KR20200039421A - 광원 유닛 및 이를 갖는 살균 장치 - Google Patents

광원 유닛 및 이를 갖는 살균 장치 Download PDF

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Abstract

발명의 실시 예에 개시된 살균장치는, 제1수용부를 갖는 커버; 상기 제1수용부에 배치된 회로기판; 상기 회로 기판에 발광소자; 상기 발광소자와 대면하는 투광 부재; 상기 투광부재를 갖고 상기 커버 내부에 체결된 방수 커버; 개구부를 갖고 상기 커버에 결합된 케이스를 포함하며, 상기 케이스의 개구부의 상부에는 상기 방수 커버가 배치되며, 상기 케이스는 상기 개구부의 바닥에 인접한 유입구, 상기 유입구에 연결된 유출 파이프, 상기 방수 커버에 인접한 유출구 및 상기 유출구에 연결된 유출 파이프를 포함할 수 있다.

Description

광원 유닛 및 이를 갖는 살균 장치{LIGHT SOURCE UNIT AND STERILIZING APPARATUS}
발명의 실시 예는 광원 유닛에 관한 것이다.
발명의 실시 예는 광원 유닛을 갖는 살균 장치를 제공한다.
발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)는 GaAs 계열, AlGaAs 계열, GaN 계열, InGaN 계열 및 InGaAlP 계열 등의 화합물 반도체 재료를 이용하여 발광 원을 구성할 수 있다.
이러한 발광 다이오드는 패키지화되어 다양한 색을 방출하는 발광소자로 이용되고 있으며, 발광소자는 칼라를 표시하는 점등 표시기, 문자 표시기 및 영상 표시기 등의 다양한 분야에 광원으로 사용되고 있다.
특히, 자외선 발광 다이오드(UV LED)의 경우, 단파장의 경우, 살균, 정화 등에 사용되며, 장파장의 경우 노광기 또는 경화기 등에 사용될 수 있다. 그러나, 단파장의 자외선 발광 다이오드가 응용되고 있는 환경은 대부분 고습이거나 물속인 경우가 많아, 방습, 방수 기능의 저하로 인해 소자 불량이 초래되고, 동작 신뢰성이 떨어질 수 있다.
발명의 실시 예는 살균용 광원 유닛을 제공한다.
발명의 실시 예는 흐르는 수류 파이프에 연결되고 상기 수류 파이프에 흐르는 물을 소정 시간 체류시키고 살균하기 위한 살균 장치를 제공한다.
발명의 실시 예는 물이 흐르는 수류 파이프에 연결된 케이스 및 상기 케이스 내부를 살균하기 위한 광원 유닛 및 이를 갖는 살균 장치를 제공한다.
발명의 실시 예는 케이스의 바닥과 케이스의 입구에 인접한 위치에 유입구 및 유출구를 선택적으로 살균 장치를 제공한다.
발명의 실시 예는 케이스의 바닥에 인접한 위치에 유입구 및 케이스의 개구부에 인접한 위치에 유출구를 배치한 살균 장치를 제공한다.
발명의 실시 예는 케이스의 바닥에 인접한 유입구 및 광원 유닛에 인접한 유출구를 배치한 살균 장치를 제공한다.
발명의 실시 예는 광원유닛을 갖는 커버를 물을 체류시키는 케이스에 결합시킨 살균 장치를 제공한다.
발명의 실시 예는 자외선 광원을 갖는 광원 유닛 및 이를 갖는 살균 장치의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 광원 유닛은 수류 속에서의 살균 장치로 제공될 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 살균 장치는, 제1수용부를 갖는 커버; 상기 제1수용부에 배치된 회로기판; 상기 회로 기판에 발광소자; 상기 발광소자와 대면하는 투광부재; 상기 투광부재를 갖고 상기 커버 내부에 체결된 방수 커버; 개구부를 갖고 상기 커버에 결합된 케이스를 포함하며, 상기 케이스의 개구부의 상부에는 상기 방수 커버가 배치되며, 상기 케이스는 상기 개구부의 바닥에 인접한 유입구, 상기 유입구에 연결된 유출 파이프, 상기 방수 커버에 인접한 유출구 및 상기 유출구에 연결된 유출 파이프를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 방수 커버에는 투광부재의 하면 에지에 제1방수 부재, 및 상기 투광부재의 상면 에지에 제2방수 부재를 포함하며, 상기 제2방수 부재는 상기 방수 커버의 내면과 상기 투광부재의 상면에 접촉될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 커버는 상기 제1수용부 상에 배치된 플랫부, 상기 제1수용부의 외측에 배치된 측벽부, 및 상기 플랫부로부터 상기 방수 커버 방향으로 돌출된 방수 격벽을 포함하며, 상기 회로 기판은 상기 방수 격벽 내의 제1오목부에 배치되며, 상기 방수 격벽과 상기 측벽부 사이에 제3방수 부재를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 커버 상에 배치된 방열판을 포함하며, 상기 방열판은 상기 커버 상에 배치된 방열 몸체, 상기 방열 몸체로부터 상기 제1수용부 방향으로 돌출된 접촉부, 및 상기 방열 몸체로부터 돌출된 복수의 방열 핀을 포함하며, 상기 커버는 상기 접촉부가 배치된 방열 구멍을 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 유입구와 상기 유출구는 상기 케이스의 개구부 내에 서로 다른 방향에 배치되며, 상기 유입 파이프 및 상기 유출 파이프는 상기 케이스를 기준으로 서로 다른 방향으로 돌출될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 케이스의 개구부의 바닥부터 상기 방수 커버와의 거리는 D1이고, 상기 케이스이 개구부의 내부 반경은 r이며, 상기 D1는 상기 반경 r의 3배 이상이며, 상기 유출구를 기준으로 상기 커버와의 거리는 D2이고, 상기 케이스의 개구부의 바닥과의 거리는 D3이며, 상기 D2:D3의 비율은 9:1 내지 14:1의 범위일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 유입구를 기준으로 상기 개구부의 바닥과의 거리는 D4이며, 상기 커버와의 거리는 D5이며, 상기 D4:D5의 비율은 1:2 내지 1:3.5의 범위일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 발광소자는 100nm 내지 280nm의 파장 대역을 발광할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 살균 장치는 물이 체류하는 시간을 증가시켜 살균력을 증가시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예는 물이 흐르는 케이스에 결합되는 커버에 광원 유닛을 결합시켜, 효율적으로 물을 살균할 수 있는 장치를 제공할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 광원 유닛은 투광부재 및 다중의 가스켓으로 밀착시켜 주므로, 방수 또는 방습 특성을 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 광원 유닛은 외부에 회로기판과 접촉된 방열판을 배치하여, 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 발명의 실시 예에 따른 살균 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 살균 장치에서 커버와 케이스의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 커버에 결합되는 방수커버의 분해 단면도의 예이다.
도 4는 도 3에서 방수커버가 제거된 커버의 사시도이다.
도 5는 도 4에서 커버에 방열판이 결합된 사시도이다.
도 6은 도 1 및 도 5의 방열판의 사시도의 예이다.
도 7은 도 3의 커버에 방수커버가 결합된 측 단면도의 예이다.
도 8은 도 2 및 도 7의 커버의 사시도이다.
도 9는 도 1의 살균장치에서 커버의 외부를 나타낸 사시도이다.
도 10은 도 1의 살균 장치의 측 단면도의 예이다.
도 11은 도 10에서 케이스의 유출구를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 11에서 커버와 케이스의 결합을 나타낸 상세 도면이다.
도 13는 도 11의 케이스 내에서 수류의 회전 방향을 나타낸 도면이다.
도 14는 발명의 실시 예에 따른 살균 장치의 평면도이며, 유입 파이프 및 유출 파이프의 배치 위치의 제1변형 예이다.
도 15는 발명의 실시 예에 따른 살균 장치의 평면도이며, 유입 파이프 및 유출 파이프의 배치 위치의 제2변형 예이다.
도 16은 발명의 실시 예에 따른 살균 장치의 평면도이며, 유입 파이프 및 유출 파이프의 배치 위치의 제3변형 예이다.
도 17은 발명의 실시 예에 따른 살균장치의 케이스 내에서의 수류의 유속을 나타낸 도면이다.
도 18은 도 17의 케이스의 영역에 따른 수류의 유속을 비교한 도면이다.
도 16은 발명의 실시 에에 따른 커버 내의 발광소자의 예를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나이상을 포함 할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 확정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도 1은 발명의 실시 예에 따른 살균 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 살균 장치에서 커버와 케이스의 분해 사시도이며, 도 3은 도 2의 커버에 결합되는 방수커버의 분해 단면도의 예이고, 도 4는 도 3에서 방수커버가 제거된 커버의 사시도이며, 도 5는 도 4에서 커버에 방열판이 결합된 사시도이고, 도 6은 도 1 및 도 5의 방열판의 사시도의 예이며, 도 7은 도 3의 커버에 방수커버가 결합된 측 단면도의 예이고, 도 8은 도 2 및 도 7의 커버의 사시도이며, 도 9는 도 1의 살균장치에서 커버의 외부를 나타낸 사시도이고, 도 10은 도 1의 살균 장치의 측 단면도의 예이며, 도 11은 도 10에서 케이스의 유출구를 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 도 11에서 커버와 케이스의 결합을 나타낸 상세 도면이다.
도 1 내지 도 12를 참조하면, 발명의 실시 예에 따른 살균 장치(300)는 광원을 갖는 커버(310) 및 상기 커버(310)가 결합된 케이스(410)를 포함한다.
상기 커버(310)에는 방수 커버(250), 발광소자(100) 및 회로기판(201)이 결합된다. 상기 커버(310) 및 이에 결합된 구성들은 광원 유닛 또는 살균 유닛일 수 있다. 상기 광원 유닛 또는 살균 유닛은 자외선 광을 발광하며 물 속에 있는 미생물을 정화하거나 살균하게 된다.
상기 커버(310)는 탑뷰 형상이 원 형상이거나 타원 또는 다각형 형상일 수 있다. 상기 제1수용부(R1)의 바텀뷰 형상은 원 형상일 수 있다. 상기 커버(310)는 제1수용부(R1), 플랫부(31) 및 측벽부(32)를 포함할 수 있다. 상기 제1수용부(R1)는 하부가 오픈될 수 있으며, 예컨대 상기 측벽부(32)의 내부 영역이 오픈될 수 있다.
상기 커버(310)는 상기 플랫부(31)로부터 방수 커버(250) 방향으로 돌출된 방수 격벽(35)을 포함할 수 있다. 상기 방수 격벽(35)은 상기 제1수용부(R1) 상부를 제1오목부(R2) 및 제2오목부(R3)로 분리시켜 줄 수 있다. 도 3과 같이, 상기 방수 격벽(35)의 높이(C2) 또는 두께는 상기 측벽부(32)의 높이(C1) 또는 두께보다 작을 수 있다. 상기 제1오목부(R2)는 상기 방수 격벽(35) 내부에 배치되며, 상기 제2오목부(R3)는 상기 방수 격벽(35)과 상기 측벽부(32) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1오목부(R2)의 바텀뷰 형상은 원 형상이거나 다각형 형상일 수 있다. 상기 제2오목부(R3)는 상기 방수 격벽(35)의 외측을 따라 원형 홈이거나 루프(loop) 형상으로 배치될 수 있다.
상기 커버(310)의 측벽부(32)의 내면에는 제1체결 구조(27)가 배치될 수 있다. 상기 방수 격벽(35)의 외면에는 제2체결 구조(47)가 배치될 수 있다. 상기 측벽부(32)의 제1체결 구조(27)와 상기 방수 격벽(35)의 제2체결 구조(47)는 서로 대면하게 배치될 수 있다.
상기 제1오목부(R2)의 깊이(예: C2)는 상기 제2오목부(R3)의 깊이(예: C1)보다 더 작게 배치될 수 있어, 상기 제1오목부(R2) 상에서의 플랫부(31)의 강성 저하를 방지할 수 있다. 상기 제2오목부(R3)의 깊이(C2)를 상기 제1오목부(R2)의 깊이(C1)보다 더 깊게 배치하여, 방수 커버(250)의 결합 공간을 제공할 수 있다.
상기 커버(310)는 금속 또는 비 금속 재질이거나, 일 수 있다. 상기 커버(310)가 비 금속재질인 경우, 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 플라스틱 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), PBT(Polybutylene Terephthalate), POM (Poly Oxy Methylene, Polyacetal), PPO (Polyphenylene Oxide) 수지, 또는 변성 PPO (Modified PPO) 수지 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 여기서, 변성 PPO (Modified PPO) 수지는 PPO에 PS(Polystyrene) 또는 폴리아미드(PA) 계열과 같은 수지를 혼합한 수지를 포함하며, 내열성이 있으며 저온에서도 물성을 안정적으로 유지하는 특징이 있다. 상기 커버(310)가 금속 재질인 경우, 크롬(Cr), 몰디브덴(Mo), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 스테인레스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 커버(310)가 금속 재질인 경우, 방열판(380)은 제거될 수 있다.
상기 커버(310)의 플랫부(31)는 상기 회로기판(201)과 상기 방열판(380) 사이에 배치될 수 있다. 상기 방열판(380)은 상기 플랫부(31) 상에서 상기 회로기판(201)과 체결부재(280)로 고정될 수 있다.
상기 커버(310)에는 방열판(380)이 결합될 수 있다. 상기 방열판(380)는 상기 커버(310) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1수용부(R1)는 상기 방열판(380)이 배치된 반대측 영역을 오픈시켜 줄 수 있다.
상기 회로기판(201)은 상기 제1수용부(R1)를 통해 제1오목부(R2)에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(100)는 상기 회로기판(201) 아래에 배치될 수 있다. 상기 회로기판(201)은 상기 제1오목부(R2)의 외 형상과 동일한 형상일 수 있다. 상기 회로기판(201)은 원 형상이거나 다각형 형상일 수 있다. 상기 회로기판(201)은 상기 플랫부(31) 내면에 밀착될 수 있다.
상기 회로기판(201)의 두께는 상기 제1오목부(R2)의 깊이(C2)보다 작을 수 있어, 상기 회로기판(201)이 상기 제1오목부(R2)로부터 돌출되지 않고 상기 제1오목부(R2) 내에 수납될 수 있다.
상기 회로기판(201)에는 발광소자(100)가 배치될 수 있다. 상기 회로기판(201)은 상기 발광소자(100)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 발광소자(100)는 상기 회로기판(201)의 아래에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(100)는 상기 방열판(380)과 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 회로기판(201)은 상기 발광소자(100)과 상기 방열판(380) 사이에 배치되거나, 상기 발광소자(100)과 상기 플랫부(31) 사이에 배치될 수 있다.
상기 회로기판(201)에는 커넥터나 각종 전기적인 부품에 연결된 신호 케이블을 인출하기 위한 케이블 구멍(H4)을 포함할 수 있다. 상기 회로기판(201)의 구멍(H4)은 커버(310)의 케이블 구멍(H6) 및 상기 방열판(380)의 케이블 구멍(H9)과 정렬되어 배치될 수 있다. 상기 회로기판(201)의 케이블 구멍(H4)은 상기 방열판(380)의 케이블 구멍(H9)과 같거나 작을 수 있다.
도 3 내지 도 5와 같이, 상기 회로기판(201)에는 체결 구멍(H1)이 배치될 수 있다. 상기 체결 구멍(H1)은 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 상기 복수의 체결 구멍(H1)은 상기 발광소자(100)의 양측에 배치될 수 있다. 상기 회로기판(201)의 체결 구멍(H1)은 상기 방열판(380)의 체결 구멍(H3)과 정렬될 수 있다. 상기 회로기판(201)의 체결 구멍(H1) 및 상기 방열판(380)의 체결 구멍(H3)은 체결부재(280)가 체결될 수 있다. 상기 체결부재(280)는 상기 회로기판(201)의 체결 구멍(H1)을 통해 상기 방열판(380)의 체결 구멍(H3)으로 결합될 수 있다. 상기 체결부재(280)는 나사 또는 리벳을 포함할 수 있으며, 상기 체결부재(280)의 헤드부(281)는 상기 회로기판(201) 아래에서 배치되어, 상기 회로기판(201)을 상기 커버(310) 및 방열판(380)에 고정시켜 줄 수 있다.
여기서, 상기 커버(310)의 플랫부(31)에는 체결 구멍(H2)이 배치될 수 있으며, 상기 플랫부(31)의 체결 구멍(H2)은 상기 회로기판(201) 및 상기 방열판(380)의 체결 구멍(H3)과 정렬될 수 있다.
상기 회로기판(201)에서 케이블 구멍(H4)은 체결 구멍(H1)들의 중심을 연결한 가상의 직선을 기준으로 수직한 방향에 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 케이블 구멍(H4)과 체결 구멍(H1) 간의 간섭을 줄여줄 수 있다.
상기 체결부재(280)의 헤드부(281)는 상기 발광소자(100)보다 두꺼운 두께로 배치되어, 상기 투광부재(220)로부터 발광소자(100)를 보호할 수 있다.
도 4 및 도 5와 같이, 상기 커버(310)에는 회전 방지 돌기(35A)가 배치될 수 있다. 상기 회전 방지 돌기(35A)는 상기 방수 격벽(35)으로부터 상기 발광소자(100) 방향으로 돌출될 수 있다. 상기 회전 방지 돌기(35A)는 상기 방수 격벽(35)으로부터 상기 회로기판(201)의 중심부 방향으로 돌출될 수 있다. 상기 회전 방지 돌기(35A)는 상기 회로기판(201)의 홈이 결합되어, 상기 회로기판(201)의 회전을 방지할 수 있다.
상기 회로기판(201)은 상부 또는 하부에 회로 패턴을 포함할 수 있다. 상기 회로기판(201)은 수지 재질의 PCB(Printed circuit board), 금속 코어를 갖는 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 비연성 기판(nonflexible PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB), 또는 세라믹 재질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 회로기판(201)은 수지 재질의 층이나 세라믹 계열의 층을 포함할 수 있으며, 상기 수지 재질은 실리콘, 또는 에폭시 수지, 또는 플라스틱 재질을 포함하는 열 경화성 수지, 또는 고내열성, 고 내광성 재질로 형성될 수 있다. 상기 세라믹 재질은, 동시 소성되는 저온 소성 세라믹(LTCC: low temperature co-fired ceramic) 또는 고온 소성 세라믹(HTCC: high temperature co-fired ceramic)을 포함한다. 상기 회로기판(201)은 하부에 금속층이 배치된 MCPCB 재질인 경우, 상기 방열판(380)를 통한 방열 효율이 개선될 수 있다.
상기 발광소자(100)는 자외선 내지 가시광선 범위 내에서 선택적인 파장을 발광할 수 있다. 상기 발광소자(100)는 예컨대, 자외선을 발광할 수 있다. 상기 자외선은 UV-C 파장을 포함할 수 있다. 상기 자외선 파장은 400nm 이하 예컨대, 200nm 내지 280nm의 파장일 수 있다. 상기 발광소자(100) 내에는 하나 또는 복수의 발광 칩이 배치될 수 있다. 다른 예로서, 상기 발광소자(100)는 자외선 광원이거나 자외선 광을 발광하는 LED 칩일 수 있다.
상기 발광소자(100)는 상기 회로기판(201)에 배치되고 투광부재(220)와 대면하며, 상기 투광부재(220)로부터 이격될 수 있다. 상기 발광소자(100)는 상기 투광부재(220) 방향으로 광을 조사하게 된다. 상기 발광소자(100)는 상기 케이스(410) 방향으로 광을 조사하게 된다. 상기 발광소자(100)는 상기 케이스(410) 내부의 수류에 조사되어, 정화나 살균을 수행할 수 있다. 상기 회로기판(201) 및 발광소자(100)는 광원 모듈 또는 발광 모듈로 정의될 수 있다. 상기 발광소자(100)의 광의 지향각은 110도 이상 예컨대, 110도 내지 130도의 범위일 수 있다. 상기 발광소자(100)가 LED 칩인 경우, 광의 지향각은 130도 이상 예컨대, 130도 내지 180도의 범위일 수 있다.
도 3 및 도 6과 같이, 상기 방열판(380)은 방열 몸체(381), 접촉부(382) 및 방열핀(383)을 포함할 수 있다. 상기 방열 몸체(381)는 상기 커버(310)의 플랫부(31) 상에 배치될 수 있다. 상기 커버(310)의 플랫부(31)에는 방열 구멍에 배치되며, 상기 방열 구멍에는 방열판(380)의 접촉부(382)가 배치될 수 있다. 상기 방열판(380)은 방열 몸체(381)를 포함하며, 상기 방열 몸체(381)에는 상기 접촉부(382)가 상기 회로기판(201) 방향으로 돌출될 수 있다. 상기 접촉부(382)는 상기 플랫부(31)의 두께와 같거나 더 두꺼운 두께로 배치되어, 회로기판(201)과의 접촉 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 접촉부(382)의 형상은 원 형상이거나 다각형 형상일 수 있다. 상기 접촉부(382)는 상기 방열 몸체(381)의 하면 면적보다 작은 면적을 갖고 돌출되므로, 상기 커버(310)의 플랫부(31)의 강성 저하를 방지할 수 있다.
상기 방열판(380)의 접촉부(382)는 상기 회로기판(201)과 접촉될 수 있다. 상기 방열판(380)의 접촉부(382)는 상기 회로기판(201)의 상면에 접촉될 수 있다. 상기 접촉부(382)의 하면 면적은 상기 회로기판(201)의 상면 면적보다 작은 면적을 갖고, 상기 회로기판(201)과 접촉되어, 상기 회로기판(201)을 통해 열을 전도받을 수 있다. 상기 접촉부(382)는 상기 방열판(380)과 상기 회로기판(201) 사이를 체결하는 체결부재(280)에 의해 상기 회로기판(201)의 상면에 밀착될 수 있다.
상기 방열핀(383)은 상기 방열 몸체(381)로부터 복수로 돌출될 수 있다. 상기 방열핀(383)은 복수개가 소정 간격을 갖고 배열될 수 있다. 상기 방열핀(383)은 판 형태이거나 핀 형태일 수 있다. 여기서, 상기 체결부재(280)는 상기 방열판(380)의 방열 몸체(381)를 통해 체결되고 상기 방열핀(383)들 사이에 배치될 수 있다.
상기 방열판(380)의 재질은 금속 재질이거나 열 전도 특성이 상기 커버(310)보다 높은 재질일 수 있다.
상기 방수 커버(250)는 상기 커버(310)에 체결될 수 있다. 상기 방수 커버(250)는 상기 커버(310)의 방수 격벽(35)에 결합될 수 있다. 이러한 방수 커버(250)는 상기 방수 격벽(35)의 외측에 배치되어, 상기 발광소자(100) 및 회로기판(201)을 보호할 수 있다.
상기 방수 커버(250)에는 투광부재(220)가 배치될 수 있다. 상기 투광부재(220)의 하면 에지에는 제1방수부재(260)가 배치될 수 있다. 상기 제1방수부재(260)는 링 형상을 포함할 수 있다. 상기 제1방수부재(260)는 측 단면이 원 형상 또는 타원 형상을 포함할 수 있다. 상기 제1방수부재(260)는 탄성력을 갖는 수지 재질 또는 고무 재질을 포함할 수 있다. 상기 제1방수부재(260)의 재질은 NBR(Nitrile Butadiene Rubber), EPDM(Ethylene Propylene), 실리콘 등과 같은 수지 재질일 수 있다. 다른 예로서, 상기 제1방수부재(260)은 불소계 고무 재질로 형성될 수 있다. 상기 제1방수부재(260)는 PCTFE (Polychlorotrifluoroethylene), ETFE (Ethylene + Tetrafluoroethylene), FEP (Fluorinated ethylene propylene copoly-mer), PFA (Perfluoroalkoxy) 중 적어도 하나로 사용될 수 있다. 이러한 불소 재질의 제1방수부재(260)은 내열성, 내화학성, 내마모성이 개선될 수 있다.
상기 투광부재는(220)는 방수 필름 또는 광학 필름일 수 있다. 상기 투광부재(220)의 두께는 3mm 이하 예컨대, 0.1mm 내지 3mm 범위일 수 있으며, 상기 범위보다 두꺼운 경우 광의 투과율이 낮고 상기 범위보다 작은 경우 강성이나 방수 효율이 저하될 수 있다. 상기 투광부재(220)의 상기 발광소자(100)로부터 방출된 파장에 대해 70% 이상 예컨대, 70% 내지 95%의 투과율을 가질 수 있다. 상기 투과율이 70% 미만이면 기능 저하로 인한 광학적 신뢰성이 떨어질 수 있다. 이러한 투광부재(220)에 의해 상기 발광소자(100)로부터 방출된 광에 의한 손해 없이 투과시켜 줄 수 있다.
상기 투광부재(220)는 PCTFE (Polychlorotrifluoroethylene), ETFE (Ethylene + Tetrafluoroethylene), FEP (Fluorinated ethylene propylene copoly-mer), PFA (Perfluoroalkoxy) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 자외선 파장에서의 투과율은 PCTFE, ETFE, FEP, PFA의 순으로 투과율이 높게 되며, 자외선 파장에서의 습기 흡수율을 보면, PCTFE, FEP, PFA의 순으로 높게 된다. 발명의 실시 예에 따른 투광부재(220)는 PCTFE, FEP, PFA 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
상기 방수 커버(250)는 수직하게 관통되는 개구부(225)를 포함하며, 측벽 체결부(251), 단차부(252), 및 지지부(253)를 포함할 수 있다. 상기 측벽 체결부(251)는 내주면에 제3체결 구조(37)를 갖고, 상기 방수 격벽(35)의 외주면 방향으로 돌출될 수 있다. 상기 단차부(252)는 상기 측벽 체결부(251)의 내주면으로부터 내측 방향으로 단차지게 배치될 수 있다. 상기 지지부(253)는 상기 단차부(252)의 하부에서 내측 방향으로 연장될 수 있다.
상기 지지부(253)는 상기 투광부재(220)의 에지를 따라 오목한 홈(254)을 포함하며, 상기 홈(254)에는 상기 제1방수부재(260)가 배치될 수 있다. 상기 지지부(253)는 상기 투광부재(220)의 에지 영역과 상기 제1방수부재(260)를 지지하며, 상기 투광부재(220) 및 제1방수부재(260)와 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 이에 따라 상기 투광부재(220)의 하면 에지에 상기 제1방수부재(260)를 배치하여, 상기 투광부재(220)의 하면 에지 영역을 방수할 수 있다.
상기 투광부재(220)는 상기 단차부(252)의 내주면 상에 배치되며 상기 지지부(253)에 의해 지지될 수 있다.
상기 단차부(252)와 상기 투광부재(220)의 상면 에지에 제2방수부재(270)가 배치될 수 있다. 상기 제2방수부재(270)는 상기 투광부재(220)의 상면 에지와 상기 단차부(252)의 상면에 배치될 수 있다.
상기 제2방수부재(270)는 상기 투광부재(220)와 상기 단차부(252)에 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 이러한 제2방수부재(270)는 상기 투광부재(220)와 상기 단차부(252) 사이의 계면을 통해 침투하는 물이나 습기를 차단할 수 있다. 상기 제2방수부재(270)는 내부가 개방된 개구부(271)를 포함할 수 있다. 상기 제2방수부재(270)의 개구부(271)는 상기 회로기판(201)과 대면할 수 있다. 상기 제2방수부재(270)의 개구부(271)의 하면 면적은 상기 투광부재(220)의 상면면적보다 작을 수 있다.
상기 제2방수부재(270)는 링 형상을 포함할 수 있다. 상기 제2방수부재(270)는 측 단면이 다각형 또는 복수의 표면 돌기를 갖는 다각형 형상을 포함할 수 있다. 상기 제2방수부재(270)는 탄성력을 갖는 수지 재질 또는 고무 재질을 포함할 수 있다. 상기 제2방수부재(270)의 재질은 NBR(Nitrile Butadiene Rubber), EPDM(Ethylene Propylene), 실리콘 등과 같은 수지 재질일 수 있다. 다른 예로서, 상기 제2방수부재(270)은 불소계 고무 재질로 형성될 수 있다. 상기 제2방수부재(270)는 PCTFE (Polychlorotrifluoroethylene), ETFE (Ethylene + Tetrafluoroethylene), FEP (Fluorinated ethylene propylene copoly-mer), PFA (Perfluoroalkoxy) 중 적어도 하나로 사용될 수 있다. 이러한 불소 재질의 제2방수부재(270)은 내열성, 내화학성, 내마모성이 개선될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 지지부(253)의 내경(B1)은 상기 단차부(252)의 내경(예: B3)보다 작을 수 있다. 상기 지지부(253)의 내경(B1)은 상기 투광부재(220)의 직경(B3)보다 작을 수 있다. 상기 지지부(253)의 내경(B1)은 상기 투광부재(220)의 직경(B3)의 75% 이상이거나 75% 내지 90%의 범위일 수 있다. 이러한 지지부(253)의 내경(B1)이 상기 투광부재(220)의 내경(B3)에 비해 상기 범위보다 큰 경우 발광 면적이 줄어들 수 있고 상기 범위보다 작은 경우 지지력이 저하될 수 있다.
상기 투광부재(220)의 직경(B3)은 상기 지지부(253)의 내경(B1)보다 크고 상기 측벽 체결부(251)의 내경(B5)보다 작을 수 있다. 상기 제2방수부재(270)의 직경(B2)은 상기 투광부재(220)의 직경(B3)보다는 작고 상기 투광부재(220)의 직경(B3)의 80% 이상일 수 있다. 상기 제2방수부재(270)의 하면은 투광부재(220)의 상면과 상기 단차부(252)의 상면과 접촉될 수 있다. 상기 제2방수부재(270)의 폭이 2mm 이상이거나 2mm 내지 5mm의 범위일 수 있다. 상기 제2방수부재(270)의 폭이 상기 범위보다 작은 경우 방수능력이 저하될 수 있고 상기 범위보다 큰 경우 방수력의 개선이 미미할 수 있다. 상기 제2방수부재(270)의 두께는 3mm 이하 예컨대, 1mm 내지 3mm의 범위일 수 있다. 상기 제2방수부재(270)의 두께가 상기 범위보다 작은 경우 탄성력이 저하되어 방수 능력이 저하될 수 있고 상기 범위보다 큰 경우 커버(310) 또는 광원 유닛의 두께가 증가될 수 있다.
상기 제2방수부재(270)의 하면은 방수 커버(250)의 내면과 상기 투광부재(220)의 상면에 접촉될 수 있다. 이때 상기 제2방수부재(270)의 하면 중에서 상기 투광부재(220)와 접촉되는 면적이 상기 방수 커버(250)의 내면과의 접촉 면적보다 클 수 있다. 상기 제2방수부재(270)의 하면 중에서 상기 투광부재(220)와 접촉되는 면적이 상기 단차부(252)의 상면과의 접촉 면적보다 클 수 있다. 이는 상기 제2방수부재(270)가 상기 투광부재(220)와의 접촉 면적이 더 크므로, 상기 제2방수부재(270)와 투광부재(220) 사이의 계면을 통한 습기 침투나 물의 침투를 방지할 수 있으며, 투광부재(220)의 상면에 이물질이 유입되는 문제를 방지할 수 있다.
도 3 내지 도 7을 참조하면, 상기 제2방수부재(270)는 상기 방수 커버(250)의 상면보다 낮게 배치될 수 있다. 상기 제2방수부재(270)는 상기 측벽 체결부(251)의 내주면에 배치된 제3체결 구조(37)와 수평 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 측벽 체결부(251)의 제3체결 구조(37)는 상기 커버(310)의 방수 격벽(35)의 외주면의 제2체결 구조(47)와 체결될 수 있다. 이때 상기 측벽 체결부(251)는 상기 방수 격벽(35)의 외주면에 체결되며, 상기 제2방수부재(270)를 수직 방향으로 가압시켜 줄 수 있다. 이때 상기 제2방수부재(270)는 탄성 반발력을 갖고 압착될 수 있으며, 상기 제2방수부재(270)의 상면은 상기 방수 격벽(35)의 하면에 밀착될 수 있다.
여기서, 상기 방수 커버(250)가 결합되기 전에, 상기 제2오목부(R3)에는 제3방수부재(275)가 배치될 수 있다. 상기 제3방수부재(275)는 링 형상을 포함할 수 있으며, 측 단면은 원 형상 또는 다각형 형상일 수 있다. 상기 제3방수부재(275)는 상기 제2방수부재(270)와 동일한 재질이거나, 수지 재질, 고무 재질 또는 불소를 갖는 재질을 포함할 수 있다.
상기 제3방수부재(275)의 폭은 상기 제2방수부재(270)의 폭보다 넓을 수 있어, 방수 격벽(35)의 외측에서의 방수 능력을 증가시켜 줄 수 있다. 상기 방수 커버(250)가 방수 격벽(35)에 체결될 때 상기 방수 커버(250)는 상기 제3방수부재(275)를 압착시켜 줄 수 있다. 이에 따라 상기 커버(310)는 상기 방수 격벽(35)의 하면에 제2방수부재(270)가 배치되고, 상기 방수 격벽(35)의 외주면에 제3방수부재(275)가 배치되므로, 상기 방수 커버(250)의 외측을 통해 침투하는 물이나 습기에 대한 방수 능력이 증가시켜 줄 수 있다.
도 3 및 도 7을 참조하면, 상기 방수 커버(250)의 외경(B4)는 상기 커버(310)의 측벽부(32)의 내경(B0)보다는 작을 수 있다. 상기 방수 커버(250)의 외경(B4)과 상기 커버(310)의 측벽부(32)의 내경(B0) 사이의 차이는 제3방수 부재(275)의 폭보다는 작을 수 있어, 제3방수부재(275)에 대한 압착 력의 저하를 방지할 수 있다.
상기 커버(310)는 내부에 발광소자(100)와 회로기판(201)을 갖는 광원 유닛을 구비하고, 상부에 방열판(380) 및 하부에 방수 커버(250)를 결합하여, 방수용 커버 또는 뚜껑과 같은 부재로 제공될 수 있다. 또한 상기 커버(310)는 상기 발광소자(100)로부터 방출된 광을 투광부재(220)를 통해 방출시켜 주어, 상기 커버(310)와 대면하는 영역에 대해 살균이나 정화를 수행할 수 있다.
여기서, 상기 커버(310)에 결합된 상기 방수 커버(250)는 상기 커버(310)의 하단으로부터 소정 거리(C3)로 돌출될 수 있다. 즉, 상기 커버(310)에 결합된 상기 방수 커버(250)가 상기 케이스(410)의 내부로의 결합이 가이드할 수 있다.
도 1, 도 2, 도 9 및 도 10과 같이, 상기 커버(310)는 케이스(410)에 결합될 수 있다. 상기 커버(310)의 측벽부(32)의 내주면에는 제1체결 구조(27)가 배치될 수 있다. 상기 케이스(410)의 상부(11)의 외주면에는 제4체결 구조(17)가 배치될 수 있다. 상기 커버(310)가 상기 케이스(410)에 체결될 때, 상기 제4체결 구조(17)에는 제1체결 구조(27)가 결합될 수 있다. 상기에 개시된 제1 내지 제4체결 구조(27,37,47,17)는 나사 선을 포함할 수 있다. 이때, 상기 케이스(410)의 상단은 상기 제3방수부재(275)를 압착시켜 줄 수 있다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 상기 커버(310)의 내주면과 상기 케이스(410)의 상부 외주면에 체결되므로, 케이스(410)의 외부로 물이 유출되는 것을 차단할 수 있다. 상기 케이스(410)의 내주면은 상기 방수 커버(250)의 외주면과 소정의 갭(Ga)을 가질 수 있다. 상기의 갭(Ga)으로 유입된 물에 의해 방수 커버(250)의 표면이 방열될 수 있다.
상기 케이스(410)는 개구부(420)를 갖고, 유입 파이프(P1) 및 유출 파이프(P2)를 포함할 수 있다. 상기 케이스(410)는 외 형상이 원 형상일 수 있다. 상기 개구부(420)는 탑뷰 형상이 원 형상일 수 있다. 상기 케이스(410)는 금속 재질일 수 있으며, 예컨대 크롬(Cr), 몰디브덴(Mo), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 스테인레스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 금속 재질의 케이스(410)는 자외선 광에 의한 파손을 방지할 수 있다.
상기 개구부(420)는 상기 방수커버(250)가 삽입되고 결합될 수 있다. 상기 유입 파이프(P1)는 상기 케이스(410)의 개구부(420) 바닥에 인접한 위치에 배치되며, 상기 유출 파이프(P2)는 상기 커버(310)에 인접한 위치에 배치될 수 있다.
상기 케이스(410)에는 상기 유입 파이프(P1)에 연결된 유입구(PH1)가 배치되며, 상기 유입 파이프(P1)에 연결된 유출구(PH2)가 배치될 수 있다. 상기 유입 파이프(P1)는 정화 장치 내의 수류 관과 연결될 수 있으며, 상기 유출 파이프(P2)는 정화 장치 내의 수류 관과 연결될 수 있다. 즉, 상기 살균 장치(300)의 유입 파이프(P1) 및 유출 파이프(P2)는 정화 장치 내의 수류 관 사이에 연결되어, 상기 수류 관을 통해 흐르는 물을 유입받아 소정 시간 체류시키고 살균을 수행한 후 유출시켜 줄 수 있다.
상기 유입구(PH1)의 위치는 상기 케이스(410)의 개구부(420)의 바닥으로부터 소정 거리(D4)로 이격되며, 예컨대, 2mm 이상 예컨대, 2mm 내지 5mm의 범위로 이격될 수 있다. 상기 유입구(PH1)의 위치가 상기 케이스(410)의 개구부(420)의 바닥으로부터 이격되므로, 유입되는 물의 유속 저하를 방지할 수 있다. 상기 유입구(PH1)는 케이스(410)의 내부 원주면을 따라 타원 형상 또는 원 형상으로 형성될 수 있다. 상기 유입구(PH1)는 수류의 회전시켜 줄 수 있도록, 상기 원주면을 따라 긴 길이를 갖는 타원 형상으로 제공될 수 있다.
상기 유출 파이프(P2)는 상기 케이스(410) 상단을 기준으로 상기 방수 커버(250)의 하단보다 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 유출구(PH2)는 상기 방수 커버(250)와의 간격(C4)이 상기 커버(310)의 하단과의 간격(D3)보다 좁을 수 있다. 상기 유출구(PH2)는 상기 방수 커버(250)에 수평한 직선과의 간격(C4)이 4mm이상 예컨대, 4mm 내지 10mm의 범위일 수 있다. 상기 유출구(PH2)는 상기 커버(310)의 하단과의 간격(D3)이 6mm 이상 예컨대, 6mm 내지 12mm의 범위일 수 있다. 상기 유출구(PH2)를 상기 방수 커버(250)보다 더 깊게 배치하게 되므로, 상기 발광소자(100)로부터 방출된 광이 상기 유출구(PH2)의 영역까지 조사될 수 있다.
상기 유출구(PH2)는 케이스(410)의 내부 원주면을 따라 긴 길이를 갖는 타원 형상으로 형성될 수 있다. 상기 유출구(PH2)는 물의 회전 방향을 따라 긴 길이를 갖고 배치될 수 있다. 도 13과 같이, 상기 유출구(PH2)를 지나는 가상의 접선과 상기 유출 파이프(P2) 사이의 각도(Ac)는 10도 이상 예컨대, 10내지 80도의 범위에 배치될 수 있다. 이는 상기 물의 회전 방향을 따라 유출 파이프(P2)가 소정 각도(Ac)로 틸트되어 배치되므로, 상기 케이스(410) 내부에서의 물의 체류 시간을 증가시켜 주고 유출구(PH2)에 인접한 영역에서의 유속을 감소시켜 줄 수 있다.
상기 유출구(PH2)는 상기 발광소자(100)의 광의 지항각(Aa) 내부에 배치될 수 있다. 상기 유출구(PH2)는 상기 발광소자(100)를 기준으로 110도 내지 130도의 범위를 갖는 지향각(Aa)의 영역 내에 배치될 수 있다.
상기 유출구(PH2)는 상기 발광소자(100)를 기준으로 상기 발광소자(100)에 수직한 중심 축(OP)으로부터 소정 각도(Ab)로 배치될 수 있으며, 상기 각도(Ab)는 40도 이상이거나 40도 내지 65도의 범위에 배치될 수 있다. 상기 유출구(PH2)는 상기 중심 축(OP)으로부터의 각도(Ab)가 상기 범위보다 작은 경우 물의 체류 시간이 감소될 수 있고, 상기 범위보다 큰 경우 광의 조사량이 줄어들 수 있다.
상기 유출구(PH2) 또는 유입구(PH1)의 수직한 높이는 4mm 이상 예컨대, 4mm 내지 7mm의 범위일 수 있다. 상기 유입구(PH1) 또는 유출구(PH2)의 수평 길이는 상기 수직한 높이보다 길게 배치되며, 7mm 이상 예컨대, 7mm 내지 10mm의 범위일 수 있다. 이는 상기 수류의 회전 방향을 따라 긴 길이를 갖는 유입구(PH1)에 의해 유입되는 수류에 대한 간섭을 줄일 수 있으며, 유출구(PH2)에서의 물의 간섭을 증가시켜 주어, 유출구(PH2)에 인접한 영역에서의 물의 체류 시간을 늘리거나 유속을 줄여줄 수 있다.
여기서, 상기 물이 체류하는 영역의 면적은 상기 방수커버(250)의 하단과 상기 케이스(410)의 바닥 사이의 거리를 이용하여 계산할 수 있다. 예컨대, 거리(D1)가 80mm 이상이고, 케이스(410)의 내부 반경(r)이 20mm 이상인 경우, 물의 체류 면적은 10000cm2 이상일 수 있다. 상기 거리(D1)는 상기 개구부 반경(r)의 3배 이상 예컨대, 3배 내지 6배의 범위일 수 있다. 이러한 구조는 물의 체류 시간을 수직 방향으로 증가시켜 줄 수 있다.
상기 유입구(PH1)를 기준으로 케이스(410)의 개구부 바닥과의 거리(D4)와 커버(310)와의 거리(D5)들의 비율은 1:2 또는 그 이상이거나 1: 2 내지 1: 3.5의 범위를 줄 수 있다. 이에 따라 케이스(410) 바닥에서의 유입구(PH1)를 통해 수류의 간섭을 줄이고 유속 저하를 방지할 수 있다.
상기 유출구(PH2)를 기준으로 케이스(410)의 개구부 바닥과의 거리(D2)와 커버(D3)와의 거리 간의 비율은 9:1 또는 그 이하이거나 9:1 내지 14: 1의 범위를 줄 수 있다. 이에 따라 케이스(410) 상부에서의 유출구(PH2)를 통해 체류 시간을 증가시키고 유속 저하를 유도할 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 유입 파이프(P1)와 상기 유출 파이프(P2)는 평면 상에서 150 이상 예컨대, 150도 내지 200도의 범위로 이격될 수 있다. 여기서, 상기 유입구(PH1)와 상기 유출구(PH2)는 개구부(420)의 중심에 수직한 중심축을 기준으로 서로 다른 방향에 배치될 수 있다. 즉, 물의 유입되는 방향과 유출되는 방향이 서로 다른 방향일 수 있다. 예컨대, 상기 유입구(PH1)와 상기 유출구(PH2)는 평면에서 볼 때, 상기 케이스의 서로 반대 방향에 배치될 수 있다. 다른 예로서, 상기 유입구(PH1)와 상기 유출구(PH2)는 평면 상에서 볼 때, 서로 동일한 방향에 배치될 수 있다.
상기 유입 파이프(P1)는 상기 유입구(PH1)로부터 상기 케이스(410)의 외측으로 수평하게 배치될 수 있다. 상기 유출 파이프(P2)는 상기 유출구(PH2)로부터 상기 케이스(410)의 외측으로 수평하게 돌출될 수 있다. 다른 예로서, 상기 상기 유입 파이프(P1)와 상기 유출 파이프(P2)는 케이스(410)의 외측면(411)에 대해 수직 방향으로 돌출되거나 경사지게 돌출될 수 있다.
상기 유입 파이프(P1)와 상기 유출 파이프(P2)는 상기 케이스(410)의 외측면(411)으로부터 서로 다른 방향으로 돌출될 수 있다. 이는 서로 다른 방향으로 배치된 유입 파이프(P1)와 유출 파이프(P2)에 의해 물의 유속 변화를 줄 수 있다. 예컨대, 상기 유입 파이프(P1)와 상기 유출 파이프(P2)는 케이스(410) 상에서 볼 때, 상기 케이스(410)의 외측면(411)의 서로 다른 영역에서 서로 반대 방향으로 돌출될 수 있다. 상기 유입 파이프(P1)와 상기 유출 파이프(P2)는 케이스(410) 상에서 볼 때, 상기 케이스(410)의 외측면(411)의 서로 다른 영역에서 서로 같은 방향으로 돌출될 수 있다.
상기 유입구(PH1)와 상기 유출구(PH2)는 평면 상에서 볼 때, 상기 케이스의 개구부의 반경 이상으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 유입구(PH1)와 상기 유출구(PH2)는 평면 상에서 볼 때, 상기 케이스(410)의 대각선 방향에 배치될 수 있다. 상기 유입 파이프(P1)와 상기 유출 파이프(P2)는 평면 상에서 볼 때, 상기 케이스의 개구부의 반경 이상으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 유입 파이프(P1)와 상기 유출 파이프(P2)는 상기 케이스(410)의 대각선 방향에 배치될 수 있다.
상기 유입구(PH1)와 상기 유출구(PH2)는 상기 케이스(410)의 외측면(411)에서 수직 방향으로 서로 어긋나게 배치될 수 있다. 상기 유입 파이프(P1)와 상기 유출 파이프(P2)는 상기 케이스(410)의 외측면(411)에서 수직 방향으로 서로 어긋나게 배치될 수 있다.
다른 예로서, 상기 유입구(PH1)와 상기 유출구(PH2)는 상기 케이스(410)의 외측면(411)에서 수직 방향으로 같은 직선 상에 배치될 수 있다. 상기 유입 파이프(P1)와 상기 유출 파이프(P2)는 상기 케이스(410)의 외측면(411)에서 수직 방향으로 같은 직선 상에 배치될 수 있다.
도 17 및 도 18과 같이, 수류가 상기 케이스(410) 내부에서 물(W1)이 유입되는 방향을 따라 유속 차이가 있다. 이때 물(W1)이 반시계 방향으로 회전하게 되므로, 상기 케이스(410)의 중심부(A0)에서의 유속이 작아 물의 체류 시간이 가장 높고, 케이스(410)의 외주 영역(As) 방향에서 유속이 크므로 물의 체류 시간이 짧을 수 있다. 또한 케이스(410)의 바닥에 인접한 영역(A1)과, 중간 영역(A2) 및 상부 영역(A3)에서의 유속을 비교하면, 케이스(410) 바닥에 인접한 영역(A1)의 유속이 가장 높고, 상부 영역(A3)이 중간 영역(A2)보다 낮음을 알 수 있다. 이는 유출 파이프(P2)에 인접한 영역으로 진행할수록 물의 체류 시간을 증가시켜 주어, 살균 시간을 증가시켜 줄 수 있다. 이 경우 상기 발광소자(100)의 광량이 센터 측에 가장 높게 배치되므로, 상대적으로 저속의 물에 대한 살균력이 증가될 수 있다.
여기서, 상기 살균 장치는 상기의 자외선(UVC)의 조사량에 의해 99.99%의 살균을 수행할 수 있다. 즉, 물속에 존재하는 대장균이나 살모넬라, 리스테리아와 같은 미생물을 살균하기 위해 1.89Dose(mJ/cm2) 이상으로 조사하여, 99.99%의 살균을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 1.89Dose의 시간은 3분±1분일 수 있다.
도 14는 발명의 유출 파이프(P2)의 제1변형 예로서, 상기 유입 파이프(P1)와 상기 유출 파이프(P2)는 평면 상에서 상기 유입 파이프(P1)를 기준으로 반시계 방향으로 80 이상 예컨대, 80도 내지 120도의 범위로 이격될 수 있다. 여기서, 상기 유입 파이프(P1)와 상기 유출 파이프(P2)의 높이는 상기의 실시 예와 동일할 수 있다.
도 15는 발명의 유출 파이프(P2)의 제2변형 예로서, 상기 유입 파이프(P1)와 상기 유출 파이프(P2)는 평면 상에서 상기 유입 파이프(P1)를 기준으로 반시계 방향으로 150 이상 예컨대, 150도 내지 180도의 범위로 이격될 수 있다. 여기서, 상기 유입 파이프(P1)와 상기 유출 파이프(P2)의 높이는 상기의 실시 예와 동일할 수 있다.
도 16는 발명의 유출 파이프(P2)의 제2변형 예로서, 상기 유입 파이프(P1)와 상기 유출 파이프(P2)는 평면 상에서 상기 유입 파이프(P2)를 기준으로 반시계 방향으로 100 이상 예컨대, 100도 내지 150도의 범위로 이격될 수 있다. 여기서, 상기 유입 파이프(P1)와 상기 유출 파이프(P2)의 높이는 상기의 실시 예와 동일할 수 있다. 도 14 내지 도 16과 같이, 유출 파이프(P2)의 위치를 상기 케이스(410)의 외주면을 따라 소정 위치로 이동하더라도, 유속의 차이가 크지 않을 수 있어, 물의 체류 시간이 크게 감소되지 않을 수 있다.
상기에 개시된 유입구(PH1) 및 유출구(PH2)의 위치는 서로 바뀔 수 있다. 즉, 유입구가 방수커버에 인접하고 유출구가 개구부 바닥에 인접할 수 있다. 또한 유입 파이프(P1) 및 유출 파이프(P2)는 서로 바뀔 수 있다. 즉, 유입 파이프가 방수커버에 인접하고 유출 파이프가 개구부 바닥에 인접할 수 있다.
도 19는 발명의 실시 예에 따른 살균장치의 발광소자의 예이다.
도 19를 참조하면, 발광소자(100)는 리세스(111)를 갖는 몸체(110); 상기 리세스(111)에 배치된 복수의 전극(121,123,125); 상기 복수의 전극(121,123,125) 중 적어도 하나의 위에 배치된 발광 칩(131); 및 상기 리세스(111) 상에 배치된 투명 윈도우(161)를 포함한다.
상기 발광 칩(131)은 자외선 파장부터 가시광선 파장의 범위 내에서 선택적인 피크 파장을 포함할 수 있다. 상기 발광 칩(131)은 예컨대, UV-C 파장 즉, 100nm-280nm 범위의 자외선 파장을 발광할 수 있다. 상기 발광 칩(131)은 자외선 발광 다이오드로서, 100nm 내지 280nm 범위의 파장을 가지는 자외선 발광 다이오드일 수 있다. 즉, 280nm 이하의 단파장 자외선을 발광할 수 있다. 상기 자외선 파장은 세균, 박테리아, 바이러스 등 다양한 생물학적 오염물질을 감소시키는 효과가 있다.
상기 몸체(110)는 절연 재질 예컨대, 세라믹 소재를 포함한다. 상기 세라믹 소재는 동시 소성되는 저온 소성 세라믹(LTCC: low temperature co-fired ceramic) 또는 고온 소성 세라믹(HTCC: high temperature co-fired ceramic)을 포함한다. 상기 몸체(110)의 재질은 예를 들면, AlN일 수 있으며, 열 전도도가 140 W/mK 이상인 금속 질화물로 형성할 수 있다.
상기 몸체(110) 내에는 연결 패턴(117)이 배치될 수 있으며, 상기 연결 패턴(117)은 상기 리세스(111)와 상기 몸체(110)의 하면 사이의 전기적인 연결 경로를 제공할 수 있다.
상기 몸체(110)의 상부 둘레는 단차 구조(115)를 포함한다. 상기 단차 구조(115)는 상기 몸체(110)의 상면보다 낮은 영역으로서, 상기 리세스(111)의 상부 둘레에 배치된다. 상기 단차 구조(115)의 깊이는 상기 몸체(110)의 상면으로부터의 깊이로서, 투명 윈도우(161)의 두께보다 깊게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 리세스(111)의 측벽(116)은 상기 리세스(111)의 바닥(Bottom) 면의 연장 선에 대해 수직하거나 경사지게 형성될 수 있다.
상기 발광 칩(131)은 제1내지 제3전극(121,123,125) 중 복수의 전극 위에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 여기서, 상기 제1전극(121)은 상기 발광 칩(131)과 전기적으로 연결되지 않는 경우, 무극성의 금속 층 또는 방열 플레이트로 사용될 수 있다. 또한 상기의 각 전극(121,123,125,127,129)은 금속 층으로 정의될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
예컨대, 상기 연결 패턴(117)은 제1전극(121)과 제1패드(141)를 서로 연결시켜 주고, 제2 및 제3전극(123,125)과 제2패드(145)를 서로 연결시켜 줄 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몸체(110)의 하면에는 복수의 패드(141,145)가 배치된다. 상기 복수의 패드(141,145)는 예컨대, 제1패드(141), 및 제2패드(145)를 포함하며, 상기 제1 및 제2패드(141,145)는 상기 몸체(110)의 하면에 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2패드(141,145) 중 적어도 하나는 복수로 배치되어, 전류 경로를 분산시켜 줄 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 칩(131)은 II족과 VI족 원소의 화합물 반도체, 또는 III족과 V족 원소의 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 예컨대 AlInGaN, InGaN, AlGaN, GaN, GaAs, InGaP, AllnGaP, InP, InGaAs와 같은 계열의 화합물 반도체를 이용하여 제조된 반도체 발광소자를 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 발광 칩(131)의 n형 반도체층, p형 반도체층, 및 활성층을 포함할 수 있으며, 상기 활성층은 InGaN/GaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/InAlGaN, AlGaAs/GaAs, InGaAs/GaAs, InGaP/GaP, AlInGaP/InGaP, InP/GaAs와 같은 페어로 구현될 수 있다.
상기 투명 윈도우(161)는 리세스(111) 상에 배치된다. 상기 투명 윈도우(161)는 글래스(glass) 재질 예컨대, 석영 글래스를 포함한다. 이에 따라 상기 투명 윈도우(161)는 상기 발광 칩(131)으로부터 방출된 광 예컨대, 자외선 파장에 의해 분자 간의 결합 파괴와 같은 손해 없이 투과시켜 줄 수 있는 재질로 정의할 수 있다.
상기 투명 윈도우(161)는 외측 둘레가 상기 몸체(110)의 단차 구조(115) 상에 결합된다. 상기 투명 윈도우(161)와 상기 몸체(110)의 단차 구조(115) 사이에는 접착층(163)이 배치되며, 상기 접착층(163)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질을 포함한다.
상기 투명 윈도우(161)는 상기 발광 칩(131)으로부터 이격될 수 있다. 상기 투명 윈도우(161)가 상기 발광 칩(131)로부터 이격됨으로써, 상기 발광 칩(131)에 의해 발생된 열에 의해 팽창되는 것을 방지할 수 있다. 상기 투명 윈도우(161) 아래의 공간은 빈 공간이거나 비금속 또는 금속 화학 원소가 채워질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 투명 윈도우(161) 상에는 렌즈가 결합될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한 상기 몸체(110)의 측면에는 몰딩 부재가 더 배치되어, 방습 및 소자 보호를 수행할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 발광소자 및 이를 구비한 광원 유닛은 냉장고의 실내기, 증발기, 응축수의 살균 장치로 사용될 수 있으며, 또한 에어 워셔(air washer)와 같은 기기 내에서의 살균 장치, 정수기의 저수기의 저수조 및 토출수의 살균 장치, 변기 내에서의 살균 장치로 사용될 수 있다. 이러한 살균 장치는 상기에 개시된 투광부재와 방수부재들을 선택적으로 포함할 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
17,27,37,47: 체결 구조
100: 발광소자
201: 회로기판
260,270,275: 방수부재
220: 투광부재
310: 커버
410: 케이스
P1: 유입 파이프
P2: 유출 파이프

Claims (8)

  1. 제1수용부를 갖는 커버;
    상기 제1수용부에 배치된 회로기판;
    상기 회로 기판에 발광소자;
    상기 발광소자와 대면하는 투광부재;
    상기 투광부재를 갖고 상기 커버 내부에 체결된 방수 커버;
    개구부를 갖고 상기 커버에 결합된 케이스를 포함하며,
    상기 케이스의 개구부의 상부에는 상기 방수 커버가 배치되며,
    상기 케이스는 상기 개구부의 바닥에 인접한 유입구, 상기 유입구에 연결된 유출 파이프, 상기 방수 커버에 인접한 유출구 및 상기 유출구에 연결된 유출 파이프를 포함하는 살균 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방수 커버에는 투광부재의 하면 에지에 제1방수 부재, 및 상기 투광부재의 상면 에지에 제2방수 부재를 포함하며,
    상기 제2방수 부재는 상기 방수 커버의 내면과 상기 투광부재의 상면에 접촉되는 살균 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 커버는 상기 제1수용부 상에 배치된 플랫부, 상기 제1수용부의 외측에 배치된 측벽부, 및 상기 플랫부로부터 상기 방수 커버 방향으로 돌출된 방수 격벽을 포함하며,
    상기 회로 기판은 상기 방수 격벽 내의 제1오목부에 배치되며,
    상기 방수 격벽과 상기 측벽부 사이에 제3방수 부재를 포함하는 살균 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 커버 상에 배치된 방열판을 포함하며,
    상기 방열판은 상기 커버 상에 배치된 방열 몸체, 상기 방열 몸체로부터 상기 제1수용부 방향으로 돌출된 접촉부, 및 상기 방열 몸체로부터 돌출된 복수의 방열 핀을 포함하며,
    상기 커버는 상기 접촉부가 배치된 방열 구멍을 포함하는 살균 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유입구와 상기 유출구는 상기 케이스의 개구부 내에 서로 다른 방향에 배치되며,
    상기 유입 파이프 및 상기 유출 파이프는 상기 케이스를 기준으로 서로 다른 방향으로 돌출되는 살균 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이스의 개구부의 바닥부터 상기 방수 커버와의 거리는 D1이고,
    상기 케이스이 개구부의 내부 반경은 r이며,
    상기 D1는 상기 반경 r의 3배 이상이며,
    상기 유출구를 기준으로 상기 커버와의 거리는 D2이고, 상기 케이스의 개구부의 바닥과의 거리는 D3이며,
    상기 D2:D3의 비율은 9:1 내지 14:1의 범위인 살균 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유입구를 기준으로 상기 개구부의 바닥과의 거리는 D4이며, 상기 커버와의 거리는 D5이며,
    상기 D4:D5의 비율은 1:2 내지 1:3.5의 범위인 살균 장치.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광소자는 100nm 내지 280nm의 파장 대역을 발광하는 살균 장치.
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KR20230092587A (ko) * 2021-12-17 2023-06-26 부경대학교 산학협력단 자외선 살균모듈 및 이를 이용한 자외선 살균장치

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