KR101377587B1 - 음용수 순간 가열 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음용수용 순간 가열 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히 설명하면 정수기 내부에 별도의 온수탱크 없이 음용수 순간 가열 장치를 설치하여 사용자가 온수를 필요로 할 때 바로 가열하여 단시간에 온수를 제공하고, 온수탱크에 저장된 물의 온도를 유지하기 위하여 항상 전기를 투입하여 불필요한 에너지 낭비를 없애고 온수통에 저장된 일정량의 가열된 온수가 추출되면 냉수가 혼입되어 적정한 음용수의 온도가 유지되지 못하는 현상을 개선하는 것을 특징으로 한다.

Description

음용수 순간 가열 장치{Instant heating apparatus of a drinking water}

본 발명은 정수기 또는 일반 음용수 가열장치의 내부에 별도의 온수탱크 없이 음용수 순간 가열 장치를 설치하여 사용자가 온수를 저장하여 사용하지 않고 필요로 할 때마다 바로 가열하여 단시간에 온수를 제공함으로써 음용차 생성 및 음용수가 가능한 정수기 또는 일반 음용수 순간 가열 장치에 관한 것이다.

최근에는 각 가정이나 사무실에서는 공급되는 수돗물을 그대로 음용하는 일은 거의 없고, 천연 생수 즉, 마시는 샘물을 구입하여 음용수로 사용하거나, 다양한 방식의 각종 정수기를 사용하여 수돗물을 정수한 후 음용수로 이용하고 있다.

따라서 종래의 냉ㆍ온 정수기는 공급된 원수를 여과하여 정화수를 생성시키는 다수의 필터링 수단으로 구성된 필터부와, 상기 필터부에 의해 생성된 정화수를 저장하는 정수탱크를 구비한다.

또한, 상기 정수탱크의 일측에는 냉수의 생산을 위해 소정의 냉각수단이 구비된 냉수탱크와, 온ㆍ생수를 얻을 수 있도록 소정의 가열수단으로 히터(heater)가 내장된 온수탱크가 구비된다.

따라서 일반적인 냉ㆍ온 정수기의 경우,온수를 제공하기 위해서는 온수탱크 내 또는 외부에 히터를 설치하여 필요시 언제든지 온수 사용이 가능하도록 온수탱크 내의 물을 가열하여 항상 일정온도로 유지시켜야만 하였다.

또한, 사용자가 사용하지 않는 동안에도 물을 일정온도로 유지시키기 위해 온수탱크는 항시 히터에 의해 가열상태를 유지함으로 인해 전력소비의 증대로 비용 상승의 문제점이 있었고, 또한 한정된 크기의 온수탱크에서 불과 몇 잔 정도의 온수를 취수하면 냉수가 혼입되어 필요한 적정한 온도의 온수가 공급되지 못하는 현상이 있어 불편한 사용을 하고 있음이 현재까지의 상황이다.

또한, 종래의 냉ㆍ온 정수기는 냉수탱크와 온수탱크를 정수기 몸체에 각각 내장된 구조를 갖추고 있으므로 정수기의 소형화에 어려움이 있을 뿐 아니라, 온수 탱크 내에 수용된 물이 장기간 유지될 경우에는 수질악화는 물론 온수탱크의 내부가 오염되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 온수탱크 내부에 저수된 물을 일정온도로 유지하기 위해 항상 가열된 상태를 유지하지 않고, 온수가 필요할 때에만 순간적으로 즉시 가열함으로 인해 불필요한 대기전력소모를 줄일 수 있도록 절전기능이 추가되어 필요한 만큼의 적정 온도를 유지한 온수를 연속적으로 취수하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 온수탱크를 별도로 구비하지 않기 때문에 냉온 정수기의 크기를 소형화할 수 있는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 정수기 내부에 설치하여 저수탱크에 저수되거나 수도관 등으로부터 공급된 물을 온수가 필요할 때마다 가열할 수 있도록 보온재와 반사판이 부착된 케이싱 내부에 나선형으로 이루어진 석영 유리관과, 가열을 위한 열 공급원으로는 열 매질로 공기를 필요로 하지 않고, 열파장이 유리를 투과하며, 알미늄에는 열 파장을 반사하고, 열 파장이 물 분자에 직접 가열하여 물을 가열하기 위하여 필요로 하는 열적인 효율을 극대화할 수 있는 근적외선 할로겐 히터(NIR Halogen Heater)가 순차적으로 삽입된 정수기 또는 음용수용 순간 가열 장치를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 음용수용 순간가열 장치는 정수기 또는 음용수 가열, 저장장치 내부에 설치되어 온수가 필요할 때마다 저수탱크 또는 급수관에 연결하여 공급되는 물을 가열하기 때문에 종래와 같이 온수 탱크의 온도를 유지하기 위한 대기전력이 필요 없으므로 전력소비를 현저히 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

따라서, 본 발명은 정수기 또는 음용수 가열, 저장장치에서 물을 항상 가열상태로 유지할 필요 없이 온수 또는 커피, 국산차를 포함한 음용수를 필요시에만 가열할 수 있어 대기전력을 없애 비용을 절감하게 하고 사용자에게 편리성을 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 온수를 만든 후 케이싱과 석영 유리관의 통로 내부에 남아있는 수증기 및 수분을 가열하여 단시간 내에 건조 상태를 유지함으로 인해 음용수 내에 세균 및 미생물 증식을 방지하는 효과가 있으며, 가정용 반신 욕기나 족 욕기에 온수 온도를 유지하기 위한 전기적 감전위험으로부터 완벽히 보호되는 가열 장치로 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명 음용수 순간 가열장치를 도시해 보인 분리 사시도.
도 2는 본 발명 음용수 순간 가열장치를 도시해 보인 결합 사시도.
도 3은 본 발명 음용수 순간 가열장치를 도시해 보인 결합 단면도.
도 4는 본 발명 음용수 순간 가열장치에서 석영 유리관의 다른 실시 예를 도시해 보인 단면도.
도 5는 본 발명 음용수 순간 가열장치의 다른 실시 예를 도시해 보인 단면도.
도 6은 본 발명 음용수 순간 가열장치의 사용상태를 도시해 보인 예시도.

상기와 같은 목적 및 효과를 달성하기 위하여 본 발명은 이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 음용수 순간 가열장치를 도시해 보인 분리 사시도 이고, 도 2는 본 발명 음용수 순간 가열장치를 도시해 보인 결합 사시도 이며, 도 3은 본 발명 음용수 순간 가열장치를 도시해 보인 결합 단면도이다.

본 발명 음용수 순간 가열장치(1)는 온수를 공급하기 위해 정수기(18)에 설치된 저수탱크(13)의 물을 항상 가열상태로 유지할 필요없이 사용자가 온수 또는 음용차를 마시기 위해 필요시에만 가열할 수 있는 구성이다.

따라서 음용수 순간 가열장치(1)는 케이싱(2), 석영 유리관(8), 근적외선 할로겐 히터(11), 케이싱 캡(19)으로 구성된다.

상기 케이싱(2)은 관 형상으로 상부는 개방되고 저부에는 취수구(7)가 형성되고, 내부에는 관 형상으로 보온재(4)를 삽입하여 부착한다.

또한, 보온재(4)의 내부에는 근적외선 할로겐 히터(11)로부터 발생된 적외선 열 파장을 흡수하지 않고 반사하는 특성을 가진 반사율이 우수한 미려한 경면의 알루미늄 재질에 상ㆍ하부가 통공되어 중공부(6)를 갖는 원통 형상의 반사판(5)을 삽입, 부착하여 손실되는 열 파장을 최소화 되게 한다.

상기 석영 유리관(8)은 상단에 물을 유입하는 유입구(9)와 하단에는 가열된 물을 배수하는 배수구(10)를 갖도록 나선형으로 이루어져, 내부로 공급되어 통과하는 물이 근적외선 할로겐 히터(11)에 가열에 소요되는 시간만큼만 노출되어 가열되도록 하여 열효율을 높일 수 있도록 한다.

석영 유리관(8)은 석영을 가열해서 성형한 관으로 1,000℃ 이상의 고온에 견딜 수 있는 우수한 내구성과 열투과율 및 열 전도성을 제공하기 위해 투명하게 제조하는 게 바람직하다.

또한, 상기 석영 유리관(8) 내부에는 물을 가열하기 위하여 가열 원으로 열 파장의 전파에 공기를 매질로 필요로 하지 않고, 열파장이 유리를 투과하여 석영관을 가열하지 않아 불필요한 열손실을 제거하고, 물에 직접 반응하여 가열할 수 있는 성질인 800 ~ 1,200nm의 파장을 갖는 근적외선 할로겐 히터(NIR Halogen Heater)(11)를 삽입하되, 상기 근적외선 할로겐 히터(11)는 "U" 자 형상으로 형성하는 게 바람직하다.

상기 근적외선 할로겐 히터(11)는 원적외선 히터보다 파장이 짧고 강하기 때문에 석영 유리관(8)을 통과하는 물을 짧은 시간에 고온으로 가열하는 데 유리하다.

또한, 상기 석영 유리관(8)의 유입구(9)와 케이싱 캡(19)의 내부에 물을 공급하는 저수탱크(13)와 물을 가열하는 석영 유리관(8) 사이에는 물받이 대(17)를 설치한 다음 전원을 공급하여 근적외선 할로겐 히터가 가열되기 시작하면 석영 유리관(8)의 하부에서 발생하는 수증기가 위로 상승하려 하기 때문에 아래로 흘러가는 물의 통로를 막게됨으로 인해 수증기의 압력이 저수탱크(13)까지 올라가지 못하고 대기중으로 원활하게 배출되도록 물받이 대(17)를 설치하고, 물받이 대(17)의 끝단에는 실리콘 재질의 연결호스(12)를 통해 양단을 끼움 결합하여 석영 유리관 (8)의 내부로 물을 공급하게 한다.

또한, 케이싱(2) 내부로 삽입된 석영 유리관(8) 및 근적외선 할로겐 히터(11)를 고정하고, 밀폐하기 위하여 스테인리스 재질의 케이싱 캡(19)을 케이싱(2) 상부에 밀착한 상태에서 용접 또는 고정한다.

상기 케이싱 캡(19)은 볼록한 돔 형상으로 상면 중앙에는 저수탱크(13) 및 물받이 대(17)에 연결하도록 상ㆍ하로 돌출된 물공급 관(14)이 형성되고, 상기 물 공급 관(14)의 주변에는 근적외선 할로겐 히터(11)의 상부를 삽입하여 고정할 수 있도록 고정 공(15)이 일체로 형성된다.

또한, 케이싱 캡(19)은 케이싱(2) 내부에서 발생하는 수증기를 배출하도록 한 개 이상의 수증기 배출 공(16)이 형성되고, 저면 내부에는 물공급 관(14)의 하단에 위치하여 물공급 관(14)을 통해 공급된 물을 받는 물받이 대(17)가 일체로 형성된 구조이다.

도 4는 본 발명 음용수 순간가열 장치에서 석영 유리관의 다른 실시 예를 도시해 보인 단면도이다.

본 발명 석영 유리관(8)은 원형의 관을 사용하지 않고, 단면이 사각형상인 관을 사용하여 나선형으로 제작하여 사용할 수 있다.

상기와 같이 사각형상의 관을 사용할 경우에는 사각형상의 밑면보다 측면의 넓이가 커지게 하여 석영 유리관(8)과 접촉되는 물의 면적을 넓게 하여 근적외선 할로겐 히터(11)에서 조사되는 열기와 접촉되는 면적이 넓어져 짧은 시간에 고온으로 가열하여 열효율을 향상시키는 효과가 있다.

도 5는 본 발명 음용수 순간가열 장치에서 석영 유리관의 다른 실시 예를 도시해 보인 단면도이다.

본 발명 음용수 순간가열 장치(1)는 케이싱(2)의 내부에는 보온재(4)와 알루미늄 재질의 반사판(5)이 삽입되어 내부에 중공부(6)를 형성한다.

상기 반사판(5)의 중공부(6)에는 상부에서 하부방향으로 동심원 방향으로 감겨진 상태에서 상단에 위치한 유입구(9)에는 케이싱(2) 외부에 위치한 물공급 관(14)과 물받이 대(17)가 연결되고, 하단에는 배수구(10)가 일체로 형성된 석영 유리관(8)이 삽입된다.

또한, 케이싱(2) 내부에는 석영 유리관(8)의 상면에 위치하도록 일측이 삽입되고, 타측은 외부로 돌출된 근적외선 할로겐 히터(11)가 삽입된다.

상기 동심원 형상의 석영 유리관(8)은 도 3의 나선형으로 이루어진 석영 유리관(8)과 모양을 다르게 배치하여 커피 메이커와 같은 낮은 구조의 가열장치가 필요한 곳에서도 짧은 시간 안에 물을 가열하여 고온의 온수를 제공하는 동일한 효과를 얻을 수 있다.

도 6은 본 발명 음용수 순간가열 장치의 사용 상태를 도시해 보인 예시도 이다.

본 발명 음용수 순간가열 장치(1)를 정수기(18) 내부에 물이 담긴 저수탱크(13)와 연결되도록 설치한다.

상기 음용수 순간가열 장치(1)는 저수탱크(13)와 물공급 관(14)이 연결되며, 도면에는 미 도시하였으나 저수탱크(13)와 물공급 관(14) 사이에는 제어부에 의해 작동하는 솔레노이드 밸브 또는 펌프를 설치하여 제어부에 미리 입력된 양만큼 물 공급 관(14)을 통해 물받이 대(17)로 공급한다.

또한, 근적외선 할로겐 히터(11)도 케이싱 캡(19)의 고정공(15)으로 삽입되어 돌출된 단자에 전선이 연결되어 제어부와 연결됨으로써 전원공급 및 펌프의 가동시에만 연동되어 작동한다.

따라서 사용자가 정수기(18)의 온수 콕크를 일 방향으로 밀면 제어부는 감지 센서에 의해 신호를 감지하여 펌프 및 솔레노이드 밸브를 가동하면 물 공급 관(14)을 통해 미리 입력된 양만큼 물받이 대(17)로 물을 공급하고, 물받이 대(17)에 공급된 물은 연결호스(12)를 통해 석영 유리관(8)으로 공급한다.

그러면 근적외선 할로겐 히터(11)도 제어부의 신호에 의해 석영 유리관(8)을 통해 흘러가는 물을 가열하고, 석영 유리관(8)을 통과하는 동안 가열된 물은 취수구(7)를 통해 배수하여 온수를 제공하는 것이다.

또한, 취수구(7)를 통해 물을 배수한 후에 일정시간 동안 근적외선 할로겐 히터(11)를 가열하도록 장치하여 석영 유리관(8)의 통로 내부에 남아 있는 수분 및 수증기를 가열하여 수증기 배출공(16)을 통해 배출하고, 내부는 건조된 상태를 유지하여 세균번식을 막을 수 있는 구성이다.

한편, 본 발명은 정수기(18)에 한정하는 게 아니라 온수를 필요로 하는 커피 자판기에도 사용이 가능하고 커피 메이커의 가열장치나 컵라면, 차 등을 위하여 준비해두는 일반 전열을 이용한 열수기의 가열장치로도 대체할 수 있다.

1: 음용수 순간 가열장치 2: 케이싱
4: 보온재 5: 반사판
6: 중공부 7: 취수구
8: 석영 유리관 9: 유입구
10: 배수구 11: 근적외선 할로겐 히터
14: 물 공급관 15: 고정공
16: 수증기 배출공 17: 물받이대
18: 정수기 19: 케이싱 캡
12: 연결호스 13: 저수탱크

Claims (4)

1. 하부에 취수구가 형성된 내부에는 보온재가 삽입되고, 상기 보온재 내부에는 중공부를 갖는 알루미늄 재질의 반사판이 부착된 케이싱;
   상기 반사판의 중공부 상단에는 물을 유입하는 유입구와 하단에 가열된 물을 배수하는 배수구를 갖도록 나선형으로 형성되어 삽입된 석영 유리관;
   상기 석영 유리관 내부로 삽입되어 석영 유리관을 따라 통과하는 물을 가열하는 근적외선 할로겐 히터;
   상기 석영 유리관의 유입구와 케이싱 캡의 내부에 형성된 물받이 대와 물받이대의 하단과 석영 유리관을 연결하여 물을 공급하는 연결호스;
   상기 케이싱의 상부에는 케이싱 캡이 결합되고, 상기 케이싱 캡의 중앙에는 저수탱크와 연결되도록 물 공급관이 형성되고, 상기 물 공급관의 둘레에는 근적외선 할로겐 히터의 상부를 삽입하여 고정할 수 있도록 고정공과, 석영유리관의 내부에서 발생하는 수증기를 배출하도록 수증기 배출공이 형성되며, 상기 케이싱 캡의 내부에는 물 공급관의 하단에 위치하여 공급된 물을 받는 물받이대가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 음용수 순간 가열 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 석영 유리관의 단면의 형상이 사각모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 정수기용 음용수 순간 가열장치.
   
3. 내부에 보온재와 알루미늄 재질의 반사판이 삽입되고, 상기 반사판 내부에 중공부를 갖는 케이싱;
   상기 반사판의 내부에는 상부를 넓고 하부방향으로 진행할수록 좁아지도록 동심원 방향으로 감겨진 상태에서 상단에 위치한 유입구에는 케이싱 외부로 위치하게 물공급관과 물받이대가 연결되고, 하단에는 배수구가 일체로 형성된 석영 유리관;
   상기 케이싱 내부로 삽입되어 석영 유리관의 상부에 근적외선 할로겐 히터가 위치하는 것을 특징으로 하는 정수기용 음용수 순간 가열장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 석영 유리관의 유입구와 케이싱 캡의 내부로 물을 공급하는 저수탱크와 물을 가열하는 석영 유리관 사이에 위치한 근적외선 할로겐 히터가 가열되기 시작하면 석영 유리관 하부로부터 수증기가 발생되어 아래로 흘러가는 물과 위로 상승하려는 수증기 때문에 물은 석영유리관의 중력에 의하여 원활히 아래로 내려가고, 수증기의 압력이 저수탱크까지 증기가 올라가지 못하도록 케이싱 상부에 배치된 수증기 배출공을 통해 대기 중에 방출되도록 배치한 물받이 대를 특징으로 하는 음용수 순간 가열 장치.

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