KR102563208B1 - Ultraviolet sterilizer and air conditioning apparaus having the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예는, 공기 조화기의 내부에 설치되어 상기 공기 조화기의 오염된 구조물을 살균하기 위한 공기 조화기용 자외선 살균 장치에 있어서, 상기 오염된 구조물과 마주하여 설치 가능하도록 구성되며, 한 쌍의 수평 지지대와 한 쌍의 수직 지지대를 포함하는 사각형 구조를 가지고, 상기 한 쌍의 수직 지지대의 내부 측면 각각에 가이드 레일이 설치된 프레임부; 상기 가이드 레일을 따라 수직 방향으로 이동 가능하도록 구성되며, 자외선 광을 방출하도록 구성된 자외선 램프와, 상기 자외선 램프의 양 단부와 착탈 가능한 전원 소켓 구조를 가지며 상기 가이드 레일을 따라 이동 가능하도록 연결된 한 쌍의 램프 홀더를 갖는 자외선 광원부; 상기 자외선 램프의 일 측면에 위치하도록 상기 한 쌍의 램프 홀더에 장착되며, 상기 자외선 램프로부터 방출된 자외선 광이 상기 오염된 구조물을 향해 집광하도록 구성된 반사면을 갖는 광 증폭용 반사판; 및 상기 프레임부의 일부에 설치되며, 상기 자외선 광원부를 상기 가이드 레일에 따라 수직 방향으로 왕복 이동하도록 구성된 구동부;를 포함하는 공기 조화기용 자외선 살균 장치를 제공한다. One embodiment of the present invention is a UV sterilization device for an air conditioner installed inside an air conditioner to sterilize a contaminated structure of the air conditioner, configured to be installed facing the contaminated structure, A frame unit having a rectangular structure including a pair of horizontal supports and a pair of vertical supports, and guide rails installed on each inner side of the pair of vertical supports; A pair of ultraviolet lamps configured to be movable in a vertical direction along the guide rail and configured to emit ultraviolet light, and a power socket structure that is detachable from both ends of the ultraviolet lamp and connected to be movable along the guide rail an ultraviolet light source unit having a lamp holder; a reflector for light amplification mounted on the pair of lamp holders to be located on one side of the UV lamp and having a reflective surface configured to condense the UV light emitted from the UV lamp toward the contaminated structure; and a driving unit installed on a portion of the frame unit and configured to reciprocate the ultraviolet light source unit in a vertical direction along the guide rail.
Description
본 발명은 공기 조화 장치용 자외선 살균 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 냉/난방 코일과 같은 공기 조화 장치의 내부 표면에 부착된 오염 물질을 제거하기 위한 자외선 살균 장치 및 이를 구비한 공기 조화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultraviolet sterilization device for an air conditioner, and more particularly, to an ultraviolet sterilization device for removing contaminants attached to the inner surface of an air conditioner such as a cooling/heating coil, and an air conditioner having the same It is about.
전 세계적인 에너지 수요 증가, 자원 고갈 및 지구 온난화와 기후 변화 문제로 녹색 에너지라는 새로운 패러다임으로 빠르게 전환되고 있으며, 이에 세계 각국은 저탄소 녹색 성장을 전략으로 수립하고 에너지 소비와 온실가스 발생을 줄이기 위하여 다양한 노력을 진행하고 있다. Due to global energy demand increase, resource depletion, global warming and climate change issues, a new paradigm called green energy is rapidly shifting. Accordingly, countries around the world establish low-carbon green growth strategies and make various efforts to reduce energy consumption and greenhouse gas emissions. is in progress
건물은 전체 탄소 배출량의 3% 이상을 차지하고 있으므로, 에너지 절감 및 효율화를 위한 노력이 요구된다. 특히, 건물의 전체 에너지 사용량의 40∼50%가 냉/난방을 위해 소모되므로, 공기 조화 장치의 효율 개선이 중요한 과제로 대두되고 있다. Since buildings account for more than 3% of total carbon emissions, efforts are required to reduce energy consumption and improve efficiency. In particular, since 40 to 50% of the total energy consumption of buildings is consumed for cooling/heating, improving the efficiency of air conditioners has emerged as an important task.
한편, 삶의 질이 높아짐에 따라 사용자 공간이 공기의 높은 질을 요구하는 추세이며, 특히 코로나 시대에 실내 활동의 비중이 높아짐에 따라 쾌적한 실내 공간을 제공하기 위한 공기조화 장치에 대한 요구가 증대되고 있다. On the other hand, as the quality of life increases, the user space demands high quality of air. In particular, as the proportion of indoor activities increases in the Corona era, the demand for air conditioning devices to provide a pleasant indoor space increases. there is.
일반적으로, 에너지 효율 개선과 실내 공기질 개선을 위해서 사용되는 자외선 살균 장치는 넓은 살균 대상 면적을 커버하기 위해서 복수개의 자외선 광원(예, UV 램프)의 배열을 채용하고 있지만, 자외선 광원의 교체 주기를 고려할 때에 비용 증가할 뿐만 아니라, 자외선 램프일 경우에 이를 폐기하여야 하는 환경적인 문제의 부담이 있다. In general, ultraviolet sterilization devices used to improve energy efficiency and indoor air quality employ an array of a plurality of ultraviolet light sources (eg, UV lamps) to cover a wide sterilization target area, but consider the replacement cycle of ultraviolet light sources. In the case of ultraviolet lamps, as well as cost increases, there is a burden of environmental problems of having to dispose of them.
또한, 자외선 광원이 살균에 필요한 충분한 광량을 제공하지 못하므로, 광촉매와 결합하여 사용하거나, 역시 사용 개수를 증가시키는 방식을 시도하고 있으나, 구조적으로 복잡해지므로, 제한된 공간에 배치하는데 어려움이 있을 뿐만 아니라, 제조 비용이 증가하는 문제가 있다. In addition, since the ultraviolet light source does not provide a sufficient amount of light required for sterilization, a method of using it in combination with a photocatalyst or increasing the number of uses is being tried, but it is structurally complex, so it is difficult to place it in a limited space. , there is a problem of increasing manufacturing cost.
본 발명이 해결하고자 하는 과제 중 하나는 공기 조화 장치의 에너지 효율화 및 실내 공기질을 개선할 수 있는 공기 조화 장치용 자외선 살균 장치를 제공하는데 있다. One of the problems to be solved by the present invention is to provide an ultraviolet sterilization device for an air conditioner capable of improving energy efficiency and indoor air quality of the air conditioner.
본 발명이 해결하고자 하는 과제 중 하나는 자외선 살균 장치를 도입함으로써 에너지 효율화 및 실내 공기질을 개선할 수 있는 공기 조화 장치를 제공하는데 있다. One of the problems to be solved by the present invention is to provide an air conditioner capable of improving energy efficiency and indoor air quality by introducing an ultraviolet sterilization device.
본 발명의 일 실시예는, 공기 조화기의 내부에 설치되어 상기 공기 조화기의 오염된 구조물을 살균하기 위한 공기 조화기용 자외선 살균 장치에 있어서, 상기 오염된 구조물과 마주하여 설치 가능하도록 구성되며, 한 쌍의 수평 지지대와 한 쌍의 수직 지지대를 포함하는 사각형 구조를 가지고, 상기 한 쌍의 수평 지지대의 내부 측면 각각에 가이드 레일이 설치된 프레임부; 상기 가이드 레일을 따라 수직 방향으로 이동 가능하도록 구성되며, 자외선 광을 방출하도록 구성된 자외선 램프와, 상기 자외선 램프의 양 단부와 착탈 가능한 전원 소켓 구조를 가지며 상기 가이드 레일을 따라 이동 가능하도록 연결된 한 쌍의 램프 홀더를 갖는 자외선 광원부; 상기 자외선 램프의 일 측면에 위치하도록 상기 한 쌍의 램프 홀더에 장착되며, 상기 자외선 램프로부터 방출된 자외선 광이 상기 오염된 구조물을 향해 집광하도록 구성된 반사면을 갖는 광 증폭용 반사판; 및 상기 프레임부의 일부에 설치되며, 상기 자외선 광원부를 상기 가이드 레일에 따라 수직 방향으로 왕복 이동하도록 구성된 구동부;를 포함하는 공기 조화기용 자외선 살균 장치를 제공한다. One embodiment of the present invention is a UV sterilization device for an air conditioner installed inside an air conditioner to sterilize a contaminated structure of the air conditioner, configured to be installed facing the contaminated structure, A frame unit having a rectangular structure including a pair of horizontal supports and a pair of vertical supports and having guide rails installed on each inner side of the pair of horizontal supports; A pair of ultraviolet lamps configured to be movable in a vertical direction along the guide rail and configured to emit ultraviolet light, and a power socket structure that is detachable from both ends of the ultraviolet lamp and connected to be movable along the guide rail an ultraviolet light source unit having a lamp holder; a reflector for light amplification mounted on the pair of lamp holders to be located on one side of the UV lamp and having a reflective surface configured to condense the UV light emitted from the UV lamp toward the contaminated structure; and a driving unit installed on a portion of the frame unit and configured to reciprocate the ultraviolet light source unit in a vertical direction along the guide rail.
본 발명의 일 실시예는, 흡기구와 배기구를 가지며 내부 공간을 제공하는 하우징; 상기 하우징의 내부에 설치되고, 흡기구를 통해 외기를 케이싱 내부로 흡기하는 흡기부; 상기 하우징 내에 설치되며, 상기 흡기부에 의해 상기 하우징 내부로 유입한 공기를 냉각 및/또는 가열시키기 위해 구성된 냉/난방 코일부; 상기 냉/난방 코일부의 전단에 설치되며, 상기 냉/난방 코일부의 오염을 제거하기 위한 자외선 살균부; 및 상기 냉/난방 코일부의 후단에 설치되며, 상기 냉/난방 코일부를 통과한 공기를 상기 하우징의 외부로 배출하는 배기부를 포함하고, 상기 자외선 살균부는, 상기 냉/난방 코일부와 마주하는 윈도우 영역을 정의하는 한 쌍의 수평 지지대와 한 쌍의 수직 지지대를 포함하며, 상기 한 쌍의 수평 지지대의 내부 측면 각각에 가이드 레일이 설치된 프레임부와, 상기 가이드 레일을 따라 수직 방향으로 이동 가능하도록 구성되며, 자외선 광을 방출하도록 구성된 자외선 램프와, 상기 자외선 램프의 양 단부와 착탈 가능한 전원 소켓 구조를 가지며 상기 가이드 레일을 따라 이동 가능하도록 연결된 한 쌍의 램프 홀더를 갖는 자외선 광원부와, 상기 자외선 램프의 일 측면에 위치하도록 상기 한 쌍의 램프 홀더에 장착되며, 상기 자외선 램프로부터 방출된 자외선 광이 상기 냉/난방 코일부를 향해 집광하도록 구성된 반사면을 갖는 광 증폭용 반사판과, 상기 프레임부의 일부에 설치되며, 상기 자외선 광원부를 상기 가이드 레일에 따라 수직 방향으로 왕복 이동하도록 구성된 구동부를 포함하는 공기 조화 장치를 제공한다. One embodiment of the present invention, the housing having an intake and exhaust vents to provide an internal space; an intake unit that is installed inside the housing and sucks outside air into the casing through an intake port; a cooling/heating coil unit installed in the housing and configured to cool and/or heat air introduced into the housing by the intake unit; an ultraviolet sterilization unit installed at a front end of the cooling/heating coil unit to remove contamination of the cooling/heating coil unit; and an exhaust unit installed at a rear end of the cooling/heating coil unit and discharging air that has passed through the cooling/heating coil unit to the outside of the housing, wherein the ultraviolet sterilization unit faces the cooling/heating coil unit. It includes a pair of horizontal supports and a pair of vertical supports defining a window area, and a frame portion having guide rails installed on inner sides of the pair of horizontal supports, respectively, and movable in a vertical direction along the guide rails. An ultraviolet light source unit having an ultraviolet lamp configured to emit ultraviolet light, and a pair of lamp holders having a power socket structure detachable from both ends of the ultraviolet lamp and movably connected along the guide rail; a reflector for light amplification mounted on the pair of lamp holders and having a reflective surface configured to condense ultraviolet light emitted from the ultraviolet lamp toward the cooling/heating coil unit; and a part of the frame unit. and a driving unit configured to reciprocate the UV light source unit in a vertical direction along the guide rail.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 자외선 램프의 사용 개수를 최소화하기 위해서 자외선 램프를 수직 방향으로 이동하여 상대적으로 넓은 살균 대상 면적을 커버하도록 구성하는 동시에, 집광을 통해서 광량을 증폭하기 위한 최적화된 구조를 갖는 광 증폭용 반사판을 채용함으로써 살균에 필요한 단위 면적당 광량을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 공기 조화기 내부의 공기 흐름에 대한 저항을 최소화하기 위해서 반사판의 외측 구조를 포물선 구조로 형성할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, in order to minimize the number of UV lamps used, the UV lamps are moved vertically to cover a relatively large sterilization target area, and at the same time, an optimized structure for amplifying the amount of light through light condensation By employing a reflector for light amplification having a light quantity per unit area required for sterilization can be provided. In some embodiments, in order to minimize resistance to air flow inside the air conditioner, an outer structure of the reflector may be formed in a parabolic structure.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.The various beneficial advantages and effects of the present invention are not limited to the above, and will be more easily understood in the process of describing specific embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 장치의 내부 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 살균 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 자외선 살균 장치를 나타내는 정면도이다.
도 4는 도 3의 자외선 살균 장치에 채용 가능한 광 증폭용 반사판을 구비한 자외선 광원부를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 3의 자외선 살균 장치의 제1 방향에 따른 단면 구조의 일 부분으로서, 자외선 광원부의 수직 이동을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은 도 3의 자외선 살균 장치의 "A" 영역을 나타내는 부분 확대도이다.
도 7a 내지 도 7c는 각각 조사 거리, 시간 및 램프 출력에 따른 단위 면적당 자외선 광량을 나타내는 그래프들이다.
도 8은 조사 각도에 따른 단위 면적당 자외선 광량의 변화를 설명하기 위한 개략도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 살균 장치에 채용가능한 다양한 구조의 광 증폭용 반사판들을 예시하는 개략 단면도들이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자외선 살균 장치에 채용가능한 광 증폭용 반사판의 원리를 설명하기 위한 개략 단면도이다.
도 13는 도 12의 광 증폭용 반사판에 의해 집광된 자외선 광의 피조사 대상면에서의 광량 분포를 나타내는 그래프이다.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자외선 살균 장치에 채용가능한 광 증폭용 반사판을 예시하는 개략 단면도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자외선 살균 장치의 어셈블리를 나타내는 사시도이다. 1 is a cross-sectional view showing an internal configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing an ultraviolet sterilization device according to an embodiment of the present invention.
3 is a front view showing the ultraviolet sterilization device shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a perspective view showing an ultraviolet light source unit having a reflector for light amplification employable in the ultraviolet sterilization device of FIG. 3 .
5 is a part of the cross-sectional structure of the ultraviolet sterilization device of FIG. 3 along the first direction, and is a schematic diagram for explaining the vertical movement of the ultraviolet light source unit.
FIG. 6 is a partially enlarged view showing an area “A” of the ultraviolet sterilization device of FIG. 3 .
7A to 7C are graphs showing the amount of ultraviolet light per unit area according to the irradiation distance, time, and lamp output, respectively.
8 is a schematic diagram for explaining a change in the amount of ultraviolet light per unit area according to an irradiation angle.
9 to 11 are schematic cross-sectional views illustrating reflectors for light amplification having various structures employable in an ultraviolet sterilization device according to an embodiment of the present invention.
12 is a schematic cross-sectional view for explaining the principle of a reflector for light amplification employable in an ultraviolet sterilization device according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a graph showing a light amount distribution on an irradiated target surface of ultraviolet light condensed by the reflector for light amplification of FIG. 12 .
14 is a schematic cross-sectional view illustrating a reflector for light amplification employable in an ultraviolet sterilization device according to a preferred embodiment of the present invention.
15 is a perspective view showing an assembly of an ultraviolet sterilization device according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다양한 실시예를 더 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, various embodiments according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 장치의 내부 구성을 나타내는 단면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 살균 장치를 나타내는 사시도이다. 1 is a cross-sectional view showing the internal configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing an ultraviolet sterilization device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 공기 조화 장치(200)는, 실내 공간과 각각 연결된 흡기구(222) 및 배기구(224)를 갖는 하우징(210)과, 상기 하우징(210)의 내부 공간에 공기의 흐름(화살표로 표시됨)에 따라 순차적으로 배치된 흡기 팬(230), 정화 필터(240), 냉/난방 코일(250) 및 배기 팬(260)과, 상기 하우징(210)에 장착되며 외부 환경과 연결된 배기 댐퍼(272) 및 흡기 댐퍼(274)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , the
본 실시예에 따른 공기 조화 장치(200)는, 냉/난방 코일(250)에 인접한 영역에 설치된 자외선 살균 장치(100)를 포함한다. The
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 자외선 살균 장치(100)는 냉/난방 코일(250)과 마주하도록 배치되어 냉/난방 코일(250)의 살균 대상 영역에 자외선 광을 조사할 수 있다. 본 실시예에서, 자외선 살균 장치(100)는 냉/난방 코일(250)의 전단에 배치될 수 있다. 자외선 살균 장치(100)의 구성과 작동에 대한 상세한 설명은 도 3 내지 도 6을 참조하여 후술하기로 한다. As shown in FIGS. 1 and 2 , the
먼저, 도 1을 참조하여 본 실시예에 따른 공기 조화 장치(200)에 의한 공기 조화 과정을 설명한다. 여기서, 화살표들은 공기 조화기(200)에 의해 처리된 공기의 흐름을 개략적으로 나타낸다. First, an air conditioning process by the
하우징(210)의 내부 공간 중 흡기구(222)에 인접한 공간 내에 설치된 흡기 팬(230)은 작동하여 흡기구(222)를 통해서 실내 공기를 하우징(210) 내부로 유입시킬 수 있다. 흡기구(222)를 통해 하우징(210)의 내부 공간에 유입된 공기 중 일부는 배기 댐퍼(272)를 통해 배출되고, 다른 일부 공기는 다음 공간에서 흡기 댐퍼(274)를 통해 유입된 외부 공기와 혼합된 후에 정화 필터(240)를 통과할 수 있다. The
정화 필터(240)를 통과하여 정화된 공기는 냉/난방 코일(250)로 향하고, 냉/난방 코일(250)은 정화된 공기를 원하는 온도로 가열시키거나 냉각된 후에 배기 팬(260)은 냉/난방코일(250)을 통해 온도가 조절된 공기를 배기부(224)를 통해서 실내 공간에 제공할 수 있다.The purified air passing through the
본 실시예에서, 배기 댐퍼(272) 및 흡기 댐퍼(274)는 외부 공기를 내부 공간으로 배기/유입하기 위한 게이트로서, 통상의 댐퍼와 유사하게 공기의 통과량을 조절할 수 있는 기능을 수행할 수 있다. In this embodiment, the
정화 필터(240)는 흡기구(222)와 외기 댐퍼(274)를 통해 유입한 공기를 통과시키며 공기 중 먼지와 같은 이물질을 필터링하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 정화 필터(240)는 일반적인 공기 청정기와 유사하게 부직포를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서는, 공기 조화 장치(200)는 정화 필터(240)와 함께, 전기를 이용하여 대전시켜 상대적으로 미세한 이물질(예, 미세 분진)을 집진시키는 집진부(미도시)를 포함할 수 있다. 다른 일부 실시예에서는, 배기구(224)에 인접한 영역에 HEPA 필터(미도시)는 장착하여 미세먼지뿐만 아니라 에어로졸 형태의 바이러스도 포집하여 더 우수한 질의 공기를 제공할 수도 있다. The
냉/난방 코일(250)은 하절기에는 공기를 냉각하여 냉풍이 공급하고, 동절기에는 가열하여 온풍이 공급하도록, 정화된 공기를 가열하거나 냉각시키는 기능을 수행한다. 냉/난방 코일(250)이 미생물 번식이 용이한 습한 환경에서 사용되므로, 냉/난방 코일(250)에 미생물이 부착될 수 있으며, 지속적으로 먼지, 수분, 유분, 미생물 등이 축적되는 바이오-파울링(bio-fouling)이 발생될 수 있다. The cooling/
이러한 미생물 등의 축적으로 인해, 실내 공기질에 악영향을 미칠 뿐만 아니라, 시간이 경과됨에 따라 냉난방 효율이 크게 저하될 수 있다. 특히, 냉/난방 코일(250)은 공기 조화기(200)에서 가장 큰 에너지 소모 비중을 차지하므로, 이러한 바이오-파울링 현상은 공기 조화기(200)의 전체 에너지 효율을 크게 저하시키는 심각한 원인이 된다. Accumulation of such microorganisms not only adversely affects indoor air quality, but also significantly reduces cooling and heating efficiency over time. In particular, since the cooling/
본 실시예에 채용된 자외선 살균 장치(100)는 냉/난방 코일의 전단에 설치되어 자외선 광을 조사하여 냉/난방 코일에 부착된 미생물 및 곰팡이와 같은 생물학적인 오염물의 DNA를 파괴하여 바이오-파울링을 억제시킴으로써 냉/난방 코일(250)과 배기 팬(260)의 차압 감소를 방지하고, 열전달 효율을 개선함으로써 공기 조화기 유지 비용을 감축시킬 뿐만 아니라, 실내 공기질을 크게 개선할 수 있다. The
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 살균 장치(100)를 나타내는 정면도이다. 도 3에 도시된 자외선 살균 장치(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 공기 조화 장치에 채용될 수 있다. 3 is a front view showing an
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 자외선 살균 장치(100)는, 한 쌍의 수평 지지대(112A,112B)와 한 쌍의 수직 지지대(114A,114B)를 가지며 상기 한 쌍의 수평 지지대(112A,112B)의 내부 측면 각각에 가이드 레일(110R)이 설치된 프레임부(110)와, 상기 가이드 레일(110R)을 따라 수직 방향(화살표 참조)으로 이동 가능하도록 구성되며 자외선 광을 방출하도록 구성된 자외선 램프(155)를 갖는 자외선 광원부(150)와, 상기 자외선 램프(155)의 일 측면에 위치하며 살균 대상 영역(도 2의 255)의 자외선 광을 증폭시키기 위한 광 증폭용 반사판(160)과, 상기 프레임부(110)의 일부 영역에 설치되며 상기 자외선 광원부(150)를 상기 가이드 레일(110R)에 따라 수직 방향으로 왕복 이동하도록 구성된 구동부(180)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the
본 실시예에 채용된 자외선 램프(155)는 살균 작용이 가능한 자외선 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 자외선 광은 살균 작용이 우수한 254㎚의 심자외선(UV-C) 광일 수 있다. The
상기 자외선 광원부(150)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 자외선 램프(155)와 함께, 자외선 램프(155)의 양 단부에 각각 연결된 한 쌍의 램프 홀더(151)를 포함할 수 있다. 램프 홀더(151)는 각각 상기 자외선 램프(155)의 양 단부와 착탈 가능한 전원 소켓 구조(152)와, 상기 가이드 레일(110R)을 따라 이동 가능하도록 구성된 가이드 블럭(151G)을 포함할 수 있다. 자외선 램프(155)는 전원 소켓 구조(152)를 통해서 필요한 구동 전압이 인가될 수 있다. As shown in FIG. 4 , the UV
프레임부(110)는 상기 공기 조화기의 오염된 구조물의 살균 대상 영역에 대응되는 사각형인 윈도우 영역(W)을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 프레임부(110)의 윈도우 영역(W)은 냉/난방 필터부(250)의 필터 영역(255)과 대응되는 영역을 가지며, 자외선 살균 장치(150)는 냉/난방 필터부(250)의 전단에 장착될 수 있다. 예를 들어, 하부 수평 지지대(114A)의 양측으로부터 연장된 지지판(115)을 구비하며, 지지판(115)은 고정 수단(116)(예, 고정 볼트)을 이용하여 하우징(110)에 고정될 수 있다. The
이와 같이, 프레임부(110)의 윈도우 영역(W)은 살균 대상 영역을 커버하도록 자외선 광원부(150)를 이동시키기 위한 영역을 정의할 수 있다. As such, the window area W of the
구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 램프 홀더(151)의 외측면에 형성된 가이드 블럭(151G)은 상기 한 쌍의 수직 지지대(112A,112B)의 가이드 레일(110R)에 결착되어 상기 윈도우 영역(W)에서 수직 방향으로 자외선 광원부(150)가 왕복 이동하도록 구성될 수 있다. Specifically, as shown in FIG. 5, the
본 실시예에서 채용된 상기 프레임부(110)의 윈도우 영역(W)은, 상기 냉/난방 코일부(250)의 살균 대상 영역에 대응되는 왕복이동 영역(W1)과 상기 왕복이동 영역(W1)의 하측에 마련된 휴지 영역(W2)을 포함할 수 있다. 휴지 영역(W2)은 상기 자외선 광원부(150)가 구동되지 않을 경우에 공기 유동에 방해되지 않도록 자외선 광원부(150)를 위치시키는 공간으로 사용될 수 있다. 다른 실시예에서는 이러한 휴지 영역(W2)은 윈도우 영역(W)의 상측에도 마련될 수 있다. The window area W of the
본 실시예에서, 자외선 광원부(150)는 하나의 자외선 램프(155)를 이용하여 필요한 자외선 램프(155)의 개수를 절감하는 동시에, 전체 살균 대상 영역을 커버할 수 있게 이동하도록 구성할 수 있다. 이러한 자외선 광원부(150)의 이동에 의한 자외선 램프(155)의 조사는 살균에 필요한 충분한 자외선 광량을 제공하는데 어려움이 있을 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 자외선 광을 집광시킴으로써 충분한 자외선 광량을 제공하는 방안을 제안한다. In this embodiment, the UV
본 실시예에 따른 자외선 살균 장치(100)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 자외선 램프(155)의 일 측면에 위치하도록 상기 한 쌍의 램프 홀더(151)에 장착된 광 증폭용 반사판(160)을 포함할 수 있다. 본 실시예에 사용되는 광 증폭용 반사판(160)은 인체에 유해한 자외선 광이 외부로 방출되는 것을 차단하기 위한 구성 요소라기 보다는 살균 대상 영역으로 상기 자외선 램프(155)로부터 방출된 자외선 광을 집광시켜 이동 환경에도 불구하고 살균을 위한 충분한 광량을 제공하는 증폭 수단으로서 사용될 수 있다. As shown in FIG. 4, the
상기 광 증폭용 반사판(160)은 자외선 조사 영역에서의 단위 면적당 광량이 상기 반사판 부재시에 단위 면적당 광량보다 2배 이상, 바람직하게 2.5 배 이상으로 증폭되도록 구성될 수 있다. 이러한 광량의 증폭은 반사면의 구조 및 자외선 램프(155)와 반사면의 거리 등을 이용하여 구현될 수 있다. 본 실시예에 따른 광 증폭용 반사판(160)은 도 6 내지 도 9를 참조하여 상세히 후술하기로 한다. The
본 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 자외선 광원부(150)의 이동을 위한 구동력은 구동부(180)에 의해 제공될 수 있다. 상기 구동부(180)는 상기 프레임부(110)의 일부 영역에 설치될 수 있다. 본 실시예에 채용된 구동부(180)의 적어도 일부 또는 전부는 도 6에 도시된 바와 같이, 프레임부(110)의 내부 공간에 내장됨으로써 자외선 살균 장치(100)의 외관을 심플하게 구성하는 동시에, 이동 대상인 자외선 광원부(150)와 연결을 용이하게 구현할 수 있다. 상기 구동부(180)는 모터부(185)와, 상기 모터부(185)와 상기 자외선 광원부(150)(특히, 가이드 블럭(151G)) 사이에 연결된 엑츄에이터부(187)를 포함할 수 있다. 상기 엑츄에이터부(187)는 자외선 광원부(150)를 상기 가이드 레일(110R)에 따라 왕복 이동하도록 구성될 수 있다. In this embodiment, as shown in FIG. 3 , driving force for moving the ultraviolet
본 실시예에 따른 자외선 살균 장치(100)는 자외선 광원부(150)의 작동 및 왕복 이동을 제어할 수 있는 조작 패널부(190)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이 조작 패널부(190)는 프레임(110)의 일 영역에 장착된 형태로 예시하였으나, 일부 실시예에서는, 자외선 살균 장치(100)와 유선 또는 무선 교신하도록 구성된 조작 패널부(190)를 포함할 수 있다. 이러한 조작 패널부(190)는 본 실시예와 달리 공기 조화 장치의 외부, 예를 들어 공기 조화 장치의 조작 패널과 결합되어 구현될 수도 있다. The
본 발명의 일 실시예에 따르면, 자외선 램프(155)의 사용 개수를 최소화하기 위해서 자외선 램프(155)를 수직 방향으로 이동하여 상대적으로 넓은 살균 대상 면적을 커버하도록 구성하는 동시에, 집광을 통해서 광량을 증폭하기 위한 최적화된 구조를 갖는 광 증폭용 반사판(160)을 채용함으로써 살균에 필요한 단위 면적당 광량을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 공기 조화 장치(도 1의 200) 내부의 공기 흐름에 대한 저항을 최소화하기 위해서 광 증폭용 반사판(160)의 외측 구조를 포물선 구조로 형성할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, in order to minimize the number of
도 7a 내지 도 7c는 각각 조사 거리, 시간 및 램프 출력에 따른 단위 면적당 자외선 광량을 나타내는 그래프들이며, 도 8은 조사 각도에 따른 단위 면적당 자외선 광량의 변화를 설명하기 위한 개략도이다. 7A to 7C are graphs showing the amount of ultraviolet light per unit area according to the irradiation distance, time, and lamp output, and FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the change in the amount of ultraviolet light per unit area according to the irradiation angle.
자외선 램프는 전방향(360°)으로 자외선을 방사할 수 있으며, 자외선 광량은 아래의 조건에 의해 정의될 수 있다. The UV lamp can emit UV rays in all directions (360°), and the amount of UV light can be defined by the following conditions.
자외선 광량(UV Dose) = UV 강도(㎼ / ㎠) × 노출 시간(sec) UV light dose (UV Dose) = UV intensity (㎼ / ㎠) × exposure time (sec)
즉, 도 7b 및 도 7c에 도시된 바와 같이, 자외선 광량은 UV 강도와 노출 시간에 각각 비례하며, 도 7a에 도시된 바와 같이 거리의 제곱에 반비례한다. That is, as shown in FIGS. 7B and 7C, the amount of UV light is proportional to the UV intensity and the exposure time, respectively, and is inversely proportional to the square of the distance as shown in FIG. 7A.
구체적으로, 도 8을 참조하면, 자외선 램프로부터 방출되는 광은 전방위로 피조사 영역(300)에 도달한다. 지향각에 따라 자외선 광이 피조사 영역(300)까지 도달하는 거리는 상이해질 수 있다. 예를 들어, 최단 거리인 수평 거리(ⓐ), 30°로 조사되는 거리(ⓑ), 60°로 조사되는 거리(ⓒ), 지향각에 따라 다른 거리로 조사되며, 거리에 반비례하므로(도 7a 참조), ⓑ 및 ⓒ의 광량은 ⓐ의 광량과 대비하여 50%, 25%로 각각 감소될 수 있다. 이와 같이, 지향각이 클수록 광량이 감소하므로, 주변 영역에서 원하는 살균 작용을 기대하기 어려우며, 광량이 넓은 영역으로 분산되므로 중심 영역의 광량도 역시 충분한 살균 효과를 얻기 어렵다. Specifically, referring to FIG. 8 , light emitted from an ultraviolet lamp reaches the irradiated
이론적으로는, 60W의 자외선 램프를 30cm 거리에서의 자외선 광량은 전 방위로 방출되므로, 아래의 식으로 단위 면적당 광량을 정의할 수 있다.Theoretically, since the amount of ultraviolet light emitted from a 60W UV lamp at a distance of 30 cm is emitted in all directions, the amount of light per unit area can be defined by the following formula.
단위 면적당 UV 광량(㎼.sec / ㎠) = 출력(W) x UV-C 효율 / π2·거리2 Amount of UV light per unit area (㎼.sec / ㎠) = Output (W) x UV-C efficiency / π2 Distance 2
= 60W x 40% / π2·30㎠ = 2,704 ㎼.sec/㎠ = 60W x 40% / π2 30cm2 = 2,704 ㎼.sec/cm2
박테리아 사멸을 위한 단위 면적당 광량은 약 12,000 ㎼·sec/㎠이므로, 60W의 자외선 램프를 30㎝ 거리에서 5초간 자외선 조사할 경우에 충분한 살균 효과를 얻을 수 있으며, 이를 근거하여 자외선 램프의 이동시간을 얻을 수 있다.
Since the amount of light per unit area for killing bacteria is about 12,000 ㎼·sec/㎠, a sufficient sterilization effect can be obtained when a 60W UV lamp is irradiated for 5 seconds at a distance of 30 cm. You can get it.
특히, 본 실시예에 따른 광 증폭용 반사판은 단순하게 조사 대상 방향으로 광을 반시시키는 수준이 아니라, 충분한 살균을 위한 광량을 얻기 위해서 이동 방향으로 좁은 폭의 조사 영역에 자외선 광을 집중시키는 역할을 한다. 예를 들어, 광 증폭용 반사판은 지향각이 120°이하, 바람직하게 90°이하 또는 60°이하로 집광시켜 단위 면적당 광량을 충분히 증폭시킬 수 있으며, 하나의 자외선 램프의 이동만으로도 전체 살균 대상 영역에 걸쳐 비교적 짧은 시간 내에 원하는 살균을 수행할 수 있다. In particular, the reflector for light amplification according to the present embodiment does not simply reflect light in the direction to be irradiated, but serves to concentrate ultraviolet light in a narrow irradiation area in the moving direction in order to obtain a sufficient amount of light for sterilization. do. For example, the reflector for light amplification can sufficiently amplify the amount of light per unit area by condensing light at an angle of view of 120° or less, preferably 90° or less or 60° or less, and can cover the entire sterilization target area only by moving one UV lamp. The desired sterilization can be carried out in a relatively short time span.
이와 같이, 본 실시예에 따른 자외선 살균 장치(100)는 자외선 램프(155)의 사용 개수를 감소시키면서 전체 살균 대상 영역에 대한 균일한 작용을 위해서 자외선 광원(150)을 이동시키면서 조사하더라도 광 증폭용 반사판을 이용하여 충분한 광량으로 원하는 살균 작용을 수행할 수 있다. In this way, the
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 살균 장치에 채용가능한 다양한 구조의 광 증폭용 반사판들을 예시하는 개략 단면도이다. 9 to 11 are schematic cross-sectional views illustrating reflectors for light amplification having various structures employable in an ultraviolet sterilization device according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 광 증폭용 반사판(160A)은 각진 구조의 보호컵(161A)과 상기 보호컵(161A)의 내부면에 형성된 반사층(165A)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사층(165A)은 Ag, Ni 또는 Al을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 9 , the
충분한 반사 효과를 위해서 자외선 램프(155)와 상기 반사층(165A)의 거리(d1)는 상기 자외선 램프(155)의 직경의 5배 이하일 수 있다. 상기 자외선 램프(155)과 상기 반사층(160A)의 거리는 상기 자외선 광이 조사되는 제1 방향(D1)으로의 제1 거리(d1)보다 상기 제1 방향(D1)과 수직인 제2 방향(D2)으로의 제2 거리(d2)가 클 수 있다. 본 실시예에 채용된 광 증폭용 반사판(160A)의 반사층(165A)은 상기 자외선 광의 지향각이 90°이하가 되도록 구성될 수 있다. For a sufficient reflection effect, the distance d1 between the
살균 대상 영역(250)의 빗금친 영역은 자외선 램프(155)의 정지 상태에서 적용되는 광량을 의미한다. 여기서, 빗금친 영역에서 제1 방향(D1)(또는 수평 방향)으로의 폭(LA1)은 단위 면적당 광량을 의미하며, 본 실시예에 따른 반사판(160A)은 이동 방향인 제2 방향(D2)(또는 수직 방향)으로의 한정된 폭(S1)에 걸쳐서 비교적 충분한 광량을 확보할 수 있다. The hatched area of the
상기 광 증폭용 반사판(160A)은 상기 자외선 광이 조사되는 제1 방향(D1)에 따른 단면에서 볼 때에, 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향(D2)으로 상기 자외선 램프(155)의 중심을 지나는 축보다 살균 대상 영역(250)을 향해 더 연장된 형태를 갖는다. When the
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 광 증폭용 반사판(160B)은 포물선 구조의 단면 형상을 갖는 반사층(165B)과 상기 반사층(165B)의 외부 표면에 형성된 보호층(161B)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사층(165B)은 Ag, Ni 또는 Al을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보호층(161B)은 반사층(165B)의 산화 방지를 위해서 폴리머 또는 내산화물층을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 10 , the reflector 160B for light amplification according to the present embodiment may include a
상기 자외선 램프(155)과 상기 반사층(160B)의 거리는 상기 자외선 램프의 직경의 5배 이하, 바람직하게 3배 이하일 수 있다. 살균 대상 영역(250)의 조사 영역(빗금친 영역)은 앞선 실시예보다 제2 방향(D2)으로의 더 좁은 폭(S2)을 갖지만, 앞선 실시예보다 더 큰 단위면적당 광량으로 조사될 수 있다((LA2 > LA1). The distance between the
또한, 광 증폭용 반사판(160B)의 외측 형상도 포물선 구조의 단면 형상을 가지므로, 자외선 살균 장치의 작동 중에도 공기 조화 장치에서의 공기 흐름을 크게 저하시키지 않을 수 있다. In addition, since the outer shape of the reflector 160B for light amplification also has a cross-sectional shape of a parabolic structure, the air flow in the air conditioner may not be significantly reduced even during operation of the ultraviolet sterilization device.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 광 증폭용 반사판(160C)은 일부 원주 영역이 자외선 조사 영역으로 개방된 원형 구조의 단면 형상을 갖는 반사층(165C)과 상기 반사층(165C)의 외부 표면에 형성된 보호층(161C)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사층(165C)은 Ag, Ni 또는 Al을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보호층(161C)은 반사층(165C)의 산화 방지를 위해서 폴리머 또는 내산화물층을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 11, a
상기 개방된 원주 영역(개구(apeture)라고도 함)은 상기 자외선 램프의 중심을 기준으로 100°∼160°범위에 해당할 수 있다. 개방된 영역의 크기에 따라 앞선 실시예들보다 더 큰 광량 집중 효과를 기대할 수 있다. 예를 들어, 살균 대상 영역(250)의 조사 영역(빗금친 영역)은 앞선 실시예들보다 제2 방향(D2)으로의 더 좁은 폭(S3)을 가지며, 조사 영역의 단위 면적당 광량도 앞선 실시예들보다 클 수 있다(LA3 > LA1 or LA2). The open circumferential area (also referred to as an aperture) may correspond to a range of 100° to 160° based on the center of the UV lamp. Depending on the size of the open area, a greater effect of concentrating the amount of light than in the previous embodiments can be expected. For example, the irradiation area (shaded area) of the
본 실시예에 따른 광 증폭용 반사판(160B)의 외측 형상도 원형인 단면 형상을 가지므로, 도 11에 도시된 실시예와 유사하게, 자외선 살균 장치의 작동 중에도 공기 조화 장치에서의 공기 흐름을 크게 저하시키지 않을 수 있다. Since the outer shape of the reflector 160B for light amplification according to this embodiment also has a circular cross-sectional shape, similar to the embodiment shown in FIG. may not lower it.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자외선 살균 장치에 채용가능한 광 증폭용 반사판의 원리를 설명하기 위한 개략 단면도이다. 12 is a schematic cross-sectional view for explaining the principle of a reflector for light amplification employable in an ultraviolet sterilization device according to a preferred embodiment of the present invention.
도 12를 참조하면, 바람직한 실시예에 따른 광 증폭용 반사판(160)의 구조와 자외선 램프(155) 및 자외선 조사 대상(250)과의 배열이 예시되어 있다. Referring to FIG. 12 , the structure of the
본 실시예에 따른 광 증폭용 반사판(160)은 자외선 조사 대상(250)에서 상기 반사판(160)의 개구와 대응되는 메인 조사 영역(S)에 전체 광량의 90% 이상, 바람직하게 95% 이상이 집중되도록 구성된다. 구체적으로, 상기 자외선 조사 대상의 표면에서 상기 광 증폭용 반사판(160)의 수직 축에 따른 폭과 대응되는 메인 조사 영역(S)에 조사되는 광량은 상기 자외선 조사 대상(250)의 표면에 조사된 자외선 광의 전체 광량의 90% 이상일 수 있다. In the
도 12에 도시된 바와 같이, 상기 반사판(160)의 단면은 가상 원(점선으로 표시됨)의 일부로 이해될 수 있다. 상기 가상 원의 중심점(CP)은 자외선 램프(155)의 중심와 자외선 조사 대상물(250)의 표면 사이의 중심에 해당하며, 상기 가상 원의 반경(R1)은 자외선 램프(155)의 중심과 자외선 조사 대상물(250)의 표면 사이의 거리(R1')와 대응될 수 있다. 여기서, 상기 가상 원의 반경(R1)은 상기 반사판(160)(특히, 반사면)의 곡률 반경으로 이해될 수 있으며, 도 12에 예시된 반사판(160)은 자외선 램프(155)의 중심으로 코닉 상수(conic constant)가 -1인 포물선 형상으로 볼 수 있다. As shown in FIG. 12 , the cross section of the
상기 자외선 램프(155)는 그 중심을 지나는 수직축 방향으로의 상기 광 증폭용 반사판(160)의 양 단부까지의 제2 거리(d2)가 수평축 방향으로 상기 광 증폭용 반사판(160)까지의 제1 거리(d1)의 약 2배가 되는 위치에 배치될 수 있다. In the
이러한 반사판(160)과 배열을 통해서, 자외선 램프(155)로부터 방출되는 광은 반사판(160)에서 반사될 때에 상기 수평 축과 거의 평행한 방향으로 진행하여 메인 조사 영역(S)에 도달할 수 있다. 메인 조사 영역에 도달하는 광(L1,L2)은 반사면의 다른 지점에서 반사되더라도 서로 동일한 이동 거리를 가질 수 있다. 구체적으로, 제1 광(L1)의 총 이동 거리(da+db), 즉 반사면의 제1 지점까지의 거리(da)와 반사면의 제1 지점에서 평행하게 메인 조사 영역(S)까지 도달하는 거리(db)의 합(da'+db')은, 제2 광(L2)의 총 이동 거리(da'+db'), 반사면의 제2 지점까지의 거리(da')와 반사면의 제2 지점에서 평행하게 메인 조사 영역(S)까지 도달하는 거리(db')의 합과 거의 동일하며, 각각의 총 이동 거리는 가상 원의 반경, 즉 곡률 반경(R1)의 2배일 수 있다. Through such an arrangement with the
도 12에 도시된 바와 같이, 자외선 램프(155)는 상술된 제1 및 제2 거리(d1,d2)의 관계를 만족하는 위치에 배치된다. 자외선 램프(155)는 곡률을 갖는 반사판(160)의 양 단부의 수직 연결선 상에 위치할 수 있다. 따라서, 곡률을 갖는 반사판(160) 부분만 존재한다면, 즉 확장 반사판(160')이 없다면, 자외선 램프(155)로부터 방출되는 일부 광(L3)은 메인 조사 영역(S)을 벗어나 원하는 집중 효과를 감소시킬 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 곡률을 갖는 반사판(160)의 양 단부로부터 상기 수평 축과 평행한 방향으로 연장된 확장 반사판(160')이 추가될 수 있다. L3로 표시된 광은 확장 반사판(160')을 통해서 원하는 메인 조사 영역(S1)에 효과적으로 집광시킬 수 있다. As shown in FIG. 12, the
도 13는 도 12에서 설명된 반사판의 구조와 함께, 반사판, 자외선 램프 및 자외선 조사 대상물의 배열에 따른 시뮬레이션 결과로서, 자외선 조사 대상물(250)의 표면에서의 광량 분포를 나타내는 그래프이다. 도 13을 참조하면, 반사판(160)의 개구에 대응되는 수직 방향의 폭에 의해 정의되는 메인 조사 영역(S)에 상당 부분의 광이 집중되는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 비교적 좁은 면적에 자외선 광을 집중시키므로, 충분한 살균력을 위한 단위 면적당 광량을 보장할 수 있으며, 본 발명에 따른 자외선 광의 이동에 따른 자외선 조사로도 조사 대상물(250) 표면으로부터 미생물을 효과적으로 제거할 수 있다. FIG. 13 is a graph showing the distribution of light quantity on the surface of an object to be irradiated with
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자외선 살균 장치에 채용가능한 광 증폭용 반사판을 예시하는 개략 단면도이다. 도 12에 도시된 구조에 따른 반사판으로 구현하였다. 14 is a schematic cross-sectional view illustrating a reflector for light amplification employable in an ultraviolet sterilization device according to a preferred embodiment of the present invention. It was implemented as a reflector according to the structure shown in FIG. 12 .
도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 광 증폭용 반사판(160')은 바람직한 코닉 상수 조건을 만족하는 포물선 또는 타원형과 같은 곡면 형상을 갖는 반사층을 포함할 수 있다. 도시되지 않았으나, 도 9 내지 도 11에서 설명된 보호컵 또는 보호층을 채용하여 반사층의 산화와 같은 손상을 방지할 수 있다.Referring to FIG. 14 , the
상기 자외선 램프(155)는 상기 자외선 광이 조사되는 수평 방향으로 반사판(160')까지의 제1 거리(d1)보다 상기 수직 방향으로 반사판(160')(특히, 확장 반사판(160D))까지의 제2 거리(d2)가 2배일 수 있다. 상기 광 증폭용 반사판(160D)은 도 12에 설명된 원리에 따른 타원 또는 포물 형상의 반사면을 가질 수 있다. 상기 반사면의 코닉 상수(conic constant)는 1∼-1.5 범위일 수 있으며, 바람직하게는 -1(±0.1)일 수 있다. 또한, 상기 광 증폭용 반사판(160)은 그 양단에 상기 수평 축과 평행한 방향으로 연장된 확장 반사판(160D)을 가질 수 있다. 확장 반사판(160D)은 추가적으로 일부 광을 메인 조사 영역(S4)으로 집중시켜 충분한 광량(LA4)을 확보할 수 있다. The
살균 대상 영역(250)의 조사 영역(빗금친 영역)은 앞선 실시예보다 수직 방향으로의 좁은 폭의 메인 조사 영역(S4)에 자외선 광을 효과적으로 집중시킬 수 ㅇ있다. 그 결과, 상기 자외선 조사 대상의 표면에서 상기 광 증폭용 반사판(160D)의 수직 방향으로의 폭과 대응되는 영역에 조사되는 광량은 상기 자외선 조사 대상의 표면에 조사된 자외선 광의 전체 광량의 90% 이상, 바람직하게 95% 이상일 수 있다. The irradiation area (hatched area) of the area to be sterilized 250 can effectively concentrate ultraviolet light on the main irradiation area S4 with a narrower width in the vertical direction than in the previous embodiment. As a result, the amount of light irradiated to the area corresponding to the width of the
또한, 앞선 실시형태들과 유사하게, 광 증폭용 반사판(160')의 외측 형상도 유선형 구조를 가지므로, 자외선 살균 장치의 작동 중에도 공기 조화 장치에서의 공기 흐름을 크게 저하시키지 않을 수 있다.Also, similar to the previous embodiments, since the outer shape of the reflector 160' for light amplification also has a streamlined structure, the air flow in the air conditioner may not be significantly reduced even during operation of the ultraviolet sterilization device.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자외선 살균 장치의 어셈블리를 나타내는 사시도이며, 도 2와 유사하게 자외선 살균 장치가 냉/난방 코일부의 전단에 배치된 형태를 나타낸다. 15 is a perspective view showing an assembly of an ultraviolet sterilization device according to another embodiment of the present invention, similar to FIG.
도 15를 참조하면, 냉/난방 코일부(250')는 살균 대상 영역인 코일부(255')와 코일부(255')를 둘러싸는 프레임(251')을 포함한다. 상기 냉/난방 코일부(250')는 도 2에 도시된 살균 대상 영역(255)보다 더 큰 사이즈의 살균 대상 영역(255')을 가질 수 있다. Referring to FIG. 15 , the cooling/heating coil unit 250' includes a coil unit 255', which is an area to be sterilized, and a frame 251' surrounding the coil unit 255'. The cooling/heating coil unit 250' may have a sterilization target area 255' having a larger size than the
본 실시예에서, 살균 대상 영역(255')은 단위 자외선 살균 장치(100A, 또는 100B)의 윈도우 영역보다 큰 면적을 가질 수 있다. 이 경우에, 복수의 자외선 살균 장치(100A,100B)를 배열하여 상대적으로 큰 면적을 갖는 살균 대상 영역(255')을 커버할 수 있다. 본 실시예에서는 2개의 자외선 살균 장치(100A,100B)를 횡으로 배열한 형태를 예시하였으나, 냉/난방 코일부(250')의 형태에 따라 복수의 자외선 살균 장치(100A,100B)가 수직 방향으로 적층된 형태일 수 있다. In this embodiment, the area to be sterilized 255' may have a larger area than the window area of the unit
본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiments and accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims. Therefore, various forms of substitution, modification, and change will be possible by those skilled in the art within the scope of the technical spirit of the present invention described in the claims, which also falls within the scope of the present invention. something to do.
Claims (10)
자외선 조사 대상인 상기 오염된 구조물과 마주하여 설치 가능하도록 구성되며, 한 쌍의 수평 지지대와 한 쌍의 수직 지지대를 포함하는 사각형 구조를 가지고, 상기 한 쌍의 수직 지지대의 내부 측면 각각에 가이드 레일이 설치된 프레임부;
상기 가이드 레일을 따라 수직 방향으로 이동 가능하도록 구성되며, 자외선 광을 방출하도록 구성된 자외선 램프와, 상기 자외선 램프의 양 단부와 착탈 가능한 전원 소켓 구조를 가지며 상기 가이드 레일을 따라 이동 가능하도록 연결된 한 쌍의 램프 홀더를 갖는 자외선 광원부;
상기 자외선 램프의 일 측면에 위치하도록 상기 한 쌍의 램프 홀더에 장착되며, 상기 자외선 램프로부터 방출된 자외선 광이 상기 오염된 구조물을 향해 집광하도록 구성된 반사면을 갖는 광 증폭용 반사판; 및
상기 프레임부의 일 영역에 설치되며, 상기 자외선 광원부를 상기 가이드 레일에 따라 수직 방향으로 왕복 이동하도록 구성된 구동부;를 포함하고,
상기 광 증폭용 반사판은 타원 또는 포물 형상의 반사면을 가지며, 상기 반사면의 코닉 상수(conic constant)는 1∼-1.5 범위이며, 상기 광 증폭용 반사판은 그 양단에 상기 자외선 램프의 중심을 지나는 수평 축과 평행한 방향으로 연장된 확장 반사판을 갖는 공기 조화기용 자외선 살균 장치.
An ultraviolet sterilization device for an air conditioner installed inside the air conditioner to sterilize a contaminated structure of the air conditioner,
It is configured to be installed facing the contaminated structure to be irradiated with ultraviolet rays, has a rectangular structure including a pair of horizontal supports and a pair of vertical supports, and guide rails are installed on each inner side of the pair of vertical supports. frame part;
A pair of ultraviolet lamps configured to be movable in a vertical direction along the guide rail and configured to emit ultraviolet light, and a power socket structure that is detachable from both ends of the ultraviolet lamp and connected to be movable along the guide rail an ultraviolet light source unit having a lamp holder;
a reflector for light amplification mounted on the pair of lamp holders to be located on one side of the UV lamp and having a reflective surface configured to condense the UV light emitted from the UV lamp toward the contaminated structure; and
A drive unit installed in one area of the frame unit and configured to reciprocate the ultraviolet light source unit in a vertical direction along the guide rail;
The reflector for light amplification has an elliptical or parabolic reflective surface, the conic constant of the reflective surface is in the range of 1 to -1.5, and the reflector for light amplification passes through the center of the UV lamp at both ends thereof. An ultraviolet sterilization device for an air conditioner having an extended reflector extending in a direction parallel to a horizontal axis.
상기 광 증폭용 반사판은 자외선 조사 영역에서의 단위 면적당 광량이 상기 반사판 부재시에 단위 면적당 광량보다 2배 이상으로 증폭되도록 구성되는 공기 조화기용 자외선 살균 장치
According to claim 1,
The reflector for light amplification is a UV sterilization device for an air conditioner configured to amplify the amount of light per unit area in an ultraviolet irradiation area by more than twice the amount of light per unit area in the absence of the reflector.
상기 자외선 조사 대상의 표면에서 수평 방향으로 상기 광 증폭용 반사판과 중첩된 영역에 조사되는 광량은 상기 자외선 조사 대상의 표면에 조사된 자외선 광의 전체 광량의 90% 이상인 공기 조화기용 자외선 살균 장치.
According to claim 1,
The amount of light irradiated to the area overlapping the reflector for light amplification in the horizontal direction from the surface of the ultraviolet irradiation target is 90% or more of the total amount of ultraviolet light irradiated to the surface of the ultraviolet irradiation target.
상기 자외선 램프는 상기 자외선 램프의 중심을 지나는 수직 축으로의 상기 광 증폭용 반사판까지의 거리가 상기 수평 축으로의 상기 광 증폭용 반사판까지의 거리의 2배가 되도록 위치하는 공기 조화기용 자외선 살균 장치.
According to claim 1,
The UV lamp is positioned so that the distance to the reflector for light amplification in a vertical axis passing through the center of the UV lamp is twice the distance to the reflector for light amplification in the horizontal axis.
상기 구동부는 상기 프레임부의 내부에 적어도 일부가 내장된 공기 조화기용 자외선 살균 장치.
According to claim 1,
The driving unit is an ultraviolet sterilization device for an air conditioner at least partially embedded inside the frame unit.
상기 하우징의 내부에 설치되고, 흡기구를 통해 외기를 케이싱 내부로 흡기하는 흡기부;
상기 하우징 내에 설치되며, 상기 흡기부에 의해 상기 하우징 내부로 유입한 공기를 냉각시키거나 가열시키기 위해 구성된 냉난방 코일부;
상기 냉난방 코일부의 전단에 설치되며, 상기 냉난방 코일부의 오염을 제거하기 위한 자외선 살균부; 및
상기 냉난방 코일부의 후단에 설치되며, 상기 냉난방 코일부를 통과한 공기를 상기 하우징의 외부로 배출하는 배기부를 포함하고,
상기 자외선 살균부는,
상기 냉난방 코일부와 마주하는 윈도우 영역을 정의하는 한 쌍의 수평 지지대와 한 쌍의 수직 지지대를 포함하며, 상기 한 쌍의 수직 지지대의 내부 측면 각각에 가이드 레일이 설치된 프레임부와,
상기 가이드 레일을 따라 수직 방향으로 이동 가능하도록 구성되며, 자외선 광을 방출하도록 구성된 자외선 램프와, 상기 자외선 램프의 양 단부와 착탈 가능한 전원 소켓 구조를 가지며 상기 가이드 레일을 따라 이동 가능하도록 연결된 한 쌍의 램프 홀더를 갖는 자외선 광원부와,
상기 자외선 램프의 일 측면에 위치하도록 상기 한 쌍의 램프 홀더에 장착되며, 상기 자외선 램프로부터 방출된 자외선 광이 상기 냉난방 코일부를 향해 집광하도록 구성된 반사면을 갖는 광 증폭용 반사판과,
상기 프레임부의 일부에 설치되며, 상기 자외선 광원부를 상기 가이드 레일에 따라 수직 방향으로 왕복 이동하도록 구성된 구동부를 포함하고,
상기 광 증폭용 반사판은 타원 또는 포물 형상의 반사면을 가지며, 상기 반사면의 코닉 상수(conic constant)는 1∼-1.5 범위이며, 상기 광 증폭용 반사판은 그 양단에 상기 자외선 램프의 중심을 지나는 수평 축과 평행한 방향으로 연장된 확장 반사판을 갖는 공기 조화 장치.
a housing having an inlet and an exhaust outlet and providing an internal space;
an intake unit that is installed inside the housing and sucks outside air into the casing through an intake port;
a cooling/heating coil unit installed in the housing and configured to cool or heat the air introduced into the housing by the intake unit;
an ultraviolet sterilization unit installed at a front end of the heating and cooling coil unit to remove contamination of the heating and cooling coil unit; and
An exhaust unit installed at a rear end of the cooling/heating coil unit and discharging air that has passed through the cooling/heating coil unit to the outside of the housing;
The ultraviolet sterilization unit,
A frame part including a pair of horizontal supports and a pair of vertical supports defining a window area facing the cooling and heating coil unit, and guide rails are installed on each inner side of the pair of vertical supports;
A pair of ultraviolet lamps configured to be movable in a vertical direction along the guide rail and configured to emit ultraviolet light, and a power socket structure that is detachable from both ends of the ultraviolet lamp and connected to be movable along the guide rail An ultraviolet light source unit having a lamp holder;
a reflector for light amplification mounted on the pair of lamp holders to be positioned on one side of the UV lamp and having a reflective surface configured to condense the UV light emitted from the UV lamp toward the cooling/heating coil unit;
A driving unit installed on a part of the frame unit and configured to reciprocate the ultraviolet light source unit in a vertical direction along the guide rail;
The reflector for light amplification has an elliptical or parabolic reflective surface, the conic constant of the reflective surface is in the range of 1 to -1.5, and the reflector for light amplification passes through the center of the UV lamp at both ends thereof. An air conditioner having an extended reflector extending in a direction parallel to the horizontal axis.
상기 냉난방 코일의 살균 대상 영역은 상기 자외선 살균부의 윈도우 영역보다 큰 면적을 가지며,
상기 자외선 살균부는 상기 살균 대상 영역을 커버하도록 배열된 복수의 자외선 살균부를 포함하는 공기 조화 장치.
According to claim 8,
The sterilization target area of the cooling/heating coil has a larger area than the window area of the ultraviolet sterilization unit,
The air conditioner of claim 1 , wherein the ultraviolet sterilization unit includes a plurality of ultraviolet sterilization units arranged to cover the sterilization target area.
상기 프레임부의 윈도우 영역은, 상기 냉난방 코일의 살균 대상 영역에 대응되는 왕복이동 영역과 상기 왕복이동 영역의 상측 또는 하측에 마련되어 미작동시 상기 자외선 광원부를 위치시키는 휴지 영역을 포함하는 공기 조화 장치.According to claim 8,
The window area of the frame unit includes a reciprocating area corresponding to a sterilization target area of the heating and cooling coil and a resting area provided above or below the reciprocating area and positioning the ultraviolet light source when not in operation.
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