KR100691163B1 - 돌침대 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전원이 공급될 때 맥반석에 열을 공급하는 열원으로 메시형 발열부재 또는 옥매트를 사용하고, 이 발열부재와 맥반석 사이에 박판의 열전달판을 설치하여 맥반석 전면에 걸쳐 균일한 열이 전달되도록 하며, 최하부에 놓여진 바닥부재에 통기공을 형성하여 내부에 습기가 차는 현상을 방지할 수 있도록 하는 돌침대에 관한 것으로,

이러한 본 발명의 돌침대는 내부에 공간을 갖도록 형성되는 프레임;

최하부에 설치되고 통기공이 관통되는 바닥부재;

상기 바닥부재 상부에 놓여지는 단열재;

상기 단열재 상부에 놓여지고, 전원공급에 의해 열을 발생하는 발열부재;

상기 프레임 내부에 수용되고, 상기 발열부재 상부에 배치되는 맥반석;

상기 발열부재와 맥반석 사이에 놓여지고, 발열부재에서 발생된 열을 맥반석에 전달하는 열전달판; 및

상기 발열부재와 전기적으로 연결되고, 사용자의 조작에 의해 발열부재의 발열 온도 및 시간을 제어하는 콘트롤러;를 포함한다.

돌침대, 맥반석, 열전달판, 발열부재, 단열재

Description

돌침대{Stone Bed}

도 1은 본 발명에 따른 돌침대의 조립 사시도

도 2는 본 발명에 따른 돌침대에 다리가 설치된 상태를 보인 사시도

도 3은 본 발명에 따른 돌침대를 단면하여 내부를 보인 사시도

도 4는 본 발명에 따른 돌침대의 정단면도

도 5는 도 4의 원내부를 확대한 상세도

도 6은 본 발명에 따른 메시부재의 평면도

도 7은 본 발명에 따른 메시부재의 정단면도

도 8은 본 발명에 따른 메시부재의 제조공정을 보인 순서도

도 9는 본 발명에 따른 메시부재에 관한 것으로, 실온상태에서 액상실리콘고무 속에 전도성 카본블랙의 미세구조의 단면도

도 10은 본 발명에 따른 메시부재에 관한 것으로, 실온보다 온도가 상승된 상태에서 액상실리콘고무 속에 전도성 카본블랙의 미세구조의 단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 돌침대 2 : 프레임

3 : 바닥부재 4 : 단열재

5 : 발열부재 6 : 맥반석

7 : 열전달판 8 : 콘틀롤러

9 : 지지대 10 : 채움부재

본 발명은 돌침대에 관한 것으로, 특히 전원이 공급될 때 발열부재가 열을 발생하여 맥반석을 가열함으로써 온돌침대로 사용 가능케 하고, 발열부재와 맥반석 사이에 박판의 열전달판을 설치하여 맥반석 전면에 걸쳐 균일한 열이 전달되도록 하며, 최하부에 놓여진 바닥부재에 통기공을 형성하여 내부에 습기가 차는 현상을 방지할 수 있도록 하는 돌침대에 관한 것이다.

최근에 돌침대는 건강에 좋다고 알려지면서 그 사용이 점차 증가하고 있고, 그에 따라 많은 제품들이 양산되고 있다.

종래의 돌침대는 최상부에 판상의 돌판이 설치되고, 이 돌판 하부에는 상기 돌판에 열을 공급하는 발열소재가 구비되고, 발열소재의 하부에는 단열재가 설치되고 있는 것이 보통이다.

그러나, 이와 같이 구성되는 종래 돌침대는 발열소재가 전선으로 구성된 히 터이고, 상기 히터는 지그재그식으로 배치되기 때문에 돌판 전역에 걸쳐 균일하게 열을 전달하지 못하는 단점이 있었다. 또한 최하부에 놓여진 바닥부재에 통기공이 없었기 때문에 여름철과 같이 습한 날씨에 발열소재를 거의 사용하지 않는 관계로 단열재 내부에 습기가 차 발열소재 및 단열재가 부식되는 현상이 발생하여 사용자의 건강을 해치는 문제가 있었다.

이에 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 돌침대의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 전원이 공급될 때 맥반석에 열을 공급하는 열원으로 사용되는 발열부재를 격자형상으로 배열된 메시형 발열부재 또는 옥매트를 사용하여 맥반석 하부에 균일하게 배치하고, 발열부재와 맥반석 사이에 박판의 열전달판을 설치하여 맥반석 전면에 걸쳐 균일한 열이 전달되도록 하며, 최하부에 놓여진 바닥부재에 통기공을 형성하여 내부에 습기가 차는 현상을 방지할 수 있도록 하는 돌침대를 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 돌침대는 내부에 공간을 갖도록 형성되는 프레임; 최하부에 설치되고 통기공이 관통되는 바닥부재; 상기 바닥부재 상부에 놓여지는 단열재; 상기 단열재 상부에 놓여지고, 전원공급에 의해 열을 발생하는 발열부재; 상기 프레임 내부에 수용되고, 상기 발열부재 상부에 배치되는 맥반석; 상기 발열부재와 맥반석 사이에 놓여지고, 발열부재에서 발생된 열을 맥반석에 전달하는 열전달판; 및 상기 발열부재와 전기적으로 연결되고, 사용자의 조작에 의해 발열부재의 발열 온도 및 시간을 제어하는 콘트롤러;를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 돌침대의 실시예 구성을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 돌침대의 조립 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 돌침대에 다리가 설치된 상태를 보인 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 돌침대를 단면하여 내부를 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 돌침대의 정단면도이고, 도 5는 도 4의 원내부를 확대한 상세도이다. 도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 메시부재에 관련된 도면이다.

상기 도면에서와 같이 본 발명의 돌침대(1)는 프레임(2), 최하부에 설치되고 통기공을 갖는 바닥부재(3), 상기 바닥부재(3) 상부에 놓여지는 단열재(4), 상기 단열재 상부에 놓여지고 전원공급에 의해 열을 발생하는 발열부재(5), 상기 프레임(2) 내부에 수용되고 발열부재(5) 상부에 배치되는 맥반석(6), 상기 발열부재(5)와 맥반석(6) 사이에 놓여지고 발열부재(5)에서 발생된 열을 맥반석(6)에 전달하는 열전달판(7) 및 상기 발열부재(5)와 전기적으로 연결되고 사용자의 조작에 의해 발열부재(5)의 발열 온도 및 시간을 제어하는 콘트롤러(8)를 포함한다.

상기 프레임(2)은 천연목재, 목재를 분쇄하여 접착제와 함께 압착시킨 엠디프(MDF), 또는 합성수지 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 외관의 미려함과 고급스런 분위기를 장식할 수 있도록 천연목재를 사용하는 것이 좋다.

천연목재는 잘 건조시켜 오래 사용하여도 벌어지지 않도록 하는 목재를 선택하며, 마지막 제조공정에서 그 표면에 수차례 니스칠을 반복하여 광택이 나게 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 사용되는 천연목재는 여러 가지를 선택할 수 있으며, 그 중에서 스기목을 사용하는 것이 좋다. 스기목은 일본산을 삼(杉)나무라하고 미국산을 적삼목이라고 불리우며, 높이 40m, 줄기의 직경은 2m가량이나 되는 침엽수이고 물에 잘 썩지않고 변형이 없을 뿐만 아니라 독특한 향을 발산하고, 또한 재질이 좋고 가공이 용이하여 건축, 토목, 선박, 가구재 등으로 다양하게 사용되고 있다.

이와 같이 사용되는 프레임(2)은 맥반석(6)의 테두리를 감싸게 되므로 그 내부에 공간을 갖게 되는데, 상기 공간은 맥반석(6)의 형상에 따라 결정되며, 도면에서는 사각형태로 이루어져 있다.

상기 바닥부재(3)는 판상의 형태로 침대의 최하부에 조립되어 프레임(2) 및 맥반석(6)을 포함한 다른 부품들이 놓여지는 토대가 된다. 상기 바닥부재(3)는 침대 내부로 공기가 공급되어 내부에 습기가 차지 않도록 하기 위해 몸체에 많은 통기공(3a)이 관통된다.

상기 바닥부재(3)는 설치장소의 바닥면에 직접 접촉하지 않아 통기공으로 공기가 원활하게 공급될 수 있도록 그 하부 테두리에 받침대(3b)가 설치된다.

상기 바닥부재(3)는 견고하고 단열성능이 우수한 재질을 사용하며, 본 발명에서는 엠디에프재질을 사용하였다.

상기 단열재(4)는 그 위에 발열부재(5)가 놓여지게 되므로, 발열부재(5)에서 발생된 열손실을 줄일 수 있도록 열에 강하면서 열차단 효과가 우수한 재질을 사용한다. 이러한 단열재는 공지의 기술이다.

상기 발열부재(5)는 맥반석(6)에 열을 공급하기 위한 것으로, 본 발명을 실시하기 위한 중요한 요소이고 2가지 형태가 제시된다.

첫 번째 제시된 것은 메시형 발열부재(50)로서 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이 격자형태로 구성된다. 즉, 씨줄(50a)과 날줄(50b)로 직조되고 상기 씨줄(50a) 또는 날줄(50b)의 양 단부에는 전원을 공급하기 위한 단자부(50c)(50d)가 위치한다. 상기 단자부(50c)(50d)는 전도성이 우수한 주석도금동선, 은선 등의 양호한 도체 금속선으로 구성된다.

이와 같이 구성된 메시형 발열부재(50)는 액상실리콘고무(50e)를 사용함으로써 유연성이 탁월하여 광범위한 응용 분야에 널리 적용될 수 있다.

상기 메시형 발열부재(50)의 제조는 도 8의 공정 흐름도에서 보는 바와 같이 처음 혼합단계에서는 액상실리콘고무(50e)와 카본블랙(50f)이 혼합되는데, 액상실 리콘고무(50e)와 카본블랙(50f)의 혼합비율은 질량비를 기준으로 하여 약 100 : 1∼15으로 혼합된다.

액상실리콘고무(50e)를 사용하는 이유는 고분자 피티시(PTC : Positive Temperature Coefficient)에 사용되는 고분자 플라스틱 재료보다 <표 1>의 열적성질표와 같이 내열성, 내한성, 내오존성, 전기절연성이 우수하며, 또한 유연성이 탁월한 성질을 갖고 있기 때문이다.

<표 1>

항목	액상실리콘고무	폴리에틸렌(HDPE)
비중	1.04	0.94∼0.97
유리전이온도(Tg)	-118∼-132℃	-30℃
결정용융온도(Tm)	-	137℃
열팽창계수(10-6／k-1)	270	150
연속사용온도	190℃	80∼90℃

특히, 액상실리콘고무(50e)의 열팽창계수(270×10^-6·K^-1)가 폴리에틸렌의 열팽창계수(PE, 150×10^-6·K^-1)보다 2배 정도 높기 때문에 상기 메시형 발열부재(50)는 자기제어저항발열 기능을 갖게 된다.

상기 카본블랙(50f)의 대표적 물성은 <표 2>와 같이 입자의 크기가 40nm이하이며, 고전도성 구조 형태의 물성을 필요로 한다.

<표 2>

항목	Air Space Rate(%)	Primary Particle Diameter	Number of Primary Particle(×1015piece/g)
전도성 카본블랙	60	40	38

이와 같이 혼합된 후, 교반단계에서는 상기 액상실리콘고무(50e)의 질량비를 기준으로 하여 약 0∼100%로 하여 희석제(톨로엔 등)를 첨가한 후에 교반을 하게 되는데, 여기서 카본블랙(50f) 함유량이 적으면 희석제를 첨가하지 않고도 상기 도전성 조성물의 유동성이 확보된다. 희석제를 첨가하는 이유는 교반시 도전성 조성물의 유동성을 좋게 하기 위함이다.

이와 같이 교반단계를 거친 후에 상기 교반된 도전성 조성물은 일정한 형상의 구조를 갖는 틀에 0.1mm 전도의 두께로 코팅하여 <표 3>과 같은 경화시간에 따라 경화시킨다.

<표 3>

경화온도	경화시간
실온	4일∼1주일
150℃	5∼10분
200℃	1∼5분

이와 같이 제조된 메시형 발열부재(50)는 도전성 카본블랙(50f) 10% 함유량으로 구성된 제 1시편과, 도전성 카본블랙(50f) 8% 함유량으로 구성된 제 2시편을 측정하여 온도-저항특성을 도출하여 이를 <표 4>에 나타내었다.

<표 4>

온도(℃)	저항률(ρ·㎝)
	실시예1	실시예2
20	91	-
30	129	150
40	144	220
50	156	267
60	170	312
70	187	416
80	208	468
90	250	625
100	267	939
110	312	1300
120	407

상기 표 4에서 확인할 수 있는 바와 같이 메시형 발열부재(50)는 온도-저항특성이 온도가 상승되면 체적적으로 저항이 상승하는 자기제어저항발열 특성을 나 타내고 있어 본 발명의 돌침대에 효율적으로 적용할 수 있다.

다음은 상기 자기제어저항발열 메카니즘을 도 9와 도 10을 참조하여 설명한다.

도 9에는 실온상태에서 액상실리콘고무(50e)속에 전도성 카본블랙(50f)의 미세구조로 배향정도의 단면이 도시되어 있고, 도 10에는 실온보다 온도가 상승된 상태에서 액상실리콘고무(50e)속에 전도성 카본블랙(50f)이 미세구조로 배향정도의 단면이 도시되어 있다.

상기 전기전도성은 전도성 카본블랙(50f) 입자간에 액상실리콘고무(50e)와 미세한 공간을 두고 카본블랙(50f) 구조가 응집되어 있는데, 이 때의 미세한 공간이 포텐셜 장벽역할을 하며 열적동요(thermal fluctuation)에 의해 전자가 이 미세한 공간을 넘어 터널링(tunneling current)됨으로서 발현된다.

본 발명에 따른 자기제어저항발열 기능은 터널링 전류(tunneling current)를 이용한다. 이것은 미세한 공간의 사이가 1nm이내로 접근한 상태로 유지될 때 그 공간 사이를 흐르게 되며 거리에 매우 민감해서 거리의 변화에 지수함수적으로 반비례하게 변화한다.

따라서, 도 10과 같이 온도가 상승되면 미세한 공간의 사이가 넓어져 전기전도성이 낮아지고 저항값이 상승하게 되므로 맥반석(6)에 열을 공급하게 된다.

또한, 상기 메시형 단열부재(50)는 카본블랙(50f)에서 인체에 유익한 음이온이 발생되는데, 상기 음이온은 바닥부재(3)의 통기공(3a)을 통해 침대 외부로 배출되어 침대 주변의 공기에 음이온을 제공하게 된다.

두 번째 제시된 발열부재는 옥매트(51)이다.

상기 옥매트(51)는 전원이 공급되면 그 내부에 수납된 전선에서 열이 발생하는 공지의 의료용 또는 가정용 매트를 사용한다.

옥매트는 그 표면에 많은 옥(51a)들이 일정한 간격으로 배치되어 있기 때문에 전원공급에 의해 내부에 배치된 전선(51b)이 열을 발생하여 옥(51)을 가열시키게 된다. 따라서, 가열된 옥(51)은 그와 접촉하고 있는 맥반석(6)에 열을 전달함과 동시에 옥(51)의 특성을 전달하여 사용자의 건강을 이롭게 한다.

옥은 생명 에너지인 氣를 발산하는 특수 광물로 알려져 있으며, 최근에는 한국표준과학연구원을 비롯한 많은 연구기관에서 옥의 효능을 활발히 연구.실험하고 있다. 옥은 인체에 매우 적합한 파장 8-14um을 발산하여 인체의 기(氣)와 공명 흡수됨으로써 인체에 잠재된 氣를 활성화시켜 주고, 현대의학으로 해결되지 않는 각종 현대병, 성인병 등에 자연치유 효과가 있다고 알려져 있다.

이러한 옥의 구체적인 효능을 자세히 설명하면, 옥은 광범위하게 인체에너지 및 기를 강화해주고, 산소를 풍부하게 활성화(약30%)하고 맑은 피를 공급해주며, 혈액순환 및 신진대사를 촉진해주고, 혈액의 점도를 균형있게 회복하고 알카리성화 해둔다.

또한, 옥은 이상세포의 증식을 방지하고 정상세포로의 회복을 돕고, 통증경감 및 스트레스를 감소시키고, 체내 유해 축적물(노폐물,수은,납 등)을 배출해주며, 머리를 맑게 하고 눈,귀를 밝게 한다고 알려져 중국의 각 병원에서는 연옥을 "암 정복의 별"이라 불리우고 있다.

상기 열전달판(7)은 발열부재(5)와 맥반석(6) 사이에 위치되어 발열부재(5)에서 발생된 열을 맥반석(6) 전역에 걸쳐 고르게 전달할 수 있도록 하는 것으로, 얇은 박판형태로 구성되고, 열전달이 우수한 재질을 사용한다.

이러한 열전달판(7)은 은판, 동판, 알루미늄판, 마그네슘판과 같이 열전도율이 우수한 재질을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 값이 싸고 부식되지 않고 또한 전차파를 차단하는 기능이 있는 동판을 사용하는 것이 좋다.

상기 맥반석(6)은 상기 프레임(2) 내부에 수용될 수 있도록 판상의 형태로 가공되며, 그 면적이 너무 클 경우에는 2개 또는 그 이상으로 구분하여 이들을 끼워맞춤식으로 조립하여 침대를 제조한다.

이러한 맥반석(6)은 화성암류 중 화강섬록반암에 속하며, 석영과 장석이 촘촘하게 섞여 있다. 누런 백색, 연한 누런 갈색, 옅은 회색, 짙은 녹색 또는 옅은 녹색 암석에 빨간 점 또는 하얀 점이 고르게 섞여 있는 모습이 보리밥과 같다고 하여 맥반석이라는 이름이 붙었다.

주성분은 무수규산과 산화알루미늄이고, 산화제2철이 소량 함유되어 있다. 약석으로 알려진 것은 누런 백색을 띤 맥반석으로 예전에는 환약을 정제하는 여과제, 등에 나는 부스럼 또는 종기 등 피부질병을 치료하는 소염제로 사용하였다. 동의보감에 의하면 그 성질은 달고, 따뜻하며, 독이 없다고 한다.

또한, 맥반석은 1㎤당 3~15만 개의 구멍으로 이루어져 있어 흡착성이 강하 고, 약 2만 5000종의 무기염류를 함유하고 있으며, 중금속과 이온을 교환하는 작용을 하기 때문에 유해금속 제거제로도 사용하며, 이 암석에 열을 가하면 원적외선을 방출하는 것으로 알려져 있다. 이러한 특성 때문에 침대뿐만 아니라 찜질방·식기·의료기 등 여러 산업 부분에서 이용하고 있다.

상기 콘트롤러(8)는 상기 발열부재(5)를 제어하여 온도 및 시간을 사용자의 편의에 따라 선택적으로 조절하기 위한 것이다. 이러한 콘트롤러(8)는 전원을 ON/OFF시키는 전원스위치(8a), 사용자의 누름조작에 의해 온도를 올리고 내리는 두 개의 온도스위치(8b), 시간을 조절하는 타이머 스위치(8c), 및 설정된 온도 및 시간을 나타내는 디스플레이창(8d)을 포함한다.

이러한 콘트롤러(8)는 일반적인 가전제품에 널리 사용되므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 상기 열전달판(7) 및 맥반석(6)은 프레임(2)의 공간에 수용된 상태에서 프레임(2)의 공간에 수용된 지지대(9)상에 놓여지도록 하여 열전달판(7) 및 맥반석(6)을 안정되게 지지토록 하는 것이 좋다.

상기 지지대(9)는 목재로 구성되는 좋으며, 도 4에 도시된 바와 같이 프레임(2)의 공간 내측벽 둘레를 따라 밀접하게 설치되고, 그 내부에 상기 발열부재(5) 및 단열재(4)를 수용한 상태에서 그 상부에 열전달판(7) 및 맥반석(6)을 지지하게 된다.

본 발명의 돌침대(1)는 프레임(2)과 그 내부에 설치된 맥반석(6)과의 사이에 유격이 발생할 때 이 유격을 제거할 수 있도록 유격을 형성하는 공간부에 채움부재(10)가 충진된다. 상기 채움부재(10)에 충진되는 소재는 가죽을 사용한다.

또한, 본 발명의 돌침대(1)는 도 2와 같이 사각 모서리 하부에는 다리(11)가 형성되어 통상적인 침대의 높이와 같도록 구성할 수도 있다.

이상과 같이 구성되는 본 발명은 발열부재(5)의 플러그를 전원과 연결하여 전원을 공급하게 되면 발열부재(5)의 씨줄(50a) 및 날줄(50b) 또는 전선(51b)에서 열이 발생하여 열전단판(7)에 전달하게 되므로 열전달판(7) 상부에 밀접하게 놓여진 맥반석(6)은 가열하게 된다.

따라서, 상기 열전달판(7)에 의해 가열된 맥반석(6)은 인체에 유익한 성분을 방출하게 되므로 이를 이용한 사용자는 맥반석(6)의 효능을 기대할 수 있어 피로가 빨리 회복되고, 숙면을 취한 다음에 몸이 개운함을 느낄 수 있다.

또한, 발열부재의 카본에서 발생된 음이온이 바닥부재의 통기공을 통해 배출되므로 사용자의 건강에 도움을 주는 장점이 있다.

Claims (6)

1. 내부에 공간을 갖도록 형성되는 프레임;

   최하부에 설치되고 통기공이 관통되는 바닥부재;

   상기 바닥부재 상부에 놓여지는 단열재;

   상기 단열재 상부에 놓여지고, 전원공급에 의해 열을 발생하며, 액상실리콘고무와 도전성 카본블랙이 질량비 기준 100 : 1∼15로 혼합된 도전성 조성물을 씨줄과 날줄로 직조되어 메시형상으로 구성되고, 상기 씨줄 또는 날줄의 양단부에는 전원을 공급하기 위한 단자로 사용하기 위한 단자부가 형성되며, 상기 단자부는 전도성이 우수한 주석도금동선, 은선 중 선택되는 발열부재;

   상기 프레임 내부에 수용되고, 상기 발열부재 상부에 배치되는 맥반석;

   상기 발열부재와 맥반석 사이에 놓여지고, 발열부재에서 발생된 열을 맥반석에 전달하는 열전달판; 및

   상기 발열부재와 전기적으로 연결되고, 사용자의 조작에 의해 발열부재의 발열 온도 및 시간을 제어하는 콘트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 돌침대.
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