KR20230151324A

KR20230151324A - 방열 기능을 갖는 원자외선 발생 장치

Info

Publication number: KR20230151324A
Application number: KR1020220050886A
Authority: KR
Inventors: 김태영; 강남석
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2022-04-25
Filing date: 2022-04-25
Publication date: 2023-11-01

Abstract

본 발명은 원자외선(far-UVC)을 발생하는 장치에 관한 것으로, 하우징, 상기 하우징의 내부에 배치되며, 하부로 원자외선(FAR-UVC)을 방사하는 UVC 램프, 상기 하우징의 내부에서 상기 UVC 램프의 상부에 배치된 히트 싱크 및 상기 하우징의 내부에서 상기 UVC 램프의 하부에 배치된 오존 제거 필터를 포함하여, 오존의 발생을 현저히 감소시키고 동시에 장치의 방열 기능에 의해 발열 현상을 감소시킨다.

Description

방열 기능을 갖는 원자외선 발생 장치{FAR UVC GENERATOR WITH HEAT DISSIPATION FUNCTION}

본 발명은 원자외선(far-UVC)을 발생하는 장치에 관한 것이다.

자외선 램프는 자외선을 발생시켜, 세균 및 진균 등의 살균을 목적으로 다양한 방면에서 사용된다.

자외선 램프는 램프 방식을 사용함으로써, 필요한 시기에 간편한 조작으로 적절히 사용 가능하다. 그리고, 자외선 램프를 설치하기 위한 설치비와 유지비가 저렴하다. 또한, 자외선 램프에서 발생되는 자외선은 변화가 거의 없어, 지속적으로 동일한 살균력을 가진다.

자외선 램프는 램프의 내부에 제공되는 물질에 의하여 다양한 파장의 자외선(Ultraviolet rays, UV)을 발생시킨다. 예를 들어, UV-A(315 nm ~ 400 nm), UV-B(280 nm ~ 315 nm), UV-C(100 nm ~ 280 nm) 등을 발생시킬 수 있다.

전술한 UV-C 광 내의 좁은 스펙트럼인 원자외선(far-UVC) 광은 UVC 광과 동일한 병원체 살균 효과를 제공하지만, 다른 주파수 또는 파장의 유해한 부작용이 없는 것으로 알려져 있다.

상기 장치는 특정 파장 영역대의 원자외선(far-UVC)을 발생시키기 위해서 엑시머 방전을 이용하는데 이때 엑시머 방전을 위해서는 고전압이 필요하다.

상기 장치에 고전압을 발생시키기 위해서 높은 전력을 인가하면, 경우에 따라 인체에 치명적인 해를 입힐 수 있는 많은 양의 오존이 발생할 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 장치에는 높은 열이 발생되어 장치의 내구성이 쉽게 저하될 수 있다.

본 발명의 목적은 오존의 발생을 현저히 감소시키고 동시에 장치의 발열 현상을 감소시킨 새로운 구조의 원자외선(FAR-UVC) 발생 장치를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 목적은 오존의 발생을 현저히 감소시키고 동시에 장치의 발열 현상을 감소시키면서 광원 면적을 증가시킬 수 있는 원자외선(FAR-UVC) 발생 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 원자외선(FAR-UVC) 발생 장치는 UVC 램프의 하부에 오존 제거 필터를 배치하고 상기 UVC 램프의 상부에 히트 싱크를 배치하는 것을 구조적 특징으로 한다.

이를 통해서, 상기 UVC 램프의 상부로 발생되는 열이 히트 싱크에 의해 흡수되고, 상기 UVC 램프의 하부로 발생되는 오존은 오존 제거 필터에 의해서 장치 외부로 발산되지 않는다.

구체적으로, 상기 UVC 램프의 상부 표면에는 UVC 램프 전극이 인쇄되어 있을 수 있고, 상기 하우징에는 상기 UVC 램프 전극과 체결되면서 외부로 연결되는 전극이 구비될 수 있다.

아울러, 상기 오존 제거 필터는 석영을 포함하는 플레이트 형태로 구성될 수 있으며, 상기 히트 싱크는 복수의 방열핀을 구비할 수 있다.

또한, 상기 UVC 램프와 상기 히트 싱크의 사이에는 절연체가 추가로 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 원자외선 발생 장치는 오존의 발생을 현저히 감소시키고 동시에 장치의 방열 기능에 의해 발열 현상을 감소시킨다.

특히, 본 발명의 원자외선 발생 장치는 외부로 연결된 전극에 의해 복수의 장치가 연결될 수 있어 광원 면적을 증가시킬 수 있는 장점을 갖는다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원자외선 발생 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 원자외선 발생 장치의 내부를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 원자외선 발생 장치를 구성하는 요소들을 분해하여 도시한 사시도이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 원자외선 발생 장치를 설명하도록 한다.

<원자외선(far-UVC) 발생 장치>

도 1은 본 발명에 따른 원자외선 발생 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 원자외선 발생 장치의 내부를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 원자외선 발생 장치를 구성하는 요소들을 분해하여 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 원자외선 발생 장치(100)는 하우징(10), 상기 하우징(10)의 내부에 배치되며, 하부로 원자외선(FAR-UVC)을 방사하는 UVC 램프(20), 상기 하우징(10)의 내부에서 상기 UVC 램프(20)의 상부에 배치된 히트 싱크(30) 및 상기 하우징(10)의 내부에서 상기 UVC 램프(20)의 하부에 배치된 오존 제거 필터(40)를 포함한다.

먼저 본 발명의 원자외선 발생 장치(100)는 하우징(10)을 포함한다. 상기 하우징(10)은 원자외선 발생 장치(100)를 구성하는 여러 요소들을 내부에 포함하는 본체를 말한다.

다음으로, 본 발명의 원자외선 발생 장치(100)는 상기 하우징(10)의 내부에 배치되며, 하부로 원자외선(FAR-UVC)을 방사하는 UVC 램프(20)를 포함한다.

상기 UVC 램프(20)는 원자외선을 발생시키는 면 발광 장치를 의미하며 램프의 내부에는 방전 공간이 형성되어 있을 수 있다.

상기 방전 공간에는 방전 가스로서 엑시머 가스, 즉 아르곤(Ar), 네온(Ne), 크세논(Xe), 크립톤(Kr)로 이루어진 군으로부터 선택되는 불활성 가스가 구비된다. 구체적으로, 상기 불활성 가스는 ArBr, ArCl, ArF, ArO, NeF, XeI, XeO, XeBr, XeCl, XeF, KrBr, KrCl, KrO 및 KrF로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있다.

엑시머는 여기된 다이머를 의미하며, 바닥 상태(ground state)는 전자들이 안정되어 있는 상태이고, 에너지를 받으면 여기 상태(excited state)로 전자가 올라간다. 반대로 전자가 여기 상태에서 바닥 상태로 내려오면서 에너지를 방출한다.

상기 방전 공간 내에서 유전체 배리어 방전에 의해 자외광이 발생하고, 그 결과 자외광이 방사된다. 이때, 방사되는 자외광의 파장은 사용되는 불활성 가스의 종류에 따라 차이가 있지만, 235 ~ 260 nm의 파장이 발생할 수 있고, 본 발명에서는 인체에 무해한 222 nm 이하의 파장의 자외선이 방사될 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 UVC 램프(20)는 상부 표면에 UVC 램프 전극(21)이 인쇄되어 있을 수 있다. 상기 UVC 램프 전극(21)에 고주파 고전압에 인가되면 UVC 램프(20)의 내부에서 유전체 배리어 방전이 발생하면서 원자외선이 UVC 램프(20)의 하부로 방사될 수 있다.

아울러 도 3을 참조하면, 상기 하우징(10)에는 전극(11)이 구비될 수 있고, 상기 전극(11)은 상기 UVC 램프 전극(21)과 체결되면서 외부로 연결될 수 있다. 상기 전극(11)을 통해서 원자외선 발생 장치에 전원을 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 복수의 원자외선 발생 장치가 서로 연결되어 사용될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 원자외선 발생 장치(100)는 상기 하우징(10)의 내부에서 상기 UVC 램프(20)의 상부에 배치된 히트 싱크(30)를 포함한다.

상기 히트 싱크(30)는 상기 UVC 램프(20)에서 발생되는 고열을 제거하기 위한 방열 수단을 의미한다.

본 발명의 원자외선 발생 장치(100)에서는 UVC 램프(20)의 상부로 열이 발생되기 때문에 상기 히트 싱크(30)는 상기 UVC 램프(20)의 상부에 배치된다.

도 3을 참조하면, 상기 히트 싱크(30)는 복수의 방열핀이 수직으로 배치된 구조를 가질 수 있다.

다음으로, 본 발명의 원자외선 발생 장치(100)는 상기 하우징(10)의 내부에서 상기 UVC 램프(20)의 하부에 배치된 오존 제거 필터(40)를 포함한다.

상기 오존 제거 필터(40)는 상기 UVC 램프(20)의 하부에서 방사되는 원자외선은 대부분 투과하되 오존은 투과되지 못하도록 필터링하는 구성을 의미한다.

바람직하게는, 상기 오존 제거 필터(40)는 상기 UVC 램프(20)로부터 방사되는 원자외선을 90% 이상 투과시킬 수 있다.

아울러, 상기 오존 제거 필터(40)는 상기 UVC 램프(20)로부터 방사되는 오존을 필터링하는 구성이라면 제한되지 않고 사용될 수 있으나 바람직하게는 석영을 포함하는 플레이트 형태로 구성될 수 있다.

또한, 상기 하우징(10)의 내부에 상기 UVC 램프(20)와 상기 오존 제거 필터(30)가 평행히 배치됨에 따라 상기 UVC 램프(20)와 상기 오존 제거 필터(40) 사이가 밀폐될 수 있다.

바람직하게는, 상기 UVC 램프(20)와 상기 오존 제거 필터(40)는 3mm 이상 이격되어 배치될 수 있다.

추가적으로, 본 발명의 원자외선 발생 장치(100)는 상기 UVC 램프(20)와 상기 히트 싱크(30) 사이에 절연체(미도시)가 배치될 수 있다. 상기 절연체는 절연성을 갖는 소재의 기판으로 형성될 수 있다.

이상 설명한 본 발명의 원자외선 발생 장치(100)는 오존의 발생을 현저히 감소시키고 동시에 장치의 발열 현상을 감소시킬 수 있다.

또한 본 발명의 원자외선 발생 장치(100)는 인체에 해로운 오존 발생 방지 기능 및 방열 기능을 가짐과 더불어, 광원 면적을 증가시킬 수 있다.

실시예

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.

실시예로서 도 1 내지 도 3에 도시된 형태의 원자외선 발생 장치를 제작하였다.

더불어 비교예로서 상기 실시예와 비교하여 히트 싱크(30)와 오존 제거 필터(40, 석영판)가 제외된 장치를 제작하였다.

실시예와 비교예의 장치에 전원을 인가하고 약 5시간 시운전을 한 이후, 방사되는 오존 농도와 UVC 램프의 온도를 측정하였다. 측정 결과는 하기 표 1에 기재하였다.

	실시예	비교예
오존 농도(ppb)	30	110
UVC 램프 온도(℃)	51	74

표 1에서 확인할 수 있는 것처럼, 본 발명에 따른 원자외선 발생 장치는 방사되는 오존 농도가 비약적으로 감소되고, 또한 UVC 램프의 온도 증가를 방지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

Claims

하우징;
상기 하우징의 내부에 배치되며, 하부로 원자외선(FAR-UVC)을 방사하는 UVC 램프;
상기 하우징의 내부에서 상기 UVC 램프의 상부에 배치된 히트 싱크; 및
상기 하우징의 내부에서 상기 UVC 램프의 하부에 배치된 오존 제거 필터;를 포함하는
원자외선(FAR-UVC) 발생 장치.
제1항에 있어서,
상기 UVC 램프는
상부 표면에 UVC 램프 전극이 인쇄되어 있는
원자외선(FAR-UVC) 발생 장치.
제1항에 있어서,
상기 오존 제거 필터는
석영을 포함하는 플레이트 형태로 구성된
원자외선(FAR-UVC) 발생 장치.
제1항에 있어서,
상기 오존 제거 필터는
상기 UVC 램프로부터 방사되는 원자외선을 90% 이상 투과시키는
원자외선(FAR-UVC) 발생 장치.
제1항에 있어서,
상기 히트 싱크는
복수의 방열 핀이 수직으로 배치된 구조를 갖는
원자외선(FAR-UVC) 발생 장치.
제2항에 있어서,
상기 하우징은
상기 UVC 램프 전극과 체결되면서 외부로 연결되는 전극을 구비하는
원자외선(FAR-UVC) 발생 장치.
제1항에 있어서,
상기 UVC 램프와 상기 오존 제거 필터는
3mm 이상 이격되어 배치된
원자외선(FAR-UVC) 발생 장치.
제1항에 있어서,
상기 UVC 램프와 상기 히트 싱크 사이에
절연체가 배치된
원자외선(FAR-UVC) 발생 장치.