KR102602730B1 - Laser sterilization module and system - Google Patents
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Abstract
일 실시 예에 따른 광선 살균 모듈은, 하우징; 상기 하우징 내부에 설치되고 외부의 오염물이 흡입되어 유동하는 유동 튜브; 상기 하우징 내부에서 상기 유동 튜브를 따라 설치되는 광원부; 및 상기 유동 튜브를 감싸도록 설치되고, 내면이 광 반사 소재로 형성되는 광 반사부를 포함할 수 있다.A light sterilization module according to an embodiment includes a housing; a flow tube installed inside the housing and through which external contaminants are sucked in and flowed; a light source unit installed along the flow tube within the housing; And it may include a light reflection part installed to surround the flow tube and having an inner surface formed of a light reflection material.
Description
이하의 설명은 광선 살균 모듈 및 시스템에 관한 것이다.The following description relates to the light sterilization module and system.
일반적으로 독성 물질, 세균 및 바이러스 등을 포함하는 독성 물질은 300 nm 이하의 파장을 발진하는 고출력 자외선 레이저 다이오드와 엘이디 광선에 의한 광화학 반응으로 화학 결합이 파괴되어 무해한 물질로 변화된다.In general, toxic substances, including toxic substances, bacteria and viruses, are transformed into harmless substances by breaking their chemical bonds through a photochemical reaction using high-power ultraviolet laser diodes and LED rays that oscillate at a wavelength of 300 nm or less.
예를 들어 황겨자 계열 화학작용제인 HD의 유사작용제인 CEPS의 경우 광선에 의해 Cl 원자 결합이 끊어지고 C12H10S2 물질 등으로 변화된다. 세균과 바이러스들의 경우 자외선, 적외선 혹은 그 합성 형식의 광이 생물체의 DNA나 RNA를 파괴하여 멸균하거나 사멸시키게 된다.For example, in the case of CEPS, which is a similar agent to HD, a yellow mustard chemical agent, the Cl atom bond is broken by light and changes into a C12H10S2 substance. In the case of bacteria and viruses, ultraviolet rays, infrared rays, or their synthetic forms destroy the DNA or RNA of the organism, sterilizing or killing it.
광선을 이용한 제독, 제염, 바이러스 사멸 및 살균을 위한 모듈은 원유 누출이나 해양 투기물에 의한 해양오염, 농축산업, 병원, 특수 분야 등 다양한 분야에 도 적용될 수 있다. 기존의 제독, 제염, 바이러스 사멸 및 살균 장치는 바이오 분야와 의료 분야, 해양오염, 농축산업, 병원, 특수 분야 등에서 사용될 때에 여러 종류의 액상이나 기체 상태로 사용됨에 따라 2차적인 부산물이 생겨 제 2의 환경오염을 초래할 수 있다.Modules for decontamination, decontamination, virus killing, and sterilization using light can be applied to various fields such as marine pollution caused by crude oil leaks or marine waste, agricultural and livestock industries, hospitals, and special fields. Existing decontamination, decontamination, virus killing and sterilization devices are used in various liquid or gaseous states when used in the bio field, medical field, marine pollution, agricultural and livestock industries, hospitals, special fields, etc., resulting in secondary by-products. may cause environmental pollution.
하지만 종래의 광선 살균 장치가 대부분 구조물이 대형으로 제작되어 중량 및 전력소모가 크기 때문에 이를 인력으로 운반하기에는 무리가 있고, 운전 및 유지비용 역시 높다는 문제점이 존재하였다.
한편, 본 발명과 관련된 배경기술이, 국내등록특허공보 제10-0668597, 국내공개특허공보 제10-2018-0108672호, 일본공개특허공보 제2017-121592호, 국내공개특허공보 제10-2020-0034232호에 개시되어 있다.However, most of the conventional light sterilization devices are manufactured in large structures and have high weight and power consumption, so it is difficult to transport them by manpower, and the operating and maintenance costs are also high.
Meanwhile, the background technology related to the present invention is Domestic Patent Publication No. 10-0668597, Domestic Patent Publication No. 10-2018-0108672, Japanese Patent Publication No. 2017-121592, and Domestic Patent Publication No. 10-2020- It is disclosed in No. 0034232.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.The above-mentioned background technology is possessed or acquired by the inventor in the process of deriving the present invention, and cannot necessarily be said to be known technology disclosed to the general public before the application for the present invention.
일 실시 예의 목적은 광선 살균 모듈 및 시스템을 제공하는 것이다.The purpose of one embodiment is to provide a light sterilization module and system.
일 실시 예에 따르면, 광선 살균 모듈은, 하우징; 상기 하우징 내부에 설치되고 외부의 오염물이 흡입되어 유동하는 유동 튜브; 상기 하우징 내부에서 상기 유동 튜브를 따라 설치되는 광원부; 및 상기 유동 튜브를 감싸도록 설치되고, 내면이 광 반사 소재로 형성되는 광 반사부를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the light sterilization module includes: a housing; a flow tube installed inside the housing and through which external contaminants are sucked in and flowed; a light source unit installed along the flow tube within the housing; And it may include a light reflection part installed to surround the flow tube and having an inner surface formed of a light reflection material.
상기 광원부는, 상기 유동 튜브의 길이 방향을 따라서 이격되어 설치되는 복수개의 광원을 포함하고, 상기 복수개의 광원은, 300 nm 이하의 파장 대역을 갖는 광선을 출력하는 고출력 자외선 레이저 다이오드(LD) 또는 엘이디(LED)를 포함할 수 있다.The light source unit includes a plurality of light sources installed to be spaced apart along the longitudinal direction of the flow tube, and the plurality of light sources are high-output ultraviolet laser diodes (LD) or LEDs that output light having a wavelength band of 300 nm or less. (LED) may be included.
상기 광선 살균 모듈은, 상기 하우징 외부로부터 냉각수가 유입되는 냉각수 입구; 및 상기 하우징 내부로 유입된 냉각수가 토출되는 냉각수 출구를 더 포함하고, 상기 광원부는, 상기 복수개의 광원에 설치되고, 상기 냉각수 입구 및 상기 냉각수 출구를 통해 상기 하우징 내부를 순환하는 냉각수가 유동하는 냉각 핀을 더 포함할 수 있다.The light sterilization module includes a coolant inlet through which coolant flows from outside the housing; and a coolant outlet through which coolant flowing into the housing is discharged, wherein the light source unit is installed in the plurality of light sources, and the coolant flows through the coolant inlet and the coolant outlet. Additional pins may be included.
상기 광원부는, 상기 복수개의 광원에 인가되는 전류를 분배하는 분배 저항; 및 상기 복수개의 광원 및 분배 저항이 실장되는 인쇄회로기판을 더 포함하고, 상기 광선 살균 모듈은, 상기 복수개의 광원에 인가되는 전류를 조절하여 상기 오염물에 조사되는 광선의 밀도를 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The light source unit includes a distribution resistor that distributes current applied to the plurality of light sources; and a printed circuit board on which the plurality of light sources and the distribution resistor are mounted, wherein the light sterilization module further includes a control unit that adjusts the density of light irradiated to the contaminants by adjusting the current applied to the plurality of light sources. It can be included.
상기 광 반사부는, 상기 광원부를 마주보는 외주면의 부분 중, 상기 광원부의 복수개의 광원에서 출력되는 광선의 일부가 통과하는 광 조사 개구를 포함할 수 있다.The light reflection unit may include a light irradiation opening through which a portion of light rays output from a plurality of light sources of the light source unit passes through a portion of the outer peripheral surface facing the light source unit.
상기 광원부는, 상기 유동 튜브를 중심으로 방사상으로 서로 이격되어 설치되는 복수개의 구성을 갖고, 복수개의 광원부를 마주보는 상기 광 반사부 외주면의 각각의 부분마다 상기 광 조사 개구가 형성될 수 있다.The light source unit may have a plurality of configurations that are radially spaced apart from each other around the flow tube, and the light irradiation opening may be formed in each portion of the outer peripheral surface of the light reflection unit facing the plurality of light source units.
상기 복수개의 광원부는, 각각 서로 상이한 파장 대역의 광선을 출력하는 광원을 포함할 수 있다.The plurality of light source units may each include light sources that output light of different wavelength bands.
상기 복수개의 광원부의 복수개의 광원은, 적외선 광선을 조사하는 광원 및 자외선 광선을 조사하는 광원을 포함할 수 있다.The plurality of light sources in the plurality of light source units may include a light source that irradiates infrared rays and a light source that irradiates ultraviolet rays.
상기 광 반사부는, 원형 또는 다각형 형상의 단면을 가질 수 있다.The light reflection portion may have a circular or polygonal cross-section.
상기 광 반사부는, 상기 복수개의 광원부의 개수와 동일한 개수의 선분으로 형성된 다각형의 단면 구조를 가질 수 있다.The light reflection unit may have a polygonal cross-sectional structure formed of the same number of line segments as the number of the plurality of light source units.
상기 복수개의 광원부는, 상기 복수개의 광원 및 상기 광 반사부 사이에 설치되어 상기 복수개의 광원에서 조사되는 광선의 밀도를 증가시키는 원기둥 렌즈를 더 포함할 수 있다.The plurality of light sources may further include a cylindrical lens installed between the plurality of light sources and the light reflection unit to increase the density of light rays emitted from the plurality of light sources.
일 실시 예에 따르면, 광선 살균 시스템은, 하우징과, 상기 하우징 내부에 설치되고 외부의 오염물이 흡입되어 유동하는 유동 튜브와, 상기 하우징 내부에서 상기 유동 튜브를 중심으로 방사상으로 서로 이격되어 설치되고 상기 유동 튜브를 유동하는 오염물에 광선을 조사하는 복수개의 광원부와, 상기 유동 튜브를 감싸도록 설치되고, 내면이 광 반사 소재로 형성되는 광 반사부를 구비하는 광선 살균 모듈; 오염물을 향해 상기 광선이 조사되어 계측되는 광학 반응을 통해 오염물의 종류를 분석하는 분석 모듈; 및 상기 분석 모듈을 통해 판별된 오염물의 종류에 기초하여 상기 복수개의 광원 중 적어도 하나 이상의 광원에서 출력되는 광선의 종류, 출력 또는 형상을 조절하는 제어부를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the light sterilization system includes a housing, a flow tube installed inside the housing and through which external contaminants are sucked in and flows, and are installed radially spaced apart from each other around the flow tube inside the housing. A light sterilization module including a plurality of light source units that irradiate light to contaminants flowing through the flow tube, and a light reflection unit installed to surround the flow tube and having an inner surface formed of a light reflection material; an analysis module that analyzes the type of contaminant through an optical reaction measured by irradiating the light toward the contaminant; and a control unit that adjusts the type, output, or shape of light output from at least one light source among the plurality of light sources based on the type of contaminant determined through the analysis module.
상기 복수개의 광원부는, 상기 유동 튜브의 길이 방향을 따라서 이격되어 설치되는 복수개의 광원을 포함하고, 상기 복수개의 광원은, 300 nm 이하의 파장 대역을 갖는 광선을 출력하는 고출력 자외선 레이저 다이오드(LD) 또는 엘이디(LED) 광원을 포함할 수 있다.The plurality of light source units include a plurality of light sources installed to be spaced apart along the longitudinal direction of the flow tube, and the plurality of light sources include a high-output ultraviolet laser diode (LD) that outputs light having a wavelength band of 300 nm or less. Alternatively, it may include an LED light source.
상기 광선 살균 시스템은, 상기 복수개의 광원의 냉각을 위해 상기 광선 살균 모듈에 냉각수를 공급하는 냉각부를 더 포함하고, 상기 복수개의 광원부는, 상기 복수개의 광원에 설치되고, 상기 냉각부를 통해 공급되는 냉각수가 유동하는 냉각 핀을 더 포함할 수 있다. The light sterilization system further includes a cooling unit that supplies cooling water to the light sterilization module for cooling the plurality of light sources, the plurality of light source units are installed in the plurality of light sources, and the cooling water is supplied through the cooling unit. It may further include flowing cooling fins.
상기 광 반사부는, 상기 복수개의 광원부를 마주보는 상기 광 반사부의 외주면의 부분마다 복수개의 광원에서 출력되는 광선의 일부가 통과하는 광 조사 개구를 포함할 수 있다. The light reflection unit may include a light irradiation opening through which a portion of light rays output from the plurality of light sources pass through each portion of the outer peripheral surface of the light reflection unit facing the plurality of light sources.
상기 복수개의 광원부는, 상기 복수개의 광원 및 상기 광 반사부사이에 설치되어 상기 복수개의 광원에서 조사되는 광선의 밀도를 증가시키는 원기둥 렌즈를 더 포함할 수 있다.The plurality of light source units may further include a cylindrical lens installed between the plurality of light sources and the light reflection unit to increase the density of light rays emitted from the plurality of light sources.
일 실시 예의 광선 살균 로봇에 의하면, 광선을 이용한 오염물의 제독, 살균 및 사멸을 수행함으로써, 2차적인 부산물을 거의 남기지 않고 작업자의 안전과 생명을 보호할 수 있다.According to the light sterilization robot of one embodiment, the safety and life of workers can be protected by decontamination, sterilization, and death of contaminants using light, leaving almost no secondary by-products.
일 실시 예의 광선 살균 로봇에 의하면, 광선의 조사에 따른 광화학적 반응을 계측하여 실시간으로 오염물의 종류를 판별할 수 있고, 오염물의 종류에 따라 광선을 선택적으로 조사할 수 있다.According to the light sterilization robot of one embodiment, the type of contaminant can be determined in real time by measuring the photochemical reaction according to the irradiation of light, and the light can be selectively irradiated according to the type of contaminant.
도 1은 일 실시 예에 따른 광선 살균 시스템의 블록도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 광선 살균 모듈의 정면도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 광 조사부의 단면도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 광 조사부의 단면도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 광 반사부의 평면도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 광 조사부의 단면도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 광 조사부의 단면도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 광 조사부의 단면도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 광 반사부의 평면도이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 광 조사부의 단면도이다.1 is a block diagram of a light sterilization system according to an embodiment.
Figure 2 is a front view of a light sterilization module according to an embodiment.
Figure 3 is a cross-sectional view of a light irradiation unit according to an embodiment.
Figure 4 is a cross-sectional view of a light irradiation unit according to an embodiment.
Figure 5 is a plan view of a light reflection unit according to an embodiment.
Figure 6 is a cross-sectional view of a light irradiation unit according to an embodiment.
Figure 7 is a cross-sectional view of a light irradiation unit according to an embodiment.
Figure 8 is a cross-sectional view of a light irradiation unit according to an embodiment.
Figure 9 is a plan view of a light reflection unit according to an embodiment.
Figure 10 is a cross-sectional view of a light irradiation unit according to an embodiment.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail through illustrative drawings. When adding reference numerals to components in each drawing, it should be noted that identical components are given the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, when describing an embodiment, if a detailed description of a related known configuration or function is judged to impede understanding of the embodiment, the detailed description will be omitted.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Additionally, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, sequence, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected," "coupled," or "connected" to another component, that component may be directly connected or connected to that other component, but there is no need for another component between each component. It should be understood that may be “connected,” “combined,” or “connected.”
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components including common functions will be described using the same names in other embodiments. Unless stated to the contrary, the description given in one embodiment may be applied to other embodiments, and detailed description will be omitted to the extent of overlap.
도 1은 일 실시 예에 따른 광선 살균 시스템의 블록도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 광선 살균 모듈의 정면도이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 광 조사부의 단면도이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 광 조사부의 단면도이고, 도 5는 일 실시 예에 따른 광 반사부의 평면도이다.Figure 1 is a block diagram of a light sterilization system according to an embodiment, Figure 2 is a front view of a light sterilization module according to an embodiment, Figure 3 is a cross-sectional view of a light irradiation unit according to an embodiment, and Figure 4 is an embodiment This is a cross-sectional view of a light irradiation unit according to an example, and Figure 5 is a plan view of a light reflection unit according to an embodiment.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 광선 살균 시스템(1)은, 외부의 오염물을 향해 광선을 조사하여 관찰되는 광학 반응을 통해 오염물의 종류를 판별할 수 있고, 판별된 오염물의 종류에 따라 광선의 종류, 출력 또는 형상 등을 선택하여 조사함으로써, 독성물질, 세균 및 바이러스별로 맞춤형 살균을 수행할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 5, the light sterilization system 1 according to an embodiment can determine the type of contaminant through an optical reaction observed by irradiating light toward an external contaminant, and sterilizes the identified contaminant. By selecting and irradiating the type, output, or shape of the light depending on the type, customized sterilization can be performed for each toxic substance, bacteria, and virus.
일 실시 예에 따른 광선 살균 시스템(1)은, 오염물을 흡입하여 유입된 오염물에 광선을 조사하여 오염물의 제독 또는 살균을 수행하는 광선 살균 모듈(100)과, 오염물에 의해 오염된 내부 공기를 순환시키기 위한 공기 순환부(60)와, 광선 살균 모듈(100)을 냉각을 제공하는 냉각부(30)와, 오염물을 향해 광선을 조사하여 관찰되는 광학 반응을 통해 오염물의 종류를 분석하는 분석 모듈(10)과, 외부로부터 오염물의 정보를 송수신하기 위한 통신 모듈(20)과, 광선 살균 시스템(1)의 제어를 수행하는 제어부(40)를 포함할 수 있다.The light sterilization system 1 according to an embodiment includes a
광선 살균 모듈(100)은, 외부로부터 흡입된 오염물을 광선에 노출시켜 광화학 반응을 유도하고, 내부의 고출력 LED 광선의 파장 대역, 출력 크기 또는 출력 모드를 조절하여 독성 물질, 세균 및 바이러스를 살균 및 제독할 수 있다.The
일 실시 예에 따른 광선 살균 모듈(100)은, 오염물이 통과하도록 수용하는 동시에 광선을 조사하는 내부 공간을 갖는 하우징(160)과, 오염물이 유입되는 오염물 유입구(110)와, 살균 및 제동된 오염물이 배출되는 오염물 배출구(120)와, 하우징(160) 내부를 통과하는 오염물에 광선을 조사하는 광 조사부(150a)와, 광 조사부(150a)에 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 입구(130)와, 광 조사부(150a)를 순환한 냉각수가 배출되는 냉각수 출구(140)를 포함할 수 있다.The
광 조사부(150a)는 광원(173)이 오염물에 정확한 조사 위치를 따라 광선을 조사할 수 있도록 하우징(160) 내부에 고정될 수 있다.The
도 2의 선 A-A'를 따라 취한 광 조사부(150a)의 단면도를 도시하는 도 3과, 도 3의 선 B-B'를 따라 취한 광 조사부(150a)의 단면도를 도시하는 도 4를 참조하여 광 조사부(150a)의 내부 구조 및 배치를 확인할 수 있다.Refer to FIG. 3 showing a cross-sectional view of the
일 실시 예에 따른 광 조사부(150a)는, 오염물 유입구(110)와 오염물 배출구(120) 사이에 연결되어 오염물이 이송되는 유동 튜브(190)와, 유동 튜브(190)의 주위에 따라 설치되어 유동 튜브(190) 내부를 통과하는 오염물에 광선을 조사하는 복수개의 광원부(170)와, 유동 튜브(190)의 주위를 감싸도록 설치되고 광원부(170)로부터 조사되는 광선의 세기 및 분포를 조절하는 광 반사부(180)를 포함할 수 있다.The
유동 튜브(190)는, 오염물 유입구(110)와 오염물 배출구(120) 사이에서 연장되는 직선형의 광 투과성 튜브일 수 있다.The
예를 들어, 유동 튜브(190)는 자외선이 잘 통과하고 내구성이 좋은 CaF2, Fused Silica 및 PMMA(polymethylmethacrylate) 계열의 재질과 소재를 포함할 수 있지만, 300nm 이하의 파장을 잘 투과하는 다양한 재질이 사용될 수도 있다.For example, the
예를 들어, 유동 튜브(190)는 원형, 삼각형, 또는 사각형 등 다양한 형태의 단면 구조를 가질 수 있다.For example, the
예를 들어, 유동 튜브(190)는, 외부 부분에 광선이 지나는 부분에 무반사 코팅을 반사가 필요한 부분에 전반사 코팅을 할 수 있고, 전 반사 부분의 표면을 거칠게 가공하고 전반사 코팅을 하여 난반사 기능을 부여하여 사용할 수 있다.For example, the
예를 들어, 유동 튜브(190)는 오염물이 통과하는 내부 경로를 따라 설치되는 발열 저항(191)을 포함할 수 있다.For example, the
발열 저항(191)은, 바이러스 및 유독물질을 열로 파괴하거나 기화 시켜 자외선의 흡수를 증가 시킬 수 있다.
예를 들어, 발열 저항(191), 줄(string)의 형태나 코일(coil)형태일 수 있다.For example, the
복수개의 광원부(170)는 도 3과 같이 유동 튜브(190)를 사이에 두고 서로 마주보도록 이격되는 한 쌍의 구성으로 형성될 수 있다.The plurality of
다만, 이는 하나의 실시 예에 지나지 않고, 후술할 도 6 , 도 7 및 도 10에 도시된 실시 예와 같이 유동 튜브(190)를 기준으로 2개 이상의 복수개의 광원부(170)가 방사상으로 이격되어 설치되는 구성 역시 가능하다는 점을 밝혀둔다.However, this is only one embodiment, and as in the embodiment shown in FIGS. 6, 7, and 10, which will be described later, two or more
각각의 광원부(170)는, 유동 튜브(190)를 따라서 이격되어 배열된 복수개의 광원(173)과, 복수개의 광원(173)들에 인가되는 전류를 분배하는 분배 저항(171)과, 복수개의 광원(173)과 분배 저항(171)을 전원에 연결하는 인쇄회로기판(172)과, 광원(173)의 냉각을 위해 설치되는 냉각 핀(174)을 포함할 수 있다.Each
복수개의 광원(173)은, 고출력 자외선 레이저 다이오드(LD) 또는 엘이디(LED)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수개의 광원(173)은, 300 nm 이하의 파장을 갖는 광선을 출력할 수 있다.The plurality of
예를 들어, 복수개의 광원(173)은 유동 튜브(190)의 길이 방향을 따라서 이격되어 있을 수 있다.For example, the plurality of
예를 들어, 복수개의 광원(173)이 서로에 대해 이격되어 있는 간격은, 오염물에 조사되는 광선의 세기 또는 노출 정도에 따라 적절히 조절될 수 있다.For example, the distance at which the plurality of
예를 들어, 복수개의 광원(173)은, 다양한 오염물의 종류에 대응하기 위해, 파장 대역, 출력 크기, 출력 방식(예를 들어, 펄스 발진 또는 연속 발진) 또는 빔의 형태 등 적어도 하나 이상의 광 특성이 상이한 광선을 출력하는 광원(173)을 포함할 수 있다.For example, the plurality of
예를 들어, 오염물이 바이러스나 세균 등을 포함하는 경우에 대응하기 위해 복수개의 광원(173)은 자외선 광선 또는 적외선 광선을 출력하는 광원(173)을 포함할 수 있다.For example, in order to respond to cases where contaminants include viruses or bacteria, the plurality of
예를 들어, 복수개의 광원부(170) 각각의 광원(173)은 파장 대역, 출력 크기, 출력 방식 또는 빔의 형태 등, 다른 광원부(170)의 광원(173)에 대해 적어도 하나 이상의 광 특성이 상대적으로 상이한 광선을 출력할 수 있다.For example, each
한편, 복수개의 광원부(170)의 광원(173)들 모두 동일한 종류의 광선을 출력하는 구성 역시 가능하다는 점을 밝혀둔다.Meanwhile, it should be noted that a configuration in which all
냉각 핀(174)은, 냉각수 입구(130) 및 냉각수 출구(140)를 통해 내부를 순환하는 냉각수가 유동하는 파이프 부재일 수 있다.The cooling
각각의 광원부(170)가 마주하는 광 반사부(180)의 외주면의 모습이 도시된 도 5를 참조하면, 광 반사부(180)는, 유동 튜브(190)를 감싸는 튜브 형태로 형성되되, 유동 튜브(190) 주위에 설치된 복수개의 광원부(170)로부터 출력되는 광선의 적어도 일부분이 유동 튜브(190)를 향해 조사될 수 있도록, 외주면의 일부가 개방된 형상을 가질 수 있다.Referring to FIG. 5 , which shows the outer peripheral surface of the
예를 들어, 광 반사부(180)는 광원부(170)를 마주보는 외주면의 부분 중, 광원부(170)의 복수개의 광원(173)에서 출력되는 광선의 일부가 통과하는 광 조사 개구(181)를 포함할 수 있다.For example, the
예를 들어, 복수개의 광원부(170)를 마주보는 광 반사부(180) 외주면의 각각의 부분마다 광 조사 개구가 형성될 수 있다.For example, a light irradiation opening may be formed in each portion of the outer peripheral surface of the
예를 들어, 광 반사부(180)의 내면은 광 조사 개구(181)를 통과하여 내부로 조사된 광선의 일부가 반사될 수 있도록 반사 소재로 형성될 수 있다. 이를 통해, 광 반사부(180) 내부에 조사되는 광의 집속도를 증가시킬 수 있고, 유동 튜브(190)룰 통과하는 오염물로 하여금 광선에 효과적으로 노출될 수 있도록 한다.For example, the inner surface of the
예를 들어, 광 반사부(180)는 반사의 형식이 전반사형, 난반사형, 전반사와 난반사의 장점을 사용하여 공간에서 광의 세기 분포를 조정할 수 있는 가변 반사형일 수 있다.For example, the
예를 들어, 광 반사부(180)는 복수개의 광원부(170)의 개수(즉, 방사상으로 이격되어 있는 지점의 개수)와 동일한 개수의 선분으로 형성된 다각형의 단면 구조를 가질 수 있다.For example, the
예를 들어, 유동 튜브(190)가 원형, 삼각형, 또는 사각형 등 다양한 형태의 단면 구조를 가질 수 있는 것에 따라, 유동 튜브(190)를 감싸도록 설치되는 광 반사부(180) 역시 다양한 형태의 단면 구조를 가질 수 있다.For example, as the
예를 들어, 광선 살균 모듈(100)은, 복수개의 광원(173)에 인가되는 전류를 조절하여 상기 오염물에 조사되는 광선의 밀도를 조절하는 제어부(40)를 포함할 수 있다.For example, the
예를 들어, 오염물에 조사되는 광선의 에너지 밀도, 공간분포 및 직경을 일정하게 유지하기 위하여 일반적으로 오염 물질이 통과하는 유동 튜브(190)의 외부 표면에 거울 면을 갖는 광 반사부(180)를 전반사 코팅을 하는 전반사기와 유동 튜브(190)에 PTFE(polytetrafluoroethylene), BaSO4 및 PTFE를 중압 처리한 재질과 같은 고반사 물질의 광 반사부(180)가 감싸도록 설치되는 난반사형 반사기(spectraron)와 같은 고반사 물질을 감싸는 난반사형 반사기를 포함하고, 유동 튜브(190)는, 자외선이 잘 통과하고 내구성이 좋은 CaF계열, Fused Silica, PMMA(polymethylmethacrylate) 계열의 재질과 소재 외에도 300nm 이하의 파장을 잘 투과하는 재질로 형성될 수 있따.For example, in order to keep the energy density, spatial distribution, and diameter of the light irradiated to the contaminants constant, a
예를 들어, 제어부(40)는 오염물의 종류에 기초하여 복수개의 광원(173) 중 적어도 하나 이상의 광원(173)에서 출력되는 광선의 종류, 출력 또는 형상을 조절할 수 있다.For example, the control unit 40 may adjust the type, output, or shape of light output from at least one
도 6은 일 실시 예에 따른 광 조사부의 단면도이다.Figure 6 is a cross-sectional view of a light irradiation unit according to an embodiment.
도 6을 참조하면, 도 3에 도시된 실시 예의 광 조사부(150a)와 다른 구성과 배치를 갖는 광 조사부(150b)의 구성을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 6, it can be seen that the
일 실시 예에 따른 광 조사부(150b)는 각각 사각형 단면을 갖는 유동 튜브(190) 및 광 반사부(180)와, 광 반사부(180)의 사각 외주면 각각을 마주보도록 배치되는 4 개의 광 조사부(150a)의 구성을 포함할 수 있다.The
4 개의 광 반사부(180)가 유동 튜브(190) 및 광 반사부(180) 주위로 방사상으로 이격되어 설치됨에 따라서, 광 반사부(180)의 외주면 중 4 개의 광 반사부(180)를 마주보는 각각의 외주면 부분에 광 조사 개구(181)가 형성될 수 있다.As the four
일 실시 예에 따른 광선 살균 모듈(100)에 의하면, 복수개의 광원(173)들을 오염물의 유동 경로를 따라 연속적으로 배치하는 동시에 서로 상이한 종류의 광선을 동시에 조사하기 유리한 구조를 갖기 때문에, 오염물의 종류에 따라 독성 물질, 세균 또는 바이러스 등 다양한 오염물의 종류에 대응할 수 있고, 동시에 이종의 오염물에 대한 제독 또는 살균을 수행할 수 있는 구조적 이점을 제공할 수 있다.According to the
도 7은 일 실시 예에 따른 광 조사부의 단면도이고, 도 8은 일 실시 예에 따른 광 조사부의 단면도이고, 도 9는 일 실시 예에 따른 광 반사부의 평면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view of a light irradiation unit according to an embodiment, FIG. 8 is a cross-sectional view of a light irradiation unit according to an embodiment, and FIG. 9 is a top view of a light reflection unit according to an embodiment.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 도 1 내지 도 6에 도시된 실시 예의 광 조사부(150a, 150b)와 상이한 구성을 갖는 광 조사부(250a)의 구성을 확인할 수 있고, 도 8은 도 7의 선 C-C'를 따라서 취한 광 조사부(250a)의 단면도를 도시한다.Referring to FIGS. 7 to 9, it can be seen that the
일 실시 예에 따른 광 조사부(250a)는 오염물이 이송되고 내부에 발열 저항(291)을 구비하는 유동 튜브(290)와, 유동 튜브(290)의 주위에 따라 설치되어 유동 튜브(290) 내부를 통과하는 오염물에 광선을 조사하는 복수개의 광원부(270)와, 유동 튜브(290)의 주위를 감싸도록 설치되고 광원부(270)로부터 조사되는 광선의 세기 및 분포를 조절하는 광 반사부(280)를 포함할 수 있다.The
복수개의 광원부(270) 각각은, 유동 튜브(290)를 따라서 이격되어 배열된 복수개의 광원(273)과, 복수개의 광원(273)들에 인가되는 전류를 분배하는 분배 저항(271)과, 복수개의 광원(273)과 분배 저항(271)을 전원에 연결하는 인쇄회로기판(272)과, 광원(273)의 냉각을 위해 설치되는 냉각 핀(274)과, 광원(273)과 광 반사부(280) 사이에 설치되는 원기둥 렌즈(275)를 포함할 수 있다.Each of the plurality of
원기둥 렌즈(274, cylindrical lens)는 광원(273)에서 출력되는 광선의 밀도를 증가시키는 광 조절 광학계일 수 있다. 예를 들어, 원기둥 렌즈(275)는 유동 튜브(290)의 길이 방향을 따라서 복수개의 광원(273) 모두 커버할 수 있는 일체형의 구성을 가질 수 있다.A cylindrical lens (274) may be a light control optical system that increases the density of light output from the light source (273). For example, the
각각의 광원부(270)가 마주하는 광 반사부(280)의 외주면의 모습이 도시된 도 9를 참조하면, 원기둥 렌즈(275)를 통해 광원(273)에서 광 반사부(280)를 향해 조사되는 광선의 밀도가 증가하여 광속이 줄어듬에 따라서, 광 반사부(280)의 외주면에 형성되는 광 조사 개구(281) 역시 전술한 실시예의 광 조사 개구(181)보다 폭이 좁게 형성될 수 있다.Referring to FIG. 9 , which shows the outer peripheral surface of the
도 10은 일 실시 예에 따른 광선 살균 모듈의 단면도이다.Figure 10 is a cross-sectional view of a light sterilization module according to an embodiment.
도 10을 참조하면, 도 1 내지 도 9에 도시된 실시 예의 광 조사부(150a, 150b, 250a)와 다른 구성과 배치를 갖는 광 조사부(250b)의 구성을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 10 , it can be seen that the
일 실시 예에 따른 광 조사부(250b)는 각각 육각형 단면을 갖는 유동 튜브(290) 및 광 반사부(280)와, 광 반사부(280)의 육각형의 외주면 각각을 마주보도록 배치되는 6 개의 광 조사부(250a)의 구성을 포함할 수 있다.The
6 개의 광 반사부(280)가 유동 튜브(290) 및 광 반사부(280) 주위로 방사상으로 이격되어 설치됨에 따라서, 광 반사부(280)의 외주면 중 6 개의 광 반사부(280)를 마주보는 각각의 외주면 부분에 광 조사 개구(281)가 형성될 수 있다.As the six
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, various modifications and variations can be made by those skilled in the art from the above description. For example, the described techniques may be performed in a different order than the described method, and/or components of the described structure, device, etc. may be combined or combined in a form different from the described method, or may be used with other components or equivalents. Appropriate results can be achieved even if replaced or substituted by .
Claims (16)
상기 하우징 내부에 설치되고 외부의 오염물이 흡입되어 유동하는 유동 튜브;
상기 하우징 내부에서 상기 유동 튜브의 길이 방향을 따라서 이격되어 설치되는 동시에 상기 유동 튜브를 중심으로 방사상으로 서로 이격되어 설치되고 상기 유동 튜브 내부에 광선을 조사하는 복수개의 광원을 구비하는 광원부; 및
상기 유동 튜브를 감싸도록 설치되고, 상기 유동 튜브 내부로 조사된 광선의 일부가 반사될 수 있도록 내면이 광 반사 소재로 형성되고, 상기 복수개의 광원이 설치되는 외주면의 부분마다 복수개의 광원에서 출력되는 광선의 일부를 상기 길이 방향에 수직한 방향을 따라서 상기 유동 튜브 내부로 안내하는 복수개의 광 조사 개구를 구비하는 광 반사부를 포함하고,
상기 복수개의 광원은, 서로 상이한 파장 대역의 광선을 출력하는 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 광선 살균 모듈.
housing;
a flow tube installed inside the housing and through which external contaminants are sucked in and flowed;
a light source unit installed inside the housing to be spaced apart along the longitudinal direction of the flow tube and at the same time being radially spaced apart from each other about the flow tube and including a plurality of light sources that irradiate light rays into the flow tube; and
It is installed to surround the flow tube, the inner surface is formed of a light reflective material so that a portion of the light irradiated into the flow tube can be reflected, and the plurality of light sources are output from each portion of the outer peripheral surface where the plurality of light sources are installed. A light reflection unit having a plurality of light irradiation openings that guide a portion of the light rays into the flow tube along a direction perpendicular to the longitudinal direction,
A light sterilization module, wherein the plurality of light sources include light sources that output light in different wavelength bands.
상기 광원부는,
300 nm 이하의 파장 대역을 갖는 광선을 출력하는 고출력 자외선 레이저 다이오드(LD) 또는 엘이디(LED)를 포함하는 광선 살균 모듈.
According to claim 1,
The light source unit,
A light sterilization module including a high-output ultraviolet laser diode (LD) or LED that outputs light having a wavelength band of 300 nm or less.
상기 하우징 외부로부터 냉각수가 유입되는 냉각수 입구; 및
상기 하우징 내부로 유입된 냉각수가 토출되는 냉각수 출구를 더 포함하고,
상기 광원부는,
상기 복수개의 광원에 설치되고, 상기 냉각수 입구 및 상기 냉각수 출구를 통해 상기 하우징 내부를 순환하는 냉각수가 유동하는 냉각 핀을 더 포함하는 광선 살균 모듈.
According to claim 2,
a coolant inlet through which coolant flows from outside the housing; and
It further includes a coolant outlet through which the coolant introduced into the housing is discharged,
The light source unit,
The light sterilization module is installed on the plurality of light sources and further includes cooling fins through which coolant circulates inside the housing through the coolant inlet and the coolant outlet.
상기 광원부는,
상기 복수개의 광원에 인가되는 전류를 분배하는 분배 저항; 및
상기 복수개의 광원 및 분배 저항이 실장되는 인쇄회로기판을 더 포함하고,
상기 광선 살균 모듈은,
상기 복수개의 광원에 인가되는 전류를 조절하여 상기 오염물에 조사되는 광선의 밀도를 조절하는 제어부를 더 포함하는 광선 살균 모듈.
According to claim 3,
The light source unit,
a distribution resistor that distributes current applied to the plurality of light sources; and
Further comprising a printed circuit board on which the plurality of light sources and distribution resistors are mounted,
The light sterilization module is,
A light sterilization module further comprising a control unit that adjusts the density of light irradiated to the contaminants by controlling the current applied to the plurality of light sources.
상기 복수개의 광원부의 복수개의 광원은,
적외선 광선을 조사하는 광원 및 자외선 광선을 조사하는 광원을 포함하는 광선 살균 모듈.
According to claim 1,
The plurality of light sources in the plurality of light source units are:
A light sterilization module including a light source that irradiates infrared light and a light source that irradiates ultraviolet light.
상기 광 반사부는,
원형 또는 다각형 형상의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 광선 살균 모듈.
According to claim 1,
The light reflection unit,
A light sterilization module characterized by having a circular or polygonal cross-section.
상기 광 반사부는,
상기 복수개의 광원부의 개수와 동일한 개수의 선분으로 형성된 다각형의 단면 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 광선 살균 모듈.
According to claim 1,
The light reflection unit,
A light sterilization module, characterized in that it has a polygonal cross-sectional structure formed by the same number of line segments as the number of the plurality of light source units.
상기 복수개의 광원부는,
상기 복수개의 광원 및 상기 광 반사부 사이에 설치되어 상기 복수개의 광원에서 조사되는 광선의 밀도를 증가시키는 원기둥 렌즈를 더 포함하는 광선 살균 모듈.
According to claim 1,
The plurality of light sources,
A light sterilization module further comprising a cylindrical lens installed between the plurality of light sources and the light reflection unit to increase the density of light irradiated from the plurality of light sources.
오염물을 향해 상기 광선이 조사되어 계측되는 광학 반응을 통해 오염물의 종류를 분석하는 분석 모듈; 및
상기 분석 모듈을 통해 판별된 오염물의 종류에 기초하여 상기 복수개의 광원 중 적어도 하나 이상의 광원에서 출력되는 광선의 종류, 출력 또는 형상을 조절하는 제어부를 포함하는 광선 살균 시스템.
The light sterilization module according to claim 1;
an analysis module that analyzes the type of contaminant through an optical reaction measured by irradiating the light toward the contaminant; and
A light sterilization system comprising a control unit that adjusts the type, output, or shape of light output from at least one light source among the plurality of light sources based on the type of contaminant determined through the analysis module.
상기 복수개의 광원은,
300 nm 이하의 파장 대역을 갖는 광선을 출력하는 고출력 자외선 레이저 다이오드(LD) 또는 엘이디(LED) 광원을 포함하는 광선 살균 시스템.
According to claim 12,
The plurality of light sources are,
A light sterilization system including a high-output ultraviolet laser diode (LD) or LED light source that outputs light having a wavelength band of 300 nm or less.
상기 복수개의 광원의 냉각을 위해 상기 광선 살균 모듈에 냉각수를 공급하는 냉각부를 더 포함하고,
상기 복수개의 광원부는,
상기 복수개의 광원에 설치되고, 상기 냉각부를 통해 공급되는 냉각수가 유동하는 냉각 핀을 더 포함하는 광선 살균 시스템.
According to claim 13,
Further comprising a cooling unit supplying cooling water to the light sterilization module for cooling the plurality of light sources,
The plurality of light sources,
A light sterilization system installed on the plurality of light sources and further comprising cooling fins through which coolant supplied through the cooling unit flows.
상기 복수개의 광원부는,
상기 복수개의 광원 및 상기 광 반사부 사이에 설치되어 상기 복수개의 광원에서 조사되는 광선의 밀도를 증가시키는 원기둥 렌즈를 더 포함하는 광선 살균 시스템.According to claim 12,
The plurality of light sources,
A light sterilization system further comprising a cylindrical lens installed between the plurality of light sources and the light reflection unit to increase the density of light irradiated from the plurality of light sources.
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