KR20150060471A - 자외선 발광 다이오드를 갖는 분무기 - Google Patents

자외선 발광 다이오드를 갖는 분무기 Download PDF

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Abstract

본 개시의 자외선 발광 다이오드를 갖는 분무기는, 액체 수용공간이 구비된 몸체부; 몸체부의 상부에 연결되고, 분사부를 포함하는 헤드부; 헤드부에 연결되어 액체 수용공간에 저장된 액체를 상기 분사부로 유도하는 유도관; 및 유도관 주위에 배치되어 액체에 자외선을 제공하는 자외선 광원부를 포함한다.

Description

자외선 발광 다이오드를 갖는 분무기{Spray having ultra violet light emitting diode}
본 개시(disclosure)는 분무기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자외선 발광 다이오드를 갖는 분무기에 관한 것이다.
분무기(Spray)는 물 또는 약액을 압송시켜 노즐을 이용하여 안개 모양으로 만들어 살포하는데 사용하는 기구이다. 분무기는 트리거(trigger) 손잡이를 손가락으로 누르면 분무가 되는 방식과, 펌프로서 압축 공기를 주입하여 연속적으로 대량 분무할 수 있는 방식이 있다. 분무기 내에 저장된 물은 일반적으로 수돗물을 이용하고 있다. 그런데 수돗물에는 살균 또는 소독을 위해 정수장에서 첨가되는 염소 성분이 잔류한다. 이때, 수돗물은 내부에 잔류하는 염소에 기인하는 특유의 냄새 및 맛을 유발하게 된다.
이에 따라 분무기에 저장된 물을 식물, 난초 또는 희귀한 화초등에 사용하는 경우, 수돗물을 받아두었다가 하루쯤 지난 다음에, 식물에 사용해야 하는 문제점이 있다. 또한, 물을 분무기 내에 저장된 상태에서 시간이 흐르게 되면 저장된 물에서 세균 또는 미생물이 번식하여 물이 오염될 수 있다. 오염된 물을 그대로 사용하게 되면 식물, 난초 또는 희귀한 난초 등이 정상적으로 성장이 어려워짐에 따라, 오염된 물을 버리고 다시 수돗물을 받아두었다가 하루쯤 지난 다음에 사용해야 하는 문제점이 있다.
본 개시의 실시예는, 자외선 발광 다이오드를 이용하여 공급되는 원수의 살균 효과가 증대되도록 할 수 있는 자외선 발광 다이오드를 갖는 분무기를 제공하는 것이다.
본 개시에 따른 자외선 발광 다이오드를 갖는 분무기는, 액체 수용공간이 구비된 몸체부; 상기 몸체부의 상부에 연결되고, 분사부를 포함하는 헤드부; 상기 헤드부에 연결되어 상기 액체 수용공간에 저장된 액체를 상기 분사부로 유도하는 유도관; 및 상기 유도관 주위에 배치되어 액체에 자외선을 제공하는 자외선 광원부를 포함한다.
상기 헤드부는 상기 자외선 광원부의 점등 여부를 조절하는 스위치; 및 상기 스위치에 접속 또는 탈착되는 접속 단자가 내측에 배치된 손잡이를 더 포함한다.
상기 스위치는 상기 접속 단자가 접속되면 상기 자외선 광원부가 점등되고 상기 접속 단자가 탈착되면 상기 자외선 광원부가 소등되는 기능을 가진다.
상기 자외선 광원부는 상기 유도관의 액체 유입부 부분에 배치되어 상기 액체 유입부로 유입되는 액체 상에 자외선을 제공한다.
상기 자외선 광원부는 복수 개의 자외선 발광 다이오드를 포함하고, 상기 자외선 광원부는 100 nm 내지 280 nm 파장의 자외선을 방출한다.
상기 자외선 광원부는 상기 액체 수용공간에 저장된 수돗물 내 잔류 염소와 상기 자외선을 반응시켜 생성된 수산화 라디칼(OHㆍ)을 포함하는 고도산화수를 제조하여 공급한다.
본 개시에 따르면, 자외선 발광다이오드를 이용하여 수돗물 내에 잔류하는 염소를 제거하고, 독성 유기물질을 분해하고, 미생물이 살균된 청정수를 공급할 수 있는 이점이 제공된다.
도 1 및 도 2는 본 개시의 일 예에 따른 자외선 발광 다이오드를 갖는 분무기를 나타내보인 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 개시의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 위에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 위에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다.
복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다. 또, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 및 도 2는 본 개시의 일 예에 따른 자외선 발광 다이오드를 갖는 분무기를 나타내보인 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 개시에 따른 분무기(100)는 몸체부(110)와, 분사부(150)를 포함하는 헤드부(130)와, 헤드부(130)에 연결되어 액체를 분사부(150)로 유도하는 유도관(160) 및 유도관(160)의 유입구(161) 부분에 연결되어 물에 자외선을 제공하는 자외선 광원부(200)를 포함하여 구성된다.
분무기(100)의 몸체부(110)는 액체를 수용하는 수용공간(120)이 구비되며, 형상, 크기 또는 재질 등은 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 몸체부(110)의 상부에는 헤드부(130)와 몸체부(110)를 결합시켜주는 부분으로, 연결부(112)가 배치되어 있다. 연결부(112)는 스크류(screw) 방식으로 헤드부(130)와 연결될 수 있다.
헤드부(130)는 노즐(nozzle)을 포함하는 분사부(150)와, 분사부(150)에 연결되어 수용공간(120) 내부까지 연장된 유도관(160)과, 수용공간(120)에 수용된 물을 압축하여 빨아들이는 피스톤부(164)와, 내측 표면에 접속 단자(171) 및 접속 단자(171)로부터 소정 간격 이격된 위치에 스위치(170)가 배치된 손잡이(140)와, 스프링(190)을 포함하여 구성될 수 있다. 손잡이(140)를 잡아당기면 스프링(190)을 통해 피스톤부(164)의 수직 이동이 유발되고, 피스톤부(164)의 수직 이동은 수용 공간(120)에 수용된 물을 유도관(160) 및 분사부(150)를 통해 외부로 배출하는 역할을 한다.
헤드부(130)는 자외선 광원부(200)에 전원을 인가하기 위한 전원부(186)를 포함할 수 있다. 전원부(186)는 1차 전지 혹은 충전이 가능한 2차 전지로서의 배터리(185)를 장착하기 위한 장착 공간(180)이 내부에 형성되어 있다. 전원부(186)는 장착 공간(180) 내부에 장착된 배터리(185)를 장착 및 교체하기 위해 일 단부에 장착 공간을 개폐시킬 수 있는 전원 커버부(미도시함)가 배치될 수 있다. 전원부(186)는 전선(187a, 187b)들을 통해 자외선 광원부(200)에 전원을 인가할 수 있다. 전원부(186)는 사용자가 내장된 배터리(185)의 교체시기를 용이하게 알 수 있게 표시부(미도시함)가 외부 표면에 배치될 수 있다.
분사부(150)에 연결된 유도관(160)은 유입구(161) 부분에 자외선 광원부(200)를 포함하여 구성된다. 자외선 광원부(200)는 수돗물 내의 잔류 염소를 제거하고 미생물 또는 세균을 살균할 수 있는 자외선을 제공하여 고도산화수를 생성한다. 자외선 광원부(200)는 일 예로서, 복수 개의 자외선 발광 다이오드(210)를 포함하여 구성될 수 있다. 자외선 광원부(200)는 자외선 발광 다이오드(210)를 배치하기 위해 인쇄회로기판(PCB, 205)을 포함하여 구성될 수 있다. 자외선 발광 다이오드(210)는 유도관(160)의 유입부(161) 방향으로 발광면이 향하도록 구성된다.
자외선 발광 다이오드(210)로부터 제공된 자외선을 이용하여 생성된 고도산화수는 유도관(160)을 통해 분사부(150)로 이동하여 외부로 배출되어 식물 등에 공급될 수 있다. 자외선 발광 다이오드(210)로부터 제공되는 자외선은 100 nm 내지 280 nm 파장의 자외선을 방출할 수 있다. 여기서 자외선 발광 다이오드(210)는 내부로 물이 침투하는 것을 방지하기 위해 방수 부재(215)로 밀봉될 수 있다. 방수 부재(215)는 예컨대, 석영을 이용하여 밀봉될 수 있다.
자외선 광원부(200)는 손잡이(140)를 잡아당기면 손잡이(140)의 내측에 배치된 접속 단자(171)가 스위치(170)에 접촉하여 연결되고 스위치(170)와 전원부(186), 전원부(186)와 자외선 광원부(200)에 연결된 전선(187a, 187b)들을 통해 전원부(186)로부터 자외선 광원부(200)로 전원이 인가되어 자외선을 방출하는 자외선 발광 다이오드(210)가 점등된다.
고도산화수(Advanced oxidized water)란 고도산화공정을 통하여 생성되어 강력한 산화력을 가지는 수산화 라디칼(OHㆍ)을 포함하는 용액을 의미한다. 수돗물은 약 0.1 mg/L 내지 2.0 mg/L의 염소를 포함할 수 있고, 잔류 염소로부터 염소 라디칼(Clㆍ)이 생성될 수도 있다. 수돗물에 남아 있는 잔류 염소는 식물의 성장을 저하시키거나 독소 역할을 할 수 있다. 이에 종래의 경우, 수돗물을 받아놓고 하루 정도 저장해 둔 다음 식물에 공급하는 방법을 이용하고 있으나 번거로운 문제가 있다. 이에 따라, 본 개시의 분무기는 수돗물을 적용하되, 수돗물 내의 잔류 염소와 자외선을 반응시켜, 잔류 염소로부터 수산화 라디칼(OHㆍ)을 생성함으로써, 잔류 염소가 제거된 고도산화수를 제조할 수 있다. 이렇게 생성된 고도산화수는 염소 성분이 제거된 청정수임에 따라, 식물의 성장에 독소 역할을 하는 것을 방지할 수 있다.
잔류 염소와 자외선을 반응시켜 수산화 라디칼(radical)(OHㆍ)을 생성시키는 과정은 다음과 같이 설명될 수 있다. 살균 또는 소독을 위해 정수장에서 첨가되는 염소는 수돗물 내에서 반응식 (1)과 같이, 차아염소산(HOCl)과 염산(HCl)의 형태로 존재한다. 차아염소산은 반응식 (2)에서와 같이, 수소 이온(H+)과 하이포아염소산이온(OCl-)으로 분해되어 수돗물 내에 존재할 수 있다.
Cl2 + H2O -> HOCl + HCl --------------- (식 1)
HOCl -> H+ + OCl- ---------------- (식 2)
반응식 (2)에 있어서, 20℃에서의 해리 상수(pKa)는 7.6 으로서, 차아염소산 내의 수소이온이 충분히 해리되어, 수소 이온(H+)과 하이포아염소산이온(OCl-)으로 존재하고 있음을 알 수 있다.
수돗물 내에 존재하는 차아염소산은 하기의 반응식 (3)에서와 같이, 자외선 발광 다이오드(210)로부터 제공되는 자외선에 의해 광분해되어, 수산화 라디칼(radical)(OHㆍ) 및 염소 라디칼(Clㆍ)을 생성한다. 수돗물 내에 존재하는 하이포아염소산이온은 반응식 (4)에서와 같이, 자외선 발광 다이오드(210)가 제공하는 자외선에 의해 광분해되어, 산소 라디칼(Oㆍ-)과 염소 라디칼(Clㆍ)을 생성한다. 산소 라디칼은 하기의 반응식 (5)에서와 같이, 물과 반응하여 수산화 라디칼과 수산화 이온을 생성한다. 자외선은 100 nm 내지 280 nm의 파장을 가질 수 있다.
HOCl + 자외선 -> OHㆍ + Clㆍ ------------------ (3)
OCl- + 자외선 -> Oㆍ- + Clㆍ ------------------ (4)
Oㆍ- + H2O -> OHㆍ + OH- ------------------ (5)
상술한 반응식 (1) 내지 (5)를 통해, 수돗물 내에 잔류하고 있는 미세 농도의 염소가 제거될 수 있다. 상술한 바와 같이, 수돗물 내에는 잔류 염소가 하이포아염소산이온의 형태로 존재할 가능성이 높으며 이러한 잔류 염소는 자외선 조사를 통해 효율적으로 제거될 수 있다.
또한, 자외선 발광 다이오드(210)는 수돗물 내의 유해 미생물을 자외선으로 살균하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 자외선 발광 다이오드(210)는 수돗물 내의 독성유기물질, 예컨대, 항생제 성분을 자외선으로 광분해하는 기능을 수행할 수 있다. 일 예로서, 항생제 성분은 이부프로펜(ibuprofen, IBF), 설파메톡사졸(sulfamethoxazole, SMX), 시프로플록사신(ciproflaoxacin, CFX) 또는 이들의 둘 이상의 결합을 포함할 수 있다. 항생제 성분은 자외선 조사를 통해 광분해되어 제거될 수 있다. 이와 같이, 항생제 성분을 제거함으로써 보다 청정수로 정화된 고도산화수를 유도관(160)을 통해 분사부(150)로 이동시키고, 분사부(150)를 통해 식물, 난초나 또는 희귀한 화초 등에도 공급할 수 있다.
100 : 분무기 120 : 수용공간
130 : 헤드부 140 : 손잡이
150 : 분사부 160 : 유도관
170 : 스위치 186 : 전원부
200 : 자외선 광원부

Claims (10)

  1. 액체 수용공간이 구비된 몸체부;
    상기 몸체부의 상부에 연결되고, 분사부를 포함하는 헤드부;
    상기 헤드부에 연결되어 상기 액체 수용공간에 저장된 액체를 상기 분사부로 유도하는 유도관; 및
    상기 유도관 주위에 배치되어 액체에 자외선을 제공하는 자외선 광원부를 포함하는 자외선 발광 다이오드를 갖는 분무기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 헤드부는 상기 자외선 광원부의 점등 여부를 조절하는 스위치; 및 상기 스위치에 접속 또는 탈착되는 접속 단자가 내측에 배치된 손잡이를 더 포함하는 자외선 발광 다이오드를 갖는 분무기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 접속 단자가 접속되면 상기 자외선 광원부가 점등되고 상기 접속 단자가 탈착되면 상기 자외선 광원부가 소등되는 기능을 가지는 자외선 발광 다이오드를 갖는 분무기.
  4. 제1항에 있어서,
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자외선 광원부는 상기 유도관의 액체 유입부 부분에 배치되어 상기 액체 유입부로 유입되는 액체 상에 자외선을 제공하는 자외선 발광 다이오드를 갖는 분무기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 자외선 광원부는 복수 개의 자외선 발광 다이오드를 포함하는 자외선 발광 다이오드를 갖는 분무기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 자외선 광원부는 100 nm 내지 280 nm 파장의 자외선을 방출하는 자외선 발광 다이오드를 갖는 분무기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 자외선 광원부는 상기 액체 수용공간에 저장된 수돗물 내 잔류 염소와 상기 자외선을 반응시켜 생성된 수산화 라디칼(OHㆍ)을 포함하는 고도산화수를 제조하는 자외선 발광 다이오드를 갖는 분무기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 자외선 광원부는 방수 부재로 밀봉된 자외선 발광 다이오드를 갖는 분무기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 방수 부재는 석영을 포함하는 자외선 발광 다이오드를 갖는 분무기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210151358A (ko) 2020-06-05 2021-12-14 주식회사 웰빙 살균 분무기

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