KR101184561B1 - 체온조절용 냉온패드 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 체온의 변화에 따라 체온을 올리거나 내려서 정상 체온을 유지시킬 수 있도록 하는 체온조절용 냉온패드 장치에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 체온조절용 냉온패드 장치는, 급수구가 폐쇄되는 방향으로 탄성지지되는 급수밸브가 하부에 구비된 물통; 상기 급수구가 삽입되는 주입구 및 상기 급수구가 상기 주입구에 삽입 시 상기 급수구를 개방시키는 방향으로 상기 급수밸브를 작동시키는 개방돌기가 구비되어 상기 물통에 저장된 물을 일정량 공급받되, 공급받은 물을 냉각 또는 가열시키기 위한 지그재그식 유로가 형성된 유로몸체와, 상기 유로몸체의 일면에 전도성접착제로 면접촉되고 접촉 이면에 방열판이 구비되어 인가된 전원 극성에 따라 냉각/가열 방향이 전환되는 열전모듈을 포함하는 냉각/가열부; 상기 냉각/가열부의 물이 순환되는 순환라인 및 상기 순환라인의 물을 순환시키는 순환펌프를 포함하는 순환구동부; 상기 순환라인의 일부가 내장되어 신체 일부분과 면접촉됨에 따라 체온을 승강 또는 하강시키는 냉온패드부; 및 체온센서로부터 센싱된 체온과 설정된 체온설정값에 근거하여, 상기 냉각/가열부 및 순환펌프의 동작을 개별적으로 제어하여 체온을 올리거나 내리도록 제어하는 제어부;를 포함하여 구성된다.

Description

체온조절용 냉온패드 장치{Cooling and heating pad apparatus for thermoregulating of human body}

본 발명은 체온조절용 냉온패드 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 고체온증 또는 저체온증 증상이 있는 환자의 체온을 정상 체온으로 회복 및 유지시키기 위한 체온조절용 냉온패드 장치에 관한 것이다.

사람은 일정 체온의 항상성을 유지할 수 있는 능력이 있으며, 건강한 사람의 체온은 보통 36.5℃ ~ 37.1℃ 사이로 유지된다.

극한의 추위에 신체가 노출된 경우나 과다한 출혈이 발생한 경우에는 체온이 정상 범위보다 낮아질 수 있고, 극한의 더위에 신체가 노출된 경우나 독감 등과 같은 질병에 걸린 경우에는 체온이 정상 범위보다 높아질 수 있다.

체온이 정상 범위보다 낮은 저체온 상태가 되면 신진대사가 원활하지 못해 신체 기능에 제한을 받게 되고, 혈압이 급격히 떨어지며, 심각한 경우엔 얼마 지나지 않아 사망할 수 있다.

한편, 체온이 정상 범위보다 높은 고체온 상태가 되면 구역질이 나고 계속 땀이 흐르는 증상이 나타날 뿐만 아니라 목이 마르고 어지럽고 맥이 빠지며 몸을 잘 움직일 수 없게 되며, 이런 증상에 대해 빠른 조치를 취하지 않으면 열사병으로 발전할 수 있다.

상술한 바와 같이, 체온이 정상 범위를 벗어난 상태가 지속되지 않도록 조절해줄 필요가 있다.

이러한 체온 조절을 위하여 관련 기술이 제안된 바 있다.

예를 들어, 대한민국 공개특허 제2005-0009498호(공개일자 2005년01월25일)는 희망온도로 설정된 물을 팩에 이동시켜 상기 팩에 접촉되는 신체 일부를 냉각 또는 가열함으로써 신체의 온도를 조절하는 냉각 및 가온장치에 대하여 개시하고 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래기술은 사용자의 온도설정에 따라 가열부와 냉각부를 순환하는 물의 온도를 센싱하여 팩을 순환하는 물의 온도를 조절하는 구조이므로, 사용자의 실제 체온변화를 정밀하게 고려한 온도 제어가 이뤄질 수 없다는 한계가 있었다.

따라서, 상술한 바와 같은 종래의 냉각 및 가온장치를 체온조절용으로 사용하는 경우, 의사 판단 능력이 있는 청소년이나 성인은 실제 체온과 수온을 종합적으로 고려하여 적절하게 온도 조건을 조절할 수도 있었으나, 의사 판단 능력이 떨어지는 유아나 영아, 의식이 불명한 환자의 경우에는 이러한 조절 능력이 결여되어 체온과 수온을 종합적으로 고려한 정밀한 온도 조절을 할 수 없다는 문제가 있었다.

특히, 수온과 체온이 과도하게 차이 나는 경우에는 유아나 영아, 환자 등의 경우, 신체에 많은 부담을 줄 우려가 있었다.

또한, 장치가 전반적으로 컴팩트하지 않은 구성을 취하기 때문에, 사용 공간을 많이 차지하고 이동성 측면에서 불편한 점이 있었다.

또한, 냉온 매개체로 사용되는 물의 저장 구조가 단순하여, 최초 사용이나 장시간 사용함에 따른 물의 교환 및 보충 시에 장치 전체를 물 공급 장소(예를 들어, 화장실 등)으로 이동시켜 물을 교환하거나 보충해야 하는 불편함이 있었다.

상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 체온의 변화를 정밀하게 센싱하여 체온을 올리거나 내려서 정상 체온을 유지시킬 수 있는 체온조절용 냉온패드 장치를 제공함에 있다.

또한, 상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또다른 목적은, 신체를 냉각 또는 가열하기 위한 순환매체인 물의 온도와 체온이 과도하게 차이 나지 않도록 하여 유아나 영아, 환자 등에게도 신체에 과도한 부담을 주지 않고 안정적으로 사용할 수 있는 체온조절용 냉온패드 장치를 제공함에 있다.

또한, 열전모듈에 의한 컴팩트한 냉온/가열부 구조를 취하므로, 전체적으로 컴팩트한 구조가 가능한 체온조절용 냉온패드 장치를 제공함에 있다.

또한, 일정 기간 사용 후 물을 교환하여 사용하거나 물의 유출시 보충하여 사용할 수 있고, 특히, 소형의 콤팩트한 크기의 물통을 적용하여 순환라인 및 냉각/가열부 등에 물을 공급할 수 있으므로, 본체 자체를 이동할 필요가 없게 되어 사용편의성이 증대되는 체온조절용 냉온패드 장치를 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 체온조절용 냉온패드 장치는, 급수구가 폐쇄되는 방향으로 탄성지지되는 급수밸브가 하부에 구비된 물통; 상기 급수구가 삽입되는 주입구 및 상기 급수구가 상기 주입구에 삽입 시 상기 급수구를 개방시키는 방향으로 상기 급수밸브를 작동시키는 개방돌기가 구비되어 상기 물통에 저장된 물을 일정량 공급받되, 공급받은 물을 냉각 또는 가열시키기 위한 지그재그식 유로가 형성된 유로몸체와, 상기 유로몸체의 일면에 전도성접착제로 면접촉되고 접촉 이면에 방열판이 구비되어 인가된 전원 극성에 따라 냉각/가열 방향이 전환되는 열전모듈을 포함하는 냉각/가열부; 상기 냉각/가열부의 물이 순환되는 순환라인 및 상기 순환라인의 물을 순환시키는 순환펌프를 포함하는 순환구동부; 상기 순환라인의 일부가 내장되어 신체 일부분과 면접촉됨에 따라 체온을 승강 또는 하강시키는 냉온패드부; 및 체온센서로부터 센싱된 체온과 설정된 체온설정값에 근거하여, 상기 냉각/가열부 및 순환펌프의 동작을 개별적으로 제어하여 체온을 올리거나 내리도록 제어하는 제어부;를 포함하여 구성된다.

바람직하게, 사용자에 의하여 체온 하강 모드로 설정되면, 상기 제어부는, 상기 체온이 상기 체온설정값보다 높은 경우에 상기 냉각/가열부의 냉각동작 및 순환펌프의 동작을 ON시키고, 상기 체온이 상기 체온설정값보다 낮은 경우에 상기 냉각/가열부의 냉각동작 및 순환펌프의 동작을 OFF시켜 체온을 내리도록 할 수 있다.

바람직하게, 사용자에 의하여 체온 승강 모드로 설정되면, 상기 제어부는, 상기 체온이 상기 체온설정값보다 낮은 경우에 상기 냉각/가열부의 가열동작 및 순환펌프의 동작을 ON시키고, 상기 체온이 상기 체온설정값보다 높은 경우에 상기 냉각/가열부의 가열동작 및 순환펌프의 동작을 OFF시켜 체온을 올리도록 할 수 있다.

바람직하게, 상기 냉온패드부를 순환한 물의 온도를 센싱하는 수온센서;를 더 포함하여 구성되되, 사용자에 의하여 체온 하강 모드로 설정되면, 상기 제어부는, 상기 체온이 상기 체온설정값보다 높고 상기 수온이 설정된 수온설정값보다 높은 경우에 상기 냉각/가열부의 냉각동작 및 순환펌프의 동작을 ON시키고, 상기 체온이 상기 체온설정값보다 높고 상기 수온이 설정된 수온설정값보다 낮은 경우에 상기 냉각/가열부의 냉각동작을 OFF 및 상기 순환펌프의 동작을 ON시키며, 상기 체온이 상기 체온설정값보다 낮은 경우에 상기 냉각/가열부의 냉각동작 및 상기 순환펌프의 동작을 OFF시켜 체온을 내리도록 할 수 있다.

바람직하게, 상기 냉온패드부를 순환한 물의 온도를 센싱하는 수온센서;를 더 포함하여 구성되되, 사용자에 의하여 체온 승강 모드로 설정되면, 상기 제어부는, 상기 체온이 상기 체온설정값보다 낮고 상기 수온이 설정된 수온설정값보다 낮은 경우에 상기 냉각/가열부의 가열동작 및 순환펌프의 동작을 ON시키고, 상기 체온이 상기 체온설정값보다 낮고 상기 수온이 설정된 수온설정값보다 높은 경우에 상기 냉각/가열부의 가열동작을 OFF 및 상기 순환펌프의 동작을 ON시키며, 상기 체온이 상기 체온설정값보다 높은 경우에 상기 냉각/가열부의 가열동작 및 상기 순환펌프의 동작을 OFF시켜 체온을 올리도록 할 수 있다.

바람직하게, 상기 냉온패드부를 순환한 물의 유량을 검출하는 유량계;를 더 포함하여 구성되되, 상기 제어부는, 상기 순환펌프 동작이 ON된 상태에서 상기 유량계에서 유량이 검출되지 않는 경우에 고장알람을 발생하고, 상기 냉각/가열부 및 순환펌프의 동작을 OFF시킬 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 체온의 변화에 따라 냉각/가열부 및 순환펌프의 동작을 개별적으로 제어함으로써 체온을 올리거나 내려서 정상 체온을 정밀하게 유지시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 체온 하강 모드 또는 체온 승강 모드로 선택하여 각 사용자의 상황에 맞는 대처를 신속하게 할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 신체를 냉각 또는 가열하기 위한 순환매체인 물의 온도와 체온이 과도하게 차이 나지 않도록 하여, 유아나 영아, 환자 등에게도 안정적으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 신체에 대한 쇼크 등의 발생을 방지할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 유량계를 통해 고장 여부를 감지하여 고장에 대한 빠른 대처가 가능하다는 이점이 있다.

또한, 열전모듈에 의한 컴팩트한 냉온/가열부 구조를 취하므로, 전체적으로 컴팩트한 구조가 가능하다는 이점이 있다.

또한, 일정 기간 사용 후 물을 교환하여 사용하거나 물의 유출시 보충하여 사용할 수 있고, 특히, 소형의 콤팩트한 크기의 물통을 적용하여 순환라인 및 냉각/가열부 등에 물을 공급할 수 있으므로, 본체 자체를 이동할 필요가 없게 되어 사용편의성이 증대된다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 체온조절용 냉온패드 장치의 개략적인 구성을 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 체온조절용 냉온패드 장치를 구성하는 물통과 냉각/가열부를 도시한 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 체온조절용 냉온패드 장치를 구성하는 물통과 냉각/가열부의 조립상태를 도시한 부분단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 체온조절용 냉온패드 장치의 제1실시예에 따른 냉각시 제어순서를 도시한 흐름도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 체온조절용 냉온패드 장치의 제1실시예에 따른 가열시 제어순서를 도시한 흐름도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 체온조절용 냉온패드 장치의 제2실시예에 따른 냉각시 제어순서를 도시한 흐름도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 체온조절용 냉온패드 장치의 제2실시예에 따른 가열시 제어순서를 도시한 흐름도.

본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

<제1실시예>

본 발명의 제1실시예에 따른 체온조절용 냉온패드 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 크게, 물통(100), 냉각/가열부(200), 순환구동부(300), 냉온패드부(400), 제어부(500)를 포함하여 이뤄진다.

상기 물통(100)은 상기 냉각/가열부(200)로 일정량의 물을 공급하기 위해 물을 저장하고 있는 부분으로서, 상기 냉각/가열부(200)로 물을 공급하기 위한 급수구(110)가 하부에 형성되고 있고, 상기 급수구(110)에는 급수구(110)가 폐쇄되는 방향으로 탄성지지되는 급수밸브(120)가 구비된다.

상세하게는, 도 3에 도시된 바와 같이, 물통(100)의 급수구(110) 상에 중앙핀(130)이 상하슬라이딩 가능하게 지지되어 있고, 상기 중앙핀(130)의 상단에는 상기 중앙핀(130)의 상하슬라이딩에 따라 상기 급수구(110)를 개폐하는 급수밸브(120)가 구비되며, 상기 중앙핀(130)이 지지된 부분과 상기 중앙핀(130)의 하단 사이에는 탄성스프링(140)이 탄지되어 있다.

상기 냉각/가열부(200)는 상기 물통(100)의 급수구(110)가 삽입되는 주입구(210) 및 상기 급수구(110)가 상기 주입구(210)에 삽입 시 상기 급수구(110)를 개방시키는 방향으로 상기 급수밸브(120)를 작동시키는 개방돌기(220)가 구비된다.

따라서, 상기 물통(100)이 상기 냉각/가열부(200)와 분리된 상태에서는 도 3의 (a)와 같이, 물통(100)의 중앙핀(130)이 하방으로 탄지됨에 따라 상기 급수밸브(120)가 상기 급수구(110)를 폐쇄하게 된다.

또한, 상기 물통(100)의 급수구(110)가 상기 주입구(210)에 삽입된 상태에서는 도 3의 (b)와 같이, 물통(100)의 중앙핀(130) 하단이 상기 개방돌기(220)에 의해 상방으로 가압되어 상기 급수밸브(120)가 상기 급수구(110)를 개방시키게 된다.

한편, 상기 냉각/가열부(200)는 상기 주입구(210)를 통해 상기 물통(100)에 저장된 물을 일정량 공급받는다. 즉, 상기 냉각/가열부(200)의 내부에 물이 모두 채워질 때까지는 물통(100)의 물을 공급받지만, 내부에 물이 모두 채워진 상태에서는 더 이상 물통(100)의 물을 공급받지 않는다.

이러한 분리형 구조의 물통(100)에 의해 본 실시예의 냉온패드 장치는 냉온용 매개체로 사용되는 물을 냉각/가열부(200)를 비롯한 본체에 공급시 본체 자체를 이동할 필요가 없게 되어, 사용 편의성이 향상된다.

상술한 바와 같이, 물통(100)의 물을 일정량 공급받은 냉각/가열부(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 공급받은 물을 냉각 또는 가열시키기 위한 지그재그식 유로가 형성된 유로몸체(230), 상기 유로몸체(230)의 일면에 전도성접착제(242)로 면접촉되고 접촉 이면에 방열판(244)이 구비되어 인가된 전원 극성에 따라 냉각/가열 방향이 전환되는 열전모듈(240)을 포함한다.

즉, 지그재그식 유로가 형성된 유로몸체(230)의 상면에 상기 열전모듈(240)이 전도성접착제(242)를 개재해서 면접촉되도록 구성되고, 상기 열전모듈(240)의 접촉 이면에 방열판(244)이 구비되는 것이다.

이때, 상기 냉각/가열부(200)는 상기 순환라인(310)과 연결되는바, 상기 순환라인(310)으로부터 물을 공급받는 공급홀(230h1)이 지그재그식 유로의 일측에 형성되고, 상기 순환라인(310)으로 물을 공급하는 배출홀(230h2)이 지그재그식 유로의 타측에 형성된다.

따라서, 상기 공급홀(230h1)로 공급되는 물이 지그재그식 유로를 지나면서 상기 열전모듈(240)에 의해 냉각 또는 가열이 이뤄질 수 있고, 이렇게 냉각 또는 가열된 물이 배출홀(230h2)을 통해 배출된다.

상기 열전모듈(240)은, 서로 다른 금속을 접합시켜 전원을 공급하는 경우 전원의 극성에 따라 일측부에서는 방열 작용이 발생되고, 타측부에서는 흡열 작용이 발생되는 펠티에 효과(Peltier Effect)를 이용한 것으로, 냉각/가열부(200)의 지그재그식 유로에 채워진 물을 냉각 또는 가열시키게 된다.

상기 냉각/가열부(200)는, 예를 들어, 구리, 알루미늄 등 열전도성이 좋은 재질로 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 냉각/가열부(200)의 지그재그식 유로에 채워져 있는 물을 배출시킬 필요가 있을 시, 상기 공급홀(230h1) 또는 배출홀(230h2)로부터 순환라인을 분리시킨 후 배출시킬 수 있으며, 별도의 드레인홀(미도시)를 마련하여 이를 통해 배출시킬 수도 있음은 물론이다.

상기 순환구동부(300)는 순환라인(310)과 순환펌프(320)로 이뤄지며, 상기 순환라인(310)은 상기 냉각/가열부(200)의 물이 순환되도록 물이 순환될 수 있는 유로를 형성하는 부분이고, 상기 순환펌프(320)는 상기 냉각/가열부(200)의 물이 상기 순환라인(310)을 따라 순환될 수 있도록 물을 순환시키기 위한 동력을 제공하는 부분이다.

상기 냉온패드부(400)는 상기 순환라인(310)의 일부가 내장되어 신체 일부분과 면접촉됨에 따라 체온을 승강 또는 하강시키기 위한 부분으로서, 예를 들어, 수건 등과 같이 부드러운 천 재질의 내부에 상기 순환라인(310)을 내장한 형태가 될 수 있고, 이 외에도 탄성적으로 변형이 쉽고 열전달성이 양호한 연성의 합성수지 재질 내부에 상기 순환라인(310)을 내장한 형태가 될 수도 있으며, 다양한 형태로 변형이 가능함은 물론이다.

또한, 상기 냉온패드부(400)는 체온 조절이 요구되는 다양한 인체 부위 특성에 따라 다양한 크기와 형태로 변형 구성될 수 있다.

한편, 상기 냉온패드부(400)와 신체와의 열교환 효율을 높이기 위해 상기 냉온패드부(400)에 내장된 순환라인(310)을 감싸는 열매개체(미도시)가 냉온패드부(400)의 내부에 구비될 수 있다.

상기 열매개체가 구비된 경우에, 상기 냉온패드부(400)에 내장된 순환라인(310)을 순환하는 물이 1차적으로 열매개체와 열교환을 이루고, 상기 열매개체가 2차적으로 신체와 열교환을 이루게 된다.

상기 열매개체는 예를 들어, 일회용 기저귀 등에 사용되는 고흡수성 수지(super absorbent polymer)에 물을 흡수시킨 상태로 구성될 수 있다. 또한, 젤 형태의 재료를 상기 냉온패드부(400)의 내부에 충진하는 등의 방식으로 상기 열매개체를 구비할 수 있음은 물론이다.

상술한 열매개체에 의해서 상기 냉온패드부(400) 전체적으로 균일한 온도변화가 이뤄지고, 효과적인 체온 조절이 가능하게 된다.

상기 제어부(500)는 신체의 일부분(예를 들어, 겨드랑이 부분)에 위치되어 체온을 센싱하는 체온센서(S1)로부터 센싱된 체온과 사용자에 의해 설정된 체온설정값에 근거하여, 상기 냉각/가열부(200) 및 순환펌프(320)의 동작을 개별적으로 제어하여 체온을 올리거나 내리도록 제어한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 체온이 높은 환자에게 적용하기 위해 사용자가 체온 하강 모드를 설정하면, 상기 제어부(500)는, 상기 체온이 상기 체온설정값보다 높은 경우에 상기 냉각/가열부(200)의 냉각동작 및 순환펌프(320)의 동작을 ON시키고, 상기 체온이 상기 체온설정값보다 낮은 경우에 상기 냉각/가열부(200)의 냉각동작 및 순환펌프(320)의 동작을 OFF시켜 체온을 내리도록 한다.

예를 들어, 체온이 39℃인 환자에게는 체온을 하강시키기 위한 조치가 필요하며, 이에 따라 사용자가 체온 하강 모드를 설정하되, 체온설정값을 36.5℃로 설정하면, 환자의 체온이 36.5℃보다 높은 경우에 상기 냉각/가열부(200)의 냉각동작 및 순환펌프(320)의 동작을 ON시켜서 환자의 체온을 내리도록 하고, 환자의 체온이 36.5℃보다 낮아지게 되는 경우에 상기 냉각/가열부(200)의 냉각동작 및 순환펌프(320)의 동작을 OFF시켜서 환자의 체온이 더 이상 떨어지지 않도록 한다.

상기 체온설정값은 단일값으로 예시하였지만, 온도 범위 형태로 설정되도록 구성될 수도 있음은 물론이다. 이 경우, 체온센서(S1)는 설정된 체온설정값의 상한치 또는 하한치를 기준으로 온도범위에서 벗어나고 있는지를 판단하게 된다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 순환라인(310)을 순환하는 물의 유량을 검출하기 위해 유량계(S3)가 구비되는데, 특히, 상기 유량계(S3)는 상기 냉온패드부(400)의 순환을 마치고 배출되는 부분에 해당하는 순환라인(310)에 구비된다.

따라서, 상기 제어부(500)는, 사용자에 의한 체온 하강 모드 동작 중에 상기 순환펌프(320)의 동작이 ON된 상태에서 상기 유량계(S3)에서 유량이 검출되지 않는 경우를 고장으로 판단하여 고장알람을 발생하고, 상기 냉각/가열부(200) 및 순환펌프(320)의 동작을 OFF시켜 과냉에 의한 파손을 방지하도록 한다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 체온이 낮은 환자에게 적용하기 위해 사용자가 체온 승강 모드를 설정하면, 상기 제어부(500)는, 상기 체온이 상기 체온설정값보다 낮은 경우에 상기 냉각/가열부(200)의 가열동작 및 순환펌프(320)의 동작을 ON시키고, 상기 체온이 상기 체온설정값보다 높은 경우에 상기 냉각/가열부(200)의 냉각동작 및 순환펌프(320)의 동작을 OFF시켜 체온을 올리도록 한다.

예를 들어, 체온이 35℃인 환자에게는 체온을 승강시키기 위한 조치가 필요하며, 이에 따라 사용자가 체온 승강 모드를 설정하되, 체온설정값을 36.5℃로 설정하면, 환자의 체온이 36.5℃보다 낮은 경우에 상기 냉각/가열부(200)의 가열동작 및 순환펌프(320)의 동작을 ON시켜서 환자의 체온을 올리도록 하고, 환자의 체온이 36.5℃보다 높아지게 되는 경우에 상기 냉각/가열부(200)의 가열동작 및 순환펌프(320)의 동작을 OFF시켜서 환자의 체온이 더 이상 올라가지 않도록 한다.

또한, 상기 제어부(500)는, 사용자에 의한 체온 승강 모드 동작 중에 상기 순환펌프(320)의 동작이 ON된 상태에서 상기 유량계(S3)에서 유량이 검출되지 않는 경우를 고장으로 판단하여 고장알람을 발생하고, 상기 냉각/가열부(200) 및 순환펌프(320)의 동작을 OFF시켜 과열에 의한 파손을 방지하도록 한다.

한편, 상술한 바와 같은 제어부의 제어 동작 중에 변화하는 체온의 상태를 프린터(도1의 600)로 전송하여 출력함에 따라 체온의 변화를 그래프 형태로 파악할 수 있다.

상기 냉각/가열부(200), 물통(100), 제어부(500) 등은 사용편의성 및 디자인 등을 고려하여, 예를 들어, 경성의 합성수지재로 제작된 케이싱에 내장되어 조립될 수 있다. 특히, 본 실시예의 냉온패드 장치는 열전모듈(240)을 열원(또는 냉각원)으로 이용함으로, 전체적으로 컴팩트한 구조로 구현될 수 있다.

<제2실시예>

본 발명의 제2실시예에 따른 체온조절용 냉온패드 장치는, 제1실시예의 체온조절용 냉온패드 장치의 구성에 수온센서(S2)가 추가된 것으로서, 제1실시예와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하고 추가된 수온센서(S2)와 이를 이용한 제어부(500)의 제어동작에 대하여 설명하도록 한다.

상기 수온센서(S2)는 상기 냉온패드부(400)를 순환한 물의 온도를 센싱하도록 상기 순환라인(310)에 설치된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 체온이 높은 환자에게 적용하기 위해 사용자가 체온 하강 모드를 설정하면, 상기 제어부(500)는, 상기 체온이 상기 체온설정값보다 높고 상기 수온이 설정된 수온설정값보다 높은 경우에 상기 냉각/가열부(200)의 냉각동작 및 순환펌프(320)의 동작을 ON시키고, 상기 체온이 상기 체온설정값보다 높고 상기 수온이 설정된 수온설정값보다 낮은 경우에 상기 냉각/가열부(200)의 냉각동작을 OFF 및 상기 순환펌프(320)의 동작을 ON시키며, 상기 체온이 상기 체온설정값보다 낮은 경우에 상기 냉각/가열부(200)의 냉각동작 및 상기 순환펌프(320)의 동작을 OFF시켜 체온을 내리도록 한다.

예를 들어, 체온이 39℃인 환자에게는 체온을 하강시키기 위한 조치가 필요하며, 이에 따라 사용자가 체온 하강 모드를 설정하되, 체온설정값을 36.5℃로 설정하고, 수온설정값을 35℃로 설정하면, 제어부(500)는 환자의 체온이 36.5℃보다 높은 경우에 순환하는 물의 수온과 수온설정값을 비교판단하게 된다.

순환하는 물의 수온이 수온설정값인 35℃보다 높은 것으로 판단되면 냉각/가열부(200)의 냉각동작을 ON 및 순환펌프(320)의 동작을 ON시켜서 환자의 체온을 내리도록 하고, 순환하는 물의 수온이 수온설정값보다 낮은 것으로 판단되면 냉각/가열부(200)의 냉각동작을 OFF 및 순환펌프(320)의 동작은 ON시켜서 환자의 체온을 내리도록 한다.

상술한 바와 같이, 순환하는 물의 온도가 35℃가 유지되도록 함에 따라서 체온 하강 시 순환하는 물의 온도가 너무 낮아짐에 따라 체온과 수온의 온도 차이가 커져서 발생할 수 있는 신체 쇼크를 방지할 수 있게 된다.

상기 수온설정값은 사용자가 수동으로 설정하지 않고 체온설정값에 따라 자동적으로 설정되도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 사용자가 체온설정값을 36.5℃로 설정한 경우에 수온설정값을 이보다 2~3℃가 낮은 온도가 되도록 자동설정되도록 제어부가 작동될 수도 있다.

한편, 환자의 체온이 36.5℃보다 낮아지게 되는 경우에 상기 냉각/가열부(200)의 냉각동작 및 순환펌프(320)의 동작을 OFF시켜서 환자의 체온이 더 이상 떨어지지 않도록 한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(500)는, 상기 체온이 상기 체온설정값보다 낮고 상기 수온이 설정된 수온설정값보다 낮은 경우에 상기 냉각/가열부(200)의 가열동작 및 순환펌프(320)의 동작을 ON시키고, 상기 체온이 상기 체온설정값보다 낮고 상기 수온이 설정된 수온설정값보다 높은 경우에 상기 냉각/가열부(200)의 가열동작을 OFF 및 상기 순환펌프(320)의 동작을 ON시키며, 상기 체온이 상기 체온설정값보다 높은 경우에 상기 냉각/가열부(200)의 가열동작 및 상기 순환펌프(320)의 동작을 OFF시켜 체온을 올리도록 한다.

예를 들어, 체온이 35℃인 환자에게는 체온을 승강시키기 위한 조치가 필요하며, 이에 따라 사용자가 체온 승강 모드를 설정하되, 체온설정값을 36.5℃로 설정하고, 수온설정값을 38℃로 설정하면, 제어부(500)는 환자의 체온이 36.5℃보다 낮은 경우에 순환하는 물의 수온과 수온설정값을 비교판단하게 된다.

순환하는 물의 수온이 수온설정값의 38℃보다 낮은 것으로 판단되면 냉각/가열부(200)의 가열동작을 ON 및 순환펌프(320)의 동작은 ON시켜서 환자의 체온을 올리도록 하고, 환자의 체온이 순환하는 물의 수온이 수온설정값의 38℃보다 높은 것으로 판단되면 냉각/가열부(200)의 가열동작을 OFF 및 순환펌프(320)의 동작은 ON시켜서 환자의 체온을 내리도록 한다.

상술한 바와 같이, 순환하는 물의 온도가 38℃가 유지되도록 함에 따라서 체온 승강 시 순환하는 물의 온도가 너무 높아짐에 따라 체온과 수온의 온도 차이가 커져서 발생할 수 있는 신체이상이나 화상을 방지할 수 있게 된다.

상기 냉각 모드와 마찬가지로, 상기 수온설정값은 사용자가 수동으로 설정하지 않고 체온설정값에 따라 자동적으로 설정되도록 구성될 수도 있다.

한편, 환자의 체온이 36.5℃보다 높아지게 되는 경우에 상기 냉각/가열부(200)의 가열동작 및 순환펌프(320)의 동작을 OFF시켜서 환자의 체온이 더 이상 올라가지 않도록 한다.

상기 수온설정값은 단일값으로 예시하였지만, 온도범위 형태로 설정되도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 수온센서(S2)는 설정된 수온설정값의 상한치 또는 하한치를 기준으로 온도범위에서 벗어나고 있는지를 판단하게 된다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.

100:물통 110:급수구
120:급수밸브 200:냉각/가열부
210:주입구 220:개방돌기
230:유로몸체 240:열전모듈
242:전도성접착제 244:방열판
300:순환구동부 310:순환라인
320:순환펌프 400:냉온패드부
500:제어부 S1:체온센서
S2:수온센서 S3:유량계

Claims (6)

1. 하부에 형성된 급수구 상에 상하슬라이딩 가능하게 지지된 중앙핀, 상기 중앙핀의 상하슬라이딩에 따라 상기 급수구를 개폐하도록 상기 중앙핀의 상단에 구비된 급수밸브, 상기 급수구가 폐쇄되는 방향으로 상기 급수밸브가 탄성지지되도록 상기 중앙핀이 지지된 부분과 상기 중앙핀의 하단 사이에 구비된 탄성스프링을 포함하는 물통;
   상기 급수구가 삽입되는 주입구 및 상기 급수구가 상기 주입구에 삽입 시 상기 중앙핀의 하단이 상방으로 가압되어 상기 급수구를 개방시키는 방향으로 상기 급수밸브를 작동시키는 개방돌기가 구비되어 내부에 물이 모두 채워지는 상태까지 상기 물통에 저장된 물을 일정량 공급받되, 공급받은 물을 냉각 또는 가열시키기 위한 지그재그식 유로가 형성된 유로몸체와, 상기 유로몸체의 일면에 전도성접착제로 면접촉되고 접촉 이면에 방열판이 구비되어 인가된 전원 극성에 따라 냉각/가열 방향이 전환되는 열전모듈을 포함하는 냉각/가열부;
   상기 냉각/가열부의 물이 순환되는 순환라인 및 상기 순환라인의 물을 순환시키는 순환펌프를 포함하는 순환구동부;
   상기 순환라인의 일부가 내장되어 신체 일부분과 면접촉됨에 따라 체온을 승강 또는 하강시키는 냉온패드부; 및
   체온센서로부터 센싱된 체온과 설정된 체온설정값에 근거하여, 상기 냉각/가열부 및 순환펌프의 동작을 개별적으로 제어하여 체온을 올리거나 내리도록 제어하는 제어부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 체온조절용 냉온패드 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   사용자에 의하여 체온 하강 모드로 설정되면,
   상기 제어부는, 상기 체온이 상기 체온설정값보다 높은 경우에 상기 냉각/가열부의 냉각동작 및 순환펌프의 동작을 ON시키고, 상기 체온이 상기 체온설정값보다 낮은 경우에 상기 냉각/가열부의 냉각동작 및 순환펌프의 동작을 OFF시켜 체온을 내리도록 하는 것을 특징으로 하는 체온조절용 냉온패드 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   사용자에 의하여 체온 승강 모드로 설정되면,
   상기 제어부는, 상기 체온이 상기 체온설정값보다 낮은 경우에 상기 냉각/가열부의 가열동작 및 순환펌프의 동작을 ON시키고, 상기 체온이 상기 체온설정값보다 높은 경우에 상기 냉각/가열부의 가열동작 및 순환펌프의 동작을 OFF시켜 체온을 올리도록 하는 것을 특징으로 하는 체온조절용 냉온패드 장치.
   
4. 제1항에 있어서
   상기 냉온패드부를 순환한 물의 온도를 센싱하는 수온센서;를 더 포함하여 구성되되, 사용자에 의하여 체온 하강 모드로 설정되면,
   상기 제어부는,
   상기 체온이 상기 체온설정값보다 높고 상기 수온이 설정된 수온설정값보다 높은 경우에 상기 냉각/가열부의 냉각동작 및 순환펌프의 동작을 ON시키고,
   상기 체온이 상기 체온설정값보다 높고 상기 수온이 설정된 수온설정값보다 낮은 경우에 상기 냉각/가열부의 냉각동작을 OFF 및 상기 순환펌프의 동작을 ON시키며,
   상기 체온이 상기 체온설정값보다 낮은 경우에 상기 냉각/가열부의 냉각동작 및 상기 순환펌프의 동작을 OFF시켜 체온을 내리도록 하는 것을 특징으로 하는 체온조절용 냉온패드 장치.
   
5. 제1항에 있어서
   상기 냉온패드부를 순환한 물의 온도를 센싱하는 수온센서;를 더 포함하여 구성되되, 사용자에 의하여 체온 승강 모드로 설정되면,
   상기 제어부는,
   상기 체온이 상기 체온설정값보다 낮고 상기 수온이 설정된 수온설정값보다 낮은 경우에 상기 냉각/가열부의 가열동작 및 순환펌프의 동작을 ON시키고,
   상기 체온이 상기 체온설정값보다 낮고 상기 수온이 설정된 수온설정값보다 높은 경우에 상기 냉각/가열부의 가열동작을 OFF 및 상기 순환펌프의 동작을 ON시키며,
   상기 체온이 상기 체온설정값보다 높은 경우에 상기 냉각/가열부의 가열동작 및 상기 순환펌프의 동작을 OFF시켜 체온을 올리도록 하는 것을 특징으로 하는 체온조절용 냉온패드 장치.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 냉온패드부를 순환한 물의 유량을 검출하는 유량계;를 더 포함하여 구성되되,
   상기 제어부는, 상기 순환펌프 동작이 ON된 상태에서 상기 유량계에서 유량이 검출되지 않는 경우에 고장알람을 발생하고, 상기 냉각/가열부 및 순환펌프의 동작을 OFF시키는 것을 특징으로 하는 체온조절용 냉온패드 장치.
   

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