KR20200089174A - 살균유닛 및 이를 갖는 정수기 - Google Patents
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Abstract
발명의 실시 예에 개시된 살균유닛은, 기판 및 상기 기판 상에 배치된 자외선 발광소자를 포함하는 광원부; 및 상기 자외선 발광소자가 배치된 캐비티 및 상기 캐비티의 외측으로 오목한 곡면을 갖는 내측면을 포함하는 반사체를 포함하며, 상기 반사체는 하면으로부터 상기 캐비티 방향으로 오목한 수납부를 포함하며, 상기 기판은 상기 수납부에 배치되고, 상기 기판의 상면은 상기 반사체의 하면보다 높게 배치되며, 상기 캐비티의 바닥에는 상기 기판의 상면이 노출되며, 상기 캐비티의 내측면은 상기 캐비티의 하단에서 상단까지 포물선을 가지며, 상기 자외선 발광소자의 상면 중심에서 상기 캐비티의 상단까지의 수직한 거리는 상기 캐비티에서의 최소 직경의 60% 이하이며, 상기 반사체는 금속 재질로 형성될 수 있다.
Description
발명의 실시 예는 살균 광원을 갖는 광원 유닛 또는 살균유닛에 관한 것이다.
발명의 실시 예는 살균유닛을 갖는 살균 장치 또는 정수기에 관한 것이다.
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 자외선 발광소자로부터 방출된 광을 집광시켜 주기 위한 살균유닛을 제공한다.
발명의 실시 예는 방열 및 반사를 위한 반사체를 살균유닛을 제공한다.
발명의 실시 예는 살균유닛을 갖는 살균 장치 또는 정수기를 제공한다.
발명의 실시 예에 따른 살균유닛은, 기판 및 상기 기판 상에 배치된 자외선 발광소자를 포함하는 광원부; 및 상기 자외선 발광소자가 배치된 캐비티 및 상기 캐비티의 외측으로 오목한 곡면을 갖는 내측면을 포함하는 반사체를 포함하며, 상기 반사체는 하면으로부터 상기 캐비티 방향으로 오목한 수납부를 포함하며, 상기 기판은 상기 수납부에 배치되고, 상기 기판의 상면은 상기 반사체의 하면보다 높게 배치되며, 상기 캐비티의 바닥에는 상기 기판의 상면이 노출되며, 상기 캐비티의 내측면은 상기 캐비티의 하단에서 상단까지 포물선을 가지며, 상기 자외선 발광소자의 상면 중심에서 상기 캐비티의 상단까지의 수직한 거리는 상기 캐비티에서의 최소 직경의 60% 이하이며, 상기 반사체는 금속 재질로 형성될 수 있다.
발명의 실시 의하면, 상기 기판은 상면 둘레에 방열 패드를 포함하며, 상기 방열 패드는 상기 수납부에서 상기 반사체와 전도성 접합 부재로 접합될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 기판은 상기 방열 패드와 상기 발광소자 사이에 복수의 관통 구멍을 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 캐비티는 바닥에서 최소 직경 및 상부에서의 최대 직경을 가지며, 상기 캐비티의 최대 직경은 상기 최소 직경의 1.5배 이상이며, 상기 캐비티의 최소 직경은 상기 발광소자의 한 변의 길이의 1.5배 이상일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 발광소자의 중심에 수직한 축을 기준으로 상기 발광소자의 상면 중심과 상기 캐비티의 상단을 지나는 직선까지의 각도는 50도 내지 65도의 범위일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 반사체는 외곽 형상이 원 형상을 포함하며, 상기 반사체의 외주면에 방사 방향으로 돌출되는 복수의 방열 핀을 포함하며, 상기 방열 핀의 높이는 상기 반사체의 두께와 동일할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 자외선 발광소자는, 상부가 개방된 리세스를 갖는 몸체; 상기 리세스 내에 배치되고 자외선 파장에서 가장 높은 세기로 발광하는 발광 칩; 및 상기 발광 칩 상에 투광성 부재를 포함하며, 상기 발광 칩은 200nm 내지 280nm의 파장을 발광할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 반사체의 캐비티 상에 투광성 플레이트를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 정수기는, 내부에 정수를 수용하는 저수조를 포함하는 본체; 상기 저수조로부터 상기 정수를 출수하는 출수부; 상기 출수부 상에 배치되며 살균 모듈을 포함하는 살균부; 및 상기 살균 모듈의 동작 상태를 판단하는 제어부를 포함하고, 상기 출수부는 상기 정수의 이동을 위한 유로를 제공하는 출수관 및 상기 출수관 끝단에 배치되며 상기 정수의 유동을 제어하는 출수 코크를 포함하고, 상기 살균 모듈은 상기 출수관 및 상기 출수 코크와 수직 방향으로 중첩되는 자외선 발광소자를 포함하고, 상기 자외선 발광소자는 상기 출수관 및 상기 출수 코크 방향으로 자외선을 조사하며, 상기 살균 모듈은 상기에 개시된 살균유닛을 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 살균유닛은 협소한 공간에서 방열 및 광도를 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예는 살균력이 개선된 자외선 살균유닛을 제공할 수 있다.
발명의 실시 예는 살균유닛 및 이를 갖는 살균 또는 정수 장치의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 발명의 실시 예에 따른 살균유닛의 사시도이다.
도 2는 도 1의 살균유닛의 평면도이다.
도 3은 도 1의 살균유닛에서 광원부의 사시도이다.
도 4는 도 2의 살균유닛의 측 단면도이다.
도 5는 도 4의 살균유닛의 다른 예이다.
도 6은 도 1의 살균유닛에서 광원부의 열 분포를 나타낸 도면이다.
도 7의 (A)-(D)은 발명의 실시 예에 따른 살균유닛으로부터 타켓 위치에 다른 조도 분포를 비교한 도면이다.
도 8은 발명의 실시 예에 따른 살균유닛의 발광소자의 예이다.
도 9는 실시예에 따른 살균유닛을 갖는 살균 모듈이 정수기에 적용된 단면도이다.
도 10 및 도 11은 도 9의 A1 영역을 확대한 예들을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 살균유닛의 평면도이다.
도 3은 도 1의 살균유닛에서 광원부의 사시도이다.
도 4는 도 2의 살균유닛의 측 단면도이다.
도 5는 도 4의 살균유닛의 다른 예이다.
도 6은 도 1의 살균유닛에서 광원부의 열 분포를 나타낸 도면이다.
도 7의 (A)-(D)은 발명의 실시 예에 따른 살균유닛으로부터 타켓 위치에 다른 조도 분포를 비교한 도면이다.
도 8은 발명의 실시 예에 따른 살균유닛의 발광소자의 예이다.
도 9는 실시예에 따른 살균유닛을 갖는 살균 모듈이 정수기에 적용된 단면도이다.
도 10 및 도 11은 도 9의 A1 영역을 확대한 예들을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 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.
<살균유닛>
도 1은 발명의 실시 예에 따른 살균유닛의 사시도이고, 도 2는 도 1의 살균유닛의 평면도이며, 도 3은 도 1의 살균유닛에서 광원부의 사시도이고, 도 4는 도 2의 살균유닛의 측 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 살균유닛(300)은 발광소자(100)를 갖는 광원부(200), 및 상기 광원부(200) 상에 캐비티(306)를 갖는 반사체(301)를 포함한다. 상기 살균유닛(300)은 자외선 광을 조사하는 유닛이며, 상기 유닛은 화장 재료를 갖는 용기 내에서의 살균 장치, 냉장고의 실내기, 증발기, 응축수 내에서의 살균 장치, 에어 워셔(air washer)와 같은 기기 내에서의 살균 장치, 정수기의 저수기의 저수조 및 토출수의 살균 장치, 각종 수통, 변기 내에서의 살균 장치 내에서 살균 또는 정화 기능으로 사용될 수 있다. 상기 유닛은 광 촉매 필터를 포함하거나, 광 촉매 물질을 갖는 필터로 광을 조사할 수 있다. 상기 광촉매 필터는 예컨대, 냉장고, 김치 냉장고, 벽장, 신발장, 세탁기, 정화조, 살균기, 가습기, 청소기, 에어컨, 공기조화장치 등에 배치되어 악취 제거, 물 정화, 세균을 제거, 실내 공기를 정화 등의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 광촉매 필터는 소형 제품에서도 이용될 수 있는데, 예컨대, 스마트 폰, 태블릿 PC, 스마트 워치, 패치, 또는 기타 제품(예컨대, 장갑, 밴드, 목걸이, 팔찌, 반지, 헤드밴드, 이어폰, 귀걸이, 의류 등)에도 배치될 수 있다. 또한 창문틀, 벽지, 시공, 공조시스템, 화장실 타일 등에 이용되는 것도 가능하다. 상기 자외선(Ultra violet)은 UV-C 파장을 포함할 수 있다. 상기 발광소자(100)는 400nm 이하 예컨대, 200nm 내지 280nm의 파장 대역에서 최대 세기를 가지는 광을 발광할 수 있다. 상기 자외선은 살균 기능을 가질 수 있으며 대상 미생물에 따라 변경될 수 있다. 상기 발광소자(100)는 하나 또는 복수의 자외선 LED 칩일 수 있으며, 도 8과 같이 몸체 내에 하나 또는 복수의 자외선 LED 칩을 포함할 수 있다.
상기 광원부(200)는 기판(201) 및 상기 기판(201) 상에 발광소자(100)를 포함할 수 있다. 상기 광원부(200)는 자외선 파장 예컨대, UV-C 파장 또는 200 내지 280nm의 파장 대역에서 최대 세기를 가지는 광을 발광할 수 있다. 상기 기판(201)은 수지 재질의 기판, 세라믹 재질의 기판, 또는 금속 베이스 재질의 기판을 포함할 수 있다. 상기 기판(201)은 리지드(rigid)한 기판 또는 플렉시블(flexible)한 기판일 수 있다. 상기 기판(201)은 회로 패턴을 갖고 상기 발광소자(100)에 전원을 공급할 수 있다.
도 3과 같이, 상기 기판(201)의 외 형상은 원 형상이거나 다각형상일 수 있다. 상기 기판(201)의 외 형상은 상기 반사체(301)의 외 형상과 동일한 형상일 수 있다. 상기 기판(201)의 상면 면적은 상기 반사체(301)의 하면 면적보다 작을 수 있다. 이러한 기판(201)은 상기 발광소자(100)와 전기적으로 연결되며, 상기 발광소자(100)로부터 발생된 열을 방열하게 되며, 상기 기판(201)의 방열 효율이 저하될 경우, 상기 발광소자(100)는 열에 의해 손해를 받고 광 효율이 저하되므로, 광 출력을 높이는데 한계가 있다. 이를 위해, 상기 기판(201)은 방열 및 반사를 위한 반사체(301)와 결합되어 열을 전달할 수 있다. 즉, 상기 기판(201)은 상기 반사체(301)와는 전기적으로 연결되지 않고, 전도성 접합 부재를 통해 물리적으로 또는 열적으로 연결될 수 있다.
또한 살균유닛(300)이 적용되는 공간이 협소한 경우, 상기 기판(201)의 하부 또는 후 방향으로 방열 부재를 결합할 수 없으며, 기판(201)의 방열 특성이 낮은 경우 발광소자(100)의 광도를 낮추어 적용하는 문제가 발생될 수 있다. 이는 살균력을 위해 상기 발광소자(100)를 소정 광도 이상 및 소정 시간 이상 조사하는 장치에서 신뢰성을 저하시키는 원인이 될 수 있다. 따라서, 발명의 실시 예는 방열 및 반사를 위한 반사체(301)를 상기 기판(201) 상부에 결합시켜 주어, 협소한 공간에 의한 설치 문제와 방열 특성을 개선하여, 광원부(200)에 의한 살균력의 저하를 방지할 수 있다.
상기 기판(201)의 상면에는 외곽부에 방열 패드(P1)를 배치하며, 상기 방열 패드(P1)는 상기 반사체(301)와 전도성 접합부재로 접합될 수 있다. 상기 방열 패드(P1)는 하나 또는 복수로 배치될 수 있으며, 상기 기판(201)의 외곽 에지를 따라 배치될 수 있다. 상기 방열 패드(P1)는 상기 발광소자(100)의 외측에 배치됨으로써, 상기 기판(201)으로 전달되는 열을 상기 반사체(301)로 전도하게 된다. 상기 방열 패드(P1)가 복수로 배치된 경우, 열을 분산시켜 전달할 수 있도록 서로 이격될 수 있다.
상기 기판(201)의 내부에는 복수의 관통 구멍(H1,H2)이 배치될 수 있다. 상기 관통 구멍(H1,H2)은 상기 기판(201) 내부에서 발생되는 열이나 상기 반사체(301)로부터 발생되는 열을 기판 하부를 통해 배출할 수 있다. 상기 복수의 관통 구멍(H1,H2) 각각은 상기 발광소자(100)와 상기 방열 패드(P1) 사이에 배치될 수 있다.
도 4와 같이, 상기 기판(201)은 상부에 제1 및 제2본딩패드(E1,E2), 하부에 제3 및 제4본딩패드(E3,E4)와, 복수의 비아(V1,V2)를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2본딩패드(E1,E2)는 상기 발광소자(100)에 본딩되며, 상기 제3 및 제4본딩패드(E3,E4)는 상기 제1본딩패드(E1) 및 제2본딩패드(E2)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 복수의 비아(V1,V2) 각각은 상기 제1본딩패드(E1)와 상기 제3본딩패드(E3), 및 제2본딩패드(E2)와 제4본딩패드(E4)를 서로 연결해 줄 수 있다. 상기 제3본딩패드(E3) 및 제4본딩패드(E4)는 기판(201) 하부를 통해 전원을 공급받아 제1 및 제2본딩패드(E1,E2)로 전달하게 된다. 상기 제1 및 제2본딩패드(E1,E2)는 상기 발광소자(100)에 공급하여 발광소자(100)를 구동시켜 줄 수 있다. 상기 제1 및 제2본딩패드(E1,E2)는 상기 방열 패드(P1)와는 전기적으로 분리될 수 있다.
상기 발광소자(100)는 자외선 파장부터 가시광선 파장의 범위 내에서 가장 높은 세기의 파장을 발광할 수 있다. 상기 발광소자(100)는 예컨대, 자외선 파장을 발광할 수 있으며, UV-C 파장 또는 200 내지 280nm의 파장을 발광할 수 있다. 상기 발광소자(100)는 II족과 VI족 원소의 화합물 반도체, 또는 III족과 V족 원소의 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광소자(100)는 자외선 LED를 포함할 수 있다. 예컨대 상기 LED는 AlInGaN, InGaN, AlGaN, GaN, GaAs, InGaP, AllnGaP, InP, InGaAs와 같은 계열의 화합물 반도체를 이용하여 제조된 반도체 소자를 선택적으로 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4와 같이, 상기 발광소자(100)는 예컨대, 몸체(110), 상기 몸체 내부에 발광 칩(131) 및 상기 발광 칩(131) 상에 투광성 부재(161)를 포함할 수 있다. 상기 몸체(110)는 반사 재질 또는 세라믹 재질일 수 있다. 상기 몸체(110)의 탑뷰 형상은 다각형 예컨대, 사각형 형상일 수 있으며, 다른 예로서 원 형상일 수 있다. 상기 몸체(110)는 외 형상이 다면체 형상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 몸체(110)는 내부에 발광 칩(131)가 배치되며 상부가 개방된 리세스(Recess)(111)를 포함할 수 있다. 상기 투광성 부재(161)는 상기 발광 칩(131) 상에 배치되며 상기 발광 칩(131)를 보호하며 상기 발광 칩(131)로부터 방출된 광을 손해 없이 투과시켜 줄 수 있다. 상기 투광성 부재(161)의 재질은 유리 재질이거나, 불소계 재질일 수 있다. 상기 투광성 부재(161)는 불소계 고무 재질로 형성될 수 있다. 상기 투광성 부재(161)는 PCTFE (Polychlorotrifluoroethylene), ETFE (Ethylene + Tetrafluoroethylene), FEP (Fluorinated ethylene propylene copoly-mer), PFA (Perfluoroalkoxy) 중 적어도 하나로 사용될 수 있다.
상기 기판(201)는 상기 반사체(301)의 하부에 배치될 수 있다. 상기 기판(201)는 상기 반사체(301)의 수납부(316)에 결합될 수 있다. 상기 수납부(316)는 상기 반사체(301)의 하면(S2)으로부터 상면 방향으로 오목할 수 있다. 상기 수납부(316)는 상기 기판(201)의 하면 면적과 대응되며, 상기 기판(201)의 하면 형상과 대응될 수 있다. 상기 기판(201)의 방열 패드(P1)는 상기 수납부(316) 상에서 상기 반사체(301)의 내면과 대면할 수 있다. 이러한 방열 패드(P1)는 상기 반사체(301)과 전도성 접합 부재로 연결되거나 접촉될 수 있다. 상기 전도성 접착 부재는 솔더와 같은 재질을 포함할 수 있다. 상기 기판(201)의 상면은 상기 반사체(301)의 하면(S2)보다 높게 배치되며, 상기 발광소자(100)는 상기 반사체(301)의 캐비티(306)의 중심부 바닥에 배치될 수 있다.
상기 반사체(301)는 금속 재질로 형성될 수 있다. 상기 반사체(301)는 예컨대, 알루미늄 재질로 형성될 수 있다. 상기 반사체(301)는 금속 재질이거나 표면에 알루미늄의 재질로 도금될 수 있다. 상기 반사체(301)는 알루미늄이 100%인 재질로 형성될 수 있다. 상기 반사체(301)는 금속 예컨대, 알루미늄(Al), 백금(Pt), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 탄탈늄(Ta)을 선택적으로 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 반사체(301)는 열 전도율 및 반사 효율이 높은 금속으로 제공될 수 있다.
상기 반사체(301)의 상부는 상면이 개방된 캐비티(306)를 포함하며, 하부는 상기 광원부(200)의 기판(201)이 배치된 수납부(316)를 포함할 수 있다. 상기 캐비티(306)의 바닥은 상기 반사체(301)가 개방되며, 상기 기판(201)이 노출될 수 있다. 여기서, 상기 기판(201)의 상면은 상기 반사체(301)의 하면보다 높게 배치될 수 있다. 상기 기판(201)의 측면은 상기 반사체(301)의 수납부(316)의 내 측면과 대면할 수 있다. 이에 따라 상기 기판(201)의 둘레에는 상기 반사체(301)가 배치될 수 있다. 상기 기판(201)의 측면과 상기 수납부(316)의 측면 사이는 전도성 접합 부재로 접합되어, 열 전도율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 캐비티(306)는 상기 반사체(301)의 상면(S1)으로부터 소정 깊이로 함몰되고 상기 수납부(316)까지 연결되며, 상기 수납부(316)는 상기 반사체(301)의 하부가 개방된 오픈 영역일 수 있다. 상기 캐비티(306)는 하부로 내려갈수록 점차 좁아지는 형상 예컨대, 반구 형상 또는 용기 형상으로 형상될 수 있다. 상기 캐비티(306)는 바닥 중심에 수직한 광축을 기준으로 회전 대칭 형상 또는 축 대칭 형상으로 형성될 수 있다. 상기 캐비티(306) 내에는 빈 공간일 수 있다.
상기 캐비티(306)는 상부 형상이 최대 직경(D3)을 갖는 원 형상일 수 있으며, 상기 바닥 형상이 최소 직경(D2)을 갖는 원 형상일 수 있다. 상기 캐비티(306)에서의 최소 직경(D2)는 상기 캐비티 바닥에서 너비 또는 최대 직경일 수 있다. 상기 캐비티(306)는 하부로 내려갈수록 직경이 점차 작아지는 형상을 가지고, 상기 캐비티(306)의 하단에서 수납부(316)에 연결될 수 있다. 상기 최대 직경(D3)은 상기 최소 직경(D2)의 1.5 배 이상 예컨대, 1.5배 내지 2.2배의 범위일 수 있다. 상기 최소 직경(D2)는 상기 발광소자(100)의 한 변의 너비(D1)보다 클 수 있으며, 예컨대 상기 너비(D1)의 1.5배 이상 예컨대, 1.5배 내지 2배 사이에 배치될 수 있다. 상기 너비(D1)는 5mm 내지 7mm의 범위일 수 있다. 상기 캐비티(306)의 최소 직경(D2)은 상기 발광소자(100)의 너비의 2배 이하로 배치되므로, 상기 발광소자(100)로부터 방출된 광의 손실을 줄여줄 수 있다. 상기 캐비티(306)의 최대 직경(D3)은 정수 또는 정화 장치 내에서의 유로 직경과 작거나 상기 유로 직경을 기준으로 ±10% 내지 ±30% 범위의 직경으로 제공될 수 있다. 이에 따라 상기 캐비티(306)를 통해 방출된 광은 유로 내부에 효과적으로 조사될 수 있다.
상기 캐비티(306)의 내측면(304)은 반사 면일 수 있으며, 상기 반사 면은 반사체(301)와 동일한 재질이거나 다른 금속으로 형성될 수 있다. 상기 캐비티(306)의 내측면(304)은 외측 방향으로 오목한 곡면을 포함하며, 상기 곡면은 상기 캐비티(306)의 상단과 하단을 연결한 직선보다 외측 방향으로 오목한 면일 수 있다. 상기 곡면은 캐비티(306)의 상단과 하단 사이에 포물선 형상 또는 이차 곡선 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 캐비티(306)의 상단은 반사체(301)의 상단과의 경계 지점이며, 상기 하단은 수납부(316)과의 경계 지점일 수 있다. 상기 내측면(304)은 상기 캐비티(306)의 하단에서 상단까지 연속적인 곡면으로 제공될 수 있다. 상기 캐비티(306)의 내측면(304)이 곡면인 경우, 코닉 상수(conic constant)를 k라 할 때, 상기 k는 -1.2 이하 예컨대, -0.9 ≤ k ≤ -1.2의 관계를 가질 수 있다. 상기 내측면(304)은 상기의 코닉 상수를 갖는 포물선(parabola)을 갖는 비구면으로 형성되어, 입사된 광을 반사하여 출사 방향으로 집광시켜 줄 수 있다.
도 2 및 도 4와 같이, 상기 캐비티(306)의 깊이(T2)는 상기 캐비티(306)의 최소 직경(D2)보다 작을 수 있으며, 8mm 이하 예컨대, 6mm 내지 8mm의 범위일 수 있다. 상기 캐비티(306)의 깊이(T2)가 상기 범위를 벗어난 경우, 반사체(301)의 두께가 증가될 수 있고 상기 범위보다 작은 경우 집광 효율이 저하될 수 있다. 여기서, 상기 발광소자(100)의 상면과 상기 캐비티(306)의 상단 사이의 수직한 거리(T1)는 상기 발광소자(100)의 한 변의 길이(D1)보다 작을 수 있으며, 6mm 이하 예컨대, 5mm 내지 6mm의 범위일 수 있다. 상기 거리(T2)는 상기 캐비티(306)의 깊이(T2)를 기준으로 70% 이상으로 제공되므로, 상기 캐비티(306)의 내측면(304)에서 상기 발광소자(100)로부터 방출된 광을 효과적으로 반사시켜 줄 수 있다. 상기 거리(T2)는 상기 캐비티(306)의 바닥의 직경(D2)의 60% 이하 예컨대, 40% 내지 60%의 범위로 배치될 수 있다. 상기 거리(T2)는 직경(D2)보다 60% 이하로 배치됨으로써, 캐비티(306)의 바닥 크기와 캐비티(306)의 깊이(T1)에 의해 광 추출 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 협소한 공간에서의 설치 공간이 제약되는 문제를 해결할 수 있다.
상기 발광소자(100)를 중심에 수직한 축을 기준으로 상기 발광소자(100)의 상면 중심과 상기 캐비티(306)의 상단 사이를 지나는 직선의 각도(R1)는 예각일 수 있으며, 65도 이하 또는 50도 내지 65도의 범위일 수 있다. 상기 각도(R1)가 상기 65도 이상이면 광 손실이 커질 수 있고 상기 범위보다 작으면 집광 면적이 감소될 수 있다.
여기서, 상기 캐비티(306)와 상기 수납부(316)는 수직한 방향으로 중첩될 수 있으며, 상기 수납부(316)의 외곽부는 상기 캐비티(306)의 내측면과 수직한 방향으로 중첩될 수 있다. 이에 따라 기판(201)의 상면 또는/및 측면 중에서 소정 영역에 방열 패드를 배치하여, 반사체(301)과의 접합을 통해 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 반사체(301)는 방열 핀(311)을 포함할 수 있다. 상기 방열 핀(311)은 반사체(301)의 중심을 기준으로 방사 방향으로 돌출될 수 있다. 상기 방열 핀(311)은 상기 반사체(301)의 외주면을 따라 일정 간격을 갖고 배열될 수 있다. 상기 방열 핀(311)과 상기 방열핀(311)들 사이의 홈(313)은 교대로 배치될 수 있다. 상기 방열 핀(311)은 상기 반사체(301)의 두께와 동일한 높이로 형성될 수 있어, 상기 반사체(301)를 통해 전도된 열을 측 방향으로 방열할 수 있다. 상기 방열 핀(311)은 상기 반사체(301)와 동일한 재질로 형성되어, 방열 면적을 증가시켜 줄 수 있다. 상기 방열 핀(311)은 상기 반사체(301)로부터 제거되거나 형성하지 않을 수 있다.
발명의 실시 예는 상기 발광소자(100)의 둘레에 반사 재질의 반사체(301)를 배치해 줌으로써, 기판(201)과의 열 전달이 가능하고 상기 발광소자(100)로부터 방출된 광을 집광 영역으로 반사시켜 줄 수 있다. 이에 따라 살균유닛(300)의 집광 효율은 개선될 수 있어, 발광소자(100)의 출력을 더 높일 수 있고 살균력을 높일 수 있다. 또한 발광소자(100)의 사이즈 및 유닛(300)의 설치 공간이 제약이 있는 경우, 하나의 발광소자(100)를 통해 보다 높은 광 출력을 통해 발광하는 한편, 집광 효율 및 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
도 5는 도 4의 다른 예로서, 반사체(301) 상에 투광성 플레이트(350)를 포함할 수 있다. 상기 투광성 플레이트(350)는 유리 재질일 수 있으며, 상기 살균유닛(300)의 캐비티(306) 상면과 대면할 수 있다. 상기 투광성 플레이트(350)는 상기 반사체(301)의 상면에 접착되거나, 결합될 수 있다.
도 6은 도 1의 살균유닛에서 광원부가 구동한 경우의 열 분포를 나타낸 도면이다. 도 1 및 도 6을 참조하면, 발명의 실시 예는 방열 핀(311)이 있는 반사체(301)의 경우, 기판(201)과 발광소자(100) 사이의 접합 온도는 55도 이하로 낮아질 수 있다. 여기서, 비교 예1은 반사체가 없는 경우이며, 광원부(200)의 발광소자(100)와 기판(201) 간의 접합온도는 85도 이상으로 나타나며, 실시 예1은 방열 핀이 없는 반사체에 상기 광원부(200)를 결합한 경우이며, 기판(201)과 발광소자(100) 사이의 접합 온도는 60도 이하로 낮아질 수 있다. 이에 따라 상기 기판(201) 상에 방열 핀을 갖는 반사체(301)가 결합된 경우, 50% 이상의 방열 효율이 개선됨을 알 수 있다.
도 7의 (A)-(D)은 발명의 실시 예에 따른 살균유닛과 타켓 사이의 거리에 따른 조도 및 살균력을 나타낸 도면이다. 여기서, 타켓과의 거리를 보면, 살균유닛(300)으로부터 10mm로 이격된 위치에 타켓이 있는 경우(A), 20mm로 이격된 위치에 타켓이 있는 경우(B), 30mm로 이격된 위치에 타켓이 있는 경우(C), 40mm로 이격된 위치에 타켓이 있는 경우(D)이다. 여기서, 상기 타켓은 10mm, 20mm, 30mm 및 40mm에서의 유체 영역일 수 있다.
표 1 내지 표 4 각각은 도 8의 (A), (B), (C) 및 (D)의 조도 및 살균력을 각각 나타내며, 하기의 표에서 필드(Field) 값인 0.0은 조도 영역의 중심 지점이며, 0.5은 직경의 1/2 지점이며, 1.0은 조도 영역의 최 외곽 지점이다.
| Field | 0.0 | 0.5 | 1.0 |
| Irradiance(mW/cm2) | 1.31 | 1.32 | 1.89 |
| 살균력(second) | 1.44 | 1.43 | 1.01 |
| Field | 0.0 | 0.5 | 1.0 |
| Irradiance(mW/cm2) | 0.49 | 0.95 | 1.11 |
| 살균력(second) | 3.88 | 2.00 | 1.71 |
| Field | 0.0 | 0.5 | 1.0 |
| Irradiance(mW/cm2) | 0.48 | 0.83 | 0.68 |
| 살균력(second) | 3.97 | 2.28 | 2.80 |
| Field | 0.0 | 0.5 | 1.0 |
| Irradiance(mW/cm2) | 0.76 | 0.59 | 0.49 |
| 살균력(second) | 2.47 | 3.18 | 3.83 |
상기 표 1은 10mm 이격된 타켓 위치에서의 조도 및 살균력을 측정한 값이며, 표 2는 20mm 이격된 타켓 위치에서의 조도 및 살균력을 측정한 값이며, 표 3은 30mm 이격된 타켓 위치에서의 조도 및 살균력을 측정한 값이며, 표 4은 40mm 이격된 타켓 위치에서의 조도 및 살균력을 측정한 값이다. 상기 살균력은 상기의 시간에서의 대장균에 대한 99.99%의 살균을 위한 기준이 되는 시간이다. 이러한 살균유닛(300)의 살균력을 볼 때, 표 1 내지 표 4와 같이, 4초 미만에서 99.99%의 대장균을 살균할 수 있어, 상기 살균유닛(300)으로 유체를 4초 미만으로 조사하더라도, 99.99%의 살균력을 제공함을 알 수 있다. 또한 10mm 이하에서는 1.5 초 이내에서 99.99%의 살균력을 제공할 수 있어, 유로 상에 유체가 머무를 수 있는 시간을 줄여줄 수 있다. 여기서, 반사체가 없는 비교 예는 다음의 표 5 내지 표 8과 같다.
| Field | 0.0 | 0.5 | 1.0 |
| Irradiance(mW/cm2) | 1.31 | 1.11 | 0.76 |
| 살균력(second) | 1.44 | 1.70 | 2.49 |
| Field | 0.0 | 0.5 | 1.0 |
| Irradiance(mW/cm2) | 0.49 | 0.46 | 0.43 |
| 살균력(second) | 3.87 | 4.08 | 4.39 |
| Field | 0.0 | 0.5 | 1.0 |
| Irradiance(mW/cm2) | 0.24 | 0.25 | 0.23 |
| 살균력(second) | 8.00 | 7.52 | 8.22 |
| Field | 0.0 | 0.5 | 1.0 |
| Irradiance(mW/cm2) | 0.15 | 0.14 | 0.14 |
| 살균력(second) | 12.32 | 13.48 | 13.84 |
비교 예의 표 5 내지 표 8과 같이, 타켓과의 거리가 멀어질수록 4초 이상부터 13초 이상으로까지 증가됨을 알 수 있어, 유로 상에서 유체가 머무르는 시간을 더 증가시켜야 하거나 살균력이 저하되어 정수장치의 신뢰성이 떨어지는 문제가 발생될 수 있다.
도 8은 발명의 실시 예에 따른 살균유닛의 발광소자의 예이다.
도 8을 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 투광성 부재(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 내지 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, 투광성 부재(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 상기 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 소자를 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 투광성 부재(161)는 리세스(111) 상에 배치된다. 상기 투광성 부재(161)는 글래스(glass) 재질 예컨대, 석영 글래스를 포함한다. 이에 따라 상기 투광성 부재(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 투광성 부재(161)는 외측 둘레가 상기 몸체(110)의 단차 구조(115) 상에 결합된다. 상기 투광성 부재(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 투광성 부재(161)는 상기 발광 칩(131)으로부터 이격될 수 있다. 상기 투광성 부재(161)가 상기 발광 칩(131)로부터 이격됨으로써, 상기 발광 칩(131)에 의해 발생된 열에 의해 팽창되는 것을 방지할 수 있다. 상기 투광성 부재(161) 아래의 공간은 빈 공간이거나 비금속 또는 금속 화학 원소가 채워질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 투광성 부재(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 살균유닛은 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 투광성 부재와 방수부재들을 선택적으로 포함할 수 있다.
도 9는 실시예에 따른 살균 모듈이 정수기에 적용된 단면도이고, 도 10 및 도 11은 도 9의 A1 영역을 확대한 예들을 나타낸 도면이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 실시예에 따른 정수기(2000)는 본체(2100), 출수부(2200) 및 살균부(2300)를 포함할 수 있다. 상기 본체(2100)는 내부에 소정의 수용 공간을 가지며 내부에 물을 정화하기 위한 적어도 하나 이상의 필터(미도시)가 배치될 수 있다. 상기 본체(2100)는 상기 필터에 의해 정수된 물이 유동하는 정수관(미도시)을 포함할 수 있고, 상기 정수관과 연결되어 정수가 저장되는 저수조(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 본체(2100)의 외측에는 정수된 물을 취출하기 위하여 조작하는 레버(미도시)가 배치될 수 있다. 또한, 상기 본체(2100)의 외측에는 조작부(미도시)가 배치될 수 있다. 상기 조작부는 디스플레이, 버튼 등을 포함할 수 있고, 상기 정수기(2000)의 상태 정보를 보여주거나 다양한 기능을 선택할 수 있다. 일례로, 상기 조작부는 상기 정수기로부터 온수, 정수 및 냉수 등을 선택할 수 있는 적어도 한 개의 버튼을 포함할 수 있다. 상기 버튼은 물리적 버튼 및/또는 터치 센서등을 포함하는 전기적 버튼을 포함할 수 있다. 상기 정수기(2000)의 사용자는 상기 조작부를 통해 정수기의 상태를 파악할 수 있고, 다양한 기능을 선택 및 동작할 수 있다. 또한, 상기 정수기(2000)는 상기 조작부를 통해 취출할 경우, 예컨대 상기 조작부의 버튼 등에 의해 취출할 경우 상기 레버는 생략될 수 있다.
도 10과 같이, 상기 본체(2100)의 외부에는 정수를 출수하기 위한 출수부(2200)가 배치될 수 있다. 상기 출수부(2200)는 출수관(2210) 및 상기 출수관의 끝단에 위치하는 출수 코크(2220)를 포함할 수 있다. 상기 출수관(2210)은 상기 저수조에 저장된 정수를 배출하기 위한 관으로 상기 정수의 이동을 위한 유로를 제공할 수 있다. 상기 출수관(2210)은 상기 본체(2100)의 내부에서 외부로 연장되며 배치될 수 있다. 상기 출수관(2210)은 저수조와 연결되어 배치될 수 있으며, 상기 저수조의 하부 영역에 배치되어 상기 저수조의 물을 효과적으로 출수할 수 있다. 상기 출수관(2210)은 정수가 유동할 수 있도록 내부에 중공이 형성된 파이프 형태를 가질 수 있고, 석영, 유리, 금속, 스테인리스 등 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 출수관(2210)은 상기 자외선과 반응하지 않는 재질을 포함할 수 있다.
상기 출수부(2200)는 상기 출수 코크(2220)를 포함할 수 있다. 상기 출수 코크(2220)는 상기 출수관(2210)의 끝단에 배치될 수 있다. 상기 출수 코크(2220)는 내부에 정수의 유동을 제어할 수 있는 밸브를 포함할 수 있다. 일례로, 사용자의 동작에 의해 상기 출수 코크(2220)의 밸브는 개방될 수 있고, 상기 출수관(2210)을 통해 유동한 정수는 외부로 취출될 수 있다. 또한, 상기 사용자의 동작에 의해 상기 출수 코크(2220)의 밸브는 폐쇄될 수 있고 이로 인해 상기 정수의 추출은 중지될 수 있다.
상기 출수부(2200) 상에는 살균부(2300)가 배치될 수 있다. 상기 살균부(2300)는 상기 출수부(2200)와 인접하게 배치될 수 있다. 상기 살균부(2300)는 실시예에 따른 살균 모듈(1000)을 포함할 수 있고, 상기 출수부(2200)에 자외선을 조사할 수 있다. 일례로, 상기 출수관(2210)은 상기 살균부(2300)와 대응되는 영역 상에 개구부를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 출수관(2210)은 상기 발광소자(500)와 수직 방향으로 중첩되는 영역의 개구부를 포함할 수 있다. 상기 개구부는 상기 출수 코크(2220)와 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 개구부를 통해 상기 자외선은 조사 영역(K1)을 통해 상기 출수관(2210) 및 상기 출수 코크(2220)에 자외선이 입사될 수 있다.
상기 살균부(2300)는 제 1 몸체(2310) 및 상기 제 1 몸체(2310)와 결합하는 제 2 몸체(2320)를 포함할 수 있고, 상기 제 1 몸체(2310) 및 상기 제 2 몸체(2320) 사이에는 상기 살균 모듈(1000)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 몸체(2310)는 하부에 관통홀(TH1)을 갖는 오목부를 포함할 수 있고, 상부에 하부 방향으로 오목한 제 1 리세스(2311)를 포함할 수 있다.
상기 살균 모듈(1000)은 상기 제 1 몸체(2310) 상에 배치될 수 있다. 상기 살균 모듈(1000)은 상기 제 1 몸체(2310)의 제 1 리세스(2311) 상에 배치될 수 있다. 상기 살균 모듈(1000)은 상기에 개시된 살균유닛(500)과 상기 살균유닛(500)이 배치된 회로기판(2400)을 포함할 수 있으며, 상기 제 1 몸체(2310)의 제 1 리세스(2311) 표면과 직접 접촉할 수 있다. 상기 살균유닛(500)은 상기 관통홀(TH1) 내에 삽입되어 배치될 수 있다. 상기 살균유닛(500)은 상기의 실시 예에 개시된 반사체 및 발광소자를 갖는 광원부를 포함할 수 있다. 상기 살균유닛(500)은 도 5와 같은 투광성 플레이트를 포함하거나, 도 4와 같은 살균유닛(500) 상에 투광성 플레이트가 배치될 수 있다.
상기 살균유닛(500)의 외측에는 제1몰딩부(2410)가 배치되어, 상기 제1몰딩부(2410)은 상기 살균유닛(500)의 주변을 보호 및 방수하게 된다. 상기 살균유닛(500)은 회로기판(2400) 상에 배치되며 상기 회로기판(2400)은 상기 살균유닛(500)의 동작을 제어하게 된다. 상기 회로기판(2400)의 후면에는 각종 부품을 보호하는 제2몰딩부(2420)가 배치되어, 상기 제2몰딩부(2420)은 부품들을 보호할 수 있다. 상기 제1 및 제2몰딩부(2410,2420)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지를 포함하거나, 불소 수지를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2몰딩부(2410,2420)은 상기 살균유닛(500) 및 회로기판(2400)의 표면을 통해 침투하는 습기나 수분의 침투를 방지하며 방수 기능을 수행하게 된다.
상기 관통홀(TH1)의 수평 방향 너비는 상기 살균유닛(500)의 수평 방향 너비보다 클 수 있다. 또한, 상기 관통홀(TH1)의 수평 방향 너비는 상기 살균유닛(500)의 측면 상에 배치되는 제 1 몰딩부(2410)의 수평 방향 너비와 대응될 수 있다.
상기 제 1 리세스(2311)는 상기 살균 모듈(1000)과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 상기 제 1 리세스(2311)의 수평 방향 너비는 상기 살균 모듈(1000)의 수평 방향 너비보다 클 수 있다. 일례로, 상기 제 1 리세스(2311)의 x축 및 y축 중 적어도 한 방향의 너비는 상기 살균 모듈(1000)의 x축 및 y축 중 적어도 한 방향의 너비보다 클 수 있다. 또한, 상기 제 1 리세스(2311)의 높이는 상기 살균 모듈(1000)이 내부에 배치될 수 있도록, 상기 살균 모듈(1000)의 높이보다 높을 수 있다. 이에 따라, 상기 살균 모듈(1000)은 상기 제 1 리세스(2311) 내에 쉽게 배치되어 고정될 수 있다.
상기 제 1 몸체(2310)의 관통홀(TH1)은 상기 살균 모듈(1000)과 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 자세하게, 상기 관통홀(TH1)은 상기 살균 모듈(1000)의 살균유닛(500)와 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 관통홀(TH1)은 상기 살균유닛(500)의 수평 방향 너비보다 크거나 대응되는 수평 방향 너비를 가질 수 있다. 일례로, 상기 관통홀(TH1)의 수평 방향 너비는 상기 살균유닛(500)의 수평 방향 너비보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 살균유닛(500)은 상기 관통홀(TH1)에 전체 또는 부분적으로 삽입되어 배치될 수 있다.
자세하게, 상기 관통홀(TH1)의 수평 방향 너비가 상기 살균유닛(500)보다 클 경우, 상기 살균유닛(500)는 상기 살균유닛(500)의 측면 상에 배치되는 제 1 몰딩부(2410)에 의해 전체 또는 부분적으로 삽입될 수 있다. 즉, 상기 관통홀(TH1)의 내측은 상기 제 1 몰딩부(2410)와 직접 접할 수 있으며, 상기 관통홀(TH1)을 통해 수분, 습기 및 이물질 등이 살균 모듈(1000)로 침투하는 것을 방지할 수 있다. 상기 관통홀(TH1)의 수평 방향 너비가 상기 제 1 몰딩부(2410)의 수평 방향 너비와 대응될 경우, 상기 살균유닛(500)는 상기 관통홀(TH1)에 전체가 삽입되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 1 몰딩부(2410)는 상기 관통홀(TH1)의 내측과 접할 수 있고, 상기 살균 모듈(1000)의 회로기판(2400)의 상면은 상기 제 1 리세스(2311)의 바닥면과 접할 수 있다. 이에 따라, 상기 관통홀(TH1)을 통해 수분, 습기 및 이물질 등이 살균 모듈에 침투하는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 제 1 몸체(2310) 상에는 제 2 몸체(2320)가 배치될 수 있다. 상기 제 2 몸체(2320)는 상기 살균 모듈(1000) 상에 배치될 수 있다. 상기 제 2 몸체(2320)는 하부에 상부 방향으로 오목한 제 2 리세스(2321)를 포함할 수 있다. 상기 살균 모듈(1000)은 상기 제 2 리세스(2321) 내에 배치될 수 있다. 즉, 상기 살균 모듈(1000)은 상기 제 1 몸체(2310)의 제 1 리세스(2311) 및 상기 제 2 몸체(2320)의 제 2 리세스(2321)가 형성하는 공간 내에 배치될 수 있다. 상기 제 2 리세스(2321)는 상기 살균 모듈(1000)의 하면과 마주할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 리세스(2321)는 상기 살균 모듈(1000)의 부품부(450)와 대면할 수 있다.
상기 제 2 몸체(2320)는 상기 살균 모듈(1000)을 고정하기 위한 몸체로, 상기 살균 모듈(1000)의 너비와 대응되는 너비를 가질 수 있다. 일례로, 상기 제 2 리세스(2321)의 수평 방향 너비는 상기 살균 모듈(1000)의 수평 방향 너비와 대응될 수 있다. 또한, 상기 제 2 몸체(2320)는 상기 제 2 리세스(2321)의 표면으로부터 상기 살균 모듈(1000)을 지지하기 위한 고정 립(rib, 미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 고정 립은 상기 제 2 리세스(2321)의 표면으로부터 하부 방향으로 돌출되어 상기 회로기판(2400)의 하면과 접할 수 있고 상기 살균 모듈(1000)을 고정할 수 있다.
상기 제 1 몸체(2310) 및 상기 제 2 몸체(2320)는 결합될 수 있다. 일례로, 상기 제 1 몸체(2310) 및 상기 제 2 몸체(2320)에는 체결을 위한 홈이 형성될 수 있고, 상기 홈 내에 체결부가 배치되어 상기 제 1 몸체(2310)와 상기 제 2 몸체(2320)는 결합할 수 있다. 즉, 상기 제 1 몸체(2310) 및 상기 제 2 몸체(2320)는 서로 대응되는 영역 상에 암나사 형태를 가지는 홈을 포함할 수 있고, 수나사 형태의 체결부를 이용하여 나사 결합할 수 있다.
도 11과 같이, 상기 살균부는 제 1 가스켓(2330)을 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 가스켓(2330)은 상기 제 1 몸체(2310) 및 상기 제 2 몸체(2320) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제 1 가스켓(2330)은 상기 제 1 리세스(2311) 및 상기 제 2 리세스(2321) 사이에서 상기 살균 모듈(1000)의 회로기판(2400)보다 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 상기 제 1 가스켓(2330)은 상기 살균 모듈(1000)의 외주면을 감싸며 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 가스켓(2330)은 상기 살균 모듈(1000)의 측면에서 상면 및 하면의 일부까지 연장되는 형상으로 형성될 수 있고, 상기 회로기판(2400)의 상면 및 하면과 감싸며 직접 접촉할 수 있다. 상기 제 1 가스켓(2330)은 NBR(Nitrile Butadiene Rubber), EPDM(Ethylene Propylene), FPM(Fluorinated Rubber) 실리콘 등과 같은 수지 재질일 수 있다. 상기 제 1 가스켓(2330)은 상기 관통홀(TH1)을 통해 상기 살균 모듈(1000)의 후면으로 수분 및 습기가 유입되는 것을 이중으로 차단할 수 있다. 또한, 상기 제 1 가스켓(2330)은 외부에서 가해진 응력을 효과적으로 분산시킬 수 있다.
상기 제 1 몸체(2310)의 관통홀(TH1)은 상기 출수관(2210)과 수직 방향으로 중첩되는 영역에 배치될 수 있다. 상기 관통홀(TH1)은 상기 출수관의 상부에 형성된 개구부와 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 또한, 상기 관통홀(TH1)은 상기 출수 코크(2220)와 수직 방향으로 중첩되는 영역에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 관통홀(TH1)에 삽입된 상기 살균유닛(500) 역시 상기 출수관(2210) 및 상기 출수 코크(2220)와 수직 방향으로 중첩될 수 있고, 상기 출수관(2210) 및 상기 출수 코크(2220)를 향해 자외선을 조사할 수 있다.
즉, 실시예는 상기 저수조에 저장된 정수는 상기 출수관(2210)을 통과하면서 상기 출수관(2210)의 개구부를 통해 상기 살균유닛(500)로부터 방출되는 자외선에 노출될 수 있으며, 이 과정에서 상기 출수관(2210) 및 정수는 살균 처리 될 수 있다. 또한, 상기 정수가 출수된 이후에 상기 출수 코크(2220) 내부에는 잔여 수분이 남을 수 있다. 이때, 상기 잔여 수분은 상기 출수 코크(2220) 외부로부터 유입되는 세균 등에 의해 오염될 수 있다. 그러나, 실시예는 상기 출수 코크(2220) 상에 배치되는 살균부(2300)에 의해 상기 출수 코크(2220)를 살균할 수 있다. 자세하게, 상기 살균 모듈(1000)은 상기 출수 코크(2220)에 자외선을 조사할 수 있으며, 이에 따라, 상기 출수 코크(2220)를 살균 처리할 수 있다. 따라서, 상기 저장조에서 출수관(2210)을 통해 추가로 출수되는 정수가 상기 출수 코크(2220)에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 실시예에 따른 살균 모듈(1000)은 상기 저수조 상에 더 배치될 수 있다. 상기 살균 모듈(1000)은 상기 저수조 및 상기 저수조 내부에 수용된 정수를 살균할 수 있다. 상기 살균 모듈(1000)은 상기 저수조의 상면 상에 배치되어 상기 저수조 내부에 수용된 정수에 자외선을 조사할 수 있다. 예를 들어, 상기 저수조의 상면에는 상기 살균유닛(500)이 삽입될 수 있는 개구부를 포함할 수 있고, 상기 살균유닛(500)는 상기 개구부에 삽입되어 상기 저수조 내부에 자외선을 조사할 수 있다. 또한, 상기 살균 모듈(1000)은 상기 저수조의 측면 상에 배치되어 상기 저수조 내부에 자외선을 조사할 수 있다. 상기 살균 모듈(1000)의 살균유닛(500)는 상기 저수조의 측면 상에 형성된 개구부에 삽입되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 살균 모듈(1000)은 상기 저수조 하면 상에 배치되어 상기 저수조 내부에 자외선을 조사할 수 있다. 상기 살균 모듈(1000)은 상기 저수조 외측 또는 내측에 배치되어 상기 저수조 및 상기 저수조 내부에 수용된 정수에 자외선을 조사하여 살균할 수 있다. 이때, 상기 살균 모듈(1000)은 상술한 제 1 몰딩부(2410), 제 2 몰딩부(2420) 및 가스켓과 같은 방수 부재에 의해 외부로부터 수분 및 습기가 침투하는 것을 방지할 수 있으며 향상된 방수력을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 저수조 내부, 예컨대 상기 저수조에 수용된 정수 내부에 장시간 배치될 수 있고, 상기 정수 내에서 구동될 수 있다.
실시예에 따른 정수기(2000)는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 살균 모듈(1000)과 커넥터를 통해 연결될 수 있다. 상기 제어부는 상기 정수기(2000)의 상태를 파악할 수 있고, 상기 정수기(2000)의 동작을 제어할 수 있다. 상기 제어부는 상기 살균 모듈(1000)의 구동 상태를 파악할 수 있다. 즉, 상기 살균 모듈(1000)은 상기 제어부의 입력과 대응되도록 출력 전압을 스케일 다운할 수 있고, 상기 살균유닛(500)의 출력 전압을 바탕으로 상기 살균유닛(500)의 상태를 실시간으로 파악할 수 있다. 즉, 상기 제어부는 상기 출력 전압 값에 따라, 상기 살균유닛(500)의 쇼트 상태, 노멀 상태 및 오픈 상태를 파악할 수 있다. 즉, 실시예에 따른 살균 모듈(1000)은 향상된 방수력을 가질 수 있으며, 수분 및 습기 등에 노출되는 정수기에 배치되어 내부를 효과적으로 살균할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 정수기(2000)는 상기 살균 모듈(1000)의 동작 상태를 실시간으로 파악하여 동작 및 고장 상태를 분석할 수 있다. 이에 따라, 실시예는 상기 정수기(2000)를 분해하지 않고, 내부에 배치되는 살균 모듈(1000)의 동작 상태를 효과적으로 파악할 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.
Claims (9)
- 기판 및 상기 기판 상에 배치된 자외선 발광소자를 포함하는 광원부; 및
상기 자외선 발광소자가 배치된 캐비티 및 상기 캐비티의 외측으로 오목한 곡면을 갖는 내측면을 포함하는 반사체를 포함하며,
상기 반사체는 하면으로부터 상기 캐비티 방향으로 오목한 수납부를 포함하며,
상기 기판은 상기 수납부에 배치되고,
상기 기판의 상면은 상기 반사체의 하면보다 높게 배치되며,
상기 캐비티의 바닥에는 상기 기판의 상면이 노출되며,
상기 캐비티의 내측면은 상기 캐비티의 하단에서 상단까지 포물선을 가지며,
상기 자외선 발광소자의 상면 중심에서 상기 캐비티의 상단까지의 수직한 거리는 상기 캐비티에서의 최소 직경의 60% 이하이며,
상기 반사체는 금속 재질로 형성되는 살균유닛. - 제1항에 있어서,
상기 기판은 상면 둘레에 방열 패드를 포함하며,
상기 방열 패드는 상기 수납부에서 상기 반사체와 전도성 접합 부재로 접합되는 살균유닛. - 제2항에 있어서,
상기 기판은 상기 방열 패드와 상기 발광소자 사이에 복수의 관통 구멍을 포함하는 살균유닛. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 캐비티는 바닥에서 최소 직경 및 상부에서의 최대 직경을 가지며,
상기 캐비티의 최대 직경은 상기 최소 직경의 1.5배 이상이며,
상기 캐비티의 최소 직경은 상기 발광소자의 한 변의 길이의 1.5배 이상인 살균유닛. - 제4항에 있어서,
상기 발광소자의 중심에 수직한 축을 기준으로 상기 발광소자의 상면 중심과 상기 캐비티의 상단을 지나는 직선까지의 각도는 50도 내지 65도의 범위인 살균유닛. - 제4항에 있어서,
상기 반사체는 외곽 형상이 원 형상을 포함하며,
상기 반사체의 외주면에 방사 방향으로 돌출되는 복수의 방열 핀을 포함하며,
상기 방열 핀의 높이는 상기 반사체의 두께와 동일한 살균유닛. - 제4항에 있어서,
상기 자외선 발광소자는,
상부가 개방된 리세스를 갖는 몸체;
상기 리세스 내에 배치되고 자외선 파장에서 가장 높은 세기로 발광하는 발광 칩; 및
상기 발광 칩 상에 투광성 부재를 포함하며,
상기 발광 칩은 200nm 내지 280nm의 파장을 발광하는 살균유닛. - 제7항에 있어서,
상기 반사체의 캐비티 상에 투광성 플레이트를 포함하는 살균유닛. - 내부에 정수를 수용하는 저수조를 포함하는 본체;
상기 저수조로부터 상기 정수를 출수하는 출수부;
상기 출수부 상에 배치되며 살균 모듈을 포함하는 살균부; 및
상기 살균 모듈의 동작 상태를 판단하는 제어부를 포함하고,
상기 출수부는 상기 정수의 이동을 위한 유로를 제공하는 출수관 및 상기 출수관 끝단에 배치되며 상기 정수의 유동을 제어하는 출수 코크를 포함하고,
상기 살균 모듈은 상기 출수관 및 상기 출수 코크와 수직 방향으로 중첩되는 자외선 발광소자를 포함하고,
상기 자외선 발광소자는 상기 출수관 및 상기 출수 코크 방향으로 자외선을 조사하며,
상기 살균 모듈은 청구항 1 내지 3의 살균유닛을 포함하는 정수기.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190005924A KR20200089174A (ko) | 2019-01-16 | 2019-01-16 | 살균유닛 및 이를 갖는 정수기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190005924A KR20200089174A (ko) | 2019-01-16 | 2019-01-16 | 살균유닛 및 이를 갖는 정수기 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200089174A true KR20200089174A (ko) | 2020-07-24 |
Family
ID=71892824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190005924A KR20200089174A (ko) | 2019-01-16 | 2019-01-16 | 살균유닛 및 이를 갖는 정수기 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20200089174A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230146817A (ko) | 2022-04-13 | 2023-10-20 | 코웨이 주식회사 | 살균 장치 및 이를 포함하는 정수기 |
| US12017931B2 (en) | 2020-12-17 | 2024-06-25 | Ningbo Sunpu Led Co., Ltd. | Static water sterilization module |
-
2019
- 2019-01-16 KR KR1020190005924A patent/KR20200089174A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12017931B2 (en) | 2020-12-17 | 2024-06-25 | Ningbo Sunpu Led Co., Ltd. | Static water sterilization module |
| KR20230146817A (ko) | 2022-04-13 | 2023-10-20 | 코웨이 주식회사 | 살균 장치 및 이를 포함하는 정수기 |
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