KR100997528B1 - 온도가변형 에어매트리스 - Google Patents

Abstract

온도가변형 에어매트리스에 대한 발명이 개시된다. 개시된 온도가변형 에어매트리스는: 공압을 발생시키는 에어펌프와, 상기 에어펌프에서 나오는 공기를 가열 또는 냉각시키는 가변온도부 및 상기 가변온도부를 통하여 나온 공기에 의하여 팽창되는 셀부재를 포함하고, 상기 가변온도부는 펠티어소자를 이용하여 가열 또는 냉각 작용을 하는 것을 특징으로 한다.

에어펌프, 가변온도부, 셀부재, 에어매트리스, 펠티어소자

Description

온도가변형 에어매트리스{Temperature changeable mattress cover}

본 발명은 에어매트리스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에어매트리스에 공급되는 공기를 펠티어소자를 이용하여 가열 또는 냉각시키는 온도가변형 에어매트리스에 관한 것이다.

일반적으로, 매트리스는 쿠션 작용만 제공할 뿐 별도의 온열 및 냉방 기능을 제공하지 못함으로 인해 불편이 제기되었다.

이를 해소하기 위해 별도의 전기 장판을 매트리스 상측에 설치하여 사용하고 있으나, 매트리스와 결합되지 않은 구조로 인하여 불편함이 야기된다.

그리고, 에어펌프에서 나오는 공기를 직접 가열하기 위해서는 별도의 보일러 등의 열교환장치의 설치가 요구된다.

한편, 거동이 불편하여 장기간 침상에 누워있는 환자나 하반신마비, 전신마비 등의 마비 환자의 경우 장시간 같은 자세가 지속되는 관계로 혈액순환 및 신진대사가 원활하게 이루어지지 못함으로 압박을 받는 부위에 욕창이 발생하기 쉽다.

이러한 욕창을 예방하기 위해서는 일정시간마다 환자의 누워있는 자세를 변환시켜 압박부위의 부담을 해소시켜 주어야 한다.

그리고, 이에 더하여 매트리스와 접하여 압박을 받는 부위의 온도를 가변시켜 혈액 흐름을 원활하게 하는 것이 욕창방지에 도움이 된다.

그러나, 종래 매트리스 및 이에 결합되는 매트리스커버는 별도의 온도 조절 장치가 내장되어 있지 않음으로 인하여, 쾌적한 사용환경을 제공하지 못하게 되며 환자의 욕창을 효과적으로 관리하지 못하게 되었다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 공압에 의하여 작동되는 에어매트리스에 별도의 가열장치나 냉각장치가 설치됨으로 인하여 환자의 욕창을 방지 및 관리할 수 있는 온도가변형 에어매트리스를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 온도가변형 에어매트리스는: 공압을 발생시키는 에어펌프와, 상기 에어펌프에서 나오는 공기를 가열 또는 냉각시키는 가변온도부 및 상기 가변온도부를 통하여 나온 공기에 의하여 팽창되는 셀부재를 포함하게 된다.

또한 상기 가변온도부는 전원의 공급에 의하여 가열 또는 냉각 작용을 하는 펠티어소자를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 가변온도부는 교류전원을 직류전원으로 변환하여 상기 펠티어소자에 직류전원을 공급하기 위한 컨버터를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 가변온도부는 상기 에어펌프에서 나온 공기가 이동되기 위한 내부관로가 내측에 구비된 내측몸체부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 내측몸체부는 제1결합몸체와 제2결합몸체로 구분되어 상기 내부관로가 상기 제1결합몸체와 상기 제2결합몸체의 결합면에 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 내부관로는 지그재그 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 내측몸체부의 외측면 중에서 적어도 어느 한 면에는 상기 펠티어소자가 접하여 설치되는 것이 바람직하다.

또한 상기 펠티어소자는 복수로 구비되어 동일한 발열면이 상기 내측몸체부의 외측면에 접하여 설치되는 것이 바람직하다.

또한 상기 펠티어소자의 외측을 감싸며 설치되어 열이 전달되는 것을 차단하는 단열부재 및 상기 단열부재의 외측을 감싸며 설치된 케이스부재를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 펠티어소자가 외측면에 접하여 설치되며 내측에는 상기 에어펌프에서 나온 공기가 이동되는 유로가 지그재그 형상으로 형성된 관로부재를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 관로부재는 내측유로가 납작한 형상으로 형성된 납작관인 것이 바람직하다.

또한 상기 관로부재의 양단에 설치되어 일측에는 상기 관로부재가 삽입되기 위한 납작한 형상의 제1삽입구가 구비되며 타측에는 에어관로와 연결되기 위한 원형의 제2삽입구가 구비된 커넥터를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 펠티어소자는 복수로 구비되어 동일한 발열면이 상기 관로부재의 외측면에 접하여 설치되는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 온도가변형 에어매트리스는 종 래 발명과 달리 에어가 공급되는 에어매트리스의 온도를 가변할 수 있는 가변온도부를 설치하여 환자의 욕창 발생 및 진행을 억제할 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 온도가변형 에어매트리스의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도가변형 에어매트리스의 구성을 도시한 도면이며, 도 2는 도 1에 도시된 가변온도부를 분해 도시한 도면이며, 도 3은 도 2에 도시된 내측몸체부를 분해 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도가변형 에어매트리스는, 공압을 발생시키는 에어펌프(3)와, 상기 에어펌프(3)에서 나오는 공기를 가열 또는 냉각시키는 가변온도부(5) 및 상기 가변온도부(5)를 통하여 나온 공기에 의하여 팽창되는 셀부재(10)를 포함하게 된다.

에어펌프(3)와 가변온도부(5)는 셀부재(10)와 이격 설치된 전장부(1) 내측에 설치되거나 필요에 따라 별도의 공간에 설치될 수 있다.

전장부(1)는 셀부재(10)에 공압을 제공하기 위한 각종 부품들이 장착되어 있 으며, 본 발명의 일 실시예에 의한 전장부(1)에는 공압을 발생시키는 에어펌프(3)와 공기의 온도를 가열 또는 냉각시키는 가변온도부(5)만 설치되거나, 이에 더하여 공압제어부재(7)가 설치될 수 있다.

공압제어부재(7)는 가변온도부(5)를 통하여 이동된 공기를 다방향으로 나눠주기 위한 제어부재의 일종이다.

전장부(1)에 공압제어부재(7)가 설치되지 않은 경우에는 가변온도부(5)를 통과한 공기가 에어관로(9)를 따라 바로 셀부재(10)로 이동되어 공기를 공급하게 된다.

전장부(1)에 공압제어부재(7)가 설치된 경우에는, 셀부재(10)에 제1셀부재(12)와 제2셀부재(14)가 구비되고, 가변온도부(5)를 통과한 공기가 공압제어부재(7)에 의하여 제어되는 것에 의하여 교대부양을 하게 된다.

도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 가변온도부(5)는, 에어펌프(3)에서 나온 공기가 이동되기 위한 내부관로(26)가 내측에 구비된 내측몸체부(20)를 포함하게 된다.

내측몸체는 열전도가 잘 이루어지는 재질로 형성되며, 내측몸체 내측에 형성된 내부관로(26)를 따라 공기가 이동되며 열교환이 이루어지기 위한 기술사상 안에서 내부관로(26)의 형상은 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 바람직하게 내부관로(26)는 지그재그 형상으로 형성되어 공간활용도를 극대화하면서 열교환 효율을 향상시킨다.

내측몸체부(20)는 제1결합몸체(22)와 제2결합몸체(24)로 구분되며, 제1결합 몸체(22)와 제2결합몸체(24)의 결합면에 내부관로(26)가 형성된다.

즉, 제1결합몸체(22)의 결합면에 내부관로(26)의 일측 부분이 형성되며, 제2결합몸체(24)의 결합면에 내부관로(26)의 타측 부분이 형성되어 내측몸체부(20)의 가공 편리성을 향상시킨다.

내측몸체부(20)의 내측에 형성된 내부관로(26)의 양단에는 에어관로(9)가 연결되어 일측은 에어펌프(3)에 연결되고 타측은 공압제어부재(7)에 연결된다.

본 발명 일 실시예에 의한 가변온도부(5)는 전원의 공급에 의하여 가열 또는 냉각 작용을 하는 펠티어소자를 포함한다.

그리고, 펠티어소자에 직류전원을 공급하기 위한 컨버터(34)를 더 구비하며, 컨버터(34)는 교류전원을 직류전원으로 변환하는 동작상태를 갖게 된다.

펠티어(Peltier)소자는 소형 히트펌프로 이용 가능한 소자로, 열 이동은 열전소자를 통해서 한쪽의 흡열(吸熱)면에서 다른 방열(放熱)면으로 이동되며, 이동되는 열은 공급되는 전압에 비례한다.

펠티어소자는 전류의 극성을 바꿈에 따라 가열(加熱)과 냉각(冷却)의 기능이 가능하다.

펠티어소자에 의하여 가열 또는 냉각을 하기 위하여 내측몸체부(20)의 외측면 중에서 적어도 어느 한 면에는 펠티어소자가 접하여 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 의한 펠티어소자는 제1펠티어소자(40)와 제2펠티어소자(42)로 구분되어 동일한 발열면이 내측몸체부(20)의 외측면에 접하여 설치되는 것이 바람직하다.

펠티어소자는 1개만 설치될 수 있으며, 필요에 따라 2개 이상의 복수로 구비되어 내측몸체부(20)와 접하여 설치될 수 있다.

펠티어소자가 복수로 구비된 경우, 전원의 공급에 의하여 펠티어소자의 일측면은 가열되고 타측면은 냉각이 이루어지는 경우, 각 펠티어소자의 가열되는 면이 내측몸체부(20)를 향하여 설치되도록 한다.

펠티어소자의 전원의 극성을 바꾸면 내측몸체부(20)와 접하여 발열되는 펠티어소자의 접촉면은 냉각작용을 하게 된다.

제1펠티어소자(40)와 제2펠티어소자(42)로 구성된 펠티어소자의 외측에는 외부로 열이 전달되는 것을 차단하기 위하여 펠티어소자의 외측을 감싸는 단열부재(30)가 설치된다.

그리고, 단열부재(30)의 외측을 감싸며 케이스부재(32)가 설치되어 외부 충격 등으로 부터 내부 부품을 보호하게 된다.

또한, 제1,2펠티어소자(40,42)와 단열부재(30) 사이에는 열을 흡수하기 위한 흡열부재가 설치되는 것도 본 발명의 실시예라 할 수 있다.

흡열부재는 펠티어소자에서 나오는 냉기 또는 열기를 흡수하기 위한 것으로, 이와 같은 기술사상안에서 스폰지나 다공성 신축부재 등 다양한 부재가 흡열부재로 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 펠티어소자는 직류전원의 세기에 따라 강약이 조절되며, 직류전원의 극성에 따라 온열기능 및 냉각기능을 나타내게 된다.

따라서, 환자가 여름에 셀부재(10) 상측에 누워있을 경우, 내측몸체부(20)와 접하고 있는 제1,2펠티어소자(40,42)의 접촉면이 냉각되도록 하여 셀부재(10)로 공급되는 공기를 냉각시키게 된다.

이로 인하여, 셀부재(10)에 누워있는 환자의 몸이 시원해지도록 하며, 환자가 땀을 흘려서 욕창이 발생되거나 진행되는 것을 방지하게 된다.

그리고 겨울에는 직류전원의 극성을 바꿔서 펠티어소자에 공급함으로 인하여, 내측몸체부(20)와 접하고 있는 펠티어소자의 접촉면이 가열되도록 하여 환자의 몸이 따뜻하도록 하며, 자체 내장된 타이머에 의하여 온열과 냉각을 반복하여 혈액순환을 촉진하여 욕창 발생 및 진행을 방지하게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 온도가변형 에어매트리스를 설명하기로 한다.

설명의 편의를 위해 본 발명의 일 실시예와 구성 및 작용이 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호로 인용하고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 가변온도부(5)를 분해 도시한 도면이며, 도 5는 도 4에 도시된 관로부재와 이에 연결된 커넥터가 결합된 상태를 도시한 도면이다.

도 4와 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 가변온도부(6)는 제1,2펠티어소자(40,42) 사이에 관로부재(50)가 설치된다.

관로부재(50)의 외측면에는 제1,2펠티어소자(40,42)를 포함하는 펠티어소자가 접하여 설치됨으로 관로부재(50) 내측의 공기를 가열하거나 냉각시키게 된다. 그리고, 관로부재(50)의 내측에는 에어펌프(3)에서 나온 공기가 이동되는 유로가 지그재그 형상으로 형성된다.

관로부재(50)는 내측유로(52)가 납작한 형상으로 형성된 납작관으로 이루어져서 제1펠티어소자(40)와 제2펠티어소자(42)와 접하는 양측면이 평편한 형상을 하게 되며, 열전도가 잘 이루어지는 재질로 형성됨이 바람직하다.

관로부재(50)의 양단에는 커넥터(60)가 설치된다. 커넥터(60)의 일측에는 관로부재(50)가 삽입되기 위한 납작한 형상의 제1삽입구(62)가 구비되며 커넥터(60)의 타측에는 에어관로(9)와 연결되기 위한 원형의 제2삽입구(64)가 구비된다.

관로부재(50)의 양측면이 평편한 형상인 것에 의하여 제1,2펠티어소자(40,42)와 열교환되는 면적이 최대가 되며, 커넥터(60)와 연결되는 에어관로(9)와 제1,2펠티어소자(40,42)와 연결되기 위한 전선이 통과되도록 일측에 통공이 구비된 단열부재(31)와 케이스부재(33)가 제1,2펠티어소자(40,42)의 외측을 감싸며 차례로 구비된다.

제1펠티어소자(40)와 제2펠티어소자(42)의 기능과 동작 설명은 본 발명의 일 실시예와 동일하므로 생략하기로 한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

또한, 교대부양되는 에어매트리스를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 공기가 공급되어 단일 팽창되거나 복수로 팽창되는 셀부재를 구비한 에어매트리스에도 본 발명의 가변온도부를 사용할 수 있다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도가변형 에어매트리스의 구성을 도시한 도면이다.

도 2는 도 1에 도시된 가변온도부를 분해 도시한 도면이다.

도 3은 도 2에 도시된 내측몸체부를 분해 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 가변온도부를 분해 도시한 도면이다.

도 5는 도 4에 도시된 관로부재와 이에 연결된 커넥터가 결합된 상태를 도시한 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1: 전장부 3: 에어펌프

5,6: 가변온도부 7: 공압제어부재

9: 에어관로 10: 셀부재

12: 제1셀부재 14: 제2셀부재

20: 내측몸체부 22: 제1결합몸체

24: 제2결합몸체 26: 내부관로

30,31:단열부재 32,33: 케이스부재

34: 컨버터 40: 제1펠티어소자

42: 제2펠티어소자 50: 관로부재

52: 내측유로 60: 커넥터

62: 제1삽입구 64: 제2삽입구

Claims (13)

1. 공압을 발생시키는 에어펌프;

   상기 에어펌프에서 나오는 공기를 가열 또는 냉각시키는 가변온도부;

   상기 가변온도부를 통하여 이동되는 공기를 다방향으로 나눠주기 위한 공압제어부재; 및

   상기 공압제어부재에 의하여 제어되는 공기에 의하여 교대 부양되는 제1셀부재와 제2셀부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도가변형 에어매트리스.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 가변온도부는 전원의 공급에 의하여 가열 또는 냉각 작용을 하는 펠티어소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도가변형 에어매트리스.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 가변온도부는 교류전원을 직류전원으로 변환하여 상기 펠티어소자에 직류전원을 공급하기 위한 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도가변형 에어매트리스.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 가변온도부는 상기 에어펌프에서 나온 공기가 이동되기 위한 내부관로가 내측에 구비된 내측몸체부를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도가변형 에어매트리스.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 내측몸체부는 제1결합몸체와 제2결합몸체로 구분되어 상기 내부관로가 상기 제1결합몸체와 상기 제2결합몸체의 결합면에 형성됨을 특징으로 하는 온도가변형 에어매트리스.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 내부관로는 지그재그 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 온도가변형 에어매트리스.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 내측몸체부의 외측면 중에서 적어도 어느 한 면에는 상기 펠티어소자가 접하여 설치되는 것을 특징으로 하는 온도가변형 에어매트리스.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 펠티어소자는 복수로 구비되어 동일한 발열면이 상기 내측몸체부의 외측면에 접하여 설치되는 것을 특징으로 하는 온도가변형 에어매트리스.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 펠티어소자의 외측을 감싸며 설치되어 열이 전달되는 것을 차단하는 단열부재; 및

   상기 단열부재의 외측을 감싸며 설치된 케이스부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도가변형 에어매트리스.
10. 제 2 항에 있어서,

    상기 펠티어소자가 외측면에 접하여 설치되며 내측에는 상기 에어펌프에서 나온 공기가 이동되는 유로가 지그재그 형상으로 형성된 관로부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도가변형 에어매트리스.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 관로부재는 내측유로가 납작한 형상으로 형성된 납작관인 것을 특징으로 하는 온도가변형 에어매트리스.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 관로부재의 양단에 설치되어 일측에는 상기 관로부재가 삽입되기 위한 납작한 형상의 제1삽입구가 구비되며 타측에는 에어관로와 연결되기 위한 원형의 제2삽입구가 구비된 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도가변형 에어매트리스.
13. 제 10 항에 있어서,

    상기 펠티어소자는 복수로 구비되어 동일한 발열면이 상기 관로부재의 외측면에 접하여 설치되는 것을 특징으로 하는 온도가변형 에어매트리스.

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