KR101355880B1 - 국소가열구조의 살균기능을 갖는 에너지 절약형 음용수 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고온으로 살균된 위생적인 음용수를 공급하기 위하여 상온의 원수를 가열하여 끓인 물을 제공하는 국소가열구조의 살균기능을 갖는 에너지 절약형 음용수 공급장치에 관한 것으로, 상온의 원수가 공급되어 저장되는 가열수조; 상기 가열수조에 설치되어 물을 가열하는 히터; 상기 히터의 주변을 차폐하여 물의 일부분을 상기 히터의 주변에 통수가능하게 가둔 상태로 급속 가열시켜 끓인 물을 배출하는 급속가열부; 및 상기 급속가열부에 의해 가열되어 배출된 끓인 물을 저장하는 음용수 저장탱크;를 포함하며, 상기 급속가열부는, 상기 히터를 수용한 상태로 상기 가열수조의 내부에 설치되어 상기 히터의 주변을 차폐하며, 상기 히터에 의해 가열된 끓인 물이 배출되는 온수배출관이 상단부에 구비되고, 유입구가 하단부에 형성되어 상기 가열수조에 담겨있는 물을 상기 히터의 주변으로 유입시키는 함체형의 고온수 발생박스; 및 상기 고온수 발생박스의 온수배출관에서 배출되는 끓인 물을 상기 음용수 저장탱크에 공급하는 온수배출부;를 포함한다.
본 발명에 의하면, 히터 주변의 물이 급속가열부를 구성하는 고온수 발생박스에 의해 가둬진 상태로 가열되므로 열손실이 감소되어 온수의 가열시간 단축이나 히터의 용량을 축소시킬 수 있다.

Description

국소가열구조의 살균기능을 갖는 에너지 절약형 음용수 공급장치{ENERGY SAVING TYPE WATER PURIFYING APPARATUS WITH STERILIZING FUNCTION OF PART HEATING STRUCTURE}

본 발명은 고온으로 살균된 음용수를 공급하기 위하여 상온의 원수를 가열하여 끓인 물을 제공하는 음용수 공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가열수조에 저장된 물의 일부분을 히터의 주변에 가둔 상태로 국소적으로 가열함으로써 열손실이 감소되어 끓인 물의 가열시간이 단축됨은 물론, 히터용량을 축소시킬 수 있는 국소가열구조의 살균기능을 갖는 에너지 절약형 음용수 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 학교의 단체급식실이나 대형식당 또는 휴게소 등에는 음용수를 대량으로 공급하기 위한 음용수 공급기가 필수적으로 설치된다.

이러한 음용수 공급기는 상수도와 연결되어 급수되는 원수를 정수필터부로 정수시키켜 취수코크로 공급하거나, 상수도의 원수를 정수필터과정 없이 음용수 저장탱크에 유입시킨 후 온수탱크와 냉각탱크로 각각 보내고 히터와 냉각기를 통해 냉/온수를 생산하여 취수코크로 공급하는 방식이 있다.

여기서, 원수를 정수필터부로 정수하는 방식은 정수시킨 물을 음용수 저장탱크와 연결된 온수탱크와 냉각탱크로 각각 공급하는데, 정수용량이나 음용수 저장용량, 히팅 또는 냉각용량 등의 한계성으로 가정용으로만 적합할 뿐이어서 대용량의 음용수 공급기로 사용하기에는 부적합한 문제점이 있다.

또한, 음용수 저장탱크나 온수탱크 또는 냉각탱크에 저장된 물은 시간이 지남에 따라 정수필터에서 걸러진 염소이온 등의 영향으로 세균이 쉽게 증식되어져 비위생적일 뿐만 아니라 주기적인 필터의 교환 등 관리의 번거로운 문제점이 있다.

한편, 원수를 정수필터과정 없이 탱크전체를 히터로 가열하는 방식은 가열수조에 히터가 내장되어 전원에 의해 발열하면서 가열수조 전체의 정수를 가열하는 구성이 대부분이어서 온수의 가열시간이 많이 소요되고, 가열수조 내부에 물이 가열되는 동안 외부로의 열손실도 많이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 가열방식은 가열수조의 물이 고온으로 가열되면 가열수조의 물 전체를 음용수 저장탱크로 공급한 후, 다시 상온의 물을 가열수조에 채워넣어 가열하기 때문에 온수를 연속적으로 공급하지 못하고 간헐적으로 공급하는 단점이 있다.

예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0033462호에 제안된 온수공급장치를 살펴보면, 열기를 제공하는 가열부(60)가 온수탱크(56)에 저장된 물 전체를 가열하므로 물의 가열시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.

여기서, 일반적으로 온수가 가열되는 가열수조에는 스케일이 발생하여 히터나 가열수조의 내벽에 고착되는 현상이 발생한다.

구체적으로, 스케일은 물에 녹아있던 마그네슘이나 칼슘 성분이 히터에 의해 온도가 상승함에 따라 탄산가스가 방출되고 탄산칼슘 성분이 히터나 가열수조의 벽면에 부착되면서 형성된다.

이러한 스케일은 히터나 가열수조의 벽면 외에 물이 통수되는 연결관로 등에도 고착되어 구성품을 오염시킴으로써 제품수명의 단축을 초래함은 물론, 음용수 내에 이물질을 생성하고 세균 증식을 야기함으로써 비위생적인 문제점이 있다.

그런데, 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 온수공급장치는 상기와 같은 스케일을 방지할 수 있는 구성이 결여되어 있기 때문에 가열수조나 히터에 스케일이 고착되어 이물질 발생 등으로 비위생적이며, 아울러 스케일에 의한 열손실이 발생하여 히터의 열효율이 더욱 저하되는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0033462호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 물을 끓여서 연속적으로 고온수를 공급함으로써 정수필터가 없이도 고온으로 살균된 물을 음용수로 공급할 수 있으며, 특히 가열수조에 저장된 물의 전체를 가열하지 않고 히터 주변에 존재하는 일부의 물만을 국소적으로 가열함으로써 온수의 가열시간을 단축시킬 수 있는 국소가열구조의 살균기능을 갖는 에너지 절약형 음용수 공급장치를 제공하기 위함이 그 목적이다.

또한, 가열수조의 내부에 발생하는 스케일의 고착을 방지할 수 있는 국소가열구조의 살균기능을 갖는 에너지 절약형 음용수 공급장치를 제공하기 위함이 또 하나의 목적이다.

이에 더하여, 고온수의 물을 냉각이나 열교환을 통해 취수하기 좋은 상태의 수온으로 제공하기 위해 고온수를 고압의 분사상태로 음용수 저장탱크에 공급함으로써 음용수 저장탱크의 내벽에 스케일 고착을 방지할 수 있으며, 오염된 음용수 저장탱크의 청소시 저장탱크 내 물을 비운상태에서 음용수 저장탱크의 상단부에 설치된 노즐을 통해 탱크 내부를 고온수로 고압분사 세척함으로써 음용수 저장탱크에 대하여 살균세척효과를 기대할 수 있는 국소가열구조의 살균기능을 갖는 에너지 절약형 음용수 공급장치를 제공하기 위함이 또 하나의 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 국소가열구조의 살균기능을 갖는 에너지 절약형 음용수 공급장치는, 고온으로 살균된 음용수를 공급하기 위하여 상온의 원수를 가열하여 끓인 물을 제공하는 국소가열구조의 살균기능을 갖는 에너지 절약형 음용수 공급장치로서, 상온의 원수가 공급되어 저장되는 가열수조; 상기 가열수조에 설치되어 전원에 의해 열기를 제공하면서 물을 가열하는 히터; 상기 히터의 주변을 차폐하여 물의 일부분을 상기 히터의 주변에 통수가능하게 가둔 상태로 급속 가열시켜 끓인 물을 배출하는 급속가열부; 및 상기 급속가열부에 의해 가열되어 배출된 끓인 물을 저장하면서 살균된 음용수를 제공하는 음용수 저장탱크;를 포함하며, 상기 급속가열부는, 상기 히터를 수용한 상태로 상기 가열수조의 내부에 설치되어 상기 히터의 주변을 차폐하며, 상기 히터에 의해 가열된 끓인 물이 배출되는 온수배출관이 상단부에 구비되고, 유입구가 하단부에 형성되어 상기 가열수조에 담겨있는 물을 상기 히터의 주변으로 유입시키는 함체형의 고온수 발생박스; 및 상기 고온수 발생박스의 온수배출관에서 배출되는 끓인 물을 상기 음용수 저장탱크에 공급하는 온수배출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

예컨대, 상기 급속가열부는, 상기 히터의 가열에 의한 대류현상에 의해 상기 고온수 발생박스의 상부로 상승하는 물을 상기 고온수 발생박스의 하부로 안내하여 물의 순환을 유도하는 순환유도부재;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

예컨대, 상기 순환유도부재는, 상기 고온수 발생박스의 내측면 상부 양측에 마주보는 형태로 고정되어 상기 고온수 발생박스의 내측면을 따라 상승하는 물을 가로막으면서 하부로 안내하는 앵글형태의 안내칸막이;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 급속가열부는, 상기 히터의 가열에 의해 발생하는 스케일이 상기 히터나 상기 고온수 발생박스의 내벽에 고착되는 것을 방지하는 스케일 방지수단;을 더 포함하여 구성될 수 있다.

예컨대, 상기 스케일 방지수단은, 상기 고온수 발생박스의 내부에 복수로 구비되고, 물의 대류에 의해 유동하면서 상기 히터나 상기 고온수 발생박스의 내벽에 충돌하는 구슬; 및 상기 고온수 발생박스의 상부에 통수가능하게 설치되어 상기 구슬이 상기 온수배출관으로 배출되는 것을 방지하는 메쉬형태의 구슬이탈방지필터;를 포함하여 구성될 수 있다.

이와 달리, 상기 스케일 방지수단은, 상기 히터나 상기 고온수 발생박스에 진동을 제공하여 스케일의 고착을 방지하는 진동부재;를 포함하여 구성될 수도 있다.

예컨대, 상기 온수배출부는, 상기 고온수 발생박스에 설치되어 상기 고온수 발생박스 내부의 수온을 감지하는 수온센서; 상기 고온수 발생박스의 온수배출관에 개폐가능하게 설치되고, 상기 수온센서에 의해 감지된 수온이 설정된 온도에 도달함에 따라 상기 온수배출관을 개방하는 온수배출밸브; 상기 온수배출관에 통수가능하게 연결되어 끓인 물이 공급되며, 공급되는 끓인 물을 고압으로 펌핑하는 고압펌프; 상기 고압펌프에 연결된 상태로 상기 음용수 저장탱크의 길이방향을 따라 연장되어 고압의 끓인 물을 이송시키는 이송관; 및 상기 이송관의 길이방향을 따라 복수를 이루면서 상기 음용수 저장탱크의 내주면을 향해 관통형성되어 고압의 끓인 물을 분사하는 구멍형태의 오리피스 노즐;을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 이송관은, 상기 고압펌프에 일측이 연결된 상태로 타측이 분기되어 복수를 이루면서 상기 음용수 저장탱크의 길이방향을 따라 연장될 수 있다.

그리고, 본 발명은, 상기 가열수조에 저장된 물의 일부분이 상기 급속가열부에 의해 끓인 물로 배출됨에 따라 상온의 원수를 상기 가열수조에 연속적으로 공급하는 연속공급기;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

예컨대, 상기 연속공급기는, 상기 가열수조에 설치되어 수위를 감지하는 수위센서; 및 상기 가열수조에 개폐가능하게 설치되어 상기 수위센서의 감지신호에 의해 작동하면서 상기 가열수조로 상온의 원수를 공급하는 원수공급밸브;를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 국소가열구조의 살균기능을 갖는 에너지 절약형 음용수 공급장치는, 가열수조에 저장된 물을 끓여서 고온으로 살균된 끓인 물을 음용수 저장탱크에 연속적으로 공급하므로 대용량의 음용수 공급에 적합한 장점이 있으며, 특히, 가열수조에 저장된 히터 주변의 물이 급속가열부를 구성하는 고온수 발생박스에 의해 가둬진 상태로 국소적으로 가열되므로 열손실이 감소되어 온수의 가열시간이 단축되거나 히터용량을 축소시킬 수 있다.

따라서, 히터(20)의 작동시간이 단축되거나 히터용량의 축소로 에너지가 절약될 수 있다.

또한, 히터의 가열에 의해 상승하는 물이 안내칸막이에 의해 가로막히면서 하부로 안내됨에 따라 물이 원활하게 순환하면서 가열될 수 있다.

그리고, 순환하는 물에 의해 구슬이 유동하면서 히터나 고온수 발생박스의 내벽에 충돌함에 따라 스케일의 고착이 방지되므로 위생적인 음용수 공급이 가능하다.

또한, 히터나 고온수 발생박스 전체가 진동부재에 의해 진동하므로 스케일이 히터나 고온수 발생박스에 고착되지 않는다.

또한, 고온수 발생박스에서 배출되는 고온수가 음용수 저장탱크로 공급되면서 고압펌프 및 이송관에 의해 고압으로 이송되어 오리피스 노즐을 통해 분사되므로 음용수 저장탱크의 내벽에 스케일 고착이 방지될 수 있으며, 오염된 음용수 저장탱크를 비운상태에서는 살균 및 세척하는 효과가 있으므로 더욱 위생적인 장점이 있다.

그리고, 고온수 발생박스에서 고온수가 배출됨에 따라 연속공급기를 구성하는 수위센서 및 원수공급밸브를 통해 가열수조에 원수가 보충되므로 고온수의 가열 및 공급과 원수의 공급이 연속적으로 이루어질 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 온수 히팅장치를 나타내는 종단면도.
도 2는 본 발명에 따른 국소가열구조의 살균기능을 갖는 에너지 절약형 음용수 공급장치를 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 급속가열부를 나타내는 절개사시도.
도 4는 본 발명의 고온수 발생박스를 나타내는 종단면도.
도 5는 도 4의 A-A선 단면도.
도 6은 본 발명의 이송관에서 고온수가 분사되는 상태를 나타내는 상태도.

이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 국소가열구조의 살균기능을 갖는 에너지 절약형 음용수 공급장치는 상온의 원수를 고온으로 끓여 살균된 음용수와 고온의 세척수를 제공하는 장치로써, 도 2에 도시된 바와 같이 가열수조(10), 히터(20), 급속가열부(30) 및 음용수 저장탱크(40)를 포함하여 구성된다.

가열수조(10)는 상온의 원수가 급수되어 저장되는 부재로써, 도 2에 도시된 바와 같이 함체형으로 형성되어 일측에 구비된 원수유입관(11)을 통해 원수가 급수되면서 저장된다.

이러한 가열수조(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 하부에 드레인관(12)이 구비되어 저장된 물을 배출할 수 있으며, 원수유입관(11)의 일측에 오버플로우관(13)이 구비됨에 따라 과공급된 물을 배출할 수 있다.

한편, 가열수조(10)는 후술되는 고온수 발생박스(100)의 온수배출관(110)이 관통됨에 따라 고온수를 음용수 저장탱크(40)로 배출시킨다.

히터(20)는 열기를 제공하면서 물을 가열하는 구성요소로, 예컨대 발열코일이 내장된 히팅파이프로 구성되어 도 3에 도시된 바와 같이 가열수조에 설치되며, 미도시된 컨트롤러의 제어에 따라 발열하면서 주변의 물을 가열한다.

급속가열부(30)는 가열수조(10)에 저장된 물의 일부분을 히터(20)의 주변에 가둔 상태로 급속 가열시켜 끓인 물을 배출하는 구성요소이다.

이러한 급속가열부(30)는 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이 고온수 발생박스(100) 및 온수배출부(200)를 포함하여 구성될 수 있다.

고온수 발생박스(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 히터(20)를 수용하는 함체형으로 형성되어 가열수조(10)의 내부에 설치되면서 히터(20)의 주변을 차폐하여 물을 히터(20)의 주변에 가두는 부재이다.

이러한 고온수 발생박스(100)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상단부에 온수배출관(110)이 구비되어 끓여진 고온수를 배출하며, 하단부에 다수의 유입구(120)가 형성되어 가열수조(10)의 물을 유입시킨다.

즉, 가열수조(10)의 물은 유입구(120)를 통해 소통하면서 고온수 발생박스(100)로 유입되며, 히터(20)의 주변에 가둬진 상태로 가열됨에 따라 단시간에 고온으로 가열될 수 있다.

한편, 고온수 발생박스(100)는 열손실을 방지하기 위하여 이중벽체로 형성되면서 미도시된 단열재가 내장될 수도 있다.

여기서, 고온수 발생박스(100) 내부의 물은 히터(20)에 의해 가열됨에 따라 대류현상에 의해 고온수 발생박스(100)의 상부로 상승한다.

본 발명의 급속가열부(300)는 상기와 같이 고온수 발생박스(100)의 상부로 상승하는 물을 고온수 발생박스(100)의 하부로 안내함으로써 물의 순환을 유도하기 위한 순환유도부재(300)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 순환유도부재(300)는 예컨대 도 5에 도시된 바와 같이 한 쌍의 안내칸막이(310)를 포함하여 구성될 수 있다.

안내칸막이(310)는 도 5에 도시된 바와 같이 앵글형태로 형성되며, 고온수 발생박스(100)의 상부 양측벽에 마주보는 형태로 고정되어 측벽을 따라 상승하는 물을 가로막아서 고온수 발생박스(100)의 하부로 안내한다.

즉, 고온수 발생박스(100) 내부의 물은 히터(20)에 의해 가열되어 내측벽을 따라 상부로 상승하여 안내칸막이(310)에 걸리면서 하부로 안내되어 순환한다.

이에 따라, 고온수 발생박스(100) 내부의 물은 원활하게 순환하면서 가열됨에 따라 가열시간이 더욱 단축될 수 있다.

그리고, 본 발명의 급속가열부(300)는 히터(20)의 가열에 의해 물에서 발생하는 스케일이 히터(20)나 고온수 발생박스(100)의 내벽에 고착되는 것을 방지하는 스케일 방지수단(400)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

스케일 방지수단(400)은 예컨대 도 5에 도시된 바와 같이 구슬(410) 및 구슬이탈방지필터(420)를 포함하여 구성될 수 있다.

구슬(410)은 도 5에 도시된 바와 같이 복수로 구비되어 고온수 발생박스(100)에 내장되고, 물의 대류나 순환에 의해 유동하면서 히터(20)나 고온수 발생박스(100)의 내벽에 충돌함으로써 스케일이 히터(20)나 고온수 발생박스(100)의 내벽에 고착되는 것을 방지한다.

이러한 구슬(410)은 예컨대 1~2mm 정도의 지름을 갖는 글래스비드(유리구슬)로 구성될 수 있다. 유리는 물의 약 2배의 비중을 가지지만 입자가 작을수록 점성과 부력 중력의 힘평형에 의해 물과 함께 상승 및 하강하여 유동한다.

즉, 복수의 구슬(410)은 물과 함께 유동하면서 히터(20)나 고온수 발생박스(100)의 벽면에 미세한 충돌을 일으키는데, 이 충돌은 히터(20)나 고온수 발생박스(100)의 벽면에 부착돼 있거나 부착하는 스케일을 제거하는 효과를 갖는다. 이는 유리병 속을 세척할 때 모래를 물과 함께 넣어 흔들어주면 유리병 내부를 보다 쉽게 세척하는 것과 같은 원리이다.

구슬이탈방지필터(420)는 메쉬형태로 형성되어 도 5에 도시된 바와 같이 고온수 발생박스(100)의 상부에 설치되어 구슬(410)이 온수배출관(110)으로 배출되는 것을 방지한다.

한편, 스케일 방지수단(400)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 히터(20)나 고온수 발생박스(100)에 진동을 제공함으로써 스케일의 고착을 방지하는 진동부재(430)를 포함하여 구성될 수도 있다.

예컨대, 진동부재(430)는 도 4에 도시된 바와 같이 히터(20)에 동일체로 고정된 상태로 전원에 의해 작동하면서 히터(20)의 표면에 진동을 제공하는 초음파진동자(431)로 구성될 수 있다.

이와 달리, 진동부재(430)는 도 5에 도시된 바와 같이 가열수조(10)의 하부에 설치되어 가열수조(10)와 고온수 발생박스(100) 및 히터(20) 전체에 진동을 제공하는 진동모터(432)로 구성될 수도 있다.

여기서, 진동모터(432)는 음용수 공급기를 구성하면서 물을 순환시키는 순환모터로 구성될 수도 있다.

온수배출부(200)는 고온수 발생박스(100)의 온수배출관(110)에서 배출되는 끓인 물을 음용수 저장탱크(40)에 고압상태로 분사하여 공급하는 부재로써, 예컨대 도 2에 도시된 바와 같이 수온센서(250), 온수배출밸브(260), 고압펌프(210), 이송관(220) 및 오리피스 노즐(230)을 포함하여 구성될 수 있다.

수온센서(250)는 도 5에 도시된 바와 같이 고온수 발생박스(100)에 설치되어 고온수 발생박스(100) 내부의 수온을 감지한다.

온수배출밸브(260)는 도 5에 도시된 바와 같이 온수배출관(110)에 개폐가능하게 설치되어 수온센서(250)에 의해 감지된 수온에 따라 온수배출관(110)을 개폐시키는 부재이다.

즉, 온수배출관(110)은 수온센서(250) 및 온수배출밸브(260)가 설치됨에 따라 고온수 발생박스(100) 내부의 온수가 설정된 온도에 도달할 때에만 개방될 수 있다.

예컨대, 온수배출밸브(260)는 수온센서(250)를 통해 감지된 고온수 발생박스(100) 내부의 물 온도가 95℃에 도달했을 때 온수배출관(110)을 개방하여 끓여진 온수를 음용수 저장탱크(40)로 공급할 수 있으며, 물 온도가 85℃로 하강했을 때 온수배출관(110)을 폐쇄할 수 있다.

고압펌프(210)는 도 2에 도시된 바와 같이 온수배출관(110)에 연결되어 온수배출밸브(260)가 개방됨에 따라 고온수가 공급되며, 공급된 고온수를 고압으로 펌핑하여 배출한다.

이송관(220)은 도 2에 도시된 바와 같이 고압펌프(210)에 연결된 상태로 음용수 저장탱크(40)의 길이방향을 따라 연장되어 고압의 온수를 이송시킨다.

이러한 이송관(220)은 도시된 바와 같이 복수로 구성되어 분기된 상태로 고압펌프(210)에 연결될 수 있다.

또한, 이송관(220)은 도 2에 도시된 바와 같이 음용수 저장탱크(40)의 상부를 따라 설치되는 것이 바람직하다.

오리피스 노즐(230)은 도 2에 도시된 바와 같이 이송관(220)의 길이방향을 따라 구멍형태로 형성되어 고압의 고온수를 분사한다.

이러한 오리피스 노즐(230)은 도 6에 도시된 바와 같이 음용수 저장탱크(40)의 내주면을 향해 복수로 관통형성되어 고압의 고온수를 음용수 저장탱크(40)의 내벽에 분사하는 것이 바람직하다.

따라서, 음용수 저장탱크(40)는 내벽에 스케일이 고착되는 것이 방지될 수 있으며, 특히 비워진 상태에서 고압의 고온수가 분사될 경우에는 살균세척효과를 기대할 수 있다.

한편, 이송관(220)은 미도시된 열교환기를 경유한 후 음용수 저장탱크(40)에 연결될 수 있다.

미도시된 열교환기는 이송관(220)으로 이송되는 고온수와 가열수조(10)로 공급되는 상온의 원수를 열교환시키도록 구성될 수 있다.

즉, 이송관(220)으로 이송되는 고온수는 상온의 원수와 열교환됨에 따라 음용에 적합한 온도로 식혀진 후 음용수 저장탱크(40)에 저장되어 사용자에게 공급될 수 있으며, 상온의 원수는 이송관(220)의 고온수와 열교환됨에 따라 예열된 상태로 가열수조(10)에 공급될 수 있다.

음용수 저장탱크(40)는 미도시된 다수의 취수코크에 연결되어 사용자에게 살균된 온수를 공급할 수 있으며, 이와 달리 미도시된 별개의 냉각기에 연결되어 사용자에게 살균된 냉수를 공급할 수도 있다.

한편, 전술한 가열수조(10)는 고온수 발생박스(100)의 고온수가 온수배출부(200)를 통해 배출되며, 연속공급기(50)에 의해 상온의 원수가 공급되면서 리필될 수 있다.

이러한 연속공급기(50)는 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이 수위센서(51) 및 원수공급밸브(52)를 포함하여 구성될 수 있다.

수위센서(51)는 도 4에 도시된 바와 같이 가열수조(10)에 내장되어 수위를 감지한다.

원수공급밸브(52)는 도 4에 도시된 바와 같이 전술한 원수유입관(11)에 개폐가능하게 설치되고, 수위센서(51)의 감지신호에 의해 작동하면서 원수유입관(11)을 개폐한다.

즉, 원수공급밸브(52)는 수위센서(51)에 의해 감지된 가열수조(10)의 수위가 설정된 수위 이하로 하강할 경우 원수유입관(11)을 개방하면서 가열수조(10)에 상온의 원수를 보충시킨다.

이에 따라, 본 발명의 음용수 공급장치는 온수의 연속적인 히팅 및 공급이 가능하다.

상기와 같은 구성요소를 포함하는 본 발명의 작동 및 작용을 설명한다.

상온의 원수는 원수유입관(11)을 통해 공급되어 가열수조(10)의 내부에 저장되며, 유입구(120)를 통해 고온수 발생박스(100)의 내부로 유입되어 가둬진 상태로 히터(20)에 의해 가열된다.

이때, 가열되는 물은 고온수 발생박스(100)의 내벽을 따라 상승한 후, 안내칸막이(310)에 의해 하부로 안내되어 순환하면서 가열된다.

따라서, 물은 히터(20)의 주변에 가둬진 상태로 가열되는 동시에 안내칸막이(310)에 의해 순환하면서 가열됨에 따라 급속도로 가열된다.

한편, 구슬(410)들은 물이 순환함에 따라 물과 함께 유동하면서 히터(20)나 고온수 발생박스(100)의 벽면에 충돌한다. 이에 따라, 스케일은 히터(20)나 고온수 발생박스(100)의 내벽에 고착되지 않는다.

또한, 스케일은 히터(20)나 가열수조(10)가 진동부재(430)에 의해 진동함에 따라 히터(20)나 고온수 발생박스(100)의 내벽에 고착되지 않는다.

그리고, 가열된 물은 수온센서(250)에 의해 감지된 수온이 설정된 온도에 도달함에 따라 개방되는 온수배출밸브(260)를 통해 온수배출관(110)으로 배출되며, 고압펌프(210)에 의해 고압으로 펌핑되어 이송관(220)을 따라 이송된 후 오리피스 노즐(230)을 통해 음용수 저장탱크(40)에 고압으로 분사된다.

이때, 구슬(410)들은 구슬이탈방지필터(420)에 걸림에 따라 온수배출관(110)으로 배출되지 않는다.

그리고, 가열수조(10)의 물은 고온수 발생박스(100)에서 가열된 물이 온수배출관(110)으로 배출됨에 따라 수위가 하강하며, 이에 따라 원수공급밸브(52)는 수위센서(51)를 통해 수위의 하강을 감지하여 가열수조(10)로 상온의 원수를 보충한다.

가열수조(10)에 공급된 상온의 원수는 다시 유입구(120)를 통해 고온수 발생박스(100)로 유입되어 가열된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 국소가열구조의 살균기능을 갖는 에너지 절약형 음용수 공급장치에 의하면, 가열수조(10)에 저장된 물을 끓여서 살균된 끓인 물을 음용수 저장탱크(40)에 연속적으로 공급하므로 대용량의 음용수 공급에 적합한 장점이 있으며, 특히 히터(20) 주변의 물이 급속가열부(30)를 구성하는 고온수 발생박스(100)에 의해 가둬진 상태로 국소적으로 가열되므로 열손실이 감소되어 온수의 가열시간이 단축될 수 있다.

따라서, 히터(20)의 작동시간 단축이나 히터용량을 축소할 수 있어서 에너지가 절약될 수 있다.

또한, 히터(20)의 가열에 의해 상승하는 물이 순환유도부재(300)를 구성하는 안내칸막이(310)에 의해 가로막히면서 하부로 안내됨에 따라 물이 원활하게 순환하면서 가열될 수 있다.

그리고, 순환하는 물에 의해 구슬(410)이 유동하면서 히터(20)나 고온수 발생박스(100)의 내벽에 충돌함에 따라 스케일의 고착이 방지되므로 위생적인 온수 공급이 가능하다.

또한, 히터(20)나 고온수 발생박스(100) 전체가 진동부재(430)에 의해 진동하므로 스케일이 히터(20)나 고온수 발생박스(100)에 고착되지 않는다.

또한, 고온수 발생박스(100)에서 배출되는 고온수가 음용수 저장탱크(40)로 공급되면서 고압펌프(210) 및 이송관(220)에 의해 고압으로 이송되어 오리피스 노즐(230)을 통해 분사되므로 음용수 저장탱크(40)의 내벽에 스케일 고착이 방지될 수 있으며, 음용수 저장탱크(40)를 살균하는 효과가 있다.

그리고, 고온수 발생박스(100)에서 고온수가 배출됨에 따라 연속공급기(50)를 구성하는 수위센서(51) 및 원수공급밸브(52)를 통해 가열수조(10)에 원수가 보충되므로 고온수의 가열 및 공급이 연속적으로 이루어질 수 있다.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

10 : 가열수조 11 : 원수유입관
12 : 오버플로우관 13 : 드레인관
20 : 히터 30 : 급속가열부
40 : 음용수 저장탱크 50 : 연속공급기
51 : 수위센서 52 : 원수공급밸브
100 : 고온수 발생박스
110 : 온수배출관 120 : 유입구
200 : 온수배출부 210 : 고압펌프
220 : 이송관 230 : 오리피스 노즐
250 : 수온센서 260 : 온수배출밸브
300 : 순환유도부재 310 : 안내칸막이
400 : 스케일 방지수단 410 : 구슬
420 : 구슬이탈방지필터 430 : 진동부재
431 : 초음파진동자 432 : 진동모터

Claims (10)

1. 고온으로 살균된 음용수를 공급하기 위하여 상온의 원수를 가열하여 끓인 물을 제공하는 국소가열구조의 살균기능을 갖는 에너지 절약형 음용수 공급장치로서,
   상온의 원수가 공급되어 저장되는 가열수조;
   상기 가열수조에 설치되어 전원에 의해 열기를 제공하면서 물을 가열하는 히터;
   상기 히터의 주변을 차폐하여 물의 일부분을 상기 히터의 주변에 통수가능하게 가둔 상태로 급속 가열시켜 끓인 물을 배출하는 급속가열부; 및
   상기 급속가열부에 의해 가열되어 배출된 끓인 물을 저장하면서 살균된 음용수를 제공하는 음용수 저장탱크;를 포함하며,
   상기 급속가열부는,
   상기 히터를 수용한 상태로 상기 가열수조의 내부에 설치되어 상기 히터의 주변을 차폐하며, 상기 히터에 의해 가열된 끓인 물이 배출되는 온수배출관이 상단부에 구비되고, 유입구가 하단부에 형성되어 상기 가열수조에 담겨있는 물을 상기 히터의 주변으로 유입시키는 함체형의 고온수 발생박스; 및
   상기 고온수 발생박스의 온수배출관에서 배출되는 끓인 물을 상기 음용수 저장탱크에 공급하는 온수배출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 국소가열구조의 살균기능을 갖는 에너지 절약형 음용수 공급장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 급속가열부는,
   상기 히터의 가열에 의한 대류현상에 의해 상기 고온수 발생박스의 상부로 상승하는 물을 상기 고온수 발생박스의 하부로 안내하여 물의 순환을 유도하는 순환유도부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 국소가열구조의 살균기능을 갖는 에너지 절약형 음용수 공급장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 순환유도부재는,
   상기 고온수 발생박스의 내측면 상부 양측에 마주보는 형태로 고정되어 상기 고온수 발생박스의 내측면을 따라 상승하는 물을 가로막으면서 하부로 안내하는 앵글형태의 안내칸막이;를 포함하는 것을 특징으로 하는 국소가열구조의 살균기능을 갖는 에너지 절약형 음용수 공급장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 급속가열부는,
   상기 히터의 가열에 의해 발생하는 스케일이 상기 히터나 상기 고온수 발생박스의 내벽에 고착되는 것을 방지하는 스케일 방지수단;을 더 포함하는 국소가열구조의 살균기능을 갖는 에너지 절약형 음용수 공급장치.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 스케일 방지수단은,
   상기 고온수 발생박스의 내부에 복수로 구비되고, 물의 대류에 의해 물과 함께 유동하면서 상기 히터나 상기 고온수 발생박스의 내벽에 충돌하는 구슬; 및
   상기 고온수 발생박스의 상부에 통수가능하게 설치되어 상기 구슬이 상기 온수배출관으로 배출되는 것을 방지하는 메쉬형태의 구슬이탈방지필터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 국소가열구조의 살균기능을 갖는 에너지 절약형 음용수 공급장치.
   
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 스케일 방지수단은,
   상기 히터나 상기 고온수 발생박스에 진동을 제공하여 스케일의 고착을 방지하는 진동부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 국소가열구조의 살균기능을 갖는 에너지 절약형 음용수 공급장치.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 온수배출부는,
   상기 고온수 발생박스에 설치되어 상기 고온수 발생박스 내부의 수온을 감지하는 수온센서;
   상기 고온수 발생박스의 온수배출관에 개폐가능하게 설치되고, 상기 수온센서에 의해 감지된 수온이 설정된 온도에 도달함에 따라 상기 온수배출관을 개방하는 온수배출밸브;
   상기 온수배출관에 통수가능하게 연결되어 끓인 물이 공급되며, 공급되는 끓인 물을 고압으로 펌핑하는 고압펌프;
   상기 고압펌프에 연결된 상태로 상기 음용수 저장탱크의 길이방향을 따라 연장되어 고압의 끓인 물을 이송시키는 이송관; 및
   상기 이송관의 길이방향을 따라 복수를 이루면서 상기 음용수 저장탱크의 내주면을 향해 관통형성되어 고압의 끓인 물을 분사하는 구멍형태의 오리피스 노즐;을 포함하는 것을 특징으로 하는 국소가열구조의 살균기능을 갖는 에너지 절약형 음용수 공급장치.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 이송관은,
   상기 고압펌프에 일측이 연결된 상태로 타측이 분기되어 복수를 이루면서 상기 음용수 저장탱크의 길이방향을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 국소가열구조의 살균기능을 갖는 에너지 절약형 음용수 공급장치.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 가열수조에 저장된 물의 일부분이 상기 급속가열부에 의해 끓인 물로 배출됨에 따라 상온의 원수를 상기 가열수조에 연속적으로 공급하는 연속공급기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 국소가열구조의 살균기능을 갖는 에너지 절약형 음용수 공급장치.
   
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 연속공급기는,
    상기 가열수조에 설치되어 수위를 감지하는 수위센서; 및
    상기 가열수조에 개폐가능하게 설치되어 상기 수위센서의 감지신호에 의해 작동하면서 상기 가열수조로 상온의 원수를 공급하는 원수공급밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 국소가열구조의 살균기능을 갖는 에너지 절약형 음용수 공급장치.

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