CN117797287A - 紫外线杀菌模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种紫外线杀菌模块。所述紫外线杀菌模块包括：反射体，其为具有长度方向的反射体，并具备至少一个沿所述长度方向延伸的反射面；导光体，其为柱形，具备沿所述柱形的长度方向排列的出光图案，并安装在所述反射体上，使得所述出光图案朝向所述反射面；紫外线光源，相面对地配置在所述导光体的两侧端部中的至少一个端部；以及密封管，覆盖所述导光体的两侧端部之间的外表面。

Description

紫外线杀菌模块

技术领域

本发明涉及一种紫外线杀菌模块，更详细而言，涉及一种出光效率得到改善的紫外线杀菌模块。

背景技术

目前，紫外线杀菌装置被制造成各种尺寸及用途，以便对各种杀菌对象进行杀菌，其被构成为在主体内部容纳牙刷、抹布、菜板等厨房用具、衣服、奶瓶等后进行杀菌处理。

紫外线杀菌装置最初使用的是紫外灯，但最近由于对含汞产品的开发和销售受限制，开始使用紫外发光二极管(UVC LED)等的紫外线光源来代替紫外灯。

然而，由于UVC LED成本高，在用于紫外线杀菌装置时使用量较少，因此，存在紫外线杀菌装置的杀菌效率不佳、杀菌面积不广的问题。

现有技术文件

专利文件

韩国专利公开第10-2013-0077008号公报

发明内容

因此，本发明所要解决的课题在于，提供一种紫外线杀菌模块，所述模块用于杀菌的光的出光效率得到增加及改善，能实现高均匀性、大面积杀菌。

本发明的一实施例的紫外线杀菌模块，其中，包括：反射体，其为具有长度方向的反射体，并具备至少一个沿所述长度方向延伸的反射面；导光体，其为柱形，具备沿所述柱形的长度方向排列的出光图案，并安装在所述反射体上，使得所述出光图案朝向所述反射面；紫外线光源，相面对地配置在所述导光体的两侧端部中的至少一个端部；以及密封管，覆盖所述导光体的两侧端部之间的外表面。

在一实施例中，所述导光体可以形成为圆柱形、半圆柱形、多角柱形中的一种形状。

在一实施例中，所述反射面可由能够反射光的材料形成。

在一实施例中，所述出光图案可以形成为具有预定的高度及预定的宽度。

在一实施例中，所述出光图案可以具有预定的高度及预定的宽度，所述图案可沿所述导光体的圆周方向以预定的长度或预定的角度延伸。

在一实施例中，所述出光图案可以具有预定的高度及预定的宽度，所述出光图案可沿所述导光体的圆周方向以预定的长度或预定的角度延伸，所述出光图案在向所述导光体的长度方向排列的每个位置沿所述导光体的圆周方向排列有2个以上。

在一实施例中，所述出光图案的形状之比，即所述图案的高度除以所述图案的宽度的值可以为0.5mm以上。

在一实施例中，所述出光图案可以形成为具有宽度和高度在1至1000μm范围内的形状。

在一实施例中，所述出光图案的截面形状可以为半圆形、半椭圆形、圆锥形、多角锥形、圆柱形、多角柱形中的一种形状。

在一实施例中，所述出光图案的截面形状可以为钝角三角形或锐角三角形。

在一实施例中，所述出光图案的截面形状可以为三角形，其为底边的一底角在30°至75°的范围内，所述底边的另一底角在30°至150°范围内。

在一实施例中，所述出光图案可以随着远离所述紫外线光源，沿着导光体的长度方向的排列间隔逐渐变窄。

在一实施例中，在沿所述导光体的长度方向排列的出光图案中，相邻的出光图案的形状可以相互不同。

在一实施例中，所述反射体可以具有2个以上的所述反射面，2个以上的反射面可以以预定角度相互交叉配置。

在一实施例中，所述密封管的厚度可以在50至500μm范围内。

在一实施例中，所述紫外线光源可由发射200至300nm波段的光的紫外线发光二极管组成。

在一实施例中，所述紫外线光源可由发射405nm波段的光的紫外线发光二极管组成。

在一实施例中，所述导光体对所述200至300nm波段的光的透射率可以为50％以上。

在一实施例中，所述导光体对所述405nm波段的光的透射率可以为50％以上。

在一实施例中，所述反射面对所述200至300nm波段的光的反射率可以为50％以上。

在一实施例中，所述反射面对所述405nm波段的光的反射率可以为50％以上。

在一实施例中，所述密封管对所述200至300nm波段的光的透射率可以为70％以上。

在一实施例中，所述密封管对所述405nm波段的光的反射率可以为70％以上。

在一实施例中，所述密封管可以包括一对相互平行的直线端部，其两侧端部沿所述密封管的圆周方向局部切割而成，所述反射体可以包括一对防转件，所述防转件设置在安装有所述导光体的反射面上，并具有与所述一对直线端部平行的管支撑端部，所述导光体安装在所述反射体上，使得所述出光图案与所述反射面相对的同时，所述一对直线端部被所述一对防转件的管支撑端部支撑。

发明效果

通过采用本发明的紫外线杀菌模块，用于杀菌的光的出光效率得到增加及改善，能够增大杀菌力，通过改善光效率，能够降低耗电。

而且，具有即使使用少量的紫外线光源，也能实现线发光或面发光的效果，与点发光相比，能实现高均匀性及大面积杀菌的优点。

而且，由于导光体120被密封管140包裹，因此，即使导光体被损坏，也能防止导光体120的碎片飞散到周围，从而能够安全使用。

附图说明

图1是用于说明本发明的一实施例的紫外线杀菌模块的立体图。

图2是列举图1所示的反射体的其他形状的图。

图3是用于说明形成在图1所示的导光体上的出光图案结构的一实施例的图。

图4是用于说明形成在图1所示的导光体的出光图案形状的一实施例的图。

图5a及图5b是用于说明形成在图1所示的导光体上的出光图案形状的另一实施例的图。

图6是用于说明形成在图1所示的导光体上的出光图案结构的另一实施例的图。

图7是示出形成在图1所示的导光体上的线状结构的出光图案沿导光体的圆周方向排列多个的形状的图。

图8是图1的分解立体图。

图9是图1所示的导光体安装在反射体上的状态的放大图。

图10是示出图案的高度比宽度小的情况和图案的高度比宽度大的情况的比较图。

图11a是示出本发明的紫外线杀菌模块的第一实施例制造的状态的图，图11b是示出本发明的紫外线杀菌模块的第一实施例制造的导光体的出光图案的截面形状的图。

图12a是示出本发明的紫外线杀菌模块的第一实施例制造的状态的图，图12b是示出本发明的紫外线杀菌模块的第一实施例制造的导光体的出光图案的截面形状的图。

图13是示出实验例1的结果的图。

图14是示出实验例2的结果的图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明实施例的紫外线杀菌模块。对本发明可进行多种变更并且可具有多种形态，因而在附图中例示并在本说明书中详细说明特定实施例。但应当理解，这并非将本发明限定在特定的公开方式，而是包括包含在本发明的思想及技术范围之内的所有变更、等同技术方案及替代方案。在说明附图时，对类似的构成要素标注类似的附图标记。在附图中，为了明确本发明，将结构的尺寸比实际放大表示。

第一、第二等术语可用于说明多种构成要素，但所述构成要素并不局限于所述术语。所述术语可以以从其他构成要素区分一个构成要素为目的而使用，例如在不脱离本发明的权利范围的情况下，第一构成要素可以被称为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被称为第一构成要素。

本申请中所使用的术语仅用于说明特定实施例，而并非限定本发明。除非在文脉上明确表示不同的含义，单数的表达包括复数的表达。在本申请中，“包括”或“具有”等术语用来指定在说明书上记载的特征、步骤、动作、构成要素、部件或这些组合的存在，而不得理解为事先排出一个或一个以上的其他特征或步骤、动作、构成要素、部件或这些组合的存在或附加可能性。

除非另有定义，包含技术术语及科学术语在内的使用于本申请的所有术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的含义相同的含义。在普遍使用的词典中所定义的术语应解释为具有与相关技术的文脉上所具有的含义一致的含义，并且，除非在本申请中明确定义，则不应以理想性或过于公式化的含义来进行解释。

图1是用于说明本发明的一实施例的紫外线杀菌模块的立体图，图2是列举图1所示的反射体的其他形状的图，图3是用于说明形成在图1所示的导光体上的出光图案结构的一实施例的图，图4是用于说明形成在图1所示的导光体的出光图案形状的一实施例的图，图5a及图5b是用于说明形成在图1所示的导光体上的出光图案形状的另一实施例的图，图6是用于说明形成在图1所示的导光体上的出光图案结构的另一实施例的图，图7是示出形成在图1所示的导光体上的线状结构的出光图案沿导光体的圆周方向排列多个的形状的图，图8是图1的分解立体图，图9是图1所示的导光体安装在反射体上的状态的放大图。

参考图1，本发明一实施例的紫外线杀菌模块可以包括：反射体110、导光体120、紫外线光源130、及密封管140。

反射体110可以设置成将从导光体120发射至导光体120周围的光向导光体120方向或导光体120的前方反射。反射体110具有长度方向，并可以具备至少一个沿长度方向延伸的反射面111。

反射面111可以由能够反射光的材料而形成。例如，反射体110为能够反射光的金属材料，例如铝材，或者反射体110为非金属材料，在所述反射体110的一面可以具备反射面111，在所述反射面沉积有铝等光反射材料。

反射体110可以具备一个反射面111或2个以上的反射面111。

当反射面111为一个时，反射体110可以设置为例如平板(Flat)形状或横截面形状为C形的半圆柱形状。

当反射面111为2个以上时，反射体110可以配置成2个以上的反射面111以预定角度相互交叉。例如，反射体110可以设置成横截面形状为U形、L形、W形、大致V形的对称或非对称形状中的一种形状，并且，2面以上设置为反射面111。

导光体120可以形成为柱形。例如，可以形成为圆柱形、半圆柱形、多角柱形中的一种形状。作为一例，导光体120可以为圆柱形，并且，可以由石英玻璃而制成。

导光体120可以具备沿柱形的长度方向排列的出光图案121，并且可以安装在反射体110上使得出光图案121朝向反射面111。

出光图案121可以反射从紫外线光源130发射并入射在导光体120上的光，以将光发射至导光体120的外部。

出光图案121可以形成为具有预定的高度及预定的宽度。例如，出光图案121可以形成为具有其宽度和高度在1至1000μm范围内的形状，并且，出光图案121的形状之比可以形成为将图案121的高度除以图案121的宽度的值为0.5mm以上。

作为一实施例，出光图案121可以配置成如图3所示的点图案形状。

作为一例，出光图案121可以形成为其截面形状具有半圆形、半椭圆形、圆锥形、多角锥形、圆柱形、多角柱形中的一种形状，并且，可以沿导光体120的圆周方向排列。

作为一实施例，如图4所示，出光图案121的截面形状可以为高度方向大于宽度方向的半椭圆形。

作为其他的实施例，出光图案121的截面形状可以为具有第一反射面和第二反射面的形状。作为一例，出光图案121的截面形状可以为钝角三角形(参考图5a)或锐角三角形(参考图5b)，其中底边的一底角在30至75°范围内，所述底边另一底角在30至150°范围内。

另外，如图6所示，出光图案121可以沿导光体120的圆周方向以预定的长度或预定的角度延伸，并且可以配置成线图案形。

另外，如图7所示，出光图案121可以在向导光体120的长度方向排列的每个位置上沿导光体120的圆周方向排列2个以上。

另外，出光图案121排列成随着离紫外线光源130越远，向导光体的长度方向的排列间隔越窄，通过在离紫外线光源130较远的方向上提高密度，从而，在即使离紫外线光源130较远的方向上也能容易发射光。

当所述出光图案121沿导光体120的长度方向排列时，可以形成为其排列的出光图案121的所有形状都相同，并且，沿导光体120的长度方向排列的出光图案121中彼此相邻的出光图案121具有相互不同的形状。即，考虑到从导光体120发出的光的方向及发光区域等，出光图案121可以形成为各种形状、位置、角度及数量。

紫外线光源130可以相面对地配置在导光体120的两侧端部中的至少一个端部。作为一例，紫外线光源130可以相面对地配置在导光体120的两侧端部。

在一实施例中，紫外线光源130可以由发射200至300nm波段的光的紫外线发光二极管组成。在这种情况下，导光体120可以配置成对于所述200至300nm波段的光的透射率为50％以上，并且，反射面111可以配置成对于200至300nm波段的光的反射率为50％以上，并且，密封管140可以配置成对于所述200至300nm波段的光的透射率为70％以上。

作为其他实施例，紫外线光源130可以由发射405nm波段的光的紫外线发光二极管而组成。在这种情况下，导光体120可以配置成对于所述405nm波段的光的透射率为50％以上，并且，反射面111可以配置成对于所述405nm波段的光的反射率为50％以上，密封管140可以配置成对于所述405nm波段的光的透射率为70％以上。

密封管140可以设置为包裹导光体120的两侧端部之间的外表面。密封管140由当施加热时能够热收缩的材料而制成，并且可以紧密地紧贴到导光体120的外表面。

另外，本发明的一实施例的紫外线杀菌模块可被构造成当导光体120安装在反射体110上时，防止导光体120旋转。

为了防止导光体120在反射体110上旋转，密封管140可以具备设置在其两端的一对直线端部141，并且，反射体110可以具备一对防转件112，所述防转件分别设置在安装有导光体120的反射面111的两侧。

一对直线端部141可在密封管140的端部沿密封管140的圆周方向切割一部分而形成。

一对防转件112可以在安装有导光体120的反射面111上以板状向上突出形成。此时，在一对防转件112的上部与直线端部141平行地形成管支撑端部112a。

通过上述的结构，当导光体120安装在反射面111上时，使导光体120的出光图案121朝向反射面111的同时，导光体120的两侧端部插入到分别形成在反射面111的长度方向的两侧的一对防转件112之间，由此，如图9所示，当由一对防转件112上部的管支撑端部112a支撑一对直线端部141时，通过由管支撑端部112a支撑直线端部141，从而可以防止导光体120的旋转。

本发明的一实施例的紫外线杀菌模块，当从与导光体120的两侧端部中的一个相面对配置的紫外线光源130发出光时，光通过与紫外线光源130相面对的一端部入射至导光体120的内部，并且入射的光被形成在导光体120的内部的出光图案121全内反射后发射到导光体120的外部。此时，可根据出光图案121的形状及长度提高出光效率。

作为一例，当出光图案121的形状为具有非对称的第一斜面和第二斜面的钝角三角形或锐角三角形时，入射到导光体120的内部的光被第一斜面反射后，局部光透过第一斜面，该透过的光再次在第二斜面反射后发射到导光体120的外部，从而可以提高出光效率。

作为另一例，当出光图案121的形状在导光体120的圆周方向上较长时，可以增加从导光体120发射的光的面积来扩大杀菌范围。

作为其他另一例，当出光图案121的形状的高度大于宽度时，可以提高出光效率。

图10是示出图案的高度比宽度小的情况和图案的高度比宽度大的情况的比较图。在图10中，情况1(case 1)示出高度方向大于宽度方向的半椭圆形截面结构的图案，情况2(case 1)示出高度方向大于宽度方向的锐角三角形截面结构的图案，情况3(case 3)示出高度方向大于宽度方向的钝角三角形截面结构的图案，参考例(Ref.)示出宽度方向大于高度方向的图案。

如图10所示，可以确认在高度更高的情况1至3的图案中出光效率得到增加。

另外，当从导光体120发射光时，朝向导光体120的下部方向发射的光的一部分被反射体130朝向导光体110的上部方向反射，从而，可以进一步增加朝向杀菌方向的光量。

本发明的一实施例的紫外线杀菌模块，可用于对被杀菌体进行杀菌，例如空气净化器等的过滤器。

图11a为示出本发明的紫外线杀菌模块的第一实施例制造的状态的图，图11b为示出本发明的紫外线杀菌模块的第一实施例制造的导光体的出光图案的截面形状的图。

[实施例1]

反射体110：如图11a所示，制造大致V字形的2个非对称反射面111，此时，将水平的第一反射面111a设为0°，将与第一反射面111a非对称配置的第二反射面111b设为具有134°倾斜度。此外，反射体110被制造成具有270mm的长度和20mm的宽度，并由铝材料而制成。

导光体120：沿导光体120的长度方向排列出光图案121，此时，如图11b所示，左右相对称地排列，左右每个出光图案121沿导光体120的圆周方向延长39°的角度，每个出光图案121形成为宽度150μm及高度82μm。另外，导光体120被制造成长度为250mm、直径为6mm的圆柱形。此外，如图11a所示，导光体120左侧的出光图案121安装在反射体110上以面向反射体110的第二反射面111b。

紫外线光源130：在导光体120的两侧端部相面对配置2个紫外线光源130，使用波长为250至300nm/Peak 275nm、光输出为20mW的紫外线发光二极管。

[实施例2]

反射体110：如图12a所示，制造大致L字形的2个反射面111，此时，将水平的第一反射面111a设为0°，将垂直的第二反射面111b设为具有90°倾斜度。此外，反射体110被制造成具有1240mm的长度和15mm的宽度，并由铝材料而制成。

导光体120：沿导光体120的长度方向排列出光图案121，如图12a所示，每个出光图案121沿导光体120的圆周方向延长180°的角度，每个出光图案121形成为宽度140μm及高度30μm。另外，导光体120被制造成长度为1200mm、直径为6mm的圆柱形。此外，如图12a所示，导光体120的出光图案121安装在反射体110上以面向反射体110的第二反射面111b。

紫外线光源130：在导光体120的两侧端部相面对配置2个紫外线光源130，使用波长为250至300nm/Peak 275nm、光输出为20mW的紫外线发光二极管。

[实验例一]

对实施例1的紫外线杀菌模块和比较例1的紫外线杀菌模块，分别进行光分布度及被杀菌体的金黄色葡萄球菌的杀菌效能实验。

作为比较例1，使用了具备8个紫外线发光二极管的紫外线杀菌模块。

被杀菌体为高度270mm、宽度280mm的过滤器。

在实施例1及比较例1中，分别将从被杀菌体的距离设为25mm，测量金黄色葡萄球菌被灭菌99.99％所需的时间。

从实验例1的结果可以确认到，如图13所示，在光分布度方面，实施例1的情况最小光照射区域少，在辐照度方面，实施例1高，在被杀菌体的整个区域中杀灭金黄色葡萄球菌99.99％所需的时间实施例1更短。

[实验例2]

对实施例2的紫外线杀菌模块和比较例2的紫外线杀菌模块，分别进行光分布度及被杀菌体的金黄色葡萄球菌的杀菌效能实验。

作为比较例2，使用了具备8个紫外线发光二极管的紫外线杀菌模块。

被杀菌体为高度265mm、宽度1245mm的过滤器。

在实施例2及比较例2中，分别将从被杀菌体的距离设为85mm，测量金黄色葡萄球菌被灭菌99.99％所需的时间。

从实验例2的结果可以确认到，如图14所示，在光分布度方面，实施例2的情况最小光照射区域少，在辐照度方面，实施例2高，在被杀菌体的整个区域中杀灭金黄色葡萄球菌99.99％所需的时间实施例2更短。

当使用本发明的一实施例的紫外线杀菌模块时，具有可以通过增加和改善用于杀菌的出光效率来增加杀菌力，并且，可以通过改善光效率来降低耗电的优点。

另外，具有即使使用少量的紫外线光源130，也能实现线发光或面发光的效果，而且，与点发光相比，能实现高均匀性、大面积杀菌的优点。

此外，由于导光体120被密封管140包裹，因此，即使导光体120被损坏，也能防止导光体120的碎片飞散到周围，从而能够安全使用。

对以上实施例的说明用来提供使本技术领域的普通技术人员能够使用或实施本发明。对这些实施例的各种修改对于本发明的技术领域的普通技术人员来说是显而易见的，而且，在不脱离本发明的范围的情况下，本文定义的一般原理可以应用于其他实施例中。因此，本发明不限于此处记载的实施例，而应在与本文中记载的原理和新特征一致的最宽范围内进行解释。

Claims (24)

1.一种紫外线杀菌模块，其中，包括：

反射体，其为具有长度方向的反射体，并具备至少一个沿所述长度方向延伸的反射面；

导光体，其为柱形，具备沿所述柱形的长度方向排列的出光图案，并安装在所述反射体上，使得所述出光图案朝向所述反射面；

紫外线光源，相面对地配置在所述导光体的两侧端部中的至少一个端部；以及

密封管，覆盖所述导光体的两侧端部之间的外表面。

2.根据权利要求1所述的紫外线杀菌模块，其中，所述导光体形成为圆柱形、半圆柱形、多角柱形中的一种形状。

3.根据权利要求2所述的紫外线杀菌模块，其中，所述反射面由能够反射光的材料形成。

4.根据权利要求1所述的紫外线杀菌模块，其中，所述出光图案形成为具有预定的高度及预定的宽度。

5.根据权利要求1所述的紫外线杀菌模块，其中，所述出光图案具有预定的高度及预定的宽度，所述图案沿着所述导光体的圆周方向以预定的长度或预定的角度延伸。

6.根据权利要求1所述的紫外线杀菌模块，其中，所述出光图案具有预定的高度及预定的宽度，

所述出光图案沿所述导光体的圆周方向以预定的长度或预定的角度延伸，

所述出光图案在向所述导光体的长度方向排列的每个位置沿所述导光体的圆周方向排列有2个以上。

7.根据权利要求4所述的紫外线杀菌模块，其中，所述出光图案的形状之比，即所述图案的高度除以所述图案的宽度的值为0.5mm以上。

8.根据权利要求4所述的紫外线杀菌模块，其中，所述出光图案形成为具有宽度和高度在1至1000μm范围内的形状。

9.根据权利要求1所述的紫外线杀菌模块，其中，所述出光图案的截面形状为半圆形、半椭圆形、圆锥形、多角锥形、圆柱形、多角柱形中的一种形状。

10.根据权利要求1所述的紫外线杀菌模块，其中，所述出光图案的截面形状为钝角三角形或锐角三角形。

11.根据权利要求1所述的紫外线杀菌模块，其中，所述出光图案的截面形状为三角形，其底边的一底角在30°至75°的范围内，所述底边的另一底角在30°至150°范围内。

12.根据权利要求1所述的紫外线杀菌模块，其中，所述出光图案随着远离所述紫外线光源，沿着导光体的长度方向的排列间隔逐渐变窄。

13.根据权利要求1所述的紫外线杀菌模块，其中，在沿所述导光体的长度方向排列的出光图案中，相邻的出光图案的形状相互不同。

14.根据权利要求1所述的紫外线杀菌模块，其中，所述反射体具有2个以上的所述反射面，2个以上的反射面以预定角度相互交叉配置。

15.根据权利要求1所述的紫外线杀菌模块，其中，所述密封管的厚度在50至500μm范围内。

16.根据权利要求1所述的紫外线杀菌模块，其中，所述紫外线光源由发射200至300nm波段的光的紫外线发光二极管组成。

17.根据权利要求1所述的紫外线杀菌模块，其中，所述紫外线光源由发射405nm波段的光的紫外线发光二极管组成。

18.根据权利要求16所述的紫外线杀菌模块，其中，所述导光体对所述200至300nm波段的光的透射率为50％以上。

19.根据权利要求17所述的紫外线杀菌模块，其中，所述导光体对所述405nm波段的光的透射率为50％以上。

20.根据权利要求16所述的紫外线杀菌模块，其中，所述反射面对所述200至300nm波段的光的反射率为50％以上。

21.根据权利要求17所述的紫外线杀菌模块，其中，所述反射面对所述405nm波段的光的反射率为50％以上。

22.根据权利要求16所述的紫外线杀菌模块，其中，所述密封管对所述200至300nm波段的光的透射率为70％以上。

23.根据权利要求17所述的紫外线杀菌模块，其中，所述密封管对所述405nm波段的光的反射率为70％以上。

24.根据权利要求1所述的紫外线杀菌模块，其中，所述密封管包括一对相互平行的直线端部，其两侧端部沿所述密封管的圆周方向局部切割而成，

所述反射体包括一对防转件，所述防转件设置在安装有所述导光体的反射面上，并具有与所述一对直线端部平行的管支撑端部，

所述导光体安装在所述反射体上，使得所述出光图案与所述反射面相对的同时，所述一对直线端部被所述一对防转件的管支撑端部支撑。