KR20150061337A

KR20150061337A - Uv led가 구비된 휴대용 물통

Info

Publication number: KR20150061337A
Application number: KR1020130145329A
Authority: KR
Inventors: 윤정일; 김제훈; 주병철; 정장환; 정홍채
Original assignee: 서울바이오시스 주식회사
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2013-11-27
Publication date: 2015-06-04

Abstract

본 개시의 UV LED가 구비된 휴대용 물통은, 내부에 물 수용 공간이 형성되어 있는 하우징부; 하우징부에 배치되어 물 수용 공간에 자외선을 제공하는 제1 자외선 광원부; 및 하우징부 상부에 결합되어 외부로부터 물 수용 공간을 보호하는 커버부를 포함한다.

Description

UV LED가 구비된 휴대용 물통{Potable water bottle having ultra violet light emitting diode}

본 개시(disclosure)는 휴대용 물통에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 UV LED가 구비된 휴대용 물통에 관한 것이다.

최근 각종 환경오염으로 인하여 원수를 식수로 사용하는 것이 어려워지고 있다. 이에 따라 정수기와 생수의 보급이 급속히 이루어지고 있다. 특히, 가정과 음식점, 사업장, 공사현장 등에서는 값비싼 생수를 먹기보다는 정수기를 이용하여 정수한 물을 식용수로 사용하고 있다.

한편, 최근 캠핑과 같은 여가 활동을 즐기는 사람들이 많아지면서 외부에서 물을 음용하는 경우가 증가하고 있다. 외부에서 물을 음용하는 경우, 일반적으로 생수를 이용하게 되는데 생수는 가격이 비쌈에 따라, 정수된 물을 휴대용 물병에 휴대하여 다니는 사람이 많다. 그런데 휴대용 물병의 용량은 제한되어 있으므로 필요할 때에 원하는 용량만큼 물을 이용할 수 없는 한계가 있다.

이에 따라 생수 또는 정수된 물 대신에 자연에서 물을 취득하여 필요할 때 음용할 수도 있다. 그러나 자연에서 취득할 수 있는 물은 오염되어 있을 확률이 높기 때문에 자유롭게 이용할 수 없는 문제가 있다. 또한, 휴대용 물병 내부를 자주 세척하기 어려운 경우, 물때가 발생하게 되고 미생물 등이 번식하여 인체에 장염, 식중독과 같은 질병을 유발하는 문제가 있다.

본 개시의 실시예는, 자외선 발광 다이오드를 이용하여 휴대용 물통 내부 공간 및 물의 살균 효과가 증대되도록 할 수 있는 UV LED가 구비된 휴대용 물통을 제공하는 것이다.

본 개시의 일 관점에 따른 UV LED가 구비된 휴대용 물통은, 내부에 물 수용 공간이 형성되어 있는 하우징부; 상기 하우징부에 배치되어 상기 물 수용 공간에 자외선을 제공하는 제1 자외선 광원부; 및 상기 하우징부 상부에 결합되어 외부로부터 상기 물 수용 공간을 보호하는 커버부를 포함한다.

상기 하우징부는 바닥부에 소정 깊이를 가지는 바닥 홈; 및 상기 바닥 홈과 연장되고 상기 바닥 홈 방향으로 기울어지는 경사를 가지는 바닥부의 내주면을 포함하여 형성된다.

상기 제1 자외선 광원부는 자외선 발광다이오드를 포함하여 형성되고, 상기 제1 자외선 광원부는 200 nm 내지 400 nm의 파장 범위의 자외선을 방출한다.

상기 제1 자외선 광원부는 액체로부터 보호하기 위한 투명한 재질의 방수 부재를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제1 자외선 광원부는 복수 개의 자외선 발광다이오드이 일렬로 배열하거나 또는 마름모 형태로 배열될 수 있다.

상기 하우징부는 하부에 상기 제1 자외선 광원부에 전원을 인가하는 1차 전지 혹은 충전이 가능한 2차 전지로서의 배터리를 장착하기 위한 장착 공간 및 상기 장착 공간을 개폐시키는 제1 전원 커버부를 포함하는 제1 전원부; 및 상기 제1 전원부의 상태를 표시하는 표시부를 더 포함하여 구성된다.

상기 하우징부 또는 커버부는 투명 또는 반투명의 재질을 포함하여 이루어진다.

상기 커버부는 내측 테두리부에 돌기부를 포함하고, 상기 하우징부는 상기 돌기부와 맞물리는 체결홈을 더 포함하여 구성된다.

본 개시의 다른 관점에 따른 UV LED가 구비된 휴대용 물통은 내부에 물 수용 공간이 형성되어 있는 하우징부; 상기 하우징부에 배치되어 상기 물 수용 공간에 자외선을 제공하는 제1 자외선 광원부; 상기 하우징부 상부에서 체결되고 관통홀이 구비된 커버부; 및 상기 관통홀에 삽입되어 상기 물 수용 공간에 자외선을 제공하는 제2 자외선 광원부가 구비된 스틱 부재를 포함한다.

상기 스틱 부재는 봉 형태의 신장부 및 상기 신장부의 외주면 상에 배치된 제2 자외선 광원부를 포함한다.

본 개시에 따르면, 휴대용 물통에 저장된 물에 대해 자외선을 제공하여 자외선 발광 다이오드에 의한 살균이 충분히 이루어지도록 할 수 있다는 이점이 제공된다.

또한, 휴대용 물통 내부를 자외선을 이용하여 살균함으로써 미생물, 세균 등이 번식하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 개시에 따른 UV LED가 구비된 휴대용 물통을 나타내보인 도면이다.
도 2는 도 1의 휴대용 물통의 분해도를 나타내보인 도면이다.
도 3은 도 1의 휴대용 물통의 바닥부분을 확대하여 나타내보인 도면이다.
도 4는 도 1의 스틱부를 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 1은 본 개시에 따른 UV LED가 구비된 휴대용 물통을 나타내보인 도면이다. 도 2는 도 1의 휴대용 물통의 분해도를 나타내보인 도면이다. 도 3은 도 1의 휴대용 물통의 바닥부분을 확대하여 나타내보인 도면이다. 그리고 도 4는 도 1의 스틱부를 나타내보인 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 개시에 따른 휴대용 물통(10)은 내부에 물 수용 공간(S)이 형성되어 있는 하우징부(100)와, 하우징부(100)의 바닥부(160)에 배치되어 물 수용 공간(S)으로 자외선을 제공하는 제1 자외선 광원부(200)와, 하우징부(100) 상부에 결합되어 외부 오염원으로부터 물 수용 공간(S)을 보호하는 커버부(110)를 포함한다.

하우징부(100)는 내부에 물을 수용할 수 있는 공간이 형성되어 있고, 하부는 막히고 상부는 개방되어 물이 유입될 수 있는 형상을 가지게 형성될 수 있다. 본 개시의 실시예에서는 휴대용 물통의 형상으로 원통형의 형상을 제시하고 있으나, 실시예에 따라서 달라지는 것은 자명하다. 하우징부(100)는 투명 또는 반투명의 재질을 포함하여 이루어질 수 있다. 구체적으로, 하우징부(100)는 합성수지, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌 비닐아세테이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리카보네이트 등으로 제작될 수 있다. 또한 하우징부(100)는 알루미늄이나 스테인레스 등의 금속재질을 이용하여 제작될 수도 있다.

하우징부(100)의 물 수용 공간(S)의 바닥부(160)에는 소정 깊이의 바닥 홈(165)이 배치된다. 물 수용 공간(S) 바닥부(160)의 내주면(170)은 바닥 홈(165) 방향으로 기울어지는 경사를 가지게 바닥 홈(165)에는 물 수용 공간(S)으로 자외선을 제공하는 제1 자외선 광원부(200)가 안착된다.

제1 자외선 광원부(200)는 일 예로서, 복수 개의 자외선 발광다이오드(UV LED, 210)를 포함할 수 있다. 구체적인 실시예에서, 자외선 발광다이오드(205)는 패키지의 형태로서, 패키지 기판(210)에 실장될 수 있다. 여기서 제1 자외선 광원부(200)는 물 수용 공간(S) 방향으로 자외선을 제공하도록 발광면이 배치될 수 있다. 제1 자외선 광원부(200)는 자외선을 방출시키면서 액체로부터 제1 자외선 광원부(200)를 보호하기 위한 투명한 재질의 방수 부재(212)를 더 포함하여 형성될 수 있고, 방수 부재(212)는 석영을 포함하여 구성될 수 있다. 제1 자외선 광원부(200)는 200 nm 내지 400 nm의 파장 범위의 자외선을 방출할 수 있으며, 구체적으로, 275nm의 파장 범위의 자외선을 방출할 수 있다.

제1 자외선 광원부(200)는 도 3에 도시한 바와 같이, 복수 개의 자외선 발광다이오드(205)들을 일렬로 배열하거나(도 3의 (a) 참조), 마름모 형태로 배열(도 3의 (b) 참조)할 수 있으나, 자외선 발광 다이오드(205)들은 필요에 따라 다양한 형태로 배열할 수 있음은 자명하다.

하우징부(100)의 하부에는 제1 자외선 광원부(200)에 전원을 인가하는 제1 전원부(120)가 배치될 수 있다. 제1 전원부(120)는 1차 전지 혹은 충전이 가능한 2차 전지로서의 배터리(125)를 장착하기 위한 장착 공간이 내부에 형성되어 있다. 제1 전원부(120)는 장착 공간 내부에 장착된 배터리를 교체하기 위해 일 단부에 장착 공간을 개폐시킬 수 있는 제1 전원 커버부(127)가 배치될 수 있다. 여기서 제1 전원부(120)는 배터리(125)의 소모 정도를 사용자가 알리는 표시부(123)가 외부에 배치될 수 있다. 이에 따라 사용자는 표시부(123)에서 표시된 정보를 보고 배터리의 충전 여부 및 배터리의 교체 시기를 용이하게 알 수 있어 균일한 살균력을 구현할 수 있다.

하우징부(100)는 커버부(110)와 체결되어 이물질이 물 수용 공간(S) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 커버부(110)는 투명 또는 반투명의 재질을 포함하여 이루어진다. 이에 따라, 물 수용 공간(S) 내부의 제1 자외선 광원(200)의 점등 여부를 확인할 수 있어 살균 진행 여부가 육안으로 확인될 수 있다. 구체적으로, 커버부(110)는 합성수지, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌 비닐아세테이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리카보네이트 등으로 제작될 수 있다.

커버부(110)와 하우징부(100)는 커버부(110)의 내부 테두리부에 배치된 돌기부(111)와 하우징부(100)의 체결홈(150)이 맞물려서 고정되는 방식으로 체결될 수 있다. 구체적으로, 커버부(110)를 90도 회전시켜 돌기부(110)를 체결홈(150)에 체결하거나, 커버부(110)의 돌기부(110)를 체결홈(150) 방향으로 밀어 넣는 푸쉬 체결방식을 이용하여 체결할 수 있다.

본 개시에 따른 휴대용 물통(10)은 커버부(110)와 하우징부(100)가 체결된 상태에서만 제1 자외선 광원부(200)에 전원을 인가하여 자외선이 방출되도록 할 수 있다. 그리고 커버부(110)와 하우징부(100)가 체결된 후에는 일정 시간동안 제1 자외선 광원부(200)에 전원을 인가한 후 자동으로 소등하도록 타이머를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어 3분간 연속 사용시 제1 자외선 광원부(200)에 자동 전원 오프(OFF)를 수행하는 타이머를 더 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 본 개시에 따른 휴대용 물통(10)은 커버부(110)에 관통홀(140)을 배치하고, 관통홀(140)에 제2 자외선 광원부(230)가 구비된 스틱 부재(180)를 삽입하여 물 수용 공간(S)에 자외선을 제공할 수 있다. 스틱 부재(180)는 봉 형태의 신장부(181)와, 신장부(181)의 외주면 상에 배치되어 자외선을 제공하는 제2 자외선 광원부(230)를 포함하여 구성된다. 제2 자외선 광원부(230)는 일 예로서, 복수 개의 자외선 발광다이오드(220)를 포함할 수 있다. 구체적인 실시예에서, 자외선 발광다이오드(220)는 패키지의 형태로서, 패키지 기판(215)에 실장될 수 있다. 제2 자외선 광원부(230)는 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 자외선 광원부(230)가 신장부(181)의 외주면 상에 소정 간격을 가지고 둘러싸도록 형성될 수 있다. 자외선 발광다이오드(220)는 120도 내지 130도의 지향각을 가지며, 구체적으로, 125도의 지향각을 가진다.

제2 자외선 광원부(230)는 자외선을 방출시키면서 액체로부터 제2 자외선 광원부(230)를 보호하기 위한 투명한 재질의 방수 부재(미도시함)를 더 포함하여 형성될 수 있고, 방수 부재는 석영을 포함하여 구성될 수 있다. 제2 자외선 광원부(230)는 200 nm 내지 400 nm의 파장 범위의 자외선을 방출할 수 있으며, 구체적으로, 275nm의 파장 범위의 자외선을 방출할 수 있다. 제2 자외선 광원부(230)가 구비된 스틱 부재(180)는 커버부(110)로부터 상, 하 방향으로 이동이 가능하여 자외선을 제공하는 위치를 변경할 수 있어 물 수용 공간(S) 내부의 전체 영역에 자외선을 제공할 수 있다.

본 개시에 따른 휴대용 물통은 물 수용 공간(S)에 저장된 자연에서 취득한 물 또는 수돗물에 제1 자외선 광원부(200) 또는 제2 자외선 광원부(230)로부터 자외선을 제공하여 고도산화수로 제조할 수 있다. 고도산화수(Advanced oxidized water)란 고도산화공정을 통하여 생성되어 강력한 산화력을 가지는 수산화 라디칼(ㆍOH)을 포함하는 용액을 의미한다. 수돗물은 약 0.1 mg/L 내지 2.0 mg/L의 염소를 포함할 수 있고, 수돗물 내에 잔류하는 염소로부터 염소 라디칼(Clㆍ)이 생성될 수도 있다.

수돗물 내의 잔류 염소와 자외선을 반응시켜 수산화 라디칼(ㆍOH)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, 제1 또는 제2 자외선 광원부(200, 230)로부터 제공되는 자외선에 의해 광분해되어, 수산화 라디칼(ㆍOH) 및 염소 라디칼(Clㆍ)을 생성한다. 수돗물 내에 존재하는 하이포아염소산이온은 반응식 (4)에서와 같이, 자외선에 의해 광분해되어 산소 라디칼(Oㆍ^-)과 염소 라디칼(Clㆍ)을 생성한다. 산소 라디칼은 하기의 반응식 (5)에서와 같이, 물과 반응하여 수산화 라디칼(ㆍOH)과 수산화 이온을 생성한다. 자외선은 200 nm 내지 400 nm의 파장을 가질 수 있고, 구체적으로, 275nm의 파장의 자외선을 제공한다.

HOCl + 자외선 -> ㆍOH + Clㆍ ------------------ (3)

OCl^- + 자외선 -> Oㆍ^- + Clㆍ ------------------ (4)

Oㆍ^- + H₂O -> ㆍOH + OH^- ------------------ (5)

상술한 반응식 (3) 내지 (5)를 통해, 생성되는 수산화 라디칼 또는 염소 라디칼은 강한 산화제 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, 자연 상태에서 취득한 물 내에 존재하는 세균 또는 미생물 등은 제1 또는 제2 자외선 광원부(200, 230)로부터 제공된 자외선에 의해 살균될 수 있다.

본 개시에 따른 휴대용 물통은 물 수용 공간(S)에 저장된 자연에서 취득한 물 또는 수돗물에 제1 자외선 광원부(200) 또는 제2 자외선 광원부(230)로부터 자외선을 제공하여 살균함에 따라 외부에서 물을 음용하는 경우에도 살균된 물을 안전하게 음용할 수 있다. 또한, 휴대용 물통 내부에 미생물이 번식하는 것을 방지할 수 있다.

10 : 휴대용 물통 100 : 하우징부
110 : 커버부 120 : 전원부
160 : 바닥부 165 : 바닥 홈
180 : 스틱 부재 200 : 제1 자외선 광원부
230 : 제2 자외선 광원부 S : 물 수용 공간

Claims

내부에 물 수용 공간이 형성되어 있는 하우징부;
상기 하우징부에 배치되어 상기 물 수용 공간에 자외선을 제공하는 제1 자외선 광원부; 및
상기 하우징부 상부에 결합되어 외부로부터 상기 물 수용 공간을 보호하는 커버부를 포함하는 UV LED가 구비된 휴대용 물통.
제1항에 있어서,
상기 하우징부는 바닥부에 소정 깊이를 가지는 바닥 홈; 및
상기 바닥 홈과 연장되고 상기 바닥 홈 방향으로 기울어지는 경사를 가지는 바닥부의 내주면을 포함하여 형성된 UV LED가 구비된 휴대용 물통.
제1항에 있어서,
상기 제1 자외선 광원부는 자외선 발광다이오드를 포함하여 형성된 UV LED가 구비된 휴대용 물통.
제1항에 있어서,
상기 제1 자외선 광원부는 200 nm 내지 400 nm의 파장 범위의 자외선을 방출하는 UV LED가 구비된 휴대용 물통.
제1항에 있어서,
상기 제1 자외선 광원부는 액체로부터 보호하기 위한 투명한 재질의 방수 부재를 더 포함하여 구성된 UV LED가 구비된 휴대용 물통.
제1항에 있어서,
상기 제1 자외선 광원부는 복수 개의 자외선 발광다이오드이 일렬로 배열하거나 또는 마름모 형태로 배열된 UV LED가 구비된 휴대용 물통.
제1항에 있어서,
상기 하우징부는 하부에 상기 제1 자외선 광원부에 전원을 인가하는 1차 전지 혹은 충전이 가능한 2차 전지로서의 배터리를 장착하기 위한 장착 공간 및 상기 장착 공간을 개폐시키는 제1 전원 커버부를 포함하는 제1 전원부; 및
상기 제1 전원부의 상태를 표시하는 표시부를 더 포함하여 구성된 UV LED가 구비된 휴대용 물통.
제1항에 있어서,
상기 하우징부 또는 커버부는 투명 또는 반투명의 재질을 포함하여 이루어진 UV LED가 구비된 휴대용 물통.
제1항에 있어서,
상기 커버부는 내측 테두리부에 돌기부를 포함하고, 상기 하우징부는 상기 돌기부와 맞물리는 체결홈을 더 포함하여 구성된 UV LED가 구비된 휴대용 물통.
내부에 물 수용 공간이 형성되어 있는 하우징부;
상기 하우징부에 배치되어 상기 물 수용 공간에 자외선을 제공하는 제1 자외선 광원부;
상기 하우징부 상부에서 체결되고 관통홀이 구비된 커버부; 및
상기 관통홀에 삽입되어 상기 물 수용 공간에 자외선을 제공하는 제2 자외선 광원부가 구비된 스틱 부재를 포함하는 UV LED가 구비된 휴대용 물통.
제10항에 있어서,
상기 하우징부는 바닥부에 소정 깊이를 가지는 바닥 홈; 및
상기 바닥 홈과 연장되고 상기 바닥 홈 방향으로 기울어지는 경사를 가지는 바닥부의 내주면을 포함하여 형성된 UV LED가 구비된 휴대용 물통.
제10항에 있어서,
상기 스틱 부재는 봉 형태의 신장부 및 상기 신장부의 외주면 상에 배치된 제2 자외선 광원부를 포함하는 UV LED가 구비된 휴대용 물통.
제10항에 있어서,
상기 제1 자외선 광원부 또는 제2 자외선 광원부는 자외선 발광다이오드를 포함하여 형성된 UV LED가 구비된 휴대용 물통.
제10항에 있어서,
상기 제1 또는 제2 자외선 광원부는 200 nm 내지 400 nm의 파장 범위의 자외선을 방출하는 UV LED가 구비된 휴대용 물통.
제10항에 있어서,
상기 제1 또는 제2 자외선 광원부는 액체로부터 보호하기 위한 투명한 재질의 방수 부재를 더 포함하여 구성된 UV LED가 구비된 휴대용 물통.