KR100797791B1 - Medical hand piece for stimulating skin using a thermoelectric module - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장치의 측면도.1 is a side view of a skin cold and hot stimulation apparatus using a thermoelectric element according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시한 피부 냉온 자극 장치의 분해 사시도.Figure 2 is an exploded perspective view of the skin cold and hot stimulation device shown in FIG.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장치의 측면도.Figure 3 is a side view of the skin cold stimulation apparatus using a thermoelectric element according to a second embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 도시한 피부 냉온 자극 장치의 분해 사시도.4 is an exploded perspective view of the skin cold stimulation apparatus shown in FIG.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장치의 측면도.5 is a side view of a skin cold stimulation apparatus using a thermoelectric element according to a third embodiment of the present invention.
도 6은 도 5에 도시한 피부 냉온 자극 장치의 사시도.6 is a perspective view of the cold skin stimulation apparatus shown in FIG.
도 7은 본 발명의 제4 실시에 따른 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장치의 측면도.7 is a side view of a skin cold and hot stimulation apparatus using a thermoelectric element according to a fourth embodiment of the present invention.
도 8은 도 7에 도시한 피부 냉온 자극 장치의 사시도.8 is a perspective view of the skin cold stimulation apparatus shown in FIG.
* 도면 주요부의 간단한 설명* Brief description of the main parts of the drawings
10 : 유니폴라 전극 12a, 12b : 제1, 제2 냉각핀10:
14a, 14b : 제1, 제2 열전 소자 16 : 수냉 블록14a, 14b: 1st, 2nd thermoelectric element 16: Water cooling block
18 : 순환 호스 20 : 공간부18: circulation hose 20: space part
22 : 온도 센서 30a, 30b : 제1, 제2 바이폴라 전극22:
32a, 32b : 제3, 제4 냉각핀 34a, 34b : 제3, 제4 열전 소자32a, 32b: third and
36: 수냉 블록 38 : 순환 호스36: water cooling block 38: circulation hose
40 : 공간부 42 : 온도 센서40: space part 42: temperature sensor
50 : 유니폴라 전극 52 : 냉각핀50: unipolar electrode 52: cooling fin
54a, 54b : 제5, 제6 열전 소자 56a, 56b : 제1, 제2 수냉 블록54a, 54b: fifth and sixth
58 : 순환 호스 연결구 60 : 공간부58: circulation hose connector 60: space
62 : 온도 센서 70a, 70b : 제3, 제4 바이폴라 전극62:
72a, 72b : 제5, 제6 냉각핀 74a, 74b : 제7, 제8 열전 소자72a, 72b: fifth and sixth cooling fins 74a, 74b: seventh, eighth thermoelectric elements
76 : 제3, 제4 수냉 블록 78 : 순환 호스 연결구76: third, fourth water-cooled block 78: circulation hose connector
80 : 공간부 82 : 온도 센서80: space portion 82: temperature sensor
84 : 절연체84: insulator
본 발명은 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유니폴라 또는 바이폴라 전극의 배면으로부터 평행하게 연장되는 냉각핀과 수냉 블록 등을 이용하여 온도제어의 안정성과 냉각 효율이 향상됨과 더불어 고주파 등의 전기 자극으로 인해 상승된 피부 온도를 신속히 안정시킴으로써 피부 자극을 위한 전기 에너지를 보다 안전하게 높일 수 있어 피부 자극 효과를 극대화할 수 있도록 하는 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for stimulating skin cold and skin using a thermoelectric element, and more particularly, by using cooling fins and a water cooling block extending in parallel from the back of a unipolar or bipolar electrode to improve stability and cooling efficiency. In addition, the present invention relates to a skin cold and hot stimulation device using a thermoelectric element that can safely increase the electric energy for skin stimulation by quickly stabilizing an elevated skin temperature due to electrical stimulation such as high frequency, thereby maximizing skin irritation effect.
전기 자극 장치는 전기 자극 시 발생되는 통증을 감소시키고 과도한 열로부터 피부를 보호하기 위해 피부 냉각 장치를 사용한다.Electrical stimulation devices use skin cooling devices to reduce the pain generated during electrical stimulation and to protect the skin from excessive heat.
이러한 전기 자극 장치는 소위 핸드피스를 피부에 밀착되게 부착하여 전기 자극을 가함과 동시에 전기 자극이 가하여지는 부위를 냉각시키기 위한 것으로서, 피부에 부착되는 의료용 전극을 통해 생체조직에 전기 자극을 전달하여 근육 및 신경을 자극함으로써 근육을 부드럽게 풀어주거나 통증을 완화시키기 위해 사용된다.The electrical stimulation device is to attach the so-called handpiece to the skin in close contact with the electrical stimulus and to cool the area to which the electrical stimulation is applied. The electrical stimulation device transmits the electrical stimulation to the living tissue through the medical electrode attached to the skin to And stimulating nerves to gently relax muscles or relieve pain.
상기 피부 냉각 장치에 사용되는 냉각 장치로는 액체질소 등의 냉매를 분사하는 방식과 열전반도체를 이용하는 방식이 있다.Cooling apparatuses used in the skin cooling apparatus include a method of injecting a refrigerant such as liquid nitrogen and a method using a thermoelectric semiconductor.
액화질소 등의 냉매를 이용한 장치의 경우 시술 시 피부에서 발생하는 열을 신속히 냉각시킬 수 있다. 그러나 냉매 탱크, 압력조절 장치, 분사 제어 장치 등을 구비하여 구조가 복잡하고 장비를 소형화하기 어렵다. 또한 소모성의 냉매로 인해 연속사용에 한계가 있다. In the case of a device using a refrigerant such as liquefied nitrogen, the heat generated from the skin during the procedure can be quickly cooled. However, the structure is complicated and it is difficult to miniaturize the equipment by providing a refrigerant tank, a pressure regulator, a spray control device. In addition, there is a limit to continuous use due to the consumable refrigerant.
열전반도체를 이용한 피부 냉각 장치는 일반적으로 피부의 열을 열전반도체로 전도시키는 금속체를 전극으로 이용하여 직접 열전반도체와 부착하고 흡열된 피부의 열을 방열시키는 보조냉각장치로 구성된다. Skin cooling apparatus using a thermoelectric semiconductor is generally composed of an auxiliary cooling apparatus that directly attaches to the thermoelectric semiconductor and radiates heat of the heat absorbed skin by using a metal body that conducts heat of the skin to the thermoelectric semiconductor as an electrode.
열전반도체를 이용한 피부 냉각 장치에서 피부 냉각에 필요한 충분한 냉기를 얻기 위해서는 Heat Pump Capacity(흡열량)가 큰 열전반도체를 이용하거나 동일한 흡열량의 열전반도체를 두 개 이상 사용하여 각각의 흡열량을 병렬적으로 증대시키는 방법을 이용하고 있다. In order to obtain sufficient cooling air for cooling the skin in the skin cooling device using thermoelectric semiconductors, each endothermic amount is parallelized by using a thermoelectric semiconductor having a large heat pump capacity or by using two or more thermoelectric semiconductors having the same endothermic amount. It is using the method to increase.
이러한 피부 냉각 장치는 국내 실용신안등록출원 제20-2006-23940호에 개시되어 있다.Such a skin cooling device is disclosed in Korean Utility Model Registration Application No. 20-2006-23940.
그런데, 상기한 선행기술은 열전반도체와 전극이 서로 면을 맞대고 부착되어 있는 구조로 피부 냉각에 충분한 냉기를 얻기 위해서는 열전반도체의 크기를 키우거나 열전반도체를 병렬로 여러 개 연결하여야만 하기 때문에 피부 냉각 장치의 부피가 커지고 무게가 많이 나가게 되는 문제점이 있다.However, the above-mentioned prior art has a structure in which the thermo-semiconductor and the electrodes are attached to each other face to face, and thus, in order to obtain sufficient cold air for cooling the skin, it is necessary to increase the size of the thermo-conductor or connect several thermo-conductors in parallel. There is a problem that the volume of the bulky and outgoing weight.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 유니폴라 또는 바이폴라 전극의 배면으로부터 수직으로 평행하게 연장되는 냉각핀과 수냉 블록 등을 구비함으로써 크기를 작게 유지하면서도 피부 냉각에 필요한 냉기를 적절하게 공급할 수 있는 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by providing a cooling fin and a water cooling block that extends in parallel and vertically from the back of the unipolar or bipolar electrode, while maintaining the size small appropriately cool air required for skin cooling An object of the present invention is to provide a skin cold and hot stimulation apparatus using a thermoelectric element that can be supplied.
또한, 본 발명은 열전반도체와 냉각핀을 일정한 간격으로 나란히 배열시켜 온도제어의 안정성과 냉각 효율이 향상되고, 고주파 등의 전기 자극으로 급속히 상승된 피부 온도를 신속히 안정시킴으로써 피부에 가해지는 전기 에너지를 보다 안전하게 높일 수 있어 피부 자극 효과를 극대화할 수 있도록 하는 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장치를 제공함에 다른 목적이 있다.In addition, the present invention by arranging the thermoelectric semiconductor and the cooling fins side by side at regular intervals to improve the stability of the temperature control and cooling efficiency, and to quickly stabilize the skin temperature rapidly increased by electrical stimulation such as high frequency to the electrical energy applied to the skin Another object of the present invention is to provide a skin cold and hot stimulation apparatus using a thermoelectric element that can be more safely raised to maximize the skin irritation effect.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장치는 패드와 폐회로를 형성하면서 전기 자극 신호를 발생하는 유니폴라 전극; 상기 유니폴라 전극의 배면으로부터 면방향으로 평행하게 형성되는 두 냉각핀; 각각의 일측이 상기 두 냉각핀의 내측부에 각각 결합되어 냉기를 공급하는 두 열전 소자; 상기 두 열전소자의 타측과 면접촉되어 열교환을 수행하는 수냉 블록; 상기 수냉 블록 내부로 열교환 액체를 순환시키는 펌핑부; 상기 두 냉각핀 중 어느 하나에 설치되어 상기 유니폴라 전극의 온도를 감지하는 온도 센서; 및 상기 온도 센서의 감지 온도를 근거로 상기 유니폴라 전극과 펌핑부 및 두 열전 소자에 공급되는 전원을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Skin cold stimulation apparatus using a thermoelectric element according to a first embodiment of the present invention for achieving the above object comprises a unipolar electrode for generating an electrical stimulation signal while forming a pad and a closed circuit; Two cooling fins formed in parallel in a plane direction from a rear surface of the unipolar electrode; Two thermoelectric elements each of which is coupled to inner portions of the two cooling fins to supply cold air; A water cooling block performing surface heat exchange with surface contact with the other sides of the two thermoelectric elements; A pumping unit configured to circulate a heat exchange liquid into the water cooling block; A temperature sensor installed on one of the two cooling fins to sense a temperature of the unipolar electrode; And a control unit controlling power supplied to the unipolar electrode, the pumping unit, and the two thermoelectric elements based on the sensed temperature of the temperature sensor.
여기서, 상기 두 냉각핀은 상기 유니폴라 전극과 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.Here, the two cooling fins are formed integrally with the unipolar electrode.
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장치는, 서로 폐회로를 형성하면서 전기 자극 신호를 발생하는 바이폴라 전극; 상기 바이폴라 전극의 배면으로부터 각각 면방향으로 연장 형성되는 두 냉각핀; 각각의 일측이 상기 두 냉각핀의 내측부에 각각 결합되어 냉기를 공급하는 두 열전 소자; 상기 두 열전소자의 타측과 면접촉되어 열교환을 수행하는 수냉 블록; 상기 수냉 블록 내부로 열교환 액체를 순환시키는 펌핑부; 상기 두 냉각핀 중 어느 하나에 설치되어 온도를 감지하는 온도 센서; 및 상기 온도 센서의 감지 온도를 근거로 상기 바이폴라 전극과 펌핑부 및 두 열전 소자에 공급되는 전원을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the skin cold and hot stimulation apparatus using a thermoelectric element according to a second embodiment of the present invention, bipolar electrode for generating an electrical stimulation signal while forming a closed circuit with each other; Two cooling fins each extending in a plane direction from a rear surface of the bipolar electrode; Two thermoelectric elements each of which is coupled to inner portions of the two cooling fins to supply cold air; A water cooling block performing surface heat exchange with surface contact with the other sides of the two thermoelectric elements; A pumping unit configured to circulate a heat exchange liquid into the water cooling block; A temperature sensor installed on one of the two cooling fins to sense a temperature; And a control unit controlling power supplied to the bipolar electrode, the pumping unit, and the two thermoelectric elements based on the sensed temperature of the temperature sensor.
여기서, 상기 바이폴라 전극간에는 절연물이 충진되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.Here, an insulating material is filled between the bipolar electrodes.
한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장치는 패드와 폐회로를 형성하면서 전기 자극 신호를 발생하는 유니폴라 전극; 상기 유니폴라 전극의 배면으로부터 면방향으로 연장 형성되는 냉각핀; 각각의 일측이 상기 냉각핀의 양측부에 결합되어 냉기를 공급하는 두 열전 소자; 상기 두 열전소자의 타측과 면접촉되어 열교환을 수행하는 두 수냉 블록; 상기 두 수냉 블록 내부로 열교환 액체를 순환시키기 위한 펌핑부; 상기 유니폴라 전극에 설치되어 온도를 감지하는 온도 센서; 및 상기 온도 센서의 감지 온도를 근거로 상기 유니폴라 전극과 펌핑부 및 두 열전 소자에 공급되는 전원을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the skin cold and hot stimulation apparatus using a thermoelectric element according to a third embodiment of the present invention comprises a unipolar electrode for generating an electrical stimulation signal while forming a pad and a closed circuit; Cooling fins extending in the surface direction from the rear surface of the unipolar electrode; Two thermoelectric elements each of which is coupled to both sides of the cooling fins to supply cold air; Two water cooling blocks which are in surface contact with the other sides of the two thermoelectric elements to perform heat exchange; A pumping unit for circulating a heat exchange liquid into the two water cooling blocks; A temperature sensor installed at the unipolar electrode to sense a temperature; And a control unit controlling power supplied to the unipolar electrode, the pumping unit, and the two thermoelectric elements based on the sensed temperature of the temperature sensor.
여기서, 상기 냉각핀과 두 열전소자의 접촉면에는 열전도 보조부재가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다. Here, the heat conduction auxiliary member is formed on the contact surface between the cooling fins and the two thermoelectric elements.
한편, 본 발명의 제4 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장치는, 서로 폐회로를 형성하면서 전기 자극 신호를 발생하는 바이폴라 전극; 상기 바이폴라 전극의 배면으로부터 각각 면방향으로 연장 형성되는 두 냉각핀; 각각의 일측이 상기 두 냉각핀의 일측부에 결합되어 냉기를 공급하는 두 열전 소자; 상기 두 열전소자의 타측과 면접촉되어 열교환을 수행하는 두 수냉 블록; 상기 두 수냉 블록 내부로 열교환 액체를 순환시키는 펌핑부; 상기 바이폴라 전극 중 어느 하나에 설치되어 온도를 감지하는 온도 센서; 및 상기 온도 센서의 감지 온도를 근거로 상기 바이폴라 전극과 펌핑부 및 두 열전 소자에 공급되는 전원을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the skin cold and hot stimulation apparatus using a thermoelectric element according to a fourth embodiment of the present invention, bipolar electrode for generating an electrical stimulation signal while forming a closed circuit with each other; Two cooling fins each extending in a plane direction from a rear surface of the bipolar electrode; Two thermoelectric elements each of which is coupled to one side of the two cooling fins to supply cold air; Two water cooling blocks which are in surface contact with the other sides of the two thermoelectric elements to perform heat exchange; A pumping unit circulating a heat exchange liquid into the two water cooling blocks; A temperature sensor installed at any one of the bipolar electrodes to sense a temperature; And a control unit controlling power supplied to the bipolar electrode, the pumping unit, and the two thermoelectric elements based on the sensed temperature of the temperature sensor.
여기서, 상기 두 냉각핀의 사이와 상기 바이폴라 전극의 사이에 절연부재가 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 한다. Here, the insulating member is provided between the two cooling fins and between the bipolar electrode.
그리고 하나의 냉각핀과 하나의 열전소자, 다른 하나의 냉각핀과 다른 하나의 열전소자의 접촉면에는 열전도 보조부재가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다. And a heat conduction auxiliary member is formed on the contact surface of one cooling fin and one thermoelectric element, the other cooling fin and the other thermoelectric element.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장 치의 측면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 피부 냉온 자극 장치의 분해 사시도이다. 1 is a side view of a skin cold stimulation device using a thermoelectric element according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view of the skin cold stimulation device shown in FIG.
본 발명의 제1 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장치는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 유니폴라 전극(10)과 제1, 제2 냉각핀(12a, 12b), 제1, 제2 열전소자(14a, 14b), 수냉블록(16), 순환 호스(18)를 포함한다.Skin cold stimulation apparatus using a thermoelectric element according to a first embodiment of the present invention is a
상기 유니폴라 전극(10)은 인체와 접촉되는 패드(미도시)와 폐회로를 형성하면서 전기 자극 신호를 발생하는 것으로서, 이 유니폴라 전극(10)은 전기를 공급받아 고주파 또는 저주파 신호를 발생시켜 피부를 직접 자극시키는 것이다.The
상기 제1, 제2 냉각핀(12a, 12b)은 상기 유니폴라 전극(10)의 배면으로부터 면방향으로 평행하게 형성되어 있다. The first and
상기 제1, 제2 냉각핀(12a, 12b)은 상기 유니폴라 전극(10)과 열전도도가 균일하도록 동일 재질로 이루어지는 것이 바람직한데, 더욱 바람직하게는 상기 유니폴라 전극(10)과 일체로 형성하는 것이다.The first and
상기 제1, 제2 열전 소자(14a, 14b)는 각각의 일측이 상기 제1, 제2 냉각핀(12a, 12b)의 내측부에 각각 결합되어 냉기를 공급하는 것이다. 즉, 제1 열전 소자(14a)의 일측은 제1 냉각핀(12a)의 내측부에 결합되고, 제2 열전 소자(14b)의 일측은 제2 냉각핀(14b)의 내측부에 결합되어 각각의 제1, 제2 열전 소자(14a, 14b)는 대응되는 제1, 제2 냉각핀(12a, 12b)으로 냉기를 공급하게 된다.One side of each of the first and second
한편, 상기 제1, 제2 열전 소자(14a, 14b)는 상기 제1, 제2 냉각핀(12a, 12b)에 냉기를 공급하도록 함과 더불어 후술하는 제어부의 제어하에 열기를 공급하도록 구성할 수 있다. Meanwhile, the first and second
즉, 상기 제1, 제2 열전 소자(14a, 14b)는 상기 제1, 제2 냉각핀(12a, 12b)에 냉기와 열기를 교번으로 공급할 수 있도록 구성할 수 있는데, 이는 제어부가 제1, 제2 열전 소자(14a, 14b)에 공급되는 전원의 극성을 전환 제어할 수 있도록 하여 제1, 제2 열전 소자(14a, 14b)의 흡열면과 발열면을 변경하도록 구성할 수 있다. That is, the first and second
여기서, 상기 제1, 제2 열전 소자(14a, 14b)는 전류에 의해 열의 흡수 또는 발생이 생기는 펠티에 효과를 이용한 펠티어 소자인 것이 바람직하다.Here, the first and second
상기 수냉 블록(16)은 상기 제1, 제2 열전소자(14a, 14b)의 각 타측과 면접촉되게 형성되어 상기 제1, 제2 열전소자(14a, 14b)에서 발생하는 열에 대하여 열교환을 수행하는 것이다. The
상기 수냉 블록(16)은 순환 호스(18)를 통해 열교환 액체가 공급 및 방출됨으로써 열교환을 수행하게 된다. 여기서, 열교환 액체는 어는점이 매우 낮은 부동액을 포함하는 것이 바람직하다. The
상기 수냉 블록(16)과 유니폴라 전극(10) 및 제1, 제2 냉각핀(12a, 12b)의 사이에는 공간부(20)를 두어 절연물을 충전함으로써 직접적인 열전도를 막도록 구성하는 것이 바람직하다.It is preferable to configure a
상기 온도 센서(22)는 상기 제1 냉각핀(12a) 또는 제2 냉각핀(12b) 중 어느 하나의 외측부에 결합되어 상기 유니폴라 전극(10)의 온도를 감지하는 것이다. The
상기 온도 센서(22)는 상기 제1 냉각핀(12a)과 일체로 형성되는 유니폴라 전극(10)의 온도를 감지하여 제어부로 이를 전송한다. 이렇게 수신된 온도 정보를 근 거로 제어부는 유니폴라 전극(10)의 온도에 따라 제1, 제2 열전 소자(14a, 14b)로 공급되는 전류를 제어하거나 펌핑부를 제어하여 온도를 조절한다.The
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장치는 도면에 도시하지는 않았지만 펌핑부와 라디에이터 및 제어부를 구비한다.On the other hand, the skin cold and hot stimulation apparatus using a thermoelectric element according to the first embodiment of the present invention includes a pumping unit, a radiator and a control unit although not shown in the drawings.
상기 펌핑부는 상기 수냉 블록(16) 내부로 열교환 액체를 순환시키기 위한 것이다. 상기 라디에이터는 열교환 액체의 열을 효과적으로 방출시키기 위한 것이다.The pumping section is for circulating a heat exchange liquid into the
상기 제어부는 본 발명의 제1 실시예에 따른 피부 냉온 자극 장치의 각 구성 요소 및 전반적인 시스템에 대한 제어를 수행하는 것으로서, 구체적으로는, 상기 온도 센서(22)의 감지 온도를 근거로 상기 유니폴라 전극(10)과 펌핑부 및 제1, 제2 열전 소자(14a, 14b)에 공급되는 전원을 제어하는 것이다.The control unit performs control of each component and the overall system of the skin cold and hot stimulation apparatus according to the first embodiment of the present invention. Specifically, the unipolar is based on the detected temperature of the
그리고, 본 발명의 제1 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장치는 공기의 흐름을 이용하여 열교환을 수행하도록 구성할 수 있다. In addition, the skin cold and hot stimulation apparatus using the thermoelectric element according to the first embodiment of the present invention can be configured to perform heat exchange using the flow of air.
한편, 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장치의 측면도이고, 도 4는 도 3에 도시한 피부 냉온 자극 장치의 분해 사시도이다. On the other hand, Figure 3 is a side view of the skin cold and hot stimulation apparatus using a thermoelectric element according to a second embodiment of the present invention, Figure 4 is an exploded perspective view of the skin cold and hot stimulation apparatus shown in FIG.
본 발명의 제2 실시예에 따른 피부 냉온 자극 장치는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 제1, 제2 바이폴라 전극(30a, 30b)과 제3, 제4 냉각핀(32a, 32b), 제3, 제4 열전소자(34a, 34b), 수냉블록(36), 순환 호스(38)를 포함한다.Skin cold stimulation apparatus according to a second embodiment of the present invention is the first, second
상기 제1, 제2 바이폴라 전극(30a, 30b)은 서로 간에 폐회로를 형성하면서 전기 자극 신호를 발생하는 것으로서, 이 제1, 제2 바이폴라 전극(30a, 30b)은 전기를 공급받아 고주파 또는 저주파 신호를 발생시켜 피부를 직접 자극시키는 것이다.The first and second
상기 제3, 제4 냉각핀(32a, 32b)은 상기 제1, 제2 바이폴라 전극(30a, 30b)의 배면으로부터 면방향으로 평행하게 각각 형성되어 있다. The third and
상기 제3, 제4 냉각핀(32a, 32b)은 상기 제1, 제2 바이폴라 전극(30a, 30b)과 열전도도가 균일하도록 동일 재질로 이루어지는 것이 바람직한데, 더욱 바람직하게는 상기 제1, 제2 바이폴라 전극(30a, 30b)과 각각 일체로 형성하는 것이다.The third and
상기 제3, 제4 열전 소자(34a, 34b)는 각각의 일측이 상기 제3, 제4 냉각핀(32a, 32b)의 내측부에 각각 결합되어 냉기를 공급하는 것이다. 즉, 제3 열전 소자(34a)의 일측은 제3 냉각핀(32a)의 내측부에 결합되고, 제4 열전 소자(34b)의 일측은 제4 냉각핀(32b)의 내측부에 결합되어 각각의 제3, 제4 열전 소자(34a, 34b)는 대응되는 제3, 제4 냉각핀(32a, 32b)으로 냉기를 공급하게 된다.One side of each of the third and fourth
한편, 상기 제3, 제4 열전 소자(34a, 34b)는 상기 제3, 제4 냉각핀(32a, 32b)에 냉기를 공급하도록 함과 더불어 후술하는 제어부의 제어하에 열기를 공급하도록 구성할 수 있다. The third and fourth
즉, 상기 제3, 제4 열전 소자(34a, 34b)는 상기 제3, 제4 냉각핀(32a, 32b)에 냉기와 열기를 교번으로 공급할 수 있도록 구성할 수 있는데, 이는 제어부가 제1, 제2 열전 소자(34a, 34b)에 공급되는 전원의 극성을 전환 제어할 수 있도록 하 여 제3, 제4 열전 소자(34a, 34b)의 흡열면과 발열면을 변경하도록 구성할 수 있다. That is, the third and fourth
여기서, 상기 제3, 제4 열전 소자(34a, 34b)는 전류에 의해 열의 흡수 또는 발생이 생기는 펠티에 효과를 이용한 펠티어 소자인 것이 바람직하다.Here, the third and fourth
상기 수냉 블록(36)은 상기 제3, 제4 열전소자(34a, 34b)의 각 타측과 면접촉되게 형성되어 상기 제3, 제4 열전소자(34a, 34b)에서 발생하는 열에 대하여 열교환을 수행하는 것이다. The
상기 수냉 블록(36)은 순환 호스(38)를 통해 열교환 액체가 공급 및 방출됨으로써 열교환을 수행하게 된다. 여기서, 열교환 액체는 어는점이 매우 낮은 부동액을 포함하는 것이 바람직하다.The
상기 수냉 블록(36)과 제1, 제2 바이폴라 전극(30a, 30b) 및 제3, 제4 냉각핀(32a, 32b)의 사이에는 공간부(40)를 두어 절연물을 충전함으로써 직접적인 열전도를 막도록 구성하는 것이 바람직하다.Direct thermal conduction is prevented by filling the insulator with a
상기 온도 센서(42)는 상기 제3 냉각핀(32a) 또는 제4 냉각핀(32b) 중 어느 하나의 외측부에 결합되어 상기 제1, 제2 바이폴라 전극(30a, 30b)의 온도를 감지하는 것이다. The
상기 온도 센서(42)는 상기 제3 냉각핀(32a)과 일체로 형성되는 제1, 제2 바이폴라 전극(30a, 30b)의 온도를 감지하여 제어부로 이를 전송한다. 이렇게 수신된 온도 정보를 근거로 제어부는 제3, 제4 열전 소자(34a, 34b)로 공급되는 전류를 제어하거나 펌핑부를 제어하여 온도를 조절한다.The
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장치는 도면에 도시하지는 않았지만 펌핑부와 라디에이터 및 제어부를 구비한다.On the other hand, the skin cold and hot stimulation apparatus using a thermoelectric element according to a second embodiment of the present invention, although not shown in the drawing includes a pumping unit, a radiator and a control unit.
상기 펌핑부는 상기 수냉 블록(36) 내부로 열교환 액체를 순환시키기 위한 것이다. 상기 라디에이터는 열교환 액체를 열을 효과적으로 방출시키기 위한 것이다.The pumping section is for circulating a heat exchange liquid into the
상기 제어부는 본 발명의 제2 실시예에 따른 피부 냉온 자극 장치의 각 구성 요소 및 전반적인 시스템에 대한 제어를 수행하는 것으로서, 구체적으로는, 상기 온도 센서(42)의 감지 온도를 근거로 상기 제1, 제2 바이폴라 전극(30a, 30b)과 펌핑부 및 제3, 제4 열전 소자(34a, 34b)에 공급되는 전원을 제어하는 것이다.The control unit performs control of each component and the overall system of the skin cold / hot stimulation apparatus according to the second embodiment of the present invention. Specifically, the controller is based on the detected temperature of the
그리고, 본 발명의 제2 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장치는 공기의 흐름을 이용하여 열교환을 수행하도록 구성할 수 있다. In addition, the skin cold and hot stimulation apparatus using the thermoelectric element according to the second embodiment of the present invention can be configured to perform heat exchange using the flow of air.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장치의 측면도이고, 도 6은 도 5에 도시한 피부 냉온 자극 장치의 사시도이다.5 is a side view of a skin cold stimulation apparatus using a thermoelectric element according to a third embodiment of the present invention, Figure 6 is a perspective view of the skin cold stimulation apparatus shown in FIG.
본 발명의 제3 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장치는 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 유니폴라 전극(50)과 냉각핀(52), 제5, 제6 열전소자(54a, 54b), 제1, 제2 수냉블록(56a, 56b), 순환 호스 연결구(58)를 포함한다.Skin cold stimulation apparatus using a thermoelectric element according to a third embodiment of the present invention is a
상기 유니폴라 전극(50)은 인체와 접촉되는 패드(미도시)와 폐회로를 형성하면서 전기 자극 신호를 발생시킨다.The
상기 냉각핀(52)은 상기 유니폴라 전극(50)과 일체로 이루어지고, 이 유니폴 라 전극(50)의 배면으로부터 면방향으로 연장 형성되게 된다.The cooling
상기 제5, 제6 열전 소자(54a, 54b)는 각각 상기 냉각핀(52)의 양측면에 밀착 결합되어 제어부(미도시)의 제어하에 냉기와 열기를 교대로 공급하게 된다. 여기서, 상기 제5, 제6 열전 소자(54a, 54b)는 펠티어 소자인 것이 바람직하다. The fifth and sixth
상기 냉각핀(52)과 제5, 제6 열전소자(54a, 54b)의 접촉면에는 열전도 특성을 좋게 하기 위한 그리스 등의 보조부재가 추가로 구성될 수 있다.An auxiliary member such as a grease for improving thermal conductivity may be further configured on the contact surfaces of the cooling
상기 제1, 제2 수냉 블록(56a, 56b)은 상기 제5, 제6 열전소자(54a, 54b)의 각 타측과 면접촉되게 형성되어 상기 제5, 제6 열전소자(54a, 54b)에서 발생하는 열을 냉각시키게 된다.The first and second
상기 제1, 제2 수냉 블록(56a, 56b)은 순환 호스 연결구(58)를 통해 펌핑부(미도시)와 연결되어 열교환 액체가 순환함으로써 열교환을 수행하게 된다. 여기서, 열교환 액체는 어는점이 매우 낮은 부동액을 포함하는 것이 바람직하다. The first and second
상기 제1, 제2 수냉 블록(56a, 56b)과 유니폴라 전극(50)의 사이에는 공간부(60)를 두어 절연물을 충전함으로써 직접적인 열전도가 이루어지는 것을 방지하게 된다. Direct thermal conduction is prevented by filling the insulator with a
상기 온도 센서(62)는 유니폴라 전극(50)에 설치되어 온도를 측정하게 된다.The
상기 온도 센서(62)에서 측정된 온도 정보는 제어부로 전송되고, 제어부는 유니폴라 전극(50)의 온도에 따라 제5, 제6 열전 소자(54a, 54b)로 공급되는 전류를 제어하거나 펌핑부를 제어하여 유니폴라 전극(50)의 온도를 조절한다.The temperature information measured by the
한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장 치는 도면에 도시하지는 않았지만 라디에이터를 더 구비한다. 상기 라디에이터는 열교환 액체의 열을 효과적으로 방출시키기 위한 것이다.On the other hand, the cold skin irritation device using the thermoelectric element according to the third embodiment of the present invention further includes a radiator, although not shown in the figure. The radiator is for effectively dissipating heat of the heat exchange liquid.
그리고 본 발명의 제3 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장치는 공기의 흐름을 이용하여 열교환을 수행하도록 구성할 수 있다. And the skin cold and hot stimulation apparatus using a thermoelectric element according to a third embodiment of the present invention can be configured to perform heat exchange using the flow of air.
한편, 도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장치의 측면도이고, 도 8은 도 7에 도시한 피부 냉온 자극 장치의 사시도이다. On the other hand, Figure 7 is a side view of the skin cold stimulation apparatus using a thermoelectric element according to a fourth embodiment of the present invention, Figure 8 is a perspective view of the skin cold stimulation apparatus shown in FIG.
본 발명의 제4 실시예에 따른 피부 냉온 자극 장치는 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이 제3, 제4 바이폴라 전극(70a, 70b)과 제5, 제6 냉각핀(72a, 72b), 제7, 제8 열전소자(74a, 74b), 제3, 제4 수냉블록(76a, 76b), 순환 호스 연결구(78)를 포함한다.Skin cold stimulation apparatus according to a fourth embodiment of the present invention is the third, fourth
상기 제3, 제4 바이폴라 전극(70a, 70b)은 서로 간에 폐회로를 형성하면서 전기 자극 신호를 발생하게 된다.The third and fourth
상기 제5, 제6 냉각핀(72a, 72b)은 상기 제3, 제4 바이폴라 전극(70a, 70b)과 일체로 형성되고, 이 제3, 제4 바이폴라 전극(70a, 70b)의 배면으로부터 각각 면방향으로 평행하게 연장 형성되게 된다. The fifth and
상기 제7, 제8 열전 소자(74a, 74b)는 각각의 일측이 상기 제5, 제6 냉각핀(72a, 72b)에 각각 밀착되게 결합되어 제어부(미도시)의 제어하에 상기 제5, 제6 냉각핀(72a, 72b)으로 냉기를 공급하거나 열기를 공급하도록 구성되게 된다. 여기 서, 상기 제7, 제8 열전 소자(74a, 74b)는 펠티어 소자인 것이 바람직하다.One side of each of the seventh and eighth
상기 제5, 제6 냉각핀(72a, 72b)과 제7, 제8 열전소자(74a, 74b)의 접촉면에는 열전도 특성을 좋게 하기 위한 그리스 등의 보조부재가 추가로 구성될 수 있다.An auxiliary member such as a grease for improving thermal conductivity may be further configured on the contact surfaces of the fifth and
상기 제3, 제4 수냉 블록(76a, 76b)은 상기 제7, 제8 열전소자(74a, 74b)의 타측과 면접촉되게 구성되어 상기 제7, 제8 열전소자(74a, 74b)에서 발생하는 열을 냉각시키게 된다. 상기 제3, 제4 수냉 블록(76a, 76b)은 순환 호스 연결구(78)를 통해 펌핑부(미도시)에 연결되어 열교환 액체가 순환됨으로써 열교환이 이루어지게 된다. 여기서, 열교환 액체는 어는점이 매우 낮은 부동액을 포함하는 것이 바람직하다.The third and fourth
상기 제3, 제4 수냉 블록(76a, 76b)과 제3, 제4 바이폴라 전극(70a, 70b)의 사이에는 공간부(80)를 두어 절연물을 충전함으로써 직접적인 열전도를 막도록 구성하는 것이 바람직하다.It is preferable that a
상기 온도 센서(82)는 상기 제3 바이폴라 전극(70a) 또는 제4 바이폴라 전극(70b) 중 어느 하나에 설치되어 온도를 측정하고, 이를 근거로 제어부(미도시)는 제7, 제8 열전 소자(74a, 74b)로 공급되는 전류를 제어하거나 펌핑부를 제어하여 제3, 제4 바이폴라 전극(70a, 70b)의 온도를 조절한다. 열교환 액체에 포함된 열을 효과적으로 방출시키기 위하여 라디에이터를 더 구성할 수 있다.The
그리고, 본 발명의 제4 실시예에 따른 열전 소자를 이용한 피부 냉온 자극 장치는 공기의 흐름을 이용하여 열교환을 수행하도록 구성할 수 있다. In addition, the skin cold and hot stimulation apparatus using the thermoelectric element according to the fourth embodiment of the present invention can be configured to perform heat exchange using the flow of air.
전술한 바와 같은 본 발명은, 유니폴라 또는 바이폴라 전극의 배면으로부터 평행하게 연장되는 냉각핀과 수냉 블록 등을 구비함으로써 크기를 작게 유지하면서도 피부 냉각에 필요한 냉기를 효과적으로 공급할 수 있다. The present invention as described above, by providing a cooling fin and a water cooling block and the like extending in parallel from the back of the unipolar or bipolar electrode can effectively supply the cold air required for cooling the skin while keeping the size small.
또한, 본 발명은 열전반도체와 냉각핀을 일정한 간격으로 나란히 배열시켜 온도제어의 안정성과 냉각 효율이 향상된다.In addition, the present invention by arranging the thermoelectric semiconductor and the cooling fins side by side at regular intervals to improve the stability and cooling efficiency of the temperature control.
또한, 본 발명은 피부 자극 시 고주파 등의 전기 자극으로 급속히 상승된 피부 온도를 신속히 안정시킴으로써 피부에 가해지는 전기 에너지를 보다 안전하게 높일 수 있어 피부 자극 효과를 극대화할 수 있다.In addition, the present invention can quickly increase the electrical energy applied to the skin to stabilize the skin temperature rapidly increased by electrical stimulation such as high frequency during skin stimulation can maximize the skin irritation effect.
그리고 본 발명은 피부에 전기에너지를 가할 때 예상되는 화상이나 경련 등을 미연에 방지할 수 있다.In addition, the present invention can prevent burns, convulsions, and the like that are expected when applying electrical energy to the skin.
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