KR102271578B1 - 자외선 살균 시스템 및 상기 자외선 살균 시스템의 석영관 세척 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자외선 살균 시스템의 챔버 내부에 설치되는 석영관을 세척하기 위한 석영관 세척 장치에 관한 것으로, 상기 챔버 내 중앙에서 상기 석영관과 나란하게 설치되고 상기 챔버의 외측에 설치되는 모터의 구동에 의해 회전하는 리드 스크류; 상기 리드 스크류의 외주면에 결합되어 상기 리드 스크류의 회전 시 상기 리드 스크류의 길이 방향을 따라 직선 이동하는 볼 스크류 너트; 및 상기 볼 스크류 너트에 고정 결합되고 상기 볼 스크류 너트와 함께 직선 이동하여 상기 석영관의 외면에 고착된 이물질을 제거하는 제1 세척부; 및 상기 볼 스크류 너트에 회전 가능하게 결합되고 상기 리드 스크류의 외주면에 고정되어 상기 리드 스크류의 회전에 의해 상기 제1 세척부와 함께 직선 이동함과 아울러, 상기 석영관의 원주방향으로 회전하는 제2 세척부를 포함한다.

Description

자외선 살균 시스템 및 상기 자외선 살균 시스템의 석영관 세척 장치{ULTRAVIOLET RAYS STERILIZING SYSTEM AND QUARTZ TUBE CLEANING DEVICE THEREOF}

본 발명은 자외선 살균 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자외선 램프가 내부에 수용된 석영관의 세척 효율을 향상시킬 수 있는 자외선 살균 시스템 및 상기 자외선 살균 시스템의 석영관 세척 장치에 관한 것이다.

자외선 램프에 의한 살균방식은 다른 살균방식에 비하여 살균 또는 소독시간이 짧고, 약품을 사용하는 방식과 달리 반영구적으로 사용이 가능하며 소독 후에 잔존물이 남지 않는다는 장점이 있다.

또한, 인체에 별다른 영향을 미치지 않을 뿐만 아니라, 다른 방식에 비하여 사용이 매우 편리하여 다양한 분야에서 활용되고 있다.

일반적으로 자외선 살균 장치(UV sterilizer)는 자외선 램프(미도시)를 이용하여 물 속에 포함된 세균을 효율적으로 살균하기 위하여 금속 또는 플라스틱으로 제작된 중공관 형태의 챔버 내부에 자외선 램프가 수용된 석영관(quartz tube)이 챔버의 길이방향으로 설치되며 석영관과 챔버 사이로 물을 통과시켜 살균 또는 소독이 원활하게 이루어지도록 구성된다.

그러나, 자외선 살균 장치는 가동 중 석영관의 외주면에 스케일 등의 이물질이 고착되게 되며, 이러한 석영관 표면의 오염은 자외선의 투과율을 감소시켜 자외선 살균을 통한 수처리 효율을 저하시킬 수 있다.

이에 따라, 자외선 살균 장치는 주기적으로 석영관을 세척해주어야 하는데, 세척을 위해 석영관을 분리하게 되면, 석영관을 분리 및 조립해야 하는 과정으로 인해 번거로울 뿐만 아니라 세척하는 동안 자외선 살균 시스템의 가동을 중지해야 하므로 비효율적일 수 있다.

대한민국 등록특허 제10-0454167호에는 마찰 푸싱 방식 와이퍼 세척장치가 장착된 자외선 살균기가 개시되어 있다.

상기 자외선 살균 장치는 자외선 램프의 석영관이 통과하는 완충판(buffer plate)에 결합된 와이퍼가 푸셔링(pusher ring)에 의해 석영관 외부 벽면에 접촉되어 왕복운동하면서 석영관 외벽의 퇴적물을 제거하는 와이퍼 세척 시스템을 가진다.

이때, 푸셔링은 실린더에 의해 완충판이 왕복운동하는 동안 와이퍼와 석영관을 접촉시키도록 구성되는데, 실린더로 인한 장치의 길이가 길어지게 되고 속도 조절이 어려울 뿐만 아니라 이동거리에 대한 제약이 따르게 된다.

또한, 석영관의 외주면에 고착되는 이물질은 강한 강도를 가지고 있기에 이와 같은 단순 직선 이동 방식의 석영관 세척 장치는 직선 이동 시 와이퍼의 편심에 의한 접촉력 불균일과 편마모로 인하여 석영관의 외면을 완벽하게 세척하기에는 어려움이 있으며, 이는 와이퍼와 석영관의 수명을 단축시키게 된다.

한편, 종래에는 유체의 흐름을 이용하는 방법도 제시되어 있는데, 석영관의 외주면에 고착된 스케일 등의 이물질을 제거할 수 있을 정도의 유체의 흐름을 발생시키는 것은 사실상 불가능하므로 이에 대한 개선이 요구된다.

대한민국 등록특허공보 제10-0454167호 대한민국 등록특허공보 제10-1558153호

본 발명은 자외선 램프가 내부에 수용된 석영관을 분리하지 않고 석영관의 외면에 부착된 스케일 등의 이물질을 자동으로 간편하게 세척할 수 있을 뿐만 아니라, 석영관의 세척 효율을 향상시킬 수 있는 자외선 살균 시스템 및 자외선 살균 시스템의 석영관 세척 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 자외선 살균 시스템의 챔버 내부에 설치되는 석영관을 세척하기 위한 석영관 세척 장치로서, 상기 챔버 내 중앙에서 상기 석영관과 나란하게 설치되고 상기 챔버의 외측에 설치되는 모터의 구동에 의해 회전하는 리드 스크류; 상기 리드 스크류의 외주면에 결합되어 상기 리드 스크류의 회전 시 상기 리드 스크류의 길이 방향을 따라 직선 이동하는 볼 스크류 너트; 상기 볼 스크류 너트에 고정 결합되고 상기 볼 스크류 너트와 함께 직선 이동하여 상기 석영관의 외면에 고착된 이물질을 제거하는 제1 세척부; 및 상기 볼 스크류 너트에 회전 가능하게 결합되고 상기 리드 스크류의 외주면에 고정되어 상기 리드 스크류의 회전에 의해 상기 제1 세척부와 함께 직선 이동함과 아울러, 상기 석영관의 원주방향으로 회전하는 제2 세척부를 포함하는 자외선 살균 시스템의 석영관 세척 장치가 제공될 수 있다.

상기 제2 세척부는, 상기 볼 스크류 너트의 외주면에 회전 가능하게 결합되고 상기 리드 스크류의 회전축을 중심으로 회전하는 제1 기어부; 상기 제1 기어부와 맞물려 상기 석영관이 관통 삽입되는 복수의 제2 기어부; 및 상기 석영관의 외주면에 밀착되도록 상기 제2 기어부에 고정되는 복수의 와이퍼부재를 포함할 수 있다.

상기 제1 기어부는, 일측부에는 상기 리드 스크류가 결합되는 스크류 결합홀이 형성되고 타측부에는 상기 볼 스크류 너트의 적어도 일부가 삽입되는 너트 수용부가 형성되는 제1 기어 몸체; 및 상기 제1 기어 몸체의 타측부에 연장 형성되고 외주면이 상기 제2 기어와 맞물리는 기어 플랜지부를 포함할 수 있다.

상기 제2 기어부는, 내주면에는 상기 석영관이 관통 삽입되고 외주면이 상기 제1 기어부와 맞물리는 제2 기어 몸체; 및 상기 제2 기어 몸체의 전후측에 결합되어 상기 제2 기어 몸체의 내주면에 상기 와이퍼부재를 고정하는 한쌍의 측판부재를 포함할 수 있다.

상기 제1 세척부는, 중앙부에 형성된 스크류 관통홀에 상기 리드 스크류가 관통되고 상기 스크류 관통홀의 둘레방향으로 일정한 간격을 갖고 상기 석영관이 관통되는 석영관 관통홀이 형성된 와이퍼 카트리지 베이스프레임; 및 상기 석영관 관통홀의 내주면에 고정설치되는 복수의 와이퍼부재를 포함할 수 있다.

상기 볼 스크류 너트는, 상기 리드 스크류의 외경에 대응하는 내경을 갖고 상기 리드 스크류의 외주면에 결합되는 너트 몸체; 상기 너트 몸체의 일측 단부에서 연장 형성되고 상기 제1 세척부가 고정되는 고정 플랜지부; 및 상기 너트 몸체의 타측 단부에 연장 형성되어 상기 제1 기어 몸체의 내부에 형성된 단턱에 걸림 지지되는 걸림 지지부를 포함할 수 있다.

상기 제2 세척부는, 상기 볼 스크류 너트의 외주면에 회전 가능하게 결합되고 상기 리드 스크류의 회전축을 중심으로 회전하는 메인 기어부; 상기 메인 기어부와 맞물려 상기 석영관이 관통 삽입되는 보조 기어부; 및 상기 석영관의 외주면에 밀착되도록 상기 보조 기어부에 고정되는 복수의 와이퍼부재를 포함할 수 있다.

상기 메인 기어부는, 일측부에 상기 리드 스크류가 결합되는 스크류 결합홀이 형성되고 타측부에는 상기 볼 스크류 너트의 적어도 일부가 삽입되는 볼 너트 수용부가 형성되는 메인 기어 몸체; 및 상기 메인 기어 몸체의 외주면 중앙에서 상기 메인 기어 몸체의 둘레 방향으로 돌출 형성되고 상기 보조 기어부의 회전을 가이드하는 가이드 핀이 구비되는 회전 가이드부를 포함할 수 있다.

상기 보조 기어부는, 내주면에 상기 석영관이 관통 삽입되는 보조 기어 몸체; 및 상기 보조 기어 몸체의 양측 단부에 연장 형성되고 상기 가이드 핀이 삽입되는 가이드 슬롯부를 구비하는 휠 플랜지부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 세척부와 상기 제2 세척부는 상기 석영관의 외주면에 밀착되는 복수의 와이퍼부재를 각각 포함하고, 상기 와이퍼부재의 내주면에는 복수개의 요홈이 상기 와이퍼부재의 전체 길이에 걸쳐 나선형태로 연장 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 외면에 유입구와 유출구를 구비하며 내부로 유체가 흐르는 중공관 형태의 챔버; 상기 챔버의 내부에 설치되어 상기 챔버의 내부로 유입되는 유체를 살균하기 위한 자외선 램프를 보호하는 복수의 석영관; 상기 석영관이 관통 삽입되어 상기 석영관의 외면에 고착된 이물질을 제거하는 세척유닛; 및 상기 석영관의 길이방향을 따라 상기 세척유닛을 왕복이동시키는 구동유닛을 포함할 수 있다.

상기 세척유닛은, 상기 구동유닛에 결합되어 상기 구동 유닛에 의해 상기 석영관의 길이 방향을 따라 직선 이동하는 제1 세척부; 및 상기 제1 세척부와 함께 상기 석영관의 길이 방향으로 직선 이동함과 동시에 상기 석영관의 원주 방향으로 회전하는 제2 세척부를 포함할 수 있다.

본 발명은 제1 세척부와 제2 세척부에 설치되는 와이퍼부재의 직선 이동에 의한 1차 세척과, 제2 세척부의 기어 메커니즘에 따른 와이퍼부재의 회전 운동으로 인한 2차 세척을 통해 석영관의 외주면을 단계별 세척하여 석영관의 세척 효율이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명은 리드 스크류와 연결되는 하나의 모터를 통해 복수의 와이퍼부재를 직선 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제2 세척부에 적용된 기어 메커니즘을 통한 와이퍼부재의 회전 운동이 가능하여 설치비용이 저렴하고 유지관리가 용이할 뿐 아니라 석영관 및 와이퍼의 수명을 연장시키며, 또한, 세척 효율이 향상되어 자외선 살균 시스템의 수처리 효율이 유지될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 살균 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 살균 시스템의 석영관 세척 장치를 분리하여 사시도로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 석영관 세척 장치의 배면을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 석영관 세척 장치의 측단면을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 석영관 세척 장치의 리드 스크류를 분리하여 도시한 도면이다.
도 6은 본 실시예의 볼 스크류 너트를 분리하여 도시한 도면이다.
도 7은 본 실시예의 제1 기어부를 분리하여 도시한 도면이다.
도 8은 본 실시예의 제2 기어부를 분리하여 도시한 도면이다.
도 9는 본 실시예의 와이퍼부재를 분리하여 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 석영관 세척 장치의 제2 세척부의 변형예를 도시한 도면이다.
도 11은 본 변형예의 메인 기어부를 분리하여 도시한 도면이다.
도 12는 본 변형예의 보조 기어부를 분리하여 도시한 도면이다.
도 13은 도 10에 도시된 제2 세척부의 일부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 석영관 세척 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 살균 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 자외선 살균 시스템은, 내부로 유체가 흐르는 중공관 형태의 챔버(10) 내에 복수의 석영관(20)이 설치되고, 석영관(20)의 내부에는 유체 속에 포함되는 세균 등을 살균 또는 소독하기 위한 자외선 램프(미도시)가 설치된다.

챔버(10)는 양측이 개방된 중공관 형태로 마련되고, 챔버(10)의 개방된 양측에는 한 쌍의 밀폐부재(30)가 각각 결합되어 챔버(10)의 내부 공간을 밀폐되며, 챔버(10)의 외면에는 유체의 유입구(11)와 유출구(13)가 형성된다.

석영관(20)은, 챔버(10)의 내부에서 챔버(10)의 길이방향으로 설치되어 자외선 램프(미도시)를 보호하기 위한 것으로, 챔버(10)의 양측에 결합된 밀폐부재(30)를 관통하여 별도의 고정 부재(21)에 의해 고정된다.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 챔버(10) 내부에는 4개의 석영관(20)의 설치되어 있는 것이 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 챔버(10)의 크기 또는 요구되는 살균 효율에 따라 3개 이하 또는 5개 이상의 석영관(20)이 설치될 수 있다.

자외선 살균 시스템은 가동 중 석영관(20)의 외면에 스케일 등의 이물질이 고착되게 되며, 이러한 석영관(20)의 오염은 자외선의 투과율을 감소시켜 자외선 살균을 통한 수처리 효율을 저하시킬 수 있다.

이에 따라, 주기적으로 석영관을 세척해주어야 하는데, 세척을 위해 석영관을 분리하게 되면, 석영관을 분리 및 조립해야 하는 과정으로 인해 번거로울 뿐만 아니라 세척하는 동안 자외선 살균 시스템의 가동을 중지해야 하므로 비효율적일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 살균 시스템은 석영관(20)을 분리하지 않고 자동으로 간편하게 세척할 수 있는 석영관 세척 장치를 구비한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 살균 시스템의 석영관 세척 장치를 분리하여 사시도로 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 석영관 세척 장치의 배면을 도시한 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 석영관 세척 장치의 측단면을 도시한 도면이다.

또한, 도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 석영관 세척 장치의 각 구성을 분리하여 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 석영관 세척 장치는, 자외선 살균 시스템의 챔버(10) 내부에 설치되는 석영관(20)을 세척하기 위한 석영관 세척 장치로서, 석영관(20)이 관통 삽입되어 석영관(20)의 외면에 고착된 이물질 제거하는 세척유닛과, 석영관(20)의 길이방향을 따라 상기 세척유닛을 왕복이동시키는 구동유닛을 포함한다.

본 실시예의 구동유닛은 리드 스크류(100)와 볼 스크류 너트(200)로 구성되고, 세척유닛은 제1 세척부(300)와 제2 세척부(400)로 구성된다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 살균 시스템의 석영관 세척 장치를 설명함에 있어서, 구동유닛에 대해 먼저 설명하고, 세척유닛에 대해서는 후술하기로 한다.

먼저, 본 실시예의 구동유닛은 챔버(10) 내 중앙에 설치되는 리드 스크류(100)와, 리드 스크류(100)의 외주면에 결합되는 볼 스크류 너트(200)로 구성된다.

리드 스크류(100)는 챔버(10) 내부에서 석영관(20)과 나란하도록 석영관(20)의 길이방향을 따라 길게 설치되며, 챔버(100)의 외측에 설치되는 모터(M)의 구동에 의해 회전할 수 있다.

이때, 모터(M)는 챔버(10)의 양측에 결합되는 한 쌍의 밀폐부재(30) 중 어느 하나의 면 상에 별도의 브래킷(40)을 통해 설치될 수 있으며, 커플러(미도시)에 의해 리드 스크류(100)의 일측과 연결될 수 있다.

리드 스크류(100)는 외주면에 나사산(미부호)이 형성되어 후술하는 볼 스크류 너트(200)가 외주면에 결합되고, 모터(M)의 구동에 의해 볼 스크류 너트(200)를 리드 스크류(100)의 길이 방향을 따라 직선 이동시킬 수 있다.

볼 스크류 너트(200)는 리드 스크류(100)의 외주면에 결합되어 리드 스크류(100)의 회전 시 리드 스크류(100)의 길이 방향을 따라 직선 이동할 수 있다.

구체적으로, 본 실시예의 볼 스크류 너트(200)는, 리드 스크류(100)의 외주면에 결합되는 너트 몸체(210)와, 너트 몸체(210)의 일측 단부에서 연장 형성되는 고정 플랜지부(230)를 포함할 수 있다.

너트 몸체(210)는 원통 형상을 가지며, 리드 스크류(100)의 외경에 대응하는 내경을 가질 수 있다.

고정 플랜지부(230)는 너트 몸체(210)의 일측 단부에서 연장 형성되는데, 고정 플랜지부(230)에는 후술하는 제1 세척부(300)가 고정 설치될 수 있다.

본 실시예에서, 고정 플랜지부(230)에는 복수의 볼트 체결홀(미부호)이 형성되어, 제1 세척부(300)는 볼트 체결 방식에 의해 고정부(230)에 고정 설치될 수 있다.

이러한 방식 외에도, 제1 세척부(300)는 용접 결합 방식 등을 통하여 고정 플랜지부(230)에 고정 설치될 수 있다.

본 실시예의 석영관 세척 장치는, 상기와 같은 구성을 갖는 구동유닛에 석영관(20)의 외면에 고착된 이물질을 제거하기 위한 세척유닛이 결합되고, 구동유닛은 석영관(20)의 길이방향을 따라 세척유닛을 왕복이동시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 석영관 세척 장치는, 기존 공압식이나 유압식 실린더가 아닌 모터(M) 구동 방식을 적용하여, 종래기술에서 세척유닛을 이동시키기 위한 실린더의 구성으로 인해 장치의 길이가 길어지게 되고 직선운동을 회전운동으로 변환할 때 과도한 구동력이 요구되며, 속도 조절이 어려울 뿐만 아니라 이동거리에 대한 제약이 따르는 등의 문제점이 해소될 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 석영관 세척 장치의 세척유닛에 대해 설명한다.

본 실시예의 세척유닛은 볼 스크류 너트(200)에 고정 결합되는 제1 세척부(300)와, 볼 스크류 너트(200)에 회전 가능하게 결합되는 제2 세척부(400)로 구성된다.

제1 세척부(300)는 와이퍼 카트리지(wiper cartridge) 베이스프레임(310)과, 와이퍼 카트리지 베이스프레임(310)에 고정 설치되는 복수의 제1 와이퍼부재(330)를 포함할 수 있다.

와이퍼 카트리지 베이스프레임(310)은 중앙부에 형성된 스크류 관통홀(311)에 리드 스크류(100)가 관통되며, 스크류 관통홀(311)의 둘레방향으로 일정한 간격을 갖고 석영관(20)이 관통되는 석영관 관통홀(313)이 형성될 수 있다.

제1 와이퍼부재(330)는 석영관(20)의 외주면 밀착되어 석영관(20)의 외면에 고착되는 스케일 등의 이물질을 제거하기 위한 것으로 석영관 관통홀(313)의 내주면에 고정 설치될 수 있다.

본 실시예의 제1 와이퍼부재(330)는 탄성적으로 변형이 가능하고 자외선에 영향을 받지않는 재질로 마련될 수 있으며, 바람직하게는, 실리콘(silicon) 또는 테프론(tefron) 계열의 바이톤(viton) 중 어느 하나의 재질로 마련될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 살균 시스템의 석영관 세척 장치는, 복수의 제1 와이퍼부재(330)를 포함하는 제1 세척부(300)가 볼 스크류 너트(200)에 고정 결합되어, 모터(M)의 구동에 의해 제1 세척부(300)가 직선 이동하면서 석영관(20) 외면에 부착된 이물질을 제거할 수 있다.

제2 세척부(400)는 볼 스크류 너트(200)의 외주면에 회전 가능하게 결합되는 제1 기어부(410)와, 제1 기어부(410)와 맞물리는 복수의 제2 기어부(430)와, 제2 기어부(430)에 고정되는 복수의 제2 와이퍼 부재(450)를 포함할 수 있다.

제1 기어부(410)는 볼 스크류 너트(200)의 외주면에 회전 가능하게 결합되는 것으로, 제1 기어 몸체(411)와, 제1 기어 몸체(411)로부터 연장 형성되는 기어 플랜지부(413)로 구성될 수 있다.

제1 기어 몸체(411)는 일측부에 리드 스크류(100)가 결합되는 스크류 결합홀(411a)이 형성되고 타측부에는 볼 스크류 너트(200)의 적어도 일부가 삽입되는 볼 너트 수용부(411b)가 형성될 수 있다.

본 실시예의 제1 기어 몸체(411)는 모터(M)의 구동 시 제1 기어 몸체(411)가 리드 스크류(100)의 길이 방향 축을 중심으로 하여 리드 스크류(100)와 함께 회전 회전하도록 마련될 수 있다.

즉, 제1 기어 몸체(411)에는 스크류 결합홀(411a)의 내주면으로부터 제1 기어 몸체(411)의 중심 방향으로 돌출되는 돌기부(411c)가 더 형성될 수 있으며, 이때, 리드 스크류(100)의 외주면에는 돌기부(412)에 대응하여 리드 스크류(100)의 길이 방향을 따라 고정홈(101) 이 형성될 수 있다.

고정홈(101)은 리드 스크류(100)의 외주면에서 리드 스크류(100)의 길이 전체에 걸쳐 길게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

또한, 본 실시예의 제1 기어부(410)는 볼 스크류 너트(200)와 함께 직선 이동이 가능하도록 마련될 수 있다.

즉, 제1 기어 몸체(411)의 내부에는 단턱(411d)이 형성되고, 볼 스크류 너트(200)는 너트 몸체(210)의 타측 단부에 연장 형성되어 제1 기어 몸체(411)의 내부에 형성된 단턱(411d)에 걸림 지지는 걸림 지지부(250)를 더 포함할 수 있다.

이때, 제1 기어 몸체(411)의 단턱(411d)과 볼 스크류 너트(200)의 걸림 지지부(250) 사이에는 베어링(270)이 설치될 수 있다.

기어 플랜지부(413)는 제1 기어 몸체(411)의 타측부에 연장 형성되며, 외주면에 복수개의 기어 치형(413a)가 형성되어 후술하는 제2 기어부(430)와 맞물릴 수 있다.

제2 기어부(430)는 제1 기어부(410)와 맞물려 회전하는 것으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 기어 몸체(431)와, 제2 기어 몸체(431) 전후측에 결합되는 한쌍의 측판부재(433)로 구성될 수 있다.

제2 기어 몸체(431)는 중앙부에 석영관(20)이 관통 삽입되며, 외주면에는 복수개의 기어 치형(431a)이 형성되어 기어 플랜지부(413)의 기어 치형(413a)과 맞물려 회전되도록 마련될 수 있다.

측판부재(433)는 제2 기어 몸체(431)의 전후측에 결합되는데, 한 쌍의 측판부재(433)는 제2 기어 몸체(431)의 내주면에 제2 와이퍼부재(450)를 고정하는 역할을 할 수 있다.

제2 와이퍼부재(450)는, 제1 와이퍼부재(330)와 동일하게, 석영관(20)의 외주면 밀착되어 석영관(20)의 외면에 고착되는 스케일 등의 이물질을 제거하기 위한 것으로, 석영관(20)의 길이방향으로 제1 와이퍼부재(330)와 이격되며 제2 기어 몸체(431)의 전후측에 결합되는 한쌍의 측판부재(433)에 의해 제2 기어 몸체(431)의 내주면에 고정 설치될 수 있다.

제2 와이퍼부재(450)는, 제1 와이퍼부재(330)와 유사하게, 탄성적으로 변형이 가능하고 자외선에 영향을 받지않는 재질, 즉, 실리콘(silicon) 또는 테프론(tefron) 계열의 바이톤(viton) 중 어느 하나의 재질로 마련될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 석영관 세척 장치는, 제1 세척부(300)와 제2 세척부(400)에 설치되는 와이퍼부재(330)(450)의 직선 이동에 의한 1차 세척과, 제2 세척부(400)의 기어 메커니즘에 따른 제2 와이퍼부재(450)의 회전 운동으로 인한 2차 세척을 통해 석영관(20)의 외면을 단계별 세척하여 석영관(20)의 세척 효율이 향상될 수 있다.

한편, 제1 세척부(300)와 제2 세척부(400)에 각각 마련되는 제1 와이퍼부재(330)와 제2 와이퍼부재(450)는 석영관(20)의 외면에서 직선 및 회전 운동으로 인한 마찰열이 발생될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 석영관 세척장치는, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 와이퍼부재(330)와 제2 와이퍼부재(450)의 내주면에 복수개의 요홈(331)(451)이 제1 와이퍼부재(330) 및 제2 와이퍼부재(450)의 전체 길이에 걸쳐 나선형태로 연장 형성되어, 와이퍼 내부로 유체의 흐름을 유도하여 이물질을 배출함과 아울러, 석영관(20)의 외주면 접촉 마찰을 최소화하는 구조로 마련될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 살균 시스템의 석영관 세척 장치는, 제2 세척부의 제1 기어부(410)와 제2 기어부(430)의 기어 메커니즘을 통해 제2 와이퍼부재(450)가 제1 세척부(410)의 제1 와이퍼부재(330)와 함께 직선 이동함과 아울러 석영관(20)의 원주방향으로는 회전되어 석영관(20)의 세척효율이 향상될 수 있다.

또한, 챔버(10)의 중앙에 위치한 리드 스크류(100)의 회전에 의해 제1 세척부(300)의 직선 이동과 제2 세척부(400)의 직선 이동 및 회전 운동을 동시에 수행할 수 있다.

다시 말해, 리드 스크류(100)와 연결되는 하나의 모터(M)를 통해 복수의 와이퍼부재(330)(450)를 직선 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제2 세척부(400)에 적용된 기어 메커니즘을 통한 와이퍼부재(450)의 회전 운동이 가능하여 설치비용이 저렴하고 유지관리가 용이할 뿐 아니라 세척 효율이 향상되어 자외선 살균 시스템의 수처리 효율이 유지될 수 있다.

한편, 본 실시예에서 제2 세척부(400)에 적용되는 기어 메커니즘은 상술한 제1 기어부(410)와 제2 기어부(430)의 결합 구조뿐만 아니라, 스퍼 기어(spur gear), 헬리컬 기어(hellical gear), 제네바 기어(geneve drive) 등의 다양한 기어 메커니즘이 적용될 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 석영관 세척 장치의 제2 세척부의 변형예를 도시한 도면이고, 도 11 내지 도 12는 본 변형예의 메인 기어부와 보조 기어부 각각을 분리하여 도시한 도면이며, 도 13은 도 10에 도시된 제2 세척부의 일부를 확대하여 나타낸 도면이다.

본 변형예에 따른 제2 세척부는, 도 10 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 메인 기어부(470)와, 메인 기어부(470)와 맞물리는 복수의 보조 기어부(490)를 포함하며, 메인 기어부(470)와 보조 기어부(490)는 제네바 기어 메커니즘 구조로 마련될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 보조 기어부(490)의 내주면에는, 제2 기어부(430)와 유사하게, 별도의 와이퍼부재(미도시)가 고정 설치되는 것은 당연하므로, 와이퍼부재에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.

메인 기어부(470)는, 제1 기어부(410)와 유사하게, 볼 스크류 너트(200)의 외주면에 회전 가능하게 결합되고, 리드 스크류(100)의 회전축을 중심으로 회전하도록 마련될 수 있다.

도 11을 참조하면, 메인 기어부(470)는 메인 기어 몸체(471)와 회전 가이드부(473)로 구성되며, 메인 기어 몸체(471)는 일측부에 리드 스크류(100)가 결합되는 스크류 결합홀(471a)이 형성되고, 타측부에는 볼 스크류 너트(200)의 적어도 일부가 삽입되는 볼 너트 수용부(471b)가 형성될 수 있다.

회전 가이드부(473)는 메인 기어 몸체(471)의 외주면 중앙부에서 메인 기어 몸체(471)의 둘레방향을 따라 돌출 형성될 수 있다.

회전 가이드부(473)는 후술하는 보조 기어부(490)의 회전을 가이드 하는 복수의 가이드 핀(473a)이 형성될 수 있다.

본 실시예에서, 가이드 핀(473a)은 메인 기어 몸체(471) 회전 중심축으로부터 일정 거리를 갖고 회전 가이드부(473) 전후 측면에 복수개 설치될 수 있다. 또한, 가이드 핀(473)은 보조 기어부(490)의 수와 동일한 개수로 마련되는 것이 바람직할 수 있다.

또한, 메인 기어부(470)는, 제1 기어부(410)와 유사하게, 모터(M)의 구동 시 메인 기어 몸체(471)가 리드 스크류(100)의 길이 방향 축을 중심으로 하여 리드 스크류(100)와 함께 회전 회전하고, 볼 스크류 너트(200)와 함께 직선 이동이 가능하도록 마련될 수 있다.

즉, 본 실시예의 메인 기어부(470)는, 도면에 도시되지는 않았으나, 스크류 결합홀(471a)의 내주면으로부터 메인 기어 몸체(471)의 중심 방향으로 돌출되는 돌기부(미도시)와, 볼 스크류 너트(200)의 걸림 지지부(250)가 걸림 지지되도록 메인 기어 몸체(471)의 내부에 형성되는 단턱(미도시)을 더 포함할 수 있다.

보조 기어부(490)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 내주면에 석영관(20)이 관통 삽입되는 보조 기어 몸체(491)와, 보조 기어 몸체(491)의 양측 단부에 연장 형성되고 가이드 핀(473a)이 삽입되는 가이드 슬롯부(493a)를 구비하는 휠 플랜지부(493)를 포함할 수 있다.

이하에서는, 도 13을 참조하여, 본 실시예에 따른 제네바 기어 메커니즘 구조로 마련되는 제2 세척부의 설계 방법에 대해 간략히 설명한다.

본 실시예의 제2 세척부는 아래와 같은 방법을 통해 도면화할 수 있으며, 보조 기어부(490)의 휠 플랜지부(493)에 형성되는 가이드 슬롯부(493a)의 길이와 폭의 도출이 가능할 수 있다.

우선, 메인 기어부(470)와 보조 기어부(490)의 회전축 중심간 거리 ‘c’는 하기의 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.

여기에서, ‘a’는 메인 기어부(470)의 회전축 중심으로부터 회전 가이드부(473)에 구비되는 가이드 핀(473a)까지의 거리를 의미하고, ‘n’은 휠 플랜지(493)에 형성되는 가이드 슬롯부(493a)의 개수를 의미한다.

상기 [수학식 1]을 통해, 메인 기어부(470)의 회전축 중심으로부터 가이드 핀(473a)까지의 거리 ‘a’가 결정된 상태에서 메인 기어부(470)와 보조 기어부(490)의 회전축 중심간 거리 ‘c’를 도출할 수 있다.

이와 반대로, 메인 기어부(470)와 보조 기어부(490)의 회전축 중심간 거리 ‘c’가 기 설정된 상태에서 메인 기어부(470)의 회전축 중심으로부터 가이드 핀(473a)까지의 거리 ‘a’를 도출할 수도 있다.

한편, 보조 기어부(490)의 회전축 중심으로부터 휠 플랜지부(493)의 외주면까지 거리, 즉, 보조 기어부(490)의 반경(wheel radius) ‘b’은 하기의 [수학식 2]와 같이 나타낼 수 있다.

상기 [수학식 1]과 상기 [수학식 2]에 의해, 인 기어부(470)의 회전축 중심으로부터 가이드 핀(473a)까지의 거리 ‘a’, 메인 기어부(470)와 보조 기어부(490)의 회전축 중심간 거리 ‘c’, 및 보조 기어부(490)의 반경 ‘b’가 도출될 수 있다.

이를 이용하여, 보조 기어부(490)의 휠 플랜지부(493)에 형성되는 가이드 슬롯부(493a)의 길이 ‘s’와, 가이드 슬롯부(493a)의 폭 ‘w’는 하기의 [수학식 3]과 [수학식 4]와 같이 나타낼 수 있다.

여기에서, ‘p’는 가이드 핀(473a)의 직경을 의미하고, ‘t’는 기 설정된 허용 틈새를 의미한다. 본 실시예에 있어서, 허용 틈새 ‘p’는 0.05 ~ 0.2mm의 수치가 적용될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 살균 시스템은, 챔버(10) 내부의 자외선의 세기(또는, 강도)를 측정하기 위한 하나 이상의 UV 센서(50)와, UV 센서(50)를 통해 측정된 자외선의 강도를 이용하여 모터(M)의 구동을 제어하는 제어부(60)를 더 포함할 수 있다.

UV 센서(50)는 자외선 램프의 자외선 세기에 대한 실시간 측정이 가능하도록 마련될 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이, 챔버(10)의 길이 등을 고려하여 하나 이상 마련되는 것이 바람직할 수 있다.

제어부(60)는 UV 센서(50)로부터 자외선 측정 강도를 입력받으며, 이를 이용하여 모터(M)의 구동을 제어할 수 있다.

이하, 본 실시예의 UV 센서(50) 및 제어부(60)를 통한 석영관 세척 장치의 제어 방법에 대해 간략히 설명한다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 석영관 세척 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예에 따른 석영관 세척 장치의 제어 방법은, 도 14에 도시된 바와 같이, 자외선 세기를 측정하는 단계(S10)와, 측정된 자외선 강도와 기설정된 자외선 기준 강도와 비교하는 단계(S20)와, 세척 장치의 연속 세척 횟수를 고려하여 점검 및 수리 필요 여부를 판단하는 단계(S30)를 포함할 수 있다.

먼저, 자외선 세기를 측정하는 단계(S10)에서 UV 센서(50)를 통해 자외선 램프의 자외선 세기(또는, 강도)를 실시간으로 측정할 수 있다.

그리고, 자외선의 강도를 비교하는 단계(S10)에서는, UV 센서(50) 통해 측정된 자외선 강도와 기설정된 기준 강도(δ)를 비교하고, 측정된 자외선 강도가 기설정된 기준 강도(δ) 이상인 경우에는 모터(M)의 전원을 오프(도 14의 S11 참조)하여 석영관 세척 장치의 작동을 멈출 수 있다.

이와 반대로, 자외선의 측정 강도가 기준 강도(δ) 이하인 경우에는, 점검 및 수리 필요 여부 판단 단계(S20)로 진입한다.

여기에서, 자외선의 측정 강도가 ‘0’인 경우에는 자외선 살균 시스템의 가동 여부를 확인하여, 미가동 시 자외선 살균 시스템을 재가동(reset)시키도록 한다.

점검 및 수리 필요 여부 판단 단계(S20)에서는, 석영관 세척 장치의 통한 연속 세척 횟수(N)를 카운트하며, 연속 세척 횟수(N)가 일정 횟수 이상인 경우에는 모터(M)의 구동을 정지(S31)하고, 작업자에게 점검 및 수리 필요에 대한 경고 메시지를 전달(S32)할 수 있다.

한편, 석영관 세척 장치를 통한 석영관의 연속 세척 횟수(N)가 일정 횟수 미만인 경우에는 모터(M)의 구동을 유지(S40)함으로써, 석영관의 세척을 진행할 수 있다. 본 실시예에서, 일정 횟수란 2~3회 정도인 것이 바람직할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 좌외선 살균 시스템의 석영관 세척 장치는, 리드 스크류의 일측에 연결되는 단일의 모터 구동에 의해 챔버 내부에 복수개 설치되는 석영관을 동시에 세척할 수 있다.

또한, 제1 세척부의 제1 와이퍼부재와 제2 세척부의 제2 와이퍼부재를 이격 배치하고, 리드 스크류에 결합된 하나의 볼 스크류 너트가 직선 이동하는 것에 의해 제1 와이퍼부재는 석영관의 길이방향을 따라 직선 이동하고, 제2 와이퍼부재는 제1 와이퍼부재와 함께 직선 이동함과 아울러 석영관의 원주방향으로 회전 운동하게 되므로, 석영관의 세척 효율이 향상될 수 있다.

본 실시예에 따른 자외선 살균 시스템의 석영관 세척 장치는 관로형과 수로형의 자외선 살균 시스템 모두에 적용될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 챔버 20: 석영관
30: 밀폐부재 40: 브래킷
50: UV 센서 60: 제어부
100: 리드 스크류 200: 볼 스크류 너트
210: 너트 몸체 230: 고정 플랜지부
250: 걸림 지지부 270: 베어링
300: 제1 세척부 310: 와이퍼 카트리지 베이스프레임
330: 제1 와이퍼부재 400: 제2 세척부
410: 제1 기어부 411: 제1 기어 몸체
413: 기어 플랜지부 430: 제2 기어부
431: 제2 기어 몸체 433: 측판부재
450: 제2 와이퍼부재 470: 메인 기어부
471: 메인 기어 몸체 473: 회전 가이드부
490: 보조 기어부 491: 보조 기어 몸체
493: 휠 플랜지부 M: 모터

Claims (11)

1. 자외선 살균 시스템의 챔버 내부에 설치되는 석영관을 세척하기 위한 석영관 세척 장치로서,
   상기 챔버 내 중앙에서 상기 석영관과 나란하게 설치되고 상기 챔버의 외측에 설치되는 모터의 구동에 의해 회전하는 리드 스크류;
   상기 리드 스크류의 외주면에 결합되어 상기 리드 스크류의 회전 시 상기 리드 스크류의 길이 방향을 따라 직선 이동하는 볼 스크류 너트;
   상기 볼 스크류 너트에 고정 결합되고 상기 볼 스크류 너트와 함께 직선 이동하여 상기 석영관의 외면에 고착된 이물질을 제거하는 제1 세척부; 및
   상기 볼 스크류 너트에 회전 가능하게 결합되고 상기 리드 스크류의 외주면에 고정되어 상기 리드 스크류의 회전에 의해 상기 제1 세척부와 함께 직선 이동함과 아울러, 상기 석영관의 원주방향으로 회전하는 제2 세척부를 포함하고,
   상기 제1 세척부는,
   중앙부에 형성된 스크류 관통홀에 상기 리드 스크류가 관통되고 상기 스크류 관통홀의 둘레방향으로 일정한 간격을 갖고 상기 석영관이 관통되는 석영관 관통홀이 형성된 와이퍼 카트리지 베이스프레임; 및
   상기 석영관 관통홀의 내주면에 고정설치되는 복수의 제1 와이퍼부재를 포함하고,
   상기 제2 세척부는,
   상기 볼 스크류 너트의 외주면에 회전 가능하게 결합되고 상기 리드 스크류의 회전축을 중심으로 회전하는 제1 기어부;
   상기 제1 기어부와 맞물려 상기 석영관이 관통 삽입되는 복수의 제2 기어부; 및
   상기 석영관의 외주면에 밀착되도록 상기 제2 기어부에 고정되는 복수의 제2 와이퍼부재를 포함하고,
   상기 제1 기어부는,
   일측부에는 상기 리드 스크류가 결합되는 스크류 결합홀이 형성되고 타측부에는 상기 볼 스크류 너트의 적어도 일부가 삽입되는 너트 수용부가 형성되는 제1 기어 몸체; 및
   상기 제1 기어 몸체의 타측부에 연장 형성되고 외주면이 상기 제2 기어부와 맞물리는 기어 플랜지부를 포함하고,
   상기 복수의 제1 와이퍼부재의 직선 이동에 의한 1차 세척과, 상기 복수의 제2 와이퍼부재의 직선 및 회전 운동으로 인한 2차 세척을 통해 상기 석영관의 외주면을 단계별 세척하는 자외선 살균 시스템의 석영관 세척 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제2 기어부는,
   내주면에는 상기 석영관이 관통 삽입되고 외주면이 상기 제1 기어부와 맞물리는 제2 기어 몸체; 및
   상기 제2 기어 몸체의 전후측에 결합되어 상기 제2 기어 몸체의 내주면에 상기 와이퍼부재를 고정하는 한쌍의 측판부재를 포함하는 자외선 살균 시스템의 석영관 세척 장치.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 볼 스크류 너트는,
   상기 리드 스크류의 외경에 대응하는 내경을 갖고 상기 리드 스크류의 외주면에 결합되는 너트 몸체;
   상기 너트 몸체의 일측 단부에서 연장 형성되고 상기 제1 세척부가 고정되는 고정 플랜지부; 및
   상기 너트 몸체의 타측 단부에 연장 형성되어 상기 제1 기어 몸체의 내부에 형성된 단턱에 걸림 지지되는 걸림 지지부를 포함하는 자외선 살균 시스템의 석영관 세척 장치.
   
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