KR20170037741A

KR20170037741A - Uv led가 적용된 포충기

Info

Publication number: KR20170037741A
Application number: KR1020150136546A
Authority: KR
Inventors: 주병철; 정웅기; 장상현
Original assignee: 서울바이오시스 주식회사
Priority date: 2015-09-25
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2017-04-05

Abstract

본 발명은 벌레를 유인하기 위한 자외선 광원으로서 UV LED를 사용하고, 자외선에 의해 포충기 주변에 유인된 벌레가 팬에 의해 토출되는 공기 유동에 휩쓸려 포집부에 포획되도록 한 포충기 구조에 관한 것이다.
본 발명은 벌레를 유인하는 자외선을 발광하는 UV LED(50); 공기 유동을 일으키는 팬(12)이 설치된 팬 설치부(10); 팬 설치부(10)에 연결되며, 팬(12)에서 토출되는 공기의 유동로가 형성된 공기유로부(30); 상기 공기유로부(30)에 연결되는 포집부(40);를 포함하며, 상기 팬(12)이 작동함에 따라 상기 팬 설치부(10)에서 공기유로부(30)로 흐르는 공기 유동에 의해, 상기 공기유로부에 형성된 벌레유입구(32)로 벌레가 유입되는 포충기를 제공한다.

Description

UV LED가 적용된 포충기{An UV LED Applied Insect Trap}

본 발명은 포충기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 벌레를 유인하기 위한 자외선 광원으로서 UV LED를 사용하고, 자외선에 의해 포충기 주변에 유인된 벌레가 팬에 의해 토출되는 공기 유동에 휩쓸려 포집부에 포획되도록 한 포충기 구조에 관한 것이다.

최근에 지구 온난화와 친환경 정책 등의 기후적 영향 및 사회적 영향에 의해, 해충이 증가하고 있다. 해충은 농작물 및 가축에 피해를 입히는 것은 물론, 말리리아, 뎅기열, 일본 뇌염 등의 병원균을 옮김으로써, 인간에게도 악영향을 미칠 수 있다. 따라서, 주변 생활 환경에 대한 살충 요청이 지속적으로 요구되고 있으며, 이에 따라 살충 관련 산업도 성장하고 있는 추세이다.

살충 방법과 관련하여, 종래에는, 살충제를 이용하는 화학적 방제법, 미꾸라지 등을 이용하는 생물학적 방제법, 유문등 및 이산화탄소 등으로 해충을 유인한 다음 고전압 등을 인가하여 해충을 퇴치시키는 물리적 방제법, 물 웅덩이를 없애거나 해충의 유충이 살 수 없도록 주위환경을 개선하는 환경적 방제법 등이 시도되었다. 그러나, 화학적 방제법의 경우 2차 오염문제가 대두되고, 생물학적 방제법 또는 환경적 방제법 등은 상대적으로 많은 비용, 처리 시간 및 노력이 소요될 수 있다. 살충 또는 포충기를 이용하는 물리적 방제법 등의 경우 장치 구성이 복잡하여 사용자의 편의성이 떨어질 수 있으며, 포충 효율이 보장되지 않고, 장치 구성에 소요되는 비용이 비교적 크다는 어려움이 존재한다.

한편 UV 광원은 살균, 소독 등의 의료 목적, 조사된 UV 광의 변화를 이용한 분석 목적, UV 경화의 산업용 목적, UV 태닝의 미용목적, 포충, 위폐검사 등의 다양한 목적으로 사용되고 있다.

이러한 UV 광원으로 사용되는 전통적인 UV 광원 램프는 수은 램프(mercury lamp), 엑시머 램프(excimer lamp), 중수소 램프(deuterium lamp) 등이 있었다. 하지만 이러한 종래의 램프들은 모두 전력소모와 발열이 심하고, 수명이 짧으며, 내부에 충진되는 유독가스로 인해 환경이 오염된다는 문제가 있었다.

상술한 종래의 UV 광원 램프들이 가지고 있는 문제를 해결하기 위해 UV LED가 각광을 받아오고 있다. UV LED는 전력소모가 적고, 환경오염의 문제가 없는 장점이 있다. 그런데, UV 영역에서 발광하는 LED 패키지의 제조비용은 가시광선에서 발광하는 LED 패키지의 제조비용보다 상당히 높고, UV 광의 특성에 의해 LED 패키지를 이용한 다양한 응용제품들이 개발되지 못하고 있는 실정이다.

또한 기존의 UV 광원 램프에 비해 LED가 가지는 발광 특성으로 인해, 기존의 UV 광원 램프 제품에 UV LED를 그대로 적용하더라도 기존의 UV 광원 램프 제품이 가지는 효과를 그대로 가지지 못하는 경우가 많이 발생한다. 가령 기존의 램프는 면발광을 하는 반면 UV LED는 점발광하고, 기존의 램프는 모든 방향으로 발광하는 반면 UV LED는 한쪽 방향으로만 발광하는 차이가 존재하기 때문에, 자외선 광원의 설치 목적에 따라 UV 광원 램프를 UV LED로 교체할 때 이러한 두 광원의 차이점 역시 고려되어야 한다. 포충기의 사용 환경은 포충기를 기준으로 360도 전 방향으로 자외선이 조사되는 것이 바람직한데, UV LED는 한쪽 방향으로 점발광하는 광원이라는 점에서, UV LED를 포충기에 적용할 때에는 이러한 포충기의 사용환경에 대응하는 새로운 설계가 요구된다.

다음으로 고려하여야 할 점은, 포충기는 벌레를 유인하는 자외선을 지속적으로 발광해야 한다는 것이다. 하지만 아직 발광 효율이 가시광 LED에 미치지 못하는 자외선 LED의 경우, 발광 효율이 떨어지는 만큼 발열이 많이 되고, 이러한 발열로 인해 다시 자외선 LED가 영향을 받아 발광 효율이 더욱 떨어질 수 있다는 점에서, 자외선 LED에 대한 방열 효율을 높이는 설계가 더욱 중요하다.

한편, 종래의 포충기에서 포충기 주변으로 유인된 벌레를 포집하기 위해 자주 사용되는 방법은, 팬을 이용하여 공기 유동을 발생시키고, 이러한 공기 유동에 벌레가 휩쓸려 포집부에 포획되도록 하는 것이었다. 이러한 방식은 전기 충격 방식이나 끈끈이 방식과 달리 유지비가 저렴하고 유지보수에 손이 많이 가지 않는다는 점에서 널리 사용되어 오고 있다.

그런데 이러한 종래의 포집 방식은 대부분, 음압이 발생하는 팬의 후방으로 벌레가 유인되면, 팬의 후방의 공기와 벌레를 팬으로 흡입하여, 팬의 전방으로 내보내는 방식이었고, 이러한 과정에서 벌레가 팬에 부딪히면서 팬에 붙어 죽는 문제점이 있었다. 이러한 현상으로 인해, 포충기 사용자들은 포집부의 벌레를 비우기 위해 포집부를 포충기에서 분리하는 과정에서, 팬에 달라 붙어 죽어 있는 벌레들을 보고 눈살을 찌푸릴 수밖에 없었다. 그렇다고 팬에 붙어 있는 벌레를 그대로 방치하는 것 역시 위생상 좋지 않고, 이는 특히 포충기를 실내에서 사용하는 경우 더욱 그렇다.

더욱이 실내에서 위와 같은 포충기를 사용하는 경우, 팬의 전방과 후방이 모두 오픈된 공간이어야 한다는 점에서, 팬에 의해 발생하는 소음이 쉽게 퍼진다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, UV LED가 적용되어 포충 효율을 높인 포충기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 소형화된 포충기에서 UV LED가 집적됨에 따라 발생할 수 있는 발열 문제를 해결하면서 동시에 팬에 벌레가 부딪히지 않는 포집 구조를 가지는 포충기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 벌레를 유인하는 자외선을 발광하는 UV LED(50); 공기 유동을 일으키는 팬(12)이 설치된 팬 설치부(10); 팬 설치부(10)에 연결되며, 팬(12)에서 토출되는 공기의 유동로가 형성된 공기유로부(30); 상기 공기유로부(30)에 연결되는 포집부(40);를 포함하며, 상기 팬(12)이 작동함에 따라 상기 팬 설치부(10)에서 공기유로부(30)로 흐르는 공기 유동에 의해, 상기 공기유로부에 형성된 벌레유입구(32)로 벌레가 유입되는 것을 특징으로 하는 포충기를 제공한다.

상기 UV LED에서 조사되는 광의 피크파장은 360 ~ 370 nm의 범위에 있을 수 있다.

상기 UV LED의 전방에는 표면이 거칠기 처리된 커버가 설치될 수 있다.

상기 UV LED의 광 조사 방향은 포충기에 대해 측방을 향하며, 상기 UV LED의 수평방향으로의 광의 확산각이 수직방향으로의 확산각보다 더 클 수 있다.

상기 UV LED는 상기 벌레 유입구 주변에 설치될 수 있다.

상기 UV LED는 팬에 의해 형성되는 공기의 유동로 상에 또는 유동로와 인접하여 배치될 수 있다.

상기 팬 설치부(10)의 내부에는, 상기 UV LED와 팬에 대한 전원을 제어하는 회로기판(60)과, 상기 UV LED와 팬에 사용될 전력을 축전하는 배터리(70)가 구비될 수 있다.

상기 팬 설치부(10)에는 커버부(20)가 설치되되, 상기 팬 설치부(10)와 커버부(20) 사이에는 공기유입구(23)가 형성될 수 있다.

상기 공기유입구(23)에는 벌레 또는 먼지의 유입을 방지하는 망(24)이 설치될 수 있다.

상기 커버부(20)는 팬 설치부(10)의 상부에 돔 형태로 형성될 수 있다.

상기 공기유로부(30)는 팬 설치부(10)의 하부에 형성된 연결부(14)를 통해 상기 팬 설치부(10)의 하부에 연결되며, 상기 팬 설치부(10)의 하단, 연결부(14) 및 공기유로부(30)의 상단에 의해 상기 벌레유입구(32)가 규정될 수 있다.

상기 UV LED는 상기 연결부에 설치될 수 있다.

상기 공기유로부(30)의 내부에는 밑으로 갈수록 단면적이 좁아지는 깔대기 형태의 토출유로(34)가 구비될 수 있다.

상기 팬 설치부(10)의 하부에는 축경부(16)가 형성되어 공기의 유속을 증가시킬 수 있다.

상기 공기유로부의 상부에는 확경부(36)가 형성될 수 있다.

상기 포집부는 개방 가능하게 설치될 수 있다.

상기 포집부는, 공기는 배출하고 벌레는 통과하지 못하는 공기배출구(42)를 구비할 수 있다.

상기 포집부에는 이산화탄소를 발생시키는 이스트가 구비될 수 있다.

본 발명의 포충기에 따르면, UV LED를 사용하여 포충 효율을 크게 높일 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 소형화된 포충기에서 발생할 수 있는 UV LED의 방열문제를 해결할 수 있어 UV LED의 성능 저하를 최소화할 수 있으면서, 동시에 팬에 벌레의 사체가 붙게 되는 현상을 방지할 수 있고, 아울러 팬에 의해 발생하는 소음의 차폐 효율을 높여 팬 소음을 획기적으로 줄일 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예로서 포충기의 사시도,
도 2는 도 1의 포충기의 단면 사시도,
도 3과 도 4는 도 2의 포충기의 단면 상부의 부분 확대도,
도 5는 본 발명에 따른 포충기의 다른 일 실시예의 단면 상부를 나타낸 부분 확대도, 그리고
도 6은 본 발명의 포충기에 사용되는 UV LED를 나타낸 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

[포충기의 전체적인 구성]

도 1은 본 발명에 따른 일실시예로서 포충기의 사시도, 도 2는 도 1의 포충기의 단면 사시도, 그리고 도 3과 도 4는 도 2의 포충기의 단면 상부의 부분 확대도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 포충기는 포충기의 상부를 덮는 커버부(20), 커버부의 하부에 위치한 팬 설치부(10), 팬 설치부의 하부에 위치하는 공기유로부(30), 그리고 공기유로부의 하부에 위치하는 포집부(40)를 포함한다.

커버부(20)의 상부 중앙에는 포충기를 매달 수 있는 고리 부재(25)가 형성되어 있다. 커버부(20)의 형상은 돔 형태와 유사하다. 즉 커버부는 중앙부의 높이가 가장 높고, 외주 쪽으로 갈수록 점점 높이가 낮아지는 구조이다. 커버부의 형태를 돔 형태로 하게 되면, 강우로부터 포충기의 구성을 보호할 수 있고, 후술할 커버부 내부에서 원활하게 공기가 유동될 수 있는 공간을 확보할 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 커버부(20)의 하부에는 팬 설치부(10)가 위치한다. 팬 설치부(10)와 커버부(20)는 복수 개의 지지부(22)에 의해 서로 간격을 둔 상태로 연결 고정되어 있다. 팬 설치부(10)의 중앙부에는 수평형 팬(12)이 설치되어 있다. 팬(12)은 커버부(20)와 팬 설치부(10) 사이의 공간에 있는 공기를 빨아들여 하방으로 토출하게 된다.

한편 팬 설치부(10)의 외주면과 커버부(20)의 가장자리 부위 사이의 공간은 서로 이격되어 있으며, 이는 외부의 공기가 커버부(20)와 팬 설치부(10) 사이의 공간으로 유입되는 통로인 공기유입구(23)가 된다. 본 발명에서 예시하고 있는 공기유입구(23)는 환형의 구멍 형태인데, 여기에는 망(24)이 설치되어 있다. 망(24)은 공기는 통과하되, 벌레는 통과하지 못하는 크기의 망목(그물눈)을 가진다. 더욱 바람직하게 망(24)의 망목은 먼지도 필터링할 정도의 크기일 수 있다. 이러한 망(24)을 설치함으로써, 벌레나 먼지가 팬의 후방(팬 설치부와 커버부 사이의 공간)으로 유입된 후 팬에 달라붙는 현상을 방지하기 위한 것이다.

팬 설치부(10)의 하부에는 공기유로부(30)가 위치한다. 공기유로부(30)는, 상방으로부터는 팬(12)에서 토출된 공기가 유입되고, 그 측면에 형성된 벌레유입구(32)를 통해서는 공기와 벌레를 흡입하게 되며, 이렇게 공기유로부(30)로 들어온 공기와 벌레는 그 하부에 설치된 포집부(40)로 토출된다. 팬(12)이 회전하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 팬의 후방에 형성되는 음압으로 인해 공기유입구(23)를 통해 외부의 공기가 팬의 후방으로 유입되고, 다시 팬 후방의 공기는 팬에 의해 가속되어 팬 전방(공기유로부 내부 공간)으로 토출되는데, 이렇게 공기유로부(30)의 내부 공간에서 공기가 고속으로 유동함에 따라 공기유로부(30) 내부의 압력이 그 외부의 압력보다 낮아지게 되고, 이에 따라 공기유로부(30) 측면에 형성된 벌레유입구(32)를 통해 공기유로부(30) 외부의 벌레와 공기가 내부로 흡입된다.

따라서 후술할 UV LED에서 조사되는 자외선에 의해 포충기 주변으로 유인된 벌레는 공기유입구(23)를 통해서가 아니라 벌레유입구(32)를 통해서 포충기 내부로 빨려 들어가게 되고, 이렇게 빨려 들어간 벌레는 팬을 거치치 않고 곧바로 포집부(40)에 포획된다.

공기유로부(30)의 내부에는 상부(팬 설치부 쪽)에서 하부(포집부 쪽)로 갈수록 점점 공기 유로가 좁아지는 깔때기 형상의 토출유로(34)가 형성되어 있다. 도시된 바와 같이 토출유로 하단의 토출구는 그 단면적이 작기 때문에 상당히 토출구를 지나가는 공기의 유속은 가속된다. 따라서 한번 토출구를 빠져 나가 포집부(40) 내부 공간에 포획된 벌레는 토출구를 통해 탈출할 수 없게 된다.

포집부(40)는 공기유로부(30)의 하부에 설치되며, 그 벽면에는, 공기는 배출되고 벌레는 배출되지 않는 망목을 가지는 공기배출구(42)가 형성되어 있다. 포집부(40)를 이루는 하우징의 표면에 일정 간격으로 공기배출구(42)를 형성하고, 공기배출구(42)에 망을 설치하면, 포집부(40)는 그 형태를 그대로 유지하며 내부의 공간을 확보할 수 있게 되고, 또 외부에서 내부에 포획된 벌레들이 잘 보이지 않도록 가림으로써 미관을 헤치는 것일 방지할 수 있다. 포집부(40)는 공기유로부(30)에 대해 착탈 가능하게 설치되어 내부에 포획된 벌레를 비울 수 있도록 구성하였다. 포집부(40)는 공기유로부(30)와의 연결 부위에서 서로 분리될 수도 있고, 포집부(40)의 바닥면만 분리될 수도 있다. 즉 포집부(40)는 개방 가능하다.

한편, 포집부(40)에 이산화탄소가 발생하는 물질을 넣어, 이산화탄소에 의해 유인되는 모기에 대한 유인력을 더 높일 수 있다. 가령 포집부 내부 공간에 이스트를 넣어 두면, 이산화탄소가 발생하여 모기를 더욱 잘 유인할 수 있다.

팬 설치부(10)와 공기유로부(30)는 도 2에 도시된 바와 같이 연결부(14)에 의해 서로 연결 고정될 수 있다. 상술한 벌레유입구(32)는 연결부(14), 팬 설치부(10)의 하단, 그리고 공기유로부(30)의 상단에 의해 규정될 수 있다.

UV LED(50)는 이러한 벌레유입구(32) 주변에 설치된다. UV LED에서 조사되는 자외선은 수평 방향으로 외향하여 조사되어 벌레를 벌레유입구(32) 쪽으로 유인한다. 바람직하게 UV LED(50)는 연결부(14)에 설치될 수 있다. 연결부(14)는 팬에 의해 공기유로부(30)를 흐르는 공기와, 벌레유입구(32)를 통해 공기유로부 내부로 유입되는 공기 유동과 마주한다. 따라서 연결부(14)에 UV LED(50)를 설치하면, 벌레를 직접적으로 벌레유입구 쪽으로 유인할 수 있음은 물론, 공기 유동에 의해 쉽게 방열이 이루어지게 된다. 따라서 UV LED의 발광 효율이 저하되는 일 없이 장시간 UV LED를 사용할 수 있다.

도 3을 참조하면, UV LED의 설치 위치는 상술한 연결부 외에도, 가령 도 3의 A, B, C, D 부위에 설치될 수도 있다. 이러한 위치 역시 팬(12)에 의해 형성되는 공기 유동로에 인접하기 때문에, 공기 유동에 의해 UV LED의 방열을 더 촉진할 수 있다.

한편 종래의 UV 광원 램프로 포충기를 제작함에 있어서는 UV 광원 램프의 소비전력이 크고, 램프의 크기와 대응하는 사이즈의 팬 역시 소비전력이 크기 때문에, 이를 배터리로 작동시키기 위해서는 배터리의 규모가 상당해야 한다. 하지만 크고 무거운 배터리를 사용해야 한다는 점은 휴대성을 근본으로 하고 있는 배터리를 사용하는 장점을 크게 감소시킨다. 가령 12시간 동안 종래의 포충기를 작동시키기 위해서는 리튬 폴리머 전지의 경우 3.7V 48Ah 정도의 용량이 요구되는데, 이는 무게가 1kg의 넘게 되는 용량이다. 이정도 용량의 리튬 폴리머 전지는 제작 비용이 상당하게 된다. 한편 납축전지의 경우 12V 13Ah 정도의 용량이 요구되는데, 이 정도의 배터리는 그 무게가 대략 4kg 정도 나가게 된다.

하지만 본 발명에서와 같이 UV LED로 포충기를 제작할 때에는 소비전력을 60% 이상 줄일 수 있고, 팬 역시 소형의 사이즈로 제작이 가능하게 되므로, 전체적인 전력 소비율을 크게 낮출 수 있게 된다. 따라서 소형의 배터리로도 12시간 이상 포충기를 작동시킬 수가 있고, 이는 포충기의 활용 분야를 크게 넓히는 계기가 된다. 가령, 포충기의 광원을 UV LED로 변경하게 되면, 리튬 폴리머 전지의 경우 3.7V 16Ah 정도의 용량이 요구되는데, 이는 무게가 400g에 불과하고, 제작 비용이 훨씬 저렴하며, 부피도 작다. 한편 납축전지의 경우 12V 4Ah 정도의 용량이 요구되는데, 이 역시 크기를 많이 줄일 수 있고, 무게가 1.7kg 정도로 많이 줄일 수 있다.

특히 리튬폴리머 전지는 납축전지에 비해 배터리의 형태에 대한 설계가 상대적으로 자유롭다. 도 4를 참조하면, 본 발명에서는 팬 설치부(10)의 내부 공간에, 이러한 배터리(70)를 내장할 수 있다. 본 발명에 따르는 팬 설치부(10)의 내부 공간은 환형인데, 배터리(70) 역시 환형으로 제작 가능하다. 또한 본 발명에서는 원통형의 포충기를 예시하고 있으나, 포충기의 형태는 이 외에도 다양한 형태, 가령 정사각 기둥 형태로 제작할 수도 있고, 이러한 형태에 따라 배터리의 형태 역시 변경 가능하다.

이처럼 본 발명에 따르면, 팬 설치부(10)의 내부에 배터리(70)가 내장되고, 또한 회로기판(60)도 내장된다. 회로기판(60)은 외부로부터 공급되는 전원을 제어하는 기능을 구현한 소자가 실장된다. 회로기판(60)에는 외부에서 전원이 연결될 수 있으며, 이는 회로기판(60)과 전기적으로 연결된 단자(75)를 통해 가능하다. 단자(75)는 포충기에 구비되는데, 보다 바람직하게는 도 4에 도시된 바와 같이 팬 설치부(10)의 외측면으로 노출되도록 설치될 수 있다.

단자(75)에 외부 전원이 연결되면, 회로기판(60)은 외부 전원으로 배터리(70)를 충전하고, 또한 외부 전원을 UV LED(50)와 팬(12)에 공급하여 포충기를 작동시킬 수 있다. 또한 외부 전원 없이 포충기를 작동시킬 때, 회로기판(60)은 배터리(70)의 전력을 UV LED(50)와 팬(12)에 공급하여 포충기를 작동시킬 수 있다.

배터리(70)를 이렇게 팬 설치부(10) 내부에 내장하면, 포충기에서 팬 설치부(10)가 가장 무거운 부분이 된다. 통상 포충기는 고리 부재(25)를 통해 매달아 설치하므로, 가장 무거운 부분인 팬 설치부(10)가 하중을 지지하는 고리 부재(25)에 가장 가깝게 배치되므로, 그 하부에 있는 공기유로부(30)나 포집부(40)가 배터리의 하중을 반드시 감당해야 하는 것은 아니다. 따라서 공기유로부와 포집부를 더욱 경량으로 제작하는 것이 가능하다.

도 5는 본 발명에 따른 포충기의 다른 일 실시예의 단면 상부를 나타낸 부분 확대도이다. 도 5에 도시된 벌레유입구(32)는 도 3에 도시된 벌레 유입구와 대비하여 상대적으로 축소된 직경 부분에 형성된 점에 차이가 있다. 이러한 형상을 형성하기 위해 팬 설치부(10)의 하부에는 팬의 설치위치에서 멀어질수록, 즉 공기가 유동함에 따라 점점 그 단면적이 좁아지는 축경부(16)가 형성되어 있다. 또한 공기유로부(30)의 상부에는 공기가 유동함에 따라 그 단면적이 점점 넓어지는 확경부(36)가 형성되어 있다. 그리고 축경부(16)의 단부와 확경부(36)는 그 단부가 서로 마주하고 있으며, 이렇게 축경부와 확경부가 서로 마주하는 부분에 벌레유입구(32)가 형성되어 있다.

팬에 의해 토출된 공기는 축경부(16)를 지나며 더욱 가속된다. 따라서 벌레유입구(32) 부근에서 공기유로부의 내부 압력은 낮아지게 되고, 이에 따라 벌레유입구(32)를 통해 외부의 공기나 벌레가 더욱 강하게 흡인된다. 또한 이러한 구성에 의하면, 포충기의 전체적인 직경에 비해 벌레유입구(32)가 형성된 부분의 직경이 작게 되므로, 벌레유입구(32) 주변에 설치된 UV LED(50)를 충격이나 오염, 침수로부터 보호하기 용이하고, 벌레유입구(32) 외부의 공간이 상대적으로 좁기 때문에, 흡인력이 더 강하게 작용하여, 벌레가 더 잘 빨려 들어가게 된다.

[UV LED의 운용]

UV LED(50)는 포충기의 둘레를 따라 등간격으로 복수 개 설치되어, 포충기 주변의 측면을 향해 모든 방향으로 자외선이 조사되도록 구성할 수 있다. 도시된 예에서는 4개의 UV LED(50)가 90도 간격으로 설치된 사항이 개시되어 있으나, 설치 개수는 광의 세기, 광의 확산각 등에 대응하여 결정될 수 있다.

또한 복수 개의 UV LED(50)는 가장 간단하게는 하나의 스위치에 의해 함께 켜지거나 꺼지도록 구성할 수 있다. 이러한 수동 온오프 구조는 각각의 UV LED (50)마다 적용할 수도 있다. 이러한 스위치는 포충기를 벽면 등에 설치할 때 유용하게 사용될 수 있다.

또한 UV LED(50)의 조사 방향에 있는 공간에 어떠한 움직임이 있는지를 감지하는 움직임 감지 센서를 방향 별로 설치하고, 센서에서 움직임이 감지되는 공간으로 자외선을 조사하는 UV LED(50)는 꺼지도록 구성하는 것 역시 가능하다. 포충기에서 곤충을 유인하는 자외선 파장대는 주로 UVA 영역이므로 인체에 그다지 나쁜 영향을 미치지는 않지만, 이러한 자외선에 장시간 피부가 노출될 경우 홍반을 일으킬 수도 있으며, 지속적으로 자외선 광원을 직접적으로 바라보는 행동은 시력 저하나 백내장을 유발할 수도 있다. 하여 본 발명에서는 움직임 감지 센서를 활용하여 움직임이 감지되는 영역에는 자외선이 조사되지 않도록 UV LED 광원의 온오프를 제어할 수 있음을 예시한다. 이처럼 사람의 움직임이 감지되는 방향과 그 인접 방향을 향해 자외선을 조사하는 UV LED에 대한 전원을 오프 시킴으로써, 사람이 자외선에 직접적이고 지속적으로 노출되는 것을 최소화할 수 있다.

그리고 이에 더해 포충기에 조도 센서를 설치하여 UV LED(50)의 온오프가 자동적으로 이루어지도록 하는 것 역시 가능하다. 조도 센서는 가시광선의 조도를 측정하는 센서 또는/및 자외선의 조도를 측정하는 센서를 포함할 수 있다. 이들 센서를 활용한 자동 온오프는 여러 가지 형태로 구현할 수 있다. 가령 모기는 주로 밤에 활동하고 또한 낮에는 자외선 지수가 높아 UV LED (50)에서 조사되는 자외선이 태양에서 오는 자외선과 상쇄되어 포충기에서 조사하는 자외선이 모기에게 별다른 유인 효과를 가지지 못하므로, 가시광선의 조도와 자외선의 조도가 모두 일정 수준 이상으로 높은 경우에는 UV LED(50)에 전원을 공급하지 않고 포충기의 전원이 꺼지도록 구현할 수 있다. 또한 조도 센서에 의해 측정된 자외선의 조도에 비례하여 UV LED(50)에서 조사되는 자외선의 세기를 더 세게 함으로써, 자연 상태의 자외선보다 더 강한 자외선을 발생시켜 곤충의 유인효과를 낼 수도 있다. 이처럼 가시광선 영역과 자외선 영역에 대한 조도 센서를 모두 구비하면, 다양한 환경에 각각 대응하여 포충기의 작동 여부 등을 자동 제어할 수 있다.

한편, 포충의 타겟이 되는 곤충의 습성에 따라 지속적으로 일정하게 조사되는 자외선에 더 잘 유인되는 곤충도 있고, 점멸되거나 깜빡임이 있는 자외선에 더 잘 유인되는 곤충도 있다. 따라서 모든 UV LED(50)가 점멸되도록 전원을 제어하는 것 역시 가능하다. 이러한 점멸은 동시에 이루어지도록 할 수도 있으며, 경우에 따라서는 릴레이 방식으로 복수 개의 UV LED에 돌아가며 이루어지도록 할 수도 있다.

[UV LED 광원]

도 6은 본 발명의 포충기에 사용되는 UV LED를 나타낸 사시도이다. 본 발명에 따른 포충기의 측면에는 측방을 향해 자외선을 조사하는 UV LED 광원이 설치되어 있는데, 이러한 포충기를 공간에 설치할 때에는 사람의 손이나 시선이 잘 가지 않는 높이인 사람 키보다 높은 위치에 설치하는 것이 일반적이다. 이 때 사람들이 주로 활동하는 영역을 향해 자외선이 분산되어 조사되는 것보다는 자외선의 조사 영역이 UV LED가 설치된 높이 부근으로 집중되는 것이 자외선을 멀리까지 조사할 수 있어 더욱 유리하다. 또한 자외선이 조사 영역 내의 특정 부분에 집중되는 것보다는 조사 영역 내에서 골고루 조사되도록 하는 것이 바람직하다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 UV LED(50)는 기판(52) 상에 실장되고, 그 상부에 커버 또는 렌즈(54)가 일체로 또는 별도로 설치되는 구조이다. 앞서 살펴본 바와 같이 자외선의 조사 영역이 UV LED가 설치된 높이 부근으로 집중되도록 하기 위해, 본 발명에 따른 UV LED의 렌즈(54)는 UV LED(50)에서 조사되어 나오는 자외선이 상하방향(Y-Y)으로는 보다 집중적으로 밀집되어 조사되고, 좌우방향(X-X)으로는 보다 확산되어 조사되도록 광경로를 제어한다.

따라서 상하방향(Y-Y)으로는 좁고, 좌우방향(X-X)으로는 넓은 타원 형태로 렌즈를 제작하면, UV LED의 자외선이 좌우방향으로는 넓게 확산되는 반면 상하방향으로는 좁게 조사된다.

한편 렌즈의 외측 표면에서 반사나 전반사에 의해 기판 방향으로 되돌아오는 자외선이 존재할 수 있다는 점을 감안하여, 기판(52) 상에는 반사면을 마련하는 것이 바람직하다. 그러면 반사면에서 재반사되어 나가는 자외선에 의해 자외선의 강도는 더욱 세지게 된다.

상기 렌즈(54)는 자외선 투과율이 높으면서 자외선에 의해 열화되지 않는 재질인 것이 바람직하다. 이를 위해 상기 렌즈의 재질은 석영, 단량체의 비율이 80% 이상 인 PMMA, 불소계 합성수지(가령 Dupont 사의 Teflon) 등으로 제조될 수 있다. 또한 상기 렌즈의 외면은 샌드 블라스트 공정 등을 통해 거칠기 처리되어 더욱 면광원화할 수 있다.

UV LED(21)에서 조사되는 자외선의 파장은 포충의 목적이 되는 곤충의 종류에 대응하여 적절히 선정될 수 있다. 기존의 자외선 램프와 달리 UV LED(50)에서 조사되는 자외선은 반치폭(spectrum half width)이 좁아 피크파장 부근에 자외선 세기가 집중된다는 점, 피크파장을 정밀하게 조절할 수 있다는 점에서 UV LED(50)를 사용하였을 때 포충 효율을 드라마틱하게 높일 수 있다.

이와 같이 기존의 자외선 램프를 사용할 때보다, UV LED를 사용하는 경우 벌레 유인 효과가 훨씬 탁월하다는 것은 실험으로 확인할 수 있었다.

다음은 동일한 조건에서 UV LED를 설치한 포충기와, 기존의 상용 BL램프를 사용한 포충기를 사용하여 포충 실험을 한 결과이다. 먼저 두 램프의 제원을 살피면 아래 표와 같다.

	전압[V]	전류[A]	전력[W]	PF	Wp[nm] 피크파장	Fw[nm] Spectrum Half width	Φe[mW] 방사속(Radiant Flux)	Φv[lm]
UV LED 램프	220.1	0.034	4.98	0.66	367.94	9.24	759.19	5.7
Black Light 램프	220.1	0.247	6.4	0.12	365.88	18.36	528.8	8.37

두 램프 모두 피크 파장 365nm 부근으로 비슷하지만, 스펙트럼 피크치의 중간 부분의 폭(spectrum half width)은 UV LED가 BL 램프의 반에 불과하고, 가시광선 영역 대비 UV의 세기는 UV LED가 133mW/lm으로 BL 램프 63mW/lm보다 2배 이상 크다.

이를 가지고 야외 축사에서 2회 실험을 하였는데, 하룻밤 동안 유인되어 포집된 개체의 수(Trap Index)는 다음과 같다.

종(Specie)	일반명칭 (전염질병)	포집 개체수		평균 포집율% (표준편차)
종(Specie)	일반명칭 (전염질병)	B/L	UV LED	B/L	UV LED
*Aedes* *vexans*	금빛숲모기 (West Nile Fever)	1 0	7 0	12.5 (-)	87.5 (-)
*Anopheles* *sinensis*	중국얼룩날개모기 (Malaria)	296 316	1,028 2,500	16.8b (7.9)	83.2a (7.9)
*Culex* *pipiens*	빨간집모기 (West Nile Fever)	118 104	497 536	17.8b (2.1)	82.2a (2.1)
Cx . *tritaeniorhynchus*	작은빨간집모기 (J. Encephalitis)	687 452	3,307 3,196	14.8b (3.4)	85.2a (3.4)
*Mansonia* *uniforms*	반점날개늪모기	145 80	269 368	26.5b (12.1)	73.5a (12.1)
Total		1,247 952	5,108 6,600	16.1b (4.9)	83.9a (4.9)

위 실험결과에서 알 수 있듯이, UV LED 포충기를 사용한 경우가, 기존의 BL램프 포충기를 사용한 경우보다 5배 이상의 포집 효율을 갖는다. 이러한 실험 결과는 UV LED가 기존의 자외선 램프보다 반치폭(spectrum half width)이 훨씬 좁아 원하는 파장대의 자외선을 집중적으로 조사할 수 있다는 점, 조사되는 광이 지향성을 가지고 있어서 목표가 되는 지점에 자외선 조사 영역을 집중할 수 있다는 점 등에 기인한 것이라 추정된다.

다음으로, 본 발명의 UV LED(50)는 365nm의 피크파장을 가지는 자외선을 조사한다. 일반적으로 UVA 영역대의 자외선은 벌레 유인 효과가 있는 것으로 알려져 있으나, 그 영역 중 특히 어떠한 파장대에서 더 효과가 좋은지에 대해서는 딱히 알려져 있지 않다. 이러한 기존의 지식은 UVA 영역의 자외선 램프가 다른 영역의 자외선 램프보다 벌레 유인 효과가 더 좋다는 점에서 비롯된 것이다. 하지만 UV LED는 자외선 램프에 비해 반치폭이 상당히 좁기 때문에 어떠한 피크파장을 가지는 자외선이 더 벌레 유인 효과가 좋은지 특정할 필요가 있다.

이에 암실 조건에서 각각 340nm 피크파장과 365nm 피크파장의 면광원화 자외선을 조사하며 방사속이 500mW인 UV LED가 설치된 두 Lurallite 트랩을 사용하여 집파리에 대해 실시한 포충 경쟁 실험을 하였다.

집파리 포집율은 50마리의 집파리를 서로 얼마나 포집하였는가를 비교하여 이루어졌다. 실험 장소는 암실 내의 스크린 봉합공간(1.8 x 3.7 x 1.8m)이다. 실내온도는 26±1℃, 습도는 64±4%이며, 아침부터 1시간, 2시간, 4시간, 8시간, 12시간 동안 동시에 자외선에 노출시킨 경합 테스트(paired test)였으며, 서로 위치를 바꾸어 동일한 조건으로 2회 실시하였다.

노출기간 (시간)	누적 포집율의 평균과 표준편차 (%)
노출기간 (시간)	365 nm 피크파장 (500mW 방사속 면광원화)	340 nm피크파장 (500mW 방사속 면광원화)	Total
1	11.0 ±1.4a¹ ⁾	3.0 ±1.4a	14.0 ±0.0
2	23.0 ±4.2a	5.0 ±1.4a	28.0 ±2.8
4	56.0 ±5.7a	11.0 ±1.4a	67.0 ±4.2
8	79.0 ±7.1a	14.0 ±0.0b	93.0 ±7.1
12	84.0 ±2.8a	16.0 ±2.8b	100.0 ±0.0

각각 365nm 피크파장과 340nm 피크파장을 가지는, 면광원화한 500mW 방사속의 UV LED가 설치된 Luralite 트랩을 이용하여, 아침부터 12시간동안 암실 조건에서 스크린 봉합공간 내에 있는 50마리의 집파리에 대한 포집율 비교(서로 위치를 바꾸어 동일한 조건으로 2회 실시)

¹⁾은 해당 표기가 있는 행에서는 큰 차이가 없었다는 것을 의미한다(p>0.05; SPSS PC 소프트웨어를 사용한 paired t-test).

표 3에서 알 수 있듯이, 8시간과 12시간 노출에서, 365nm 피크파장의 500mW 방사속의 면광원 자외선이 340nm 피크파장의 500mW 방사속의 면광원 자외선보다 집파리 포집율이 더욱 높다. 따라서 365nm 피크파장의 자외선이 340nm 피크파장의 자외선보다 더 포집 효율이 좋다는 것을 알 수 있다.

상술한 실험 결과에 근거, 본 발명에서는 365nm의 피크파장을 가지는 UV LED(20)를 광원으로 한다. 대략 360~ 370 nm 의 피크파장을 가지는 자외선이라면 이와 동등한 효과를 낼 것으로 기대한다.

또한, 본 발명은 도 6에 도시된 렌즈(52)의 형상과, 샌드 블라스트 공정으로 렌즈의 표면을 거칠기 처리함으로써, 점광원인 UV LED(50)의 발광 형태를 면발광 형태로 상당 수준 변경할 수 있다.

면발광과 점발광이 가지는 벌레 유인 효과의 차이는 이하의 실험 결과에서 확인할 수 있다.

면발광의 효과를 확인하기 위한 실험은, 암실 조건에서 각각 면광원화된 자외선과 면광원화하지 않은 직발광 자외선을 조사하는 두 Lurallite 트랩을 사용하여 집파리에 대해 실시한 포충 경쟁 실험으로서, 모두 1000mW의 방사속을 가지는 365nm 피크파장 UV LED 자외선의 포충 경쟁 실험이다.

집파리 포집율은 50마리의 집파리를 서로 얼마나 포집하였는가를 비교하여 이루어졌다. 실험 장소는 암실 내의 스크린 봉합공간(1.8 x 3.7 x 1.8m)이다. 실내온도는 26±1℃, 습도는 62±4%이며, 아침부터 1시간, 2시간, 4시간, 8시간, 12시간동안 동시에 자외선에 노출시킨 경합 테스트(paired test)였으며, 서로 위치를 바꾸어 동일한 조건으로 4회 실시하였다.

표 4에서 알 수 있듯이, 2시간, 4시간, 8시간 및 12시간 노출에서, 면광원화된 자외선의 집파리 포집율이 면광원화하지 않은 직발광 자외선 트랩보다 현저히 높았다. 따라서 1000mW의 방사속을 가지며 365nm 피크파장의 면광원화 자외선을 사용한 트랩이, 1000mW의 방사속을 가지며 365nm 피크파장의 면광원화하지 않은 직발광 자외선을 사용한 트랩보다 더 효율적이다.

노출기간 (시간)	누적 포집율의 평균과 표준편차 (%)
노출기간 (시간)	직발광 (1000mW 방사속 365nm 피크파장)	면광원화 (1000mW 방사속 365nm 피크파장)	Total
1	3.0 ±1.2a¹ ⁾	7.0 ±2.6a	10.0 ±2.3
2	6.5 ±4.1b	29.5 ±12.8a	36.0 ±12.8
4	15.0 ±8.4b	52.0 ±10.5a	67.0 ±9.0
8	22.0 ±8.5b	76.0 ±10.3a	98.0 ±2.8
12	22.5 ±9.1b	77.5 ±9.1a	100.0 ±0.0

각각 면광원화 자외선과 면광원화하지 않은 직발광 자외선을 조사하며, 1,000mW의 방사속을 가지는 365nm 피크파장 UV LED가 설치된 Luralite 트랩을 이용하여, 아침부터 12시간동안 암실 조건에서 스크린 봉합공간 내에 있는 50마리의 집파리에 대한 포집율 비교(서로 위치를 바꾸어 동일한 조건으로 4회 실시)

이처럼 본 발명의 렌즈 구조에 의하면 면발광에 필요한 별도의 광학 구성(확산판 등) 없이, 이격 설치되는 UV LED(50)에 간단하게 렌즈(50)를 설치하는 것만으로도 면발광에 상응하는 효과를 냄으로써, 포충 효율을 더욱 높일 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

10: 팬 설치부
12: 팬
14: 연결부
16: 축경부
20: 커버부
22: 지지부
23: 공기유입구
24: 망
25: 고리 부재
30: 공기유로부
32: 벌레유입구
34: 토출유로
36: 확경부
40: 포집부
42: 공기배출구
50: UV LED
52: 기판
54: 렌즈(커버)
60: 회로기판
70: 배터리
75: 단자

Claims

벌레를 유인하는 자외선을 발광하는 UV LED(50);
공기 유동을 일으키는 팬(12)이 설치된 팬 설치부(10);
팬 설치부(10)에 연결되며, 팬(12)에서 토출되는 공기의 유동로가 형성된 공기유로부(30);
상기 공기유로부(30)에 연결되는 포집부(40);를 포함하며,
상기 팬(12)이 작동함에 따라 상기 팬 설치부(10)에서 공기유로부(30)로 흐르는 공기 유동에 의해, 상기 공기유로부에 형성된 벌레유입구(32)로 벌레가 유입되는 것을 특징으로 하는 포충기.
청구항 1에 있어서,
상기 UV LED에서 조사되는 광의 피크파장은 360 ~ 370 nm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 포충기.
청구항 1에 있어서,
상기 UV LED의 전방에는 표면이 거칠기 처리된 커버가 설치되는 것을 특징으로 하는 포충기.
청구항 1에 있어서,
상기 UV LED의 광 조사 방향은 포충기에 대해 측방을 향하며,
상기 UV LED의 수평방향으로의 광의 확산각이 수직방향으로의 확산각보다 더 큰 것을 특징으로 하는 포충기.
청구항 1에 있어서,
상기 UV LED는 상기 벌레 유입구 주변에 설치되는 것을 특징으로 하는 포충기.
청구항 1에 있어서,
상기 UV LED는 팬에 의해 형성되는 공기의 유동로 상에 또는 유동로와 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 포충기.
청구항 1에 있어서,
상기 팬 설치부(10)의 내부에는,
상기 UV LED와 팬에 대한 전원을 제어하는 회로기판(60)과,
상기 UV LED와 팬에 사용될 전력을 축전하는 배터리(70)가 구비되는 것을 특징으로 하는 포충기.
청구항 1에 있어서,
상기 팬 설치부(10)에는 커버부(20)가 설치되되,
상기 팬 설치부(10)와 커버부(20) 사이에는 공기유입구(23)가 형성되는 것을 특징으로 하는 포충기.
청구항 8에 있어서,
상기 공기유입구(23)에는 벌레 또는 먼지의 유입을 방지하는 망(24)이 설치되는 것을 특징으로 하는 포충기.
청구항 8에 있어서,
상기 커버부(20)는 팬 설치부(10)의 상부에 돔 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 포충기.
청구항 1에 있어서,
상기 공기유로부(30)는 팬 설치부(10)의 하부에 형성된 연결부(14)를 통해 상기 팬 설치부(10)의 하부에 연결되며,
상기 팬 설치부(10)의 하단, 연결부(14) 및 공기유로부(30)의 상단에 의해 상기 벌레유입구(32)가 규정되는 것을 특징으로 하는 포충기.
청구항 11에 있어서,
상기 UV LED는 상기 연결부에 설치되는 것을 특징으로 하는 포충기.
청구항 11에 있어서,
상기 공기유로부(30)의 내부에는 밑으로 갈수록 단면적이 좁아지는 깔대기 형태의 토출유로(34)가 구비되는 것을 특징으로 하는 포충기.
청구항 11에 있어서,
상기 팬 설치부(10)의 하부에는 축경부(16)가 형성되어 공기의 유속을 증가시키는 것을 특징으로 하는 포충기.
청구항 14에 있어서,
상기 공기유로부의 상부에는 확경부(36)가 형성되는 것을 특징으로 하는 포충기.
청구항 1에 있어서,
상기 포집부는 개방 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 포충기.
청구항 1에 있어서,
상기 포집부는, 공기는 배출하고 벌레는 통과하지 못하는 공기배출구(42)를 구비하는 것을 특징으로 하는 포충기.
청구항 1에 있어서,
상기 포집부에는 이산화탄소를 발생시키는 이스트가 구비되는 것을 특징으로 하는 포충기.