KR102146916B1

KR102146916B1 - 자외선 라인빔 살균기

Info

Publication number: KR102146916B1
Application number: KR1020190098652A
Authority: KR
Inventors: 한동진; 김명섭; 백세진; 하상수
Original assignee: 한국전광(주)
Priority date: 2019-08-13
Filing date: 2019-08-13
Publication date: 2020-08-21
Anticipated expiration: 2039-08-13
Also published as: CN112703017B; CN112703017A; US20210046201A1; JP7054957B2; WO2021029703A1; JP2021535763A

Abstract

본 발명은 이송부를 통해 이송되고 있는 이송물에 자외선 라인빔을 조사하여 살균처리하는 기술에 관한 것이다.
이러한 본발명은 상부 광원모듈과 하부 광원모듈을 구비하여, 컨베이어를 통해 이송되는 개인 소지품의 상부면과 하부면에 자외선 라인빔을 조사하는 자외선 광원부; 상기 상부 광원모듈과 상기 하부 광원모듈에서 출사되는 자외선 라인빔을 반사시켜 상기 개인 소지품의 좌,우측면에 조사하는 좌,우측 반사판 및 상기 자외선 라인빔을 반사시켜 상기 개인 소지품의 전,후면에 조사하는 쐐기형 반사판을 구비한 반사판부; 상기 컨베이어 상에 간격을 두고 일렬로 설치된 복수 개의 센서들을 구비하여, 상기 개인 소지품의 이송 위치 감지신호들을 출력하는 센서부; 및 상기 감지신호들과 사용자의 설정정보에 따라 펄스폭변조신호 및 스위칭 제어신호를 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자외선 라인빔 살균기{UV LINE BEAM STERILIZING DEVICE}

본 발명은 이송부를 통해 이송되고 있는 이송물을 자외선으로 살균하는 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 학교, 요양시설과 같이 면역력이 약한 사람들이 수용된 시설이나 공공기관, 군부대 등과 같은 집단생활시설에서 컨베이어와 같은 이송수단을 통해 개인 소지품 등을 이송시키면서 그 소지품의 표면에 자외선 라인빔을 출사하여 대장균, 식중독균 및 바이러스 등을 신속하게 대량으로 살균 처리할 수 있도록 한 자외선 라인빔 살균기에 관한 것이다.

근래 들어, 개인위생에 대한 관심이 점점 높아지면서 자외선(UV) 살균기에 대한 연구 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 개인 위생관리와 관련된 개인 소지품에는 휴대폰, 장난감, 휴대용 의료기기 등이 있는데 그 중에서 특히 휴대폰은 사람들이 하루 종일 가장 많이 접촉하는 물건일 뿐만 아니라 오염의 정도가 심하여 살균처리를 필요로 한다. 더욱이 휴대폰의 경우 세균증식 및 감염을 감안하여 주기적으로 살균처리 할 필요가 있다.

종래 기술에 의한 개인 소지품 살균기로서 수은램프를 이용하여 자외선을 발하는 보관형 자외선 살균기가 널리 사용되고 있다. 이와 같은 종래의 자외선 살균기는 박스형 보관함 안에서 광원인 수은램프로부터 발하는 자외선을 이용하여 물품들을 살균하게 되어 있다.

또한, 다른 종래의 자외선 살균기는 살균 대상으로서 컨베이어 상에서 이송되고 있는 이송물인 물품들에 자외선을 발할 때 고르게 발하지 못하여 이송물이 균일하게 살균되지 않고 이송물의 바닥면을 살균하기 위하여 철망 형태로 구멍이 뚫린 컨베이어벨트를 이용해야하는 단점이 있다. 또한, 종래의 자외선 살균기는 살균력이 약하여 오랜 시간동안 예를 들어, 수십분에서 수시간 동안 살균을 해야하는 등의 비효율적인 문제점이 있다.

종래 기술에 의한 자외선 살균기의 예로써, 대한민국 특허등록 1000438570000호가 있다. 이 종래기술에서는 일정치 이상의 광에너지를 얻기 위해 10분 내지 1시간 정도의 웜업(warm-up) 시간을 필요로 하므로, 컨베이어에 적재되어 이송되고 있는 이송물을 즉시 살균하는데 어려움이 있다.

최근 들어, LED(Light Emitting Diode), LD(Laser Diode) 등이 개발되어 수은램프의 대체 광원으로 주목을 받고 있다. 특히 LED 광원은 크기가 작고 원하는 파장대역만을 선택하여 웜업(warm up)시간 없이 사용할 수 있으며 수명이 수 만 시간에 이르고 친환경적이라는 장점이 있다.

다만, 살균력이 우수한 자외선 대역(250~280nm)의 광을 발하는 LED의 가격이 높다는 단점이 있다. 예를 들어, 405nm 대역의 자외선을 발하는 LED의 가격은 250~280nm(UV-C) 대역의 자외선을 발하는 광원의 가격에 비하여 상당히 저렴하지만 살균력은 약 1,000배 정도 약하여 주로 장시간 살균이 가능한 물건을 살균하는 살균기의 광원으로 사용되고 있다.

이와 같이 종래 기술에 의한 LED 광원을 사용하는 자외선 살균기는 광량이 부족하여 수 분에서 수 시간 동안 자외선을 출사해야 하고 균일한 살균이 어려워 보관형 살균기에 적용되고 있다. LED 광원을 사용하고 컨베이어 적용되는 종래의 자외선 살균기의 경우 광학계를 거치지 않고 살균 대상 물건에 직접 자외선을 출사하는 방식으로 구현되어 살균 효율이 떨어지고 인체에 해로운 자외선이 밖으로 새어 나오는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 방역을 필요로 하는 공공장소에서 개인용 소지품을 컨베이어를 통해 이송시키면서 그의 전체 표면을 자외선 라인빔으로 살균처리 할 때 비교적 적은 개수의 자외선 광원과 반사판들을 이용하여 개인용 소지품을 빠른 시간에 균일하게 살균처리하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 자외선 광원과 반사판을 이용하여 개인용 소지품을 살균 처리할 때 자외선이 밖으로 새어나오지 못하도록 차단하는데 있다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 자외선 라인빔 살균기는, 상부 광원모듈과 하부 광원모듈을 구비하여, 컨베이어를 통해 이송되는 개인 소지품의 상부면과 하부면에 자외선 라인빔을 조사하는 자외선 광원부; 상기 상부 광원모듈과 상기 하부 광원모듈에서 출사되는 자외선 라인빔을 반사시켜 상기 개인 소지품의 좌,우측면에 조사하는 좌,우측 반사판 및 상기 자외선 라인빔을 반사시켜 상기 개인 소지품의 전,후면에 조사하는 쐐기형 반사판을 구비한 반사판부; 상기 컨베이어의 반입부 컨베이어와 반출부 컨베이어 상에 간격을 두고 일렬로 설치된 복수 개의 센서들을 구비하여, 상기 개인 소지품의 이송 위치를 검출하여 그에 따른 각각의 감지신호들을 출력하는 센서부; 상기 감지신호들과 사용자의 설정정보에 따라 펄스폭변조신호 및 스위칭 제어신호를 출력하는 제어부; 컨베이어용 모터를 구동시키고, 상기 스위칭 제어신호에 따라 반사판용 모터를 구동시켜 상기 쐐기형 반사판이 반사 위치 또는 비반사 위치로 회전시키는 모터 구동부;를 포함하되,
상기 상부 광원모듈과 하부 광원모듈은
자외선 라인빔을 출사하는 하나 이상의 엘이디로부터 면발광되어 입사되는 가우시안 빔을 균일하게 퍼뜨려주고 한 쪽 방향으로 길게 늘려주는 둥근막대렌즈를 각기 포함하며,
상기 쐐기형 반사판은,
상기 제어부의 제어에 따라 구동되는 반사판용 모터에 의해 회전되되,
상기 반사판용 모터의 구동축에 결합된 한 쌍의 반사판용 암에 의해 상기 상부 광원모듈과 하부 광원모듈의 광원에서 출사되는 자외선 라인빔의 반사 위치로 회전되거나, 상기 반사위치에서 벗어나도록 회전되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자외선 라인빔 살균기는 방역을 필요로 하는 공공장소에서 개인용 소지품을 컨베이어를 통해 이송시키면서 그의 전체 표면을 자외선 라인빔으로 살균처리 할 때 자외선 라인빔을 이용하여 개인용 소지품의 상하부면을 직접 살균처리하고, 나머지 면들은 반사판을 이용하여 살균 처리함으로써, 개인용 소지품의 크기나 모양에 별다른 영향을 받지 않고 보다 적은 개수의 광원을 이용하여 빠른 시간에 균일하게 높은 출력으로 살균처리할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 자외선 라인빔 살균기의 블록도.
도 2는 본 발명에 의한 자외선 라인빔 살균기가 적용된 컨베이어의 외관 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 자외선 라인빔 살균기가 적용된 컨베이어의 사시도.
도 4의 (a),(b)는 본 발명에 따른 상하부 광원모듈의 상세도.
도 5는 본 발명에 따른 상하부 광원모듈의 자외선 라인빔 출사 및 반사 설명도.
도 6의 (a) 내지 (c)는 본 발명에 따른 쐐기형 반사판의 반사원리 설명도.
도 7의 (a),(b)는 본 발명에 따른 자외선차단용 셔터의 동작 설명도.
도 8의 (a),(b)는 본 발명에 따른 쐐기형 반사판의 동작 설명도.
도 9는 본 발명에 따른 자외선 라인빔 살균기의 자외선 살균처리 흐름도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 자외선 라인빔 살균기의 블록도이고, 도 2는 본 발명에 의한 자외선 라인빔 살균기가 적용된 컨베이어의 외관 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 자외선 라인빔 살균기가 적용된 컨베이어의 사시도이다. 도 4 내지 도 8은 본 발명에 의한 자외선 라인빔 살균기의 부분 상세도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 자외선 라인빔 살균기(100)는 자외선 광원부(110), 반사판부(120), 센서부(130), 조작부(140), 제어부(150), 광원 구동부(160), 모터 구동부(170), 표시부(180) 및 전원부(190)를 포함한다.

자외선 라인빔 살균기(100)는 컨베이어(200)를 통해 이송되고 있는 개인 소지품(300)의 살균 처리를 위해 그 개인 소지품(300)의 전체 표면에 직접 또는 반사된 자외선 라인빔을 출사한다. 개인 소지품(300)으로써 휴대폰, 장난감, 휴대용 의료기기 등이 있을 수 있으며, 본 실시예에서는 휴대폰을 예로하여 설명한다.

컨베이어(200)는 소정의 간격을 두고 설치된 반입부 컨베이어(210)와 반출부 컨베이어(220)를 포함한다. 상기 반입부 컨베이어(210)와 반출부 컨베이어(220)의 이송면의 재질은 특별하게 한정되지 않으며, 예를 들어 우레탄, 고무, 플라스틱과 같은 부드러운 재질이 사용될 수 있다. 상기 반입부 컨베이어(210)와 반출부 컨베이어(220)의 사이에는 투과형 윈도우(230)가 설치된다. 투과형 윈도우(230)는 개인 소지품(300)이 반입부 컨베이어(210)와 반출부 컨베이어(220)의 사이를 지나갈 때 하부로 낙하되는 것을 방지하고 하부 광원모듈(112)에서 출사되는 자외선 라인빔을 투과시켜 개인 소지품(300)의 하부면에 조사되게 하는 역할을 한다.

자외선 광원부(110)는 컨베이어(200)를 통해 이송되는 개인 소지품(300)의 상부면과 하부면에 방사광 형태의 자외선 라인빔을 각기 조사한다. 이를 위해 자외선 광원부(110)는 투과형 윈도우(230)의 상부에 설치된 상부 광원모듈(111)과 투과형 윈도우(230)의 하부에 설치된 하부 광원모듈(112)을 포함한다. 상부 광원모듈(111)과 하부 광원모듈(112)의 구조 및 기능은 동일하다. 상기 상부 광원모듈(111)과 하부 광원모듈(112)에 사용되는 광원의 종류는 특별하게 한정되지 않으며, 본 실시예에서는 LED 광원을 사용하여 면 형태의 자외선 라인빔을 출사하는 것을 예로 하였다.

도 4를 참조하면, 상부 광원모듈(111)은 하나 이상의 엘이디(113A-113C) 및 둥근막대렌즈(114)를 포함한다. 둥근막대렌즈(114)는 엘이디(113A-113C)에서 출사되는 광을 면 형태의 라인빔으로 변환하여 출사하는 역할을 한다.

즉, 둥근막대렌즈(114)는 엘이디(113A-113C)로부터 면발광되어 입사되는 가우시안 빔을 균일하게 퍼뜨려주고 한 쪽 방향으로 길게 늘려주는 역할을 한다. 둥근막대렌즈(114)는 입사되는 빔을 수평 방향으로 늘려주고 수직 방향으로는 평행광 형태로 빔 폭을 줄여 통과시킨다. 보다 많은 개수의 엘이디들을 둥근막대렌즈(114)의 길이 방향으로 나란하게 배열하면 빔을 세로 방향으로 보다 균일하게 할 수 있다. 이때, 둥근막대렌즈(114)의 곡률은 일반적으로 구면이나 포물면일 수 있다.

엘이디(113A-113C)와 둥근막대렌즈(114) 간의 거리를 일정치(예: 2mm) 이하로 가깝게 하여 둥근막대렌즈(114) 밖으로 퍼져나가는 에너지 손실이 최소화 되도록 하였다. 그리고, 둥근막대렌즈(114)와 빔 조사면(115) 간의 거리를 일정치(예: 40mm)로 유지되게 함으로써, 빔 확산을 줄여 비교적 표면을 고르게 살균처리할 수 있게 된다.

둥근막대렌즈(114)의 재질은 특별하게 한정되지 않으나, 자외선 투과율이 극히 낮은 일반 유리는 사용하지 않고, 자외선을 투과시킬 수 있는 Fluoride 계열(CaF₂, MgF₂)인 Sapphire, PYREX, Fused Silica, Quartz(SiO2), Chloride 계열을 사용하는 것이 바람직하다. 이들의 굴절률은 1.4~1.5로 낮고 투과율은 최대 90% 내외이다. 실리카(Silica)나 수정(Quartz)은 품질에 따라 차이가 있지만 진공자외선(VUV)까지 투과시킬 수 있으며, 자외선 퓨즈드 실리카(UV Fused Silica)는 자외선부터 근적외선까지 높은 투과율, 우수한 가공 정밀도를 가지며, 온도 변화에 따른 환경성이 우수하여 자외선용 재질로 가장 많이 사용된다. 이를 감안하여, 자외선 광원부(110)에서 사용되는 모든 렌즈는 UV Grade Fused Silica 재질을 사용하였으며, 이 렌즈들은 265nm 파장의 자외선에 대해 1.46의 굴절률을 가지며 67.8의 아베수를 갖는다. 또한, 상기 렌즈들은 비반사 코팅되어 UV-C 파장대역에서 파장의 자외선의 반사율이 약 1.0% 이하이다. 그리고, 상기 렌즈들은 자외선 투과율이 좋은 ZrO₂(고굴절 물질)와 SiO₂(저굴절 물질)로 비반사 코팅될 수 있는데, 이와 같은 경우 투과율이 향상된다.

자외선 광원부(110)에서 조사되는 UV-C 파장의 에너지 밀도는 특별하게 한정되지 않으며, 본 실시예에서는 40mW/㎠/sec이다. 실험 결과에 의하면, 자외선 라인빔의 에너지 출력이 10mW/㎠/sec인 경우 대장균과 식중독균이 대부분 살균되고 100mW/㎠/sec인 경우에는 대부분의 바이러스가 살균되는 것으로 확인되었다.

그리고, 자외선 광원부(110)에서 조사되는 자외선 라인빔의 크기는 길이 방향으로 90mm 정도이고, 폭은 10mm이다. 실험 결과에 의하면, 이와 같은 경우 초당 50mm×90mm 면적의 대장균과 식중독균을 살균할 수 있는 것으로 확인되었고 이는 핸드폰을 3초 내외로 살균할 수 있는 출력이다.

상부 광원모듈(111)과 하부 광원모듈(112)에서 광원은 특별하게 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 광원의 파장은 278nm이고, 출력은 0.1W이고, 크기는 1×1 mm이고, 빔 발산각 수십도 이상일 수 있다.

상부 광원모듈(111)과 하부 광원모듈(112)의 설치 위치를 조정하여 이들로부터 출사되는 자외선 라인빔의 크기, 위치 및 방향을 조절할 수 있다. 상부 광원모듈(111) 및 하부 광원모듈(112)은 개인소지품(300)의 크기에 대응하여 각기 직렬로 추가 배열될 수 있다.

따라서, 도 5에서와 같이 상부 광원모듈(111)에서 출사되는 자외선 라인빔이 직접 개인 소지품(300)의 상부면에 조사되어 그 상부면이 살균되고, 하부 광원모듈(112)에서 출사되는 자외선 라인빔은 투과형 윈도우(230)을 통해 개인 소지품(300)의 하부면에 조사되어 그 하부면이 살균된다.

반사판부(120)는 좌측 반사판(121), 우측 반사판(122) 및 쐐기형 반사판(123)을 포함한다. 도 5에서와 같이, 좌측 반사판(121)은 상부 광원모듈(111)에서 출사되는 좌측의 자외선 라인빔을 소정 각도(예: 60±15도)로 반사시켜 개인 소지품(300)의 좌측면에 조사되고 이에 의해 그 좌측면이 살균된다. 우측 반사판(122)은 상부 광원모듈(111)에서 출사되는 우측의 자외선 라인빔을 상기 소정 각도로 반사시켜 개인 소지품(300)의 우측면을 조사하고 이에 의해 그 우측면이 살균된다. 쐐기형 반사판(123)은 상부 광원모듈(111)에서 출사되는 자외선 라인빔을 반사시켜 개인 소지품(300)의 전면부에 조사하고, 하부 광원모듈(112)에서 출사되는 자외선 라인빔을 반사시켜 개인 소지품(300)의 후면부에 조사하는 역할을 한다.

반사판부(120)에서 사용되는 좌우측 반사판(121,122) 및 쐐기형 반사판(123)의 재질로써 유리 또는 금속이 사용할 수 있으며, 평판 또는 직각 프리즘 형상을 가질 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 렌즈들에 입사되는 광원의 세기가 크면 유리 재질과 달리 금속 재질은 열에 의해 변형될 수 있으므로 광원의 세기를 고려할 필요가 있다. 상기 반사판은 자외선 빔의 손실을 최소화 할 수 있도록 알루미늄으로 코팅될 수 있으며, 유전체 다층 박막 필름으로 코팅되는 경우 자외선의 반사율을 더 높일 수 있다.

센서부(130)는 제1 내지 제4 광센서(131-134)를 포함한다. 제1광센서(131)는 개인 소지품(300)이 반입부 컨베이어(210) 상의 반입위치에 도착하는 것을 감지하여 그에 따른 제1감지신호(SEN1)를 출력한다. 제2광감지센서(132)는 개인 소지품(300)이 상기 반입위치에서 벗어나는 것을 감지하여 그에 따른 제2감지신호(SEN2)를 출력한다. 제3광감지센서(133)는 개인 소지품(300)이 반출부 컨베이어(220)에 반입되는 것을 감지하여 그에 따른 제3감지신호(SEN3)를 출력한다. 제4광감지센서(134)는 개인 소지품(300)이 반출부 컨베이어(220)의 종단부에 반입되는 것을 감지하여 그에 따른 제4감지신호(SEN4)를 출력한다.

조작부(140)는 자외선 라인빔 살균기(100)를 이용하여 개인 소지품(300)의 표면에 자외선 라인빔을 조사하여 살균처리 할 때, 살균 시간, 살균 에너지, 시작 및 종료 등을 사용자가 설정할 수 있도록 설정정보(SET)를 전송하는 사용자 인터페이스 기능을 구비한다. 조작부(140)는 물리적인 버튼으로 구현되거나 표시부(180)에 터치패드 형태로 구현될 수 있다.

제어부(150)는 상기 센서부(130)로부터 공급되는 상기 제1-4감지신호(SEN1-SEN4)와 상기 조작부(140)로부터 공급되는 설정정보(SET)에 따라 구동제어신호(CTL_DR), 펄스폭변조신호(PWM) 및 제1,2스위칭 제어신호(CTL_SW1,CTL_SW2)를 출력하고, 상기 자외선 광원부(110)로부터 공급되는 출력 및 상태정보(OUT/STATE)에 따른 개인 소지품(300)의 수량, 자외선 사용시간, 에너지 세기 상태를 표시하기 위한 표시제어신호(CTL_DIS)를 출력한다. 제어부(140)는 상기 신호들을 출력하기 위해 RS-232 및 RS-485등과 같은 직렬 통신을 사용하거나 그 밖의 다른 통신 방식을 사용할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 상기 센서부(130)와 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신을 수행하여 상기 감지신호(SEN1-SEN4)를 실시간으로 공급받는다. 제어부(140)는 상기 센서부(130)로부터 공급되는 감지신호(SEN1-SEN4)와 컨베이어(200) 상에서 개인 소지품(300)의 이송시간을 근거로 구동제어신호(CTL_DR)와 펄스폭변조신호(PWM)를 출력한다.

광원 구동부(160)는 상기 제어부(140)로부터 공급되는 구동제어신호(CTL_DR)에 따라 자외선 광원부(110)에 구동전원(DV)을 출력하여 그에 따른 출력을 갖는 자외선 라인빔이 출력되도록 한다.

모터 구동부(170)는 제어부(150)로부터 공급되는 펄스폭변조신호(PWM)에 따라 컨베이어용 모터를 구동시켜 컨베이어(200)의 반입부 컨베이어(210)와 반출부 컨베이어(220)가 해당 속도로 주행된다. 그리고, 모터 구동부(170)는 상기 제1스위칭 제어신호(CTL_SW1)에 따라 한쌍의 셔터용 모터의 구동을 제어하여 자외선차단용 셔터(124,125)가 개방되거나 폐쇄된다. 그리고, 모터 구동부(170)는 상기 제2스위칭 제어신호(CTL_SW2)에 따라 반사판용 모터를 구동시켜 쐐기형 반사판(123)이 반사 위치 또는 비반사 위치로 전환된다.

표시부(180)는 상기 제어부(140)로부터 공급되는 표시제어신호(CTL_DIS)에 따라 살균 처리된 개인 소지품(300)의 수량, UV광원 사용시간, 에너지 세기 및 상태를 디스플레이 한다.

전원부(190)는 자외선 라인빔 살균기(100)의 각부 즉, 자외선 광원부(110),반사판부(120), 센서부(130), 조작부(140), 제어부(150), 광원구동부(160), 모터 구동부(170) 및 표시부(180)에 전원을 공급한다.

한편, 도 9는 본 발명에 따른 자외선 라인빔 살균기(100)의 살균 처리과정을 나타낸 흐름도이다. 도 9를 참조하여 자외선 라인빔 살균기(100)의 살균 처리과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자에 의해 전원부(190)의 파워 스위치가 온(ON) 될 때, 제어부(150)는 사전점검 단계(S1)를 수행한다. 상기 사전점검 단계는 제어부(150)가 시스템의 정상동작 여부를 점검하는 동작, 예를 들어 모터 구동부(170)를 컨베이어용 모터를 구동시켜 컨베이어(200)가 정상적으로 동작하는지의 여부 및 광원 구동부(160)를 통해 자외선 광원부(110)를 구동시켜 그 자외선 광원부(110)가 정상적으로 구동되는지의 여부를 확인하는 단계가 포함될 수 있다. 그리고, 상기 사전점검 단계는 사용자가 조작부(140)를 통해 저속살균모드, 고속살균모드, 전문가모드 및 살균조건 설정모드 등을 설정하는 것을 제어부(150)가 확인하는 단계가 더 포함될 수 있다.제어부(150)는 센서부(130)로부터 제1감지신호(SEN1)가 공급되는 것을 확인한 후 개인 소지품(300)에 대한 전면부 살균단계(S2)를 수행한다. 이때, 제어부(150)는 모터 구동부(170)에 펄스폭변조신호(PWM)를 출력하여 컨베이어용 모터를 구동시켜 반입부 컨베이어(210)와 반출부 컨베이어(220)가 주행된다. 그리고, 제어부(150)는 모터 구동부(170)에 제1스위칭 제어신호(CTL_SW1)를 '하이'로 출력하여 셔터용 모터(171)를 정방향으로 구동시키고, 이에 의해 도 7의 (a)와 같이 셔터용 암(arm)(172)이 아래 방향으로 회전되어 자외선차단용 셔터(124,125)가 폐쇄된다. 그리고, 제어부(150)는 모터 구동부(170)에 제2스위칭 제어신호(CTL_SW2)를 '하이'로 출력하여 반사판용 모터를 정방향으로 구동시키고, 이에 의해 도 6의 (a) 및 도 8의 (a)와 같이 반사판용 모터의 구동축에 결합된 한 쌍의 반사판용 암(173L,173R)이 아래 방향으로 회전되어 쐐기형 반사판(123)이 반사 위치로 이동된다. 그리고, 제어부(150)는 광원 구동부(160)에 구동제어신호(CTL_DR)를 출력하여 상부 광원모듈(111)로부터 자외선 라인빔이 출사된다. 이에 따라, 자외선 광원부(110)에서 출사되는 자외선 라인빔이 자외선차단용 셔터(124,125) 및 이들 주변의 커버에 의해 차단되어 외부로 조사되지 않는다. 그리고, 도 6의 (a)와 같이 상부 광원모듈(111)에서 출사되는 자외선 라인빔이 쐐기형 반사판(123)을 통해 소정 각도(예: 45도)로 반사되어 반입부 컨베이어(210)를 통해 반입되고 있는 개인 소지품(300)의 전면부에 조사된다.

제어부(150)는 센서부(130)로부터 제2감지신호(SEN2)가 공급되는 것을 확인한 후 개인 소지품(300)에 대한 상하부 및 좌우측면부 살균단계(S3)를 수행한다. 이때, 제어부(150)는 모터 구동부(170)에 출력되고 있는 제2스위칭 제어신호(CTL_SW2)를 '로우'로 출력하여 도 6의 (b) 및 도 8의 (b)와 같이 쐐기형 반사판(123)이 비반사 위치로 이동된다. 이에 따라, 도 6의 (b)와 같이 개인 소지품(300)이 투과형 윈도우(230)의 상부에 위치할 때 상부 광원모듈(111)에서 출사되는 자외선 라인빔에 의해 개인 소지품(300)의 상부면이 살균되고, 하부 광원모듈(112)에서 출사되는 자외선 라인빔에 의해 개인 소지품(300)의 하부면이 살균된다. 이때, 좌측 반사판(121), 우측 반사판(122)에 의해 개인 소지품(300)의 좌측면과 우측면도 동시에 살균된다.

제어부(150)는 센서부(130)로부터 제3감지신호(SEN3)가 공급되는 것을 확인한 후 개인 소지품(300)에 대한 후면부 살균단계(S4)를 수행한다. 이때, 제어부(150)는 모터 구동부(170)에 출력되고 있는 제2스위칭 제어신호(CTL_SW2)를 '하이'로 출력하여 도 6의 (c) 및 도 8의 (a)와 같이 쐐기형 반사판(123)이 반사 위치로 이동된다. 이에 따라, 도 6의 (c)와 같이 하부 광원모듈(112)에서 출사되는 자외선 라인빔이 쐐기형 반사판(123)을 통해 반사되어 반출부 컨베이어(220)를 통해 반출되고 있는 개인 소지품(300)의 후면부에 조사된다.

제어부(150)는 센서부(130)로부터 제4감지신호(SEN4)가 공급되는 것을 확인한 후 하나의 개인 소지품(300)에 대한 살균 종료단계(S5)를 수행한다. 이때, 제어부(150)는 광원 구동부(160)에 공급되고 있던 구동제어신호(CTL_DR)를 차단하여 하부 광원모듈(112)의 구동이 중지된다. 그리고, 제어부(150)는 모터 구동부(170)에 제1스위칭 제어신호(CTL_SW1)를 '로우'로 출력하여 셔터용 모터(171)를 역방향으로 구동시키고, 이에 의해 도 7의 (b)와 같이 셔터용 암(arm)(172)이 윗 방향으로 회전되어 자외선차단용 셔터(124,125)가 개방된다. 그리고, 제어부(150)는 상기 펄스폭변조신호(PWM)를 차단하여 반입부 컨베이어(210)와 반출부 컨베이어(220)의 주행이 중지된다.

이와 같은 상태에서 제어부(150)는 다시 상기 제1감지신호(SEN1)가 공급되는지 확인하여 공급되는 것으로 판명되면 다른 하나의 개인 소지품(300)에 대한 자외선 살균을 위해 상기 제2단계(S2) 내지 제5단계(S5)를 상기와 같이 반복하여 수행한다(S6). 그리고, 제어부(150)는 상기 제2단계(S2) 내지 제5단계(S5)가 수행될 때마다 운전횟수 카운트 값을 하나씩 증가시키고 그 증가된 카운트 값을 저장한다.

그러나, 상기 확인 결과 상기 제1감지신호(SEN1)가 공급되지 않고 사용자로부터 살균종료명령이 입력되면 상기와 같은 일련의 살균처리과정을 종료한다(S7).

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100 : 자외선 라인빔 살균기 110 : 자외선 광원부
111 : 상부 광원모듈 112 : 하부 광원모듈
113A-113C : 엘이디 114 : 둥근막대렌즈
120 : 반사판부 130 : 센서부
140 : 조작부 150 : 제어부
160 : 광원 구동부 170 : 모터 구동부
180 : 표시부 190 : 전원부

Claims

상부 광원모듈과 하부 광원모듈을 구비하여, 컨베이어를 통해 이송되는 개인 소지품의 상부면과 하부면에 자외선 라인빔을 조사하는 자외선 광원부;
상기 상부 광원모듈과 상기 하부 광원모듈에서 출사되는 자외선 라인빔을 반사시켜 상기 개인 소지품의 좌,우측면에 조사하는 좌,우측 반사판 및 상기 자외선 라인빔을 반사시켜 상기 개인 소지품의 전,후면에 조사하는 쐐기형 반사판을 구비한 반사판부;
상기 컨베이어의 반입부 컨베이어와 반출부 컨베이어 상에 간격을 두고 일렬로 설치된 복수 개의 센서들을 구비하여, 상기 개인 소지품의 이송 위치를 검출하여 그에 따른 각각의 감지신호들을 출력하는 센서부;
상기 감지신호들과 사용자의 설정정보에 따라 펄스폭변조신호 및 스위칭 제어신호를 출력하는 제어부;
컨베이어용 모터를 구동시키고, 상기 스위칭 제어신호에 따라 반사판용 모터를 구동시켜 상기 쐐기형 반사판이 반사 위치 또는 비반사 위치로 회전시키는 모터 구동부;를 포함하되,
상기 상부 광원모듈과 하부 광원모듈은
자외선 라인빔을 출사하는 하나 이상의 엘이디로부터 면발광되어 입사되는 가우시안 빔을 균일하게 퍼뜨려주고 한 쪽 방향으로 길게 늘려주는 둥근막대렌즈를 각기 포함하며,
상기 쐐기형 반사판은,
상기 제어부의 제어에 따라 구동되는 반사판용 모터에 의해 회전되되,
상기 반사판용 모터의 구동축에 결합된 한 쌍의 반사판용 암에 의해 상기 상부 광원모듈과 하부 광원모듈의 광원에서 출사되는 자외선 라인빔의 반사 위치로 회전되거나, 상기 반사위치에서 벗어나도록 회전되는 것을 특징으로 하는 자외선 라인빔 살균기.
제1항에 있어서, 상기 상부 광원모듈과 하부 광원모듈의 광원은
엘이디(LED)인 것을 특징으로 하는 자외선 라인빔 살균기.
삭제
제1항에 있어서, 상기 둥근막대렌즈는
한 개로 설치되거나 복수 개로 설치되되, 상기 복수 개로 설치될 때에는 나란하게 배열된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 자외선 라인빔 살균기.
제1항에 있어서, 상기 자외선 라인빔 살균기는
상기 컨베이어의 반입부 컨베이어와 상기 반출부 컨베이어의 사이에 설치된 투과형 윈도우를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 라인빔 살균기.
제5항에 있어서, 상기 쐐기형 반사판은
상기 투과형 윈도우의 상부에 설치되되,
상기 개인 소지품이 상기 반입부 컨베이어를 통해 이송될 때 상기 상부 광원모듈에서 출사되는 상기 자외선 라인빔을 반사시켜 상기 개인 소지품의 전면에 조사하고,
상기 개인 소지품이 상기 반출부 컨베이어를 통해 이송될 때 상기 하부 광원모듈에서 출사되는 상기 자외선 라인빔을 반사시켜 상기 개인 소지품의 후면에 조사하는 것을 특징으로 하는 자외선 라인빔 살균기.
삭제
제1항에 있어서, 상기 자외선 라인빔 살균기는
상기 상부 광원모듈과 상기 하부 광원모듈에서 출사되는 자외선 라인빔이 외부로 새어나가는 것을 방지하기 위하여, 상기 컨베이어의 입구 및 출구에 각기 설치되어 셔터 방식으로 동작하는 자외선 차단용 셔터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 라인빔 살균기.
제1항에 있어서, 상기 센서부는
상기 개인 소지품이 상기 반입부 컨베이어 상의 반입위치에 도착하는 것을 감지하여 그에 따른 제1감지신호를 출력하는 제1광감지센서;
상기 개인 소지품이 상기 반입위치에서 벗어나는 것을 감지하여 그에 따른 제2감지신호를 출력하는 제2광감지센서;
상기 개인 소지품이 상기 반출부 컨베이어에 반입되는 것을 감지하여 그에 따른 제3감지신호를 출력하는 제3광감지센서; 및
상기 개인 소지품이 상기 반출부 컨베이어의 종단부에 반입되는 것을 감지하여 그에 따른 제4감지신호를 출력하는 제4광감지센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 라인빔 살균기.
제1항에 있어서, 상기 개인 소지품은
휴대폰, 장난감, 휴대용 의료기기 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자외선 라인빔 살균기.