KR102373004B1 - 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기 - Google Patents

음료추출 기능이 있는 얼음 정수기 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기는 원수를 공급받아 여과하는 필터부; 상기 필터부에서 여과된 정수를 가열 및 가압하고 음료용 분말로부터 음료를 생성하는 음료 추출유닛을 구비하는 음료 공급부; 상기 필터부에서 여과된 정수를 원수의 압력에 의해 정수 추출부로 공급하는 직수식 정수 공급부; 및 상기 필터부에서 여과된 정수를 냉각하여 얼음을 생성하고 저장하는 얼음 공급부;를 포함할 수 있다.

Description

음료추출 기능이 있는 얼음 정수기{Water purifier having ice-maker and capable of offering beverage}
본 발명은 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분말상의 커피, 코코아, 차 등으로부터 음료를 우려내어 공급할 수 있는 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기에 관한 것이다.
일상 및 사회 생활이 진보 발전하여 전문화되면서 생활에서 간단하고 효율적으로 사용 및 활용할 수 있는 장치들이 무수히 개발되고 있으며, 커피 메이커 등과 같은 커피 추출장치는 생활에서 간단하고 효율적으로 사용할 수 있도록 된 장치 중의 하나이다.
이러한 커피 추출장치는 커피를 비롯하여 홍차 및 코코아 등의 분말이 수용된 캡슐로부터 액상의 음료를 제조하는 장치로서, 고온 고압의 물(스팀)을 캡슐 추출유닛(커피 추출유닛)에 장전된 캡슐에 공급하여 액상의 음료를 추출하게 된다.
최근에는 정수기에 커피 추출장치를 설치하여 사용자가 정수뿐만 아니라 커피와 같은 음료를 취수할 수 있도록 하는 일명, 커피 정수기가 개발되고 있다.
종래의 커피 정수기는 정수기에 설치되는 온수탱크에 수용된 온수를 커피 추출유닛에 공급하여 커피를 제공하고 있다.
커피 추출유닛에서 추출되는 커피의 맛과 향을 결정하는 중요한 요소는 일정한 압력(예를 들어, 7 ~ 10Bar)과 적당한 온도(예를 들어, 90~95℃)이지만, 종래의 커피 정수기는 온수탱크에 수용된 온수를 공급하므로 커피 추출유닛에 공급되는 물의 온도가 온수탱크에 수용된 온수의 온도에 의해 좌우되므로 그 맛과 향이 일정치 않고 최상의 품질을 보장할 수 없다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 커피 정수기는 대용량의 저장탱크가 구비되어 소형화에 한계가 있을 뿐만 아니라 냉수탱크 및 온수탱크의 온도유지에 많은 전력이 소모되는 문제가 있다.
한편, 캡슐을 이용하는 종래의 커피 정수기는 캡슐에 수용된 커피분말에 고압의 물(스팀)을 공급하는 경우 분말이 높은 압력으로 압축되는 블럭화 현상이 발생하여 커피 추출이 불가능한 경우가 발생하는 경우가 있다. 즉, 커피캡슐에 수용된 커피분말이 추출시의 높은 압력에서 블럭화되어 추출경로를 차단하는 경우가 발생하게 되고, 이러한 블럭화가 발생하는 경우에는 고압펌프가 작동됨에도 불구하고 커피 추출이 이루어지지 않게 된다. 이러한 블럭화 상황에서는 고압펌프에 무리한 부하가 가해져 고압펌프의 고장이 발생할 수 있을 뿐만 아니라, 추출이 안 되는 커피캡슐(캡슐커피)을 버려야 하는 문제점이 있다.
또한, 커피 추출유닛에서 추출되는 커피는 상대적으로 고온(예를 들어, 90~95℃)이므로, 다양한 온도(예를 들어, 차가운 커피 또는 뜨거운 커피)로 커피를 음용하기 어려운 문제점이 있다.
대한민국 공개실용신안공보 제2013-0005025호(2013.08.22. 공개)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 원수압에 의해 정수의 추출이 가능하여 소형화 및 전력 효율면에서 우수한 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 일 측면으로서, 커피 등의 음료 공급을 위한 유로가 정수 공급유로와 분리되어 커피 등의 음료의 맛과 향을 최적화할 수 있는 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 일 측면으로서, 커피 등의 음료 추출량을 정확히 측정할 수 있는 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 일 측면으로서, 고압에서도 안정적인 히터 구동이 가능한 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 일 측면으로서, 커피캡슐 등의 음료용 캡슐 내부에 수용된 음료 분말에 블럭화 현상이 발생하는 경우에도 안정적으로 음료 추출이 가능한, 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 일 측면으로서, 순간 가열유닛에서 발생한 스팀을 안정적으로 배출할 수 있는 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 일 측면으로서, 다양한 온도의 음료를 제공할 수 있도록 음료의 공급과 얼음의 공급이 동시에 이루어질 수 있는 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기는 원수를 공급받아 여과하는 필터부; 상기 필터부에서 여과된 정수를 가열 및 가압하고 음료용 분말로부터 음료를 생성하는 음료 추출유닛을 구비하는 음료 공급부; 상기 필터부에서 여과된 정수를 원수의 압력에 의해 정수 추출부로 공급하는 직수식 정수 공급부; 및 상기 필터부에서 여과된 정수를 냉각하여 얼음을 생성하고 저장하는 얼음 공급부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기의 상기 직수식 정수 공급부는 상기 필터부에서 여과된 정수를 상온으로 공급하는 상온수 공급부 및 상기 필터부에서 여과된 정수를 가열하여 공급하는 온수 공급부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기는 상기 필터부에서 여과된 정수를 냉각하여 상기 정수 추출부로 공급하는 냉수 공급부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기는 상기 필터부에서 여과된 정수의 유량을 측정하는 제1 유량센서;를 더 포함하며, 상기 음료 공급부를 구성하는 유로와, 상기 직수식 정수 공급부 및 상기 냉수 공급부를 구성하는 유로는 상기 제1 유량센서의 후단에 연결된 제1 분기부에 의해 분기될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기의 상기 상온수 공급부를 구성하는 유로와, 상기 온수 공급부 및 상기 냉수 공급부를 구성하는 유로는 상기 제1 분기부와 연결된 제2 분기부에 의해 분기될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기의 상기 상온수 공급부는 상기 제2 분기부와 연결된 상온수 공급유로, 상기 상온수 공급유로를 개폐하는 상온수 추출밸브 및 상기 상온수 추출밸브와 상기 정수 추출부를 연결하는 상온수 추출유로를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기의 상기 온수 공급부를 구성하는 유로와 상기 냉수 공급부를 구성하는 유로는 상기 제2 분기부와 연결된 제3 분기부에 의해 분기될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기의 상기 온수 공급부는 상기 제3 분기부를 통해 유입된 정수를 순간 가열하여 배출하는 순간 가열유닛 및 상기 순간 가열유닛에 공급되는 정수의 유량을 조절하는 유량조절밸브를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기의 상기 온수 공급부는 상기 순간 가열유닛의 압력이 설정압력 이상이 될 때 스팀 배출을 위하여 개방되는 체크밸브를 구비하며, 상기 체크밸브는 상기 스팀이 배출되는 스팀 배출관과 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기의 상기 냉수 공급부는 상기 제3 분기부를 통해 유입된 정수를 수용하는 냉수탱크 및 상기 냉수탱크에 수용된 정수를 냉각하는 냉각유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기의 상기 냉수 공급부는 상기 냉수탱크에 수용된 정수를 순환시키는 냉수 순환유닛을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기의 상기 제3 분기부를 통해 유입된 정수는 제4 분기부에 의해 냉수공급유로 및 얼음공급유로로 분기될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기의 상기 음료 공급부는, 상기 필터부에서 여과된 정수를 가압하여 공급하는 펌프와, 상기 펌프로부터 공급되는 정수를 가열하여 상기 음료 추출유닛에 공급하는 히터와, 상기 음료 추출유닛에 공급되는 정수의 유량을 측정하는 유량센서를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기의 상기 히터는 발열체와 물이 유동하는 유동관이 열전도체 내에 함께 구비되며 발열체로부터 유동관으로 열이 전달되어 유동관을 유동하는 물이 가열되도록 구성된 다이캐스팅 히터일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기는 상기 음료 공급부의 구동을 제어하는 제어부;를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 유량센서에서 감지되는 유량에 기초하여 상기 펌프의 구동을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기는 상기 음료 공급부, 상기 직수식 정수 공급부, 상기 냉수 공급부 및 상기 얼음 공급부의 구동을 제어하는 제어부;를 더 포함하며, 상기 음료 공급부의 구동과 상기 얼음 공급부의 구동은 독립적으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기는 상기 음료 공급부에서 상기 음료가 생성되는 동안 상기 얼음 공급부에 저장된 상기 얼음이 추출 가능하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기는 상기 음료 공급부, 상기 직수식 정수 공급부, 상기 냉수 공급부 및 상기 얼음 공급부의 구동을 제어하는 제어부;를 더 포함하며, 상기 음료 공급부의 구동과 상기 냉수 공급부의 구동은 독립적으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기는 상기 음료 공급부에서 상기 음료가 생성되는 동안 상기 냉수 공급부를 통해 냉수의 공급이 가능하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기는 상기 음료 공급부, 상기 직수식 정수 공급부, 상기 냉수 공급부 및 상기 얼음 공급부의 구동을 제어하는 제어부;를 더 포함하며, 상기 음료 공급부의 구동과 상기 직수식 정수 공급부의 구동은 독립적으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기는 상기 음료 공급부에서 상기 음료가 생성되는 동안 상기 정수 공급부를 통해 정수의 공급이 가능하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기는 상기 음료 공급부에서 상기 음료가 생성되는 동안 상기 온수 공급부의 구동이 제한될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 원수압에 의해 정수의 추출이 가능하여 대용량의 탱크가 필요치 않으므로 정수기의 소형화가 가능하고 탱크 내에 수용된 물의 온도를 일정하게 유지하기 위한 전력 소모를 줄일 수 있다는 효과를 얻을 수 있다. 특히, 정수탱크나 온수탱크를 구비하지 않음으로써 탱크 내에 수용된 물에 세균이 증식함으로써 오염되는 현상을 최소화하여 위생적인 효과도 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 커피 등의 음료 공급을 위한 음료 공급유로가 정수 공급유로와 분리되어 구성됨으로써 음료 추출유닛에 공급되는 물의 온도와 압력을 최적화할 수 있어 커피 등의 음료의 맛과 향이 뛰어나다는 효과가 있게 된다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 저유량(예를 들어, 0.1 ~ 0.6 LPM)의 측정이 가능한 제2 유량센서를 음료 공급부에 설치함으로써 음료의 추출량을 정확히 측정할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 고압용 히터 또는 다이캐스팅 히터를 사용함으로써 음료 추출유닛에 고압이 인가되어도 안정적인 히터 구동이 가능하다는 효과가 있게 된다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 커피캡슐 등의 음료용 캡슐에 공급되는 물(스팀)의 압력을 변화시킴으로써 음료용 캡슐 내부에 수용된 음료 분말에 블럭화 현상이 발생하는 경우에도 안정적인 음료 추출이 가능하다는 효과를 얻을 수 있다. 특히, 펌프에 인가되는 전압을 변화시킴으로써 음료용 캡슐에 공급되는 물(스팀)의 압력을 변화시킬 수 있고, 이에 따라 음료 분말에 블럭화 현상이 발생한 경우라도 음료의 추출이 가능하게 된다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면 유량센서를 통한 유량감지를 통해 음료용 캡슐에서 블럭화 현상이 발생하였는지 여부를 판단하고, 이러한 블럭화 현상을 해소할 수 있게 된다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 의하면 펌프의 구동을 정지한 후 펌프를 재구동함으로써 블럭화 현상을 해소하거나 블럭화 현상이 발생하지 않은 영역으로 유로가 형성되도록 하여 안정적인 음료 추출이 가능하다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 순간 가열유닛에서 발생한 스팀을 안정적으로 정수기 외부로 배출함으로써 정수기 내부 부품에 부식이 발생하거나 누전이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 음료가 추출되는 동안 얼음을 공급할 수 있도록 구성함으로써 다양한 온도의 음료를 사용자에게 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 음료 추출이 가능한 얼음 정수기의 개략도이고,
도 2는 도 1에 도시된 얼음 정수기의 온수, 냉수, 정수 추출시의 물의 흐름을 도시한 개략도이고,
도 3은 도 1에 도시된 얼음 정수기의 커피(음료) 추출시의 물의 흐름을 도시한 개략도이고,
도 4는 도 1에 도시된 얼음 정수기의 커피(음료) 추출시의 물의 흐름과 얼음이 공급되는 것을 도시한 개략도이고,
도 5는 도 1에 도시된 얼음 정수기의 커피(음료) 추출시의 물의 흐름과 냉수 및 정수 추출시의 물의 흐름을 도시한 개략도이고,
도 6은 본 발명에 의한 음료 추출 기능이 있는 얼음 정수기에서 음료 추출유닛의 일 실시예를 도시한 개략도이고,
도 7 및 도 8은 본 발명에 의한 음료 추출이 가능한 얼음 정수기에서 펌프에 인가되는 전압의 변화를 여러 가지 실시예를 도시한 그래프이고,
도 9는 본 발명에 의한 음료 추출 기능이 있는 얼음 정수기에서 음료 추출 과정에서 잔수를 배출하는 모습을 도시한 개략도이다.
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. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명에 의한 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기는 얼음의 추출을 비롯하여 커피, 홍차 및 코코아 등의 다양한 음료의 추출이 가능한 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 커피, 홍차 및 코코아 등의 다양한 음료용 분말이 수용된 각종 캡슐로부터 액상의 음료를 추출할 수 있는 기능을 가질 수 있다. 이하, 특허청구범위를 포함한 본 명세서에서는 커피분말로부터 액상의 커피를 추출하거나, 커피캡슐로부터 액상의 커피를 추출하는 경우를 예로 들어 설명하지만, 본 발명에 의한 정수기에 사용되는 음료의 종류는 커피로 제한되는 것은 아니며, 분말로부터 음료 추출이 가능한 다양한 종류의 음료에 적용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기에 대해 살펴본다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기(100)는, 원수를 공급받아 여과하는 필터부(120)와, 상기 필터부(120)에서 여과된 정수를 가열 및 가압하여 음료를 생성하는 음료 공급부(150)와, 상기 필터부(120)에서 여과된 정수를 정수 추출부(191)로 공급하는 정수 공급부(WP)를 포함하여 구성된다.
상기 필터부(120)는 원수를 순차적으로 여과하여 정화시키기 위한 것으로, 세디먼트 필터, 프리 카본필터, 역삼투막 필터나 중공사막 필터, 포스트카본필터를 포함할 수 있다. 다만, 필터의 종류, 개수 및 순서는 정수기에 요구되는 여과성능에 따라 변경될 수 있다. 또한, 상기 필터부(120)를 구성하는 필터들은 독립적인 카트리지 형태로 이루어지는 것에 특별히 한정되지 않고, 도 1에 도시된 바와 같이 복합필터로 이루어지는 제1 필터(121)와 제2 필터(122)로 구성될 수도 있다.
따라서, 원수 유입유로(L1)를 통해 유입되는 원수가 필터부 유로(L2)에 설치된 필터부(120)를 거치면서 여과된다.
한편, 상기 원수 유입유로(L1)에는 유입되는 원수의 압력을 일정 수준 이하로 감압하는 감압밸브(111)와 평상시 개방된 상태를 유지하는 상시 오픈 솔레노이드(NOS) 밸브(112)가 구비될 수 있다.
이와 같이, 상기 필터부(120)에서 여과된 정수는 제1 유량센서(113)를 거쳐 제1 분기부(R1)에서 분기되어 정수 공급부(WP)에 구비되는 유로(L3, L4, L6) 또는 음료 공급부(150)에 구비되는 유로(L11)로 공급된다.
상기 제1 분기부(R1)는 상기 제1 유량센서(113)의 후단에 위치하게 된다.
이때, 제1 유량센서(113)는 정수 공급부(WP)에 공급되는 정수의 유량을 감지하며, 후술하는 제어부(170)는 제1 유량센서(113)에서 감지된 유량에 의해 상온수, 냉수, 온수 등의 정수 추출량의 제어를 수행하게 된다. 또한, 상기 제1 유량센서(113)에서 감지된 통수량을 기초로 상기 필터부(120)에 구비되는 필터의 교체시기를 판단하는 것도 가능하다.
상기 정수 공급부(WP)는 상기 필터부(120)에서 여과된 정수를 원수의 압력에 의해 정수 추출부(191)로 공급하는 직수식으로 구성될 수 있다. 이러한 직수식 정수 공급부(WP)의 경우에는 대용량의 탱크를 구비하지 않으므로 정수기의 소형화가 가능하고 탱크 내에 수용된 물의 온도를 일정하게 유지하기 위한 전력 소모를 줄일 수 있게 될 뿐만 아니라, 정수탱크나 온수탱크를 구비하지 않음으로써 탱크 내에 수용된 물에 세균이 증식함으로써 오염되는 현상을 최소화하여 위생적인 이점이 있게 된다.
구체적으로, 상기 정수 공급부(WP)는 상기 필터부(120)에서 여과된 정수를 상온으로 공급하는 상온수 공급부와, 상기 필터부(120)에서 여과된 정수를 가열하여 공급하는 온수 공급부와, 상기 필터부(120)에서 여과된 정수를 냉각하여 공급하는 냉수 공급부를 구비할 수 있으나, 이 중 일부만 구비되는 것도 가능하다.
이때, 상기 필터부(120)에서 여과된 정수는 제1 분기부(R1)에 의하여 상기 정수 공급부(WP) 및/또는 상기 음료 공급부(150)로 공급될 수 있다.
또한, 상기 정수 공급부(WP)로 공급된 정수는 제2 분기부(R2) 및 제3 분기부(R3)에 의하여 상온수 공급부, 온수 공급부 또는 냉수 공급부로 선택적으로 공급될 수 있다.
도 2의 상온수 추출시의 화살표를 참조하면, 상기 상온수 공급부는 제1 분기부(R1)에서 공급된 정수가 상기 제2 분기부(R2)를 거치면서 상온수 공급유로(L3), 상온수 추출밸브(114), 상온수 추출유로(LM)를 순차적으로 흐르도록 구성될 수 있으며, 상기 상온수 추출유로(LM)는 상기 정수 추출부(191)와 연결된다.
또한, 도 2의 온수추출시의 화살표를 참조하면, 상기 온수 공급부는 제1 분기부(R1)에서 공급된 정수가 상기 제2 분기부(R2) 및 제3 분기부(R3)를 거치면서 온수공급유로(L4)로 유입되도록 구성되며, 유량조절밸브(131), 순간 가열유닛(130), 온수 추출밸브(132)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 온수 추출밸브(132)의 개방에 의해 온수가 온수 추출유로(LH)를 통해 정수 추출부(191)로 배출되도록 구성된다.
한편, 상기 순간 가열유닛(130)은 온수 추출밸브(132)의 개방에 의해 유입된 정수가 순간 가열되어 배출되도록 구성된다. 즉, 상기 순간 가열유닛(130)은 종래의 온수탱크와는 달리 온수를 일정 온도로 수용하는 구성이 아니고 온수 추출이 이루어질 때에만 가동되므로 전력소모를 줄일 수 있게 된다. 이때, 상기 순간 가열유닛(130)에 장착된 온도센서(미도시)로부터 감지된 물의 온도와 제1 유량센서(113)에서 감지된 유량을 통하여 유량조절밸브(131)에서 물의 유량이 조절되고, 이에 따라 필요한 온도의 온수 추출이 가능하게 된다. 이러한 순간 가열유닛(130)은 루테녹스 히터가 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 순간 가열유닛(130)은 고압에서 견디기 어려운 구조를 가지므로 내부의 압력이 설정압력보다 높게 상승하는 경우 안전을 위하여 스팀 배출유로(L5)와 연결될 수 있다. 이러한 스팀 배출유로(L5)에는 외부 공기가 순간 가열유닛(130)의 내부로 유입되는 것을 방지함과 동시에 순간 가열유닛(130)의 압력이 설정압력 이상이 될 때 스팀 배출을 위해 개방되는 체크밸브(133)가 설치될 수 있다. 이때, 상기 체크밸브(133)는 스팀 배출관(134)과 연결되고, 상기 체크밸브(133)가 개방되면, 상기 스팀 배출유로(L5)로 배출되는 스팀은 상기 스팀 배출관(134)을 통해 외부로 배출되게 된다.
그리고, 도 2의 냉수추출시의 화살표를 참조하면, 상기 냉수 공급부는 제1 분기부(R1)에서 공급된 정수가 제2 분기부(R2) 및 제3 분기부(R3)를 거치면서 냉수 분기유로(L6)로 유입되도록 구성되고, 상기 냉수 분기유로(L6)로 유입된 정수는 제4 분기부(R4)를 거치면서 냉수공급유로(L7)로 유입되며, 상기 냉수공급유로(L7)는 냉수탱크(140)와 연결될 수 있다.
상기 제4 분기부(R4)의 일측에는 상기 냉수공급유로(L7)와 연결된 냉수 공급밸브(141)가 설치되어 상기 냉수 공급밸브(141)의 개방에 의하여 상기 냉수공급유로(L7)를 통해 상기 냉수탱크(140)로 정수가 공급된다.
이러한 냉수탱크(140)는 냉각유닛(미도시)에 의해 내부에 수용된 정수를 냉각하도록 구성되며, 상기 냉수탱크(140)의 내부에 수용된 정수를 순환시켜 효율적으로 열교환이 이루어지도록 함으로써 냉각시간을 단축시킬 수 있다.
이를 위하여, 상기 냉수탱크(140)에는 냉수 추출펌프(142), 유로전환밸브(143) 및 냉수 순환유로(L8)를 포함하는 냉수 순환유닛이 구비될 수 있다.
상기 유로전환밸브(143)는 상기 냉수 순환유로(L8) 및 냉수 추출유로(LC)와 각각 연결되며, 냉수 순환시와 냉수 추출시에 각각의 유로를 개방 및 밀폐하게 된다.
따라서, 냉수 순환시에 상기 냉수 추출펌프(142)의 작동에 의하여 상기 유로전환밸브(143)을 거쳐 상기 냉수 순환유로(L8)를 통해 냉수가 순환되게 된다.
냉수 추출시에는 상기 냉수탱크(140)에 수용된 냉수가 상기 냉수 추출펌프(142)의 작동에 의하여 상기 유로전환밸브(143)를 거쳐 상기 냉수 추출유로(LC)를 통해 상기 정수 추출부로 공급되어 사용자에게 제공된다. 또한, 상기 냉수탱크(140)에는 배수 유로(L9), 배수 밸브(144) 및 배수관(145)이 설치되어 청소 등을 위해 필요한 경우 냉수탱크(140)에 수용된 물을 배수하도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 냉수의 공급은 상기 냉수 추출펌프(142)의 작동에 의해 이루어지는 것으로 한정되지 않으며, 유입된 정수의 압력에 의해 내부에 수용된 냉수의 배출이 이루어지는 직수식으로 이루어지는 것도 가능하다. 이러한 직수식 냉수탱크는 상온의 정수가 유입되면 미리 냉각된 냉수가 배출되도록 구성된다.
이와 같이, 직수식 냉수탱크에 의해 냉각된 냉수는 냉수 추출유로(LC)를 통해 정수 추출부(191)로 공급되어 사용자에게 제공된다.
한편, 상기 냉수 분기유로(L6)로 유입된 정수는 얼음의 생성 및 추출을 위하여 제4 분기부(R4)를 거치면서 얼음공급유로(L10)로 유입될 수 있고, 상기 얼음공급유로(L10)는 얼음공급부(미도시)와 연결될 수 있다. 상기 얼음공급부(미도시)는 상기 냉수탱크(140)의 내부에 구비될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 냉수탱크(140)와는 별도로 구비되는 것도 가능하다.
상기 제4 분기부(R4)의 타측에는 상기 얼음공급유로(L10)와 연결된 얼음트레이 입수밸브(146)가 설치되어 상기 얼음트레이 입수밸브(146)의 개방에 의하여 상기 얼음공급유로(L10)를 통해 상기 얼음공급부(미도시)로 정수가 공급된다.
이러한 얼음공급부(미도시)에는 냉각유닛(미도시)이 구비되고 상기 냉각유닛(미도시)을 통해 내부에 수용된 정수를 냉각하여 얼음을 생성하게 된다. 상기 냉각유닛(미도시)은 냉수를 생성하는데 사용되는 상기 냉각유닛(미도시)과 동일한 구성일 수 있으나, 얼음의 생성을 위해 별개의 냉각유닛이 구비되는 것도 가능하다.
생성된 얼음은 상기 얼음공급부(미도시)에 구비된 얼음저장부(미도시)에 저장되며, 사용자의 요청이 있는 경우에 사용자에게 공급되게 된다.
다음으로, 음료 공급부(150)에 대해 살펴본다.
도 3을 참조하면, 필터부(120)에서 여과된 정수는 제1 분기부(R1)를 통해 음료 공급유로(L11)로 공급된다.
따라서, 상기 음료 공급부(150)는 상기 필터부(120)에서 여과되어 제1 분기부(R1)에서 분기된 정수를 가열 및 가압하여 음료를 생성하도록 구성된다.
이를 위하여, 상기 음료 공급부(150)는, 음료를 생성하는 음료 추출유닛(160)과, 상기 음료 추출유닛(160)에 정수를 가압하여 공급하는 펌프(153)와, 상기 음료 추출유닛(160)에 정수를 가열하여 공급하는 히터(154)와, 상기 음료 추출유닛(160)에 공급되는 정수의 유량을 측정하는 제2 유량센서(152)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 음료 공급부(150)는 음료 공급유로(L11)와 연결되고, 음료 추출시 ON 되는 피드밸브(151)를 포함할 수 있다.
상기 제2 유량센서(152)는 음료 추출유닛(160) 측으로 공급되는 물의 유량을 측정하게 된다. 이러한 제2 유량센서(152)는 음료 추출유닛(160)의 적은 추출량을 고려하여 저유량(일 예로서, 0.1 ~ 0.6 LPM)에서도 유량 측정이 가능하도록 구성될 수 있다. 즉, 전술한 제1 유량센서(113)는 고유량(예를 들어, 대략 0.4 ~ 2.0 LPM)의 측정만 가능하므로 음료 공급부(150)의 저유량을 측정할 수 없다. 따라서, 상기 제1 유량센서(113)와는 별도로 저유량의 감지가 가능한 제2 유량센서(152)를 설치함으로써 음료 공급부(150)에서 추출되는 음료의 양을 정확하게 측정할 수 있게 된다.
또한, 상기 펌프(153)는 상기 음료 추출유닛(160)에 고압(예를 들어, 7 ~ 10bar)으로 물을 공급하도록 고압펌프로 구성될 수 있다. 이러한 고압펌프의 구성은 공지되어 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
그리고, 상기 히터(154)는 상기 음료 추출유닛(160)에 고온(예를 들어, 90~95℃)의 물 또는 스팀을 공급하도록 유입된 물을 가열하도록 구성된다. 이러한 히터(154)는 전술한 펌프(153)에 의한 고압을 견딜 수 있도록 7 bar 이상의 압력(예를 들어, 7 ~ 10bar)에서 안정적으로 작동 가능한 고압용 펌프로 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 히터(154)의 일 예로서 다이캐스팅 히터가 사용될 수 있다.
상기 다이캐스팅 히터는 발열체와 물이 유동하는 유동관이 열전도체 내에 함께 구비되며 발열체로부터 유동관으로 열이 전달되어 유동관을 유동하는 물이 가열되도록 구성된다. 이때, 상기 열전도체는 알루미늄 등 열전도성이 높은 재질로 이루어지며, 발열체와 유동관을 감싸도록 구성된다. 이러한 다이캐스팅 히터는 다이캐스팅된 금속(열전도체) 내부에 유동관이 장착되므로 고압의 환경에서도 안정적으로 사용될 수 있다.
다만, 본 발명에 사용되는 히터(154)는 전술한 다이캐스팅 히터로 한정되는 것은 아니며, 고압(예를 들어, 7 ~ 10bar)의 환경에서 사용가능하다면 공지의 다양한 히터가 사용될 수 있다.
그리고, 상기 음료 추출유닛은 커피 분말 등과 같은 음료용 분말에 상기 펌프(153)와 히터(154)에 의한 고온 고압의 온수를 공급하여 액상의 음료를 추출하도록 구성된다.
이때, 상기 음료 추출유닛(160)은 음료용 분말로부터 직접 음료를 추출할 수도 있지만, 음료용 분말이 수용된 음료용 캡슐(165)을 이용하여 음료를 추출하도록 구성될 수도 있다.
도 6을 참조하면, 상기 음료 추출유닛(160)은 커피캡슐과 같은 음료용 캡슐(165)이 장착되는 캡슐 장착부(미도시)가 구비되며, 커피캡슐(165)에 고압의 물(또는 스팀)을 공급하여 액상의 커피를 추출하게 된다. 한편, 본 명세서에서는 편의상 음료 추출유닛(160)에 '물'이 공급되는 것으로 설명하지만, 히터(154)에서 가열된 물이 고압으로 공급될 때 스팀으로 변화하여 음료 추출유닛(160)에 공급될 수 있다. 따라서, 특허청구범위를 포함한 본 명세서에서 음료 추출유닛(160)에 공급되는 '물'은 스팀을 포함할 수 있으며, 스팀만으로 구성될 수도 있는 것으로 정의한다.
그리고, 커피캡슐(165)의 상측에는 커피캡슐(165)의 상측을 천공하는 상측 천공기구(161)가 구비되어 상기 펌프(153)로부터 가압된 물이 커피캡슐(165) 내부로 유입될 수 있도록 한다. 또한, 커피캡슐(165)의 하측에는 커피캡슐(165)의 하측을 천공하는 하측 천공기구(162)가 구비되어 커피캡슐(165) 내부의 커피분말(169) 등의 음료용 분말과 고압의 물이 접촉하여 액상의 커피가 천공된 부분을 통하여 사용자에게 공급될 수 있도록 한다.
또한, 상기 커피캡슐(165)은 도 6에 일 예로 도시된 바와 같이, 캡슐 몸체(166) 내부에 커피 분말(169)이 수용된 구조를 가지며, 상측과 하측에 각각 내부에 수용된 커피 분말(169)을 보호하기 위한 상부 덮개(167)와 하부 덮개(168)가 구비될 수 있다. 그러나, 본 발명에 사용되는 커피캡슐(165)은 도 6에 도시된 구조로 한정되는 것은 아니며 내부에 커피 분말(169)이 수용되는 공지의 캡슐이 사용될 수 있다.
그리고, 상기 음료 추출유닛(160)에서 생성된 커피 등의 음료는 음료 추출유로(LCF)를 통해 음료 추출부(192)를 통해 사용자에게 제공된다.
또한, 상기 음료 추출유닛(160)의 하부에는 음료 추출유닛(160)에서 발생한 잔수나 세척용수를 배출하는 배수구(156)가 구비되며, 상기 배수구(156)에서 낙하한 물은 물받이 부재(157)에 수용된다.
한편, 전술한 정수 추출부(191)와 음료 추출부(192)를 구비하는 추출부(190)는 도 1에 도시된 바와 같이 분리되어 구성될 수 있으나, 하나로 합쳐져서 구성되는 것도 가능하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기(100)는 음료 공급부(150)의 구동을 제어하는 제어부(170)를 포함할 수 있다.
상기 제어부(170)는 상기 제2 유량센서(152)에서 감지되는 유량에 기초하여 상기 펌프(153)의 구동을 제어하게 된다.
즉, 상기 제2 유량센서(152)에서 감지되는 유량이 설정유량보다 적은 경우 음료 추출유닛(160)에 공급되는 물의 유량이 극히 적거나 없는 상태를 의미하며, 이는 고압의 물에 의하여 커피캡슐(165) 내부에서 블럭화 현상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
따라서, 상기 제어부(170)는 상기 제2 유량센서(152)에서 감지되는 유량이 설정유량보다 적은 경우 블럭화 현상에 대응하기 위하여 펌프(153)의 구동을 제어하게 된다.
구체적으로, 상기 제어부(170)는 상기 제2 유량센서(152)에서 감지된 유량이 설정유량보다 적은 경우 펌프(153)를 정지하였다가 펌프(153)를 재구동시킬 수 있다.
즉, 펌프(153)의 구동을 일정시간 동안 정지하면 커피캡슐(165)에 가해지는 압력이 펌프(153)의 정지 전 압력보다 낮아지게 된다. 이 상태에서 펌프(153)를 재구동하게 되면 커피 분말(169)에 가해지는 압력에 변동이 발생하며, 이로 인해 분말의 압력분포나 배치상태를 변경시킬 수 있게 된다. 따라서, 펌프(153) 정지 후 재구동으로 인하여 블럭화 현상을 해소하거나 블럭화 현상이 발생하지 않은 영역으로 유로가 형성되도록 함으로써 안정적인 추출이 가능하게 된다.
이때, 상기 제어부(170)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 펌프(153)의 재구동시 전압인가 시간(t2a ~ t2c) 중 적어도 일부의 시간(t2a ~ t2b) 동안, 펌프(153)의 초기 구동시 펌프(153)에 인가되는 제1 전압(V1)보다 더 높은 제2 전압(V2)을 상기 펌프(153)에 인가할 수 있다.
즉, 도 7 및 도 8을 참조하면, 펌프(153)의 초기 구동시(t0 ~ t1) 펌프(153)에 인가되는 전압을 제1 전압(V1)이라 할 때, 일정시간(t1 ~ t2a) 펌프(153)의 정지 후 재구동시의 제2 전압(V2)을 제1 전압(V1)보다 크게 할 수 있다. 이와 같이, 제2 전압(V2)을 제1 전압(V1)보다 크게 하는 경우 제1 전압(V1)을 펌프(153)에 인가하는 경우보다 더 높은 압력이 커피캡슐(165)에 가해지므로 커피 분말(169)의 블럭화 현상을 해소하는 것이 보다 용이해진다.
또한, 상기 제어부(170)는 펌프(153)의 재구동시에 펌프(153)에 상기 제2 전압(V2)을 설정시간(t2a ~ t2b) 동안 인가한 후 상기 제2 전압(V2)보다 낮은 제3 전압(V3)을 나머지 시간(t2b ~ t2c) 동안 인가할 수 있다. 즉, 제1 전압(V1)보다 큰 제2 전압(V2)을 펌프(153)에 인가함으로써 블럭화 현상을 해소할 수 있으므로 제2 전압(V2)을 계속 유지할 필요가 없고, 설정시간(t2a ~ t2b) 이후에 제2 전압(V2)보다 낮은 제3 전압(V3)을 공급할 수 있다.
이때, 상기 제3 전압(V3)은 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제1 전압(V1)과 동일하도록 설정될 수도 있고, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제1 전압(V1)보다 높게 설정될 수도 있다.
한편, 이러한 펌프(153) 정지 후 재구동에도 불구하고 블럭화 현상이 해소되지 않는 경우가 발생할 수 있다. 즉, 펌프(153) 재구동 후에도 블럭화 현상이 해소되지 않는 경우 상기 제2 유량센서(152)에서 감지된 유량이 설정유량보다 적게 된다.
이와 같이, 펌프(153)의 재구동시 상기 제2 유량센서(152)에서 감지된 유량이 설정유량보다 적은 경우 상기 제어부(170)는 펌프(153)를 설정시간 동안 정지한 후 펌프(153)를 재구동할 수도 있다. 즉, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 일정시간(t2c ~ t3a) 경과 후 펌프(153)를 재구동할 수 있다. 이 경우에 있어서도, 펌프(153)에 제2 전압(V2)을 설정시간(t3a ~ t3b) 동안 인가한 후 나머지 시간(t3b ~ t3c) 동안 제2 전압(V2)보다 낮은 제3 전압(V3)을 인가할 수 있다.
한편, 펌프(153)의 재구동 이후에도 상기 제2 유량센서(152)에서 감지된 유량이 설정유량보다 계속하여 적은 경우, 펌프(153) 정지 후 재구동 과정을 계속하여 수행할 수도 있으나, 일정횟수(예를 들어, 3회) 이상 펌프(153)의 재구동에도 설정유량에 도달하지 못한 경우에는 사용자 대기 시간이 과도하게 길어지게 될 뿐만 아니라, 전술한 방법만으로는 커피 분말(169)의 블럭화 현상을 해소하기 어려울 수 있다.
따라서, 펌프(153)의 재구동 횟수가 설정횟수 이상인 경우, 상기 제어부(170)는 표시부(180)를 통해 커피의 추출기능에 이상이 있음을 사용자에게 알릴 수 있다. 이에 따라, 사용자는 추출이 안 되는 커피캡슐(165)을 음료 추출유닛(160)으로부터 제거하고 새로운 커피캡슐(165)을 음료 추출유닛(160)에 장착하는 등의 조치를 취할 수 있게 된다. 이때, 펌프(153)의 구동이 정지된 상태에서도 커피캡슐(165)에 잔압이 존재하여 사용자가 음료 추출유닛(160)을 개방할 때 물 튀김 등으로 인한 안전사고가 발생할 수 있으므로, 사용자에게 추출기능 이상을 알리는 경우 음료 추출유닛(160)과 연결된 유로 개방 등을 통하여 커피캡슐(165) 내부의 잔압을 제거하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제어부(170)는 상기 표시부(180)를 통해 상기 음료 추출유닛(160)의 세척 시기를 사용자에게 알릴 수 있다.
예를 들어, 상기 음료 추출유닛(160)이 마지막으로 사용된 시간을 기준으로 일정 시간이 경과하면 상기 제어부(170)는 상기 표시부(180)를 통해 세척 알림을 표시함으로써 사용자로 하여금 상기 음료 추출유닛(160)을 세척하도록 유도할 수 있다.
상기 표시부(180)에 세척 알림이 표시된 상태에서도 음료의 추출은 가능할 수 있으나, 이 경우에도 상기 표시부(180)의 세척 알림 표시는 사라지지 않으며, 사용자가 상기 음료 추출유닛(160)을 세척한 경우에만 세척 알림 표시가 사라질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기(100)는 음료 추출유닛(160)에 커피캡슐(165)을 장착하기 위하여 상기 음료 추출유닛(160)에 구비되는 커버(미도시)를 개방할 때, 상기 제어부(170)에 의하여 상기 히터(154)를 예열하도록 제어할 수 있다.
상기 음료 추출유닛(160)에 구비되는 커버(미도시)의 개방과 연동하여 상기 히터(154)를 예열하도록 함으로써 히터(154)의 예열시간을 단축시킬 수 있고, 이에 따라 음료가 추출되는 시간을 단출시킬 수 있으므로, 보다 신속하게 음료를 사용자에게 공급할 수 있게 된다.
또한, 상기 제어부(170)는 상기 음료 추출유닛(160)에 구비되는 커버(미도시)가 개방되었다가 기설정된 시간이 경과하여도 닫히지 않는 경우에는 상기 히터(154)의 예열을 중단하도록 제어할 수 있다.
이는 사용자에 따라 상기 음료 추출유닛(160)에 구비되는 커버(미도시)를 개방한 채로 유지하는 경우가 있을 수 있으므로, 불필요한 히터(154)의 예열을 방지하기 위함이다.
한편, 커피캡슐(165)과 같은 음료용 캡슐의 종류는 다양하며, 이때 추출되는 추출량도 캡슐의 종류마다 달리 구성될 수 있다. 예를 들어, 커피캡슐(165)에서도 에스프레소의 경우 35cc, 룽고의 경우 65cc, 아메리카노의 경우 120cc 등과 같이 추출량이 달라질 수 있다.
따라서, 사용자가 조작부(185)를 통하여 추출하고자 하는 음료의 종류를 선택하면 이를 통하여 추출량이 결정될 수 있다.
그러므로, 제어부(170)는 제2 유량센서(152)를 통해 감지된 추출량이 사용자의 선택에 의한 음료의 종류에 따라 추출되는 설정 추출량에 도달할 때까지 상기 펌프(153)를 구동시키도록 구성될 수 있다. 이 경우, 정수 공급부(WP)의 유로와 분리된 음료 공급유로(L11)를 통해서 음료 추출유닛(160)에 물이 공급되므로 음료 추출유닛(160)에 공급되는 물의 온도와 압력을 최적화할 수 있어 커피 등의 음료의 맛과 향이 뛰어나다는 이점이 있게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기(100)는 음료 추출유닛(160)에 공급되는 물의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있다.
이를 위하여, 도 9를 참조하면, 상기 히터(154)와 상기 음료 추출유닛(160) 사이의 유로는 제5 분기부(R5)에 의하여 음료 공급유로(L11)와 바이패스 유로(L12)로 분기되고, 상기 바이패스 유로(L12)에는 바이패스 밸브(155)가 구비될 수 있다.
음료의 추출과정에서 상기 히터(154)와 상기 음료 추출유닛(160) 사이의 유로에는 잔수가 남아있을 수 있으며, 이와 같은 잔수에 의해 상기 음료 추출유닛(160)으로 공급되는 물의 온도가 낮아질 우려가 있다.
즉, 상기 히터(154)에서는 고온(예를 들어, 90~95℃)의 물을 공급하더라도 상기 잔수에 의하여 상기 음료 추출유닛(160)으로 들어가는 물의 온도가 낮아질 수 있는 것이다.
따라서, 음료의 추출 전 및/또는 후에 상기 바이패스 밸브(155)를 개방하여 상기 히터(154)와 상기 음료 추출유닛(160) 사이의 유로에 존재하는 잔수를 배출함으로써 상기 히터(154)로부터 공급되는 물의 온도가 변화하는 것을 방지할 수 있다.
상기 바이패스 밸브(155)는 상기 바이패스 유로(L12)를 통해 상기 음료 추출유닛(160)의 상기 배수구(156)와 연결된다.
따라서, 상기 바이패스 밸브(155)의 개방을 통해 상기 히터(154)와 상기 음료 추출유닛(160) 사이의 유로에 존재하는 잔수가 상기 배수구(156)로 배출될 수 있다.
음료의 추출 전 및/또는 후에 잔수를 배출하는 과정을 보다 자세히 설명한다.
예를 들어, 음료 추출 전에 잔수를 배출하는 경우에 사용자가 음료 추출을 선택하면, 상기 음료 공급부(150)에 구비된 상기 히터(154)가 예열된다.
이때, 상기 히터(154)의 예열과 함께 상기 바이패스 밸브(155)가 개방되게 된다. 다만, 상기 바이패스 밸브(155)는 상기 히터(154)의 예열과 동시에 개방되는 것에 한정되지 않으며, 상기 히터(154)의 온도가 설정온도에 도달하였을 때 개방되는 것도 가능하다.
상기 히터(154)는 음료의 추출에 충분한 온도(예를 들어, 90~95℃)에 도달할 때까지 가열되며, 상기 히터(154)의 온도가 기설정된 온도에 도달하면 상기 펌프(153)가 구동된다.
상기 펌브(153)가 구동되는 동안 상기 바이패스 밸브(155)는 일정 시간동안 개방된 상태를 유지한다.
따라서, 상기 펌프(153)의 구동에 의하여 상기 히터(154)와 상기 음료 추출유닛(160) 사이의 유로에 남아있던 잔수가 외부로 배출되게 된다.
상기 펌프(153)의 구동 중에 상기 바이패스 밸브(155)가 개방된 상태로 기설정된 시간(예를 들어, 2초)이 경과하면, 상기 바이패스 밸브(155)가 밀폐되고, 상기 펌프(153)의 구동에 의하여 상기 음료 추출유닛(160)에 고온, 고압의 물이 공급되어 음료가 추출되게 된다.
음료의 추출이 완료되면 상기 펌프(153)의 구동이 정지되고, 상기 음료 공급부(150)의 구동이 종료되게 된다.
다음으로, 음료 추출 후에 잔수를 배출하는 과정을 설명한다.
사용자가 음료 추출을 선택하면, 상기 음료 공급부(150)에 구비된 상기 히터(154)가 예열된다.
상기 히터(154)는 음료의 추출에 충분한 온도(예를 들어, 90~95℃)에 도달할 때까지 가열되며, 상기 히터(154)의 온도가 기설정된 온도에 도달하면 상기 펌프(153)가 구동된다.
상기 펌프(153)의 구동에 의하여 상기 음료 추출유닛(160)에 고온, 고압의 물이 공급되어 음료가 추출되게 된다.
음료의 추출이 완료되면 상기 펌프(153)의 구동이 정지되고, 상기 바이패스 밸브(155)가 개방된다.
상기 펌프(153)의 구동이 정지되더라도, 상기 음료 공급부(150)의 내부 유로에는 잔압이 존재하므로, 상기 잔압에 의하여 상기 히터(154)와 상기 음료 추출유닛(160) 사이의 유로에 존재하는 잔수가 외부로 배출될 수 있다.
상기 바이패스 밸브(155)가 개방된 상태로 기설정된 시간(예를 들어, 2초)이 경과하면, 상기 바이패스 밸브(155)가 밀폐되고, 상기 음료 공급부(150)의 구동이 종료되게 된다.
다음으로, 음료 추출 전 및 후에 잔수를 배출하는 과정을 설명한다.
음료 추출 전 및 후에 잔수를 배출하는 과정은 앞서 설명한 음료 추출 전에 잔수를 배출하는 과정과 음료 추출 후에 잔수를 배출하는 과정을 모두 거치게 된다.
즉, 음료 추출 전에는 상기 펌프(153)의 구동 중에 기설정된 시간(예를 들어, 2초) 동안 상기 바이패스 밸브(155)가 개방되고 밀폐된 후 음료의 추출이 이루어지며, 음료의 추출이 종료되고 상기 펌프(153)의 구동이 정지되고 나서, 기설정된 시간(예를 들어, 2초) 동안 상기 바이패스 밸브(155)가 개방되고 밀폐된다.
따라서, 잔수의 배출이 음료 추출 전과 후에 2번 이루어지게 된다.
이와 같이, 음료의 추출 과정에서 상기 바이패스 밸브(155)를 개방하여 상기 히터(154)와 상기 음료 추출유닛(160) 사이의 유로에 존재하는 잔수를 배출함으로써 상기 히터(154)로부터 공급되는 물의 온도가 변화하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기(100)는 사용자에게 뜨거운 음료 또는 차가운 음료를 제공할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 고온 고압의 온수에 의해 음료가 추출되므로, 추출되는 음료는 상대적으로 높은 온도를 갖고 사용자에게 공급된다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기(100)에서는 사용자의 선택에 의하여 커피 등과 같은 음료의 추출과 얼음의 추출이 동시에 이루어질 수 있다.
도 4를 참조하면, 사용자가 조작부(185)를 통하여 음료의 추출과 얼음의 추출을 선택하면, 상기 음료 추출부(150)를 통해 음료가 추출되는 동안 상기 얼음 저장부(미도시)에 저장되어 있던 얼음이 사용자에게 제공될 수 있다.
즉, 음료의 추출과 얼음의 추출이 동시에 이루어질 수 있으므로, 차가운 음료를 원하는 사용자는 뜨거운 음료와 얼음을 혼합하여 차가운 음료를 음용할 수 있게 된다.
또한, 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기(100)에서는 사용자의 선택에 의하여 커피 등과 같은 음료의 추출과 냉수 및/또는 정수의 추출이 동시에 이루어질 수 있다. 물론, 도 4를 참조로 설명한 바와 같이, 얼음의 추출도 동시에 이루어지는 것도 가능하다.
따라서, 커피 등과 같은 음료를 추출하는 동안 사용자는 별다른 대기 시간없이도 냉수 및/또는 정수를 음용하는 것이 가능하다.
다만, 커피 등과 같은 음료의 추출시에 온수의 추출은 제한되게 된다.
커피 등과 같은 음료와 온수를 동시에 추출하는 경우 음료의 공급을 위한 히터(154)와 온수의 공급을 위한 순간 가열유닛(130)이 동시에 작동하게 되므로, 과부하로 인한 오작동 또는 장치의 파손이 우려되므로, 음료의 추출과 온수의 추출은 서로 동시에 이루어지지 않도록 함이 바람직하다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
100... 정수기 111... 감압밸브
112... 상시 오픈 솔레노이드(NOS) 밸브 115... 제1 유량센서
114... 상온수 추출밸브 120... 필터부
121... 제1 필터 122... 제2 필터
130... 순간 가열유닛 131... 유량조절밸브
132... 온수 추출밸브 133... 체크밸브
134... 스팀 배출관 140... 냉수탱크
141... 냉수 공급밸브 142... 냉수 추출펌프
143... 유로전환밸브 144... 배수 밸브
145... 배수관 146... 얼음트레이 입수밸브
150... 음료 공급부 151... 피드밸브
152... 제2 유량센서 153... 펌프
154... 히터 155... 바이패스 밸브
156... 배수구 157... 물받이 부재
160... 음료 추출유닛 161... 상측 천공기구
162... 하측 천공기구 165... 커피캡슐
166... 캡슐 몸체 167... 상부 덮개
168... 하부 덮개 169... 커피 분말
170... 제어부 180... 표시부
185... 조작부 190... 추출부
191... 정수 추출부 192... 음료 추출부
R1... 제1 분기부 R2... 제2 분기부
R3... 제3 분기부 R4... 제4 분기부
R5... 제5 분기부 L1... 원수 유입유로
L2... 필터부 유로 L3... 상온수 공급유로
L4... 온수공급유로 L5... 스팀 배출유로
L6... 냉수 분기유로 L7... 냉수공급유로
L8... 냉수 순환유로 L9... 배수 유로
L10... 얼음공급유로 L11... 음료 공급유로
L12... 바이패스 유로 LC... 냉수 추출유로
LH... 온수 추출유로 LM... 상온수 추출유로
LCF.... 음료 추출유로 WP... 정수 공급부

Claims (22)

  1. 원수를 공급받아 여과하는 필터부;
    상기 필터부에서 여과된 정수를 가열 및 가압하고 음료용 분말로부터 음료를 생성하는 음료 추출유닛을 구비하는 음료 공급부;
    상기 필터부에서 여과된 정수를 원수의 압력에 의해 정수 추출부로 공급하는 직수식 정수 공급부; 및
    상기 필터부에서 여과된 정수를 냉각하여 얼음을 생성하고 저장하는 얼음 공급부;를 포함하며,
    상기 직수식 정수 공급부는 상기 필터부에서 여과된 정수를 상온으로 공급하는 상온수 공급부, 상기 필터부에서 여과된 정수를 가열하여 공급하는 온수 공급부 및 상기 필터부에서 여과된 정수를 냉각하여 상기 정수 추출부로 공급하는 냉수 공급부를 포함하고,
    상기 음료 공급부를 구성하는 유로와, 상기 직수식 정수 공급부를 구성하는 유로는 상기 필터부 후단에 연결된 제1 분기부에 의해 분기되며,
    상기 온수 공급부는 유입된 정수를 순간 가열하여 배출하는 순간 가열유닛 및 상기 순간 가열유닛에 공급되는 정수의 유량을 조절하는 유량조절밸브를 구비하며,
    상기 음료 공급부는,
    상기 필터부에서 여과된 정수를 가압하여 공급하는 펌프, 상기 펌프로부터 공급되는 정수를 가열하여 상기 음료 추출유닛에 공급하는 히터 및 상기 음료 추출유닛에 공급되는 정수의 유량을 측정하는 유량센서를 포함하며,
    상기 음료 공급부, 상기 직수식 정수 공급부의 구동을 제어하는 제어부;를 더 포함하며,
    상기 음료 공급부의 구동과 상기 직수식 정수 공급부의 구동은 독립적으로 이루어지는 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 필터부에서 여과된 정수의 유량을 측정하는 제1 유량센서;를 더 포함하며,
    상기 제1 분기부는 상기 제1 유량센서의 후단에 연결되는 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상온수 공급부를 구성하는 유로와, 상기 온수 공급부 및 상기 냉수 공급부를 구성하는 유로는 상기 제1 분기부와 연결된 제2 분기부에 의해 분기되는 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상온수 공급부는,
    상기 제2 분기부와 연결된 상온수 공급유로, 상기 상온수 공급유로를 개폐하는 상온수 추출밸브 및 상기 상온수 추출밸브와 상기 정수 추출부를 연결하는 상온수 추출유로를 포함하는 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 온수 공급부를 구성하는 유로와 상기 냉수 공급부를 구성하는 유로는 상기 제2 분기부와 연결된 제3 분기부에 의해 분기되는 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 온수 공급부는 상기 순간 가열유닛의 압력이 설정압력 이상이 될 때 스팀 배출을 위하여 개방되는 체크밸브를 구비하며,
    상기 체크밸브는 상기 스팀이 배출되는 스팀 배출관과 연결되는 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 냉수 공급부는 상기 제3 분기부를 통해 유입된 정수를 수용하는 냉수탱크 및 상기 냉수탱크에 수용된 정수를 냉각하는 냉각유닛을 포함하는 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 냉수 공급부는 상기 냉수탱크에 수용된 정수를 순환시키는 냉수 순환유닛을 구비하는 얼음 정수기.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제3 분기부를 통해 유입된 정수는 제4 분기부에 의해 냉수공급유로 및 얼음공급유로로 분기되고,
    상기 냉수공급유로는 냉수탱크와 연결되며, 상기 얼음공급유로는 상기 얼음 공급부와 연결되는 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기.
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    상기 히터는 발열체와 물이 유동하는 유동관이 열전도체 내에 함께 구비되며 발열체로부터 유동관으로 열이 전달되어 유동관을 유동하는 물이 가열되도록 구성된 다이캐스팅 히터인 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 음료 공급부의 구동을 제어하며,
    상기 제어부는 상기 유량센서에서 감지되는 유량에 기초하여 상기 펌프의 구동을 제어하는 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 음료 공급부, 상기 직수식 정수 공급부, 상기 냉수 공급부 및 상기 얼음 공급부의 구동을 제어하며,
    상기 음료 공급부의 구동과 상기 얼음 공급부의 구동은 독립적으로 이루어지는 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 음료 공급부에서 상기 음료가 생성되는 동안 상기 얼음 공급부에 저장된 상기 얼음이 추출 가능하도록 구성된 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 냉수 공급부 및 상기 얼음 공급부의 구동을 제어하며,
    상기 음료 공급부의 구동과 상기 냉수 공급부의 구동은 독립적으로 이루어지는 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 음료 공급부에서 상기 음료가 생성되는 동안 상기 냉수 공급부를 통해 냉수의 공급이 가능하도록 구성된 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기.
  20. 삭제
  21. 제1항에 있어서,
    상기 음료 공급부에서 상기 음료가 생성되는 동안 상기 정수 공급부를 통해 정수의 공급이 가능하도록 구성된 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 음료 공급부에서 상기 음료가 생성되는 동안 상기 온수 공급부의 구동이 제한되는 음료추출 기능이 있는 얼음 정수기.
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