KR101811666B1 - 에어쿠션을 이용한 발열의자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에어쿠션을 이용한 발열의자에 관한 것으로, 버스 정류장이나 철도역 또는 공원에 설치되어 좌대의 상부면 상에 일정 깊이로 안착홈이 형성된 의자프레임; 좌대의 안착홈 상에 안착되는 보온패드; 보온패드의 상부면 상에 설치되어 전원의 인가에 의해 발열하는 탄소섬유 발열체; 탄소섬유 발열체의 상부측으로 설치되어지되 탄소섬유 발열체에 의해 가열되는 발열판; 발열판의 상부측으로 씌워지되 발열판과의 사이에 보온공기층이 형성되도록 하는 뜬구조의 전도성 덮개판; 발열판과 전도성 덮개판 사이의 보온공기층에 설치되어 전도성 덮개판을 탄성 지지하는 에어쿠션; 및 좌대의 안착홈 테두리를 마감하여 보온공기층이 밀봉되도록 하는 마감 실리콘을 포함한 구성으로 이루어진다.
Description
본 발명은 에어쿠션을 이용한 발열의자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 면상 또는 선상의 탄소섬유 발열체를 통해 발열판을 가열하되 발열판의 상부를 커버하는 전도성 덮개판과의 사이에 뜬구조의 보온공기층과 보온공기층 상에 에어쿠션을 구성하여 열손실을 최대한 방지할 수 있도록 한 에어쿠션을 이용한 발열의자에 관한 것이다.
일반적으로, 종래의 전기를 이용한 히터는 가정에서 220V 또는 110V를 사용하고, 발열체로서 구리선 또는 니크롬선 등의 저항선을 지그재그로 배치 및 고정시켜 이에 전류를 흘려 발생하는 열을 이용하는 것으로 되어 있다.
그러나, 전술한 종래 기술에 따른 전기 히터는 구조상의 문제로 장판류의 형태로만 제조가 가능하여 특수용도의 특정 형태로의 제조가 어려운 실정이다. 또한, 종래의 전기 히터는 장기간 사용시 구리선 또는 니크롬선 등의 저항선이 단선 되기가 쉬우며, 이를 수리하기 위해서는 제품을 분해하여 단선된 부분을 다시 연결시키거나 교체해야 하는 불편함이 있다.
아울러, 종래 기술에 따른 구리선 또는 니크롬선 등의 저항선을 이용한 전기 히터는 과열에 의해 화재나 화상의 문제가 발생할 수 있음은 물론, 전자파의 발생으로 인체에 좋지 않은 영향을 끼치는 문제점이 있다.
한편, 종래 기술의 문제를 해결하기 위해 탄소섬유를 이용한 히터가 개발되어 사용되고 있다. 이러한 탄소섬유를 이용한 히터는 금속 발열체를 이용한 히터와 비교해서 열용량이 작고 상승 및 하강 온도 특성이 우수하며, 또한 비산화성 분위기 중에서는 고온 내구성도 우수하기 때문에 최근 가열장치는 물론, 난방장치나 건조장치 등에도 점차 많이 보급되고 있는 추세에 있다.
전술한 탄소섬유를 구성하는 탄소(炭素, carbon)는 주로 무기질 또는 유기질의 흑연구조를 가진 것으로, 그 형태로는 실로 만들어진 탄소섬유, 가루로 만들어진 파우더, 솜처럼 만들어진 탄소펠트 및 고형화시킨 탄소봉 등으로 대별할 수 있다. 이러한 탄소는 탄성과 강도가 크기 때문에 흔히 철보다 강하고 알루미늄보다 가볍다.
그리고, 전술한 바와 같은 탄소의 한 형태인 탄소섬유는 그 원료에 따라 폴리아크릴로니트릴(PAN)계, 피치계 및 레이온계로 분류되며, 그 중 PAN계와 레이온계가 거의 대부분을 차지한다.
전술한 탄소섬유 중 PAN계 탄소섬유는 PAN을 비활성 기체하에서 1,000∼2,000℃ 이상의 온도에서 소성하여 만든다. 반면, 피치계의 경우 석탄에서 나오는 피치를 섬유화한 뒤 PAN계와 거의 같은 공정을 거쳐서 완성하지만 PAN계열과 비교해 그 값이 싸기 때문에 고온단열재나 보강재로 널리 사용하고 있다.
한편, 종래 기술에 따른 탄소섬유를 이용한 면상 발열체는 대체적으로 탄소섬유 발열선을 직물에 직접 직조하기 때문에 발열효과가 크게 나타나지 않는다는 문제가 있음은 물론, 화재의 위험성이 있다는 문제가 있다.
또한, 전술한 바와 같은 종래 기술에 따른 탄소섬유를 이용한 면상 발열체는 탄소섬유의 단선이 쉽게 발생할 수 있다는 문제가 있다.
아울러, 전술한 바와 같은 탄소섬유를 이용한 발열체는 정류장이나 공원 등의 의자에 적용하는데 있어 여러가지 애로사항이 있어 적용하지 못하고 있다.
본 발명은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 면상 또는 선상의 탄소섬유 발열체를 통해 발열판과 발열판의 상부를 커버하는 전도성 덮개판 사이에 뜬구조의 보온공기층을 형성하되 보온공기층 상에 에어쿠션을 구성하여 열손실을 줄일 수 있도록 한 에어쿠션을 이용한 발열의자를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명에 따른 기술의 다른 목적은 면상 또는 선상의 탄소섬유 발열체를 통해 발열판과 발열판의 상부를 커버하는 전도성 덮개판 사이에 뜬구조의 보온공기층을 형성하되 보온공기층 상에 에어쿠션을 구성하여 열손실을 줄임으로써 에너지를 절감할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.
아울러, 본 발명에 따른 기술은 면상 또는 선상의 탄소섬유 발열체를 통해 발열판과 발열판의 상부를 커버하는 전도성 덮개판 사이에 뜬구조의 보온공기층을 형성하되 보온공기층 상에 에어쿠션을 구성하여 전도성 덮개판에 하중이 실렸을 때 발열판으로부터 전도성 덮개판으로 열전도가 보다 빠르게 이루어질 수 있도록 함으로써 이용자로 하여금 안락한 환경이 조성되도록 함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 구성된 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 에어쿠션을 이용한 발열의자는 버스 정류장이나 철도역 또는 공원에 설치되어 좌대의 상부면 상에 일정 깊이로 안착홈이 형성된 의자프레임; 좌대의 안착홈 상에 안착되는 보온패드; 보온패드의 상부면 상에 설치되어 전원의 인가에 의해 발열하는 탄소섬유 발열체; 탄소섬유 발열체의 상부측으로 설치되어지되 탄소섬유 발열체에 의해 가열되는 발열판; 발열판의 상부측으로 씌워지되 발열판과의 사이에 보온공기층이 형성되도록 하는 뜬구조의 전도성 덮개판; 발열판과 전도성 덮개판 사이의 보온공기층에 설치되어 전도성 덮개판을 탄성 지지하는 에어쿠션; 및 좌대의 안착홈 테두리를 마감하여 보온공기층이 밀봉되도록 하는 마감 실리콘을 포함한 구성으로 이루어진다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 구성에서 탄소섬유 발열체는 면상 또는 선상의 발열체로 이루어질 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 구성에서 에어쿠션은 수지재의 튜브 내부에 에어층이 형성되어 외부의 자극에 의해 수축 및 복원되는 에어베드 또는 수지재의 볼 내부에 에어층이 형성되어 외부의 자극에 의해 수축 및 복원되는 에어볼의 구성으로 이루어질 수 있다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 구성에서 에어베드와 에어볼을 구성하는 수지에는 수지 100 중량%에 대하여 나노 상의 카본분말 1∼5 중량 %가 혼합 조성될 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 구성에서 에어볼은 수지 100 중량%에 대하여 나노 상의 카본분말 1∼5 중량 %가 혼합 조성되어 내부공간이 없는 탄소볼로 대체할 수도 있다.
본 발명의 기술에 따르면 면상 또는 선상의 탄소섬유 발열체를 통해 발열판과 발열판의 상부를 커버하는 전도성 덮개판 사이에 뜬구조의 보온공기층을 형성하되 보온공기층 상에 에어쿠션을 구성하여 열손실을 줄일 수 있는 효과가 발현된다.
또한, 본 발명에 따른 기술은 면상 또는 선상의 탄소섬유 발열체를 통해 발열판과 발열판의 상부를 커버하는 전도성 덮개판 사이에 뜬구조의 보온공기층을 형성하되 보온공기층 상에 에어쿠션을 구성하여 열손실을 줄임으로써 에너지를 절감할 수 있는 효과가 발현된다.
아울러, 본 발명에 따른 기술은 면상 또는 선상의 탄소섬유 발열체를 통해 발열보온공기층 상에 에어쿠션을 구성하여 전도성 덮개판에 하중이 실렸을 때 발열판으로부터 전도성 덮개판으로 열전도가 보다 빠르게 이루어질 수 있도록 함은 물론, 이용자로 하여금 안락한 환경이 조성되도록 하는 효과가 발현된다.
도 1 은 본 발명에 따른 에어쿠션을 이용한 발열의자를 분리하여 보인 사시 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 에어쿠션을 이용한 발열의자를 결합하여 보인 사시 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 에어쿠션을 이용한 발열의자를 보인 정면 구성도.
도 4 는 도 3 의 "A-A"선 단면도.
도 5 는 본 발명에 따른 에어쿠션을 이용한 발열의자를 보인 정단면 구성도.
도 6 은 본 발명에 따른 에어쿠션을 이용한 발열의자에 하중이 실린 경우 전도성 덮개판의 작용을 보인 단면 구성도.
도 7 은 본 발명에 따른 에어쿠션을 이용한 발열의자에서 하중의 제거시 전도성 덮개판의 작용을 보인 단면 구성도.
도 8 은 본 발명에 따른 에어쿠션을 이용한 발열의자의 다른 실시 예를 분리하여 보인 사시 구성도.
도 9 는 도 8 에 따른 다면 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 에어쿠션을 이용한 발열의자를 결합하여 보인 사시 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 에어쿠션을 이용한 발열의자를 보인 정면 구성도.
도 4 는 도 3 의 "A-A"선 단면도.
도 5 는 본 발명에 따른 에어쿠션을 이용한 발열의자를 보인 정단면 구성도.
도 6 은 본 발명에 따른 에어쿠션을 이용한 발열의자에 하중이 실린 경우 전도성 덮개판의 작용을 보인 단면 구성도.
도 7 은 본 발명에 따른 에어쿠션을 이용한 발열의자에서 하중의 제거시 전도성 덮개판의 작용을 보인 단면 구성도.
도 8 은 본 발명에 따른 에어쿠션을 이용한 발열의자의 다른 실시 예를 분리하여 보인 사시 구성도.
도 9 는 도 8 에 따른 다면 구성도.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 에어쿠션을 이용한 발열의자에 대해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 에어쿠션을 이용한 발열의자를 분리하여 보인 사시 구성도, 도 2 는 본 발명에 따른 에어쿠션을 이용한 발열의자를 결합하여 보인 사시 구성도, 도 3 은 본 발명에 따른 에어쿠션을 이용한 발열의자를 보인 정면 구성도, 도 4 는 도 3 의 "A-A"선 단면도, 도 5 는 본 발명에 따른 에어쿠션을 이용한 발열의자를 보인 정단면 구성도, 도 6 은 본 발명에 따른 에어쿠션을 이용한 발열의자에 하중이 실린 경우 전도성 덮개판의 작용을 보인 단면 구성도, 도 7 은 본 발명에 따른 에어쿠션을 이용한 발열의자에서 하중의 제거시 전도성 덮개판의 작용을 보인 단면 구성도이다.
도 1 내지 도 7 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 에어쿠션을 이용한 발열의자(100)는 버스 정류장이나 지하철 승강장 및 공원 등에 설치되는 의자프레임(110)의 좌대(112)에 설치되어 전원의 인가를 통해 가열함으로써 동절기에도 안락한 의자를 제공할 수 있도록 한 발열의자(100)에 관한 것이다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 발열의자(100)는 버스 정류장이나 철도역 또는 공원에 설치되어 좌대(112)의 상부면 상에 일정 깊이로 안착홈(114)이 형성된 의자프레임(110), 좌대(112)의 안착홈(114) 상에 안착되는 보온패드(120), 보온패드(120)의 상부면 상에 설치되어 전원의 인가에 의해 발열하는 탄소섬유 발열체(130), 탄소섬유 발열체(130)의 상부측으로 설치되어지되 탄소섬유 발열체(130)에 의해 가열되는 발열판(140), 발열판(140)의 상부측으로 씌워지되 발열판(140)과의 사이에 보온공기층(142)이 형성되도록 하는 뜬구조의 전도성 덮개판(150), 발열판(140)과 전도성 덮개판(150) 사이의 보온공기층(142)에 설치되어 전도성 덮개판(150)을 탄성 지지하는 에어쿠션(160) 및 좌대(112)의 안착홈(114) 테두리를 마감하여 보온공기층(142)이 밀봉되도록 하는 마감 실리콘(170)을 포함한 구성으로 이루어진다.
전술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 발열의자(100)는 발열판(140)의 상부로 설치되는 전도성 덮개판(150)과의 사이에 보온공기층(142)이 형성되도록 함으로써 보온공기층(142)의 가열공기를 통해 전도성 덮개판(150)의 열손실이 최소화되도록 하여 전력의 낭비를 줄일 수 있도록 한다.
또한, 전술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 발열의자(100)는 발열판(140)과 전도성 덮개판(150) 사이의 보온공기층(142) 상에 에어쿠션(160)의 삽입 설치함으로써 전도성 덮개판(150)에 이용자가 앉을 경우 쿠션을 제공하게 됨은 물론, 에어쿠션(160) 내부의 가열공기를 통해 전도성 덮개판(150)의 열손실이 최소화되도록 하여 전력의 낭비를 줄일 수 있도록 한다.
아울러, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 발열의자(100)는 발열판(140)과 전도성 덮개판(150) 사이의 보온공기층(142) 상에 설치되는 에어쿠션(160)이 전동성 덮개판(150)의 하부면 상에 면접촉되기 때문에 발열판(140)으로부터 가열된 열이 즉시 전도되어 상기 가열이 이루어질 수 있도록 함으로써 빠른 시간에 이용자로 하여금 안락한 환경이 조성되도록 한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 발열의자(100)의 작용을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 전원의 인가에 의해 탄소섬유 발열체(130)의 발열이 이루어지면 상부측으로 설치된 발열판(140)이 탄소섬유 발열체(130)의 발열에 의해 발열이 이루어진다. 이처럼 발열판(140)의 발열이 이루어지면 발열판(140)과 전도성 덮개판(150) 사이에 형성된 보온공기층(142)의 공기가 가열됨은 물론, 에어쿠션(160)의 가열이 이루어진다.
따라서, 전술한 바와 같이 발열판(140)과 전도성 덮개판(150) 사이에 형성된 보온공기층(142)과 에어쿠션(160)의 공기가 가열되면 에어쿠션(160)을 통해 전도성 덮개판(150)의 가열이 이루어져 전도성 덮개판(150)의 상부면에서 열손실이 이루어지더라도 보온공기층(142)과 에어쿠션(160)의 가열공기는 전도성 덮개판(150)의 내부를 지속적으로 가열함으로써 열손실이 최소화되도록 한다.
전술한 바와 같은 상태에서 이용자가 발열의자(100)에 앉게 되면 이용자의 엉덩이가 닿는 전도성 덮개판(150)에는 상시 보온공기층(142)과 에어쿠션(160)의 가열공기를 통해 열이 전달되므로 이용자의 엉덩이 부분을 따뜻하게 한다. 이때, 에어쿠션(160)은 전도성 덮개판(150)을 탄력적으로 지지함으로써 쿠션을 제공하게 된다.
한편, 전술한 바와 같이 발열의자(100)에 앉아 있던 이용자가 발열의자(100)에서 일어서게 되면 전도성 덮개판(150)은 전도성 덮개판(150)의 앉은 부분에 이용자의 하중이 소멸되어 에어쿠션(160)과 전도성 덮개판(150)의 복원력에 의해 전도성 덮개판(150)은 본래의 모양으로 복원된다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 발열의자(100)의 구성에서 좌대(112)의 안착홈(114) 바닥면에는 보온패드(120)가 설치되고 그 상부측으로 탄소섬유 발열체(130)가 설치되기 때문에 탄소섬유 발열체(130)의 발열시 하부측으로의 열손실은 보온패드(120)에 의해 방지되는 구조이다.
본 발명에 따른 탄소섬유 발열체를 이용한 발열의자(100)를 구성하는 각각의 구성요소를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 본 발명의 구성하는 의자프레임(110)는 버스 정류장이나 지하철 승강장 및 공원에 설치되는 의자를 말하는 것으로, 이러한 의자프레임(110)는 도 1 내지 도 7 에 도시된 바와 같이 정류장이나 공원에 설치되어 좌대(112)의 상부면 상에 일정 깊이로 안착홈(114)이 형성된 구조로 이루어진다.
전술한 바와 같이 구성된 의자프레임(110)는 등받이 시트가 구성된 의자는 물론, 등받이 시트가 구성되지 않은 좌대(112)만 형성된 구조 모두 적용된다. 이처럼 본 발명에 따른 의자프레임(110)의 좌대(112)를 형성하는 상부면 상에는 후술하는 발열수단을 안착 결합시키기 위한 안착홈(114)이 일정 깊이로 형성된다.
다음으로, 본 발명을 구성하는 보온패드(120)는 의자프레임(110)의 하부측으로 열손실이 발생하는 것을 방지하기 위한 것으로, 이러한 보온패드(120)는 도 1, 도 3 내지 도 7 에 도시된 바와 같이 좌대(112)의 안착홈(114) 상에 안착 결합된다.
전술한 바와 같은 보온패드(120)는 단열 효과가 있는 소재로, 보온패드(120)의 상부측으로 설치되는 탄소섬유 발열체(130)의 발열시 좌대(112)의 하부측으로 열손실이 방지되도록 하는 기능을 하게 된다.
다음으로, 본 발명을 구성하는 탄소섬유 발열체(130)는 전원의 인가에 의해 발열을 통해 발열판(140)을 가열하기 위한 것으로, 이러한 탄소섬유 발열체(130)는 도 1, 도 3 내지 도 7 에 도시된 바와 같이 보온패드(120)의 상부측으로 설치되어지되 전원의 인가를 통해 발열되어 상부측으로 설치되는 발열판(140)을 가열하게 된다.
전술한 바와 같은 탄소섬유 발열체(130)는 열전도도와 전기 전도도가 매우 우수한 전도성 재료로, 가열이나 난방효과를 향상시킬 수 있음은 물론, 일반적인 전기 히터에 비해 전기료를 절감할 수 있다. 이러한 탄소섬유 발열체(130)는 전기적인 흐름과 발열이 이루어지는 것으로, 전원과 적기적으로 연결되어지되 수많은 탄소섬유가 다발로 이루어진 구조이다.
한편, 전술한 바와 같이 전원과 적기적으로 연결되어진 다발로 이루어지는 탄소섬유 발열체(130)는 수백 내지 수만 가닥의 다발로 이루어진다. 이때, 탄소섬유 발열체(130)는 면상 또는 선상으로 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같은 탄소섬유 발열체(130)를 구성하는 탄소섬유는 탄소가 주성분인 0.005∼0.010mm 굵기의 매우 가는 섬유이다. 이때, 탄소섬유를 구성하는 탄소 원자들은 섬유의 길이 방향을 따라 육각 고리 결정의 형태로 붙어 있으며, 이러한 분자 배열 구조로 인해 강한 물리적 속성을 띠게 된다.
그리고, 전술한 탄소섬유(Carbon Fiber)는 탄소 원자의 결정구조를 이용한 고강도 섬유로 복합재료 생산에 가장 많이 이용되고 있는 강화섬유이다. 탄소섬유 제조전의 물질(Precursor)에 따라 PAN계와 Pitch계 탄소섬유로 구분하고 있으며, 주로 PAN계 탄소섬유가 많이 이용되고 있다.
전술한 바와 같은 탄소섬유 중 Pan계 탄소섬유는 흑연의 결정이 불완전하나 섬유의 축방향으로 배열시킨 것으로, 섬유의 지름은 5∼10μ이고, 보통 수 천∼수 만 개의 다발로 이루어져 있다. 또한, 탄소섬유는 부드럽고 검으면서도 금속 광택이 난다. 폴리아크리로니트릴 섬유(털실과 담요 등에 쓰이는 섬유로, 보통 아크릴 섬유라고 불리운다)를 짜서 만든다.
그리고, Pitch계 탄소섬유는 석유화학 공업이나 콜탈 공업에서 부생되는 높은 비점 성분을 피치라 한다. 피치류를 불활성 기상 중에서 가열하면 350∼500℃에서 액정상태를 나타낸 후, 굳어져 이른바 코크스가 된다. 이 액정상태를 나타내는 피치류는 축합 다환다핵 방향족 분자의 혼합물이다. 이것을 용융 방사하여 얻은 피치섬유를 산화분위기에서 가열하면 산화섬유라는 불용불융의 섬유로 변한다.
전술한 바와 같이 산화섬유로 변한 불용불융의 섬유를 불활성 기상 중에서 1000℃ 이상의 적당한 온도로 가열하여 탄소섬유를 만든다. 액정 상태에서는 방향족 분자가 층상으로 배열되어 있으므로 이것을 방사하면 방향족 분자가 섬유축 방향으로 평행으로 배열된 구조가 되고, 탄소화 하면 탄소의 6원환 망면이 고도로 배향된 고성능 탄소섬유가 된다.
한편, 전술한 바와 같은 탄소섬유 발열체(130)는 고탄성 고인장강도(철의 10배의 강도, 7배의 탄성율)라는 점, 낮은 열팽창율(이로 인하여 항공우주산업이나 군수 및 자동차 등에 도입되고 있다)이라는 점, 가볍고 강성이 좋다(밀도가 철보다 훨씬 낮기 때문에 철의 1/4 무게를 가지고 있다)는 점, 열·전기 전도도가 우수한 전도성 재료로 사용된다(탄소 발열선으로 사용)는 점, 내식 내약품성이 좋다는 점, 내피로성이 우수하다는 점 등의 장점이 있다.
다음으로, 본 발명을 구성하는 발열판(140)은 탄소섬유 발열체(130)에 의해 발열이 이루어지는 것으로, 이러한 발열판(140)은 도 1, 도 3 내지 도 7 에 도시된 바와 같이 탄소섬유 발열체(130)의 상부측으로 설치되어지되 탄소섬유 발열체(130)에 의해 가열되어 발열이 이루어진다.
한편, 전술한 바와 같은 발열판(140)의 재질은 알루미늄 플레이트나 스테인리스 플레이트 또는 동 플레이트의 구성으로 이루어진다. 보다 양호하게는 열전도도가 양호한 동 플레이트를 사용하는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이 알루미늄 플레이트나 스테인리스 플레이트 또는 동 플레이트의 구성으로 이루어진 발열판(140)은 탄소섬유 발열체(130)의 상부측으로 설치되어 탄소섬유 발열체(130)에 의해 가열됨으로써 전원이 인가된 상태에서는 상시 발열 상태를 유지하게 된다.
다음으로, 본 발명을 구성하는 전도성 덮개판(150)은 이용자가 앉을 경우 발열판(140)의 열이 전달되는 부분으로, 이러한 전도성 덮개판(150)은 도 1 내지 도 7 에 도시된 바와 같이 발열판(140)의 상부측으로 씌워지되 발열판(140)과의 사이에 보온공기층(142)이 형성되도록 하는 뜬구조로 이루어진다. 이러한 전도성 덮개판(150)에 이용자의 하중이 실리는 경우 전도성 덮개판(150)이 발열판(140)에 면접촉되어 열전도에 의한 전도성 덮개판(150)의 가열이 이루어진다.
전술한 바와 같은 구성에서 보온공기층(142)은 밀봉되어 에어쿠션 기능을 통해 전도성 덮개판(150)을 탄성 지지하는 구성으로 이루어진다. 이러한 보온공기층(142)은 앞서도 기술한 바와 같이 보온공기층(142)의 가열공기를 통해 전도성 덮개판(150)을 상시 가열하기 때문에 전도성 덮개판(150)의 열손실을 최소화시켜 전력의 낭비를 줄일 수 있도록 한다.
한편, 전술한 바와 같은 전도성 덮개판(150)은 외기와의 온도 조건에 따라 열손실이 발생되더라도 발열판(130)에 의해 가열된 보온공기층(142) 상의 가열공기에 의해 일정온도가 상시 가열되고 있기 때문에 열손실이 적게 이루어진다.
아울러, 전술한 바와 같이 본 발명의 기술은 전도성 덮개판(150)과 발열판(140) 사이에 뜬구조의 보온공기층(142)이 형성되도록 하여 발열판(140)의 가열에 의한 보온공기층(142) 상의 공기가 상시 가열된 상태로 있도록 하기 때문에 발열판(140)의 열솔신을 거의 일어나지 않게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 기술은 발열의자(100)에 이용자의 하중이 실리는 경우 도 5 에 도시된 바와 같이 하중이 실리는 전도성 덮개판(150)의 일부분만이 발열판(140)과 면접촉되어 발열판(140)의 열이 전도성 덮개판(150)을 통해 이용자의 엉덩이 부분으로 즉시 전도되는 구조이다.
다음으로, 본 발명을 구성하는 에어쿠션(160)은 내부공기의 가열을 통한 전도성 덮개판(150)의 가열과 쿠션을 제공하기 위한 것으로, 이러한 에어쿠션(160)은 도 1, 도 4, 도 5 및 도 6 에 도시된 바와 같이 발열판(140)과 전도성 덮개판(150) 사이의 보온공기층(142)에 설치되어 전도성 덮개판(150)을 탄성 지지하는 구성으로 이루어진다.
전술한 바와 같이 발열판(140)과 전도성 덮개판(150) 사이의 보온공기층(142)에 설치되는 에어쿠션(160)은 발열판(140)의 가열에 의해 내부공기의 가열이 이루어져 전도성 덮개판(150)에 열을 전달함으로써 전도성 덮개판(150)이 상시 가열이 이루어질 수 있도록 함은 물론, 전도성 덮개판(150)의 탄성 지지를 통해 쿠션을 제공하게 된다.
한편, 전술한 바와 같이 발열판(140)과 전도성 덮개판(150) 사이의 보온공기층(142)에 설치되는 에어쿠션(160)은 도 1 에서와 같이 수지재의 튜브 내부에 에어층이 형성되어 외부의 자극에 의해 수축 및 복원되는 에어베드의 구성으로 이루어질 수 있다. 이때, 튜브는 연속적으로 이루어진 구조로 이루어져 튜브 각각의 내부에 공기가 충진되는 구성으로 이루어진다.
전술한 바와 같이 구성된 에어베드 구조의 에어쿠션(160)은 튜브 각각의 내부공기는 발열판(140)의 가열에 의해 일정 온도로 상시 가열된 상태를 유지하게 된다. 이때, 에어쿠션(160)을 구성하는 수지에는 수지 100 중량%에 대하여 나노 상의 카본분말 1∼5 중량 %가 혼합 조성되는 구조로 이루어져 카본을 통해 열전도율이 보다 향상된 에어쿠션(160)을 제공할 수 있도록 할 수도 있다.
다음으로, 본 발명을 구성하는 마감 실리콘(170)은 발열판(140)과 전도성 덮개판(150) 사이의 보온공기층(142)이 밀봉되되록 하는 것으로, 이러한 마감 실리콘(160)은 도 2 내지 도 7 에 도시된 바와 같이 좌대(112)의 안착홈(114) 테두리를 마감하여 보온공기층(142)이 밀봉되도록 한다.
다시 말해서, 전술한 마감 실리콘(160)은 좌대(112)의 안착홈(114) 테두리면과 전도성 덮개판(150)의 가장자리면 사이에 충진되어 마감함으로써 발열판(140)과 전도성 덮개판(150) 사이의 보온공기층(142)이 밀봉되도록 한다.
도 8 은 본 발명에 따른 에어쿠션을 이용한 발열의자의 다른 실시 예를 분리하여 보인 사시 구성도, 도 9 는 도 8 에 따른 다면 구성도이다.
도 8 및 도 9 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 에어쿠션을 이용한 발열의자(100)의 구성에서 에어쿠션(160)은 수지재의 볼 내부에 에어층이 형성되어 외부의 자극에 의해 수축 및 복원되는 에어볼의 구성으로 이루어질 수도 있다. 이때, 에어볼은 수지 100 중량%에 대하여 나노 상의 카본분말 1∼5 중량 %가 혼합 조성되는 구조로 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같이 수지 100 중량%에 대하여 나노 상의 카본분말 1∼5 중량 %가 혼합 조성되는 구조의 에어볼을 사용함으로써 에어볼의 카본을 통해 열전도율이 보다 향상된 에어쿠션(160)을 제공할 수가 있게 된다.
한편, 전술한 바와 같은 내부에 에어층이 형성된 에어볼 대신에 수지 100 중량%에 대하여 나노 상의 카본분말 1∼5 중량 %가 혼합 조성되어 내부공간이 없는 탄소볼로 대체할 수도 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 기술은 탄소섬유 발열체를 이용한 발열의자(100)는 발열판(140)과 전도성 덮개판(150) 사이에 뜬구조의 보온공기층(142)을 형성함은 물론, 보온공기층(142) 상에 에어베드나 에어볼 또는 탄소볼 구조의 에어쿠션(160)을 설치함으로써 열손실을 줄일 수 있도록 하여 에너지를 절감할 수 있다는 장점이 발현된다.
본 발명은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.
100. 발열의자 110. 의자프레임
112. 좌대 114. 안착홈
120. 보온패드 130. 탄소섬유 발열체
140. 발열판 142. 보온공기층
150. 전도성 덮개판 160. 에어쿠션
170. 마감 실리콘
112. 좌대 114. 안착홈
120. 보온패드 130. 탄소섬유 발열체
140. 발열판 142. 보온공기층
150. 전도성 덮개판 160. 에어쿠션
170. 마감 실리콘
Claims (5)
- 버스 정류장이나 철도역 또는 공원에 설치되어 좌대의 상부면 상에 일정 깊이로 안착홈이 형성된 의자프레임;
상기 좌대의 안착홈 상에 안착되는 보온패드;
상기 보온패드의 상부면 상에 설치되어 전원의 인가에 의해 발열하는 면상 또는 선상의 탄소섬유 발열체;
상기 탄소섬유 발열체의 상부측으로 설치되어지되 탄소섬유 발열체에 의해 가열되는 발열판;
상기 발열판의 상부측으로 씌워지되 발열판과의 사이에 보온공기층이 형성되도록 하는 뜬구조의 전도성 덮개판;
상기 발열판과 전도성 덮개판 사이의 상기 보온공기층에 설치되어 전도성 덮개판을 탄성 지지하되 수지재의 튜브 내부에 에어층이 형성되어 외부의 자극에 의해 수축 및 복원되는 에어베드 또는 수지재의 볼 내부에 에어층이 형성되어 외부의 자극에 의해 수축 및 복원되는 에어볼의 구성으로 이루어지고 상기 에어베드와 에어볼을 구성하는 수지에는 수지 100 중량%에 대하여 나노 상의 카본분말 1∼5 중량 %가 혼합 조성되는 에어쿠션; 및
상기 좌대의 안착홈 테두리를 마감하여 상기 보온공기층이 밀봉되도록 하는 마감 실리콘을 포함한 구성으로 이루어진 에어쿠션을 이용한 발열의자.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 에어볼은 수지 100 중량%에 대하여 나노 상의 카본분말 1∼5 중량 %가 혼합 조성되어 내부공간이 없는 탄소볼로 대체할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 에어쿠션을 이용한 발열의자.
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| KR1020170112397A KR101811666B1 (ko) | 2017-09-04 | 2017-09-04 | 에어쿠션을 이용한 발열의자 |
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| KR101811666B1 true KR101811666B1 (ko) | 2017-12-28 |
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|---|---|---|---|---|
| KR101995002B1 (ko) * | 2019-04-29 | 2019-07-01 | 양태광 | 에어층을 구비한 온열의자 |
| KR102063720B1 (ko) | 2019-05-15 | 2020-01-08 | 주식회사 디딤디자인 | 공기 내부 순환 기능을 갖는 발열의자 |
| KR200491212Y1 (ko) | 2018-11-09 | 2020-05-15 | 정재은 | 공기담요 및 이를 구비한 의자 |
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| JP2012106606A (ja) * | 2010-11-17 | 2012-06-07 | Toyota Boshoku Corp | 車両用シート |
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| KR101634303B1 (ko) * | 2016-02-01 | 2016-07-11 | 한국씨티에스주식회사 | 복층의 보온층이 형성된 탄소섬유 발열체를 이용한 발열의자 |
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