KR102092434B1

KR102092434B1 - 워터 서버

Info

Publication number: KR102092434B1
Application number: KR1020157027529A
Authority: KR
Inventors: 요시노리 오리타
Original assignee: 가부시키가이샤 코스모 라이프
Priority date: 2013-03-05
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2020-03-23
Also published as: TWI624623B; JP5806247B2; JP2014169121A; CN105026302B; KR20150125713A; EP2966029A1; TW201441550A; US20160016777A1; EP2966029A4; WO2014136350A1; CN105026302A

Abstract

높은 빈도로 살균 운전을 했을 때에도 펌프의 수명을 확보할 수 있는 워터 서버를 제공한다. 워터 서버는, 온수 탱크(7) 안의 음료수를 가열하는 히터(30)와, 온수 탱크(7)를 경유하는 순환 경로(19)와, 순환 경로(19) 도중에 설치된 펌프(6)와, 제어 장치(41)를 갖는다. 제어 장치(41)는, 살균 운전시에, 온수 탱크(7) 안의 온도가 하한 온도(L)보다도 낮을 때에 히터(30)를 ON으로 하고, 온수 탱크(7) 안의 온도가 상한 온도(H)에 달했을 때에 히터(30)를 OFF로 하는 히터 제어와, 온수 탱크(7) 안의 온도가 하한 온도(L)보다도 낮을 때에 펌프(6)를 정지 상태로 유지하는 제1 동작과, 온수 탱크(7) 안의 온도가 히터 제어로 상승하여 하한 온도(L)에 달했을 때에, 펌프(6)를 소정 시간(T)만큼 연속해서 구동하는 제2 동작을 교대로 반복하는 펌프 간헐 구동 제어를 병행하여 실시한다.

Description

워터 서버{WATER DISPENSER}

본 발명은 미네랄 워터 등의 음료수를 충전한 교환식의 원수 용기로부터 음료수를 공급하는 워터 서버에 관한 것이다.

종래, 주로 사무실이나 병원 등에서 워터 서버가 이용되어 왔지만, 최근, 물의 안전이나 건강에 대한 관심이 높아져, 일반 가정에도 워터 서버가 보급되고 있다. 워터 서버는, 일반적으로, 외부로 배출하기 위한 저온의 음료수를 수용하는 냉수 탱크와, 외부로 배출하기 위한 고온의 음료수를 수용하는 온수 탱크를 갖는다.

그리고, 종래, 워터 서버의 내부를 위생적으로 유지하기 위해서, 워터 서버의 내부에, 온수 탱크를 경유하여 음료수가 순환할 수 있도록 형성된 순환 경로와, 그 순환 경로 도중에 설치된 펌프를 갖는 것이 제안되어 있다(예컨대, 하기 특허문헌 1의 도 2).

이 특허문헌 1의 도 2의 워터 서버는, 온수 탱크의 히터를 ON으로 한 상태에서 펌프를 구동함으로써, 고온의 음료수가 순환 경로를 순환하여, 냉수 탱크를 포함하는 순환 경로를 고온 살균하는 것이 가능하다.

특허문헌 1: 일본 특허 제3387526호 공보

그런데, 본원의 발명자는, 워터 서버의 위생을 높이기 위해서, 순환 경로의 살균 운전을 2, 3일에 한 번(바람직하게는 하루에 한 번) 정도의 높은 빈도로 실시할 수 없을까 검토했다. 그 결과, 높은 빈도로 살균 운전을 했을 때에, 비교적 짧은 기간에 펌프의 누계 회전수가 커지기 때문에, 펌프의 수명을 확보할 수 없을 우려가 있다는 것을 알 수 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 높은 빈도로 살균 운전을 했을 때에도, 펌프의 수명을 확보할 수 있는 워터 서버를 제공하는 것이다.

본원의 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해서, 고온의 음료수를 순환시킬 때에 펌프를 간헐 구동함으로써, 1회의 살균 운전에 필요한 펌프의 회전수를 저감할 수 있을 가능성에 생각이 미쳤다.

즉, 일반적으로, 온수 탱크의 고온의 음료수로 순환 경로를 살균하고자 할 때, 온수 탱크의 히터를 제어하면서, 펌프를 구동한다. 여기서, 펌프는, 살균 운전을 시작하고 나서 살균 운전을 종료할 때까지 동안에 정지시키지 않고서 연속해서 구동한다. 온수 탱크의 히터 제어는, 온수 탱크 내의 온도가 미리 설정된 하한 온도보다도 낮을 때에 히터를 ON으로 하고, 온수 탱크 내의 온도가 미리 설정된 상한 온도에 달했을 때에 히터를 OFF로 하는 제어이다.

그러나, 본원의 발명자는, 상기한 일반적인 살균 운전의 방법을 채용한 경우, 순환하는 음료수의 온도가 살균 온도까지 상승하지 않았을 때에도 끊임없이 펌프가 회전하고 있기 때문에, 1회의 살균 운전에 필요한 펌프의 총 회전수가 필요 이상으로 커지고 있다는 데에 생각이 미쳤다. 그리고, 1회의 살균 운전에 필요한 펌프의 총 회전수를 억제하기 위해서, 온수 탱크 내의 온도가 살균 온도까지 상승하지 않았을 때는 펌프를 정지 상태로 유지하고, 온수 탱크 내부의 온도가 살균 온도까지 상승했을 때에 펌프를 소정 시간만 연속 구동한다고 하는 간헐 구동의 착상을 얻었다.

이 착상에 기초하여, 본원의 발명자는 이하의 구성을 워터 서버에 채용한 것이다.

외부로 배출하기 위한 고온의 음료수를 수용하는 온수 탱크와,

그 온수 탱크 내의 음료수를 가열하는 히터와,

상기 온수 탱크를 경유하여 음료수가 순환할 수 있도록 설치된 순환 경로와,

그 순환 경로 도중에 설치된 펌프와,

상기 순환 경로를 상기 온수 탱크 내의 고온의 음료수로 고온 살균하도록 상기 히터와 펌프를 제어하는 제어 장치

를 포함하고, 그 제어 장치는, 상기 순환 경로의 살균 운전시에,

상기 온수 탱크 내의 온도가 미리 설정된 하한 온도보다도 낮을 때에 상기 히터를 ON으로 하고, 상기 온수 탱크 내의 온도가 미리 설정된 상한 온도에 달했을 때에 상기 히터를 OFF로 하는 히터 제어와,

상기 온수 탱크 내의 온도가 미리 설정된 소정의 고온보다도 낮을 때에 상기 펌프를 정지 상태로 유지하는 제1 동작과, 상기 온수 탱크 내의 온도가 상기 히터 제어로 상승하여 상기 소정의 고온에 달했을 때에, 상기 펌프를 소정 시간만 연속해서 구동하는 제2 동작을 교대로 반복하는 펌프 간헐 구동 제어

를 병행하여 행한다.

이와 같이 하면, 순환 경로의 살균 운전시에 있어서, 온수 탱크 내의 온도가 미리 설정된 소정의 고온까지 상승하지 않았을 때는 펌프를 정지 상태로 유지하고, 온수 탱크 내의 온도가 소정의 고온까지 상승했을 때에, 펌프를 구동하여 고온의 음료수를 온수 탱크로부터 송출하기 때문에, 순환 경로를 순환하는 음료수의 온도를 전체적으로 살균 온도로 상승시키는 데 필요한 펌프의 총 회전수가 작다. 그 때문에, 1회의 살균 운전에 필요한 펌프의 총 회전수를 억제할 수 있어, 높은 빈도로 살균 운전을 했을 때에도 펌프의 수명을 확보할 수 있다.

상기 제2 동작에서, 상기 펌프의 연속 구동을 행하는 소정 시간은, 펌프가 상기 온수 탱크의 용량에 상당하는 음료수를 송출하는 시간과 같거나, 그보다도 짧은 시간으로 설정하면 바람직하다. 즉, 펌프가 온수 탱크의 용량에 상당하는 음료수를 송출했을 때, 그 시점에서, 온수 탱크 내의 고온의 음료수는 거의 교체되었다고 생각되며, 그보다도 길게 펌프를 연속 구동하는 것은 펌프의 쓸데없는 소모로 이어진다. 그래서, 상기한 것과 같이, 제2 동작에서 펌프의 연속 구동을 하는 소정 시간을 펌프가 온수 탱크의 용량에 상당하는 음료수를 송출하는 시간과 같거나, 그보다도 짧은 시간으로 설정함으로써, 펌프의 쓸데없는 소모를 방지하여, 펌프의 수명을 효과적으로 연장시킬 수 있게 된다.

본 발명의 워터 서버는, 순환 경로의 살균 운전시에 있어서, 온수 탱크 내의 온도가 소정의 고온까지 상승했을 때에 펌프를 구동하여 고온의 음료수를 온수 탱크로부터 송출하고, 그까지의 동안은 펌프를 정지 상태로 유지하기 때문에, 순환 경로를 순환하는 음료수의 온도를 전체적으로 살균 온도로 상승시키는 데 필요한 펌프의 총 회전수가 작다. 그 때문에, 1회의 살균 운전에 필요한 펌프의 총 회전수를 억제할 수 있어, 높은 빈도로 살균 운전을 했을 때에도, 펌프의 수명을 확보할 수 있고, 이 결과, 워터 서버의 위생을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 워터 서버의 통상 운전시의 상태를 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1의 워터 서버의 살균 운전시의 상태를 도시하는 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시하는 냉수 탱크로부터 저온의 음료수를 배출하고 있는 상태를 도시하는 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시하는 온수 탱크로부터 고온의 음료수를 배출하고 있는 상태를 도시하는 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시하는 용기 홀더를 하우징으로부터 인출한 상태를 도시하는 용기 홀더 근방의 단면도이다.
도 6은 도 1의 워터 서버의 제어 장치를 도시하는 블럭도이다.
도 7은 도 6에 도시하는 제어 장치에 의한 온수 탱크의 히터 제어를 도시하는 흐름도이다.
도 8은 도 6에 도시하는 제어 장치에 의한 살균 운전시의 펌프 간헐 구동 제어를 도시하는 흐름도이다.

도 1에 본 발명의 실시형태의 워터 서버를 도시한다. 이 워터 서버는, 하우징(1)과, 하우징(1)의 외부로 배출하기 위한 저온의 음료수를 수용하는 냉수 탱크(2)와, 냉수 탱크(2)에 보급하기 위한 음료수가 충전된 교환식의 원수 용기(3)와, 원수 용기(3)를 지지하는 용기 홀더(4)와, 원수 용기(3)와 냉수 탱크(2) 사이를 연통시키는 원수 급출관(汲出管)(5)과, 원수 급출관(5) 도중에 설치된 펌프(6)와, 하우징(1)의 외부로 배출하기 위한 고온의 음료수를 수용하는 온수 탱크(7)와, 온수 탱크(7)의 위쪽에 배치된 버퍼 탱크(8)와, 버퍼 탱크(8)와 온수 탱크(7) 사이를 연통시키는 온수 탱크 급수관(9)을 갖는다.

원수 급출관(5)의 상류 측의 단부에는, 원수 용기(3)의 물 출구(11)에 착탈 가능하게 접속되는 조인트부(5a)가 마련되어 있다. 원수 급출관(5)의 하류 측의 단부는 냉수 탱크(2)에 접속되어 있다. 이 원수 급출관(5)은, 조인트부(5a)보다도 낮은 위치를 지나도록, 조인트부(5a)에서 아래쪽으로 연장하여나온 후, 위쪽으로 방향을 바꾸도록 설치되어 있다. 그리고, 원수 급출관(5)의 조인트부(5a)보다도 낮은 부분에 펌프(6)가 배치되어 있다.

펌프(6)는, 원수 급출관(5) 내의 음료수를 원수 용기(3) 측에서 냉수 탱크(2) 측으로 이송하여, 이 원수 급출관(5)을 통해 원수 용기(3)로부터 음료수를 퍼낸다. 펌프(6)로서는, 예컨대 다이어프램 펌프를 이용할 수 있다. 다이어프램 펌프는, 왕복 운동하는 도시하지 않는 다이어프램과, 이 다이어프램의 왕복 운동에 의해 용적이 증감하는 펌프실과, 이 펌프실에 형성된 흡입구 및 토출구와, 펌프실 안으로 유입되는 방향의 흐름만을 허용하도록 흡입구에 설치된 흡입측 체크 밸브와, 펌프실로부터 유출되는 방향의 흐름만을 허용하도록 토출구에 설치된 토출측 체크 밸브를 가지며, 다이어프램의 왕동(往動)에 의해 펌프실의 용적이 증가할 때에 흡입구로부터 음료수를 흡입하고, 다이어프램의 복동(復動)에 의해 펌프실의 용적이 감소할 때에 토출구로부터 음료수를 토출하는 것이다.

또한, 펌프(6)로서 기어 펌프를 이용하는 것도 가능하다. 기어 펌프는, 도시하지 않는 케이싱과, 이 케이싱 내에 수용된 상호 맞물리는 한 쌍의 기어와, 이 한 쌍의 기어의 맞물림 부분을 통해 구획된 케이싱 내의 흡입실 및 토출실을 가지며, 각 기어의 이홈과 케이싱 내면과의 사이에 가둬진 음료수를 기어의 회전에 의해 흡입실 측에서 토출실 측으로 이송하는 것이다.

원수 급출관(5)의 펌프(6)의 토출 측에는 유량 센서(12)가 설치되어 있다. 유량 센서(12)는, 펌프(6)의 구동시에 원수 급출관(5) 내부의 음료수의 흐름이 없어지면, 그 상태를 검지한다. 이 때, 하우징(1)의 정면에 배치된 도시하지 않는 용기 교환 램프가 점등되어, 원수 용기(3)의 교환 시기임을 사용자에게 알린다.

원수 급출관(5) 중 펌프(6)와 냉수 탱크(2) 사이 부분(바람직하게는 원수 급출관(5)의 냉수 탱크(2) 측의 단부)에는, 제1 삼방 밸브(three-way valve)(13)가 설치되어 있다. 도면에서는, 냉수 탱크(2)에서 떨어진 위치에 제1 삼방 밸브(13)를 배치하고 있지만, 제1 삼방 밸브(13)는 냉수 탱크(2)에 직접 접속하여도 좋다. 이 제1 삼방 밸브(13)에는, 제1 삼방 밸브(13)와 버퍼 탱크(8) 사이를 연통시키는 버퍼 탱크 급수관(14)이 접속되어 있다. 버퍼 탱크 급수관(14)의 버퍼 탱크(8) 측의 단부는, 버퍼 탱크(8)의 상면(8a)에 접속되어 있다.

제1 삼방 밸브(13)는, 펌프(6)와 냉수 탱크(2) 사이를 연통시키면서 또한 펌프(6)와 버퍼 탱크(8) 사이를 차단하는 냉수측 접속 위치(도 1 참조)와, 펌프(6)와 냉수 탱크(2) 사이를 차단하면서 또한 펌프(6)와 버퍼 탱크(8) 사이를 연통시키는 버퍼측 접속 위치(도 2 참조) 간에 유로를 전환할 수 있도록 구성되어 있다. 여기서, 제1 삼방 밸브(13)는, 통전함으로써 냉수측 접속 위치에서 버퍼측 접속 위치로 전환되고, 통전을 해제함으로써 버퍼측 접속 위치에서 냉수측 접속 위치로 전환되는 전자 밸브를 채용하고 있다.

원수 급출관(5) 중 펌프(6)와 원수 용기(3) 사이 부분(바람직하게는 원수 급출관(5)의 원수 용기(3) 측의 단부)에는, 제2 삼방 밸브(15)가 설치되어 있다. 도면에서는, 조인트부(5a)에서 떨어진 위치에 제2 삼방 밸브(15)를 배치하고 있지만, 제2 삼방 밸브(15)는 조인트부(5a)에 직접 접속하여도 좋다. 이 제2 삼방 밸브(15)에는, 제2 삼방 밸브(15)와 온수 탱크(7) 사이를 연통시키는 순환용 배관(16)이 접속되어 있다. 순환용 배관(16)의 온수 탱크(7) 측의 단부는 온수 탱크(7)의 상면(7a)에 접속되어 있다.

제2 삼방 밸브(15)는, 펌프(6)와 원수 용기(3) 사이를 연통시키면서 또한 펌프(6)와 온수 탱크(7) 사이를 차단하는 원수측 접속 위치(도 1 참조)와, 펌프(6)와 원수 용기(3) 사이를 차단하면서 또한 펌프(6)와 온수 탱크(7) 사이를 연통시키는 온수측 접속 위치(도 2 참조) 간에 유로를 전환할 수 있게 구성되어 있다. 여기서, 제2 삼방 밸브(15)는, 제1 삼방 밸브(13)와 마찬가지로, 통전함으로써 원수측 접속 위치에서 온수측 접속 위치로 전환되고, 통전을 해제함으로써 온수측 접속 위치에서 원수측 접속 위치로 전환되는 전자 밸브를 채용하고 있다.

여기서, 도 2에 도시하는 것과 같이, 제1 삼방 밸브(13)를 버퍼측 접속 위치로 전환하면서 또한 제2 삼방 밸브(15)를 순환측 접속 위치로 전환했을 때, 온수 탱크(7)를 경유하여 음료수가 순환할 수 있는 순환 경로(19)가 형성된다. 순환 경로(19)는, 온수 탱크(7)에서부터 순서대로, 순환용 배관(16), 제2 삼방 밸브(15), 원수 급출관(5)의 제1 삼방 밸브(13)와 제2 삼방 밸브(15) 사이 부분, 제1 삼방 밸브(13), 버퍼 탱크 급수관(14), 버퍼 탱크(8), 온수 탱크 급수관(9)으로 이루어지고, 이 순환 경로(19) 도중에 펌프(6)가 배치되어 있다.

도 1에 도시하는 것과 같이, 냉수 탱크(2)는, 공기와 음료수를 상하 2층으로 수용하고 있다. 냉수 탱크(2)에는, 냉수 탱크(2) 내에 수용된 음료수를 냉각하는 냉각 장치(17)가 부착되어 있다. 냉각 장치(17)는, 냉수 탱크(2)의 하부 외주에 배치되어, 냉수 탱크(2) 내의 음료수를 저온(5℃ 정도)으로 유지하게 되어 있다.

냉수 탱크(2)에는, 냉수 탱크(2) 내에 저류된 음료수의 수위를 검지하는 수위 센서(18)가 부착되어 있다. 이 수위 센서(18)에서 검지되는 수위가 내려가면, 그 수위의 저하에 따라서, 제1 삼방 밸브(13)가 냉수측 접속 위치로 전환된 상태에서 펌프(6)가 작동하여, 원수 용기(3)로부터 냉수 탱크(2)에 음료수가 퍼올려진다.

냉수 탱크(2)의 바닥면에는, 냉수 탱크(2) 내의 저온의 음료수를 외부로 배출하는 냉수 배출관(20)이 접속되어 있다. 냉수 배출관(20)에는, 하우징(1)의 외부에서 조작 가능한 냉수 코크(21)가 설치되고, 이 냉수 코크(21)를 개방함으로써 냉수 탱크(2)로부터 저온의 음료수를 컵 등에 배출할 수 있도록 되어 있다. 냉수 탱크(2)의 음료수의 용량은 원수 용기(3)의 용량보다도 작으며, 2~4 리터 정도이다.

냉수 탱크(2)에는, 공기 도입로(22)를 통해 공기 살균 챔버(23)가 접속되어 있다. 공기 살균 챔버(23)는, 공기 도입구(24)가 형성된 중공의 케이스(25)와, 케이스(25) 내에 설치된 오존 발생체(26)로 이루어진다. 오존 발생체(26)로서는, 예컨대, 공기 속의 산소에 자외선을 조사하여 산소를 오존으로 변화시키는 저압수은등이나, 절연체로 덮인 대향 한 쌍의 전극 사이에 교류 전압을 부하하여 전극 사이의 산소를 오존으로 변화시키는 무성 방전 장치(silent discharge device) 등을 사용할 수 있다. 이 공기 살균 챔버(23)는, 일정 시간마다 오존 발생체(26)에 통전하여 오존을 발생함으로써, 항상 케이스(25) 내에 오존이 고인 상태가 된다.

공기 도입로(22)는, 냉수 탱크(2) 내의 수위의 저하에 따라서 냉수 탱크(2) 내에 공기를 도입하여 냉수 탱크(2) 내부를 대기압으로 유지한다. 또한, 이 때 냉수 탱크(2) 내에 도입되는 공기가 공기 살균 챔버(23)를 통과하여 오존 살균된 공기이기 때문에, 냉수 탱크(2) 내의 공기는 청정하게 유지된다.

버퍼 탱크(8)는 공기와 음료수를 상하 2층으로 수용하고 있다. 버퍼 탱크(8)의 상면(8a)에는 통기관(27)이 접속되어 있다. 통기관(27)은, 버퍼 탱크(8) 내의 공기층과 냉수 탱크(2) 내의 공기층 사이를 연통함으로써, 버퍼 탱크(8) 내부를 대기압으로 유지하고 있다.

버퍼 탱크(8)에는, 버퍼 탱크(8) 내에 저류된 음료수의 수위를 검지하는 수위 센서(10)가 부착되어 있다. 이 수위 센서(10)에서 검지되는 수위가 내려가면, 그 수위의 저하에 따라서, 제1 삼방 밸브(13)가 버퍼측 접속 위치로 전환된 상태에서 펌프(6)가 작동하여, 원수 용기(3)로부터 버퍼 탱크(8)에 음료수가 퍼올려진다.

버퍼 탱크(8)의 음료수의 용량은 온수 탱크(7)의 용량보다도 작으며, 0.2~0.5 리터 정도이다. 버퍼 탱크(8) 내의 음료수는, 후술하는 것과 같이, 온수 탱크(7) 내의 고온의 음료수를 외부로 배출할 때에 온수 탱크(7) 내의 음료수를 외부로 밀어내기 위한 역할을 갖는다. 그 때문에, 버퍼 탱크(8)는, 위아래로 가늘고 긴 형상(예컨대, 높이가 직경보다도 큰 원통형)으로 하면 바람직하다. 이와 같이 하면, 버퍼 탱크(8)의 음료수의 용량이 적더라도, 버퍼 탱크(8)의 하부에 비교적 높은 수압이 발생하기 때문에, 온수 탱크(7) 내의 음료수를 외부로 밀어내는 힘을 효과적으로 얻을 수 있게 된다. 또한 도면에서는, 버퍼 탱크(8) 내의 수면의 위치가 냉수 탱크(2) 내의 수면과 동일한 높이거나 그보다도 낮아지도록 버퍼 탱크(8)를 배치한 예를 도시하고 있지만, 버퍼 탱크(8) 내의 수면의 위치가 냉수 탱크(2) 내의 수면보다도 높아지도록 버퍼 탱크(8)를 배치하여도 좋다. 이와 같이 하면, 버퍼 탱크(8)와 온수 탱크(7)의 고저차가 커지기 때문에, 온수 탱크(7) 내의 음료수를 외부로 밀어내는 힘을 효과적으로 얻을 수 있게 된다.

버퍼 탱크(8)의 바닥면(8b)은 중심을 향해서 점차로 낮아지는 원추형으로 형성되고, 이 바닥면(8b)의 중심에 온수 탱크 급수관(9)이 접속되어 있다. 온수 탱크 급수관(9)은, 버퍼 탱크(8)의 아래쪽에 배치된 온수 탱크(7)에 접속되어 있다. 버퍼 탱크(8)의 바닥면(8b)을 원추형으로 한 것은, 후술하는 살균 운전시에 고온의 음료수를 버퍼 탱크(8)의 바닥면(8b)의 외주 구석에도 널리 퍼지게 하여, 사각(死角)이 생기지 않게 하기 위해서이다.

온수 탱크(7)는, 음료수로 완전히 채워진 상태로 되어 있다. 온수 탱크(7)에는, 온수 탱크(7) 내의 음료수의 온도를 검지하는 온도 센서(29)와, 온수 탱크(7) 내의 음료수를 가열하는 히터(30)가 부착되어 있다. 온도 센서(29)에서 검지되는 온도에 따라서 히터(30)의 ON·OFF가 전환되어, 온수 탱크(7) 내의 음료수가 고온(90℃ 정도)으로 유지된다. 도면에서는, 히터(30)에 시스 히터(sheath heater)를 채용한 예를 도시하고 있지만, 밴드 히터(band heater)를 채용할 수도 있다. 시스 히터는, 금속제의 파이프 속에 통전에 의해 발열하는 발열선을 수용한 것으로, 온수 탱크(7)의 벽면을 관통하여 온수 탱크(7)의 내부를 연장하여나가는 식으로 부착된다. 밴드 히터는, 통전에 의해 발열하는 발열선이 매립된 원통형의 발열체이며, 온수 탱크(7)의 외주에 밀착해서 부착된다.

온수 탱크(7)의 상면(7a)에는, 온수 탱크(7) 내의 상부에 저류된 고온의 음료수를 외부로 배출하는 온수 배출관(31)이 접속되어 있다. 온수 배출관(31)에는, 하우징(1)의 외부에서 조작할 수 있는 온수 코크(32)가 설치되고, 이 온수 코크(32)를 개방함으로써 온수 탱크(7)로부터 고온의 음료수를 컵 등에 배출할 수 있게 되어 있다. 온수 탱크(7)로부터 음료수를 배출하면, 버퍼 탱크(8) 내의 음료수가 그 자신의 중량으로 온수 탱크 급수관(9)을 지나 온수 탱크(7) 내에 도입되어, 온수 탱크(7)는 항상 만수 상태로 유지된다. 온수 탱크(7)의 음료수의 용량은 1~2 리터 정도이다.

온수 탱크(7)의 바닥면에는, 하우징(1)의 외부로 연장하는 드레인관(35)이 접속되어 있다. 드레인관(35)의 출구는 플러그(36)로 폐쇄되어 있다. 플러그(36) 대신에 개폐 밸브를 설치하여도 좋다.

도 5에 도시하는 것과 같이, 원수 용기(3)는, 중공 통 형상의 몸통부(37)와, 그 몸통부(37)의 일단에 형성된 바닥부(38)와, 몸통부(37)의 타단에 숄더부(39)를 통해 형성된 목부(40)를 가지고, 이 목부(40)에 물 출구(11)가 형성되어 있다. 원수 용기(3)의 몸통부(37)는, 잔수량의 감소에 따라 수축하도록 유연성을 갖게 하여 형성되어 있다. 원수 용기(3)는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET)의 블로우 성형에 의해서 형성되어 있다. 원수 용기(3)의 용량은, 만수 상태에서 10~20 리터 정도이다.

원수 용기(3)로서, 물 출구(11)를 갖는 접속 툴을 열용착 등으로 접착한 수지 필름으로 만든 주머니를 골판지 상자 등의 박스체에 수용한 것(소위 백 인 박스)을 채용하여도 좋다.

용기 홀더(4)는, 하우징(1) 내에 원수 용기(3)가 수용되는 수용 위치(도 1의 위치)와, 하우징(1)으로부터 원수 용기(3)가 나오는 인출 위치(도 5의 위치) 사이를 수평으로 이동할 수 있게 지지되어 있다. 조인트부(5a)는, 도 5에 도시하는 것과 같이, 용기 홀더(4)를 인출 위치로 이동시켰을 때에 원수 용기(3)의 물 출구(11)로부터 분리되고, 도 1에 도시하는 것과 같이, 용기 홀더(4)를 수용 위치로 이동시켰을 때에 원수 용기(3)의 물 출구(11)에 접속하도록 하우징(1) 내에 고정되어 있다.

원수 급출관(5)(조인트부(5a) 부분을 제외함)으로서는, 실리콘 튜브를 이용하는 것도 가능하지만, 실리콘은 산소의 투과성을 가지므로, 실리콘을 투과하는 공기 속의 산소에 의해 원수 급출관(5)에서 잡균이 번식되기 쉽게 되는 문제가 있다. 그래서, 원수 급출관(5)은 금속관(예컨대, 스테인리스스틸관이나 동관)을 이용할 수 있다. 이와 같이 하면, 원수 급출관(5)의 관벽을 공기가 투과하는 것을 방지하여, 원수 급출관(5)에서의 잡균의 번식을 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 또한, 살균 운전시의 내열성도 확보할 수 있다. 원수 급출관(5)으로서 폴리에틸렌 튜브나 내열성 경질 폴리염화비닐의 관을 이용하여도, 원수 급출관(5)의 관벽을 공기가 투과하는 것을 방지하여, 원수 급출관(5)에서의 잡균의 번식을 방지할 수 있다.

히터(30)와 펌프(6)와 제1 삼방 밸브(13)와 제2 삼방 밸브(15)는, 도 6에 도시하는 제어 장치(41)에 의해서 제어된다. 제어 장치(41)는, 통상 운전시에는, 냉수 탱크(2)의 수위와 버퍼 탱크(8)의 수위를 일정 범위로 유지하면서 또한 온수 탱크(7) 내의 온도도 일정 범위로 유지하도록, 히터(30)와 펌프(6)와 제1 삼방 밸브(13)와 제2 삼방 밸브(15)를 제어한다. 한편, 살균 운전시에는, 순환 경로(19)(즉 온수 탱크(7), 순환용 배관(16), 제2 삼방 밸브(15), 원수 급출관(5)의 제1 삼방 밸브(13)와 제2 삼방 밸브(15) 사이 부분, 제1 삼방 밸브(13), 버퍼 탱크 급수관(14), 버퍼 탱크(8), 온수 탱크 급수관(9))을 온수 탱크(7) 내의 고온의 음료수로 고온 살균하도록, 히터(30)와 펌프(6)와 제1 삼방 밸브(13)와 제2 삼방 밸브(15)를 제어한다.

도 6에 도시하는 것과 같이, 제어 장치(41)에는, 살균 운전 개시 버튼(42)으로부터 사용자에 의한 버튼 조작의 유무를 나타내는 신호, 수위 센서(18)로부터 냉수 탱크(2) 내에 저류된 음료수의 수위를 나타내는 신호, 수위 센서(10)로부터 버퍼 탱크(8) 내에 저류된 음료수의 수위를 나타내는 신호, 온도 센서(29)로부터 온수 탱크(7) 내의 음료수의 온도를 나타내는 신호가 각각 입력된다. 또한, 제어 장치(41)로부터는, 펌프(6)를 구동하기 위한 제어 신호, 히터(30)의 ON·OFF를 전환하는 제어 신호, 제1 삼방 밸브(13)의 유로를 전환하는 제어 신호, 제2 삼방 밸브(15)의 유로를 전환하는 제어 신호가 출력된다.

살균 운전 개시 버튼(42)은 살균 운전의 시작을 지시하는 버튼이며, 사용자가 살균 운전 개시 버튼(42)을 조작하면, 첫 회의 살균 운전이 시작된다. 2번째 이후의 살균 운전은, 제어 장치(41)에 내장된 타이머로 첫 회의 살균 운전을 실시한 시각으로부터의 경과 시간을 카운트하여, 하루가 경과할 때마다 자동으로 이루어진다. 또한, 살균 운전 개시 버튼(42)의 조작이 없는 경우에는, 워터 서버의 전원을 투입한 직후부터 하루가 경과할 때마다 자동으로 살균 운전을 실시하도록 하는 것도 가능하다. 살균 운전 개시 버튼(42)은 하우징(1)의 정면에 배치된다.

이 제어 장치(41)의 제어를 설명한다.

통상 운전시에는, 냉수 탱크(2) 및 버퍼 탱크(8)의 수위를 제어한다. 즉, 도 3에 도시하는 것과 같이, 냉수 탱크(2) 내의 수위가 미리 설정된 하한 수위를 밑돌았을 때는, 제1 삼방 밸브(13)를 냉수측 접속 위치로 전환하여, 그 상태에서 펌프(6)를 구동함으로써, 원수 용기(3)로부터 냉수 탱크(2)에 음료수를 퍼올리고, 그 후, 냉수 탱크(2) 내의 수위가 미리 설정된 상한 수위에 달했을 때에, 펌프(6)를 정지한다. 또한, 도 4에 도시하는 것과 같이, 버퍼 탱크(8) 내의 수위가 미리 설정된 하한 수위를 밑돌았을 때는, 제1 삼방 밸브(13)를 버퍼측 접속 위치로 전환하고, 그 상태에서 펌프(6)를 구동함으로써, 원수 용기(3)로부터 버퍼 탱크(8)에 음료수를 퍼올리고, 그 후, 버퍼 탱크(8) 내의 수위가 미리 설정된 상한 수위에 달했을 때에, 펌프(6)를 정지한다.

또한, 통상 운전시에는, 상기한 수위 제어와 병행하여, 온수 탱크(7)의 히터를 제어한다. 이 히터 제어는, 예컨대, 도 7에 도시하는 루틴에 따라서 실시한다. 온수 탱크(7) 내의 온도가 미리 설정된 하한 온도(L)(예컨대 85℃)보다도 낮게 되었을 때는, 히터(30)를 ON으로 하여 온수 탱크(7) 내의 온도를 상승시킨다(단계 S₁₀, S₁₁). 그 후, 온수 탱크(7) 내의 온도가 미리 설정된 상한 온도(H)(예컨대 90℃)에 달했을 때는, 히터(30)를 OFF로 한다(단계 S₁₂, S₁₃).

살균 운전시에는, 도 2에 도시하는 것과 같이, 제1 삼방 밸브(13)를 버퍼측 접속 위치로 전환하면서 또한 제2 삼방 밸브(15)를 순환측 접속 위치로 전환하여 순환 경로(19)를 형성하고, 그 상태를 유지한 채로, 상술한 온수 탱크(7)의 히터 제어와, 온수 탱크(7)의 온도 변화에 따라서 펌프(6)를 간헐 구동하는 펌프 간헐 구동 제어를 병행하여 실시한다.

이 펌프 간헐 구동은, 예컨대, 도 8에 도시하는 루틴을 따라서 제어한다. 우선, 온수 탱크(7) 내의 온도가 미리 설정된 소정의 고온(도면에서는 히터 제어의 하한 온도(L))보다도 낮을 때는, 히터 제어에 의해 온수 탱크(7) 내의 온도가 상승하여 소정의 고온에 달할 때까지 동안에 펌프(6)를 정지 상태로 유지하는 제1 동작을 한다(단계 S₂₀, S₂₁). 소정의 고온은, 적어도 살균 가능한 온도(65℃)보다도 높은 온도(단, 히터 제어의 상한 온도(H) 이하의 온도)로 설정된다. 이러한 소정의 고온으로서, 히터 제어의 하한 온도(L)(예컨대 85℃)와 동일한 온도를 채용하면 바람직하다. 이에 따라, 서모스탯을 온도 센서(29)에 사용하여 상기 히터 제어를 했을 때에, 서모스탯의 ON, OFF를 이용하여 펌프(6)의 제1 동작(단계 S₂₀, S₂₁)을 제어할 수 있게 된다. 소정의 고온으로서, 히터 제어의 상한 온도(H)(예컨대 90℃)와 동일한 온도를 채용하는 것도 가능하다.

그 후, 온수 탱크(7) 내의 온도가 히터 제어로 상승하여 상술한 소정의 고온(히터 제어의 하한 온도(L))에 달했을 때는, 펌프(6)를 소정 시간(T)만 연속해서 구동하는 제2 동작을 한다(단계 S₂₂). 이 제2 동작(단계 S₂₂)에 의해, 순환 경로(19)(여기서는 특히 버퍼 탱크(8))의 음료수가 온수 탱크(7)에 도입되기 때문에, 온수 탱크(7) 내의 온도가 저하한다. 이 온수 탱크(7) 내의 온도가 히터 제어의 하한 온도(L)를 밑돌면, 히터(30)가 ON으로 된다.

여기서, 소정 시간(T)은, 펌프(6)가 온수 탱크(7)의 용량에 상당하는 음료수를 송출하는 시간과 같거나, 그보다도 짧은 시간으로 설정된다. 예컨대, 온수 탱크(7)의 음료수의 용량이 1.2 리터이고, 펌프(6)가 1분당 송출하는 음료수의 양이 1 리터인 경우, 단계 S₂₂에서 펌프(6)의 연속 구동을 행하는 소정 시간(T)은, 펌프(6)가 1.2 리터의 음료수를 송출하는 시간(1분12초)과 같거나, 그보다도 짧은 시간(예컨대 1분)으로 설정된다.

또한, 소정 시간(T)은, 펌프(6)가 버퍼 탱크(8)의 용량에 상당하는 음료수를 송출하는 시간과 같거나, 그보다도 긴 시간으로 설정된다. 예컨대, 버퍼 탱크(8)의 음료수의 용량이 0.3 리터이고, 펌프(6)가 1분당 송출하는 음료수의 양이 1 리터인 경우, 단계 S₂₂에서 펌프(6)의 연속 구동을 행하는 소정 시간(T)은, 펌프(6)가 0.3 리터의 음료수를 송출하는 시간(18초)과 같거나, 그보다도 긴 시간(예컨대 1분)으로 설정된다.

제2 동작(단계 S₂₂)을 행한 후, 그 때의 온수 탱크(7) 내의 온도가 히터 제어의 하한 온도(L) 이상인지 여부를 판정하여(단계 S₂₃), 하한 온도(L)보다도 낮다고 판정했을 때는, 제1 동작(단계 S₂₀, S₂₁)으로 되돌아간다. 그 후에도, 제1 동작(단계 S₂₀, S₂₁)과 제2 동작(단계 S₂₂)을 교대로 반복하여 실행한다.

제2 동작(단계 S₂₂)을 행한 후, 그 때의 온수 탱크(7) 내의 온도가 살균 온도(도면에서는 히터 제어의 하한 온도(L)) 이상이라고 판정되었을 때는(단계 S₂₃), 순환 경로(19) 내의 음료수의 온도가 전체적으로 살균 온도에 달했다고 생각되기 때문에, 펌프 간헐 구동 제어의 제1 동작과 제2 동작의 반복을 종료한다. 여기서, 살균 온도는, 살균 가능한 온도(65℃)보다도 높으면서 또한 히터 제어의 상한 온도(H)보다도 낮은 온도로 설정되며, 이러한 온도로서, 히터 제어의 하한 온도(L)(예컨대 85℃)와 동일한 온도를 채용할 수 있다.

펌프 간헐 구동 제어(도 8)가 종료된 후, 또 이어서 펌프(6)의 구동을 행하는 동시에, 이것과 병행하여 온수 탱크(7)의 히터 제어를 행함으로써, 살균 온도에 달한 고온의 음료수로 순환 경로(19)를 확실하게 살균할 수 있다. 이 때, 펌프(6)를 미리 설정된 제1 시간(예컨대 2분)만큼 연속해서 구동하는 제3 동작과, 그 후, 미리 설정된 제2 시간(예컨대 2분)만큼 펌프(6)를 정지 상태로 유지하는 제4 동작을 교대로 반복하는 구동 방법을 채용할 수 있다. 이에 따라, 살균 온도에 달한 고온의 음료수를 순환 경로(19)에 순환시키는 데 필요한 펌프(6)의 총 회전수를 억제할 수 있다.

또한, 제어 장치(41)는, 살균 운전시에 펌프(6)를 구동할 때(즉 펌프 간헐 구동 제어의 단계 S₂₂)의 펌프(6)의 회전 속도가 통상 운전시에 펌프(6)를 구동할 때의 펌프(6)의 회전 속도보다도 저속으로 되도록 펌프(6)를 구동한다. 이에 따라, 살균 운전시의 펌프(6)의 구동음을 저감할 수 있게 되어, 심야에 실시할 것이 상정되는 살균 운전시의 정숙성을 확보할 수 있다.

상술한 워터 서버는, 온수 탱크(7)의 고온의 음료수로, 원수 용기(3)로부터 퍼내어진 상온에 가까운 음료수에 닿는 원수 급출관(5) 및 버퍼 탱크(8)를 포함하는 순환 경로(19)를 살균할 수 있기 때문에, 위생면에서 우수하다.

또한, 이 워터 서버는, 살균 운전시에 있어서, 온수 탱크(7) 내의 온도가 소정의 고온(여기서는 하한 온도(L))까지 상승하지 않았을 때는 펌프(6)를 정지 상태로 유지하고, 온수 탱크(7) 내의 온도가 소정의 고온(하한 온도(L))까지 상승했을 때에, 펌프(6)를 구동하여 고온의 음료수를 온수 탱크(7)로부터 송출하기 때문에, 순환 경로(19)를 순환하는 음료수의 온도를 전체적으로 살균 온도로 상승시키는 데 필요한 펌프(6)의 총 회전수가 작다. 그 때문에, 1회의 살균 운전에 필요한 펌프(6)의 총 회전수를 억제할 수 있어, 높은 빈도(예컨대 하루에 1회 정도)로 살균 운전을 했을 때에도, 펌프(6)의 수명을 확보할 수 있다. 이 결과, 워터 서버의 위생을 높일 수 있게 된다.

또한, 이 워터 서버는, 펌프 간헐 구동 제어의 제2 동작(단계 S₂₂)에서 펌프(6)의 연속 구동을 행하는 소정 시간(T)을 펌프(6)가 온수 탱크(7)의 용량에 상당하는 음료수를 송출하는 시간과 같거나, 그보다도 짧은 시간으로 설정하고 있기 때문에, 펌프(6)의 수명을 효과적으로 연장시킬 수 있게 된다. 즉, 펌프(6)가 온수 탱크(7)의 용량에 상당하는 음료수를 송출했을 때, 그 시점에서, 온수 탱크(7) 내의 고온의 음료수는 거의 교체되었다고 생각되어, 그보다도 길게 펌프(6)를 연속 구동하는 것은 펌프(6)의 쓸데없는 소모로 이어진다. 그래서, 상기한 것과 같이, 제2 동작(단계 S₂₂)에서 펌프(6)의 연속 구동을 행하는 소정 시간(T)을 펌프(6)가 온수 탱크(7)의 용량에 상당하는 음료수를 송출하는 시간과 같거나, 그보다도 짧은 시간으로 설정함으로써, 펌프(6)의 쓸데없는 소모를 방지하여, 펌프(6)의 수명을 효과적으로 연장시킬 수 있게 된다.

또한, 이 워터 서버는, 펌프 간헐 구동 제어의 제2 동작(단계 S₂₂)에서 펌프(6)의 연속 구동을 행하는 소정 시간(T)을 펌프(6)가 버퍼 탱크(8)의 용량에 상당하는 음료수를 송출하는 시간과 같거나, 그보다도 긴 시간으로 설정하고 있기 때문에, 펌프(6)가 1회의 연속 구동을 할 때마다, 버퍼 탱크(8) 내의 음료수를 고온의 음료수로 치환할 수 있어, 버퍼 탱크(8)를 효과적으로 살균할 수 있다.

상기 실시형태에서는, 살균 운전시에 온수 탱크(7)를 경유하여 음료수가 순환하는 순환 경로(19)로서, 냉수 탱크(2)를 경유하지 않는 순환 경로(19)를 갖는 워터 서버를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은, 냉수 탱크(2)를 경유하는 순환 경로를 갖는 워터 서버(즉, 온수 탱크(7)의 고온의 음료수로 냉수 탱크(2)를 살균하는 타입의 워터 서버)에도 적용할 수 있다.

6: 펌프
7: 온수 탱크
19: 순환 경로
30: 히터
41: 제어 장치

Claims

외부로 배출하기 위한 고온의 음료수를 수용하는 온수 탱크(7)와,
상기 온수 탱크(7) 안의 음료수를 가열하는 히터(30)와,
상기 온수 탱크(7)를 경유하여 음료수가 순환할 수 있도록 형성된 순환 경로(19)와,
상기 순환 경로(19) 도중에 설치된 펌프(6)와,
상기 순환 경로(19)를 상기 온수 탱크(7) 안의 고온의 음료수로 고온 살균하도록 상기 히터(30)와 펌프(6)를 제어하는 제어 장치(41)
를 포함하고,
상기 제어 장치(41)는, 상기 순환 경로(19)의 살균 운전시에,
상기 온수 탱크(7) 안의 온도가 미리 설정된 하한 온도(L)보다도 낮을 때에 상기 히터(30)를 ON으로 하고, 상기 온수 탱크(7) 안의 온도가 미리 설정된 상한 온도(H)에 달했을 때에 상기 히터(30)를 OFF로 하는 히터 제어와,
상기 온수 탱크(7) 안의 온도가 미리 설정된 소정의 고온(L)보다도 낮을 때에 상기 펌프(6)를 정지 상태로 유지하는 제1 동작(단계 S₂₀, S₂₁)과, 상기 온수 탱크(7) 안의 온도가 상기 히터 제어로 상승하여 상기 소정의 고온(L)에 달했을 때에, 상기 펌프(6)를 소정 시간(T)만 연속해서 구동하는 제2 동작(단계 S₂₂)을 교대로 반복하는 펌프 간헐 구동 제어
를 병행하여 실시하는 것인 워터 서버.
제1항에 있어서, 상기 제2 동작(단계 S₂₂)에서, 상기 펌프(6)의 연속 구동을 행하는 소정 시간(T)은 펌프(6)가 상기 온수 탱크(7)의 용량에 상당하는 음료수를 송출하는 시간과 같거나 그보다도 짧은 시간으로 설정하는 것인 워터 서버.