KR100647715B1 - 휴대및 차량겸용 온열/냉풍방석 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전원으로 건전지나 시가잭으로 이용하여 휴대용은 물론 차량용으로 적용할 수 있는 온열/냉풍방석인 바, 이는 면상발열체의 온열기능 또는 소형 모터 팬과 별도의 전자냉각장치에 의한 냉각기능을 수행함으로 계절에 무관하게 간편한 사용을 도모할 수 있는 휴대및 차량겸용 온열/냉풍방석에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은, 휴대용 방석으로 사용할 수 있게 DC 전원을 공급해주는 건전지, 차량용 방석으로 사용할 수 있게 차량 전원을 공급해주는 시거잭, 상기 건전지의 전원을 DD-DC컨버터로 승압시켜 면상발열체나 모터팬으로 공급해주는 제어부, 상기 면상발열체의 온열방석및, 모터팬을 통한 냉풍방석으로 구성되어, 상기 제어부의 스위치조작에 의해 휴대용 방석이나 차량용 방석으로 사용하게 된 것을 그 특징으로 한다.
온열기능, 냉풍기능, 온열방석, 냉풍방석, 휴대및 차량겸용 온열/냉풍방석

Description

휴대및 차량겸용 온열/냉풍방석{HEATING/COLD WIND CUSHION FOR COMBINED PORTABLE AND VEHICLE}
도 1 은 본 발명의 실시예에 관한 휴대및 차량겸용 온열/냉풍방석을 도시해 놓은 블록도,
도 2 는 도 1 에 도시된 제어부의 전기회로기판을 상세히 도시해 놓은 회로도,
도 3 은 본 발명의 휴대및 차량겸용 온열/냉풍방석을 설명하기 위한 냉풍방석의 도면들,
도 4 는 도 1 에 도시된 온열방석의 면상발열체를 설명하기 위한 분리사시도,
도 5 및 도 6 은 온열방석의 면상발열체을 도시해 놓은 결합도및 사용상태도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 건전지 2 : 시가잭
3 : 온열방석 4 : 모터팬
5 : 냉풍방석
10 : 제어부 11 : DC-DC 컨버터
본 발명은 전원으로 건전지나 시가잭으로 이용하여 휴대용은 물론 차량용으로 적용할 수 있는 온열/냉풍방석에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 면상발열체의 온열기능 또는 소형 모터 팬과 별도의 전자냉각장치에 의한 냉각기능을 수행함으로 계절에 무관하게 간편한 사용을 도모할 수 있는 휴대및 차량겸용 온열/냉풍방석에 관한 것이다.
보통 전기가 인가되어 발열하게 되는 면상발열체는, 공기를 오염시키지 않아 위생적일 뿐만 아니라 그 온도조절도 용이하고 소음이 없다는 장점때문에, 아파트나 일반주택 등에서 주거용 난방장치로 많이 설치되어 이용되고 있다. 또한, 사무실이나 상점 등과 같은 상업용 건물의 난방장치, 작업장이나 창고, 막사 등과 같은 산업용 난방장치와 각종 산업용 가열장치, 비닐 하우스와 농산물 건조시스템과 같은 농업용 설비, 그리고 도로나 주차장의 눈을 녹이거나 결빙을 방지할 수 있는 각종 동결방지장치를 비롯하여 레저용, 방한용, 가전제품, 거울이나 유리의 김서림 방지장치, 건강보조용및 축산용 등으로도 이용되고 있다.
종래 기술에 따르면, 면상발열체의 발열원으로 니크롬 등의 발열선이 사용되 고 있으나, 이 니크롬 등의 발열선으로 만든 면상발열체에서는 전기가 선을 통해 연속적으로 흐르기 때문에 발열선의 어느 한 부분이 단락될 경우, 전기가 통전되지 못해 면상발열체를 사용할 수 없다. 또한, 종래의 면상발열체에서 발열선이 단락될 경우에는, 해당 부분에서 전기 저항이 크게 감소하여 심하게 발열되기 때문에 화재의 위험성이 존재한다.
이에, 발열선의 단락을 방지하기 위해 발열선의 표면 또는 발열선들의 사이를 충분한 두께의 전기부도체에 의한 완전 절연을 하고 있으나, 이처럼 완전 절연을 행할 경우에는 열전도 특성이 떨어지기 때문에 면상발열체의 발열효율이 저하되고 있다. 뿐만 아니라, 니크롬 등의 발열선을 이용한 면상발열체는 발열선의 해당 부분만이 발열되는 구조를 가지기 때문에 면상발열체의 온도분포가 불균일하게 나타나고 있다.
이상과 같이 종래의 면상발열체는 실제로 방수에 대해 취약한 구조를 가지고 있기 때문에, 물이나 습기가 존재하는 곳에서는 쉽게 사용할 수 없다. 상기 니크롬선 또는 패치형태의 필름을 사용하는 별도의 온열방석으로 사용되고 있다. 니크롬선등의 열선방식은 동일 열량대비 전류소모량의 과다및 고른 온도분포에 있어 면상발열체보다 떨어지게 된다. 또한, 온열방석은 대부분이 상용 교류전원(AC 110V나 220V)을 사용하거나 차량 방석으로 사용시에는 차량전원(DC 12V - 24V)등을 사용하는 것이 대부분이다.
예컨데 여학교등에서 방석으로 사용할 때에는 기존의 방석으로 사용할 수 없는 형태인 바, 이는 전원 사용상의 문제및 안전성때문이다. 따라서, 본 출원인은 이미 개발된 면상발열체 구조를 개선하여 위의 문제점을 해소하고 다양하게 응용할 수 있도록 별도의 수단등을 강구하게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 제반 사정을 감안하여 발명한 것으로, 종래의 단일 기능 온열방석을 냉풍겸용으로 가능하도록 구성하고 건전지 형태로도 사용할 수 있게 구조를 개선하여 휴대및 차량 거치에 적용될 수 있으며, 종래 니크롬선 발열체의 구조를 대체하는 면상발열체를 사용하여 다양한 형태로서 적용할 수 있는 휴대및 차량겸용 온열/냉풍방석을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 휴대용 방석으로 사용할 수 있게 DC 전원을 공급해주는 건전지, 차량용 방석으로 사용할 수 있게 차량 전원을 공급해주는 시거잭, 상기 건전지의 전원을 DD-DC컨버터로 승압시켜 면상발열체나 모터팬으로 공급해주는 제어부, 상기 면상발열체의 온열방석및, 모터팬을 통한 냉풍방석으로 구성되어, 상기 제어부의 스위치조작에 의해 휴대용 방석이나 차량용 방석으로 사용하게 된 것을 그 특징으로 한다.
여기서 본 발명의 면상발열체는 탄소섬유 발열지와, 이 탄소섬유 발열지상으로 전기를 인가하는 1 쌍 전극의 동테이프가 구성되고, 상기 탄소섬유 발열지와 동테이프를 외부에서 기밀히 감쌓아주는 우레탄의 상하부절연재가 놓여지게 되고, 이 러한 상태에서의 하부절연재밑으로 발열차단의 알미늄호일을 매개로 다른 우레탄의 절연재가 놓여지게 된다.
상기 면상발열체의 온열방석은 약 150 ℃의 온도로 10 Kg/㎤ 의 압력을 가함으로 일체화되고, 이러한 상태에서 외측으로 연장된 전원선 영역에 실리콘재질의 절연밀봉재와 이 절연밀봉재를 은닉시키는 캡을 가지게 된다.
이하, 본 발명의 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면에 의거하여 작용및 효과를 설명한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 관한 휴대및 차량겸용 온열/냉풍방석을 도시해 놓은 블록도로서, 본 발명은 전원으로 건전지(1)나 시가잭(2)으로 이용하여 휴대용은 물론 차량용으로 적용할 수 있는 온열/냉풍방석인 바, 이는 전기회로기판의 제어부(10)를 이용하여 면상발열체로써 온열방석(3)의 온열기능 또는 소형 모터 팬(4)과 별도의 전자냉각장치에 의한 냉풍방석(5)의 냉각기능을 수행함으로 계절에 무관하게 간편한 사용을 도모할 수 있는 휴대및 차량겸용 온열/냉풍방석인 것이다.
즉, 상기 제어부(10)에 연결되는 건전지(1)의 케이스는 예컨데 AA 사이즈 1.5V 2 개 내지 4개 삽입부이고,상기 건전지(1)를 사용하지 않을 때의 시거잭(2)은 차량 전원 DC 12V를 공급받을 때에 사용한다.따라서, 상기 건전지(1)는 휴대용 방석으로 사용할 수 있게 DC 전원을 공급해주고, 상기 시거잭(2)은 차량용 방석으로 사용할 수 있게 차량 전원을 공급해준다.
상기 제어부(10)는 건전지(1)의 전원을 DD-DC컨버터(11)로 승압시켜 면상발열체나 모터팬(4)으로 공급해준다. 그리고, 도 3 에 도시된 모터 팬(4)및 냉풍방석(5)과 도 6 에 도시된 온열방석(3)도 설치되어 있다. 상기 제어부(10)내에는 DC 3V - 6V를 DC 12V로 승압해주는 DC-DC 컨버터(11), 전원 온/오프스위치(12)및 온열/냉풍방석 선택스위치(13)가 설치되어 있다.
따라서, 건전지(1)를 사용하여 휴대 또는 책상의자에 사용하는 온열방석으로 사용할 경우에는 2- 4 개의 1.5V 건전지(1)를 직렬로 연결하여 전압을 입력하면 DC전압으로 승압하여 면상발열체를 작동시킬 수 있는 12V 로 출력하는 DC-DC컨버터(11)의 제어부(10)가 있다. 본 발명은 제어부(10)에서 면상발열체의 온열방석(3)및, 모터팬(4)을 통한 냉풍방석(5)을 구성함으로, 상기 제어부(10)의 스위치조작에 의해 휴대용 방석이나 차량용 방석으로 사용할 수 있다.
도 2 는 도 1 에 도시된 제어부의 전기회로기판을 상세히 도시해 놓은 회로도로서, 상기 건전지(1)는 전원 온/오프스위치(12)를 통해 DC-DC컨버터(11)가 연결되고, 이 DC-DC컨버터(11)는 인덕터(L1)와 제너다이오드(ZD1)를 통해 온열/냉풍방석 선택스위치(13)가 연결되며, 이 온열/냉풍방석 선택스위치(13)는 온열방석(3)의 전원공급단자(14)와 냉풍방석(5)의 전원공급단자(15)가 각각 연결된다.
상기 건전지(1)의 DC 3V 내지 6V가 전원 온/오프스위치(12)의 온상태에 의해 DC-DC 컨버터(11)에 공급되었다가 DC 12V로 승압시켜 휴대용 방석의 전원으로 사용한다. 상기 건전지(1)대신에 시거잭(2)의 DC 12V를 이용하여 차량용 방석의 전원으로 사용하고, 이때에는 상기 전원 온/오프스위치(12)를 오프상태로 있어야 한다.
상기 DC-DC컨버터(11)에서는 외부에 인덕터(L1)가 연결되어 있어 스위칭펄스를 온/오프의 반복으로 유도전압을 유기하여 제너다이오드(ZD1)로 DC 12V가 출력되 고 있다. 그리고, 저항(R1, R2)을 통해 전압조정하는 한편 직병렬의 콘덴서(C1, C3 - C5)를 통해 리플을 제거할 수 있다. 상기 제너다이오드(ZD1)를 통한 DC 12V는 온열/냉풍방석 선택스위치(13)를 통해 온열방석(3)의 전원공급단자(14)와 냉풍방석(5)의 전원공급단자(15)로 공급되게 된다.
따라서, 상기 온열/냉풍방석 선택스위치(13)의 조작에 의해 상기 전원공급단자(14, 15)에 접촉된 면상발열체의 온열방석(3)및, 모터팬(4)과 옵션으로 도시되지 않는 전자냉각장치를 통한 냉풍방석(5)을 각기 작동시킴으로, 계절이나 사용장소에 맞게 휴대용 온열/냉풍방석이나 차량용 온열/냉풍방석으로 사용할 수 있는 장점이 있다.
도 3 은 본 발명의 휴대및 차량겸용 온열/냉풍방석을 설명하기 위한 냉풍방석의 도면들로서, 도 3a 에 도시된 바와 같이 여름철에 사용되고 별도의 전자냉각장치를 생략하며 도 1 에 도시된 소형 모터팬(4)과 냉풍방석(5)사이에 연질수지의 연결파이프(6)를 직결하고 있다. 소형 모터팬(4)을 통과한 냉풍은 연결파이프(6)를 통해 냉풍방석(5)으로 공급되어진다.
이 냉풍은 도 3b에 도시된 바와 같이 냉풍방석(5)의 입구로 공급었다가 배열된 냉풍홀(8)로 분사되고 있는 바, 이 냉풍방석(5)은 바람의 유속을 빠르게 하기 위해 중앙이 뚫린 좌우 간막이(7)와 요철부(7', 7")를 배열시켜 놓으면서 간격마다 냉풍홀(8)이 형성되어져 있다. 따라서, 여름철에 사용자는 이 냉풍방석(5)을 이용하여 시원하게 깔고 앉을 수 있다.
도 4 는 도 1 에 도시된 온열방석의 면상발열체를 설명하기 위한 분리사시도 이고, 도 5 및 도 6 은 온열방석의 면상발열체을 도시해 놓은 결합도및 사용상태도이다. 도 6에 도시된 바와 같이 동절기에 사용가능하도록 전원선을 통해 면상발열체의 온열방석(3)에 연결되어진다.
도 4 에 도시된 면상발열체는 탄소섬유 발열지(20)와, 이 탄소섬유 발열지(20)상으로 전기를 인가하는 1 쌍 전극의 동테이프(21)가 구성되며, 상기 탄소섬유 발열지(20)와 동테이프(21)를 외부에서 기밀히 감쌓아주는 우레탄의 상하부절연재(22, 23)가 놓여지게 되고, 이러한 상태에서의 하부절연재(23)밑으로 발열차단의 알미늄호일(24)을 매개로 다른 우레탄의 절연재(25)가 놓여지게 된다.
상기 탄소섬유는 분산시 입자 형상의 카본블랙 분말에 비해 서로간의 접촉이 훨씬 용이하게 발생하기 때문에, 분산시키는 탄소섬유의 함량을 훨씬 넓은 범위에서 변화시킬 수 있어, 다양한 발열특성을 갖는 면상발열체를 제조하여 사용할 수 있다.
이상과 같이 구성되는 면상발열체의 온열방석(3)으로 사용하기 위해서 약 150 ℃의 온도로 10 Kg/㎤ 의 압력을 가함으로써 도 5 에 도시된 바와 같이 일체화된다. 이러한 상태에서 외측으로 연장된 전원선 영역에 실리콘재질의 절연밀봉재(도시되지 않음)와 이 절연밀봉재를 은닉시키는 캡(26)을 가지고 있다(도 6 참조). 내부의 면상발열체로 물이나 습기가 침입되는 것을 방지하기 위해 바이어스 가공된 테두리마감재로 마감처리되어 있다.
이상과 같이 구성되는 본 발명의 휴대및 차량겸용 온열/냉풍방석을 계절이나 사용장소에 맞게 적당히 할 수 있는 데, 먼저 휴대용 온열/냉풍방석으로 예컨데 낚 시나 여학생의 방석으로 사용되는 작동을 설명한다.
도 2 에 도시된 전원 온/오프스위치(12)를 온상태로 놓은 상태에서 동절기에는 면상발열체의 온열방석(3)을, 하절기에는 모터팬(4)을 통해 냉풍방석(5)을 사용할 수 있도록 해당 장소에 설치하는 한편 온열/냉풍방석 선택스위치(13)을 조작하게 된다.
상기 면상발열체의 온열방석(3)의 작동은 상기 온열/냉풍방석 선택스위치(13)를 온열방석으로 위치시키면, 도 6 에 도시된 전원선으로 제어부(10)의 DC-DC 컨버터(11)를 통해 DC 12V가 공급되고 있음으로, 내부 한쌍의 동테이프(21)를 통해 탄소섬유 발열지(20)를 가열시켜 상하부우레탄(22, 23)가 상하로 따뜻하게 되어진다. 하부로는 별도의 알미늄호일(24)과 우레탄(24)에 의해 발열을 차단시키는 한편, 상부로는 발열하여 동절기에 사용자의 히프를 따뜻하게 해준다.
상기 온열/냉풍방석 선택스위치(13)를 냉풍방석으로 위치시키면, 전술한 바와 같이 DC 12V가 공급되는 모터팬(4)을 통한 냉풍방석(5)의 작동은 도 3b 에 도시된 바와 같이 냉풍이 좌우 간막이(7)와 요철부(7', 7")를 통한 다음 일정하게 배열된 냉풍홀(8)로 균일하게 올라오게 되어 하절기에 사용자의 히프를 시원하게 해주도록 되어 있다.
한편, 도 2 에 도시된 전원 온/오프스위치(12)를 오프상태로 놓은 상태에서 시가잭(2)의 DC 12V를 사용하게 되는 바, 동절기에는 면상발열체의 온열방석(3)을, 하절기에는 모터팬(4)을 통해 냉풍방석(5)을 사용할 수 있도록 차량 좌석에 설치하 는 한편 온열/냉풍방석 선택스위치(13)을 조작하게 된다.
상기 면상발열체의 온열방석(3)의 작동은 상기 온열/냉풍방석 선택스위치(13)를 온열방석으로 위치시키면 도 1 에 도시된 시가잭(2)으로 DC 12V가 공급되고 있음으로, 내부 한쌍의 동테이프(21)를 통해 탄소섬유 발열지(20)를 가열시켜 상하부우레탄(22, 23)가 상하로 따뜻하게 되어진다. 하부로는 별도의 알미늄호일(24)과 우레탄(24)에 의해 발열을 차단시키는 한편, 상부로는 발열하여 동절기에 사용자의 히프를 따뜻하게 해준다.
상기 온열/냉풍방석 선택스위치(13)를 냉풍방석으로 위치시키면, 시가잭(2)의 DC 12V가 공급되는 모터팬(4)을 통한 냉풍방석(5)의 작동은 도 3b 에 도시된 바와 같이 냉풍이 좌우 간막이(7)와 요철부(7', 7")를 통한 다음 일정하게 배열된 냉풍홀(8)로 균일하게 올라오게 되어 하절기에 사용자의 히프를 시원하게 해준다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 종래의 니크롬선 발열체의 구조를 개선하여 이를 온열및 냉열기능의 방석으로 겸용 사용할 수 있고 건전지 사용도 가능하도록 구성되어 다양한 형태로 구현할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 건전지의 사용으로 낚시나 여학교의 학교방석, 그리고 스포츠 관람시 온열및 냉각방석등으로 활용할 수 있고, 또 차량 사용시 차량전원을 사용하고 독서실, 대형 관람좌석에 휴대및 고정형태로 사용이 가능하며, 온열/냉풍의 선택기능으로 사용되어 계절에 무관하게 사용할 수 있는 휴대및 차량겸용 온열/냉 풍방석을 제공할 수 있다.
본 발명의 휴대및 차량겸용 온열/냉풍방석에 대한 기술사상을 예시도면에 의거하여 설명했지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명의 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 이 기술분야의 통상 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.













Claims (5)

  1. 휴대용 방석으로 사용할 수 있게 DC 전원을 공급해주는 건전지, 차량용 방석으로 사용할 수 있게 차량 전원을 공급해주는 시거잭, 상기 건전지의 전원을 DD-DC컨버터로 승압시켜 면상발열체나 모터팬으로 공급해주는 제어부, 상기 면상발열체의 온열방석 및, 모터팬을 통한 냉풍방석으로 구성되어, 상기 제어부의 스위치조작에 의해 휴대용 방석이나 차량용 방석으로 사용하게 되며,
    상기 면상발열체의 온열방석은 탄소섬유 발열지와, 이 탄소섬유 발열지상으로 전기를 인가하는 1 쌍 전극의 동테이프가 구성되며, 상기 탄소섬유 발열지와 동테이프를 외부에서 기밀히 감싸주는 우레탄의 상하부절연재가 놓여지게 되고, 이러한 상태에서의 하부절연재 밑으로 발열차단의 알루미늄 호일을 매개로 다른 우레탄의 절연재가 놓여지게 되어 이를 약 150 ℃의 온도로 10 Kg/㎤ 의 압력을 가함으로 일체화하고, 이러한 상태에서 외측으로 연장된 전원선 영역에 실리콘재질의 절연밀봉재와 이 절연밀봉재를 은닉시키는 캡을 가지게 되도록 구성됨을 특징으로 하는 휴대및 차량겸용 온열/냉풍방석.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 건전지는 전원 온/오프스위치를 통해 DC-DC컨버터가 연결되고, 이 DC-DC컨버터는 인덕터와 제너다이오드를 통해 온열/냉풍방석 선택스위치가 연결되며, 이 온열/냉풍방석 선택스위치는 온열방석의 전원공급단자와 냉풍방석의 전원공급단자가 각각 연결된 것을 특징으로 하는 휴대및 차량겸용 온열/냉풍방석.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 소형 모터팬과 냉풍방석사이에 연질수지의 연결파이프를 직결하고, 상기 냉풍방석은 바람의 유속을 빠르게 하기 위해 중앙이 뚫린 좌우 간막이와 요철부를 배열시켜 놓으면서 간격마다 냉풍홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대 및 차량겸용 온열/냉풍방석.
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