KR102493086B1 - 공간 살균 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 공간 살균 방법 및 장치를 제공한다. 이러한 본 명세서는 외부 공기 흡입구를 개방하여 외부 공기가 상기 공간 살균 장치 내로 유입되도록 허용하는 단계, 가스 센서를 이용하여 상기 외부 공기의 오염도를 측정하는 단계, 상기 외부 공기의 오염도가 미리 설정된 임계치 이상인지 여부를 판단하는 단계, 차아염소산 카트리지 내의 차아염소산 원액을 희석하여 차아염소산 희석액을 생성하는 단계, 상기 차아염소산 희석액에 UV-C 광원을 조사하여 살균수를 생성하고 살균공기 배출구를 통하여 배출하는 단계, 상기 배출되는 살균수에 포함된 염소의 농도를 측정하는 단계 및 상기 측정된 염소의 농도를 기반으로 살균 공기 배출구에 구비된 팬의 회전 속도를 조절하는 단계를 포함하는 공간 살균 방법을 제공한다.

Description

공간 살균 방법 및 장치{SPACE STERILIZATION METHOD AND APPARATUS}
본 발명은 스마트 홈에 관한 것으로, 특히 화장실의 오염도를 모니터링하고 실내공기를 정화하는 공간 살균 방법 및 장치에 관한 것이다.
국내를 비롯하여 전세계적으로 저출산, 고령화로 인하여 1-2인 가구가 증가하고 있다. 최근에는 코로나19 등으로 인하여 집안에서 보내는 시간이 증가하고 있으며, 이에 따라 집안에서 안전하고 편안하게 보내는 것이 중요한 요소로 자리잡고 있다. 이로 인하여 최근에는 비데, 변기커버, 세정제 등의 소비가 급증하고 있다. 특히, 여성의 경우 세균이 질로 들어와 감염을 일으키는 질염을 비롯하여 요로감염, 방광염 등 각종 질병에 대한 위험이 있어, 화장실 등 집안의 청결에 대한 관심이 매우 높아지고 있다.
현재 화장실 내 살균에 사용되는 화학 제품의 대부분은 락스와 식초를 혼합한 제품이며, 사용자 중 일부는 락스를 냄비에 가열하여 사용하는 등 포털사이트 및 SNS에 잘못 게재된 지식들로 인하여 호흡기 등에 오히려 건강을 해치는 결과를 초래하고 있다. 또한, 살균을 위한 제품들 중 UV계열의 살균 제품들은 최장 6시간 이상의 지속적인 UV 조사로 멸균 효과를 볼 수 있으며, 수돗물을 전기분해하여 살균수를 만드는 살균 제품의 경우 에어로졸 및 공기 상태에서 발생하는 오염에 대한 효과가 미미한 실정이다.
한편, 한국등록특허 제10-1553353호(등록일: 2015년 9월 9일) “스마트 에코 화장실 시스템”의 경우, 좌변기에 탈취 기능의 생분해성 계면 활성재 성분의 거품을 발생시키는 버블 발생기와, 살균 탈취용 기체를 발생시키는 기체 발생기가 구비되어 화장실의 살균 및 탈취 기능을 갖는 기술을 제안하였다. 하지만, 센서로 세균이나 악취를 감지하여 살균 및 탈취 기능을 능동적으로 구현하지 못하며, 살균 탈취용 기체의 경우에는 인체 유해성 등에 대한 리스크가 있다.
따라서, 본 기술분야에서는 화장실 오염도를 모니터링하여 공기를 효과적으로 정화하고 살균하는 기술이 요구되고 있는 실정이다.
한국 등록 특허 제10-1553353호, 2015년 9월 9일 등록(명칭: 스마트 에코 화장실 시스템) 한국 등록 특허 제10-2136218호, 2020년 7월 15일 등록(명칭: 사물인터넷 기반의 건강정보 제공형 화장실 관리 시스템) 한국 등록 특허 제10-1160986호, 2012년 6월 22일 등록(명칭: 실내공기 오염도 측정장치 및 이를 이용한 실내공기 제어 시스템)
본 발명의 기술적 과제는 전염병의 예방과 방지에 최적화된 공간 살균 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 오염도 및 온습도에 대한 센싱 정보를 기반으로 실시간 살균기능을 제공하는 공간 살균 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명이 일 양태에 따르면 공간 살균 방법이 제공된다. 상기 공간 살균 방법은 외부 공기 흡입구를 개방하여 외부 공기가 상기 공간 살균 장치 내로 유입되도록 허용하는 단계, 가스 센서를 이용하여 상기 외부 공기의 오염도를 측정하는 단계, 상기 외부 공기의 오염도가 미리 설정된 임계치 이상인지 여부를 판단하는 단계, 차아염소산 카트리지 내의 차아염소산 원액을 희석하여 차아염소산 희석액을 생성하는 단계, 상기 차아염소산 희석액에 UV-C 광원을 조사하여 살균수를 생성하고 살균공기 배출구를 통하여 배출하는 단계, 상기 배출되는 살균수에 포함된 염소의 농도를 측정하는 단계 및 상기 측정된 염소의 농도를 기반으로 살균 공기 배출구에 구비된 팬의 회전 속도를 조절하는 단계를 포함하여 구현된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 공간 살균 방법은, 동작 감지 센서를 이용하여 상기 공간 살균 장치 주변의 사람의 동작을 감지하는 단계 및 상기 동작 감지 여부를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 동작이 감지되지 않은 것으로 판단된 경우 상기 차아염소산 희석액을 생성하는 단계를 수행하여 구현된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 살균수를 생성하고 배출하는 단계는, 상기 생성된 살균수를 기화하고 상기 유입된 외부 공기에 혼합하여 외부로 배출하여 구현된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 외부 공기의 오염도를 측정하는 단계는, 상기 가스 센서를 이용하여 암모니아(NH3), 황화수소(H2S) 중 적어도 하나의 농도를 측정함으로써 구현된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 공간 살균 장치가 제공된다. 상기 공간 살균 장치는 외부 공기의 오염도 및 상기 공간 살균 장치로부터 배출되는 염소의 농도를 측정하는 적어도 하나의 가스 센서, 차아염소산 원액을 보관하는 차아염소산 카트리지, 차아염소산 희석액에 UV-C 광원을 조사하는 UV-C 모듈, 회전 속도를 조절 가능한 팬이 설치되어 있으며 살균된 공기를 외부로 배출하는 살균 공기 배출구 및 상기 가스 센서에 의해 측정되는 상기 외부 공기의 오염도가 미리 설정된 임계치 이상인지 여부를 판단하여 상기 공간 살균 장치의 구동을 제어하고, 상기 측정된 염소의 농도를 기반으로 상기 살균 공기 배출구에 구비된 팬의 회전 속도를 조절하는 중앙처리부를 포함하여 구현된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 공간 살균 장치는, 주변의 사람의 동작을 감지하는 동작 감지 센서를 더 포함하여 구현된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 가스 센서는 암모니아(NH3), 황화수소(H2S) 중 적어도 하나의 농도를 측정함으로써 상기 외부 공기의 오염도를 측정한다.
본 발명에 따르면, 전염병의 예방과 방지에 최적화된 공간 살균 방법 및 장치가 제공된다.
또한, 오염도 및 온습도에 대한 센싱 정보를 기반으로 실시간 살균기능이 제공된다.
또한, 다중이용시설의 위생환경을 효율적으로 관리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공간 살균 장치의 개괄적인 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공간 살균 장치의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공간 살균 장치의 공간 살균 절차의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공간 살균 장치의 공간 살균 절차의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공간 살균 장치의 공간 살균 절차의 일 예를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 수집된 데이터 기반 공간 살균 장치 구동 방법의 일 예를 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 공간 살균 장치의 내부 및 외부 구조의 일 예를 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정 실시예에 한정하려고 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 상용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 한정하려는 의도로 사용되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 도는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 설명되는 도면상의 각 구성들은 서로 다른 특징적인 기능들에 관한 설명의 편의를 위해 독립적으로 도시된 것으로서, 각 구성들이 서로 별개의 하드웨어나 별개의 소프트웨어로 구현된다는 것을 의미하지는 않는다. 예컨대, 각 구성 중 두 개 이상의 구성이 합쳐져 하나의 구성을 이룰 수도 있고, 하나의 구성이 복수의 구성으로 나뉘어질 수도 있다. 각 구성이 통합 및/또는 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공간 살균 장치의 개괄적인 구조를 나타낸다.
도 1(a)는 본 발명의 일실시예에 따른 공간 살균 장치의 각 구성 요소를 개괄적으로 나타낸 모식도이고, 도 1(b)는 도 1(a)의 각 구성 요소가 결합되어 이루어진 공간 살균 장치의 전체적인 외형을 3D 그래픽으로 합성한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 공간 살균 장치는 메인보드(105), 오염 공기 흡입구(110), 가스 센서(115), 습윤 흡착필터(120), 차아염소산(HOCL) 카트리지(125), UV-C 모듈(130), 기화 탱크(135), 모터(140), 팬(145), 카본 활성 필터(150), 살균 공기 배출구(155)를 포함한다.
메인보드(105)는 프로세서 또는 제어회로를 포함하여, 공간 살균 장치의 전체적인 동작을 제어한다.
오염 공기 흡입구(110)는 향균 및 소취하고자 하는 공기가 공간 살균 장치 내로 유입되도록 한다.
가스 센서(115)는 공간 살균 장치로 유입되는 공기 내에 포함된 특정 가스의 농도 또는 공간 살균 장치로부터 배출되는 공기 내에 포함된 특정 가스의 농도를 측정한다. 이 때, 공간 살균 장치로 유입되는 가스는 암모니아(NH3), 황화수소(H2S) 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 공간 살균 장치로부터 배출되는 가스는 염소(CL2)를 포함할 수 있다. 이 때, 가스 센서(115)는 서로 다른 종류의 가스의 농도를 측정하는 복수의 가스 센서를 포함할 수도 있고, 하나의 가스 센서(115)가 여러 가지 종류의 가스의 농도를 측정할 수도 있다. 예를 들어, 가스 센서(115)는 암모니아 센서, 황화수소 센서, 염소 센서를 각각 포함할 수도 있고, 하나의 가스 센서(115)가 암모니아, 황화수소, 염소의 농도를 측정할 수 있다. 또한, 가스 센서(115)는 각각 서로 다른 가스 센서(115)가 오염 공기 흡입구(110) 및 살균 공기 배출구(155)에 설치되어, 각각의 가스 센서(115)가 공간 살균 장치로 유입되는 가스 및 공간 살균 장치로부터 배출되는 가스의 농도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 오염 공기 흡입구(110)에는 암모니아 센서, 황화수소 센서가 각각 설치되거나, 암모니아 및 황화수소 농도를 측정하는 센서가 설치될 수 있고, 살균 공기 배출구(155)에는 염소 농도를 측정하는 센서가 설치될 수 있다.
습윤 흡착필터(120)는 오염 공기 흡입구(110)로부터 유입된 공기 내의 이물질을 흡착하고 여과한다.
차아염소산(HOCL) 카트리지(125)는 살균을 위한 차아염소산(HOCL) 원액을 보관하고, 메인 보드(105)의 프로세서 또는 제어회로의 제어에 의하여 차아염소산(HOCL) 원액을 일정한 농도로 기화 탱크(135)로 배출한다.
이 때, 차아염소산(HOCL)(치아염소산)은 하이드록실래디칼(Hydroxylradi-cal: OH)의 생체 내 DNA, 효소에 대한 산화적 손상을 바탕으로 살균작용을 하며, 인체 내에서 산화효소(Oxidass)에 의하여 산화제로 작용하는 활성산소를 생성함으로써 살균하는 백혈구와 유사한 원리로 살균작용을 하며 박테리아, 곰팡이, 효모바이러스 등 모든 미생물에 대하여 살균효과가 있다. 또한, 차아염소산(HOCL)은 일반적인 독성시험이나 변이원성시험에 있어서 높은 안전성을 나타내며 기존의 염소계 살균소독제에 비하여 생체독성이 낮고(1/50~1/100), 피부에 대한 영향이 매우 적고 염소농도가 일반 염소계 소독제에 비하여 1/5~1/10에 해당할 정도로 낮다. 또한, 활성도가 높아 30초만에 분해되고 염소계의 잔류성이 없어 환경부하가 매우 적다는 장점이 있다. 본 발명에서 차아염소산(HOCL)은 기화 탱크(135) 내에서 인체에 무해하며 효과적으로 살균이 가능한 농도(약 30ppm)로 희석되어 배출될 수 있다.
UV-C 모듈(130)은 기화 탱크(135) 내의 차아염소산(HOCL) 희석액에 UV-C 광원을 조사한다. 이 때, UV-C 광원조사로 인해 적정농도의 기화 탱크(135) 내부에 희석된 차아염소산(HOCL)의 광분해효과로 내부의 잔류염소를 감소시키고, 이온을 활성화시켜 인체에 대한 안전성을 높이고 살균효과를 높일 수 있다. 또한, UV-C 모듈(130)은 UV-C 광원을 공기 중이 아닌 차아염소산(HOCL) 희석액의 수중 내부로 조사하기 때문에 열 발생으로 인한 모듈의 수명 단축에 대한 단점을 보완할 수 있다. 이 때, UV-C 모듈(130)은 기화 탱크(135)로부터 기화되어 배출되는 공기에도 UV-C 광원을 조사할 수 있다.
또한, UV-C 모듈(130)은 가스 센서(115)로부터 측정된 암모니아 또는 황화수소의 농도에 기반하여 구동이 시작되도록 설정될 수 있다. 예를 들어, UV-C 모듈(130)은 가스 센서(115)로부터 측정된 암모니아 또는 황화수소의 농도가 20ppm 이상인 경우 구동이 시작되도록 설정될 수 있다. 이 때, UV-C 모듈(130)은 차아염소산(HOCL) 희석액에 LED를 이용하여 UV-C 광원을 조사함으로써 염소 이온을 활성화할 수 있다.
기화 탱크(135)는 차아염소산(HOCL) 희석액으로부터 염소 이온이 활성화되고 기화될 수 있는 공간을 제공한다.
모터(140)는 팬(145)을 회전시킴으로서 기화 탱크(135) 내에서 활성화되고 기화된 염소 이온을 배출시킨다. 이 때, 팬(145)을 회전시키는 모터(140)의 회전 속도는 배출되는 공기 내의 염소 이온 농도에 따라 메인 보드(105)의 프로세서 또는 제어회로에 의해 제어될 수 있다. 이 때, 염소 이온 농도는 가스 센서(115)에 의해 측정될 수 있다. 예를 들어, 적정 염소 이온 농도가 0.5ppm으로 설정된 경우, 배출되는 공기 내의 염소 이온 농도가 0.5ppm 이상이면 팬(145)의 회전 속도를 감소시키고, 염소 이온 농도가 0.5ppm 이하이면 팬(145)의 회전 속도를 증가시키도록 설정될 수 있다.
카본 활성 필터(150)는 배출되는 공기로부터 독성의 가스 성분을 제거한다.
살균 공기 배출구(155)는 카본 활성 필터(150)에 의해 정화된 공기를 배출한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공간 살균 장치의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 공간 살균 장치는 중앙처리부(205), 센서 제어부(210), 가스 센서(215), UV-C 모듈(220), 물탱크(225), TDS 센서(230), 동작 감지 센서(235), 차아염소산(HOCL) 카트리지(240), 원액 희석부(245), 살균수 분사부(250), 모터 변속부(255), 무선 통신부(260)를 포함한다.
중앙처리부(205)는 공간 살균 장치의 각 구성 요소와 연결되어 공간 살균 장치의 전체적인 동작을 제어한다. 이 때, 중앙처리부(205)는 센서 제어부(210), 차아염소산(HOCL) 희석부(245), 살균수 분사부(250), 모터 변속부(255), 무선 통신부(260)와 연결되어 이들의 동작을 제어한다. 예를 들어, 중앙처리부(205)는 상기 가스 센서(215)에 의해 측정되는 상기 외부 공기의 오염도가 미리 설정된 임계치 이상인지 여부를 판단하여 상기 공간 살균 장치의 구동을 제어한다.
센서 제어부(210)는 각각의 센서로부터 센싱 정보를 수신하여 중앙처리부(205)로 전송하고, 중앙처리부(205)로부터 제어 신호를 수신하여, 각각의 센서 및 센서로부터 측정된 센싱 정보에 따라 일부 구성 요소의 동작을 제어한다. 예를 들어, 센서 제어부(210)는 가스 센서(215)로부터 암모니아(NH3), 황화수소(H2S) 농도를 측정하여 임계치 이상의 농도가 측정되는 경우 UV-C 모듈(220)이 구동되도록 제어할 수 있다.
가스 센서(210)는 공간 살균 장치로 유입되거나 공간 살균 장치로부터 배출되는 공기 내에 포함된 특정 가스의 농도를 측정한다. 이 때, 공간 살균 장치로 유입되는 가스는 암모니아(NH3), 황화수소(H2S) 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 공간 살균 장치로부터 배출되는 가스는 염소(CL2)를 포함할 수 있다.
UV-C 모듈(220)은 차아염소산(HOCL) 희석액에 UV-C 광원을 조사하여 염소 이온을 활성화하고 기화한다. 이 때, UV-C 모듈(220)는 가스 센서(210)로부터 측정된 암모니아 또는 황화수소의 농도에 기반하여 구동이 시작되도록 설정될 수 있다. 예를 들어, UV-C 모듈(220)은 가스 센서(210)로부터 측정된 암모니아 또는 황화수소의 농도가 20ppm 이상인 경우 구동이 시작되도록 설정될 수 있다. 이 때, UV-C 모듈(220)은 물탱크(245) 내의 차아염소산(HOCL) 희석액에 LED 광원을 조사함으로써 염소 이온을 활성화할 수 있다.
수위 제어 모듈(225)는 물탱크(245) 내 물의 수위를 조절한다. 도 2에는 도시되어 있지 않으나 물탱크(245) 내에는 IR 센서가 포함될 수 있으며, 상기 IR 센서에 의해 물탱크(245) 내 물의 수위가 측정될 수 있다. 이 때, 수위 제어 모듈(225)은 TDS 센서(230)에 의해 측정된 차아염소산(HOCL) 농도를 기반으로 물의 수위를 조절할 수 있다. 예를 들어, 차아염소산(HOCL) 농도가 임계치 이상인 경우에는 차아염소산(HOCL) 농도가 임계치 이하가 될 때까지 물탱크(245) 내에 물이 유입되도록 하여 차아염소산(HOCL) 농도를 임계치 이하로 낮출 수 있다.
TDS 센서(230)는 물탱크(245) 내의 차아염소산(HOCL) 농도를 측정한다. 이 때, TDS 센서(230)는 물탱크(245) 내에 구비될 수 있다.
동작 감지 센서(235)는 사용자 설정에 따라 화장실 내에 사람이 존재하지 않을 때에만 살균 처리된 공기 또는 살균수가 배출될 수 있도록 공간 살균 장치 주변의 사람의 동작을 감지한다.
차아염소산(HOCL) 카트리지(240)는 농축된 차아염소산(HOCL) 원액을 보관하고 물탱크(245)에 일정 간격으로 분사한다. 이 때, 차아염소산(HOCL) 카트리지(240)는 리필형으로 내부의 차아염소산(HOCL) 원액이 소진된 경우 내부에 차아염소산(HOCL) 원액을 리필할 수 있도록 구성될 수 있다. 또는, 차아염소산(HOCL) 원액이 소진된 경우 내부에 차아염소산(HOCL) 원액이 충전되어 있는 차아염소산(HOCL) 카트리지(240) 자체를 새로 구매하여 교체하여 사용하도록 구성될 수도 있다. 이 때, 차아염소산(HOCL) 카트리지(240) 내에 포함된 차아염소산(HOCL) 농도는 200ppm 일 수 있다.
물탱크(245)는 물과 차아염소산(HOCL) 카트리지(240) 내의 차아염소산(HOCL) 원액을 섞어서 차아염소산(HOCL) 희석액을 생성하고 보관한다. 이 때, 물탱크(245)에는 물이 유입될 수 있는 밸브가 수위 제어 모듈(225)에 의해 제어되어 물의 수위가 조절될 수 있다. 또한, 차아염소산(HOCL) 카트리지(240)로부터 차아염소산(HOCL) 원액이 일정 시간 간격으로 일정한 양이 물탱크(245)로 유입될 수 있다. 이 때, 차아염소산(HOCL) 희석액의 농도는 30ppm 이하로 희석될 수 있다.
살균수 분사부(250)는 물탱크(240) 내의 차아염소산(HOCL) 희석액을 분사할 수 있다. 이 때, 살균수 분사구(250)는 차아염소산(HOCL) 희석액을 좌변기 물에 분사하도록 좌변기 내에 설치될 수 있다.
모터 변속부(255)는 팬을 회전시킴으로써 UV-C 모듈(220)에 의해 활성화되고 기화된 염소 이온을 공간 살균 장치의 외부로 배출한다. 이 때, 모터 변속부(255)는 가스 센서(215)에 의해 측정된 염소 이온 농도에 따라 중앙 처리부(205)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 적정 염소 이온 농도가 0.5 ppm으로 설정된 경우, 가스 센서(215)에 의해 측정된 염소 이온 농도가 0.5ppm 이상이면 팬의 회전 속도를 감소시켜 배출되는 염소 이온의 농도를 감소시키고, 가스 센서(215)에 의해 측정된 염소 이온 농도가 0.5ppm 이하이면 팬의 회전 속도를 증가시켜 배출되는 염소 이온의 농도를 증가시킬 수 있다.
무선 통신부(260)는 무선으로 연결된 외부 단말에 가스 센서(215)에 의해 측정되는 오염도에 관한 정보, 공간 살균 장치 주변의 온도 및 습도에 관한 정보 등을 전송한다. 이 때, 무선 통신부(260)는 근거리 무선통신 방식으로 상기 외부 단말과 통신을 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공간 살균 장치의 공간 살균 절차의 일 예를 나타낸 흐름도이다. 본 실시예에서는 실내 공기의 오염도를 측정하여 이를 기반으로 오염된 공기를 살균하는 동작이 수행된다.
도 3을 참조하면, 공간 살균 장치는 외부 공기 흡입구를 개방하여(S310) 오염된 외부 공기를 공간 살균 장치 내로 유입시킨다. 이 때, 외부로부터 유입된 공기는 습윤 흡착필터를 통과하여 이물질이 흡착 및 여과될 수 있다.
다음으로, 공간 살균 장치는 가스 센서를 이용하여 외부 공기의 오염도를 측정하고(S320), 상기 외부 공기의 오염도가 임계치 이상인지 판단한다(S330). 이 때, 상기 외부 공기의 오염도는 외부 공기 내에 포함된 암모니아, 황화수소 중 적어도 하나의 농도에 기반하여 측정될 수 있다. 이 때, 상기 임계치는 20ppm 일 수 있다. 예를 들어, 단계 S330에서 공간 살균 장치는 암모니아 또는 황화수소 중 적어도 하나의 농도가 20ppm 이상인지 여부를 판단하거나 암모니아의 농도와 황화수소의 농도를 합한 값이 20ppm 이상인지 여부를 판단할 수 있다.
단계 S330의 판단 결과, 상기 외부 공기의 오염도가 임계치보다 작은 경우, 상기 공간 살균 장치는 주기적으로 외부 공기 흡입구를 개방하고(S310), 외부 공기의 오염도를 측정한다(S320).
단계 S330의 판단 결과, 상기 외부 공기의 오염도가 임계치 이상인 경우, 상기 공간 살균 장치는 물탱크 내의 물에 차아염소산(HOCL) 카트리지 내의 차아염소산(HOCL) 원액을 혼합하여 차아염소산(HOCL) 희석액을 생성한다(S340).
다음으로, 공간 살균 장치는 UV-C 모듈을 이용하여 차아염소산(HOCL) 희석액에 UV-C 광원을 조사하여 살균수를 생성하고 배출한다(S350). 이 때, 차아염소산(HOCL) 희석액은 UV-C 광원이 조사됨으로써 희석액 내부가 살균되고 내부에 잔류하고 있는 염소가 광분해되어 인체 유해성분의 농도가 현저히 감소한 살균수가 생성된다. 이 때, 생성된 살균수는 기화되고 외부로부터 흡입된 공기와 혼합되어 살균 공기 배출구를 통하여 외부로 배출될 수 있다. 이 때, 외부로 배출되는 공기는 카본 활성 필터를 통과하여 독성의 가스 성분이 제거될 수 있다.
다음으로, 공간 살균 장치는 살균 공기 배출구를 통하여 배출되는 염소의 농도를 측정한다(S360). 이 때, 배출되는 염소의 농도는 외부로 배출되는 기화된 살균수가 혼합된 공기 내에 포함된 염소의 농도를 측정함으로써 수행될 수 있다. 이 때, 배출되는 염소의 농도는 살균 공기 배출구 측에 부착된 가스 센서에 의해 측정될 수 있다.
공간 살균 장치는 배출되는 염소의 농도가 측정되면, 살균 공기 배출구에 구비된 팬의 회전 속도를 제어하여 배출되는 염소의 농도를 조절한다(S370). 이 때, 배출되는 염소의 농도가 임계치 이상인 경우 염소의 농도가 임계치 이하로 떨어질 때까지 팬의 회전 속도를 감소시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공간 살균 장치의 공간 살균 절차의 일 예를 나타낸 흐름도이다. 본 실시예에서는 화장실의 좌변기에 살균수를 분사하는 동작이 수행된다.
도 4를 참조하면, 공간 살균 장치는 동작 감지 센서를 이용하여 장치 주변의 동작을 감지한다(S410).
공간 살균 장치는 주변의 동작이 감지되었는지 여부를 판단하여(S420), 동작이 감지되는 것으로 판단된 경우 계속해서 장치 주변의 동작을 감지하고(S410), 동작이 감지되지 않은 것으로 판단된 경우 살균수 흡입밸브를 개방하여 좌변기에 부착된 물탱크 내에 살균수 유입을 허용한다(S430). 장치 주변의 동작을 감지하는 목적은 살균수를 흡입하는 경우 인체에 유해할 수 있어 화장실 내에 사람이 없는 시간 동안에만 좌변기에 살균수를 분사하기 위함에 있다.
이 때, 공간 살균 장치는 사용자 설정에 따라 일정 시간 이상 장치 주변의 동작이 감지되지 않은 경우에만 살균수 흡입밸브를 개방하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 연속해서 30분 이상 장치 주변의 동작이 감지되지 않은 경우 살균수 흡입밸브를 개방하도록 설정될 수 있다.
다음으로, 공간 살균 장치는 살균수 펌프를 가동하고(S440), 살균수 분사 노즐을 개방하여(S450) 좌변기 내의 물에 살균수를 분사한다. 이 때, 살균수는 안개와 같은 형태로 좌변기 내의 물에 분사될 수 있다.
다음으로, 공간 살균 장치는 적정 양의 살균수가 분사되도록 살균수의 분사량을 제어한다(S460). 이 때, 공간 살균 장치는 일정 시간 동안만 분사 노즐을 개방함으로써 살균수의 분사량을 제어할 수 있다.
적정 양의 살균수가 분사되면, 공간 살균 장치는 살균수 분사 동작을 종료한다(S470).
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공간 살균 장치의 공간 살균 절차의 일 예를 나타낸다. 본 실시예에서는 도 3의 실시예에 동작을 감지하는 절차를 추가하여 공간 살균 장치 주변에 사람의 동작이 감지되지 않는 경우에만 오염된 공기를 살균하여 배출하는 동작을 수행한다.
도 5를 참조하면, 공간 살균 장치는 외부 공기 흡입구를 개방하여(S510) 오염된 외부 공기를 공간 살균 장치 내로 유입시킨다. 이 때, 외부로부터 유입된 공기는 습윤 흡착필터를 통과하여 이물질이 흡착 및 여과될 수 있다.
다음으로, 공간 살균 장치는 가스 센서를 이용하여 외부 공기의 오염도를 측정하고(S520), 상기 외부 공기의 오염도가 미리 설정된 임계치 이상인지 여부를 판단한다(S530). 이 때, 상기 외부 공기의 오염도는 외부 공기 내에 포함된 암모니아, 황화수소 중 적어도 하나의 농도에 기반하여 측정될 수 있다. 이 때, 상기 임계치는 20ppm 일 수 있다. 예를 들어, 단계 S530에서 공간 살균 장치는 암모니아 또는 황화수소 중 적어도 하나의 농도가 20ppm 이상인지 여부를 판단하거나 암모니아의 농도와 황화수소의 농도를 합한 값이 20ppm 이상인지 여부를 판단할 수 있다.
단계 S530의 판단 결과, 상기 외부 공기의 오염도가 임계치보다 작은 경우, 상기 공간 살균 장치는 주기적으로 외부 공기 흡입구를 개방하고(S510), 외부 공기의 오염도를 측정한다(S520).
단계 S530의 판단 결과, 상기 외부 공기의 오염도가 임계치 이상인 경우, 상기 공간 살균 장치는 동작 감지 센서를 이용하여 주변의 동작을 감지한다(S540).
공간 살균 장치는 주변의 동작이 감지되었는지 여부를 판단하여(S550), 동작이 감지되는 것으로 판단된 경우 계속해서 장치 주변의 동작을 감지하고(S540), 동작이 감지되지 않은 것으로 판단된 경우 물탱크 내의 물에 차아염소산(HOCL) 카트리지 내의 차아염소산(HOCL) 원액을 혼합하여 차아염소산(HOCL) 희석액을 생성한다(S560).
장치 주변의 동작을 감지하는 목적은 살균수를 흡입하는 경우 인체에 유해할 수 있어 화장실 내에 사람이 없는 시간 동안에만 좌변기에 살균수를 분사하기 위함에 있다.
이 때, 공간 살균 장치는 사용자 설정에 따라 일정 시간 이상 장치 주변의 동작이 감지되지 않은 경우에만 차아염소산(HOCL) 희석액을 생성하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 연속해서 30분 이상 장치 주변의 동작이 감지되지 않은 경우 차아염소산(HOCL) 희석액을 생성하도록 설정될 수 있다.
다음으로, 공간 살균 장치는 UV-C 모듈을 이용하여 차아염소산(HOCL) 희석액에 UV-C 광원을 조사하여 살균수를 생성하고 배출한다(S570). 이 때, 상기 생성된 살균수는 기화되고 공간 살균 장치 내부로 유입된 외부 공기에 혼합되어 배출될 수 있다. 이 때, 차아염소산(HOCL) 희석액은 UV-C 광원이 조사됨으로써 희석액 내부가 살균되고 내부에 잔류하고 있는 염소가 광분해되어 인체 유해성분의 농도가 현저히 감소한 살균수가 생성된다.
다음으로, 공간 살균 장치는 배출되는 염소의 농도를 측정한다(S580). 이 때, 배출되는 염소의 농도는 외부로 배출되는 기화된 살균수가 혼합된 공기 내에 포함된 염소의 농도를 측정함으로써 수행될 수 있다. 이 때, 배출되는 염소의 농도는 살균 공기 배출구 측에 부착된 가스 센서에 의해 측정될 수 있다.
공간 살균 장치는 배출되는 염소의 농도가 측정되면, 살균 공기 배출구에 구비된 팬의 회전 속도를 제어하여 배출되는 염소의 농도를 조절한다(S590). 이 때, 배출되는 염소의 농도가 임계치 이상인 경우 염소의 농도가 임계치 이하로 떨어질 때까지 팬의 회전 속도를 감소시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 수집된 데이터 기반 공간 살균 장치 구동 방법의 일 예를 나타낸다. 도 6의 공간 살균 장치 구동 방법은 공간 살균 장치의 프로세서에 의해 수행될 수 있다.
도 6을 참조하면, 프로세서는 공간 살균 데이터를 수집한다(S610). 이 때, 상기 공간 살균 데이터는 공간 살균 장치에 포함된 각각의 센서 모듈에서 추출될 수 있다. 이 때, 상기 각각의 센서 모듈은 가스 센서, 동작 센서, TDS 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다음으로, 프로세서는 공간 살균 데이터를 마이닝한다(S630). 이 때, 공간 살균 데이터 마이닝에는 불안정한 습윤 환경에 대한 오염도 측정 프로세스 확립 및 제어 시스템 설계를 위하여 칼만 필터 알고리즘이 적용될 수 있다. 이 때, 오염도 센서 데이터 추출 시 노이즈 상쇄 후 정확한 데이터가 정합될 수 있다. 이 때, 대기질의 단계별 가스 측정 및 온습도 측정 등 3차원 공간상의 종합적 데이터를 기반ㅇ느로 내부 센서의 비선형 데이터를 정제하며 지속적으로 노이즈를 제거함으로써 선형화 데이터가 추출될 수 있다.
다음으로, 프로세서는 장치 구동 프로세스를 생성한다(S650). 이 때, 생성되는 장치 구동 프로세스는 알고리즘 기반의 프로세스일 수 있다. 이 때, 생성되는 장치 구동 프로세스는 공간 살균 장치 주변의 오염 환경을 단계별로 구분하여 차아염소산(HOCL)의 희석 농도 및 UV-C 광원 조사의 지속 시간이 조절되도록 설계될 수 있다. 또한, 생성되는 장치 구동 프로세스는 살균수를 외부에 배출할 때 공간 살균 장치 주변에 사람의 존재 유무를 확인하여 사람이 없을 경우에 살균수가 배출되도록 설계될 수 있다.
다음으로, 프로세서는 단계 S650에 의해 생성된 장치 구동 프로세스에 따라 공간 살균 장치를 구동한다(S670).
도 7은 본 발명에 따른 공간 살균 장치의 내부 및 외부 구조의 일 예를 나타낸다.
도 7(a)는 본 발명에 따른 공간 살균 장치 본체 커버를 나타내며, 도 7(b)는 본 발명에 따른 공간 살균 장치 본체 내부를 나타내고, 도 7(c)는 본 발명에 따른 공간 살균 장치가 좌변기 상에 설치된 일예를 나타낸다.
이러한 공간 살균 장치는 오염도 및 온습도에 대한 센싱 정보를 기반으로 실시간 살균기능이 제공되어, 효율적으로 전염병을 예방하고 방지한다. 또한, 다중이용시설에 설치되는 경우 위생환경을 효율적으로 관리할 수 있다.
본 발명에 따른 공간살균 방법 및 장치는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (7)

  1. 공간 살균 장치의 공간 살균 방법에 있어서,
    외부 공기 흡입구를 개방하여 외부 공기가 상기 공간 살균 장치 내로 유입되도록 허용하는 단계;
    상기 외부 공기 흡입구에 설치된 제 1 가스 센서를 이용하여 상기 외부 공기의 오염도를 측정하는 단계;
    상기 외부 공기의 오염도가 미리 설정된 임계치 이상인지 여부를 판단하는 단계;
    상기 오염도가 상기 임계치 이상이면 차아염소산 카트리지 내의 차아염소산 원액을 희석하여 차아염소산 희석액을 생성하는 단계;
    상기 차아염소산 희석액에 UV-C 광원을 조사하여 살균수를 생성하고 살균공기 배출구를 통하여 배출하는 단계;
    상기 배출구에 설치된 제 2 가스 센서를 이용하여 상기 배출되는 살균수에 포함된 염소의 농도를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 염소의 농도를 기반으로 살균 공기 배출구에 구비된 팬의 회전 속도를 조절하는 단계;를 포함하는 공간 살균 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공간 살균 방법은,
    동작 감지 센서를 이용하여 상기 공간 살균 장치 주변의 사람의 동작을 감지하는 단계; 및
    상기 동작 감지 여부를 판단하는 단계
    를 더 포함하고, 상기 동작이 감지되지 않은 것으로 판단된 경우 상기 차아염소산 희석액을 생성하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 공간 살균 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 살균수를 생성하고 배출하는 단계는,
    상기 생성된 살균수를 기화하고 상기 유입된 외부 공기에 혼합하여 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 공간 살균 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 외부 공기의 오염도를 측정하는 단계는,
    상기 제 1 가스 센서를 이용하여 암모니아(NH3), 황화수소(H2S) 중 적어도 하나의 농도를 측정함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 공간 살균 방법.
  5. 공간 살균 장치에 있어서,
    상기 공간 살균 장치에 유입되는 외부 공기의 오염도를 측정하는 제 1 가스 센서;
    상기 공간 살균 장치로부터 배출되는 염소의 농도를 측정하는 제 2 가스 센서;
    차아염소산 원액을 보관하는 차아염소산 카트리지;
    차아염소산 희석액에 UV-C 광원을 조사하는 UV-C 모듈;
    회전 속도를 조절 가능한 팬이 설치되어 있으며 살균된 공기를 외부로 배출하는 살균 공기 배출구; 및
    상기 제 1 가스 센서에 의해 측정되는 상기 외부 공기의 오염도가 미리 설정된 임계치 이상인지 여부를 판단하여 상기 공간 살균 장치의 구동을 제어하고, 상기 제 2 가스 센서에 의해 측정된 염소의 농도를 기반으로 상기 살균 공기 배출구에 구비된 팬의 회전 속도를 조절하는 중앙처리부를 포함하는 공간 살균 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 공간 살균 장치는,
    주변의 사람의 동작을 감지하는 동작 감지 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공간 살균 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제 1 가스 센서는 암모니아(NH3), 황화수소(H2S) 중 적어도 하나의 농도를 측정함으로써 상기 외부 공기의 오염도를 측정하는 것을 특징으로 하는 공간 살균 장치.
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