WO2019013539A1 - 유체 처리 장치 - Google Patents

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WO2019013539A1
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fluid
light source
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pipe
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정재학
정상욱
정웅기
최재영
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Seoul Viosys Co Ltd
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Seoul Viosys Co Ltd
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/10—Photocatalysts

Definitions

  • the present invention relates to a fluid treatment apparatus.
  • An object of the present invention is to provide an apparatus for efficiently treating a fluid such as air or water.
  • a fluid sterilizing apparatus includes a pipe providing a path through which the fluid flows and at least one light source module coupled to the pipe and irradiating light for processing the fluid into the pipe.
  • the tubing includes an outer tube having an inlet through which the fluid enters the first flow rate and an inner tube provided within the outer tube and having an outlet through which the fluid flows at a different flow rate than the first flow rate.
  • the inner diameter of the inlet and the inner diameter of the outlet may be different.
  • the inner diameter of the inlet may be greater than the inner diameter of the outlet.
  • the inner tube may have an opening to allow the fluid introduced into the inlet to flow into the inner tube.
  • the inner diameter of the inlet and the opening may be different and the inner diameter of the inlet may be larger than the inner diameter of the opening.
  • the inlet and outlet diameters may be 2: 1.
  • the outer tube has a first end and a second end in the longitudinal direction, and the inlet may be provided adjacent to the first end but in a direction perpendicular to the longitudinal direction.
  • the outlet may be provided in a direction adjacent to the first end and parallel to the longitudinal direction.
  • the outer tube may have a different inner diameter along the direction of extension, and the outer tube may have a larger inner diameter from the first end toward the second end.
  • the outlet may be provided adjacent the first end, wherein the inner tube is configured such that the fluid introduced into the inlet is flowable into the inner tube, Lt; / RTI >
  • the inner tube may have a different inner diameter along the direction of extension, and may have a larger inner diameter from the first end toward the second end.
  • At least a part of the inner tube may be provided in a spiral shape.
  • the fluid treatment apparatus may further comprise first and second bases provided at the first and second ends of the outer tube and the inner tube.
  • the light source module may be provided in a direction perpendicular to the extending direction of the pipe, and the light source module may be provided between the base and the path.
  • the base contacts the back surface of the light source module, and the base may be made of metal.
  • the fluid treatment apparatus may further include a cooling fan provided between the light source module and the base.
  • the light source module may be provided in a direction parallel to the extending direction of the pipe.
  • the pipe is provided at least partially in a transparent manner, and the light source module may be provided outside the pipe.
  • At least a part of the outer tube has a light source opening formed by removing a part of the outer tube, and the light source module may be disposed inside the light source opening.
  • the inner tube may be transparent.
  • the outer surface may be made of metal.
  • the light source module includes at least one light emitting element for emitting light to a space between the outer tube and the inner tube, and at least one light emitting element for emitting light to a space inside the inner tube can do.
  • the piping may have a radiation area superposed on a part of the area between the outer pipe and the inner pipe.
  • the present invention provides a fluid treatment apparatus having high treatment efficiency and high reliability.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a fluid sterilizing apparatus according to an embodiment of the present application.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing a fluid sterilizing apparatus according to an embodiment of the present application.
  • Fig. 3 is a vertical sectional view along the longitudinal direction of Fig. 1; Fig.
  • FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views illustrating an embodiment of a light emitting device, in which a light emitting device is implemented as a light emitting diode.
  • 5A and 5B are cross-sectional views illustrating a fluid treatment apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • 6A and 6B are cross-sectional views illustrating a fluid treatment apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • Fig. 7 is a cross-sectional view showing a fluid treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, in which the fluid treatment apparatus has an inner tube having a shape different from that of the above-described embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a fluid treatment apparatus according to an embodiment of the present invention in which a light source module is mounted on an outer tube.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view showing a fluid treatment device according to an embodiment of the present invention, in which a light source module is mounted on a base side.
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view of Fig.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view showing a fluid treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a fluid sterilizing apparatus according to an embodiment of the present application
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing a fluid sterilizing apparatus according to an embodiment of the present application
  • Fig. 3 is a vertical sectional view along the longitudinal direction of Fig. 1; Fig.
  • the fluid is a target material to be treated using the fluid treatment apparatus, and the fluid may be water (in particular, water) or air.
  • treatment of the fluid includes, for example, sterilization, cleaning, deodorization, etc., of the fluid through the fluid treatment device.
  • the treatment of the fluid is not limited thereto and may include other possible measures using the fluid treatment apparatus described hereinafter.
  • a fluid treatment apparatus includes a pipe 100 through which a fluid moves, a light source module 200 for providing light to the fluid of the pipe 100 ).
  • the pipe 100 is provided in a rod shape elongated in one direction and provides an internal space for treating the fluid therein.
  • the direction in which the pipe 100 extends is referred to as the extending direction of the pipe 100 or the longitudinal direction of the pipe 100.
  • the piping 100 has an inlet 113 through which the fluid flows and an outlet 135 through which the treated fluid is discharged.
  • the cross section of the inlet 113 and the outlet 135 may have a circular or elliptical shape, but it is not limited thereto and may be provided in various shapes, for example, polygons .
  • the cross section of the inlet 113 and the outlet 135 may be a cross-section along the direction in which the inlet 113 extends, or a direction crossing the direction in which the flow path is formed.
  • a separate pipe may be further provided in the inlet 113 and / or the outlet 135.
  • a separate pipe may be connected to the inlet 113 and the outlet 135 through a nozzle.
  • the nozzles can be coupled in various ways with the inlet 113 and / or the outlet 135, for example, screwed.
  • the outer appearance body 111 and the inner body main body 121 extend only in one direction, but the present invention is not limited thereto. bending. The degree of bending of the main body and the number of bending times may be variously changed according to the embodiment.
  • the light source module 200 provides the fluid with light suitable for processing the fluid.
  • the light source module 200 is provided at various positions adjacent to the fluid.
  • the light source module 200 is disposed outside the pipe 100 as an example.
  • This figure for the light source module 200 in this embodiment should be interpreted with an emphasis on providing light into the piping 100 as an example and the position of the light source module 200 is not limited thereto.
  • the light source module 200 may actually be mounted outside the piping 100 as shown, or alternatively may be mounted in the piping 100.
  • the various positions of the light source module 200 will be further described in the following embodiments.
  • the pipe 100 includes an outer pipe 110 disposed outside and an inner pipe 120 disposed inside the outer pipe 110.
  • the inner space of the pipe 100 is divided into a first inner space 101 defined inside the outer tube 110 and outside the inner tube 120 and a second inner space 101 defined by the inner side of the inner tube 120. [ (102).
  • the outer tube 110 includes an outer tube body 111 extending in one direction and an inlet tube 113 provided at one end of the outer tube body 111.
  • the inlet 113 is disposed adjacent to either one of the first and second ends 111a and 111b when both longitudinal ends of the outer tube 110 are referred to as first and second ends 111a and 111b.
  • the inlet 113 is provided on the first end 111a side as an example.
  • the outer shell main body 111 may have a shape in which the inside is hollow and a shape in which both ends in the extending direction are opened.
  • the outer appearance body 111 may have a cylindrical shape.
  • the cross section that intersects the longitudinal direction of the cylinder is circular.
  • the shape of the cross section of the main body is not limited thereto, and may be provided in various shapes, for example, ellipses, polygons such as rectangles, and the like.
  • the outer tube 110 may be formed using a material having a high reflectivity and / or a metal having a high thermal conductivity so that the light emitted from the light source module 200 is well reflected inside the tube 100.
  • the outer tube 110 may be formed of a material having high reflectance such as stainless steel, aluminum, magnesium oxide, or the like, or formed of a material having high thermal conductivity such as stainless steel, aluminum, silver, gold, have.
  • a metal having a high thermal conductivity heat generated in the pipe 100 can be effectively discharged to the outside.
  • the light emitted from the light source module 200 may be transmitted to the fluid inside the outer tube 110, At least a part of which is made of a material that transmits light.
  • the outer tube 110 may be made of a transparent material, or a portion adjacent to the light source module 200 may be made of a transparent material so that light from the light source module 200 may reach the fluid.
  • the transmitting member may be made of quartz or a high molecular organic material.
  • the wavelength to be absorbed / transmitted differs depending on the kind of the monomer, the molding method, and the conditions, the wavelength can be selected in consideration of the wavelength emitted from the light sources.
  • Organic polymers such as poly (methylmethacrylate) (PMMA), polyvinyl alcohol (PVA), polypropylene (PP), and low density polyethylene (PE)
  • PMMA poly (methylmethacrylate)
  • PVA polyvinyl alcohol
  • PP polypropylene
  • PE low density polyethylene
  • polyester can absorb ultraviolet rays.
  • the permeable member may be provided in various materials other than the above-mentioned materials, and the material thereof is not limited.
  • the inlet 113 may be connected to one side of the outer shell body 111 and connected to the first inner space 101 in the outer shell body 111.
  • the extending direction of the inlet 113 may be different from the extending direction of the outer tube main body 111.
  • the extending direction of the inlet 113 may be inclined or perpendicular to the direction of extension of the outer tubular body 111, such that the fluid may enter the tubular body 111 in an inclined or vertical direction And then moved along the extending direction of the main body.
  • the fluid flowing into the outer tubular main body 111 through the inlet 113 is an object requiring sterilization, purification, deodorization, and the like.
  • the inner tube 120 is disposed in the inner space formed by the outer tube 110.
  • the inner pipe body 121 may have a shape in which the inside is hollow and a shape in which both ends in the extending direction are opened.
  • the inner tube body 121 may have a cylindrical shape.
  • the cross section that intersects the longitudinal direction of the cylinder is circular.
  • the shape of the cross section of the inner tube main body 121 is not limited to this, and may be provided in various shapes, for example, polygons such as ellipses, squares, and the like.
  • the material of the inner tube 120 may be made of a material at least a part of which transmits light so that the light emitted from the light source module 200 reaches the fluid inside the inner tube 120.
  • the inner tube 120 may be made of a transparent material, or a portion adjacent to the light source module 200 may be made of a transparent material so that light from the light source module 200 may reach the fluid.
  • both the outer tube 110 and the inner tube 120 may have a cylindrical shape.
  • the shapes of the outer tube 110 and the inner tube 120 are not limited thereto, and the shapes of the outer tube 110 and the inner tube 120 may be different from each other.
  • the outer tube 110 and the inner tube 120 may be concentric with each other so that the centers of the outer tube 110 and the inner tube 120 coincide with each other. .
  • One of the first end 121a and the second end 121b of the inner tube 120 is provided with one end 121a and one end 121b of the inner tube 120, An opening 123 passing through the inner space and the outer space is provided.
  • the opening 123 is provided on the side opposite to the side where the inlet 113 is formed in the outer tube 110. That is, when the first ends 111a and 121a of the outer tube 110 and the inner tube 120 are disposed on the same side, the inlet 113 is provided on the first end 111a side of the outer tube 110, (123) is disposed on the second end (121b) side of the inner tube (120).
  • a discharge port 135 is provided on the first end 121a side of the inner pipe 120.
  • the discharge port 135 may have the same direction as the extending direction of the inner pipe 120 and may pass through the first base 130 to connect the second inner space 102 to the outside.
  • the fluid flows into the first internal space 101 of the pipe 100 through the inlet 113 and sequentially moves from the first end 111a to the second end 111b side of the pipe 100 And then to the second inner space 102 through the opening 123 of the inner tube 120.
  • the fluid having moved to the second internal space 102 is discharged to the outside of the pipe 100 through the discharge port 135.
  • the fluid moves in the first inner space 101 in one direction along the extension direction of the outer tube 110 and the second inner space 102 in the direction opposite to the one direction along the extending direction of the inner tube 120,
  • the flow path of the fluid in the pipe 100 becomes long. Due to the long movement path of the fluid in the pipe 100, the fluid is eventually exposed to the light from the light source module for a long time, the cumulative rate of light applied to the fluid is also increased, and the fluid treatment efficiency is also improved.
  • the inlet 113 and the outlet 135 may be provided in different sizes to control the flow rate of the fluid moving inside the pipe 100. If the velocity of the fluid at the inlet 113 and the velocity of the fluid at the outlet 135 are different, the residence time of the fluid in the pipe 100 may be increased.
  • the inner diameter D1 of the inlet 113 and the inner diameter D2 of the outlet 135 may be provided in different sizes.
  • the inner diameter D1 of the inlet 113 may be greater than the inner diameter D2 of the outlet 135, and in one embodiment of the present invention, the diameter D1 of the inlet 113 and the diameter The ratio of the diameter D2 to the diameter D2 of the second electrode 135 may be about 2: 1.
  • the inner diameter D1 of the inlet 113 is larger than the inner diameter D2 of the outlet 135, a resistance is applied to the fluid to be discharged to the outside due to the small diameter of the outlet 135. [
  • the velocity at the outlet 135 of the fluid is slower than the velocity at the inlet 113.
  • the second velocity becomes smaller than the first velocity. Accordingly, the fluid at the discharge port 135 is not discharged at a high rate by the resistance, and the residence time of the fluid in the pipe 100 is increased.
  • the increase in the residence time of the fluid means that the light emitted from the light source module 200 will be exposed for a longer time. The longer the exposure time is to the light emitted from the light source module 200, the greater the cumulative rate of the irradiated light for a given amount of fluid, and as a result, the treatment efficiency of the fluid increases.
  • the diameter D3 of the opening 123 of the inner tube 120 may be equal to or different from the inner diameter of the inlet 113 and / or the outlet 135, So that the internal residence time of the fluid can be increased.
  • the diameter D3 of the opening 123 of the inner tube 120 may be smaller than the diameter D1 of the inlet 113.
  • the fluid introduced at the first velocity from the inlet 113 moves into the inner tube 120 at a velocity lower than the first velocity due to the small diameter of the opening 123, The retention time of the opening 123 may be increased.
  • the diameter D3 of the opening 123 may have various values.
  • the diameter D3 of the opening 123 has a smaller value than the outlet 135 or a value smaller than the inlet 113 and is substantially the same value as the outlet 135.
  • the ratio of the diameter of the inlet 113, the outlet 135, and the diameter of the opening 123 is not limited to this, and may be otherwise set to increase the residence time.
  • the speed of the fluid as a whole is remarkably reduced, so that the exposure time of the light from the light source module 200 can be increased.
  • a method of increasing the residence time of the fluid in the piping 100, which is the actual processing region, while maintaining the average diameter of the inner pipe 120 or the outer pipe 110 It is possible to efficiently process a large amount of fluid.
  • the first and second bases 130 and 140 are fastened to the first and second ends 111a and 111b of the outer shell body 111 and the first and second ends 121a and 121b of the inner shell body 121, do.
  • the first and second bases 130 and 140 may have a fastening portion that engages the outer body 111 or the inner body 121.
  • the fastening portion can be provided in various forms.
  • the first and second bases 130 and 140 may have an insertion portion having a diameter corresponding to the inner diameter of the inner tube body 121 or the outer tube body 111 as a fastening portion,
  • the inner tube body 121 and the outer tube body 111 can be sealed by being inserted and fastened to the end of the outer tube body 111.
  • the first base 130 is provided on the first end portions 111a and 121a of the outer appearance main body 111 and the inner main body 121 and is fastened to the outer appearance main body 111 and the inner main body 121.
  • the first base 130 can be inserted into the outer tube 110 and the inner tube 120 by forming stepped portions having different outer diameters.
  • the first base 130 is provided such that a portion of the first base 130 facing the first end 111a of the outer tube 110 has an outer diameter corresponding to the inner diameter of the outer tube 110,
  • a screw thread 131 which can be inserted into the first end 111a of the outer tube 110 can be provided.
  • the inner surface of the first end 111a of the outer tube 110 is provided with a screw thread 111s corresponding to the screw thread 131 of the first base so as to be engaged with each other and fastened.
  • the first base 130 has a portion of the inner tube 120 facing the first end 121a and an outer diameter corresponding to the inner diameter of the inner tube 120, And has insertion protrusions 133 to be inserted therein.
  • the insertion protrusion 133 is formed with a through hole parallel to the extending direction of the inner tube 120 and passing through the center of the first base 130.
  • the through hole serves as a discharge port 135 through which the fluid is discharged to the outside.
  • the second base 140 is provided at the second ends 111b and 121b of the outer shell body 111 and the inner shell body 121 and is fastened to the outer shell body 111 and the inner shell body 121.
  • the second base 140 may also have stepped portions having different outer diameters to be inserted into the outer tube 110 and the inner tube 120.
  • a portion of the outer tube 110 facing the first end 111a of the second base 140 is provided to have an outer diameter corresponding to the inner diameter of the outer tube 110 and the second end of the outer tube 110 111b may be provided.
  • a screw thread 111s corresponding to the screw thread 141 of the second base 140 is provided on the inner surface of the second end 111b of the outer tube 110 so as to be engaged with each other.
  • the second base 140 has a portion of the inner tube 120 facing the second end 121b and having an outer diameter corresponding to the inner diameter of the inner tube 120 and inserted into the second end 121b of the inner tube 120 As shown in Fig.
  • the insertion protrusion 133 of the second base 140 is not provided with a through hole.
  • the first and second bases 130 and 140 may be made of various materials and their materials are not particularly limited.
  • the first and second bases 130 and 140 may be made of a material (e.g., metal) that facilitates heat transfer.
  • the heat generated from the light source can be easily discharged to the outside through the cap. As a result, deterioration of the light source due to heat generated in the light source is prevented, thereby improving the reliability of the fluid treatment device and exhibiting a stable sterilizing effect.
  • the inner tube 120 and the outer tube 110 are tightly fastened to the first and second bases 130 and 140 and the fluid is prevented from leaking to other areas
  • One or more sealing members may be provided.
  • the sealing member may be disposed between the first base 111 and the first end 111a of the outer tube 110 and between the second base 140 and the second end 111b of the outer tube 110.
  • first and second outer sealing members 151a and 151b provided between the first and second outer sealing members 151a and 151b.
  • the sealing member is also provided between the first base 130 and the first end 121a of the inner tube 120 and between the second base 140 and the second end 121b of the inner tube 120.
  • the first and second And may include inner sealing members 153a and 153b.
  • the first and second outer sealing members 151a and 151b tightly fasten the outer tube 110 and the first and second bases 130 and 140 so that the fluid in the first inner space 101 flows into the outer tube 110 And between the first and second bases 130 and 140 to prevent leakage to the outside.
  • the first and second inner sealing members 153a and 153b are configured to tightly tighten the inner tube 120 and the first and second bases 130 and 140 so that the fluid leaks to an area other than the opening 123 (For example, leaking outward through the space between the outer tube 110 and the first and second bases 130 and 140).
  • the sealing members may be provided in a single or a plurality of sealing members.
  • the sealing members When the first and second bases 130 and 140 are fastened to the outer tube 110 and the inner tube 120, the sealing members tightly tighten the inside and the outside of the main body of the pipe 100, And has a closed figure shape.
  • the first and second outer sealing members 151a and 151b and the first and second inner sealing members 153a and 153b may have an o-ring shape.
  • the sealing members may be made of an elastic material having flexibility.
  • the sealing member is made of an elastic material, when the outer tube 110 or the inner tube 120 is fastened with the first and second bases 130 and 140, the main body of the tube 100 is tightened, do.
  • the elastic material for the sealing members may be silicone resin, but is not limited thereto and may be made of other materials.
  • natural or synthetic rubber may be used as the elastic material, and other polymeric organic elastic materials may be used.
  • the light source module 200 emits light.
  • the light source module 200 may include a substrate 220 and a light emitting device 210 mounted on the substrate 220.
  • the substrate 220 may be provided in a shape elongated in a predetermined direction, for example, one direction.
  • a plurality of light emitting devices 210 may be arranged along a predetermined direction, for example, the one direction.
  • each light emitting device 210 may emit light of the same wavelength band or may emit light of different wavelength band.
  • each light emitting device 210 may emit light in the same or similar ultraviolet wavelength band.
  • some of the light emitting devices 210 emit a part of the ultraviolet wavelength band and the remaining light emitting devices 210 emit a part of the other wavelength band of the ultraviolet wavelength band.
  • the light emitting elements 210 may be arranged in various orders.
  • the light emitting device 210 that emits light in the first wavelength band and the light emitting device 210 that emits light in the second wavelength band that is different from the first wavelength band may be alternately arranged.
  • the light emitted from the light source module 200 may have various wavelength bands.
  • the light from the light source module 200 may be a visible light wavelength band, an infrared wavelength band, or other wavelength band light.
  • the light emitted from the light source module 200 may have various wavelength bands depending on the type of fluid, an object to be processed (for example, bacteria or bacteria), and the like. , It may have a sterilizing wavelength band.
  • the light source module 200 can emit light in the ultraviolet wavelength band.
  • the light source module 200 may emit light having a wavelength band of about 100 nm to about 405 nm, which is a wavelength band for sterilizing microorganisms and the like.
  • the light source module 200 may emit light in a wavelength band of about 100 nm to about 280 nm in one embodiment of the present invention and may emit light in a wavelength band of 180 nm to about 280 nm in another embodiment, It is possible to emit light having a wavelength band of about 250 nm to about 260 nm.
  • Ultraviolet rays in the wavelength band have a large sterilizing power. For example, if ultraviolet rays are irradiated at an intensity of 100 kPa / cm 2, bacteria such as Escherichia coli, Diphtheria spp., And Heterogeneous bacteria can be killed to about 99%.
  • ultraviolet rays in the above-mentioned wavelength band can kill bacterial pathogens causing food poisoning, and can be used for pathogenic Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonella Weltevreden, Salmonella typhimurium (S Typhumurium, Enterococcus faecalis, Bacillus cereus, Pseudomonas aeruginosa, Vibrio parahaemolyticus, Listeria monocytogenes, Bacteria such as Yersinia enterocolitica, Clostridium perfringens, Clostridium botulinum, Campylobacter jejuni, or Enterobacter sakazakii can be killed .
  • the light emitted from the light source module 200 may have various wavelength bands, and at least a part of the light source module 200 may perform a catalytic reaction with the light emitted from the light source module 200 And the like.
  • a photocatalyst layer made of a photocatalytic material may be provided on all or a part of the inner circumferential surface and / or the outer circumferential surface of at least one of the outer tube 110 and the inner tube 120 of the present invention.
  • the region where the photocatalyst layer is provided is not particularly limited as long as the region can reach the light from the light source module 200.
  • a photocatalyst is a material that causes a catalytic reaction by light to be irradiated.
  • the photocatalyst can react with light of various wavelength bands depending on the material constituting the photocatalyst.
  • a material that causes a photocatalytic reaction to light in an ultraviolet wavelength band among light of various wavelength bands may be used, and the description will be made.
  • the type of the photocatalyst is not limited thereto, and other photocatalysts having the same or similar mechanism may be used depending on the light emitted from the light source.
  • the photocatalyst is activated by ultraviolet rays to cause a chemical reaction, thereby decomposing various contaminants and bacteria in the fluid contacting with the photocatalyst through a redox reaction.
  • a compound in the fluid for example, water or an organic substance, can be decomposed by a hydroxyl radical and a superoxide ion formed by a photocatalytic reaction.
  • Hydroxyl radicals are very strong oxidizing agents that decompose contaminants in the fluid and kill germs. Examples of such a photocatalyst material include titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), and tin oxide (SnO 2 ).
  • the recombination rate of the holes and electrons generated on the surface of the photocatalyst is very fast, there is a limitation in using the photocatalyst in the photochemical reaction. Therefore, Pt, Ni, Mn, Ag, W, Or an oxide thereof may be added to retard the recombination rate of holes and electrons. If the recombination rate of holes and electrons is delayed, the possibility of contact with the target substance to be oxidized and / or decomposed is increased, and as a result, the degree of reactivity can be increased.
  • the fluid can be sterilized, purified, and deodorized.
  • the enzyme in the germ cell and the enzyme acting on the respiratory system are destroyed to sterilize or antimicrobially act to prevent the propagation of germs and fungi, and to decompose the toxin released by them.
  • the photocatalyst functions as a catalyst but does not change by itself, it can be used semi-permanently, and the effect can be semi-permanently maintained as long as the corresponding light is provided.
  • the fluid treatment apparatus may further include a driving circuit connected to the light source module 200.
  • the driving circuit supplies power to at least one light source module (200).
  • the driving circuit may be provided in the fluid treatment apparatus provided with the two light source modules 200, so that the power source can be independently provided to each of the two light source modules 200. Accordingly, it is possible to selectively drive all of the two light source modules 200, such as turning on or off, turning on one, and turning off the other.
  • the light emitting device 210 may be provided in various forms.
  • FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views illustrating an embodiment of the light emitting device, in which the light emitting device is implemented as a light emitting diode.
  • the light emitting diode may be configured in various forms such as a vertical type or a flip type.
  • FIG. 4A shows a vertical type light emitting diode
  • FIG. 4B shows a flip type light emitting diode.
  • the configuration of the light emitting diode is not limited thereto, and the following drawings should be understood as an embodiment of the present invention.
  • the light emitting diode includes a first conductive semiconductor layer 2111, an active layer 2112, and a second conductive semiconductor layer 2113.
  • a substrate 2100, an adhesive layer 2101 and a reflective layer 2109 used as a first electrode are formed below the first conductivity type semiconductor layer 2111 of the light emitting diode, Two electrodes 2120 may be provided.
  • the substrate 2100 may be made of a conductive material such as Si, GaAs, GaP, AlGaINP, Ge, SiSe, GaN, AlInGaN or InGaN or a metal such as Al, Zn, Ag, W, Ti, Ni, , Pd, Cu, Cr or Fe, or an alloy thereof.
  • a conductive material such as Si, GaAs, GaP, AlGaINP, Ge, SiSe, GaN, AlInGaN or InGaN or a metal such as Al, Zn, Ag, W, Ti, Ni, , Pd, Cu, Cr or Fe, or an alloy thereof.
  • the second conductivity type semiconductor layer 2113 may be disposed on the first conductivity type semiconductor layer 2111 and the active layer 2112 may include a first conductivity type semiconductor layer 2111 and a second conductivity type semiconductor layer 2113, As shown in FIG.
  • the first conductivity type semiconductor layer 2111, the active layer 2112 and the second conductivity type semiconductor layer 2113 may include a III-V compound semiconductor, for example, (Al, Ga, In) N Based semiconductor, for example.
  • the second conductivity type semiconductor layer 2113 may include a second conductivity type impurity (for example, Mg).
  • the first conductivity type semiconductor layer 2111 may include a first conductivity type impurity (e.g., Si) . ≪ / RTI > It may also be the opposite.
  • the first conductivity type semiconductor layer 2111 may be subjected to a roughing process. Accordingly, the light generated from the active layer 2112 can be reflected at the interface subjected to the lubrication treatment.
  • a reflective layer 2109 may be interposed between the first conductive semiconductor layer 2111 and the light source substrate 2110.
  • the reflective layer 2109 may be made of a metal material having a high reflectance such as silver (Ag) or aluminum (Al), or may be made of another metal having a high reflectance or an alloy thereof.
  • An adhesive layer 2101 may be interposed between the reflective layer 2109 and the light source substrate 2110 and the adhesive layer 2101 may improve adhesion between the light source substrate 2110 and the reflective layer 2109, And can be prevented from being separated from the reflective layer 2109.
  • a diffusion preventing layer may be interposed between the adhesive layer 2101 and the reflective layer 2109. The diffusion preventing layer can prevent the diffusion of the metal elements from the adhesive layer 2109 or the light source substrate 2110 to the reflective layer 2109 to maintain the reflectivity of the reflective layer 2109.
  • a second electrode 2120 is disposed on the second conductivity type semiconductor layer 2113. Accordingly, the light source substrate 2110 and the second electrode 2120, which are used as the first electrode, emit light by supplying current to the first conductivity type semiconductor layer 2111 and the second conductivity type semiconductor layer 2113 .
  • a light emitting diode includes a first conductive semiconductor layer 2111, a mesa M including an active layer 2112 and a second conductive semiconductor layer 2113,
  • the first electrode 2140 and the second insulating layer 2150 and may further include a substrate 2100 and a second electrode 2120.
  • the first electrode 2140 and the second electrode 2120 may be formed of the same material.
  • the substrate 2100 is not limited as long as the first conductivity type semiconductor layer 2111, the active layer 2112 and the substrate 220 on which the second conductivity type semiconductor layer 2113 can be grown.
  • the side surface of the substrate 2100 may include an inclined surface, whereby the extraction of the light generated in the active layer 2112 can be improved.
  • the second conductivity type semiconductor layer 2113 may be disposed on the first conductivity type semiconductor layer 2111 and the active layer 2112 may include a first conductivity type semiconductor layer 2111 and a second conductivity type semiconductor layer 2113, As shown in FIG.
  • the first conductivity type semiconductor layer 2111, the active layer 2112 and the second conductivity type semiconductor layer 2113 may include a III-V compound semiconductor, for example, (Al, Ga, In) N Based semiconductor, for example.
  • the second conductivity type semiconductor layer 2113 may include a second conductivity type impurity (for example, Mg).
  • the first conductivity type semiconductor layer 2111 may include a first conductivity type impurity (e.g., Si) . ≪ / RTI > It may also be the opposite.
  • the active layer 2112 may comprise a multiple quantum well structure (MQM).
  • MQM multiple quantum well structure
  • MOCVD metal organic chemical vapor deposition
  • MBE molecular beam epitaxy
  • the light emitting diode may include at least one mesa (M) including an active layer (2112) and a second conductivity type semiconductor layer (2113).
  • the mesa M may include a plurality of protrusions, and the plurality of protrusions may be spaced from each other.
  • the present invention is not limited thereto, and the light emitting diodes may include a plurality of mesas M spaced from each other.
  • the side surface of the mesa M may be formed obliquely using a technique such as photoresist reflow and the side surface of the inclined mesa M may improve the luminous efficiency generated in the active layer 212.
  • the first conductive type semiconductor layer 2111 is provided with a first contact region P1 and a second contact region P2 which are exposed through a mesa M, Since the mesa M is formed by removing the active layer 2112 and the second conductivity type semiconductor layer 2113 disposed on the first conductivity type semiconductor layer 2111, Type semiconductor layer 2111 is exposed.
  • the first electrode 2140 may be electrically connected to the first conductivity type semiconductor layer 2111 by contacting the first contact region P1 and the second contact region P2.
  • the first contact region P1 may be disposed around the mesa M along the outer periphery of the first conductivity type semiconductor layer 2111 and specifically may be disposed between the mesa M and the side surface of the light emitting diode, And may be disposed along the upper surface of the semiconductor layer.
  • the second contact region P2 may be at least partially surrounded by the mesa M.
  • the second electrode 2120 is disposed on the second conductivity type semiconductor layer 2113 and can be electrically connected to the second conductivity type semiconductor layer 2113.
  • the second electrode 2120 is formed on the mesa M and may have the same shape according to the shape of the mesa M.
  • the second electrode 2120 includes a reflective metal layer 2121 and may further include a barrier metal layer 2122 and the barrier metal layer 2122 may cover the upper surface and side surfaces of the reflective metal layer 2121.
  • the barrier metal layer 2122 may be formed to cover the upper surface and the side surface of the reflective metal layer 2121 by forming a pattern of the reflective metal layer 2121 and forming the barrier metal layer 2122 thereon.
  • reflective metal layer 2121 can be formed by depositing and patterning Ag, Ag alloy, Ni / Ag, NiZn / Ag, TiO / Ag layers.
  • the barrier metal layer 2122 may be formed of Ni, Cr, Ti, Pt, Au or a compound layer thereof. Specifically, the barrier metal layer 2122 may be formed of Ni / Ag / [Ni / Ti] 2 / Au / Ti. More specifically, at least a part of the upper surface of the second electrode 2120 may include a Ti layer having a thickness of 300 ANGSTROM. When the area of the upper surface of the second electrode 2120 in contact with the first insulating layer is made of a Ti layer, adhesion between the first insulating layers 2130a and 2130b and the second electrode 2120 is improved, Can be improved.
  • the electrode protection layer 2160 may be disposed on the second electrode 2120 and the electrode protection layer 2160 may be made of the same material as the first electrode 2140 but is not limited thereto.
  • the first insulating layers 2130a and 2130b may be disposed between the first electrode 2140 and the mesa M.
  • the first electrode 2140 and the mesa M may be insulated through the first insulating layers 2130a and 2130b and the first electrode 2140 and the second electrode 2120 may be insulated.
  • the first insulating layers 2130a and 2130b may partially expose the first contact region P1 and the second contact region P2.
  • the first insulating layers 2130a and 2130b may expose a part of the second contact region P2 through the opening 2130a, and the first insulating layers 2130a and 2130b may expose a portion of the second conductive region At least a part of the first contact region P1 may be exposed while covering only a part of the first contact region P1 between the outer periphery of the first contact region 2111 and the mesa M.
  • the first insulating layers 2130a and 2130b may be disposed on the second contact region P2 along the outline of the second contact region P2. At the same time, the first insulating layers 2130a and 2130b may be disposed adjacent to the mesa M, rather than a region where the first contact region P1 and the first electrode 2140 are in contact with each other.
  • the first insulating layers 2130a and 2130b may have openings 2130b for exposing the second electrodes 2120.
  • the second electrode 2120 can be electrically connected to the pad or the bump through the opening 2130b.
  • a region where the first contact region P1 and the first electrode 240 are in contact with each other is disposed along the entire outer surface of the upper surface of the first conductivity type semiconductor layer 2111 in plan view.
  • the first contact region P1 and the first electrode 2140 may be arranged to be adjacent to all four sides of the first conductivity type semiconductor layer 2111 and completely surround the mesa M, .
  • the area in which the first electrode 2140 and the first conductivity type semiconductor layer 2111 are in contact with each other can be increased, the current flowing from the first electrode 2140 to the first conductivity type semiconductor layer 2111 can be more effectively So that the forward voltage can be further reduced.
  • the first electrode 2140 and the second electrode 2120 of the light emitting diode may be mounted on the substrate 220 directly or through a pad.
  • a light emitting diode when a light emitting diode is mounted on a substrate 220 through a pad, two pads disposed between the light emitting diode and the substrate 220 may be provided, each of which may include a first electrode 2140, And the second electrode 2120, respectively.
  • the pad may be solder or eutectic metal, but is not limited thereto.
  • AuSn may be used as the eutectic metal.
  • the bonding material may include an adhesive material having a conductive property.
  • the bonding material may include at least one of silver (Ag), tin (Sn), and copper (Cu).
  • the bonding material may include various materials having conductivity.
  • the retention time of the fluid from the light source module 200 is increased by increasing the retention time of the fluid 100, and as a result, the fluid treatment efficiency is increased.
  • the light from the light source module 200 is ultraviolet light and corresponds to the sterilizing wavelength, the sterilizing efficiency of the fluid is increased.
  • the fluid treatment apparatus according to an embodiment of the present invention may be modified into various forms to increase the residence time in the outer surface 110 of the fluid.
  • 5A and 5B are cross-sectional views illustrating a fluid treatment apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the differences from the above embodiment will be mainly described, and the parts not described will be according to the above embodiment.
  • the fluid treatment apparatus includes an outer tube 110 having different diameters depending on positions to increase the residence time of fluid in the tube 100.
  • the outer tube 110 may have a different inner diameter from the first end 111a close to the inlet 113 and the second end 111b farther from the inlet 113 have.
  • the outer tube 110 may have different inner diameters along the extension direction, rather than a constant inner diameter.
  • a portion closer to the second end 111b than the portion near the first end 111a may have a larger inner diameter.
  • R1 be the inner diameter of the portion near the first end 111a along the extension direction of the outer tube 110 and R2 be the inner diameter of the portion near the second end 111b.
  • R1 is R2 Can have a smaller value.
  • the outer tube 110 may have a shape in which the diameter gradually increases from a portion near the first end 111a to a portion near the second end 111b.
  • the diameter of the outer tube 110 varies in diameter from the first end 111a toward the second end 111b, or the diameter gradually increases, the diameter of the second end 111b
  • the flow rate of the fluid on the upstream side decreases.
  • the flow rate reduction of the fluid eventually increases the residence time of the fluid within the outer tube 110.
  • the retention time of the fluid increases, the time for the fluid to be exposed to the light source from the light source module 200 increases, eventually increasing the fluid treatment effect.
  • the fluid treatment apparatus according to an embodiment of the present invention may be modified into various forms in order to increase not only the appearance of the fluid but also the residence time in the inner tube of the fluid.
  • 6A and 6B are cross-sectional views illustrating a fluid treatment apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the inner tube 120 may have a different inner diameter from the second end portion 121b near the opening 123 and the first end portion 121a farther from the opening 123 have.
  • the inner tube 120 may have different inner diameters along the extension direction, rather than a constant inner diameter.
  • a portion closer to the first end 121a than the portion near the second end 121b may have a larger inner diameter.
  • the inner diameter of the portion near the second end 121b along the extending direction of the inner tube 120 is r1 and the inner diameter of the portion near the first end 121a is r2, then r1 is r2 Can have a smaller value.
  • the inner tube 120 may have a shape in which the diameter gradually increases from a portion near the second end 121b to a portion near the first end 121a.
  • the first end 121a As shown in the drawing, when the diameter of the inner tube 120 changes in diameter from the second end 121b toward the first end 121a, or the diameter gradually increases, the first end 121a The flow rate of the fluid on the upstream side decreases. The flow rate reduction of the fluid eventually increases the residence time of the fluid within the inner tube 120. As the retention time of the fluid increases, the time for the fluid to be exposed to the light source from the light source module 200 increases, eventually increasing the fluid treatment effect.
  • the shape of the outer tube 110 or the inner tube 120 is modified in the above-described embodiment, the present invention is not limited thereto.
  • the shapes of the outer tube 110 and / or the inner tube 120 may be variously combined within the scope of the concept of the present invention.
  • the outer tube 110 and the inner tube 120 may be provided in different shapes, if the shape is such that the speed can be differentiated depending on the region of the fluid.
  • Fig. 7 is a cross-sectional view showing a fluid treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, in which the fluid treatment apparatus has an inner tube having a shape different from that of the above-described embodiment.
  • the inner tube 120 of the fluid treatment apparatus may have a curved shape so that the fluid can stay in the inner tube 120 for a long time.
  • the curved shape means that the inner tube 120 is bent or bent at least once.
  • the curved shape is not particularly limited, and may be, for example, a spirally curved shape. Since the inner tube 120 has a curved shape, the wall of the inner tube 120 may act as a resistance when the fluid moves, and as a result, the flow rate of the fluid moving in the inner tube 120 may be reduced. Reducing the flow rate of the fluid in the inner tube 120 increases the residence time of the fluid and ultimately increases the light exposure time from the light source module 200.
  • the position of the light source module that provides light to the fluid in the piping can be variously changed.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a fluid treatment apparatus according to an embodiment of the present invention in which a light source module is mounted on an outer tube.
  • the outer tube 110 has a light source opening 115 formed by removing a part thereof.
  • the light source module 200 is mounted on the light source opening 115.
  • the light source opening 115 may be elongated along the extension direction of the outer tube 110 and may include a light source such that the light from the light emitting device 210 of the light source module 200 can reach the fluid in the pipe 100 as much as possible. And is provided corresponding to the shape of the module 200.
  • the sidewall of the light source opening 115 may be inclined so as to be widened toward the inside so as not to be disturbed by the light path from the light source module 200.
  • the light source module 200 includes the substrate 220 and the light emitting elements 210 mounted on the substrate 220.
  • the light source module 200 includes a light emitting element 210, A window 230 may be disposed.
  • a material having a high ultraviolet reflectance may be formed on the surface of the substrate 220 facing the inside of the pipe 100 in order to minimize the ultraviolet- Teflon, etc. may be coated.
  • the transmissive window 230 is for protecting the substrate 220 and the light source, and may be made of a transparent insulating material.
  • the transmissive window 230 may be provided in various materials, and the material thereof is not limited.
  • the transmission window 230 may be made of quartz or a polymer organic material.
  • the wavelength to be absorbed / transmitted differs depending on the kind of the monomer, the molding method, and the conditions, the wavelength can be selected in consideration of the wavelength emitted from the light sources.
  • Organic polymers such as poly (methylmethacrylate) (PMMA), polyvinyl alcohol (PVA), polypropylene (PP), and low density polyethylene (PE) , But organic polymers such as polyester can absorb ultraviolet rays.
  • the substrate 220 and the transmission window 230 are provided in a shape and size corresponding to the light source opening 115 of the pipe 100.
  • the substrate 220 and the transmission window 230 are mounted in the light source opening 115 of the pipe 100.
  • the substrate 220 may have a rectangular shape extending in one direction, but it is not limited thereto and may be provided in a circular shape in some cases.
  • the number of the light source apertures 115 and the number of the substrate 220 corresponding to the light source apertures 115 are one, but the number of the light source apertures 115 and the number of the substrates 220 But the present invention is not limited thereto.
  • the outer tube 110 may have not only the light source opening 115 but also protrusions and tangents along the periphery of the light source module 200 so that the light source module 200 can be mounted. 200 may be provided.
  • the fastening member 250 is not particularly limited as long as it can mount the light source module 200 on the outer tube 110 and may be formed of a screw hole 251 and a screw 253 in one embodiment of the present invention.
  • a sealing member for supporting the substrate 220 and protecting the light emitting devices 210 from the fluid flowing inside the pipe 100 and preventing leakage of the fluid includes a substrate holder 240 ) May be provided.
  • the substrate holder 240 may be provided to surround the substrate 220 along the periphery of the substrate 220, and may be pressed and fastened to the protrusions or stepped portions of the outer tube 110.
  • the substrate holder 240 has a closed figure shape so that the inside of the main body of the pipe 100 can be separated from the outside when the light source module 200 is fastened to the main body of the pipe 100.
  • the substrate holder 240 may have an o-ring shape.
  • the substrate holder 240 may be made of an elastic material, and the elastic material may include silicone resin, but is not limited thereto.
  • the elastic material may include silicone resin, but is not limited thereto.
  • natural or synthetic rubber may be used as the elastic material, and other polymeric organic elastic materials may be used.
  • the shape and the number of the substrate holder 240 are not limited thereto, and may be a plurality of sealing members of similar or different shapes.
  • a sealing member may also be provided between the transmissive window 230 and the substrate 220.
  • the fluid sterilizing apparatus can provide a watertight seal by providing a sealing structure to prevent fluid from leaking through the light source opening 115 of the main body of the pipe 100.
  • the outer tube 110 is made of a metal having a high thermal conductivity
  • heat generated in the light source module 200 can be effectively discharged through the outer tube 110.
  • the back surface or a part of the front surface of the substrate 220 and a part of the outer surface 110 may be directly in contact with each other. In this case, heat dissipation may be effectively generated.
  • defects such as deterioration of the light source module 200 can be minimized through such a heat dissipation structure.
  • the light source is not disposed outside the main body of the pipe 100 but can be coupled to be inserted into the inside of the main body, the internal fluid (e.g., water) And is disposed at a close position. Accordingly, heat transfer to the flowing internal fluid occurs at the same time, and heat generated from the light source is easily discharged. As a result, the reliability of the fluid treatment apparatus according to an embodiment of the present invention is improved.
  • the internal fluid e.g., water
  • the position of the light source module 200 that provides light to the fluid in the piping may be changed from the above-described embodiment.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view showing a light source module mounted on a base side in a fluid treatment apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view of FIG.
  • one end of the outer tube 110 and the inner tube 120 for example, the outer tube 110 and the second end 111b of the inner tube 120 And 121b are provided with a light source module 200.
  • the light source module 200 is attached to the second end 111b of the opened outer tube 110 to seal the inside of the body.
  • the present invention is not limited to this, and the light source module 200 may be provided on the first end portion 111a side in a similar manner .
  • the inner tube 120 can be provided in a shape in which the second end 121b is clogged. That is, the second end 121b of the inner tube 120 facing the second base 140 is provided in a closed shape without being inserted into the second base 140, and is in direct contact with the second base 140 .
  • the shapes of the light source module 200 and the second base 140 are not limited thereto, and may be modified into various shapes.
  • the light source module 200 includes a substrate 220 vertically disposed in the extending direction of the main body of the pipe 100, one or more light emitting devices 210 disposed on the substrate 220 and directed toward the inside of the pipe 100, And a transmission window 230 'provided in front of the light emitting device 210 and transmitting light from the light emitting device 210. And a second base 140 screwed to the second end 111b of the pipe 100 is disposed outside the substrate 220.
  • power is applied to the light emitting device 210, and a wiring for applying power may be connected to the light source through the substrate 220.
  • the light emitting devices 210 of the light source module 200 may be provided in various numbers and may be arranged in various forms.
  • the light emitting device 210 may be provided in a plurality of locations so that light can be provided to both the first inner space 101 and the second inner space 102.
  • the substrate 200 of the light source module 200 may include a first area a1 corresponding to the first internal space 101 and a second area a2 corresponding to the second internal space 102 And a light emitting device 210 for providing light to the first inner space 101 is disposed in the first area a1 and light is emitted to the second inner space 102 in the second area a2.
  • the light emitting device 210 may be disposed.
  • the irradiation area of the light emitting element for providing light to the first inner space 101 and the irradiation area of the light emitting element for providing light to the second inner space 102 are arranged in the pipe 100 For example, in a part of the area between the outer tube 110 and the inner tube 120, as shown in Fig.
  • the first region a1 and the second region a2 may have substantially the same shape corresponding to the shape of the lateral cross section of the outer tube 110 and the inner tube 120.
  • the diameter of the second area a2 may be provided as a value corresponding to the inner diameter of the inner tube 120.
  • the first area a1 may have a donut shape surrounding the second area a2, The diameter may be provided at a value corresponding to the diameter of the outer tube.
  • the number of the light emitting devices 210 disposed in the first area a1 and the second area a2 may be different from each other, and the number of the light emitting devices 210 disposed in the first area a1 and the second area a2
  • the wavelength band of the light emitted by the light emitting device 210 and / or the light intensity may be the same or different from each other.
  • the fluids passing through the first inner space 101 and the second inner space 102 may be processed under the same conditions at the same time, 101 and the second internal space 102 can be treated separately under different conditions.
  • the fluid passing through the first internal space 101 may be treated first with light of a specific wavelength, and then the fluid passing through the second internal space 102 may be treated with light of another wavelength.
  • the inner tube 120 is made of an opaque material so that light of different wavelengths is not mixed. It is possible.
  • the second base 140 may be provided with a wire outlet 145 connected to the light emitting device 210 and the wire may be drawn out through the wire outlet 145 of the second base 140.
  • the second base 140 may be made of a metal having a high thermal conductivity and may directly contact at least a part of the back surface of the substrate 220.
  • the second base 140 is made of a metal having a high thermal conductivity, the heat generated from the light source module 200 can be effectively discharged to the outside through the second base 140, which directly contacts the backside of the substrate 220 have.
  • the material forming the second base 140 is not particularly limited as a material having high thermal conductivity.
  • the first base 130 may also be provided with a material having a high thermal conductivity, for example, a metal.
  • the substrate 220 and the transmission window 230 ' are mounted on the second end 111b of the pipe 100 and have a shape corresponding to the end face of the second end 111b of the pipe 100 And size.
  • the substrate 220 may be provided in a circular shape.
  • the protrusions and the stepped portions may be formed on the inner side wall of the outer tube 110 so that the light source module 200 may be mounted on the inner wall of the outer tube 110.
  • a coupling member for mounting the light source module 200 may be provided on a part of the protrusions.
  • the fastening member is not particularly limited as long as it can mount the light source module 200 on the outer tube 110.
  • the light source module 200 is mounted on the inner wall of the outer tube 110, but the light source module 200 may be mounted on the second base 140 according to another embodiment of the present invention.
  • the light source module 200 is mounted on the second base 140, protrusions or a step may be additionally provided on the second base 140 to mount the light source module 200 on the second base 140.
  • the substrate holder 240 serves as a sealing member for protecting the light emitting devices 210 from the fluid flowing inside the pipe 100 while preventing the substrate 220 from leaking, ) May be provided.
  • the fluid sterilizing apparatus can have a sealing structure to prevent the fluid from leaking to further ensure waterproofing. Further, by having a heat dissipating structure for efficiently discharging the heat generated from the light source module 200, the reliability of the fluid treatment device can be improved.
  • the fluid treatment apparatus may be configured differently from the heat dissipation structure for reducing heat generated from the light source module.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view showing a fluid treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the fluid treatment apparatus may include a cooling fan 300 between the light source module 200 and the second base 140.
  • the cooling fan 300 is connected to a power source to provide wind to the back surface of the substrate 220, thereby cooling the heat generated in the light source module 200.
  • defects such as deterioration of the light source module can be minimized through the heat dissipation structure, and as a result, a highly reliable fluid processing apparatus can be provided.
  • the present invention can be used as a fluid treatment device.

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Abstract

유체 살균 장치는 상기 유체가 유동하는 경로를 제공하는 배관 및 상기 배관에 결합되며 상기 배관 내로 상기 유체를 처리하는 광을 조사하는 적어도 하나의 광원 모듈을 포함한다. 상기 배관은 상기 유체가 제1 유속으로 유입되는 유입구를 가지는 외관, 및 상기 외관 내에 제공되며, 상기 유체가 상기 제1 유속과 다른 유속으로 유출되는 배출구를 갖는 내관을 포함한다.

Description

유체 처리 장치
본 발명은 유체 처리 장치에 관한 것이다.
최근 산업화로 인한 오염이 심해지고 있는 가운데, 환경에 대한 관심이 증가됨과 동시에 웰빙 트렌드가 확산되고 있다. 이에 따라, 깨끗한 물이나 깨끗한 공기에 대한 수요가 점점 늘어나고 있는 바, 깨끗한 물 및 깨끗한 공기를 제공할 수 있는 정수기, 공기 정화기 등의 다양한 관련 제품이 개발되고 있다.
본 발명은 공기나 물과 같은 유체를 효율적으로 처리하는 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
본 출원의 실시예에 따른 유체 살균 장치는 상기 유체가 유동하는 경로를 제공하는 배관 및 상기 배관에 결합되며 상기 배관 내로 상기 유체를 처리하는 광을 조사하는 적어도 하나의 광원 모듈을 포함한다. 상기 배관은 상기 유체가 제1 유속으로 유입되는 유입구를 가지는 외관, 및 상기 외관 내에 제공되며, 상기 유체가 상기 제1 유속과 다른 유속으로 유출되는 배출구를 갖는 내관을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유입구의 내부 직경과 상기 배출구의 내부 직경은 서로 다를 수 있다. 상기 유입구의 내부 직경은 상기 배출구의 내부 직경보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 내관은 상기 유입구로 유입된 상기 유체가 상기 내관 내로 유동 가능하도록 개구를 가질 수 있다. 상기 유입구와 상기 개구의 내부 직경은 서로 다를 수 있으며 상기 유입구의 내부 직경은 상기 개구의 내부 직경보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유입구 및 상기 배출구의 내부 직경은 2:1일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 외관은 길이 방향으로 제1 단부와 제2 단부를 가지며, 상기 유입구는 상기 제1 단부에 인접하되 상기 길이 방향에 수직한 방향으로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 배출구는 상기 제1 단부에 인접하되 상기 길이 방향에 평행한 방향으로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 외관은 연장 방향을 따라 서로 다른 내부 직경을 가질 수 있으며, 상기 외관은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부 방향으로 더 큰 내부 직경을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 배출구는 상기 제1 단부에 인접하게 제공될 수 있으며, 상기 내관은 상기 유입구로 유입된 상기 유체가 상기 내관 내로 유동 가능하며 제2 단부에 인접하게 배치된 개구를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 내관은 연장 방향을 따라 서로 다른 내부 직경을 가질 수 있으며, 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부 방향으로 더 큰 내부 직경을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 내관의 적어도 일부는 나선 형상으로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 유체 처리 장치는 상기 외관 및 상기 내관의 상기 제1 및 제2 단부에 제공된 제1 및 제2 베이스를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광원 모듈은 상기 배관의 연장 방향과 수직한 방향으로 제공될 수 있으며, 상기 광원 모듈은 상기 베이스와 상기 경로 사이에 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스는 상기 광원 모듈의 배면과 접촉하며, 상기 베이스는 금속으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 유체 처리 장치는 상기 광원 모듈과 상기 베이스 사이에 제공된 냉각 팬을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광원 모듈은 상기 배관의 연장 방향과 평행한 방향으로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 배관은 적어도 일부가 투명하게 제공되며, 상기 광원 모듈은 상기 배관의 외부에 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 외관의 적어도 일부는 상기 외관의 일부가 제거되어 형성된 광원 개구를 가지며, 상기 광원 모듈이 상기 광원 개구 내부에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 내관은 투명할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 외관은 금속으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광원 모듈은 상기 외관과 상기 내관 사이의 공간에 광을 조사하는 적어도 하나의 발광 소자와, 상기 내관 내부의 공간에 광을 조사하는 적어도 하나의 발광 소자를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 배관은 상기 외관과 상기 내관 사이의 일부 영역에 중첩된 조사 영역을 가질 수 있다.
본 발명은 처리 효율이 높고 신뢰성이 높은 유체 처리 장치를 제공한다.
도 1은 본 출원의 실시예에 따른 유체 살균 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 출원의 실시예에 따른 유체 살균 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 길이 방향에 따른 종단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 발광 소자의 일 실시예를 도시한 단면도들로서, 발광 소자가 발광 다이오드로 구현되는 경우를 도시한 것이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 유체 처리 장치를 도시한 단면도들이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 유체 처리 장치를 도시한 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치를 도시한 단면도로서, 유체 처리 장치가 상술한 실시예와 다른 형상의 내관을 갖는 것을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치에 있어서, 광원 모듈이 외관에 장착된 것을 도시한 단면도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치에 있어서, 광원 모듈이 베이스 측에 장착된 것을 도시한 분해 사시도이다.
도 10은 도 9의 종단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
이하에서는, 본 출원의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 출원의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 첨부된 도면을 참조하여 본 출원의 실시예들이 자세히 설명될 것이다.
도 1은 본 출원의 실시예에 따른 유체 살균 장치를 나타낸 사시도이며, 도 2는 본 출원의 실시예에 따른 유체 살균 장치를 나타낸 분해 사시도이다. 도 3은 도 1의 길이 방향에 따른 종단면도이다.
본 발명의 일 실시예는 유체 처리 장치에 관한 것이다. 일 실시예에 있어서, 유체는 유체 처리 장치를 이용하여 처리하고자 하는 목적 물질로서, 상기 유체는 물(특히, 유수)이나 공기일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 유체를 처리한다는 것은 유체 처리 장치를 통해 유체에 예를 들어, 살균을 비롯하여, 정화, 탈취 등의 조치를 하는 것까지 포함한다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 유체의 처리는 이에 한정되는 것은 아니며, 이후 설명할 유체 처리 장치를 이용하여 가능한 다른 조치를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치는 그 내부로 유체가 이동하는 배관(100)과, 상기 배관(100)의 유체에 광을 제공하는 광원 모듈(200)을 포함한다.
배관(100)은 일 방향으로 길게 연장된 막대 형상으로 제공되며, 그 내부에 유체를 처리하기 위한 내부 공간을 제공한다. 이하에서는 배관(100)이 연장된 방향을 배관(100)의 연장 방향, 또는 배관(100)의 길이 방향으로 지칭한다.
배관(100)은 유체가 유입되는 유입구(113) 및 처리된 유체가 배출되는 배출구(135)를 가진다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 유입구(113)와 배출구(135)의 단면은 원 형상이나 타원 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상, 예를 들어, 다각형으로 제공될 수 있다. 여기서, 유입구(113)와 배출구(135)의 단면은 유입구(113)가 연장된 방향, 또는 유로가 형성된 방향에 교차하는 방향에 따른 단면일 수 있다.
도시하지는 않았으나, 유입구(113) 및/또는 배출구(135)에는 별도의 배관이 더 제공될 수 있다. 별도의 배관은 유입구(113)와 배출구(135)와 노즐을 통해 연결될 수 있다. 노즐은 유입구(113) 및/또는 배출구(135)와 다양한 방식으로 결합될 수 있는 바, 예를 들어 나사 결합할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 외관 본체(111) 및 내관 본체(121)는 일 방향으로만 연장된 것을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 외관 본체(111) 및 내관 본체(121)의 일부는 굴곡(bending)될 수 있다. 본체의 굴곡 정도나 굴곡 회수는 실시예에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
광원 모듈(200)은 유체를 처리하는 데 적합한 광을 유체에 제공한다. 광원 모듈(200)은 유체에 인접한 다양한 위치에 제공되는 바, 설명의 편의를 위해 배관(100)의 외측에 배치된 것을 일 예로서 도시하였다. 본 실시예에서의 광원 모듈(200)에 대한 이러한 도면은, 예시로서, 배관(100) 내로 광을 제공한다는 것에 중점을 두고 해석되어야 하며, 광원 모듈(200)의 위치가 이에 한정되는 것은 아니다. 실제로 광원 모듈(200)은 도시된 바와 같이 실제로 배관(100) 외에 장착될 수도 있으며, 또는 이와 달리 배관(100) 내에 장착될 수도 있다. 광원 모듈(200)의 다양한 위치에 대해서는 이후의 실시예에서 더 설명한다.
배관(100)은 외측에 배치된 외관(110)과, 외관(110)의 내부에 배치된 내관(120)을 포함한다. 이에 따라, 배관(100)의 내부 공간은 외관(110)의 내측이면서 내관(120)의 외측으로 정의되는 제1 내부 공간(101)과, 내관(120)의 내측에 의해 정의되는 제2 내부 공간(102)으로 나뉜다.
외관(110)은 일 방향으로 연장된 외관 본체(111)와 외관 본체(111)의 일 단부에 제공된 유입구(113)를 포함한다. 외관(110)의 길이 방향 양 단부를 제1 및 제2 단부(111a, 111b)라고 하면, 유입구(113)는 제1 및 제2 단부(111a, 111b) 중 어느 한 단부에 인접하게 배치된다. 본 발명의 일 실시예에서는 유입구(113)가 제1 단부(111a) 측에 제공된 것을 일 예로서 도시하였다.
외관 본체(111)는 내부가 비어있는 파이프 형상을 가지되 연장 방향의 양 단부가 개구된 형상을 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 외관 본체(111)는 원기둥 형상일 수 있다. 이 경우, 원기둥의 길이 방향과 교차하는 단면은 원 형상이다. 그러나, 본체의 단면의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상, 예를 들어 타원, 사각형과 같은 다각형, 등으로 제공될 수 있다.
외관(110)은 광원 모듈(200)로부터 조사된 광이 배관(100) 내부에서 잘 반사되도록 반사율이 높은 재질 및/또는 열전도성이 높은 금속을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 외관(110)은 스테인리스, 알루미늄, 산화마그네슘, 등과 같은 반사율이 높은 재질로 형성되거나, 스테인레스, 알루미늄, 은, 금, 구리, 이들의 합금과 같은 열전도성이 높은 재질로 형성될 수 있다. 열전도성이 높은 금속의 경우, 배관(100)에서 발생할 수 있는 열을 효과적으로 외부로 배출할 수 있다.
그러나, 외관(110)의 재료는 이에 한정되는 것은 아니며, 광원 모듈(200)이 외관(110)의 외부에 제공되는 경우, 광원 모듈(200)로부터 출사된 광이 외관(110) 내부의 유체에 도달하도록 적어도 일부가 광을 투과하는 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 외관(110)은 전체가 투명한 재질로 이루어지거나, 광원 모듈(200)에 인접한 부분이 투명한 재질로 이루어짐으로써 광원 모듈(200)로부터의 광이 유체로 도달하도록 한다. 외관(110)이 투명한 재질로 이루어지는 경우, 투과 부재는 석영이나 고분자 유기 재료로 이루어질 수 있다. 여기서 고분자 유리 재료의 경우, 모노머의 종류, 성형 방법, 조건에 따라 흡수/투과시키는 파장이 다르기 때문에 광원들으로부터 출사되는 파장을 고려하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 폴리(메틸메타크릴레이트)(poly(methylmethacrylate); PMMA), 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol; PVA), 폴리프로필렌(polypropylene; PP), 저밀도 폴리에틸렌(polyethylene; PE)과 같은 유기 고분자는 자외선은 거의 흡수하지 않으나, 폴리에스테르(polyester)와 같은 유기 고분자는 자외선을 흡수할 수 있다. 그러나, 투과 부재는 상술한 재료 이외에도 다양한 재료로 제공될 수 있으며, 그 재료가 한정되는 것은 아니다.
유입구(113)는 외관 본체(111)의 일측에 연결되어 외관 본체(111) 내의 제1 내부 공간(101)과 연결될 수 있다. 유입구(113)의 연장 방향은 외관 본체(111)의 연장 방향과 다를 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 유입구(113)의 연장 방향은 외관 본체(111)의 연장 방향에 경사지거나 수직할 수 있으며, 이에 따라 유체는 외관 본체(111)에 경사지거나 수직한 방향으로 유입된 후 본체의 연장 방향을 따라 이동할 수 있다. 유입구(113)를 통해 외관 본체(111)로 유입되는 유체는 살균, 정화, 탈취 처리 등이 필요한 대상물이다.
내관(120)은 외관(110)이 이루는 내부 공간 내에 배치된다.
내관 본체(121)는 내부가 비어있는 파이프 형상을 가지되 연장 방향의 양 단부가 개구된 형상을 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 내관 본체(121)는 원기둥 형상일 수 있다. 이 경우, 원기둥의 길이 방향과 교차하는 단면은 원 형상이다. 그러나, 내관 본체(121)의 단면의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상, 예를 들어 타원, 사각형과 같은 다각형, 등으로 제공될 수 있다.
내관(120)의 재료는 광원 모듈(200)로부터 출사된 광이 내관(120) 내부의 유체에 도달하도록 적어도 일부가 광을 투과하는 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 내관(120)은 전체가 투명한 재질로 이루어지거나, 광원 모듈(200)에 인접한 부분이 투명한 재질로 이루어짐으로써 광원 모듈(200)로부터의 광이 유체로 도달하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 외관(110)과 내관(120)은 모두 원기둥 형상을 가질 수 있다. 그러나, 외관(110)과 내관(120)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 외관(110)과 내관(120)의 형상이 서로 다를 수 있다. 또한, 외관(110)과 내관(120)이 동심원에 해당하는 등으로, 횡 단면 상의 중심이 서로 일치할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 외관(110)과 내관(120)의 중심이 일치하지 않을 수 있다.
내관(120)의 길이 방향을 따른 양 단부를 제1 단부(121a) 및 제2 단부(121b)라고 하면, 내관(120)의 제1 및 제2 단부(121a, 121b) 중 하나에는 내관(120)의 안쪽 공간과 바깥쪽 공간을 관통하는 개구(123)가 제공된다. 개구(123)는 외관(110)에서의 유입구(113)가 형성된 쪽의 반대쪽에 제공된다. 즉, 외관(110)과 내관(120)의 제1 단부(111a, 121a)들이 동일측에 배치되는 경우, 유입구(113)는 외관(110)의 제1 단부(111a)측에 제공되고, 개구(123)는 내관(120)의 제2 단부(121b)측에 배치된다.
내관(120)의 제1 단부(121a)측에는 배출구(135)가 제공된다. 배출구(135)는 내관(120)의 연장 방향과 동일한 방향을 가질 수 있으며, 후술할 제1 베이스(130)를 관통하여 제2 내부 공간(102)과 외부를 연결한다.
이에 따라, 유체는 유입구(113)를 통해 배관(100)의 제1 내부 공간(101) 내로 유입되며, 순차적으로 배관(100)의 제1 단부(111a)로부터 제2 단부(111b) 측으로 이동한 후, 내관(120)의 개구(123)를 통해 제2 내부 공간(102)으로 이동한다. 제2 내부 공간(102)으로 이동한 유체는 배출구(135)를 통해 배관(100) 외로 배출된다. 이렇게, 유체가 외관(110) 연장 방향을 따라 제1 내부 공간(101)을 일 방향으로 이동하고, 다시 내관(120)의 연장 방향을 따라 상기 일 방향과 반대 방향으로 제2 내부 공간(102)을 순차적으로 이동함으로써, 배관(100) 내 유체의 이동 경로가 길어진다. 배관(100) 내 유체의 긴 이동 경로로 인해 유체는, 결국 광원 모듈로부터의 광에 대해 오랜 시간 노출되며, 유체에 인가된 광의 누적률 또한 높아지고, 유체 처리 효율 또한 향상한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 유입구(113) 및 배출구(135)는 배관(100) 내부를 이동하는 유체의 이동 속도를 제어하기 위해 서로 다른 크기로 제공될 수 있다. 유입구(113)에서의 유체의 속도와 배출구(135)에서의 유체의 속도를 다르게 하는 경우 유체의 배관(100) 내 체류시간이 증가될 수 있다.
이를 위해, 유입구(113)의 내부 직경(D1)과 배출구(135)의 내부 직경(D2)은 서로 다른 크기로 제공될 수 있다. 예를 들어, 유입구(113)의 내부 직경(D1)은 배출구(135)의 내부 직경(D2)보다 클 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 유입구(113)의 직경(D1) 및 배출구(135)의 직경(D2)의 비는 약 2:1일 수 있다. 유입구(113)의 내부 직경(D1)이 배출구(135)의 내부 직경(D2)보다 큰 경우, 배출구(135)의 작은 직경으로 인해 외부로 배출되려는 유체에 저항이 인가된다. 이에 따라, 유체의 배출구(135)에서의 속도는 유입구(113)에서의 속도보다 느려진다. 유입구(113)에서의 유체의 속도를 제1 속도, 및 배출구(135)에서의 유체의 속도를 제2 속도라고 하면, 제2 속도는 제1 속도보다 작아진다. 이에 따라, 배출구(135)에서의 저항에 의해 유체가 빠른 속도로 배출되지 않으며, 유체의 배관(100) 내 체류시간이 증가한다. 유체의 체류 시간 증가는 후술할 광원 모듈(200)로부터 출사된 광에 더욱 긴 시간 노출된다는 것을 의미한다. 광원 모듈(200)로부터 출사된 광에 오래 노출될수록 유체의 소정 양에 대한 조사된 광의 누적률이 증가하며, 결국 유체의 처리 효율이 높아진다.
또한, 유입구(113) 및 배출구(135)에 더해, 내관(120)의 개구(123)의 직경(D3)을 유입구(113) 및/또는 배출구(135)의 내부 직경과 서로 같거나 서로 다른 크기로 제공함으로써 유체의 내부 체류 시간을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 내관(120) 개구(123)의 직경(D3)은 유입구(113)의 직경(D1)보다 작을 수 있다. 이 경우, 유입구(113)로부터 제1 속도로 유입된 유체가 개구(123)의 작은 직경으로 인해 제1 속도보다 낮은 속도로 내관(120) 내부로 이동하며, 이에 따라, 배관(100) 내의 유체의 체류 시간이 증가될 수 있다.본 발명의 일 실시예에 있어서, 개구(123)의 직경 (D3)은 다양한 값을 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 개구(123)의 직경(D3)은 배출구(135)보다 작은 값을 가지거나, 유입구(113)보다는 작은 값을 가지되, 배출구(135)와 실질적으로 동일한 값을 가질 수 있다.그러나, 유입구(113), 배출구(135), 및 개구(123)의 직경의 비는 이에 한정되는 것은 아니며, 체류 시간을 늘리기 위해 달리 설정될 수 있다.
여기서, 내관(120)이나 외관(110)의 직경을 전체적으로 감소시키는 경우에는 전체적인 유체의 속도가 현저히 감소함으로써 광원 모듈(200)로부터의 광의 노출 시간을 늘릴 수는 있다. 그러나, 이 경우에는 유체 처리 장치가 처리할 수 있는 유량 또한 현저하게 감소하기 때문에 무조건적으로 내관(120)이나 외관(110)의 직경을 전체적으로 감소시키는 것은 바람직하지 않다. 본 발명의 일 실시예에서는 충분한 유량을 처리할 수 있도록 내관(120)이나 외관(110)의 평균적인 직경을 유지하면서도, 실제 처리 영역인 배관(100) 내에서의 유체의 체류 시간을 증가시키는 방식을 가짐으로써, 효율적으로 많은 양의 유체를 처리할 수 있는 장점이 있다.
외관 본체(111)의 제1 및 제2 단부(111a, 111b)와 내관 본체(121)의 제1 및 제2 단부(121a, 121b) 각각에는 제1 및 제2 베이스(130, 140)가 체결된다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 및 제2 베이스(130, 140)는 외관 본체(111)나 내관 본체(121)와 결합하는 체결부를 가질 수 있다.
체결부는 다양한 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 베이스(130, 140)는 체결부로서 내관 본체(121)나 외관 본체(111)의 내경에 대응하는 직경을 가진 삽입부를 가질 수 있으며, 내관 본체(121)나 외관 본체(111)의 단부에 삽입되어 체결됨으로써 내관 본체(121)나 외관 본체(111)를 봉지할 수 있다.
구체적으로, 제1 베이스(130)는 외관 본체(111) 및 내관 본체(121)의 제1 단부(111a, 121a)에 제공되어 외관 본체(111) 및 내관 본체(121)와 체결된다. 제1 베이스(130)는 서로 다른 외경을 갖는 단차부가 형성됨으로써, 외관(110)과 내관(120)에 삽입 체결될 수 있다. 예를 들어, 제1 베이스(130)은 외관(110)의 제1 단부(111a)와 마주보는 부분이 외관(110)의 내경에 대응하는 외경을 가지도록 제공되며, 제1 베이스(130)의 일측에는 외관(110)의 제1 단부(111a)에 회전 삽입될 수 있는 나사 산(131)이 제공될 수 있다. 외관(110)의 제1 단부(111a) 내면에는 제1 베이스의 나사 산(131)에 대응하는 나사 산(111s)이 제공됨으로써 서로 맞물려 체결될 수 있다.
또한, 제1 베이스(130)는 내관(120)의 제1 단부(121a)와 마주보는 부분이, 내관(120)의 내경에 대응하는 외경을 가지며 내관(120)의 제2 단부(111b)에 삽입되는 삽입 돌기(133)를 갖는다. 삽입 돌기(133)에는 내관(120)의 연장 방향에 평행하며 제1 베이스(130)의 중심을 지나는 관통 홀이 형성되어 있으며, 상기 관통 홀은 유체가 외부로 배출되는 배출구(135)가 된다.
제2 베이스(140)는 외관 본체(111) 및 내관 본체(121)의 제2 단부(111b, 121b)에 제공되어 외관 본체(111) 및 내관 본체(121)와 체결된다. 제2 베이스(140)에도 서로 다른 외경을 갖는 단차부가 형성됨으로써, 외관(110)과 내관(120)에 삽입 체결될 수 있다.
제2 베이스(140)에 있어서, 외관(110)의 제1 단부(111a)와 마주보는 부분은 외관(110)의 내경에 대응하는 외경을 가지도록 제공되며, 외관(110)의 제2 단부(111b)에 회전 삽입될 수 있는 나사 산(141)이 제공될 수 있다. 외관(110)의 제2 단부(111b) 내면에는 제2 베이스(140)의 나사 산(141)에 대응하는 나사 산(111s)이 제공됨으로써 서로 맞물려 체결될 수 있다.
또한, 제2 베이스(140)는 내관(120)의 제2 단부(121b)와 마주보는 부분이 내관(120)의 내경에 대응하는 외경을 가지며 내관(120)의 제2 단부(121b)에 삽입되는 삽입 돌기(133)를 갖는다. 제2 베이스(140)의 삽입 돌기(133)에는 관통 홀이 제공되지 않는다.
상기 제1 및 제2 베이스(130, 140)는 다양한 재질로 이루어질 수 있으며 그 재료가 특별히 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 및 제2 베이스(130, 140)는 열전달이 용이한 재료, (예를 들어, 금속)으로 이루어질 수 있다. 제1 및 제2 베이스(130, 140)가 열전달이 용이한 재료로 이루어지는 경우, 광원으로부터 발행한 열이 캡을 통해서 외부로 용이하게 배출될 수 있다. 그 결과, 광원에서 발생하는 열에 의한 광원의 열화가 방지되며, 이에 따라 유체 처리 장치의 신뢰성이 높아짐과 동시에 안정적인 살균 효과를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치에는, 내관(120)이나 외관(110)을 제1 및 제2 베이스(130, 140)에 타이트하게 체결함과 동시에 유체가 다른 영역으로 누수되는 것을 방지하기 위한 실링 부재가 1개 이상 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 실링 부재는 제1 베이스(130)와 외관(110)의 제1 단부(111a) 사이 및 제2 베이스(140)와 외관(110)의 제2 단부(111b) 사이에 제공된 제1 및 제2 외측 실링 부재(151a, 151b)를 포함할 수 있다. 또한 실링 부재는 제1 베이스(130)와 내관(120)의 제1 단부(121a) 사이 및 제2 베이스(140)와 내관(120)의 제2 단부(121b) 사이에 제공된 제1 및 제2 내측 실링 부재(153a, 153b)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 외측 실링 부재(151a, 151b)는 외관(110)과 제1 및 제2 베이스(130, 140)를 타이트하게 체결하면서, 제1 내부 공간(101)의 유체가, 외관(110)과 제1 및 제2 베이스(130, 140) 사이를 통해 외부로 누수되는 것을 방지한다. 또한, 제1 및 제2 내측 실링 부재(153a, 153b)는 내관(120)과 제1 및 제2 베이스(130, 140)를 타이트하게 체결하면서, 개구(123) 이외의 영역으로 유체가 누수되는 것(예를 들어, 외관(110)과 제1 및 제2 베이스(130, 140) 사이를 통해 외부로 누수되는 것)을 방지한다. 실링 부재들은 단수 개 또는 복수 개로 제공될 수 있다.
실링 부재들은 제1 및 제2 베이스(130, 140)가 외관(110) 및 내관(120)에 체결되었을 때 배관(100) 본체의 내부와 외부를 타이트하게 체결시키고 두 영역을 분리 밀폐할 수 있도록 닫힌 도형(closed figure) 형상을 갖는다. 예를 들어, 제1 및 제2 외측 실링 부재(151a, 151b)와 제1 및 제2 내측 실링 부재(153a, 153b)는 오링(o-ring) 형상을 가질 수 있다.
상기 실링 부재들은 연성을 갖는 탄성 재료로 이루어질 수 있다. 실링 부재들이 탄성 재료로 이루어진 경우, 외관(110)이나 내관(120)이 제1 및 제2 베이스(130, 140)와 서로 체결될 때 배관(100) 본체의 압착 체결됨으로써, 타이트한 체결 구조를 유지한다.
실링 부재들을 이루는 탄성 재료로는 실리콘 수지를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 탄성 재료로 천연 또는 합성 고무가 사용될 수 있으며, 이외의 다른 고분자 유기 탄성 재료가 사용될 수 있다.
광원 모듈(200)은 광을 출사한다. 광원 모듈(200)은 기판(220)과 기판(220) 상에 실장된 발광 소자(210)를 포함할 수 있다.
기판(220)은 소정 방향, 예를 들어, 일 방향으로 길게 연장된 형태로 제공될 수 있다. 기판(220) 상에는 복수 개의 발광 소자(210)가 소정 방향, 예를 들어, 상기 일 방향을 따라 배열될 수 있다.
광원 모듈(200)이 복수 개의 발광 소자들(210)을 포함하는 경우, 각 발광 소자(210)는 동일한 파장 대역의 광을 출사하거나, 서로 다른 파장 대역의 광을 출사할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 있어서, 각 발광 소자(210)는 모두 동일하거나 유사한 자외선 파장 대역의 광을 출사할 수 있다. 다른 일 실시예에 있어서, 일부 발광 소자들(210)은 자외선 파장 대역 중 일부를 출사하고, 나머지 발광 소자들(210)은 자외선 파장 대역 중 다른 파장 대역의 일부를 출사할 수 있다.
발광 소자들(210)이 서로 다른 파장 대역을 갖는 경우, 발광 소자들(210)은 다양한 순서로 배열될 수 있다. 예를 들어, 제1 파장 대역의 광을 출사하는 발광 소자(210)와, 제1 파장 대역과 다른 제2 파장 대역의 광을 출사하는 발광 소자(210)는 서로 교번하여 배열될 수 있다.
광원 모듈(200)이 출사하는 광은 다양한 파장 대역을 가질 수 있다. 광원 모듈(200)로부터의 광은 가시광선 파장 대역, 적외선 파장 대역, 또는 그 이외의 파장 대역의 광일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 광원 모듈(200)로부터 출사되는 광은 유체의 종류, 처리하고자 하는 대상(예를 들어, 세균이나 박테리아 등) 등에 따라 다양한 파장 대역을 가질 수 있으며, 특히, 유체를 살균하는 경우, 살균 파장 대역을 가질 수 있다. 예를 들어, 광원 모듈(200)은 자외선 파장 대역의 광을 출사할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 광원 모듈(200)은 미생물 등을 살균할 수 있는 파장 대역인 약 100 nm 내지 약 405 nm 파장 대역의 광을 출사 할 수 있다. 광원 모듈(200)은 본 발명의 일 실시예에서는 약 100nm 내지 약 280nm 파장 대역의 광을 출사할 수 있으며, 다른 실시예에서는 180nm 내지 약 280nm 파장 대역의 광을 출사할 수 있으며, 또 다른 실시예에서는 약 250nm 내지 약 260nm 파장 대역의 광을 출사할 수 있다. 상기 파장 대역의 자외선은 큰 살균력을 가지고 있는 바, 예를 들어, 1㎠당 100㎼의 강도로 자외선을 조사하면, 대장균, 디프테리아균, 이질균과 같은 세균을 약 99%까지 사멸할 수 있다. 또한, 상기 파장 대역의 자외선은 식중독을 유발하는 세균을 사멸할 수 있는 바, 식중독을 유발하는 병원성 대장균, 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 살모넬라 웰테브레덴(Salmonella Weltevreden), 살모넬라 티푸무리움(S. Typhumurium), 엔테로코쿠스 파에칼리스(Enterococcus faecalis), 바실러스 세레우스(Bacillus cereus), 슈도모나스 애루지노사(Pseudomonas aeruginosa), 장염 비브리오(Vibrio parahaemolyticus), 리스테리아 모노사이토제네스(Listeria monocytogenes), 여시니아 엔테로코리티카(Yersinia enterocolitica), 클로스트리디움 퍼프린젠스(Clostridium perfringens), 클로스트리디움 보툴리늄(Clostridium botulinum), 캠필로박터 제주니(Campylobacter jejuni) 또는 엔테로박터 사카자키(Enterobacter sakazakii) 등의 세균을 사멸할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 광원 모듈(200)이 출사하는 광은 다양한 파장 대역을 가질 수 있는 바, 광원 모듈(200)의 적어도 일부는 광원 모듈(200)로부터 출사된 광에 촉매 반응을 일으키는 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 외관(110)과 내관(120) 중 적어도 하나의 내주면 및/또는 외주면의 전부 또는 일부 상에 광촉매 재료로 이루어진 광촉매층이 제공될 수 있다. 광촉매층이 제공되는 영역은 광원 모듈(200)으로부터 광이 도달할 수 있는 영역이라면 특별히 한정되지 않는다.
광촉매는 조사되는 광에 의해 촉매 반응을 일으키는 재료이다. 광촉매는 광촉매를 구성하는 재료에 따라 다양한 파장 대역의 광에 반응할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 다양한 파장 대역의 광 중 자외선 파장 대역의 광에 광촉매 반응을 일으키는 재료가 사용될 수 있으며, 이에 대해 설명한다. 그러나, 광촉매의 종류는 이에 한정되는 것은 아니며, 광원으로부터 출사되는 광에 따라 동일하거나 유사한 메커니즘을 갖는 다른 광촉매가 사용될 수 있다.
광촉매는 자외선에 의해 활성화되어 화학 반응을 일으킴으로써, 광촉매와 접촉하는 유체 내의 각종 오염 물질, 세균 등을 산화환원 반응을 통해 분해시킨다.
광촉매는 밴드갭(band gap) 에너지 이상의 광에 노출될 때, 전자와 정공이 생성되는 화학 반응을 일으킨다. 이에 따라 유체 내의 화합물, 예를 들어, 물이나 유기 물질이 광촉매 반응으로 형성된 수산기 라디칼(Hydroxy Radical)과 초과산화이온(Superoxide Ion)에 의해 분해될 수 있다. 수산기 라디칼은 산화력이 매우 강한 물질로서, 유체 내의 오염 물질을 분해하거나 세균을 살균한다. 이러한 광촉매 재료로는 산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2) 등을 들 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 광촉매의 표면에서 생성된 정공과 전자는 재결합 속도가 대단히 빠르기 때문에 광화학 반응에 이용하는 데에는 한계가 있으므로, Pt, Ni, Mn, Ag, W, Cr, Mo, Zn 등의 금속 또는 그것들의 산화물을 첨가하여 정공과 전자의 재결합 속도를 지연시킬 수 있다. 정공과 전자의 재결합 속도가 지연되는 경우 산화 및/또는 분해시키고자 하는 대상 물질과의 접촉 가능성이 증가되며, 그 결과 반응도가 높아질 수 있다. 상술한 광촉매 반응을 이용하면 유체를 살균, 정화, 탈취 처리 등을 할 수 있다. 특히 살균의 경우, 균 세포내의 효소와 호흡계에 작용하는 효소 등을 파괴시켜 살균 또는 항균작용을 하는 것으로 균이나 곰팡이의 번식을 막고, 이들이 내놓는 독소도 분해할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 광촉매는 촉매로서 작용할 뿐, 스스로변화되는 것은 아니므로, 반영구적으로 사용할 수 있고, 대응 광이 제공되는 한 효과가 반영구적으로 지속될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치는 광원 모듈(200)에 연결된 구동 회로를 더 포함할 수 있다. 구동 회로는 적어도 하나의 광원 모듈(200)에 전원을 공급한다. 예를 들어, 구동 회로는 두 개의 광원 모듈(200)이 제공된 유체 처리 장치에 제공되어, 두 개의 광원 모듈(200) 각각에 전원을 독립적으로 제공할 수 있다. 이에 따라, 두 개의 광원 모듈(200) 모두를 턴온 또는 턴 오프 하거나, 하나는 턴온, 나머지 하나는 턴 오프 하는 등 선택적인 구동이 가능하다.
발광 소자(210)는 다양한 형태로 제공될 수 있는 바, 도 4a 및 도 4b는 발광 소자의 일 실시예를 도시한 단면도들로서, 발광 소자가 발광 다이오드로 구현되는 경우를 도시한 것이다.
발광 다이오드는 수직형 또는 플립형 등 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 도 4a는 수직형 발광 다이오드를 도시한 것이고, 도 4b는 플립형 발광 다이오드를 도시한 것이다. 그러나, 발광 다이오드의 구성은 이에 한정되는 것은 아니며, 이하의 도면은 본 발명의 일 실시예로서 이해되어야 할 것이다.
도 4a를 참조하면, 발광 다이오드는 제1 도전형 반도체층(2111), 활성층(2112)과 제2 도전형 반도체층(2113)을 포함한다. 발광 다이오드의 제1 도전형 반도체층(2111)의 하부에는 제1 전극으로 사용되는 기판(2100), 접착층(2101), 및 반사층(2109)이, 제2 도전형 반도체(2113)의 상부에는 제2 전극(2120)이 제공될 수 있다.
기판(2100)은 도전성 재료로 이루어질 수 있는 바, Si, GaAs, GaP, AlGaINP, Ge, SiSe, GaN, AlInGaN 또는 InGaN 등이나, Al, Zn, Ag, W, Ti, Ni, Au, Mo, Pt, Pd, Cu, Cr 또는 Fe의 단일 금속 또는 이들의 합금 등으로 이루어질 수 있다.
제2 도전형 반도체층(2113)은 제1 도전형 반도체층(2111) 상에 배치될 수 있으며, 활성층(2112)은 제1 도전형 반도체층(2111) 및 제2 도전형 반도체층(2113) 사이에 배치될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(2111), 활성층(2112), 및 제2 도전형 반도체층(2113)은 Ⅲ-Ⅴ 계열 화합물 반도체를 포함할 수 있고, 예를 들어, (Al, Ga, In)N과 같은 질화물계 반도체를 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(2111)은 제1 도전형 불순물(예를 들어, Si)을 포함할 수 있고, 제2 도전형 반도체층(2113)은 제2 도전형 불순물(예를 들어, Mg)을 포함할 수 있다. 또한, 그 반대일 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 도전형 반도체층(2111)에는 러프닝 처리가 되어 있을 수 있다. 이에 따라 활성층(2112)으로부터 발생된 광을 러프닝 처리된 계면에서 반사시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 도전형 반도체층(2111)과 광원 기판(2110) 사이에 반사층(2109)이 개재될 수 있다. 반사층(2109)은 반사율이 큰 금속 물질, 예컨대 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)으로 이루어질 수 있으며, 그 외 반사율이 높은 다른 금속이나 이들과의 합금으로 이루어질 수 있다.
한편, 반사층(2109)과 광원 기판(2110) 사이에 접착층(2101)이 개재될 수 있으며, 접착층(2101)은 광원 기판(2110)과 반사층(2109)의 접착력을 향상시켜 광원 기판(2110)이 반사층(2109)으로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다. 이에 더해, 도시되지 않았지만 접착층(2101)과 반사층(2109) 사이에 확산방지층이 개재될 수 있다. 확산방지층은 접착층(2109) 또는 광원 기판(2110)으로부터 금속원소들이 반사층(2109)으로 확산되는 것을 방지하여 반사층(2109)의 반사도를 유지시킬 수 있다.
제2 도전형 반도체층(2113) 상에는 제2 전극(2120)이 배치된다. 이에 따라, 제1 전극으로 사용되는 광원 기판(2110)과 제2 전극(2120)을 제1 도전형 반도체층(2111)과 제2 도전형 반도체층(2113)에 전류를 공급함으로써 광을 방출할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드은 제1 도전형 반도체층(2111), 활성층(2112)과 제2 도전형 반도체층(2113)을 포함하는 메사(M), 제1 절연층(2130a, 2130b), 제1 전극(2140), 및 제2 절연층(2150)을 포함할 수 있으며, 나아가, 기판(2100) 및 제2 전극(2120)을 포함할 수 있다.
기판(2100)은 제1 도전형 반도체층(2111), 활성층(2112), 및 제2 도전형 반도체층(2113)을 성장시킬 수 있는 기판(220)이면 한정되지 않으며, 예를 들어, 사파이어 기판(220), 실리콘 카바이드 기판(220), 질화갈륨 기판(220), 질화알루미늄 기판(220), 실리콘 기판(220) 등일 수 있다. 기판(2100)의 측면은 경사면을 포함할 수 있으며, 이에 따라 활성층(2112)에서 생성된 광의 추출이 개선될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(2113)은 제1 도전형 반도체층(2111) 상에 배치될 수 있으며, 활성층(2112)은 제1 도전형 반도체층(2111) 및 제2 도전형 반도체층(2113) 사이에 배치될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(2111), 활성층(2112), 및 제2 도전형 반도체층(2113)은 Ⅲ-Ⅴ 계열 화합물 반도체를 포함할 수 있고, 예를 들어, (Al, Ga, In)N과 같은 질화물계 반도체를 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(2111)은 제1 도전형 불순물(예를 들어, Si)을 포함할 수 있고, 제2 도전형 반도체층(2113)은 제2 도전형 불순물(예를 들어, Mg)을 포함할 수 있다. 또한, 그 반대일 수도 있다. 활성층(2112)은 다중양자우물구조(MQM)를 포함할 수 있다. 발광 다이오드에 순방향 바이어스가 가해지면 활성층(2112)에서 전자와 정공이 결합하면서 빛을 방출하게 된다. 제1 도전형 반도체층(2111), 활성층(2112), 및 제2 도전형 반도체층(2113)은 금속유기화학 기상증착(MOCVD) 또는 분자선에피택시(MBE) 등의 기술을 이용하여 기판(2100) 상에 성장될 수 있다.
발광 다이오드은 활성층(2112) 및 제2 도전형 반도체층(2113)을 포함하는 적어도 하나의 메사(M)를 포함할 수 있다. 메사(M)는 복수개의 돌출부를 포함할 수 있으며, 복수개의 돌출부들 사이는 서로 이격될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며, 발광 다이오드는 서로 이격된 복수개의 메사(M)를 포함할 수도 있다. 메사(M)의 측면은 포토레지스트 리플로우와 같은 기술을 사용함으로써 경사지게 형성될 수 있으며, 경사진 메사(M)의 측면은 활성층(212)에서 생성된 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
제1 도전형 반도체층(2111)에는 메사(M)를 통해 노출되는 제1 컨택 영역(P1) 및 제2 컨택 영역(P2)이 제공된다. 메사(M)는 제1 도전형 반도체층(2111) 상에 배치된 활성층(2112) 및 제2 도전형 반도체층(2113)을 제거하여 형성하기 때문에, 메사(M)를 제외한 부분은 제1 도전형 반도체층(2111)의 노출된 상면인 컨택 영역이 된다. 제1 전극(2140)은 제1 컨택 영역(P1) 및 제2 컨택 영역(P2)과 접함으로써, 제1 도전형 반도체층(2111)과 전기적으로 접속될 수 있다. 제1 컨택 영역(P1)은 제1 도전형 반도체층(2111)의 외곽을 따라 메사(M) 주위에 배치될 수 있으며, 구체적으로, 메사(M)와 발광 다이오드의 측면 사이에서 제1 도전형 반도체층의 상면 외곽을 따라 배치될 수 있다. 제2 컨택 영역(P2)은 메사(M)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸일 수 있다.
제2 전극(2120)은 제2 도전형 반도체층(2113) 상에 배치되며, 제2 도전형 반도체층(2113)과 전기적으로 접속할 수 있다. 제2 전극(2120)은 메사(M) 상에 형성되며, 메사(M)의 형상을 따라 동일한 형상을 가질 수 있다. 제2 전극(2120)은 반사 금속층(2121)을 포함하며, 나아가 장벽 금속층(2122)을 포함할 수 있으며, 장벽 금속층(2122)은 반사 금속층(2121)의 상면 및 측면을 덮을 수 있다. 예컨대, 반사 금속층(2121)의 패턴을 형성하고, 그 위에 장벽 금속층(2122)을 형성함으로써, 장벽 금속층(2122)이 반사 금속층(2121)의 상면 및 측면을 덮도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 반사 금속층(2121)은 Ag, Ag 합금, Ni/Ag, NiZn/Ag, TiO/Ag층을 증착 및 패터닝하여 형성될 수 있다.
한편, 장벽 금속층(2122)은 Ni, Cr, Ti, Pt, Au 또는 그 복합층으로 형성될 수 있으며, 구체적으로, 제2 도전형 반도체층(2113) 상면에 순차적으로 Ni/Ag/[Ni/Ti]2/Au/Ti으로 형성된 복합층일 수 있으며, 더욱 구체적으로, 제2 전극(2120)의 상면의 적어도 일부는 300Å 두께의 Ti층을 포함할 수 있다. 제2 전극(2120)의 상면 중 제1 절연층과 접하는 영역이 Ti층으로 이루어지는 경우, 제1 절연층(2130a, 2130b)과 제2 전극(2120)의 접착력이 개선되어, 발광 다이오드의 신뢰성이 개선될 수 있다.
제2 전극(2120) 상에 전극 보호층(2160)이 배치될 수 있으며, 전극 보호층(2160)은 제1 전극(2140)과 동일한 재료일 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.
제1 절연층(2130a, 2130b)은 제1 전극(2140)과 메사(M) 사이에 배치될 수 있다. 제1 절연층(2130a, 2130b)을 통해, 제1 전극(2140)과 메사(M)가 절연될 수 있으며, 제1 전극(2140)과 제2 전극(2120)이 절연될 수 있다. 제1 절연층(2130a, 2130b)은 제1 컨택 영역(P1) 및 제2 컨택 영역(P2)을 부분적으로 노출시킬 수 있다. 구체적으로, 제1 절연층(2130a, 2130b)은 개구부(2130a)를 통해 제2 컨택 영역(P2)의 일부를 노출시킬 수 있으며, 제1 절연층(2130a, 2130b)이 제1 도전형 반도체층(2111)의 외곽과 메사(M) 사이에서 제1 컨택 영역(P1)의 일부 영역만을 덮어, 제1 컨택 영역(P1)의 적어도 일부가 노출될 수 있다.
제1 절연층(2130a, 2130b)이 제2 컨택 영역(P2) 상에서, 제2 컨택 영역(P2)의 외곽을 따라 배치될 수 있다. 동시에, 제1 절연층(2130a, 2130b)은 제1 컨택 영역(P1)과 제1 전극(2140)이 접하는 영역보다 메사(M)에 인접하게 한정되어 배치될 수 있다.
제1 절연층(2130a, 2130b)은 제2 전극(2120)을 노출시키는 개구부(2130b)를 가질 수 있다. 개구부(2130b)를 통해 제2 전극(2120)은 패드 또는 범프 등과 전기적으로 접속할 수 있다.
도시하지는 않았으나, 평면 상에서 볼 때, 제1 컨택 영역(P1)과 제1 전극(240)이 접하는 영역이 제1 도전형 반도체층(2111) 상면의 전 외곽을 따라 배치된다. 구체적으로, 제1 컨택 영역(P1)과 제1 전극(2140)이 접하는 영역은 제1 도전형 반도체층(2111)의 네 측면과 모두 인접하도록 배치될 수 있으며, 메사(M)를 완전히 둘러쌀 수 있다. 이 경우, 제1 전극(2140)과 제1 도전형 반도체층(2111)이 접하는 영역이 증가할 수 있으므로, 제1 전극(2140)에서 제1 도전형 반도체층(2111)으로 흐르는 전류가 더욱 효과적으로 분산될 수 있어서, 순방향 전압이 더욱 감소될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 발광 다이오드의 제1 전극(2140) 및 제2 전극(2120)은 직접 혹은 패드를 통하여 기판(220)에 실장될 수 있다.
예를 들어, 발광 다이오드가 패드를 통하여 기판(220)에 실장되는 경우, 발광 다이오드과 기판(220) 사이에 배치된 두 개의 패드가 제공될 수 있으며, 두 개의 패드 각각은 각각 제1 전극(2140) 및 제2 전극(2120)에 접할 수 있다. 예를 들어, 패드는 솔더 또는 유테틱 메틸(Eutectic Metal) 일 수 있으니, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 유테틱 메탈로 AuSn이 사용될 수 있다.
다른 예로, 발광 다이오드가 직접 기판(220)에 실장되는 경우, 발광 다이오드의 제1 전극(2140) 및 제2 전극(2120)이 직접 기판(220) 상의 배선에 본딩될 수 있다. 이 경우, 본딩 물질은 도전 성질을 갖는 접착 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본딩 물질은 은(Ag), 주석(Sn), 구리(Cu) 중 적어도 어느 하나의 도전성 재료를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 본딩 물질은 도전성을 갖는 다양한 물질을 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 유체의 배관(100) 체류 시간이 증가됨으로써 광원 모듈(200)로부터의 광에 노출시간이 증가되며, 그 결과, 유체 처리 효율이 높아진다. 예를 들어, 광원 모듈(200)로부터의 광이 자외선이며, 살균 파장에 해당되는 경우, 유체의 살균 효율이 증대된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치는 유체의 외관(110) 내 체류 시간을 증가시키기 위해 다양한 형태로 변형될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 유체 처리 장치를 도시한 단면도들이다. 이하의 실시예들에서는 설명의 중복을 피하기 위해 상술한 실시예와 다른 점을 위주로 설명하며, 설명되지 않은 부분은 상술한 실시예에 따른다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치는 배관(100) 내 유체의 체류 시간을 증가시키기 위해 위치에 따라 서로 다른 직경을 갖는 외관(110)을 포함한다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 외관(110)은 유입구(113)에 가까운 제1 단부(111a) 측 부분과 유입구(113)에서 먼 제2 단부(111b)측이 서로 다른 내부 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 외관(110)은 일정한 내부 직경이 아니라, 연장 방향을 따라 서로 다른 내부 직경을 가질 수 있다.
이때, 제1 단부(111a)에 가까운 부분보다 제2 단부(111b)에 가까운 부분이 더 큰 내부 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 외관(110)의 연장 방향을 따라 제1 단부(111a)에 가까운 부분의 내부 직경을 R1이라고 하고, 제2 단부(111b)에 가까운 부분의 내부 직경을 R2라고 하면, R1은 R2보다 작은 값을 가질 수 있다. 또한 외관(110)은 제1 단부(111a)에 가까운 부분으로부터 제2 단부(111b)에 가까운 부분으로 점점 직경이 증가하는 형상을 가질 수 있다.
도시된 바와 같이, 외관(110)의 직경이 제1 단부(111a)로부터 제2 단부(111b) 방향으로 직경의 차이가 나거나, 직경이 점점 증가하는 경우, 직경의 증가로 인해 제2 단부(111b) 쪽의 유체의 유속이 감소한다. 유체의 유속 감소는 결국 외관(110) 내에서의 유체의 체류시간을 증가시킨다. 유체의 체류 시간이 증가함으로써 유체는 광원 모듈(200)로부터의 광원에 노출되는 시간이 증가하며 결국 유체 처리 효과가 상승한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치는 유체의 외관뿐만 아니라, 유체의 내관 내의 체류 시간을 증가시키기 위해 다양한 형태로 변형될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 유체 처리 장치를 도시한 단면도들이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 내관(120)은 개구(123)에 가까운 제2 단부(121b) 측 부분과 개구(123)에서 먼 제1 단부(121a)측이 서로 다른 내부 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 내관(120)은 일정한 내부 직경이 아니라, 연장 방향을 따라 서로 다른 내부 직경을 가질 수 있다.
이때, 제2 단부(121b)에 가까운 부분보다 제1 단부(121a)에 가까운 부분이 더 큰 내부 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 내관(120)의 연장 방향을 따라 제2 단부(121b)에 가까운 부분의 내부 직경을 r1이라고 하고, 제1 단부(121a)에 가까운 부분의 내부 직경을 r2라고 하면, r1은 r2보다 작은 값을 가질 수 있다. 또한, 내관(120)은 제2 단부(121b)에 가까운 부분으로부터 제1 단부(121a)에 가까운 부분으로 점점 직경이 증가하는 형상을 가질 수 있다.
도시된 바와 같이, 내관(120)의 직경이 제2 단부(121b)로부터 제1 단부(121a) 방향으로 직경의 차이가 나거나, 직경이 점점 증가하는 경우, 직경의 증가로 인해 제1 단부(121a) 쪽의 유체의 유속이 감소한다. 유체의 유속 감소는 결국 내관(120) 내에서의 유체의 체류시간을 증가시킨다. 유체의 체류 시간이 증가함으로써 유체는 광원 모듈(200)로부터의 광원에 노출되는 시간이 증가하며 결국 유체 처리 효과가 상승한다.
상술한 실시예에서는 외관(110) 또는 내관(120)의 형상이 변형된 것을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명의 개념의 한도 내에서 외관(110) 및/또는 내관(120)의 형상은 상충하지 않는 범위 내에서 다양하게 조합될 수 있다. 또한, 유체의 영역에 따라 다르도록 속도를 늦출 수 있는 형상이라면, 외관(110)이나 내관(120)이 다른 형상으로 제공될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치를 도시한 단면도로서, 유체 처리 장치가 상술한 실시예와 다른 형상의 내관을 갖는 것을 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 유체 처리 장치의 내관(120)은 내관(120) 내에서 유체가 오랫동안 머물 수 있도록 굴곡진 형상을 가질 수 있다. 굴곡진 형상은 내관(120)이 휘어지거나 1회 이상 굽혀지는 것을 의미한다. 굴곡진 형상은 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 나선형으로 휘어진 형상일 수 있다. 내관(120)이 굴곡진 형상을 가짐으로써, 유체가 이동시 내관(120) 벽이 저항으로 작용할 수 있으며, 그 결과 내관(120) 내를 이동하는 유체의 유속이 감소할 수 있다. 내관(120)내 유체의 유속의 감소는 유체의 체류시간을 증가시키며, 결국 광원 모듈(200)로부터의 광 노출 시간을 증가시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 배관 내의 유체에 광을 제공하는 광원 모듈의 위치는 다양하게 변경될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치에 있어서, 광원 모듈이 외관에 장착된 것을 도시한 단면도이다.
도 8을 참조하면, 외관(110)은 그 일부가 제거되어 형성된 광원 개구(115)를 갖는다. 광원 개구(115)에는 광원 모듈(200)이 장착된다.
광원 개구(115)는 외관(110)의 연장 방향을 따라 길게 형성될 수 있으며, 광원 모듈(200)의 발광 소자(210)로부터의 광이 최대한 배관(100) 내부의 유체에 도달할 수 있도록 광원 모듈(200)의 형상에 대응하여 제공된다. 이를 위해 광원 개구(115)의 측벽은 광원 모듈(200)로부터의 광 경로에 방해되지 않도록 내부를 향해 더 넓어지는 형태로 경사질 수 있다.
광원 모듈(200)은 기판(220)과 기판(220) 상에 실장된 발광 소자들(210)을 포함하되, 그 외에도 발광 소자(210)로부터의 광이 배관(100) 내로 투과될 수 있는 투과 윈도우(230)가 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 배관(100) 내부를 향하는 기판(220)의 면에는 전반사로 인한 자외선 손실을 최소화하기 위하여, 자외선 반사율이 높은 물질(예를 들어, 스텐레스, 알루미늄, 산화마그네슘, 테프론 등)이 코팅될 수 있다.
투과 윈도우(230)는 기판(220)과 광원을 보호하기 위한 것으로서, 투명한 절연 재료로 이루어질 수 있다. 투과 윈도우(230)는 다양한 재료로 제공될 수 있으며, 그 재료가 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 투과 윈도우(230)는 석영이나 고분자 유기 재료로 이루어질 수 있다. 여기서 고분자 유리 재료의 경우, 모노머의 종류, 성형 방법, 조건에 따라 흡수/투과시키는 파장이 다르기 때문에 광원들으로부터 출사되는 파장을 고려하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 폴리(메틸메타크릴레이트)(poly(methylmethacrylate); PMMA), 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol; PVA), 폴리프로필렌(polypropylene; PP), 저밀도 폴리에틸렌(polyethylene; PE)과 같은 유기 고분자는 자외선은 거의 흡수하지 않으나, 폴리에스테르(polyester)와 같은 유기 고분자는 자외선을 흡수할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 기판(220)과 투과 윈도우(230)는 배관(100)의 광원 개구(115)에 대응하는 형상과 크기로 제공된다. 기판(220)과 투과 윈도우(230)는 배관(100)의 광원 개구(115)에 장착된다. 여기서 기판(220)은 일 방향으로 연장된 직사각 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라 원 형상으로 제공될 수도 있다. 또한, 본 실시예에서는 광원 개구(115)가 하나이며, 그 광원 개구(115)에 대응하는 기판(220)이 하나로 제공된 것을 도시하였으나, 광원 개구(115)의 개수나, 기판(220)의 개수는 이에 한정되는 것은 아니며 복수 개로 제공될 수 있다.
외관(110)에는 광원 개구(115)뿐만 아니라, 광원 모듈(200)이 장착될 수 있도록 광원 모듈(200)의 둘레를 따라 돌기들 및 단턱부들이 형성될 수 있으며, 돌기들의 일부에는 광원 모듈(200) 장착을 위한 체결 부재(250)가 제공될 수 있다. 체결 부재(250)는 광원 모듈(200)을 외관(110)에 장착할 수 있는 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 일 실시예에서는 나사 홀(251)과 나사(253)로 이루어질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 기판(220)을 지지함과 동시에 배관(100) 내부를 유동하는 유체로부터 발광 소자들(210)을 보호하고, 유체의 누수를 방지하기 위한 실링 부재로서, 기판 홀더(240)가 제공될 수 있다. 이때, 기판 홀더(240)는 기판(220)의 둘레를 따라 기판(220)을 감싸는 형태로 제공될 수 있으며, 외관(110)의 돌기나 단턱부에 압착 체결될 수 있다. 기판 홀더(240)는 광원 모듈(200)이 배관(100) 본체와 체결되었을 때 배관(100) 본체의 내부와 외부를 분리할 수 있도록 닫힌 도형(closed figure) 형상을 갖는다. 예를 들어, 기판 홀더(240)는 오링(o-ring) 형상을 가질 수 있다. 기판 홀더(240)는 탄성 재료로 이루어질 수 있으며, 탄성 재료로는 실리콘 수지를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 탄성 재료로 천연 또는 합성 고무가 사용될 수 있으며, 이외의 다른 고분자 유기 탄성 재료가 사용될 수 있다. 그러나, 기판 홀더(240)의 형상과 개수는 이에 한정되는 것은 아니며, 유사하거나 다른 형태의 복수 개의 실링 부재로 이루어질 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 투과 윈도우(230)와 기판(220) 사이에도 실링 부재가 제공될 수 있다.
이와 같이, 본 출원의 실시예에 따른 유체 살균 장치는 배관(100) 본체의 광원 개구(115)를 통하여 유체가 누수되는 것을 방지하기 위해 밀봉 구조를 두어 방수를 더욱 확실하게 할 수 있다.
이에 더해, 외관(110)이 열전도성이 높은 금속으로 이루어진 경우, 광원 모듈(200)에서 발생할 수 있는 열이 외관(110)을 통해 효과적으로 외부 배출될 수 있다. 특히, 도시하지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에서는 기판(220)의 배면이나 전면의 일부와 외관(110)의 일부가 직접 접촉되도록 제조될 수 있으며, 이 경우, 효과적으로 열 발산이 일어날 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 이러한 방열 구조를 통해, 광원 모듈(200)의 열화와 같은 결함이 최소화될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광원이 배관(100)의 본체의 외측에 배치되는 것이 아니라, 본체의 내측에 삽입되는 형태로 결합될 수 있기 때문에 상대적으로 내부 유체(예를 들어, 물)와 가까운 위치에 배치된다. 이에 따라, 유동하는 내부 유체로의 열전달이 동시에 일어나며, 광원으로부터 발생한 열의 배출이 용이하다. 결과적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치의 신뢰성이 향상된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 배관 내의 유체에 광을 제공하는 광원 모듈(200)의 위치는 상술한 실시예와 또 다르게 변경될 수 있다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치에 있어서, 광원 모듈이 베이스 측에 장착된 것을 도시한 분해 사시도이며, 도 10은 도 9의 종단면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 유체 처리 장치에서는 외관(110) 및 내관(120)의 일 단부, 예를 들어, 외관(110) 및 내관(120)의 제2 단부(111b, 121b) 측에 광원 모듈(200)이 제공된다. 광원 모듈(200)은 개구된 외관(110)의 제2 단부(111b)에 장착되어 본체의 내부를 봉지한다. 다만, 본 실시예에서는 광원 모듈(200)이 제2 단부(111b)에만 제공된 것을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 유사한 형태로 제1 단부(111a) 측에도 광원 모듈(200)이 제공될 수 있다.
본 실시예예 있어서, 광원 모듈(200)이 제2 베이스(140)측에 제공되므로, 내관(120)은 제2 단부(121b)가 막힌 형상으로 제공될 수 있다. 즉, 제2 베이스(140)와 마주보는 내관(120)의 제2 단부(121b)는 제2 베이스(140)와 삽입 결합되지 않고 막힌 형상으로 제공되되, 제2 베이스(140)와 직접 접촉할 수 있다. 그러나, 광원 모듈(200) 및 제2 베이스(140)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태로 변형될 수 있다.
광원 모듈(200)은 상기 배관(100) 본체의 연장 방향에 수직하게 배치된 기판(220), 상기 기판(220) 상에 배치되며 상기 배관(100) 내측을 향하는 하나 이상의 발광 소자(210), 발광 소자(210)의 앞에 제공되며 상기 발광 소자(210)로부터의 광을 투과시키는 투과 윈도우(230')를 포함한다. 상기 기판(220)의 외측에는 상기 배관(100)의 제2 단부(111b)와 나사 결합하는 제2 베이스(140)가 배치된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 발광 소자(210)에는 전원이 인가되며, 전원을 인가하기 위한 배선이 기판(220)을 통해 광원에 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 광원 모듈(200)의 발광 소자(210)는 다양한 개수로 제공될 수 있으며, 다양한 형태로 배열될 수 있다. 발광 소자(210)는 복수 개로 제공되어 제1 내부 공간(101)과 제2 내부 공간(102) 모두에 광을 제공될 수 있도록 배치될 수 있다.
그러나, 발광 소자(210)의 배치는 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 광원 모듈(200)의 기판(200)은 제1 내부 공간(101)에 대응하는 제1 영역(a1)과, 제2 내부 공간(102)에 대응하는 제2 영역(a2)을 포함할 수 있으며, 제1 영역(a1)에는 제1 내부 공간(101)에 광을 제공하는 발광 소자(210)가 배치되고, 제2 영역(a2)에는 제2 내부 공간(102)에 광을 제공하는 발광 소자(210)가 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 내부 공간(101)에 광을 제공하는 발광 소자의 조사 영역과 제2 내부 공간(102)에 광을 제공하는 발광 소자의 조사 영역은 배관(100) 내, 예를 들어, 외관(110)과 내관(120) 사이의 일부 영역에서 서로 중첩할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 영역(a1)과 제2 영역(a2)은 외관(110)과 내관(120)의 횡방향 단면의 형상에 대응하여 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. 이에, 제2 영역(a2)의 직경은 내관(120)의 내부 직경에 대응하는 값으로 제공될 수 있으며, 제1 영역(a1)은 제2 영역(a2)를 둘러싸는 도넛 형상을 가지며 외측 내부 직경이 외관의 직경에 대응하는 값으로 제공될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 영역(a1)과 제2 영역(a2)에 배치된 발광 소자(210)의 개수는 서로 다를 수 있으며, 제1 영역(a1)과 제2 영역(a2)에 배치된 발광 소자(210)가 방출하는 광의 파장 대역 및/또는 광의 강도는 서로 같을 수도 있고 다를 수도 있다.
이렇게 발광 소자(210)를 영역별로 달리 배치하는 경우, 제1 내부 공간(101)과 제2 내부 공간(102)을 지나는 유체를 동시에 동일한 조건으로 처리할 수도 있고, 영역에 따라 제1 내부 공간(101)과 제2 내부 공간(102)을 지나는 유체를 개별적으로 다른 조건으로 처리할 수 있는 장점이 있다. 예를 들어, 특정 파장의 광으로 제1 내부 공간(101)을 지나는 유체를 먼저 처리하고, 그 다음 다른 파장의 광으로 제2 내부 공간(102)을 지나는 유체를 처리할 수도 있다. 여기서, 제1 내부 공간(101)과 제2 내부 공간(102)을 지나는 유체를 서로 다른 파장으로 개별적으로 처리하는 경우, 서로 다른 파장의 광이 혼합되지 않도록 내관(120)은 불투명한 재질로 이루어질 수도 있다.
제2 베이스(140)에는 발광 소자(210)에 연결된 배선의 인출구(145)가 제공될 수 있으며, 상기 배선은 제2 베이스(140)의 인출구(145)를 통해 외부로 인출될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제2 베이스(140)는 열 전도성이 높은 금속으로 이루어질 수 있으며, 기판(220) 배면의 적어도 일부와 직접 접촉할 수 있다. 제2 베이스(140)가 열 전도성이 높은 금속으로 이루어지는 경우, 광원 모듈(200)로부터 발생된 열이 기판(220)의 배면에 직접 접촉하는 제2 베이스(140)를 통해 효과적으로 외부로 배출될 수 있다. 제2 베이스(140)를 이루는 재료는 열 전도성이 높은 물질로서 특별히 한정되는 것은 아니다. 이에 더해, 광원 모듈(200)이 제1 베이스(130) 측에도 제공되는 경우, 제1 베이스(130) 또한 열 전도성이 높은 물질, 예를 들어, 금속으로 제공될 수 있음은 물론이다.
본 실시예에 있어서, 기판(220)과 투과 윈도우(230')는 배관(100)의 제2 단부(111b)에 장착되며, 배관(100)의 제2 단부(111b)의 단면과 대응하는 형상과 크기로 제공된다. 여기서 기판(220)은 원 형상으로 제공될 수도 있다.
외관(110)의 내측벽에는 광원 모듈(200)이 장착될 수 있도록 돌기들 및 단턱부들이 형성될 수 있으며, 돌기들의 일부에는 광원 모듈(200) 장착을 위한 체결 부재가 제공될 수 있다. 체결 부재는 광원 모듈(200)을 외관(110)에 장착할 수 있는 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에서는 광원 모듈(200)이 외관(110)의 내벽에 장착된 것을 도시하였으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 광원 모듈(200)이 제2 베이스(140)에 장착될 수도 있다. 제2 베이스(140)에 광원 모듈(200)이 장착되는 경우, 제2 베이스(140)에는 광원 모듈(200)이 장착될 수 있도록 돌기들이나 단턱부가 추가적으로 제공될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 기판(220)을 지지함과 동시에 배관(100) 내부를 유동하는 유체로부터 발광 소자들(210)을 보호하고, 유체의 누수를 방지하기 위한 실링 부재로서 기판 홀더(240')가 제공될 수 있다.
이와 같이, 본 출원의 실시예에 따른 유체 살균 장치는 유체가 누수되는 것을 방지하기 위해 밀봉 구조를 두어 방수를 더욱 확실하게 할 수 있다. 또한, 광원 모듈(200)로부터 발생된 열을 효과적으로 배출하는 방열 구조를 가짐으로써, 유체 처리 장치의 신뢰도가 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치는 광원 모듈로부터 발생하는 열을 감소시키기 위한 방열 구조가 달리 형성될 수도 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 11을 참조하면, 유체 처리 장치는 광원 모듈(200)과 제2 베이스(140) 사이에 냉각 팬(300)을 포함할 수 있다. 냉각 팬(300)은 전원에 연결되어 기판(220)의 배면으로 바람을 제공함으로써, 광원 모듈(200)에서 발생한 열을 식힐 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 이러한 방열 구조를 통해, 광원 모듈의 열화와 같은 결함이 최소화될 수 있으며, 그 결과 신뢰성 높은 유체 처리 장치를 제공할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 예를 들어, 상술한 실시예들은 본 발명의 개념에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 조합될 수 있다.
아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
본 발명은 유체 처리 장치로 사용될 수 있다.

Claims (22)

  1. 유체를 처리하는 장치에 있어서,
    상기 유체가 유동하는 경로를 제공하는 배관; 및
    상기 배관에 결합되며 상기 배관 내로 상기 유체를 처리하는 광을 조사하는 적어도 하나의 광원 모듈을 포함하고,
    상기 배관은
    상기 유체가 유입되는 유입구를 가지는 외관; 및
    상기 외관 내에 제공되며, 상기 유체가 상기 유입구에서의 유속과 다른 유속으로 유출되는 배출구를 갖는 내관을 포함하며,
    상기 유입구의 내부 직경과 상기 배출구의 내부 직경은 서로 다르고, 상기 내관은 상기 유입구로 유입된 상기 유체가 상기 내관 내로 유동 가능하도록 개구를 갖는 유체 처리 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 유입구의 내부 직경은 상기 배출구의 내부 직경보다 큰 유체 처리 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 유입구와 상기 개구의 내부 직경은 서로 다른 유체 처리 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 유입구의 내부 직경은 상기 개구의 내부 직경보다 큰 유체 처리 장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 개구의 내부 직경은 상기 배출구의 내부 직경과 같거나 작은 유체 처리 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 외관은 길이 방향으로 제1 단부와 제2 단부를 가지며,
    상기 유입구는 상기 제1 단부에 인접하되 상기 길이 방향에 수직한 방향으로 제공되는 유체 처리 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 배출구는 상기 제1 단부에 인접하되 상기 길이 방향에 평행한 방향으로 제공되는 유체 처리 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 외관은 연장 방향을 따라 서로 다른 내부 직경을 가지는 유체 처리 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 외관은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부 방향으로 더 큰 내부 직경을 갖는 유체 처리 장치.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 배출구는 상기 제1 단부에 인접하게 제공된 유체 처리 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 내관은 상기 유입구로 유입된 상기 유체가 상기 내관 내로 유동 가능하며 제2 단부에 인접하게 배치된 개구를 갖는 유체 처리 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 내관은 연장 방향을 따라 서로 다른 내부 직경을 가지는 유체 처리 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 내관은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부 방향으로 더 큰 내부 직경을 갖는 유체 처리 장치.
  14. 제6 항에 있어서,
    상기 외관 및 상기 내관의 상기 제1 및 제2 단부에 제공된 제1 및 제2 베이스를 더 포함하고,
    상기 광원 모듈은 상기 배관의 연장 방향과 수직한 방향으로 제공되되, 상기 베이스와 상기 경로 사이에 제공되며,
    상기 베이스는 상기 광원 모듈의 배면과 접촉하며, 상기 베이스는 금속으로 이루어진 유체 처리 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 광원 모듈과 상기 베이스 사이에 제공된 냉각 팬을 더 포함하는 유체 처리 장치.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 광원 모듈은 상기 배관의 연장 방향과 평행한 방향으로 제공된 유체 처리 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 배관은 적어도 일부가 투명하게 제공되며, 상기 광원 모듈은 상기 배관의 외부에 제공된 유체 처리 장치.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 외관의 적어도 일부는 상기 외관의 일부가 제거되어 형성된 광원 개구를 가지며, 상기 광원 모듈이 상기 광원 개구 내부에 배치되는 유체 처리 장치.
  19. 제1 항에 있어서,
    상기 내관은 투명한 유체 처리 장치.
  20. 유체를 처리하는 장치에 있어서,
    상기 유체가 유동하는 경로를 제공하는 배관; 및
    상기 배관에 결합되며 상기 배관 내로 상기 유체를 처리하는 광을 조사하는 적어도 하나의 광원 모듈을 포함하고,
    상기 배관은
    상기 유체가 유입되는 유입구를 가지는 외관; 및
    상기 외관 내에 제공되며, 상기 유체가 유출되는 배출구를 갖는 내관을 포함하며,
    상기 내관은 상기 유입구로 유입된 상기 유체가 상기 내관 내로 유동 가능하도록 개구를 갖고, 상기 유입구와 상기 개구의 내부 직경은 서로 다른 유체 처리 장치.
  21. 유체를 처리하는 장치에 있어서,
    상기 유체가 유동하는 경로를 제공하는 배관; 및
    상기 배관에 결합되며 상기 배관 내로 상기 유체를 처리하는 광을 조사하는 적어도 하나의 광원 모듈을 포함하며,
    상기 배관은
    상기 유체가 유입되는 유입구를 가지는 외관; 및
    상기 외관 내에 제공되며 상기 유체가 유출되는 배출구를 가지는 내관을 포함하며,
    상기 광원 모듈은 상기 외관과 상기 내관 사이의 공간에 광을 조사하는 적어도 하나의 발광 소자와, 상기 내관 내부의 공간에 광을 조사하는 적어도 하나의 발광 소자를 포함하는 유체 처리 장치.
  22. 유체를 처리하는 장치에 있어서,
    상기 유체가 유동하는 경로를 제공하는 배관; 및
    상기 배관에 결합되며, 상기 배관 내로 광을 조사하는 적어도 하나의 발광 소자를 포함하는 광원 모듈을 포함하며,
    상기 배관은
    상기 유체가 유입되는 유입구를 가지는 외관; 및
    상기 외관 내에 제공되며 상기 유체가 유출되는 배출구를 가지는 내관을 포함하고, 상기 외관과 상기 내관 사이의 일부 영역에 중첩된 조사 영역을 갖는 유체 처리 장치.
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