KR20220053712A

KR20220053712A - Uv-c led를 이용한 실내 표면 및 공기 살균 정화 장치

Info

Publication number: KR20220053712A
Application number: KR1020200137297A
Authority: KR
Inventors: 김진우; 조명환; 이석우
Original assignee: (주)아덴하이진; 주식회사 글로벌식스
Priority date: 2020-10-22
Filing date: 2020-10-22
Publication date: 2022-05-02
Also published as: WO2022085835A1; JP2022068805A; CN114383251A; EP3988129A1; US20220125967A1

Abstract

본 발명은 실내 살균 정화 장치에 관한 것으로, 실내 공간의 공기에 존재하는 미생물 입자를 살균 정화하는 공간 살균 기능과 실내 공간의 물체 표면을 살균소독하는 표면 살균 기능을 모두 동시에 수행할 수 있어 실내 공간에 대한 살균 성능을 향상시킬 수 있고, 실내 공간에 존재하는 물체의 형상 및 배치 상태가 복잡하더라도 이동 상의 특별한 장애 없이 물체에 대한 살균광의 근접 조사가 가능하고 살균광의 사각지대에 소독제를 직접 분사하여 살균 기능을 향상시킬 수 있는 실내 살균 정화 장치를 제공한다.

Description

UV-C LED를 이용한 실내 표면 및 공기 살균 정화 장치{INDOOR SURFACE AND AIRBORNE DISINFECTION APPARATUS USING UV-C LED}

본 발명은 UV-C LED를 이용한 실내 표면 및 공기 살균 정화 장치에 관한 것이다.

2000년 이후 중증호흡기증후군(SARS), 신종 인플루엔자(H1N1), 중동호흡기증후군(MERS)과 최근 신종코로나바이러스(COVID-19)등 강력한 감염병이 발생하여 전 세계적으로 전파되고 감염자와 사망자 등이 매우 많아 주기적으로 사회적 이슈가 되고 있고 있다. 각 감염병의 발생 주기가 점점 짧아지고 있어 감염병 예방에 대한 관심이 날로 높아지고 있다. 관련 법령인 감염병예방법의 적용대상이 확대되고 소독 기준이 강화되고 있어, 감염병 등에 가장 취약한 의료기관 및 요양기관의 인증평가 기준 또한 강화되고 있다.

이러한 감염성 전염병은 크게 비말 감염, 공기 감염, 접촉 감염 등으로 나눌 수 있다. 비말 감염은 감염자의 체액이 기침 등으로 튀어나와 다른 사람의 호흡기로 유입되어 감염이 이루어지는 것을 의미하며, 한국입자에어로졸학회 자료에 따르면 비말 내에서 미생물의 생존 시간은 미생물 종류에 따라 다른데, 코로나 바이러스의 변종 바이러스는 24시간까지 생존가능한것으로 추정한다. 공기감염은 비말핵이라 불리는 바이러스 입자(5um 이하)가 공기 중에 떠다니다가 사람에게 흡입되며 발생한다. 접촉 감염은 환자, 보균자, 또는 병원체가 묻은 의복, 물품 등에 직접 닿아 피부나 점막으로 감염된다.

따라서 감염성 전염병을 예방하기 위해서는 대부분의 감염 경로에 대응할 수 있도록 공기 감염원에 대한 살균 및 정화와 공간 및 물체 표면의 소독을 동시에 할 수 있는 살균 소독 장치가 효과적일 것이다.

최근에는 실내 공간에 대한 공기 정화 장치 및 살균 소독장치들이 다양하게 개발되고 있으나, 종래 실내 살균 정화 장치는 일반적으로 공기 정화기에 살균 기능을 발휘하는 구성을 추가하는 정도로 개발되거나 또는 자외선과 같은 살균광을 조사하는 살균광 램프를 실내 공간에 상당시간 동안 배치하여 실내 공간을 살균 소독하는 정도로 매우 단순한 형태에 머물고 있다.

이러한 단순한 공기 살균 정화기의 경우에도 미세 먼지를 제거하여 공기를 정화하는 기능 이외에 살균능의 효율은 상대적으로 높지 않았고, 먼지를 걸러내는 멤브레인 필터에 공기 중 존재하던 미생물이 걸러져 특별한 처리 없이 감염력을 잃지 않은 채로 존재한다는 문제가 있었으며, 일반적인 실내 살균 정화 장치는 살균광이 조사되는 살균광 램프의 근처 영역에서는 살균 기능의 효율이 상대적으로 높게 나타나지만, 살균광 램프로부터 멀어질수록 살균 기능의 효율이 급격하게 낮아져 실내 공간에 대한 전체적인 살균 효과가 매우 미미하다는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 자율 주행 기능을 갖춘 살균 장치에 대한 기술이 활발히 개발되고 있다. 중국 특허(CN 209529745 U)는 자율 주행 기능을 갖춘 멸균 장치에 대한 기술을 개시하나, 형광등의 짧은 수명으로 인해 잦은 교체를 요구하고 형광등의 교체 및 폐기과정에서 발생하는 수은으로 인해 환경오염을 야기하며, 자외선에 의한 오존 발생으로 대기 오염을 해결할 수 없는 문제 및 미생물 살균 현황 모니터링 기술이 없어 충분한 살균이 달성되었는지 알 수 없는 단점이 있었다.

또한 등록특허 제10-2093161호에서는 제 1 스펙트럼으로 오염여부를 판단하고 자외선을 조사하여 오염물질을 살균한 후 반사광의 제 2스펙트럼을 획득하여 추가 살균 여부를 판단하는 자율 주행 기능을 갖춘 지능형 자동 방역 장치에 대한 기술이 개시되어 있으나, 이는 광원의 구조상 살균 범위가 물체의 측면에 불과하고, 물체의 상면 및 하면 등에 대한 살균이 어려웠으며, 반사광을 이용하는 기술이기 때문에 대기 중의 오염 여부를 판단할 수 없다는 단점이 있었다.

등록특허 제10-2093161호 중국 실용신안 CN 209529745 U

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서,

본 발명의 목적은 실내 공간의 공기에 존재하는 미생물 입자를 살균 정화하는 공간 살균 기능과 실내 공간의 물체 표면을 살균 소독하는 표면 살균 기능을 모두 동시에 수행할 수 있어 실내 공간에 대한 살균 성능을 향상시킬 수 있는 실내 표면 및 공기 살균 정화 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 물체 표면을 살균 소독하는 표면 살균 작동시 메인 살균광 램프를 물체 표면에 근접 이동시켜 살균광을 조사하거나 소독제 분사 모듈을 통해 소독제 분사가 가능함으로써, 물체에 대한 살균능을 강화시킬 수 있고, 실내 공간에 존재하는 물체의 형상 및 배치 상태가 복잡하더라도 이동 상의 특별한 장애 없이 물체에 대한 살균광의 근접 조사 또는 소독제 분사가 가능하여 살균 기능을 향상시킬 수 있는 실내 표면 및 공기 살균 정화 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 실내 공간의 공기를 살균 정화하는 과정에서 공기 정화 케이스를 통과하는 미생물 입자에 대한 살균광 노출 시간을 증가시켜 공기 살균 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 실내 표면 및 공기 살균 정화 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은, 실내 공간을 자동으로 주행하도록, 하부에 복수개의 바퀴를 포함하는 구동부; 상기 구동부에 탑재되며, 실내 공기를 흡입하여 실내 공기에 함유된 먼지 또는 미생물 입자를 여과, 살균 또는 정화하여 배출하는 순환 정화 모듈; 상기 구동부에 탑재되며, 살균광을 조사하는 복수개의 메인 살균광 램프를 포함하고, 상기 메인 살균광 램프가 소독 대상물에 근접하게 위치하도록 상기 메인 살균광 램프의 배치 위치가 조절 가능하게 형성되며, 대상물과 메인 살균광 램프 사이의 살균 영역으로 UV-C를 조사하는 살균 소독 모듈; 실내 공간에 존재하는 물체와의 거리를 감지하도록 상기 구동부 및 상기 살균 소독 모듈에 장착되는 거리 감지 센서; 및 상기 거리 감지 센서의 감지 결과에 따라 상기 구동부 및 살균 소독 모듈을 동작 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 메인 살균광 램프는 200~280nm 파장의 UV-C LED 또는 UV-C 램프인 것을 특징으로 하는 실내 살균 정화 장치를 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 잇어서, 상기 메인 살균광 램프는 275nm 파장을 포함하는 피크만을 선택적으로 방출하는 것일 수 있다.

본 발명의 자외선 살균 모듈은 원거리 공간에 대한 살균 능력을 보장한다. 광원 방출부에 광학 렌즈를 적용하여 빛을 집광시켜 원거리 공간 살균을 가능하게 한다. 상기 광학 렌즈로는 모스아이렌즈(moth eye lens)를 사용할 수 있고, 각 LED 상에 하나 이상의 모스아이렌즈가 설치될 수 있고, 바람직하게는 하나의 모스아이렌즈가 설치되며 인접 LED 광원에서 동시에 자외선이 조사될 때 모스아이렌즈의 상호 집광 작용이 발생한다. 광학 렌즈 미 설치지에는 유효 거리(Wd)가 30mm정도이나, 광학 렌즈 적용시에는 유효 거리가 10배 이상 증가하여 원거리 살균 능력을 극대화한다. 본 발명의 살균 모듈을 이용하여 원하는 영역의 광파워를 극대화한 Far UV-C 살균 장치에 적용 가능하다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 순환 정화 모듈은 상기 구동부의 상부에 배치되고, 상기 살균 소독 모듈은 상기 순환 정화 모듈의 상부 및 측면 공간을 감싸는 형태로 상하 이동 가능하게 배치될 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 순환 정화 모듈은, 상기 구동부의 상부에 장착되며 일측 및 타측에 공기 흡입구 및 공기 배출구가 형성되는 공기 정화 케이스; 상기 공기 정화 케이스의 내부에 장착되어 상기 공기 흡입구를 통해 흡입된 공기를 필터링하는 공기 필터; 상기 공기 흡입구를 통해 흡입된 공기에 함유된 미생물 입자를 살균하도록 상기 공기 정화 케이스의 내부 공간에 살균광을 조사하는 공기 살균광 램프; 및 상기 공기 흡입구 및 공기 배출구로 공기가 흡입 및 배출되는 공기 흐름이 형성되도록 작동하는 송풍팬을 포함할 수 있으며 상기 공기 살균광 램프는 200~280nm 파장의 UV-C LED 또는 UV-C 램프일 수 있다.

종래 UV-C LED를 칩의 형태로 삽입한 소형 가전 제품들은 시중에 널리 판매되고 있으나 UV-C LED 칩의 높은 발열성 때문에 표면, 공간 살균용 대형제품에는 활용되지 못하는 실정이다. 본 발명에서는 UV-C LED 칩의 높은 발열성을 해결하여 표면, 공간 살균용 대형제품에는 탑재하여 높은 살균능을 보장한다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 공기 필터는 원통 형상으로 측면에서 중심 방향으로 공기가 통과하도록 형성되며, 상기 공기 살균광 램프는 복수개 장착되며, 적어도 하나는 상기 공기 필터의 중심부에 삽입되는 형태로 배치될 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 복수개의 상기 공기 살균광 램프는 각각 평판 형태의 램프 기판에 다수개의 UV-C 램프 또는 UV LED가 장착되는 형태로 형성되어 상기 공기 정화 케이스 내부에 장착되고, 복수개의 상기 공기 살균광 램프 중 적어도 2개는 상기 공기 필터의 상부에 서로 상하 이격되게 배치되어 상기 공기 필터를 통과한 공기 흐름을 지그재그 방향으로 유도하도록 형성될 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 살균 소독 모듈은, 상기 공기 정화 케이스의 상부에 배치되는 살균 베이스 바디; 상기 살균 베이스 바디를 상하 이동시키는 메인 구동부; 상기 살균 베이스 바디의 외주 둘레를 따라 복수개 배치되어 상기 살균 베이스 바디와 함께 상하 이동하며, 상하 방향으로 길게 연장되고 외측 방향을 향해 살균광을 조사할 수 있도록 외측면에 발광면이 형성되는 메인 살균광 램프를 포함하고, 상기 메인 구동부 및 메인 살균광 램프는 상기 제어부에 의해 동작 제어될 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 복수개의 상기 메인 살균광 램프는 그 상단이 상기 살균 베이스 바디에 수평 회전축을 중심으로 각각 회전 가능하게 결합되고, 상기 살균 베이스 바디에는 복수개의 상기 메인 살균광 램프를 상기 수평 회전축을 중심으로 각각 독립적으로 회전 이동시키는 회전 구동부가 장착되어 상기 제어부에 의해 동작 제어될 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 메인 구동부는 상기 살균 베이스 바디를 중심부의 수직회전축을 중심으로 회전 이동시킬 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 메인 살균광 램프는 상하 방향으로 길게 배치된 상태에서 외측 방향 및 내측 중심 방향으로 각각 살균광을 조사할 수 있도록 외측면 및 내측면에 각각 발광면이 형성될 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 메인 살균광 램프는 상하 방향으로 길게 배치된 상태에서 램프의 외주면이 모두 빛을 투과할 수 있는 재질로 이루어저 360°에 살균광을 모두 조사 가능한 것일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 제어부는 상기 순환 정화 모듈을 작동시키는 공간 살균 모드와, 상기 살균 소독 모듈을 작동시키는 표면 살균 모드가 동시에 또는 어느 하나만 선택적으로 작동하도록 동작 제어할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 제어부는, 실내 공간에서 상기 공간 살균 모드가 연속적으로 수행되도록 동작 제어하고, 상기 공간 살균 모드 작동 상태에서 상기 자동 주행 이동체를 이동시켜가며 상기 메인 살균광 램프를 작동시켜 실내 공간에 존재하는 물체의 표면에 살균광이 조사되도록 하는 표면 살균 모드가 수행되도록 동작 제어할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 공기 정화 모듈을 작동시키는 공간 살균 모드가 연속적으로 수행되도록 동작 제어하고, 상기 공간 살균 모드 작동 상태에서 상기 구동부를 이동시켜가며 상기 메인 살균광 램프를 작동시켜 실내 공간에 존재하는 물체의 표면에 살균광이 조사되도록 하는 표면 살균 모드가 수행되도록 동작 제어하며, 실내 공간에 존재하는 물체의 하면에 대한 표면 살균 모드 과정에서, 상기 살균 베이스 바디가 상기 물체의 하면으로부터 기준 거리만큼 이격상태가 되도록 상승 이동하고 상기 메인 살균광 램프가 수평 방향으로 회전 이동하여 상기 물체의 하면에 살균광을 조사하도록 상기 제어부에 의해 동작 제어될 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 실내 공간에 존재하는 물체의 하면에 대한 표면 살균 모드 과정에서, 상기 메인 살균광 램프가 수평 회전 이동하여 살균광 조사 중인 상태에서 상기 살균 베이스 바디가 상기 메인 구동부에 의해 수직 중심축을 중심으로 회전하도록 상기 제어부에 의해 동작 제어될 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 실내 공간에 존재하는 물체의 상면에 대한 표면 살균 모드 과정에서, 상기 살균 베이스 바디가 상기 물체의 상면으로부터 임시 설정 거리만큼 이격 상태가 되도록 상승 이동하고, 이 상태에서 상기 메인 살균광 램프가 수평 방향으로 회전 이동한 후, 상기 살균 베이스 바디가 상기 물체의 상면으로부터 상기 임시 설정 거리보다 짧은 기준 거리만큼 이격 상태가 되도록 하강 이동하여 상기 메인 살균광 램프에 의한 살균광이 상기 물체의 상면에 조사되도록 상기 제어부에 의해 동작 제어될 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 순환 정화 모듈은 상기 공기 배출구 후단에 소독제 분사 모듈을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 살균 소독 모듈은 살균 베이스 바디의 상부에 소독제 분사 모듈을 더 포함하거나, 상기 메인 살균광 램프의 한 말단에 소독제 분사 모듈을 더 포함할 수 있다. UV-C LED를 활용한 실내 표면 또는 공간 살균 장치의 경우, LED 빛이 도달하지 않는 사각지대가 발생할 수 있으며 해당 구역의 미생물 사멸을 통한 살균이 어려우므로 소독제를 미세분무 또는 스팀분사하는 형태의 모듈 탑재를 통해 사각지대가 발생하지 않도록 보완한다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 소독제 분사 모듈은 소독제에 따라 미세분무 또는 스팀 분사 방식으로 분무될 수 있다. 분무 입자 크기가 클 경우 오히려 미생물이 증식할 수 있는 환경을 조성할 가능성이 있어 액체 방울이 맺히지 않는 분무 형태로 미세분무 또는 스팀분사 방식 등을 채택할 수 있다.

본 발명의 소독제는 화학적 독성이나 부작용등이 보고되지 않아 인체 등에 안전한 분무제를 사용하며, 상기 소독제는 차아염소산나트륨, 에탄올, 양성이온 계면활성제, 클로르헥시딘, 과산화수소, 염화벤잘코늄으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.

본 발명에 의하면, 실내 공간의 공기에 존재하는 미생물 입자를 살균 정화하는 공간 살균 기능과 실내 공간의 물체 표면을 살균 소독하는 표면 살균 기능을 모두 동시에 수행할 수 있어 실내 공간에 대한 살균 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 물체 표면을 살균 소독하는 표면 살균 작동시 메인 살균광 램프를 물체 표면에 근접 이동시켜 살균광을 조사함으로써, 물체에 대한 살균 성능을 강화시킬 수 있고, 실내 공간에 존재하는 물체의 형상 및 배치 상태가 복잡하더라도 이동 상의 특별한 장애 없이 물체에 대한 살균광의 근접 조사가 가능하여 살균 기능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 실내 공간의 공기를 살균 정화하는 과정에서 공기 정화 케이스를 통과하는 미생물 입자에 대한 살균광 노출 시간을 증가시켜 공기 살균 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 살균 정화 장치의 외형을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 살균 정화 장치의 구성을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 살균 정화 장치의 자동 이동 상태를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 순환 정화 모듈의 내부 구조를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 소독 모듈의 작동 구조를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 소독 모듈의 물체 하면에 대한 살균 소독 동작 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 소독 모듈의 물체 상면에 대한 살균 소독 동작 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 표기되었다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 살균 정화 장치의 외형을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 살균 정화 장치의 구성을 개념적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 살균 정화 장치의 자동 이동 상태를 예시적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 순환 정화 모듈의 내부 구조를 개념적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 실내 살균 정화 장치는 실내 공간에 대한 공기 정화 기능인 공간 살균 기능과, 실내 공간의 표면에 대한 살균 소독 기능인 표면 살균 기능을 동시에 수행할 수 있는 장치로서, 구동부(100)와, 순환 정화 모듈(200)과, 살균 소독 모듈(300)과, 거리 감지 센서(400)와, 제어부(500)를 포함하여 구성된다.

구동부(100)는 실내 공간을 자동 주행할 수 있는 이동체로서, 사용자의 운전 조작 없이도 스스로 장애물 등을 감지하여 자동 주행할 수 있도록 구성된다. 하부에는 이동을 위한 바퀴(120)가 장착될 수 있고, 일측에는 사용자의 작동 조작 등을 위한 버튼 및 디스플레이를 위한 조작 표시부(110)가 장착될수 있다.

또한, 구동부(100)에는 바퀴(120)를 작동시키기 위한 구동부(미도시) 등 자동 주행을 위한 다양한 부품들이 장착될 수 있으며, 특히, 실내공간에 존재하는 물체(20)와의 거리를 감지하도록 복수개의 거리 감지 센서(400)가 장착될 수 있다. 제어부(500)는 거리 감지 센서(400)의 감지 결과에 따라 자동 주행 이동체(100)의 이동 경로를 산출할 수 있고, 구동부(100)가 실내 공간(10)의 물체(20) 등 장애물과 충돌하지 않고 이동하도록 동작 제어할 수 있다.

이러한 구동부(100)는 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

순환 정화 모듈(200)은 구동부(100)에 탑재되어 자동 주행 이동체(100)와 함께 이동하며, 실내 공기를 흡입하여 실내 공기에 함유된 미세 입자 및 미생물 입자를 살균 정화하도록 구성된다.

살균 소독 모듈(300)은 구동부(100)에 탑재되어 자동 주행 이동체(100)와 함께 이동하며, 살균광을 조사하는 복수개의 메인 살균광 램프(310)를 포함하여 구성된다. 이때, 메인 살균광 램프(310)가 소독 대상 물체(20)에 근접하게 위치하도록 메인 살균광 램프(310)의 배치 위치가 조절 가능하게 형성된다. 살균 소독 모듈(300)에도 거리 감지 센서(400)가 장착될 수 있으며, 제어부(500)는 거리 감지 센서(400)의 감지 결과에 따라 메인 살균광 램프(310)의 소독대상 물체(20)에 대한 근접 이동 거리를 조절할 수 있다.

한편, 제어부(500)는 실내 공간(10)에서 순환 정화 모듈(200)을 작동시켜 공기를 정화시키는 공간 살균 모드와, 살균 소독 모듈(300)을 작동시켜 물체(20) 표면에 대한 살균 소독 작업을 수행하는 표면 살균 모드가 동시에 또는 어느 하나만 선택적으로 작동하도록 동작 제어할 수 있다.

이러한 구성에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 살균 정화 장치(30)는 순환 정화 모듈(200)을 통한 공간 살균 모드와, 살균 소독 모듈(300)을 통한 표면 살균 모드를 동시에 수행하여 실내 공간(10)에 대한 공간 살균 및 표면 살균을 동시에 수행할 수 있다.

좀더 구체적으로는, 순환 정화 모듈(200)을 연속 작동시켜 공간 살균 모드가 연속적으로 수행되도록 함과 동시에 공간 살균 모드 작동 상태에서 구동부(100)를 이동시켜가며 메인 살균광 램프(310)를 작동시켜 실내 공간(10)에 존재하는 물체(20)의 표면에 살균광이 조사되도록 하는 표면 살균 모드가 수행되도록 할 수 있다. 이때, 표면 살균 모드에서는 메인 살균광 램프(310)를 소독 대상 물체(20) 표면에 근접하게 이동시켜 살균광을 소독 대상 물체(20) 표면에 근접하게 조사함으로써, 물체 표면에 대한 살균 소독 효과를 향상시킬 수 있다.

예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이 실내 공간(10)에 복수개의 물체(20)가 존재하는 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 살균 정화 장치(30)는 거리 감지 센서(400) 등을 이용하여 물체(20)를 감지하고, 감지 결과를 기초로 제어부(500)는 구동부(100)의 이동 경로를 산출하여 도 3에 화살표로 도시된 바와 같이 해당 이동 경로를 따라 물체(20)와 근접하게 위치하도록 실내 공간(10)의 전체 영역을 이동할 수 있다.

이와 같이 실내 살균 정화 장치(30)가 실내 공간(10)의 전체 영역을 모두 이동함으로써, 메인 살균광 램프(310)의 살균광이 실내 공간(10)의 모든 물체(20)에 대해 근접 조사되므로, 물체(20) 표면에 대한 살균 소독 기능이 빠짐없이 완벽하게 이루어진다.

한편, 순환 정화 모듈(200)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 구동부(100)의 상부에 배치되고, 살균 소독 모듈(300)은 공기 살균정화 모듈(200)의 상부 및 측면 공간을 감싸는 형태로 상하 이동 가능하게 배치될 수 있다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 순환 정화 모듈(200)의 구성에 대해 좀더 자세히 살펴본다.

순환 정화 모듈(200)은, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 자동 주행 이동체(100)의 상부에 장착되며 일측 및 타측에 공기 흡입구(211) 및 공기 배출구(212)가 형성되는 공기 정화 케이스(210)와, 공기 정화 케이스(210)의 내부에 장착되어 공기 흡입구(211)를 통해 흡입된 공기를 필터링하는 공기 필터(220)와, 공기 흡입구(211)를 통해 흡입된 공기에 함유된 미생물 입자를 살균하도록 공기 정화 케이스(210)의 내부 공간에 살균광을 조사하는 공기 살균광 램프(230)와, 공기 흡입구(211) 및 공기 배출구(212)로 공기가 흡입 및 배출되는 공기 흐름이 형성되도록 작동하는 송풍팬(240)을 포함하여 구성될 수 있다. 송풍팬(240)및 공기 살균광 램프(230)는 제어부(500)에 의해 동작 제어된다.

공기 흡입구(211)는 공기 정화 케이스(210)의 하단부 측면에 형성되고, 공기 배출구(212)는 공기 정화 케이스(210)의 상단부에 형성됨으로써, 외부 공기가 공기 정화 케이스(210)의 하단부 측면을 통해 내부 공간으로 유입되어 필터링된 후 상단부를 통해 외부 배출될 수 있다.

이때, 공기 필터(220)는 미세 먼지 및 미생물 입자를 모두 필터링할 수 있는 필터로 적용될 수 있으며, 원통 형상으로 측면에서 중심 방향으로 공기가 통과하도록 형성될 수 있다.

공기 살균광 램프(230)는 공기 필터(220)에 필터링된 미생물 입자 및 공기 필터(220)에서 필터링되지 않은 미생물 입자를 공기 정화 케이스(210) 내부에서 모두 살균할 수 있도록 복수개 구비될 수 있는데, 적어도 하나는 공기 필터(220)의 중심부에 삽입되는 형태로 공기 필터(220)를 향해 살균광을 조사하도록 배치될 수 있다. 나머지 복수개의 공기 살균광 램프(230)는 공기 필터(220)의 상부에 배치되어 공기 필터(220)를 통과한 미생물 입자를 살균하도록 배치될 수 있다.

이러한 공기 살균광 램프(230)는 도 4에 도시된 바와 같이 평판 형태의 램프 기판(231)에 자외선(UV)를 조사할 수 있는 다수개의 UV LED(232)가 장착되는 형태로 형성될 수 있으며, 공기 필터(220)의 상부에 배치되는 복수개의 공기살균광 램프(230)는 공기 필터(220)의 상부에 서로 상하 이격되게 배치되어 공기필터(220)를 통과한 공기 흐름을 지그재그 방향으로 유도하도록 형성될 수 있다.

이를 위해 복수개의 공기 살균광 램프(230)는 공기 정화 케이스(210) 내부에 상하방향으로 서로 어긋나게 배치될 수 있다.

이러한 구조에 따라 공기 필터(220)에 필터링된 미생물 입자는 공기필터(220)의 중심부에 삽입 배치된 공기 살균광 램프(230)에 의해 살균 처리되고, 공기 필터(220)를 통과한 미생물 입자는 복수개의 공기 살균광 램프(230)에 의해 도 4에 도시된 바와 같이 상향 지그재그 방향으로 흘러가므로, 공기 정화 케이스(210) 내부에 체류하는 시간이 길어지고, 이에 따라 공기 살균광 램프(230)에 의해 조사되는 살균광 노출 시간이 증가하여 살균 기능이 향상된다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 소독 모듈(300)의 구성에 대해 도 5 내지 도 7을 중심으로 좀더 자세히 살펴본다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 소독 모듈의 작동 구조를 개념적으로 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 소독 모듈의 물체 하면에 대한 살균 소독 동작 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 소독 모듈의 물체 상면에 대한 살균 소독 동작 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 살균 소독 모듈(300)은, 공기 정화 케이스(210)의 상부에 배치되는 살균 베이스 바디(320)와, 살균 베이스 바디(320)를 상하 이동시키는 메인 구동부(330)와, 살균 베이스 바디(320)의 외주 둘레를 따라 복수개 배치되어 살균 베이스 바디(320)와 함께 상하 이동하며 상하 방향으로 길게 연장되고 외측 방향을 향해 살균광을 조사할 수 있도록 외측면에 발광면이 형성되는 메인 살균광 램프(310)를 포함하여 구성된다. 메인 구동부(330) 및 메인 살균광 램프(310)는 제어부(500)에 의해 동작 제어된다.

메인 살균광 램프(310)는 그 상단이 살균 베이스 바디(320)에 수평회전축(340)을 중심으로 각각 회전 가능하게 결합되고, 살균 베이스 바디(320)에는 복수개의 메인 살균광 램프(310)를 수평 회전축(340)을 중심으로 각각 독립적으로 회전 이동시키는 회전 구동부(360)가 장착되어 제어부(500)에 의해 동작 제어된다.

또한, 메인 구동부(330)는 살균 베이스 바디(320)를 상하 이동시킬 뿐만 아니라 살균 베이스 바디(320)를 중심부의 수직 회전축(350)을 중심으로 회전 이동시키도록 구성될 수 있다.

이때, 메인 살균광 램프(310)는 상하 방향으로 길게 배치된 상태에서 외측 방향 및 내측 중심 방향으로 각각 살균광을 조사할 수 있도록 외측면 및 내측면에 각각 발광면이 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 5에 확대도로 도시된 바와 같이 중심부에 상하 방향으로 길게 형성된 램프 기판(311)이 배치되고, 램프 기판(311)의 양면에 각각 자외선(UV)을 조사할 수 있는 다수개의 UV LED(312)가 장착되며, 외부에는 이를 보호할 수 있는 투명 커버(313)가 장착되는 형태로 형성될 수 있다.

이러한 구성에 따라 메인 살균광 램프(310)는 살균 베이스 바디(320)의 외주면을 따라 원주 방향으로 서로 이격되게 복수개 배치되고, 각각의 메인 살균광 램프(310)는 내측 중심 방향 및 외측 방향을 향해 살균광을 조사할 수 있다.

메인 살균광 램프(310)가 외측 방향 뿐만 아니라 내측 중심 방향으로도 살균광을 조사할 수 있기 때문에, 메인 살균광 램프(310)의 내측 중심 방향에 배치된 순환 정화 모듈(200)의 공기 살균 기능을 수행하도록 구성될 수도 있다.

메인 살균광 램프(310)는 램프의 외주면이 모두 빛을 투과할 수 있는 재질로 이루어저 360°에 살균광을 모두 조사 가능한 것일 수 있다.

예를 들면, 순환 정화 모듈(200)의 공기 정화 케이스(210)를 투명 재질로 형성하고, 공기 정화 케이스(210) 내부 공간에 살균광을 조사하는 공기 살균광 램프(230)를 별도로 구비하지 않고, 살균 소독 모듈(300)의 메인 살균광 램프(310)를 통해 공기 정화 케이스(210) 내부 공간에 살균광을 조사하도록 할 수도 있다. 이 경우, 메인 살균광 램프(310)의 외측 방향 살균광은 물체 표면에 대한 살균 소독 기능을 수행하고, 내측 방향 살균광은 공기 정화 케이스(210)를 통과하는 미생물 입자에 대한 살균 소독 기능을 수행한다.

이와 같이 메인 살균광 램프(310)의 살균광이 외측 및 내측 방향 모두 조사되도록 구성되더라도, 전술한 공기 살균광 램프(230)가 공기 정화 케이스(210) 내부에 별도로 장착될 수 있음은 물론이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 실내 살균 정화 장치(30)는 전술한 바와 같이 공간 살균 모드와 표면 살균 모드가 동시에 수행될 수 있는데, 물체(20) 표면에 대한 표면 살균 모드 과정에서 물체(20) 표면에 근접한 위치에서 메인 살균광 램프(310)를 통해 살균광을 조사하도록 구성된다.

예를 들면, 실내 공간에 존재하는 소독 대상 물체(20)의 하면에 대한 표면 살균 모드 과정에서, 도 6의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 살균 베이스 바디(320)가 물체(20)의 하면으로부터 기준 거리(d)만큼 이격 상태가 되도록 상승 이동하고, 이 상태에서 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이 메인 살균광 램프(310)가 회전 구동부(360)에 의해 수평 회전축(340)을 중심으로 수평 방향으로 회전 이동하여 물체(20)의 하면에 살균광을 조사하도록 제어부(500)에 의해 동작 제어될 수 있다. 이때, 메인 살균광 램프(310)는 복수개 모두 수평 회전할 수도 있고 일부만 선택적으로 수평 회전할 수도 있는 등 소독 대상 물체(20)의 공간 배치 상태에 따라 다양하게 조절될 수 있다.

또한, 이 상태에서 살균 베이스 바디(320)가 메인 구동부(330)에 의해 수직 중심축(350)을 중심으로 회전하도록 제어부(500)에 의해 동작 제어될 수 있다.

이와 같은 살균 소독 모듈(300)의 작동 상태에 따라, 물체(20)의 하면에 기준 거리(d) 만큼 근접한 상태에서 살균광을 조사할 수 있어 물체(20) 하면에 대한 살균 소독 기능이 향상되고, 아울러, 메인 살균광 램프(310)가 수직 중심축(350)을 중심으로 회전함으로써, 상대적으로 넓은 영역에 동시에 살균광을 조사할 수 있어 살균 소독 시간을 단축할 수 있다.

한편, 실내 공간에 존재하는 소독 대상 물체(20)의 상면에 대한 표면 살균 모드 과정에서, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 살균 베이스 바디(320)가 물체(20)의 상면으로부터 임시 설정 거리(d1)만큼 이격 상태가 되도록 상승 이동하고, 이 상태에서 메인 살균광 램프(310)가 수평 방향으로 회전 이동한 후, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 살균 베이스 바디(320)가 물체(20)의 상면으로부터 임시 설정 거리(d1)보다 짧은 기준 거리(d)만큼 이격 상태가 되도록 하강 이동하여 메인 살균광 램프(310)에 의한 살균광이 물체(20)의 상면에 근접 조사되도록 제어부(500)에 의해 동작 제어될 수 있다.

이때, 메인 살균광 램프(310)는 복수개 모두 수평 회전 이동할 수도 있으나, 도 7에 도시된 바와 같이 일부만 수평 회전 이동한 상태로 물체(20)의 상면에 근접하게 이동할 수 있고, 이 상태로 구동부(100)가 이동하여 물체(20) 상면 전체 영역에 살균광을 조사하도록 제어될 수도 있다.

이러한 다양한 제어 방식을 통해 실내 공간의 물체(20)의 형상 및 배치 상태가 복잡하더라도 이동상의 특별한 장애 없이 물체(20)의 상면 및 하면에 대한 살균광의 근접 조사가 가능하여 살균 기능을 향상시킬 수 있다.

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

100: 구동부
200: 순환 정화 모듈
210: 공기 정화 케이스
211: 공기 흡입구
212: 공기 배출구
220: 공기 필터
230: 공기 살균광 램프
240: 송풍팬
300: 살균 소독 모듈
310: 메인 살균광 램프
320: 살균 베이스 바디
330: 메인 구동부
340: 수평 회전축
350: 수직 회전축
360: 회전 구동부
370: 소독제 분사 모듈
400: 거리 감지 센서
500: 제어부

Claims

실내 공간을 자동으로 주행하도록, 하부에 복수개의 바퀴를 포함하는 구동부;
상기 구동부에 탑재되며, 살균광을 조사하는 복수개의 메인 살균광 램프를 포함하고, 상기 메인 살균광 램프가 소독 대상물에 근접하게 위치하도록 상기 메인 살균광 램프의 배치 위치를 조절 가능하게 형성되며, 대상물과 메인 살균광 램프 사이의 살균 영역으로 UV-C를 조사하는 살균 소독 모듈;
상기 구동부에 탑재되며, 공기를 흡입하여 공기 내부의 먼지 또는 미생물 입자를 여과 또는 살균하여 배출하는 순환 정화 모듈;
실내 공간에 존재하는 물체와의 거리를 감지하도록 상기 구동부 및 상기 살균 소독 모듈에 장착되는 거리 감지 센서; 및
상기 거리 감지 센서의 감지 결과에 따라 상기 구동부 및 살균 소독 모듈의 이동을 동작 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 메인 살균광 램프는 200~280nm 파장의 UV-C LED 시스템 또는 UV-C 램프인 실내 살균 정화 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 순환 정화 모듈은 상기 구동부의 상부에 배치되고,
상기 살균 소독 모듈은 상기 순환 정화 모듈의 상부 및 측면 공간을 감싸는 형태로 상하 이동 가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 실내 살균 정화 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 순환 정화 모듈은
상기 구동부의 상부에 장착되며 일측 및 타측에 공기 흡입구 및 공기 배출구가 형성되는 공기 정화 케이스;
상기 공기 정화 케이스의 내부에 장착되어 상기 공기 흡입구를 통해 흡입된 공기를 여과하는 공기 필터;
상기 공기 흡입구를 통해 흡입된 공기에 함유된 미생물 입자를 살균하도록 상기 공기 정화 케이스의 내부 공간에 살균광을 조사하는 공기 살균광 램프;
상기 공기 흡입구 및 공기 배출구로 공기가 흡입 및 배출되는 공기 흐름이 형성되도록 작동하는 송풍팬; 및
상기 공기 배출구 후단에 소독제 분사 모듈을 포함하는 실내 살균 정화 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 공기 필터는 원통 형상으로 측면에서 중심 방향으로 공기가 통과하도록 형성되며,
상기 공기 살균광 램프는 복수개 장착되며, 적어도 하나는 상기 공기 필터의 중심부에 삽입되는 형태로 배치되고,
상기 공기 살균광 램프는 200~280nm 파장의 UV-C LED 시스템 또는 UV-C 램프인 것을 특징으로 하는 실내 살균 정화 장치.
제 4 항에 있어서,
복수개의 상기 공기 살균광 램프는 각각 평판 형태의 램프 기판에 다수개의 UV-C 램프 또는 UV-C LED가 장착되는 형태로 형성되어 상기 공기 정화 케이스 내부에 장착되고,
복수개의 상기 공기 살균광 램프 중 적어도 2개는 상기 공기 필터의 상부에 서로 상하 이격되게 배치되어 상기 공기 필터를 통과한 공기 흐름을 지그재그 방향으로 유도하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 실내 살균 정화 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 살균 소독 모듈은
상기 공기 정화 케이스의 상부에 배치되는 살균 베이스 바디;
상기 살균 베이스 바디를 상하 이동시키는 메인 구동부;
상기 살균 베이스 바디의 외주 둘레를 따라 복수개 배치되어 상기 살균 베이스 바디와 함께 상하 이동하며, 상하 방향으로 길게 연장되고 외측 방향을 향해 살균광을 조사할 수 있도록 외측면에 발광면이 형성되는 메인 살균광 램프; 및
상기 살균 베이스 바디의 상부, UV-C LED 시스템 상단 또는 상기 메인 살균광 램프의 한 말단에 소독제 분사 모듈;을 포함하고,
상기 메인 구동부 및 메인 살균광 램프는 상기 제어부에 의해 동작 제어되는 것을 특징으로 하는 실내 살균 정화 장치.
제 6 항에 있어서,
복수개의 상기 메인 살균광 램프는 그 상단이 상기 살균 베이스 바디에 수평회전축을 중심으로 각각 회전 가능하게 결합되고,
상기 살균 베이스 바디에는 복수개의 상기 메인 살균광 램프를 상기 수평 회전축을 중심으로 각각 독립적으로 회전 이동시키는 회전 구동부가 장착되어 상기 제어부에 의해 동작 제어되며,
상기 메인 구동부는 상기 살균 베이스 바디를 중심부의 수직 회전축을 중심으로 회전 이동시키는 것을 특징으로 하는 실내 살균 정화 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 메인 살균광 램프는 상하 방향으로 길게 배치된 상태에서 램프의 외주면이 모두 빛을 투과할 수 있는 재질로 이루어저 360°에 살균광을 모두 조사 가능한 것을 특징으로 하는 실내 살균 정화 장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는
상기 순환 정화 모듈을 작동시키는 공간 살균 모드와, 상기 살균 소독모듈을 작동시키는 표면 살균 모드가 동시에 또는 어느 하나만 선택적으로 작동하도록 동작 제어하는 것을 특징으로 하는 실내 살균 정화 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 제어부는
상기 공간 살균 모드 작동 상태에서 상기 구동부를 이동시켜가며 상기 메인 살균광 램프를 작동시켜 실내 공간에 존재하는 물체의 표면에 살균광이 조사되도록 하는 표면 살균 모드가 수행되도록 동작 제어하고;
실내 공간에 존재하는 물체의 하면에 대한 표면 살균 모드 과정에서,
상기 살균 베이스 바디가 상기 물체의 하면으로부터 기준 거리만큼 이격 상태가 되도록 상승 이동하고 상기 메인 살균광 램프가 수평 방향으로 회전 이동하여 상기 물체의 하면에 살균광을 조사하도록 상기 제어부에 의해 동작 제어되거나;
상기 메인 살균광 램프가 수평 회전 이동하여 살균광 조사 중인 상태에서 상기 살균 베이스 바디가 상기 메인 구동부에 의해 수직 중심축을 중심으로 회전하도록 상기 제어부에 의해 동작 제어되는 것을 특징으로 하는 실내 살균 정화 장치.
제 9 항에 있어서,
실내 공간에 존재하는 물체의 상면에 대한 표면 살균 모드 과정에서,
상기 살균 베이스 바디가 상기 물체의 상면으로부터 임시 설정 거리만큼 이격 상태가 되도록 상승 이동하고, 이 상태에서 상기 메인 살균광 램프가 수평 방향으로 회전 이동한 후, 상기 살균 베이스 바디가 상기 물체의 상면으로부터 상기 임시 설정 거리보다 짧은 기준 거리만큼 이격 상태가 되도록 하강 이동하여 상기 메인 살균광 램프에 의한 살균광이 상기 물체의 상면에 조사되도록 상기 제어부에 의해 동작 제어되는 것을 특징으로 하는 실내 살균 정화 장치.
제3항 또는 제6항에 있어서, 상기 소독제 분사 모듈은 소독제에 따라 미세분무 또는 스팀 분사 방식으로 분무될 수 있는 것을 특징으로 하는 실내 살균 정화 장치.
제1항의 메인 살균광 램프 또는 제3항의 공기 살균광램프는 275nm 파장을 포함하는 피크만을 선택적으로 방출하는 실내 살균 정화 장치.
제1항에 있어서, 상기 UV-C LED 시스템의 하나 이상의 모듈 상에 하나 이상의 모스아이렌즈가 설치되는 것을 특징으로 하는 실내 살균 정화 장치.