KR102777052B1 - 살균 모듈 및 이를 포함하는 살균 장치 - Google Patents

Abstract

살균 모듈은 저면부와 상기 저면부로부터 상방 연장된 측벽부로 이루어지며, 상기 저면부와 상기 측벽부에 의해 정의되는 수용 공간을 갖는 하우징, 상기 저면부 상에 제공되며, 상기 저면부로부터 돌출된 반사 곡면을 가지는 반사부, 상기 반사부 상에 제공되며 광투과성을 갖는 지지부, 및 상기 측벽부에 제공되어 광을 제공하는 발광 소자를 포함한다. 상기 곡면에 있어서, 상기 저면부와 수직하고 상기 저면부의 중심을 지나는 선으로 잘랐을 때 상기 곡면에 대응하는 곡선이 포물선의 일부에 대응하고, 상기 저면부로부터 상기 포물선의 초점까지의 거리는 상기 저면부로부터 상기 반사 곡면의 정점까지의 거리보다 크다.

Description

살균 모듈 및 이를 포함하는 살균 장치{STERILIZATION MODULE AND STERILIZATION DEVICE HAVING THE SAME}

본 발명은 살균 모듈 및 이를 포함하는 살균 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 피처리 대상에 광을 제공하여 피처리 대상을 살균하는 살균 모듈 및 이를 포함하는 살균 장치에 관한 것이다.

최근 산업화로 인한 오염이 심해지고 있는 가운데, 환경에 대한 관심이 증가됨과 동시에 웰빙 트렌드가 확산되고 있다. 이에 따라, 깨끗한 물이나 깨끗한 공기에 대한 수요가 점점 늘어나고 있는 바, 깨끗한 물 및 깨끗한 공기를 제공할 수 있는 정수기, 공기 정화기 등의 다양한 관련 제품이 개발되고 있다.

본 발명은 피처리 대상을 효율적으로 살균하는 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 살균 모듈은 저면부와 상기 저면부로부터 상방 연장된 측벽부로 이루어지며, 상기 저면부와 상기 측벽부에 의해 정의되는 수용 공간을 갖는 하우징, 상기 저면부 상에 제공되며, 상기 저면부로부터 돌출된 반사 곡면을 가지는 반사부, 상기 반사부 상에 제공되며 광투과성을 갖는 지지부, 및 상기 측벽부에 제공되어 광을 제공하는 발광 소자를 포함한다. 상기 곡면에 있어서, 상기 저면부와 수직하고 상기 저면부의 중심을 지나는 선으로 잘랐을 때 상기 곡면에 대응하는 곡선이 포물선의 일부에 대응하고, 상기 저면부로부터 상기 포물선의 초점까지의 거리는 상기 저면부로부터 상기 반사 곡면의 정점까지의 거리보다 크다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사 곡면은 평면 상에서 볼 때 상기 저면부의 중심에서 상기 저면부로부터의 높이가 가장 큰 정점을 갖는다. 예를 들어, 상기 반사 곡면은 상기 중심으로부터 저면부의 바깥 방향으로 상기 저면부로부터의 높이가 감소할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사부의 직경은 상기 저면부의 직경보다 작을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 저면부의 폭은 상기 측벽부의 높이보다 클 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발광 소자는 복수 개로 제공되며, 상기 측벽부 상에 제공되어 상기 수용 공간 내로 광을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발광 소자들은 등간격 방사형으로 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 살균 모듈은 상기 측벽부에 있어서, 상기 저면부로부터 먼 단부에 제공되어, 상기 발광 소자로부터 출사된 광의 일부를 차단하는 차단부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 차단부는 평면 상에서 볼 때 상기 저면부의 가장자리를 따라 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 살균 모듈은 상기 하우징 내에 제공되고 상기 저면부와 마주보는 면에 배치되며 유체가 이동하는 배관을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 저면부로부터 상기 포물선의 초점까지의 거리는 상기 저면부로부터 상기 배관까지의 거리보다 클 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 배관의 적어도 일부는 상기 저면부와 마주보는 면 상에 나선(spiral) 형으로 제공될 수 있다. 상기 배관의 적어도 일부는 투명할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 살균 모듈은 살균 장치에 채용될 수있으며, 살균 장치는 저면부와 상기 저면부로부터 상방 연장된 측벽부로 이루어지며, 상기 저면부와 상기 측벽부에 의해 정의되는 수용 공간을 갖는 하우징, 상기 저면부 상에 제공되며, 상기 저면부의 중심으로부터 상기 저면부의 바깥 방향으로 높이가 감소하는 반사 곡면을 가지는 반사부, 상기 반사부 상에 제공되며 광투과성을 갖는 지지부, 및 상기 측벽부에 제공되어 광을 제공하는 발광 소자; 및 상기 하우징과 체결되어 상기 하우징을 덮는 커버부를 포함하고, 상기 반사 곡면에 있어서, 상기 저면부와 수직하고 상기 중심을 지나는 선으로 잘랐을 때 상기 반사 곡면에 대응하는 곡선이 포물선의 일부에 대응하고, 상기 저면부로부터 상기 포물선의 초점까지의 거리는 상기 저면부로부터 상기 정점까지의 거리보다 클 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광에 의해 살균 되는 피살균 대상은 상기 지지부를 사이에 두고 상기 발광 소자와 대향될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 피살균 대상은 유체가 이동하는 배관일 수 있으며, 상기 배관은 상기 하우징 내에 제공되며 상기 저면부와 마주보는 면에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 하우징과 상기 커버부 중 적어도 하나에 상기 배관의 유입구 및 배출구에 대응하는 개구를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 피살균 대상은 콤팩트 화장품의 퍼프일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 모듈은 물 처리 장치로 사용되어 물 공급기에 채용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 물 공급기는 물을 수용하는 저수조와, 상기 저수조에 연결되며 상기 물을 처리하는 물 처리 장치를 포함하며, 물처리 장치는 상술한 살균 모듈에 해당한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 살균 모듈은 단시간에 다량의 유체를 균일하게 효율적으로 처리할 수 있다.

도 1은 본 출원의 실시예에 따른 소정 대상에 대한 살균 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 살균 장치 중 배관을 도시한 사시단면도이고, 도 2b은 도 2a의 살균 장치 중 배관을 나타낸 평면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치 중 일부를 도시한 것으로, 하우징, 반사부, 및 발광 소자를 도시한 사시도 및 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 살균 장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 5a 및 도 5b은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치 중 일부를 도시한 것으로, 하우징, 반사부, 및 발광 소자를 도시한 사시도 및 단면도이다.
도 6a 및 도 6b은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치 중 일부를 도시한 것으로, 하우징, 반사부, 발광 소자, 및 차단부를 도시한 사시도 및 단면도이다.
도 7a는 기존 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치를 이용하였을 때의 광의 세기 분포를 도시한 그래프이며, 도 7b는 도 7a에서 사용된 살균 장치의 일부를 도시한 것이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치를 이용하였을 때의 광의 세기 분포를 도시한 그래프이며, 도 9b는 도 9a에서 사용된 살균 장치의 일부를 도시한 것이다.
도 10a는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치를 이용하였을 때의 광의 세기 분포를 도시한 그래프이며, 도 10b는 도 10a에서 사용된 살균 장치의 일부를 도시한 것이다.
도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치를 이용하였을 때의 광의 세기 분포를 도시한 그래프이며, 도 11b는 도 11a에서 사용된 살균 장치의 일부를 도시한 것이다.
도 12a는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치를 이용하였을 때의 광의 세기 분포를 도시한 그래프이며, 도 12b는 도 12a에서 사용된 살균 장치의 일부를 도시한 것이다.
도 13는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기를 도시한 모식도이다.

이하에서는, 본 출원의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 출원의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 첨부된 도면을 참조하여 본 출원의 실시예들이 자세히 설명될 것이다.

도 1은 본 출원의 실시예에 따른 소정 대상에 대한 살균 장치를 나타낸 분해 사시도이다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 살균 장치라 함은 피처리 요소(또는 피처리 대상)에 대해 살균을 비롯하여 정화, 탈취 등의 조치를 하는 장치를 의미한다. 피처리 요소는 구체적인 형상을 갖는 다양한 물체, 예를 들어, 화장품 내의 퍼프와 같은 부품 등이거나, 구체적인 형상을 갖지 않는 유체(특히, 유수나 공기)일 수 있다. 이하의 실시예에서는 피처리 요소가 유체인 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치가 유체 살균 장치인 것을 일 예로 설명한다. 그러나, 본 발명의 개념을 벗어나지 않는 한도 내에서 피처리 요소는 다양하게 변경될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치는 살균 장치의 외형을 이루는 하우징(10), 상기 하우징(10) 내에 제공되며 광을 출사하는 발광 소자(50), 상기 하우징(10) 내에 제공되며 그 내부로 유체가 이동하는 배관(30), 하우징(10) 내에 제공되며 상기 광을 반사하는 반사부(20); 및 하우징(10)의 상부에 제공된 커버부(40)를 포함한다.

하우징(10)은 배관(30), 반사부(20), 및 발광 소자(50)를 수용하는 수용 공간(15)을 제공하는 것으로서, 저면부(11)와 저면부(11)로부터 상방 연장된 측벽부(13)로 이루어진다. 수용 공간(15)은 저면부(11)와 측벽부(13)에 의해 정의될 수 있으며, 수용 공간(15)은 상부 방향으로 개구될 수 있다.

저면부(11)의 형상은 발광 소자(50)나 배관(30)의 형상에 대응할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 평면 상에서 볼 때 원형으로 제공될 수 있다. 그러나, 저면부(11)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 배관(30)의 구조가 변경되는 경우, 저면부(11)의 형상 또한 달리 제공될 수 있다. 예를 들어, 저면부(11)의 형상은 직사각형일 수도 있으며 측벽부(13)는 직사각형의 각 변에 대응하는 측벽을 가질 수 있다. 이 경우, 살균 장치의 전체적인 형상은 직육면체일 수 있다. 이하, 본 발명의 일 실시예에서는 저면부(11)의 형상이 원인 것을 일예로서 설명한다.

측벽부(13)는 저면부(11)와 함께 수용 공간(15)을 이루며, 발광 소자(50)와 배관(30), 그리고 배선이나 기타 추가적인 구성 요소가 있다면 이를 포함하여 충분히 수용될 수 있는 높이로 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 저면부(11)의 폭은 측벽부(13)의 높이보다 클수 있다. 예를 들어, 저면부(11)가 원형으로 제공될 때, 하우징(10)은 저면부(11)를 이루는 원의 직경보다 작은 높이를 같은 원통 형상으로 제공될 수 있다.

발광 소자(50)는 하우징(10)의 측벽부(13)에 배치되며, 수용 공간(15) 내로 광을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 발광 소자(50)는 복수 개로 제공될 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(50)는 3개, 4개, 5개 또는 6개 등으로 다양하게 제공될 수 있다. 발광 소자(50)가 복수 개로 제공되는 경우, 수용 공간(15) 내에 균일하게 광을 제공할 수 있도록 다양한 형태로 배열될 수 있다. 예를 들어, 발광 소자들(50)은 저면부(11)의 중심을 기준으로 방사형으로 배열될 수 있다. 또한 발광 소자들(50)은 저면부(11)의 중심으로부터 서로 동일한 거리에 배열되되, 서로 인접한 발광 소자들(50) 사이의 거리가 동일하게 배열될 수 있다. 도시된 바와 같이, 저면부(11)가 원 형상을 가질 때, 발광 소자들(50)은 상기 원에 내접하는 정n각형의 각 꼭지점에 배치될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 발광 소자들(50)이 서로 다른 광의 세기로 광을 출사하는 경우, 이를 고려하여, 발광 소자들(50) 사이의 거리를 이와 달리 설정할 수도 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 발광 소자들(50)의 개수는 발광 소자들(50)의 지향각에 따라 달라질 수 있으며, 발광 소자(50) 각각의 지향각 내 영역을 합산할 경우 광 출사 영역의 약 90% 이상을 커버할 수 있는 개수로 제공될 수 있다.

발광 소자들(50)은 상기 배관(30) 내로 이동하는 유체에 광을 제공한다. 발광 소자들(50)은 하우징(10)의 측벽에 제공되며, 하우징(10)의 측벽은 저면부(11)에 대해 상부 방향으로 연장된 형상을 띠기 때문에 발광 소자(50)로부터 출사된 광은 대체적으로 하우징(10)의 저면부(11)와 평행한 방향으로 진행하며, 수용 공간(15) 내에서 직접 또는 복수 회에 걸쳐 다른 구성 요소(후술할 반사부(20)나 하우징(10)의 저면부(11)나 측벽부(13))에 의해 반사된 후 상부 방향으로 진행한다.

발광 소자(50)가 출사하는 광은 다양한 파장 대역을 가질 수 있다. 발광 소자(50)로부터의 광은 가시광선 파장 대역, 적외선 파장 대역, 또는 그 이외의 파장 대역의 광일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 발광 소자(50)로부터 출사되는 광은 유체의 종류, 처리하고자 하는 대상(예를 들어, 세균이나 박테리아 등) 등에 따라 다양한 파장 대역을 가질 수 있으며, 특히, 유체를 살균하는 경우, 살균 파장 대역을 가질 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(50)는 자외선 파장 대역의 광을 출사할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 발광 소자(50)는 미생물 등을 살균할 수 있는 파장 대역인 약 100 nm 내지 약 405 nm 파장 대역의 광을 출사 할 수 있다. 발광 소자(50)는 본 발명의 일 실시예에서는 약 100nm 내지 약 280nm 파장 대역의 광을 출사할 수 있으며, 다른 실시예에서는 180nm 내지 약 280nm 파장 대역의 광을 출사할 수 있으며, 또 다른 실시예에서는 약 250nm 내지 약 260nm 파장 대역의 광을 출사할 수 있다. 상기 파장 대역의 자외선은 큰 살균력을 가지고 있는 바, 예를 들어, 1㎠당 100㎼의 강도로 자외선을 조사하면, 대장균, 디프테리아균, 이질균과 같은 세균을 약 99%까지 사멸할 수 있다. 또한, 상기 파장 대역의 자외선은 식중독을 유발하는 세균을 사멸할 수 있는 바, 식중독을 유발하는 병원성 대장균, 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 살모넬라 웰테브레덴(Salmonella Weltevreden), 살모넬라 티푸무리움(S. Typhumurium), 엔테로코쿠스 파에칼리스(Enterococcus faecalis), 바실러스 세레우스(Bacillus cereus), 슈도모나스 애루지노사(Pseudomonas aeruginosa), 장염 비브리오(Vibrio parahaemolyticus), 리스테리아 모노사이토제네스(Listeria monocytogenes), 여시니아 엔테로코리티카(Yersinia enterocolitica), 클로스트리디움 퍼프린젠스(Clostridium perfringens), 클로스트리디움 보툴리늄(Clostridium botulinum), 캠필로박터 제주니(Campylobacter jejuni) 또는 엔테로박터 사카자키(Enterobacter sakazakii) 등의 세균을 사멸할 수 있다.

발광 소자(50)는 살균 등의 처리가 가능한 파장 대역의 광을 출사하는 것이라면 그 종류가 크게 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 발광 소자(50)가 자외선 파장 대역의 광을 출사하는 경우, 자외선을 출사하는 다양한 광원이 사용될 수 있다. 자외선을 출사하는 광원으로는 대표적으로 발광 다이오드(light emitting diode)를 들 수 있다. 광원이 그 이외의 파장 대역의 광을 출사하는 경우, 공지된 다른 발광 소자가 사용될 수 있음은 물론이다.

발광 소자(50)가 복수 개의 발광 소자들(50)을 포함하는 경우, 각 발광 소자(50)는 동일한 파장 대역의 광을 출사하거나, 서로 다른 파장 대역의 광을 출사할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 있어서, 각 발광 소자(50)는 모두 동일하거나 유사한 자외선 파장 대역의 광을 출사할 수 있다. 다른 일 실시예에 있어서, 일부 발광 소자들(50)은 자외선 파장 대역 중 일부를 출사하고, 나머지 발광 소자들(50)은 자외선 파장 대역 중 다른 파장 대역의 일부를 출사할 수 있다.

발광 소자들(50)이 서로 다른 파장 대역을 갖는 경우, 발광 소자들(50)은 다양한 순서로 배열될 수 있다. 예를 들어, 제1 파장 대역의 광을 출사하는 발광 소자(50)와, 제1 파장 대역과 다른 제2 파장 대역의 광을 출사하는 발광 소자(50)는 서로 교번하여 배열될 수 있다.

도시하지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치는 발광 소자(50)에 연결된 구동 회로 및 구동 회로와 광원 모듈을 연결하는 배선부를 더 포함할 수 있다. 구동 회로는 적어도 하나의 발광 소자(50)에 전원을 공급한다. 예를 들어, 구동 회로는 발광 소자(50)를 갖는 살균 장치에 제공되어, 발광 소자(50)에 전원을 독립적으로 제공할 수 있다. 이에 따라, 발광 소자(50) 모두를 턴온 또는 턴 오프 하거나, 일부는 턴온, 나머지 일부는 턴 오프 하는 등 선택적인 구동이 가능하다.

하우징(10)의 수용 공간(15) 내에는 발광 소자(50)와 이격되어 피처리 대상이 제공된다. 본 실시예에 있어서, 피처리 대상은 유체이며, 유체는 유입구와 배출구(35)를 가지지는 배관(30) 내에서 이동한다. 본 실시예에 있어서, 배관(30)에 광을 인가하는 형태로 그 내부의 유체를 처리하며, 이에 따라, 이하에서는 배관(30)을 피처리 대상으로 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 피처리 대상인 배관(30)은 하우징(10) 내에 제공되되 저면부(11)와 마주보는 면에 배치된다. 여기서, 저면부(11)와 마주보는 면은 가상의 면으로서 저면부(11)와 실질적으로 평행하다. 상기 가상의 면은 저면부(11)로부터 소정의 거리만큼 이격된다.

배관(30)은 하우징(10) 내에 배치되되, 저면부(11) 및 반사부(20)과 이격되도록 하우징(10)에 고정될 수 있다. 이를 위해 하우징(10)의 측벽부(13) 내측면에는 배관(30)을 고정하기 위한 단턱부나 고정 클립, 맞물림 체결부 등이 제공될 수 있다.

배관(30)은 일 방향으로 길게 연장된 호스 형상을 가질 수 있다. 유체는 배관 내(30)로 이동할 수 있다. 배관(30)은 유체가 유입되는 유입구, 처리된 유체가 배출되는 배출구(35), 및 유입구(31)와 배출구(35)를 잇는 본체(33)를 포함한다.

본체(33)는 내부가 비어있는 파이프 형상을 가진다. 본체(33)의 연장 방향의 양 단부는 개구되어 유입구(31)와 배출구(35)가 된다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 본체(33)는 원기둥 형상일 수 있다. 이 경우, 원기둥의 길이 방향과 교차하는 단면은 원 형상이다. 그러나, 본체(33)의 단면의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상, 예를 들어 타원, 사각형과 같은 다각형, 등으로 제공될 수 있다.

배관(30)은 적어도 일부가 투명한 절연 재료로 이루어질 수 있으며, 발광 소자들(50)로부터 출사된 광을 투과시킨다. 배관(30)은 상술한 기능을 만족하는 한, 다양한 재료로 제공될 수 있으며, 그 재료가 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 배관(30)은 발광 소자(50)로부터의 광을 투과시키는 석영이나 고분자 유기 재료로 이루어질 수 있다. 여기서 고분자 유리 재료의 경우, 모노머의 종류, 성형 방법, 조건에 따라 흡수/투과시키는 파장이 다르기 때문에 발광 소자들(50)으로부터 출사되는 파장을 고려하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 폴리(메틸메타크릴레이트)(poly(methylmethacrylate); PMMA), 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol; PVA), 폴리프로필렌(polypropylene; PP), 저밀도 폴리에틸렌(polyethylene; PE)과 같은 유기 고분자는 자외선은 거의 흡수하지 않으나, 폴리에스테르(polyester)와 같은 유기 고분자는 자외선을 흡수할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 배관(30)의 내주면 및/또는 외주면 상에는 광촉매 재료를 포함하는 광촉매층이 제공될 수 있다. 광촉매 재료로는 발광 소자(50)로부터 조사되는 광에 의해 촉매 반응을 일으키는 재료로서, 티타늄 산화물(TiO₂), 아연 산화물(ZnO), 주석 산화물(SnO₂) 등을 포함할 수 있다.

광촉매는 광촉매를 구성하는 재료에 따라 다양한 파장 대역의 광에 반응할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 다양한 파장 대역의 광 중 자외선 파장 대역의 광에 광촉매 반응을 일으키는 재료가 사용될 수 있다. 그러나, 광촉매의 종류는 이에 한정되는 것은 아니며, 발광 소자(50)로부터 출사되는 광에 따라 동일하거나 유사한 메커니즘을 갖는 다른 광촉매가 사용될 수 있다. 광촉매는 자외선에 의해 활성화되어 화학 반응을 일으킴으로써, 광촉매와 접촉하는 공기 내의 각종 오염 물질, 세균 등을 산화환원 반응을 통해 분해시킨다. 이러한 광촉매 반응을 이용하면 공기를 살균, 정화, 탈취 처리 등을 할 수 있다. 특히 살균의 경우, 균 세포내의 효소와 호흡계에 작용하는 효소 등을 파괴시켜 살균 또는 항균작용을 하는 것으로 균이나 곰팡이의 번식을 막고, 이들이 내놓는 독소도 분해할 수 있다.

광촉매층이 제공되는 영역은 발광 소자(50)로부터 광이 도달할 수 있는 영역이라면 특별히 한정되지 않으며, 배관(30)의 내주면 및/또는 외주면의 전 영역에 제공되거나, 일부 영역에만 제공될 수도 있다.

배관(30)은 길게 연장된 형태로 제공되므로, 가상의 면 상에 다양한 형태로 배치될 수 있는 바, 예를 들어, 도시된 바와 같이 나선(spiral) 형으로 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 특히 배관(30)의 본체(33)의 적어도 일부는 나선(spiral) 형으로 제공될 수 있다. 여기서 나선형이라 함은 중심이 되는 지점을 감는 형태이되 점점 중심으로부터의 거리가 멀어지는 커브 형태를 의미한다.

그러나, 배관(30)의 형태는 이에 한정되는 것은 아니며, 광이 인가되는 영역의 형상에 맞추어 최대한 광에 노출될 수 있도록 복수 회 절곡될 수 있다. 예를 들어, 적어도 일부가 나선형으로 제공되고 나머지는 지그재그 형상으로 복수회 절곡될 수도 있다.

본 실시예에서, 배관(30)의 본체(33)가 이루는 나선형은 상술한 바와 같이, 저면부(11)와 실질적으로 평행한 가상의 면 상에 배치될 수 있다. 서로 수직한 X, Y, Z축으로 이루어진 세 방향을 제1 내지 제3 방향(D1, D2, D3)이라고 하면, 배관(30)의 본체(33)는 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)이 이루는 평면, 즉, X-Y 평면 상에 배치될 수 있다. 이하에 있어서, 상부 방향은 제3 방향(D3)을 의미하며, 하부방향은 제3 방향(D3)의 반대 방향을 의미한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 배관(30)의 유입구(31)는 본체(33)의 일측에 연결된다. 유입구(31)의 연장 방향은 본체(33)의 연장 방향과 다를 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 유입구(31)의 연장 방향은 본체(33)의 연장 방향에 경사지거나 수직할 수 있으며, 이에 따라 유체는 본체(33)에 경사지거나 수직한 방향으로 유입된 후 본체(33)의 연장 방향을 따라 이동할 수 있다. 유입구(31)를 통해 본체(33)로 유입되는 유체는 본체(33)에서 처리되어야 할 유체, 예를 들어, 살균, 정화, 탈취 처리 필요한 대상물이다.

배출구(35)는 유입구(31)와 이격된 위치에 제공되며 본체(33)와 연결될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 배출구(35)의 연장 방향은 본체(33)의 연장 방향에 경사지거나 수직할 수 있으며, 이에 따라 유체는 본체(33)에 연장 방향을 따라 이동하다가 본체(33)에 경사지거나 수직한 방향으로 배출될 수 있다. 배출구(35)를 통해 본체(33)로부터 배출되는 유체는 본체(33)에서 이미 처리된 유체, 예를 들어, 살균, 정화, 탈취 처리가 된 대상물이다.

또한, 유입구(31)와 배출구(35)는 배관(30)이 놓인 평면의 양 면 중 서로 동일한 면 측에 배치될 수 있으나, 유입구(31)는 배관(30)이 놓인 평면의 양 면 중 일 면측에, 배출구(35)는 배관(30)이 놓인 평면의 양 면 중 나머지 일 면 측에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 유입구(31) 및 배출구(35)는 모두 제3 방향(D3, 즉, Z축 방향)을 따라 배치될 수 있으며, 또는, 유입구(31)는 제3 방향(D3)을 따라 배치되고, 배출구(35)는 제3 방향(D3)과 반대되는 방향(즉, -Z축 방향)을 따라 배치될 수 있다. 유입구(31)와 배출구(35)의 위치는 후술할 하우징(10) 및 유체를 제공하는 외부 장치에 따라 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.

그러나, 배관(30)에 대한 유입구(31)와 배출구(35)의 배치 위치는 이에 한정되는 것은 아니며, 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 유입구(31) 및/배출구(35) 중 적어도 하나는 배관(30)이 놓인 평면에 대해 평행하게 배치될 수도 있다. 예를 들어, 다른 실시예에서는 유입구(31) 및/배출구(35) 중 적어도 하나는 제1 방향(D1)이나 제2 방향(D2)을 따라 배치될 수도 있다.

유입구(31)와 배출구(35)의 단면은 원 형상이나 타원 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상, 예를 들어, 다각형으로 제공될 수 있다. 여기서, 유입구(31)와 배출구(35)의 단면은 유입구(31)가 연장된 방향, 또는 유로가 형성된 방향에 교차하는 방향에 따른 단면일 수 있다.

도시하지는 않았으나, 유입구(31) 및/또는 배출구(35)에는 별도의 배관(30)이 더 제공될 수 있다. 별도의 배관(30)은 유입구(31)와 배출구(35)와 노즐을 통해 연결될 수 있다. 노즐은 유입구(31) 및/또는 배출구(35)와 다양한 방식으로 결합될 수 있는 바, 예를 들어 나사 결합할 수 있다.

커버부(40)는 제3 방향(D3), 즉, 상부 방향으로 오픈된 수용 공간(15)을 덮을 수 있다. 커버부(40)는 측벽부(13)와 체결될 수 있으며, 수용 공간(15)을 위에서 아래 방향으로 덮는다.

커버부(40)에는 배관(30)의 유입구(31)와 배출구(35)에 대응하는 곳에 개구가 형성될 수 있으며, 개구를 통해 유입구(31)와 배출구(35)가 외부와 연결된다. 유입구(31)와 배출구(35)는 개구를 관통할 수도 있으며, 관통하지는 않더라도 별도의 연결 배관(30)을 통해 연결될 수도 있다. 하우징(10)와 커버부(40) 사이에는 체결부가 제공됨으로써 안정적으로 배관(30)과 발광 소자(50)가 보호될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 하우징(10)와 커버부(40)의 형상은 설명의 편의를 위해 간략화되었으며, 필요에 따라 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에서는 유입구(31)와 배출구(35)에 대응하는 개구가 커버부(40)에만 형성된 것을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 유입구(31)와 배출구(35)에 대응하는 개구 중 적어도 하나가 하우징(10)에 형성될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 하우징(10)와 커버부(40)는 살균 장치의 외관을 형성할 수 있으나, 하우징(10)와 커버부(40)의 바깥쪽에, 추가 부품이 제공될 수 있으며, 이 경우, 추가 부품이 외관을 형성할 수 있다.

반사부(20)는 저면부(11)와 배관(30) 사이에 제공되며, 발광 소자(50)로부터 출사된 광을 최대한 균일하게 배관(30)측으로 진행하도록 광을 반사한다. 이를 위해 반사부(20)는 저면부(11)로부터 배관(30)측, 즉, 상부 방향으로 돌출된 반사 곡면을 가진다. 여기서, 반사부(20)의 상부 방향으로 돌출되되, 반사 곡면 자체는 상부에서 하부 방향으로 오목하게 형성된다.

반사부(20)는 발광 소자(50)로부터의 광이 외부로 누설되는 일 없이 본체(33)의 내부에서 지속적으로 진행하도록 한다. 반사부(20)의 재료는 상기 광을 반사할 수 있는 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니다.

반사부(20)는 발광 소자(50)로부터 조사된 광이 배관(30) 내부에서 잘 반사되도록 반사율이 높은 재질로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 반사부(20)는 반사율이 높은 재료, 스테인리스, 알루미늄, 산화마그네슘, 등과 같은 것으로 이루어질 수 있다. 여기서 반사부(20)는 그 자체가 반사율이 높은 재료를 이용하여 일체화된 형태로 제공될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 반사율이 높지 않는 재료로 형성된 후, 그 표면이 반사율이 높은 재료로 도포되는 형태로 제공될 수 있다.

반사부(20)에 대해서는 후술한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 하우징(10)와 커버부(40)는, 발광 소자(50)로부터 조사된 광이 수용 공간(15) 내부에서 잘 반사된 후 최종적으로 배관(30)에 도달하도록 반사율이 높은 재질로 이루어질 수 있으며, 발광 소자(50)에서 발생하는 열을 효과적으로 배출할 수 있도록 열전도성이 높은 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 하우징(10)과 커버부(40)는 스테인리스, 알루미늄, 산화마그네슘, 등과 같은 반사율이 높은 재질로 형성되거나, 스테인레스, 알루미늄, 은, 금, 구리, 이들의 합금과 같은 열전도성이 높은 재질로 형성될 수 있다.

도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 살균 장치 중 배관(30)을 도시한 사시단면도이다. 도 2b은 도 2a의 살균 장치 중 배관(30)을 나타낸 평면도이다. 도 2b에 있어서, 원형으로 진하게 표시된 부분은 유입구(31)와 배출구(35)에 해당한다.

도 2a와 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에에서는, 평면 상에서 볼 때 유입구(31)가 나선형의 중심에 배치되고, 배출구(35)가 나선형의 바깥쪽에 배치될 수 있다. 배관(30)의 본체(33)가 소정 평면 상에 배치되는 경우, 배관(30) 내의 축을 나타내는 선은 모두 동일 평면 상에 배치되며, 소정 곡률을 가지는 곡선이 된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 배관(30)의 본체(33)는 나선을 따라 배치되기 때문에 배관(30)의 일부는 배관(30)의 다른 일부와 서로 인접하게 된다. 서로 인접한 배관(30)은 서로 이격될 수도 있고 서로 접촉할 수 있다. 서로 인접한 배관(30) 사이의 거리는 전체적으로 보아 서로 동일할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 배관(30)의 본체(33)는 실질적으로 광 출사 영역(20R)에 배치될 수 있다. 여기서 광 출사 영역(20R)은 평면 상에서 볼 때 발광 소자(50)으로부터 출사된 광이 제공되는 영역을 의미하며, 광 출사 영역 내에서는 상기 광에 의한 살균 등의 처리가 수행될 수 있다.

배관(30) 내로 흐르는 유체에 살균이 될 수 있을 만큼 충분한 광이 조사될 수 있도록 배관(30)은 적어도 일부, 가능한 한 전부가 광 출사 영역(20R) 내에 배치될 수 있다. 광 출사 영역(20R)은 광원부(20)의 광 출사 각도, 광의 세기, 광의 세기 등에 의해 결정될 수 있다.

광에 대한 노출을 충분히 하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 유입구(31)와 배출구(35)는 광 출사 영역(20R) 내에 제공되거나 제공되지 않을 수 있다. 예를 들어, 유입구(31)와 배출구(35) 모두가 광 출사 영역(20R) 내에 제공되거나, 유입구(31)와 배출구(35) 중 하나가 광 출사 영역(20R)에 제공될 수 있다. 본 실시예에서는 광 출사 영역(20R) 내에 유입구(31)와 배출구(35)가 모두 배치되되, 유입구(31)가 나선 형의 중심에 대응될 수 있다. 이 경우, 중심부에 배치된 유입구(31)로 유입된 유체는 순차적으로 나선을 따라 이동한 다음 배출구(35)로 배출되는 바, 유체가 상대적으로 광의 세기가 많고 광 세기가 큰 중심부를 반드시 거쳐 외부로 배출된다. 이에 따라, 광의 세기나 광의 세기가 발광 소자(50)(23)의 배치에 따라 다를 수 있다는 것을 감안하더라도, 유체는 충분히 광에 노출될 수 있다.

이와 반대로, 다른 실시예에서는 광 출사 영역(20R) 내에 유입구(31)와 배출구(35)가 모두 배치되되, 배출구(35)가 나선 형의 중심에 대응될 수 있다. 이 경우, 바깥쪽에 배치된 유입구(31)로 유입된 유체는 순차적으로 나선을 따라 이동한 다음 중심의 배출구(35)로 배출되는 바, 유체가 상대적으로 광의 세기가 많고 광 세기가 큰 중심부를 반드시 거쳐 외부로 배출된다. 이에 따라, 광의 세기나 광의 세기가 발광 소자(50)(23)의 배치에 따라 다를 수 있다는 것을 감안하더라도, 유체는 충분히 광에 노출될 수 있다.

그러나, 유입구(31)와 배출구(35)의 위치는 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 배관(30)의 본체(33)에 살균에 충분한 광이 도달하는 경우, 유입구(31)와 배출구(35) 중 하나는 광 출사 영역(20R)에 제공되고, 나머지 하나는 광 출사 영역(20R)의 밖에 제공될 수도 있다. 또는 유입구(31)와 배출구(35) 모두 광 출사 영역 밖에 제공될 수도 있다. 다만, 유입구(31)와 배출구(35) 중 적어도 하나가 광 출사 영역(20R) 내에 제공되는 경우, 그렇지 않은 경우보다 유체가 상대적으로 광의 세기가 많고 광 세기가 큰 부분을 거친 후 외부로 배출된다. 이에 따라, 유체의 처리 효과가 증가할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 배관(30)은 가요성을 가질 수 있다. 배관(30)은 가요성을 이용하여 구부려서 나선형으로 만들 수 있다. 그러나, 배관(30)이 가요성을 가질 필요는 없고 나선형으로 구부려진 형태를 갖는 비가요성일 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치는 발광 소자(50)로부터의 광을 효율적으로 배관(30)측에 제공하기 위한 반사부(20)를 갖는 바 이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치 중 일부를 도시한 것으로, 하우징, 반사부, 및 발광 소자를 도시한 사시도 및 단면도이다. 도 3a 및 도 3b에 있어서, 설명의 편의를 위해 커버부와 배관은 도시가 생략되었다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치에 있어서, 하우징(10)의 저면부(11)의 직경은 측벽부(13)의 높이보다 더 큰 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 하우징(10)은 전체적으로 볼 때 낮은 원통 형상을 갖는다.

하우징(10) 저면부(11)의 직경을 제1 직경(W1)이라고 하고, 저면부(11) 상면으로부터 상부 방향(즉, 제3 방향(D3))으로 연장된 측벽부(13)의 높이를 제1 높이(L1)라고 하면, 제1 직경(W1)은 제1 높이(L1)보다 클 수 있다.

측벽부(13)에는 발광 소자(50)이 제공될 수 있는 바, 발광 소자는 저면부(11) 상면으로부터 제2 높이(L2)가 되는 위치에 제공될 수 있다. 여기서 발광 소자(50)의 높이는 설명의 편의를 위해 저면부(11)로부터의 발광 소자(50)의 상측 높이로 표시되었다. 발광 소자(50)는 측벽부(13)와 측벽부(13) 상측 단부 사이에 배치된다. 즉 발광 소자(50)가 배치된 제2 높이(L2)는 측벽부(13)의 높이인 제1 높이(L1)보다 작은 값을 갖는다. 이러한 발광 소자(50)의 위치는, 측벽부(13)의 상측에 제공된 배관(30)과 발광 소자(50) 사이의 거리를 소정 정도로 이격시키기 위함이다. 배관(30)과 발광 소자(50) 사이의 거리가 지나치게 짧을 경우, 배관(30)의 일부에만 광이 집중하여 인가되는 바, 최대한 균일한 광의 인가를 위해 배관(30)과 발광 소자(50) 사이가 이격 되도록 제2 높이(L2)가 조절될 수 있다.

반사부(20)는 하우징(10)의 직경과 동일한 제1 직경(W1)을 가질 수 있으며, 하우징(10)의 저면부(11)로부터 상부 방향으로 돌출된 형상을 가질 수 있다. 반사부(20)에 있어서, 저면부(11)로부터 가장 높이 돌출된 부분의 높이를 제3 높이(L3)라고 하면, 제3 높이(L3)는 측벽부(13)의 높이인 제1 높이(L1)보다 낮을 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 배관(30)의 하우징(10) 내 배치를 위해서는 제3 높이(L3)가 제1 높이(L1)보다 높기는 힘들다.

반사부(20)의 가장 높이 돌출된 부분을 정점(CT)이라고 하면, 정점(CT)은 평면 상에서 볼 때 저면부(11)의 중심 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 만약 저면부(11)가 원이나 사각 형상인 경우 정점은 평면 상에서 볼 때 원이나 사각형의 중심에 배치될 수 있다. 그러나, 정점이 항상 저면부(11)의 중심에 있어야 하는 것은 아니며, 만약, 서로 이격되어 배치된 발광 소자들(50)의 세기가 다를 경우, 발광 소자들(50)의 세기를 고려하여 정점의 위치를 다양하게 변경할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 반사부(20)는 곡면으로 이루어지며 저면부(11)의 가장자리로부터 저면부(11)의 중심으로 향할수록 저면부(11)로부터 많이 돌출된 형상으로 제공된다. 다시 말해, 상기 곡면은 저면부(11)의 중심에서 저면부(11)로부터의 높이가 가장 큰 정점을 갖다. 또한, 반사부(20)는 정점(ct)으로부터 가장자리로 갈수록 저면부(11)로부터의 높이가 낮아지는 바, 다시 말해, 상기 곡면은 중심으로부터 저면부(11)의 바깥 방향으로 갈수록 저면부(11)로부터의 높이가 감소한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 반사부(20)는 광원으로부터 출사된 광이 최대한 균일하게 상부 방향으로 진행하도록 반사에 최적화된 곡면 형상을 갖는다. 이를 위해, 반사부(20)는 저면부(11)와 수직하고 저면부(11)의 중심을 지나는 선으로 상기 곡면을 절단하였을 때, 상기 곡면의 절단면에 대응하는 곡선은 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 곡면의 절단면에 대응하는 곡선은 포물선의 일부에 해당할 수 있다. 상기 곡선은 단일 식으로 표시된 포물선의 일부로만 이루어질 수 있으며, 곡선의 일부는 소정 식의 포물선으로, 곡선의 다른 일부는 또 다른 식의 포물선으로 이루어질 수도 있다.

여기서, 포물선의 축은 저면부(11)의 상면과 실질적으로 평행한 평면일 수 있으며, 상기 저면부(11)로부터 상기 포물선의 초점(FC)까지의 거리는 상기 저면부(11)로부터 상기 정점(CT)까지의 거리보다 클 수 있다. 다시 말해, 저면부(11)로부터 포물선의 축까지의 높이를 제4 높이(L4)라고 하면, 제4 높이(L4)는 제3 높이(L3)보다 큰 값을 가질 수 있다. 또한, 저면부(11)로부터 배관(30)이 배치되는 가상 면의 높이는 저면부(11)로부터 초점(FC)까지의 거리보다 작을 수 있다. 만약 초점(FC)이 제3 높이(L3)보다 같거나 작은 값을 갖는 경우, 그리고, 배관(30)이 배치되는 가상 면의 높이보다 같거나 작은 값을 갖는 경우, 초점(FC)을 지나는 광의 세기에 의한 광의 집중 현상 때문에 배관(30)에 제공되는 광의 균일성이 담보되지 않을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 포물선의 형상은 발광 소자(50)의 개수와 설치 위치, 저면부(11)의 폭, 측벽부(13)의 높이 등에 따라 다양하게 달리 설정될 수 있다.

상술한 구조를 갖는 살균 장치에서는 발광 소자들(50)이 측벽부(13)에 제공됨으로써 광의 대부분이 저면부(11)와 실질적으로 평행한 방향으로 광이 주로 출사되며, 광은 반사부(20)를 거쳐 배관(30)에 인가된다.

그런데, 만약 저면부(11)에 발광 소자(50)가 배치된 경우, 배관(30)의 바로 하부로부터 상부 방향으로 광이 인가된다. 이렇게 가까운 거리에서 직접적으로 배관(30)에 광이 인가되는 경우, 광이 발광 소자들(50)이 제공된 위치에만 집중되고 나머지 영역에는 광이 적게 인가되는 현상이 발생할 수 있다. 다시 말해, 저면부(11) 상에 곧바로 발광 소자(50)를 제공하는 경우, 발광 소자들(50)은 저면부(11)의 상면으로부터 상부의 배관(30) 방향으로 곧바로 광을 출사하기 때문에, 배관(30)에 인가되는 광의 세기는 충분히 클 수 있으나, 발광 소자들(50)이 배치된 부분에서의 광의 세기와, 발광 소자들(50)이 배치되지 않은 부분에서의 광의 세기 차이가 매우 클 수 있다. 이에 따라, 배관(30)을 흐르는 유체의 균일한 처리가 실질적으로 어려울 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 배관(30)으로의 불균일한 광의 인가를 방지하기 위해, 발광 소자들(50)을 배관(30)의 하부, 즉 저면부(11) 상에에 직접 배치하지 않고, 하우징(10)의 측벽부(13)에 배치시킨다. 여기서, 측벽부(13)에 발광 소자(50)를 배치 할 수 있으나, 단순히 발광 소자들(50)을 측벽부(13)에 배치한다고 할지라도 발광 소자들(50)이 제공된 영역에 대응하는 배관(30) 부분에 광이 집중되는 현상은 여전하며, 이에 따라, 단순히 발광 소자들(50)을 측벽부(13)에 배치하는 것만으로는 광의 균일성 확보가 여전히 힘들다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치에서는, 발광 소자(50)로부터 배관(30)으로의 직접 출사를 지양하고, 배관(30)이 배치된 형상에 평행한 방향으로 광을 출사시키되, 반사부(20)를 이용하여 효과적으로 광을 배관(30) 방향으로 균일하게 반사시킴으로써 배관(30)의 처리 효율을 향상시킨다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 발광 소자(50)로부터의 광의 진행 방향이 최단 거리는 아니나, 발광 소자(50)와 배관(30) 사이의 거리는 발광 소자(50)로부터의 광에 의한 살균력이 최대인 거리 내로 유지될 수 있다. 이에 더해, 발광 소자(50)로부터 출사된 광이 매우 가까운 거리에서 배관(30)에 제공되기 때문에 유체에 광이 깊이 침투하지 않아도 살균이 용이하게 가능해 진다. 이에 따라, 광의 살균 효율이 현저히 증가한다.

다만, 배관(30) 내 유체의 이동 속도가 지나치게 낮은 경우, 처리할 수 있는 유체의 양이 작아지므로, 적절한 양의 유체를 효과적으로 처리하기 위해서 유체의 이동 속도가 광원 모듈이 유체를 처리할 수 있는 용량에 따라 정해질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 유체가 나선형으로 이루어진 본체(33)의 연장 방향을 따라 순차적으로 이동함으로써, 배관(30) 내 유체의 이동 경로가 길어진다. 배관(30) 내 유체의 긴 이동 경로로 인해 유체는, 결국 광원 모듈로부터의 광에 대해 오랜 시간 노출되며, 유체에 인가된 광의 누적률 또한 높아지고, 유체 처리 효율 또한 향상된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유체가 길게 연장된 배관(30)을 따라 움직이기 때문에 와류의 발생이 최소화되며, 이에 따라, 와류가 발생되는 부분의 근처에서 발생될 수 있는 유체의 정체가 줄어든다. 일부 유체가 정체되는 경우, 정체된 유체에만 광의 노출이 증가하는 문제점이 있을 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에서는 이러한 문제점이 해결된다.

이에 더해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 배관(30)에 먼저 인입된 유체는 결국 먼저 배출되는 선입선출(先入先出) 구조를 가지므로, 전체적으로 유체가 골고루 광에 노출되는 기회를 갖게 되어 유체 전체의 균일한 살균 효과를 얻을 수 있다.

상술한 실시예들에서는 피처리 대상으로 배관 내를 흐르는 유체를 일 예로 설명하였으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치는 이에 한정되는 것은 아니다.

도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 살균 장치의 일부가 살균을 위한 살균 모듈로 사용되었을 경우를 도시한 분해 사시도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 모듈은 다양한 피처리 대상(30')의 일부, 예를 들어 피처리 대상(30')의 표면에 광을 인가함으로써 피처리 대상(30')을 살균하는데 사용될 수 있다. 이 경우, 상기 배관, 커버부와 같은 구성 요소가 생략되고 곧바로 피처리 대상(30'), 즉, 살균이 필요한 물품이 배관 대신 제공될 수도 있다. 피처리 대상(30')은 상술한 하우징(10)에 배치될 수 있는 것이거나, 하우징(10) 내에 배치되지 않더라도 발광 소자(50)로부터 충분히 광이 도달할 수 있는 위치에 배치될 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에서는 피처리 대상(30')이 납작한 원통형인 것을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 광의 인가에 의해 그 표면이 살균될 수 있는 것이면 이와 다른 형상을 가질 수 있음은 물론이다.

예를 들어, 처리가 필요한 피처리 대상(30')은 콤팩트 화장품 내의 퍼프와 같은 물품일 수도 있다. 이 경우, 하우징(10)은 콤팩트 화장품의 용기에 해당할 수 있으며, 배관의 대신 퍼프와 같은 물품이 대신 배치됨으로써 상기 물품에의 살균 등의 처리가 가능할 수 있다. 상술한 본 발명의 일 실시예에 있어서, 배관(30; 도 1 참조)은 하우징(10)의 측벽부(13)에 고정되어 있기 때문에 반사부(20)와 배관(30) 사이는 이격되어 있으며 그 사이에는 공기가 개재된다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 모듈에 있어서, 반사부(20)와 피처리 대상(30') 사이에는 광 투과 물질로 이루어진 지지부(70)가 더 제공할 수도 있다.

상기 지지부(70)는 광투과성 물질, 예를 들어, 실리콘이나 기타 광투과성의 고분자 수지 등을 포함할 수 있으며, 반사부(20) 상에 충진된 후 경화됨으로써 피처리 대상(30')을 안정적으로 지지할 수 있다. 이 경우, 하우징(10)의 측벽부(13)에는 피처리 대상(30')을 고정하기 위한 장치가 제공되지 않아도 무방하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치에 있어서, 처리 효율을 높이기 위해 반사부는 다양한 형태로 변형될 수 있다.

도 5a 및 도 5b은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치 중 일부를 도시한 것으로, 하우징, 반사부, 및 발광 소자를 도시한 사시도 및 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 반사부(20)는 저면부(11) 상에 다양한 면적으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 반사부(20)는 저면부(11) 전체가 아니라 일부 상에 제공될 수 있다. 반사부(20)가 저면부(11)를 커버하는 영역은 발광 소자(50)의 위치, 발광 소자(50)로부터의 광의 세기, 발광 소자(50)의 조사각 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

반사부(20)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 저면부(11)가 평면 상에서 볼 때 원 형상인 경우, 반사부(20)도 원 형상으로 제공될 수 있으며, 반사부(20)의 직경은 저면부(11)의 직경보다 작을 수 있다. 저면부(11)의 직경을 제1 직경(W1)이라고 하고, 반사부(20)의 직경을 제2 직경(W2)이라고 하면, 제2 직경(W2)은 제1 직경(W1)보다 작을 수 있다.

저면부(11)와 반사부(20)가 원 형상인 경우, 저면부(11)와 반사부(20)의 중심은 동일할 수 있다. 또는 평면 상에서 볼 때, 저면부(11)가 원 형상인 경우 반사부(20)는 원이 아닌 형태로 제공될 수 있으며, 발광 소자(50) 측으로 돌출부나 함몰부가 형성된 형태로 제공될 수도 있다.

반사부(20)가 저면부(11)를 전부 커버하는 경우, 발광 소자(50)로부터 출사된 후 반사부(20)를 통해 상부 방향으로 반사되는 광의 양이 상대적으로 많아질 수 있다. 이는 반사부(20)가 광 출사 방향에 대해 경사진 곡면을 가지기 때문으로서, 이 경우, 발광 소자들(50)이 있는 부분에서의 광의 집중이 충분히 해소되지 않을 수 있다. 반사부(20)가 저면부(11)를 일부 커버하는 경우, 발광 소자(50)로부터 출사된 후 일부 광은 저면부(11)를 통해 산란 및 반사되고, 일부 광은 반사부(20)의 곡면을 통해 상부 방향으로 반사될 수 있다. 이에 따라, 반사부(20)가 완전히 저면부(11)를 커버하는 것에 비해 광의 집중이 완화될 수 있으며, 배관(30)측으로 좀더 균일한 광이 제공되는 장점이 있다.

본 실시예에 있어서, 반사부(20)의 정점은 꼭지점 일부가 커팅된 원뿔 형상을 가질 수 있으며, 최상면이 저면부(11)와 평행할 수 있다. 반사부(20)의 정점이 꼭지점의 형태로 뾰족하게 형성되는 경우, 정점 부분에서 광이 집중될 수 있는 바, 정점의 일부를 커팅함으로써 이러한 광의 집중을 완화시킬 수 있으며 전체적인 광의 균일도를 향상시킬 수 있다.

본 실시예에 있어서, 발광 소자(50)가 배치되는 높이, 즉 제2 높이(L2)는 반사부(20) 정점의 높이, 즉, 제3 높이(L3)보다 작은 값으로 제공될 수 있다. 발광 소자(50)가 제2 높이(L2)보다 높이 제공되는 경우, 반사부(20)에 의한 반사 효과를 충분히 얻을 수 없기 때문이다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 살균 장치는 균일한 광 출사를 위한 추가적인 구성 요소를 더 포함할 수 있다.

도 6a 및 도 6b은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치 중 일부를 도시한 것으로, 하우징, 반사부, 발광 소자, 및 차단부를 도시한 사시도 및 단면도이다.

본 실시예에 있어서, 측벽부(13)부에는 발광 소자(50)로부터 출사된 광의 일부를 차단하는 차단부(60)가 제공될 수 있다. 차단부(60)는 발광 소자(50)로부터의 상부 방향으로 바로 향하는 광을 차단함으로써 발광 소자(50)들이 제공된 영역에서 광이 집중되는 것을 최소화하기 위한 것이다. 이를 위해, 차단부(60)는 측벽부(13)부의 둘레를 따라 제공되며, 측벽부(13)부로부터 내부 수용 공간측으로 돌출된 형상을 갖되, 측벽부(13)부 중 저면부(11)로부터 먼 단부 측, 더 상부 측에 제공된다. 결과적으로 차단부(60)는 배관과 발광 소자(50) 사이에 제공되며, 발광 소자(50)들로부터 상부로 광이 곧바로 진행하는 것을 방지한다.

상술한 실시예들에 따른 살균 장치는 기존의 살균 장치들에 비해 배관에 광이 인가되는 광 출사 영역에서의 광의 균일도가 현저히 증가하는 바, 이하에서는 기존의 살균 장치들과 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치들에서의 광의 세기 분포를 비교한다. 이하의 그래프들은 광 출사 영역에 따른 상대 광의 세기(임의 단위)를 나타낸 것으로서, 가로축 및 세로축은 중심으로부터의 거리(mm)를 나타낸 것이다.

도 7a는 기존 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치를 이용하였을 때의 광의 세기 분포를 도시한 그래프이며, 도 7b는 도 7a에서 사용된 살균 장치의 일부를 도시한 것이다. 도 7b에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 도면에서의 살균 장치는 하우징의 저면부에 발광 소자들이 배치되었으며, 배치된 발광 소자들의 개수는 4개 이다.

도 8a는 기존 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치를 이용하였을 때의 광의 세기 분포를 도시한 그래프이며, 도 8b는 도 8a에서 사용된 살균 장치의 일부를 도시한 것이다. 도 8b에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 도면에서의 살균 장치는 하우징의 측벽부에 등간격으로 발광 소자들이 배치되었으며, 배치된 발광 소자들의 개수는 4개이다.

도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치를 이용하였을 때의 광의 세기 분포를 도시한 그래프이며, 도 9b는 도 9a에서 사용된 살균 장치의 일부를 도시한 것이다. 도 9b에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 도면에서의 살균 장치는 하우징의 측벽부에 발광 소자들이 배치되되, 하우징의 저면부 상에 반사부가 추가로 배치되었다. 배치된 발광 소자들의 개수는 4개 이며, 반사부는 저면부를 전부 커버하였다.

도 10a는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치를 이용하였을 때의 광의 세기 분포를 도시한 그래프이며, 도 10b는 도 10a에서 사용된 살균 장치의 일부를 도시한 것이다. 도 10b에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 도면에서의 살균 장치는 하우징의 측벽부에 발광 소자들이 배치되되, 하우징의 저면부 상에 반사부가 추가로 배치되었다. 배치된 발광 소자들의 개수는 4개 이며, 반사부는 저면부를 일부만을 커버하였다.

도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치를 이용하였을 때의 광의 세기 분포를 도시한 그래프이며, 도 11b는 도 11a에서 사용된 살균 장치의 일부를 도시한 것이다. 도 11b에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 도면에서의 살균 장치는 하우징의 측벽부에 발광 소자들이 배치되고 하우징의 저면부 상에 반사부가 배치되되, 측벽부 상에 차단부가 추가로 배치되었다. 배치된 발광 소자들의 개수는 4개이다. 반사부는 저면부를 일부 커버하였다.

도 12a는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치를 이용하였을 때의 광의 세기 분포를 도시한 그래프이며, 도 12b는 도 12a에서 사용된 살균 장치의 일부를 도시한 것이다. 도 12b에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 도면에서의 살균 장치는 하우징의 측벽부에 발광 소자들이 배치되고 하우징의 저면부 상에 반사부가 배치되되, 측벽부 상에 차단부가 추가로 배치되었다. 배치된 발광 소자들의 개수는 6개이며 등간격으로 배치되었다. 반사부는 저면부를 일부 커버하였다.

도 7a 및 도 8a를 참조하면, 기존 발명에 따른 살균 장치의 경우, 광의 세기가 큰 곳과 그렇지 않은 곳이 명확하게 나타난다. 특히, 도 7a의 경우, 저면부에 배치된 발광 소자들 4개에 대응하는 위치가 명확하게 광의 세기가 높게 나타나며, 발광 소자들이 제공되지 않은 영역은 현저하게 낮게 나타난다. 도 8a의 경우에도, 측벽부에 발광 소자들이 배치되었음에도 불구하고, 발광 소자들이 제공되지 않은 부분의 광의 세기가 현저하게 낮게 나타난 것을 확인할 수 있다. 또한, 기존 발명에 따른 살균 장치의 경우, 광 출사 영역의 중앙에 해당되는 부분의 광의 세기가 주변부보다 상대적으로 낮게 나타난다.

이에 비해, 도 9a의 경우, 저면부에 반사부가 제공됨으로써, 측벽부의 발광 소자들의 위치에 대응하여 광의 세기가 다른 위치보다는 강하게 나타나기는 하나, 전체적인 광의 균일도가 현저히 상승하며, 상대적으로 어둡게 나타나는 면적(즉 광의 세기가 현저하게 작은 부분)이 기존의 실시예들에 비해 현저하게 좁아진다. 특히, 광 출사 영역의 중심에 대응하는 영역에서의 광의 세기 저하가 별로 나타나지 않는다.

더욱이, 도 10a의 경우에도 저면부에 반사부가 제공됨으로써 측벽부의 발광 소자들의 위치에 대응하여 광의 세기가 다른 위치보다는 강하게 나타나기는 하나, 전체적인 광의 균일도가 더욱 상승한다. 이에 따라, 상대적으로 어둡게 나타나는 면적(즉 광의 세기가 현저하게 작은 부분)이 기존의 실시예들에 비해 현저하게 좁아진다.

상술한 실시예에 더해, 상부 방향으로의 광의 출사를 막는 차단부가 제공된 도 11a의 그래프를 살펴보면, 광 출사 영역에서의 광의 균일도가 더욱더 높아졌음을 확인할 수 있다.

이에 더해, 도 12a에서 확인할 수 있는 바와 같이, 균등한 간격으로 배열된 발광 소자의 개수가 증가할수록 광의 균일도는 더욱 더 높아짐을 확인할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시에에 따른 살균 장치는 광 출사 영역에서 균일한 세기로 광을 제공할 수 있다. 이에 따라, 상측에 배치된 배관을 흐르는 유체를 효과적으로 처리할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 살균 장치는 발명의 개념에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 적용될 수 있다.

도 13는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기를 도시한 모식도이다.

도 13를 참조하면, 발명의 일 실시예에 따른 정수기는 물을 일차적으로 거르는 필터들(64), 필터들(64)를 통과한 물이 저장되는 저수조(67), 저수조(67)에 연결된 물 살균 장치(100)를 포함한다.

필터들(64)은 공급된 물의 이물질을 제거하기 위한 것이다. 정수기는, 필터들(64)에 연결된 펌프(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 펌프에 의해 물이 필터들(64)에 공급될 수 있다. 필터들(64)은 큰 불순물을 제거하는 필터, 중금속 및 박테리아 등을 제거하는 필터 등이 다양한 개수로 제공될 수 있으며, 외부에서 충분히 정수된 물을 물 살균 장치에 의해 살균하려고만 하는 경우에는 필터들이 생략될 수 있다.

필터들(64)에 의해 이물질 등이 제거된 물은 연결부(65)를 통해 저수(67)조로 이동된다. 저수조(67)는 적어도 1개로 제공될 수 있으며 복수 개의 저수조가 제공될 수 있다. 여기서, 물 살균 장치(100)로 곧바로 정수하고자 하는 물이 공급될 수 있는 경우, 저수조가 생략될 수 있다.

물 살균 장치(100)는 저수조(67)로부터의 물을 처리한다. 여기서 물 살균 장치에서의 처리라 함은 상술한 바와 같이, 물에 살균, 정화, 탈취 등 다양한 조치를 취하는 것일 수 있다. 살균 장치에는 도시한 바와 같이 사용자가 곧바로 취수할 수 있도록 추출 밸브 등이 추가로 구비될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 살균 장치를 이용하면 매우 간단한 구조이면서도 공기나 물의 처리 효과가 높은 장치를 구현할 수 있다.

피처리 대상

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

10 : 하우징 11 : 저면부
13 : 측벽부 15 : 수용 공간
20 : 반사부 30 : 배관
31 : 유입구 33 : 본체
35 : 배출구 40 : 커버부
50 : 발광 소자 60 : 차단부

Claims (20)

1. 저면부와 상기 저면부로부터 상방 연장된 측벽부로 이루어지며, 상기 저면부와 상기 측벽부에 의해 정의되는 수용 공간을 갖는 하우징;
   상기 저면부 상에 제공되며, 상기 저면부로부터 돌출된 반사 곡면을 가지는 반사부;
   상기 반사부 상에 제공되며 광투과성을 갖는 지지부; 및
   상기 측벽부에 제공되어 광을 제공하는 발광 소자를 포함하고,
   상기 곡면에 있어서, 상기 저면부와 수직하고 상기 저면부의 중심을 지나는 선으로 잘랐을 때 상기 곡면에 대응하는 곡선이 포물선의 일부에 대응하고, 상기 저면부로부터 상기 포물선의 초점까지의 거리는 상기 저면부로부터 상기 반사 곡면의 정점까지의 거리보다 크며,
   상기 저면부로부터 상기 포물선의 초점까지의 거리는 상기 저면부로부터 피살균 대상이 배치되는 높이보다 크고,
   상기 반사부는 상기 하우징의 상기 저면부의 중심을 기준으로 방사형으로 배열되며,
   상기 반사부의 직경은 상기 하우징의 상기 저면부의 직경보다 작고,
   상기 하우징의 상기 저면부는 상기 발광 소자와 상기 반사부 사이에서 노출되는 살균 모듈.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 곡면은 평면 상에서 볼 때 상기 저면부의 중심에서 상기 저면부로부터의 높이가 가장 큰 정점을 갖는 살균 모듈.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 곡면은 상기 저면부의 중심으로부터 저면부의 바깥 방향으로 상기 저면부로부터의 높이가 감소하는 살균 모듈.
4. 삭제
5. 제1 항에 있어서,
   상기 저면부의 폭은 상기 측벽부의 높이보다 큰 살균 모듈.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 발광 소자는 복수 개로 제공되며, 상기 측벽부 상에 제공되어 상기 수용 공간 내로 광을 제공하는 살균 모듈.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 발광 소자들은 등간격 방사형으로 제공되는 살균 모듈.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 측벽부에 있어서, 상기 저면부로부터 먼 단부에 제공되어, 상기 발광 소자로부터 출사된 광의 일부를 차단하는 차단부를 더 포함하는 살균 모듈.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 차단부는 평면 상에서 볼 때 상기 저면부의 가장자리를 따라 제공된 살균 모듈.
10. 제1 항에 있어서,
    상기 피살균 대상은 상기 하우징 내에 제공되고 상기 저면부와 마주보는 면에 배치되며 유체가 이동하는 배관을 더 포함하는 살균 모듈.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 저면부로부터 상기 포물선의 초점까지의 거리는 상기 저면부로부터 상기 배관까지의 거리보다 큰 살균 모듈.
12. 제10 항에 있어서,
    상기 배관의 적어도 일부는 상기 저면부와 마주보는 면 상에 나선(spiral) 형으로 제공되는 살균 모듈.
13. 제10 항에 있어서,
    상기 배관의 적어도 일부는 투명한 살균 모듈.
14. 저면부와 상기 저면부로부터 상방 연장된 측벽부로 이루어지며, 상기 저면부와 상기 측벽부에 의해 정의되는 수용 공간을 갖는 하우징;
    상기 저면부 상에 제공되며, 상기 저면부의 중심으로부터 상기 저면부의 바깥 방향으로 높이가 감소하는 반사 곡면을 가지는 반사부;
    상기 반사부 상에 제공되며 광투과성을 갖는 지지부;
    상기 측벽부에 제공되어 광을 제공하는 발광 소자; 및
    상기 하우징과 체결되어 상기 하우징을 덮는 커버부를 포함하고,
    상기 지지부는 피살균 대상을 지지하며,
    상기 곡면에 있어서, 상기 저면부와 수직하고 상기 저면부의 중심을 지나는 선으로 잘랐을 때 상기 곡면에 대응하는 곡선이 포물선의 일부에 대응하고, 상기 저면부로부터 상기 포물선의 초점까지의 거리는 상기 저면부로부터 상기 반사 곡면의 정점까지의 거리보다 크고,
    상기 저면부로부터 상기 포물선의 초점까지의 거리는 상기 저면부로부터 피살균 대상이 배치되는 높이보다 크고,
    상기 반사부는 상기 하우징의 상기 저면부의 중심을 기준으로 방사형으로 배열되며,
    상기 반사부의 직경은 상기 하우징의 상기 저면부의 직경보다 작고,
    상기 하우징의 상기 저면부는 상기 발광 소자와 상기 반사부 사이에서 노출되는 살균 장치.
15. 제14 항에 있어서,
    상기 광에 의해 살균 되는 피살균 대상은 상기 지지부를 사이에 두고 상기 발광 소자와 대향되는 살균 장치.
16. 제15 항에 있어서,
    상기 피살균 대상은 유체가 이동하는 배관인 살균 장치.
17. 제16 항에 있어서,
    상기 배관은 상기 하우징 내에 제공되며 상기 저면부와 마주보는 면에 배치되는 살균 장치.
18. 제17 항에 있어서,
    상기 하우징과 상기 커버부 중 적어도 하나에 상기 배관의 유입구 및 배출구에 대응하는 개구를 갖는 살균 장치.
19. 제15 항에 있어서,
    상기 피살균 대상은 콤팩트 화장품의 퍼프인 살균 장치.
20. 물을 수용하는 저수조; 및
    상기 저수조에 연결되며 상기 물을 처리하는 물 처리 장치를 포함하며,
    상기 물 처리 장치는
    저면부와 상기 저면부로부터 상방 연장된 측벽부로 이루어지며, 상기 저면부와 상기 측벽부에 의해 정의되는 수용 공간을 갖는 하우징;
    상기 하우징 내에 제공되고 상기 저면부와 마주보는 면에 배치되며 물이 이동하는 배관;
    상기 저면부와 상기 배관 사이에 제공되며, 상기 저면부로부터 상기 배관 측으로 돌출된 반사 곡면을 가지는 반사부; 및
    상기 측벽부에 제공되어 상기 물에 광을 제공하는 발광 소자를 포함하며,
    상기 곡면에 있어서, 상기 저면부와 수직하고 상기 저면부의 중심을 지나는 선으로 잘랐을 때 상기 곡면에 대응하는 곡선이 포물선의 일부에 대응하고, 상기 저면부로부터 상기 포물선의 초점까지의 거리는 상기 저면부로부터 상기 배관이 배치되는 높이보다 크고,
    상기 반사부는 상기 하우징의 상기 저면부의 중심을 기준으로 방사형으로 배열되며,
    상기 반사부의 직경은 상기 하우징의 상기 저면부의 직경보다 작고,
    상기 하우징의 상기 저면부는 상기 발광 소자와 상기 반사부 사이에서 노출되는 물 공급기.

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