KR20240046370A

KR20240046370A - 자외선 살균 모듈

Info

Publication number: KR20240046370A
Application number: KR1020220125474A
Authority: KR
Inventors: 윤상원
Original assignee: 희성전자 주식회사
Priority date: 2022-09-30
Filing date: 2022-09-30
Publication date: 2024-04-09
Also published as: CN117797287A

Abstract

자외선 살균 모듈이 개시된다. 상기 자외선 살균 모듈은 길이방향을 갖는 반사체로서, 상기 길이방향을 따라 연장되는 적어도 하나의 반사면을 포함하는 반사체; 기둥 형상이고, 상기 기둥 형상의 길이방향을 따라 배열되는 출광 패턴을 포함하며, 상기 출광 패턴이 상기 반사면을 향하도록 상기 반사체에 장착되는 도광체; 상기 도광체의 양측 단부 중 적어도 하나의 단부에 마주하게 배치되는 자외선 광원; 및 상기 도광체의 양측 단부 사이의 외면을 감싸는 밀봉 튜브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자외선 살균 모듈{UVC STIRILIZATION MODULE}

본 발명은 자외선 살균 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 출광 효율이 개선된 자외선 살균 모듈에 관한 것이다.

자외선 살균장치는 현재 다양한 살균 대상을 살균하기 위하여 여러 크기와 용도로 제작되고 있는데, 가령 칫솔, 행주, 도마 등의 주방기구, 의류, 젖병, 등을 본체 내에 수납하여 살균 처리를 하고 있도록 구성되어 있다.

자외선 살균장치는 초기에는 자외선 램프를 사용하였으나, 최근 수은이 포함된 제품의 개발 및 판매에 제약이 따르면서 자외선 램프 대신 UVC 엘이디와 같은 자외선 광원이 사용되고 있다.

그런데, UVC 엘이디는 높은 단가로 인해 자외선 살균장치에 사용될 때 소량의 개수로 사용됨에 따라 자외선 살균장치의 살균 효율이 좋지 못하고, 살균 면적이 넓지 못한 문제가 있다.

공개특허 제10-2013-0077008호

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 살균을 위한 빛의 출광 효율이 증대 및 개선되고, 높은 균일도와 넓은 면적의 살균이 가능하도록 한 자외선 살균 모듈을 제공하는데 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 살균 모듈은 길이방향을 갖는 반사체로서, 상기 길이방향을 따라 연장되는 적어도 하나의 반사면을 포함하는 반사체; 기둥 형상이고, 상기 기둥 형상의 길이방향을 따라 배열되는 출광 패턴을 포함하며, 상기 출광 패턴이 상기 반사면을 향하도록 상기 반사체에 장착되는 도광체; 상기 도광체의 양측 단부 중 적어도 하나의 단부에 마주하게 배치되는 자외선 광원; 및 상기 도광체의 양측 단부 사이의 외면을 감싸는 밀봉 튜브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 도광체는 원기둥, 반원기둥, 다각기둥 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 반사면은 광 반사 가능한 소재로 형성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 출광 패턴은 소정의 높이 및 소정의 폭을 갖도록 형성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 출광 패턴은 소정의 높이 및 소정의 폭을 갖고, 상기 패턴은 상기 도광체의 둘레 방향을 따라 소정의 길이 또는 소정의 각도로 연장될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 출광 패턴은 소정의 높이 및 소정의 폭을 갖고, 상기 출광 패턴은 상기 도광체의 둘레 방향을 따라 소정의 길이 또는 소정의 각도로 연장되고, 상기 출광 패턴은 상기 도광체의 길이방향으로 배열된 위치 각각에서 상기 도광체의 둘레 방향을 따라 둘 이상 배열될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 출광 패턴의 형상의 비율은 상기 패턴의 높이를 상기 패턴의 폭으로 나눈 값이 0.5mm 이상일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 출광 패턴은 그 폭 및 높이가 1~1000㎛의 범위 내인 형상을 갖도록 형성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 출광 패턴의 단면 형상은 반원, 반타원, 원뿔, 다각뿔, 원기둥, 다각기둥 중 어느 하나의 형상일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 출광 패턴의 단면 형상은 둔각삼각형 또는 예각삼각형 형상일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 출광 패턴의 단면 형상은 밑변의 일측 끝의 밑각이 30~75도 범위 이내이고, 상기 밑변의 타측 끝의 밑각이 30~150도 범위 이내인 삼각형 형상일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 출광 패턴은 상기 자외선 광원으로 멀어질수록 도광체의 길이방향으로의 배열 간격이 점차 좁아질 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 도광체의 길이방향을 따라 배열된 출광 패턴들 중 서로 이웃하는 출광 패턴은 서로 다른 형상을 가질 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 반사체는 상기 반사면이 2 이상 구비되고, 2 이상의 반사면은 일정 각도를 이루어 서로 교차되게 배치될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 밀봉 튜브의 두께는 50~500㎛ 범위 이내일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 자외선 광원은 200~300nm 파장대 광을 출사하는 자외선 발광 다이오드로 구성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 자외선 광원은 405nm 파장대 광을 출사하는 자외선 발광 다이오드로 구성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 도광체는 상기 200~300nm 파장대 광에 대한 투과율이 50% 이상일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 도광체는 상기 405nm 파장대 광에 대한 투과율이 50% 이상일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 반사면은 상기 200~300nm 파장대 광에 대한 반사율이 50% 이상일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 반사면은 상기 405nm 파장대 광에 대한 반사율이 50% 이상일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 밀봉 튜브는 상기 200~300nm 파장대 광에 대한 투과율이 70% 이상일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 밀봉 튜브는 상기 405nm 파장대 광에 대한 반사율이 70% 이상일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 밀봉 튜브는 그 양측 끝단에는 상기 밀봉 튜브의 원주 방향을 따라 일부가 절단되어 형성된 서로 평행한 한 쌍의 선형단부를 포함하고, 상기 반사체는 상기 도광체가 장착되는 반사면 상에 구비되며 상기 한 쌍의 선형단부에 평행한 튜브지지단부를 갖는 한 쌍의 회전방지편을 포함하고, 상기 도광체는 상기 출광 패턴이 상기 반사면에 마주하면서 상기 한 쌍의 선형단부가 상기 한 쌍의 회전방지편의 튜브지지단부에 지지되도록 상기 반사체에 장착될 수 있다.

본 발명에 따른 자외선 살균 모듈을 이용하면, 살균을 위한 빛의 출광 효율이 증대 및 개선되어 살균력이 증대될 수 있고, 광효율 개선에 의한 소비전력이 절감될 수 있는 이점이 있다.

또한, 적은 수의 자외선 광원으로도 선발광 또는 면발광의 효과를 구현할 수 있고, 점발광 대비 높은 균일도와 넓은 면적의 살균이 가능해지는 이점이 있다.

또한, 도광체(120)는 밀봉 튜브(140)로 감싸져 있으므로 도광체가 파손되더라도 도광체(120)의 파편이 주변으로 비산되는 것이 방지되므로 안전한 사용이 가능해지는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 살균 모듈을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 반사체의 예시적인 다른 형상들을 나열하여 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 도광체에 형성되는 출광 패턴 구조의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 도광체에 형성되는 출광 패턴 형상의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 도 1에 도시된 도광체에 형성되는 출광 패턴 형상의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 도광체에 형성되는 출광 패턴 구조의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 도광체에 형성되는 선형 구조의 출광 패턴이 도광체의 둘레 방향으로 다수 배열되는 형태들을 나열하여 나타내는 도면이다.
도 8은 도 1의 분리 사시도이다.
도 9는 도 1에 도시된 도광체가 반사체에 장착된 모습을 확대 도시하는 도면이다.
도 10은 패턴의 높이가 폭보다 작은 경우와 패턴의 높이가 폭보다 큰 경우를 비교한 도표를 나타내는 도면이다.
도 11a는 본 발명의 자외선 살균 모듈의 실시예 1에 따라 제작된 모습을 나타내고, 도 11b는 본 발명의 자외선 살균 모듈의 실시예 1에 따라 제작된 도광체의 출광 패턴의 단면 형상을 나타내는 도면이다.
도 12a는 본 발명의 자외선 살균 모듈의 실시예 1에 따라 제작된 모습을 나타내고, 도 12b는 본 발명의 자외선 살균 모듈의 실시예 1에 따라 제작된 도광체의 출광 패턴의 단면 형상을 나타내는 도면이다.
도 13은 실험예 1의 결과를 나타내는 도면이다.
도 14는 실험예 2의 결과를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 팽이형 파일 연결구에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 살균 모듈을 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 반사체의 예시적인 다른 형상들을 나열하여 나타내는 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 도광체에 형성되는 출광 패턴 구조의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 1에 도시된 도광체에 형성되는 출광 패턴 형상의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 5a 및 도 5b는 도 1에 도시된 도광체에 형성되는 출광 패턴 형상의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 1에 도시된 도광체에 형성되는 출광 패턴 구조의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 도 1에 도시된 도광체에 형성되는 선형 구조의 출광 패턴이 도광체의 둘레 방향으로 다수 배열되는 형태들을 나열하여 나타내는 도면이고, 도 8은 도 1의 분리 사시도이고, 도 9는 도 1에 도시된 도광체가 반사체에 장착된 모습을 확대 도시하는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 살균 모듈은 반사체(110), 도광체(120), 자외선 광원(130) 및 밀봉 튜브(140)를 포함할 수 있다.

반사체(110)는 도광체(120)로부터 도광체(120) 주변으로 출광되는 광을 도광체(120) 방향 또는 도광체(120)의 전방을 향해 반사시키도록 구비될 수 있다. 반사체(110)는 길이방향을 가지며, 길이방향을 따라 연장되는 적어도 하나의 반사면(111)을 포함할 수 있다.

반사면(111)은 광 반사 가능한 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 반사체(110)가 광 반사 가능한 금속 재질, 예를 들어 알루미늄 소재이거나, 반사체(110)가 비금속 소재이고 이러한 반사체(110)의 일면에 광 반사 소재, 예를 들어 알루미늄이 증착되는 형태로 반사면(111)이 구비될 수 있다.

반사체(110)는 반사면(111)이 하나, 또는 반사면(111)이 2 이상 구비될 수 있다.

반사면(111)이 하나인 경우, 반사체(110)는, 예를 들어, 플랫(Flat)한 플레이트 형태 또는 횡단면 형상이 C자형인 반원통형으로 구비될 수 있다.

반사면(111)이 2 이상인 경우, 반사체(110)는 2 이상의 반사면(111)은 일정 각도를 이루어 서로 교차되게 배치될 수 있다. 예를 들어, 반사체(110)는 그 횡단면 형상이, U자형, L자형, W자형, 대략 V자 형상을 갖는 대칭형 또는 비대칭형 중 어느 하나의 형태로 구비되어, 2면 이상이 반사면(111)으로 배치될 수 있다.

도광체(120)는 기둥 형상으로 구비될 수 있다. 예를 들어, 원기둥, 반원기둥, 다각기둥 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다. 일 예로, 도광체(120)는 원기둥 형상일 수 있고, 석영 유리 재질일 수 있다.

도광체(120)는 기둥 형상의 길이방향을 따라 배열되는 출광 패턴(121)을 포함할 수 있고, 출광 패턴(121)이 반사면(111)을 향하도록 반사체(110)에 장착될 수 있다.

출광 패턴(121)은 자외선 광원(130)으로부터 출광되어 도광체(120)를 입사된 빛을 반사하여 도광체(120)의 외측으로 출광시킬 수 있다.

출광 패턴(121)은 소정의 높이 및 소정의 폭을 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 출광 패턴(121)은 그 폭 및 높이가 1~1000㎛의 범위 내인 형상을 갖도록 형성될 수 있고, 출광 패턴(121)의 형상의 비율은 패턴(121)의 높이를 패턴(121)의 폭으로 나눈 값이 0.5mm 이상이 되도록 형성될 수 있다.

일 실시예로, 출광 패턴(121)은 도 3에 도시된 바와 같이 점 패턴 형태로 배치될 수 있다.

일 예로, 출광 패턴(121)은 그 단면 형상이 반원, 반타원, 원뿔, 다각뿔, 원기둥, 다각기둥 중 어느 하나의 형상을 갖도록 형성될 수 있고, 도광체(120)의 원주 방향을 따라 배열될 수 있다.

일 실시예로, 출광 패턴(121)의 단면 형상은 도 4와 같이 높이 방향이 폭 방향보다 큰 반 타원 형상일 수 있다.

이와 다른 실시예로, 출광 패턴(121)의 단면 형상은 제1 반사면과 제2 반사면을 갖는 형상일 수 있다. 일 예로, 출광 패턴(121)의 단면 형상은 밑변의 일측 끝의 밑각이 30~75도 범위 이내이고, 상기 밑변의 타측 끝의 밑각이 30~150도 범위 이내인, 둔각삼각형(도 5a 참조) 또는 예각삼각형(도 5b 참조) 형상일 수 있다.

한편, 출광 패턴(121)은 도 6에 도시된 바와 같이 도광체(120)의 둘레 방향을 따라 소정의 길이 또는 소정의 각도로 연장되어, 선 패턴 형태로 배치될 수 있다.

또한, 출광 패턴(121)은 도 7에 도시된 바와 같이 도광체(120)의 길이방향으로 배열된 위치 각각에서 도광체(120)의 둘레 방향을 따라 둘 이상 배열될 수 있다.

또한, 출광 패턴(121)은 자외선 광원(130)으로 멀어질수록 도광체의 길이방향으로의 배열 간격이 점차 좁아지게 배열되어 자외선 광원(130)의 먼 방향에서 밀도를 높여, 자외선 광원(130)과 먼 방향에서도 광의 출광이 용이할 수 있다.

이러한 출광 패턴(121)은 도광체(120)의 길이방향을 따라 배열될 때 그 배열된 출광 패턴(121) 모두 동일한 형상일 수도 있고, 도광체(120)의 길이방향을 따라 배열된 출광 패턴(121)들 중 서로 이웃하는 출광 패턴(121)은 서로 다른 형상을 갖도록 형성될 수도 있다. 즉, 출광 패턴(121)은 도광체(120)로부터 출광되는 광의 방향 및 출광 영역 등을 고려하여 다양한 형상, 위치, 각도 및 개수로 형성될 수 있다.

자외선 광원(130)은 도광체(120)의 양측 단부 중 적어도 하나의 단부에 마주하게 배치될 수 있다. 일 예로, 자외선 광원(130)은 도광체(120)의 양측 단부에 마주하게 배치될 수 있다.

일 실시예로, 자외선 광원(130)은 200~300nm 파장대 광을 출사하는 자외선 발광 다이오드로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 도광체(120)는 상기 200~300nm 파장대 광에 대한 투과율이 50% 이상이 되도록 구비될 수 있고, 반사면(111)은 200~300nm 파장대 광에 대한 반사율이 50% 이상이 되도록 구비될 수 있고, 밀봉 튜브(140)는 상기 200~300nm 파장대 광에 대한 투과율이 70% 이상이 되도록 구비될 수 있다.

다른 실시예로, 자외선 광원(130)은 405nm 파장대 광을 출사하는 자외선 발광 다이오드로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 도광체(120)는 상기 405nm 파장대 광에 대한 투과율이 50% 이상이 되도록 구비될 수 있고, 반사면(111)은 상기 405nm 파장대 광에 대한 반사율이 50% 이상이 되도록 구비될 수 있고, 밀봉 튜브(140)는 상기 405nm 파장대 광에 대한 반사율이 70% 이상이 되도록 구비될 수 있다.

밀봉 튜브(140)는 도광체(120)의 양측 단부 사이의 외면을 감싸도록 구비될 수 있다. 밀봉 튜브(140)는 열을 가하면 열수축 가능한 재질로 구비되어 도광체(120)의 외면에 밀접하게 밀착될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 살균 모듈은 도광체(120)가 반사체(110) 상에 장착될 때 도광체(120)의 회전이 방지되게 구성될 수 있다.

반사체(110) 상에서의 도광체(120)의 회전 방지를 위해, 밀봉 튜브(140)는 그 양측 끝단 각각에 구비되는 한 쌍의 선형단부(141)를 포함하고, 반사체(110)는 도광체(120)가 장착되는 반사면(111)의 양측 각각에 구비되는 한 쌍의 회전방지편(112)을 포함할 수 있다.

한 쌍의 선형단부(141)는 밀봉 튜브(140)의 끝단에서 밀봉 튜브(140)의 원주 방향을 따라 일부가 절단되어 형성될 수 있다.

한 쌍의 회전방지편(112)은 도광체(120)가 장착되는 반사면(111)에서 플레이트 형태로 상향 돌출되어 형성될 수 있다. 이때, 한 쌍의 회전방지편(112)의 상부에는 선형단부(141)에 평행하도록 튜브지지단부(112a)가 형성될 수 있다.

이러한 구성에 따라, 도광체(120)가 반사면(111) 상에 장착될 때 도광체(120)의 출광 패턴(121)이 반사면(111)에 마주하도록 위치시키면서 도광체(120)의 양측 끝단을 반사면(111)의 길이방향의 양측 각각에 형성된 한 쌍의 회전방지편(112) 사이로 삽입하여, 도 9와 같이 한 쌍의 선형단부(141)가 한 쌍의 회전방지편(112) 상부의 튜브지지단부(112a)들에 지지되도록 하면 선형단부(141)가 튜브지지단부(112a)에 지지됨에 따라 도광체(120)의 회전이 방지될 수 있다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 살균 모듈은 도광체(120)의 양측 단부 중 어느 하나에 마주하여 배치되는 자외선 광원(130)으로부터 광이 출광되면 자외선 광원(130)과 마주하는 일단부를 통해 도광체(120) 내부로 광이 입사되며, 입사된 빛은 도광체(120) 내부에 형성된 출광 패턴(121)들에 의해 내부 전반사 되어 도광체(120)의 외측으로 출광된다. 이때, 출광 패턴(121)의 형상 및 길이에 따라 출광 효율이 증대될 수 있다.

일 예로, 출광 패턴(121) 형상이 비대칭의 제1 경사면 및 제2 경사면을 갖는 둔각삼각형 또는 예각삼각형 형상인 경우 도광체(120) 내부로 입사된 광이 제1 경사면에서 반사된 후 광의 일부가 제1 경사면을 투과하면 그 투과된 광은 다시 제2 경사면에서 반사되어 도광체(120)의 외측으로 출광되므로 출광 효율이 증대될 수 있다.

다른 예로, 출광 패턴(121) 형상이 도광체(120)의 둘레 방향으로 긴 경우 도광체(120)로부터 출광되는 광의 면적을 높여서 살균 범위가 확대될 수 있다.

또 다른 예로, 출광 패턴(121) 형상이 폭보다 높이가 커지는 경우 출광 효율이 증대될 수 있다.

도 10은 패턴의 높이가 폭보다 작은 경우와 패턴의 높이가 폭보다 큰 경우를 비교한 도표를 나타내는 도면이다. 도 10에서 케이스 1(case 1)은 높이 방향이 폭보다 더 큰 반 타원형 단면 구조의 패턴을 나타내고, 케이스 2(case 2)는 높이 방향이 폭보다 더 큰 예각삼각형 단면 구조의 패턴을 나타내고, 케이스 3(case 3)은 높이방향이 폭보다 더 큰 둔각삼각형 단면 구조의 패턴을 나타내고, 비교예(Ref.)는 높이 방향보다 폭 방향이 더 큰 패턴을 나타낸다.

도 10에서 나타나는 바와 같이, 높이가 더 큰 케이스 1 내지 케이스 3의 패턴에서 출광효율이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

한편, 도광체(120)로부터 빛이 출광될 때 도광체(120)의 하부 방향으로 출광되는 빛의 일부는 반사판(130)에 의해 도광부재(110)의 상부 방향으로 반사되어 살균 방향으로 향하는 광량을 더욱 증가시킬 수 있다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 살균 모듈은 피살균체, 예를 들면, 공기청정기 등의 필터를 살균하는데 사용될 수 있다.

도 11a는 본 발명의 자외선 살균 모듈의 실시예 1에 따라 제작된 모습을 나타내고, 도 11b는 본 발명의 자외선 살균 모듈의 실시예 1에 따라 제작된 도광체의 출광 패턴의 단면 형상을 나타내는 도면이다.

[실시예 1]

반사체(110): 도 11a와 같이 대략 V자 형상을 갖는 비대칭형의 2개의 반사면(111)을 갖도록 제작하였고, 이때 수평한 제1 반사면(111a)은 0°로 하고 제1 반사면(111a)과 비대칭으로 배치된 제2 반사면(111b)은 134°의 기울기를 갖도록 형성하였다. 또한 반사체(110)는 길이가 270mm 및 폭이 20mm가 되도록 제작하였고, 알루미늄 소재로 제작하였다.

도광체(120): 출광 패턴(121)을 도광체(120)의 길이방향으로 배열하면서 도 11b와 같이 좌우 대칭형으로 배치하되, 좌우 각각의 출광 패턴(121)들은 39°의 각도만큼 도광체(120)의 원주 방향을 따라 연장되게 형성하였고, 각각의 출광 패턴(121)은 폭이 150㎛ 및 높이가 82㎛가 되도록 형성하였다. 또한 도광체(120)는 길이가 250mm 및 직경이 6mm인 원기둥 형상으로 제작하였다. 또한 도 11a와 같이 도광체(120)의 좌측의 출광 패턴(121)이 반사체(110)의 제2 반사면(111b)에 마주하도록 반사체(110)에 장착하였다.

자외선 광원(130): 2개의 자외선 광원(130)을 도광체(120)의 양측 끝단에 마주하게 배치하였고, 250~300nm/Peak 275nm의 파장을 가지며 광출력 20mW인 자외선 발광 다이오드를 사용하였다.

[실시예 2]

반사체(110): 도 12a와 같이 L자 형상을 갖는 2개의 반사면(111)을 갖도록 제작하였고, 이때 수평한 제1 반사면(111a)은 0°로 하고 수직한 제2 반사면(111b)은 90°의 기울기를 갖도록 형성하였다. 또한 반사체(110)는 길이가 1240mm 및 폭이 15mm가 되도록 제작하였고, 알루미늄 소재로 제작하였다.

도광체(120): 출광 패턴(121)을 도광체(120)의 길이방향으로 배열하였고, 도 12a와 같이 각각의 출광 패턴(121)들은 180°의 각도만큼 도광체(120)의 원주 방향을 따라 연장되게 형성하였고, 각각의 출광 패턴(121)은 폭이 140㎛ 및 높이가 30㎛가 되도록 형성하였다. 또한 도광체(120)는 길이가 1200mm 및 직경이 6mm인 원기둥 형상으로 제작하였다. 또한 도 12a와 같이 도광체(120)의 출광 패턴(121)이 반사체(110)의 제2 반사면(111b)에 마주하도록 반사체(110)에 장착하였다.

[실험예 1]

실시예 1의 자외선 살균 모듈 및 비교예 1의 자외선 살균 모듈 각각에 대해, 광분포도 및 피살균체의 황색포도상구균의 살균 효능을 실험하였다.

비교예 1로서 8개의 자외선 발광 다이오드가 구비되는 자외선 살균 모듈을 사용하였다.

피살균체는 높이가 270mm 및 폭이 280mm인 필터로 하였다.

실시예 1 및 비교예 1 각각 피살균체로부터의 거리를 25mm로 하였고, 황색포도상구균이 99.99% 살균되기까지의 시간을 측정하였다.

실험예 1의 결과로서, 도 13에 나타낸 바와 같이, 광분포도에 있어서 실시예 1의 경우가 최소 광 조사 영역이 적었고, 복사조도에 있어서 실시예 1이 높은 것을 확인할 수 있었고, 피살균체 전 영역에서 황색포도상구균이 99.99% 살균되는데 걸린 시간이 실시예 1의 경우가 더 짧은 것을 확인할 수 있었다.

[실험예 2]

실시예 2의 자외선 살균 모듈 및 비교예 2의 자외선 살균 모듈 각각에 대해, 광분포도 및 피살균체의 황색포도상구균의 살균 효능을 실험하였다.

비교예 2로서 8개의 자외선 발광 다이오드가 구비되는 자외선 살균 모듈을 사용하였다.

피살균체는 높이가 265mm 및 폭이 1245mm인 필터로 하였다.

실시예 2 및 비교예 2 각각 피살균체로부터의 거리를 85mm로 하였고, 황색포도상구균이 99.99% 살균되기까지의 시간을 측정하였다.

실험예 2의 결과로서, 도 14에 나타낸 바와 같이, 광분포도에 있어서 실시예 2의 경우가 최소 광 조사 영역이 적었고, 복사조도에 있어서 실시예 2가 높은 것을 확인할 수 있었고, 피살균체 전 영역에서 황색포도상구균이 99.99% 살균되는데 걸린 시간이 실시예 2의 경우가 더 짧은 것을 확인할 수 있었다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 살균 모듈을 이용하면, 살균을 위한 빛의 출광 효율이 증대 및 개선되어 살균력이 증대될 수 있고, 광효율 개선에 의한 소비전력이 절감될 수 있는 이점이 있다.

또한, 적은 수의 자외선 광원(130)으로도 선발광 또는 면발광의 효과를 구현할 수 있고, 점발광 대비 높은 균일도와 넓은 면적의 살균이 가능해지는 이점이 있다.

또한, 도광체(120)는 밀봉 튜브(140)로 감싸져 있으므로 도광체(120)가 파손되더라도 도광체(120)의 파편이 주변으로 비산되는 것이 방지되므로 안전한 사용이 가능해지는 이점이 있다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims

길이방향을 갖는 반사체로서, 상기 길이방향을 따라 연장되는 적어도 하나의 반사면을 포함하는 반사체;
기둥 형상이고, 상기 기둥 형상의 길이방향을 따라 배열되는 출광 패턴을 포함하며, 상기 출광 패턴이 상기 반사면을 향하도록 상기 반사체에 장착되는 도광체;
상기 도광체의 양측 단부 중 적어도 하나의 단부에 마주하게 배치되는 자외선 광원; 및
상기 도광체의 양측 단부 사이의 외면을 감싸는 밀봉 튜브를 포함하는,
자외선 살균 모듈.
제1항에 있어서,
상기 도광체는 원기둥, 반원기둥, 다각기둥 중 어느 하나의 형상으로 형성되는,
자외선 살균 모듈.
제2항에 있어서,
상기 반사면은 광 반사 가능한 소재로 형성되는,
자외선 살균 모듈.
제1항에 있어서,
상기 출광 패턴은 소정의 높이 및 소정의 폭을 갖도록 형성되는,
자외선 살균 모듈.
제1항에 있어서,
상기 출광 패턴은 소정의 높이 및 소정의 폭을 갖고,
상기 패턴은 상기 도광체의 둘레 방향을 따라 소정의 길이 또는 소정의 각도로 연장되는,
자외선 살균 모듈.
제1항에 있어서,
상기 출광 패턴은 소정의 높이 및 소정의 폭을 갖고,
상기 출광 패턴은 상기 도광체의 둘레 방향을 따라 소정의 길이 또는 소정의 각도로 연장되고,
상기 출광 패턴은 상기 도광체의 길이방향으로 배열된 위치 각각에서 상기 도광체의 둘레 방향을 따라 둘 이상 배열되는,
자외선 살균 모듈.
제4항에 있어서,
상기 출광 패턴의 형상의 비율은 상기 패턴의 높이를 상기 패턴의 폭으로 나눈 값이 0.5mm 이상인,
자외선 살균 모듈.
제4항에 있어서,
상기 출광 패턴은 그 폭 및 높이가 1~1000㎛의 범위 내인 형상을 갖도록 형성되는,
자외선 살균 모듈.
제1항에 있어서,
상기 출광 패턴의 단면 형상은 반원, 반타원, 원뿔, 다각뿔, 원기둥, 다각기둥 중 어느 하나의 형상인,
자외선 살균 모듈.
제1항에 있어서,
상기 출광 패턴의 단면 형상은 둔각삼각형 또는 예각삼각형 형상인,
자외선 살균 모듈.
제1항에 있어서,
상기 출광 패턴의 단면 형상은 밑변의 일측 끝의 밑각이 30~75도 범위 이내이고, 상기 밑변의 타측 끝의 밑각이 30~150도 범위 이내인 삼각형 형상인,
자외선 살균 모듈.
제1항에 있어서,
상기 출광 패턴은 상기 자외선 광원으로 멀어질수록 도광체의 길이방향으로의 배열 간격이 점차 좁아지는,
자외선 살균 모듈.
제1항에 있어서,
상기 도광체의 길이방향을 따라 배열된 출광 패턴들 중 서로 이웃하는 출광 패턴은 서로 다른 형상을 갖는,
자외선 살균 모듈.
제1항에 있어서,
상기 반사체는 상기 반사면이 2 이상 구비되고, 2 이상의 반사면은 일정 각도를 이루어 서로 교차되게 배치되는,
자외선 살균 모듈.
제1항에 있어서,
상기 밀봉 튜브의 두께는 50~500㎛ 범위 이내인,
자외선 살균 모듈.
제1항에 있어서,
상기 자외선 광원은 200~300nm 파장대 광을 출사하는 자외선 발광 다이오드로 구성되는,
자외선 살균 모듈.
제1항에 있어서,
상기 자외선 광원은 405nm 파장대 광을 출사하는 자외선 발광 다이오드로 구성되는,
자외선 살균 모듈.
제16항에 있어서,
상기 도광체는 상기 200~300nm 파장대 광에 대한 투과율이 50% 이상인,
자외선 살균 모듈.
제17항에 있어서,
상기 도광체는 상기 405nm 파장대 광에 대한 투과율이 50% 이상인,
자외선 살균 모듈.
제16항에 있어서,
상기 반사면은 상기 200~300nm 파장대 광에 대한 반사율이 50% 이상인,
자외선 살균 모듈.
제17항에 있어서,
상기 반사면은 상기 405nm 파장대 광에 대한 반사율이 50% 이상인,
자외선 살균 모듈.
제16항에 있어서,
상기 밀봉 튜브는 상기 200~300nm 파장대 광에 대한 투과율이 70% 이상인,
자외선 살균 모듈.
제17항에 있어서,
상기 밀봉 튜브는 상기 405nm 파장대 광에 대한 반사율이 70% 이상인,
자외선 살균 모듈.
제1항에 있어서,
상기 밀봉 튜브는 그 양측 끝단에는 상기 밀봉 튜브의 원주 방향을 따라 일부가 절단되어 형성된 서로 평행한 한 쌍의 선형단부를 포함하고,
상기 반사체는 상기 도광체가 장착되는 반사면 상에 구비되며 상기 한 쌍의 선형단부에 평행한 튜브지지단부를 갖는 한 쌍의 회전방지편을 포함하고,
상기 도광체는 상기 출광 패턴이 상기 반사면에 마주하면서 상기 한 쌍의 선형단부가 상기 한 쌍의 회전방지편의 튜브지지단부에 지지되도록 상기 반사체에 장착되는 것을 특징으로 하는,
자외선 살균 모듈.