KR101917353B1

KR101917353B1 - 엘이디를 이용한 소독 및 건조 장치

Info

Publication number: KR101917353B1
Application number: KR1020150079391A
Authority: KR
Inventors: 정용민
Original assignee: 옵토이엔지(주)
Priority date: 2015-06-04
Filing date: 2015-06-04
Publication date: 2018-11-09
Also published as: KR20160143169A

Abstract

본 발명의 엘이디를 이용한 소독 및 건조 장치는, 전기 기기에 전력을 공급하는 전원부; 피소독건조물을 향해 빛을 방출하는 엘이디(LED)들의 작동 시간을 설정하는 타이머 설정부; 상기 피소독건조물의 상태를 감지하고, 감지된 상태를 판단하여 상태 정보를 제공하는 피소독건조물 상태판단부; 상기 피소독건조물의 상기 상태 정보를 고려하여, 소독작업 또는 건조작업을 수행하기 위해 서로 다른 파장 영역을 갖고 빛을 방출하는 복수개의 상기 엘이디(LED)들을 선택 구동하는 엘이디 선택구동부; 및 상기 엘이디(LED)들이 방출하는 광량을 검출하고, 상기 광량의 세기를 조정하는 발광전압 조정부를 포함하는 기술을 제공함에 기술적 특징이 있다.

Description

엘이디를 이용한 소독 및 건조 장치{DISINFECTING AND DRYING DEVICE USING THE LED}

본 발명은 엘이디를 이용한 소독 및 건조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피소독건조물의 상태를 감지하고, 감지된 상태를 판단하여 상태 정보를 제공함으로, 상태 정보에 따라 서로 다른 파장 영역을 갖고 빛을 방출하는 복수개의 상기 엘이디(LED)들을 선택 구동하여 피소독건조물의 소독작업 및 건조작업을 수행해 주는, 엘이디를 이용한 소독 및 건조 장치에 관한 것이다.

최근 자외선을 이용한 살균 기술이 다양한 분야에 적용되고 있는데, 자외선은 파장이 220-280nm 부근인 경우 대장균을 비롯한 박테리아 등을 직접 살균하는 효과가 가장 극대화된다.

통상적으로 자외선을 조사하는 광원으로 자외선 램프 및 자외선 발광다이오드 등이 있다.

이 중 자외선 발광다이오드는 가온(warm-up)이 필요하지 않고, 자외선 램프보다 전기 효율이 좋은 것으로 평가되고 있으며, 또한 온도의 제한이 적어 에너지 절약 및 실용성 면에서 많은 장점을 나타낸다.

자외선 발광다이오드를 갖는 살균장치는, 살균장치에 의해 노출되는 자외선 발광다이오드로부터 출사되는 자외선(UV)을 통해 살균동작이 이루어지도록 하는 장치를 의미한다.

이와 같은 살균장치에 있어서, 살균동작이 이루어지는 온 동작 상태와 살균동작이 이루어지지 않는 오프 동작 상태에서 자외선 발광다이오드가 외부로 노출되는 구조로 이루어지는 것이 일반적이다.

이 경우 외부에 의한 충격에 의해 자외선 발광다이오드의 노출부분이 손상될 수 있으며, 자외선 발광다이오드의 노출면에 쌓이는 먼지 등에 의해 살균 효율이 저하될 수 있다.

한편 최근 인체의 얼굴 등에 화장이 잘 스며들도록 사용하고 있는 화장용 브러시(brush)를 자주 사용할 경우, 인체에서 발생되는 수분, 바이러스 균 및 기름성분이 묻어나 이를 계속 사용할 경우 피부 질환 등 다른 문제를 야기 시킬 수 있어서, 화장용 브러시(brush)를 간단하면서 효율적으로 살균 등의 소독 처리를 할 필요가 대두 되었다.

하지만, 종래 기술은 자외선 엘이디(LED) 광원을 이용하고, 화장용 브러시의 상태에 따라 화장용 브러시를 손쉽고 효율적으로 소독 및 건조시키는 제품을 제공하지 못하는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허 제10-2004-0055745호

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 피소독건조물의 상태를 감지하고, 감지된 상태를 판단하여 상태 정보를 제공함으로, 상태 정보에 따라 서로 다른 파장 영역을 갖고 빛을 방출하는 복수개의 상기 엘이디(LED)들을 선택 구동하여 피소독건조물의 소독작업 및 건조작업을 수행해 주는, 엘이디를 이용한 소독 및 건조 장치를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 엘이디를 이용한 소독 및 건조 장치는, 전기 기기에 전력을 공급하는 전원부; 피소독건조물을 향해 빛을 방출하는 엘이디(LED)들의 작동 시간을 설정하는 타이머 설정부; 상기 피소독건조물의 상태를 감지하고, 감지된 상태를 판단하여 상태 정보를 제공하는 피소독건조물 상태판단부; 상기 피소독건조물의 상기 상태 정보를 고려하여, 소독작업 또는 건조작업을 수행하기 위해 서로 다른 파장 영역을 갖고 빛을 방출하는 복수개의 상기 엘이디(LED)들을 선택 구동하는 엘이디 선택구동부; 및 상기 엘이디(LED)들이 방출하는 광량을 검출하고, 상기 광량의 세기를 조정하는 발광전압 조정부를 포함하는 기술을 제공한다.

본 발명은 엘이디(LED) 광원을 이용하고, 화장용 브러시의 상태에 따라 화장용 브러시를 손쉽고 효율적으로 소독 및 건조시킴으로, 사용자의 편의제공 및 피부의 트러블 방지하는 기술적 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 엘이디를 이용한 소독 및 건조 장치의 구성을 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 구성 중 발광전압 조정부의 일 실시예를 나타낸 것이다.
도 3은 도 1의 구성 중 보호층 작동부의 일 실시예를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 엘이디를 이용한 소독 및 건조 장치를 통한 화장용 브러시의 소독 및 건조를 구현하는 일 실시예를 나타낸 것이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 엘이디를 이용한 소독 및 건조 장치의 구성을 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 엘이디를 이용한 소독 및 건조 장치(100)는 전원부(110), 타이머 설정부(120), 온도 감지부(130), 도어상태 감지부(140), 자외선 엘이디 선택구동부(150), 피소독건조물 상태판단부(160), 발광전압 조정부(170), 보호층 작동부(180) 및 제어부(190)를 포함한다.

전원부(110)는 직류전원 또는 펄스(pulse)를 통해 각각의 전기 기기에 전력을 공급하는데, 이를테면 전원부(110)는 태양광을 수집하는 태양광 수집부와, 수집된 태양광을 전기에너지로 변환하는 에너지 변환부와, 변환된 에너지를 저장하는 전력저장부를 구비하여 태양광 에너지를 이용할 수 있다.

타이머 설정부(120)는 엘이디(LED)들의 작동시간을 조절하기 위한 것으로, 소독 및 건조를 실행하기 위한 작동시간은 피소독건조물(이를테면, 화장용 브러시, 화장 팩, 칫솔, 수건, 행주, 신발 등)의 종류, 크기, 형태, 개수, 오염정도 등을 고려하여 미리 설정된다.

온도 감지부(130)는 피소독건조물이 수납되는 공간(이를테면, 수납박스, 캐비넷 등)의 온도를 감지하고, 감지된 온도에 따라 피소독건조물의 건조를 실행하기 위한 히터(heater)로 투입되는 전원을 선택적으로 차단함으로써, 피소독건조물이 수납되는 공간의 온도를 조절할 수 있도록 해준다.

도어상태 감지부(140)는 피소독건조물이 수납되는 박스(미도시)의 전면에 설치된 도어의 개폐상태를 감지하기 위한 것으로, 이 경우 이를테면, 도어 접촉센서로 리미트 스위치(limit switch) 등을 사용하여 접촉 시 특정치 이상의 전압이 발생되어 그 접촉 상태를 감지할 수 있게 된다.

이로써, 본 발명은 피소독건조물이 수납되는 박스(미도시)의 도어가 열린 상태에서 엘이디(LED)가 점등되지 않도록 제어하여, 사용자의 시력 및 피부 등을 유해한 자외선으로부터 보호할 수 있게 된다.

엘이디 선택구동부(150)는 피소독건조물의 상태를 고려하여 서로 다른 파장 영역을 갖고 빛을 방출하는 복수개의 엘이디(LED)들을 선택적으로 선택 구동한다.

이를테면, 엘이디(LED)들은 365nm~400nm 파장의 자외선을 방출하는 제1 엘이디, 280nm~365nm 파장의 자외선을 방출하는 제2 엘이디 및 100nm~280nm 파장의 자외선을 방출하는 제3 엘이디를 포함할 수 있으며, 이들 제1 ~ 제3 자외선 엘이디는 피소독건조물의 상태를 고려하여 피소독건조물을 향해 선택적으로 조사함으로 소독작업을 실시할 수 있다.

즉 피소독건조물의 소독할 정도가 심할수록 파장이 짧은 제3 자외선 엘이디를 선택적으로 조사할 수 있다.

또한 400nm ~ 500nm의 빛을 방출하는 제4 엘이디를 구비하고, 피소독건조물의 상태를 고려하여 피소독건조물을 향해 조사함으로 건조작업을 실시할 수 있다.

이 경우 엘이디(LED)들은 모듈 형태로 배치되지만, 경우에 따라서는 모듈 외의 다른 다양한 형태로 배치될 수도 있다.

바람직하게는 엘이디(LED)의 조사에 의해 광촉매 반응을 일으키기 위한 필터(미도시)를 피소독건조물의 전방에 설치할 수도 있다.

이를 부연설명하면, 필터(미도시)는 광촉매의 산화 반응에 의해 공기 중 유해물질을 제거하기 위한 것으로, 광촉매의 살균 및 탈취기능에 의해 피소독건조물의 수납 박스에 유입된 공기는 정화되어 외부로 배출된다.

필터(미도시)는 광촉매의 효과적인 반응을 위해, 메탈폼(metal foam) 형태를 구비할 수 있으며, 피소독건조물의 수납 박스의 구조나 내부 공간의 크기에 따라 소정 형태( 이를테면, 원반 형상 등)를 구비할 수 있다.

여기서 메탈폼은 모든 기공이 연결된 완전 개방형 가공성 금속 구조체로 다양한 기공 크기와 낮은 비중량, 높은 가용 용이성을 가지며, 이 경우 메탈폼은 순수폼(Pure Foam)이나 합금폼(Alloy Foam)일 수 있다.

순수폼은 기본 금속(Ni, Fe, Cu 등)이 가지고 있는 특성을 그대로 유지한 채 3차원 열린 기공의 구조적 성질을 갖도록 제조된 소재로, 넓은 비표면적을 통해 높은 반응성을 갖는다.

합금폼은 니켈(Ni), 철(Fe) 또는 구리(Cu) 폼이 가지고 있는 기본 성질에 첨단 합금 기술을 적용하여 제조된 신소재를 지칭한다.

광촉매는 자외선에 의해 활성화하여 공기 중 유해물질(이를테면, 탄화수소계유기화합물 등)을 산화시키는데, 이를테면 산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 황화카드뮴(CdS), 산화지르코늄(ZrO2), 산화주석(SnO2), 산화바나듐(V2O2), 삼산화텅스텐(WO3) 및 티탄산스트론튬(SrTiO3) 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 재료로 이루어질 수 있으며, 광학적으로 활성화되며 실질적으로 부식이 없고, 생물학적으로나 화학적으로 안정할 뿐만 아니라 저렴한 TiO2(Titanium Dioxide) 인 것이 바람직하다.

다음으로, 피소독건조물 상태판단부(160)는 박스(미도시)에 안치된 피소독건조물의 상태(이를테면, 종류, 크기, 형태, 개수 또는 오염정도)를 감지하고, 감지된 상태를 판단하여 상태 정보를 제공함으로, 서로 다른 자외선 파장대역을 갖는 자외선 엘이디 선택구동부(150)를 선택적으로 구동될 수 있도록 한다.

발광전압 조정부(170)는 엘이디(LED)들이 방출하는 자외선 광량을 검출하고, 조정하는 기능을 수행하는데, 이에 대한 구체적인 설명은 도 2에서 후술한다.

보호층 작동부(180)는 소독 또는 건조 작업을 수행하지 않을 경우 외부환경으로부터 자외선 엘이디(UV-LED)들을 보호하기 위해 엘이디(LED)들을 덮어주는 덮개 역할을 하는데, 이에 대한 구체적인 구조 등의 설명은 도 3에서 후술한다.

제어부(190)는 전원부(110), 타이머 설정부(120), 온도 감지부(130), 도어상태 감지부(140), 자외선 엘이디 선택구동부(150), 피소독건조물 상태판단부(160), 발광전압 조정부(170) 및 보호층 작동부(180)를 제어한다.

도 2는 본 발명에 따른 발광전압 조정부의 일 실시예를 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 발광전압 조정부(170)는 전원장치(10), 발광전압 조정장치(20), 표시장치(30), 엘이디(41), 광량 검출장치(42), 상부커버(43), 베이스 커버(44) 및 리세스(45)를 포함한다.

엘이디(41)들은 전원장치(10)로부터 전원을 인가 받으며, 상부 커버(43)의 내벽에 배치되는 광량검출장치(42)는 엘이디(41)들로부터 방출되는 자외선의 광량 세기를 검출하고, 검출된 자외선 광량을 일정한 전기 신호로 출력시킨다.

광량검출장치(42)는 자외선 광량의 세기가 일정 수준 이하로 떨어지면 하이(High) 출력신호를 발생시키는 자외선 포토 디텍터(UV Photo Detector)일 수 있다.

이를테면, 포토 디텍터는, 자외선(UV) 광량에 따라 전류값을 변동시키는 포토다이오드(D)와, 포토다이오드(D)에게 역방향 바이어스를 인가하기 위해 포토다이오드(D)의 애노드에 직렬로 네거티브 단자가 연결된 전원(V)과, 포토다이오드(D)의 캐소드에 연결된 반전단자(-)와 접지된 비반전(+) 단자를 갖는 연산증폭기(OP-AMP)와, 연산증폭기의 출력단자(Vout)와 연산증폭기의 반전단자(-) 사이에 연결된 저항기(R)로 구성될 수 있다.

이와 같은 구성을 갖는 포토 디텍터는, 소독 및 건조 장치 내에서 자외선이 조사되면서 포토다이오드(D)에는 일정한 크기의 전류가 흐르게 되며, 이 상태에서 자외선 광량의 세기가 일정 크기 이하로 감소되면, 포토다이오드(D)를 흐르는 전류량이 감소하게 되고, 일정 크기의 기준 전류량까지 감소하게 되면, 연산증폭기의 출력단자(Vout)로 하이(high) 신호가 출력된다.

한편 광량검출장치(42)의 출력신호는 표시장치(30) 및 발광전압 조정장치(20)로 입력된다.

표시장치(30)는, 소독 및 건조 장치 내부에서의 자외선 광량의 세기를 디지털 숫자 또는 아날로그 그래프 등의 방법으로 사용자에게 실시간으로 표시한다.

발광전압 조정장치(20)는 광량검출장치(42)로부터의 출력신호가 하이인 경우, 전압/전류의 크기를 증가하여 인가하라는 명령을 전원장치(10)로 입력하고, 이에 따라 전원장치(10)는 엘이디(41)들로 크기가 증가된 전압 또는 전류를 인가하여 엘이디(41)들로부터 조사되는 자외선 광량의 세기가 다시 증가되도록 피드백 제어 한다.

이로써, 본 발명은 조사되는 자외선 광량의 세기가 일정 수준 이상으로 유지되도록 하여 살균, 소독 등과 같은 자외선 조사 효과가 일정하게 발생될 수 있도록 해준다.

도 3은 본 발명에 따른 보호층 작동부의 일 실시예를 나타낸 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 보호층 작동부(190)는 하부커버(1), 측부커버(2), 상부커버(3), 개구부(4), 엘이디(41) 및 보호층(51)을 포함한다.

보호층(51)들은 본 발명에 따른 소독 및 건조장치가 살균동작을 수행하는 온 상태인 경우, 개구부(4)가 열리는 상부커버(3)의 아래 부분에 위치하고, 본 발명에 따른 소독 및 건조장치가 살균동작을 수행하지 않는 오프 상태인 경우, 개구부(4)가 닫히는 엘이디(41)들을 덮는 위치로 이동함으로써, 엘이디(41)를 외부 환경으로부터 보호해 준다.

이 경우 보호층(51)들이 개구부(4)를 열리거나 닫히도록 이동하도록, 보호층(51)에 직접 연결되는 모터(미도시)를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 전원이 공급되는 경우 모터 구동 신호를 발생시켜 모터를 구동함으로 개구부(4)가 열리는 위치로 보호층(51)들을 이동시키는 모터 컨트롤러(미도시)를 구비할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 엘이디를 이용한 소독 및 건조 장치를 통한 화장용 브러시의 소독 및 건조를 구현하는 일 실시예를 나타낸 것이다.

도 4에 도시된 바대로, 본 발명은 소독 및 건조대(5) 위에 화장용 브러시(6)를 안치시키고, 화장용 브러시(6)의 크기, 형태, 개수 등을 고려하여 엘이디(41)의 조사 시간, 강도 등을 손쉽게 조정함으로써, 소독 및 건조 작업을 효율적으로 수행할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

110 : 전원부
120 : 타이머 설정부
130 : 온도 감지부
140 : 도어상태 감지부
150 : 엘이디 선택구동부
160 : 피소독건조물 상태판단부
170 : 발광전압 조정부
180 : 보호층 작동부
190 : 제어부

Claims

전기 기기에 전력을 공급하는 전원부;
피소독건조물을 향해 빛을 방출하는 엘이디(LED)들의 작동 시간을 설정하는 타이머 설정부;
상기 피소독건조물이 수납되는 공간의 온도를 감지하고, 감지된 온도에 따라 상기 피소독건조물의 건조를 실행하기 위한 히터(heater)로 투입되는 전원을 선택적으로 차단함으로써, 피소독건조물이 수납되는 공간의 온도를 조절할 수 있도록 해주는 온도 감지부;
도어 접촉센서로 리미트 스위치(limit switch)를 사용하여 접촉 시 특정치 이상의 전압이 발생되어 그 접촉 상태를 감지함으로써, 상기 피소독건조물이 수납되는 박스의 전면에 설치된 도어의 개폐상태를 감지하는 도어상태 감지부;
상기 피소독건조물의 상태를 감지하고, 감지된 상태를 판단하여 상태 정보를 제공하는 피소독건조물 상태판단부;
상기 피소독건조물의 상기 상태 정보를 고려하여, 소독작업 또는 건조작업을 수행하기 위해, 서로 다른 파장 영역을 갖고 빛을 방출하는 복수개의 상기 엘이디(LED)들을 선택 구동하는 엘이디 선택구동부;
상기 엘이디(LED)들이 방출하는 광량을 검출하고, 상기 광량의 세기를 조정하는 발광전압 조정부; 및
소독 또는 건조 작업을 수행하지 않을 경우 외부환경으로부터 상기 엘이디(LED)들을 보호하기 위해 상기 엘이디(LED)들을 위에서 덮도록 작동 명령하는 보호층 작동부를 포함하며,
상기 보호층 작동부는,
하부 커버에 일정한 간격을 두고 배치된 상기 엘이디(LED)들을 위에서 덮도록, 상부 커버면에 부착되어 있는 보호층; 및
상기 보호층에 연결된 모터에 구동신호를 보내 상기 보호층을 이동 시키도록 명령하는 모터 컨트롤러를 구비하고,
상기 상태 정보는,
상기 피소독건조물의 종류, 크기, 형태, 개수 또는 오염정도를 포함하며,
상기 엘이디 선택구동부는,
320nm~400nm 파장을 방출하는 제1 엘이디;
280nm~320nm 파장을 방출하는 제2 엘이디; 및
100nm~280nm 파장을 방출하는 제3 엘이디를 선택적으로 구동하여 상기 피소독건조물의 소독작업을 수행하고,
상기 엘이디 선택구동부는,
400nm~500nm 파장을 방출하는 제4 엘이디를 구동하여 상기 피소독건조물의 건조작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 엘이디를 이용한 소독 및 건조 장치.
삭제
삭제
삭제
제 1항에 있어서, 상기 발광전압 조정부는,
전원을 인가 받아 자외선을 방출하는 엘이디;
상기 엘이디로부터 방출되는 자외선의 광량 세기를 검출하고, 검출된 자외선 광량을 일정한 전기 신호로 출력시키는 광량 검출장치;
상기 자외선의 광량 세기를 디지털 숫자 또는 아날로그 그래프로 실시간 표시하는 표시장치; 및
상기 광량 검출장치가 출력하는 신호를 인가받아 미리 설정된 설정값을 유지하도록 피드백 제어하는 발광전압 조정장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디를 이용한 소독 및 건조 장치.