KR20120008720U - 휴대용 살균기 - Google Patents

Abstract

용액을 수용할 수 있는 용기 내부에 전기분해용 전극이 설치되고, 아울러, 용기 내부에서 살균수를 흡입하여 외부로 분무할 수 있는 관형 초음파 노즐이 설치되는 것을 특징으로 하는 휴대용 살균기가 개시된다. 이때, 용액은 아염소산나트륨용액을 사용할 수 있고, 살균수를 흡입하는 관형 초음파 노즐 입구는 전기분해용 전극에 인접하게 설치될 수 있다.
본 고안에 따르면 휴대에 적합한 작은 크기와 간단한 구성을 통해 자체 내부에서 전기분해를 통해 적합한 살균 물질을 형성할 수 있고, 그 살균 물질을 외부로 분무하여 간편하게 사용할 수 있다.

Description

휴대용 살균기 {portable sterillizer}

본 고안은 휴대용 살균기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휴대용으로서 전기분해를 통해 살균용액을 준비하고 이를 분무하여 주변 물품을 살균하여 사용할 수 있는 살균기에 관한 것이다.

근래에 신종플루나 조류독감과 같은 새로운 바이러스성 질환, 세균성 질환의 세계적 유행에 대한 경각심이 높아지고 있다. 다수의 이들 전염성 질환은 손씻기와 같은 기본적인 예방법을 통해서 상당부분 효과적으로 예방될 수 있는 것으로 알려지고 있으며, 소지하면서 수시로 손을 닦을 수 있는 손세정제 등이 질환에 대한 대비로서 많이 시판되고 있다.

이러한 손세정제나 물티슈 등은 손을 씻는 데에는 적합할 수 있지만 위생상태가 의심스러운 좌석을 살균, 소독하거나, 표면이 닦기에 적합하지 않은 생활 용품들을 살균하거나, 기타 이들 수단으로 살균 소독을 실시하기에 적합하지 않은 대상들을 살균, 세정하는 데에는 문제가 있고, 인체의 눈이나 구강과 같은 점막이 드러나는 생체 부분에 대해서는 다른 수단을 사용할 필요가 있다. 또한 대상이 일일히 손으로 닦기에는 크거나 불편할 수도 있다.

종래에 가정이나 사무실 등 실내에서 살충의 목적으로 연무식 소독을 하거나, 농약을 뿌릴 때 사용하는 노즐식 분무기로 구석구석을 분무 소독하는 경우도 많이 있지만 이런 방식이 소독은 대상 공간이 너무 넓어지거나, 생활에 대한 불편을 느끼게 할 수 있고, 간단히 소지하기에는 너무 커서 사용이 불편할 수 있다.

밀폐된 용기에 휘발성 물질과 살균제를 넣고 밸브노즐을 눌러 살균을 실시하는 스프레이와 악력을 이용하여 용기의 약액을 빨아올리면서 압력을 가해 좁은 노즐구멍을 통과시켜 분무하는 분무식 스프레이도 살균에 적합하게 사용될 수 있다. 그러나, 휘발성 물질을 사용하는 스프레이는 휘발성 물질과 용기의 일회성에 따라 환경 문제를 야기하는 경우가 많고, 경제적 단위를 확보하기 위해서는 용기가 커져서 휴대하기에 적합하지 않은 경우가 많다. 또한, 악력을 이용하는 기계적인 스프레이는 손으로 쥐기에 적합한 크기를 가지므로 스프레이 장치 자체로서 이미 일정한 크기를 넘어서 휴대에 적합하지 않은 경우가 많다.

따라서, 휴대전화기 수준으로 휴대하면서 부담스럽지 않고, 수시로 자유롭게 사용할 수 있으며, 리필을 통해 경제적으로 사용할 수 있는 휴대용 살균기가 있다면 편리할 것이다.

한편, 살균을 위해 사용할 수 있는 살균제, 세정제로는 여러가지 물질이 사용될 수 있으며, 다양한 살균제가 개발되어 왔다. 이들 가운데 생활 주변에서 생활 물품에 대해 사용하는 살균제는 살균성이 우수한 것이 필요하지만 인체 독성이 크지 않아 안전하고, 경제적인 것이 요청된다.

살균 목적에 사용되는 물질로서의 소독제의 종류에는 보다 구체적 예시로서 염소(Cl₂), 클로라민(NH₂Cl), 이산화염소(ClO₂), 오존(O₃) 및 자외선(UV) 등이 있다. 일반적으로 수용액에서 1 ppm 이하인 소독제의 농도는 박테리아, 바이러스, 곰팡이, 세균 및 포자를 포함하는 매우 다양한 미생물을 소멸할 수 있는 것으로 알려져 있다. 또한, 수백 ppm 까지 농도를 증가시킨 소독제의 경우에는 폐수나 산업용수(예를 들면 냉각수 등)의 처리, 과일 및 채소 등의 살균, 석유산업의 아황산염 처리, 섬유 또는 의료분야 폐기물 처리등의 다양한 분야에 대해 적용되고 더욱 높은 살균성 제공하는 것으로 알려져 있다.

이러한 살균, 소독제 중에서 가장 일반적으로 사용되고 있는 염소는 화학적으로 안정된 물질로서, 잔류성을 가지고 제조비용이 저렴하여 주로 수도물의 소독처리나 가정 및 업소 등에서의 소독용으로 사용되고 있다.

또한, 소독제 용도로 사용되는 염소(Cl)는 대부분 염소가스(Cl₂) 또는 차아염소산나트륨(NaOCl)의 용액상태로 이용되고 있다. 차아염소산나트륨(NaOCl) 용액의 경우 통상 고농축 상태로 유통되어지는 바, 취급시 안전상의 상당한 주의가 요구된다.

또한, 차아염소산나트륨(NaOCl) 용액은 휘발성이 높아 장기간 보관하기가 용이하지 않고, 일반적으로 고농도로 제공되므로 실제 사용시에는 매번 이를 희석하여 사용하여야 하는 번거로움이 있으며, 아울러 희석하여 사용하는 경우 그 농도를항상 일정하게 유지하는 것은 사실상 어려움이 있으므로 그 적용범위 및 용도가 매우 한정적이라는 문제점이 있다.

일반적으로 염소(Cl₂)는 소독시 발암물질인 소독부산물이 다량 발생되는데, 이러한 소독부산물은 인체에 매우 유해한 것으로 알려져 있다. 또한, 소독제로 염소를 사용할 경우 기존 세균들 중 염소에 내성을 가진 변이종들이 다량 발생될 수 있어 결국 소독의 효과를 떨어뜨리게 된다. 그러나, 대체 소독제의 검토에 있어서는 그 대부분이 매우 고가이거나 또는 소독 효과가 낮으며, 또한 보관 및 관리에 있어서도 어려움이 있어 대체가 용이하지 않다.

또한, 같은 염소계열의 소독제인 이산화염소의 경우, 통상 용해도가 낮고, 비용면에서 비교적 저렴하고 소독부산물이 매우 적게 발생되어 안전하나 그 처리공정이 복잡하고 어려워 기존에는 가정용이나 업소용으로는 적합하지 않고 대부분 산업용으로 이용되고 있다. 아염소산나트륨용액을 전기분해하여 이산화염소 일부가 용존된 살균수를 제조하는 프로세스에 대해서는 이미 공지되어 있다.

본 고안은 휴대에 적합하고, 자체 내부에서 전기분해를 통해 적합한 살균 물질을 형성할 수 있고, 소형화에 적합하도록 간단하면서도 분무에 적합한 구조를 가지는 휴대용 살균기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 용액을 수용할 수 있는 용기 내부에 전기분해용 전극이 설치되고, 아울러, 용기 내부에서 살균수를 흡입하여 외부로 분무할 수 있는 관형(중공형) 초음파 노즐이 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 고안에서 용액은 물에 소금을 녹인 염화나트륨용액(소금물)이거나 물에 아염소산나트륨을 용해시킨 아염소산나트륨용액일 수 있다.

본 고안에서 살균수를 흡입하는 관형 초음파 노즐 입구는 전기분해용 전극에 인접하게 설치될 수 있으며, 전기분해용 전극 가운데 주된 살균물질(가령, 아염소산나트륨 용액의 경우에는 이산화염소, 소금물의 경우에는 전극에서 발생한 염소가스가 물에 녹아 생기는 차아염소산수)이 생기는 전극의 주위에 관형 초음파 노즐의 초음파 인가부가 설치될 수 있다.

본 고안에 따르면 휴대에 적합한 작은 크기와 간단한 구성을 통해 자체 내부에서 전기분해를 통해 적합한 살균 물질을 형성할 수 있고, 살균 물질을 외부로 분무하여 간편하게 사용할 수 있다.

도1은 본 고안에 따른 일 실시예의 외관을 나타내는 사시도이며,
도2는 도1 실시예의 케이스 내부에 장착되는 살균수 용기에 대한 사시도,
도3은 도1의 실시예의 살균수 용기 내에 장착되는 전극 구성예를 나타내기 위한 사시도,
도4는 본 고안의 한 실시예에서 용기에 초음파노즐과 전기분해 전극이 설치되는 형태를 간략화하여 개념적으로 나태내는 단면도,
도5는 본 고안에 사용되는 초음파노즐의 한 구성형태를 나타내는 단면도이다.

이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 고안을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 고안에 따른 일 실시예의 외관을 나타내는 사시도이며, 도2는 도1 실시예의 케이스 내부에 장착되는 살균수 용기에 대한 사시도, 도3은 도1의 실시예의 살균수 용기 내에 장착되는 전극 구성예를 나타내기 위한 사시도이다.

도시된 바에 따르면 휴대용 살균기(1)의 외부 케이스(11)에는 살균수 분무 작동을 위한 버튼(14)이 설치되고, 살균수를 분무하는 분사구(13)가 형성되어 있다. 사용하지 않을 때에는 분사구(13)를 덮어 보호하기 위한 커버(18)도 설치되어 있다.

케이스(11)의 물통커버(16)를 열고 설치되는 용기(20)는 투명의 본체(21)와 본체 일면을 덮어 용기를 닫으며 케이스의 내부에 결합되기 위한 구성이 있는 장착커버(23)를 구비하고, 장착커버(23)에는 하단부에 가깝게 전기분해용 전극(27) 및 그 위에 설치될 초음파노즐을 설치하기 위한 전극장착부(29) 및 노즐장착부(24)가 형성되어 있다.

전극장착부(29) 및 노즐장착부(24)는 살균수 누출을 방지하기 위해 패킹을 개재한 상태로 전기분해용 전극(27) 및 초음파노즐을 고정하게 된다.

전기분해용 전극(27)에는 두 개의 서로 다른 극성을 가진 넓은 개별전극(25a, 25b)이 서로 대향하는 형태를 가지고, 각각의 개별전극(25a, 25b)은 패킹을 구비하는 전극장착부(29)를 관통하여 외부 단자와 일체로 연결되어 있다. 외부 단자는 케이스(11) 내에 장착되는 건전지나 충전지 혹은 USB 전원 단자 등과 연결되어 직류 전기를 공급받을 수 있도록 설치된다.

간략하게 개념적으로 도시된 도4를 참조하면, 살균수를 위해 용기(20') 내에 아염소산나트륨 용액 혹은 소금물을 이용하는 경우에는 전기분해용 전극의 개별전극들(25) 가운데 위쪽이 이산화염소 용액 혹은 차아염소산수 발생이 이루어지는 양극성을 띄는 전극으로서 설치되며, 그 위에 양극성 개별전극과 가깝게 초음파노즐(30)이 설치된다. 이로써, 양극성 개별전극 주변에서 발생하는 이산화염소 가스는 물에 용존된 상태로 혹은 일부 가스 거품 형태로 살균수로서 초음파노즐(30)의 유입구로 유입되고, 염소가스는 물에 녹아 차아염소산수 형태로 초음파노즐(30)의 유입구로 유입된다.

전원을 연결하여 살균기를 처음 사용하기 시작할 때에 용기 내의 소금물 내에서는 전체적으로는 충분한 차아염소산(HOCl) 이온의 농도가 확보되지 않는다. (아염소산나트륨 용액의 경우에는 충분한 이산화염소 농도가 확보되지 않는다.) 따라서, 살균수에 적합한 차아염소산(HOCl) 이온의 농도를 확보하기 위해서는 전기분해용 전극(27)에 전원을 인가한 후 일정 시간이 지나거나 혹은 별도로 설치된 센서를 통해 산성도나 농도를 확인한 뒤에 초음파 노즐에 전원을 인가하여 분무를 시작하는 구성을 생각할 수 있다.

그러나, 본 실시예와 같은 경우에는 양극성 개별전극에 바로 인접하여 있는 초음파 노즐의 유입구 주변에서는 차아염소산 이온의 농도가 다른 부분보다 더 높게 분포되므로 전체적으로 충분한 차아염소산 이온의 농도가 확보되지 않는 경우에도 전기분해 시작과 함께 초음파 노즐(30)에도 전원을 인가하여 살균수 분무를 시작할 수 있다는 장점을 가질 수 있다.

위의 어느 경우나, 용기 내의 용액에서 살균 물질의 농도가 일정 이상의 농도가 되면 센서(미도시)를 통해 이를 감지하고 전기분해용 전극에 전원을 인가하는 것은 중단하고 초음파 노즐만을 작동시켜 세정수를 분무하는 방식도 생각할 수 있다.

도5는 본 고안에서 사용될 수 있는 초음파노즐(30)의 가능한 일 구성에 대한 단면도를 나타낸다. 이런 구성에서 중공의 파이프 형태의 노즐 본체(31)의 길이 방향 중간에 중공 파이프에 의해 관통되는 형태로 링형 압전소자(35)가 설치되고, 압전소자(35)의 양단에는 역시 링형의 전압인가용 전극(36a, 36b)이 설치된다. 이런 구성은 다른 분무 장치에 비해 구조적으로도 간단하고, 분무를 위한 장치의 설치 공간을 상당한 정도로 절약할 수 있도록 하는 장점이 있다.

도면상에는 명시되지 않지만 초음파 노즐의 압전소자가 용기 내의 살균수 내에 상당부분이 위치한다면 개별전극에서 발생한 이산화염소나 염소의 기포를 더 작은 기포로 쪼개거나 물에 대한 용해도에 영향을 끼쳐 더 효과적인 살균수 분무가 이루어지도록 하는 것도 생각할 수 있다.

도면상에는 명확하게 도시되지 않지만, 당연히 케이스(11) 내에는 초음파 노즐(30)의 압전소자(35)나 전기분해 전극(27)에 전압을 인가하기 위한 회로 장치 및 전원 장치가 구비된다. 전기분해에 의한 살균 물질 형성에 당연히 전원 장치가 필요하고, 전기분해 전극에 전압을 인가하기 위한 회로 장치가 필요하다는 것을 전제로 할 때,(비록 전기분해 전극에 인가되는 전압과 압전소자에 인가되는 전압의 형태가 다를지라도 케이스 내에 설치된 하나의 PCB 내에서 변환기를 설치하는 것은 충분히 가능하며, 추가 공간도 많이 필요하지 않을 것이므로,) 분무를 위해서는 압전소자를 포함하는 초음파 노즐이 추가되면 되고, 초음파 노즐은 다른 기계적 분무 장치들에 비해 비교적 간단한 구조로 소형으로 장착이 가능하므로 조립상의 어려움이나 설치 공간을 위한 요구를 줄여 소형의 휴대용 살균기 구성에 적합하게 된다.

이런 구성을 가진 살균기의 동작시키기 위한 과정을 살펴보면, 먼저 케이스(11)의 물통 커버(16)를 열고 살균수 용기(20)를 분리하고, 용기(20)의 장착커버(23)를 분리하여 용기(20) 내에 살균제 물질을 투입한다. 살균제 물질로는 자체가 살균성을 가지는 물질도 가능하지만 용기(20) 내에 설치되는 전기분해 전극의 개별전극들(25)에 의해 직접적인 살균물질을 형성시킬 수 있는 원료물질을 넣게 되고, 대개 염소를 포함하는 물질로서, 주로 세정용 식염수로도 많이 판매되는 0.9% 농도의 염화나트륨 용액을 넣거나, 이와 상응하도록 물과 소금 적량을 별도로 넣게 된다. 장착커버(23)를 다시 닫고, 케이스 내에 용기(20)를 다시 장착한다. 실시예에 따라 케이스를 열고 장착커버는 케이스 내에 결합된 상태를 유지하면서 용기의 본체만 분리하여 살균을 위한 원료 물질을 담은 상태로 케이스와 재결합시키는 구성도 가능하다.

살균을 위한 원료 물질이 용기에 담긴 상태에서 전원 버튼(14)을 눌러 전기분해 전극(27)에 직류전압을 인가한다. 이 직류전압원으로는 3.7볼트(V) 단자 전압을 가진 충전형 리튬이온 전지를 사용할 수 있다. 직류전압 인가와 함께 25ml 용량의 용기 내에는 대략 15초 정도면 살균력 99.9%에 달하는 농도의 차아염소산수가 형성된다. 이 직류전압 인가와 동시에 혹은 10여초 정도의 시간 간격을 두고 초음파 노즐(30)의 압전소자(35)에도 전기분해 전극에 인가된 전압과 별도로 전압이 인가된다. 초음파와 관련하여 압전소자는 가령, 91kHz에서 상하로 5kHz 정도 범위의 주파수 및 0.8 내지 2.4와트(W)의 출력으로 운용된다. 전기분해 전극 가운데 상부에 있는 개별전극(25a)에는 염소 혹은 이산화염소 가스 등의 살균 물질이 발생하고, 이 가운데 상당부분은 용해되어 차아염소산수 혹은 이산화염소 용액을 형성하고 일부는 미세한 가스 기포의 형태로 용출될 수 있다. 개별전극으로는 내구성, 내화학성이 양호한 티타늄 메쉬(mesh)에 백금족 화합물을 코팅하여 살균 물질 형성 효율을 높인 것을 사용할 수 있다.

개별전극(25a) 주변에서 차아염소산 이온이 포함된 용액은 초음파 노즐(30)의 유입구를 통해 유입되어 초음파노즐의 중공이 이루는 관을 지나면서 압전소자(35)의 작용으로 무화되고 초음파노즐의 출구(33)로 분무되어 살균 대상물에 닿아 대상물을 살균, 소독하는 작용을 하게 된다.

에어졸 형태로 분무되는 차아염소산 용액은 살균력도 양호하고 유해 부산물 생성이 적으며, 여기서는 용기내의 개별 전극을 통해 즉석에서 형성되어 사용되므로 종래에 고농축 상태로 유통되어 취급시 주의가 요구된 단점, 휘발성이 높아 장기간 보관하기가 용이하지 않고, 실제 사용시에는 매번 희석하여 사용하여야 하는 번거로움이 있었던 단점을 극복할 수 있다.

원료 물질로 아염소산나트륨 용액을 사용하는 경우에도 전기분해에 따른 결과물인 이산화염소 용액이 살균 대상물에 닿아 최종적으로는 이산화염소 기체의 형태로 대상물을 살균, 소독하는 작용을 하게 된다.

차아염소산 용액과 이산화염소 기체는 모두 인체에 대한 독성이 크지 않으므로 대상물은 손이나 얼굴, 구강, 소파나 침구, 장난감, 식기 등이 될 수 있다. 따라서, 본 고안의 살균기는 손이나 옷, 침구의 소독, 입 냄새 제거, 사무실의 책상이나 사무용품의 살균 소독, 차량내부의 살균 소독, 가습을 겸한 얼굴에 대한 분무 등에 사용될 수 있다.

본 고안과 같은 살균기 구성에 따르면 통상의 휴대전화기 정도의 직육면체 형태의 살균기를 제작하여 소지하고 사용하기 간편하게 되어 어디서나 살균, 소독을 필요로 하는 대상물을 닦을 필요 없이 간단하게 분무 방식으로 살균처리할 수 있다.

이상에서 본 고안은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 고안의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한　것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 실용신안등록청구범위에 속함은 당연한 것이다.

11: 케이스 13: 분사구
14: 버튼 16: 물통커버
20: 용기 21: 용기 본체
23: 장착커버 24: 노즐장착부
25, 25a, 25b: 개별전극 27: 전기분해 전극
29: 전극장착부 30: 초음파노즐
31: 노즐 본체 33: 출구
35: 압전소자 36a, 36b: 전압인가용 전극

Claims (4)

1. 액상물질을 수용할 수 있는 용기, 상기 용기 내부에 설치되는 전기분해용 전극, 상기 용기 내부에서 액상물질을 유입하여 외부로 분무할 수 있도록 압전소자를 가지는 관형 초음파 노즐, 상기 전기분해용 전극 및 상기 관형 초음파 노즐의 압전소자에 전압을 인가하기 위한 전원 장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 휴대용 살균기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 액상물질은 소금물 혹은 아염소산나트륨 용액인 것을 특징으로 하는 휴대용 살균기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 관형 초음파 노즐 유입구는 상기 전기분해용 전극 가운데 주된 살균물질이 발생하는 전극에 인접하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 휴대용 살균기.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 전기분해 전극은 상기 압전소자에 인접하게 설치되는 것을 특징으로 하는 휴대용 살균기.

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