KR100924308B1 - 물침대 및 그 발열 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기사고의 위험성이 상존하는 물침대에서 발열판의 방수 및 절연 성능을 보다 향상시킴과 함께 장시간 사용에도 쿠션감이 저하되지 않는 물침대 및 그 발열 장치에 관한 것이다.

본 발명은 상부에 물 매트리스를 지지하는 물침대에 있어서, 상기 물 매트리스 하부에 배치되어 상기 물 매트리스를 가열하는 발열판 및 다수 겹의 천이 압축된 견면으로 이루어져서 상기 발열판을 완충 지지하는 완충 지지대를 구비한 것을 특징으로 한다. 상기 구성에서, 상기 물 매트리스 내부에는 다수의 물 이동통로가 형성되어 있는 직사각형의 바 형상으로 이루어져서 상부 매트리스 커버와 하부 매트리스 커버에 길이 방향으로 일정 간격 이격되어 나란히 고정되는 다수의 팽창 방지근이 설치될 수 있다. 한편, 상기 견면의 중앙 부위에는 상부로 개방된 수납홈이 형성되어 있고, 상기 발열판은 상기 수납홈에 수납되어 고정되어 있는바, 상기 발열판은 금속 케이스; 상기 케이스 내부에 지그재그 형태로 배열된 열선 및 상기 케이스 내부 공간에 충진되는 방수 충진제를 포함하여 이루어지며, 상기 방수 충진제는 에폭시 수지 또는 실리콘 수지로 이루어질 수 있다.

물침대, 방수, 절연, 발열판, 실리콘, 에폭시, 코팅, 견면

Description

물침대 및 그 발열 장치{water bed and the heating apparatus thereof}

본 발명은 물침대 및 그 발열 장치에 관한 것으로, 특히 안전성과 사용상의 안락성을 증진시킨 물침대 및 그 발열 장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이 물침대는 1851년 미국의 물리학 박사인 윌리엄 후퍼가 아르키메데스 원리 및 파스칼 법칙을 이용하여 장시간 누워 있어야하는 환자들이 체중을 느끼지 않은 상태에 이르도록 처음 시도한 것이 발단이 되어 당시 의학단체들로부터 그 효과를 인정받은 바 있다. 그 후 여러 가지 변형 및 개량된 많은 물침대와 여기에 사용되는 매트리스가 개발되었고, 현재에 이르러서는 온도 조절 기능이 있는 제품들이 소개된 바 있다.

도 1은 종래 발열 기능을 구비한 물침대의 일 실시예를 개략적으로 보인 분리 사시도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 종래 발열 기능을 구비한 물침대는 크게 전체적인 높이 조절 등을 위해 하부에 배치되는 받침대(30), 이러한 받침대(30) 위에 배치되는 발열판(20) 및 내부에 물이 충진되어 발열판(20) 위에 얹혀지는 물 매트리스(10)를 포함하여 이루어진다.

전술한 구성에서, 발열판(20) 내부에는 지그재그 형태로 열선(21)이 배치되 어 있어서 물 매트리스(10) 외부에서 물 매트리스(10)를 가열함으로써 물 매트리스(10)를 사용자가 원하는 온도로 유지시키게 된다.

한편, 이러한 물침대는 전기가 통하는 물과 전기를 함께 이용하기 때문에 누수 등으로 인한 누전에 각별히 신경을 써야함에도 불구하고 종래에는 발열판 내부에 단순히 열선만을 배치하고 있을 뿐 방수 및 절연을 위한 시설이 전혀 이루어져 있지 않아서 안전에 취약하다는 문제점이 있었다.

도 2는 종래 발열 기능을 구비한 물침대의 다른 실시예를 개략적으로 보인 단면도인바, 도 1과 동일한 부분에는 동일한 참조번호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다. 도 2에 도시한 바와 같이 본 실시예에 따른 물침대에서는 받침대(30)와 발열판(20) 사이에 쿠션감을 주기 위한 완충 지지대(40)를 개재시키고 있는바, 이러한 완충 지지를 위해 종래에는 코일 스프링(41)을 사용하고 있다.

그러나 전술한 바와 같은 종래의 물침대에 따르면, 사용 시간이 늘어남에 따라 코일 스프링의 탄성이 저하됨으로써 쿠션감이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 전기사고의 위험성이 상존하는 물침대에서 발열판의 방수 및 절연 성능을 보다 향상시킴과 함께 장시간 사용에도 쿠션감이 저하되지 않는 물침대 및 그 발열 장치를 제공함을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상부에 물 매트리스를 지지하는 물침대에 있어서, 상기 물 매트리스 하부에 배치되어 상기 물 매트리스를 가열하는 발열판 및 다수 겹의 천이 압축된 견면으로 이루어져서 상기 발열판을 완충 지지하는 완충 지지대를 구비한 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에서, 상기 물 매트리스 내부에는 다수의 물 이동통로가 형성되어 있는 직사각형의 바 형상으로 이루어져서 상부 매트리스 커버와 하부 매트리스 커버에 길이 방향으로 일정 간격 이격되어 나란히 고정되는 다수의 팽창 방지근이 설치될 수 있다.

한편, 상기 견면의 중앙 부위에는 상부로 개방된 수납홈이 형성되어 있고, 상기 발열판은 상기 수납홈에 수납되어 고정되어 있는바, 상기 발열판은 금속 케이스; 상기 케이스 내부에 지그재그 형태로 배열된 열선 및 상기 케이스 내부 공간에 충진되는 방수 충진제를 포함하여 이루어지며, 상기 방수 충진제는 에폭시 수지 또는 실리콘 수지로 이루어질 수 있다.

한편, 상기 열선의 둘레에는 열 확산을 위한 은박이 코팅되는 것이 바람직하고, 상기 은박 코팅된 열선의 둘레에는 절연 코팅층이 형성되는 것이 바람직한바, 상기 절연 코팅층은 실리콘 수지로 이루어질 수 있다. 이와는 달리 상기 케이스의 외부 표면에 실리콘 수지로 이루어진 절연 코팅층이 형성될 수 있다.

상기 물침대 2개를 사용하여 더블베드를 구성하는 경우에, 각각의 물침대에 대해 원하는 온도를 입력하는 온도조절 입력기, 상기 물 매트리스 내부 또는 외부에 설치되어 물 매트리스의 온도를 감지하는 온도 센서 및 상용교류전원을 입력받 아 직류전원을 생성하고, 상기 온도조절 입력기를 통해 입력된 목표 온도와 상기 온도 센서를 통해 감지된 현재 온도를 비교한 결과에 따라 릴레이를 통해 상기 열선에 공급되는 상용교류전원을 단속하는 중앙 제어기를 각각 구성하되, 어느 하나의 중앙 제어기는 다른 중앙 제어기로부터 상용교류전원을 공급받도록 되어 있다. 이 경우에 상기 중앙 제어기 내부를 에폭시 수지 또는 실리콘 수지로 충진하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 물 매트리스 내부에는 흡수성 수지가 혼입될 수 있다.

본 발명의 물침대 및 그 발열 장치에 따르면, 압축천인 견면을 사용하여 물 매트리스를 완충 지지하기 때문에 그 사용 기간에 상관없이 항상 일정한 쿠션감을 제공할 수 있으며, 무엇보다도 발열판을 이중으로 방수 및 절연하고 있을 뿐만 아니라 중앙 제어기 자체도 방수 처리하고 있기 때문에 물침대의 전기적인 안전성이 대폭적으로 향상된다.

이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 물침대 및 그 발열 장치의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 물침대의 분리 사시도이고, 도 4는 도 3의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열판의 내부 구성도이다. 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 물침대는 크게 내부에 물이 충진되는 물 매트리스(100), 물 매트리스(100)의 하부에 배치되어 물 매트리스(100) 내부의 물온도를 조절하는 발열판(200) 및 발열판(200)의 하부에서 발열판(200)을 완충 지지하여 쿠션감을 제공하는 완충 지지대(300)를 포함하여 이루어질 수 있는데, 미관 유지나 청소의 편리성 도모 또는 물침대의 전체적인 높이를 적절하게 유지시키기 위해 완충 지지대(300)의 하부에 다시 받침대(400)를 더 배치할 수도 있다.

전술한 구성에서, 완충 지지대(300)는 종래와는 달리 다수 겹의 천이 압축되어 이루어진 견면으로 이루어질 수 있는바, 이에 따라 장시간의 사용에도 처음과 동일한 쿠션감을 유지시킬 수가 있다. 한편, 이러한 완충 지지대(300)의 중앙 부위에는 소정 깊이의 수납홈(310), 바람직하게는 장방형의 수납홈이 형성되어 있는데, 발열판(200)은 이러한 수납(310) 내부에 돌출되지 않도록 수납되게 된다.

다음으로, 발열판(200)은 열전도체, 바람직하게는 속이 빈 금속제 케이스(205) 내부에 열선(230)이 지그재그 형태로 배치되어 이루어지는데, 방수와 절연을 위해 금속제 케이스(205) 내부의 전 공간에 걸쳐서 방수 충진제(250), 예를 들어 에폭시 수지를 충진하는 것이 바람직하다. 이 경우에 열선(230)의 주위에는 발생된 열을 보다 신속하게 확산시키기 위해 열전도율이 우수한 금속박막, 예를 들어 은박막 코팅층(240)을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 절연을 더욱 확실하게 하기 위해 은박 코팅층(240)이 형성된 열선(2300)의 둘레에 절연 코팅층(260), 예를 들어 품번 R-8200의 실리콘 절연 코팅층을 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 실리콘 절연 코팅층(260)은 내아크성, 내열성 및 내수성 등이 우수하고 옥외 사용시에도 노화가 거의 없어서 물침대에서의 방수 및 절연을 보다 확실하게 할 수 있다. 이외에도 발열판(200)의 표면에는 양호한 열전도율을 갖는 금속박막, 예를 들어 동 박(220)을 코팅하는 것이 바람직하다.

한편, 물 매트리스(100)는 크게 매트리스 커버와 이러한 매트리스 커버 내에 설치되는 팽창 방지근(도 3에서 점선으로 도시)으로 이루어질 수 있다. 상기 매트리스 커버는 PVC 천으로 이루어진 상부 매트리스 커버와 PVC 천으로 이루어진 하부 매트리스 커버를 상호 열 접착하여 형성함으로써 내마모성 및 강도가 향상되어 쉽게 파손되지 않는다.

한편, 상기 팽창 방지근은 직사각형의 바 형상으로 이루어져서 매트리스 커버 내부에 설치되는데, 구체적으로는 상기 상부 매트리스 커버 및 상기 하부 매트리스 커버에 각각 열접합에 의해 설치되며, 바람직하게는 다수가 길이 방향으로 일정 간격 이격되어 나란하게 설치된다. 이때 각각의 상기 팽창 방지근에는 물 이동 통로가 다수개 형성되서 상기 매트리스 커버 내부의 물 저장 공간에 채워지는 물의 유동을 상쇄시켜 인체에 어지럼증이 발생되지 않도록 하며, 나아가 물 유동을 상쇄시킴에 의해 과다한 물 주입으로 인한 상기 매트리스 커버의 팽창을 방지하게 된다.

삭제

한편, 본 발명의 물 매트리스 내부에는 인체에 거의 해가 없는 고흡수성 수지, 예를 들어 소디움 아크릴레이트부 아크릴아미드 폴리머(Acrylamide Copolymer With Sodium Acrylate)라는 화학 족(Family Name)에 속하고, 그 공식적인 화학명이 소디움 아크릴레이트 코폴리머(Sodium Acrylate Copolymer)(통상 명칭: 아크릴아미 드-소디움 아크릴레이트 폴리머(Acrylamide-Sodium Acrylate Polymer)가 포함되어 있는 고흡수성 수지가 혼입되는데, 이러한 고흡수성 수지는 물에 있는 중금속이온이나 미세한 입자를 강력하게 흡착하여 빠르게 침강시키며, 물 매트리스 내부의 물을 정화하기 때문에 인체에 해로운 방부제를 첨가할 필요가 없게 된다. 또한 상기 반유동연정체는 물 매트리스 내부에서 가라앉거나 둥둥 떠 있지도 않으며, 일정 깊이에서 부유하기 때문에 물 매트리스 내부에서 항력이 확대된다.

도 5에서 미설명 부호 270은 상용교류전원과 열선(230) 사이에 개재되어 발열판(200) 내부의 열선(230) 주위 온도가 소정 온도, 예를 들어 84℃ 이상 상승하면 자동으로 단선되어 열선(230)에의 전원공급을 차단하는 바이메탈 스위치를 나타낸다. 참조번호 280은 접지판을 나타낸다.

물 매트리스(100)의 상면에는 또한 원적외선과 음이온을 방출하고 살균 효과를 갖는 참숫층(700)을 더 형성할 수도 있다.

한편, 본 발명의 물침대와 관련한 전기적인 구성으로, 발열판(200)의 측면에는, 예를 들어 상용교류전원을 공급받아 열선(230)에 제공하는 전원 접속구(210)가 형성되어 있고, 물 매트리스(100)의 적소, 예를 들어 내부 또는 외부에는 물 매트리스(100)의 내부 온도를 감지하기 위한 온도 센서(510)가 설치되어 있다. 이러한 온도 센서(510)는 중앙 제어기(530)에 전기적으로 연결되어 있는데, 중앙 제어기(530)는 조작의 편의를 위해 자기와 분리 설치되는 온도조절 입력기(520)를 통해 설정된 목표 온도와 온도 센서(510)를 통해 감지된 물 매트리스(100)의 내부 온도를 비교한 결과에 따라 전원 접속구(210)를 통해 열선(230)에 공급되는 상용교류전 원을 단속함으로써 물 매트리스(100)의 온도를 사용자가 설정한 목표 온도로 유지시킨다.

이러한 중앙 제어기(530)는 또한 AC 아웃렛(600), 즉 콘센트를 통해 공급되는 상용교류전원을 감압, 정류 및 평활하여 직류 전원을 생성하고, 이렇게 생성된 직류 전원을 온도조절 입력기(520) 및 온도 센서(530)의 동작 전원으로 제공함과 아울러 상용교류전원의 단속을 위해 자체에 구비된 릴레이(미도시)를 구동하기 위한 전원으로 제공하게 된다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열판의 내부 구성도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는 도 5의 실시예와는 달리 실리콘 절연 코팅층(260)을 열선(230)이 아닌 금속제 케이스(205) 외부의 전체 표면에 시설하고 있다.

한편, 도 3에 도시한 바와 같은 물침대를 2개 사용하여 더블베드의 형태로 구성할 수 있는데, 이 경우에 각각의 물침대의 온도를 독립적으로 조절할 수 있도록 온도 센서(510), 중앙 제어기(530) 및 온도조절 입력기(520) 등을 각각의 물침대에 독립적으로 구비시키는 것이 바람직하다. 더욱이, 이 경우에 AC 아웃렛(600), 즉 전원 콘센트를 2개 사용하지 않고 1개만 사용하면 되도록 어느 하나의 중앙 제어기(530)만을 AC 아웃렛(600)에 연결하는 한편, 다른 중앙 제어기(530)는 이와 전선으로 연결되도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우에도, 각각의 중앙 제어기(530),(530')의 내부를, 예를 들어 에폭시 수지와 같은 방수 충진제로 충진함으로써 절연 성능을 극대화시킴과 아울러 상기한 릴레이의 절환 동작시 발생하는 소음을 감소시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 물침대 및 그 발열 장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

도 1은 종래 발열 기능을 구비한 물침대의 일 실시예를 개략적으로 보인 분리 사시도,

도 2는 종래 발열 기능을 구비한 물침대의 다른 실시예를 개략적으로 보인 단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 물침대의 분리 사시도,

도 4는 도 3의 단면도,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열판의 내부 구성도,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열판의 내부 구성도,

삭제

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10: 물 매트리스, 20: 발열판,

30: 받침대, 40: 완충 지지대,

41: 스프링, 100: 물 매트리스,

200, 200': 발열판, 205: 케이스,

210: 전원 접속구, 220: 열전도 코팅층,

230: 열선, 240: 은박 코팅층

250: 방수 충진제, 260, 260': 절연 코팅층,

270: 바이메탈 스위치, 280: 접지판,

300: 완충 지지대, 400: 받침대,

500: 전장부, 510: 온도센서,

520: 온도조절 입력기, 530: 중앙 제어기,
600: AC 아웃렛, 700: 참숯층

삭제

Claims (20)

1. 삭제
2. 다수의 물 이동통로가 형성되어 있는 직사각형의 바 형상으로 이루어져서 상부 매트리스 커버와 하부 매트리스 커버에 길이 방향으로 일정 간격 이격되어 나란히 고정되는 다수의 팽창 방지근이 설치되어 있는 물 매트리스;

   상기 물 매트리스 하부에 배치되어 상기 물 매트리스를 가열하는 발열판 및

   다수 겹의 천이 압축된 견면으로 이루어져서 상기 발열판을 완충 지지하는 완충 지지대를 구비한 물침대.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 견면의 중앙 부위에는 상부로 개방된 수납홈이 형성되어 있고,

   상기 발열판은 상기 수납홈에 수납되어 고정되는 것을 특징으로 하는 물침대.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 발열판은,

   속이 빈 금속 케이스;

   상기 케이스 내부에 지그재그 형태로 배열된 열선 및

   상기 케이스 내부 공간에 충진되는 방수 충진제를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 물침대.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 방수 충진제는 에폭시 수지 또는 실리콘 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 물침대.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 열선의 둘레에는 열 확산을 위한 은박이 코팅되는 것을 특징으로 하는 물침대.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 은박 코팅된 열선의 둘레에는 절연 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는 물침대.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 열선의 둘레의 절연 코팅층은 실리콘 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 물침대.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 케이스의 외부 표면에는 절연 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는 물침대.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 케이스의 외부 표면의 절연 코팅층은 실리콘 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 물침대.
11. 제 2 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 물침대 2개를 사용하여 더블베드를 구성하는 경우에,

    각각의 물침대에 대해 원하는 온도를 입력하는 온도조절 입력기, 상기 물 매트리스 내부 또는 외부에 설치되어 물 매트리스의 온도를 감지하는 온도 센서 및 상용교류전원을 입력받아 직류전원을 생성하고, 상기 온도조절 입력기를 통해 입력된 목표 온도와 상기 온도 센서를 통해 감지된 현재 온도를 비교한 결과에 따라 릴레이를 통해 상기 열선에 공급되는 상용교류전원을 단속하는 중앙 제어기를 각각 구성하되,

    어느 하나의 중앙 제어기는 다른 중앙 제어기로부터 상용교류전원을 공급받도록 된 것을 특징으로 하는 물침대.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 중앙 제어기 내부를 에폭시 수지 또는 실리콘 수지로 충진한 것을 특징으로 하는 물침대.
13. 제 2 항에 있어서,

    상기 물 매트리스 내부에는 흡수성 수지가 혼입된 것을 특징으로 하는 물침대.
14. 속이 빈 금속 케이스;

    상기 금속 케이스 내부에 지그재그 형태로 배열된 열선 및

    상기 금속 케이스 내부 공간에 충진되는 방수 충진제를 포함하여 이루어져서, 물침대의 물 매트리스 하부에서 상기 물 매트리스를 가열하는 물침대용 발열판.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 방수 충진제는 에폭시 수지 또는 실리콘 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 물침대용 발열판.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 열선의 둘레에는 열 확산을 위한 은박이 코팅되는 것을 특징으로 하는 물침대용 발열판.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 은박 코팅된 열선의 둘레에는 절연 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는 물침대용 발열판.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 열선의 둘레의 절연 코팅층은 실리콘 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 물침대용 발열판.
19. 제 16 항에 있어서,

    상기 케이스의 외부 표면에는 절연 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는 물침대용 발열판.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 케이스의 외부 표면의 절연 코팅층은 실리콘 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 물침대용 발열판.

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