KR20180010876A - 자외선 살균 램프, 자외선 살균 모듈 및 이를 포함하는 공기조화기 - Google Patents

자외선 살균 램프, 자외선 살균 모듈 및 이를 포함하는 공기조화기 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 자외선 살균 램프는, 외면에 의하여 정의되는 외경과, 내부공간에 의하여 정의되는 내경과, 적어도 상기 내경과 외경의 길이방향으로 연장되는 길이를 가지는 램프 몸체; 적어도 자외선을 발생시키기 위하여, 상기 내부공간에 충전되는 방사물질; 및 상기 방사물질을 방전시키기 위하여, 상기 램프 몸체의 외면에 제공되는 외부 전극을 포함하고, 상기 램프 몸체의 내경은 최소 0.7mm인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 자외선 살균 램프의 크기가 감소되어 다양한 공간에 배치될 수 있는 장점이 있다. 또한, 소형의 자외선 살균 램프를 통하여 균일한 면적을 살균 가능함으로써, 살균 효율이 증가될 수 있다. 또한, 자외선 살균 램프의 내경 또는 외경의 최적화된 크기를 제시할 수 있다. 또한, 소비되는 소비전력이 감소됨으로써, 경제적인 이익이 발생될 수 있다. 또한, 미량의 수은을 포함함으로써, 친환경적이라 할 수 있다. 또한, 발상되는 UV-C파장에 의하여 강력한 살균력을 얻을 수 있다. 또한, 외부 전극 방식을 사용함으로써, 병렬 연결 및 램프의 고수명을 보장할 수 있다. 따라서, 자외선 살균 램프를 모듈화 함으로써, 다양한 분야에 사용될 수 있다.

Description

자외선 살균 램프, 자외선 살균 모듈 및 이를 포함하는 공기조화기{ULTRAVIOLET RAYS STERILIZATION LAMP AND ULTRAVIOLET RAYS STERILIZATION MODULE AND AIR CONDITIONER COMPRISING THE SAME}
본 발명은 자외선 살균 램프, 자외선 살균 모듈 및 이를 포함하는 공기조화기에 관한 것이다.
일반적으로 자외선 램프는 자외선을 발생시켜, 세균 및 진균 등의 살균을 목적으로 다양한 방면에서 사용된다.
자외선 램프는 램프 방식을 사용함으로써, 필요한 시기에 간편한 조작으로 적절히 사용 가능하다. 그리고, 자외선 램프를 설치하기 위한 설치비와 유지비가 저렴하다. 또한, 자외선 램프에서 발생되는 자외선은 변화가 거의 없어, 지속적으로 동일한 살균력을 가진다.
자외선 램프는 램프의 내부에 제공되는 물질에 의하여 다양한 파장의 자외선(Ultraviolet rays, UV)을 발생시킨다. 예를 들어, UV-A(400nm~315nm파장), UV-B(파장315nm~280nm파장), UV-C(280nm~110nm 파장) 등을 발생시킬 수 있다.
그 중, UV-C에 해당되는 파장에서, 253.7nm 파장의 자외선이 가장 살균력이 우수하다. 세균 및 진균 등에 UV-C가 조사되면, 세균 및 진균 등의 DNA가 손상되어 사멸된다. 즉, 자외선은 생물의 DNA를 손상 시킴으로써, 다양한 균들에 대하여 유효한 살균력을 가진다.
따라서, 자외선 램프를 이용한 살균은 열에 의한 살균, 약품에 의한 살균, 오존 등에 의한 살균, 방사선에 의한 살균 보다 효율적이다. 다만, 자외선은 생물의 DNA를 손상시킴으로써, 사람 등에게 조사되지 않도록 주의가 필요하다.
한편, 자외선 램프는 전원이 공급되어 자외선을 발생시키는 동안만 살균이 유효하다. 따라서, 자외선 살균 램프의 수명을 향상시키는 것이 중요한 이슈이다.
또한, 자외선 살균 램프에서 발생되는 자외선을 일정시간 동안 균일하게 조사되어야 다양한 균들에게 살균력이 미치게 됨으로써, 균일한 면에 일정한 자외선을 조사하는 것 또한 하나의 중요한 이슈이다.
일 예로, 대한민국 공개특허 제10-2003-0091688호, "공기조화기"와 같이 자외선 램프는 공기조화기의 내부에 설치될 수 있다.
종래의 자외선 램프는 크기가 크기 때문에 공간 효율 측면 및 공기 유로 측면에서 문제가 있다.
또한, 크기가 큰 자외선 램프를 설치하여도 균일한 면을 고르게 살균하지 못하는 문제가 있다.
또한, 크기가 큰 자외선 램프는 소비하는 전력이 크며, 상기 자외선 램프를 다수 개로 사용할 경우, 소비되는 전력을 충족시키기 위하여 전력설비를 확충 비용, 및 소비 전력 증가로 인한 전기료가 상승되는 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2003-0091688호, 공기조화기의 설명.
본 발명은, 다양한 공간에서 사용될 수 있도록 공간 효율이 증가된 소형의 자외선 살균 램프 및 자외선 살균 모듈을 제공할 수 있다.
본 발명은, 일정한 면적을 균일하게 살균할 수 있는 자외선 살균 램프 및 자외선 살균 모듈을 제공할 수 있다.
본 발명은, 소비되는 전력이 감소되는 자외선 살균 램프 및 자외선 살균 모듈을 제공할 수 있다.
본 발명은, 상기되는 자외선 살균 램프 및 자외선 살균 모듈을 내부에 구비하는 공기조화기를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 자외선 살균 램프는, 외경과, 내부공간에 의하여 정의되는 내경과, 길이방향으로 연장되는 길이를 가지는 램프 몸체를 포함할 수 있다.
또한, 램프 몸체는 석영, 보로실리케이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 외경은 1mm 내지 7mm 로 제공될 수 있다.
또한, 상기 내경은 최소 0.7mm로 제공될 수 있다.
또한, 상기 내부공간에 충전되며, 자외선을 발생시키는 방사물질을 포함할 수 있다.
또한, 상기 방사물질은 수은(Hg), 네온(Ne), 크세논(Xe), 크립톤(Kr), 아르곤(Ar), 브롬화제논(XeBr), 염화제논(XeCl), 브로민화크립톤(KrBr), 염화크립톤(KrCl), 메탄(Ch4), 수은(Hg)를 포함하는 합금 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 램프 몸체의 외면에 제공되고, 상기 방사물질을 방전시키기 위한 외부전극을 포함할 수 있다.
또한, 상기 외부전극은 은(Ag), 탄소나노튜브(CNT), 구리(Cu), 백금(Pt) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 외부 전극은 상기 램프 몸체의 양측 단부에서 1cm 내지 3cm로 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 자외선 살균 모듈은, 적어도 두 개의 자외선 램프와, 상기 자외선 램프를 지지하는 다수의 홀더와, 상기 자외선 램프와 병렬 연결되어 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 공기조화기는, 공기를 유출입할 수 있는 유입구와 토출구를 가지는 본체와, 본체의 내부공간에 배치되어 공기와 열교환하는 열교환기와, 상기 열교환기와 열 교환한 공기를 강제 유동시키는 송풍팬과, 상기 본체의 내부공간에 배치되고, 상기 본체의 내부공간으로 유입되는 공기와 상기 본체의 내부를 살균하는 자외선 살균 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 자외선 살균 램프의 크기가 감소되어 다양한 공간에 배치될 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따르면, 소형의 자외선 살균 램프를 통하여 균일한 면적을 살균 가능함으로써, 살균 효율이 증가될 수 있다.
본 발명에 따르면, 자외선 살균 램프의 내경 또는 외경의 최적화된 크기를 제시할 수 있다.
본 발명에 따르면, 소비되는 소비전력이 감소됨으로써, 경제적인 이익이 발생될 수 있다.
본 발명에 따르면, 미량의 수은을 포함함으로써, 친환경적이라 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 발생되는 UV-C파장에 의하여 강력한 살균력을 얻을 수 있다.
본 발명에 따르면, 외부 전극 방식을 사용함으로써, 병렬 연결 및 램프의 고수명을 보장할 수 있다.
본 발명에 따르면, 자외선 살균 램프를 모듈화 함으로써, 다양한 분야에 사용될 수 있다.
도 1은 제 1실시예에 따른 자외선 살균 램프의 사시도.
도 2는 도 1의 자외선 살균 램프의 종단면도.
도 3은 도 1의 자외선 살균 램프의 횡단면도.
도 4는 본 실시예에 따른 자외선 살균 램프에서 자외선이 발생되는 상태를 나타낸 도면.
도 5는 본 실시예에 따른 자외선 살균 램프의 크기를 변화시켜 소비되는 전력을 비교한 도면.
도 6은 제 2실시예에 따른 자외선 살균 모듈의 구성도.
도 7은 제 3실시예에 따른 자외선 살균 모듈의 평면도.
도 8은 도 7의 자외선 살균 모듈의 사시도.
도 9는 도 7의 자외선 살균 모듈에서 A-A를 절단한 단면도.
도 10은 제 4실시예에 따른 자외선 살균 모듈의 평면도.
도 11은 도 10의 자외선 살균 모듈의 사시도.
도 12는 공기조화기(벽걸이형)의 운전시 사시도
도 13은 도 12의 공기조화기(벽걸이형)의 정지시 사시도.
도 14는 도 12의 공기조화기(벽걸이형)의 분해 사시도.
도 15는 도 12에 도시된 풍향조절부재가 공조 공기를 실내로 토출 안내할 때의 종단면도.
도 16은 제 5실시예에 따른 자외선 살균 모듈이 설치된 공기조화기(벽걸이형)의 종단면도.
도 17은 도 16의 자외선 살균 모듈이 살균 작동하는 것을 나타낸 도면.
도 18은 종래 자외선 램프를 사용할 경우, 일정 영역에서 측정되는 전력에너지를 설명하는 도면.
도 19는 본 발명에 따른 자외선 살균 램프를 사용할 경우, 일정 영역에서 측정되는 전력에너지를 설명하는 도면.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명의 사상은 이하에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 및 추가 등에 의해서 용이하게 구현할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 수 있다. 그리고, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
이하의 실시예에 첨부되는 도면은, 같은 실시예 임에도 불구하고, 발명 사상이 훼손되지 않는 범위 내에서, 용이하게 이해될 수 있도록 하기 위하여, 미세한 부분의 표현에 있어서는 도면 별로 서로 다르게 표현되거나, 도면에 따라서 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
<제 1실시예>
도 1은 제 1실시예에 따른 자외선 살균 램프의 사시도이고, 도 2는 도 1의 자외선 살균 램프의 종단면도이고, 도 3은 도 1의 자외선 살균 램프의 횡단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 자외선 살균 램프(100)는, 외관을 형성하며 내부공간(S)을 가지는 램프 몸체(101)를 포함할 수 있다.
상기 램프 몸체(101)는 상기 내부공간(S)을 가질 수 있도록 바(Bar), 튜브(Tube), 파이프(Pipe) 등의 형상으로 제공될 수 있다. 그리고, 상기 램프 몸체(101)는 절단한 단면은 원형, 다각형, 타원형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 절단한 단면의 내측에는 중공이 형성될 수 있다. 상기 중공은 원형, 다각형, 타원형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않으나, 상기 자외선 살균 램프(100)에서 발생되는 자외선이 전 방면으로 균일하게 조사되도록 원형으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 램프 몸체(101)가 원형으로 제공되면, 상기 램프 몸체(101)는 일정한 외경(D1)과 내경(D2)를 가질 수 있다. 그리고, 상기 램프 몸체(101)의 외경(D1)과 내경(D2)의 바람직한 치수는 도 5에서 상세히 설명한다.
상기 램프 몸체(101)는 길이 방향으로 길게 제공될 수 있다. 상기 램프 몸체(101)의 길이(L1)는 상기 자외선 살균 램프(100)가 장착되는 장치에 따라서 다양한 길이로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 자외선 살균 램프(100)가 벽걸이형 공기조화기에 제공될 경우, 적어도 60cm 내지 70cm 정도로 제공될 수 있다. 또한, 상기 자외선 살균 램프(100)가 공기청정기에 제공될 경우, 적어도 20 cm 내지 50 정도로 제공될 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않고, 다양한 길이로 제공될 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 상기 램프 몸체(101)는 원형으로 형성되고, 길이가 긴 직관 형상으로 형성되는 것으로 한다.
상기 램프 몸체(101)는 상기 내부공간(S)에서 발생되는 자외선이 외부로 잘 투과될 수 있는 물질로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 램프 몸체(101)는 석영, 보로실리케이트(Borosilicate), 상기 석영 또는 상기 보로실리케이트가 함유된 유리 등으로 형성될 수 있다. 상기 석영의 경우, 투과성이 우수하여 자외선의 손실이 최소화될 수 있다.
상기 내부공간(S)은 상기 램프 몸체(101)의 내측에 제공되는 밀폐된 공간으로 이해할 수 있다. 그리고, 상기 내부공간(S)에는 자외선을 발생시키기 위한 방사물질(103)이 봉입될 수 있다. 상기 램프 몸체의 내부공간(S)은 상기 방사물질(103)이 충전된 상태에서 밀봉되어 제공될 수 있다. 따라서, 상기 내부공간(S)은 외부로부터 어떠한 물질도 유입되지 않는 공간을 형성할 수 있다.
상기 방사물질(103)은 살균력이 우수한 UV-C파장을 발생시킬 수 있는 물질로 이해할 수 있다. 상기 방사물질(103)은 가스상태로 제공될 수 있고, 소량의 혼합물을 더 포함할 수 있다. 상기 방사물질(103)은 가스상태의 서로 다른 방사물질(103)이 서로 혼합되어 제공될 수 있다.
상기 방사물질(103)에는 수은(Hg), 네온(Ne), 크세논(Xe), 크립톤(Kr), 아르곤(Ar), 브롬화제논(XeBr), 염화제논(XeCl), 브로민화크립톤(KrBr), 염화크립톤(KrCl), 메탄(Ch4) 중 하나 이상이 포함될 수 있다. 그리고, 상기 방사물질(103) 중 상기 수은(Hg) 이외의 물질은 대부분 가스상태로 제공될 수 있다. 따라서, 상기 수은(Hg) 이외의 물질을 "충전가스"라 칭할 수 있다.
상기 방사물질(103) 중 네온(Ne), 크세논(Xe), 크립톤(Kr), 아르곤(Ar)의 경우, 다른 원소와 화학 반응을 일으키기 어려운 불활성가스이면서도, 특정한 경우에서 파장을 발생시키는 물질이 될 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않는다.
상기 방사물질(103) 중 수은의 경우, 가장 살균력이 우수한 253.7nm 파장과 인접합 파장의 자외선을 발생시킬 수 있다. 그리고, 자외선을 발생시키기 위하여 인가되는 소비전력에 대비 발생되는 광 변환율이 가장 우수하다.
반면, 상기 수은은 '미나마타 병'으로 알려진 질환을 유발시키며, 기체 상태로 장거리를 이동하는 특성이 있어, 인체 건강과 환경에 영향을 미치는 유해물질로 지정되어 있다. 이에 대하여, 상기 수은의 사용을 최소화하기 위한 국제적인 협의가 유엔환경계획(UNEF)에서 진행되었고, 그 결과 "수은에 관한 미나마타협약"이 발효되었다. 상기 유엔환경계획(UNEF)의 기준에 따르면, 상기 수은은 최소 5mg 에서 40mg까지 함유될 수 있다.
또한, 국내의 경우에도, 수은의 사용량을 감소하기 위하여, 램프의 크기 또는 용도, 제조기술에 따른 다양한 기준을 제시하고 있다. 상기 국내의 수은 함량 기준에는, 환경마크인증기준(한국환경산업기술원), LOHAS(한국표준협회) 등의 기준을 사용하고 있다. 상기 환경마크인증기준의 기준에 따르면, 상기 수은은 5mg이 함유될 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는, 가장 우수한 253.7nm 파장에 인접한 자외선을 제공하면서도, 상기 미나마타협약과 국내의 수은 함량 기준인 5mg보다 적은 양의 수은을 사용한다.
예를 들어, 상기 방사물질(103)은 대다수의 불활성가스(103B)와 미량의 수은을 포함하는 합금으로 제공될 수 있다. 상기 합금은 아말감(103A)(Amalgam)으로 제공될 수 있다. 상기 아말감(103A)은 주석(Sn)+수은(Hg), 아연(Zn)+수은(Hg), 인듐(In)+수은(Hg) 등의 합금로 제공될 수 있다. 이때, 상기 아말감(103A)은 최소 500마이크로미터(um) 이상의 크기로 제공될 수 있다. 그리고, 상기 불활성가스(103B)는 약 99%정도로 제공될 수 있다. 또한, 상기 불활성가스(103B)는 상압 또는 중압으로 제공될 수 있다.
상기 램프 몸체(101)의 외면에는 외부 전극부(102)이 더 포함될 수 있다.
본 실시예에 따른 자외선 살균 램프(100)는 외면에 전극이 구비되는 외부 전극 방식(External Electrode)을 사용한다. 상기 외부전극방식은 상기 램프 몸체(101)의 외면에 상기 외부 전극부(102)를 제공하고, 상기 내부공간(S)의 방사물질을 방전(Discharge) 및 여기(Excitation)시켜 자외선을 발생시키는 방식이다.
상기 외부전극방식에 의하면, 종래 자외선 램프에서 사용되던 필라멘트(내부전극방식)가 제거되어, 상기 필라멘트에 의한 발열, 흑화, 수명감소 등의 문제를 방지할 수 있다.
또한, 상기 외부전극방식을 사용하는 경우, 상기 내부전극방식을 사용하는 자외선 램프보다 수명이 증가되고, 상기 램프 몸체(101) 자체의 발열이 감소될 수 있다. 또한, 상기 램프 몸체(101)의 외면에 상기 외부 전극부(102)가 제공됨으로써, 병렬 연결이 가능한 장점이 있다.
상기 외부 전극부(102)는 제1전극을 제공하는 제1전극부(102A)와, 제2전극을 제공하는 제2전극부(102B)를 포함할 수 있다. 상기 제1전극부(102A)와 상기 제2전극부(102B)는 서로 이격되어, 상기 램프 몸체(101)의 양측 단부에 제공될 수 있다.
상기 외부 전극부(102)는 도전성 물질이 포함되는 도전성 액을 상기 램프 몸체(101)의 외면에 도포하여 제공할 수 있다. 또한, 상기 외부 전극부(102)는 상기 도전성 액에 상기 램프 몸체(101)의 일부분을 담근 후, 빼내어 경화시켜 제공할 수 있다.
상기 도전성 액에는 상기 도전성 물질 이외에, 결합제, 첨가제, 용제 중 하나 이상이 포함될 수 있다. 상기 도전성 물질에는 은(Ag), 탄소나노튜브(CNT), 구리(Cu), 백금(Pt) 중 하나 이상이 포함될 수 있다. 상기 결합제에는 에폭시 계, 수지 계, 바인더 등이 포함될 수 있다. 따라서, 상기 도전성 물질은 상기 램프 몸체(101)의 외면에 용이하게 고정될 수 있다.
예를 들어, 상기 외부 전극부(102)는 실버페이스트로 제공될 수 있다. 상기 실버페이스트로 상기 외부 전극부(102)를 제공할 경우, 은을 사용함으로 전기 전도측면에서 장점이 있으나, 산화가 빨리 이뤄지고, 가격이 비싼 문제가 있다.
또한, 상기 외부 전극부(102)는 탄소나노튜브(CNT) 분말을 바인더(Binder)와 혼합하여 상기 램프 몸체(101)의 외면에 박막으로 제공하고, 경화하여 고정할 수 있다. 상기 탄소나노튜브(CNT)로 상기 외부 전극부(102)를 제공할 경우, 상대적으로 가격이 저렴한 장점이 있으나, 상기 은에 비하여 전기 전도측면에서 낮은 단점을 가진다.
즉, 상기 도전성 물질을 포함하는 도전성 액을 상기 램프 몸체(101)의 외주면에 박막으로 제공하는 어떠한 방법으로 가능할 것이다.
한편, 본 실시예에서는 도전성 액으로 상기 외부 전극부(102)를 제공하는 것으로 설명되나, 캡(Cap)형상으로 형성된 외부 전극을 상기 램프 몸체(101)의 외면에 끼워서 제공하는 것 또한 가능할 것이다. 이러한 사상에 제한되지 않는다.
상기 외부 전극부(102)는 상기 램프 몸체(101)의 양측 단부에서 적어도 1cm 내지 3cm의 길이(L2)제공될 수 있다. 그리고, 상기 외부 전극부(102)는 상기 램프 몸체(101)의 양측 단부에서 상기 램프 몸체(101)의 길이방향으로 제공될 수 있다.
상기 외부 전극부(102)가 1cm보다 작게 형성될 경우, 상기 램프 몸체(101)의 내부에 봉입된 방사물질(103)을 방전 및 여기시키는 것이 어려운 문제가 있다. 즉, 상기 외부 전극부(102)가 제공되는 면적이 감소되어 상기 방사물질(103)을 방전 및 여기시킬 수 있는 효율이 감소될 수 있다.
상기 외부 전극부(102)가 3cm 크게 형성될 경우, 상기 램프 몸체(101)의 내부에 봉입된 방사물질(103)은 충분히 방전 및 여기시킬 수 있으나, 상기 외부 전극부(102)가 제공되는 면적이 증가되어 발생된 자외선이 외부로 조사되는 면적이 감소될 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 상기 외부 전극부(102)는 상기 램프 몸체(101)의 양측 단부에서 최소 1cm 내지 3cm의 길이(L2)로 제공되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 외부 전극부(102)는 상기 램프 몸체(101)의 외경 및 내경이 증가될수록 제공되는 외부 전극부(102)의 길이도 증가될 수 있다. 즉, 상기 램프 몸체(101)의 외경 및 내경과 비례하여 제공되는 상기 외부 전극부(102)의 길이가 증가될 수 있다.
도 4는 본 실시예에 따른 자외선 살균 램프에서 자외선이 발생되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 램프 몸체(101)의 양측 단부에 각각 배치된 상기 제1전극부(102A)와 상기 제2전극부(102B)로 전원이 인가될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1전극부(102A) 및 상기 제2전극부(102B)에는 "음극" 및 "양극"이 각각 인가될 수 있다.
상기 제1전극부(102A) 및 상기 제2전극부(102B)에는 상기 램프 몸체(101)의 내부에 봉입된 방사물질(103)을 방전(Discharge) 및 여기(Excitation)시키기 위한 고전압의 전원이 인가될 수 있다. 이때, 상기 고전압의 전원은 저전류로 제공될 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않는다.
상기 제1전극부(102A)와 상기 제2전극부(102B)에 전원이 인가되면, 상기 방사물질(103)은 상기 제1전극부(102A)과 상기 제2전극부(102B)의 사이에 형성되는 전기장(Electric Field) 상에 배치될 수 있다.
상기 방사물질(103)이 상기 전기장 상에 위치하면, 상기 램프 몸체(101)의 밀폐된 내부공간에서 상기 방사물질(103)이 방전 및 여기될 수 있다. 상기 방사물질(103)이 방전 및 여기되면, 자외선이 발생될 수 있다. 이때, 발생되는 자외선은 상기 램프 몸체(101)의 내부에 봉입된 방사물질(103)의 종류에 따라서 발생될 수 있는 자외선의 파장이 달라질 수 있다. 본 실시예에서는 UV-C 파장의 자외선 중 살균력이 가장 우수한 253.7nm파장 및 253.7nm에 인접한 자외선 파장들을 발생시킬 수 있는 상기 방사물질(103)이 봉입된다.
이하에서는, 도 4를 참조하여, 상기 전기장에 의하여 UV-C파장의 자외선이 발생되는 과정을 상세히 설명한다.
상기 램프 몸체(101)의 내부에는 상기 방사물질(103)이 봉입될 수 있다. 상기 방사물질(103)은 대다수의 불활성가스(103B)와 미량의 수은을 포함하는 합금, 즉 아말감(103A)으로 제공될 수 있다.
그리고, 상기 제1전극부(102A)와 상기 제2전극부(102B)에 전원이 인가될 수 있다. 이때, 상기 제1전극부(102A)는 "음극"으로, 상기 제2전극부(102B)는 "양극"으로 설명한다. 전원이 공급되면, 상기 제1전극부(102A)와 상기 제2전극부(102B) 사이에는 전기장이 발생될 수 있고, 상기 방사물질(103)은 상기 전기장 상에 배치될 수 있다.
상기 전기장 상에 배치되면, 상기 내부공간(S)에 존재하는 전자(104)들은 제2전극부(102B)를 향하여 이동하게 된다. 이때, 전자(104)는 음전하를 가지는 입자로써, "양극"을 향하는 방향인 오른쪽으로 이동할 수 있다.
상기 전자(104)가 상기 제2전극부(102B)를 향하여 이동하는 중, 상기 방사물질(103)과 서로 충돌할 수 있다. 상세히, 상기 전자(104)는 상기 내부공간(S)에 봉입된 상기 불활성가스(103B)와 상기 아말감(103A)과 충돌할 수 있다. 그리고, 상기 적어도 하나의 전자(104)는 상기 내부공간(S)에 봉입된 대다수의 불활성가스(103B)와 충돌하며, 상기 다수의 전자(104)로 증가될 있다. 이후, 다수의 전자(104)는 연속적으로 상기 불활성가스(103B) 및 상기 아말감(103A)과 충돌한다. 안정적인 상태인 상기 불활성가스(103B)와 상기 아말감(103A)은 상기 전자(104)와 충돌하여 전리(ionization), 방전(Discharge) 및 여기(excitation)될 수 있다. 이때, 상기 아말감(103A)에 포함된 수은이 방전 및 여기되며 자외선이 발생될 수 있다.
도 5는 본 실시예에 따른 자외선 살균 램프의 크기를 변화시켜 소비되는 전력을 비교한 도면이다.
도 5를 참조하면, 상기 자외선 살균 램프(100)는 서로 이격되게 다수개로 배치될 수 있다. 그리고, 상기 자외선 살균 램프(100)는 일정한 외경(D1, 도 3 참조) 및 내경(D2, 도 3 참조)을 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 자외선 살균 램프(100)는 일정한 길이(L1)을 가지도록 형성될 수 있다.
상기 자외선 살균 램프(100)는 외경(D1), 내경(D2) 및 길이(L1)에 의하여 봉입될 수 있는 상기 방사물질(103)의 양이 정해질 수 있다. 이 중, 상기 길이(L1)의 경우, 상기 자외선 살균 램프(100)가 설치되고자 하는 위치에 따라 변경될 수 있다. 또한, 상기 길이(L1)는 상기 자외선 살균 램프의 외경(D1) 및 내경(D2)과 비교하여 볼 때, 미치는 영향이 다소 미비할 수 있다.
따라서, 발명자는 상기 자외선 살균 램프의 길이(L1)를 고정하고, 상기 자외선 살균 램프의 외경(D1) 및 내경(D2)을 변화시켜, 본 실시예에 따른 바람직한 상기 자외선 살균 램프(100)의 크기를 제안한다.
상기 자외선 살균 램프(100)는 외경(D1)의 크기에 따라, 상기 자외선 살균 램프(100)가 설치되는 위치에 유체역학적 측면에서 영향을 미칠 수 있다. 상기 자외선 살균 램프(100)는 일반적으로 물 또는 공기 등과 같은 유체를 살균하기 위하여 사용될 수 있다. 따라서, 상기 자외선 살균 램프의 외경(D1)이 증가되면, 상기 자외선 살균 램프(100)가 설치되는 공간에서의 물 또는 공기 등과 같은 유체의 흐름에 영향을 미칠 수 있다.
또한, 상기 자외선 살균 램프는 내경(D2)의 크기에 따라, 상기 자외선 살균 램프의 내부공간(S)에 봉입될 수 있는 방사물질(103)의 양이 정해질 수 있다. 그리고, 상기 방사물질(103)의 양의 증감에 따라서 상기 자외선 살균 램프(100)의 소비 전력이 변화될 수 있다. 다시 말하면, 상기 방사물질(103)의 양이 증가되면, 상기 방사물질(103)을 방전 및 여기시키기 위한 소비 전력이 증가될 수 있다.
즉, 상기 자외선 살균 램프의 외경(D1)과 내경(D2)은 유체역학적 측면과, 소비 전력 측면으로 접근하여 바람직한 외경(D1) 및 내경(D2)을 도출할 필요가 있다.
도 5의 (a)를 살펴보면, 다수의 자외선 살균 램프(100)가 나열되어 배치된다. 그리고, 상기 자외선 살균 램프(100)는 1mm의 제1외경(D1a), 700마이크로미터(um)의 제1내경(D2a), 및 65cm의 길이(L1)으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1외경(D1a) 및 제1내경(D2a)을 가지는 자외선 살균 램프(100)를 제1자외선 살균 램프(100A)라 칭할 수 있다.
상기 제1자외선 살균 램프(100A)는 다소 작은 크기로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제1자외선 살균 램프(100A)의 내부에 봉입된 방사물질(103, 도 4 참조)은 다소 작은 양으로 제공될 수 있다. 상기 제1자외선 살균 램프(100A)를 작동시키기 위하여 소비되는 소비 전력은 약 0.3~0.5W로 측정되었다. 또한, 상기 제1자외선 살균 램프(100A)는 다소 작은 크기로 형성됨으로써, 유체역학 측면에서 유체의 유동에 미치는 영향이 미비할 수 있다.
즉, 상기 제1자외선 살균 램프(100A)는 상기 방사물질(103)을 작동시키기 위한 소비 전력이 낮다. 또한, 유체의 유동에 미치는 영향을 미비함으로써 다수개를 인접하게 배치할 수 있다. 또한, 크기가 작은 공간에서도 사용될 수 있다.
다만, 상기 제1자외선 살균 램프(100A)는 다소 크기가 작으므로, 외부의 충격으로부터 취약한 점이 있다. 또한, 제작의 어려움이 있다. 또한, 제1자외선 살균 램프의 제1내경(D2a)은 내부공간(S)에 봉입되는 방사물질(103)을 고려하여야 한다. 상기 방사물질(103) 중, 상기 아말감(103A, 도 4 참조)은 고체로서 일정한 크기를 가지며, 상기 제1내경(D2a)는 상기 아말감(103A)의 크기보다 크도록 제공되어야 한다. 상기 아말감(103A)의 경우, 최소 500마이크로미터(um)의 크기로 제공될 수 있다. 따라서, 상기 제1내경(D2a)은 상기 아말감(103A)을 용이하게 투입할 수 있도록 적어도 700마이크로미터(um)이상으로 형성될 필요가 있다.
따라서, 본 실시예에서 제안하는 상기 제1자외선 살균 램프(100A)의 바람직한 최소 크기는 최소 700마이크로미터(um)이상의 제1내경(D2a)과, 상기 제1내경(D2a)을 포함하면서도 파손되지 않을 정도의 두께를 가지는 1mm 이상의 제1외경(D1a)을 포함할 수 있다.
도 5의 (b)를 살펴보면, 다수의 자외선 살균 램프(100)가 나열되어 배치된다. 그리고, 상기 자외선 살균 램프(100)는 3mm의 제2외경(D1b), 2mm의 제2내경(D2b), 및 65cm의 길이(L1)으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제2외경(D1b) 및 제2내경(D2b)을 가지는 자외선 살균 램프(100)를 제2자외선 살균 램프(100B)라 칭할 수 있다.
상기 제2자외선 살균 램프(100B)는 상기 제1자외선 살균 램프(100A)보다 다소 크게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제1자외선 살균 램프(100A)의 내부에 봉입된 방사물질(103, 도 4 참조)보다 다소 많은 양이 제공될 수 있다. 발명자가 실험에 의하여 측정한 결과, 상기 제2자외선 살균 램프(100B)를 작동시키기 위하여 소비되는 소비 전력은 약 2~3W로 측정되었다.
즉, 상기 제2자외선 살균 램프(100B)는 상기 제1자외선 살균 램프(100A)보다 큰 크기로 제공되어 충전되는 상기 방사물질(103)의 양이 증가된다. 그리고, 상기 방사물질(103)을 방전시키기 위한 소비전력이 증가되고, 발생되는 자외선의 전력에너지가 증가되었다. 그리고, 상기 제2자외선 살균 램프(100B)는 크기가 커짐으로써 유체의 유동에 미치는 영향이 다소 증가되었으나, 크기가 커짐으로써 파손될 위험의 문제가 감소되었다.
도 5의 (c)를 살펴보면, 다수의 자외선 살균 램프(100)가 나열되어 배치된다. 그리고, 상기 자외선 살균 램프(100)는 7mm의 제3외경(D1c), 5mm의 제3내경(D2c), 및 65cm의 길이(L1)으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제3외경(D1c) 및 제3내경(D2c)을 가지는 자외선 살균 램프(100)를 제3자외선 살균 램프(100C)라 칭할 수 있다.
상기 제3자외선 살균 램프(100C)는 상기 제2자외선 살균 램프(100B)보다 더 크게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제2자외선 살균 램프(100B)의 내부에 봉입된 방사물질(103, 도 4 참조)보다 더욱 많은 양이 제공될 수 있다. 발명자가 실험에 의하여 측정한 결과, 상기 제3자외선 살균 램프(100C)를 작동시키기 위하여 소비되는 소비 전력은 약 8~10W로 측정되었다.
즉, 상기 제3자외선 살균 램프(100C)는 상기 제2자외선 살균 램프(100B)보다 큰 크기로 제공됨으로써, 자외선을 발생시키기 위한 소비 전력이 더욱 증가되었다. 그리고, 소비 전력이 더욱 증가됨으로써 자외선의 전력에너지는 더욱 증가되었다.
다만, 상기 제3자외선 살균 램프(100C)는 상기 방사물질(103)을 방전시키기 위한 소비 전력이 큼으로써, 발생되는 열이 증가될 수 있다. 또한, 크기가 커짐으로써, 유체의 유동에 미치는 영향이 증가되어, 유체에 대하여 높은 저항력을 가질 수 있다. 또한, 다수개를 인접하게 배치하기가 어려운 문제가 있다.
따라서, 본 실시예에서 제안하는 상기 제3자외선 살균 램프(100C)의 바람직한 최대 크기는 7mm 이하의 제3외경(D1c)을 포함할 수 있다.
상기 자외선 살균 램프의 내경(D2)은 상기 방사물질(103)이 봉입되는 봉입량 및 소비 전력과 서로 비례적인 상관 관계를 가질 수 있다. 그리고, 상기 방사물질(103)의 봉입량은 상기 자외선 살균 램프(100)의 내경(D2) 및 길이(L1)의 영향을 받을 수 있다. 그리고, 상기 자외선 살균 램프의 외경(D1)은 상기 자외선 살균 램프의 내구성 및 유체역학 측면에서 유체의 유동 저항과 서로 비례적인 상관 관계를 가질 수 있다.
결과적으로, 바람직한 상기 자외선 살균 램프(100)의 내경(D2)은 700마이크로미터(um) 이상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 자외선 살균 램프(100)의 외경(D1)은 1mm 이상에서 7mm 이하로 제공될 수 있다.
<제 2 실시예>
본 발명의 제 2실시예는 제 1실시예에서의 자외선 살균 램프를 하나의 자외선 살균 모듈로써 제공하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 상기 제 2실시예는 제 1실시예의 구성으로서 동일하게 적용되는 부분은 제 2실시예의 설명이 그대로 적용되는 것으로 한다.
도 6은 제 2실시예에 따른 자외선 살균 모듈의 구성도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 자외선 살균 모듈(110)은, 서로 이격되어 배치되는 다수의 자외선 살균 램프(100)와, 상기 다수의 자외선 살균 램프(100)와 연결되는 전선(111)과, 상기 전선(111)과 연결되는 전원 공급부(112)를 포함할 수 있다.
상기 전선(111)은 상기 자외선 살균 램프의 외부 전극부(102, 도 1 참조)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 전선(111)은 상기 외부 전극부(102)에 바로 솔더링(Soldering), 접착제 등에 의하여 연결될 수 있다. 그리고, 상기 전선(111)은 상기 다수의 자외선 살균 램프(100)와 상기 전원 공급부(112)를 병렬 연결할 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않고, 상기 전선(111)은 상기 다수의 자외선 살균 램프(100) 각각과 상기 전원 공급부(112)를 직렬 연결하는 것 또한 가능할 수 있다. 그러나, 본 실시예에서는 상기 다수의 자외선 살균 램프(100)의 크기를 소형화하고, 사용되는 소비 전력을 감소시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 함으로써, 병렬 연결되는 것이 바람직하다.
상기 전원 공급부(112)는 상기 자외선 살균 램프(100)로 전원을 공급할 수 있다. 그리고, 상기 전원 공급부(112)는 상기 자외선 살균 램프(100)에 공급되는 전류를 안정시켜 공급할 수 있다. 또한, 상기 전원 공급부(112)는 상기 자외선 살균 램프(100)에서 자외선을 발생시키기 위하여 요구되는 고전압을 발생시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 전원 공급부(112)는 상기 자외선 살균 램프(100)에 공급되는 전원를 안정시키기 위한 장치, 즉 안정기, 인버터 등으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 전원 공급부(112)는 외부로부터 전원을 공급되는 전력계통과, 상기 자외선 살균 램프(100)로 공급되는 전원을 안정시키기 위한 장치가 분리되어 제공될 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않는다.
즉, 상기 전원 공급부(112)는 상기 다수의 자외선 살균 램프(100)를 구동시키기 위하여 요구되는 위한 구동주파수 및 구동 전압 등에 따라 출력 주파수 및 구동 전압 등을 변경하여 공급할 수 있다. 따라서, 상기 전원 공급부(112)는 상기 다수의 자외선 살균 램프(100)를 구동시키기 위하여 전원을 공급할 수 있는 모든 장치를 칭할 수 있다.
결과적으로, 상기 전원 공급부(112)와 상기 다수의 자외선 살균 램프(100)를 병렬 연결함으로써, 상기 다수의 자외선 살균 램프(100)를 동시에 작동시킬 수 있다. 또한, 상기 다수의 자외선 살균 램프(100)에서 요구되는 고전압 및 저전류의 전원을 공급할 수 있다. 그리고, 상기 다수의 자외선 살균 램프(100) 중 하나의 자외선 살균 램프(100)가 불량일 때에도, 유지보수가 용이한 이점이 있다.
<제 3 실시예>
본 발명의 제 3실시예는 제 2실시예에서 자외선 살균 모듈을 지지하기 위한 몸체를 제공하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 상기 제 3실시예는 제 2실시예의 구성으로서 동일하게 적용되는 부분은 제 2실시예의 설명이 그대로 적용되는 것으로 한다.
도 7은 제 3실시예에 따른 자외선 살균 모듈의 평면도이고, 도 8은 도 7의 자외선 살균 모듈의 사시도이고, 도 9는 도 7의 자외선 살균 모듈에서 A-A를 절단한 단면도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 자외선 살균 모듈(120)은, 서로 이격되어 배치되는 다수의 자외선 살균 램프(100)와, 상기 다수의 자외선 살균 램프(100)를 지지하는 모듈 몸체(121)와, 상기 다수의 자외선 살균 램프(100)와 상기 모듈 몸체(121)의 사이에 배치되는 고정부(122)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 다수의 자외선 살균 램프(100)로 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(112, 도 6 참조) 및 전선(111, 도 6 참조)을 더 포함할 수 있다.
상기 고정부(122)는 상기 자외선 살균 램프(100)의 외주면 일부를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 고정부(122)는 복수개로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 고정부(122)는 홀더(holder), 후크(Hook), 클립(Clip) 등으로 제공될 수 있다. 그리고, 상기 고정부(122)는 후술할 상기 모듈 몸체(121)에 고정될 수 있다. 또한, 상기 자외선 살균 램프(100)가 평행한 방향으로 배치될 수 있도록 상기 복수개의 고정부(122)는 동일한 것으로 제공될 수 있다.
상기 고정부(122)는 상기 자외선 살균 램프(100)의 양측을 각각을 지지할 수 있다. 또한, 상기 고정부(122)는 상기 자외선 살균 램프(100)의 양측, 즉 좌측과 우측 각각에 제공되고, 상기 좌측과 우측 사이의 중앙측에도 제공될 수 있다.
상기 고정부(122)는 도전성 물질 및 비도전성 물질 중 적어도 하나로 제공될 수 있다. 또한, 상기 고정부(122)는 상기 자외선 살균 램프(100)의 양측 외주면을 용이하게 지지할 수 있도록 탄성 재질로 형성될 수 있다. 상기 고정부(122)가 탄성 재질로 제공될 경우, 상기 자외선 살균 램프(100)의 착탈이 용이한 이점이 있다.
즉, 상기 고정부(122)는 상기 자외선 살균 램프(100)의 양측 외주면에 제공되어, 상기 자외선 살균 램프(100)를 고정할 수 있다. 그리고, 상기 고정부(122)는 도전성 물질로 제공될 경우, 상기 자외선 살균 램프(100)에 전원을 공급하는 기능을 수행할 수 있다.
예를 들어, 상기 고정부(122)는 상기 자외선 살균 램프의 제1전극부(102A) 및 제2전극부(102B) 상에 각각 위치할 수 있다. 그리고, 상기 자외선 살균 램프의 중앙부분에도 위치할 수 있다. 이때, 상기 제1전극부(102A)에 배치되는 고정부(122)를 제1고정부(122A)라 칭할 수 있다. 그리고, 상기 제2전극부(102B)에 배치되는 고정부(122)를 제2고정부(122B)라 칭할 수 있다. 또한, 상기 중앙부분에 제공되는 고정부(122)를 제3고정부(122C)라 칭할 수 있다. 상기 제1고정부(122A) 및 상기 제2고정부(122B)는 각각 도전성 물질로 제공될 수 있다. 그리고, 상기 제3고정부(122C)는 비도전성 물질로 제공될 수 있다. 이때, 상기 제1고정부(122A) 및 상기 제2고정부(122A)는 도전성 물질로써, 전원을 인가할 수 있으므로 "전도 고정부"라 칭할 수 있다. 그리고, 상기 제3고정부(122C)는 상기 자외선 살균 램프(100)의 하중을 지지함으로 "지지 고정부"라 칭할 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않는다.
상기 고정부(122)는 상기 모듈 몸체(121)에 고정될 수 있다. 또한, 상기 고정부(122)는 상기 모듈 몸체(121)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 즉, 상기 다수의 자외선 살균 램프(100)는 상기 고정부(122)에 의하여 상기 모듈 몸체(121)에 지지될 수 있다.
상기 모듈 몸체(121)는 상기 고정부(122)와 상기 자외선 살균 램프(100)를 지지하기 위한 판(Board), 프레임(Frame) 등으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 모듈 몸체(121)는 일정한 유연성 또는 탄성력을 가질 수 있도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 모듈 몸체(121)는 유연성 및 탄성력을 가지며, 전기적 회로를 형성할 수 있는 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board, 이하 FPCB)으로 제공될 수 있다. 상기 모듈 몸체(121)가 FPCB로 제공될 경우, 상기 모듈 몸체(121)는 상기 고정부(122) 및 상기 자외선 살균 램프(100)를 지지한 상태에서, 다양한 공간에 배치될 수 있도록 변형될 수 있다.
상기 모듈 몸체(121)는 상기 고정부(122)를 통하여 상기 자외선 살균 램프(100)로 전원을 공급할 수 있는 전극 레일(123)을 포함할 수 있다.
상기 전극 레일(123)은 상기 모듈 몸체(121)의 외면에 제공될 수 있다. 또한, 상기 전극 레일(123)은 상기 모듈 몸체(121)의 내부에 제공될 수 있다. 이러한 경우, 상기 고정부(122)는 상기 전극 레일(123)에 접촉될 수 있도록, 상기 모듈 몸체(121)의 일부분을 관통할 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않으며, 본 실시예는 상기 전극 레일(123)이 상기 모듈 몸체(121)의 외면에 제공되는 것으로 설명한다.
상기 전극 레일(123) 상에는 상기 다수의 고정부(122)가 위치할 수 있다. 상기 다수의 고정부(122)는 서로 이격되어 배치될 수 있다. 그리고, 상기 전극 레일(123)은 전원 공급부(112, 도 6 참조) 및 전선(111, 도 6 참조)에 연결될 수 있다. 즉, 상기 전극 레일(123)에 상기 고정부(122), 즉 전도 고정부(122A, 122B)가 고정됨으로써, 상기 자외선 살균 램프(100)에 전원이 공급될 수 있다.
상기 모듈 몸체(121)에는 실링부(129)가 제공될 수 있다.
상기 실링부(129)는 상기 자외선 살균 램프(100)에 전원이 인가되는 부분으로 물방울 등이 침투되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 실링부(129)는 방수물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 실링부(129)는 절연물질을 포함할 수 있다.
상기 실링부(129)는 상기 전극 레일(123), 상기 전도 고정부(122A, 122B), 및 상기 자외선 살균 램프의 외부 전극부(102)에 제공될 수 있다. 또한, 상기 실링부(129)는 상기 전도 고정부(122A, 122B), 및 상기 외부 전극부(102)의 일부분에 제공될 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않으며, 본 실시예에서는 상기 실링부(129)는 상기 전도고정부(122A, 122B) 및 상기 외부 전극부(102)에만 제공되는 것을 도시하였다(도 9 참조).
이러한 구성에 따르면, 상기 실링부(129)가 제공됨으로써 습기 또는 전기적 합선 등에 의하여 발생될 수 있는 안전사고를 예방할 수 있다. 또한, 상기 실링부(129)에 의하여 상기 자외선 살균 램프(100)가 상기 고정부(122)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다.
<제 4 실시예>
본 발명의 제 4실시예는 제 3실시예에서 자외선 살균 모듈을 지지하기 위한 몸체의 일부분이 변형되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 상기 제 4실시예는 제 3실시예의 구성으로서 동일하게 적용되는 부분은 제 3실시예의 설명이 그대로 적용되는 것으로 한다.
도 10은 제 4실시예에 따른 자외선 살균 모듈의 평면도이고, 도 11은 도 10의 자외선 살균 모듈의 사시도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 자외선 살균 모듈(130)은, 다수의 자외선 살균 램프(100)와, 상기 다수의 자외선 살균 램프(100)를 지지하는 고정부(132)와, 상기 고정부(132)를 지지하는 모듈 몸체(131)와, 상기 모듈 몸체(131)에 제공되는 다공부(134)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 다수의 자외선 살균 램프(100)로 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(112, 도 6 참조) 및 전선(111, 도 6 참조)을 더 포함할 수 있다.
상기 모듈 몸체(131)는 일정한 탄성 재질 또는 유연성을 가지는 재질로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 모듈 몸체(131)는 적어도 열과 습기의 내구성이 좋은 재질로 제공될 수 있다. 그리고, 상기 모듈 몸체(131)는 제 3실시예에서 언급된 FPCB가 아닌, 일부분이 메시(Mesh) 또는 그물망의 형상으로 제공될 수 있다. 그리고, 메시 또는 망의 형상으로 제공되는 상기 모듈 몸체(131)의 일부분은 적어도 알류미늄(Al)으로 제공될 수 있다.
즉, 상기 다공부(134)는 상기 모듈 몸체(131)의 일부분에서 다수의 홀(135, Hole)에 의하여 형성된 영역으로 이해할 수 있다.
상기 다공부(134)는 다수의 와이어(Wire)가 서로 교차되어 형성된 다수의 홀(135)에 의하여 제공될 수 있다. 또한, 상기 다공부(134)는 상기 모듈 몸체(131)에서 다수의 홀(135)이 관통되어 제공될 수 있다. 또한, 상기 다공부(134)는 별도의 메시로 제공되고, 중공 영역을 가지는 상기 모듈 몸체(131)에서, 상기 중공 영역에 상기 다공부(134)가 결합될 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않는다.
즉, 상기 다공부(134)가 상기 모듈 몸체(131)에 제공됨으로써, 상기 자외선 살균 램프(100)에서 발생되는 자외선은 전방향으로 조사될 수 있다. 또한, 상기 다공부(134)를 통하여 유체가 유동할 수 있는 통로가 형성될 수 있다. 다시 말하면, 살균하고자 하는 유체를 관통시킬 수 있다. 또한, 상기 유체가 상기 다공부(134)를 관통하는 과정에서, 자외선의 조사 면적, 자외선의 조사 강도 등이 증가되어, 상기 자외선 살균 램프(100)에 의한 살균력이 증가될 수 있다.
한편, 상기 홀(135)은 다각형, 원형, 타원형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 홀(135)의 크기는 상기 다공부(134)를 관통할 수 있는 유체의 유동에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 상기 홀(135)의 크기가 변경됨에 따라서, 상기 모듈 몸체(131)를 관통하는 유량을 조절할 수 있다.
또한, 상기 다공부(134)가 형성되는 상기 모듈 몸체(131)에는 광촉매 물질이 도포될 수 있다. 상기 광촉매 물질이 상기 모듈 몸체(131)에 도포되면, 상기 다공부(134)를 관통하는 유체는 광촉매 물질에 의하여 탈취효과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 상기 광촉매 물질에는 산화타이타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 황화카드뮴(CdS), 지르코니아(ZrO2), 산화바나듐(V2O3), 산화텅스텐 촉매(WO3) 등이 포함될 수 있다. 즉, 상기 유체는 상기 자외선 살균 램프(100)에 의한 살균효과와 더불어 탈취효과까지 얻을 수 있다.
<제 5 실시예>
본 발명의 제 5실시예는 제 1실시예 내지 제 4실시예에서 제시되는 자외선 살균 램프 및 자외선 살균 모듈을 공기조화기(벽걸이형)의 내부에 배치한 것을 특징으로 한다. 따라서, 상기 제 5실시예는 제 1실시예 내지 제 4실시예의 구성으로서 동일하게 적용되는 부분은 제 5실시예의 설명이 그대로 적용되는 것으로 한다.
도 12는 공기조화기(벽걸이형)의 운전시 사시도이고, 도 13은 도 12의 공기조화기(벽걸이형)의 정지시 사시도이고, 도 14는 도 12의 공기조화기(벽걸이형)의 분해 사시도이고, 도 15는 도 12에 도시된 풍향조절부재가 공조 공기를 실내로 토출 안내할 때의 종단면도이다.
도 16은 제 5실시예에 따른 자외선 살균 모듈이 설치된 공기조화기(벽걸이형)의 종단면도이고, 도 17은 도 16의 자외선 살균 모듈이 살균 작동하는 것을 나타낸 도면이다.
도 12 내지 도 15를 참조하면, 공기조화기의 본체(2)는 실내 공기가 흡입되는 공기 흡입구(4)와 공조 공기가 토출되는 공기 토출구(6)가 형성될 수 있다.
공기조화기는 공기 흡입구(4)로 공기를 흡입하여 내부에서 공조한 후 공기 토출구(6)를 통해 토출하는 공조부로서, 스탠드형 공기조화기, 천정형 공기조화기, 및 벽걸이형 공기조화기 등으로 가능하나, 이하에서는 벽걸이형 공기조화기를 예로 들어 설명한다.
본체(2)는 공기조화기의 외관을 형성하는 실내기 바디이고, 하나의 부재로 구성되거나 복수개 부재의 결합체로 구성될 수 있다.
본체(2)는 복수개 부재의 결합체로 구성될 경우, 섀시(10)와, 프론트 프레임(20)과, 흡입 그릴(21)과, 프론트 패널(28)과, 토출 유닛(30)을 포함할 수 있다.
본체(2)는 공기 흡입구(4)가 본체(2)의 전면과 상면에 형성됨과 아울러 공기 토출구(6)가 본체(2)의 하면에 형성될 수 있고, 이 경우프론트 패널(28)이 전후 방향으로 전퇴되거나 상부나 하부를 중심으로 회전되어 본체(2)의 전면과 사이에 공기 흡입 통로를 형성하는 것도 가능하다.
본체(2)는 공기 흡입구(4)가 본체(2)의 상면에 형성됨과 아울러 공기 토출구(6)가 본체(2)의 하면에 형성될 수 있고, 본체(2)의 전면에는 서비스를 위한 개부구가 형성될 수 있으며, 프론트 패널(28)은 본체(2)의 전면 및 개구부을 개폐하도록 배치되는 것도 가능하다.
이하, 본체(2)는 공기 흡입구(4)가 본체(2)의 상부 특히 본체(2)의 상면측에 형성되고, 공기 토출구(6)가 본체(2)의 하부 특히 본체(2)의 하면 측에 형성되며, 프론트 패널(28)이 공기조화기의 전방 측 외관을 형성함과 아울러 본체(2) 내부의 서비스 등을 위해 상부를 중심으로 전방으로 돌출되게 회전되거나 전후 방향으로 진퇴되게 배치되는 것으로 설명한다.
섀시(10)는 실내의 벽에 설치됨과 아울러 공기가 통과하는 송풍 유로가 형성되며 각종 부품이 설치되는 일종의 케이스이다.
섀시(10)는 공기 흡입구(4)로 흡입된 공기를 공기 토출구(6)로 안내하는 송풍 유로 가이드(12)가 형성되고, 송풍 유로 가이드(12)의 좌,우 중 하나의 옆에 각종 전장 부품이 설치되는 전장부(13)가 형성될 수 있다.
송풍 유로 가이드(12)는 후술하는 팬(54)의 유로를 형성하는 것으로서, 섀시(10)에서 전방으로 돌출되는 좌,우 가이드(15, 16)와 좌,우 가이드(15,16) 사이의 중앙 가이드(17)를 포함할 수 있다.
좌,우 가이드(15,16)는 둘 중 하나에 열교환기(60)를 지지함과 아울러 공기의 유로를 형성하는 열교환기 서포터(18)가 설치될 수 있다.
전장부(13)에는 후술하는 팬모터(52)가 안착되어 지지되는 모터 설치부(14)가 전방으로 돌출 형성될 수 있다.
섀시(10)는 전장부(13)에 공기조화기를 제어하는 제어부인 컨트롤 박스(70)가 설치되고, 컨트롤 박스(70)에는 후술하는 송풍기(50)의 팬모터(52)와, 풍향조절부재 구동기구(35) 등을 제어하는 제어부(미도시)가 함께 장착될 수 있다.
프론트 프레임(20)은 섀시(10)와의 사이에 공간을 형성하는 것으로서, 섀시(10)의 전방에 배치될 수 있다.
프론트 프레임(20)은 섀시(10)의 송풍 유로 가이드(12)와 함께 송풍 유로를 형성하고, 섀시(10)에 형성된 전장부(13)를 덮어 전장부(13)를 보호할 수 있다.
프론트 프레임(20)은 상면과 전면에 개구부가 각각 형성되어, 상면 개구부가 공기 흡입구(4)로 작용하고, 전면 개구부(5)가 후술하는 필터(80)나 후술하는 자외선 살균 모듈(760)의 착탈이나 서비스 등을 위한 서비스 홀로 작용할 수 있다.
프론트 프레임(20)은 섀시(10)의 송풍 유로 가이드(12) 전방에 전면 개구부(5)가 전후 개구 형성되고, 섀시(10)의 송풍 유로 가이드(12) 전방 상측에 상면 개구부가 상하 개구 형성될 수 있다.
흡입 그릴(21)은 실내의 공기가 본체(2)의 내부로 흡입되게 하면서 그 하측을 보호하는 것으로서, 프론트 프레임(20)의 상면 개구부인 공기 흡입구(4)에 그릴 형상으로 형성될 수 있다.
토출 유닛(30)은 본체(2)의 내부에서 공조된 공기를 토출 안내하는 것으로서, 섀시(10)와 프론트 프레임(20) 중 적어도 하나에 체결부재 등의 체결수단이나 후크 등의 걸이수단에 의해 조립될 수 있다.
토출 유닛(30)은 상면에 후술하는 열교환기(60)에서 낙하된 응축수를 받는 드레인부(32)가 형성되고, 드레인부(32)에는 응축수를 본체(2)의 외부로 안내하는 드레인 연결 호스(33)가 연결되며, 드레인부(32)의 하부에 공기 토출구(6)가 개구 형성될 수 있다.
토출 유닛(30)에는 공기 토출구(6)를 통과하는 공기의 풍향을 조절하는 풍향조절기구가 설치될 수 있다.
풍향조절기구는 공기 토출구(6)를 통과하는 공기를 안내하면서 풍향을 조절하도록 본체(2) 특히 토출 유닛(30)에 회전되게 배치된 풍향조절부재(34)와, 풍향조절부재(34)를 회전시키는 풍향조절부재 구동기구(35)를 포함할 수 있다.
풍향조절부재(34)는 공기 토출구(6)를 통과하는 공기의 좌우 풍향으로 조절하는 좌우 풍향조절부재와, 공기 토출구(6)를 통과하는 공기의 상하 풍향을 조절하는 상하 풍향조절부재를 포함할 수 있다.
풍향조절부재 구동기구(35)는 좌우 풍향조절부재에 연결되어 좌우풍향조절부재가 수직축을 중심으로 회전되게 하는 것도 가능하고, 상하 풍향조절부재에 연결되어 상하 풍향조절부재가 수평축을 중심으로 상하 회전되게 하는 것도 가능하다.
풍향조절부재(34)는 좌우 풍향조절부재와 상하 풍향조절부재 중 하나가 공기 토출구(6)를 여닫을 수 있도록 회전되게 배치되고, 이하 상하 풍향조절부재가 공기 토출구(6)를 여닫게 배치되고, 풍향조절부재 구동기구(35)가 토출 유닛(30)의 좌,우측면 중 일측면에 설치되어 상하 풍향조절부재를 회전시키는 풍향조절모터로 이루어진 것으로 설명한다.
본체(2)에는 공기 흡입구(4)로 공기를 흡입하여 본체(2)의 내부를 통하도록 한 후 공기 토출구(6)로 토출시키는 송풍기(50), 본체(2)의 내부로 흡입된 공기를 냉매와 열교환시키는 열교환기(60), 공기 흡입구(4)로 흡입된 공기를 정화하는 필터(80) 및 필터(80)가 장착되는 필터 프레임(90)이 설치될 수 있다.
송풍기(50)는 섀시(10) 특히, 전장부(13)에 형성된 모터 설치부(14)에 안착되어 설치되는 팬모터(52)와, 팬모터(52)의 회전축에 설치되고 송풍 유로 가이드(12)에 위치되는 팬(54)를 포함할 수 있다.
팬(54)은 송풍 유로 가이드(15,16,17) 특히 좌,우 유로 가이드(15,16)의 사이에 좌우로 길게 형성된 크로스 플로우 팬으로 이루어질 수 있다.
송풍기(50)는 팬모터(52)를 덮도록 섀시(10)에 설치되는 모터 커버(56)를 더 포함할 수 있다.
열교환기(60)는 공기 흡입구(4)와 팬(54)의 사이에 위치되도록 본체(2)의 공간 특히, 프론트 프레임(20)의 전면부 후방에 위치되게 배치되고, 그 하단은 드레인부(32)의 상측에 위치되게 설치될 수 있다.
열교환기(60)는 드레인부(32)의 상측에 수직하게 위치된 수직부(62)와, 수직부(62)의 상측에서 후방 상측을 향해 경사지게 형성된 전방 경사부(64)와, 전방 경사부(64)의 상부에서 후방 하측을 향해 경사지게 형성된 후방 경사부(66)를 포함할 수 있다.
필터 프레임(90)은 공기 흡입구(4)와 열교환기(60)의 사이에 위치되게 설치될 수 있다.
필터 프레임(90)은 공기가 통과하고 필터(80)가 배치되는 개구부(91)가 형성될 수 있다.
공기조화기는 본체(2)에 설치되어 팬모터(52)와 풍향조절부재 구동기구(35) 등을 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
제어부는 냉방 운전 등의 공조 운전시 팬모터(52) 및 풍향조절부재 구동기구(35)를 제어 가능하다. 이 경우, 냉기 등의 공조된 공기가 풍향조절부재(34)에 안내되어 토출되고, 풍향조절부재(34)는 회전되면서 공조된 공기를 넓게 분산시킬 수 있다.
풍향조절부재 구동기구(35)의 개방 모드시 풍향조절부재(34)는 풍향조절부재 구동기구(35)에 의해 회전되어 공기 토출구(6)을 개방시키고, 팬모터(52)의 구동시 팬(54)은 회전될 수 있다.
팬(54)의 회전시 실내 공기는 공기 흡입구(4)를 통해 본체(2) 내부로 흡입되고 필터(80)에 의해 정화된 후 열교환기(60)와 열교환되고, 이후 공기 토출구(6)를 통과하면서 풍향조절부재(34)에 안내되어 토출될 수 있다.
상기와 같은 공조 운전시 조작부를 통해 스윙 토출 모드가 입력되면, 제어부는 팬모터(52)의 구동 도중에 풍향조절부재 구동기구(35)를 정,역 구동시키고, 풍향조절부재(34)는 풍향조절부재 구동기구(35)에 의해 상하 왕복 스윙되며, 공기 토출구(6)를 통과하는 공기는 상하 분산 토출될 수 있다.
도 16을 참조하면, 공기조화기의 몸체(2)에는 다수의 자외선 살균 모듈(140, 141, 142)이 배치될 수 있다.
상기 다수의 자외선 살균 모듈(140, 141, 142)은 자외선을 발생시키는 다수의 자외선 살균 램프(100)를 포함할 수 있다. 상기 다수의 자외선 살균 램프(100)에서 발생된 자외선에 의하여 상기 공기조화기의 내부가 살균될 수 있다. 그리고, 상기 공기조화기의 내부에 배치된 열교환기(60)도 살균할 수 있다. 상기 다수의 자외선 살균 모듈(140, 141, 142)은 공기조화기의 내부에서 여러 방향으로 위치할 수 있다.
상기 열교환기(60)는 상기 공기조화기의 내부를 유동하는 실내공기와 열 교환하며, 냉매와 실내공기간의 온도 차에 의해 결로현상이 발생될 수 있다. 따라서, 상대적으로 습한 상태로 유지함으로써 세균 및 진균 등의 발생에 취약한 문제가 있다. 또한, 세균 및 진균 등이 발생된 상태에서 상기 공기조화기가 작동되는 경우, 비위생적인 공기가 실내공간으로 토출됨으로써, 사용자의 건강에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다.
상기 자외선 살균 램프(100)는 상기 공기조화기의 내부에서 좌우방향으로 배치될 수 있다. 그리고, 상기 자외선 살균 램프(100)는 좌우방향으로 길게 형성된 직관 형상으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 자외선 살균 램프(100)의 길이(L1, 도 1 참조)는 적어도 60cm 내지 70cm로 제공될 수 있다. 상기 되는 길이는 일반적인 공기조화기의 폭을 고려한 길이이다. 이러한 사상에 제한되지 않는다.
또한, 상기 다수의 자외선 살균 램프(100)를 작동하기 위한 소비 전력은 적어도 30W 내지 60W로 제공될 수 있다. 왜냐하면, 상기 자외선 살균 램프(100)는 소비 전력이 증가될수록 발생되는 열 또한 증가될 수 있다. 상기 자외선 살균 램프(100)에서 발생되는 열이 증가되면, 공기조화기의 냉각 성능이 감소될 수 있다. 또한, 일반적인 공기조화기의 소비 전력 자제가 높은 편임으로, 상기 다수의 자외선 살균 램프(100)를 작동하기 위한 소비 전력은 다소 낮은 것이 좋다.
따라서, 본 실시예에서는 상기 자외선 살균 램프(100)의 길이를 60cm 내지 70cm 로, 상기 다수의 자외선 살균 램프(100), 즉 자외선 살균 모듈(140, 141, 142)이 소비하는 소비 전력은 30W 내지 60W인 것으로 설명한다. 상기되는 자외선 살균 램프(100)의 길이 또는 소비전력은 일 예를 설명하기 위한 것일 뿐이며, 다양한 길이와, 다양한 소비전력으로 변경될 수 있다.
예를 들어, 상기되는 길이 중 하나의 길이(일 예로 65cm)와 총 소비전력(일 예로 60W)을 선택할 수 있다. 그리고, 선택된 길이 및 소비전력을 고려하여 자외선 살균 램프의 간격 및 개수가 정해질 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않는다.
본 실시예에 의하면, 상기 자외선 살균 모듈(140, 141, 142)이 상기 공기조화기의 내부 및 상기 열교환기(60)를 살균함으로써, 살균된 실내공기가 토출되어 쾌적한 실내공간을 제공할 수 있다.
상기 자외선 살균 모듈(140, 141, 142)은 섀시(10)와, 프런트 패널(28)과, 필터 프레임(90) 각각에 제공될 수 있다. 또한, 상기 프런트 패널(28)뿐만 아니라 프런트 플레이트(20)에 설치되는 것도 가능하다. 이러한 사상에 제한되지 않는다. 다만, 본 실시예에서는 상기 자외선 살균 모듈(140, 141, 142)이 상기 섀시(10)와, 상기 프런트 패널(28)과, 상기 필터 프레임(90)에 제공되는 것으로 설명한다.
상세히, 상기 섀시(10)와, 상기 프런트 패널(28)과, 상기 필터 프레임(90) 각각에 상기 자외선 살균 모듈(140, 141, 142)이 배치될 수 있다. 그리고, 상기 섀시(10)와, 상기 프런트 패널(28)과, 상기 필터 프레임(90) 각각에 상기 자외선 살균 모듈의 모듈 몸체(121, 도 7 참조 또는 131, 도 10 참조)가 고정될 수 있다.
즉, 상기 자외선 살균 모듈(140, 141, 142)은 모듈 자체로써 상기 공기조화기의 내부에 살균장치로써 제공될 수 있다. 또는, 상기 다수의 자외선 살균 램프(100)가 직접 고정되는 고정부(122, 도 9 참조)가 상기 공기조화기의 내부에 제공될 경우, 상기 다수의 자외선 살균 램프(100)를 직접 장착하는 것 또한 가능하다. 이러한 사상에 제한되지 않는다.
상기 다수의 자외선 살균 모듈(140, 141, 142)은 상기 공기조화기의 내부에서 제1구역(Z-1), 제2구역(Z-2) 및 제3구역(Z-3) 각각에 서로 이격되어 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1구역(Z-1)은 상기 필터 프레임(90)과 상기 프런트 패널(28)의 사이공간으로 정의 할 수 있다. 상기 제2구역(Z-2)은 상기 열교환기(60) 및 상기 팬(54)과 상기 섀시(10)의 사이공간으로 정의할 수 있다. 상기 제3구역(Z-3)은 상기 열교환기(60) 및 상기 팬(54)과 상기 필터 프레임(90)의 사이공간으로 정의할 수 있다.
상기 다수의 자외선 살균 모듈(140, 141, 142)은 상기 공기조화기의 내부에서, 상기 제1구역(Z-1), 상기 제2구역(Z-2), 및 상기 제3구역(Z-3) 중 하나 이상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1구역(Z-1)에 배치되는 제1자외선 살균 모듈(140), 상기 제2구역(Z-2)에 배치되는 제2자외선 살균 모듈(141), 상기 제3구역(Z-3)에 배치되는 제3자외선 살균 모듈(142)을 포함할 수 있다.
상기 제1자외선 살균 모듈(140) 및 상기 제2자외선 살균 모듈(141)은 상기 공기조화기의 내부에서 섀시(10) 및 프런트 패널(28)에 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 상기 섀시(10) 및 상기 프런트 패널(28)에 의하여 일측 방향으로만 살균이 수행 가능하다. 이러한 경우, 예를 들면 본 발명의 제 3실시예의 자외선 살균 모듈(120)을 쓰는 것이 바람직하다.
상기 제3자외선 살균 모듈(142)은 상기 열교환기(60) 및 상기 팬(54)과 상기 필터 프레임(90)의 사이공간에 배치될 수 있다. 즉, 공기 흡입구(4)로 유입되어 상기 열교환기(60)를 향하는 실내공기와 마주할 수 있다. 이러한 경우, 예를 들면 본 발명의 제 4실시예의 자외선 살균 모듈(130)을 쓰는 것이 바람직하다.
상기 다수의 자외선 살균 모듈(140, 141, 142)은 상기되는 제1,2,3구역 이외에 상기 공기 토출구(6)에 인접하도록 배치될 수 있으며, 이러한 사상에 제한되지 않는다.
즉, 상기 다수의 자외선 살균 모듈(140, 141, 142)에서 발생된 자외선은 상기 공기조화기의 내부와 상기 열교환기(60)를 여러 방면에서 동시에 살균할 수 있다.
이에 따르면, 상기 열교환기(60) 및 상기 공기조화기의 내부에서 발생되는 세균 및 진균 등을 집중적으로 살균할 수 있다. 상기 되는 자외선 살균 모듈(140, 141, 142)의 배치는 일 예일 뿐이며, 이러한 사상에 제한되지 않는다.
도 17을 참조하면, 공기조화기를 가동하면, 팬(54)이 회전할 수 있다. 상기 팬(54)이 회전하면, 상기 공기조화기의 공기 흡입구(4)를 통하여 외부공기(P1)가 유입되고, 유입된 외부공기(P1)는 열교환기(60)와 열 교환할 수 있다. 상기 열교환기(60)와 열 교환한 외부공기(P1)는 상기 공기조화기의 공기 토출구(6)를 통하여 토출될 수 있다.
상기 공기조화기가 가동하면, 상기 공기조화기의 내부공간에 배치된 다수의 자외선 살균 모듈(140, 141, 142)이 작동될 수 있다. 또는, 상기 공기조화기가 가동을 중단하면, 상기 다수의 자외선 살균 모듈(140, 141, 142)은 작동이 중단될 수 있다.
상세히, 상기 공기조화기의 내부공간에 배치된 다수의 자외선 살균 모듈(140, 141, 142)에 전원이 인가될 수 있다. 상기 다수의 자외선 살균 모듈(140, 141, 142)는 제1영역(Z-1), 제2영역(Z-2) 및 제3영역(Z-3)에 각각 배치될 수 있다.
상기 다수의 자외선 살균 모듈(140, 141, 142)는 전원이 인가되면 자외선을 발생시킬 수 있다. 그리고, 발생되는 자외선은 살균에 적합한 자외선(UV-C)의 파장임으로써, 효율적으로 상기 공기조화기의 내부공간을 살균할 수 있다.
즉, 상기 공기 흡입구(4)를 통하여 유입되는 외부공기(P1)는 상기 열교환기(60)로 유입되는 과정에서, 상기 제1영역(Z-1)과 상기 제2영역(Z-2)과 상기 제3영역(Z-3)에 배치된 상기 다수의 자외선 살균 모듈(140, 141, 142)에 의하여 살균될 수 있다.
상기 다수의 자외선 살균 모듈(140, 141, 142)에 의하여 살균된 외부공기(P2)는 상기 팬(54)에 의하여 상기 공기 토출구(6)로 토출될 수 있다. 즉, 상기 다수의 자외선 램프(510)에 의하여 살균된 외부공기(P2)는 상기 공기 토출구(6)를 통해서 토출될 수 있다.
추가적으로, 상기 공기조화기의 작동이 중단된 이후에도, 상기 다수의 자외선 살균 모듈(140, 141, 142)에 의하여 상기 열교환기(60) 및 상기 공기조화기의 내부를 살균할 수 있다.
이에 따르면, 상기 공기조화기에서 토출되는 공기의 질이 향상될 수 있다. 그리고, 공기로 인해 전파될 수 있는 세균 및 진균 등이 제거됨으로써, 공기 중으로 전파되는 전염병을 예방할 수 있다.
본 실시예에서는 일 예로써 벽걸이형 공기조화기를 설명하였으나, 상기되는 자외선 살균 램프(100) 및 상기 자외선 살균 모듈(110)은 스탠드형 공기조화기, 공기청정기 등 다양한 분야에서도 사용될 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않는다.
도 18은 종래 자외선 램프를 사용할 경우, 일정 영역에서 측정되는 전력에너지를 설명하는 도면이고, 도 19는 본 발명에 따른 자외선 살균 램프를 사용할 경우, 일정 영역에서 측정되는 전력에너지를 설명하는 도면이다.
도 18에서는 종래 자외선 램프(1000) 1개를 이용하여 자외선 살균을 실시하고, 도 19에서는 본 실시예에 따른 자외선 살균 램프(100)를 10개 병렬 배치하여 자외선 살균을 실시하는 것으로 가정한다.
도 18에 도시된 바와 같이, 종래 자외선 램프(1000) 1개를 가동하는 경우, A 영역에서 측정되는 전력 에너지는 5mW/cm2, B 영역에서 측정되는 전력 에너지는 2.2mW/cm2, C 영역에서 측정되는 전력 에너지는 0.6mW/cm2 그리고 D 영역에서 측정되는 전력 에너지는 0.9mW/cm2 이다. 이때, 종래 자외선 램프(1000)가 소비하는 전력은 총 15W이고, 직경은 28mm이다.
반면, 도 19에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 자외선 살균 램프(100)를 10개 병렬 배치하여 가동하는 경우, A 영역에서 측정되는 전력 에너지는 5.1mW/cm2, B 영역에서 측정되는 전력 에너지는 4.5mW/cm2, C 영역에서 측정되는 전력 에너지는 3.6mW/cm2 그리고 D 영역에서 측정되는 전력 에너지는 3.7mW/cm2 이다. 이때, 본 발명의 자외선 살균 램프(100)가 소비하는 총 전력은 15W이며, 각각의 직경은 3mm, 서로 다른 자외선 살균 램프(100)의 간격은 1cm로 제공된다.
즉, 지름이 아주 작은 본 실시예에 따른 자외선 살균 램프(100)를 복수 개 병렬 배치하여 동시에 가동하게 되면, 중첩 효과에 의하여 간격이 좁을수록 높은 전력 밀도를 갖게 된다. 반대로, 간격이 넓어질수록 중첩의 효과는 줄어든다.
실제 종래 자외선 램프(1000) 1개를 가동하는 것과, 본 실시예에 따른 자외선 살균 램프(100) 10개를 가동하는 것의 소비 전력을 비교하더라도 본 실시예에 따른 자외선 살균 램프(100) 10개를 동시에 가동하는 것이 더 낮은 전력을 소비하므로, 소비 전력 측면, 공간 효율 측면 및 자외선 살균 효과 측면을 고려해봤을 때 종래 자외선 램프를 이용하는 것보다 본 실시예에 따른 자외선 살균 램프(100)를 복수 개 이용하는 것이 더욱 효율적이다.
2 공기조화기의 본체 4 공기유입구
6 공기토출구 10 섀시
20 프론트 프레임 28 프론트 패널
54 팬 60 열교환기
80 필터 90 필터 프레임
100 자외선 살균 램프 110 자외선 살균 모듈

Claims (20)

  1. 외면에 의하여 정의되는 외경과, 내부공간에 의하여 정의되는 내경과, 적어도 상기 내경과 외경의 길이방향으로 연장되는 길이를 가지는 램프 몸체;
    적어도 자외선을 발생시키기 위하여, 상기 내부공간에 충전되는 방사물질; 및
    상기 방사물질을 방전시키기 위하여, 상기 램프 몸체의 외면에 제공되는 외부 전극을 포함하고,
    상기 램프 몸체의 내경은 최소 0.7mm인 자외선 살균 램프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 램프 몸체의 외경은, 1mm 내지 7mm 로 제공되는 자외선 살균 램프.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 램프 몸체는, 적어도 석영, 보로실리케이트 중 하나로 형성되는 자외선 살균 램프.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 방사 물질에는,
    적어도 수은(Hg), 네온(Ne), 크세논(Xe), 크립톤(Kr), 아르곤(Ar), 브롬화제논(XeBr), 염화제논(XeCl), 브로민화크립톤(KrBr), 염화크립톤(KrCl), 메탄(Ch4) 중 하나 이상이 포함되는 자외선 살균 램프.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 수은은, 상기 내부공간에서 적어도 아말감(amalgam)으로 제공되며,
    상기 수은 이외의 방사 물질은, 가스상태로 제공되는 자외선 살균 램프.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 아말감은, 2mg 미만의 수은을 포함하며,
    적어도 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In) 중 하나의 물질을 더 포함하는 자외선 살균 램프.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 전극은,
    적어도 도전성 물질을 포함하는 박막으로 제공하는 자외선 살균 램프.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 외부 전극은,
    적어도 램프 본체의 양측 단부에서 1cm 내지 3cm로 제공되는 자외선 살균 램프.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 도전성 물질은, 적어도 은(Ag), 탄소나노튜브(CNT), 구리(Cu), 백금(Pt) 중 하나 이상을 포함하고,
    상기 도전성 물질을 상기 램프 몸체의 외면에 고정시키기 위한 결합제를 더 포함하는 자외선 살균 램프.
  10. 자외선을 발생시키기 위한 방사물질이 봉입되는 내부공간을 가지는 램프;
    상기 램프의 외면에 제공되고, 상기 램프의 양측 단부에 각각 배치되어, 상기 방사물질을 방전시키는 외부전극을 포함하고,
    상기 방사물질에는,
    상기 내부공간에 가스상태로 봉입되고, 상기 외부전극에 의하여 방전되면, 적어도 UV-C의 파장을 발생시키는 충전가스가 포함되는 자외선 살균 램프.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 충전가스에는,
    적어도 네온(Ne), 크세논(Xe), 크립톤(Kr), 아르곤(Ar), 브롬화제논(XeBr), 염화제논(XeCl), 브로민화크립톤(KrBr), 염화크립톤(KrCl), 메탄(Ch4) 중 하나 이상이 포함되는 자외선 살균 램프.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 방사물질에는,
    최소 0.5mm 이상의 크기로 형성되며, 2mg 이하의 수은을 포함하는 합금이 더 포함되는 자외선 살균 램프.
  13. 방사물질이 봉입되는 내부공간을 내부에 구비하는 램프; 및
    상기 램프의 외부 표면에 접촉되도록 제공하는 외부 전극을 포함하고,
    상기 외부 전극은,
    상기 램프의 표면에 적어도 하나 이상의 도전성 물질을 박막으로 제공되는 것을 특징으로 하는 자외선 살균 램프.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 외부 전극은,
    적어도 은(Ag), 탄소나노튜브(CNT), 구리(Cu), 백금(Pt) 중 하나를 포함하는 자외선 살균 램프.
  15. 내부에 방사물질이 충전되는 공간을 가지고, 외면에 적어도 한쌍의 외부전극이 구비되며, 서로 이격되어 배치되는 적어도 두 개의 자외선 램프;
    상기 적어도 두 개의 자외선 램프를 지지하는 다수의 홀더; 및
    상기 외부전극에 연결되어, 상기 자외선 램프에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하고,
    상기 방사물질이 충전되는 공간은, 적어도 0.7mm 이상의 내경에 의하여 제공되는 체적을 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 살균 모듈.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 자외선 램프는, 1mm 내지 7mm 의 외경을 가지는 자외선 살균 모듈.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 적어도 한 쌍의 외부전극은,
    상기 자외선 램프의 양측 단부에서 서로 다른 단부를 향하여 각각 연장되며, 1cm 내지 3cm의 길이로 제공되는 자외선 살균 모듈.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 방사물질은,
    적어도 네온(Ne), 크세논(Xe), 크립톤(Kr), 아르곤(Ar), 브롬화제논(XeBr), 염화제논(XeCl), 브로민화크립톤(KrBr), 염화크립톤(KrCl), 메탄(Ch4), 수은(Hg), 수은(Hg)를 포함하는 합금 중 하나 이상이 포함되는 자외선 살균 모듈.
  19. 공기가 유입되는 유입구와, 유입된 공기가 토출되는 토출구를 가지는 본체;
    상기 본체의 내부에 배치되고, 상기 유입구로 유입된 공기와 열교환하는 열교환기;
    상기 본체의 내부에 배치되고, 상기 열교환기와 열교환한 공기를 상기 토출구로 유동시키는 송풍팬; 및
    상기 유입구로 유입된 공기 및 상기 본체의 내부를 자외선으로 살균하는 적어도 하나의 자외선 살균 모듈을 포함하고,
    상기 자외선 살균 모듈은,
    자외선을 발생시키고, 서로 이격되어 배치되는 다수의 자외선 램프;
    상기 공기조화기의 내부에 고정되며, 상기 다수의 자외선 램프를 지지하는 고정부를 포함하는 프레임; 및
    상기 다수의 자외선 램프와 병렬 연결되어 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하며,
    상기 다수의 자외선 램프 각각은,
    내경에 의하여 형성되는 공간에 방사물질이 봉입되고, 외주면에 박막으로 제공되는 외부전극을 포함하며,
    상기 내경은 적어도 0.7mm 이상으로 형성되는 공기조화기.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 다수의 자외선 램프 각각은, 1mm 내지 7mm의 외경을 가지는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
KR1020160093705A 2016-07-22 2016-07-22 자외선 살균 램프, 자외선 살균 모듈 및 이를 포함하는 공기조화기 KR102477411B1 (ko)

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