KR101816443B1 - 캡슐형 살균 장치 - Google Patents
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Abstract
가습기의 수조 내에서 부유하여 살균하기 위한 캡슐형 살균 장치가 개시된다. 이러한 캡슐형 살균 장치는, 내부 공간을 가지며 외부로부터 상기 내부 공간으로 물이 유입되지 않도록 수밀 구조를 갖는 캡슐과, 상기 내부 공간의 하부에 위치하는 자외선 엘이디와, 물에 접촉되는 경우 접촉되는 물을 센싱하기 위한 센싱 리드를 가지며 상기 센싱 리드를 제외한 나머지 부분은 상기 내부 공간에 위치하는 하나 이상의 메인 센서와, 상기 메인 센서의 센싱 리드가 물에 접촉되는 경우 상기 자외선 엘이디를 작동시키고, 상기 메인 센서의 센싱 리드가 물에 접촉되지 않은 경우 상기 자외선 엘이디의 작동을 중지시키도록 상기 내부 공간에 위치하는 제어부와, 상기 메인 센서, 상기 자외선 엘이디, 및 상기 제어부의 구동을 위한 전력을 제공하도록 상기 내부 공간에 위치하는 배터리와, 상기 메인 센서, 상기 자외선 엘이디 및 상기 제어부의 구동을 위한 회로가 집적되고 상기 내부 공간에 위치하는 메인 PCB를 포함한다.
Description
본 발명은 캡슐형 살균 장치에 관한 것이며, 구체적으로는 가습기의 수조 내에 투입되어 수조 내 물을 살균할 수 있는 캡슐형 살균 장치에 관한 것이다.
가습기의 살균을 위해 폴리헥사메틸렌 구아니딘(PHMG)과 염화 올리고-(혹은 2-) 에톡시에틸 구아니딘(PGH) 또는 메틸클로로이소치아졸리논(MCI) 등을 주성분으로 하는 가습기 살균제가 많이 사용되어 왔다. 하지만, 가습기 살균을 위한 이러한 기존의 화학적인 살균 방식은, 가습기 살균제가 인체에 미치는 부작용이나 악영향(예컨대, 기도 손상, 호흡 곤란. 기침, 급속한 폐 섬유화 등)으로 인해 결국에는 관련 제품이 퇴출되기에 이르렀다.
한편, 대한민국공개특허 10-2012-0012080(2012. 02. 09. 공개)에서, 가습기의 수조 살균을 위해, 자외선을 조사할 수 있는 도광 막대를 이용하거나 노즐 바디 내에 자외선 엘이디를 이용하는 기술이 개시된 바 있고, 대한민국공개특허 10-2005-0102317(2005.10.26. 공개)에서, 가습기 수조 내에서 진동자와 가까운 위치에 자외선 엘이디를 배치하는 기술이 개시된 바 있다. 이와 같이, 가습기의 살균을 위해 자외선 엘이디 또는 자외선 램프를 이용하는 경우, 가습기 자체의 구조가 복잡해지며, 전력소모도 또한 매우 크다. 또한, 가습기 본체에 일체화된 구조이므로, 고장 발생시 가습기 본체를 교환해야 하는 문제도 따른다. 그뿐만 아니라, 특히 자외선 램프를 이용할 경우 그 크기가 매우 크므로 콤팩트한 제품으로 하게 구현하기에는 어려움이 따른다. 따라서, 이러한 문제를 개선하기 위한 방안이 당해 기술 분야에서 요구되고 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 하나의 과제는 종래에 가습기의 살균을 위해 본체 내에서 경로 상에 자외선 엘이디나 자외선 램프를 이용하는 방식에서의 가습기 구조의 복잡함이나 전력소모가 매우 큰 문제를 해결할 수 있도록, 가습기의 수조 내에서 부유하여 살균하기 위한 캡슐형 살균 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 가습기 본체 내에 일체화된 구조가 아니라 살균 필요시 가습기 수조 내에 넣어서 사용할 수 있는 콤팩트한 제품의 캡슐형 살균 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 자외선이 수조 내 물속으로만 조사될 수 있도록 하여 사용상의 안전성을 고려한 캡슐형 살균 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따라, 가습기의 수조 내에서 부유하여 살균하기 위한 캡슐형 살균 장치는, 내부 공간을 가지며 외부로부터 상기 내부 공간으로 물이 유입되지 않도록 수밀 구조를 갖는 캡슐과, 상기 내부 공간의 하부에 위치하는 자외선 엘이디와, 물에 접촉되는 경우 접촉되는 물을 센싱하기 위한 센싱 리드를 가지며 상기 센싱 리드를 제외한 나머지 부분은 상기 내부 공간에 위치하는 하나 이상의 메인 센서와, 상기 메인 센서의 센싱 리드가 물에 접촉되는 경우 상기 자외선 엘이디를 작동시키고, 상기 메인 센서의 센싱 리드가 물에 접촉되지 않은 경우 상기 자외선 엘이디의 작동을 중지시키도록 상기 내부 공간에 위치하는 제어부와, 상기 메인 센서, 상기 자외선 엘이디, 및 상기 제어부의 구동을 위한 전력을 제공하도록 상기 내부 공간에 위치하는 배터리와, 상기 메인 센서, 상기 자외선 엘이디 및 상기 제어부의 구동을 위한 회로가 집적되고 상기 내부 공간에 위치하는 메인 PCB를 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 캡슐형 살균 장치는, 물에 접촉되는 경우 접촉되는 물을 센싱하기 위한 센싱 리드를 가지며 상기 센싱 리드를 제외한 나머지 부분은 상기 내부 공간의 상부에 위치하는 서브 센서를 더 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 서브 센서의 센싱 리드가 물에 접촉되지 않고 상기 메인 센서의 센싱 리드가 물에 접촉되는 경우 상기 자외선 엘이디를 작동시키고, 상기 서브센서의 센싱 리드가 물에 접촉되는 경우 상기 자외선 엘이디의 작동을 중지시키도록 제어한다.
일 실시예에 따라, 상기 메인 센서는 상기 자외선 엘이디에 이웃하게 배치되며, 상기 메인 센서가 두 개 이상인 경우 상기 자외선 엘이디를 중심으로 양측으로 동일한 간격으로 이격 설치된다.
일 실시예에 따라, 상기 자외선 엘이디는 100nm 내지 280nm의 파장 대역을 갖는 UV-C를 조사한다.
일 실시예에 따라, 상기 캡슐형 살균 장치는, 상기 캡슐형 살균 장치의 작동을 온 또는 오프시키기 위한 온/오프 스위치를 더 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 캡슐형 살균 장치는, 상기 온/오프 스위치가 탑재되는 서브 PCB를 더 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 캡슐형 살균 장치는, 상기 서브 PCB에 탑재되며 상기 배터리의 충전 상태를 표시하기 위한 배터리 상태 표시부와, 상기 서브 PCB에 탑재되며 상기 캡슐형 살균 장치의 작동 상태를 표시하기 위한 작동 상태 표시부를 더 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 작동 상태 표시부는, 상기 자외선 엘이디가 작동하는 경우 상기 제어부에 의해 제어되어 턴온된다.
일 실시예에 따라, 상기 캡슐은 구형일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 캡슐형 살균 장치는, 상기 내부 공간의 하부에 무게 중심점이 있도록, 상기 내부 공간의 하부에 배치되는 무게추를 더 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 무게추는 상기 메인 PCB에 장착될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 캡슐형 살균 장치는, 상기 자외선 엘이디가 1시간당 미리 설정된 소정 시구간 동안만 작동하도록 제어하는 타이머를 더 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 캡슐의 하부에 개구부가 형성되며, 상기 자외선 엘이디는 상기 개구부 내에 삽입된다.
일 실시예에 따라, 상기 자외선 엘이디의 하부에 석영 플레이트가 형성된다.
일 실시예에 따라, 상기 캡슐형 살균 장치는, 상기 석영 플레이트와 상기 캡슐의 개구 내측면 사이에서 수밀을 위한 실링부를 더 포함한다.
본 발명은 가습기의 수조 내에서 부유하여 살균하기 위한 캡슐형 살균 장치를 제공함으로써, 종래에 가습기의 살균을 위해 본체 내에서 경로 상에 자외선 엘이디나 자외선 램프를 이용하는 가습기 구조에 비해 가습기 구조를 간단하게 하고 전력소모를 줄일 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명은 가습기 본체 내에 일체화된 구조가 아니라 살균 필요시 가습기 수조 내에 넣어서 사용할 수 있는 콤팩트한 제품의 캡슐형 살균 장치로서 사용상의 편리함 뿐만 아니라 다양한 제품에 적용될 수 있는 효과가 있다. 더 나아가, 본 발명은 자외선이 수조 내 물속으로만 조사될 수 있도록 하여 사용상의 안전성을 고려하여 설계되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐형 살균 장치의 구성도이고,
도 2는 도 1의 캡슐형 살균 장치가 가습기의 수조 내에 투입된 후 자외선 엘이디가 작동하는 상태, 즉 자외선 엘이디의 자외선이 수조 내 물속으로 조사되는 상태를 나타낸 도면이고,
도 3은 도 1의 캡슐형 살균 장치가 가습기의 수조 내에 투입된 후 정위치 하지 않은 경우, 즉 메인 센서 중 어느 하나가 물에 접촉되지 않은 경우를 예시한 도면이고,
도 4는 도 1의 캡슐형 살균 장치가 가습기의 수조 내에 투입된 후 수조를 옮기는 과정에서 발생할 수 있는 경우로서, 메인 센서 및 서브 센서가 모두 물에 접촉된 경우((a))와, 메인 센서는 물에 접촉되지 않고 서브 센서가 물에 접촉된 경우((b))를 예시한 도면이고,
도 5는 가습기의 수조(300) 내에 물을 넣고 본 발명의 캡슐형 살균 장치를 투입한 후 뚜껑(350)을 체결한 후, 가습기 본체(400)에 결합하는 일련의 가습기의 사용 과정에서 본 발명의 캡슐형 살균 장치의 상태 변화를 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 본 발명의 캡슐형 살균 장치에서 캡슐(110)의 저면에서 자외선 엘이디(120)를 중심으로 동일한 간격(d1 또는 d2)으로 배열된 메인 센서를 예시한 도면이다.
도 2는 도 1의 캡슐형 살균 장치가 가습기의 수조 내에 투입된 후 자외선 엘이디가 작동하는 상태, 즉 자외선 엘이디의 자외선이 수조 내 물속으로 조사되는 상태를 나타낸 도면이고,
도 3은 도 1의 캡슐형 살균 장치가 가습기의 수조 내에 투입된 후 정위치 하지 않은 경우, 즉 메인 센서 중 어느 하나가 물에 접촉되지 않은 경우를 예시한 도면이고,
도 4는 도 1의 캡슐형 살균 장치가 가습기의 수조 내에 투입된 후 수조를 옮기는 과정에서 발생할 수 있는 경우로서, 메인 센서 및 서브 센서가 모두 물에 접촉된 경우((a))와, 메인 센서는 물에 접촉되지 않고 서브 센서가 물에 접촉된 경우((b))를 예시한 도면이고,
도 5는 가습기의 수조(300) 내에 물을 넣고 본 발명의 캡슐형 살균 장치를 투입한 후 뚜껑(350)을 체결한 후, 가습기 본체(400)에 결합하는 일련의 가습기의 사용 과정에서 본 발명의 캡슐형 살균 장치의 상태 변화를 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 본 발명의 캡슐형 살균 장치에서 캡슐(110)의 저면에서 자외선 엘이디(120)를 중심으로 동일한 간격(d1 또는 d2)으로 배열된 메인 센서를 예시한 도면이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 첨부된 도면들 및 이들을 참조한 설명은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자로 하여금 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 의도로 간략화되고 예시된 것임에 유의하여야 할 것이다.
먼저, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐형 살균 장치(100)의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 가습기의 수조 내에서 부유(floating)하여 살균하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐형 살균 장치(100)는, 캡슐(110), 자외선 엘이디(120), 메인 센서(130a, 130b; 이하, 총괄하여 130으로도 기재됨), 제어부(140), 배터리(150), 및 메인 PCB(160)를 포함한다.
캡슐(110)은 내부 공간(112)을 가지며, 외부로부터 내부 공간(112)으로 물이 유입되지 않도록 수밀 구조를 갖도록 형성된다. 캡슐(110)은 구형일 수 있으나, 타원형, 원추형, 또는 절두 원추형으로 형성될 수도 있으나 이러한 것으로 한정되지 않고, 오뚝이 형태로 정위치할 수 있는 입체 구조라면 어떤 구조라도 무방하다. 캡슐(110)의 재료로서 투명한 폴리카보네이트(Polycarbonate)가 사용될 수 있으나, 이러한 재료로 한정되는 것은 아니다. 또한, 캡슐(110)은 딱딱한(rigid) 형태로 구현될 수도 있고, 연질(flexible) 캡슐 형태로 구현될 수도 있다. 캡슐(110)의 내부 공간은 도시된 바와 같이, 하부(S1)와 상부(S2)로 구분해 볼 수 있다. 본 발명의 캡슐형 살균 장치(100)에서 캡슐(110)의 내부 공간의 상·하 위치 구분은, 본 발명의 캡슐형 살균 장치(100)가 가습기의 수조 내에 위치하여, 자외선 엘이디(120)가 작동하는 상태에서, 아랫 부분이 하부(S1)이고 그 윗부분이 상부(S2)이다. 상·하 구분의 경계는 대체로 캡슐(110)의 구심점(미도시)을 지나는 면을 기준으로 정해진다.
자외선 엘이디(120)는 캡슐(110)의 내부 공간(112)의 하부에 위치한다. 자외선 엘이디(120)는 자외선(UV)을 발광하여 가습기 수조 내에 존재하는 다양한 종류의 세균이나 곰팡이 등을 살균함으로써, 이들로 인한 피해를 예방할 수 있도록 해준다. 자외선 엘이디(120)로서는 특히 대장균을 포함하여 기타 세균이나 곰팡이 등의 살균에 그 효과가 뛰어난 100nm 내지 280nm 파장 대역의 UV-C를 조사할 수 있는 자외선 엘이디가 바람직하다. 또한, 도면상에서 구체적으로 참조부호를 기재하지는 않았으나, 도시된 바와 같이 패키지 타입의 자외선 엘이디가 적용될 수 있다.
메인 센서(130)는 물에 접촉되는 경우 접촉되는 물을 센싱하여, 제어부(140)에 의한 자외선 엘이디(120)의 작동의 시점 및 종점을 제어할 수 있도록 한다. 도시된 바와 같이, 메인 센서(예컨대, 130a)에는 센싱 리드(130a1)가 마련되며, 이러한 센싱 리드(130a1)가 물에 접촉되는 경우 접촉되는 물을 센싱하게 된다. 센싱 리드(130a1)에 물이 접촉되는 경우, 흐르는 전류량을 이용하여 트랜지스터를 구동시켜 출력되는 전압을 제어부(140) 측에서 수신하게 된다. 제어부(140)는 이와 같이 메인 센서(130) 측으로부터의 출력 전압을 이용하여 자외선 엘이디(120)의 작동을 시작 또는 종료시킨다. 기본적으로, 메인 센서의 센싱 리드들(130a1, 130b1)이 모두 물에 접촉되는 경우 자외선 엘이디(120)가 작동되고, 그렇지 않은 경우 자외선 엘이디(120)가 작동 중지된다. 여기서 자외선 엘이디(120)의 작동은 자외선 엘이디(120)에서 자외선이 조사되는 상태를 의미하며, '자외선 엘이디(120)의 작동' 이라는 용어는 본 명세서 전체에서 이와 같은 의미로 사용된다.
메인 센서(130)는 자외선 엘이디(120)의 부근에 이웃하게 배치되며, 하나의 메인 센서(130)만 배치될 수도 있으나, 도시된 바와 같이 두 개의 메인 센서(130)가 배치될 수 있다. 두 개의 메인 센서들(130a, 130b)이 배치되는 경우, 자외선 엘이디(120)를 중심으로 양측으로 동일한 간격으로 이격된다. 뿐만 아니라, 메인 센서들(130a, 130b)의 높이는 동일하도록 배치되는 것이 바람직하다. 본 명세서 내에서 '메인 센서의 높이' 라는 용어는 자외선 엘이디(120)가 수면 아래로 자외선을 조사하도록 정위치한 상태에서 수면에서부터 메인 센서까지의 높이 차이를 의미하는 것으로 사용된다.
메인 센서(130)의 배치에 관하여, 도 6을 참조하면, 도 6의 (a)에서 d1 간격으로 자외선 엘이디(120)를 중심으로 일직선 형태로 배치된다. 간격이 동일하지 않는 경우에는, 자외선 엘이디(120)가 수면 아래로 자외선을 조사하도록 정위치한 상태에서도 두 개의 메인 센서(130) 각각의 센싱 리드(130a1, 130b1) 중 어느 하나가 물과 접촉되지 않는 상태가 초래될 수 있고, 따라서 제어부(130)에 의한 자외선 엘이디(120)의 제어에 어려움이 따를 수 있기 때문이다. 더 나아가, 메인 센서(130)의 개수는 그보다 많을 수도 있다. 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 네 개의 메인 센서들(130c, 130d, 130e, 130f)이 배치되는 경우, 자외선 엘이디(120)를 중심으로 동일한 간격(d2)으로 배치되고, 네 개의 메인 센서들(130c, 130d, 130e, 130f) 간의 간격도 동일한 간격(d3)으로 배치된다. (a)의 경우와 마찬가지로, 높이가 서로 다른 경우, 자외선 엘이디(120)가 수면 아래로 자외선을 조사하도록 정위치한 상태에서도 메인 센서들(130c, 130d, 130e, 130f) 각각의 센싱 리드 중 일부가 물과 접촉되지 않는 상태가 초래될 수 있기 때문이다.
메인 센서(130)의 개수를 두 개 또는 네 개인 경우만을 예시하였으나, 이러한 개수로 한정되지 않고 다양한 개수로 구현될 수 있다. 그리고, 센싱 리드들(130a1, 130b1)은 캡슐(110)의 외부로 돌출되어 있고, 메인 센서(130)를 구성하는 나머지 회로들이 집적된 기판은 캡슐(110)의 내부에 위치하므로, 센싱 리드들(130a1, 130b1)과 캡슐(110) 사이에는, 물이 내부로 유입되는 것을 방지하도록 수밀 처리되는 것이 바람직하다.
제어부(140)는 메인 센서(130)의 센싱 리드들(130a1, 130b1)이 물에 접촉되는 경우 자외선 엘이디(120)를 작동시키고, 메인 센서(130)의 센싱 리드들(130a1, 130b1)이 물에 접촉되지 않은 경우 자외선 엘이디(120)의 작동을 중지시키도록 제어하며, 캡슐(110)의 내부 공간(112)에 위치한다. 제어부(140)는 메인 센서(130)로부터의 출력 전압을 수신하여 자외선 엘이디(120)의 작동 또는 작동 중지를 제어하기 위한 신호로서 사용할 수 있도록 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 포함한다.
배터리(150)는 메인 센서(130), 자외선 엘이디(120), 및 제어부(140)의 구동에 요구되는 전력을 제공하기 위한 구성요소로서, 캡슐(110)의 내부 공간(112)에 위치한다. 배터리(150)는 도시된 바와 같이 코인형 배터리, 또는 리튬-이온 배터리가 사용될 수 있으나, 다른 유형의 배터리가 사용될 수도 있다. 또한, 배터리(150)는 충전식이 바람직하며, 이 경우 충전을 위한 구성요소들(미도시)이 추가되어야 할 것이다.
메인 PCB(160)는 캡슐(110)의 내부 공간(112)에 위치하고, 메인 PCB(160)에는 메인 센서(130), 자외선 엘이디(120) 및 제어부(140)의 구동을 위한 회로가 집적된다. 특히, 자외선 엘이디(120)의 구동을 위한 엘이디 드라이버가 메인 PCB(160)에 집적되는데 이를 참조부호 180으로 나타내었다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐형 살균 장치(100)는 캡슐형 살균 장치(100)의 작동을 온 또는 오프시키기 위한 온/오프 스위치(170)를 더 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 온/오프 스위치(170)는 누름 스위치 타입일 수 있는데, 캡슐(110)의 내부 공간(112) 내에 위치하는 경우에는 온/오프 스위치(170)의 원활한 조작을 위해 캡슐(110)이 연질(flexible) 캡슐로 구성될 수 있다. 캡슐(110)이 딱딱한(rigid) 재료로 구성되는 경우, 온/오프 스위치(170)는 캡슐(110)의 외부로 돌출될 수 있고, 이 경우 캡슐(110)과 온/오프 스위치(170) 간의 수밀을 위한 구성이 더 추가될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐형 살균 장치(100)는 상기 온/오프 스위치(170)가 탑재되고 온/오프 스위치(170)에 의한 온 또는 오프 신호를 메인 PCB(160) 측으로 출력할 수 있는 회로가 집적된 서브 PCB(260)를 더 포함한다. 캡슐형 살균 장치(100)는 온/오프 스위치(170)가 눌려져 자외선 엘이디(120)가 작동할 수 있는 상태로 되는데, 제어부(140)는 캡슐형 살균 장치(100)가 온 상태로 된 후 3초 ~ 10초 정도의 시간 경과후 자외선 엘이디(120)가 작동할 수 있는 상태가 되도록 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐형 살균 장치(100)는 상기 서브 PCB(260)에 탑재되며, 배터리(150)의 충전 상태, 즉 배터리 잔량을 표시하기 위한 배터리 상태 표시부(172)와, 서브 PCB(260)에 탑재되며 캡슐형 살균 장치(100)의 작동 상태를 표시하기 위한 작동 상태 표시부(174)를 더 포함한다. 배터리 상태 표시부(172)와 작동 상태 표시부(174)는 서브 PCB(260) 상에 서로 이웃하게 배치될 수 있다. 그리하여, 사용자가 캡슐형 살균 장치(100)의 충전 시점이나 동작 상황을 쉽게 알 수 있도록 한다. 예를 들어, 배터리 상태 표시부(172)는 배터리(150)의 잔량이 미리 설정된 기준값보다 낮은 경우 적색으로 표시할 수 있는 적색 엘이디일 수 있고, 작동 상태 표시부(174)는 자외선 엘이디(120)가 자외선을 조사하고 있는 경우 청색으로 표시할 수 있는 청색 엘이디일 수 있다. 자외선 엘이디(120)와의 작동 연계를 위해, 제어부(140)는, 자외선 엘이디(120)가 작동이 시작되는 경우, 즉 수조 내의 수면 아래로 자외선을 조사하는 시점에서, 상기 작동 상태 표시부(174)가 청색을 발광할 수 있도록 제어한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐형 살균 장치(100)는, 캡슐(110)의 내부 공간(112)의 상부에 위치하는 서브 센서(230)를 더 포함할 수 있다. 서브 센서(230)는 물에 접촉되는 경우 접촉되는 물을 센싱하기 위한 센싱 리드(231)를 가지며 센싱 리드(231)를 제외한 나머지 부분은 캡슐(110)의 내부 공간(112)의 상부에 위치한다. 서브 센서(230)와 메인 센서(130), 그리고 제어부(140) 간의 관계를 살펴보면, 제어부(140)는, 서브 센서(230)의 센싱 리드(231)가 물에 접촉되지 않고 메인 센서(130)의 센싱 리드(130a1, 130b1)가 물에 접촉되는 경우 자외선 엘이디(120)를 작동시켜 자외선이 물속으로 조사될 수 있도록 제어하고, 서브 센서(230)의 센싱 리드(231)가 물에 접촉되는 경우에는, 메인 센서(130)의 센싱 리드(130a1, 130b1)의 물과의 접촉 여부에 무관하게 자외선 엘이디(120)의 작동을 중지시키도록 제어한다. 후자의 경우, 캡슐형 살균 장치의 자외선 엘이디(120)에 의해 물속으로 자외선이 조사되지 않는 상황일 가능성이 높기 때문이다(이에 관하여는 이하에서 도 4를 참조하여 설명한다).
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐형 살균 장치(100)는, 캡슐(110)의 내부 공간(112)의 하부(S1)에 무게 중심점이 위치하도록, 메인 PCB(140) 및 이에 탑재되는 구성요소들을 대체로 캡슐(110)의 내부 공간(112)의 하부(S1)에 배치하는 것이 바람직하다. 이를 효과적으로 구현하기 위해, 캡슐(110)의 내부 공간(112)의 하부(S1)에 무게 중심점이 위치하도록 하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐형 살균 장치(100)는 내부 공간(112)의 하부에 무게추(210)를 더 배치할 수 있다. 무게추(210)의 개수에는 제한이 없다. 도시된 바와 같이, 무게추(210)는 메인 PCB(140)에 장착될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐형 살균 장치(100)는 자외선 엘이디(120)가 1시간당 미리 설정된 소정 시구간 동안만 작동하도록 제어하기 위한 타이머(220)를 더 포함할 수 있다. 원할한 배터리(150)의 관리를 위해, 타이머(220)에 의한 시구간 설정에 따라 제어부(140)는, 대체로 1시간당 5 ~ 10분 동안 자외선이 조사될 수 있도록 자외선 엘이디(120)의 작동을 제어한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐형 살균 장치(100)는, 캡슐(110)의 하부에 형성된 개구부(114)를 가지며, 자외선 엘이디(120)는 상기 개구부(114) 내에 삽입될 수 있다. 그리고, 자외선 엘이디(120)의 하부에 석영 플레이트(125)가 추가될 수 있다. 자외선 엘이디(120)의 하부에 석영 플레이트(125)를 추가함으로써, 자외선 경로 상(즉, 자외선 엘이디(120)가 배치된 부위)에서의 캡슐(110)의 변성, 변색, 경화 등을 방지할 수 있다. 그리고, 석영 플레이트(125)와 캡슐(110)의 개구(114)의 내측면 사이에는 수밀을 위해 실링부(126)가 추가될 수 있다.
도 1에서 미설명된 참조부호 w1, w2, w3, w4, w5, w6, 및 w7은 구성요소들 간의 배선을 예시한 것으로서, 구성요소들 간의 전기적 연결이 이루어져야 하므로 이를 예시한 것이다. 도 1에서의 배선과 다른 형태로의 배선도 얼마든지 가능할 것이다.
도 2는 도 1의 캡슐형 살균 장치(100)가 가습기 수조(300) 내에 투입된 후 자외선 엘이디(120)가 작동하는 상태, 즉 자외선 엘이디(120)의 자외선이 수조(300) 내 물속으로 조사되는 상태를 나타낸 도면이다. 앞서 도 1을 참조하여 설명된 바와 같이, 캡슐형 살균 장치(100)의 작동시 정위치를 나타낸 것으로서, 이 상태에서 메인 센서들(130a, 130b)은 물속에 잠긴 상태로 유지된다. 물론, 타이머(도 1의 220)에 의해 설정된 일정 시구간 동안만 자외선이 수조(300) 내 물속으로 조사되어 살균 작용을 할 것이다. L은 수위이고, 350은 가습기 수조(300)의 뚜껑이다. 캡슐형 살균 장치(100)의 부유(floating) 상태, 즉 캡슐형 살균 장치(100)의 캡슐(110)의 전체 대비 수면(L) 아래로 가라앉은 부분의 비율은 도 2에 도시된 것보다 더 많거나 더 적을 수 있다.
도 3은 도 1의 캡슐형 살균 장치(100)가 가습기 수조(300) 내에 투입된 후 정위치 하지 않은 경우, 즉 메인 센서들(130a, 130b) 중 어느 하나(130a)가 물에 접촉되지 않은 경우를 예시한 도면이다. 메인 센서들(130a, 130b)의 센싱 리드들이 모두 물에 잠긴 상태로 유지되어야 캡슐형 살균 장치(100)의 자외선 엘이디(120)가 작동하므로, 이 상태에서는 자외선 엘이디(120)가 작동하지 않는다.
도 4는 도 1의 캡슐형 살균 장치(100)가 가습기의 수조(300) 내에 투입된 후 수조(300)를 옮기는 과정에서 발생할 수 있는 경우로서, (a)는 메인 센서(130a, 130b) 및 서브 센서(230; 도 1 참조)가 모두 물에 접촉된 경우이고, (b)는 메인 센서(130a, 130b) 중 어느 하나 또는 모두가 물에 접촉되지 않고 서브 센서(230)가 물에 접촉된 경우를 예시한 도면이다. (a)는 가습기의 수조(300)에 물을 채우고, 캡슐형 살균 장치(100)의 온/오프 스위치(170; 도 1 참조)를 온 상태로 전환한 후 수조(300) 내에 투입하고, 뚜껑(350)을 체결한 후, 가습기 본체(미도시)에 결합하는 과정에서 일어날 수 있는 상황이다. 앞서 설명한 바와 같이, 메인 센서(130a, 130b)와 서브 센서(230)가 모두 물에 접촉된 상태이므로, 제어부(140)는 자외선 엘이디(120)가 작동하지 않도록 제어한다. (b)는 가습기의 수조(300)에 물을 채우고, 캡슐형 살균 장치(100)의 온/오프 스위치(170; 도 1 참조)를 온 상태로 전환한 후 수조(300) 내에 투입하고, 뚜껑(350)을 체결한 후, 가습기 본체(미도시)에 결합을 위해 이동하는 과정에서 일어날 수 있는 상황이다. 앞서 설명한 바와 같이, 메인 센서(130a, 130b)의 센싱 리드가 물에 접촉되지 않은 경우 또는 서브 센서(230)가 물에 접촉된 경우이므로, 제어부(140)는 자외선 엘이디(120)가 작동하지 않도록 제어한다. 이렇듯, 도 4의 캡슐형 살균 장치(100)가 (a) 또는 (b)에 도시된 바와 같은 상태에 있는 경우에는 자외선 엘이디(120)가 작동하지 않아야 하는데, 본 발명의 캡슐형 살균 장치(100)에서는 위와 같이 제어부(140)와 메인 센서(130a, 130b), 그리고 서브 센서(230)에 의해 적절히 제어되어, 자외선 엘이디(120)가 작동되지 않도록 할 수 있다.
마지막으로, 도 5는 가습기의 수조(300) 내에 물을 넣고 본 발명의 캡슐형 살균 장치(100)를 투입한 후 뚜껑(350)을 체결한 후, 가습기 본체(400)에 결합하는 일련의 가습기의 사용 과정에서 본 발명의 캡슐형 살균 장치(100)의 상태 변화를 설명하기 위한 도면이다. 가습기의 수조(300) 내에 물을 채우고 본 발명의 캡슐형 살균 장치(100)를 수조(300) 내에 투입하고 뚜껑(350)을 체결한 상태에서(a), 수조(300)를 이동시키게 된다. 이동시키는 과정 또는 가습기 본체(400)에 체결하기 직전이 (b) 및 (c)이다. (b) 및 (c)의 경우, 본 발명의 캡슐형 살균 장치(100)가 화살표 A1, A2로 표시한 것과 같이 좌우로 많은 움직임이 발생할 수 있다. 좌우로 많은 움직임이 발생할 때, 메인 센서(130a, 130b) 중 하나라도 물에 접촉하지 않는 경우, 제어부(140; 도 1 참조)는 자외선 엘이디(120)가 작동하지 않도록 제어한다. 뿐만 아니라, 도 5의 (b)와 (c) 과정에서 도 4의 (a) 및 (b)와 같은 경우도 발생할 수 있다. 도 4의 (a) 및 (b)의 경우에도 앞서 설명한 바와 같이, 자외선 엘이디(120)가 작동하지 않도록 제어된다. 최종적으로 도 5의 (d)와 같이 가습기의 수조(300)가 본체(400) 내에 체결된 상태에서 본 발명의 캡슐형 살균 장치(100)가 정위치할 때, 자외선 엘이디(120)가 작동하여 수조 내의 물을 살균하게 된다.
이상에서, 본 발명의 캡슐형 살균 장치(100)가 도면들을 참조하여 설명되었다. 도면들에서 가습기 본체(400), 가습기의 수조(300)는 본 발명의 핵심이 아니므로 간략화하였고, 가습기의 수조(300)와 캡슐형 살균 장치(100)의 스케일은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 의도로 과장되어 도시된 것임에 유의하여야 할 것이다.
110 : 캡슐 112 : 내부 공간
120 : 자외선 엘이디 125 : 석영 플레이트
126 : 실링부 130 : 메인 센서
140 : 제어부 150 : 배터리
160 : 메인 PCB 180 : 엘이디 드라이버
170 : 온/오프 스위치 172 : 배터리 상태 표시부
174 : 작동 상태 표시부
210 : 무게추 220 : 타이머
230 : 서브 센서 260 : 서브 PCB
120 : 자외선 엘이디 125 : 석영 플레이트
126 : 실링부 130 : 메인 센서
140 : 제어부 150 : 배터리
160 : 메인 PCB 180 : 엘이디 드라이버
170 : 온/오프 스위치 172 : 배터리 상태 표시부
174 : 작동 상태 표시부
210 : 무게추 220 : 타이머
230 : 서브 센서 260 : 서브 PCB
Claims (16)
- 가습기의 수조 내에서 부유하여 살균하기 위한 캡슐형 살균 장치로서,
내부 공간을 가지며 외부로부터 상기 내부 공간으로 물이 유입되지 않도록 수밀 구조를 갖는 캡슐;
상기 내부 공간의 하부에 위치하는 자외선 엘이디;
물에 접촉되는 경우 접촉되는 물을 센싱하기 위한 센싱 리드를 가지며 상기 센싱 리드를 제외한 나머지 부분은 상기 내부 공간에 위치하는 하나 이상의 메인 센서;
상기 메인 센서의 센싱 리드가 물에 접촉되는 경우 상기 자외선 엘이디를 작동시키고, 상기 메인 센서의 센싱 리드가 물에 접촉되지 않은 경우 상기 자외선 엘이디의 작동을 중지시키도록 상기 내부 공간에 위치하는 제어부;
상기 메인 센서, 상기 자외선 엘이디, 및 상기 제어부의 구동을 위한 전력을 제공하도록 상기 내부 공간에 위치하는 배터리;
상기 메인 센서, 상기 자외선 엘이디 및 상기 제어부의 구동을 위한 회로가 집적되고 상기 내부 공간에 위치하는 메인 PCB; 및
물에 접촉되는 경우 접촉되는 물을 센싱하기 위한 센싱 리드를 가지며 상기 센싱 리드를 제외한 나머지 부분은 상기 내부 공간의 상부에 위치하는 서브 센서;를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 서브 센서의 센싱 리드가 물에 접촉되지 않고 상기 메인 센서의 센싱 리드가 물에 접촉되는 경우 상기 자외선 엘이디를 작동시키고, 상기 서브 센서의 센싱 리드가 물에 접촉되는 경우 상기 자외선 엘이디의 작동을 중지시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 살균 장치. - 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서, 상기 메인 센서는 상기 자외선 엘이디에 이웃하게 배치되며, 상기 메인 센서가 두 개 이상인 경우 상기 자외선 엘이디를 중심으로 양측으로 동일한 간격으로 이격된 것을 특징으로 하는 캡슐형 살균 장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 자외선 엘이디는 100nm 내지 280nm의 파장 대역을 갖는 UV-C를 조사하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 살균 장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 캡슐형 살균 장치는,
상기 캡슐형 살균 장치의 작동을 온 또는 오프시키기 위한 온/오프 스위치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 살균 장치. - 청구항 6에 있어서, 상기 캡슐형 살균 장치는,
상기 온/오프 스위치가 탑재되는 서브 PCB;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 살균 장치. - 청구항 7에 있어서, 상기 캡슐형 살균 장치는,
상기 서브 PCB에 탑재되며 상기 배터리의 충전 상태를 표시하기 위한 배터리 상태 표시부; 및
상기 서브 PCB에 탑재되며 상기 캡슐형 살균 장치의 작동 상태를 표시하기 위한 작동 상태 표시부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 살균 장치. - 청구항 8에 있어서, 상기 작동 상태 표시부는, 상기 자외선 엘이디가 작동하는 경우 상기 제어부에 의해 제어되어 턴온되는 것을 특징으로 하는 캡슐형 살균 장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 캡슐은 구형인 것을 특징으로 하는 캡슐형 살균 장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 캡슐형 살균 장치는,
상기 내부 공간의 하부에 무게 중심점이 있도록, 상기 내부 공간의 하부에 배치되는 무게추;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 살균 장치. - 청구항 11에 있어서, 상기 무게추는, 상기 메인 PCB에 장착되는 것을 특징으로 하는 캡슐형 살균 장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 캡슐형 살균 장치는,
상기 자외선 엘이디가 1시간당 미리 설정된 소정 시구간 동안만 작동하도록 제어하는 타이머;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 살균 장치. - 청구항 1에 있어서, 상기 캡슐의 하부에 개구부가 형성되며, 상기 자외선 엘이디는 상기 개구부 내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 캡슐형 살균 장치.
- 청구항 14에 있어서, 상기 자외선 엘이디의 하부에 석영 플레이트가 형성되는 것을 특징으로 하는 캡슐형 살균 장치.
- 청구항 15에 있어서, 상기 캡슐형 살균 장치는, 상기 석영 플레이트와 상기 캡슐의 개구 내측면 사이에서 수밀을 위한 실링부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 살균 장치.
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