KR20230046502A - Sterilization device with light emitting waveguide - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 도파관을 이용하여 살균을 수행하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for performing sterilization using a waveguide.
일반적으로 하절기에 차량용 에어컨을 구동하는 경우 외부의 습도가 높은 공기가 흡기 팬을 통해 차량용 에어컨 필터를 거치게 된다. 이때, 습도가 높은 공기가 에어컨 필터를 거치는 과정 중에 물 분자가 필터에 남게 된다. 필터에 남은 습기나 물 분자는 곰팡이를 포함한 각종 세균과 바이러스의 번식 원인을 제공하게 된다.In general, when a vehicle air conditioner is operated in summer, air with high humidity outside passes through a vehicle air conditioner filter through an intake fan. At this time, while air with high humidity passes through the air conditioner filter, water molecules remain in the filter. Moisture or water molecules left in the filter provide a breeding ground for various bacteria and viruses, including mold.
차량용 에어컨 필터는 외부 공기의 이물질을 필터링할 뿐 세균이나 곰팡이 자체를 살균하기는 어려워 바이러스의 살균 및 실내 악취의 발생을 방지하기 어려운 문제점이 있었다.A vehicle air conditioner filter only filters foreign substances in the outside air, but it is difficult to sterilize bacteria or mold itself, so it is difficult to sterilize viruses and prevent the occurrence of indoor odors.
한국등록특허공보 제2240487호에는 필터부의 공기 입력측 또는 배출측에 그물 형상으로 배치되는 살균 램프부를 통해 살균을 수행하는 기술이 개시되어 있다.Korean Patent Registration No. 2240487 discloses a technique for sterilizing through a germicidal lamp unit disposed in a net shape on the air input side or discharge side of the filter unit.
본 발명은 지속적으로 필터를 살균하면서도 필터를 통과하는 유체의 흐름을 최대한 방해하지 않는 살균 장치를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a sterilization device that continuously sterilizes a filter and does not obstruct the flow of fluid passing through the filter as much as possible.
본 발명의 살균 장치는 유체가 제1 면으로 입력된 후 제2 면으로 출력되는 필터가 마련될 때, 상기 제1 면과 상기 제2 면 중 적어도 하나가 포함된 살균면에 대면하게 배치된 도파관; 상기 도파관에 UV 대역의 광을 입력하는 광원;을 포함하고, 상기 도파관은 상기 살균면을 향해 상기 UV 대역의 광을 방사하도록 형성될 수 있다.In the sterilization device of the present invention, when a filter through which fluid is input to the first surface and then output to the second surface is provided, a waveguide disposed to face the sterilization surface including at least one of the first surface and the second surface. ; A light source for inputting light in the UV band to the waveguide, and the waveguide may be configured to radiate the light in the UV band toward the sterilization surface.
본 발명의 살균 장치는 유체가 흐르는 유로에 설치된 필터의 일면을 향해 UV 대역의 광을 방사하는 도파관을 포함하고, 상기 도파관은 상기 유로로부터 도피된 위치에 설치된 광원으로부터 상기 UV 대역의 광을 입력받으며, 상기 도파관은 상기 광원이 상기 유로 내에 배치되었을 때와 비교하여 상기 유로의 흐름을 덜 방해하도록, 상기 광원의 두께보다 얇게 형성될 수 있다.The sterilization device of the present invention includes a waveguide for radiating light in the UV band toward one side of a filter installed in a flow path through which fluid flows, and the waveguide receives the light in the UV band from a light source installed at a position away from the flow path. , The waveguide may be formed thinner than the thickness of the light source to less disturb the flow of the flow path compared to when the light source is disposed in the flow path.
에어컨과 같은 공조 냉난방 시스템의 경우 바이러스 및 곰팡이가 생성되거나 증폭되어 전파될 수 있다.In the case of air conditioning and heating and cooling systems such as air conditioners, viruses and molds can be created or amplified and spread.
실내 공기 중 박테리아 및 곰팡이 수준은 건강한 실내 환경 지표의 기준 중 하나이다. 이와 관련하여 UV(Ultraviolet Ray, 자외선) 대역의 광을 조사하는 살균 장치를 통해 박테리아 및 곰팡이의 살균이 가능하며, 에어컨 증발기와 배수팬에서 발견되는 생물학적 오염 물질 또한 대폭 감소가 가능하다.Bacterial and mold levels in indoor air are one of the indicators of a healthy indoor environment. In this regard, bacteria and mold can be sterilized through a sterilization device that irradiates UV (Ultraviolet Ray, ultraviolet) light, and biological contaminants found in air conditioner evaporators and drain fans can also be significantly reduced.
본 발명의 살균 장치에 따르면, 살균의 타겟이 되는 필터에 대면되는 위치에 광원을 대신하여 도파관이 배치될 수 있다.According to the sterilization device of the present invention, a waveguide may be disposed instead of a light source at a position facing a filter that is a sterilization target.
이를 통해, 기체 등의 유체가 흐르는 유로 내에 광원을 직접 배치했을 때 발생되는 각종 문제가 방지될 수 있다.Through this, various problems that occur when the light source is directly disposed in a passage through which a fluid such as gas flows can be prevented.
광원을 유로 내에 직접 설치하여 필터를 살균하기 위해서는, 일단 필터의 일면 전체를 고르게 조사하도록 복수개의 광원이 마련될 필요가 있다.In order to sterilize the filter by directly installing the light source in the passage, a plurality of light sources need to be provided to uniformly irradiate the entire one surface of the filter.
이 경우, 유로 내에 복수로 배치된 광원에 전기를 공급하기 위한 각종 전기 설비 역시 유로 내에 배치되어야 하므로, 설치 및 유지 보수가 어려워질 수 있다.In this case, since various electrical equipment for supplying electricity to a plurality of light sources disposed in the passage must also be disposed in the passage, installation and maintenance may be difficult.
또한, 광원에서 발생된 열이 직접 유로를 따라 흐르는 유체 및 필터에 영향을 미칠 수 있다. 광원의 열은 각종 세균 증식에 도움이 될 수 있다.In addition, heat generated from the light source may directly affect the fluid flowing along the flow path and the filter. The heat of the light source can be helpful for the growth of various bacteria.
또한, 유로에 형성된 복수개의 광원은 유체의 흐름을 방해할 수 있다.In addition, a plurality of light sources formed in the passage may obstruct the flow of fluid.
이들 문제를 해소하기 위해, 유로 내에 배치되는 광원을 배제시킬 필요가 있다. 본 발명의 살균 장치는 각종 문제를 해소하기 위해, 유로 내에 배치되는 광원을 배제시켰으며, 광원을 대신하여 광원의 빛을 유로 내부로 전달하는 도파관을 이용할 수 있다.In order to solve these problems, it is necessary to exclude a light source disposed in the passage. In order to solve various problems, the sterilization device of the present invention excludes a light source disposed in the flow path, and instead of the light source, a waveguide for transmitting light from the light source into the flow path may be used.
도파관은 광원보다 얇게 형성될 수 있으므로, 유체의 흐름을 방해하는 현상이 최소화될 수 있다. 또한, 도파관은 광원의 열을 전달하지 않는 장점이 있다. 또한, 도파관은 동작을 위해 별도의 전기 설비를 요구하지 않으므로, 유지 보수가 용이한 장점이 있다.Since the waveguide may be formed thinner than the light source, a phenomenon that obstructs the flow of fluid may be minimized. In addition, the waveguide has the advantage of not transferring heat from the light source. In addition, since the waveguide does not require a separate electrical facility for operation, maintenance is easy.
도 1은 본 발명의 살균 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 비교 실시예에 따른 살균기를 나타낸 개략도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 도파관을 나타낸 개략도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 도파관을 나타낸 개략도이다.
도 5은 제1 패턴을 나타낸 개략도이다.
도 6은 제2 패턴을 나타낸 개략도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 반사 홈의 단면 형상을 나타낸 개략도이다.
도 8는 다른 실시예에 따른 반사 홈의 단면 형상을 나타낸 개략도이다.
도 9은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도파관 및 반사 홈을 나타낸 개략도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도파관 및 반사 홈을 나타낸 개략도이다.
도 11는 레이저를 이용하여 형성된 반사 홈을 나타낸 3차원 이미지이다.
도 12은 도파관의 타단부 일부에만 반사 홈을 형성한 후 도파관의 일단부를 통해 UV 대역의 광을 입사시킨 상태의 실험 결과를 나타낸 사진이다.1 is a schematic diagram showing a sterilization device of the present invention.
2 is a schematic diagram showing a sterilizer according to a comparative embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram showing a waveguide according to an embodiment.
4 is a schematic diagram showing a waveguide according to another embodiment.
5 is a schematic diagram showing a first pattern.
6 is a schematic diagram showing a second pattern.
7 is a schematic diagram illustrating a cross-sectional shape of a reflective groove according to an exemplary embodiment.
8 is a schematic view showing a cross-sectional shape of a reflective groove according to another embodiment.
9 is a schematic diagram showing a waveguide and a reflection groove according to a first embodiment of the present invention.
10 is a schematic diagram showing a waveguide and a reflection groove according to a second embodiment of the present invention.
11 is a three-dimensional image showing a reflective groove formed by using a laser.
12 is a photograph showing an experimental result in a state in which light in the UV band is incident through one end of the waveguide after a reflective groove is formed only on a part of the other end of the waveguide.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
본 명세서에서, 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.In this specification, redundant descriptions of the same components are omitted.
또한 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In addition, in this specification, when a component is referred to as being 'connected' or 'connected' to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but another component in the middle It should be understood that may exist. On the other hand, in this specification, when a component is referred to as 'directly connected' or 'directly connected' to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로써, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다.In addition, terms used in this specification are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention.
또한 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. Also, in this specification, a singular expression may include a plurality of expressions unless the context clearly indicates otherwise.
또한 본 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In addition, in this specification, terms such as 'include' or 'having' are only intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more It should be understood that the presence or addition of other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
또한 본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.Also in this specification, the term 'and/or' includes a combination of a plurality of listed items or any item among a plurality of listed items. In this specification, 'A or B' may include 'A', 'B', or 'both A and B'.
또한 본 명세서에서, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다.Also, in this specification, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
도 1은 본 발명의 살균 장치를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a sterilization device of the present invention.
도 1에 도시된 살균 장치는 도파관(110) 및 광원(130)을 포함할 수 있다.The sterilization device shown in FIG. 1 may include a
기체, 액체 등의 유체가 흐르는 유로(50)에 설치된 필터(90)가 마련될 수 있다. 필터(90)의 제1 면으로부터 유체가 입력되고 필터(90)의 제2 면으로 유체가 출력될 수 있다.A
필터(90)는 공기 중에 포함된 각종 이물질, 세균, 곰팡이 등을 필터(90)링할 수 있다. 필터(90)링 과정을 통해 필터(90)에는 이물질, 세균, 곰팡이가 잔존할 수 있다. 세균, 곰팡이의 증식을 방지하기 위해 필터(90)는 살균될 필요가 있다.The
유체가 흐르는 유로(50)에 설치된 필터(90)의 물리적인 살균은 현실적으로 어렵기 때문에, 필터(90)를 광학적으로 살균하는 방안이 적용될 수 있다.Since it is practically difficult to physically sterilize the
도파관(110)(도파로)는 필터(90)의 제1 면과 제2 면 중 적어도 하나가 포함된 살균면에 대면하게 배치될 수 있다. 다시 말해, 도파관(110)은 제1 면에 대면하게 배치되거나, 제2 면에 대면하게 배치될 수 있다. 또는, 일부 도파관(110)이 제1 면에 대면하게 배치되고, 다른 도파관(110)이 제2 면에 대면하게 배치될 수 있다.The waveguide 110 (waveguide) may be disposed to face a sterile surface including at least one of the first and second surfaces of the
도파관(110)은 일측에서 UV 대역의 광이 입력되면 연장 방향을 따라 UV 대역의 광을 전파시키거나 전달할 수 있다. 도파관(110)은 광이 흐르는 일종의 길 또는 관 역할을 수행할 수 있다. 일 예로, 도파관(110)은 UV(Ultraviolet Ray, 자외선) 대역 파장의 광 투과율 50% 이상의 석영, 폴리머 등의 소재를 기반으로 형성될 수 있다.When light in the UV band is input from one side of the
이때 UV 대역 파장은 100 나노미터 내지 400 나노미터로 제공될 수 있으며, 살균 효과의 향상을 위해 200 나노미터 내지 280 나노미터를 갖는 파장으로 한정될 수 있다.In this case, the UV band wavelength may be provided in the range of 100 nanometers to 400 nanometers, and may be limited to wavelengths having the range of 200 nanometers to 280 nanometers in order to improve the sterilization effect.
도파관(110)은 광 섬유(optical fiber)를 포함할 수 있다. 광 섬유는 UV 대역의 광이 전파하는 코어(core) 영역, 광 섬유 밖으로 UV 대역의 광이 빠져나가지 못하도록 막는 클래드(clad)를 포함할 수 있다. 코어의 굴절률은 클래드의 굴절률보다 클 수 있다. The
광원(130)은 UV 대역의 광을 생성하는 램프 등을 포함할 수 있다. 광원(130)은 도파관(110)에 UV 대역의 광을 입력할 수 있다. 도파관(110)이 막대 형상으로 형성될 때, 광원(130)은 도파관(110)의 일측 말단을 향해 UV 대역의 광을 조사하도록 형성될 수 있다. 도파관(110)의 일단부로 입사된 UV 대역의 광은 도파관(110)을 따라 전파될 수 있다.The
도파관(110)에 따르면 광원(130)에서 조사된 UV 대역의 광은 도파관(110)을 따라 살균면에 대면되는 위치 곳곳으로 퍼져 나갈 수 있다.According to the
살균 장치의 도파관(110)은 연장 방향을 따라 UV 대역의 광을 전파시키는 것에 그치지 않고, 살균면을 향해 UV 대역의 광을 방사하도록 형성될 수 있다.The
본 발명의 살균 장치의 도파관(110)으로 인해 광원(130)은 설치 위치가 살균면에 대면되는 위치에 국한되지 않고 자유롭게 확장될 수 있다.Due to the
일 예로, 광원(130)은 유체가 흐르는 유로(50)로부터 벗어난 위치에 배치될 수 있다. 이 경우, 광원(130)의 UV 대역의 광이 직접 살균면으로 방사되지 못하고, 도파관(110)을 이용해서 살균면 곳곳으로 전파될 수 있다. 적어도 살균면에 대면되는 위치까지 UV 대역의 광을 전파시키기 위해 도파관(110)은 살균면이 위치한 유로(50)를 가로지르게 형성될 수 있다. 이때, 도파관(110)의 일단부는 광원(130)에 대면하게 배치될 수 있다. 유로(50)로부터 벗어난 위치에 배치된 광원(130) 기반의 UV 대역의 광은 도파관(110)의 일단부를 통해 유입되고, 도파관(110)을 따라 유로(50) 내부로 진입할 수 있다.For example, the
광원(130)과 도파관(110)은 살균면에 평행한 제1 방향을 따라 설정 간격마다 배치될 수 있다. 도 1에서는 세로 방향이 제1 방향에 해당될 수 있다.The
도파관(110)은 살균면에 평행하면서 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 연장될 수 있다.The
제1 방향을 따라 연장되는 제1 지지대(11)가 마련될 수 있다. 복수의 광원(130)은 제1 지지대(11)에 지지될 수 있다.A
제1 방향을 따라 연장되는 제2 지지대(12)가 마련될 수 있다. 필터(90)를 기준으로, 광원(130)이 유체가 흐르는 유로(50)의 일측에 배치되면 제2 지지대(12)는 유로(50)의 타측에 배치될 수 있다. 이때, 복수의 도파관(110)은 제2 지지대(12)에 지지될 수 있다.A
도 2와 같이 광원(130)이 유로(50) 내에 형성된 상황이 가정될 수 있다.As shown in FIG. 2 , a situation in which the
도 2는 본 발명의 비교 실시예에 따른 살균기를 나타낸 개략도이다.2 is a schematic diagram showing a sterilizer according to a comparative embodiment of the present invention.
도 2의 비교 실시예에는 살균면에 대면되는 위치 곳곳마다 광원(130)이 직접 설치되고 있다. 이 경우, 광원(130)의 UV 대역의 광이 살균면 곳곳에 정확하게 조사될 수 있다. 하지만, 광원(130)이 유체의 이동에 대한 저항으로 작용하는 문제가 발생될 수 있다. 물론, 도파관(110)을 적용한 본 실시예에서도 도파관(110)이 저항으로 작용할 수 있다. 하지만, 도파관(110)은 유로(50) 내에서 광원(130)과 대비하여 매우 적은 면적을 차지하므로, 광원(130)(각종 지지 수단, 전기 공급 라인 등 포함)과 대비하여 유체에 대한 저항이 크지 않은 장점이 있다.In the comparative example of FIG. 2 , the
다시 말해, 유로(50)의 단면적 상으로 도파관(110)의 면적은 유로(50) 내에 설치되는 비교 실시예의 광원(130)의 면적보다 작을 수 있다. 이는 곧 도파관(110)이 광원(130)에 비하여 유로(50)의 개방 상태를 원활하게 유지할 수 있음을 의미한다.In other words, the area of the
또한, 도파관(110)을 이용하면, 광원(130)에서 발생된 열이 유로(50) 또는 필터(90)에 직접 인가되는 현상이 원천적으로 방지될 수 있다. 그 결과 광원(130)의 열로 인해 유로(50) 내에 부정적으로 작용하는 각종 악영향(세균 증식 등)이 억제될 수 있다.In addition, when the
도 3은 일 실시예에 따른 도파관(110)을 나타낸 개략도이다. 도 4는 다른 실시예에 따른 도파관(110)을 나타낸 개략도이다.3 is a schematic diagram showing a
도파관(110)은 살균면에 평행하게 연장되는 막대 형상으로 형성될 수 있다. 도파관(110)은 광원(130)으로부터 입력된 UV 대역의 광을 연장 방향을 따라 전파시킬 수 있다. 만약, 도파관(110)의 일단부로 UV 대역의 광이 입력되면, UV 대역의 광은 도파관(110)을 따라 전파되고 도파관(110)의 타단부를 통해 출력될 수 있다. 이에 따르면, 도 3과 같이 도파관(110)의 타단부 말단에서만 살균 효과를 갖는 세기의 UV 대역의 광이 출력될 수 있다. 유체의 흐름을 방해하지 않도록 도파관(110)의 개수는 가능한 최소화되는 것이 유리하며, 적은 개수의 도파관(110)을 이용하여 살균면 전체를 고르게 살균하기 위해서는 도파관(110)의 중간에서도 UV 대역의 광이 새어 나오도록 할 필요가 있다. 연장 방향을 따라 전파되는 UV 대역의 광의 일부가 도파관(110)의 가운데에서 새어 나와 살균면을 향해 방사되도록, 도파관(110)에는 UV 대역의 광의 진행 방향을 변환시키는 패턴이 형성될 수 있다. 패턴은 돌기 또는 홈 형상으로 형성될 수 있다. 가공의 편의상 패턴은 홈 형상으로 형성되는 것이 유리할 수 있다.The
도파관(110)의 일면이 살균면에 대면될 때, 일면에 반대되는 도파관(110)의 타면에는 도파관(110)의 길이 방향 또는 연장 방향을 따라 전파되는 UV 대역의 광을 살균면을 향해 방사시키는 음각의 반사 홈(190)이 형성될 수 있다.When one side of the
반사 홈(190) 등의 패턴이 형성되면, 도 4와 같이 도파관(110) 전체에서 고른 세기로 UV 대역의 광이 출력되고 살균면에 조사될 수 있다.When a pattern such as the
도 5은 제1 패턴을 나타낸 개략도이다.5 is a schematic diagram showing a first pattern.
도파관(110)은 살균면에 평행하게 연장되는 얇은 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 도파관(110)에는 외주면을 따라 형성된 반사 홈(190)이 도파관(110)의 연장 방향을 따라 복수로 배열될 수 있다. 반사 홈(190)은 도파관(110)의 연장 방향에 기울어진 방향(예를 들어 수직 방향)을 따라 연장되게 형성될 수 있다. 도파관(110)의 연장 방향에 기울어진 방향을 따라 연장되는 트렌치를 형성하는 반사 홈(190)이 제1 패턴에 해당될 수 있다.The
제1 패턴이 도파관(110)의 연장 방향을 따라 복수로 배열된 도 5의 실시예에 따르면, 광량이 26.65%에이르고, UV 대역의 광의 최대 세기가 60칸델라(cd)에 도달하는 것으로 나타났다.According to the embodiment of FIG. 5 in which a plurality of first patterns are arranged along the extension direction of the
도 6은 제2 패턴을 나타낸 개략도이다.6 is a schematic diagram showing a second pattern.
도 6에서 제2 패턴은 도파관(110)의 연장 방향을 따라 길게 연장되는 반사 홈(190)에 해당될 수 있다.In FIG. 6 , the second pattern may correspond to the
제2 패턴은 도파관(110)의 외주면을 따라 복수로 배열될 수 있다. 제2 패턴이 복수로 배열된 도 6의 실시예에 따르면, 광량이 1.87%에 불과한 것으로 나타났다.A plurality of second patterns may be arranged along the outer circumferential surface of the
결과적으로, 제2 패턴은 살균의 대상이 되는 살균면에 살균에 필요한 충분한 세기의 UV 대역의 광을 조사할 수 없다. 따라서, 제2 패턴보다 제1 패턴이 도파관(110)에 형성되는 것이 바람직하다.As a result, the second pattern cannot irradiate light in the UV band with sufficient intensity for sterilization to the sterilization surface to be sterilized. Therefore, it is preferable that the first pattern is formed on the
다음으로 반사 홈(190)의 단면 형상에 대해 살펴본다.Next, a cross-sectional shape of the
도 7은 일 실시예에 따른 반사 홈(190)의 단면 형상을 나타낸 개략도이다. 도 8는 다른 실시예에 따른 반사 홈(190)의 단면 형상을 나타낸 개략도이다.7 is a schematic diagram illustrating a cross-sectional shape of a
도파관(110)의 외면에 형성된 음각의 반사 홈(190)에는 도파관(110)의 연장 방향을 따라 갈수록 깊어지는 제1 경사면(191), 도파관(110)의 연장 방향에 수직한 가상선을 기준으로 제1 경사면(191)에 선대칭되는 제2 경사면(192)이 마련될 수 있다.In the intaglio
도 7과 같이 UV 대역의 광이 좌측에서 우측으로 전파되는 경우, 해당 광은 도면상으로 도파관(110)의 윗면에 형성된 제1 경사면(191)에 반사되어 도파관(110)의 반대면(도파관(110)의 아랫면)을 향해 진행하고, 해당면을 통과해서 살균면에 조사될 수 있다.As shown in FIG. 7, when light in the UV band propagates from left to right, the light is reflected on the first
이때, UV 대역의 광의 반사 각도는 제1 경사면(191) 또는 제2 경사면(192)의 영향을 받게 되며, 반사 각도에 따라 도파관(110)의 가운데에서 출력되는 UV 대역의 광의 세기가 달라질 수 있다.At this time, the reflection angle of the UV band light is affected by the first
도 7의 좌측 도면은 제1 경사면(191)이 40도 각도인 실시예이고, 도 7의 우측 도면은 제1 경사면(191)이 45도 각도인 실시예이다.The drawing on the left side of FIG. 7 shows an embodiment in which the first
제1 경사면(191)이 40도인 경우 광량은 26.65%로 나타났고, 45도인 경우 광량은 26.70%로 나타났다.When the first
제1 경사면(191)이 40도인 경우와 45도인 경우에서 UV 대역의 광의 세기는 최대 60칸델라로 나타났다.In the cases where the first
도 8의 좌측 도면은 제1 경사면(191)이 10도인 실시예이고, 가운데 도면은 제1 경사면(191)이 20도인 실시예이며, 우측 도면은 제1 경사면(191)이 30도인 실시예이다.The left drawing of FIG. 8 shows an embodiment in which the first
제1 경사면(191)이 10도, 20도, 30도의 순서대로 광량은 0.95%, 5.22%, 21.07%로 나타났다.The amount of light was 0.95%, 5.22%, and 21.07% in the order of the first
제1 경사면(191)이 30도인 경우 광량은 양호하게 나타났으나, 광의 최대 세기가 40도~45도의 실시예와 비교하여 50% 수준에 머무르는 것으로 나타났다.When the first
따라서, 도파관(110)의 연장 방향을 기준으로 제1 경사면(191)은 40도~45도 각도만큼 기울어지게 형성되는 것이 바람직하다.Accordingly, it is preferable that the first
한편, 막대 형상으로 형성된 도파관(110)의 일단부로 입사된 UV 대역의 광이 도파관(110)을 따라 전파되는 중간에 패턴에 의해 지속적으로 필터(90)를 향해 새어 나가게 되면 입사되고, UV 대역의 광의 세기는 도파관(110)의 타단부로 갈수록 약해질 수 있다. 필터(90) 전체에 균일한 세기의 UV 대역의 광이 조사되는 것이 유리할 수 있다.On the other hand, when the light in the UV band incident to one end of the rod-shaped
도 9은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도파관(110) 및 반사 홈(190)을 나타낸 개략도이다. 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도파관(110) 및 반사 홈(190)을 나타낸 개략도이다.9 is a schematic diagram showing the
광원(130)이 도파관(110)의 일단부에 대면하게 배치될 때, 도파관(110)에 형성된 제2 반사 홈 b의 깊이는 제2 반사 홈 b보다 도파관(110)의 일단부에 가깝게 형성된 제1 반사 홈 a의 깊이보다 깊게 형성될 수 있다.When the
도파관(110)의 일단부로 입사된 UV 대역의 광은 입력측에 가까운 제1 반사 홈 a에서 일부가 필터(90)로 새어 나갈 수 있다. 일부가 새어 나가고 남은 나머지 UV 대역의 광은 다시 도파관(110)을 따라 전파되고 제2 반사 홈 b에 도달할 수 있다. 제2 반사 홈 b에 도달한 UV 대역의 광의 세기는 제1 반사 홈 a에서 일부 새어 나간 것에 기인하여 약화된 상태일 수 있다. 이 상태에서 제2 반사 홈 b의 깊이가 제1 반사 홈 a와 동일하다면, 줄어든 입력 소스로 인해 필터(90)를 향해 세어 나가는 양도 줄어들 수 있다. 그 결과, 제2 반사 홈 b에 대면되는 필터(90) 부위에는 제1 반사 홈(190) b에 대면되는 필터(90) 부위보다 약한 세기의 UV 대역의 광이 조사될 수 있다.A portion of the light in the UV band incident to one end of the
하지만, 제1 실시예에 따르면, 제2 반사 홈 b의 깊이가 제1 반사 홈 a의 깊이보다 깊다.However, according to the first embodiment, the depth of the second reflective groove b is greater than the depth of the first reflective groove a.
반사 홈(190)의 깊이가 깊어지면, 제1 경사면(191) 및 제2 경사면(192)의 면적이 증가될 수 있다. 면적이 증가된 제1 경사면(191)은 도파관(110)을 따라 전파되는 많은 양의 UV 대역의 광을 반사시킬 수 있다. 이를 통해, 제2 반사 홈 b는 제1 반사 홈 a로 줄어 입력 소스가 줄어들었음에도 불구하고 제1 반사 홈 a 때와 유사한 세기로 UV 대역의 광을 필터(90)로 조사할 수 있다.When the depth of the
제2 실시예는 각 반사 홈(190) 간의 간격을 조절하는 방식을 통해 도파관(110) 전체에 걸쳐 UV 대역의 광이 고른 세기로 출력되도록 할 수 있다.In the second embodiment, light in the UV band may be output with uniform intensity throughout the
일 예로, 도 10과 같이 제2 반사 홈 b, 제2 반사 홈 b보다 UV 대역의 광이 입사되는 도파관(110)의 일단부에 가깝게 형성된 제1 반사 홈 a, 제2 반사 홈 b보다 도파관(110)의 타단부에 가깝게 형성된 제3 반사 홈 c가 마련될 수 있다.For example, as shown in FIG. 10 , the first reflective groove a and the second reflective groove b formed closer to one end of the
이때, 제2 반사 홈 b와 상기 제3 반사 홈 c 간의 간격은 제1 반사 홈 a와 제2 반사 홈 b 간의 간격보다 좁게 형성될 수 있다.In this case, the distance between the second reflective groove b and the third reflective groove c may be narrower than the distance between the first reflective groove a and the second reflective groove b.
이에 따르면, 각 반사 홈(190)의 깊이가 동일하다면, 도파관(110)의 타단부로 갈수록 반사 홈(190)으로부터 출력되는 UV 대역의 광의 세기가 줄어들 수 있다. 하지만, 도파관(110)의 타단부로 갈수록 각 반사 홈(190)의 간격이 줄어들게 되므로 거리 적으로 UV 대역의 광의 세기 약화가 보충될 수 있다. 결과적으로, 필터(90)의 입장에서는 제2 실시예에 의해서도 도파관(110)의 길이 방향(연장 방향) 상으로 전 구간에 걸쳐 UV 대역의 광이 고른 세기로 출력될 수 있다.According to this, if the depth of each
이상에서 살펴본 반사 홈(190)은 다양한 방법으로 통해 생성될 수 있다.The
일 예로, 도파관(110)이 광 섬유를 포함하는 경우, 광 섬유의 중심선을 중심으로 광 섬유를 회전시킬 수 있다. 광 섬유를 회전시키면서 광 섬유의 외면에 레이저를 조사하는 방식을 통해 광 섬유의 외주면을 따라 연장되는 반사 홈(190)이 형성될 수 있다. 이 경우, 광 섬유는 중심선을 중심으로 회전 가능한 회전 자유도를 갖도록 제조 장비에 설치될 수 있다. 광 섬유의 길이 방향을 따라 직선 이동 가능한 이동 자유도를 가지며, 레이저를 발사하는 광 수단이 제조 장비에 마련될 수 있다.For example, when the
이상의 방식으로 제조된 광 섬유를 따라 전파되는 UV 대역의 광은 반사 홈(190)으로 인해 도파관(110)의 가운데에서 새어 나와 필터(90)의 살균면에 조사될 수 있다.Light in the UV band propagating along the optical fiber manufactured in the above manner may leak out from the center of the
도 11는 레이저를 이용하여 형성된 반사 홈(190)을 나타낸 3차원 이미지이다.11 is a three-dimensional image showing a
살펴보면, 반사 홈(190)의 폭은 21.39마이크로미터, 깊이는 21.74마이크로미터로 나타났다. 제1 경사면(191)과 제2 경사면(192)의 각도(경사도)는 각각 45도 정도로 나타났다.Looking at it, the width of the
앞의 실험 결과에 따르면, 반사 홈(190)의 깊이와 폭 간의 비율은 0.1~1의 범위를 만족하였다. 다른 관점에서 살펴보면, 해당 비율이 0.1~1의 범위를 만족하는 경우 UV 대역의 광이 도파관(110) 전체로부터 고르게 방사되어 필터(90)에 조사되는 것이 실험적으로 보장될 수 있다.According to the previous experimental results, the ratio between the depth and width of the
도 12은 도파관(110)의 타단부 일부에만 반사 홈(190)을 형성한 후 도파관(110)의 일단부를 통해 UV 대역의 광을 입사시킨 상태의 실험 결과를 나타낸 사진이다.FIG. 12 is a photograph showing an experimental result in a state in which light in the UV band is incident through one end of the
살펴보면, 반사 홈(190)이 형성된 제1 구간 t1에서는 UV 대역의 광이 고른 세기로 도파관(110)의 옆면을 통해 새어 나오는 것을 알 수 있다.Looking at it, it can be seen that in the first section t1 where the
반면, 반사 홈(190)이 미형성된 제2 구간 t2에서는 UV 대역의 광이 도파관(110)의 옆면을 통해 살균 기능을 발현할 정도의 세기로 새어 나오지 못하는 것을 알 수 있다.On the other hand, it can be seen that in the second period t2 in which the
정리하면, 이상의 살균 장치는 유체가 흐르는 유로(50)에 설치된 필터(90)의 일면을 향해 UV 대역의 광을 방사하는 도파관(110)을 포함할 수 있다. 해당 도파관(110)은 유로(50)로부터 도피된 위치에 설치된 광원(130)으로부터 UV 대역의 광을 입력받을 수 있다. 해당 도파관(110)은 광원(130)이 유로(50) 내에 배치되었을 때와 비교하여 유로(50)의 흐름을 덜 방해하도록, 광원(130)의 두께보다 얇게 형성될 수 있다.In summary, the above sterilization device may include a
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 통상의 기술자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also provided. fall within the scope of the invention.
11...제1 지지대
12...제2 지지대
50...유로
90...필터
110...도파관
130...광원
190...반사 홈
191...제1 경사면
192...제2 경사면11... 1st support
12... 2nd support
50... euros
90...Filter
110 ... Waveguide
130 ... light source
190...reflection groove
191 ... first slope
192 ... second slope
Claims (13)
상기 도파관에 UV 대역의 광을 입력하는 광원;을 포함하고,
상기 도파관은 상기 살균면을 향해 상기 UV 대역의 광을 방사하도록 형성된 살균 장치.
A waveguide disposed to face a sterilization surface including at least one of the first surface and the second surface when a filter is provided in which fluid is input to the first surface and then output to the second surface;
Including; a light source for inputting light in the UV band to the waveguide;
The waveguide is formed to emit light in the UV band toward the sterilization surface.
상기 광원은 상기 유체가 흐르는 유로로부터 벗어난 위치에 배치되고,
상기 도파관은 상기 유로를 가로지르게 형성되며,
상기 도파관의 일단부는 상기 광원에 대면하게 배치되는 살균 장치.
According to claim 1,
The light source is disposed at a position away from the flow path through which the fluid flows,
The waveguide is formed to cross the flow path,
One end of the waveguide is disposed facing the light source.
상기 광원과 상기 도파관은 상기 살균면에 평행한 제1 방향을 따라 설정 간격마다 배치되고,
각 도파관은 상기 살균면에 평행하면서 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 연장되는 살균 장치.
According to claim 1,
The light source and the waveguide are arranged at set intervals along a first direction parallel to the sterilization surface,
Each waveguide is parallel to the sterilization surface and extends along a second direction perpendicular to the first direction.
상기 제1 방향을 따라 연장되는 제1 지지대가 마련되고,
상기 광원은 상기 제1 지지대에 지지되는 살균 장치.
According to claim 3,
A first support is provided extending along the first direction,
The light source is supported on the first support.
상기 제1 방향을 따라 연장되는 제2 지지대가 마련되고,
필터를 기준으로, 상기 광원이 상기 유체가 흐르는 유로의 일측에 배치되면 상기 제2 지지대는 상기 유로의 타측에 배치되며,
상기 도파관은 상기 제2 지지대에 지지되는 살균 장치.
According to claim 3,
A second support is provided extending along the first direction,
Based on the filter, when the light source is disposed on one side of the passage through which the fluid flows, the second support is disposed on the other side of the passage,
The waveguide is a sterilization device supported by the second support.
상기 도파관은 상기 살균면에 평행하게 연장되는 막대 형상으로 형성되고,
상기 도파관은 상기 광원으로부터 입력된 상기 UV 대역의 광을 연장 방향을 따라 전파시키며,
상기 연장 방향을 따라 전파되는 상기 UV 대역의 광의 일부가 상기 도파관의 가운데에서 새어 나와 상기 살균면을 향해 방사되도록, 상기 도파관에는 상기 UV 대역의 광의 진행 방향을 변환시키는 패턴이 형성된 살균 장치.
According to claim 1,
The waveguide is formed in a rod shape extending parallel to the sterilization surface,
The waveguide propagates the light of the UV band input from the light source along an extension direction,
A pattern for converting the traveling direction of the UV band light is formed on the waveguide so that a part of the UV band light propagating along the extension direction leaks out from the center of the waveguide and is radiated toward the sterilization surface. Sterilization device.
상기 도파관은 상기 살균면에 평행하게 연장되는 막대 형상으로 형성되고,
상기 도파관의 일면이 상기 살균면에 대면될 때, 상기 일면에 반대되는 상기 도파관의 타면에는 상기 도파관의 길이 방향을 따라 전파되는 상기 UV 대역의 광을 상기 살균면을 향해 방사시키는 음각의 반사 홈이 형성된 살균 장치.
According to claim 1,
The waveguide is formed in a rod shape extending parallel to the sterilization surface,
When one surface of the waveguide faces the sterilization surface, the other surface of the waveguide opposite to the one surface has an intaglio reflective groove for radiating the UV band light propagating along the length direction of the waveguide toward the sterilization surface. Formed sterilization device.
상기 도파관의 외면에는 음각의 반사 홈이 형성되고,
상기 반사 홈에는 상기 도파관의 연장 방향을 따라 갈수록 깊어지는 제1 경사면, 상기 연장 방향에 수직한 가상선을 기준으로 상기 제1 경사면에 선대칭되는 제2 경사면이 마련되는 살균 장치.
According to claim 1,
An intaglio reflective groove is formed on the outer surface of the waveguide,
The reflective groove is provided with a first inclined surface that becomes deeper along the extension direction of the waveguide and a second inclined surface that is line-symmetrical to the first inclined surface based on a virtual line perpendicular to the extension direction.
상기 도파관의 연장 방향을 기준으로 상기 제1 경사면은 20도 내지 80도 각도만큼 기울어지게 형성된 살균 장치.
According to claim 8,
Based on the extension direction of the waveguide, the first inclined surface is inclined by an angle of 20 degrees to 80 degrees.
상기 도파관은 상기 살균면에 평행하게 연장되는 원기둥 형상으로 형성되고,
상기 도파관에는 외주면을 따라 형성된 반사 홈이 상기 도파관의 연장 방향을 따라 복수로 배열되며,
상기 반사 홈은 상기 도파관의 연장 방향에 기울어진 방향을 따라 연장되게 형성된 살균 장치.
According to claim 1,
The waveguide is formed in a cylindrical shape extending parallel to the sterilization surface,
A plurality of reflective grooves formed along an outer circumferential surface of the waveguide are arranged along an extension direction of the waveguide,
The reflective groove is a sterilization device formed to extend along a direction inclined to the extension direction of the waveguide.
상기 광원이 상기 도파관의 일단부에 대면하게 배치될 때,
상기 도파관에 형성된 제2 반사 홈의 깊이는 상기 제2 반사 홈보다 상기 도파관의 일단부에 가깝게 형성된 제1 반사 홈의 깊이보다 깊게 형성된 살균 장치.
According to claim 10,
When the light source is disposed facing one end of the waveguide,
The depth of the second reflective groove formed in the waveguide is deeper than the depth of the first reflective groove formed closer to one end of the waveguide than the second reflective groove.
상기 광원이 상기 도파관의 일단부에 대면하게 배치되고, 제2 반사 홈, 상기 제2 반사 홈보다 상기 도파관의 일단부에 가깝게 형성된 제1 반사 홈, 상기 제2 반사 홈보다 상기 도파관의 타단부에 가깝게 형성된 제3 반사 홈이 마련될 때,
상기 제2 반사 홈과 상기 제3 반사 홈 간의 간격은 상기 제1 반사 홈과 상기 제2 반사 홈 간의 간격보다 좁게 형성된 살균 장치.
According to claim 10,
The light source is disposed to face one end of the waveguide, and a second reflective groove, a first reflective groove formed closer to one end of the waveguide than the second reflective groove, and the other end of the waveguide than the second reflective groove When the closely formed third reflective groove is provided,
The distance between the second reflective groove and the third reflective groove is narrower than the distance between the first reflective groove and the second reflective groove.
상기 도파관은 광 섬유를 포함하고,
상기 광 섬유를 회전시키면서 상기 광 섬유의 외면에 레이저를 조사하는 방식을 통해 상기 광 섬유의 외주면을 따라 연장되는 반사 홈이 형성되며,
상기 광 섬유를 따라 전파되는 상기 UV 대역의 광은 상기 반사 홈으로 인해 상기 도파관의 가운데에서 새어 나와 상기 살균면에 조사되는 살균 장치.According to claim 1,
the waveguide comprises an optical fiber;
A reflective groove extending along an outer circumferential surface of the optical fiber is formed by irradiating a laser to the outer surface of the optical fiber while rotating the optical fiber;
The light of the UV band propagating along the optical fiber leaks from the center of the waveguide due to the reflection groove and is irradiated to the sterilization surface.
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KR (1) | KR20230046502A (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR102240487B1 (en) | 2020-04-21 | 2021-04-15 | (주)에스엔디글로벌 | Sterilization device and method for vehicle air conditioner filter |
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- 2021-09-30 KR KR1020210129557A patent/KR20230046502A/en not_active Application Discontinuation
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KR102240487B1 (en) | 2020-04-21 | 2021-04-15 | (주)에스엔디글로벌 | Sterilization device and method for vehicle air conditioner filter |
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E902 | Notification of reason for refusal |