KR20200081854A - 살균 유닛 - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 살균 유닛은 내부에 유로를 포함하는 몸체, 상기 유로부 상에 배치되는 광원 모듈, 상기 유로부 내에 배치되는 격벽 부재 및 상기 유로부와 연결되는 유입관 및 유출관을 포함하고, 상기 광원 모듈은 회로기판 및 자외선 발광소자를 포함하고, 상기 자외선 발광소자의 광축은 상기 격벽 부재와 중첩되고, 상기 유로부의 내측면은 곡면을 포함하고, 상기 유로부는 상기 유입관과 연결되는 제 1 영역 및 상기 유출관과 연결되는 제 2 영역을 포함하고, 상기 격벽 부재는 상기 제 1 및 제 2 영역 사이에 배치된다.
Description
실시예는 살균 유닛에 관한 것이다.
GaN, AlGaN 등의 화합물을 포함하는 발광소자는 넓고 조정이 용이한 밴드갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점을 가져 다양한 분야에 사용되고 있다.
3족-5족 또는 2족-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode)와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 황색, 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 파장 대역의 빛을 구현할 수 있는 장점이 있다. 또한, 3족-5족 또는 2족-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광원도 구현이 가능하다. 이러한 발광소자는, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저 소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다.
특히, 자외선을 방출하는 발광소자의 경우 상기 발광소자의 활성층에서 상대적으로 세기가 큰 파장의 광을 방출할 수 있다. 자세하게 상기 발광소자는 상대적으로 짧은 피크 파장대역, 예컨대 약 400nm 이하의 광을 방출할 수 있고, 상기 활성층은 이에 대응하는 밴드갭 에너지를 갖는 물질을 포함할 수 있다. 상기 발광소자는 상기 파장대역에서 단파장의 경우 살균 및 정화 등에 사용되며 장파장의 경우 노광기 또는 경화기 등에 사용될 수 있다.
최근에는, 세균, 진드기, 전염성 질병 등의 유해 생물을 살균하거나, 또는 오염된 물 등의 유체를 정화하기 위해 자외선 파장의 광이 다양한 분야에 적용되고 있다. 일례로, 유로를 포함하는 장치 내부에 UV 램프를 배치하여 공기나 물 등의 유체나 또는 특정 피사체의 표면을 살균하고 있다. 자세하게, 상기 장치 내부의 유로를 통과하는 유수에 자외선을 조사하여 상기 유수를 살균하고 있다. 즉, 상기 유로 내에 360도 방향으로 발광하는 UV 램프를 설치하여 상기 유로 및 상기 유로를 통과하는 유수에 자외선을 조사하여 살균하였다. 그러나, 상기 UV 램프는 일반적으로 바(bar) 형태를 가지고 부피가 크기 때문에 상술한 장치 내부에 다양한 형태로 설치하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 상기 UV 램프는 인체에 유해한 수은(Hg)을 포함하며 상기 UV 램프가 파손될 경우 내부에 포함된 수은이 유로 및 유수나 대기 등의 유체를 오염시키는 문제점이 있다. 또한, 상기 UV 램프는 고온 고습의 환경에 배치되거나 수분에 직간접적으로 노출될 경우 상기 UV 램프의 방수 및 방습 기능 저하로 동작 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 구조의 살균 유닛이 요구된다.
실시예는 방수 및 방습 특성이 개선된 살균 유닛을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 유닛의 유로부 내에 공급된 유체를 효과적으로 살균할 수 있는 살균 유닛을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 상기 유로부에 공급된 유체의 유동 경로 및 체류 시간을 증가시킬 수 있는 살균 유닛을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 향상된 방열 특성을 가지는 살균 유닛을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 살균 유닛은 내부에 유로를 포함하는 몸체, 상기 유로부 상에 배치되는 광원 모듈, 상기 유로부 내에 배치되는 격벽 부재 및 상기 유로부와 연결되는 유입관 및 유출관을 포함하고, 상기 광원 모듈은 회로기판 및 자외선 발광소자를 포함하고, 상기 자외선 발광소자의 광축은 상기 격벽 부재와 중첩되고, 상기 유로부의 내측면은 곡면을 포함하고, 상기 유로부는 상기 유입관과 연결되는 제 1 영역 및 상기 유출관과 연결되는 제
실시예에 따른 살균 유닛은 유로부 및 상기 유로부 상에 배치되는 광원 모듈을 포함하며, 상기 광원 모듈은 상기 유로부에 광을 조사할 수 있다. 또한, 상기 실시예는 상기 유로부 내에 배치되는 격벽 부재를 포함하고, 상기 격벽 부재에 의해 상기 유로부에 공급된 유체는 증가된 유동 경로 및 체류 시간을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광원 모듈이 자외선을 방출할 경우, 상기 유로부 내의 유체는 자외선에 노출되는 시간이 증가하여 효과적으로 살균될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 살균 유닛은 방수 및 방습 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 살균 유닛은 상기 광원 모듈과 상기 유로부 사이의 제 1 관통홀을 포함하고, 상기 광원 모듈에서 출사한 광은 상기 제 1 관통홀을 통해 상기 유로부 내부에 입사될 수 있다. 이때, 상기 광원 모듈 및 상기 유로부 사이에는 투광 부재가 배치되며, 상기 투광 부재는 상기 제 1 관통홀을 통해 광을 효과적으로 투과시킴과 동시에 상기 제 1 관통홀을 통해 상기 유로부 내의 수분 및 습기가 상기 광원 모듈에 침투하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 몸체는 복수의 몸체를 포함하고 상기 복수의 몸체가 서로 결합하여 상기 유로부를 형성할 수 있다. 이에 따라, 조립이 용이하며 제조 공정을 간소화할 수 있고, 수명이 다하거나 파손된 부분이 있을 경우 부분적으로 교체할 수 있다. 따라서, 실시예는 제조 비용을 절감할 수 있고 효율을 극대화할 수 있으며 자원을 아낄 수 있다.
또한, 실시예에 따른 살균 유닛은 상기 유로부와 연결된 유출관이 상기 광원 모듈과 인접하게 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 유출관은 상기 광원 모듈과 직접 접촉하며 배치될 수 있고, 상기 광원 모듈에서 방출된 열은 상기 유출관을 통과하는 유체를 통해 외부로 배출될 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 살균 유닛은 향상된 방열 특성을 가질 수 있고, 많은 열이 발생하는 고출력의 발광소자를 이용하여 상기 유로부를 유동하는 유체를 효과적으로 살균할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 살균 유닛의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A' 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 B-B' 단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 실시예에 따른 살균 유닛의 평면도이다.
도 5는 도 2의 단면도에서 유체의 흐름을 도시한 도면이다.
도 6은 실시예에 따른 살균 유닛의 다른 평면도이다.
도 7은 도 2의 단면도에서 유체의 다른 흐름을 도시한 도면이다.
도 8은 실시예에 따른 살균 유닛의 다른 단면도이다.
도 9 및 도 10은 비교예와 실시예에 따른 살균 유닛의 유동 해석에 대한 도면이다.
도 11은 실시예에 따른 살균 유닛에 적용된 발광소자의 예를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A' 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 B-B' 단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 실시예에 따른 살균 유닛의 평면도이다.
도 5는 도 2의 단면도에서 유체의 흐름을 도시한 도면이다.
도 6은 실시예에 따른 살균 유닛의 다른 평면도이다.
도 7은 도 2의 단면도에서 유체의 다른 흐름을 도시한 도면이다.
도 8은 실시예에 따른 살균 유닛의 다른 단면도이다.
도 9 및 도 10은 비교예와 실시예에 따른 살균 유닛의 유동 해석에 대한 도면이다.
도 11은 실시예에 따른 살균 유닛에 적용된 발광소자의 예를 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, 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 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 발명의 실시예에 대한 설명을 하기 앞서 수평 방향은 도면에 도시된 x축 방향 및 상기 x축 방향과 수직인 y축 방향을 의미할 수 있고, 수직 방향은 도면에 도시된 z축 방향으로 상기 x축 및 y축 방향과 수직인 방향일 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 살균 유닛의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A' 단면을 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2의 B-B' 단면을 도시한 단면도이다. 또한, 도 4는 실시예에 따른 살균 유닛의 평면도이고, 도 5는 도 2의 단면도에서 유체의 흐름을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 실시예에 따른 살균 유닛(1000)은 몸체(100), 유로부(200), 광원 모듈(300), 투광 부재(600), 격벽 부재(400), 유입관(510) 및 유출관(520)을 포함할 수 있다.
상기 몸체(100)는 내부에 유체가 유동할 수 있는 공간을 포함할 수 있다. 상기 몸체(100)의 내부 공간은 구형의 형상으로 제공될 수 있고 유로부(200)로 정의될 수 있다.
상기 몸체(100)는 금속 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 몸체(100)는 알루미늄(Al), 스테인리스(Stainless), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 금(Au) 및 구리(Cu) 중 선택되는 하나의 금속을 포함할 수 있다. 또한, 상기 몸체(100)는 알루미늄(Al), 스테인리스(Stainless), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 금(Au) 및 구리(Cu) 중 선택되는 2원 이상의 금속 합금을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 몸체(100)는 우수한 방수 및 방습 특성을 가질 수 있고, 상기 광원 모듈(300)로부터 방출되는 자외선에 의한 파손을 방지할 수 있다.
상기 몸체(100)는 글래스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 상기 몸체(100)는 상기 광원 모듈(300)로부터 방출되는 자외선 파장에 의한 손상 없이 자외선 광을 투과시켜 줄 수 있는 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 몸체(100)는 석영 글래스를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 몸체(100)는 상기 광원 모듈(300)에서 방출되는 자외선 파장의 광에 의해 손상되지 않고, 자외선 광을 투과시킬 수 있다. 또한, 상기 몸체(100)는 불소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 몸체(100)는 불소 수지계를 포함하여 상기 광원 모듈(300)에서 방출되는 광에 의한 손상을 방지함과 동시에 자외선 광을 투과시킬 수 있다.
상기 몸체(100)는 복수 개의 몸체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 몸체(100)는 제 1 몸체(110), 제 2 몸체(120)를 포함할 수 있다. 상기 몸체(100)는 상기 제 1 몸체(110) 및 상기 제 2 몸체(120)가 결합하여 내부에 공간을 형성하며 상기 공간에 의해 형성되는 유로부(200)를 포함할 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 몸체(110)는 제 1 오목부(111)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 오목부(111)는 상기 제 1 몸체(110)의 상면에 형성될 수 있다. 상기 제 1 오목부(111)는 상기 제 1 몸체(110)의 상면으로부터 하면 방향, 예컨대 z축 방향으로 오목한 형태를 가질 수 있다. 상기 제 1 오목부(111)의 표면은 곡면일 수 있다. 상기 제 1 오목부(111)는 반구형의 형상을 가질 수 있다. 상기 제 1 오목부(111)의 수평 방향 너비는 z축 방향을 기준으로 상부에서 하부로 갈수록 점점 감소할 수 있다. 상기 제 1 오목부(111)는 상기 제 1 몸체(110)의 상면과 인접한 상부 영역에서 가장 큰 수평 방향 너비를 가질 수 있다.
상기 제 2 몸체(120)는 제 2 오목부(121)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 오목부(121)는 상기 제 1 몸체(110)의 상면과 마주하는 상기 제 2 몸체(120)의 하면에 형성될 수 있다. 상기 제 2 오목부(121)는 상기 제 2 몸체(120)의 하면으로부터 상면 방향, 예컨대 z축 방향으로 오목한 형태를 가질 수 있다. 상기 제 2 오목부(121)의 표면은 곡면일 수 있다. 상기 제 2 오목부(121)는 반구형의 형상을 가질 수 있다. 상기 제 2 오목부(121)의 수평 방향 너비는 z축 방향을 기준으로 하부에서 상부로 갈수록 점점 감소할 수 있다. 상기 제 2 오목부(121)는 상기 제 2 몸체(120)의 하면과 인접한 하부 영역에서 가장 큰 수평 방향 너비를 가질 수 있다.
상기 제 1 오목부(111)는 상기 제 2 오목부(121)와 동일한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 오목부(111)의 수평 방향 너비는 상기 제 2 오목부(121)의 수평 방향 너비와 같을 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 오목부(111)의 수평 방향 최대 너비는 상기 제 2 오목부(121)의 수평 방향 최대 너비와 같을 수 있다.
상기 제 1 몸체(110)는 상기 제 2 몸체(120)와 마주하며 배치될 수 있다. 상기 제 1 몸체(110)의 상면은 상기 제 2 몸체(120)의 하면과 마주하며 배치될 수 있다. 상기 제 1 몸체(110)의 상면은 상기 제 2 몸체(120)의 하면과 직접 접촉하며 배치될 수 있다. 상기 제 1 오목부(111)는 상기 제 2 오목부(121)와 마주하며 배치될 수 있다. 상기 제 1 오목부(111)는 상기 제 2 오목부(121)와 z축 방향으로 중첩될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 오목부(111)의 중심은 상기 제 2 오목부(121)의 중심과 z축 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제 1 오목부(111) 및 상기 제 2 오목부(121)는 서로 대응되는 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 제 1 오목부(111) 및 상기 제 2 오목부(121)는 상기 광원 모듈(300)의 광축과 수직인 평면을 기준으로 서로 대칭인 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 몸체(100)는 상기 제 1 몸체(110) 및 상기 제 2 몸체(120)가 결합하여 내부에 상기 제 1 오목부(111) 및 상기 제 2 오목부(121)에 의해 형성되는 구형의 공간을 포함할 수 있고, 상기 구형의 공간은 상기 유로부(200)로 정의될 수 있다.
상기 제 1 몸체(110) 및 상기 제 2 몸체(120) 각각은 외측면 상에 배치되는 연장부를 포함할 수 있다. 상기 연장부는 상기 제 1 몸체(110) 및 상기 제 2 몸체(120) 각각은 외측면 상에 적어도 한 개 제공될 수 있다. 상기 연장부는 상기 제 1 및 제 2 몸체(110, 120) 각각의 외측면으로부터 수평 방향으로 연장될 수 있다. 이때, 상기 제 1 몸체(110)의 연장부는 상기 제 2 몸체(120)의 연장부와 수직 방향(z축 방향)으로 중첩되는 위치에 형성될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 몸체(110, 120) 각각의 연장부는 홀(h1)을 포함하고, 상기 제 1 연장부의 홀(h1)은 상기 제 2 연장부의 홀(h1)과 z축 방향으로 중첩될 수 있다. 또한, 상기 제 1 연장부의 홀(h1) 및 상기 제 2 연장부의 홀(h1) 상에는 체결부(미도시)가 배치될 수 있다. 상기 체결부는 상기 제 1 및 제 2 연장부의 홀(h1)에 삽입되어 배치될 수 있다. 일례로, 상기 체결부는 상기 제 1 및 제 2 연장부의 홀(h1)에 억지 끼움 방식으로 삽입되어 배치될 수 있다. 또 다른 예로, 상기 체결부는 수나사 형태로 제공되고 상기 제 1 및 제 2 연장부의 홀(h1)은 암나사 형태로 제공되어 나사 결합할 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 몸체(110) 및 상기 제 2 몸체(120)는 견고하게 결합할 수 있다.
상기 제 1 몸체(110) 및 상기 제 2 몸체(120) 사이에는 제 1 방수 부재(710)가 배치될 수 있다. 상기 제 1 방수 부재(710)는 상기 제 1 몸체(110)의 상면 및 상기 제 2 몸체(120)의 하면 사이에 배치될 수 있다.
상기 제 1 방수 부재(710)는 오-링(O-ring) 형상을 가지며, NBR(Nitrill Butadiene Rubber), EPDM(Ethylene Propylene), FPM(Fluorinated Rubber) 실리콘 등과 같은 수지 재질, 고무 재질일 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 방수 부재(710)는 불소계 수지 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 방수 부재(710)는 PCTFE(Polychlorotrifluoroethylene), ETFE(Ethylene + Tetrafluoroethylene), FEP(Fluorinated ethylene propylene copoly-mer), PFA(Perfluoroalkoxy) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제 1 방수 부재(710)는 상기 제 1 몸체(110)의 상면 상에 형성되는 제 1 홈(g1) 내에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 몸체(110)의 상면은 상기 제 1 방수 부재(710)를 삽입하여 고정하기 위한 제 1 홈(g1)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 홈(g1)은 상기 제 1 몸체(110)의 상면에서 하면 방향으로 오목한 형태로 제공될 수 있다. 상기 제 1 방수 부재(710)는 상기 제 1 몸체(110) 및 상기 제 2 몸체(120)를 결합하는 과정에서 상기 제 1 몸체(110) 및 상기 제 2 몸체(120)에 의해 탄성 변형하여 압착될 수 있고, 이로 인해 상기 제 1 몸체(110) 및 상기 제 2 몸체(120) 사이를 밀폐할 수 있다.
상기 몸체(100)는 제 1 관통홀(125)을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 관통홀(125)은 상기 제 2 몸체(120)의 상면 상에 형성될 수 있다. 상기 제 1 관통홀(125)은 상기 제 2 몸체(120)의 상면과 상기 제 2 몸체(120)의 하면을 관통하는 홀일 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 관통홀(125)은 상기 제 2 몸체(120)의 상면과 상기 제 2 오목부(121)의 표면을 관통하는 홀일 수 있다. 상기 제 1 관통홀(125)은 평면 형상이 다각 형상 또는 원 형상을 포함할 수 있고 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제 1 관통홀(125)은 상기 제 2 오목부(121)와 중첩될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 관통홀(125)의 중심은 상기 제 2 오목부(121)의 중심과 z축 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제 1 관통홀(125)은 후술할 상기 광원 모듈(300)에서 출사한 광이 상기 유로부(200) 내부에 입사되는 통로일 수 있다.
상기 몸체(100)는 상기 제 2 몸체(120) 상에 배치되는 제 3 몸체(130)를 포함할 수 있다. 상기 제 3 몸체(130)는 상기 제 2 몸체(120)의 상면 상에 배치될 수 있다. 상기 제 3 몸체(130)는 상기 제 2 몸체(120)와 결합할 수 있다. 상기 제 3 몸체(130)의 하면은 상기 제 2 몸체(120)의 상면과 직접 접촉할 수 있다.
상기 제 3 몸체(130)는 상기 제 2 몸체(120)의 상면과 마주하는 하면 상에 형성되는 제 1 리세스(135)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 리세스(135)는 상기 제 3 몸체(130)의 하면 상에서 상기 제 3 몸체(130)의 상면 방향으로 오목한 형태를 가질 수 있다. 상기 제 1 리세스(135)는 상기 제 1 관통홀(125)과 대응되는 영역에 형성될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 리세스(135)는 상기 제 1 관통홀(125)과 중첩될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 리세스(135)의 중심은 상기 제 1 관통홀(125)의 중심과 z축 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제 1 리세스(135)는 평면 형상이 다각 형상 또는 원 형상을 포함할 수 있고 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몸체(100) 내에는 광원 모듈(300)이 배치될 수 있다. 일례로, 상기 광원 모듈(300)은 상기 제 3 몸체(130) 상에 배치될 수 있다. 상기 광원 모듈(300)은 상기 제 3 몸체(130)의 제 1 리세스(135) 내에 배치될 수 있다. 이때, 상기 광원 모듈(300)의 두께(z축 방향 높이)는 상기 제 1 리세스(135)의 깊이(z축 방향 높이)보다 작을 수 있다. 이에 따라, 상기 광원 모듈(300)은 상기 제 3 몸체(130)의 하면보다 하부 방향으로 돌출되지 않게 배치될 수 있으며, 상기 광원 모듈(300) 상에 후술할 투광 부재(600)가 배치될 경우 상기 광원 모듈(300)이 상기 투광 부재(600)와 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
상기 광원 모듈(300)은 회로기판(320) 및 상기 회로기판(320) 상에 하나 또는 복수개가 배치되는 발광소자(310)를 포함할 수 있다. 상기 회로기판(320)은 상기 발광소자(310)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 회로기판(320)은 절연체 상에 회로패턴이 인쇄된 것일 수 있다. 상기 회로기판(320)은 수지 재질의 PCB(Printed circuit board), 금속 코어를 갖는 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 비연성 기판(nonflexible PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB), 세라믹 재질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 회로기판(320)은 수지 재질의 층이나 세라믹 계열의 층을 포함할 수 있으며, 상기 수지 재질은 실리콘, 또는 에폭시 수지, 또는 플라스틱 재질을 포함하는 열 경화성 수지, 또는 고내열성, 고 내광성 재질로 형성될 수 있다. 상기 세라믹 재질은, 동시 소성되는 저온 소성 세라믹(LTCC: low temperature cofired ceramic) 또는 고온 소성 세라믹(HTCC: high temperature co-fired ceramic)을 포함할 수 있다.
상기 회로기판(320) 내에는 다수의 비아 구조를 가질 수 있고, 상기 비아 구 조는 상기 발광소자(310)가 배치된 상기 회로기판(320)의 일면과 상기 일면과 반대되는 타면 상에 형성된 전극 패턴을 전기적으로 연결할 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 회로기판(320) 상에는 보호 소자, 트랜지스터, 변압 조절기 및 저항 등이 더 배치될 수 있다.
상기 발광소자(310)는 상기 회로기판(320)의 일면 상에 배치될 수 있다. 일례로, 상기 발광소자(310)는 상기 회로기판(320) 상에 바로 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 발광소자(310)는 별도의 패키지 형태로 제공되지 않고, 상기 발광소자(310)의 발광 칩이 상기 회로기판(320) 상에 바로 배치되는 형태로 제공될 수 있다. 이와 다르게, 상기 발광소자(310)는 발광 칩(370) 및 상기 발광 칩(370)을 수용하는 패키지 몸체(380)를 포함하는 패키지 형태로 제공될 수 있고, 상기 패키지는 상기 회로기판(320)의 일면 상에 배치될 수 있다.
상기 발광소자(310)는 자외선을 발광할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광소자(310)는 자외선 발광소자로 약 400nm 이하의 광을 발광할 수 있고, UV-A, UV-B 및 UV-C 영역대의 자외선을 방출할 수 있다. 여기서, UV-A 발광소자는 방출되는 광에서 약 315nm 내지 약 400nm 대역의 파장의 세기가 상대적으로 가장 큰 발광소자로, UV 경화, 잉크 경화, 리소그래피, 광촉매 등의 분야에 이용될 수 있다. UV-B 발광소자는 방출되는 광에서 약 280nm 내지 약 315nm 대역의 파장의 세기가 상대적으로 가장 큰 발광소자로 피부 질환 등의 의학 분야에 이용될 수 있다. UV-C 발광소자는 방출되는 광에서 약 200nm 내지 약 280nm 대역의 파장의 세기가 상대적으로 가장 큰 발광소자로 살균, 소독, 공기 정화 등에 이용될 수 있다. 특히, 상기 UV-C 발광소자는 약 300nm 내지 약 400nm 대역의 파장의 광(근자외선)을 방출하는 발광소자 대비 약 1000배 이상의 살균 효과가 있을 수 있다. 실시예에 따른 발광소자(310)는 방출하는 광에서 약 280nm 이하의 파장 영역의 광의 세기가 상대적으로 가장 큰 UV-C 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 발광소자(220)는 유체 또는 특정 피사체에 광을 방출하여 상기 광이 조사되는 영역을 살균할 수 있다. 상기 발광소자(310) 내에는 하나 또는 복수의 발광 칩이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광원 모듈(300)은 상기 제 1 리세스(135) 내에서 상기 제 1 관통홀(125)과 마주할 수 있다. 자세하게, 상기 회로기판(320)의 타면은 상기 제 1 리세스(135)와 직접 접촉하고 상기 회로기판(320)의 일면 상에 배치된 상기 발광소자(310)는 상기 제 1 관통홀(125)과 마주할 수 있다. 상기 발광소자(310)는 상기 제 1 관통홀(125)과 z축 방향으로 마주할 수 있다. 상기 발광소자(310)의 광축은 상기 제 1 관통홀(125)의 중심과 z축 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 발광소자(310)에서 방출된 광은 상기 제 1 관통홀(125)을 통해 상기 유로부(200) 내에 입사될 수 있다.
상기 몸체(100) 내에는 투광 부재(600)가 배치될 수 있다. 상기 투광 부재(600)는 상기 제 2 몸체(120) 및 상기 제 3 몸체(130) 사이에 배치될 수 있다. 상기 투광 부재(600)는 상기 광원 모듈(300) 및 상기 유로부(200) 사이에 배치될 수 있다. 상기 투광 부재(600)는 상기 제 1 관통홀(125) 및 상기 광원 모듈(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 투광 부재(600)는 상기 광원 모듈(300)과 이격되어 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 투광 부재(600)는 상기 광원 모듈(300)의 발광소자(310)와 이격되어 배치될 수 있다. 상기 투광 부재(600)는 상기 제 2 몸체(120)의 제 2 리세스(127) 상에 배치될 수 있다. 상기 제 2 리세스(127)는 상기 제 2 몸체(120)의 상면 상에 형성될 수 있다. 상기 제 2 리세스(127)는 상기 제 2 몸체(120)의 상면 상에서 상기 제 2 몸체(120)의 하면 방향으로 오목한 형태를 가질 수 있다. 상기 제 2 리세스(127)는 상기 제 1 관통홀(125)과 중첩될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 리세스(127)의 중심은 상기 제 1 관통홀(125)의 중심과 z축 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제 2 리세스(127)는 평면 형상이 다각 형상 또는 원 형상을 포함할 수 있고, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 투광 부재(600)는 평면 형상이 다각 형상 또는 원 형상을 포함할 수 있다. 상기 투광 부재(600)는 상기 제 2 리세스(127)와 대응되는 평면 형상을 가질 수 있다.
상기 투광 부재(600)의 두께(z축 방향)는 상기 제 2 리세스(127)의 깊이(z축 방향 높이)보다 작거나 같을 수 있다. 일례로, 상기 투광 부재(600)의 두께는 상기 제 2 리세스(127)의 깊이와 동일하게 제공되어 상기 제 2 몸체(120)와 상기 제 3 몸체(130) 사이를 차폐할 수 있다. 상기 투광 부재(600)의 수평 방향 너비는 상기 제 2 리세스(127)의 수평 방향 너비보다 크거나 같을 수 있다. 일례로, 상기 투광 부재(600)의 수평 방향 너비는 상기 제 2 리세스(127)의 수평 방향 너비와 같을 수 있다. 또한, 상기 투광 부재(600)의 수평 방향 너비는 상기 제 1 관통홀(125)의 수평 방향 너비보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 투광 부재(600)가 상기 제 2 리세스(127)로부터 이탈하여 상기 제 1 관통홀(125) 내에 삽입되는 것을 방지할 수 있다.
상기 투광 부재(600) 및 상기 제 2 몸체(120) 사이에는 제 2 방수 부재(720)가 배치될 수 있다. 상기 제 2 방수 부재(720)는 상기 제 2 몸체(120)의 제 2 리세스(127) 상에 배치될 수 있다.
상기 제 2 방수 부재(720)는 오-링(O-ring) 형상을 가지며, NBR(Nitrill Butadiene Rubber), EPDM(Ethylene Propylene), FPM(Fluorinated Rubber) 실리콘 등과 같은 수지 재질, 고무 재질일 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 방수 부재(720)는 불소계 수지 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 방수 부재(720)는 PCTFE(Polychlorotrifluoroethylene), ETFE(Ethylene + Tetrafluoroethylene), FEP(Fluorinated ethylene propylene copoly-mer), PFA(Perfluoroalkoxy) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제 2 방수 부재(720)는 상기 제 2 리세스(127)의 표면 상에 형성되는 제 2 홈(g2) 내에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 리세스(127)의 표면은 상기 제 2 방수 부재(720)를 삽입하여 고정하기 위한 제 2 홈(g2)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 홈(g2)은 상기 제 2 리세스(127)의 표면에서 상기 제 2 몸체(120)의 하면 방향으로 오목한 형태로 제공될 수 있다. 상기 제 2 방수 부재(720)는 상기 제 2 몸체(120) 및 상기 제 3 몸체(130)를 결합하는 과정에서 상기 제 2 몸체(120) 및 상기 투광 부재(600)에 의해 탄성 변형하여 압착될 수 있고, 이로 인해 상기 광원 모듈(300)과 상기 제 1 관통홀(125) 사이를 밀폐할 수 있다. 따라서, 상기 제 1 관통홀(125)을 통해 수분 및 습기가 상기 제 1 리세스(135) 내에 침투하는 것을 방지할 수 있다.
실시예에 따른 살균 유닛(1000)은 유로부(200)를 포함할 수 있다. 상기 유로부(200)는 상기 몸체(100) 내에 배치될 수 있다. 일례로, 상기 유로부(200)는 복수의 몸체들이 결합하여 형성된 내부 공간일 수 있고, 상기 살균 유닛(1000)에 공급된 유체가 유동하는 영역일 수 있다. 상기 유로부(200)의 내측면은 곡면을 포함할 수 있고, 단면 형상이 원형인 구형의 형상을 가질 수 있다. 상기 유로부(200) 내측면은 상기 제 1 오목부(111) 및 상기 제 2 오목부(121)가 형성한 공간의 내측면일 수 있다.
상기 살균 유닛(1000)은 상기 유로부(200)와 연결되는 유입관(510) 및 유출관(520)을 포함할 수 있다.
상기 유입관(510)은 중공을 포함하는 원통 형상 또는 다각 기둥 형상으로 구비될 수 있고, 파이프 형태로 제공될 수 있다. 상기 유입관(510)은 상기 유로부(200)와 연결되어 상기 유로부(200) 내에 공기나 물 등의 유체를 공급할 수 있다. 일례로, 상기 유입관(510)은 상기 유로부(200)의 하부 영역과 연결될 수 있다. 자세하게, 상기 유입관(510)은 상기 유로부(200)의 측하부와 연결될 수 있다. 여기서 상기 유로부(200)의 하부 영역은 수직 방향(z축 방향)을 기준으로 상기 유로부(200)의 중심보다 하부에 위치한 영역을 의미할 수 있다. 즉, 상기 하부 영역은 상기 제 1 몸체(110) 및 상기 제 2 몸체(120)가 접하는 경계 영역보다 하부에 위치한 영역일 수 있다.
상기 유입관(510)은 상기 몸체(100) 내에서 수평 방향, 예컨대 x축 방향으로 연장될 수 있다. 자세하게, 상기 유입관(510)은 상기 몸체(100)의 외측에서 상기 몸체(100)의 내부로 연장되어 상기 유로부(200)와 연결될 수 있다. 더 자세하게, 상기 유입관(510)은 상기 몸체(100)의 외부에서 수평 방향으로 상기 제 1 몸체(110)의 내부로 연장되어 상기 유로부(200)와 연결될 수 있다.
상기 유출관(520)은 중공을 포함하는 원통 형상 또는 다각 기둥 형상으로 구비될 수 있고, 파이프 형태로 제공될 수 있다. 상기 유출관(520)은 상기 유로부(200)와 연결되어 상기 유로부(200)를 유동한 공기나 물 등의 유체를 상기 유로부(200)외부로 배출할 수 있다. 일례로, 상기 유출관(520)은 상기 유로부(200)의 하부 영역과 연결될 수 있다. 자세하게, 상기 유출관(520)은 상기 유로부(200)의 측하부와 연결될 수 있다. 상기 유출관(520)은 상기 유입관(510)이 연결된 상기 유로부(200)의 측하부와 반대되는 측하부와 연결될 수 있다.
상기 유출관(520)은 상기 몸체(100) 내에서 수평 방향, 예컨대 x축 방향으로 연장될 수 있다. 자세하게, 상기 유출관(520)은 상기 유로부(200)로부터 상기 몸체(100)의 외측 방향으로 연장되어 상기 몸체(100)의 외부로 연장될 수 있다. 더 자세하게, 상기 유출관(520)은 상기 유로부(200)로부터 수평 방향으로 연장하여 상기 몸체(100)의 외부로 연장될 수 있다.
상기 유입관(510) 및 상기 유출관(520)은 서로 동일한 너비를 가질 수 있다. 따라서, 상기 유입관(510)을 통해 유입되는 유체의 속도와 상기 유출관(520)을 통해 배출되는 유체의 속도의 차이를 최소화할 수 있다. 또한, 상기 유출관(520)은 상기 유입관(510)과 평행할 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 몸체(110) 내에 배치되는 상기 유입관(510)과 상기 유출관(520)은 서로 평행할 수 있다. 일례로, 상기 유입관(510) 및 상기 유출관(520)은 상기 제 1 몸체(110) 내에서 동일 선상에 배치될 수 있고, 수평 방향(x축 방향)으로 중첩될 수 있다.
또한, 상기 유출관(520)은 복수의 관을 포함할 수 있다. 상기 유출관(520)은 제 1 유출관(521), 제 2 유출관(522) 및 제 3 유출관(523)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 내지 제 3 유출관들(521, 522, 523)은 일체로 형성될 수 있다.
상기 제 1 유출관(521)은 상기 유로부(200)와 연결되며 상기 몸체(100) 내부에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 유출관(521)은 상기 제 1 몸체(110)의 내부에 배치되며 일 끝단이 상기 유로부(200)의 측하부와 연결될 수 있다. 상기 제 1 유출관(521)은 상기 유로부(200)로부터 상기 몸체(100)의 외측 방향으로 연장될 수 있다. 상기 제 1 유출관(521)은 상기 몸체(100) 내에서 수평 방향으로 연장될 수 있다. 일례로, 상기 제 1 유출관(521)은 상기 몸체(100) 내에서 x축 방향으로 연장될 수 있다.
상기 제 2 유출관(522)은 상기 제 1 유출관(521)과 연결되며 상기 몸체(100)의 외측에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 유출관(522)의 일 끝단은 상기 제 1 유출관(521)의 끝단과 연결될 수 있고, 상기 제 1 유출관(521)의 끝단으로부터 절곡되어 수직 방향으로 연장될 수 있다. 상기 제 2 유출관(522)은 상기 광원 모듈(300)이 배치된 상기 제 3 몸체(130) 방향으로 연장될 수 있다.
상기 제 3 유출관(523)은 상기 몸체(100) 내부에 배치되며 상기 제 2 유출관(522)과 연결될 수 있다. 자세하게, 상기 제 3 유출관(523)은 상기 제 3 몸체(130)의 내부에 배치되며 상기 제 2 유출관(522)의 타 끝단과 연결될 수 있다. 상기 제 3 유출관(523)은 상기 제 2 유출관(522)의 타 끝단으로부터 상기 몸체(100)의 내부로 연장될 수 있다. 상기 제 3 유출관(523)은 상기 몸체(100) 내에서 수평 방향으로 연장될 수 있다. 일례로, 상기 제 3 유출관(523)은 상기 몸체(100) 내에서 x축 방향으로 연장될 수 있다. 상기 제 3 유출관(523)은 수평 방향으로 연장되어 상기 몸체(100)의 외측면으로부터 돌출될 수 있고 상기 몸체(100)의 외측에서 더 연장될 수 있다.
상기 제 3 유출관(523)은 상기 몸체(100) 내에서 상기 광원 모듈(300)과 인접하게 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 광원 모듈(300)은 상기 몸체(100) 내에 배치되는 상기 제 3 유출관(523)과 z축 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 광원 모듈(300)은 상기 제 3 유출관(523)과 직접 접촉할 수 있다. 예를 들어, 상기 회로기판(320)의 타면은 상기 제 3 유출관(523)과 직접 접촉할 수 있다. 이에 따라, 상기 광원 모듈(300)에서 방출되는 열을 효과적으로 외부로 배출할 수 있다. 자세하게, 상기 발광소자(310)에서 방출되는 열은 상기 회로기판(320)을 통해 상기 제 3 유출관(523)에 전달될 수 있고, 상기 제 3 유출관(523)을 통과하는 유체를 통해 외부로 배출될 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 살균 유닛(1000)은 향상된 방열 특성을 가지며, 고출력의 발광소자를 사용하여 상기 유로부(200)를 유동하는 유체를 효과적으로 살균할 수 있다.
상기 살균 유닛(1000)은 격벽 부재(400)를 포함할 수 있다. 상기 격벽 부재(400)는 상기 몸체(100) 내에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 격벽 부재(400)는 상기 유로부(200) 내에 배치될 수 있다.
상기 격벽 부재(400)는 플레이트 형상을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 격벽 부재(400)는 상기 유로부(200) 내에서 소정의 두께(x축 방향)를 가지는 플레이트 형상을 가질 수 있다. 상기 격벽 부재(400)는 상기 유로부(200)와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 일례로, 상기 유로부(200)가 구형 형상을 가짐에 따라 상기 격벽 부재(400)는 원형 플레이트 형상을 가질 수 있다.
상기 격벽 부재(400)는 금속 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 격벽 부재(400)는 알루미늄(Al), 스테인리스(Stainless), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 금(Au) 및 구리(Cu) 중 선택되는 하나의 금속을 포함할 수 있다. 또한, 상기 격벽 부재(400)는 알루미늄(Al), 스테인리스(Stainless), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 금(Au) 및 구리(Cu) 중 선택되는 2원 이상의 금속 합금을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 격벽 부재(400)는 상기 광원 모듈(300)로부터 방출되는 자외선에 의한 파손을 방지할 수 있다.
상기 격벽 부재(400)는 글래스(glass) 재질을 포함할 수 있다. 상기 격벽 부재(400)는 상기 광원 모듈(300)로부터 방출되는 자외선 파장에 의한 손상 없이 자외선 광을 투과시켜 줄 수 있는 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 격벽 부재(400)는 석영 글래스를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 격벽 부재(400)는 상기 광원 모듈(300)에서 방출되는 자외선 파장의 광에 의해 손상되지 않고, 자외선 광을 투과시킬 수 있다. 또한, 상기 격벽 부재(400)는 불소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 격벽 부재(400)는 불소 수지계를 포함하여 상기 광원 모듈(300)에서 방출되는 광에 의한 손상을 방지함과 동시에 자외선 광을 투과시킬 수 있다.
상기 격벽 부재(400)는 상기 제 1 관통홀(125)과 중첩될 수 있다. 자세하게, 상기 격벽 부재(400)의 중심은 상기 제 1 관통홀(125)의 중심과 z축 방향으로 중첩될 수 있다. 이에 따라, 상기 격벽 부재(400)는 상기 발광소자(310)의 광축과 z축 방향으로 중첩될 수 있다. 또한, 상기 발광소자(310)에서 출사되는 광의 세기가 가장 큰 영역은 상기 발광소자의 방식에 따라 상기 격벽 부재(400)와 중첩되거나 중첩되지 않을 수 있다. 일례로, 상기 발광소자(310)는 수직형 방식의 발광소자를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 발광소자(310)는 램버시안(Lambertian) 배광 형상을 가질 수 있다. 이에 따라 상기 발광소자(310)에서 출사되는 광의 세기가 가장 큰 영역은 상기 격벽 부재(400)와 z축 방향으로 중첩될 수 있다. 이와 다르게, 상기 발광소자(310)에서 출사되는 광의 세기가 가장 큰 영역은 상기 격벽 부재(400)와 중첩되지 않을 수 있다. 자세하게, 상기 발광소자(310)는 플립칩(flip chip) 방식의 발광소자를 포함할 수 있고, 이 경우, 상기 발광소자(310)는 클로버(clover) 형상의 배광을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 발광소자(310)에서 출사되는 광의 세기가 가장 큰 영역은 상기 격벽 부재(400)와 z축 방향으로 중첩되지 않을 수 있다.
상기 격벽 부재(400)는 제 2 관통홀(410)을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 격벽 부재(400)는 상기 유입관(510)과 마주하는 상기 격벽 부재(400)의 일면과 상기 유출관(520)과 마주하는 상기 격벽 부재(400)의 타면을 관통하는 홀일 수 있다. 상기 격벽 부재(400)의 일면 및 타면은 서로 반대되는 면일 수 있다.
상기 제 2 관통홀(410)은 상기 격벽 부재(400)의 상부 영역에 형성될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 관통홀(410)은 상기 광원 모듈(300)과 인접한 상기 유로부(200)의 상부 영역에 형성될 수 있다. 여기서 상기 유로부(200)의 상부 영역은 수직 방향(z축 방향)을 기준으로 상기 유로부(200)의 중심보다 상부에 위치한 영역을 의미할 수 있다. 즉, 상기 광원 모듈(300) 및 상기 제 2 관통홀(410) 사이의 수직 방향(z축 방향) 거리는, 상기 광원 모듈(300) 및 상기 유입관(510)(유출관(520)) 사이의 수직 방향(z축 방향) 거리보다 짧을 수 있다. 상기 격벽 부재(400)는 상기 제 2 관통홀(410)에 의해 상기 제 1 관통홀(125)과 이격되며 상기 제 1 관통홀(125) 내에 배치되지 않을 수 있고, 상기 투광 부재(600)와 이격될 수 있다.
상기 제 2 관통홀(410)은 상기 유입관(510) 및/또는 상기 유출관(520)의 면적보다 크거나 같을 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 관통홀(410)의 단면 면적(z축 방향)은 상기 유입관(510) 및/또는 상기 유출관(520)의 단면 면적보다 크거나 같을 수 있다. 일례로, 상기 제 2 관통홀(410)의 단면 면적은 상기 유입관(510) 및 상기 유출관(520)의 단면 면적과 동일할 수 있다. 이에 따라, 상기 유로부(200) 내에서 난류(turbulent flow)가 생성되는 것을 방지할 수 있고 층류(laminar flow)를 형성할 수 있다.
상기 격벽 부재(400)는 상기 유로부(200) 내에 고정되어 배치될 수 있다. 일례로, 상기 격벽 부재(400)는 상기 유로부(200)의 내측면 상에 형성되는 제 3 홈(g3) 내에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 유로부(200)의 내측면 상에는 상기 격벽 부재(400)가 삽입되어 고정되는 제 3 홈(g3)을 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 3 홈(g3)은 상기 유로부(200)의 내측면으로부터 상기 몸체(100)의 외측면 방향으로 오목한 형태로 제공될 수 있다. 즉, 상기 제 3 홈(g3)은 상기 제 1 오목부(111) 및 상기 제 2 오목부(121) 각각의 표면에 형성될 수 있고, 상기 격벽 부재(400)는 상기 제 3 홈(g3) 내에 삽입되어 상기 유로부(200) 내에서 고정된 위치를 가질 수 있다.
상기 격벽 부재(400)에 의해 상기 유로부(200)는 복수의 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 유로부(200)는 상기 격벽 부재(400)에 의해 구분되는 제 1 영역(A1) 및 제 2 영역(A2)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 영역(A1)은 상기 유입관(510)과 연결될 영역으로 상기 격벽 부재(400)의 일면 및 상기 유입관(510) 사이의 영역을 의미할 수 있다. 또한, 상기 제 2 영역(A2)은 상기 유출관(520)과 연결된 영역으로 상기 격벽 부재(400)의 타면 및 상기 유출관(520) 사이의 영역을 의미할 수 있다. 즉, 상기 격벽 부재(400)는 상기 유로부(200)의 제 1 영역(A1) 및 제 2 영역(A2) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 유입관(510)을 통해 상기 유로부(200)에 공급된 유체는, 도 5와 같이 상기 제 1 영역(A1), 상기 제 2 관통홀(410) 및 상기 제 2 영역(A2) 순서로 유동하고 상기 유출관(520)을 통해 상기 유로부(200) 외부로 배출될 수 있다.
실시예에 따른 살균 유닛(1000)은 상기 유로부(200) 내에 배치된 상기 격벽 부재(400)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 격벽 부재(400)는 상기 유로부(200) 내에 공급된 유체의 유동 경로를 증가시킬 수 있고, 유체의 체류 시간을 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 유로부(200)에 공급된 유체는 상기 광원 모듈(300)에서 방출되는 자외선 광에 지속적으로 노출될 수 있다. 자세하게, 상기 유체는 상기 제 1 영역(A1), 상기 제 2 관통홀(410) 및 상기 제 2 영역(A2)을 순차적으로 이동하는 과정에 자외선 광에 지속적으로 노출될 수 있다. 즉, 실시예는 상기 유로부(200) 내에 공급된 유체의 유동 경로 및 체류 시간을 증가시켜 상기 유체에 입사되는 자외선 에너지의 양은 증가할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 살균 유닛(1000)은 소량의 발광소자(310)를 구비하거나, 요구되는 발광 칩(370)의 수를 감소시켜 에너지 효율 특성을 개선할 수 있다. 또한, 저출력 소자를 사용하여 방열 특성을 개선할 수 있고 상기 유로부(200)를 유동하는 유체를 효과적으로 살균할 수 있다.
도 6은 실시예에 따른 살균 유닛의 다른 평면도이다. 도 6을 참조하여 상기 살균 유닛(1000)의 유출관(520)의 다른 예를 설명한다. 이에 대한 설명에서는 도 1 내지 도 5의 살균 유닛과 동일 유사한 구성에 대해서는 설명을 생략하고 동일 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여한다.
도 6을 참조하면, 상기 제 3 유출관(523)은 상기 제 2 유출관(522)과 연결될 수 있다. 상기 제 3 유출관(523)은 상기 제 2 유출관(522)의 타 끝단과 연결되어 상기 몸체(100)의 내부로 연장될 수 있다.
상기 제 3 유출관(523)은 상기 몸체(100) 내에 배치되는 복수의 서브관을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 3 유출관(523)은 제 1 서브관(523a), 제 2 서브관(523b) 및 제 3 서브관(523c)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 내지 제 3 서브관들(523a, 523b, 523c)은 일체로 형성될 수 있다.
상기 제 1 서브관(523a)은 상기 제 2 유출관(522)과 연결될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 서브관(523a)의 일 끝단은 상기 제 2 유출관(522)의 타 끝단과 연결되며 상기 몸체(100) 내에서 수평 방향으로 연장될 수 있다. 일례로, 상기 제 1 서브관(523a)은 상기 제 3 몸체(130) 내에서 x축 방향으로 연장될 수 있다.
상기 제 2 서브관(523b)은 상기 제 1 서브관(523a)과 연결될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 서브관(523b)의 일 끝단은 상기 제 1 서브관(523a)의 타 끝단과 연결되며 상기 몸체(100) 내에서 수평 방향으로 연장될 수 있다. 일례로, 상기 제 2 서브관(523b)은 연결되는 관과 다른 방향으로 절곡되어 연장하는 복수의 관을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 서브관(523b)은 상기 제 1 서브관(523a)의 타 끝단으로부터 y축 방향으로 절곡되어 연장되는 제 1 관, 상기 제 1 관의 끝단에서 x축 방향으로 절곡되어 연장되는 제 2 관, 상기 제 2 관의 끝단에서 y축 방향으로 절곡되어 연장되는 제 3 관을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 2 서브관(523b)은 상기 제 3 관의 끝단에서 x축 방향으로 절곡되어 연장되는 제 4 관 및 상기 제 4 관의 끝단에서 y축 방향으로 절곡되어 연장되는 제 5관을 포함할 수 있다.
상기 제 3 서브관(523c)은 상기 제 2 서브관(523b)과 연결될 수 있다. 자세하게, 상기 제 3 서브관(523c)의 일 끝단은 상기 제 2 서브관(523b)의 타 끝단과 연결될 수 있다. 일례로, 상기 제 2 서브관(523b)이 상술한 제 1 내지 제 5 관을 포함할 경우, 상기 제 3 서브관(523c)의 일 끝단은 상기 제 5 관의 끝단과 연결될 수 있다. 상기 제 3 서브관(523c)은 상기 몸체(100) 내에서 수평 방향으로 연장될 수 있다. 일례로, 상기 제 3 서브관(523c)은 x축 방향으로 연장될 수 있다. 상기 제 3 서브관(523c)은 상기 몸체(100) 내에서 수평 방향으로 연장되어 상기 몸체(100)의 외측면으로부터 돌출될 수 있고, 상기 몸체(100)의 외측에서 더 연장될 수 있다.
상기 제 3 유출관(523)은 상기 광원 모듈(300)과 인접하게 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 서브관(523b)은 상기 광원 모듈(300)과 인접하게 배치될 수 있다. 상기 제 2 서브관(523b)은 상기 광원 모듈(300)과 z축 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 광원 모듈(300)은 상기 제 2 서브관(523b)과 직접 접촉할 수 있다. 예를 들어, 상기 회로기판(320)의 타면은 상기 제 2 서브관(523b)과 직접 접촉할 수 있다. 일례로, 상기 제 2 서브관(523b)이 상술한 제 1 내지 제 5 관을 포함할 경우, 상기 회로기판(320)의 타면은 상기 제 1 내지 제 5 관과 직접 접촉할 수 있다. 이에 따라, 상기 광원 모듈(300)에서 방출되는 열을 효과적으로 외부로 배출할 수 있다. 자세하게, 실시예는 상기 광원 모듈(300) 및 상기 유출관(520)의 접촉 면적을 극대화할 수 있고, 상기 유출관(520)을 통과하는 유체를 통해 열을 효과적으로 배출할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 살균 유닛은 보다 향상된 방열 특성을 가질 수 있다.
도 7은 도 2의 단면도에서 유체의 다른 흐름을 도시한 도면이다. 도 7을 참조하여 상기 살균 유닛(1000)의 다른 예를 설명한다. 이에 대한 설명에서는 도 1 내지 도 6의 살균 유닛과 동일 유사한 구성에 대해서는 설명을 생략하고 동일 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여한다.
도 7을 참조하면, 상기 유입관(510)은 상기 몸체(100)의 외측에서 상기 몸체(100)의 내부로 연장되어 상기 유로부로 연결될 수 있다. 상기 유입관(510)은 상기 몸체(100)의 외부에서 수평 방향으로 상기 제 3 몸체(130)의 내부로 연장되어 상기 유로부(200)와 연결될 수 있다.
상기 유입관(510)은 복수의 관을 포함할 수 있다. 상기 유입관(510)은 제 1 유입관(511), 제 2 유입관(512) 및 제 3 유입관(513)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 내지 제 3 유입관들(511, 512, 513)은 일체로 형성될 수 있다.
상기 제 1 유입관(511)은 상기 몸체(100)의 외측에서 상기 몸체(100)의 내부로 연장될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 유입관(511)은 상기 몸체(100)의 외측에서 상기 제 3 몸체(130) 내부로 연장될 수 있고, 상기 제 3 몸체(130) 내에서 수평 방향으로 연장될 수 있다.
상기 제 2 유입관(512)은 상기 제 1 유입관(511)과 연결되며 상기 몸체(100)의 외측에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 유입관(512)의 일 끝단은 상기 제 1 유입관(511)의 끝단과 연결되고, 상기 제 1 유입관(511)의 끝단으로부터 절곡되어 수직 방향으로 연장될 수 있다. 상기 제 2 유입관(512)은 상기 제 1 몸체(110) 방향으로 연장될 수 있다.
상기 제 3 유입관(513)은 상기 제 2 유입관(512)과 연결되며 상기 몸체(100) 내부에서 연장될 수 있다. 자세하게, 상기 제 3 유입관(513)의 일 끝단은 상기 제 2 유입관(512)의 타 끝단과 연결될 수 있다. 상기 제 3 유입관(513)은 상기 제 1 몸체(110) 내에서 수평 방향으로 연장되며 상기 제 3 유입관(513)의 타 끝단은 상기 유로부(200)와 연결될 수 있다. 상기 제 3 유입관(513)은 상기 유로부(200)의 하부 영역과 연결될 수 있다. 자세하게, 상기 제 3 유입관(513)은 상기 유로부(200)의 측하부와 연결될 수 있다.
상기 유출관(520)은 상기 몸체(100) 내에서 수평 방향, 예컨대 x축 방향으로 연장될 수 있다. 상기 유출관(520)은 상기 유로부(200)의 하부 영역과 연결될 수 있다. 자세하게, 상기 유출관(520)은 상기 유로부(200)의 측하부와 연결될 수 있다. 상기 유출관(520)은 상기 제 1 몸체(110) 내에서 수평 방향으로 연장될 수 있고, 상기 몸체(100)의 외부로 더 연장될 수 있다.
실시예에 따른 상기 유입관(510)은 상기 몸체(100) 내에서 상기 광원 모듈(300)과 인접하게 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 광원 모듈(300)은 상기 몸체(100) 내에 배치되는 상기 제 1 유입관(511)과 z축 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 광원 모듈(300)은 상기 제 1 유입관(511)과 직접 접촉할 수 있다. 예를 들어, 상기 회로기판(320)의 타면은 상기 제 1 유입관(511)과 직접 접촉할 수 있다. 이에 따라, 상기 살균 유닛(1000)에 공급된 유체는 도 7과 같이 상기 광원 모듈(300) 상에 배치되는 유입관(510), 상기 제 1 영역(A1), 상기 제 2 관통홀(410) 및 상기 제 2 영역(A2) 순서로 유동하고 상기 유출관(520)을 통해 상기 유로부(200) 외부로 배출될 수 있다. 이 과정에 실시예는 상기 광원 모듈(300)에서 방출되는 열을 효과적으로 외부로 배출할 수 있다. 자세하게, 상기 발광소자(310)에서 방출되는 열은 상기 제 1 유입관(511)을 통과하는 유체에 전달될 수 있고, 상기 유체는 상기 유로부(200) 및 상기 유출관(520)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 살균 유닛(1000)은 향상된 방열 특성을 가지며, 고출력의 발광소자를 사용하여 상기 유로부(200)를 유동하는 유체를 효과적으로 살균할 수 있다.
도 8은 실시예에 따른 살균 유닛의 다른 단면도이다. 도 8을 참조하여 상기 살균 유닛(1000)의 다른 예를 설명한다. 이에 대한 설명에서는 도 1 내지 도 7의 살균 유닛과 동일 유사한 구성에 대해서는 설명을 생략하고 동일 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여한다.
도 8을 참조하면, 실시예에 따른 살균 유닛(1000)은 상기 유로부(200)와 연결되는 유입관(510) 및 유출관(520)을 포함할 수 있다.
상기 유입관(510)은 상기 몸체(100) 내에서 수평 방향, 예컨대 x축 방향으로 연장될 수 있다. 자세하게, 상기 유입관(510)은 상기 몸체(100)의 외측에서 상기 몸체(100)의 내부로 연장되어 상기 유로부(200)와 연결될 수 있다. 더 자세하게, 상기 유입관(510)은 상기 몸체(100)의 외부에서 수평 방향으로 상기 제 1 몸체(110)의 내부로 연장되어 상기 유로부(200)와 연결될 수 있다.
상기 유출관(520)은 상기 몸체(100) 내에서 수평 방향 및 수직 방향으로 연장될 수 있다. 자세하게, 상기 유출관은 복수의 관을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 유출관(520)은 제 1 유출관(521), 제 2 유출관(522) 및 제 3 유출관(523)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 내지 제 3 유출관들(521, 522, 523)은 일체로 형성될 수 있다.
상기 제 1 유출관(521)은 상기 유로부(200)와 연결되며 상기 몸체(100) 내부에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 유출관(521)은 상기 제 1 몸체(110)의 내부에 배치되며 일 끝단이 상기 유로부(200)의 측하부와 연결될 수 있다. 상기 제 1 유출관(521)은 상기 제 1 몸체(110)의 내부에서 수평 방향으로 연장될 수 있다. 일례로, 상기 제 1 유출관(521)은 상기 몸체(100) 내에서 x축 방향으로 연장될 수 있다.
상기 제 2 유출관(522)은 상기 제 1 유출관(521)과 연결되며 상기 몸체(100) 내부에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 유출관(522)은 상기 제 1 몸체(110), 상기 제 2 몸체(120) 및 상기 제 3 몸체(130) 내부에 배치될 수 있다. 상기 제 2 유출관(522)의 일 끝단은 상기 제 1 유출관(521)의 끝단과 연결될 수 있고, 상기 제 1 유출관(521)의 끝단으로부터 절곡되어 수직 방향으로 연장될 수 있다. 상기 제 2 유출관(522)은 상기 광원 모듈(300)이 배치된 상기 제 3 몸체(130) 방향으로 연장될 수 있다.
상기 제 3 유출관(523)은 상기 제 2 유출관(522)과 연결되며 상기 몸체(100) 내부에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 3 유출관(523)은 상기 제 3 몸체(130) 내부에 배치되며 상기 제 2 유출관(522)의 타 끝단과 연결될 수 있다. 상기 제 3 유출관(523)은 상기 제 3 몸체(130)의 내부에서 수평 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 상기 제 3 유출관(523)은 수평 방향으로 연장되어 상기 몸체(100)의 외측면으로부터 돌출될 수 있고 상기 몸체(100)의 외측에서 더 연장될 수 있다.
또한, 상기 제 1 몸체(110) 및 상기 제 2 몸체(120) 사이에는 제 3 방수 부재(730)가 배치될 수 있다. 상기 제 3 방수 부재(730)는 상기 제 1 몸체(110)의 상면 및 상기 제 2 몸체(120)의 하면 사이에 배치될 수 있다. 상기 제 3 방수 부재(730)는 상기 제 2 유출관(522)과 인접하게 배치될 수 있다. 상기 제 3 방수 부재(730)는 상기 제 2 유출관(522) 둘레를 감싸며 배치될 수 있다.
상기 제 3 방수 부재(730)는 오-링(O-ring) 형상을 가지며, NBR(Nitrill Butadiene Rubber), EPDM(Ethylene Propylene), FPM(Fluorinated Rubber) 실리콘 등과 같은 수지 재질, 고무 재질일 수 있다. 자세하게, 상기 제 3 방수 부재(730)는 불소계 수지 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 3 방수 부재(730)는 PCTFE(Polychlorotrifluoroethylene), ETFE(Ethylene + Tetrafluoroethylene), FEP(Fluorinated ethylene propylene copoly-mer), PFA(Perfluoroalkoxy) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제 3 방수 부재(730)는 상기 제 1 몸체(110)의 상면 상에 형성되는 제 4 홈(g4) 내에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 몸체(110)의 상면은 상기 제 3 방수 부재(730)를 삽입하여 고정하기 위한 제 4 홈(g4)을 포함할 수 있다. 상기 제 4 홈(g4)은 상기 제 1 몸체(110)의 상면에서 하면 방향으로 오목한 형태로 제공될 수 있다. 상기 제 4 홈(g4)은 상기 제 2 유출관(522)과 인접하게 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 4 홈(g4)은 상기 제 2 유출관(522) 둘레에 형성될 수 있다. 상기 제 3 방수 부재(730)는 상기 제 1 몸체(110) 및 상기 제 2 몸체(120)를 결합하는 과정에서 상기 제 1 몸체(110) 및 상기 제 2 몸체(120)에 의해 탄성 변형하여 압착될 수 있고, 이로 인해 상기 제 1 몸체(110) 및 상기 제 2 몸체(120) 사이를 밀폐할 수 있다.
즉, 실시예에 따른 살균 유닛(1000)은 상기 유로부(200)와 연결된 관이 외부에 노출되는 것을 최소화할 수 있다. 자세하게, 실시예는 상기 유로부(200)와 연결되는 유입관(510) 및 유출관(520)이 상기 몸체(100)의 외부에 노출되는 것을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 상기 유입관 및/또는 상기 유출관(520)에 외부 충격이 직접적으로 가해지는 것을 방지할 수 있어, 상기 유로부(200), 상기 유입관(510) 및 상기 유출관(520)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 상기 유로부(200), 상기 유입관(510) 및 상기 유출관(520)이 상기 몸체(100) 내에 배치됨에 따라 상기 유로부(200)와 상기 유입관(510) 사이, 상기 유로부(200)와 상기 유출관(520) 사이의 연결 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 작용 및 효과를 보다 상세하게 설명한다.
도 9 및 도 10은 비교예 및 실시예에 따른 살균 유닛의 유동 해석에 대한 도면이다.
실시예
Φ7mm의 직경을 가지는 구형 형상의 유로부를 준비하였다. 상기 유로부 측하부에 상기 유로부 내에 유체를 공급하는 유입관을 형성하고, 상기 유입관이 형성된 위치와 반대되는 유로부의 측하부에 상기 유로부를 통과한 유체가 출수되는 유출관을 형성하였다.
상기 유로부 상에는 자외선 파장의 광을 방출하는 100mW급 발광소자를 배치하였고, 상기 유로부 내에는 관통홀을 포함하는 격벽 부재를 배치하여 상기 유로부를 상기 격벽 부재를 기준으로 제 1 영역 및 제 2 영역으로 구분하였다. 이어서, 상기 유입관에 1.2LPM의 속도로 물을 공급하였으며 해석 소프트웨어(S/W) FloEFD를 이용하여 상기 살균 유닛 내에서의 물의 유동 속도 및 유동 방향을 측정하였다.
비교예
상기 유로부 내에 배치되는 격벽 부재를 생략한 것을 제외하고 실시예와 동일하며, 해석 소프트웨어(S/W) FloEFD를 이용하여 상기 살균 유닛 내에서의 물의 유동 속도 및 유동 방향을 측정하였다.
도 9 및 도 10에서 적색(red)에 가까울수록 살균 유닛 내부를 유동하는 물의 속도가 빠른 것을 의미하며 청색(blue)에 가까울수록 물의 속도가 느린 것을 의미할 수 있다. 또한, 도 9 및 10에서 화살표의 방향은 물의 유동 방향을 의미할 수 있다.
먼저 도 9를 참조하면, 비교예는 상기 유입관을 통해 유입된 물의 속도가 상기 유로부 내에서 감소하지 않는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 유입관을 통해 유입된 물의 대부분은 상기 유출관으로 유동하며 상기 유출관을 통해 바로 출수되는 것을 알 수 있다. 즉, 비교예의 경우 상기 유입관을 통해 상기 유로부에 공급된 물은 상기 유로부의 상부 영역으로 거의 유동하지 않고 상기 유로부의 하부 영역에서 바로 출수되는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 유로부의 상부 영역의 물은 상기 유출관으로 배출되지 않고 유동이 거의 없이 상기 유로부 내에서 고여있는 것을 알 수 있다.
반면, 도 10을 참조하면 실시예는 상기 유입관을 통해 유입된 물의 속도가 상기 유로부 내에서 현저히 감소하는 것을 알 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 살균 유닛은 상기 유로부 내에 배치되는 격벽 부재를 포함하고, 상기 격벽 부재에 의해 상기 유입관을 통해 유입된 물의 유동 속도가 현저히 감소하는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 격벽 부재에 의해 상기 유로부의 제 1 영역에 유입된 물은 다양한 방향으로 유동할 수 있으며, 상기 격벽 부재의 관통홀을 통해 상기 유로부의 제 2 영역으로 유동한 후 상기 유출관을 통해 출수될 수 있다. 즉, 실시예는 상기 유로부 내에 공급된 물의 유동 경로 및 체류 시간을 증가시킬 수 있으며, 상기 유로부 내에서 상기 물에 입사되는 자외선 에너지 양을 증가시킬 수 있다. 일례로, 실시예에 따른 유로부를 통과한 물에는 약 1.04 dose(mJ/cm2) 이상의 자외선 에너지가 인가될 수 있고 이에 따라 상기 물에 포함된 대장균(E. coli O 157:H7)을 약 99.9% 이상 살균할 수 있다. 즉, 실시예에 따른 살균 유닛(1000)은 상기 유로부(200) 내에 공급된 유체의 유동 경로 및 체류 시간을 증가시켜 상기 유로부(200)를 유동하는 유체를 효과적으로 살균할 수 있다. 또한, 상기 광원 모듈이 상기 유출관(520) 또는 상기 유입관과 접하며 배치됨에 따라, 상기 광원 모듈의 방열 특성을 개선할 수 있다.
실시예에 따른 살균 유닛(1000)은 정수기(미도시)와 같이 유로를 포함하는 장치에 배치될 수 있다. 일례로, 상기 정수기는 내부에 소정의 수용 공간을 가지는 본체를 포함할 수 있고, 상기 본체 내부에는 물을 정화하기 위한 필터부가 배치될 수 있다. 또한, 상기 정수기는 상기 필터부로부터 정화된 물을 외부로 출수하는 취출부를 포함할 수 있다. 실시예에 따른 살균 유닛(1000)은 상기 필터부와 상기 취출부 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 정수기는 상기 필터부에 의해 정수된 물이 유동하는 정수관을 포함할 수 있고, 상기 정수관은 상기 살균 유닛(1000)의 유입관(510)과 연결될 수 있다. 또한, 상기 정수기의 취출부는 정수기 외부로 물을 출수하는 취출관을 포함할 수 있고, 상기 취출관은 상기 살균 유닛(1000)의 유출관(520)과 연결될 수 있다. 즉, 상기 필터부를 통해 정수된 물은 상기 살균 유닛(1000)을 통과하여 외부로 출수될 수 있고 이 과정에서 상기 정수된 물을 효과적으로 살균할 수 있다. 즉, 상기 정수기 내에서 상기 살균 유닛(1000)에 의해 난류(turbulent flow)가 생성되는 것을 방지할 수 있고, 상기 살균 유닛(1000)에 공급된 물을 소정의 시간 동안 체류시킬 수 있어 정수된 물을 효과적으로 살균할 수 있다. 또한, 실시예에 따른 살균 유닛(1000)은 소형으로 구현할 수 있어 상기 정수기 등과 같은 장치 내부에서 배치 설계의 자유도를 높일 수 있다.
도 11은 실시예에 따른 광원 모듈의 발광소자를 나타낸 측단면도이다.
도 11을 참조하면, 상기 발광소자(310)는 리세스(381)를 포함하는 몸체(380), 상기 리세스(381)에 배치되는 복수의 전극(551, 386, 387), 상기 복수의 전극(551, 386, 387) 중 적어도 하나의 전극 상에 배치되는 발광 칩(370), 상기 리세스(381) 상에 배치되는 투명 윈도우(382)를 포함할 수 있다.
상기 발광 칩(370)은 자외선 파장부터 가시광선 파장의 범위 내에서 선택적인 피크 파장을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 칩(370)은 약 10nm 내지 400nm 영역대의 자외선 파장을 발광할 수 있다. 자세하게, 상기 발광 칩(370)은 UV-A, UV-B 및 UV-C 영역대의 자외선 파장을 발광할 수 있다.
상기 발광 칩(370)은 Ⅱ족과 Ⅵ족 원소의 화합물 반도체, 또는 Ⅲ족과 Ⅴ족 원소의 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 예컨대 AlInGaN, InGaN, AlGaN, GaN, GaAs, InGaP, AllnGaP, InP, InGaAs와 같은 계열의 화합물 반도체를 이용하여 제조된 반도체 발광 소자를 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 발광 칩(370)의 n형 반도체층, p형 반도체층, 및 활성층을 포함할 수 있고, 상기 활성층은 InGaN/GaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/InAlGaN, AlGaAs/GaAs, InGaAs/GaAs, InGaP/GaP, AlInGaP/InGaP, InP/GaAs와 같은 페어로 구현될 수 있다.
상기 몸체(380)는 절연 재질 예컨대, 세라믹 소재를 포함할 수 있다. 상기 세라믹 소재는 동시 소성되는 저온 소성 세라믹(LTCC: low temperature co-fired ceramic) 또는 고온 소성 세라믹(HTCC: high temperature co-fired ceramic)을 포함할 수 있다. 상기 몸체(380)의 재질은 예를 들면, AlN 일 수 있으며, 열 전도도가 140W/mK 이상인 금속 질화물을 포함할 수 있다.
상기 몸체(380)는 단차 구조를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 몸체(380)의 상부 둘레는 단차 구조(380a)를 포함할 수 있다. 상기 단차 구조(380a)는 상기 몸체(380)의 상면보다 낮은 영역으로 상기 리세스(381)의 상부 둘레에 배치될 수 있다. 상기 단차 구조(380a)의 깊이는 상기 몸체(380)의 상면으로부터의 깊이로서, 상기 투명 윈도우(382)의 두께보다 깊게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 리세스(381)는 상기 몸체(380)의 상부 영역의 일부가 개방된 영역으로 상기 몸체(380)의 상면으로부터 소정 깊이로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 리세스(381)의 바닥은 상기 몸체(380)의 단차 구조(380a)보다 더 깊은 깊이로 형성될 수 있다. 상기 단차 구조(380a)의 위치는 상기 리세스(381)의 바닥 상에 배치된 발광 칩(370)에 연결되는 제 1 연결 부재의 높이를 고려하여 배치될 수 있다. 여기서, 상기 리세스(381)가 개방된 방향은 발광 칩(370)으로부터 발생된 광이 방출되는 방향이 될 수 있다.
상기 리세스(381)는 탑뷰 형상이 다각형, 원 형상 또는 타원 형상을 포함할 수 있다. 상기 리세스(381)는 모서리 부분이 모따기 처리된 형상 예컨대, 곡면 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 리세스(381)는 상기 몸체(380)의 단차 구조(380a)보다 내측에 위치될 수 있다.
상기 리세스(381)의 하부 너비는 상기 리세스(381)의 상부 너비와 동일한 너비로 형성되거나 상부 너비가 더 넓게 형성될 수 있다. 또한, 상기 리세스(381)의 측벽(381a)은 상기 리세스(381)의 하면의 연장 선에 대해 수직하거나 경사지게 형성될 수 있다.
상기 리세스(381) 내에는 서브 리세스(미도시)가 배치될 수 있다. 상기 서브 리세스(381)의 하면은 상기 리세스(381)의 하면보다 수직 방향으로 하부에 배치될 수 있다. 상기 서브 리세스에는 보호 소자(미도시)가 더 배치될 수 있다. 상기 서브 리세스(381)의 수직 방향 높이는 상기 보호 소자의 수직 방향 두께와 대응되거나 더 클 수 있다. 즉, 상기 보호 소자의 상면이 상기 리세스의 하면 위로 돌출되지 않도록 배치하여 상기 보호 소자에 의한 광 출력 저하를 방지할 수 있고, 지향각이 왜곡되는 것을 방지할 수 있다.
상기 리세스(381)에는 복수 개의 전극(551, 386, 387)이 배치되며, 상기 복수 개의 전극(551, 386, 387)은 상기 발광 칩(370)에 선택적으로 전원을 공급할 수 있다. 상기 복수 개의 전극(551, 386, 387)은 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전극(551, 386, 387)은 백금(Pt), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 탄탈늄(Ta) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 복수 개의 전극(551, 386, 387) 중 적어도 하나는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 전극(551, 386, 387)이 다층으로 형성될 경우, 최상층에는 본딩 특성이 좋은 금(Au)이 배치될 수 있고, 최하층에는 상기 몸체(380)와의 접착성이 좋은 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta)의 재질이 배치될 수 있다. 또한, 최상층과 최하층 사이의 중간층에는 백금(Pt), 니켈(Ni), 구리(Cu) 등이 배치될 수 있다.
상기 전극(551, 386, 387)은 상기 발광 칩(370)이 배치되는 제 1 전극(551), 상기 제 1 전극(551)과 이격되는 제 2 전극(386) 및 제 3 전극(387), 상기 서브 리세스 내에 배치되는 제 4 전극(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 전극(551)은 상기 리세스(381)의 바닥 중심에 배치되며 상기 제 2 전극(386) 및 상기 제 3 전극(387)은 상기 제 1 전극(551)의 양측에 배치될 수 있다. 또한, 제 1 전극(551) 및 제 2 전극(386) 중 어느 하나는 제거될 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다. 상기 발광 칩(370)은 제 1 내지 제 3 전극(551, 386, 387) 중 복수의 전극 상에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제 1 전극(551) 및 상기 제 4 전극은 제 1 극성의 전원이 공급될 수 있다. 또한, 상기 제 2 전극(386) 및 상기 제 3 전극(387)은 제 2 극성의 전원이 공급될 수 있다. 상기 전극의 극성은 전극 패턴이나 각 소자와의 연결 방식에 따라 달라질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 칩(370)은 상기 리세스(381) 내에 배치될 수 있다. 상기 발광 칩(370)은 상기 제 1 전극(551)과 전도성 접착제로 본딩될 수 있고, 제 와이어 등을 포함하는 1 연결부재로 상기 제 2 전극(386)에 연결될 수 있다. 상기 발광 칩(370)은 상기 제 1 전극 및 제 2 전극(386) 또는 제 3 전극(387)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 발광 칩(370)의 연결 방식은 와이어 본딩, 다이 본딩, 플립 본딩 방식을 선택적으로 이용하여 연결될 수 있고, 본딩 방식에 따라 칩 종류 및 칩의 전극 위치는 변화할 수 있다. 상기 보호소자는 상기 제 4 전극에 본딩될 수 있고 와이어 등을 포함하는 제 2 연결 부재로 상기 제 3 전극(387)에 연결될 수 있다. 그러나 실시예는 이에 제한되지 않고 상기 보호 소자는 상기 리세스(381) 내에서 제거되어 상술한 회로기판(320) 상에 배치될 수 있다.
상기 몸체(380)의 하면에는 복수의 패드(391, 392)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 몸체(380)의 하면에는 서로 이격되어 배치되는 제 1 패드(391) 및 제 2 패드(392)가 배치될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 패드(391, 392) 중 적어도 하나는 복수로 배치되어 전류 경로를 분산시켜 줄 수 있다.
상기 몸체(380) 내에는 연결 패턴(389)이 배치될 수 있다. 상기 연결 패턴(389)은 상기 리세스(381)와 상기 몸체(380)의 하면 사이의 전기적인 연결 경로를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(551)의 일부는 상기 몸체(380)의 내부로 연장되어 상기 연결 패턴(389)과 연결될 수 있고, 상기 연결 패턴(389)을 통해 다른 전극과 연결될 수 있다. 상기 연결 패턴(389)은 상기 제 1 전극(551), 상기 제 4 전극 및 상기 제 1 패드(391)를 전기적으로 연결시켜줄 수 있고, 상기 제 2 전극(386), 상기 제 3 전극(387) 및 상기 제 2 패드(392)를 전기적으로 연결시켜줄 수 있다.
상기 리세스(381) 상에는 투명 윈도우(382)가 배치될 수 있다. 상기 투명 윈도우(382)는 글래스(glass) 재질 예컨대, 석영 글래스를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 투명 윈도우(382)는 상기 발광 칩(370)으로부터 방출된 광 예컨대, 자외선 파장에 의해 분자 간의 결합 파괴와 같은 손해 없이 투과시켜 줄 수 있는 재질로 정의할 수 있다.
상기 투명 윈도우(382)는 외측 둘레가 상기 몸체(380)의 단차 구조(380a) 상에 결합될 수 있다. 상기 투명 윈도우(382)와 상기 몸체(380)의 단차 구조(380a) 사이에는 접착층(383)이 배치되며, 상기 접착층(383)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질을 포함한다. 상기 투명 윈도우(382)는 상기 리세스(381)의 바닥 너비보다 넓은 너비로 형성될 수 있다. 상기 투명 윈도우(382)의 하면 면적은 상기 리세스(381)의 바닥 면적보다 넓은 면적으로 형성될 수 있다. 이에 따라 투명 윈도우(382)은 상기 몸체(380)의 단차 구조(380a)에 용이하게 결합될 수 있다.
상기 투명 윈도우(382)는 상기 발광 칩(370)으로부터 이격될 수 있다. 상기 투명 윈도우(382)가 상기 발광 칩(370)으로부터 이격됨에 따라, 상기 발광 칩(370)에 의해 발생된 열에 의해 팽창되는 것을 방지할 수 있다. 상기 투명 윈도우(382) 아래의 공간은 빈 공간이거나 비금속 또는 금속 화학 원소가 채워질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 투명 윈도우(382) 상에는 렌즈가 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 투명 윈도우(382) 상에는 별도의 렌즈를 결합하여 지향각을 조절할 수 있다.
상기 몸체(380)의 측면에는 몰딩 부재가 더 배치될 수 있다. 즉, 상기 발광소자(310)의 측면에는 몰딩 부재가 더 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 발광소자(310)의 신뢰성 및 방습력을 향상시킬 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (10)
- 내부에 유로부를 포함하는 몸체;
상기 유로부 상에 배치되는 광원 모듈;
상기 유로부 내에 배치되는 격벽 부재; 및
상기 유로부와 연결되는 유입관 및 유출관;을 포함하고,
상기 광원 모듈은 회로기판 및 자외선 발광소자를 포함하고,
상기 자외선 발광소자의 광축은 상기 격벽 부재와 중첩되고,
상기 유로부의 내측면은 곡면을 포함하고,
상기 유로부는 상기 유입관과 연결되는 제 1 영역; 및 상기 유출관과 연결되는 제 2 영역을 포함하고,
상기 격벽 부재는 상기 제 1 및 제 2 영역 사이에 배치되는 살균 유닛. - 제 1 항에 있어서,
상기 자외선 발광소자에서 출사되는 광의 세기가 가장 큰 영역은 상기 격벽 부재와 중첩되는 살균 유닛. - 제 1 항에 있어서,
상기 자외선 발광소자에서 출사되는 광의 세기가 가장 큰 영역은 상기 격벽 부재와 중첩되지 않는 살균 유닛. - 제 1 항에 있어서,
수직 방향을 기준으로, 상기 유입관 및 상기 유출관은 상기 유로부의 중심보다 하부에 배치되는 살균 유닛. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 영역은 상기 격벽 부재의 일면 및 상기 유입관 사이의 영역이고,
상기 제 2 영역은 상기 격벽 부재의 일면과 반대되는 타면 및 상기 유출관 사이의 영역인 살균 유닛. - 제 5 항에 있어서,
상기 격벽 부재는 상기 격벽 부재의 일면 및 타면을 관통하는 관통홀을 포함하는 살균 유닛. - 제 6 항에 있어서,
상기 광원 모듈 및 상기 관통홀 사이의 수직 방향 거리는, 상기 광원 모듈 및 상기 유입관 사이의 수직 방향 거리보다 짧은 살균 유닛. - 제 1 항에 있어서,
상기 유입관 및 상기 유출관 중 적어도 하나는 상기 광원 모듈과 직접 접촉하는 살균 유닛. - 제 1 항에 있어서,
상기 유로부는 구형 형상인 살균 유닛. - 제 1 항에 있어서,
상기 자외선 발광소자는 방출하는 광에서 280nm 이하의 파장 영역의 광의 세기가 상대적으로 가장 큰 살균 유닛.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180171799A KR20200081854A (ko) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | 살균 유닛 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020180171799A KR20200081854A (ko) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | 살균 유닛 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200081854A true KR20200081854A (ko) | 2020-07-08 |
Family
ID=71601149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180171799A KR20200081854A (ko) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | 살균 유닛 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20200081854A (ko) |
-
2018
- 2018-12-28 KR KR1020180171799A patent/KR20200081854A/ko not_active Application Discontinuation
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