KR102703834B1

KR102703834B1 - 부유식 자외선 발생기

Info

Publication number: KR102703834B1
Application number: KR1020210115746A
Authority: KR
Inventors: 고봉석
Original assignee: 아이오드 주식회사
Priority date: 2021-08-31
Filing date: 2021-08-31
Publication date: 2024-09-05
Anticipated expiration: 2041-08-31
Also published as: WO2023033353A1; JP2024533192A; EP4397362A4; KR20230032674A; EP4397362A1; CN117915986A; US20240278035A1

Abstract

부유식 자외선 발생기가 개시된다. 본 발명에 따른 부유식 자외선 발생기는, 아래로 융기된 융기부의 중앙에 일정 면적의 개구를 갖는 하부 케이스와, 하부 케이스와의 사이에 외부와 단절된 실장 공간을 구획하도록 결합되는 상부 커버와, 외부와 단절된 실장 공간에 설치되고 UV 광원을 실장한 기판을 포함하며, 외부와 단절된 실장 공간에 채워진 공기(Air)에 의해 물에 뜰 수 있으며, 하부 케이스의 개구에 UV 투과창이 밀봉 상태로 결합되고, UV 투과창과 대응되는 위치의 상기 기판의 하면 중앙에 UV 투과창에 UV 광을 투과시키는 UV 광원이 실장되며, 하부 케이스와 접촉하는 기판 둘레에 물과의 접촉을 감지하는 워터 디텍터(Water detector)가 적어도 둘 이상 실장되는 것을 요지로 한다.

Description

부유식 자외선 발생기{Floating type UV generator}

본 발명은 자외선 발생기에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 반신욕 또는 전신욕을 할 때 욕조에 채워진 물 위에 부유한 상태로 수중의 신체를 향하여 체내 비타민 D 합성에 효과가 있는 특정 파장 영역(280 ~ 320 nm)의 자외선(UV-B)을 조사하는 부유식 자외선 발생기에 관한 것이다.

가시광선, 자외선, 적외선으로 구성된 태양광 중에서 자외선(Ultraviolet; UV)은 파장이 엑스선보다 길고 가시광선보다 짧은 전자기파를 말한다. 전자기파 스펙트럼에서 보면 자외선은 보라색 띠에 가깝고, 사람의 눈으로는 보이지 않는 100 ~ 3800 옹스트롬의 파장 영역을 갖는다.

자외선은 일반의 X선이나 감마선보다 투과성이 작지만 가시광선보다 에너지가 높기 때문에 사람의 피부나 작은 생물체에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 이에 따라 일반적으로 살균 및 소독용으로 이용되며, 화학작용이 강해서 자외선은 화학선이라고도 불린다.

자외선은 체내에서 비타민 D를 합성하고, 살균작용을 하는 등 이로운 역할을 한다. 이러한 자외선은 파장 영역에 따라 크게 UV-A, UV-B, UV-C의 세 가지로 구분된다. 그 중 살균효과가 우수한 UV-C는 오존층에서 차단되고, UV-A와 UV-B가 피부에 영향을 미친다.

UV-A는 자외선의 90% 이상을 차지하며 피부노화의 주원인으로 꼽힌다. 반면, UV-B는 UV-A보다 파장이 짧아 피부 깊숙이 침투하지는 못하지만 프로비타민 D를 면역세포 생산을 위해 작용하는 비타민 D로 변환시키고, 피부 질환 치료에도 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 다만 눈에 UV-B가 직접 노출되는 경우 백내장과 같은 눈 손상이 발생할 수 있어 세심한 주의가 요구된다.

한편, UV-C는 우수한 살균효과로 인해 녹조 제거기, 가정용 소독 장치, 가정 또는 산업용 공기정화기, 수처리 장치 등 산업 다방면에 걸쳐 다양한 형태로 사용되고 있다. 반면 UV-B는 앞서 언급한 바와 같이 체내 비타민 D 합성 또는 피부 질환 치료에 효과가 있음에도 불구하고 종래 기술들이 갖는 문제점으로 인해 널리 이용되고 있지 않는 실정이다.

UV-B를 체내 비타민 D 합성 또는 피부 질환 치료에 이용하는 종래 기술로는 스탠드형 피부 관리기를 예로 들 수 있다. 이는 스탠드 상단에 자외선 램프를 달아 자외선을 조사하는 것으로, 이러한 제품을 사용하기 위해서는 안전을 위해 전용 고글(자외선 차단용 고글)을 착용해야 하며, 신체가 노출되어야 하므로 짧은 옷으로 환복을 한 상태로 이용을 해야 하는 번거로움이 있다.

즉 종래 알려진 스탠드형 피부 관리기는 사용을 위해 반드시 전용 고글을 착용해야 하며, 별도로 피부가 노출되는 옷으로 환복을 하여야만 하는 번거로움이 있으며, 또한 자외선 램프를 일정 높이에 고정시키기 위한 스탠드로 인해 보관도 불편하고 사용 편의성이 떨어지는 문제가 있다.

한국공개특허 제10-2018-0107074호(공개일 2018.10.01.)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 반신욕 또는 전신욕을 즐길 때 욕조에 채워진 물 위에 부유한 상태로 물속의 신체를 향하여 특정 파장 영역(280 ~ 320 nm)의 자외선(UV-B)을 조사함으로써 체내 비타민 D 합성에 도움을 줄 수 있는 부유식 자외선 발생기를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 물 위에 부유한 상태에서 들어 올리거나 물결 등에 의한 기기의 들썩임 또는 뒤집힘이 발생하면 이를 자동으로 감지하고 즉시 자외선(UV-B) 발생을 중단시킴으로써, 자외선(UV-B)이 사용자의 눈에 직접적으로 노출되는 것을 차단하여 안전한 사용을 도모할 수 있는 부유식 자외선 발생기를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 환복에 따른 번거로움을 줄일 수 있으며, 부가된 안전기능(들썩임 또는 뒤집힘이 발생하면 이를 자동으로 감지하고 즉시 자외선(UV-B) 발생을 중단시키는 기능)에 의해 전용 고글이 필요 없고, 보관이 용이하여 사용 편의를 증대시킬 수 있는 부유식 자외선 발생기를 제공하고자 하는 것이다.

과제의 해결 수단으로서 본 발명에 따르면,

중앙에 일정 면적의 개구를 갖는 하부 케이스;

하부 케이스와의 사이에 외부와 단절된 실장 공간을 구획하도록 결합되는 상부 커버;

외부와 단절된 상기 실장 공간에 설치되고 UV 광원을 실장한 기판;을 포함하며,

외부와 단절된 상기 실장 공간 안의 부력발생수단에 의해 물에 뜰 수 있고,

하부 케이스의 상기 개구에 UV 투과창이 밀봉 상태로 결합되고,

UV 투과창과 대응되는 위치의 상기 기판의 하면 중앙에 상기 UV 투과창에 UV 광을 투과시키는 상기 UV 광원이 실장되며,

하부 케이스와 접촉하는 기판 둘레에 물과의 접촉을 감지하는 워터 디텍터(Water detector)가 적어도 둘 이상 실장된 부유식 자외선 발생기를 제공한다.

본 발명은 또한, UV 광원이 실장된 면 반대편의 기판 상면에 실장되는 메인 컨트롤러;를 더 포함할 수 있으며, 메인 컨트롤러에 중력센서(G Sensor)가 구비될 수 있다.

이 경우 상기 메인 컨트롤러는, 스위치 온(Switch ON) 상태에서 적어도 둘 이상의 상기 워터 디텍터 중 일부가 물과의 접촉이 감지되지 않으면 UV 광원에 대한 전원 공급을 차단하여 UV 광 조사를 즉시 중단시키도록 구동될 수 있다.

또한 상기 메인 컨트롤러는, 스위치 온(Switch ON) 상태에서 상기 중력센서의 출력이 설정된 정상 출력범위를 초과하면 UV 광원에 대한 전원 공급을 차단하여 UV 광 조사를 즉시 중단시키도록 구동될 수 있다.

또한 본 발명은 메인 컨트롤러와 전기적으로 연결되며 상부 커버의 둘레면에 실장되는 복수의 신체감지센서를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 스위치 온(Switch ON) 상태에서 상기 신체감지센서의 설정된 감지 범위 안에 신체가 감지되지 않으면, 상기 메인 컨트롤러는 UV 광원에 대한 전원 공급을 차단하여 UV 광 조사를 즉시 중단시킬 수 있다.

본 발명은 또한, 수중에 설치되며 로드 셀(Load cell)과 정보 송신을 위한 무선 송신기를 포함하는 사용자 검출패드;를 더 포함할 수 있으며, 사용자 검출패드가 송신한 신호를 상기 기판 상에 실장되는 무선 수신기하여 메인 컨트롤러에 전달하도록 구성될 수 있다.

이 경우 상기 메인 컨트롤러는, 스위치 온(Switch ON) 상태에서 사용자 검출패드에 사용자 하중이 검출되지 않으면 UV 광원에 대한 전원 공급을 차단하여 UV 광 조사를 즉시 중단시키도록 구동될 수 있다.

또한 본 발명에 적용되는 상기 메인 컨트롤러에는 설정 시간이 경과하면 UV 광원에 대한 전원 공급을 차단하여 UV 광 조사를 중단시키는 타이머 기능이 부가될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 부유식 자외선 발생기는, 수중에서 반사된 UV 광이 수면 위로 되돌아 오는 것을 차단하는 광 차단용 챙이 상기 상부 커버 또는 하부 케이스의 반경 방향 최외면에 둘레 방향으로 연속해서 형성될 수 있다.

그리고 상기 워터 디텍터는 바람직하게, 정전용량센서(Capacitance Sensor) 또는 물의 전기적인 저항을 측정하는 저항측정센서일 수 있으며, 적어도 둘 이상이 기판 둘레에 균등 간격 배치될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 부유식 자외선 발생기에 적용되는 상기 부력발생수단은, 외부와 단절된 상기 실장 공간에 채워진 공기(Air) 또는 비중이 1보다 작은 물질로 이루어진 부구(浮具), 예컨대 스티로폼일 수 있다.

본 발명에 따른 부유식 자외선 발생기는 또한, 물에 띄워 사용 시 수중에 위치한 사용자 신체와 최소한의 안전거리 유지를 위해 상기 하부 케이스에 결합되는 안전거리유지부재;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 부유식 자외선 발생기에 의하면, 자체 부력에 의해 물 위에 뜰 수 있으며, 물 위에 정상자세로 뜬 상태에서 물속을 향하여 특정 파장 영역(280 ~ 320 nm)의 자외선(UV-B)을 조사하도록 구성된다. 이에 따라 사용자는 반신욕 또는 전신욕 시 본 발명을 이용하여 체내 비타민 D 합성에 효과를 볼 수 있다.

또한, 본 발명은 물 위에 부유한 상태에서 사용자가 임의로 기기를 들어올리거나 물결 등에 의한 기기의 들썩임 또는 뒤집힘 등의 안전을 위협할 만한 이벤트가 발생했을 때 이를 자동으로 감지하고 그 즉시 자외선(UV-B) 발생을 중단시킴으로써, 자외선(UV-B)이 사용자의 눈에 직접적으로 노출됨에 따른 안전사고를 예방할 수 있으며, 결과적으로 안전에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 반신욕 또는 전신욕 시 물에 띄어 사용하는 것이므로, 종래 기술에서와 같은 환복 및 그에 따른 번거로움을 줄일 수 있으며, 부가된 안전기능(들썩임 또는 뒤집힘이 발생하면 이를 자동으로 감지하고 즉시 자외선(UV-B) 발생을 중단시키는 기능)에 의해 전용 고글이 필요 없고, 보관이 용이하여 사용 편의를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명 실시 예에 따른 부유식 자외선 발생기를 분해 도시한 분해 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 부유식 자외선 발생기의 결합 사시도.
도 3a는 도 2에 도시된 부유식 자외선 발생기를 A-A선 방향에서 바라본 단면도.
도 3b는 워터 디텍터로서 물과 직접 접촉하는 방식의 저항측정센서가 적용된 경우 부유식 자외선 발생기를 도시한 단면도.
도 4는 도 1에 도시된 기판의 저면 사시도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 부유식 자외선 발생기의 개략도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 부유식 자외선 발생기의 사용 상태를 도시한 사용 상태 예시도.
도 7은 본 발명에 따른 부유식 자외선 조사기의 바람직한 다른 실시 예를 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 부유식 자외선 조사기의 바람직한 또 다른 실시 예를 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 부유식 자외선 조사기의 바람직한 또 다른 실시 예를 도시한 도면.
도 10은 본 발명에 따른 부유식 자외선 조사기의 바람직한 또 다른 실시 예를 도시한 도면.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 자세히 살펴보기로 한다.

명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

더하여, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일도면 참조부호를 부여하기로 하며 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명 실시 예에 따른 부유식 자외선 발생기를 분해 도시한 분해 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 부유식 자외선 발생기의 결합 사시도이다. 그리고 도 3a는 도 2에 도시된 부유식 자외선 발생기를 A-A선 방향에서 바라본 단면도며, 도 4는 도 1에 도시된 기판의 저면 사시도이고, 도 5는 본 발명의 주요부 구성만을 추출하여 도시한 본 발명의 개념도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 부유식 자외선 발생기(10)는 크게, 하부 케이스(20) 및 이와 결합하는 상부 커버(50), 그리고 하부 케이스(20)와 상부 커버(50)의 결합에 의한 실장 공간(외부와 단절된 내부 공간)에 설치되는 기판(40)을 포함한다. 여기서 하부 케이스(20)와 상부 커버(50), 그리고 기판(40)을 도면에는 팔각형 모양으로 도시하였으나 이에 국한되는 것은 아니다.

하부 케이스(20)는 도면의 예시와 같이, 상부 커버(50)가 결합되는 상부가 개방되고 특정 높이로 아래로 융기된 융기부(22)를 갖는 다각(또는 원형)의 용기 형태일 수 있다. 하부 케이스(20)는 플라스틱과 같은 절연체로 구성될 수 있으며, 아래로 융기된 상기 융기부(22)의 중앙에는 일정 면적의 개구(24)가 형성될 수 있다. 그리고 상기 개구(24)에 UV 투과창(30)이 밀봉 상태로 결합될 수 있다.

도면의 예시와 같이, 하부 케이스(20)가 특정 높이 아래로 융기된 융기부(22)가 형성되고, 이러한 융기부(22)보다 높은 위치에 후술하는 워터 디텍터(46)를 배치시킨 경우, 하부 케이스의 바닥이 전체적으로 평평하며 투과창과 대략 동일 선상에 워터 디텍터를 배치하는 구성(미도시)에 비해 자그마한 물결에도 워터 디텍터(46)가 수면으로부터 이격되어 이를 감지할 수 있게 되므로, 작동 민감도가 증대되어 보다 안전한 사용을 도모할 수 있다.

UV 투과창(30)은 후술하는 UV 광원(42)이 발생시킨 자외선(UV-B)이 투과할 수 있는 투명 또는 반투명 한 합성수지나 유리로 구성될 수 있다. 그리고 이러한 UV 투과창(30)에 UV 광을 투과시키는 UV 광원(42)이 기판(40)의 일면에 실장될 수 있다. 바람직하게는, 도 3a 및 도 5와 같이 제품의 높이 방향을 기준으로 상기 UV 투과창(30)과 대응되는 위치의 기판(40) 하면 중앙에 UV 광원(42)이 실장될 수 있다.

UV 광원(42)은 바람직하게, 빛의 파장 영역이 280 ~ 320 nm인 UV-B를 발생시키는 UV LED(Ultraviolet Light Emitting Diode)일 수 있으며, UV 광원(42)이 실장된 면 반대편 다른 일면(기판(40)의 상면)에는 메인 컨트롤러(44)가 실장될 수 있다. 이때 메인 컨트롤러(44)는 후술할 워터 디텍터(46) 및 중력센서(48)의 출력을 바탕으로 미도시 된 내장 배터리와 UV 광원(42) 사이의 전원 공급을 단속할 수 있다.

상부 커버(50)는 하부 케이스(20)와는 반대로 하부가 개방된 다각(또는 원형)의 용기 형태로 구성될 수 있다. 상부 커버(50)는 하부 케이스(20)과 마찬가지로 플라스틱과 같은 절연체로 구성될 수 있으며, 하부 케이스(20) 상부에서 상기 하부 케이스(20)와 긴밀히 결합하여 그 사이에 수분 침투로부터 내부 기판(40)을 보호할 수 있도록 외부와 단절된 실장 공간을 구획하게 된다.

상부 커버(50)와 하부 케이스(20)의 결합에 있어서는 예를 들어, 도면(도 3의 단면도)과 같이 상부 커버(50)의 개방단 내측면과 하부 케이스(20)의 개방단 외측면에 둘레 방향으로 상호 맞물림 가능한 돌기와 홈(55 및 25, 또는 홈과 돌기)을 각각 구성함으로써, 돌기-홈(또는 홈-돌기) 결합 방식으로 상호 긴밀한 결합을 구현할 수 있다(상부 커버(50)와 하부 케이스(20)의 평면 모양이 다각형인 경우).

물론 도시하지는 않았으나, 상부 커버(50)의 개방단 내측면에 암 나사산을 구성하고 하부 케이스(20)의 개방단 외측면에는 수 나사산을 구성하여, 암 나사산과 수 나사산 상호 간의 나사 결합을 통해 상부 커버(50)와 하부 케이스(20)가 상호 긴밀히 결합되도록 할 수도 있다. 이러한 결합방식은 상부 커버(50)와 하부 케이스(20)의 평면 모양이 원형인 경우 적용 가능한 결합방식이다.

상부 커버(50)와 하부 케이스(20)의 위와 같은 긴밀한 결합에 의해 내부에는 앞서도 언급한 바와 같이 외부와 단절된, 즉 밀폐된 실장 공간이 형성된다. 이때 밀폐된 실장 공간 안의 부력발생수단에 의해 본 발명의 실시 예에 따른 자외선 발생기는 물에 뜰 수 있으며, 하부 케이스(20)의 가장자리 부분과 접촉하는 기판(40)의 둘레에 워터 디텍터(Water detector, 46)가 실장될 수 있다.

여기서, 본 발명에 따른 부유식 자외선 발생기에 적용되는 상기 부력발생수단은, 외부와 단절된 상기 실장 공간에 채워지는 공기(Air)일 수 있으며, 비중이 1보다 작은 물질로 이루어진 부구(浮具), 예컨대 스티로폼일 수도 있다.

워터 디텍터(46)는 본 발명의 실시 예에 따른 자외선 발생기가 자체 부력(밀폐된 실장 공간에 채워진 공기에 의한 부력)으로 물 위에 떠있을 때 물과의 접촉을 감지하는 역할을 한다. 워터 디텍터(46)는 바람직하게, 물 접촉 시 변화하는 정전용량으로부터 물과의 접촉을 감지하는 정전용량센서(Capacitance Sensor)일 수 있으며, 기판(40) 둘레에 둘 이상 복수로 실장될 수 있다.

워터 디텍터(46)가 정전용량센서로 국한되는 것은 아니다. 경우에 따라서는, 물과 직접 접촉하여 전기적인 저항을 측정하는 저항측정센서가 워터 디텍터로 적용될 수도 있다. 이 경우 워터 디텍터(46) 각각은 도 3b와 같이, 하부 케이스(20)의 대응되는 위치에 형성되는 센서 관통홀(도면부호 생략)을 관통하여 하단 일부가 하부 케이스(20)의 아래로 돌출되도록 구성될 수 있다.

워터 디텍터(46)는 적어도 둘 이상이 기판(40)의 하면 가장자리(제품 조립 시 하부 케이스(20)의 가장자리 부분과 접촉하는 부분)에 둘레 방향에 걸쳐 균등 간격 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 4와 같이 8개인 경우 45도 간격으로 기판(40) 하면 가장자리에 실장될 수 있으며, 이러한 워터 디텍터(46)에 의해 감지된 정보(물과의 접촉 여부)는 메인 컨트롤러(44)에 제공될 수 있다.

메인 컨트롤러(44)는 워터 디텍터(46)로부터 제공받은 정보를 바탕으로 상기 UV 광원(42)에 대한 전원 공급을 단속할 수 있다. 좀 더 구체적으로는, 본 발명의 실시 예에 따른 자외선 발생기(10)가 스위치 온(Switch ON) 된 상태에서 복수의 워터 디텍터(46) 중 일부가 물과의 접촉이 감지되지 않으면 UV 광원(42)에 대한 전원 공급을 차단함으로써 UV 광 조사를 즉시 중단시킬 수 있다.

다시 말해, 메인 컨트롤러(44)는 본 발명에 따른 자외선 발생기(10)가 물 위에 안정적으로 부유하여 모든 워터 디텍터(46)가 물에 접촉된 경우에는 정상적으로 UV 광원(42)에 대한 전원 공급을 허용하고, 물 위에 부유한 상태에서 사용자 접촉 또는 물결 등에 의해 기기가 들썩이거나 뒤집혀 일부가 물로부터 떨어지면 그 즉시 전원 공급을 차단함으로써 UV가 사용자의 눈에 노출되는 것을 방지한다.

이에 대해서는 도 6의 작동 상태도를 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 부유식 자외선 발생기의 사용 상태를 예시한 도면으로서, 욕조에 채워진 물 위에 본 발명의 실시 예에 따른 자외선 발생기를 띄운 상태로 반신욕 또는 전신욕을 하는 모습을 도시한 본 발명의 사용 상태 예시도이다.

도 6의 사용 상태 예시도와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 부유식 자외선 발생기(10)는 욕조에 채워진 물 위에 띄워 사용할 수 있다. 좀 더 구체적으로는, 사용자가 스위치(도시 생략)를 온(ON) 시킨 상태에서 물 위에 띄워 복수의 워터 디텍터(46) 모두에서 물과의 접촉이 감지되면 메인 컨트롤러(44)의 통제로 UV 광원(42)이 발광된다.

다시 말해, 스위치 온(ON) 상태더라도 모든 워터 디텍터(46)에서 물과의 접촉이 감지되어야 비로서 메인 컨트롤러(44)는 본 발명의 실시 예에 따른 자외산 발생기(10)가 물 위에 안정적으로 떠있는 것으로 판단, UV 광원(42)에 대한 전원 공급을 허용하는 것이며, 전원 공급 허용으로 UV 광원(42)이 발광되면 수중의 신체를 향하여 자외선(UV-B)이 조사됨으로써 체내 비타민 D 합성 효과가 발휘될 수 있는 것이다.

한편, 자외선(UV-B)이 사용자 눈에 직접 노출되는 경우 백내장과 같은 눈 손상이 발생할 수 있어 주의가 요구된다. 이에 본 발명은 물에 뜬 상태에서 사용자 접촉 또는 물결 등에 의해 기기(10, '자외선 발생기'를 지칭함)가 들썩거리거나 뒤집혀 워터 디텍터(46) 중 일부가 물과의 접촉이 감지되지 않으면 그 즉시 UV 광원(42)에 대한 전원 공급을 차단시키도록 구성됨으로써, 자외선이 사용자의 눈에 노출되는 것을 방지할 수 있다.

이처럼 본 발명은 기기(10)가 물에 안정적으로 떠있는 상태(모든 워터 디텍터(46)에서 물과의 접촉이 감지된 상태)에서는 UV 광원(42)이 정상적으로 작동되며, 사용자 움직임에 의한 물결 등으로 기기가 들썩거리거나 뒤집혀 워터 디텍터(46) 중 하나라도 수면에서 떨어지면 그 순간 전원 공급을 차단하여 사용자의 눈이 자외선에 노출되는 상황을 미연에 방지함으로써 안전한 사용을 도모할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 부유식 자외선 발생기(10)는 상기 워터 디텍터(46) 외에 추가적인 안전장치로서 중력센서(G 센서, 48)를 포함할 수 있다(도 3 참조). 중력센서(48)는 기기에 작용하는 중력 방향의 변화를 감지하여 메인 컨트롤러(44)에 전압 신호 형태로 제공할 수 있다. 이러한 중력센서(48)는 전술한 메인 컨트롤러(44)에 모듈형태로 구비되거나 기판(40)에 별도로 실장될 수 있다.

메인 컨트롤러(44)는 중력센서(48)의 검출정보를 수신 받아 중력 방향의 변화 여부를 판단한다. 좀 더 구체적으로는, 기기(10)가 스위치 온(Switch ON) 상태에서 상기 중력센서(48)의 출력(전압 신호)이 설정된 정상 출력범위를 초과하면, 사용자 움직임에 의한 물결 등에 의해 기기가 기울어졌거나 뒤집어 졌다고 판단, UV 광원(42)에 대한 전원 공급을 즉시 차단하여 UV 광 조사를 중단시킬 수 있다.

이처럼 워터 디텍터(46)와 함께 상기 중력센서(48)가 안전장치로서 부가된 경우 상기 메인 컨트롤러(44)에는, 기기(10)가 수면에 부유하여 정상 작동하는 상태에서 복수의 워터 디텍터(46) 중 일부가 물과의 접촉이 감지되지 않거나, 중력 방향의 변화를 감지하는 중력센서(48)의 출력이 설정 범위를 초과하면, 그 즉시 UV 조사를 중단시키도록 프로그래밍 된 프로세서가 탑재될 수 있다.

즉 워터 디텍터(46)와 중력센서(48)가 함께 안전장치로 적용된 경우 메인 컨트롤러(44)는, 모든 워터 디텍터(46)에서 물 접촉이 감지되고 중력센서(48)의 출력이 정상범위인 조건에서만 기기(10)가 정상적으로 물에 떠 있는 것으로 판단하여 UV 광 조사를 허용하고, 그 외 조건은 사용자의 안전에 영향을 미칠 수 있는 조건으로 판단, UV 광 조사를 즉시 중단시키는 것이다.

도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 부유식 자외선 조사기의 사용 상태를 도시한 사용 상태 예시도로서, 전술한 실시 예의 구성에 더하여 신체감지센서가 더 부가된 구성을 나타낸 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 부유식 자외선 조사기(10)는 신체감지센서(49)를 더 포함할 수 있다. 신체감지센서(49)는 상부 커버(50)의 둘레 방향으로 일정 간격으로 실장되어 기판(40) 상면의 상기 메인 컨트롤러(44)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 기기(10)가 정상자세로 수면에 부유한 상태, 즉 물에 떠 있는 상태에서 설정된 감지 범위 안에서 수면 위로 신체가 노출되는지를 감지하여 해당 정보를 메인 컨트롤러(44)에 전달하는 역할을 한다.

기기(10)가 정상자세로 욕조에 채워진 물 위에 떠 있는 상태에서 설정된 감지 범위 안에 사람이 검출되지 않았다는 것은 다른 의미로, 욕조에 사람이 없거나 욕조의 물속으로 사람이 완전히 잠수한 상황(체구가 작은 어린이가 장난으로 물속에 잠기는 등의 행위를 하는 상황)이므로, 이 경우(기기가 정상자세로 물 위에 떠 있는데 신체가 감지되지 않는 경우) 메인 컨트롤러(44)는 절전 및 사용자 안전을 위해 UV 광 조사를 중단하도록 설정될 수 있다.

절전을 통한 보다 오랜 시간 사용을 위해 경우에 따라서는, 상기 메인 컨트롤러(44)에 타이머 기능이 부가될 수 있다. 타이머 기능은 본 발명의 실시 예에 따른 자외선 조사기가 정상적으로 작동 중 설정 시간이 경과하면 자동으로 UV 광원(42)에 대한 전원 공급을 차단하여 UV 광 조사를 중단시키는 기능으로서, 상부 커버(50) 측에 별도의 구비되는 입력장치(미도시)를 통해 설정할 수 있다.

도 8은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시 예에 따른 부유식 자외선 조사기의 사용 상태를 도시한 사용 상태 예시도로서, 전술한 신체감지센서와는 달리 수중의 욕조 바닥에 사용자 검출패드(60)를 두어 절전 및 사용자 안전을 도모할 수 있도록 한 실시 예이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시 예에 따른 부유식 자외선 조사기는, 전술한 일 실시 예에 따른 단일 객체 형태의 부유식 자외선 조사기(10)에 더하여, 수중의 욕조 바닥에 설치되며 사용자 하중을 검출하는 하중검출요소, 바람직하게는 로드 셀(Load cell, 62)과 정보 송신을 위한 무선 송신기(64)를 포함하는 사용자 검출패드(60)를 포함한다.

사용자 검출패드(60)가 보내온 신호를 무선 수신할 수 있도록 기판(40) 상에는 무선 수신기(66)가 실장될 수 있으며, 스위치 온(Switch ON) 후 기기(10)가 정상자세로 물 위에 떠 있는 상태에서 사용자 검출패드(60)로부터 사용자 하중이 검출되지 않았다는 정보가 전달되면, UV 광원(42)에 대한 전원 공급을 차단하여 UV 광 조사를 중단시키도록 프로그래밍된 프로세서가 메인 컨트롤러(44)에 탑재될 수 있다.

이와 같은 구성의 본 발명의 또 다른 실시 예는, 스위치 온(Switch ON) 상태에서 기기(10)가 정상자세로 물 위에 떠 있고 사용자 검출패드(60)로부터 사용자 하중이 검출되면 UV 광을 정상적으로 조사하고, 기기가 정상자세로 물 위에 떠 있으나 사용자 하우징 검출되지 않으면 사용자가 없는 것으로 판단, 절전 및 안전을 위해 작동을 중지시키는 것이다.

한편, 도 9와 도 10은 본 발명에 따른 부유식 조사기의 바람직한 또 다른 실시 예를 나타내는 도면이다.

먼저, 도 9는 상부 커버(50) 또는 하부 케이스(20)의 반경 방향 최외면에 둘레 방향으로 연속되도록 광 차단용 챙(70)을 부가한 변형 예로서, 물에 뜬 상태에서 수중으로 조사된 UV 광이 욕조 표면에 반사되어 수면 위로 되돌아옴으로써 사용자의 눈에 노출되는 상황이 연출되는 것을 상기 광 차단용 챙(70)을 통해 확실하게 차단할 수 있도록 한 실시 예이다.

그리고 도 10은 본 발명에 따른 부유식 자외선 발생기를 물에 띄워 사용할 경우, 물속에 위치한 사용자의 신체가 UV 광원(42)에 너무 근접하지 않도록 최소한의 안전거리를 유지시키는 안전거리유지부재(80)를 부가한 실시 예이다. 여기서 안전거리유지부재(80)는 하부 케이스(20)에 결합되어 하부 케이스(20)보다 아래 쪽으로 연장되어 수중에 위치하는 구성일 수 있다.

바람직하게 상기 안전거리유지부재(80)는, 도면(도 10)의 예시와 같이 둘레 방향으로 복수의 통수구멍(82)이 형성된 스커트(Skirt) 또는 통 모양일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 물속에 위치하면서 물속의 사용자 신체가 하부 케이스(20)에 직접 닿기 전 물속에서 먼저 신체에 닿아 기기의 들썩임을 유도할 수 있는 구조이기만 하면 어떠한 형태든 상관 없다.

이상에서 살펴본 본 발명에 따른 부유식 자외선 발생기의 다양한 실시 예는, 물 위에 뜰 수 있으며, 물 위에 뜬 상태에서 물속을 향하여 특정 파장 영역(280 ~ 320 nm)의 자외선(UV-B)을 조사하도록 구성된다. 이에 따라 사용자는 반신욕 또는 전신욕 시 본 발명을 이용하여 체내 비타민 D 합성 효과를 볼 수 있다.

또한, 본 발명은 물 위에 부유한 상태에서 사용자가 임의로 기기를 들어올리거나 물결 등에 의한 기기의 들썩임 또는 뒤집힘이 발생했을 때 이를 자동으로 감지하고 그 즉시 자외선(UV-B) 발생을 중단시킴으로써, 자외선(UV-B)이 사용자의 눈에 직접적으로 노출됨에 따른 안전사고를 예방할 수 있으며, 결과적으로 안전에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 자외선 발생기
20 : 하부 케이스
22 : 융기부
24 : 개구
30 : UV 투과창
40 : 기판
42 : UV 광원
44 : 메인 컨트롤러
46 : 워터 디텍터
48 : 중력센서
49 : 신체감지센서
50 : 상부 커버
60 : 사용자 검출패드
62 : 로드 셀
64 : 무선 송신기
66 : 무선 수신기
70 : 광 차단용 챙
80 : 안전거리유지부재

Claims

물이 채워진 욕조 안의 물 위에 띄워 사용하는 것으로서,
중앙에 일정 면적의 개구를 갖는 하부 케이스;
하부 케이스와의 사이에 외부와 단절된 실장 공간을 구획하도록 결합되는 상부 커버;
외부와 단절된 상기 실장 공간에 설치되고 UV 광원을 실장한 기판;을 포함하며,
외부와 단절된 상기 실장 공간 안의 부력발생수단에 의해 물에 뜰 수 있고,
하부 케이스의 상기 개구에 UV 광원과 소정 거리 이격되는 UV 투과창이 밀봉 상태로 결합되고,
UV 투과창과 대응되는 위치의 상기 기판의 하부에 상기 UV 투과창에 UV 광을 투과시키는 상기 UV 광원이 설치되며,
하부 케이스와 접촉하는 기판 둘레에는 물과의 접촉을 감지하는 워터 디텍터(Water detector)가 적어도 둘 이상 실장되며,
상기 UV 광원은 빛의 파장 영역이 280 ~ 320 nm인 UV-B를 발생시키는 UV LED이고,
상기 UV 광원이 실장된 면 반대편의 기판 상면에 실장되는 메인 컨트롤러;를 더 포함하며, 상기 메인 컨트롤러에 중력센서(G Sensor)가 구비되어,
반신욕 또는 전신욕을 할 때 욕조에 채워진 물 위에 부유한 상태로 수중의 신체를 향하여 280 ~ 320 nm 파장의 UV-B를 조사하는 것을 특징으로 하는 부유식 자외선 발생기.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 메인 컨트롤러는,
스위치 온(Switch ON) 상태에서 적어도 둘 이상의 상기 워터 디텍터 중 일부가 물과의 접촉이 감지되지 않으면 UV 광원에 대한 전원 공급을 차단하여 UV 광 조사를 즉시 중단시키는 부유식 자외선 발생기.
제 1 항에 있어서,
상기 메인 컨트롤러는,
스위치 온(Switch ON) 상태에서 상기 중력센서의 출력이 설정된 정상 출력범위를 초과하면 UV 광원에 대한 전원 공급을 차단하여 UV 광 조사를 즉시 중단시키는 부유식 자외선 발생기.
제 1 항에 있어서,
수중에 설치되며 로드 셀(Load cell)과 정보 송신을 위한 무선 송신기를 포함하는 사용자 검출패드;를 더 포함하며,
사용자 검출패드가 송신한 신호를 상기 기판 상에 실장되는 무선 수신기가 수신하는 부유식 자외선 발생기.
제 5 항에 있어서,
상기 메인 컨트롤러는,
스위치 온(Switch ON) 상태에서 사용자 검출패드에 사용자 하중이 검출되지 않으면 UV 광원에 대한 전원 공급을 차단하여 UV 광 조사를 즉시 중단시키는 부유식 자외선 발생기.
제 1 항에 있어서,
상기 메인 컨트롤러에는 설정 시간이 경과하면 UV 광원에 대한 전원 공급을 차단하여 UV 광 조사를 중단시키는 타이머 기능이 부가된 부유식 자외선 발생기.
제 1 항에 있어서,
상기 워터 디텍터는 정전용량센서(Capacitance Sensor) 또는 물의 전기적인 저항을 측정하는 저항측정센서이며, 적어도 둘 이상이 기판 둘레에 균등 간격 배치되는 부유식 자외선 발생기.
제 1 항에 있어서,
상기 부력발생수단은 외부와 단절된 상기 실장 공간에 채워진 공기(Air) 또는 비중이 1보다 작은 물질로 이루어진 부구(浮具)인 부유식 자외선 발생기.
제 1 항에 있어서,
물에 띄워 사용 시 수중에 위치한 사용자 신체와 최소한의 안전거리 유지를 위해 상기 하부 케이스에 결합되는 안전거리유지부재;를 더 포함하는 부유식 자외선 발생기.