KR100628705B1 - Led sterilization water a cock - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 엘 이디 살균 물 꼭지의 정수기, 생수 기의 물 꼭지의 사시도.1 is a perspective view of the water purifier of the LED sterilizing water tap of the present invention, the water tap of the bottled water.
도 2는 본 발명의 엘 이디 살균 물 꼭지의 정수기, 생수 기의 물 꼭지의 투시도.Figure 2 is a perspective view of the water purifier of the LED sterile water tap of the present invention, the water tap of the bottled water.
도 3은 본 발명의 엘 이디 살균 물 꼭지를 구동하는 블록도.Figure 3 is a block diagram for driving LED sterilizing water tap of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10: 생수 기 20: 정수기 10: bottled water 20: water purifier
30: 이온수기 40: 광센서 30: ionizer 40: light sensor
50: 물 꼭지 70: 적외선LED 80: 자외선 LED 90: 작동 표시 등 100: 전원 110: 메인 PCB 120: 릴레이부 130: 동작 스위치 140: 트랜스 퍼머 150: 시간 조절 타이머 170: 터치 센서 180: 연결 전선 50: water tap 70: infrared LED 80: ultraviolet LED 90: operation indicator 100: power supply 110: main PCB 120: relay unit 130: operation switch 140: transformer 150: time control timer 170: touch sensor 180: connection wire
185:내부 연결 짹 190: 물 토출구 200: 중공 부 210: 리셋 스위치 220: 레버 240: 패킹 260: 스프링 270: 구동부185: Internal connection tweet 190: Water outlet 200: Hollow portion 210: Reset switch 220: Lever 240: Packing 260: Spring 270: Drive part
최근 상수원의 심각한 오염으로 깨끗한 물의 공급이 어려운 까닭에 상수도를 식수로 사용하지 않고, 생수나 정수기(20)사용이 보편화하였다. Recently, the use of bottled water or water purifiers (20) has become common because drinking water is not used as drinking water because it is difficult to supply clean water due to severe pollution of water sources.
생수 기(10)나 이온수기(30), 정수기(20)를 각 가정이나 기관, 사무실에서 사용하다 보면 손의 세균과 외부의 떠다니는 세균이나 먼지가 물 꼭지(50)의 입구에 묻게 되고 커피나 컵 라면을 먹기 위하여 물 꼭지(50)와 음식물이 접촉이 되므로 상기의 물 꼭지(50)는 항상 필연적으로 다량의 세균이 존재하게 된다. When using the water dispenser (10), water ionizer (30), water purifier (20) in each home, institution, or office, germs of hands and floating bacteria or dust from outside are buried at the entrance of the water tap (50), Since the water tap 50 and the food is in contact with the cup ramen to eat the
본원 발명은 상기하였듯이 반도체 자외선과 적외선 LED(light emitting diode) 램프의 빛을 이용하여 상기 물 꼭지(50)를 효과적으로 살균 및 건조할 수 있는 것에 관한 것으로서 종래의 선행기술을 살펴보면 살균용 형광등식 자외선 램프 기존의 살균램프는 대한민국 공개특허 공보 공개 번호 제2001-92279호(자외선램프와, 그 램프를 사용한 살균장치 및 청정장치) 및 등록 실용신안공보 등록번호제 20-0365581 실용신안공보 등록번호제 219591호(살균 탈취용 자외선 램프 점등 장치)와 같이 10여 개의 기술이 선행기술로 등록 및 출원되어 있다. The present invention relates to being able to effectively sterilize and dry the
그러나 상기와 같은 살균용 램프 장치는 형광등방식으로서 회로구성이 복잡하고 발열(약 60도 이상)이 심해 고장 률 이 높으며 또한 램프 수명이 짧고 전력소비가 과다할 뿐만 아니라 부피가 커서 물 꼭지의 크기가 커서 보기 흉할 뿐더러 설치공간에 제약을 받고 빛이 강렬하여 인체의 눈의 각막과 물 꼭지 내부의 경화와 부식을 촉진하는 단점이 있었다.However, the germicidal lamp device as described above is a fluorescent lamp type, and the circuit configuration is complicated and the heat generation (more than about 60 degrees) is high, so that the failure rate is high, the lamp life is short, the power consumption is excessive, and the volume is large, so that the size of the water tap is large. Cursors are unsightly and constrained by the installation space, and the light is intense, which has the disadvantage of promoting hardening and corrosion of the cornea and the faucet of the human eye.
본원 발명은 상기 기술의 문제점과 단점을 대체하여 소형의 반도체 살균용 자외선 엘 이디(LED) 램프와 적외선(LED)램프를 인설한 정수기(20) 또는 생수 기(10), 이온 수기(30)의 물 꼭지(50)로서 좀 더 상세히는 살균효과가 우수하고 사용이 편리하고 부피가 작고 에너지절감과 제조비용이 줄어들고 UV 램프에 의한 눈부심 방지와 적절한 살균효과로 오랜 수명의 내구성을 갖는 LED 적외선 자외선램프를 이용한 새로운 구조의 정수기(20) 또는 생수 기(10), 이온 수기(30)의 물 꼭지(50) 살균 장치에 관한 것으로 본원 발명의 핵심인 LED에 대하여 설명하면 다음과 같다.The present invention is to replace the problems and disadvantages of the above technology of the
Light Emitting Diode’의 머리글자인 LED는 지난 1960년대 초 연구되기 시작해 60년대 후반부터 상용화가 이루어졌고 LED는 등장하자마자 우수한 내진동성, 높은 신뢰도, 저전력 소모량 등의 뛰어난 특성을 바탕으로 주목받았으나 그러나 엄청난 가격 부담으로 인해 초기엔 우주선 내의 표시램프 등 극소수 분야에서 사용됐다.LED, the acronym for 'Light Emitting Diode', began to be studied in the early 1960's and commercialized since the late 60's. LEDs were noted for their outstanding characteristics such as excellent vibration resistance, high reliability, and low power consumption. Due to the burden, it was initially used in a very small number of fields such as display lamps in spacecraft.
LED의 발광원리는 간단히 말해 LED 안쪽에 위치한 발광소자에 전기에너지가 가해지면 발광소자가 전기에너지를 빛으로 변환해 출력하는 것이다. In principle, the light emitting principle of the LED is that when the electrical energy is applied to the light emitting device located inside the LED, the light emitting device converts the electrical energy into light and outputs the light.
모든 물질은 원자로 이루어져 있으며 원자 내부에는 핵이 있고 그 주위를 돌고 있는 전자는 궤도를 형성하면서 회전하는데 궤도가 핵에서 멀어질수록 궤도를 돌고 있는 전자는 많은 에너지가 있어야만 한다. All matter is made up of atoms, and there is a nucleus inside the atom, and the electrons spinning around form an orbit. As the orbit moves away from the nucleus, the orbiting electron must have more energy.
낮은 궤도에서 돌고 있던 전자가 외부로부터 에너지를 받으면 높은 궤도로 뛰어 올라가게 되며, 높은 궤도에서 불안하게 머물러 있는 전자는 궤도로 내려갈 때 에너지를 내놓는데 이때 발산되는 에너지를 빛의 형태로 조절하는 것이 바로 LED이다.When the electrons in the low orbit receive energy from the outside, they jump up to the high orbit, and the electrons that remain unstable in the high orbit release the energy when going down the orbit, which is to control the emitted energy in the form of light. LED.
LED 소자는 사용하는 재료의 종류에 따라 전자가 올라갔다 내려가는 준위에 차이가 있으며 이런 준위 차는 곧 만들어내는 에너지의 차이로 이어지게 되고LED devices have a difference in the level of electrons going up and down depending on the type of material used, and this level difference leads to a difference in energy generated.
결국, 같은 빛이라도 낮은 에너지 준위에게서 만들어지는 빛은 긴 파장이 있는 적색으로, 높은 에너지 준위에게서 만들어지는 빛은 짧은 파장이 있어서 청색으로 나타난다. After all, light produced at low energy levels in the same light is red with long wavelengths, and light at high energy levels in blue with short wavelengths.
결국, 3원 색인 적(R), 녹(G), 청(B) 소자를 조합해 컬러를 구현하는 것이다. LED 가운데 가장 먼저 상용화된 것은 68년경 갈륨비소(GaAs)알루미늄 비소(AlAs)란 웨이퍼를 사용해 개발한 적색 LED. 이후 미국의 몬산토가 갈륨비소포스파이드(GaAsP)란 물질의 결정성장법을 특허 출원 후 미국을 중심으로 연구 및 실용화가 진행됐다. In the end, the combination of three-way index red (R), green (G), and blue (B) elements creates color. The first commercially available LED is a red LED developed using a wafer called gallium arsenide (GaAs) or aluminum arsenide (AlAs) around 68. Since then, Monsanto has applied for the crystal growth method of gallium arsenide phosphide (GaAsP), and has been researching and commercializing it mainly in the United States.
GaAs 기판 위에 GaAlAs를 성장한 이종접합 적색 LED가 개발된 이래 80년대 일본을 중심으로 연구가 진행되면서 고휘도 LED인 GaAlAs 재료를 이용한 적색 LED가 상용화됐다. Al GaAs를 소재로 사용한 녹색 LED는 그동안 1%에 불과한 에너지 변환효율을 기록했던 백열전구보다 높은 수준을 구현하며 각광받았다. Since the development of heterojunction red LEDs with GaAlAs grown on GaAs substrates, research has been conducted in Japan in the 80s, and red LEDs using GaAlAs materials, which are high-brightness LEDs, have been commercialized. Green LEDs made of Al GaAs were in the spotlight with higher levels than incandescent bulbs, which recorded only 1% energy conversion efficiency.
이후에도 지속적으로 신물질에 대한 연구가 이어져 최근 일본에선 인듐갈륨알루미늄포스파이드(InGaAlP)와 같은 4원 계 조성의 화합물 반도체 박막성장 기술의 박달에 따라 백열전구보다 높은 고휘도의 조명효율을 확보한 것으로 알려졌다.Since then, research on new materials has continued, and recently, Japan has been known to secure higher brightness efficiency than incandescent bulbs due to the progress of compound semiconductor thin film growth technology of four-component composition such as indium gallium aluminum phosphide (InGaAlP).
녹색 LED의 경우는 알루미늄 포스 파이드(Alp) 와 갈륨 포 스파이 들어(Gap)가 가장 좋지만 Alp는 산화하기 쉬워 Gap를 중심으로 개발이 시도됐고 이들 소재로 생산하는 반도체는 간접 천이형 반도체여서 발광효율을 향상시키기 어려워 선녹색의 광원을 얻을 수 없었으나 인듐 갈륨 나이트라이트(Incan)란 새로운 결정체에 대한 박막 성장 기술 개발에 성공하면서 고휘도, 선녹색 LED가 세상에 태어나게 됐다. In the case of green LEDs, aluminum phosphide (Alp) and gallium phosphorus (Gap) are the best, but Alp is easy to oxidize, and development has been attempted around the gap, and semiconductors produced by these materials are indirect transition type semiconductors, so the luminous efficiency is improved. Although it was difficult to improve the green light source, indium gallium nitrite (Incan) succeeded in developing thin film growth technology for a new crystal, and high brightness, green light LED was born in the world.
90년대 들어서는 인듐 갈륨 알루미늄 포스 파이드 (InGaAlP 웨이퍼가 개발됨으로써 초고휘도 적색 및 주황색 LED 상용화의 문을 열었다.In the 90s, the development of indium gallium aluminum phosphide (InGaAlP wafers) opened the door to the commercialization of ultra-bright red and orange LEDs.
LED를 구성하는 3가지 요소 중 가장 늦게 등장한 것이 청색. 청색 LED는 93년경 일본 니치아화학이 인듐 갈륨 나이트 라이드(Ingan) 를 소재로 한 고휘도 청색 LED를 내놓으면서 이른바 블루 LED시대를 열었다.Blue is the latest of the three elements that make up an LED. The blue LED began the so-called blue LED era around 1993, when Nichia Chemical released a high-brightness blue LED made of indium gallium nitride (Ingan).
니치아는 이후 95년 고휘도 녹색 LED까지 개발하면서 저전력 광원을 개발하고자 하는 인류의 오랜 숙원을 풀었다. 이를 계기로 적, 녹, 청등 3색 LED가 모두 상용화됨으로써 LED 응용시장의 풀 컬러화를 여는 첫 단추를 꿰었다. Nichia, in 1995, developed a high-brightness green LED and solved the long-standing desire of mankind to develop a low-power light source. As a result, all three colors of red, green, and blue LEDs were commercialized, and the first button for full colorization of the LED application market was put.
이어 96년에는 청색 LED에 형광물질을 첨가한 백색 LED가 개발됐으며, 2000년에는 LED의 성능이 기존 주력 광원인 형광등보다 훨씬 높은 100㏐/W(루멘)를 능가하는 고휘도 적색 LED가 세상에 등장했으며. In 1996, a white LED with fluorescent material added to a blue LED was developed.In 2000, a high-brightness red LED appeared in the world, exceeding 100 ㏐ / W (lumens), which is much higher than the existing fluorescent light source. .
에디슨 전구가 탄생한 지 1세기가 훨씬 지난 지금, 이를 대체하려는 반도체 조명의 기본인 발광 다이오드, 즉 LED는 과연 어떤 메커니즘으로 동작이 되는 지를 살펴보기로 하자. Now, more than a century after the birth of the Edison bulb, let's take a look at the mechanism by which light-emitting diodes, or LEDs, are the basis of semiconductor lighting to replace them.
LED는 기본적으로 반도체 PNU 접합 다이오드이며. 실리콘 PN 접합보다는 주로 원소 주기율표상에서 Ⅲ족과 Ⅴ족의 원소가 화합하여 만들어진 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 PN 접합을 사용한다. 왜냐하면, Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체는 직접천이 물질로서 발광 효율이 100%에 가까운 (실리콘보다 약 10,000배 정도 높음) 물질이기 때문이다. LEDs are basically semiconductor PNU junction diodes. Rather than a silicon PN junction, a group III-V compound semiconductor PN junction is mainly used in which elements of group III and group V are combined on an element periodic table. This is because the group III-V compound semiconductor is a direct transition material and is a material having a light emission efficiency close to 100% (about 10,000 times higher than that of silicon).
반도체를 포함한 모든 물질은 + 전하의 핵과 - 전하의 전자로 구성되어 있고. P형 반도체는 전자가 채워져 있지 않은 빈자리가 있는 반도체로 이해할 수 있다. 이 빈자리는 원래 전자가 있어야 할 자리에 전자가 없는 것이므로 상대적으로 + 전하가 있다고 볼 수 있으며, 이를 정공이라고 한다. All matter, including semiconductors, consists of the nucleus of charge and electrons of charge. P-type semiconductors can be understood as semiconductors with voids that are not filled with electrons. This vacancy is a relatively positive charge because there is no electron in the place where the electron should be, which is called a hole.
P형 반도체는 가전 자대 (valence band)에 정공을 많이 가지고 있으며. P-type semiconductors have a lot of holes in the valence band of home appliances.
이와는 달리 N 형 반도체는 결정의 공유결합에 참여하고 있지 않은 여분의 전자가 전도대 (conduction band)에 채워져 있는 반도체라고 할 수 있다. In contrast, an N-type semiconductor is a semiconductor in which extra electrons that do not participate in a covalent bond of a crystal are filled in a conduction band.
전자는 물과 같아서 낮은 곳으로 가려고 하려는 성질이 있으며. 이 P, N 반도체를 접합시키고 전압을 가해 주면, P형 반도체의 정공은 N형 반도체 쪽으로 가서 가운데 층으로 모이게 된다. The former is like water, so it's going to go low. When these P and N semiconductors are bonded and applied with voltage, holes in the P-type semiconductor are directed toward the N-type semiconductor and collected in the middle layer.
이와는 반대로 N형 반도체의 전자는 P형 반도체 쪽으로 가서 전도 대의 가장 낮은 곳인 가운데 층으로 모이게 되고 이 전자들은 가전 자대의 빈자리(정공)로 자연스럽게 떨어지며, 이때 전도 대와 가전 자대의 에너지 차이, 즉, 에너지 격차(energy gap)에 해당하는 만큼의 에너지를 발산하게 되는데. 이 현상을 전자와 정공의 재결합 과정이라고 하며 이때 에너지는 주로 열이나 빛의 형태로 방출되는데, 빛의 형태로 방출되면 LED가 되는 것이다. In contrast, electrons in N-type semiconductors move toward P-type semiconductors and collect in the middle of the lowest point of the conduction band, and these electrons naturally fall into the vacancy (holes) of the consumer electronics band. It emits energy as much as the energy gap. This phenomenon is called the recombination process of electrons and holes. At this time, energy is mainly emitted in the form of heat or light, and when it is emitted in the form of light, it becomes an LED.
이때에는 전자, 정공, 빛을 모두 입자로 보아야 하며, 전자와 정공 한 쌍이 재결합 하여 없어질 때마다 빛 입자가 하나씩 나오게 되고, 이 다이오드에 흐르는 전류는 건전지에서 1초 동안 넣어주는 정공, 전자쌍의 수에 비례하므로, 나오는 빛 입자의 수, 또는 광 출력은 전류에 비례하게 된다. At this time, electrons, holes, and light must all be seen as particles. Whenever a pair of electrons and holes are recombined and disappeared, light particles come out one by one, and the current flowing through this diode is the number of holes and electron pairs put in the battery for 1 second. Since the number of light particles, or the light output, is proportional to the current.
이렇게 나오는 빛은 백열 전구의 필라멘트처럼 뜨거운 물체에서 나오는 백열(incandescence)과는 달리, 전자가 가지고 있던 에너지가 빛으로 변환되는 것뿐이므로, 뜨거워지지 않고도 나오는 냉 광(cold light)이다.Unlike the incandescent light coming from a hot object like the filament of an incandescent light bulb, it is a cold light that does not heat up because only the energy of the electrons is converted into light.
또, 백열은 아주 넓은 파장 대역의 빛이 동시에 나오는 데 비하여, LED 빛은 전도 대과 가전 자대 사이의 에너지 차이에 해당하는 특정 파장 영역의 빛만 나온다. 따라서 Ⅲ족과 Ⅴ족의 여러 원소를 혼합함으로써 매우 다양한 물질 조성과 특성의 반도체를 만들 수 있는데 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 고유의 특성인 에너지 밴드 격차의 차이를 활용함으로써 LED에서 나오는 빛의 파장을 본원발명의 적외선, 가시광선에서 자외선에 이르는 넓은 영역에 걸쳐 선택적으로 나올 수 있게 할 수 있다. Incandescent emits light in very wide wavelength bands simultaneously, whereas LED light only emits light in a specific wavelength range, which corresponds to the energy difference between the conduction band and the consumer electronics band. Therefore, it is possible to make semiconductors of various materials composition and characteristics by mixing various elements of group III and group V. By utilizing the difference in energy band gap which is inherent in group III-V compound semiconductor, It is possible to selectively come out over a wide range from the infrared, visible to the ultraviolet of the invention.
발광 다이오드(LED)의 가장 기본적인 광 특성으로 가시광선 영역의 발광 다이오드(LED)에서는 광도[단위: 칸델라(Candela, cd)]가 사용된다. 광도는 단위 입체각(steradian,sr)당의 광도 선속 (luminous flux)으로서 lm/sr로 표시되며, 휘도는 단위 면적당의 광도로서 표시되는데, 여기서 1 cd는 555 nm의 단색 광을 방출하는 광원의 복사 도가 단위 입체각당 1/683 W 일 때 그 방향에 대한 광도를 나타낸다. As the most basic optical characteristic of the light emitting diode (LED), the light intensity (unit: candela, cd) is used in the light emitting diode (LED) in the visible light region. Luminance is expressed in llm / sr as the luminous flux per unit angle (steradian, sr), and luminance is expressed as luminous intensity per unit area, where 1 cd is the radiance of the light source emitting monochromatic light at 555 nm. When it is 1/683 W per unit solid angle, it shows the luminance in that direction.
또는 시 감도 즉 사람 눈이 느끼는 밝기는 파장에 따라 그 값이 결정되는데 사람의 눈에서 최고의 감도를 보여주는 555 nm(1 nm = 10-9m) 파장의 녹색 빛 683 lumen을 기준치 1로 한다. 이때 470 nm의 청색은 62 lumen으로 시 감도가 0.1, 625 nm의 적색은 219 lumen으로 0.3밖에 되지 않는다. Or, the sensitivity of vision, or brightness of the human eye, is determined according to the wavelength. The reference value is 1, based on 683 lumens of 555 nm (1 nm = 10-9 m) of green light showing the highest sensitivity in the human eye. At this time, 470 nm blue is 62 lumens, and the sensitivity is 0.1, and 625 nm red is 219 lumens, 0.3.
가시광선 LED 성능을 판별하는 주된 평가 요소는 바로 발광 효율(Luminous Efficiency)로서, watt 당 lumens(lm/W)로 표시된다. 이는 사람 눈의 시 감도를 고려한 Wall-Plug 효율 (광 출력/ 입력 전기 파워 양)에 해당한다. The main evaluation factor for determining visible LED performance is Luminous Efficiency, expressed in lumens per watt (lm / W). This corresponds to wall-plug efficiency (light output / input electrical power) considering the human eye's sensitivity.
본원 발명은 상기하였듯이 반도체 자외선과 적외선 LED(light emitting diode) 램프를 이용한 정수기(20) 또는 생수 기(10), 이온 수기(30)의 물이 배출되는 물 꼭지(50)의 살균장치에 관한 것으로서 기존의 살균용 형광등식 자외선 램프를 대체하여 초소형 반도체 살균용 자외선 엘 이디(LED) 램프와 적외선(LED)램프를 부착하여 물 꼭지(50)를 보다 효과적으로 살균과 건조할 수 있는 물 꼭지(50) 살균 건조장치로써 좀 더 상세히는 살균효과가 우수하고 사용이 편리하고 부피가 작고 에너지절감과 제조비용이 줄어들고 눈부심과 오랜 수명의 갖는 새로운 구조의 물 꼭지(50) 살균 장치에 관한 것이다.As described above, the present invention relates to a sterilizing apparatus for a
종래의 살균기는 모두가 한결같이 형광램프형 자외선 램프나 오존발생기를 Conventional sterilizers all use a fluorescent lamp-type ultraviolet lamp or ozone generator
부착하여 살균효과에 비하여 눈부심이 강하고 인체의 호흡기를 자극하고 형광램프를 점등하는 초크 램프와 안정기를 부착하여 부피가 커지고 형광형식의 UV 램프사용으로 많은 전력 소모와 몸에 유해한 오존이 다량 발생하는 단점이 있었는데 본원 발명은 초소형 자외선과 적외선이 방출되는 LED 램프를 상기 물 꼭지(50)의 Compared with sterilization effect, it has strong glare and stimulates the human respiratory system and attaches the choke lamp and stabilizer to light up the fluorescent lamp, which is bulky and uses a fluorescent type UV lamp which consumes a lot of power and ozone harmful to the body. In the present invention, the ultra-violet and infrared LED lamps are emitted of the
중공 부(200)에 부착하여 정수기(20) 또는 생수 기(10), 이온 수기(30)의 물 꼭지(50)를 보다 효과적으로 살균할 수 있는 물 꼭지(50) 살균 장치에 관한 것이다.Attached to the hollow portion 200 relates to a
본원발명은 상기하였듯이 정수기(20) 또는 생수 기(10), 이온 수기(30)의 물 꼭지(50)를 살균, 건조하는 기능을 가진 엘 이디 가 인설된 물 꼭지(50)에 관한 것으로 경제적이고도 항 살균력과 제 균 역과 지속력이 뛰어난 LED 자외선과 적외선램프를 부착하여 상기의 물 꼭지(50)를 효과적으로 살균 건조하여 국민의 보건과 위생을 높여줄 수 있는데 목적이 있다. The present invention relates to a
본원발명은 살균효과가 우수하고 사용이 편리하고 부피가 작고 설치가 간편하고 에너지절감과 제조비용이 줄어들고 UV 램프에 의한 눈부심 방지와 각막의 보호, 오랜 수명의 내구성을 갖는 반도체 자외선LED, 램프를 사용하여 정수기(20) 또는 생수 기(10), 이온 수기(30)의 물이 토출 하는 물 꼭지(50)를 살균하고 적외선 LED 램프를 이용하여 이를 신속히 건조해주는 장점을 가지는데 그 특징이 있다. The present invention is excellent in disinfection effect, easy to use, small in volume, easy to install, energy saving and manufacturing cost are reduced, anti-glare by UV lamp, protection of cornea, long-life durability of semiconductor ultraviolet LED, lamp By sterilizing the
본원 발명은 상기하였듯이 반도체 자외선과 적외선 LED(light emitting diode) 램프의 빛을 이용하여 물 꼭지(50) 효과적으로 살균 및 건조할 수 있는 기기에 관한 것으로서 상기에서 전술하였듯이 본원 발명의 핵심 구성체인 LED 램프에 대하여 좀더 자세히 기술하면 다음과 같다.The present invention relates to a device capable of effectively sterilizing and drying the
반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수 경력(전자 또는 양공)을 만들어내 고, 이들의 재결합에 의하여 발광시키는 것을 LED(light emitting diode)라고한다. A small number of careers (electrons or holes) injected using a p-n junction structure of a semiconductor are produced, and the light emitted by recombination thereof is called a light emitting diode (LED).
반도체에 전압을 가할 때 생기는 발광현상은 전기 루미 네선스 (전기 장발광) 라고 하며, 1923년 탄화규소 결정의 발광 관측에서 비롯되는데, 1923년에 비소화갈륨 p-n 접합에서의 고 발광효율이 발견되면서부터 그 연구가 활발하게 진행되었다. LED 는 크게 나누어 보면 다음과 같다.The luminescence phenomena that occur when a voltage is applied to a semiconductor is called electroluminescence (electro long emission), and it originates from the observation of luminescence of silicon carbide crystals in 1923. In 1923, the high luminescence efficiency at the gallium arsenide pn junction was discovered. Since then, the research has been actively conducted. The LED is divided as follows.
1. LED 는 자유 캐리어의 재결합에 의한 것과, 2, 불순물 발광중심에서의 재결합에 의한 것이 있다. 1. LED is by recombination of free carriers and 2, by recombination at impurity emission centers.
1, 에서 발광파장은 대략 ch/Eg(c 는 광속, h 는 플랑크 상수, EG 에너지 폭)와 같으며, 비소화 갈륨의 경우에 약 900nm인 근 적 외 광이 되고 갈륨-비소-인에서는 인의 함유량 증가에 따라 EG 증가하므로 가시발광 다이오드가 된다.At 1, the emission wavelength is approximately equal to ch / Eg (c is the luminous flux, h is Planck's constant, EG energy width), and in the case of gallium arsenide, it becomes near-infrared light of about 900 nm and phosphorus at gallium-arsenic-phosphorus. As EG increases with increasing content, it becomes a visible light emitting diode.
2, 에 서는 발광파장은 반도체에 첨가되는 불순물의 종류에 따라 다르고 인화 갈륨인 경우, 아연 및 산소 원자가 관여하는 발광은 적색(파장 700nm)이고, 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색(파장 550nm)이며 발광 다이오드는 종래의 광원에 비해 소형이고, 수명은 길며, 전기에너지가 빛에너지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 들고 효율이 좋다.2, the emission wavelength is different depending on the type of impurities added to the semiconductor. In the case of gallium phosphide, the emission of zinc and oxygen atoms is red (wavelength 700 nm), and the emission of nitrogen atoms is green (wavelength 550 nm) and emission Diodes are smaller than conventional light sources, have a long lifetime, and have low power and good efficiency because electrical energy is directly converted into light energy.
또한, 고속응답이라 자동차 계기류의 표시소자, 광 통신용 광원 등 각종 전자기기의 표시용 램프, 숫자표시 장치나 계산기의 카드 판독기 등에 쓰이고 주입형 반도체 레이저는 주입 밀도가 매우 높은 발광 다이오드의 일종이며, 반전분포가 발생하여 간섭 성 빛을 생기게 할 수 있다.In addition, because of high speed response, it is used for display lamps of various kinds of electronic devices such as automobile instrumentation, light source for optical communication, card reader of numeric display device or calculator, and the injection type semiconductor laser is a kind of light emitting diode with high injection density. Distributions can occur and produce coherent light.
LED 불빛의 색깔은 기본적으로 햇빛처럼 백색도 있고, 빨간색, 청색, 노란색, 녹색 또는 어떤 것은 빨강, 파랑, 녹색이 같이 혼합되어 있는 것도 있고 본원 발명의 자외선과 적외선을 발생하는 LED 램프도 있어 자외선과 적외선으로 욕실 또는 화장실의 유해 공기를 살균하고 순환시키는 효과도 가질 수 있으며 LED 소자는 질소(N)와 갈륨(Ga), 인다움(In)을 나노(10억 분의 1)미터 구조 안에 배치한 것으로 혼합물 조성비에 따라 다양한 색깔의 빛을 내고 질화물 반도체를 이용한 LED는 빛의 삼원색뿐 아니라 적외선 자외선까지 마음대로 만들 수 있는 것이다.The color of the LED light is basically white like sunlight, red, blue, yellow, green or some mixture of red, blue and green together, and there are also LED lamps that generate ultraviolet and infrared light of the present invention. It can also have the effect of sterilizing and circulating harmful air in bathrooms or toilets. The LED element is a structure in which nitrogen (N), gallium (Ga), and indium (In) are disposed in a nano (one billionth) meter structure. According to the mixture composition ratio, LEDs using various colors and nitride semiconductors can make not only the three primary colors of light but also infrared ultraviolet rays.
미국의 한 연구팀은 GAN 에 기초한 자외선 LED 들로부터의 280nm 빛을 써서 물속의 대장균(E.Colin) 박테리아 농도를 10만 분의 1 이하로 줄일 수 있었고 이러한 개념을 증명하는 실험은 1ml의 대장균을 첨가한 물 시료를 두 개의 자외선 LED로 부터의 50 마이크로 와트의 빛에 노출시켜서 확인이 되어 자외선 발광다이오드(UV LED) 광원이 직접적인 살균 효과가 무척 강하다는 것이 최초로 보고되었다. A US team was able to reduce the concentration of E.Colin bacteria in water by less than one-hundredth of a million using 280nm light from GAN-based UV LEDs. It was first reported that a water sample was exposed to 50 microwatts of light from two ultraviolet LEDs, indicating that the UV LED light source is very strong in direct sterilization.
이 실험은 미국의 Hydro-Photon사의 지원과 University of California at Santa Barbara의 Shoji Nakam 교수 연구팀이 제공한 자외선 LED들을 써서 University of Maine에서 수행되었으며 자외선 LED가 일반 형광용 UV 램프에 비하여 적은 전력사용으로 DNA나 RNA를 가진 것들은 모두 죽일 수 있다는 것이 밝혀졌고 이는 자외선을 발하는 LED 에 의한 직접적 살균 효과로서는 최초의 결과 라고 말하였다.The experiment was conducted at the University of Maine with the use of ultraviolet LEDs from Hydro-Photon in the United States and the research team of Professor Shoji Nakam at the University of California at Santa Barbara. It turns out that anything with RNA can be killed, which is the first result of a direct bactericidal effect by UV-emitting LEDs.
이처럼 자외선 빛을 내는 LED 광원들은 수은등이나 형광등형 UV 에 비해 여러 가지 장점들을 제공하여 LED 자외선 램프는 종래의 형광등용 UV 램프를 점등하기 위한 초크 램프와 안정기가 필요 없이 순간적으로 켤 수 있으며, 현실적으로 훨씬 더 저렴하며, 쉽게 휴대가 가능하고, 실험적으로 더 높은 효율을 가지는 장점이 있는 것 이다.These UV-emitting LED light sources offer several advantages over mercury and fluorescent UVs, allowing LED UV lamps to turn on instantly without the need for choke lamps and ballasts to light conventional fluorescent UV lamps. It is cheaper, easier to carry, and has the advantage of experimentally higher efficiency.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 생수 기(10)나 정수기(20), 이온 수기(30)의 물 꼭지(50)의 구성 및 작용을 첨부 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention for achieving the above object will be described in detail with reference to the configuration and operation of the
도 1은 본 발명의 엘 이디 살균 물 꼭지(50)의 정수기, 생수 기의 물 꼭지(50)의 사시 도로 서 수도 수를 연결하여 다단의 휠 타를 거쳐서 정수한 정수기용 물 꼭지(50)와 음료 업체로부터 배달되어온 생수 통을 사람의 힘으로 뒤집어서 생수 통을 거꾸로 세우게 되어 물의 압력으로 물 꼭지(50)로 토출되는 생수용 물 꼭지(50)와 최근 출시된 알칼리 수와 산성 수를 전기분해하여 생산하는 1 is connected to the water purifier of the water purifier of the LED
이온 수기(30)의 물 꼭지(50)의 사시 도를 그림으로 나타낸 것이다.A perspective view of the
도 2는 본 발명의 엘 이디 살균 물 꼭지(50)의 정수기, 생수 기의 물 꼭지(50)의 투시도로서 물 꼭지(50)와 물을 취수하는 레버(220)와 상기 물 꼭지의 물을 레버(220)의 작동에 따라 열고 차단하는 패킹(240)과 상기 레버(220)와 패킹(240)을 동작하는 스프링(260)과 전원과 연결된 내부 연결 잭(185)이 포함된 물 꼭지(50)의 내부에 본원 발명의 자외선과 적외선 LED 램프를 부착한 물 꼭지(50)를 투시도 그림으로 나타낸 것이고.2 is a perspective view of the water purifier of the LED sterilizing
도 3 은 본 발명의 엘 이디 살균 물 꼭지(50)를 구동하는 블록도로서 상기 물 꼭지(50)의 제조시 내부의 중공 부에 자외선과 적외선 LED 램프를 부착하여 자외선과 적외선 LED 램프의 빛을 점등하여 토출 되는 물 토출구(190)는 토출을 대기하는 동안의 물 꼭지(50) 내부를 살균시켜 주는데 한편 상기 생수 기(10)나 정수기(20), 이온 수기(30)의 본체에는 상기 자외선과 적외선 LED 램프를 동작하기 위한 구동부(270)와 동작 스위치(130)와 메인 PCB(110)가 내장되고 상기 메인 PCB(110)에서 릴레이 부(120)로 전원(100)과 연결 전선(180)이 연결되고 트랜스 퍼머(140) 를 통한 직류를 교류로 전환하여 내부 연결 잭(185)을 통하여 전원과 연결되어 본원 발명의 자외선과 적외선의 LED 램프로 전원(100)을 인가하여 본원 발명의 자외선과 적외선의 LED 램프(70, 80)가 점등하는데 점등된 램프의 빛은 물 꼭지(50)의 내부에 살균작용과 소독작용 건조작용을 수행하게 되는 것이다.Figure 3 is a block diagram for driving the LED sterilizing
한편, 본원발명의 엘 이디 물 꼭지(50)는 항시 점등할 수도 있고 본체의 메인PCB(110)에 부착된 시간 조절 타이머(150)와 터치 센서(170)에 의하여 점등이 조절이 되거나 또는 사용자의 조작에 따라서 펄스를 출력하여 상기 타이머(150)를 리셋 스위치(210) 시킬 수 있고, LED 적외선, 자외선 램프(70, 80)를 사용자가 원하는 시간대로 작동시킨다. On the other hand, the
여기서 시간 조절 타이머(150)는 LED 적외선, 자외선 램프(70.80)의 살균능력과 메인 PCB(220)의 출력에 따라 조절하여 적외선 광센서(빛 감지 센서)(40)를 부착하여 사람이 물을 마시는 낮 시간 동안 작동하는 것이 바람직하고 수면시간에는 소등하는 것이 적합하다 할 수 있다.Here, the
이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 물 꼭지(50) 사용 후 일정시간뿐만 아니라 According to the present invention described above, as well as a certain time after using the
미사용시라도 주기적으로 반복하여 LED 자외선(80) 살균과 LED 2 소독과 건조하여 잔존세균의 번식을 방지함으로써 유용한 살균효과를 얻을 수 있게 된다. Even when not in use, it is possible to obtain a useful sterilization effect by periodically repetitive and UV LED sterilization and LED 2 disinfection and drying to prevent the growth of residual bacteria.
예컨대) 30분에 10분 점등 1시간에 10분 점등 2시간에 30분 3시간에 1시간 등과 시간별로 오전 5시부터 기상시간이 7:00시까지 점심시간인 11시부터 2시까지 저녁시간인 5시부터 8시까지 사용자가 메인 PCB(110)와 연결된 시간 조절 타이머(150)를 조절하여 선택적으로 작동이 가능하고 빛을 감지하는 상기 적외선 광센서(40)가 정수기(20)나 생수기 (10) 기 이온 수기(30)의 몸체 일 측에 부착되어 물 꼭지(50) 주위가 조명이나 날이 밝아짐에 따른 햇빛으로 밝아지면 일정시간 작동하여 살균하는 것도 물론 가능하다.For example, 10 minutes lighting at 30 minutes, 10 minutes lighting at 1 hour, 30 minutes at 2 hours, 1 hour at 3 hours, etc. From 5 o'clock to 8 o'clock, the user can adjust the
그러므로 자외선과 적외선 LED 램프를 부착한 물 꼭지(50)를 이용하여 생수를 사용하는 광천수와 정수 된 물을 살균하여 보다 안전하고 청결한 물을 섭취하여 건강한 생활을 할 수 있는 것이다.Therefore, by using the
본 발명은 상기 물 꼭지(50) 몸체의 중공 또는 취수구에 자외선과 적외선 LED 램프(70,80)를 부착하여 물 꼭지(50)의 살균 및 항균기능과 미생물제거를 가지도록 함에 특징이 있다.The present invention is characterized by having ultraviolet and infrared LED lamps (70, 80) attached to the hollow or intake port of the body of the water faucet (50) to have sterilization and antibacterial function and microbial removal of the water faucet (50).
이로써 본원 발명의 엘 이디 살균 물 꼭지(50)가 완성되었고 이를 통하여 물 꼭지(50) 내부와 물이 토출 되는 물 토출구(190)를 깨끗하게 항 살균하고 소독할 수 있으며 적은 전력과 긴 수명 눈의 각막을 보호하고 제조비가 적게 들고 설치가 간편한 우수한 살균 물 꼭지(50)를 완성하여 국민 보건에 이바지하는데 본원발명의 목적이 있는 것이다.As a result, the LED sterilizing
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명 의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as limiting in their usual or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best explain their invention in the best way possible. Based on the principle that the present invention should be interpreted as meanings and concepts corresponding to the technical spirit of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
상기에서 전술하였듯이 본원 발명은 반도체 자외선 LED(light emitting diode)램프를 이용한 살균효과와 소독력이 우수하고 사용이 편리하고, 에너지 절감과 제조비용이 줄어들고, 설치가 간편하고 부피가 작고, 종래 형광등식 UV 램프에 의한 눈부심 방지와 오랜 수명의 내구성을 갖는 새로운 구조를 가진 우수한 물 꼭지(50)에 관한 것이다.As described above, the present invention has excellent sterilization effect and disinfection power using a semiconductor ultraviolet light emitting diode (LED) lamp, and is easy to use, energy saving and manufacturing cost are reduced, installation is simple, and the volume is small. An
상기에서는 본 발명의 구체 예나 바람직한 실시 예를 용이하게 설명하였고 본원발명의 엘 이디 자외선 적외선의 물 꼭지(50)의 제조공정은 통상의 제조방법이나 공정에 따르되 본 발명이 속하는 당업자는 아래의 특허청구 범위에 기재된 본 발명의 사상과 범위, 특허의 영역에서 멀어지지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형이나, 치환, 수정시킬 수 있음이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.In the above, the embodiments or preferred embodiments of the present invention have been easily described, and the manufacturing process of the LED ultraviolet
Claims (3)
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