KR20170014921A - 살균 및 항균을 위한 자외선 소독 유닛을 기포 배출 챔버에 내장하는 가습 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 가습 장치는 원수 저장통(3); 상기 원수 저장통(3)의 하부에 연통된 상태에서 공급되는 물을 미스트화하는 기포 발생 챔버(5); 상기 기포 발생 챔버(5)에서 공급되는 수증기 또는 미세 기포에 대한 살균 작업을 행하여 외부로 배출하는 공간인 기포 배출 챔버(6); 상기 기포 배출 챔버(6) 내에 배치되는 자외선 소독 유닛(10); 상기 자외선 소독 유닛(10)의 하부에 결합된 상태에서 상기 자외선 소독 유닛(10)을 상기 기포 배출 챔버(6) 내에 고정시키는 고정부(20); 상기 기포 발생 챔버(5) 내에 배치되는 기화 수단(30); 및 상기 자외선 소독 유닛(10)에 전기적으로 연결되는 전원공급부(40);를 포함하며, 상기 기포 발생 챔버(5)를 통해서 기포화된 물은 상기 기포 배출 챔버(6)를 통해 배출되기 직전에 상기 자외선 소독 유닛(10)을 통해 병원성 미생물이 살균 처리된다.

Description

살균 및 항균을 위한 자외선 소독 유닛을 기포 배출 챔버에 내장하는 가습 장치{Humidifier having ultraviolet sterilizer on bubble discharging chamber for disinfection and antibacterial activity}

본 발명은 살균 및 항균을 위한 자외선 소독 유닛을 기포 배출 챔버 상에 내장하는 가습 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수증기 및 미세기포 등과 같이 미스트화된 물방울이 나오는 유출부인 기포 배출 챔버에 자외선 소독/살균 기구를 설치하여 기존의 화학적 방법을 사용하지 않고 공급되는 물을 살균하는 동시에 기포 배출 챔버 상에서의 생물막 생성을 억제하는 가습 장치에 관한 것이다.

우리 주변 환경의 습도를 대략 55% 내지 60% 정도의 습도로 적절히 유지하는 것은 호흡기 관련 질환을 예방하고 실내의 쾌적한 환경을 위한 필수적인 요소이다. 특히, 유아 및 청소년을 포함한 호흡기가 약한 노약자의 경우에는 습도 조절이 반드시 필요하다. 습도가 적절히 조절되지 않는 계절에 있어 인위적인 습도 조절은 일반적으로 가습기(Humidifier)를 이용하게 된다. 대부분의 가습기는 가열을 통해 증기를 발생시키는 방식, 작은 초음파를 사용하는 방식, 원심분무식, 필터기화식 등의 방식을 통해 수증기 또는 미세기포를 만든 상태에서 실내로 분사하여 습도를 조절하는 방법을 사용한다.

한편, 가습기에 충전된 물에 존재하는 미생물이 가습기를 통하여 실내 환경에 노출되서 미생물에 의한 위험을 증가시킬 수 있고, 특히 가습기 내부가 병원성 미생물에 의해 오염된 상태에서 물때 및 생물막 등을 형성하고 이를 통해 미생물이 재성장할 경우에는 미생물학적 위험성이 급증하게 된다.

일반적으로 사용되는 저렴하고 효율이 높은 가습 방식으로는 가열 방식과 초음파 방식이 있는데, 가열 방식의 경우는 가열부에서의 높은 온도로 소독이 이루어지지만 발생하는 수증기의 온도가 높아 화상 등의 위험성이 높으며, 초음파 방식은 물 안에 존재하는 유기물을 초음파가 파쇄하는 과정으로 통해 미생물의 성장이 빨라질 수 있다는 단점이 있다.

특히, 미생물의 경우 최적 조건에서는 20분 내지 40분 내에 2배씩 개체수가 증가할 수 있다는 점 및 미사용 상태에서 수 시간 이상을 체류시키는 가습기의 사용 특성을 고려할 때, 수증기와 미세기포의 발생 장치 부분 또는 유입수통 부분을 주기적으로 세척해주는 경우 만으로는 가습기 사용에 기인한 미생물적 안전성을 확보하기 어렵다는 단점이 있다. 또한, 수증기 등에 포함되어 가습 장치로부터 유출되는 미생물의 경우는 실내에 노출된 후에도 지속적으로 증식되어 가습기의 사용이 오히려 건강에 악영향을 유발할 가능성도 높다.

따라서, 미생물이 없는 생수를 원수로 사용하는 방안, 수증기 발생조 내에 염소계 살균제 등의 화학적 약품을 주입하거나 전기적으로 생성하는 방안 및 미생물보다 작은 기포를 이용하는 방안 등 가습기 내에서 직접적으로 미생물을 살균하는 기술이 제시되고 있다. 그러나, 최근의 가습기 살균제에 의한 사망 사고 및 화학적 소독제의 발암 물질 발생 등 2차 오염을 고려할 때 관련 기술의 실효성은 약한 편이다.

도 1은 대표적인 기포 생성 방식을 갖는 가습기를 1주일 사용한 후에 잔존하는 미생물을 측정한 결과를 보이는 도면이다. 구체적으로 도 1(a)는 가열식, 가열 초음파식, 미세기포 방식의 가습기를 일주일간 사용한 후 세척을 시행하기 전에 가습기에서 발생시킨 기체 내의 미생물을 측정한 결과이다. 도 1(b)는 가열식, 가열 초음파식, 미세기포 방식의 가습기를 일주일간 사용한 후에 물이 유입되는 수조 및 기포 발생부에 대해 충분한 세척을 시행한 후에 가습기에서 발생시킨 기체 내의 미생물을 측정한 결과이다.

도 1(a)를 참조하면, 가습기의 방식과 상관 없이 일정 수준 이상의 미생물이 검출되는 것을 확인할 수 있다.

도 1(b)를 참조하면, 미생물의 개체수가 조금 줄기는 했지만, 유입수조 및 기포 발생부 내부의 소독에도 불구하고 뚜렷하게 가습기에 의해 미생물이 유출되는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 가습기의 내부를 분해하여 미생물의 분포를 평가한 결과, 가습기에 의한 미생물 유출의 주요 경로가 가습되는 수증기 또는 미세기포의 유출 부위임을 확인할 수 있게 된다. 특히, 가습기 유출부의 표면에서 생물막 및 물때 등으로 이루어진 얇은 두께의 미생물 층이 확인되었고, 이러한 사항은 병원성 미생물의 재성장 가능성 및 이로 인한 미생물학적 위험성 증가를 의미한다.

가습기 유출부는 가습기의 외측에 구비된 부분으로서 외부와 직접 연통되는 부분이므로, 유입수 이외에 실내의 미생물이 유입되어 재성장할 수 있는 한계가 있으며, 일반적으로 주기적으로 세척하는 위치가 아니라는 문제점이 있다. 또한, 가열식 또는 가열 초음파 방식의 가습기에서 수증기 발생조가 고온인 경우에도 유출부 인근에서는 온도가 상대적으로 낮아지게 되고, 30도 내지 40도의 온도에서는 미생물의 증식이 오히려 빨라질 수 있다는 한계가 있다.

즉, 가습기 유출부는 외부에 연통된 상태로 노출되며 미생물 생장에 적절한 수분과 온도가 유지되는 위치이기 때문에, 세척주기에 따라 위험성을 일정 수준 줄일 수는 있지만, 세척 만으로는 가습기에 기인한 미생물학적 안정성을 확보하기에는 한계가 있다.

또한, 앞서 언급된 것처럼 화학적 소독제를 사용하여 기포 발생부와 유출부를 동시에 소독할 경우에, 발암 물질 및 유독성 산화제가 실내에 노출될 수 있다. 예를 들어, 염소계 소독제의 경우 THM(Tri-Halomethane), HAA(Halo-Aceticacid)와 같은 발암물질이 만들어질 수 있고, 오존의 경우에 강력한 산화력에 비해 생산 비용이 높고, Bromate와 같은 유해 물질생산 가능성과 함께 가습기에서 외부에 유출되어 직접 흡입시 호흡기에 치명적인 악영향을 유발시킨 가능성이 높다. 또한, 시중에서 판매하는 다양한 형태의 가습기 소독 약품의 경우에 인체에의 안전성이 명확히 규명되지 않았다는 문제점이 있다.

상기한 기술들에 반해 자외선은 유지관리가 수월하고 경제적이며 잔류성이 없고 미생물에 따른 선택성이 없다는 장점을 가지고 있지만, 일반적으로 사용하는 방식인 기포 발생부 및 유입 수조 내에 자외선을 설치하는 기술은 설치된 위치에서 직접 자외선 조사가 이루어진 경우에만 불활성화된다는 점을 고려할 때, 기존의 기술은 가습기에 의한 미생물학적 위험성을 충분히 제어하기에 뚜렷한 단점을 보이게 된다.

따라서, 가습기에 기인한 미생물적 위험성을 원천적으로 방지하기 위하여 가습기에서 생성된 증기 및 미세기포 등이 실내로 유출되기 직전에 병원성 미생물을 소독하고 유출부위에서의 미생물 재성장을 억제할 수 있는 가습기 유출부 소독 기구의 필요성이 증가하고 있다.

자외선 살균기 내부에 원적외선 램프를 채용하여 열풍과 함께 내부 습기를 빠르게 제거할 수 있도록 하는 원적외선 램프를 갖는 자외선 살균기를 제시하는 종래의 문헌으로 등록특허 제10-1335362호(2013.11.26)를 참조할 수 있다. 상기 문헌에서는 원적외선 램프를 채용하여 열풍과 함께 내부 습기를 제거하되 자외선 살균기의 내부 온도를 고려하여 열풍발생수단의 동작을 제어하고 원적외선 램프를 이 용하여 지속적으로 내부온도를 유지하여 습기를 제거하는 자외선 살균기를 개시하지만, 가습기에서 생성된 증기 및 미세기포 등이 배출되는 유출부 상에 자외선 살균수단을 설치하여 미생물적 위험성을 원천적으로 방지할 수 있는 방안에 대해서는 별도로 개시하고 있지 않다는 한계가 있다.

(특허문헌 1) KR10-1335362 B

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하고자 하는 것으로서, 수증기 및 미세기포 등과 같이 미스트화된 물방울이 나오는 기포 배출 챔버 상에 자외선 램프와 같은 소독/살균 기구를 설치한 상태에서 공급되는 물을 살균하는 동시에 기포 배출 챔버 상에서의 생물막 생성을 억제하는 가습 장치를 제공하는 것이 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가습 장치는 원수 저장통(3); 상기 원수 저장통(3)의 하부에 연통된 상태에서 공급되는 물을 미스트화하는 기포 발생 챔버(5); 상기 기포 발생 챔버(5)에서 공급되는 수증기 또는 미세 기포에 대한 살균 작업을 행하여 외부로 배출하는 공간인 기포 배출 챔버(6); 상기 기포 배출 챔버(6) 내에 배치되는 자외선 소독 유닛(10); 상기 자외선 소독 유닛(10)의 하부에 결합된 상태에서 상기 자외선 소독 유닛(10)을 상기 기포 배출 챔버(6) 내에 고정시키는 고정부(20); 상기 기포 발생 챔버(5) 내에 배치되는 기화 수단(30); 및 상기 자외선 소독 유닛(10)에 전기적으로 연결되는 전원공급부(40);를 포함하며, 상기 기포 발생 챔버(5)를 통해서 기포화된 물은 상기 기포 배출 챔버(6)를 통해 배출되기 직전에 상기 자외선 소독 유닛(10)을 통해 병원성 미생물이 살균 처리된다.

상기 자외선 소독 유닛(10)은, 병원성 미생물을 소독하거나 상기 기포 배출 챔버(6) 내부 표면에서의 미생물 성장을 억제하기 위한 소독제를 공급하는 자외선 소독 램프(11) 및 상기 자외선 소독 램프(11)를 보호하기 위한 보호부재(13)를 포함한다.

상기 자외선 소독 램프(11)는, 살균/항균 효과가 높은 200nm 내지 280nm 범위의 자외선을 조사하는 저압 램프이다.

상기 보호부재(13)는 석영(Quartz) 또는 Stainless steel 이다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 가습 장치는 수증기 및 미세기포 등과 같이 미스트화된 물방울이 나오는 기포 배출 챔버 상에 자외선 램프와 같은 소독/살균 기구를 설치한 상태에서 공급되는 물을 살균하는 동시에 기포 배출 챔버 상에서의 생물막 생성을 억제한다.

본 발명은 가습기의 기포 배출 챔버를 통과하여 인체 또는 실내에 도달하기 직전에 유출되는 유해 미생물에 대한 소독과정이 이루어지고, 기포 배출 챔버 내부의 표면에서 미생물이 재성장하여 높은 농도의 지속적인 미생물 오염을 유발하는 상황도 원천적으로 억제되므로 미생물학적으로 안전한 가습이 가능하다.

뿐만 아니라, 본 발명은 자외선 램프 등을 포함한 소독/살균 기구를 별도의 공간이나 설비 없이 가습기 내부에 내장시킴으로써 사용 편의성 및 경제성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명은 가습을 위한 원수가 오염되었거나 기포 발생부 등에서 청소가 미진하여 병원성 미생물에 의한 위험이 존재하는 경우에도 수증기 및 미세기포 등과 같이 미스트화된 물의 최종 단계에서 소독이 이루어지기 때문에 미생물학적 안전성이 확보될 수 있다.

도 1은 종래의 대표적인 기포 생성 방식을 갖는 가습기를 1주일 사용한 후에 잔존하는 미생물을 측정한 결과를 보이는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 가습기의 기포 배출 챔버에 내장된 상태에서 병원성 미생물을 살균하고 미생물의 재성장을 억제하는 자외선 소독 유닛을 포함한 가습 장치의 개념도,
도 3은 자외선 조사량에 따른 지표 및 병원성 미생물의 불활성화를 나타내는 그래프, 및
도 4는 본 발명에 따른 자외선 소독 유닛을 포함한 가습 장치를 이용하였을 때의 살균 및 항균 효과를 평가한 결과이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 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 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 가습기의 유출부인 기포 배출 챔버 상에 자외선 소독 유닛이 내장된 상태에서 상기 기포 배출 챔버를 통과하는 증기 또는 미세기포 내에 포함된 병원성 미생물을 소독하거나 기포 배출 챔버 표면에서 미생물이 증식되는 것을 억제할 수 있게 하는 가습 장치의 개념을 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가습 장치는 구획된 중공의 본체(1)를 갖는다. 상기 본체(1)는 그 하부를 구성하는 기계실(2), 기계실(2)의 상부에 배치되는 원수 저장통(3), 원수 저장통(3)의 하부에 연통된 상태에서 공급되는 물을 미스트화하는 기포 발생 챔버(5), 기포 발생 챔버(5)에서 공급되는 수증기 또는 미세 기포에 대한 살균 작업을 행하여 외부로 배출하는 공간인 기포 배출 챔버(6)를 포함한다. 여기에서, 기포 배출 챔버(6)는 물방울인 기포의 유출부 기능을 하는 것으로서, 기포 발생 챔버(5)를 통해서 기포화된 물이 외부로 배출 직전에 유동하는 공간을 이루게 된다.

가습 장치는 기포 배출 챔버(6) 내에 배치되는 자외선 소독 유닛(10), 자외선 소독 유닛(10)의 하부에 결합된 상태에서 상기 자외선 소독 유닛(10)을 기포 배출 챔버(6) 내에 고정시키는 고정부(20), 기포 발생 챔버(5) 내에 배치되는 기화 수단(30), 기계실(2) 내에 배치되는 전원공급부(40)를 포함한다.

전원공급부(40)는 자외선 소독 유닛(10)에 연계된 안정기(43) 및 시스템의 on/off와 프로그램 제어를 담당하는 전원부(41)를 포함한다.

자외선 소독 유닛(10)은 병원성 미생물을 소독하거나 기포 배출 챔버(6) 내부 표면에서의 미생물 성장을 억제하기 위한 소독제를 공급하는 자외선 소독 램프(11) 및 상기 자외선 소독 램프(11)를 보호하기 위한 보호부재(13)를 포함한다.

일 실시예로서, 자외선 소독 램프(11)는 살균/항균 효과가 높은 자외선 (Ultraviolet: UV-C(200~280nm) range)을 조사하는 저압 램프일 수 있으며, LED (Light emitting diode: UVC-LED)의 파장을 가질 수 있다. 상기 자외선 소독 램프(11)는 고정부(20)를 통해 전원공급부(40)와 연계되며, 구체적으로는 안정기(43)에 연결된다.

도 3은 자외선 조사량에 따른 미생물의 불활성화를 나타낸 그래프이다. 구체적으로는, 박테리아, 원생동물, 탄저균치, 바이러스 등의 지표 미생물로 알려진 대장균(E. coli), 바실러스 포자(B. subtilis spore), 박테리오 파지 (MS-2 phage), 병원성 미생물인 뮤린 노로 바이러스(Murine Norovirus), 포도상구균(Staphylococcus aureus), 폐렴간균(Klebsiella pneumoniae), 및 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)에 저압 자외선램프 사용하여 254nm 파장의 자외선을 조사하였을 때, 자외선 조사량에 따른 미생물의 불활성화를 나타낸 것이다.

도 3에서 x축을 따른 자외선 조사량(UV dose: IT = mW/㎠.sec)는 자외선의 빛의 세기 Light intensity: mW/㎠)와 자외선 조사 시간(time: sec)의 곱으로 나타내는 개념이다. y축은 각각의 자외선 조사량에서 미생물의 불활성화를 로그 스케일(Log scale)로 나타낸 것이다.

즉, y축의 -1은 90%, -2는 99%, -3은 99.9%가 불활성화된 것을 의미한다.

E. coli의 경우 99%(2 log)를 불활성화시키는데 요구되는 자외선 조사량(UV dose)는 7 mW/㎠.sec이었고 20 mW/㎠.sec을 만족시킬 경우에 상기 언급된 박테리아에 대해서 99.9% 이상을 불활성화시킬 수 있는 것을 알 수 있다.

즉, 자외선 빛의 세기(light intensity)가 10 mW/㎠ 인 경우에 상기 가습기 유출부에서 수증기 또는 미세기포가 2초의 체류시간을 가지면 유출된 수증기 또는 미세기포 내의 병원성 박테리아가 99.9% 이상 사멸되는 것을 의미한다.

이에 반해, 바이러스의 경우에 99.9%의 사멸을 위해서는 박테리아에 비해 높은 자외선 조사량을 필요로 하며, 50 mW/㎠.sec이상을 필요로 한다. 즉, 상기 자외선 소독 램프(11)는 처리 목표 미생물 및 처리 수준에 따라 출력 및 기포 배출 챔버(6) 내에서의 체류시간을 조절해야 한다. 상기 언급된 20mW/㎠.sec을 만족시키는 장치의 경우 박테리아 99.9%, 바이러스 90% 이상을 불활성화시킬 수 있다.

상기와 같은 실험 결과에 근거하여, 상기 자외선 소독 유닛(10) 내에 자외선 소독 램프(11)를 이용한다. 자외선 소독 램프(11)는 사용시의 안전성과 에너지 출력 등을 고려하여 저압 저출력 램프와 UVC 영역의 자외선을 방출하는 LED(light emitting diode)를 포함한다. 본 실시예의 경우에는, 경제적이고 유지관리가 간단하며 약 254nm의 단파장을 갖는 자외선을 방출하는 램프인 저압 저출력 램프를 이용한다. 이때, 목표로 하는 자외선 조사량과 기포 배출 챔버(6)의 모양 등을 고려하여 U자형과 직관형이 사용될 수 있고, 램프의 숫자가 각각 상이하게 형성될 수 있다.

또한, 기포 배출 챔버(6) 중앙에 자외선 소독 유닛(10)이 설치된 방식 이외에도 기포 배출 챔버(6)의 내측 표면 상에 보호부재(13)가 설치되고 그 안쪽에 자외선 소독 램프(11)가 설치되는 방식으로 사용될 수 있다.

기포 배출 챔버(6) 상에 배치되는 자외선 소독 유닛(10)은 소독 효율 및 제어 특성에 따라 기포 배출 챔버(6)에 배치되는 배출관의 내측에 하나 또는 다수의 자외선 램프를 배치하여 제어하는 방식, 배출관의 중앙에 배치되어 사방으로 조사되어 병원성 미생물을 소독하거나 배출관의 표면을 살균/항균하는 방식 중의 어느 하나를 포함할 수 있다. 자외선 소독 램프(11)는 기포 배출 챔버(6)의 내부 표면 전체로 조사될 수 있도록 설계되어야 한다.

전원부(41)는 전체 시스템의 on/off와 프로그램 제어를 담당하는 것으로서, 자외선 소독 램프(11)를 on/off로 구동하는 방식 이외에도 가습기의 사용 종료 후에 일정 시간(예를 들어 10분 또는 조절 가능)으로 추가적으로 운전되거나 외부 감염에 의한 미생물 오염 및 재성장을 억제하도록 가습기 미사용시에도 자동으로 주기적 작동이 가능하도록 프로그램된 제어 전원시스템으로 구성될 수 있다.

보호부재(13)는 자외선 소독 램프(11) 상에 수증기나 미세기포 등이 직접 접촉하여 상기 자외선 소독 램프(11)가 손상되는 것을 방지하기 위한 것으로 설치된다. 보호부재(13)는 기포 배출 챔버(6)로 유입된 수증기 또는 미세기포 등이 직접 자외선 소독 램프(11)와 접촉하는 것을 방지하면서 자외선 소독 램프(11)의 자외선 조사범위에 노출될 수 있도록 안내하는 가이드 형태로 구성되어 있으며 고정부(20)와 일체로 배치될 수 있다. 상기 보호부재(13)는 자외선 소독 램프(11)를 보호하면서 자외선이 통과될 수 있는 재질인 석영(Quartz)을 채용하거나, 자외선에 의한 손상을 최소화할 수 있는 재질인 Stainless steel 등을 채용함으로써 기포 배출 챔버(6) 내부를 구성할 수 있다.

고정부(20)는 자외선 소독 램프(11) 및 보호부재(13)를 기포 배출 챔버(6)의 중앙 또는 내측벽에 고정한다. 일 실시예로서, 상기 자외선 소독 램프(11) 및 보호부재(13)와 일체로 형성된 고정부(20)를 기포 배출 챔버(6)의 중앙 또는 내측벽에 기계적으로 결합할 수 있다. 예를 들면, 상기 기계적 결합은 나사결합 또는 억지끼워 맞춤 결합을 포함한다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 기포 배출 챔버(6)의 중앙에 자외선 소독 램프(11)를 설치한 가습 장치에 대하여 미생물 불활성화에 대한 소독 및 항균 실험을 수행한 결과를 설명한다.

실험시에는 자외선 계측기(UV radiometer)를 사용하였으며, 저압 저출력 램프에서의 표면 자외선 세기는 15 mW/㎠으로 측정되었고, Biodosimetry(the measurement of biological response as an estimate of radiation dose)를 통한 자외선 조사량은 상기 25 mW/㎠.sec로 결정되었다. 상기의 결정된 자외선 조사량은 도 3을 참조하면 99.9% 이상의 박테리아와 90% 이상의 바이러스를 효과적으로 불활성화시킬 수 있는 값이다.

실험을 위해 원수 저장통(3) 내에 1000 cfu/ml의 대장균(E. coli)을 분주한 후 기화 수단(30)을 이용하여 가열 초음파방식으로 가습기를 작동한다. 원수 저장통(3)으로부터 기포 발생 챔버(5)로의 원수의 흐름에 따라 기포 발생 챔버(5)로 공급된 원수는 기화 수단(30)을 통과하며 수증기로 변화하여 자외선이 조사되는 기포 배출 챔버(6)를 통과하여 실내로 퍼져나간다.

일주일 동안 하루에 6시간 사용하는 방식으로 주기적으로 사용한 후에 기포 배출 챔버(6)를 통과한 수증기를 배지(Nutrient agar)에 노출시킨 후 배양한 결과 및 기포 배출 챔버(6)를 분해하여 표면을 Confocal Laser Scanning Microscope(CLSM)으로 분석한 결과가 도 4에 도시된다.

살균/항균 미처리 상태인 것을 나타낸 것으로서, 유출되는 수증기에서 뚜렷하게 확인되는 미생물 분포(도 4(a)-(1)) 및 기포 배출 챔버(6) 내부에서 확인되는 생물막(Biofilm)(도 4(b)-(1))이 도시된다.

이에 반해, 살균/항균 처리 상태인 것을 나타낸 것으로서, 기포 배출 챔버(6) 내부에 자외선 소독 유닛(10)을 설치한 경우, 일주일의 사용에도 미생물이 검출되지 않았으며(도 4(a)-2), 기포 배출 챔버(6)의 표면에서도 생물막이 생성되지 않음이 확인되었다(도 4(b)-2).

이와 같은 실험 결과는 자외선을 이용하여 가습기 유출부를 통해 유출되는 수증기를 직접 소독/살균하는 것이 병원성 미생물 소독에 충분히 효과적임을 보여주고 있다.

본 발명에 따른 자외선 소독 유닛(10)을 기포 유출부인 기포 배출 챔버(6)에 내장한 가습 장치는 자외선 소독 램프(11)의 출력, 모양, 개수 및 설치 위치 등을 제어함으로써 목표하는 수질에 따라 처리 효율을 조절할 수 있고, 저출력/저압 특성을 갖는 자외선 램프로 인해 매우 경제적일 수 있다. 또한, 박테리아와 바이러스에 동시에 효과적일 수 있으며, 미생물 종류, 수온 및 수질 특성 등의 외부 요인에 무관하게 효과적이다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 가습기에 기인한 미생물적 유해성의 핵심은 주로 원수가 유입되는 수조나 가습기포 발생부가 아니고 가습기의 기포 유출부인 기포 배출 챔버(6)에서의 미생물 재성장에 그 원인이 있으므로, 가습기 유출부 내부에 잔류성이 없는 자외선 소독 장치를 내장하여 사용하는 경우에 미생물학적으로 안전한 가습 장치를 완성할 수 있게 된다. 이를 통해 종래의 가습기 시스템을 최대한 그대로 이용할 수 있는 경제성이 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 본체
2 : 기계실
3 : 원수 저장통
5 : 기포 발생 챔버
6 : 기포 배출 챔버
10 : 자외선 소독 유닛
11 : 자외선 소독 램프
13 : 보호부재
20 : 고정부
30 : 기화 수단
40 : 전원공급부

Claims (4)

1. 원수 저장통(3);
   상기 원수 저장통(3)의 하부에 연통된 상태에서 공급되는 물을 미스트화하는 기포 발생 챔버(5);
   상기 기포 발생 챔버(5)에서 공급되는 수증기 또는 미세 기포에 대한 살균 작업을 행하여 외부로 배출하는 공간인 기포 배출 챔버(6);
   상기 기포 배출 챔버(6) 내에 배치되는 자외선 소독 유닛(10);
   상기 자외선 소독 유닛(10)의 하부에 결합된 상태에서 상기 자외선 소독 유닛(10)을 상기 기포 배출 챔버(6) 내에 고정시키는 고정부(20);
   상기 기포 발생 챔버(5) 내에 배치되는 기화 수단(30); 및
   상기 자외선 소독 유닛(10)에 전기적으로 연결되는 전원공급부(40);를 포함하며,
   상기 기포 발생 챔버(5)를 통해서 기포화된 물은 상기 기포 배출 챔버(6)를 통해 배출되기 직전에 상기 자외선 소독 유닛(10)을 통해 병원성 미생물이 살균 처리되는,
   가습 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 자외선 소독 유닛(10)은,
   병원성 미생물을 소독하거나 상기 기포 배출 챔버(6) 내부 표면에서의 미생물 성장을 억제하기 위한 소독제를 공급하는 자외선 소독 램프(11) 및
   상기 자외선 소독 램프(11)를 보호하기 위한 보호부재(13)를 포함하는,
   가습 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 자외선 소독 램프(11)는,
   살균/항균 효과가 높은 200nm 내지 280nm 범위의 자외선을 조사하는 저압 램프인,
   가습 장치.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 보호부재(13)는 석영(Quartz) 또는 Stainless steel 인,
   가습 장치.

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