 포함하는, 음용수를 처리 및 분배하기 위한 시스템. - 음용수를 처리하여 목적지로 분배하는 공정으로서,
입력 도관으로부터 제 1 컨테이너 내로 물을 공급하는 단계;
센서를 사용하여 상기 제 1 컨테이너 내의 물의 특성을 측정하는 단계;
상기 센서에 의해 측정된 측정치들에 기초하여, 제어기를 통해 결정된 양의 미네랄 조성물을 처리 전달 시스템을 통해 상기 제 1 컨테이너 내로 전달하여 처리수를 생성하는 단계;
상기 제 1 컨테이너 내로 전달된 미네랄 조성물의 양을 검증하는 단계; 및
출력 도관을 사용하여 상기 처리수를 목적지에 분배하는 단계를 포함하는, 음용수를 처리하여 목적지로 분배하는 공정. - 제 13 항에 있어서,
상기 센서에 의해 측정된 상기 측정치들에 기초하여 제어기를 통해 미리 결정된 양의 미네랄 조성물을 전달하는 단계는 나트륨, 염화물, 중탄산 칼륨(potassium bicarbonate), 마그네슘 및 칼슘 중 적어도 하나를 포함하는 미네랄 조성물을 전달하는 단계를 포함하는, 음용수를 처리하여 목적지로 분배하는 공정. - 제 13 항에 있어서,
상기 처리수를 상기 제 1 컨테이너로부터 제 2 컨테이너로 전달 도관을 사용하여 전달하는 단계를 추가로 포함하는, 음용수를 처리하여 목적지로 분배하는 공정. - 제 13 항에 있어서,
상기 제 1 컨테이너 내로 전달되는 미네랄 조성물의 양을 검증하는 단계는:
상기 제 1 컨테이너 내로 전달되는 미네랄 조성물의 양이 상기 미리 결정된 양을 초과하면, 제 1 조치를 수행하는 단계; 및
상기 제 1 컨테이너 내로 전달되는 미네랄 조성물의 양이 상기 미리 결정된 양 미만이면, 제 2 조치를 수행하는 단계를 포함하고,
상기 제 1 조치는 배출구를 통해 상기 제 1 컨테이너로부터 미리 결정된 양의 처리수를 배출하는 것을 포함하고,
상기 제 2 조치는 추가의 미네랄 조성물을 상기 제 1 컨테이너 내에 추가하는 것을 포함하는, 음용수를 처리하여 목적지로 분배하는 공정. - 제 16 항에 있어서,
배출구를 통해 상기 제 1 컨테이너로부터 미리 결정된 양의 처리수를 배출하는 상기 제 1 조치는 미리 결정된 양의 물을 상기 제 1 컨테이너 내로 공급하는 것을 추가로 포함하는, 음용수를 처리하여 목적지로 분배하는 공정. - 제 13 항에 있어서,
상기 센서에 의해 측정된 상기 측정치들에 기초하여 제어기를 통해 미리 결정된 양의 미네랄 조성물을 처리 전달 시스템을 통해 상기 제 1 컨테이너 내로 전달하여 처리수를 생성하는 단계는:
피스톤 전달 메커니즘, 오거 전달 메커니즘 및 드롭-인 전달 메커니즘 중 적어도 하나에 의해 상기 미네랄 조성물을 처리 전달 시스템을 통해 전달하는 단계를 포함하는, 음용수를 처리하여 목적지로 분배하는 공정. - 제 13 항에 있어서,
상기 센서에 의해 측정된 상기 측정치들에 기초하여 제어기를 통해 미리 결정된 양의 미네랄 조성물을 처리 전달 시스템을 통해 상기 제 1 컨테이너 내로 전달하여 처리수를 생성하는 단계는:
상기 미네랄 조성물을 상기 제 1 컨테이너 내로 전달하기 전에 상기 미리 결정된 양의 미네랄 조성물을 스케일로 무게칭량함으로써 처리 전달 시스템을 통해 상기 미네랄 조성물을 전달하는 단계를 포함하는, 음용수를 처리하여 목적지로 분배하는 공정. - 음용수를 처리하여 목적지로 분배하기 위한 시스템에 있어서,
정제수를 수용하는 정제수 도관으로서, 정제수 차단 밸브, 수질을 평가하는 정제수 총 용존 고형물(TDS) 센서 및 정제수 유량 센서를 포함하는, 상기 정제수 도관;
지역수를 수용하는 지역수 도관으로서, 지역수 도관 차단 밸브, 바이패스 도관, 바이패스 차단 밸브, 수질을 평가하는 지역수 TDS 센서, 및 지역수 유량 센서를 포함하는, 상기 지역수 도관;
상기 지역수 도관 및 상기 정제수 도관에 결합된 혼합 탱크로서, 혼합 탱크 TDS 센서, 혼합 탱크 차단 밸브, 혼합 탱크 압력 센서, 혼합 탱크 pH 센서, 혼합 탱크 충전 센서, 및 혼합 탱크 오버플로 센서 및 혼합 탱크 배출구를 포함하는, 상기 혼합 탱크;
상기 혼합 탱크 TDS 및 pH 센서들에 의해 측정된 측정치들에 기초하여 미네랄 조성물을 상기 혼합 탱크에 전달하기 위해 상기 혼합 탱크에 결합된 구성요소 하우징으로서, 저장실, 상기 저장실에 결합된 재충전 카트리지, 상기 미네랄 조성물을 전달하는 분배 메커니즘, 및 구성요소 하우징 차단 밸브를 포함하는, 상기 구성요소 하우징;
상기 혼합 탱크에 결합된 숍 탱크(shop tank)로서, 숍 탱크 TDS 센서, 숍 탱크 차단 밸브, 숍 탱크 압력 센서, 숍 탱크 pH 센서, 숍 탱크 충전 센서, 숍 탱크 오버플로 센서 및 숍 탱크 배출구를 포함하는, 상기 숍 탱크;
상기 혼합 탱크와 상기 숍 탱크 사이에 결합된 전달 도관으로서, 전달 도관 차단 밸브, 전달 펌프 및 필터 구성요소를 포함하는, 상기 전달 도관; 및
상기 숍 탱크 및 목적지에 결합되고, 펌프를 이용하여 상기 숍 탱크로부터 목적지로 물을 흘리는 출력 도관을 포함하는, 음용수를 목적지로 처리 및 분배하기 위한 시스템.
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