KR20110000816U

KR20110000816U - The cold and warmth mat to use a peltier device

Info

Publication number: KR20110000816U
Application number: KR2020090009334U
Authority: KR
Inventors: 김용민
Original assignee: 김용민
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2011-01-25

Abstract

본 고안은 열전소자라 부리는 펠티어 소자를 이용하여 한쪽은 온열찜질기로 사용하면서 동시에 반대면을 냉열찜질기로 사용할 수 있는 전기찜질기에 관한 것으로, 펠티어 소자라 불리는 양쪽 면에 인가하는 전류의 방향에 따라 온기와 냉기가 발생하는 한쌍의 면을 대향하게 갖는 전기 소자와, 상기 펠티어 소자의 한면에 접착되어 접촉된 신체에 온기나 냉기를 전달하는 발열판과 방열판, 발열판과 방열판이 접착된 펠티어 소자가 두 개 이상의 어레이 형태로 배열이 이루어져 있으며, 발열판에 장착되어 펠티어에 인가되는 전압을 제어하기 위한 온도 센서와, 상기의 펠티어 소자 및 발열판을 감싸는 커버와, 상기 소자에 전원을 공급하고 전원을 제어하는 제어부를 포함하는 것이다.The present invention relates to an electric steamer that uses a Peltier element called a thermoelectric element and that one side can be used as a hot steamer while the other side can be used as a cold steamer, and according to the direction of the current applied to both sides called a Peltier element. And two or more electrical elements having a pair of surfaces in which cold air is generated, a heating plate and a heat sink, which are bonded to one surface of the Peltier element and which transmit warm or cold air to a contacted body, and a Peltier element bonded to the heating plate and the heat sink. The array is formed in an array form, and includes a temperature sensor mounted on a heating plate to control a voltage applied to the Peltier, a cover surrounding the Peltier element and the heating plate, and a controller for supplying power to the element and controlling power. It is.

냉온찜질기, 펠티어소자, 열전소자 Hot and Cold Steamer, Peltier Element, Thermoelectric Element

Description

Cold and hot steamer using Peltier device {The cold and warmth mat to use a peltier device}

본 고안은 통증치료, 해열 및 보온 등에 사용하는 냉온찜질기에 관한 것이다.The present invention relates to a cold and hot steamer used for pain treatment, fever and warmth.

비정상적인 체온을 보이고 있는 환자의 경우, 응급처리로 냉찜질 또는 온찜질을 수행하며, 갑작스런 근육통이나 만성 통증의 경우에도 냉찜질 또는 온찜질을 시행하는데, 종래의 경우는 냉찜질의 경우는 얼음이나 냉수를 이용하고 온찜질의 경우는 뜨거운 물에 물수건 등을 적셔 통증 부위나 열이 많이 나는 부위에 접촉시킨다.For patients with abnormal body temperature, cold or hot packs are performed as an emergency treatment, and cold or hot packs are also performed in case of sudden muscle pain or chronic pain.In the case of conventional cold packs, ice or cold water is used. In some cases, moisten a wet towel with hot water and put it in contact with a painful or feverish area.

이러한 방법은 냉찜질과 온찜질의 방법에 따라 서로 다른 준비를 수행하여야하는 번거로움과 불편함이 수반되며, 냉찜질과 온찜질을 위한 별개의 도구를 준비하여야 하는 부담이 있다.This method is cumbersome and inconvenient to perform different preparation according to the method of cold and hot pack, there is a burden to prepare a separate tool for cold and hot pack.

본 고안은 이러한 문제점을 해소하기 위하여 동일한 찜질기로 냉찜질과 온찜질이 가능하도록 하였다.The present invention has been made to enable cold and hot pack with the same steamer to solve this problem.

두 개의 서로 다른 금속선의 양끝을 접합한 다음 회로에 직류 전기를 인가하 면 한쪽 접합부에서 흡열이 다른 접합부에서는 발열이 일어나며, 전류의 방향을 반대로 하면 흡열과 발열이 반대로 일어나는 현상이 발견되었는데, 이러한 현상을 펠티어효과라 하며 일종의 열펌핑 현상으로 전자 냉각/가열의 원리가 되었다.When both ends of two different metal wires are joined together and direct current is applied to the circuit, heat generation occurs at the other end where the endotherm is different, and when the current direction is reversed, the endotherm and heat generation are reversed. It is called Peltier effect and it is a kind of heat pumping phenomenon and it became the principle of electronic cooling / heating.

상기의 펠티어 소자를 이용하면, 일반적으로 알려진 냉매 순환 방식과 같은 흡열 장치와 다르게 공해 발생과 장치의 부피가 큰 단점을 해소할 수 있으며 발열 장치의 경우는 별도의 열원이 없이도 자체적으로 발열이 되고 부피를 작게 하면서 발열과 흡열을 동시에 제어할 수 있는 장점이 있다.By using the Peltier element, it is possible to solve the disadvantages of pollution generation and the bulky device, unlike the endothermic devices such as the refrigerant circulation system. In the case of the heat generating device, the heating device itself generates heat and does not need a separate heat source. There is an advantage that can control the heat generation and endotherm at the same time while making small.

본 고안은 냉온찜질기에 관한 것으로,The present invention relates to a cold and hot steamer,

비정상적인 체온을 보이는 환자의 경우, 응급 처리 방법으로 냉찜질 또는 온찜질을 수행하며, 갑작스런 근육통이나 만성 통증의 경우에도 냉찜질 또는 온찜질을 시행하는데, 종래의 경우는 냉찜질의 경우는 얼음이나 냉수를 팩 등에 담아 환부에 대거나 수건을 이용하고 온찜질의 경우는 뜨거운 물에 물수건 등을 적시거나 팩 등에 뜨거운 물을 덥혀 통증 부위나 열이 많이 나는 부위에 접촉시킨다.For patients with abnormal body temperature, cold or hot packs are performed as an emergency treatment method, and cold or hot packs are also performed in case of sudden muscle pain or chronic pain.In the case of conventional cold packs, the pack is packed with ice or cold water in the affected area. If you use a towel, use a towel and soak in hot water or a wet towel, or warm the hot water on a pack, etc., to bring it in contact with pain or a lot of heat.

본 고안은 상기에서 설명한 것과 같이, 전극 양단에 전압차가 발생함에 따라 냉기와 온기가 동시에 발생하고, 전압차의 방향에 따라 냉기와 온기가 발생하는 면이 바뀌는 펠티어 소자를 이용하여 냉찜질과 온찜질을 동시에 수행할 수 있는 냉온찜질기를 고안하여 기존의 냉찜질기와 온찜질기가 갖는 문제점을 해결하고자 한다.As described above, as the voltage difference occurs at both ends of the electrode, cold and warmth are generated at the same time, and the cold and hot compresses are simultaneously used by using a Peltier element that changes the surface where cold and warmth are generated depending on the direction of the voltage difference. By devising a cold and hot steam machine that can be performed to solve the problem of the existing cold and hot steam machine.

펠티어 소자가 작기 때문에 찜질 부위가 협소해 지는 문제점은 펠티어 소자 를 어레이 형태로 배열함으로써 극복하고 펠티어 소자와 펠티어 소자 간의 연결은 경첩, 스프링 및 힌지와 같이 굽힘이 가능한 부품을 사용함으로써 인체의 곡면을 따라 찜질기가 접힐 수 있도록 하였다.Due to the small size of the Peltier element, the problem of narrowing the steaming area is overcome by arranging the Peltier element in an array form, and the connection between the Peltier element and the Peltier element is based on the curved surface of the human body by using bendable parts such as hinges, springs and hinges. The steamer can be folded.

상기에서 제안하는 고안은, 제어부에서 공급하는 직류전류의 방향에 따라 냉찜질과 온찜질을 손쉽게 전환할 수 있고, 온도센서에서 측정되는 온도치를 감안하여 원하는 온도로 조절이 용이하다. 또한 펠티어 모듈의 배열 개수에 따라 필요한 면적으로 확대, 축소가 쉬운 장점이 있다.The above proposed design can be easily switched between cold and hot compresses according to the direction of the DC current supplied from the controller, and is easily adjusted to a desired temperature in consideration of the temperature value measured by the temperature sensor. In addition, it is easy to enlarge and reduce the required area according to the number of arrangement of the Peltier module.

본 고안은 상기와 같은 특성을 갖는 펠티어 소자를 냉온찜질기에 적용하여, 냉찜질과 온찜질은 쉽고 빠르게 할 수 있게 하는데 목적이 있다.The present invention is to apply a Peltier device having the characteristics as described above to the cold and hot steamer, the cold and hot it is the object to make it easy and fast.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,As a means for achieving the above object,

공급되는 전원의 방행에 따라 온기와 냉기가 발생하는 한 쌍의 면을 대향하게 갖는 펠티어 소자와, 상기 펠티어 소자의 한 명에 접착되어 찜질하고자 하는 신체에 온기나 냉기를 전달하는 방열판과 방열판이 접착된 펠티어 소자가 두 개 이상의 어레이 형태로 나열하여 찜질하고자 하는 면적을 충분히 넓힐 수 있도록 한 것과 방열판의 온도 측정을 통해 펠티어에 인가되는 전압을 제어하기 위해 방열판에 장착되는 온도센서와, 상기의 펠티어 소자 및 방열판 어레이를 감싸는 커버와, 상 기 소자의 전원을 공급하고 전원을 제어하는 제어부를 포함하는 냉온찜질기이다.A Peltier element having a pair of surfaces facing each other where hot and cold air is generated according to the supplied power source, and a heat sink and a heat sink that are bonded to one of the Peltier elements to transfer warm or cold air to a body to be steamed The Peltier elements arranged in two or more arrays so as to widen the area to be steamed sufficiently, and the temperature sensor mounted on the heat sink to control the voltage applied to the Peltier by measuring the temperature of the heat sink; And a cover surrounding the heat sink array, and a control unit supplying power to the device and controlling the power.

상기 냉온찜질기에 있어서 냉온찜질기를 찜질하고자 하는 신체 부위에 접착이 잘되게 하고 고정할 수 있는 벨크로 테이프나 벨트 등을 포함한다.In the cold and hot steamer, the cold and hot steamer includes a Velcro tape or a belt that can be fixed and fixed to the body part to be steamed well.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안은,The present invention for achieving the above technical problem,

펠티어 소자의 양면에 발열판과 방열판을 구비하는데, 일면의 발열판과 이면의 방열판 사이의 열적 흐름을 최소화하기 위하여 별도의 판으로 이루어지는데, 이들은 열적 전도도가 높은 실리콘 그리스나 양면 테이프 또는 접착제로 접합하는 것을 포함한다.Heating plates and heat sinks are provided on both sides of the Peltier element, which are made of separate plates to minimize the heat flow between the heat sinks on one side and the heat sinks on the back side, which are bonded to each other using high thermal conductivity silicone grease or double-sided tape or adhesive. Include.

상기의 접합과정에서 스프링 핀이나 탭나사를 통해 기계적으로 접합하는 것을 포함한다.In the above bonding process includes mechanically bonding through a spring pin or a tab screw.

펠티어와 방열판이 접합된 펠티어 모듈은 펠티어 소자의 특성상 면적이 넓지 않기 때문에 두 개 이상의 어레이 형태로 구성하는 것이 넓은 신체 면적을 동시에 찜질하는 방법을 포함한다. The Peltier module, in which the Peltier and the heat sink are bonded, does not have a large area due to the characteristics of the Peltier device. Therefore, the Peltier module includes a method of simultaneously heating a large body area in two or more arrays.

상기의 펠티어 모듈을 두 개 이상 어레이 형태로 구성할 때, 펠티어 모듈간에 경첩, 스프링, 힌지 형태로 나열하는 것을 포함하며, 이렇게 여러 개의 펠티어모듈로 구성된 냉온찜질기는 인체의 곡선을 따라 냉온찜질기가 굽혀지기 때문에 찜질 효과를 높일 수 있다.When configuring the Peltier module in the form of two or more arrays, including the hinge, spring, and hinge form between the Peltier modules, the cold and hot steamer consisting of a plurality of Peltier modules bend the cold and hot steamer along the curve of the human body It can increase the poultice effect.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안은,The present invention for achieving the above technical problem,

설정된 찜질 온도를 측정하기 위하여 온도센서를 포함한다.It includes a temperature sensor to measure the set steam temperature.

온도센서는 설정된 온도를 제어하기 위하여, 찜질이 진행되는 동안의 온도를 측정하여 제어부로 측정 온도를 전달하고, 제어부를 이를 바탕으로 일정 온도가 유지되도록 펠티어 소자의 양단에 전원을 제어한다.In order to control the set temperature, the temperature sensor measures the temperature during the steaming process and transmits the measured temperature to the controller, and controls the power at both ends of the Peltier element based on the controller to maintain a constant temperature.

펠티어 소자와 방열판이 결합된 펠티어 모듈을 감싸는 커버를 포함한다.It includes a cover surrounding the Peltier module coupled to the Peltier element and the heat sink.

커버의 한 면은 찜질 시에 설정된 온도가 보전되어 지도록 보온 특성의 재질을 사용하고, 이면은 온찜질시에는 냉기가 냉찜질시에는 열기가 잘 방출되는 소재를 사용한다.One side of the cover uses a material of thermal insulation so that the set temperature is preserved when steaming, and the other side uses a material that heat is released well when cold air is cold when heated.

커버에는 찜질 시 신체와의 접촉과 접촉면 유지가 잘되도록 벨크로 테이프나 벨트, 똑딱이 단추 등을 설치한다.The cover is fitted with Velcro tape, belts, snap buttons, etc. to ensure good contact with the body and to maintain contact surface when steaming.

펠티어에 전원을 공급하는 전원공급장치, 온도센서에서 측정된 온도 정보를 바탕으로 펠티어에 전달할 전원의 세기를 결정하는 제어부를 포함한다.A power supply for supplying power to the Peltier, and a control unit for determining the strength of the power to be delivered to the Peltier based on the temperature information measured by the temperature sensor.

상기의 제어부는 교류전원을 직류로 정류하거나 직류전원을 적당한 직류전원으로 변환하는 변환부를 더 포함한다.The control unit further includes a converting unit rectifying the AC power to DC or converting the DC power to a suitable DC power.

상기의 제어부는 설정된 온도와 온도센서에서 측정된 온도를 비교하여 펠티어에 공급할 전원의 세기를 결정하는 프로세서를 더 포함한다.The control unit further includes a processor for comparing the set temperature and the temperature measured by the temperature sensor to determine the strength of the power to be supplied to the Peltier.

이하, 본 고안에 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명한다.Hereinafter, by the accompanying drawings of the present invention will be described in detail.

도1은 본 고안에서 발명한 냉온찜질기에 대한 단면도이다. 냉기와 온기를 발생시키는 펠티어 소자(100)가 중심부에 위치하며, 발열판(201, 202)이 펠티어 소자 의 한면과 이면에 위치한다. 펠티어 소자의 아래면이 환자에게 접촉되는 면이라면 도1에서와 같이 열용량이 높은 두꺼운 발열판(201)이 환자와 접촉하는 면이 되고 이면에 있는 얇은 발열판(202)은 방열판의 기능을 수행하게 된다.1 is a cross-sectional view of the cold and hot steamer invented in the present invention. Peltier element 100 for generating cold and warm is located in the center, the heating plate (201, 202) is located on one side and the back of the Peltier element. If the bottom surface of the Peltier element is in contact with the patient, as shown in FIG. 1, the thick heating plate 201 having a high heat capacity is in contact with the patient, and the thin heating plate 202 on the back surface functions as a heat sink.

펠티어 소자와 발열판은 열전 전도도가 높은 실리콘 그리스나 양면 접착제, 액상 접착제에 의해 접합되거나 발열판과 방열판 사이에 나사를 이용해서 접합한다.The Peltier element and the heating plate are bonded by high thermal conductivity silicone grease, double-sided adhesive, liquid adhesive, or by screwing between the heating plate and the heat sink.

발열판과 방열판은 열전도도가 우수하여야 하기 때문에 금속재질의 알루미늄, 황동, 은등의 금속재질로 이루어지는 것이 마땅하지만 가격과 무게에 대한 특성을 고려하여 비금속 재질로 이루어질 수도 있다.The heat generating plate and the heat sink should be made of metal such as aluminum, brass, silver, etc., because they must have excellent thermal conductivity, but may be made of non-metallic materials in consideration of the characteristics of price and weight.

도2는 본 고안에 제시하는 어레이 형태의 펠티어 배열에 대한 예시이다.Figure 2 is an illustration of the Peltier array in the form of the array presented in the present invention.

상기에서 설명한 발열판(201)과 방열판(202)이 부착된 펠티어 소자간의 연결은 도2와 같이 힌지(301) 형태로 연결을 하면 냉온찜질하고자 하는 신체 크기에 적당한 찜질기를 만들 수 있다.The connection between the heating plate 201 and the Peltier element having the heat dissipation plate 202 described above can be made in the form of a hinge 301 as shown in FIG.

도2에서 예시한 것과 같이 어레이 형태의 배열 구조를 형성하는 방법은 경첩, 스프링 및 볼 구조를 갖는 그럽 스크류와 로드앤드 베어링 등으로도 구현할 수 있다.As illustrated in FIG. 2, the method of forming an array structure in the form of an array may be implemented by a grub screw and a rod and bearing having a hinge, a spring, and a ball structure.

발열판의 온도를 측정하기 위하여 발열판의 옆면에 온도센서(401)를 부착할 수 있으며, 부위별 온도를 측정하기 위하여 두 개 이상의 온도센서를 장착할 수 있다.In order to measure the temperature of the heating plate, a temperature sensor 401 may be attached to the side of the heating plate, and two or more temperature sensors may be mounted to measure the temperature for each part.

도3은 발열판에 장착된 온도센서를 이용한 온도 제어에 대한 다이어 그램이 다.3 is a diagram of temperature control using a temperature sensor mounted on a heating plate.

도3에 도시한 바와 같이 정류기(420)에 의해 입력된 전압은 사용자가 입력한 온도를 유지하기 위하여 펠티어에 적정한 전압을 인가하게 되는데, 실제 인가되는 전압과 현재 발열하고 있는 온도 사이에 차이가 발생할 수 있다. 이를 실시간 보정하고자 온도센서(401)를 이용하여 발열판의 온도를 측정하고, 측정한 값을 온도 프로세서(410)에 전달하면 이를 바탕으로 펠티어에 인가되는 전압을 제어하게 된다.As shown in FIG. 3, the voltage input by the rectifier 420 applies an appropriate voltage to the Peltier in order to maintain the temperature input by the user. A difference may occur between the actual applied voltage and the currently generated temperature. Can be. In order to correct this in real time, the temperature of the heating plate is measured by using the temperature sensor 401, and the measured value is transmitted to the temperature processor 410 to control the voltage applied to the Peltier based on this.

상기서의 본 고안의 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통산의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 예측 가능한 변형은 상기 실시된 예의 범위로부터 특허청구의 범위가 균등하게 형성된다.Although described with reference to the embodiment shown in the drawings of the present invention as described above, this is merely exemplary, those skilled in the art of the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims, and the foreseeable modifications are equally formed from the scope of the above-described examples.

도 1. 펠티어 소자와 발열판과 방열판의 조립 예Figure 1. Example of assembling the Peltier element, the heating plate and the heat sink

도 2. 펠티어 모듈의 어레이 배열과 온도센서 조립 예2. Array arrangement of Peltier module and temperature sensor assembly example

도 3. 펠티어 소자에 대한 온도제어 다이어 그램 예3. Example Temperature Control Diagram for Peltier Device

각부 명칭Part Names

100 : 펠티어 소자 301 : 힌지100: Peltier element 301: hinge

103 : 펠티어 소자 전원 라인 401 : 온도센서103: Peltier element power line 401: temperature sensor

201 : 발열판 410 : 온도 프로세서201: heating plate 410: temperature processor

202 : 방열판 420 : 정류전원 장치202: heat sink 420: rectifier power supply

Claims

In the cold and hot steam machine that can use the cold and hot steam at the same time,

Peltier element called thermoelectric element,

The heating plate is bonded to one side of the Peltier element, and the heat sink bonded to the other side of the Peltier is mounted,

In order to increase the poultice area, the Peltier module in which the Peltier, the heating plate, and the heat sink are assembled is arranged in an array form.

Cold and hot steamer comprising a cover surrounding the Peltier module

The method of claim 1,

In order to control the temperature of the heating plate, the Peltier module is equipped with a temperature sensor,

Cold steamer comprising a controller for controlling the temperature of the Peltier module based on the value measured by the temperature sensor

The method of claim 1,

The cover has a cold hot steamer including a fixing part such as Velcro tape, belt, and a snap button so that the contact with the body and the contact surface is maintained well when steaming.