KR100523309B1 - 살균 수단을 구비한 식수 디스펜서 - Google Patents

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Abstract

식수 디스펜서는 탈착 가능한 식수 용기(1)로부터 식수를 공급한다. 디스펜서는 식수 용기로부터 공급된 물을 가열하기 위한 온수 탱크(3), 식수 용기로부터 공급된 물을 냉각하기 위한 냉수 탱크(4) 및 식수 용기와 탱크를 연결하기 위한 공급 파이프(2)로 구성된다. 살균 시스템(9 내지 11)은 온수를 순환시킴으로써 냉수 탱크와 공급 파이프를 살균한다.

Description

살균 수단을 구비한 식수 디스펜서 {DRINKING WATER DISPENSER WITH STERILIZATION MEANS}
본 발명은 식수를 공급하기 위한 디스펜서, 특히 항상 온수와 냉수를 공급할 수 있는 식수 디스펜서에 관한 것이다. 또한, 본원의 디스펜서는 디스펜서 내의 저장 탱크와 파이프 시스템을 열소독하고 디스펜서의 미생물 침입을 억제할 수 있도록 구성된다. 이러한 구성은 살균 제어에 있어서의 안전도를 향상시키고 디스펜서로부터 공급된 식수의 본질을 유지시킨다. 더욱이, 이것은 식수 용기의 설치와 같은 조작성 및 디스펜서의 크기를 향상시킨다.
식수를 공급하기 위한 다양한 종류의 디스펜서가 이미 판매되고 있다. 식수에 대한 사용자의 관심이 증가함에 따라, 식수의 안전성 보장에 대한 요구와, 식수의 본질에 있어서의 질을 추구하고자 하는 요구가 증가되었다. 식수의 안전성을 보장하기 위해, 수도물을 공급하기 위한 디스펜서의 경우에 살균하기 위해 수도물에 첨가된 잔류 염소에 의해 수도물이 살균 기능을 갖기 때문에 수도물 내의 세균의 번식이 억제되며, 따라서 안전성의 보장이 유지된다.
그러나, 천연 광천수와 같은 식수의 경우에, 살균용 염소가 식수에 첨가되지 않기 때문에 식수 내의 세균의 번식을 고려하는 것이 중요하다. 식수 내의 세균의 번식은 세균이 병원균일 경우에 해롭다. 세균이 병원균이 아닐 지라도 세균은 식수의 맛과 향을 이상하게 하거나 식수를 탁하게 할 수 있다. 디스펜서 내의 세균의 번식은 항상 식수를 연속하여 공급함으로써 방지된다. 그러나, 사무실에서 사용할 경우에 야간 또는 주말과 같은 오랜 시간 동안 식수가 디스펜서 내에 정지된다면, 세균이 식수 내에 번식할 가능성이 있다. 또한, 세균의 집락이 긴 기간 사용의 결과로서 디스펜서 내에 번식할 수 있다.
통상적으로, 디스펜서 내의 세균의 번식을 억제하기 위해, 외부로부터의 살균제 또는 고온수를 파이프 시스템에 주입하고 순환시킴으로써 살균 작용을 수행하도록 구성된 디스펜서, 또는 세균성 오염 물질은 제거하기 위한 여과 장치를 제공하도록 구성된 디스펜서 등 많은 디스펜서가 제안되어 왔다. 그러나, 살균제 또는 고온수를 디스펜서의 파이프 시스템으로 주입하는 데는 그러한 살균제를 디스펜서 내에 주입하고 순환 후에 다시 배출시키기 위한 장치와 그러한 살균제를 주입 및 배출하기 위한 공간을 필요로 한다. 또한, 살균제의 주입 및 배출 작업은 복잡하고 시간이 걸린다. 더욱이, 살균제의 사용 후에 살균제를 씻어내야 한다. 여과 장치의 경우에는, 필터의 보수 유지는 복잡하고 여과 장치에 포집된 세균이 여과 장치 내의 집락을 성장시키거나 증가시킬 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 발명자는 일본 가특허 제6-48488호에 개시된 바와 같이 식수 패키지 용기로부터 식수를 공급하기 위한 디스펜서가 제안하였다. 제안된 식수 디스펜서는 식수 패키지 용기와 파이프 시스템 내의 식수를 저장하기 위한 탱크를 냉각시키기 위한 냉각 시스템과, 가열 장치를 사용하는 가열기와 고온수 유동 장치에 의해 파이프 시스템의 열소독을 수행하기 위한 살균 시스템을 포함한다. 그러한 열소독 시스템은 자동 실행 장치에 의해 제어된다. 이러한 살균 시스템을 제공함으로써, 식수 디스펜서는 디스펜서 내에 번식한 세균을 살균하고, 간단하고 효과적인 살균 방법을 제공하며, 통상 냉온 상태로 설정되고 안전성이 보장된 식수를 공급한다.
그러나, 이러한 종래의 식수 디스펜서는 각 파이프 시스템 내의 가열기, 냉수 탱크 및 온수 탱크를 갖도록 구성되기 때문에, 가열기를 위한 넓은 공간을 보장하고 많은 전력을 소비해야 했다. 따라서, 이것은 디스펜서 생산 비용과 디스펜서 유지 비용의 증가를 야기했다. 이러한 종래의 식수 디스펜서의 열소독 방법이 충분한 장점을 갖는 살균 방법으로서 효과적으로 기능한다할 지라도, 종래 디스펜서의 세부 구조로 인해 가열되지 않는 부분이 있을 수 있다. 따라서, 종종 살균 작용이 불충분하게 수행된다. 예컨대, 종래의 식수 디스펜서는 식수 용기로부터 파이프 시스템까지의 부분들을 I형 조인트에 의해 연결하도록 구성된다. 이러한 조인트는 호스의 구성을 용이하게 하고 디스펜서 내의 구조를 간단하게 하기 위해 대체로 채택되지만, 온수는 I형 조인트를 통해 유동하지 않으며, 따라서 I형 조인트는 온수에 의해 열소독되지 않는다.
대체로, 소량의 세균 또는 비병원균성 세균에 의해 오염의 경우에, 식수의 안전성은 디스펜서 내의 오염된 세균을 열소독함으로써 보장된다. 그러나, 다량의 세균 또는 병원균성 세균의 오염의 경우에는, 식수의 안전성은 세균의 오염에 의해 낮아지고 식수의 본질에 있어서의 질이 저하될 수 있다. 식수의 안전성 및 본질에 있어서의 질을 유지하기 위해, 가능한 한 식수 내의 세균의 오염을 방지하고 열소독이 빈번히 수행되는 것을 피하는 살균 수단을 제공할 필요가 있다. 또한, 디스펜서의 보수 유지를 용이하게 하고 디스펜서의 각 부분의 성능 저하를 방지할 필요가 있다. 또한, 디스펜서가 식수를 공급하기 위한 디스펜서로서 사용될 경우에, 특히 디스펜서가 맛과 향이 매우 좋고 천연 광천수와 같은 본질을 갖는 식수를 공급하기 위한 디스펜서로서 사용될 경우에, 식수에 접촉되는 부분으로부터 이상한 맛과 향이 미세하게 가미되는 것에 주의하는 것이 중요하다. 또한, 디스펜서는 용이하게 취급되는 양호한 제어성과, 넓은 공간이 필요없는 콤팩트한 외양을 갖는 것이 요구된다.
도1은 본 발명에 따른 디스펜서의 구조를 도시하는 개략도이다.
도2는 도1의 디스펜서의 파이프 시스템의 분해도이다.
도3A는 도1의 디스펜서의 3방향 커넥터를 도시하는 정면도이고, 도3B는 3방향 커넥터의 평면도이고, 도3C는 3방향 커넥터의 측면도이다.
도4는 본 발명에 따른 디스펜서의 파이프 시스템 내에 채택된 호스의 부분 단면도이다.
도5A는 도1의 디스펜서의 식수 공급 꼭지의 측면도이고, 도5B는 식수 공급 꼭지의 저면도이고, 도5C는 식수 공급 꼭지의 배면도이다.
도6은 본 발명에 따른 디스펜서의 실시예의 식수 공급기의 정면도이다.
도7은 도6의 식수 공급기의 평면도이다.
도8은 도6의 식수 공급기의 측단면도이다.
도9는 도6의 식수 공급기의 배면도이다.
도10은 도9의 화살표 X-X 방향을 따라 취한 단면도이다.
도11은 도8의 부분 확대도이다.
도12는 도11의 저면도이다.
도13A는 식수 용기를 디스펜서에 설치하기 위한 과정을 도시하는 사시도이고, 도13B는 도13A의 부분 ⅩⅢ의 확대도이다.
도14는 식수 용기를 디스펜서에 설치하기 위한 과정을 도시하는 사시도이다.
도15는 식수 용기를 디스펜서에 설치하기 위한 과정을 도시하는 다른 사시도이다.
따라서, 본 발명의 목적은 열소독에 의한 살균 제어에 있어서의 안전도를 향상시키고 디스펜서로부터 공급된 식수의 본질을 유지하는 개량된 식수 디스펜서를 제공하는 것이다. 또한, 개량된 식수 디스펜서는 식수 용기의 설치와 같은 조작성 및 디스펜서의 크기면에서 개량된다.
본 발명에 따른 식수 디스펜서는 탈착 가능한 식수 용기로부터 식수를 공급하는 기능을 한다. 식수 디스펜서는 온수 탱크, 냉수 탱크, 공급 파이프 및 살균 시스템을 포함한다. 온수 탱크는 식수 용기로부터 공급된 식수를 가열하고 저장한다. 냉수 탱크는 식수 용기로부터 공급된 식수를 냉각하고 저장한다. 공급 파이프는 식수 용기를 온수 탱크와 냉수 탱크에 연결한다. 살균 시스템은 온수 탱크, 냉수 탱크 및 공급 파이프 사이에서 온수 탱크의 온수를 순환시킴으로써 온수 탱크, 냉수 탱크 및 공급 파이프를 살균한다.
도1 내지 도15를 참조하면, 본 발명에 따른 식수 디스펜서의 실시예가 도시되어 있다. 도1에 도시된 바와 같이, 상자형 백 용기(BIB 용기)와 같은 식수 용기(1)가 냉장기(25)에 수용된다. BIB 용기(1)는 온수 탱크(3)와 냉수 탱크(4)와 같은 2 종류의 저장 탱크로 공급 파이프(2)를 통해 중력에 의해 식수를 공급한다. 온수 탱크(3) 내에 설치된 가열기(5)는 식수를 가열하고 냉수 탱크(4) 내에 설치된 냉각기(6)는 식수를 냉각한다. 온수는 온수 탱크(3)에 연결된 온수 공급 꼭지(7)로부터 공급되고 냉수는 냉수 탱크(4)에 연결된 냉수 공급 꼭지(8)로부터 공급된다. 또한, 연결 파이프(11)는 온수 탱크(3)와 냉수 탱크(4)를 연결한다. 순환 펌프(9)와 순환 솔레노이드 밸브(10)는 도1에 도시된 바와 같이 연결 파이프(11) 내에 배치된다. 따라서, 열소독의 수행될 때, 온수 공급 꼭지(7)와 냉수 공급 꼭지(8)가 폐쇄되고 순환 솔레노이드 밸브(10)가 개방되고 순환 펌프(9)가 작동한다. 이러한 작동으로, 온수 탱크(3)로부터 유출된 온수가 연결 파이프(11), 냉수 탱크(4) 및 공급 파이프(2) 내에서 순서대로 순환한다. 열소독 동안에, 디스펜서 내의 열소독 회로를 통해 순환되는 온수는 온수의 온도가 70℃ 이상이 되도록 온수 탱크(3) 내에 설치된 가열기(5)에 의해 가열된다. 즉, 파이프(2, 11) 내부의 살균은 열소독에 필요한 온도로 유지되는 온수에 의해 수행된다. 상기 설명으로부터 명확한 바와 같이, 온수 탱크(3), 연결 파이프(11), 순환 펌프(9) 및 순환 솔레노이드 밸브(10)가 열소독 시스템을 구성한다.
온수 탱크(3) 내의 증기를 배출하기 위한 증기 퍼지 파이프(12)와 온수 탱크(3) 내의 온수를 배출하기 위한 온수 배출 밸브(13)가 추가로 온수 탱크(3)에 부착된다. 냉수 배출 밸브(14)가 냉수 탱크(4)에 부착된다. 디스펜서는 냉수 탱크(4)를 냉각시키기 위한 냉각 시스템과 냉장기(25)를 포함한다. 냉각 시스템은 응축기(17)로 냉매를 압입하여 배출시키는 전기 압축기(19)를 포함한다. 냉매는 응축기(17)에서 액화되고 응축기(17)는 전기 모터 팬(18)에 의해 냉각된다. 액화된 냉매는 선택기 전자기 솔레노이드 밸브(16)와 냉매 공급 파이프(15, 22)를 통해 냉각기(6)와 냉장기(25) 내에 설치된 증발기(23)로 각각 공급된다. 선택기 전자기 솔레노이드 밸브(16)는 냉장기(25) 내의 온도 또는 냉수 탱크(4)의 온도가 예비 설정값 이상으로 되는 것을 방지하기 위해 냉각기(6)와 증발기(23)로의 냉매의 공급을 제어하도록 구성된다. 냉매 배출 파이프(20, 21)는 냉매를 압축기(19)로 복귀시키기 위해 냉각기(6)와 증발기(23)에 연결된다.
냉장기(25)는 증발기(23), 냉장기 팬 모터(24), 도어(26), 냉장기(25)의 내부 공간을 분할하기 위한 분할벽(27) 및 식수 용기를 놓기 위한 선반판(28)을 포함한다.
본 발명에 따른 디스펜서 내에 놓인 식수 용기(1)는 상자형 백 용기(BIB 용기)인 밀봉 용기이다. BIB 용기(1)의 내부 백에 연결된 출구 포트(29)는 냉장기(25) 내의 공급 파이프(2)에 연결된다. 출구 포트(29)는 넥(neck)형부로 형성되고 제거 가능 시일(29b)이 넥형부의 상부 표면 상에 부착된다. 밀봉막(29c)이 넥형부의 깊숙한 내부에 놓인다. BIB 용기(1)는 무균 상태의 식수로 채워지고 밀봉막(29c)과 제거 가능 시일(29b)은 BIB 용기(1) 내의 무균 상태를 유지한다. 식수 용기(1)가 디스펜서의 공급 파이프(2)에 연결될 때, 제거 가능 시일(29b)은 제거된다. BIB 용기(1)를 저장하는 냉장기(25)는 BIB 용기(1) 내의 식수를 약 4℃ 내지 10℃로 냉각하기 위해 증발기(23)와 냉각 팬 모터(24)를 포함하는 냉각 시스템에 의해 냉각된다.
이러한 냉각 시스템의 목적은 식수가 마시기에 적절한 냉각 온도가 되게 하며, 세균에 의한 BIB 용기(1) 내의 식수의 오염 가능성을 감소시키기 위해 식수를 세균 억제 상태로 저장하는 것이다. 또한, BIB 용기(1)와 디스펜서 사이의 연결부가 냉장기 내에 놓여서 외부 공기와 격리되고 저온 환경에 놓이기 때문에, 세균의 침입 및 번식이 억제된다.
통상적으로, 디스펜서의 커넥터가 디스펜서에 부착된 공급 호스를 통해 BIB 용기 출구 포트로 연결하지만, 이것은 식수 용기의 연결 작업 동안에 세균의 침입 또는 세균에 의한 연결부의 오염을 야기했다. 식수 용기의 커넥터는 손으로 취급되기 때문이다. 즉, 그러한 종래의 연결 작업은 위생적이지 않다. 미국 또는 유럽에서 흔히 볼 수 있는 물통이 통으로 포장된 식수 용기로서 사용되는 경우에, 상기 기구는 물통의 출구 포트의 플러그를 개방하고 디스펜서의 상부에 설치된 물 공급 저장기에 역전된 물통의 출구 포트를 삽입하도록 구성되어 있다. 그러나, 그러한 종래의 디스펜서의 물 공급 저장기와 물통의 출구 포트는 외부 공기에 노출되고 저장기와 물통 출구 포트의 연결부는 연결된 상태에서도 외부 공기로부터 차단되지 않는다. 따라서, 그러한 종래의 물통의 경우에, 식수 용기와 디스펜서로의 세균의 침입 및 부착이 발생할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 디스펜서의 파이프 시스템이 도2를 참조하여 상세히 설명될 것이다. 공급 파이프(2)는 한 쌍의 호스(32, 32)가 클램프(33, 33)에 의해 3 방향 커넥터(31)에 고정 연결되도록 구성된다. 3 방향 커넥터(31)는 BIB 용기(1)의 출구 포트(29)로 삽입되고 O 링(30)으로 밀봉된다. 각 호스(32, 32)는 각 클램프(35)에 의해 각 파이프(34)에 고정식으로 연결된다. 3 방향 커넥터(31)는 스테인리스강으로 제조되고 도3에 도시된 바와 같이 2개의 연결 파이프부(37, 37)가 양측으로 주 본체(36)로부터 돌출되도록 구성된다. 또한, 3 방향 커넥터(31)는 T형 관통 구멍(38)과, BIB 용기 출구 포트(29)의 밀봉막(29c)을 관통 파괴시키기 위한 날카로운 단부(39a)를 포함하는 테이퍼진 원통부(39)를 갖는다. 3 방향 커넥터(31)는 온수의 순환에 의한 열소독이 디스펜서의 단부 부근에서도 수행되도록 출구 포트(29)의 부근에 배치된다. 3 방향 커넥터(31)는 금속으로 제조되기 때문에 출구 포트(29)에 인접한 부분은 3 방향 커넥터(31)의 열전도로 인해 살균된다. O 링(30)은 실리콘 고무로 제조되고 O 링(30)이 수직으로 용이하게 이동하는 것을 방지하기 위해 3 방향 커넥터(31)의 테이퍼진 원통부(39)의 리세스부 내에 배치된다. 따라서, 테이퍼진 원통부(39)가 BIB 용기(1)의 출구 포트(29)에 연결될 때, O 링(30)은 연결부에서의 식수의 누수를 방지하는 기능을 한다. 호스(32)는 고무 또는 SEBS와 같은 합성 수지로 제조되고 호스의 내면 및 외면은 수직 단면 구조를 도시하는 도4에 도시된 바와 같이 LLDPE 피복(32a, 32b)에 의해 피복된다. 외면의 피복(32b)의 두께는 내면의 피복(32a)보다 얇다. 파이프(34)는 스테인리스강으로 제조된다.
또한, 도2에 도시된 바와 같이, 파이프(34, 34)는 클램프(41)에 의해 각각 호스(40, 40)에 고정식으로 연결된다. 호스(40, 40)는 온수 탱크(3)와 냉수 탱크(4)로부터 돌출된 파이프(42, 42)에 클램프(43, 43)에 의해 각각 고정식으로 연결된다. 연결 파이프 시스템(11)은 온수 탱크(3)의 바닥부로부터 돌출된 T형 파이프(44)와 호스(45)를 클램프(46)에 의해 고정식으로 연결하며, 클램프(48)에 의해 호스(45)와 파이프(47)를 고정식으로 연결하고 클램프(50)에 의해 파이프(47)와 호스(49)를 고정식으로 연결하도록 구성된다. 호스(49)는 클램프(52)에 의해 순환 펌프(9)의 입구 포트(51)에 고정식으로 연결된다. 순환 펌프(9)의 출구 포트(53)는 클램프(55)에 의해 호스(54)에 고정식으로 연결된다. 또한, 호스(54)는 클램프(57)에 의해 파이프(56)와 고정식으로 연결된다. 또한, 파이프(56)는 클램프(59)에 의해 호스(58)에 고정식으로 연결되고 호스(58)는 클램프(61)에 의해 순환 솔레노이드 밸브(10)의 입구 포트(60a)에 고정식으로 연결된다. 호스(40, 45, 49, 54, 58)는 호스(32)와 동일한 재료로 제조된다. 파이프(42, 47, 56)는 파이프(34)와 동일한 재료로 제조된다. 순환 펌프(9)는, 순환 펌프의 케이싱과 임펠러는 유리 섬유 강화 PP로 제조되고 스핀들은 세라믹으로 제조되고 드러스트는 폴리에틸렌으로 제조되고 O 링은 플루오로 고무로 제조되고 베어링은 룰론 합금으로 제조되도록 구성된다. 순환 솔레노이드 밸브(10)는 본체가 폴리아세탈로 제조되고 밸브 시트와 패킹이 실리콘 고무로 제조되고 안내부와 스프링이 스테인리스강으로 제조되고 플런저가 스테인리스강으로 제조되도록 구성된다.
순환 솔레노이드 밸브(10)의 출구 포트(60b)는 클램프(63)에 의해 호스(62)에 고정식으로 연결된다. 호스(62)는 냉수 탱크(4)로부터 돌출된 파이프(66)로부터 분기된 파이프(64)에 클램프(65)에 의해 고정식으로 연결된다. 냉수 공급 꼭지(8)는 열소독이 용이하게 수행되도록 파이프 시스템 부근에 설치된다. 냉수 공급 꼭지(8)는 패킹(67)을 통해 파이프(66)에 연결된다. 냉수 공급 꼭지(8)와 동일한 온수 공급 꼭지(7)는 패킹(69)을 통해 온수 탱크(3)로부터 돌출된 파이프(68)에 연결된다. 도5A 내지 도5C에 도시된 바와 같이, 각 온수 및 냉수 공급 꼭지(7, 8)는 연결 파이프부(78)가 L형 외관을 형성하기 위해 주 본체(79)와 일체로 연결되도록 구성된다. 슬릿(79d)과 같은 절결부는 주 본체(79)의 물 출구(79c)의 팁 단부에 형성된다. 따라서, 물 출구(79c)의 팁 단부에서의 물의 표면 장력이 억제되며, 물 출구(79c) 부근의 물은 용이하게 배출된다. 즉, 본 발명에 따른 디스펜서의 물 적하 성능은 향상된다. 물 출구(79c)의 부근은 외부 공기에 노출되고 물 출구 부근에 잔류하는 물은 세균의 침입 및 번식을 야기한다. 따라서, 이러한 절결부를 갖는 구조는 세균의 침입 및 번식을 방지하는 데에 매우 효과적이다.
배수 파이프(70)는 냉수 탱크(4)의 바닥부로부터 하방으로 돌출되며, 냉수 배수 밸브(14)는 배수 파이프(70)에 연결된다. 온수 배수 파이프(13)는 냉수 배수 파이프(14)와 동일하다. 온수 탱크(3)용 증기 퍼지 파이프(12)는, 온수 탱크(3)로부터 돌출된 스테인리스강 파이프(71)가 클램프(73)에 의해 호스(72)에 고정식으로 연결되고 호스(72)는 클램프(75)에 의해 파이프(74)에 고정식으로 연결되고 파이프(74)는 클램프(77)에 의해 호스(76)에 고정식으로 연결되도록 구성된다. 공급 꼭지(7, 8)는 폴리설폰과 같은 합성 수지로 제조되고 온수 탱크(3)와 냉수 탱크(4)는 스테인리스강으로 제조되고 파이프(64, 66)는 탱크(3, 4)의 재료와 동일한 재료로 제조되고 패킹(67, 69)은 실리콘 고무로 제조된다.
배수 밸브(13, 14)는 시스템의 열소독이 온수의 순환에 의해 수행될 때 재료의 열전도를 이용함으로써 열소독이 수행되도록 황동으로 제조된다. 디스펜서 내의 식수와 접촉하는 부품의 재료가 디스펜서 내에서 수행되는 각 부품의 기능에 기초하여 선택되는 것이 중요하다. 또한, 부품이 식수에 대해 위생적이고 식수의 본질에 영향을 주지 않는 것이 중요하다.
그러나, 종래의 디스펜서는 식수의 본질에 대한 선택된 재료의 영향을 고려하지 않았다. 따라서, 금속 또는 고무 냄새와 같은 이상한 향과, 금속으로 인한 이상한 맛이 식수에 빈번히 첨가되었다. 특히, 천연 광천수와 같이 좋은 향과 맛을 갖는 식수의 경우에, 그 맛과 향을 유지하는 것이 필요하다. 따라서, 온수 탱크, 냉수 탱크 및 파이프 시스템의 파이프의 재료는 부식 방지, 열전도성 및 내구성을 만족하고 식수의 본질에 영향을 주지 않도록 선택된다.
따라서, 본 발명에 따른 디스펜서는 스테인리스강을 사용하여 구성된다. 예컨대, SUS316과 SUS304(일본 산업 표준에 의해 정의된 스테인리스강의 종류)가 본 발명에 따른 디스펜서의 파이프 및 탱크에 양호하게 사용된다. 또한, 호스의 재료는 가요성, 통기 상태 하에서도 내부 공간 유지 기능, 고온 저항성 및 저온 저항성을 만족하고 이상한 맛과 향에 대한 낮은 흡착 특성을 갖도록 선택되어야 한다. 따라서, 실리콘 고무와 SEBS가 본 발명에 따른 디스펜서의 호스의 재료로서 사용된다. 가능한 한 식수의 본질에 대한 영향을 억제하기 위해, LLPDE로 피복된 재료를 사용하는 것이 양호하다. 피복 방법으로써, 식수에 대한 안전성과 식수의 본질에 대한 영향의 측면에서 접착제의 사용은 적절하지 않기 때문에 동시 압출법이 양호하다.
본 발명에 따른 디스펜서의 O 링, 패킹 및 솔레노이드 밸브의 밸브에 대해서는, 고온 내구성과 저온 내구성을 만족하고 이상한 맛과 향 재료에 대한 낮은 흡착 특성을 갖는 측면에서 실리콘 고무 또는 플루오로 고무가 선택된다. 온수 공급 꼭지(7)와 냉수 공급 꼭지(8)에 대해, 고온 내구성, 저온 내구성, 치수의 정밀성 및 양호한 외관을 만족하고 이상한 맛과 향 재료에 대한 낮은 흡착 특성을 갖는 측면에서 폴리설폰 또는 PP가 선택된다. 식수 공급 꼭지의 밸브에 대해서는, 변형에 대한 형상 회복 성능, 내균열성, 고온 내구성 및 저온 내구성을 만족하고 이상한 맛과 향 재료에 대한 낮은 흡착 특성을 갖는 측면에서 실리콘 고무 또는 플루오로 고무가 선택된다. 순환 펌프의 케이싱과 임펠러 및 순환 전자기 솔레노이드 밸브의 본체에 대해서는, 고온 내구성, 저온 내구성, 내균열성, 치수 정밀성 및 치수 안정성을 만족하고 이상한 맛과 향 재료에 대한 낮은 흡착 특성을 갖는 측면에서 유리 섬유 강화 PP 또는 폴리설폰이 선택된다. 3 방향 커넥터에 대해서는, 열전도성, 고온 저항성, 저온 저항성, 치수 정밀성, BIB 용기의 배출 포트의 밀봉막을 파열시키기 위한 예리함과 내구성을 만족하고 이상한 맛과 향 재료에 대해 낮은 흡착 특성을 갖는 측면에서 스테인리스강 또는 폴리설폰이 선택된다. 스테인리스강의 경우에, 예컨대 SUS316 또는 SUS304를 선택하는 것이 양호하다. 냉수 배출 파이프, 온수 배출 파이프 및 배수 파이프에 대해서는, 열전도성이 양호한 스테인리스강 또는 황동과 같은 재료를 선택하는 것이 양호하다.
도6 내지 도15는 식수 공급기 내로 조립되는 본 발명에 따른 디스펜서의 예를 도시한다.
종방향 본체(80)는 약 140 ㎝의 높이, 약 35 ㎝의 전방폭, 약 45 ㎝의 길이를 갖는다. 본체(80)는 도1과 도2에 도시된 바와 같이 상부에 냉장기(25)의 도어(26)를 갖고 밀봉 가능한 상자형으로 형성되도록 구성된다. 본체(80)에는, 영역(81)을 유지하는 장치는 냉장기(25) 아래에 배치된다. 패널(82)은 도어(26)의 하부와 전방 중간부에 설치된다. 패널(82)은 온수 최적 온도 램프(83), 냉수 최적 온도 램프(84) 및 위생 램프(85)를 포함한다. 또한, 패널(82)의 하부에는 만입부(86)가 형성된다. 온수 공급 꼭지(7)와 냉수 공급 꼭지(8)는 만입부(86)의 상부에 배치되며, 유리잔을 놓기 위한 착탈 배수 팬(87)은 만입부(86)의 하부에 배치된다.
도8에 도시된 바와 같이, 냉장기(25)에는 증발기(23)와 내장형 팬 모터(24)가 냉장기(25)의 후방측에 고정된다. 분할벽(27)이 증발기(23)와 내장형 팬 모터(24)의 전방에 현수된다. 선반판(28)은 분할벽(27)의 하부에 수직하게 배치된다. 식수 용기(1)는 선반판(28) 상에 배치된다.
도11 내지 도15에 도시된 바와 같이, 선반판(28)은 식수 용기 출구 포트(29)의 넥 부분을 체결하기 위해 도어를 향해 개방된 반원형 절결부(98)를 갖는다. 절결부(98)의 전방측에는, 삼각형 테이퍼부(99, 99)가 선반판(28)의 전방부와 절결부(98)를 연결하기 위해 형성된다. 반원형 절결부(98)의 한 쌍의 핑거 호크부(100, 100)가 선반판(28)의 테이퍼부(99)의 양 측에 배치된다. 고정 레버(101)의 단부는 선반판(28)과 평행하도록 선반판(28)에 배치된 테이퍼부(99)의 하부에 회전 가능하게 고정된다. 고정 레버(101)가 죄어질 때, 식수 용기(1)의 로크 상태가 이루어진다. 식수 용기(1)가 선반판(28) 상에 놓여지도록 고정 레버(101)가 먼저 로크 해제된다. 다음에, 식수 용기(1)는 선반판(28)의 전방부에 임시로 놓여지고 식수 용기 출구 포트(29)의 넥 부분은 테이퍼부(99)와 대체로 조정된다. 후에, 식수 용기(1)는 선반판(28)의 후방으로 이동된다. 이러한 작동에 의해, 출구 포트(29)의 넥 부분이 테이퍼부(99)를 향해 정밀하게 안내되고 절결부(98)와 용이하게 결합한다. 따라서, 출구 포트(29)는 디스펜서와 연결되는 데 필요한 위치에 고정된다. 또한, 고정 레버(101)를 폐쇄함으로써 식수 용기(1)의 출구 포트(29)의 위치가 고정되고 로크 상태가 이루어진다.
3 방향 커넥터(31)를 고정식으로 연결하는 연결 레버(92)는 샤프트(93) 상에서 수직 방향으로 요동 가능하도록 절결부(98)의 최장부의 중심부와 하부에 배치된다. 예리한 단부(39a)는 3 방향 커넥터(31)의 팁 단부에 놓여진다. 연결 레버(92)의 전방 단부의 파지부(92a)는 축(95) 상에서 좌우 (수평) 방향으로 요동 가능하도록 구성된다. 대체로 T형인 안내부(102)는 연결 레버(92)의 이동 가능 영역 둘레에 배치된다. 안내부(102)의 종방향 부분은 연결 레버(92)를 수직으로 안내하도록 상방으로 개방된 대체로 U형으로 형성된다. 샤프트(93)는 선반판(28)의 하부측의 후방 중심부에 고정된 지지판(94)에 배치된다.
따라서, 식수 용기(1)와 디스펜서가 도13A와 도13B에 도시된 바와 같이 서로 연결되는 경우에, 식수 용기(1)는 먼저 선반판(28) 상에 놓여진다. 다음에, 식수 용기(1)의 출구 포트(29)를 절결부(98)로 삽입함으로써 식수 용기(1)의 넥 부분에 형성된 홈 부분(29a)이 테이퍼부(99, 99)와 결합하며, 고정 레버(101)는 도14에 도시된 바와 같이 로킹되도록 죄어진다. 후에, 선반판(28)의 핑거 호크부(100)에 손가락을 지지함으로써 손이 안정될 때 연결 레버(92)의 파지부(92a)가 손가락에 의해 안내부(102)의 수직부를 따라 상방으로 이동된다. 이러한 작동에 의해, 3 방향 커넥터(31)의 예리한 단부(39a)가 상방으로 이동되고 출구 포트(29)의 내부로 삽입된다. 따라서, 출구 포트(29)의 내부에 놓여진 밀봉막(29c)은 예리한 단부(39a)에 의해 파괴되고 식수는 중력에 의해 식수 용기(1)로부터 3 방향 커넥터(31)로 유동된다. 예리한 단부(39a)가 출구 포트(29)의 내부의 밀봉막(29c)을 파괴한 후에 연결 레버(92)는 도15에 도시된 바와 같이 연결 레버(92)의 파지부(92a)를 좌우 방향 중 한 방향으로 이동시킴으로써 절첩 상태가 되도록 한다. 연결 레버(92)를 지지하는 샤프트(93)는 디스펜서 내의 후방부에 고정되기 때문에 샤프트(93)의 고정 지점은 지레받침점이고 연결 레버(92)의 파지부(92a)의 작용점에 대해 소정 거리를 갖는다. 따라서, 3 방향 커넥터(31)의 예리한 단부(39a)의 작용점에 대해 작은 힘으로 출구 포트(29)의 내부의 밀봉막(29c)을 파괴하는 것이 용이하다. 또한, 연결 레버(92)가 안내부(102)를 따라 이동될 수 있기 때문에 작동이 정확하게 수행될 수 있다. 식수 용기(1)의 출구 포트의 밀봉막(29c)의 파괴 후에 파지부(92a)를 도15에 도시된 바와 같이 축(95) 상에서 좌우 방향 중 한 방향을 향해 측방향으로 이동시킴으로써 연결 레버(92)가 안내부(102)의 수평부에 의해 지지되기 때문에, 연결 레버(92)의 낙하가 안내부(102)에 의해 방지되고 해제되지 않고 로킹된다. 또한, 연결 레버(92)의 파지부(92a)가 콤팩트한 상태로 절첩되기 때문에 냉장기 내에 쓸모없는 공간을 제공할 필요가 없다.
식수 용기(1)와 디스펜서 사이의 연결이 해제될 경우에 연결 레버(92)의 파지부(92a)는 반대 측방향으로 이동되고 연결 레버(92)는 안내부(102)의 종방향 부분과 조정되어 하방으로 이동된다. 이러한 작동에 의해, 식수 용기(1)와 디스펜서 사이의 연결은 해제된다.
도8 내지 도10에 도시된 바와 같이, 온수 탱크(3)와 냉수 탱크(4)는 냉장기(25) 아래의 영역(81)을 유지하는 장치 내에 대각선으로 배치되고 순환 솔레노이드 밸브(10)도 배치된다. 순환 펌프(9)는 온수 탱크(3)와 냉수 탱크(4)의 부근에 배치된다. 부피가 큰 온수 탱크(3)와 냉수 탱크(4)가 대각선으로 배치되기 때문에 식수 디스펜서는 콤팩트하게 설계되고 파이프 시스템도 콤팩트하게 구성될 수 있다. 전기 장치 박스(103)는 온수 탱크(3)와 냉수 탱크(4) 아래에 배치되고 위생 타이머(96)는 전기 장치 박스(103)의 전방에 배치된다. 위생 타이머(96)는 순환 솔레노이드 밸브(10)를 개방 상태로, 그리고 순환 펌프(9)를 소정 시간 간격으로 작동 상태로 제어한다. 전기 장치 박스(103)에는, 열소독을 수행하는 데 필요한 시간이 경과했을 때 순환 솔레노이드 밸브와 순환 펌프를 모두 오프시킴으로써 순환 솔레노이드 밸브와 순환 펌프를 원상태로 복귀시키기 위한 전기 회로가 제공된다. 온수 배출 밸브(13)는 전기 장치 박스(103)의 측부에 배치된다. 응축기(17)와 응축기 전기 모터 팬(18)은 전기 장치 박스(103)와 온수 배출 밸브(13)의 아래의 전방측에 배치된다. 전기 압축기(19)는 전기 장치 박스(103)와 온수 배출 밸브(13)의 아래의 최장부에 배치된다. 온수 배출 밸브(13)와 위생 타이머(96)를 작동시키기 위해, 커버(97)는 장치의 하부면에 착탈 가능하게 설치된다. 또한, 도어(26)의 표면은 식수 용기(1) 내의 식수의 품질과 제조업자를 자유롭게 표시하도록 구성된다.
이렇게 구성된 식수 공급기를 사무실 또는 식당에 설치하여 사용함으로써, 용기(1) 내의 식수가 세균의 번식이 억제된 상태로 안전하게 저장될 수 있도록 증발기(23)에 의해 냉장기(25)의 내부가 적절하게 냉각된다. 또한, 파이프 시스템 내의 식수(W)가 적절한 온도로 제어된 식수를 공급하기 위해 도1의 하얀 화살표로 도시된 방향으로 유동한다. 온수 탱크(3)로 유동하는 식수(W)는 가열기(5)에 의해 가열되고 냉수 탱크(4)로 유동하는 식수(W)는 냉각기(6)에 의해 냉각된다. 패널(82)의 온수 최적 온도 램프(83)와 냉수 최적 온도 램프(84)가 켜질 때, 최적의 온수가 온수 공급 꼭지(7)의 레버를 하방으로 누름으로써 공급되고 최적의 냉수가 냉수 공급 꼭지(8)의 레버를 하방으로 누름으로써 공급된다.
온수 탱크(3)와 냉수 탱크(4)를 포함하는 파이프 시스템의 열소독이 수정 시간 간격으로 자동 수행되도록 위생 타이머(96)를 설정함으로써, 설정 시간이 경과할 때 패널(82)의 위생 램프(85)가 켜지고 온수 최적 온도 램프(83)와 냉수 최적 온도 램프(84)가 꺼진다. 또한, 평상시에는 폐쇄되어 있는 순환 솔레노이드 밸브(10)가 개방되고 순환 펌프(9)가 작동된다. 따라서, 파이프 시스템 내의 식수가 도1에 도시된 바와 같이 검은 화살표로 나타낸 방향으로 유동한다. 온수 탱크(3) 내에 가열된 식수(W)는 연결 파이프(11)를 통해 냉수 탱크(4)로 유동되고 공급 파이프(2)로 유동된다. 후에, 식수(W)는 온수 탱크(3)로 복귀된다. 열소독 동안에, 온수 탱크(3) 내의 식수(W)의 온도는 70 ℃ 이상이 되도록 설정된다. 따라서, 공급 파이프(2)와 탱크(3, 4) 내에 오염된 세균 모두가 고온으로 유지되는 순환 온수에 의해 살균된다. 또한, 온수가 순환할 때 금속 부품의 열전도성을 이용함으로써 시스템의 단부도 살균된다. 예비 설정 시간이 경과할 때, 순환 솔레노이드 밸브(10)가 폐쇄되고 순환 펌프(9)가 정지된다. 또한, 온수 탱크의 가열기(5)의 온도 설정이 평상시의 설정으로 복귀된다. 이러한 작동으로, 열소독이 자동 종료된다.
<예>
도1 내지 도15에 도시된 본 발명에 따른 디스펜서(A)가 제조된다. 참조용으로, 디스펜서(B, C, D)도 제조된다. 디스펜서(B)는 플라스틱으로 제조된 식수 용기의 출구 포트와 디스펜서 사이의 연결부의 부근에 배치된 3 방향 커넥터(31)를 제외하고는 디스펜서(A)와 동일하다. 디스펜서(C)는 3 방향 커넥터가 종래의 디스펜서에 채택된 예리한 원통부를 포함하는 스테인리스강 I형 조인트 대신에 파이프 시스템에 연결되었다는 것과 I형 커넥터가 냉장기 내에 위치된다는 것을 제외하고는 디스펜서(A)와 동일하다. 디스펜서(D)는 절결부가 없는 종래의 밸브가 냉수 공급 꼭지(8)로서 채택되었다는 것을 제외하고는 디스펜서(A)와 동일하다.
각 디스펜서(A, B, C, D)는 냉장기(25) 내에 설정된 용기(1) 내의 식수의 온도가 10 ℃ 이하이고 냉수의 온도가 4 ℃ 내지 10 ℃의 범위로 설정되고 온수의 온도가 80 ℃ 내지 90 ℃의 범위로 설정되도록 구성된다. 온수 탱크(3)와 냉수 탱크(4)의 각 유효 용량 체적은 2.7 리터이다. 온수 탱크 내에 설치된 가열기는 401W이다.
실험 Ⅰ: 디스펜서의 열소독 성능의 평가
수생 세균으로서 공지된 스핀고모나스 포시모빌리스(ATCC29837)와 수도모나스 플루오레센스 미굴라(ATCC13525)를 사용함으로써, 광천수 내의 그러한 세균의 번식이 확인된다. 그러한 미생물이 27 ℃에서 5일 동안 표준 세균 배양 매질 내에서 배양된 후에, 각 배양된 미생물의 백금 루프를 10 ㎖의 광천수에 띄운다. 또한, 현탁액은 광천수에 의해 약 102 CFU/㎖의 농도로 희석되고 각 희석된 시료는 27 ℃에서 5일동안 배양된다. 배양 후에, 각 배양된 액체는 시중의 새로운 BIB 용기 내의 10 리터의 광천수로 희석되고 2 종류의 미생물 광천수를 얻기 위해 25 ℃에서 48 시간 동안 배양된다. 스핀고모나스 포시모빌리스를 포함하는 미생물 광천수의 농도는 1.76×105 CFU/㎖이고, 수도모나스 플루오레센스 미굴라를 포함하는 미생물 광천수의 농도는 3.04×106 CFU/㎖이다.
2 종류의 미생물 광천수를 사용함으로써, 본 발명에 따른 디스펜서(A)의 실험이 수행된다. 70%-에탄올 수용액이 5분 동안 디스펜서(A) 내에서 순환된 후에 10 리터의 광천수가 채워진 시중의 새로운 BIB 용기(1)가 디스펜서에 연결된다. 광천수는 디스펜서(A) 내에서 순환되어 디스펜서 내의 에탄올 수용액을 방출하기 위해 배출된다. 후에, 배출 밸브(13, 14)는 디스펜서 내의 모든 광천수가 배출되도록 개방된다. 이러한 상태에서, 미생물 광천수로 채워진 BIB 용기는 디스펜서에 연결된다. 냉수 탱크가 미생물 광천수로 채워진 것이 확인된 후에, 200 ㎖의 미생물 냉수가 냉수 공급 꼭지(8)를 통해 배출되어 시료 Ⅰ으로서 처리된다. 이 때에, 디스펜서는 미생물 광천수의 BIB 용기(1)로부터의 미생물 광천수만으로 채워지고 물이 냉수 공급 꼭지(8)로부터 배출되기 때문에, 미생물 광천수는 디스펜서의 모든 부분에, 즉 공급 꼭지의 단부에 도달했다.
다음으로, 미생물 광천수의 BIB 용기(1)는 디스펜서로부터 탈거되고 10 리터의 광천수로 채워진 시중의 새로운 BIB 용기가 디스펜서에 연결된다. 이후에, 디스펜서의 열소독 장치가 작동된다. 온수 탱크(3) 내에 설치된 가열기(5)는 온수 탱크 내의 온수의 온도가 70 ℃ 이상일 때 가열을 정지하고 순환 펌프가 60분 동안 작동되도록 디스펜서의 열소독 장치가 설정된다. 이러한 기간 동안에, 디스펜서의 탱크(3, 4)와 파이프 시스템은 미리 디스펜서에 연결된 BIB 용기(1)의 미생물 광천수로 채워진다.
열소독 직후에, 한 컵의 물에 상응하는 200 ㎖의 물이 냉수 공급 꼭지(8)를 통해 얻어지고 시료 Ⅱ로서 처리된다. 열소독으로부터 2 시간이 경과한 후에, 한 컵의 물에 상응하는 200 ㎖의 물이 냉수 공급 꼭지(8)로부터 얻어지고 시료 Ⅲ로서 처리된다. 이후에, 냉수 탱크(4)의 체적의 절반보다 많이 배출하기 위해 1500 ㎖의 냉수가 배출되어 시료 Ⅳ로서 처리된다.
각 시료에 대해 세균 시험이 수행된다. 세균 시험은 0.1 ㎖의 시료가 1배 내지 100배로 희석되도록 수행된다. 희석된 시료는 표준 세균 배양 매질 상에 살포하여 27 ℃에서 7일 동안 배양된다. 배양된 시료의 집락수가 측정된다. 시험 결과는 표1에 도시된다.
스핀고모나스 포시모빌리스를 포함하는 미생물 광천수 수도모나스 플루오레센스 미굴라를 포함하는 미생물 광천수
미생물 광천수 1.76×105 CFU/㎖ 3.04×106 CFU/㎖
시료 Ⅰ(미생물 물 설치 시간) 1.46×103 CFU/㎖ 3.81×104 CFU/㎖
시료 Ⅱ(열소독 직후) 10 CFU/㎖ 이하 10 CFU/㎖ 이하
시료 Ⅲ(열소독으로부터 2시간후; 200 ㎖) 10 CFU/㎖ 이하 5 CFU/㎖
시료 Ⅳ(열소독으로부터 5시간후; 1500 ㎖) 75 CFU/㎖ 75 CFU/㎖ 이하
따라서, 세균이 디스펜서 내에 번식할 지라도 열소독 장치를 작동시킴으로써 살균 작업을 효과적으로 수행하는 본 발명의 디스펜서가 제공된다.
실험 Ⅱ : 디스펜서 부품의 열소독에 의한 가열 효과의 확인
본 발명의 디스펜서(A)와 참조용으로 제조된 디스펜서(B, C)를 사용함으로써, 디스펜서 내의 각 부품의 열소독에 의한 가열 효과는 이하의 실험에 의해 확인된다. 열소독의 스케일로서, 온도는 5분 이상 동안 55 ℃에서 유지되어야 한다.
35 ℃의 실온에서, 10 리터의 광천수로 채워진 시중의 새로운 BIB 용기(1)가 디스펜서에 연결된다. 이후에, 실험은 한시간 후에 시작된다. 이 때에, 디스펜서의 냉장기(25) 내에 설정된 BIB 용기(1)의 식수의 온도는 14 ℃이다.
각 디스펜서의 열소독 장치는 온수 탱크(3) 내의 온수의 온도가 가열기(5)의 가열에 의해 70 ℃ 이상일 때 가열을 중지시키도록 설정된다. 순환 펌프(9)는 70분 동안 작동하도록 설정된다. 순환 펌프(9)의 기동에서 90분 후까지의 기간 동안에, 디스펜서의 각 부분의 온도는 시간 경과 변화를 관측하여 측정된다. 이러한 기간 동안에, 디스펜서(A) 내에는, 3 방향 커넥터(31)의 테이퍼진 원통부(39)의 기부(a), 3 방향 커넥터(31)의 본체 중심부(b) 및 온수 탱크(3)에 연결된 냉장기 내의 파이프 시스템의 파이프부(c)가 측정된다. 디스펜서(B)에서는, 3 방향 커넥터(31)의 테이퍼진 원통부(39)의 기부(a'), 3 방향 커넥터(31)의 본체 중심부(b') 및 온수 탱크에 연결된 냉장기 내의 파이프 시스템의 파이프부(c')가 측정된다. 디스펜서(C)에서는, 식수 용기(1)의 출구 포트 부근에 위치된 I-커넥터의 부분(d), I형 커넥터의 중심부(e), 파이프 시스템 부근의 I-커넥터의 부분(f) 및 I-커넥터와 파이프 시스템 사이의 연결부(g)가 측정된다.
3 방향 커넥터(31)의 본체 중심부(b, b')와 각 디스펜서(A, B)의 온수 탱크(3)에 연결된 냉장기 내의 파이프 시스템의 파이프(c, c')에서, 온도는 순환 펌프의 기동으로부터 상승하고 17분 내에 55 ℃에 도달하게 된다. 또한, 온도는 상승하여 최대 75 ℃에 도달하게 되고 후에 온수 탱크에 부착된 가열기가 꺼지는 때부터 떨어진다. 가열기의 기동으로부터 90분이 경과될 때 온도는 63 ℃이다. 본 발명에 따른 디스펜서(A)의 3 방향 커넥터(31)의 테이퍼진 원통부 기부(a)에서, 온도는 순환 펌프의 기동으로부터 상승하여 33분 내에 55 ℃에 도달하게 된다. 또한, 온도는 상승하여 최대 65 ℃에 도달하게 되고 후에 가열기(5)가 꺼지는 때부터 떨어진다. 가열기(5)의 기동으로부터 90분이 경과될 때 온도는 57 ℃이다. 디스펜서(B)의 플라스틱 3 방향 커넥터(31)의 테이퍼진 원통부 기부(a')에서, 온도는 28 ℃에서 최대 52 ℃까지의 범위 내에서 변동된다.
디스펜서(C)에 대해서는, I-커넥터와 파이프 시스템 사이의 연결부(g)에서는, 온도는 순환 펌프(9)의 기동으로부터 상승되어 22분 내에 55 ℃에 도달한다. 또한, 온도는 상승하여 최대 74 ℃에 도달하게 되고 후에 가열기(5)가 꺼지는 때부터 떨어진다. 가열기(5)의 기동으로부터 90분이 경과될 때 온도는 61 ℃이다. 식수 용기(1)의 출구 포트 부근의 I-커넥터의 부분(d)에서, 온도는 순환 펌프의 기동의 26분 후로부터 상승하여 최대 45 ℃에 도달한다. 이후에 가열기(5)가 꺼지는 때부터 온도는 떨어진다. 가열기(5)의 기동으로부터 90분이 경과할 때 온도는 26 ℃이다. I-커넥터의 중심부(e)에서는, 온도는 순환 펌프(9)의 기동으로부터 26분이 경과된 때로부터 상승하여 최대 45 ℃에 도달한다. 이후에 가열기(5)가 꺼질 때부터 온도는 떨어진다. 가열기(5)의 기동으로부터 90분이 경과될 때 온도는 26 ℃이다. 파이프 시스템 부근의 I-커넥터의 부분(f)에서는, 순환 펌프(9)의 기동으로부터 8분이 경과할 때부터 온도가 상승하여 최대 57 ℃에 도달한다. 55 ℃ 이상의 온도가 4분 동안 유지된다. 이후에 가열기(5)가 꺼지는 때부터 온도가 떨어진다. 가열기(5)의 기동으로부터 90분이 경과할 때 온도는 45 ℃이다. 결과적으로, 본 발명에 따른 디스펜서(A)에 대해서, 살균 가능 온도와 온도가 유지되는 시간이 55 ℃ 이상과 적어도 5분이라고 정의될 경우에 3 방향 커넥터(31)의 테이퍼진 원통부 기부(a), 3 방향 커넥터(31)의 본체 중심부(b) 및 냉장기 내의 파이프 시스템의 파이프(c)는 모두 적어도 5분 동안 55 ℃ 이상을 유지하는 살균 상태를 이룬다.
디스펜서(B)에서는, 플라스틱 3 방향 커넥터(31)의 테이퍼진 원통부 기부(a')만이 55 ℃보다 큰 온도에 도달하지 못했고, 따라서 살균 효과가 확실하지 않았다.
디스펜서(A)에서는, 3 방향 커넥터(31)가 금속으로 제조되었기 때문에 온도가 온수의 순환에 의해 상승하고 3 방향 커넥터의 단부도 열전도성에 의해 상승된다. 따라서, 3 방향 커넥터(31)의 예리한 원통부 기부(a)의 온도가 55 ℃ 이상으로 상승하고 5분 이상 동일하게 유지된다고 생각된다. 그러나, 디스펜서(B)의 플라스틱 3 방향 커넥터(31)의 테이퍼 원통부 기부(a')에서 온도는 거의 상승하지 않고 BIB 용기(1)로부터의 냉수의 온도에 의해 많은 영향을 받으며, 따라서 온도는 상승하지 않는다고 생각된다.
디스펜서(C)에서는, I-커넥터의 어떤 부분도 55 ℃ 이상에서 5분 이상 동안 유지되지 않기 때문에 열소독 효과가 확실할 수 없다. 이것에 대한 이유는 온수가 I-커넥터에서 순환되지 않고 BIB 용기(1)로부터의 냉수가 I-커넥터에서 유동되며, I-커넥터가 식수가 냉각 상태에서 유지되는 냉장기(25) 내에 배치되기 때문이라고 생각된다. 따라서, I-커넥터가 I-커넥터 부근에서 순환되는 온수의 열을 수용하고 열전도성을 이용한다할 지라도 I-커넥터의 온도는 상승하지 않는다. I-커넥터는 디스펜서 내의 최상류 부분에 위치된다. 따라서, 세균의 오염 또는 번식이 이러한 부분에서 발생된다면 디스펜서의 사용에 의해 디스펜서 전체가 오염된다. 즉, I-커넥터는 살균에 있어서 가장 중요하다.
따라서, 본 발명에 따른 디스펜서(A)에서는, 냉수 공급 꼭지(8)의 기부, 순환 솔레노이드 밸브(10), 순환 펌프(9), 온수 탱크 바닥부, 냉수 탱크 바닥부 및 배출 파이프를 통해 냉수 탱크에 연결된 냉수 배출 밸브(14)의 온도가 측정된다. 각 온도는 순환 펌프의 기동으로부터 상승하고 55 ℃ 이상으로 적어도 30분 동안 유지된다. 또한, 본 발명에 따른 디스펜서(A)에서는, BIB 용기(1) 내의 식수의 온도는 냉장기(25) 내에서 설정되고 냉장기(25) 내의 온도가 측정된다. BIB 용기(1) 내의 식수의 온도와 냉장기(25) 내의 온도는 많아야 5 ℃만큼 상승하고 현저하게 변하지는 않는다. 따라서, 냉장기(25)의 내부와 냉장기(25) 내의 BIB 용기(1)의 식수는 냉각 상태로 유지된다. 즉, 열소독 후에 과도하게 냉각 작동을 수행할 필요가 없으며, BIB 용기(1)의 식수 내의 세균의 번식을 억제하기 위한 저온이 유지된다.
실험 Ⅲ : 냉수 공급 꼭지의 식수 출구부의 절결부의 효과
외부 공기에 노출되는 부분인 냉수 공급 꼭지(8)의 식수 출구 팁 단부와 온수 공급 꼭지(7)의 식수 출구 팁 단부의 2 부분의 세균 오염에 대해서는, 사무실 내에 설치된 시중의 디스펜서가 관찰된다. 관찰 방법은 이하와 같다: 먼저, 식수 출구 팁 단부를 무균 상태의 물로 적신 면봉으로 닦는다. 닦은 면봉을 시험관 내의 1.0 ㎖의 무균 상태의 물로 세척한다. 0.1 ㎖의 세척한 물을 매질과 혼합하여 희석시킨다. 이후에, 세척한 물 매질은 배양되고 배양된 시료의 집락수가 계수된다. 관찰 결과로서, 디스펜서의 냉수 공급 꼭지(8)의 식수 출구 팁 단부에서는 103 CFU/㎖ 이상의 세균이 검출되었고 냉수 공급 꼭지(7)의 식수 출구 팁 단부에서는 10 CFU/㎖ 이하의 세균이 검출되었다. 식수 출구 팁 단부에서 검출된 세균과 식수 출구 팁 단부의 잔류하는 물을 관찰하여, 세균이 외부로부터 식수 출구에 부착되었고 부착된 세균이 식수 출구 팁 단부의 잔류하는 물에서 번식하였다고 결론내렸다. 따라서, 냉수 공급 꼭지(8)에서의 세균의 번식을 억제하기 위한 효과를 증명하기 위해, 본 발명의 디스펜서(A)에 대해 참조용으로 제조된 디스펜서(D)를 사용함으로써 이하의 실험이 수행된다.
상기 실험 Ⅰ에서도 사용된 스핀고모나스 포시모빌리스(ATCC29837)와 수도모나스 플루오레센스 미굴라(ATCC13525)의 균주가 표준 세균 배양 매질 내에서 27 ℃로 5일 동안 배양된다. 이후에, 각 배양된 미생물의 백금 루프를 10 ㎖의 광천수에 띄운다. 또한, 현탁액은 광천수에 의해 약 102 CFU/㎖의 농도로 희석되고 각 희석된 시료는 27 ℃에서 5일동안 배양된다. 배양 후에, 각 배양된 액체는 시중의 새로운 BIB 용기(1) 내의 10 리터의 광천수로 희석되고 2 종류의 미생물 광천수를 얻기 위해 25 ℃에서 48 시간 동안 배양된다. 세균의 농도는 2.40×105 CFU/㎖이다.
디스펜서가 식수가 모두 배출되는 완전히 비워진 상태로 된 후에, 미생물 광천수로 채워진 BIB 용기(1)는 디스펜서에 연결된다. 냉수 탱크가 미생물 광천수로 완전히 채워진 것을 점검한 후에, 500 ㎖의 물을 냉수 공급 꼭지로부터 배출한다. 이 때에, 미생물 광천수로 채워진 BIB 용기(1)로부터의 미생물 광천수 만이 디스펜서 내에 존재하기 때문에, 미생물 광천수는 물을 냉수 공급 꼭지(8)를 통해 배출함으로써 디스펜서 전체에 도달한다. 이것은 물이 공급 꼭지(7, 8)의 단부에 완전히 도달했다는 것을 의미한다. 따라서, 미생물 광천수의 BIB 용기(1)는 디스펜서로부터 탈거되고 10 리터의 광천수로 채워진 시중의 새로운 BIB 용기(1)가 디스펜서에 연결된다. 이후에, 열소독 장치가 작동된다. 디스펜서의 열소독 장치는, 온수 탱크(3) 내의 가열기(5)가 온수 탱크(3) 내의 온수의 온도가 70 ℃ 이상일 때 가열을 정지하고 순환 펌프(9)는 120분 동안 작동되도록 설정된다. 이러한 기간 동안에, 디스펜서의 탱크와 파이프 시스템은 미리 디스펜서에 연결된 BIB 용기(1)의 미생물 광천수로 채워진다.
열소독 후에, 디스펜서는 광천수가 디스펜서 내에 여전히 잔류하는 상태를 유지하기 위해 1일 동안 사용되지 않은 상태로 유지된다. 1일 후에, 물은 냉수 공급 꼭지(8)를 통해 1 리터만큼 배출된다. 물 1 리터 중 처음의 10 ㎖와 마지막 10 ㎖는 시료이고 세균에 대해 시험된다. 또한, 10일 후에, 10 리터의 광천수가 채워진 시중의 새로운 BIB 용기가 디스펜서에 연결된다. 후에, 물은 이전과 유사하게 시료로 채취되어 세균에 대해 시험된다. 이러한 관찰은 열소독 후에 디스펜서 내의 광천수의 잔류 시간에 따라 세균수의 주기적인 변화를 확인하기 위해 수행된다. 배출된 1 리터의 물 중 처음 10 ㎖는 냉수 공급 꼭지(8)의 식수 출구 팁 단부에 잔류하는 물을 포함하는 시료이고, 마지막 10 ㎖는 식수 출구 팁 단부에 잔류하는 물이 없는 탱크 내의 광천수를 포함하는 시료이다.
디스펜서의 방치 1일 후에, 디스펜서의 열소독 장치는 작동하지 않는다. 세균 시험은, 0.1 ㎖의 각 시료가 표준 세균 배양 매질 상에 도포되어 23 ℃에서 7일 동안 배양되고 집락수가 계수되도록 수행된다.
결과적으로, 디스펜서(D)에서는, 첫째날의 처음 10 ㎖의 세균은 1.68×106 CFU/㎖이고, 첫째날의 마지막 10 ㎖의 세균은 9.52×103 CFU/㎖이다. 디스펜서(A)에서는, 첫째날의 처음 10 ㎖의 세균은 220 CFU/㎖이고, 첫째날의 마지막 10 ㎖의 세균은 11 CFU/㎖이다. 이후에, 디스펜서(D)에서는, 둘째날의 처음 10 ㎖의 세균은 2.20×105 CFU/㎖이고, 둘째날의 마지막 10 ㎖의 세균은 1.15×103 CFU/㎖이다. 셋째날의 처음 10 ㎖의 세균은 2.18×105 CFU/㎖이고, 셋째날의 마지막 10 ㎖의 세균은 1.06×103 CFU/㎖이다. 네째날의 처음 10 ㎖의 세균은 1.17×104 CFU/㎖이고, 네째날의 마지막 10 ㎖의 세균은 556 CFU/㎖이다. 5일째에서 20일째까지의 기간 동안에, 세균의 검출수는 4일째의 세균 검출수와 유사하다.
본 발명의 디스펜서(A)에서는, 2일째에서 5일째까지의 기간 동안에 세균수가 첫째날의 세균수와 유사하게 검출되었지만, 5일째 후에는 처음 10 ㎖와 마지막 10 ㎖ 모두에서 세균이 0 내지 많아야 14의 범위 내에 있었다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 디스펜서(A)는 절결부가 냉수 공급 꼭지(8)의 식수 출구 팁 단부에 놓여지도록 구성되기 때문에 식수가 냉수 공급 꼭지(8)의 식수 출구부에 잔류하는 것이 방지된다. 결과적으로, 이러한 부분에서의 세균의 번식이 방지된다. 냉수 공급 꼭지(8)의 식수 출구부가 열소독 동안에 효과적으로 가열되지 않을 경우에 세균이 식수 출구부에 부착되어 잔류하는 물에서 번식하는 것으로 생각된다. 세균이 온수 공급 꼭지의 식수 출구 팁 단부에서 검출되지 않는 이유는, 세균이 온수 공급 꼭지의 식수 출구 팁 단부에 부착될 지라도 온수 공급 꼭지로부터 배출되는 온수의 온도가 55 ℃로 유지되고 온수의 배출로 인해 온수 공급 꼭지의 식수 출구 팁 단부가 항상 열소독 상태에 있기 때문이다. 따라서, 세균이 죽거나 번식하지 않는다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따라, 열소독 장치, 즉 가열기(5)가 온수 탱크(3)에만 배열되었고 파이프 시스템과 냉수 탱크로의 가열기의 제공이 용이했다. 따라서, 가열기가 설치된 부분이 수가 감소하고 소비된 전력도 감소했다. 따라서, 장치의 생산 비용과 디스펜서의 유지 비용이 감소되었다.
또한, 3 방향 커넥터가 식수 용기(1)의 출구 포트로의 연결부 부근에 배치되고 냉수 공급 꼭지(8)가 파이프 시스템 부근에 배치되기 때문에, 온수의 순환에 의한 열소독은 디스펜서 전체에 대해 효과적으로 수행된다. 또한, 3 방향 커넥터(31)와 배출 밸브(13, 14)가 높은 열전도성을 갖는 금속으로 제조되기 때문에 이러한 부품의 원주부를 가열하는 것이 가능해진다. 온수의 순환에 의해 직접적으로 열소독되지 않는 3 방향 커넥터(31)와 비교하여 연결부에 대해 더 가까운 부분에 위치된 디스펜서 내의 식수 용기에 연결된 부분은 밀봉 상태로 냉장기(25) 내에 놓이고 저온 환경에 놓인다. 따라서, 세균의 번식이 곤란한 상태에 놓여있다. 또한, 식수 용기(1)는 냉장기(25) 내에 수용되도록 구성된다. 디스펜서의 이러한 구성과 온수의 순환에 의한 열소독에 의해, 세균에 대한 디스펜서 내의 식수의 안전성이 확실히 보장된다. 식수 용기(1)가 디스펜서에 탈착될 때라도 식수와 접촉하는 부분은 사람에 의한 접촉이 대체로 없으며, 따라서 세균의 침입 가능성이 거의 없다.
또한, 테이퍼부(99), 절결부(98), 안내부(102) 및 연결 레버(92)가 제공되기 때문에 식수 용기(1)의 착탈 작업이 작은 힘으로도 용이하고 확실히 수행되고 식수 용기(1)는 장착 상태에서 결코 탈거되지 않는다. 또한, 연결 레버(92)는 탈착 작업을 제외하고 정상 상태에서 절첩되어 있기 때문에 콤팩트하게 수용되고 공간 효율적이다.
천연 광천수와 같이 좋은 본질을 갖는 식수가 본 발명에 따른 디스펜서에 채택될 지라도 디스펜서 내에서 식수와 접촉하는 부분은 식수에 이상한 맛과 향이 나지 않도록 한다. 또한, 이상한 맛과 향이 부품에 가해지는 것을 방지하는 재료가 선택되어 사용되기 때문에 본 발명에 따른 디스펜서는 오랜 기간 동안 연속으로 사용될 지라도 좋은 맛을 떨어뜨리지 않고 이상한 맛과 향을 첨가하지 않는다.
또한, 큰 체적을 갖는 식수 용기(1)는 디스펜서의 상부 내에 수용되고 온수 탱크(7)와 냉수 탱크(8)는 하부에 대각선으로 배열되기 때문에 디스펜서 장치를 콤팩트하게 제조하는 것이 가능해진다.
1997년 12월 26일자로 출원된 일본 특허 출원 제9-358667호의 명세서, 청구의 범위, 도면 및 요약을 포함하는 전체 개시 내용이 완전히 본 명세서에 참조하여 합체된다.

Claims (8)

  1. 착탈 가능한 식수 용기로부터 식수를 공급하기 위한 식수 디스펜서에 있어서,
    식수 용기로부터 공급된 식수를 가열하여 저장하는 온수 탱크와,
    식수 용기로부터 공급된 식수를 냉각하여 저장하는 냉수 탱크와,
    식수 용기를 온수 탱크 및 냉수 탱크와 연결하는 공급 파이프와,
    식수 용기에 연결된 제1 포트, 식수 용기의 식수가 온수 탱크 및 냉수 탱크로 각각 공급되게 되는 공급 파이프에 연결된 제2 포트 및 제3 포트를 갖는 3 방향 커넥터와,
    온수 탱크, 냉수 탱크 및 공급 파이프 사이에서 온수를 순환시킴으로써 이들을 살균하기 위한 것으로, 온수 탱크와 냉수 탱크를 연결하는 연결 파이프, 순환 펌프 및 살균용 온수의 순환을 제어하기 위한 순환 솔레노이드 밸브를 구비한 살균 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스펜서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 살균 시스템이 순환 펌프와 순환 솔레노이드 밸브를 제어하기 위한 타이머를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스펜서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 온수 탱크, 냉수 탱크, 밸브, 꼭지, 공급 파이프, 연결 파이프, 순환 펌프 및 순환 솔레노이드 밸브는 식수의 본질에 영향을 주지 않는 재료로 제조된 것을 특징으로 하는 디스펜서.
  4. 제3항에 있어서, 파이프들을 연결하기 위한 호스를 더 포함하며, 상기 온수 탱크, 상기 냉수 탱크 및 호스는 식수의 본질에 영향을 주지 않는 합성 수지로 피복된 것을 특징으로 하는 디스펜서.
  5. 제1항에 있어서, 상기 냉수 탱크에 연결된 냉수 공급 꼭지를 더 포함하며, 상기 냉수 공급 꼭지는 절결부를 갖는 식수 출구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스펜서.
  6. 제1항에 있어서, 식수 용기가 저장되어 냉각되는 냉장기와, 냉수 탱크 및 냉장기용 냉각 시스템을 더 포함하며, 상기 냉장기는 대각선으로 배열된 온수 탱크와 냉수 탱크 상에 배치되며, 상기 냉각 시스템은 전기 압축기, 응축기, 냉수 탱크용 증발기 및 냉장기용 증발기를 포함하며, 상기 냉각 시스템의 전기 압축기와 응축기는 온수 탱크와 냉수 탱크 아래에 배치된 것을 특징으로 하는 디스펜서.
  7. 제1항에 있어서, 3 방향 커넥터의 제1 포트는 테이퍼진 원통부를 갖고, 식수 용기의 밀봉막이 상기 원통부에 의해 파단되는 것을 특징으로 하는 디스펜서.
  8. 제1항에 있어서, 식수 용기를 놓기 위한 선반판, 수직 방향으로 요동 가능하도록 3 방향 커넥터를 고정식으로 연결하는 식수 용기와 상기 3 방향 커넥터를 연결하기 위한 연결 레버, 연결 레버를 안내하기 위한 안내부가 상기 냉장기 내에 배치되며, 상기 선반판은 반원형 절결부와 반원형 절결부와 이에 연속된 한 쌍의 테이퍼진 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 디스펜서.
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