KR101199558B1 - 멸균 냉온수 공급기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자외선을 이용하여 멸균기능을 갖는 냉온수 공급기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자외선 살균램프와 수조 내부의 오염상태를 쉽게 육안으로 확인할 수 있는 투시창을 포함하는 멸균 냉온수 공급기기에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 멸균 냉온수 공급기기는 수조의 상부면 전체 또는 측면 전체가 투시창으로 형성되어 외부에서도 내부상태의 확인이 가능한 것을 특징으로 한다.

Description

멸균 냉온수 공급기기{STERILIZED WATER SUPPLYING MACHINE}

본 발명은 자외선을 이용하여 멸균기능을 갖는 냉온수 공급기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자외선 살균램프와 수조 내부의 오염상태를 쉽게 육안으로 확인할 수 있는 투시창을 포함하는 멸균 냉온수 공급기기에 관한 것이다.

일반적으로, 먹는 물에 있어서 안전한 수질의 중요성은 두말할 나위가 없다. 먹는 물의 수질은 개인적인 취향을 떠나 공중의 위생에 직결되는 사항이므로 입법적으로도 '먹는 물 관리법'에 의해 제한을 받고 있다.

이러한 먹는 물의 수질 관리를 위해 살균, 소독, 멸균 등의 미생물 처리가 필요하다. 미생물 처리 방법으로는 자외선을 이용한 처리 방법, 오존을 이용한 처리 방법, 필터를 이용한 처리 방법, 방전을 이용한 처리 방법, 열풍을 이용한 처리 방법 등이 이용되고 있다.

한편, 대한민국 등록특허 제10-1093735호(이하 선행기술 1이라 함)에 열풍 공급에 의한 멸균 및 살균 성능이 구비된 음수공급장치가 제시되어 있다. 선행기술1은 케이스, 음수를 배출시키기 위한 급수구와 급수구 주변에 배열된 송풍구를 포함하고 케이스의 상부 부분에 구비된 취수대, 취수대 후방에 배열되고 오존을 공급하는 오존발생수단, 케이스 내부에 구비된 컴프레서 및 컴프레서의 방출열을 집풍시키고 오존과 방출열이 혼합된 열풍을 취수대 쪽으로 공급하기 위한 집풍수단을 포함하여 구성된다. 컴프레서의 방출열과 오존발생수단에 의하여 발생하는 오존이 혼합된 열풍을 이용하여 세균이나 오염물질을 멸균 및 살균시킬 뿐만 아니라, 취수대 및 급수구를 건조시킴으로써 음수공급장치의 위생 상태를 양호하게 유지시키고, 아울러 컴프레서에서 배출되는 폐열을 이용함으로써 에너지의 재활용성 및 에너지의 절감을 가능케 하는 것이다.

또한, 대한민국 등록실용신안 제20-0291102호(이하 선행기술2라 함)에 냉온수기의 오존 살균장치가 제시되어 있다. 선행기술2는 생수통을 이용하는 방식의 냉온수기에서 오존램프로 상온수와 냉수를 직접 살균할 수 있는 냉온수 동시 살균장치에 관한 것이다. 선행기술2는 외벽에 증발기가 설치되어 있는 냉수조 중간에 생수통에서 유입되는 상온수와 증발에 의하여 냉각되는 냉각수를 분리하는 분리판이 설치되고, 냉수의 하부에는 상온수가 유입되도록 온수조를 연결하도록 구성되는 냉온수기에 있어서, 냉수의 분리 일측에 상온수와 냉각수의 양쪽 수중에 동시에 잠기도록 오존램프를 상하로 통과시켜 설치한 것이다. 즉, 오존램프로부터 발생되는 오존광이 상기 냉수의 상온수와 냉각수를 동시에 살균하고, 온수조에 이르게 되면서 가열에 의하여 2차 살균이 이루어지도록 한 것이다.

그러나, 종래의 기술들은 먹는 물과 접촉되어 위생과 직결되는 부분인 저수조와 냉수조가 모두 은폐된 구조로 이루어져 있어, 소비자가 그 내부를 육안으로 볼 수 없는 구조이므로 그 청결상태 또한 확인할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 수조 내부의 모든 균을 수시로 멸균시키는 자외선 살균램프 및 수조 내부의 오염상태를 쉽게 육안으로 확인할 수 있도록 하는 투시창을 포함하는 멸균 냉온수 공급기기를 제공하는 것이다.

전술한 본 발명의 목적은, 수조의 상부면 전체 또는 측면 전체가 투시창으로 형성되어 외부에서도 내부 상태의 확인이 가능한 것을 특징으로 하는 멸균 냉온수 공급기기가 제공됨에 의해 달성된다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 전술한 멸균 냉온수 공급기기는 케이스; 외부로부터 제공되는 공급수의 유입을 제어하는 공급수 제어 밸브; 공급수 제어 밸브를 거쳐 나온 공급수를 여과시키는 다수개의 여과필터; 케이스의 상단부에 설치되고 여과필터를 거쳐 나온 공급수를 수조에 분사하는 분사형 회전식 노즐; 케이스 상부에 설치되고 공급수를 저장하는 저수조와 냉수를 저장하는 냉수조가 일체형으로 형성된 수조; 수조의 내부 일면에 설치되는 자외선 살균램프; 수조의 수위를 측정하는 고수위 센서, 중수위 센서, 저수위 센서; 수조의 하부에 설치되어 온수를 저장하는 온수조; 저수조, 냉수조, 온수조의 외부면에 설치되어 각 수조의 내부를 세척할 수 있는 초음파 세척장치; 온수조의 바닥면에서 연결되는 온수 배수관 및 온수 배수관의 배수를 조절하는 온수 배수 밸브 및 냉수조의 바닥면에서 연결되는 냉수 배수관 및 냉수 배수관의 배수를 조절하는 냉수 배수 밸브를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따르면, 내부를 확인할 수 있는 투시창을 통해 수시로 수조의 청결상태를 확인할 수 있으므로 필요한 경우 초음파 세척장치를 가동하여 냉온수조, 연결배관, 취수구 등의 기기 내부부품을 손쉽게 세척하여 언제나 청정한 음용수를 공급받을 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적으로 사용되는 냉온 정수기의 사시도이다.
도 2는 종래기술에 의한 냉온 정수기의 내부구조도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉온 정수기의 내부구조도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉온 정수기의 상부에 있는 덮개가 열린 상태의 부분사시도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에서 냉온수 공급기기라는 용어는 냉온수기, 냉온 정수기, 자판기와 같이 내부에 물탱크를 가지며, 급수레버와 급수밸브의 동작에 의해 취수구를 통해 냉온수를 공급하는 것을 통칭하는 것이며 설명의 편의상 냉온 정수기를 예로 들어 설명한다.

도 1 및 2를 참조할 때, 냉온 정수기의 일반적인 작용방식은 공급수를 공급받아 각종 정화 처리 방법(필터 여과에 의한 처리 방법, 자외선에 의한 처리 방법, 오존에 의한 처리 방법, 열풍이나 방전에 의한 처리 방법)을 거쳐 정수 처리된 물을 정수 저장탱크에 보관한 후, 그 물을 다시 냉수 저장탱크 또는 온수 저장탱크에 저장하며, 사용자가 정수기 급수레버를 누를 때마다 상기 냉온수 저장탱크로부터 급수 공급관을 거쳐 급수전을 통하여 냉수 또는 온수를 제공하게 되는 것이다.

이러한 냉온 정수기의 저장탱크 내부에 저장된 물과 공기층에서 발생하는 세균, 급수레버나 급수관 및 받침대 등의 부품에 잔존하는 물과 유입되는 공기 사이에서 발생하는 세균 등은 수질 저하의 주요 원인이 되므로, 이러한 미생물들을 적절하게 처리할 필요가 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 냉온 정수기는 케이스(10); 공급수의 유입을 제어하는 공급수 제어 밸브(95); 공급수 제어 밸브를 거쳐 나온 공급수를 여과시키는 다수개의 여과필터(91, 92, 93, 94); 케이스의 상단부에 설치되는 분사형 회전식 노즐(50); 케이스(10) 상부에 설치되고 저수조(25)와 냉수조(30)가 일체형으로 형성된 수조(20); 수조(20)의 내부 일면에 설치되는 자외선 살균램프(40); 수조(20)의 수위를 측정하는 고수위 센서(60), 중수위 센서(61), 저수위 센서(62); 수조(20)의 하부에 설치되어 온수를 저장하는 온수조(35); 저수조(25), 냉수조(30), 온수조(35)의 외부면에 설치되어 각 수조(25, 30, 35)의 내부를 세척할 수 있는 초음파 세척장치(71, 72, 73); 온수조(35)의 바닥면에서 연결되는 온수 배수관(37) 및 온수 배수관(37)의 배수를 조절하는 온수 배수 밸브(85) 및 냉수조(30)의 바닥면에서 연결되는 냉수 배수관(32) 및 냉수 배수관(32)의 배수를 조절하는 냉수 배수 밸브(80)를 포함하여 이루어진다.

도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 구성 및 결합도를 살펴보기로 한다.

케이스(10) 내의 상부에 저수조(25)와 냉수조(30)가 일체형으로 형성된 수조(20)가 설치된다. 바람직하게는 저수조(25) 아래에 냉수조(30)가 다수개의 투과홀이 형성된 격막(26)에 의해 분리되는 방식으로 설치된다. 수조(20)의 내부에 자외선 살균램프(40)가 설치된다. 바람직하게는, 수조(20) 내부에 자외선 방사 효과가 골고루 미치도록 하기 위해 수조(20)의 중앙부 상단에 설치되도록 한다. 수조(20)의 아래에 온수조(35)가 설치된다.

냉수조(30)의 하부와 온수조(35)의 상부에는 각각 취수구(112, 113)로 연결되는 취수관이 형성되어 있으며, 또한 냉수조(30)와 온수조(35)의 하부에는 세척물이 배출될 수 있는 배수관(32, 37)이 형성되어 있고 배수관(32, 37)의 관로상에 배수밸브(80, 85)가 설치된다.

각 수조(25, 30, 35)의 외부면에는 수조 및 기기 내부의 각 부품을 세척하도록 돕는 초음파 세척장치가 설치된다. 바람직하게는, 초음파 세척장치는 초음파 진동자(71, 72, 73)로 구성될 수 있다.

공급수를 제어하기 위해, 외부에서 연결되어 제1여과필터(91)에 이르는 급수관의 일부에 공급수 제어 밸브(95)가 설치된다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 제1여과필터(91)와 제2여과필터(92) 사이에 공급수에 가해지는 압력을 증대하기 위한 압력조절펌프(90)가 설치될 수 있다.

케이스(10) 내부의 상단부에 여과필터(91, 92, 93, 94)를 거쳐 나온 공급수가 분사되는 분사형 회전식 노즐(50)이 설치되어 있으며, 분사형 회전식 노즐(50)에서 분사되는 물이 각 수조(25, 30, 35)에 저장된다. 저수조(25) 내부의 상면부 또는 측면부에 수위를 측정할 수 있는 고수위 센서(60)와 중수위 센서(61) 및 저수위 센서(62)가 설치된다.

이제, 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉온 정수기의 작동방법을 설명하기로 한다.

처음에 기기가 가동되기 전에는 저수조(25) 및 냉수조(30)의 내부는 물이 없이 텅 빈 상태이다. 이때 자외선 살균램프(40)를 점등하여 저수조(25) 및 냉수조(30) 내부에 잔존하는 세균을 멸균시킨다. 자외선살균램프는 램프에 전원이 인가되고 약 3분여의 시간이 경과되어야 비로소 살균에 유효한 자외선(UV-C, 253.7㎚) 방사량이 정점에 이르는 특성을 가지고 있다. 따라서 기기의 가동과 동시에 자외선램프를 점등시키고 유효한 자외선 방사량의 정점을 초과하는 시간 동안(예를 들어, 5~6분) 저수조 내부를 완벽하게 살균한다. 이후 공급수 제어 밸브(95)를 열어서 식수(공급수)의 유입이 시작되도록 한다. 유입되는 식수는 분사형 회전식 노즐(50)을 통하여 수조(20)에 뿌려지고, 수조(20)의 바닥면에서부터 골고루 얇은 수막이 형성되며 조금씩 쌓이게 된다. 이 얇은 수막 위에 자외선 살균램프(40)에서 방사되는 자외선이 지속적으로 조사되면서 즉시적으로 효과적인 살균이 이루어지게 된다. 수조(20)에 식수가 충분히 차올라서 고수위 센서(60)에 의하여 저수조(25)의 수위가 만수위임이 감지되면 공급수 제어 밸브(95)가 차단되어 물의 유입이 중지된다. 적정시간(예를 들어, 2~3분) 동안 추가로 살균처리된 후에 자외선 살균램프(40)가 꺼진다. 이렇게 함으로서 저수조(25) 및 냉수조(30)에 저장된 공급수는 멸균상태로 저장되게 되는 것이다.

기기에서 식수를 취수하게 되면 저수조(25) 내의 수위가 내려가게 되는데 중수위 센서(61)에 설정된 수위값에 도달하게 되면 다시 자외선 살균램프(40)가 작동되고 미리 설정된 시간 동안의 살균과정 이후에 공급수 제어 밸브(95)가 열려 물이 유입되게 된다. 저수조(25)에 공급수가 차올라 다시 만수위에 이르면 급수가 정지되고 설정된 시간의 살균과정이 완료되면 자외선 살균램프(40)가 꺼진다. 이러한 동작이 반복되게 된다.

만일 취수량이 적거나 외유 등 기타의 사정으로 장시간 취수를 하지 않아 수위가 중수위까지 이르지 않을 경우, 세균 번식이 시작될 가능성이 있으므로, 수위 검출 여부와는 별도로 최종 살균 후 일정 시간(예를 들어 6시간, 12시간, 24시간)이 도래할 때마다 정기적으로 재살균이 개시되고 종료되도록 한다.

물론 필요시에는 언제든지 수동으로 실시할 수도 있다.

이렇게 함으로써 저수조(25) 및 냉수조(30)의 내부는 반복적이고 효과적으로 살균이 이루어지게 되며, 항상 세균으로부터 안전한 식수가 유지된다.

온수조의 경우는 항상 일정온도로 가열된 상태가 유지되므로 별도로 세균의 번식을 염두에 둘 필요가 없다.

내부부품의 청결상태를 유지하기 위하여 설치된 투시창(100)을 통하여 수조 내부를 살펴볼 수 있도록 한다. 투시창(100)은 수조(20) 내부가 쉽게 잘 들여다보이도록 수조(20)의 상부면 전체 혹은 측면 전체가 투명한 유리 등으로 형성된다. 기기 상부면에 있는 덮개(101)를 열면 스위치(102)가 자동으로 켜지고 수조(20) 내부를 밝히는 전구(자외선 살균램프(40)로 겸용할 수 있다)가 점등되도록 한다. 전구의 불빛에 의해 어두운 수조(20) 내부를 밝혀 육안으로 쉽게 들여다봄으로써 내부부품의 청결상태를 수시로 점검할 수 있다.

만일 수조(20) 내부의 청결상태가 좋지 않을 경우에는 초음파 세척장치(71, 72)를 통하여 적정 시간동안 수조(20)의 내부를 초음파 세척한 후 냉수 배수 밸브(80)를 통하여 수조 내부의 물을 배출한다. 초음파의 CAVITATION을 응용하여 수조(20)에서부터 관으로 연결된 취수구(112, 113) 및 여타 음용수와 직접 연결된 배관 내부의 구석구석까지 효과적으로 세척하도록 한다. 이 때, 저수위 센서(62)에 수위가 감지되지 않으면 초음파 세척장치의 보호를 위해 초음파 세척장치가 작동되지 않도록 한다.

온수조(35)는 공급된 물이 증발되는 과정을 수없이 반복하게 되므로 그 내부가 증발 잔류물에 의하여 심하게 오염된다. 종래에는 온수조(35)가 밀폐되어 있으므로 온수조(35)를 분해하지 않는 이상 내부청소가 불가능하였으나, 본 발명의 실시 예에서는 별도의 초음파 진동자(73)가 설치되여 분해하지 않고도 용이하게 내부를 세척할 수 있게 된다. 온수조(35) 세척 후 온수 배수 밸브(85)를 통하여 온수조(35) 내부의 물이 배출된다.

이어서 정수 처리된 물이 분사형 회전식 노즐(50)을 통하여 분사되어 수조 내부를 헹구어 낸다. 바람직하게는, 공급 수압을 적절히 높이기 위하여 별도로 압력펌프(90)를 설치하여 적정압으로 가압하여 준다.

또한 헹궈진 물의 원활한 배출을 위하여 각 수조의 바닥면(31, 36)은 경사지게 형성되도록 하고 세척물 배수관(32, 37)은 직경을 크게 하고 곡면은 완곡하게 한다. 이러한 초음파 세척과정은 수동이나 입력된 프로그램에 의하여 자동으로 실시되도록 할 수 있다. 세척 이후 다시 살균 및 정수과정이 시작된다. 전술한 모든 제어과정은 별도의 콘트롤러에 의하여 이루어질 수 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시 예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

10 케이스 20 수조
25 저수조 30 냉수조
35 온수조 40 자외선 살균램프
50 분사형 회전식 노즐 60 고수위 센서
61 중수위센서 62 저수위 센서
71, 72, 73 초음파 진동자 80 냉수 배수 밸브
85 온수 배수 밸브 90 압력조절펌프
95 공급수 제어 밸브 100 투시창

Claims (5)

1. 삭제
2. 외부로부터 유입되는 공급수는 제어 밸브에 의해 제어되며, 상기 공급수 제어 밸브를 거친 공급수는 제1여과필터와 제2여과필터를 포함하는 다수개의 여과필터로 의해 여과되고, 그 여과된 공급수는 케이스 내부에 위치하며 저수조와 냉수조가 일체형으로 제작된 수조 및 상기 수조의 한쪽으로 연결된 온수조에 저장된 상태에서 각각의 취수구를 통해 냉온수가 제공되도록 한 냉온수 공급기에 있어서,
   상기 케이스(10) 상단부에 설치되며, 상기 여과필터(91)(92)(93)(94)에 여과된 공급수를 수조(20)의 내부로 분사하는 분사형 회전식 노즐(50);
   상기 수조(20)의 내부에 전체적으로 자외선 방사효과가 미치도록 수조의 중앙부 상단에 설치되는 자외선 살균램프(40);
   상기 제1여과필터(91)와 제2여과필터(92)의 사이에 설치되어 공급수의 압력을 증대시키는 압력조절펌프(90);
   상기 수조(20)에 설치되어 수위를 측정하며, 자외선 살균램프(40)의 온오프와 연동되는 고수위 센서(60), 중수위 센서(61), 저수위 센서(62); 및
   상기 저수조(25)와 냉수조(30)와 온수조(35)의 외부면에 각각 초음파 진동자(71)(72)(73)가 설치되어 각 수조(25)(30)(35)의 내부를 세척한 후 그 세척된 세척수는 냉수조(30) 바닥면에 연결된 냉수 배수관(32)의 냉수 배수 밸브(80) 및 온수조(35) 바닥면에 연결된 온수 배수관(37)의 온수 배수 밸브(85)를 통해 외부로 배출되도록 한 세척장치;를 포함하는 멸균 냉온수 공급기기.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 2에서, 상기 냉수조 및 상기 온수조의 바닥면은 경사면을 이루고 상기 각 바닥면의 최하단부에 상기 냉수 배수관 및 상기 온수 배수관이 연결 형성되는 것을 특징으로 하는 멸균 냉온수 공급기기.

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