KR101307359B1 - 레이저를 이용한 살균 및 악취제거방법 및 그 장치 - Google Patents

레이저를 이용한 살균 및 악취제거방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저를 이용한 고체, 액체, 기체의 레이저를 이용한 살균 및 악취제거방법 및 그 제조장치로서, 보다 상세하게는, 다양한 방식의 레이저에 의해 고체, 액체, 기체에 직접 조사된 광에 의해 살균하는 레이저를 이용한 살균 및 악취제거방법 및 그 제조장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 레이저를 이용한 살균 및 악취제거 방법 및 그 제조장치는 레이저광원을 제1렌즈을 통과시켜 발산각이 없는 평형광으로 만들어 주는 단계; 상기 제1렌즈을 통과한 레이저광원을 위치가 조정될 수 있는 제2렌즈를 통과시켜 직선의 작은 사이즈로 만들거나 확산시키는 단계: 및 상기 제2렌즈를 통과한 레이저광선을 고체, 액체, 기체에 직접 조사하여 살균하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 레이저를 이용한 살균 및 악취제거 방법 및 그 제조장치는 현시대의 치료목적으로 개발된 의료용 레이저, 강한 에너지를 이용한 산업용 레이저, 특수목적으로 개발된 군사, 정보통신에 적용한 레이저 등 다양한 레이저(기체레이저, 고체레이저, 액체레이저, 반도체레이저 등)의 다양한 스팩트럼과 파장 에너지를 이용하고, 레이저의 직선파장과 확산렌즈를 이용하여 광범위한 영역을 살균 및 악취제거를 할 수 있어 살균과 악취제거의 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

Description

레이저를 이용한 살균 및 악취제거방법 및 그 장치{STERILIZING AND DEODORIZING METHOD USING LASER AND THE APPARATUS THEREOF}
본 발명은 다양한 방식의 레이저를 고체, 액체, 기체에 직접 조사하여 살균하는 레이저를 이용한 살균 및 악취제거방법 및 그 장치에 관한 것이다.
종래의 살균방법으로 자외선램프 살균방식, UV램프 살균방식이 사용되어 왔으나, 이들은 램프의 수명이 한정되어 있어 정기적으로 램프를 갈아야 하고, 내장되어 있는 경우는 A/S를 의뢰하여야 하며, 사용면적에 따라 크기를 다른 제품을 구하여야 하는 불편함이 있고, 전력소모가 많아 에너지 효율도 떨어지는 문제점이 있었다.
이러한 종래의 살균방법의 단점을 극복하기 위하여 레이저를 이용한 살균방법이 사용되어 왔는 바, 레이저는 천연, 공업적 및 가내 생태계에서 많은 종의 개체수 인자에 영향을 주는 것으로 알려져 있다.
삭제
본 명세서에서 지칭하는 레이저라는 용어는 가시 스펙트럼, 즉 빛의 모든 범위의 스펙트럼을 포함한다.
일개 주파수의 레이저는 일개 종의 개체수를 증가시킬 수 있는 동시에 다른 종을 불활성화 또는 살균할 수 있다.
용어 "살균"은 유해 종의 개체수를 감소시키는 것에 관한 것이다. 예컨대, 질병 유발 생물을 선택적으로 불활성화시키거나 또는 파괴시키는 것을 의미한다.
유해종은 현미 생물(예컨대, 세균, 바이러스, 아메바성 낭포, 원생동물성 낭포)또는 거시생물(예컨대, 바퀴벌레, 흰개미, 모기 또는 박쥐)일 수 있다.
자외선 (충분한 플럭스 밀도 및 적합한 파장)에 노출(조사)시키면 유해종의 필수적인 데옥시리보핵산(DNA) 및/또는 리보핵산(RNA) 복제 서열을 파괴(살균)하는 것에 의해 세균을 치사시켜 많은 생물 또는 생명체를 불활성화시킨다.
이러한 유해 종의 상세한 것은 Water Environment Federations Research Foundation(WEFRF) 및 Environmental Protection Agency(EPA)에 의해 지금까지 알려진 공개된 문헌(폐수 살균에 관한)에서 쉽게 찾아볼 수 있다.
이러한 현미 미생물의 예는 포자를 형성하는 미생물 또는 포자를 형성하지 않는 미생물 또는 바이러스 또는 박테리오파아지 또는 낭포를 포함할 수 있다.
종래기술인 등록특허 10-0575511호의 레이저 살균방법은 살균될 액체 또는 기체를 함유하는 영역에 하나 이상의 광섬유를 분포시키는 단계; 고강도의 광원을 갖는 하나 이상의 방사 유닛을 상기 섬유에 정렬하는 단계; 및 상기 액체 또는 기체를 소정 기간 동안 광섬유에 조사시키는 단계;를 포함하는 액체 및 기체를 살균하는 방법이다.
등록특허 10-0575511호의 레이저 살균방법은 고출력의 직선 파장만을 이용하며 다양한 스펙트럼을 이용하기 위해서는 여러대의 레이저광원이 필요하다는 문제점이 있었다.
또한 직선 파장만을 이용하므로 광범위한 영역을 살균 및 악취제거를 할 수 없다는 문제점도 있었다.
등록특허 10-0575511 호(2006.05.03. 공고)
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 다양한 레이저의 다양한 스펙트럼과 파장을 이용하고, 하나 이상의 렌즈를 이용하여 근거리와 원거리에서 직선 및 확산파장을 이용하여 광범위한 영역을 살균 및 악취제거할 수 있는 레이저를 이용한 살균 및 악취제거방법 및 그 제조장치를 제공하는 데 있다.
삭제
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 레이저를 이용한 살균 및 악취제거방법은 레이저광원을 제1렌즈를 통과시켜 발산각이 없는 평형광으로 만들어 점형태로 빛이 나아가는 단계; 상기 제1렌즈를 통과한 레이저광원을 위치가 조정될 수 있으며 -자 확산렌즈, +자 확산렌즈, 원형 확산렌즈, 직사각형 확산렌즈, 다초점 확산렌즈 중의 어느 하나의 형태를 갖는 제2렌즈를 통과시켜 상기 제2렌즈의 형태의 확산광으로 확산시키는 단계: 및 상기 제2렌즈를 통과한 레이저광선을 고체, 액체, 기체에 직접 조사하여 살균하는 것을 특징으로 한다.
또한, 살균될 대상물의 영역에 따라 안전도를 인지시키기 위해서 상기 레이저광원의 스펙트럼의 컬러를 적색 또는 청색 또는 녹색으로 하고, 외부 및 내부의 일정량의 액체 또는 기체를 팬 또는 펌프를 이용하여 흡입 관로로 통과시키고 레이저 확산 광원을 관로의 액체 및 기체에 직접 조사하여 살균하고, 조사될 고체, 액체, 기체의 대상물 또는 유해종에 따라 상기 제1렌즈 및 제2렌즈의 거리를 조정하는 단계를 더 포함하는 것도 가능하다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 레이저를 이용한 살균 및 악취제거방법 및 그 장치에 의하면, 치료목적으로 개발된 의료용 레이저, 강한 에너지를 이용한 산업용 레이저, 특수목적으로 개발된 군사, 정보통신에 적용되는 레이저 등 다양한 레이저(기체레이저, 고체레이저, 액체레이저, 반도체레이저 등)의 다양한 스팩트럼과 파장 에너지를 이용하고, 레이저의 직선파장과 확산렌즈를 이용하여 광범위한 영역을 살균 및 악취제거를 할 수 있어 살균과 악취제거의 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 레이저를 이용한 살균 및 악취제거장치에 사용되는 하나 이상의 확산렌즈를 포함한 레이저 모듈에 대한 조립도,
도 2는 본 발명에 따른 레이저를 이용한 살균 및 악취제거장치에 사용되는PCB 회로도,
도 3은 도 1에 도시된 레이저 모듈의 제2렌즈에 장착되는 확산 렌즈도,
도 4는 도 1에 도시된 레이저 모듈의 제2렌즈를 통과한 -자 확산 레이저 파장,
도 5는 도 1에 도시된 레이저 모듈의 제2렌즈를 통과한 +자 확산 레이저 파장,
도 6은 도 1에 도시된 레이저 모듈의 제2렌즈를 통과한 다중 확산 레이저 파장,
도7은 살균 및 악취제거가 필요한 일정량의 기체, 액체, 고체가 고여 있는 상태에서 레이저 확산 광원을 직접조사하는 레이저 기체, 액체, 고체 살균 및 악취제거장치,
도 8은 FAN 및 PUMP를 통하여 살균 및 악취 제거될 기체 및 액체를 흡입시켜 레이저 확산 파장에 직접 조사하여 청정한 기체 및 액체를 외부로 배출하는 레이저 대기오염 방지 및 하수 및 정수 시스템,
도 9는 FAN 및 PUMP를 통하여 살균 및 악취 제거될 기체 및 액체를 흡입시켜 레이저 확산 파장에 직접 조사하여 청정한 기체 및 액체를 실내로 흡입하는 레이저 공기 청정 및 정수 시스템,
도 10은 레이저 확산광원을 물체에 직접 조사시키는 휴대용 살균기 제품사진,
도 11은 살균 및 악취제거를 위해 레이저 모듈을 장착한 진공청소기 제품사진.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 레이저를 이용한 살균 및 악취제거방법 및 그 제조장치를 첨부한 도면을 참조하여 설명하되, 발명의 요지와 무관한 일부 구성은 생략 또는 압축할 것이나, 생략된 구성이라고 하여 반드시 본 발명에서 필요가 없는 구성은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 결합되어 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 레이저를 이용한 살균 및 악취제거장치에 사용되는 하나 이상의 확산렌즈를 포함한 레이저 모듈에 대한 조립도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 레이저를 이용한 살균 및 악취제거장치에 사용되는 하나 이상의 확산렌즈를 포함한 레이저 모듈(1)은 전원공급장치(10), PCB(20), 레이저 다이오드(30), 제1렌즈(40), 제1렌즈 하우징(42), 제2렌즈(50), 제2렌즈 하우징(52)으로 이루어진다.
전원공급장치(10)는 밧데리 및 건전지 혹은 어뎁터를 사용하여 레이저 모듈(1)에 전원을 공급한다.
PCB(20)는 레이저 빛을 발광시키는 회로기판이다.
레이저 다이오드(30)는 레이저 광선이 배치되고, 광섬유가 설치될 수도 있다.
제1렌즈(40)는 원거리용 확산렌즈로 레이저에서 나오는 빛과 파장을 일정한 파이로 모아 원거리로 보내는 렌즈이다.
제1렌즈 하우징(42)은 레이저와 제1렌즈(40)의 거리를 조절할 수 있도록 해준다.
제2렌즈(50)는 확산용 렌즈로서 사용제품 및 살균 및 악취제거에 맞게 다양한 확산광을 갖는 렌즈로 바꾸어서 사용된다.
제2렌즈(50)에는 -자 확산렌즈, +자 확산렌즈, 원형 확산렌즈, 직사각형 확산렌즈, 다초점 확산렌즈 등이 사용될 수 있다.
제2렌즈 하우징(52)은 제2렌즈를 고정하며, 제1렌즈과 제2렌즈의 거리를 조정하여 조사될 확산 범위를 조정한다.
레이저 다이오드(30)에서 발생되는 레이저광원은 일정한 각을 가지며 퍼진다.
레이저 다이오드(30)를 통과한 레이저광원은 제1렌즈를 통해 발산각이 없는 평행광으로 만들어져 점형태로 빛이 나아가게 된다.
제2렌즈의 위치를 가변하여 평행광이 아닌 특정거리에서 빛을 직선의 작은 사이즈로 만들 수도 있으며, 확산 할 수 있다.
이렇게 평행광을 만들어주는 렌즈를 Collimating Lens라 하며, 평행광이 되었다고해서 완전한 평행광은 아니며, 매우 작은 자연 발산각을 가진다.
발산각은 가로, 세로가 서로 다른각을 가지고 방사되므로, 점형태는 타원형을 가지게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 레이저를 이용한 살균 및 악취제거장치에 사용되는PCB 회로도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 PCB 레이저를 생산하기 위한 회로도에 따라 PCB를 구성한다.
도 3은 도 1에서의 제2렌즈에 장착되는 확산 렌즈도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 -자 확산광원렌즈, +자 확산광원렌즈, 원형 확산과원렌즈 등이 제2렌즈로 사용될 수 있다.
도 4는 도 1에서의 제2렌즈를 통과한 -자 확산 레이저 파장이다.
휴대용 살균기 및 손세척 살균기 등 -자 확산파장이 필요한 곳에 사용된다.
도 5는 도 1에서의 제2렌즈를 통과한 +자 확산 레이저 파장이다.
도 6은 도 1에서의 제2렌즈를 통과한 다중 확산 레이저 파장이다.
제2렌즈를 통과한 다중 확산 레이저 파장은 넓은 영역을 살균 및 악취제거할 수 있다.
도 7은 살균 및 악취제거가 필요한 일정량의 기체, 액체, 고체가 고여 있는 상태에서 레이저 확산 광원을 직접조사하는 레이저 기체, 액체, 고체 살균 및 악취제거장치이다.
도 8은 FAN 및 PUMP를 통하여 살균 및 악취 제거될 기체 및 액체를 흡입시켜 레이저 확산 파장에 직접 조사하여 청정한 기체 및 액체를 외부로 배출하는 레이저 대기오염 방지 및 하수 및 정수 시스템이다.
도 9는 FAN 및 PUMP를 통하여 살균 및 악취 제거될 기체 및 액체를 흡입시켜 레이저 확산 파장에 직접 조사하여 청정한 기체 및 액체를 실내로 흡입하는 레이저 공기 청정 및 정수 시스템이다.
도 10은 레이저 확산광원을 물체에 직접 조사시키는 휴대용 살균기 제품사진이고, 도 11은 살균 및 악취제거를 위해 레이저 모듈을 장착한 진공청소기 제품사진이다.
다음으로 본 발명에 따른 레이저를 이용한 살균 및 악취제거방법의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 레이저를 이용한 살균 및 악취제거방법은 레이저광원을 제1렌즈를 통과시켜 발산각이 없는 평형광으로 만들어 주는 단계; 상기 제1렌즈를 통과한 레이저광원을 위치가 조정될 수 있는 제2렌즈를 통과시켜 직선의 작은 사이즈로 만들거나 확산시키는 단계: 및 상기 제2렌즈를 통과한 레이저광선을 고체, 액체, 기체에 직접 조사하여 살균하는 것을 특징으로 한다.
살균될 대상물의 영역에 따라 안전도를 인지시키기 위해서 상기 레이저광원의 스펙트럼의 컬러를 적색 또는 청색 또는 녹색으로 할 수 있다.
외부 및 내부의 일정량의 액체 또는 기체를 팬 또는 펌프를 이용하여 흡입 관로로 통과시키고 레이저 확산 광원을 관로의 액체 및 기체에 직접 조사하여 살균할 수도 있다.
다음으로 본 발명에 따른 레이저를 이용한 살균 및 악취제거장치의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
내부의 일정량의 악취성 액체 또는 기체를 팬 또는 펌프를 이용 흡입하여 관로로 통과시키고 레이저 확산 광원을 관로의 액체 또는 기체에 직접 조사하여 악취를 제거하여 배출시키는 방법으로 대기오염 및 폐수방출을 억제하는 환경 오염 방지를 위한 레이저 환경 오염 방지기지로 활용될 수 있다.
일정량의 액체 또는 기체가 고여 있는 상태에서 레이저 확산 광원을 고여있는 액체 및 기체에 직접 조사하여 살균하는 레이저 살균 및 악취제거장치로 활용될 수 있다.
유아 및 아동들이 작동을 못하게 하는 별도의 레이저 안전장치를 더 포함할 수 있다.
현시대의 치료목적으로 개발된 의료용 레이저, 강한 에너지를 이용한 산업용 레이저와 특수목적으로 개발된 군사, 정보통신에 적용한 레이저 등 다양한 레이저(기체레이저, 고체레이저, 액체레이저, 반도체레이저 등)의 다양한 스펙트럼과 파장 에너지를 살균 및 악취제거에 이용할 수 있다.
일반 가정의 생활용품(헤어드라이기, 공기청정기, 선풍기, 휴대용살균기, 가습기, 냉난방기, 냉장고, 김치냉장고, 손건조기, 음식물처리기, 냉온정수기, 진공청소기, 식기건조기,과일 및 야채살균기 등)에 적용할 수 있다.
산업용 및 시설(빌딩, 공조시스템, 악취제거시스템, 새집 및 헌집 증후군, 잔류농약 제거시스템, 돈사, 축사/계사/악취제거 및 살균시스템, 차량외부 소독기, 에어커튼, 크린룸, 폐수처리시스템, 상/하수 관로, 흡/배기 관로, 기체 및 액체 정화시스템, 음식물저장고, 냉동고, 차량의 공기정화기, 대기오염 방지시스템등)에 적용될 수 있다.
운행수단 (자동차, 버스, 기차, 잠수함, 항공기, 여객선, 대형선박, 우주선 등)에 적용될 수 있다.
1 : 레이저 모듈 10 : 전원공급장치
20 : PCB 30 : 레이저 다이오드
32 : 레이저 확산파장 40 : 제1렌즈
42 : 제1렌즈 하우징 50 : 제2렌즈
52 : 제2렌즈 하우징 60 : PUMP

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 레이저광원을 제1렌즈를 통과시켜 발산각이 없는 평형광으로 만들어 점형태로 빛이 나아가는 단계;
    상기 제1렌즈를 통과한 레이저광원을 위치가 조정될 수 있으며 -자 확산렌즈, +자 확산렌즈, 원형 확산렌즈, 직사각형 확산렌즈, 다초점 확산렌즈 중의 어느 하나의 형태를 갖는 제2렌즈를 통과시켜 상기 제2렌즈의 형태의 확산광으로 확산시키는 단계: 및
    상기 제2렌즈를 통과한 레이저광선을 고체, 액체, 기체에 직접 조사하여 살균하는 레이저를 이용한 살균 및 악취제거 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제2렌즈를 통과한 레이저광선을 일정량의 악취성 액체 또는 기체를 팬 또는 펌프를 이용 흡입하여 관로로 통과시키고 상기 관로의 액체 또는 기체에 직접 조사하여 악취를 제거하여 배출시키는 레이저를 이용한 살균 및 악취제거방법.
  4. 삭제
  5. 전원공급장치(10)로부터 PCB(20)을 거쳐 전원이 인가되어 레이저 다이오드(30)로부터 발광되는 레이저 광원을 통과시켜 발산각이 없는 평형광으로 만들어 점형태로 빛이 나아가게 하며, 제1렌즈하우징(42)에 의해 고정되는 제1렌즈(40);
    상기 제1렌즈를 통과한 레이저광원이 통과되며, -자 확산렌즈, +자 확산렌즈, 원형 확산렌즈, 직사각형 확산렌즈, 다초점 확산렌즈 중의 어느 하나의 형태를 갖고, 제2렌즈하우징(52)에 의해 고정되는 제2렌즈(50);
    로 이루어지는 레이저 모듈(1)을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 살균 및 악취제거장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102285032B1 (ko) * 2020-09-10 2021-08-04 김영준 레이저를 이용한 살균장치

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