KR102400993B1 - 휴대품 전용 자외선 살균장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자외선 살균장치에 관한 것으로, 전면에 투입구가 형성되고 후면에 배출구가 형성되며, 사용자의 신호를 입력받고 정보를 출력하는 입출력부가 형성된 케이스부; 케이스부 내부에 배치되어 살균을 위한 자외선을 조사하는 자외선광원부; 자외선광원부로부터 조사되는 자외선에 의해 소지품이 살균될 수 있는 살균공간으로 소지품을 이송시키고 외부로 배출시키는 이송부; 투입구로 소지품이 투입되면 제1 센서신호를 생성하는 제1 센서 및 살균공간에 소지품이 접근하면 제2 센서신호를 생성하는 제2 센서를 포함하는 센서부; 및 제1 센서신호 및 제2 센서신호를 수신하여 자외선광원부 및 이송부를 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는, 제1 센서부로부터 제1 센서신호가 발생하면 이송부의 속도를 제1 이송속도로 제어하고, 이송부가 제1 이송속도로 제어되는 동안 제2 센서부로부터 제2 센서신호가 발생하면 이송부의 속도를 제2 이송속도로 제1 설정시간만큼 동작하도록 제어함과 동시에 자외선광원부를 동작하여 자외선을 조사하며, 제1 이송속도는 제2 이송속도를 초과하는 것을 특징으로 한다.

Description

휴대품 전용 자외선 살균장치 {Ultraviolet sterilizer for portable items}

본 발명은 개인소지품을 간편하게 빠른시간 내로 살균할 수 있는 휴대품 전용 자외선 살균장치에 관한 것이다.

최근 코로나 19의 확산에 따라 개인위생에 대한 관심이 높아지면서 자외선(UV)을 활용한 살균기에 대한 연구개발이 활발하게 이루어지고 있다. 특히, 개인의 신체(예를 들어, 손이나 얼굴 등)에 대한 살균소독 뿐만 아니라, 개인소지품(예를 들어, 휴대폰 등)에 대한 살균소독에 대한 관심이 높아지고 있는 추세이다.

이러한 추세에 따라 최근 휴대품을 살균하기 위한 자외선 살균장치가 다 수 출시되고 있다.

그런데 자외선을 활용한 자외선 살균장치의 경우, 물품의 살균을 위해 짧게는 수분에서 길게는 수십분 이상 살균을 해야 살균효과가 있어 개인소지품 중에서 보관을 위한 물품, 예를 들어 칫솔 등을 보관하는 보관함 등에서 사용되고 있는 실정이다. 이는 최근 LED를 활용한 자외선 살균(UV-LED)의 경우 광량이 부족하여 살균시간이 길어질 뿐만 아니라, 살균 자체의 균일성도 떨어지기 때문이다.

또한, 종래의 자외선 살균장치는 보관형 장치로 사용되다보니, 개인이 직접 휴대하고 다니는 경우에만 활용될 수 있어, 다 수의 인원이 출입하는 다중이용시설, 예를 들어 관공서나 병원 등에서 개인이 지닌 휴대품에 대한 살균을 수행할 수 없는 문제가 있다.

이에 본 출원인은 휴대품을 살균하기 위한 자외선 라인빔 살균장치를 개발하여 판매하였으며, 이에 대한 종래 특허기술은 아래와 같다.

특허 등록번호 제10-2146916호 (발명의 명칭 : 자외선 라인빔 살균기)

그러나, 출원인이 개발한 종래의 자외선 라인빔 살균장치는 아래와 같은 문제가 있다.

우선, 내부에 총 4개의 센서가 삽입되는데 센서의 민감도에 따른 오작동 문제가 빈번하게 발생되어 센서교체를 위한 A/S 문의가 발생하여 이에 대한 손해가 발생했을 뿐만 아니라, 제조과정에서도 센서가 4개 삽입되기 때문에 제조단가가 올라가는 문제가 발생하였다.

또한, 개인소지품을 자외선 라인빔 살균장치의 반입부에 배치시키는 경우, 반입과 소독, 그리고 반출시에 개인소지품의 이송속도가 균일하여, 속도를 높이는 고속살균에서는 소독효과가 떨어지는 문제가 발생하였고, 반대로 저속살균에서는 소지품 살균시간이 약 7초가 소모되어 사용자가 이를 대기함에 따라 다중이용시설 입장시간이 길어지는 문제가 발생하였다.

또한, 컨베이어벨트를 투입부와 반출부에 모두 배치시킴에 따라 안정적으로 휴대품을 반입-살균-반출시킬 순 있었으나, 소지품의 이송거리가 길어 살균시간이 길어지는 문제가 발생하였다.

또한, 연속동작에 대한 제어가 이루어지지 않아, 다 수의 사용자가 소지품을 살균하기 위해서는 이전 사용자의 소지품에 대한 살균이 완전히 이루어진 다음에 살균이 이루어졌기 때문에 다 수의 사용자 대기시간이 길어지는 문제가 발생하였다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 연속적으로 살균동작이 이루어짐과 동시에 종래 제품에 비해 크기가 컴팩트해지고 살균속도가 빨라진 자외선 살균장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 살균장치는, 전면에 투입구가 형성되고 후면에 배출구가 형성되며, 사용자의 신호를 입력받고 정보를 출력하는 입출력부가 형성된 케이스부; 상기 케이스부 내부에 배치되어 살균을 위한 자외선을 조사하는 자외선광원부; 상기 자외선광원부로부터 조사되는 자외선에 의해 소지품이 살균될 수 있는 살균공간으로 소지품을 이송시키고 외부로 배출시키는 이송부; 상기 투입구로 소지품이 투입되면 제1 센서신호를 생성하는 제1 센서 및 상기 살균공간에 소지품이 접근하면 제2 센서신호를 생성하는 제2 센서를 포함하는 센서부; 및 상기 제1 센서신호 및 상기 제2 센서신호를 수신하여 상기 자외선광원부 및 상기 이송부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 센서부로부터 제1 센서신호가 발생하면 상기 이송부의 속도를 제1 이송속도로 제어하고, 상기 이송부가 상기 제1 이송속도로 제어되는 동안 상기 제2 센서부로부터 상기 제2 센서신호가 발생하면 상기 이송부의 속도를 제2 이송속도로 수신시간동안 동작하도록 제어함과 동시에 상기 자외선광원부를 제어하여 상기 살균공간으로 자외선을 조사하며, 상기 제1 이송속도는 상기 제2 이송속도를 초과하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이송부는, 투입된 소지품을 상기 살균공간까지 이송하기 위한 컨베이어벨트; 상기 컨베이어벨트 양단에 각각 배치되어 모터의 회전력을 상기 컨베이어벨트로 전달하는 제1 메인샤프트 및 제2 메인샤프트; 및 상기 제2 메인샤프트로부터 후측으로 설정간격 이격되어 상기 배출구로 소지품을 배출시키기 위해 회전하는 보조샤프트를 포함하고, 상기 살균공간은, 상기 제2 메인샤프트와 상기 보조샤프트 사이에 설정간격만큼 이격된 공간인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 센서는 상기 제1 메인샤프트 양 단에 배치되어 상기 컨베이어벨트로 소지품이 투입되면 상기 제1 센서신호를 생성하고, 상기 제2 센서는 상기 제2 메인샤프트 양 단에 배치되어 상기 살균공간으로 소지품이 투입되면 상기 제2 센서신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 자외선광원부는, 상기 살균공간 상측에 배치되어 상기 살균공간 상부를 살균하는 제1 자외선을 생성하는 상부광원모듈; 상기 살균공간 하측에 배치되어 상기 살균공간 상부를 살균하는 제1 자외선을 생성하는 하부광원모듈; 및 상기 제1 자외선 및 상기 제2 자외선 중 하나 이상의 자외선이 반사되어 상기 살균공간의 측부를 살균하기 위한 측면반사경을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 메인샤프트 및 상기 제2 메인샤프트는 지면을 기준으로 수평하게 배치되고, 상기 보조샤프트는 상기 제2 메인샤프트보다 지면을 기준으로 설정각도만큼 기울어진 하측에 배치되며, 상기 상부광원모듈 및 상기 하부광원모듈은 상기 살균공간을 기준으로 상기 설정각도만큼 기울어지도록 배치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이송부는, 상기 제2 메인샤프트 및 상기 보조샤프트 사이에 배치되고, 자외선이 투과될 수 있는 자외선투과부를 더 포함하고, 상기 하부광원모듈로부터 발생되는 상기 제2 자외선이 상기 자외선투과부를 투과하여 상기 살균공간 하부를 살균하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 제1 센서신호 및 상기 제2 센서신호가 동시에 수신되거나 상기 제2 센서신호가 수신된 상태에서 상기 제1 센서신호가 수신되면, 1차적으로 상기 이송부의 속도를 상기 제2 센서신호가 수신된 시점으로부터 수신이 끊기는 시간인 수신시간동안 제2 이송속도로 제어하고, 상기 수신시간 경과 후에 상기 이송부를 제1 이송속도로 제어하여 소지품이 연속투입되는 경우 연속동작이 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 제1 센서신호를 수신하여 상기 이송부를 제1 이송속도로 제어하는 상태에서, 상기 제2 센서신호가 수신되면, 수신시간동안 상기 이송부의 속도를 제2 이송속도로 제어하고, 상기 수신시간 경과 후 제1 설정시간동안 상기 이송부를 제1 이송속도로 제어하며, 상기 제2 센서신호가 수신되지 않으면, 상기 이송부의 속도를 제1 이송속도로 제2 설정시간동안 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 따르면 아래와 같은 효과가 있다.

우선 제어부의 자외선광원부 및 이송부 제어 프로세스를 개발하여 2개의 센서(소지품의 투입여부, 살균공간의 배치여부)만을 통해서도 소지품의 살균이 효율적으로 이루어지고, 기존의 센서 4개를 2개로 대체하였다는 점에서 생산단가가 감소할 뿐만 아니라 센서의 불량률에 따른 제품 불량률이 대폭 감소하는 효과가 있다.

또한, 소지품의 단순 이송시의 이송속도와 소지품의 살균시의 이송속도를 다르게 조절함으로써, 소지품의 이송은 빠르게 수행함과 동시에 살균의 효율은 최대한으로 높여 소지품의 살균시간을 단축함과 동시에 살균효과는 종래의 제품 효과를 그대로 가져갈 수 있도록 하여, 살균시간이 약 4초로 단축되는 효과가 있다.

또한, 종래의 컨베이어 벨트를 나누어 소지품을 이송시키는 구조에서 일 측은 컨베이어 벨트, 타 측은 보조샤프트를 배치하여 소지품을 이송시키고 살균함으로써 소지품의 이송거리가 짧아지고, 이는 제품의 크기를 컴팩트하게 함으로써 구매욕구를 불러일으킴과 동시에 제조단가가 낮아지는 효과가 있다.

또한, 소지품의 연속적인 투입 시에도 살균소독이 가능하도록 제어부의 제어 프로세스를 개발함으로써, 다 수의 인원이 있는 다중이용시설 등에서 효율적으로 사용자가 소지품을 살균할 수 있는 효과가 있다.

또한, 컨베이어벨트의 후단 하측으로 보조샤프트를 설정각도만큼 기울이도록 배치함으로써, 살균공간이 기울어지고, 이에 따라 조사되는 자외선이 전후면, 양 측면뿐만 아니라 상하전후양측면 모든 면을 살균할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 살균장치의 외면을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자외선 살균장치의 내부를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 살균장치의 내부를 도시한 전면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자외선 살균장치의 내부를 도시한 후면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자외선 살균장치의 측면을 도시한 측단면도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 살균장치 중 이송부의 상부를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 살균장치 중 이송부에서 컨베이어벨트를 제거한 상부를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 살균장치의 살균동작을 도시한 플로우차트.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구조나 방법에 한정되지 않는다.

본 발명의 실시예에 따른 자외선 살균장치는 개인소지품, 예를 들어 스마트폰 등을 짧은 시간에 살균할 수 있는 장치이나, 이에 한정되지 않고 그 크기가 확대되어 개인물품 등을 살균하는 장치로 공항등에서도 활용될 수 있음은 물론이다. 이하에서는 이러한 자외선 살균장치를 간략하게 ‘살균장치’로 호칭하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 살균장치의 외면을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자외선 살균장치의 내부를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 살균장치의 내부를 도시한 전면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자외선 살균장치의 내부를 도시한 후면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자외선 살균장치의 측면을 도시한 측단면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 살균장치 중 이송부의 상부를 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 살균장치 중 이송부에서 컨베이어벨트를 제거한 상부를 도시한 도면이다.

아래에서는 도 1을 기준으로 살균장치(100)의 좌측하부를 전면, 우측상부를 후면, 전면의 상측부분을 상면, ㄴ자 형상의 우측하부와 그에 대칭되는 부분을 측면으로 정의한다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자외선 살균장치(100)는 외부를 구성하여 전면으로 소지품이 삽입되고 후면으로 소지품이 배출되며, 사용자의 입력을 수신하고 외부로 정보를 출력하는 입출력부(113)가 형성된 케이스부(110), 케이스부(110) 내부에 배치되어 전면으로 삽입된 소지품을 후면으로 이송시키는 이송부, 소지품의 삽입여부와 소독여부를 결정하기 위한 센서부(120), 센서부(120)의 신호에 따라 이송중인 소지품의 살균을 수행하기 위한 자외선광원부, 센서부(120)로부터 신호를 수신하여 신호종류에 따라 이송부와 자외선광원부를 제어하는 제어부(150) 및 전원공급 여부를 결정하기 위한 전원부를 포함할 수 있다. 아래에서는 각 구성에 대하여 상세히 설명한다.

케이스부(110)는 전면에 소지품이 투입되기 위한 투입구(111)가 배치되고 후면에 소지품이 배출되기 위한 배출구(112)가 형성될 수 있고, 배출구(112)에는 안정적으로 소지품이 배출되기 위한 배출트레이를 포함할 수 있다.

또한, 케이스부(110)는 투입구(111)를 차단하는 전면차단부(114a)와 배출구(112)를 차단하는 후면차단부(114b)를 포함할 수 있고, 이는 내부에 형성되는 자외선이 외부로 배출되지 않도록 하기 위함이다.

또한, 케이스부(110)는 전원부와 연결되어 사용자가 장치의 전원을 온오프할 수 있는 전원스위치와 내부의 살균동작 상태와 장치의 상태를 확인할 수 있고 사용자로부터 설정값을 입력받는 입출력부(113)를 포함할 수 있다.

이송부는 케이스부(110) 내부, 상세히는 케이스부(110)의 투입구(111)로부터 배출구(112) 방향으로 소지품을 이송시키는 수단이다. 이송부는 소지품 이송을 위한 동력을 제공하는 동력부(146), 동력부(146)에 연결되어 회전하는 메인샤프트와 보조샤프트(144)를 포함하는 샤프트부, 메인샤프트에 연결되어 이송부를 이송시키기 위한 컨베이어벨트(141), 컨베이어벨트(141)의 장력을 조절하는 장력조절부(148) 및 메인샤프트와 보조샤프트(144) 사이에 배치되어 자외선이 통과되기 위해 투과재질로 이루어진 자외선투과부(145)를 포함할 수 있다.

동력부(146)는 케이스부(110) 내부 하측에 배치되어 샤프트부를 회전시키는 수단이다. 상세히, 동력부(146)는 제어부(150)로부터 전달받는 신호에 따라 제1 이송속도 또는 제2 이송속도로 샤프트부가 회전할 수 있도록 동력을 생성할 수 있고, 일 예로 모터를 포함할 수 있다.

샤프트부는 동력부(146)로부터 동력을 전달받아 회전하는 구성으로 컨베이어 벨트가 연결되는 2개의 메인샤프트와 컨베이어벨트(141)로부터 이송된 소지품을 배출구(112)로 배출시키기 위한 보조샤프트(144)를 포함할 수 있다. 여기서 투입구(111) 측에 배치된 메인샤프트를 제1 메인샤프트(142), 제1 메인샤프트(142)와 보조샤프트(144) 사이에 배치된 메인샤프트를 제2 메인샤프트(143)로 정의한다.

상세히, 제2 메인샤프트(143)는 동력부(146)의 축과 연결되어 동력부(146)로부터 전달되는 회전동력에 따라 회전할 수 있는 수단이다. 이에 따라 제2 메인샤프트(143)가 회전하면 이에 연결된 컨베이어벨트(141)에 의해 제1 메인샤프트(142) 역시 회전하면서 컨베이어 벨트가 살균장치(100) 전방에서 후방으로 돌아가면서 회전될 수 있다. 이 경우, 보조샤프트(144)는 제2 메인샤프트(143)와 타이밍 벨트를 통해 연결되어 있어 제2 메인샤프트(143)가 회전하는 경우, 동일속도로 회전할 수 있다.

또한, 제1 메인샤프트(142)는 양 측단에 위치조절부가 배치될 수 있다. 상세히, 위치조절부는 제1 메인샤프트(142) 양 측단에서 전후 방향으로 설정거리만큼 이동가능하도록 배치될 수 있고, 후술할 장력조절부(148)에 의해 위치조절부가 설정위치에서 고정됨에 따라 컨베이어벨트(141)의 장력이 조절될 수 있다.

또한, 메인샤프트, 상세히는 제2 메인샤프트(143)와 보조샤프트(144)는 설정간격만큼 이격될 수 있다. 이 경우, 설정간격은 일반적인 소지품의 크기보다 좁은 간격일 수 있다. 일 예로, 휴대폰을 주 살균목적으로 하는 경우에는 휴대폰의 길이보다 좁은 간격을 가질 수 있다. 여기서, 설정간격만큼 이격된 공간을 ‘살균공간(147)’으로 정의한다. 이는 후술할 자외선광원부의 상부광원모듈(131) 및 하부광원모듈(132)로부터 조사되는 자외선이 이격공간인 ‘살균공간(147)’을 조사하기 때문이다.

또한, 메인샤프트는 컨베이어벨트(141)의 전단 및 후단이 연결됨과 동시에 컨베이어벨트(141)의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지홈이 형성될 수 있다. 이탈방지홈의 역할에 대해서는 컨베이어벨트(141)에 대한 설명에서 후술한다.

보조샤프트(144)는 메인샤프트 중 제2 메인샤프트(143)로부터 설정간격 이격되어 배치될 수 있고, 이 경우 설정간격만큼 이격된 공간은 살균공간(147)으로 정의됨은 전술하였다. 메인샤프트와 보조샤프트(144)의 배치를 살펴보면, 제1 메인샤프트(142) 및 제2 메인샤프트(143)는 지면을 기준으로 서로 수평한 위치에 전후 방향으로 컨베이어벨트(141)의 길이만큼 이격되어 배치될 수 있고, 보조샤프트(144)는 제2 샤프트보다 지면을 기준으로 하측으로 설정각도만큼 기울어진 후측에 배치될 수 있다. 이는 소지품이 컨베이어벨트(141)에서 보조샤프트(144)로 이송되는 경우, 안정적으로 보조샤프트(144)에 안착될 수 있도록 하기 위함이다.

축둘레를 따라 연장되도록 결합되고 축방향으로 일정간격 이격되도록 배치된 복 수개의 오링을 포함할 수 있다. 오링은 설정마찰력 이상의 마찰력을 지닌 재질, 예를 들어 고무 등의 재질로 이루어질 수 있고, 이로인해 컨베이어벨트(141)를 통해 보조샤프트(144)로 이송된 소지품은 안정적으로 토출구로 이송될 수 있다.

컨베이어벨트(141)는 메인샤프트의 축길이에 대응되는 폭을 가지고, 양 측단 내부에 제1 메인샤프트(142) 및 제2 메인샤프트(143)가 각각 배치되어 제2 메인샤프트(143)의 회전에 의해 후면 방향으로 회전하는 수단이다. 상세히, 컨베이어 벨트 양 측단 내면에는 이탈돌기가 길이방향을 따라 연장되어 메인샤프트에 형성된 이탈홈에 끼워진 상태로 회전됨에 따라 외부로 이탈되는 것이 방지되는 효과가 있다.

장력조절부(148)는 제1 메인샤프트(142)의 양 측단을 선택적으로 고정시킬 수 있는 수단이다. 상세히, 장력조절부(148)는 위치조절부에 접촉하여 위치조절부의 위치를 고정시킴으로써 제1 메인샤프트(142)의 위치를 조절할 수 있는 수단이다. 이를 통해 컨베이어벨트(141)는 타단이 제2 메인샤프트(143)에 의해 고정되고 일단이 제1 메인샤프트(142)의 위치에 따라 변화하면서 장력이 조절될 수 있는 수단이다.

자외선투과부(145)는 메인샤프트와 보조샤프트(144) 사이, 상세히는 제2 메인샤프트(143)와 보조샤프트(144) 사이에 설정간격만큼 이격된 이격공간, 즉 살균공간(147)에 배치되어, 이격된 틈 사이로 소지품이 떨어지는 것을 방지함과 동시에, 자외선이 통과하기 위한 재질, 일 예로 자외선 투과를 위한 광학유리로 이루어질 수 있다. 이를 통해 후술할 자외선광원부의 하부광원모듈(132)로부터 발생되는 자외선이 소지품의 하면을 효율적으로 살균할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.

센서부(120)는 이송부의 메인샤프트 전단 및 후단에 배치되어 투입구(111)로 투입되는 소지품을 검출하고, 배출구(112)로 배출되는 소지품을 검출할 수 있는 수단이다. 상세히, 센서부(120)는 제1 메인샤프트(142)의 측단, 즉 투입구(111) 측에 배치된 제1 센서부(121)와 제2 메인샤프트(143)의 측단, 즉 살균공간(147) 전측에 배치된 제2 센서부(122)를 포함할 수 있다.

또한, 제1 센서부(121)는 제1 메인샤프트(142) 일측에 배치된 제1 적외선송신부 및 제1 메인샤프트(142) 타측에 배치된 제1 적외선수신부를 포함하고, 제2 센서부(122)는 제2 메인샤프트(143) 일측에 배치된 제2 적외선송신부 및 제2 메인샤프트(143) 타측에 배치된 제2 적외선수신부를 포함할 수 있다.

센서부의 동작에 대하여 설명한다. 케이스부(110)에 형성된 투입구(111)로 소지품이 투입되면 제1 센서부(121)는 적외선 수신여부를 판단할 수 있고, 제1 적외선수신부가 적외선신호를 수신하지 않는 경우, 제1 센서신호를 생성할 수 있다. 즉, 제1 센서신호는 투입구(111)측에 소지품이 투입되는 경우 생성될 수 있다.

또한, 소지품이 제1 센서부(121)를 통과하여 이송되면서 제2 메인샤프트(143) 위치, 즉 살균공간(147)의 전측에 도달하면 제2 센서부(122)가 제2 적외선수신부가 적외선신호를 수신하지 않게 되고, 이 경우 제2 센서부(122)는 제2 센서신호를 생성할 수 있다. 즉, 제2 센서신호는 살균공간(147)에 소지품이 배치되는 경우 생성될 수 있다.

자외선광원부는 센서부의 센서신호에 따라 살균공간(147)으로 자외선을 조사함으로써, 소지품의 살균을 직접적으로 수행할 수 있는 수단이다. 상세히, 자외선광원부는 살균공간(147) 상측에 배치되어 살균공간(147) 상부로 제1 자외선을 조사하는 상부광원모듈(131), 살균공간(147) 하측에 배치되어 살균공간(147) 하부로 제2 자외선을 조사하는 하부광원모듈(132)을 포함할 수 있다.

상부광원모듈(131) 및 하부광원모듈(132)은 하나 이상의 실린더렌즈 및 실린더렌즈의 축방향을 따라 일정간격 이격되도록 배치된 다 수의 LED 모듈을 포함할 수 있고, 이 경우 LED 모듈로부터 발생되는 자외선은 실린더렌즈를 투과하여 살균공간(147)으로 조사될 수 있고, 실린더렌즈의 집광특성에 의해 자외선 살균력이 극대화되는 효과가 있다.

상부광원모듈(131)은 살균공간(147)의 상측, 상세히는 제2 메인샤프트(143)와 보조샤프트(144)의 연결선에 수직한 면의 전방으로 설정각도만큼 기울어지도록 배치될 수 있다. 이를 통해 상부광원모듈(131)의 하면으로부터 조사되는 제1 자외선은 지면에 수직한 축을 기준으로 전측방향으로 설정각도만큼 기울어진 방향으로 살균공간(147)의 상부를 살균하도록 조사될 수 있다.

마찬가지로 하부광원모듈(132)은 살균공간(147)의 하측, 상세히는 제2 메인샤프트(143)와 보조샤프트(144)의 연결선에 수직한 면의 후방으로 설정각도만큼 기울어지도록 배치될 수 있다. 이를 통해 하부광원모듈(132)의 상면으로부터 조사되는 제2 자외선은 지면에 수직한 축을 기준으로 후측방향으로 설정각도만큼 기울어진 방향으로 살균공간(147)의 하부를 살균하도록 조사될 수 있다.

즉, 상부광원모듈(131)과 하부광원모듈(132)은 모두 제2 메인샤프트(143)와 보조샤프트(144)의 기울기 각도(설정각도)만큼 기울어지도록 배치될 수 있다. 이는 지면에 수평한 방향으로 기울어지지 않고 자외선이 조사되는 경우, 소지품의 상면과 하면만 조사되는데 반하여 설정각도만큼 기울어진 상태에서는 자외선이 조사되면 소지품의 상면과 하면뿐만 아니라 전면과 후면까지 자외선에 의해 살균되기 때문이다. 실제로 실험을 통해 자외선을 조사한 결과, 소지품의 상하면뿐만 아니라 전후면까지 살균이 이루어짐을 확인할 수 있다. 소지품의 양 측면 살균방식에 대해서는 후술한다.

자외선광원부는 살균공간(147) 양 측단에 각각 배치되어 상부광원모듈(131) 및 하부광원모듈(132)로부터 조사되는 자외선을 살균공간(147)의 측방으로 반사시킴으로써, 소지품의 양 측면을 살균시키는 측면반사경(135)을 더 포함할 수 있다. 상세히, 측면반사경(135)은 살균공간(147)의 양 측단에 각각 설정각도만큼 후측으로 기울어지도록 배치되고, 상부광원모듈(131)로부터 조사되는 제1 자외선을 반사시켜 살균공간(147)의 중심방향으로 제3 자외선이 조사되도록 할 수 있고, 이에 따라 소지품의 양 측면이 제3 자외선에 의해 살균되는 효과가 있다.

자외선광원부는 상부광원모듈(131)의 전방에 배치되어 상부광원모듈(131)로부터 발생되는 열을 냉각시키기 위한 제1 냉각팬(133) 및 하부광원모듈(132)의 전방에 배치되어 하부광원모듈(132)로부터 발생되는 열을 냉각시키기 위한 제2 냉각팬(134)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 냉각팬은 제어부(150)에 의해 제어될 수 있으며, 상부광원모듈(131) 및 하부광원모듈(132)이 동작할 경우에만 각각 동작될 수 있다.

제어부(150)는 센서부(120)로부터 신호를 전달받고, 신호결과를 기초로 자외선광원부 및 이송부를 제어할 수 있는 수단이다. 상세히, 제어부(150)는 센서부(120)로부터 제1 센서신호 및 제2 센서신호를 수신하는 신호수신부(151), 신호수신부(151)로부터 수신된 신호에 따라 자외선광원부를 제어하는 광원제어부(152) 및 이송부를 제어하는 이송제어부(153)를 포함할 수 있다. 아래에서는 각 수단에 대하여 상세히 설명한다.

신호수신부(151)는 센서부(120)의 신호를 수신하는 수단으로, 제1 센서부(121)가 적외선신호를 수신하지 못하는 경우 생성되는 제1 센서신호와 제2 센서부(122)가 적외선신호를 수신하지 못하는 경우 생성되는 제2 센서신호를 수신할 수 있다.

광원제어부(152)는 신호수신부(151)의 센서신호 수신결과에 따라 자외선광원부를 제어할 수 있다. 광원제어부(152)는 신호수신부(151)가 제1 센서신호를 수신한 경우에는 자외선광원부를 동작시키지 않고, 제2 센서신호를 수신한 경우에만 자외선광원부를 동작시킬 수 있다. 이는 제1 센서신호를 통해 소지품이 투입구(111)로 유입된 경우가 아니라, 실제 살균공간(147)으로 소지품이 투입되었을 때 자외선광원부를 동작시켜 소지품으로 자외선을 조사하도록 할 수 있다.

상세히, 광원제어부(152)는 신호수신부(151)가 제2 센서신호를 수신하면 상부광원모듈(131)을 동작시켜 살균공간(147) 상부로 제1 자외선을 조사하여 살균함과 동시에 하부광원모듈(132)을 동작시켜 하부로 제2 자외선을 조사하여 살균공간(147) 하부를 살균할 수 있다. 이 과정에서 제1 자외선은 측면반사경(135)으로부터 반사되어 살균공간(147)의 양 측단에 제3 자외선 형태로 조사될 수 있다. 또한, 살균공간(147)이 설정각도만큼 기울어져 있기 때문에 제1 내지 제3 자외선에 의해 전면이 살균되는 효과가 있다.

이송제어부(153)는 신호수신부(151)의 센서신호 수신결과에 따라 이송부의 이송속도를 제어하는 수단이다. 상세히, 이송제어부(153)는 동력부(146)의 회전속도를 제어하여 제2 메인샤프트(143) 및 보조샤프트(144)의 회전속도를 조절할 수 있고, 이를 통해 이송부의 속도를 제어할 수 있는 수단이다. 아래에서는 이송제어부(153)의 상세한 동작에 대하여 설명한다.

우선, 이송부는 일반동작모드에서 투입구(111)로 소지품이 투입되어 제1 메인샤프트(142)를 지나가면 제1 센서부(121)가 제1 센서신호를 생성함에 따라 신호수신부(151)가 제1 센서신호를 수신할 수 있다. 신호수신부(151)가 제1 센서신호를 수신하면 이송제어부(153)는 동력부(146)의 회전속도를 제1 회전속도로 제어하여 컨베이어벨트(141) 상부의 소지품이 제1 이송속도로 이송되도록 할 수 있다. 이 경우, 소지품은 컨베이어 벨트의 전측, 즉 투입구(111)측으로부터 살균공간(147)까지 제1 이송속도로 이송될 수 있다.

이 상태에서 소지품이 살균공간(147)의 전측, 즉 제2 메인샤프트(143)를 지나가면 제2 센서부(122)가 제2 센서신호를 생성함에 따라 신호수신부(151)가 제2 센서신호를 수신할 수 있다. 신호수신부(151)가 제2 센서신호를 수신하면 이송제어부(153)는 동력부(146)의 회전속도를 제2 회전속도로 제어하여 소지품이 살균공간(147)에서는 제2 이송속도로 이송되도록 할 수 있다. 이 경우 제2 회전속도는 제1 회전속도보다 느린 속도일 수 있고, 이로인해 이송되는 소지품의 제2 이송속도 역시 제1 이송속도 미만의 속도일 수 있다. 이는 살균공간(147)의 경우, 소지품의 이송보다는 살균에 중점을 두기 때문에 살균공간(147)에서의 이송속도를 이송부에서의 이송속도보다 늦추어 살균효율을 증대시키기 위함이다.

이 경우, 이송제어부(153)는 제2 센서신호가 수신되는 시간, 즉 신호수신부(151)가 제2 센서신호를 수신하는 동안인 수신시간동안만 이송부를 제2 이송속도로 동작시킬 수 있다.

수신시간이 경과하면, 이송제어부(153)는 다시 이송부를 제1 설정시간동안 제1 이송속도로 동작시킬 수 있다. 이 경우, 제1 설정시간은 소지품이 배출구로 배출되기 위해 걸리는 시간으로 정의될 수 있다.

즉, 제어부(150)는 일반적인 동작에서는 소지품이 투입구(111)로 투입되어 제1 센서부(121)로부터 제1 센서신호가 생성되면, 이를 수신하여 이송부를 제어하여 소지품이 제1 이송속도로 이동하도록 하고, 이 후 소지품이 살균공간(147)으로 도달하여 제2 센서부(122)로부터 제2 센서신호가 생성되면, 이를 수신하는 수신시간동안 이송부를 제어함으로써 소지품이 제2 이송속도로 이동하도록 할 수 있다. 이 후, 수신시간이 경과하면, 이송제어부(153)는 이송부를 제1 이송속도로 제1 설정시간동안 이송시킴으로써 소지품을 외부로 반출할 수 있다.

또한, 제어부(150)의 이송제어부(153)는 연속동작모드로 동작할 수 있다. 연속동작모드는 소지품이 투입구(111)측에 배치됨과 동시에 그 뒤의 소지품이 전에 투입된 소지품이 배출되기 전에 장치의 투입구(111)측에 배치되는 경우에 동작하는 모드를 의미한다.

연속동작모드에서는 신호수신부에 제1 센서신호와 제2 센서신호가 동시에 생성되어 신호수신부(151)가 제1 센서신호 및 제2 센서신호를 동시에 수신되거나 제2 센서신호가 수신된 상태에서 수신시간 경과전에 제1 센서신호가 수신될 수 있다.

이 경우, 제어부(150)의 이송제어부(153)는 우선적으로 제2 이송속도로 수신시간동안 소지품이 이송되도록 이송부를 제어할 수 있다. 즉, 제2 센서신호를 수신한 경우의 이송 동작이 제1 센서신호를 수신한 경우의 이송 동작에 우선하여 동작하여, 1차적으로 이송부의 속도를 수신시간동안 제2 이송속도로 제어할 수 있다.

이 후 수신시간이 경과하면 이송제어부(153)는 이송부를 제1 이송속도로 제어할 수 있다. 이 경우에는 제1 이송시간이 아닌 제2 센서부(122)로부터 제2 센서신호가 수신될때까지 제1 이송속도로 소지품이 이송될 수 있고, 제1 이송속도로 이송되던 소지품은 다시 살균공간(147)으로 투입됨에 따라 제2 센서부(122)로부터 제2 센서신호가 생성되는 단계가 반복될 수 있으며, 이에 따라 이송제어부(153)는 이송부를 제2 이송속도로 수신시간동안 소지품을 이송하도록 제어할 수 있고, 이로인해 수신시간동안 소지품이 살균될 수 있는 효과가 있다. 즉, 제1 센서신호와 제2 센서신호가 동시에 수신되는 경우에는 이송제어부(153)가 이송부를 제2 이송속도로 수신시간만큼 제어한 후, 이송부를 제1 이송속도로 제어하는 단계가 반복될 수 있다.

또한, 이송제어부(153)는 원칙적으로는 제1 이송속도로 이송부를 제어하고 나면 제2 센서신호를 수신하여 이송부가 제2 이송속도로 수신시간만큼만 동작하도록 제어하는 단계로 넘어가게 되나, 제2 센서부(122)의 제2 센서신호가 수신되지 않는 경우, 예를 들면 소지품의 크기가 너무 작거나 제2 센서부(122)의 오작동 등이 발생되는 경우에는 이송제어부(153)가 이송부를 제2 설정시간동안만 제1 이송속도로 제어할 수 있다. 이 경우, 제2 설정시간은 소지품이 제1 이송속도로 투입구(111)로부터 배출구(112)까지 이송되는 시간일 수 있다.

전원부는 모든 구성에 전원을 공급하기 위한 수단으로, 일반적으로 전원공급을 위한 수단은 공지된 구성인 바, 자세한 설명은 생략한다.

아래에서는 본 발명의 실시예에 따른 자외선 살균장치(100)가 동작하는 단계를 설명한다. 아래에서 설명하는 동작단계는 상기한 제어부(150)나 다른 구성의 동작이 중복설명될 수 있으나, 이는 발명의 이해를 위해 필요한 것이므로 이해될 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 살균장치(100)의 살균동작을 도시한 플로우차트이다.

도 8을 참조하면, 우선 전원부로부터 전원이 공급된 상태에서 케이스부(110)에 형성된 투입구(111)로 소지품이 투입되면 센서부(120)의 제1 센서부(121)가 동작하여 제1 센서신호를 생성할 수 있다.

제어부(150)는 생성된 제1 센서신호를 수신하여 이송부가 제1 이송속도로 소지품을 이송하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 제어부(150)의 이송제어부(153)는 동력부(146)를 제어하여 제2 메인샤프트(143) 및 보조샤프트(144)를 제1 회전속도로 회전시킴으로써 소지품을 제1 이송속도로 이송시킨다.

소지품이 제1 이송속도로 이송하는 도중 살균공간(147) 전측에 배치되게 되면, 제2 센서부(122)가 동작하여 제2 센서신호를 생성할 수 있다. 제어부(150)는 생성된 제2 센서신호를 수신하여 이송부가 수신시간동안 제2 이송속도로 소지품을 이송시키도록 제어할 수 있다. 여기서 수신시간은 제2 센서신호가 생성되는 시간, 즉, 소지품이 제2 센서부 측방을 지나가면서 적외선 수신이 끊겨지는 시간으로 정의될 수 있다. 이 후, 이송부는 이송부를 제1 이송속도로 제1 설정시간동안 동작되도록 제어할 수 있다.

만약, 연속동작모드로 동작되어 연속적으로 소지품이 투입되는 경우, 즉, 신호수신부(151)에 제1 센서신호 및 제2 센서신호가 동시에 수신되거나 제2 센서신호가 수신된 상태에서 수신시간 경과 전에 제1 센서신호가 수신되는 경우, 이송제어부(153)는 우선 1차적으로 이송부를 수신시간동안 제2 이송속도로 이송시키고, 2차적으로 이송부를 제1 이송속도로 이송시키는 단계를 반복함으로써, 연속적으로 투입되는 소지품의 살균소독이 이루어질 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 살균장치(100)는 아래와 같은 효과가 있다.

우선 제어부(150)의 자외선광원부 및 이송부 제어 프로세스를 개발하여 2개의 센서(소지품의 투입여부, 살균공간(147)의 배치여부)만을 통해서도 소지품의 살균이 효율적으로 이루어지고, 기존의 센서 4개를 2개로 대체하였다는 점에서 생산단가가 감소할 뿐만 아니라 센서의 불량률에 따른 제품 불량률이 대폭 감소하는 효과가 있다.

또한, 소지품의 단순 이송시의 이송속도와 소지품의 살균시의 이송속도를 다르게 조절함으로써, 소지품의 이송은 빠르게 수행함과 동시에 살균의 효율은 최대한으로 높여 소지품의 살균시간을 단축함과 동시에 살균효과는 종래의 제품 효과를 그대로 가져갈 수 있도록 하여, 살균시간이 약 4초로 단축되는 효과가 있다.

또한, 종래의 컨베이어 벨트를 나누어 소지품을 이송시키는 구조에서 일 측은 컨베이어 벨트, 타 측은 보조샤프트(144)를 배치하여 소지품을 이송시키고 살균함으로써 소지품의 이송거리가 짧아지고, 이는 제품의 크기를 컴팩트하게 함으로써 구매욕구를 불러일으킴과 동시에 제조단가가 낮아지는 효과가 있다.

또한, 소지품의 연속적인 투입 시에도 살균소독이 가능하도록 제어부(150)의 제어 프로세스를 개발함으로써, 다 수의 인원이 있는 다중이용시설 등에서 효율적으로 사용자가 소지품을 살균할 수 있는 효과가 있다.

또한, 컨베이어벨트(141)의 후단 하측으로 보조샤프트(144)를 설정각도만큼 기울이도록 배치함으로써, 살균공간(147)이 기울어지고, 이에 따라 조사되는 자외선이 전후면, 양 측면뿐만 아니라 상하전후양측면 모든 면을 살균할 수 있는 효과가 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 자외선 살균장치 110 : 케이스부
111 : 투입구 112 : 배출구
113 : 입출력부 114 : 차단부
120 : 센서부 121 : 제1 센서부
122 : 제2 센서부 130 : 자외선광원부
131 : 상부광원모듈 132 : 하부광원모듈
133 : 제1 냉각팬 134 : 제2 냉각팬
135 : 측면반사경 140 : 이송부
141 : 컨베이어벨트 142 : 제1 메인샤프트
143 : 제2 메인샤프트 144 : 보조샤프트
145 : 자외선투과부 146 : 동력부
147 : 살균공간 148 : 장력조절부
150 : 제어부 151 : 신호수신부
152 : 광원제어부 153 : 이송제어부

Claims (8)

1. 전면에 투입구가 형성되고 후면에 배출구가 형성되며, 사용자의 신호를 입력받고 정보를 출력하는 입출력부가 형성된 케이스부;
   상기 케이스부 내부에 배치되어 상기 케이스부 내부의 살균공간을 향해 살균을 위한 자외선을 조사하고 상기 살균공간의 상측 및 하측에 형성되는 자외선광원부;
   투입된 소지품을 상기 자외선광원부로부터 조사되는 자외선에 의해 소지품이 살균될 수 있는 살균공간으로 소지품을 이송시키고 외부로 배출시키기 위한 컨베이어벨트, 상기 컨베이어벨트 양단에 각각 배치되어 모터의 회전력을 상기 컨베이어벨트로 전달하는 제1 및 제2 메인샤프트 및 상기 제2 메인샤프트로부터 후측으로 설정간격 이격되어 상기 배출구로 소지품을 배출시키기 위해 회전하는 보조샤프트를 포함하는 이송부;
   상기 제1 메인샤프트 양 단에 배치되고 상기 투입구 및 컨베이어벨트로 소지품이 투입되면 제1 센서신호를 생성하는 제1 센서부 및 상기 제2 메인샤프트의 양 단에 배치되고 상기 살균공간으로 소지품이 투입되면 제2 센서신호를 생성하는 제2 센서부를 포함하는 센서부; 및
   상기 제1 센서신호 및 상기 제2 센서신호를 수신하여 상기 자외선광원부 및 상기 이송부를 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 제1 센서부로부터 제1 센서신호가 발생하면 상기 이송부의 속도를 제1 이송속도로 제어하고,
   상기 이송부가 상기 제1 이송속도로 제어되는 동안, 상기 제2 센서부로부터 상기 제2 센서신호가 발생하면 상기 이송부의 속도를 제2 이송속도로 상기 제2 센서신호의 수신시간동안 동작하도록 제어함과 동시에 상기 자외선광원부를 제어하여 상기 살균공간으로 자외선을 조사하며,
   상기 제1 이송속도는 상기 제2 이송속도를 초과하며,
   상기 살균공간은, 상기 제2 메인샤프트와 상기 보조샤프트 사이에 설정간격만큼 이격된 공간이며,
   상기 제어부는, 상기 제1 센서신호 및 상기 제2 센서신호가 동시에 수신되거나 상기 제2 센서신호가 수신된 상태에서 상기 제1 센서신호가 수신되면, 1차적으로 상기 이송부의 속도를 상기 수신시간동안 상기 제2 이송속도로 제어하고, 상기 수신시간 경과 후에 상기 이송부를 제1 이송속도로 제어하여 소지품이 연속투입되는 경우 연속동작이 수행되며,
   상기 자외선광원부는, 상기 자외선광원부의 전방에 형성되어 상기 자외선광원부를 냉각시키는 제1 및 제2 냉각팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 살균장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 자외선광원부는,
   상기 살균공간 상측에 배치되어 상기 살균공간 상부를 살균하는 제1 자외선을 생성하는 상부광원모듈;
   상기 살균공간 하측에 배치되어 상기 살균공간 상부를 살균하는 제2 자외선을 생성하는 하부광원모듈; 및
   상기 제1 자외선 및 상기 제2 자외선 중 하나 이상의 자외선이 반사되어 상기 살균공간의 측부를 살균하기 위한 측면반사경을 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 살균장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제1 메인샤프트 및 상기 제2 메인샤프트는 지면을 기준으로 수평하게 배치되고, 상기 보조샤프트는 상기 제2 메인샤프트보다 지면을 기준으로 설정각도만큼 기울어진 하측에 배치되며,
   상기 상부광원모듈 및 상기 하부광원모듈은 상기 살균공간을 기준으로 상기 설정각도만큼 기울어지도록 배치된 것을 특징으로 하는 자외선 살균장치.
   
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 이송부는,
   상기 제2 메인샤프트 및 상기 보조샤프트 사이에 배치되고, 자외선이 투과될 수 있는 자외선투과부를 더 포함하고,
   상기 하부광원모듈로부터 발생되는 상기 제2 자외선이 상기 자외선투과부를 투과하여 상기 살균공간 하부를 살균하는 것을 특징으로 하는 자외선 살균장치.
   
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제1 센서신호를 수신하여 상기 이송부를 제1 이송속도로 제어하는 상태에서,
   상기 제2 센서신호가 수신되면, 상기 수신시간동안 상기 이송부의 속도를 제2 이송속도로 제어하고, 상기 수신시간 경과 후 제1 설정시간동안 상기 이송부를 제1 이송속도로 제어하며,
   상기 제2 센서신호가 수신되지 않으면, 상기 이송부의 속도를 제1 이송속도로 제2 설정시간동안 제어하는 것을 특징으로 하는 자외선 살균장치.

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