KR102259040B1 - 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사람이 거주하는 생활공간의 상부에 상시적으로 자외선층을 형성하고 하부의 공기를 자외선층으로 순환, 유입시켜 부유하는 세균 및 바이러스를 효과적으로 제거하고 거주인원이 없는 환경에서는 자외선 램프와 하측 반사판을 하우징의 밑으로 이동시켜 일정한 시간만큼 생활공간으로 자외선을 분산, 조사하여 공기 및 시설의 표면에 존재하는 세균 및 바이러스를 제거하는 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치를 제공할 수 있다.

Description

가변형 상층부 자외선 살균 조사장치{VARIABLE UPPER ROOM ULTRAVIOLET GERMICIDAL IRRADIATION EQUIPMENT}
본 발명은 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치에 관한 것이다.
최근 COVID-19 바이러스의 전세계적인 대유행으로 살균 및 소독과 관련된 제품의 수요가 급증하고 있다. 개인의 바이러스 감염방지 또는 다중이용시설의 방역을 위하여 알코올이나 염소계 성분 등이 포함된 화학적 소독제의 사용과 함께 바이러스를 포함한 미생물 제거를 위한 종래의 살균, 소독기술인 UV와 오존을 포함한 공기활성종을 사용한 제품이 주목받고 있다.
자외선과 오존은 일반적인 화학적 살균, 소독제와 달리 잔여물을 남기지 않는 친환경적인 기술로써, 세균의 증식억제나 바이러스의 감염력을 낮추기 위해서는 감염원의 종류에 따른 한계값(Threshold Value)이상이 요구되지만, 일정수준이상의 직접적인 노출이나 흡입시 인체에 유해하여 자외선과 오존이 사용되는 제품은 노출량 또는 발생량의 규제를 받아 기존 제품의 적용방식이나 사용방식으로는 기대효과를 얻기에 한계가 있다.
이러한 규제기준으로 대부분의 자외선 적용제품은 세균 및 바이러스와 같은 오염원이 포함된 공기를 자외선광이 누출되지 않는 기기내로 유입시켜 내부의 자외선 램프 또는 광촉매 필터와 함께 제거하는 방식을 이용한다. 기기내 램프의 출력, 반사판 등에 따라 형성된 일정세기의 자외선 영역을 통과하는 공기중 세균 및 바이러스에 조사되는 자외선의 총량에 따라 효과가 결정되는데 자외선 영역이 약하거나 공기의 유속이 빠르면 효과는 감소한다. 이는 넓은 실내공간에 설치된 작은 기기와 같은 일반적 환경에서 전체 공기의 처리에 요구되는 공기 유속의 증가가 세균 및 바이러스의 제거에 필요한 자외선의 조사량을 감소시키거나 그 반대와 같은 조건으로 기대효과가 제한적임을 이해할 수 있다. 따라서, 일반적으로 제거효과에 요구되는 적정한 자외선량의 노출을 위해서 기기내로 공기의 반복적인 순환유입이 이루어져야 하지만, 실내의 시설물에 의한 공기흐름의 정체나 가장자리와 같은 기기의 설치위치에 따라 세균과 바이러스의 반복적인 자외선 노출이 제한될 수 있다.
이와 같은 기기내 살균방식의 한계를 감안할 때, 세균 및 바이러스가 부유하는 실내공간을 직접적으로 살균하는 장치를 고려해볼 수가 있는데 자외선 램프가 완전 노출되거나 부분 개방형태로 2m 이상의 높이로 벽이나 천장에 부착되어 평행하게 또는 상부로 빛을 조사하여 상부의 공기를 살균하는 장치와 사람이 상주하지 않거나 노출되지 않는 조건에서 하부로 빛을 조사하여 공기 및 시설의 표면을 소독하는 장치로 구분된다.
이 중에 2019년 세계보건기구의 결핵 감염방지 및 통제를 위한 통합패키지에 포함되고 미국 질병예방센터에서 실내환기가 제한되는 거주환경에서 COVID-19의 비활성화를 위한 추가수단으로서 권고하는 Upper Room Germicidal UV(상층부 자외선 살균) system은 부분 개방된 장치의 전면 또는 상부로 자외선광을 외부로 조사하여 천장부근 또는 실내 상부공간에 넓게 형성된 자외선 영역으로 자연대류 또는 별도의 공기유동부와 같은 기계적 장치에 의해 실내 공기를 유입하여 공기중 세균 및 바이러스를 제거하는데 의료시설의 감염관리 및 통제에 효과적으로 적용되고 있어 COVID-19의 전세계적인 유행상황에서 다중이용시설의 방역관리에 적합한 장치이다.
하지만, 다중이용시설에서의 세균과 바이러스의 전파가 공기중 부유하는 에어로졸형태의 감염원 흡입뿐만 아니라 시설표면에 부착된 오염원의 접촉을 통해 이루어지는 것을 고려할 때 더 효과적인 방역을 위해서는 상시적인 공기살균과 함께 주기적인 시설 표면을 소독하는 기능의 필요성이 존재한다. 또한, 상기 상층부 자외선 살균 조사시스템의 효과는 자외선 영역으로 실내 공기의 유입율에 따라 달라지는데 빠른 시간내 감염농도를 낮추기 위해서 자연대류에 의존하는 기존의 조명장치와 함께 오염원이 발생되는 실내의 하부 공기를 자외선 영역으로 유입시키는 부가적 순환장치를 권고하고 있다.
대한민국 공개실용신안공보 제20-2013-0007185호(2013.12.17)
상술한 한계점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 실내 상부의 공간에 자외선 조사층을 만드는 상시적인 공기살균의 기본 기능과 함께 주기적으로 설치위치 하부의 생활공간에 자외선을 직접 조사하여 공기살균과 동시에 표면소독을 할 수 있는 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치를 제공하는 것이다.
또한, 상시적으로 형성된 실내 상부의 자외선층으로 하부 공기가 반복 유입하는 실내공기의 혼합기능이 구비된 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전면이 개방된 전면개방부와 저면이 개방된 저면개방부가 형성되며, 상기 저면개방부의 후방의 후저면에는 공기유입부가 형성되는 하우징; 상기 하우징 내부에 설치되며, 상부에는 공기가 배출될 수 있는 토출구가 형성된 공기토출부와, 상기 공기토출부 하단에서 후방으로 볼록하도록 완만한 곡면으로 연장되는 상측 반사판을 포함하는 상부 반사부; 상기 하우징 내부를 바라보도록 배치되며 하방으로 볼록하도록 완만한 곡면으로 형성되는 하측 반사판과, 상기 하측 반사판의 상측에 설치되는 자외선 램프를 포함하며, 상기 하우징의 하부에 회동 가능하게 설치되어 상기 하우징의 저면개방부를 개폐하는 하부 반사부; 상기 하우징 내부에 설치되되, 상기 자외선 램프의 후방에서 상기 상측 반사판과 상기 하측 반사판 사이에 배치되어, 상기 상측 반사판의 반사광과 상기 하측 반사판의 반사광을 격리하는 격리 차단판; 서로 소정 간격 이격 배치되는 복수의 판으로 이루어지며, 상기 하우징의 전면개방부에 설치되되, 상기 전면개방부의 높이보다 낮은 높이로 설치되는 루버; 및 상기 하우징의 내측에서 상기 상부 반사부의 후방에 구비되어, 상기 공기유입부와 연통되는 공기유입유로와, 상기 공기유입유로와 연결되며 상기 토출구와 연통되는 공기배출유로를 포함하는 공기유동부;을 포함하는 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치를 제공한다.
또한, 상기 자외선 램프는, 상기 자외선 램프를 중심으로 상기 상측 반사판과 대칭되는 가상의 반사판(A)과, 상기 상측 판사판이 함께 형성하는 포물선형 곡면의 제1 초점(b1)에 위치하여, 상기 상측 반사판과는 평행형 반사광을 형성하고, 상기 하측 반사판에 대해서는, 상기 하측 반사판이 형성하는 포물선형 곡면의 축상으로 상기 하측 반사판의 초점인 제2 초점(b2)까지의 거리보다 짧은 초점거리(c2)에 위치하되, 이 위치는 상기 상측 반사판과 대칭되는 가상의 반사판(A)이 함께 형성하는 포물선형 곡면의 상기 제1 초점(b1)과 일치되어, 상기 하측 반사판과는 분산형 반사광을 형성하는 것을 특징으로 하는 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 격리 차단판은 상기 상측 반사판과 상기 하측 반사판의 후방에서부터 전방까지 돌출되는 길이로 형성되되, 상기 격리 차단판에서, 상기 상측 반사판과 상기 하측 반사판의 전방으로 돌출되는 부분은, 상기 하부 반사부가 상기 저면개방부의 개폐를 위해 회동할 때, 상기 자외선 램프와 간섭되지 않는 거리까지 전방으로 돌출되고, 전방으로 돌출된 부분의 단부는 상기 자외선 램프의 최저면을 향하도록 하방으로 기울어지게 형성되어, 상기 상측 반사판에 대한 상기 자외선 램프의 조사각을 확보할 수 있는 것을 특징으로 하는 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 루버가 상기 전면개방부에서 상기 공기토출부의 하단 높이까지 설치되어, 상기 상측 반사판과 상기 자외선 램프의 전방에는 상기 루버가 설치되고, 상기 공기토출부의 전방에는 상기 루버가 설치되지 않은 개방된 상태의 공기배출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 자외선 램프에서 조사되는 자외선은 상기 루버를 통해서 상기 하우징 외부로 조사되어, 상기 하우징 외부의 전면과 측면에 자외선 층이 형성되고,
상기 공기유입부를 통해 상기 공기유동부로 유입되어 상기 토출부로 배출되는 공기는 상기 공기배출부를 통해서 상기 하우징 외부로 배출되어, 상기 하우징 외부의 자외선 층으로 유입되는 것을 특징으로 하는 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 하부 반사부는, 상기 하측 반사판을 고정하기 위한 바디부;를 포함하며, 상기 바디부는, 상기 하측 반사판의 크기 및 곡률과 대응되게 형성되어, 상면에 상기 하측 반사판이 안착되는 설치부; 상기 설치부의 상단과 하단에서 내측으로 구부러지는 형태로 돌출 형성로 형성되어, 상기 하측 반사판의 상단과 하단이 끼워질 수 있는 끼움홈이 형성되는 끼움부; 및 상기 설치부의 하측에서 상기 설치부와 소정 각도를 가지고 연결부에 의해 연결되어, 상기 하우징의 저면개방부를 차폐할 수 있도록 상기 저면개방부의 크기 및 형상에 대응되게 형성되는 개폐부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 루버와 상기 하우징의 내측면은 외부로 방사되는 자외선이 확산되는 것을 제한하도록 자외선 흡수 또는 무반사의 표면처리가 된 것을 특징으로 하는 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 하측 반사판 내측면에 밀착되도록 상기 하측 반사판 내측면의 곡률에 대응되는 곡면으로 형성되어, 상기 하우징의 내측에 배치되는 누광 차단부를 더 포함하여, 상기 누광 차단부를 통해 상기 하부 반사부와 상기 하우징의 저면개방부 사이로 자외선이 누출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 경우, 사람이 거주하는 생활공간의 상부에 상시적으로 자외선층을 형성하고 하부의 공기를 자외선층으로 순환, 유입시켜 부유하는 세균 및 바이러스를 효과적으로 제거하고 거주인원이 없는 환경에서는 자외선 램프와 하단 반사판을 하우징의 밑으로 이동시켜 일정한 시간만큼 생활공간으로 자외선을 분산, 조사하여 공기 및 시설의 표면에 존재하는 세균 및 바이러스를 제거하는 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치를 제공할 수 있다.
이와 같은 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치는 병원과 같은 의료요양시설을 포함하여 학원, 실내운동시설, 콜센터, 음식점 등과 같이 집단감염이 일어나기 쉬운 다중이용시설에서 공기를 통한 직접적이거나 접촉을 통한 간접적인 세균 및 바이러스의 감염위험을 낮출 수 있다. 또한, 엄격한 미생물 관리가 요구되는 식품관련 산업시설에 안전하고 효과적인 생산환경을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치의 사시도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징과 격리 차단판의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내하우징에 격리 차단판이 설치된 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 외하우징, 내하우징, 격리 차단판이 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 반사부를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 내하우징, 상부 반사부, 하부 반사부, 측면커버가 분해된 상태를 나타낸 도면이다.
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 반사부가 하우징에 연결되는 부분을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 누광 차단부가 설치되는 것을 나타낸 도면이다.
도 10은 도 1a에 따른 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치의 단면 부분을 나타낸 도면이다.
도 11은 도 1b에 따른 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치의 하부 반사부가 회동된 상태의 단면 부분을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 상측 판사판과 하측 반사판, 자외선 램프 및 루버의 배치 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 램프와 상단 반사판 및 루버가 하우징 외부로 조사하는 자외선 세기의 시뮬레이션를 나타낸 것이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 하단 반사판의 지향점의 산출식과 위치이동 단면도를 나타낸 것이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 램프와 하측 반사판이 조사하는 자외선 세기의 시뮬레이션을 나타낸 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 착용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치(1)의 사시도이고, 도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치(1)의 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징(100)과 격리 차단판(200)의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내하우징(110)에 격리 차단판(200)이 설치된 것을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 외하우징(120), 내하우징(110), 격리 차단판(200)이 결합된 상태를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 반사부(400)를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 내하우징(110), 상부 반사부(300), 하부 반사부(400), 측면커버(800)가 분해된 상태를 나타낸 도면이고, 도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 반사부(400)가 하우징(100)에 연결되는 부분을 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 누광 차단부(500)가 설치되는 것을 나타낸 도면이고, 도 10은 도 1a에 따른 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치(1)의 단면 부분을 나타낸 도면이고, 도 11은 도 1b에 따른 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치(1)의 하부 반사부(400)가 회동된 상태의 단면 부분을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치(1)는 하우징(100), 격리 차단판(200), 상부 반사부(300), 하부 반사부(400), 누광 차단부(500), 공기유동부(600), 루버(700), 측면커버(800) 및 벽부착브라켓(900)을 포함할 수 있다.
여기서, 도 3 내지 도 5를 참조하여 하우징(100), 격리 차단판(200) 및 상부 반사부(300)의 구성을 구체적으로 설명하도록 한다. 도 4a는 내하우징(110)에 격리 차단판(200)이 설치된 상태를 전방에서 바라본 사시도이고, 도 4b는 내하우징(110)에 격리 차단판(200)이 설치된 상태를 후방에서 바라본 사시도이다. 도 5a는 외하우징(120)과 내하우징(110)이 결합되고 내하우징(110) 내부에 격리 차단판(200)이 설치된 상태를 전방에서 바라본 사시도이고, 도 5b는 도 5a의 상태를 후방에서 바라본 사시도이다.
하우징(100)은 내하우징(110)과 외하우징(120)을 포함할 수 있다.
내하우징(110)은 측면부(111), 상면부(112), 브라켓(113), 전면개방부(114), 저면개방부(115), 무선수신모듈(1161), 경보음 발생기(1162), LED 알림등(1163) 및 모터(1164)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 내하우징(110)은 측면부(111), 상면부(112) 및 브라켓(113)으로 구성되어, 전면개방부(114)와 저면개방부(115)가 형성되며, 무선수신모듈(1161), 경보음 발생기(1162), LED 알림등(1163) 및 모터(1164)가 장착될 수 있다.
측면부(111)는 한 쌍을 이루며, 서로 동일한 크기 및 형상의 판으로 형성될 수 있다. 한 쌍의 측면부(111)는 좌우 양측으로 서로 이격 배치될 수 있다. 일 예로, 측면부(111)는 사각형 형태의 판 형상으로 형성될 수 있다.
상면부(112)는 좌우 양측의 측면부(111) 상단에 연결될 수 있다. 구체적으로, 상면부(112)는 한 쌍의 측면부(111)가 이격된 거리에 대응되는 길이로 형성될 수 있다. 상면부(112)의 좌측 단부는 좌측에 배치된 측면부(111)의 상단에 연결되고 상면부(112)의 우측 단부는 우측에 배치된 측면부(111)의 상단에 연결되는 형태로 형성될 수 있다. 즉, 측면부(111)와 상면부(112)에 의해 'ㄷ'자 형태가 형성될 수 있다.
브라켓(113)은 한 쌍의 측면부(111)의 사이에서, 측면부(111)의 전방 하부에 설치될 수 있다. 구체적으로, 브라켓(113)은 한 쌍의 측면부(111)의 이격 거리에 대응되는 길이로 형성되어, 좌측 단부는 좌측에 배치된 측면부(111)의 내측면에서 전방 하부에 연결되고, 우측 일단은 우측에 배치된 측면부(111)의 내측면에서 전방 하부에 연결될 수 있다. 브라켓(113)이 측면부(111)의 전방 하부에 연결되도록 설치됨으로써, 브라켓(113)은 측면부(111)의 상단에 연결된 상면부(112)와 소정 거리 이격될 수 있다. 이처럼, 내하우징(110)은 측면부(111)와 상면부(112)가 연결된 상태에서 브라켓(113)이 설치되어 전체 형상을 이룰 수 있다. 이러한 내하우징(110)은 전면, 저면, 후면이 개방된 형태로 형성되며, 전면개방부(114)와 저면개방부(115)가 형성될 수 있다.
전면개방부(114)는 브라켓(113)과 상면부(112) 사이에 이격 공간으로써, 내하우징(110)의 전면이 개방되도록 형성된 부분이다. 전면개방부(114)를 통해 자외선이 외부로 방사되고 공기가 배출될 수 있다. 내하우징(110)의 전면개방부(114)는 외하우징(120)의 전면개방부(125)와 연통되도록 형성될 수 있다.
저면개방부(115)는 내하우징(110)의 저면이 개방되어 형성될 수 있다. 내하우징(110)의 저면개방부(115)는 외하우징(120)의 저면개방부(126)와 연통되도록 형성될 수 있다.
제어모듈(116)은 하우징에 장착되어 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치(1)가 작동되기 위한 다양한 구성들을 포함할 수 있다.
무선수신모듈(1161), 경보음 발생기(1162), LED 알림등(1163)은 브라켓(113)에 장착될 수 있다.
무선수신모듈(1161)은 무선의 상태로 리모트 컨트롤러와 표시제어부(1166) 등의 구성이 서로 신호를 송수신할 수 있도록 한다.
경보음 발생기(1162)과 LED 알림등(1163)은 하부 반사부(400)가 열려 장치(1)의 하부로 자외선을 조사하는 동작의 개시 또는 종료 전 일정시간 동작하여, 사용자 또는 상주자가 인지하여 자외선 노출을 피할 수 있도록 한다. 또한, 자외선이 조사되는 공간으로 사람 또는 동물의 접근시 동작감지센서(1165)가 감지하여 자외선 램프(440)의 전원을 차단하여 자외선 노출을 피할 수 있도록 한다. 하부 반사부(400)의 동작은 리모트 컨트롤러에 의해 장치(1)의 무선수신모듈(1161)를 통해 표시제어부(1166)에서 이루어진다. 즉, 경보음 발생기(1162), LED 알림등(1163), 동작감지센서(1165)는 표시제어부(1166)를 통해 동작 제어되고, 표시제어부(1166)는 리모콘을 통해 설정 조작될 수 있다.
모터(1164)는 내하우징(110)의 외측에 설치될 수 있다. 일 예로, 모터(1164)는 우측에 배치된 측면부(111)의 외측면에 설치될 수 있다.
모터(1164)는 후술할 하부 반사부(400)를 회동시키기 위한 구성이다. 모터(1164)는 하부 반사부(400)의 회전축(450)의 일측단과 연결되어, 회전축(450)을 회전시킬 수 있다. 모터(1164)가 회전축(450)을 회전시킴에 따라 하부 반사부(400)가 회전축(450)을 기준으로 회전할 수 있다. 모터(1164)에 의해 회전축(450)이 회전됨에 따라 하부 반사부(400)가 회전되어, 내외하우징(120) 저면의 개방된 저면개방부(115, 126)를 개폐할 수 있다.
동작감지센서(1165)는 외하우징(120)의 저면 외측으로 돌출되도록 외하우징(120)의 저면프레임(123)에 설치될 수 있다.
동작감지센서(1165)는 하우징(100)의 저면에서 중앙에 설치되어, 하부 반사부(400)와 자외선 램프(440)가 형성하는 분산형 자외선의 조사범위에 대응하여, 적정한 기 설정된 감지 거리 및 각도 내에서 동작을 감지할 수 있다. 즉, 적정 감지 거리 및 각도는 자외선의 조사범위에 대응되는 거리 및 각도로써, 설계자에 의해 결정될 수 있다. 동작감지센서(1165)는 자외선의 조사범위에 맞춰 동작을 감지해야 하는 거리 및 각도 범위에 대응되는 사양의 제품으로 설치될 수 있다.
동작감지센서(1165)는 자외선이 조사되는 전체조사범위내의 상하좌우 방향의 기 설정된 각도 내에서 움직임을 감지할 수 있다.
또한, 하부의 공간으로 분사형 자외선 조사의 동작은 지연동작, 동작전후 LED 알림등(1163)과 경보음 발생기(1162)로 시각, 청각적 경고로 자외선 노출의 위험을 피하도록 하며, 동작감지센서(1165)에서 움직임 감지 시 자동으로 자외선 램프(440)의 전원이 차단되도록 할 수 있다.
표시제어부(1166)는 내하우징(110)의 측면부(111)에 설치될 수 있다. 일 예로, 표시제어부(1166)는 내하우징(110)의 좌측에 배치된 측면부(111) 외측에 설치될 수 있다. 표시제어부(1166)는 무선통신 모듈과 연결되어 장치 하부의 생활공간으로 자외선 조사의 수동 또는 자동예약 동작 및 공기유동부(600)의 동작을 제어하고 유지관리를 위한 자외선 램프(440)의 사용시간을 포함한 장치의 작동상태를 표시하며, 리모트 컨트롤러로 제어될 수 있다.
외하우징(120)은 내하우징(110)의 외측에 설치될 수 있다.
외하우징(120)은 상부프레임(121), 전면프레임(122), 저면프레임(123), 후면프레임(124), 전면개방부(125) 및 저면개방부(126)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 외하우징(120)은 상부프레임(121), 전면프레임(122), 저면프레임(123) 및 후면프레임(124)으로 구성되며, 전면개방부(125)와 저면개방부(126)가 형성되고, 동작감지센서(1165) 및 표시제어부(1166)가 장착될 수 있다.
상부프레임(121)은 내하우징(110)의 상면부(112)의 길이와 대응되는 길이로 형성되어 상면부(112)의 상면에 밀착되도록 위치될 수 있다.
전면프레임(122)은 상부프레임(121)의 전방 단부에서 상부프레임(121)과 수직에 근접한 각도로 연결될 수 있다. 전면프레임(122)에는 개방되는 영역의 전면개방부(125)가 형성될 수 있다. 외하우징(120)의 전면개방부(125)는 내하우징(110)의 전면개방부(114)와 연통될 수 있다.
저면프레임(123)은 전면프레임(122)의 전방 단부에서 상부프레임(121)과 마주보도록 연결될 수 있다. 저면프레임(123)은 개방되는 영역의 저면개방부(126)가 형성될 수 있다. 외하우징(120)의 저면개방부(126)는 내하우징(110)의 저면개방부(115)와 연통될 수 있다. 저면프레임(123)에는 공기유입부(1231)가 형성될 수 있다.
공기유입부(1231)는 저면프레임(123)에서 후방부에 형성될 수 있다. 구체적으로, 공기유입부(1231)는 저면프레임(123)에서 저면개방부(126)의 후방에 형성될 수 있다. 공기유입부(1231)는 공기가 유입될 수 있도록 다수의 유입구로 이루어질 수 있다.
후면프레임(124)은 상부프레임(121)의 후방 단부와 저면 프레임의 후방 단부에 연결될 수 있다. 구체적으로, 상부프레임(121)과 전면프레임(122)과 저면프레임(123)은 일체형으로 형성되고, 상부프레임(121)과 저면프레임(123)과 저면프레임(123) 내측에 내하우징(110)이 배치된 상태에서, 후면프레임(124)이 결합될 수 있다.
이처럼, 내하우징(110)과 외하우징(120)이 결합되어 하나의 하우징(100)이 이루어질 수 있다.
하우징(100)에는 자외선 방출 또는 공기가 배출되는 전면개방부(114, 125)와, 장치(1) 하부로 자외선을 조사하기 위해 회동하는 하부 반사부(400)가 회동가능하게 설치되도록 형성된 저면개방부(115, 126)와, 외하우징(120)의 저면프레임(123)에 형성되어 공기가 공기유동부(600)로 유입되는 공기유입부(1231)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 공기유입부(1231)를 통해 하우징(100) 내부로 공기가 수직 방향으로 유입될 수 있고, 전면개방부(114, 125)를 통해 하우징(100) 외부로 공기가 수평 방향으로 배출될 수 있다.
격리 차단판(200)은 내하우징(110) 내부에 설치되되, 자외선 램프(440)의 후방에서 상부 반사부(300)와 하부 반사부(400) 사이에 배치되어, 하측의 하측 반사판(420)의 반사광을 상측의 상측 반사판(310)의 반사광과 격리할 수 있다.
구체적으로, 격리 차단판(200)은 내하우징(110)의 내측에 설치되되, 내하우징(110) 내측의 상부와 하부를 분리할 수 있도록 내하우징(110) 내측에서 상하 높이에 따른 중심 부분에 설치되어, 상부 공간과 하부 공간을 분리할 수 있다.
격리 차단판(200)은 상측 반사판(310)에 대한 자외선 램프(440)의 조사각을 최대로 확보하도록 자외선 램프(440)의 최저면을 지향하는 하방향으로 기울진 형태이며, 하측 반사판(420)의 반사광이 상측 반사판(310)의 전면으로 유입되는 것을 제한하도록 하측 반사판(420)부에 부착된 자외선 램프(440)의 회전 궤적이 간섭받지 않는 근접거리까지 연장 형성될 수 있다.
다시 말해, 격리 차단판(200)은 상측 반사판(310)과 하측 반사판(420)의 후방에서부터 전방까지 돌출되는 길이로 형성될 수 있다.
격리 차단판(200)에서 상측 반사판(310)과 하측 반사판(420)의 전방으로 돌출되는 부분은, 하부 반사부(400)가 저면개방부(115, 126)의 외측으로 회동될 때, 자외선 램프(440)와 간섭되지 않는 거리까지 전방으로 돌출될 수 있다. 또한, 상기 전방으로 돌출된 부분의 단부는 자외선 램프(440)의 최저면을 향하도록 하방으로 기울어지게 형성되어, 상측 반사판(310)에 대한 자외선 램프(440)의 최대의 조사각을 확보할 수 있다.
상부 반사부(300)는 내하우징(110) 내측 후면에 설치될 수 있다. 격리 차단판(200)의 상측에 위치될 수 있다.
상부 반사부(300)는 상측 반사판(310), 공기토출부(320), 제1 고정부(330) 및 제2 고정부(340)를 포함할 수 있다.
상측 반사판(310)은 상부 반사부(300)의 하부를 이루며, 격리 차단판(200)의 상부에 지지될 수 있다. 상측 반사판(310)은 자외선 램프(440)의 자외선을 반사할 수 있다. 상측 반사판(310)은 공기토출부(320)의 하단에서 후방으로 볼록하도록 완만한 곡면을 이루며 하방으로 연장 형성될 수 있다.
공기토출부(320)는 상부 반사부(300)의 상부를 형성하며, 상측 반사판(310)의 상단에서 상방으로 연장 형성되며, 좌우방향과 수직하게 일정 길이로 형성될 수 있다. 공기토출부(320)는 내하우징(110)의 상면부(112)의 내측면에 지지될 수 있다.
공기토출부(320)에는 공기가 배출될 수 있는 토출구(321)가 형성될 수 있다. 공기토출부(320)의 전방에는 전면개방부(114, 125)가 위치되어 전방이 개방될 수 있고, 후방에는 공기유동부(600)의 공기배출유로(620)가 위치될 수 있다. 토출구(321)를 통해 공기유동부(600)의 공기배출유로(620)에서 배출되는 공기는 상부 반사부(300)의 전방을 통과하여 하우징(100)의 전면개방부(114, 125)로 배출될 수 있다. 구체적으로, 공기배출유로(620)에서 배출되는 공기는 상부 반사부(300) 전면을 통과하며 전면개방부(114, 125)에 배치된 루버(700)를 통과하여 배출될 수도 있고, 루버(700)의 상면과 하우징(100)의 상단 내측면 사이의 공간인 공기배출부(S)를 통해 공기가 외부로 배출될 수도 있다.
제1 고정부(330)는 공기토출부(320)의 상단에서 상하방향과 수직하여 후방으로 소정 길이 연장 형성될 수 있다. 제1 고정부(330)는 내하우징(110)의 상면부(112)의 내측면에 밀착되어 고정될 수 있다.
제2 고정부(340)는 상측 반사판(310)의 하단에서 상하방향과 수직하여 후방으로 소정 길이 연장 형성될 수 있다. 제2 고정부(340)는 제1 고정부(330)와 마주보는 방향으로 수평하게 형성될 수 있다. 제2 고정부(340)는 격리 차단판(200)의 후방부의 상면에 밀착되어 고정될 수 있다. 제1 고정부(330)와 제2 고정부(340)에 의해 상부 반사부(300)는 내하우징(110)과 격리 차단판(200) 사이에 고정될 수 있다.
이하에서는, 도 6 내지 도 8을 참조하여 하부 반사부(400)에 대해 설명하도록 한다. 도 6a는 하부 반사부(400)의 전체를 나타낸 도면이고, 도 6b는 도 6a의 일 영역을 확대한 도면이고, 도 6c는 도 6b 바디부(410)를 나타낸 도면이다.
하부 반사부(400)는 하우징(100)의 하부에 설치될 수 있다. 하부 반사부(400)는 격리 차단판(200)의 하측에 위치될 수 있다. 하부 반사부(400)는 하우징(100)의 하부에 회동 가능하게 설치되어 하우징(100)의 저면개방부(115, 126)를 개폐할 수 있다.
하부 반사부(400)는 바디부(410), 하측 반사판(420), 램프고정 브라켓(430), 자외선 램프(440), 회전축(450) 및 축고정 브라켓(460)을 포함할 수 있다.
바디부(410)에는 하측 반사판(420), 자외선 램프(440), 회전축(450) 등이 설치될 수 있다.
구체적으로, 바디부(410)는 설치부(411), 끼움부(412), 연결부(414), 개폐부(415) 및 축삽입부(416)를 포함할 수 있다.
설치부(411)는 하측 반사판(420)의 크기 및 곡률과 대응되게 형성되어, 상면에 하측 반사판(420)이 안착될 수 있다.
끼움부(412)는 설치부(411)의 상단과 하단에서 내측으로 구부러지는 형태로 돌출 형성되어, 하측 반사판(420)의 상단과 하단이 끼워질 수 있는 끼움홈(4121)이 형성될 수 있다. 끼움홈(4121)에 하측 반사판(420)의 상단과 하단이 끼워짐으로써, 설치부(411)에 하측 반사판(420)이 고정될 수 있다.
연결부(414)는 설치부(411)의 전방과 후방에서 하측으로 소정 길이 연장 형성되어, 설치부(411)와 개폐부(415)를 연결할 수 있다.
개폐부(415)는 설치부(411)의 하측에서 설치부(411)와 소정 각도를 가지고 연결부(414)에 의해 연결될 수 있다. 개폐부(415)는 하우징(100)의 저면개방부(115, 126)를 차폐할 수 있도록 저면개방부(115, 126)의 크기 및 형상에 대응되게 형성될 수 있다. 따라서, 개폐부(415)는 저면개방부(115, 126)를 차폐하여 저면개방부(115, 126)로 자외선이 누출되는 것을 차단할 수 있다.
축삽입부(416)에는 회전축(450)이 삽입될 수 있다.
하측 반사판(420)은 하우징(100) 내부를 바라보도록 배치되며 하방으로 볼록하도록 완만한 곡면을 이루며 형성될 수 있다.
램프고정 브라켓(430)은 자외선 램프(440)를 하측 반사판(420)의 상측에 고정할 수 있다. 램프고정 브라켓(430)은 하측 반사판(420)의 상측에서 바디부(410)의 양 측 단부에 고정될 수 있다.
자외선 램프(440)는 램프고정 브라켓(430)에 의해 하측 반사판(420)의 상측에 설치될 수 있다. 자외선 램프(440)는 램프고정 브라켓(430)에 의해 하측 반사판(420)의 상측에서 소정 높이 이격되어 설치될 수 있다.
자외선 램프(440)는 전원공급선에 탈착 커넥터가 부착된 전원소켓과 결합하여 일체형으로 하측 반사판(420)에 구비된 램프위치 고정용 구조물에 부착하고 커넥터로 연결하여 전원이 공급되는 방식으로 램프의 교체와 같은 유지작업이 용이하도록 하였다.
회전축(450)은 축삽입부(416)에 삽입되어 하측 반사판(420)이 설치된 바디부(410)와 연결되며, 일 단부가 모터(1164)와 연결되어, 모터(1164)의 구동력에 의해 회전할 수 있다. 타측 단부는 축고정 브라켓(460)에 의해, 내하우징(110)에 회전 가능하게 고정될 수 있다.
다시 말해, 회전축(450)의 일단은 모터(1164)에 의해 고정되고, 타단은 축고정브라켓(113)에 의해 고정될 수 있다. 예를 들어, 회전축(450)의 모터(1164)가 연결되지 않은 반대측 단부에는 내하우징(100) 외측면의 자석이 구비된 구조물에 부착하여 고정될 수 있는 축고정 브라켓(460)이 추가적으로 축상에 연결되어 하부 반사부(400)의 처짐을 방지할 수 있다.
회전축(450)이 모터(1164)에 의해 회전함에 따라, 개폐부(415)는 하우징(100)의 저면개방부(115, 126)를 개방 또는 차폐할 수 있다. 즉, 모터(1164)에 의해 회전축(450)이 회전됨에 따라 하부 반사부(400)의 각도가 조정되어, 하부 반사부(400)로 하우징(100) 저면개방부(115, 126)가 개폐될 수 있다.
회전축(450)이 회전하여 개폐부(415)가 저면개방부(115, 126)를 개방하도록 하부 반사부(400)가 회전되는 경우, 하측 반사판(420)과 자외선 램프(440)가 하우징(100)의 외저면으로 위치를 이동하여 장치 하부의 공간으로 자외선을 분산 조사할 수 있다.
여기서, 도 9를 참조하여, 누광 차단부(500)에 대해 설명하도록 한다. 도 9a는 누광 차단부(500)가 설치된 상태를 나타낸 모습을 나타낸 도면이고, 도 9b는 누광 차단부(500)가 설치되지 않은 상태를 나타낸 도면이다.
누광 차단부(500)는 하측 반사판(420)의 양측 단부를 통해, 하부 반사부(400)와 저면개방부(115, 126)의 틈사이로 자외선이 누출되는 것을 방지하기 위해, 내하우징(110)의 양 내측면에 설치될 수 있다.
누광 차단판은 반사판 접촉면(510) 및 고정부(520)를 포함할 수 있다.
반사판 접촉면(510)은 하측 반사판(420) 내측면에 밀착되도록 하측 반사판(420) 내측면의 곡률에 대응되는 곡면으로 형성될 수 있다. 고정부(520)는 반사판 접촉면(510)의 단부에서 외측방향으로 돌출되어, 누광 차단부(500)가 하측 반사판(420)의 곡면에 밀착하여 위치하도록 내하우징(110)의 내측면에 고정될 수 있다.
여기서, 도 1 및 도 2를 참조하면, 공기유동부(600)는 하우징(100)의 내측에서 상부 반사부(300)의 후방에 구비될 수 있다. 공기유동부(600)는 공기유입유로(610)와 공기배출유로(620)를 포함할 수 있다.
공기유입유로(610)는 하우징(100)의 공기유입부(1231)와 연통되어 공기가 유입되고, 공기배출유로(620)는 공기유입유로(610)와 연결되어 공기유입유로(610)를 통해 유입된 공기가 배출될 수 있다.
공기유동부(600)는 수직의 공기유입유로(610)를 통해 유입된 공기를 수평의 공기배출유로(620)를 통해 공기를 배출할 수 있다. 이때, 공기유동부(600) 내부에서 공기를 유입하여 배출되도록 팬은 공기배출유로(620)를 통해 배출된 실내 하부의 공기를 하우징(100) 주변의 자외선층으로 유입시키는데 넓고 낮은 높이로 형성된 자외선층에 대응하여 크로스 팬으로 이루어질 수 있다.
루버(700)는 일정한 폭과 두께의 금속판이 소정 간격 이격배치되며 적층된 형태로 형성될 수 있다. 루버(700)는 하우징(100)의 전면개방부(114, 125)에 설치되되, 전면개방부(114, 125)의 높이보다 낮은 높이로 설치될 수 있다. 루버(700)는 하우징(100)의 전면개방부(125)(114)에 설치되어, 하우징(100) 외부로 방사되는 자외선이 상하로 분산되어 장치 하부의 생활공간이 허용기준이상의 자외선에 노출되지 않도록 금속면을 수평 또는 일정각도 상향으로 배치할 수 있다. 또한, 루버(700) 및 하우징(100)의 내측면은 외부로 방사되는 자외선이 확산되는 것을 제한하도록 자외선 흡수 또는 무반사의 표면처리될 수 있다.
측면커버(800)는 하우징(100)의 양 측면에 결합될 수 있다.
벽부착브라켓(900)은 하우징(100)의 후면에 결합되어, 하우징(100)을 벽에 고정할 수 있다.
도 10은 도 1a에 따른 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치(1)의 단면 부분을 나타낸 도면이고, 도 11은 도 1b에 따른 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치(1)의 하부 반사부(400)가 회동된 상태의 단면 부분을 나타낸 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 루버(700)는 전면개방부(114, 125)에서 공기토출부(320)의 하단 높이까지 설치될 수 있다. 상측 반사판(310)과 자외선 램프(440)의 전방에는 루버(700)가 설치되고, 공기토출부(320)의 전방에는 루버(700)가 설치되지 않은 개방된 상태의 공기배출부(S)가 형성될 수 있다. 따라서, 자외선은 루버(700)를 통해서 외부로 방출되고, 공기는 루버(700) 상측의 공기배출부(S)를 통해 배출될 수 있다.
구체적으로, 자외선 램프(440)에서 조사되는 자외선은 루버(700)를 통해서 하우징(100) 외부로 조사되어, 하우징(100) 외부의 전면과 측면에 자외선 층이 형성될 수 있다. 공기유입부(1231)를 통해 공기유동부(600)로 유입되어 토출구(321)로 배출되는 공기는 공기배출부(S)를 통해서 하우징(100) 외부로 배출되어, 하우징(100) 외부의 자외선 층으로 유입될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치(1)의 작동 방법에 대해 설명하도록 한다.
하부 반사부(400)가 하우징(100)의 외저면에 위치하여 자외선을 장치 하부의 생활공간으로 조사하는 방식과, 하부 반사부(400)가 하우징(100) 저면개방부(115, 126)를 차폐한 상태로 자외선 램프(440)가 상측 반사판(310)과 함께 전면의 루버(700)를 통해 상층부 공간으로 자외선을 조사하는 방식으로 가변하여 사용할 수 있다.
상층부 자외선 조사의 동작은, 하우징(100) 후저면의 공기유입부(1231)를 통해 상부 반사부(300)의 후면에 장착된 공기유동부(600)로 유입된 실내 공기를 루버(700) 상단에 형성된 공기배출부(S)를 통하여 자외선층으로 유입시켜 공기중 오염원이 반복적으로 자외선에 노출되도록 한다.
장치 하부로 자외선 조사의 동작은 전면 하단에 장착된 경보음 발생기(1162), LED 알림등(1163)으로 지연동작과 함께 사용자가 인지하고 자외선 노출을 피할 수 있도록 하고 동작과정에서 자외선 조사영역으로 사람 또는 동물의 진입시 동작감지센서(1165)를 통해 자외선 램프(440)의 전원을 차단하는 안전장치와 함께 이루어진다.
두가지 동작방식은 전면하단과 표시제어부(1166)에 설치된 무선수신모듈(1161)로 리모트 컨트롤러에 의해 수동 또는 자동예약형태로 제어될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 상측 반사판(310)과 하측 반사판(420), 자외선 램프(440) 및 루버(700)의 배치 단면도이다.
자외선 램프(440)는 자외선 램프(440)를 중심으로 상측 반사판(310)과 대칭되는 가상의 반사판(A)과, 상측 반사판(310)이 함께 형성하는 포물선형 곡면의 제1 초점(b1)에 위치하여, 상측 반사판(310)과는 평행형 반사광을 형성한다.
또한, 하측 반사판(420)에 대해서는, 하측 반사판(420)이 형성하는 포물선형 곡면의 축상으로 하측 반사판(420)의 초점인 제2 초점(b2)까지의 거리보다 짧은 초점거리(c2)에 위치하되, 이 위치는 상측 반사판(310)과 대칭되는 가상의 반사판(A)이 함께 형성하는 포물선형 곡면의 제1 초점(b1)과 일치된다. 자외선 램프(440)는 하측 반사판(420)과는 분산형 반사광을 형성한다.
일반적인 조명 장치 및 종래의 상층부 자외선 살균 조사장치의 반사판이 일체형 또는 대칭되는 2개의 반사판으로 구성되는 것과 다르게, 본원발명에 따른 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치(1)는 상측에 배치되는 상측 반사판(310)과 하측에 배치되는 하측 반사판(420)은 서로 대칭되지 않으며 분리된 형태로 배치된다. 따라서, 본원발명에 따른 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치(1)는 상단의 루버(700)를 통해 자외선을 조사할 때와, 하부 반사부(400)가 저면개방부(115, 126)의 외부로 회동되어 장치(1) 하부로 자외선을 조사할 때 각각의 조사방식(상부 조사, 하부 조사)에 맞는 형태의 조사광선을 형성할 수 있다.
사람이 상주하는 시간대에 루버(700)를 통해 공간의 상층부로 자외선을 조사하기 위해, 하부 반사부(400)가 저면개방부(115, 126)를 차폐한 상태일 수 있다. 이때, 자외선 램프(440)와 상측 반사판(310)의 배치 관계는, 상술한 바와 같이, 자외선 램프(440)가 자외선 램프(440)를 중심으로 상측 반사판(310)과 대칭되는 가상의 반사판(A)과, 상측 반사판(310)이 함께 형성하는 포물선형 곡면의 제1 초점(b1)에 위치하여, 초점거리(c1)만큼 이격 배치되어, 자외선 램프(440)와 상측 반사판(310)은 평행형 반사광을 형성한다. 평행형 반사광은 루버(700)를 통해 장치(1) 외부로 조사될 수 있다.
반면에, 사람이 상주하지 않는 시간대에는 하부 반사부(400)가 저면개방부(115, 126)를 개방하도록 회동되어, 하측 반사판(420)과 자외선 램프(440)가 하우징(100) 하측에 위치될 수 있다. 이때, 상술한 바와 같이, 하측 반사판(420)은 자외선 램프(440)와 분산형 반사광을 형성하며 장치(1)의 하부 영역으로 자외선을 조사할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 격리 차단판(200)은 상측 반사판(310)에 대한 자외선 램프(440)의 조사각이 최대로 확보되는 자외선 램프(440)의 최저면을 지향하며 아래로 기울진 형태로 자외선 램프(440)가 하측 반사판(420)부와 함께 회전시 간섭받지 않는 근접거리까지 연장된 것을 특징으로 한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 램프(440)와 상측 반사판(310) 및 루버(700)에 의해 하우징(100) 외부로 조사하는 자외선 세기의 시뮬레이션를 나타낸 것이다.
평행형 자외선광의 세기를 나타내는 시뮬레이션은 장치 하부의 생활공간내 자외선 노출을 허용기준 이하로 제한하는 조건으로 고안된 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치(1)에 1M거리에서 144㎼/㎠의 세기를 가진 45W의 자외선 램프(440)를 광원으로 적용하여 얻어진 자외선 조사범위와 세기이다.
도 13a과 같이 자외선 램프(440)는 상측 반사판(310)과 기 설정된 직경의 간격을 두고 상하로 대칭되는 가상의 반사판(A)이 형성되는 포물선형 곡면의 축(d)상에서 제1 초점거리(c1)는 제1 초점(b1)에 위치하여 장치 외부로 방사되는 대부분의 자외선은 상측 반사판(310)에 의한 평행광 형태로 루버(700)에 의해 상하로 분산되는 것이 제한되어 얕은 높이의 자외선층을 천장부근에 형성한다.
도 13b 및 도 13c는 자외선층의 측면과 상부단면으로 장치로부터 4M거리에 약 50cm인 자외선층의 높이는 루버(700)의 간격을 줄이거나 루버(700)의 폭을 넓혀 감소시킬 수 있으나 이는 자외선의 조사범위와 세기의 감소로 이어지므로 장치가 조사하는 중심점을 수평에서 일정각도로 상향하여 하부 공간의 자외선 노출을 제한하며 유효한 자외선 살균영역을 유지하는 것이 바람직하다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 램프(440)와 하측 반사판(420)이 형성하는 반사광의 지향점 산출식과 장치하부로 위치이동의 단면도를 나타낸 것이다.
자외선의 세기는 광원과 피사체 사이의 거리의 제곱에 반비례하는 역제곱 원리(inverse square law)에 따라 장치의 넓은 하부 공간에 유효한 자외선 세기를 조사하기 위해서는 하측 반사판(420)과 자외선 램프(440)가 형성하는 분산광이 적절한 지향점 또는 지향각을 가져야 하는데 다음과 같이 산출할 수 있다.
도 14a과 같이 반사판 없는 순 자외선 램프(440)가 1M거리에서 144㎼/㎠의 세기를 가지고 위치한 높이(e)를 2.2m할 때, 장치 바로 아래의 바닥면에서 자외선 세기는 역제곱 원리에 따라 144÷(2.2x2.2)로 약 30㎼/㎠로 산출된다. 벽으로부터 유효한 자외선 세기가 나타나는 Y축 거리는 f, 살균목표로 하는 실내 공간의 거리가 f+g일 때, 부가적으로 자외선 세기를 증가시키는 하측 반사판(420)과 자외선 램프(440)가 형성하는 반사광의 지향점은 g의 중간점을 지향해야 하고 그 각도(h)는 다음의 공식으로 산출된다.
h=tan-1[e÷(f+(g÷2))]
도 14b와 같이 하부로 위치 이동한 하측 반사판(420)의 곡면이 형성하는 포물선의 축(i)과 벽이 형성하는 각도(j)는 90˚- h 로 하부 반사부(400) 축의 회전각도를 조정하여 목표로 하는 공간범위에 유효한 자외선 세기로 조사할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 램프(440)와 하측 반사판(420)이 조사하는 자외선 세기의 시뮬레이션을 나타낸 것이다.
분산형 자외선광의 세기를 나타내는 시뮬레이션은 자외선 램프(440)와 하측 반사판(420)이 장치 하부로 이동하여 생활공간으로 자외선을 직접 조사하는 조건에서 고안된 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치(1)에 1M거리에서 144㎼/㎠의 세기를 가진 45W의 자외선 램프(440)를 광원으로 적용하여 얻어진 자외선 조사범위이다.
도 15a와 같이 자외선 램프(440)는 하측 반사판(420)의 곡면이 형성하는 포물선의 축(i)상에서 반사되는 자외선이 분산되도록 포물선의 제2 초점(b2)보다 일정거리를 하측 반사판(420)에 근접하게 고정되어 목표로 하는 장치 하부의 공간범위로 유효한 세기의 자외선이 조사되도록 한다.
도 15b와 같이 장치 하부의 공간에 직접 조사되는 자외선 세기의 분포도는 램프의 직사광과 반사판을 통해 전면으로 조사되는 램프의 후면 반사광이 중첩되는 포물선의 축(i)을 따라 자외선 세기가 증가되어 상대적으로 원거리까지 유효한 세기를 전달하는 형태로 도 14에서 산출한 지향각에 따라 벽으로부터 3~4m 거리의 바닥면에서 가장 높은 자외선 세기를 도 15c에서 보인다. 그리고, 루버(700)와 함께 구조적으로 자외선의 상하분산을 제한하며 상층부의 공간에 집중된 도 13c와 달리 제한없이 장치 외부로 램프와 반사판을 노출하지만 장치 하부 및 전면의 넓은 공간범위로 자외선을 분산 조사함으로써 동일거리에서 자외선 세기가 상대적으로 감소된 것을 도 15d에서 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치
100: 하우징 110: 내하우징
111: 측면부 112: 상면부
113: 브라켓 114: 전면 개방부
115: 저면개방부 116: 제어모듈
1161: 무선수신모듈 1162: 경보음 발생기
1163: LED 알림등 1164: 모터
1165: 동작감지센서 1166: 표시제어부
120: 외하우징 121: 상부프레임
122: 전면프레임 123: 저면프레임
1231: 공기유입부 124: 후면프레임
125: 전면개방부 126: 저면개방부
200: 격리 차단판 300: 상부 반사부
310: 상측 반사판 320: 공기토출부
321: 토출구 330: 제1 고정부
340: 제2 고정부 400: 하부 반사부
410: 바디부 411: 설치부
412: 끼움부 4121: 끼움홈
414: 연결부 415: 개폐부
416: 축삽입부 420: 하측 반사판
430: 램프고정 브라켓 440: 자외선 램프
450: 회전축 460: 축고정 브라켓
500: 누광 차단부 510: 반사판 접촉면
520: 고정부 600: 공기유동부
610: 공기유입유로 620: 공기배출유로
700: 루버 800: 측면커버
900: 벽부착브라켓 S: 공기배출부
A: 가상의 반사판 b1: 제1 초점
b2: 제2 초점 c1: 초점거리
c2: 초점거리

Claims (8)

  1. 전면이 개방된 전면개방부와 저면이 개방된 저면개방부가 형성되며, 상기 저면개방부의 후방의 후저면에는 공기유입부가 형성되는 하우징;
    상기 하우징 내부에 설치되며, 상부에는 공기가 배출될 수 있는 토출구가 형성된 공기토출부와, 상기 공기토출부 하단에서 후방으로 볼록하도록 완만한 곡면으로 연장되는 상측 반사판을 포함하는 상부 반사부;
    상기 하우징 내부를 바라보도록 배치되며 하방으로 볼록하도록 완만한 곡면으로 형성되는 하측 반사판과, 상기 하측 반사판의 상측에 설치되는 자외선 램프를 포함하며, 상기 하우징의 하부에 회동 가능하게 설치되어 상기 하우징의 저면개방부를 개폐하는 하부 반사부;
    상기 하우징 내부에 설치되되, 상기 자외선 램프의 후방에서 상기 상측 반사판과 상기 하측 반사판 사이에 배치되어, 상기 상측 반사판의 반사광과 상기 하측 반사판의 반사광을 격리하는 격리 차단판;
    서로 소정 간격 이격 배치되는 복수의 판으로 이루어지며, 상기 하우징의 전면개방부에 설치되되, 상기 전면개방부의 높이보다 낮은 높이로 설치되는 루버; 및
    상기 하우징의 내측에서 상기 상부 반사부의 후방에 구비되어, 상기 공기유입부와 연통되는 공기유입유로와, 상기 공기유입유로와 연결되며 상기 토출구와 연통되는 공기배출유로를 포함하는 공기유동부;을 포함하되,
    상기 자외선 램프는,
    상기 자외선 램프를 중심으로 상기 상측 반사판과 대칭되는 가상의 반사판(A)과, 상기 상측 판사판이 함께 형성하는 포물선형 곡면의 제1 초점(b1)에 위치하여, 상기 상측 반사판과는 평행형 반사광을 형성하고,
    상기 하측 반사판에 대해서는, 상기 하측 반사판이 형성하는 포물선형 곡면의 축상으로 상기 하측 반사판의 초점인 제2 초점(b2)까지의 거리보다 짧은 초점거리(c2)에 위치하되, 이 위치는 상기 상측 반사판과 대칭되는 가상의 반사판(A)이 함께 형성하는 포물선형 곡면의 상기 제1 초점(b1)과 일치되어, 상기 하측 반사판과는 분산형 반사광을 형성하는 것을 특징으로 하는 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 격리 차단판은 상기 상측 반사판과 상기 하측 반사판의 후방에서부터 전방까지 돌출되는 길이로 형성되되,
    상기 격리 차단판에서,
    상기 상측 반사판과 상기 하측 반사판의 전방으로 돌출되는 부분은, 상기 하부 반사부가 상기 저면개방부의 개폐를 위해 회동할 때, 상기 자외선 램프와 간섭되지 않는 거리까지 전방으로 돌출되고,
    전방으로 돌출된 부분의 단부는 상기 자외선 램프의 최저면을 향하도록 하방으로 기울어지게 형성되어, 상기 상측 반사판에 대한 상기 자외선 램프의 조사각을 확보할 수 있는 것을 특징으로 하는 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 루버가 상기 전면개방부에서 상기 공기토출부의 하단 높이까지 설치되어,
    상기 상측 반사판과 상기 자외선 램프의 전방에는 상기 루버가 설치되고,
    상기 공기토출부의 전방에는 상기 루버가 설치되지 않은 개방된 상태의 공기배출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 자외선 램프에서 조사되는 자외선은 상기 루버를 통해서 상기 하우징 외부로 조사되어, 상기 하우징 외부의 전면과 측면에 자외선 층이 형성되고,
    상기 공기유입부를 통해 상기 공기유동부로 유입되어 상기 토출구로 배출되는 공기는 상기 공기배출부를 통해서 상기 하우징 외부로 배출되어, 상기 하우징 외부의 자외선 층으로 유입되는 것을 특징으로 하는 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부 반사부는,
    상기 하측 반사판을 고정하기 위한 바디부;를 포함하며,
    상기 바디부는,
    상기 하측 반사판의 크기 및 곡률과 대응되게 형성되어, 상면에 상기 하측 반사판이 안착되는 설치부;
    상기 설치부의 상단과 하단에서 내측으로 구부러지는 형태로 돌출 형성로 형성되어, 상기 하측 반사판의 상단과 하단이 끼워질 수 있는 끼움홈이 형성되는 끼움부; 및
    상기 설치부의 하측에서 상기 설치부와 소정 각도를 가지고 연결부에 의해 연결되어, 상기 하우징의 저면개방부를 차폐할 수 있도록 상기 저면개방부의 크기 및 형상에 대응되게 형성되는 개폐부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 루버와 상기 하우징의 내측면은 외부로 방사되는 자외선이 확산되는 것을 제한하도록 자외선 흡수 또는 무반사의 표면처리가 된 것을 특징으로 하는 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 하측 반사판 내측면에 밀착되도록 상기 하측 반사판 내측면의 곡률에 대응되는 곡면으로 형성되어, 상기 하우징의 내측에 배치되는 누광 차단부를 더 포함하여,
    상기 누광 차단부를 통해 상기 하측 반사판과 상기 하우징의 저면개방부 사이로 자외선이 누출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 가변형 상층부 자외선 살균 조사장치.
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