KR101844053B1

KR101844053B1 - 반도체를 이용한 온열 시스템

Info

Publication number: KR101844053B1
Application number: KR1020160045694A
Authority: KR
Inventors: 이지원
Original assignee: 이지원
Priority date: 2016-04-14
Filing date: 2016-04-14
Publication date: 2018-03-30
Also published as: KR20170117801A

Abstract

반도체를 이용한 온열 시스템이 개시된다. 본 발명은 착용자의 신체에 밀착되는 내피와 외부 작업환경에 노출되는 외피로 구성되는 조끼몸체와, 상기 조끼몸체의 내피와 외피 사이에 설치되는 것으로서, 전원이 인가되었을 때 면전체에서 발열하는 발열부 및 상기 발열부에 전기적으로 연결되어 전원을 공급하는 배터리의 전원온오프와 온도조절이 가능한 스위치부를 포함하되, 상기 스위치부는 상기 조끼몸체의 포켓에 보관되도록 구성함으로써 외부 환경에 따라 온도를 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 충전단자에 방수기능을 갖는 플러그를 씌워 사용할 수 있기 때문에 세탁을 할 수 있는 효과가 있다.

Description

반도체를 이용한 온열 시스템{HYPERTHERMIA SYSTEM USING SEMICONDUCTOR}

본 발명은 발열체에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 띠형상의 발열 가능한 패턴을 형성하고, 이를 의복의 내피와 외피 사이에 설치하여 전원이 인가되었을 때 면전체에서 발열하도록 구성한 반도체를 이용한 온열 시스템에 대한 것이다.

일반적으로 등산이나 낚시 등과 같이 야외에서 장시간 활동시에 추위를 극복하기 위해 조끼를 주로 착용하고 있다.

이러한 조끼는 보온성을 높이기 위해 주로 솜이나 깃털 등을 내부에 삽입하여 보온유지를 얻게 됨이 일반적이다.

그러나 상기한 종래의 조끼는 야외에서 장시간 착용하게 되면, 비교적 부피가 커 활동성이 불편함은 물론 보온 효과를 얻기가 곤란한 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자 발열 조끼가 다수 형태로 개시된 바 있다.

특히 최근에는 면상 발열체를 이용하여 얇은 두께로 제작함은 물론 적은 전류로 고온을 발생시키며 휴대 및 보관이 간편하고, 충전지에 의해 작동하면서 이동성을 우수하게 제공하도록 하였다.

그러나 이러한 종래의 발열 조끼는 내부에 있는 열기가 쉽게 외부로 방출되어 보온효과가 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 배터리를 이용한 발열조끼는 세탁이 불가능하다는 문제점이 있다.

또한, 외부에서 전기를 축전한 배터리와 조절기를 조끼에 부착하여 사용하여야 함으로 이를 거치하는 장소가 마땅히 없었다.

그리고, 배터리를 사용하기 때문에 배터리의 수명에 한계가 있고, 전압이 낮아 온열의 효과가 미비하다는 문제점이 있다.

KR 공개실용신안공보 제20-2013-0004026호(2013.07.03)

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 온도조절기능과 전원 온오프 기능을 구비한 반도체를 이용한 온열 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 띠형상의 발열 가능한 패턴을 형성한 반도체를 이용한 온열 시스템을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

그리고 본 발명은 세탁이 가능한 반도체를 이용한 온열 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 반도체를 이용한 온열 시스템은, 착용자의 신체에 밀착되는 내피와, 외부 작업환경에 노출되는 외피로 구성되는 조끼몸체; 상기 조끼몸체의 내피와 외피 사이에 설치되는 것으로서, 전원이 인가되었을 때 발열하는 발열부; 상기 발열부에 전기적으로 연결되어 전원을 공급하는 배터리;및 상기 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 발열부의 전원온오프와 온도조절이 가능한 스위치부; 를 포함하되, 상기 스위치부와 상기 배터리는 상기 조끼몸체의 서로 다른 포켓에 보관되며, 상기 배터리는, 충전이 가능한 충전단자를 구비하고, 배터리와 분리된 상기 충전단자는 충전단자보호캡에 억지 끼움식으로 결합되어, 외부 물기의 침투가 차단되어 세탁을 가능하게 하며, 상기 발열부는, 음이온과 원적외선을 방사하는 토르말린, 셀레늄 중 어느 하나 이상의 광석을 분말로 혼합한 파우다를 이용하여 도트 형상으로 프린트한 상부외피;및 상기 상부외피의 하부측 섬유면 전체에 띠형상의 패턴을 형성한 면상발열체; 를 포함하고, 알루미늄증착 부직포로 구성된 하부외피; 를 더 포함하고, 상기 면상발열체는 상부외피와 하부외피 사이에 개재될 수 있다.

삭제

따라서, 본 발명의 반도체를 이용한 온열 시스템에 의하면, 외부 환경에 따라 온도를 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 면상발열체를 띠형상의 패턴으로 구성하여 전체 면에서 골고루 발열되게 할 수 있다.

또한, 발열부의 하부외피를 알루미늄증착 부직포로 구성하기 때문에 열손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 충전단자에 방수기능을 갖는 플러그를 씌워 사용할 수 있기 때문에 세탁을 할 수 있는 효과가 있다.

삭제

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 반도체를 이용한 온열 시스템의 주요 구성도,
도 2는 도 1의 발열부의 분해 사시도,
도 3은 조끼의 앞면부 포켓에 위치한 스위치부의 일례를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 발열부를 조끼 앞면에 구성한 일례를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 발열부를 조끼 뒷면에 구성한 일례를 도시한 도면,
도 6은 조끼에 배터리를 착용한 상태의 예시도,
도 7은 다른 실시예에 의한 조끼에 배터리를 착용한 상태의 예시도,
그리고,
도 8은 충전단자를 USB단자로 구성한 일례를 도시한 도면이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

명세서 전체에서 "및/또는"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및/또는 제3 항목"의 의미는 제1, 제2 또는 제3 항목뿐만 아니라 제1, 제2 또는 제3 항목들 중 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 일실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 반도체를 이용한 온열 시스템의 주요 구성도로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 온열시스템(100)은 배터리(130)의 전원에 의하여 발열하는 발열부(200)와 배터리(130)에서 인가되는 전원으로 하나 이상의 발열부(200)에 전원과 온도를 제어하기 위한 제어부(110)와 발열부(200)의 전원을 온오프절환하고 온도조절 신호를 출력하는 스위치부(150)를 포함한다.

배터리(130)는 하나 이상 구비하고 충전단자(140)를 통하여 충전가능하도록 구성한다.

도 6의 조끼에 배터리를 착용한 상태의 예시도를 참고하면, 조끼몸체(300)의 속감(330)에 위치한 안 주머니(312) 2곳에 각각의 배터리(130)를 보관하고, 각각의 배터리(130)는 케이블(160)에 의하여 온열시스템(100)과 전기적으로 연결되게 구성하는 것이다.

따라서, 하나의 배터리가 방전되면 여분의 다른 배터리를 사용할 수 있기 때문에 장시간 효과적으로 온열시스템을 사용할 수 있는 것이다.

도 1을 참고하면, 배터리(130)는 충전단자(140)와 별도로 구성된 것으로 예시되어 있으나, 이에 한정하지 않고, 충전단자(140)를 전원단자로도 사용할 수 있게 회로를 구성하고, 충전단자를 USB단자로 구성하면, 휴대폰 용 보조배터리를 전원으로 이용할 수 있고, 배터리(130)의 출력단자를 USB단자로 구성하면, 충전단자(140)의 USB단자에 배터리(130)를 탈착하여 사용할 수 있다.

즉, 도 8의 충전단자를 USB단자로 구성한 일례를 도시한 도면을 참고하면, 충전단자(140)를 USB단자로 구성하여 충전용 단자와 또는 전원단자로 사용할 수 있게 할 수 있다.

이러한 충전과 전원 단자의 공용 회로 설계는 일반적인 것이므로 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 온열시스템은 조끼와 같은 의복에 부착되어 전원을 공급하여 사용되는 것이기 때문에 종래에는 세탁할 수 없었으나, 본 발명은 세탁을 할 수 있게 하는 것을 또 하나의 특징으로 한다.

이를 위하여 본 발명의 면상발열체(220)는, 각 장치의 전기적 연결을 방수가 되는 케이블(160)을 사용하고, 외부로 노출되는 충전단자(140)를 배터리(130)와 분류하고, 충전단자(140)에 충전단자보호캡(400)의 끼워 고정함으로써, 외부 물기의 침투를 차단하여 세탁을 가능하게 할 수 있다.

도면을 참고하면, 충전용 USB단자에 고정홈(143)을 양 측면에 구성하고, USB단자의 몸체(141)와 접촉단자(142)를 감싸는 형태의 충전단자보호캡(400)을 덮어 씌울 수 있도록 구성하는 것이다.

또한, 충전단자보호캡(400)은 중공의 케이스로 구성하고, 내부에 접촉단자(142)가 삽입되는 단자홀(430)과, USB몸체(141)가 삽설되는 삽입홀(410)을 구성하고, USB단자의 고정홈(143)에 대응되는 위치에 고정구(420)를 형성하여, 충전단자보호캡(400)의 삽입홀(410)에 USB단자의 몸체(141)를 끼운 다음, 고정구(420)가 고정홈(143)에 억지 끼워 고정되도록 하여 외부 물기의 침투를 방지할 수 있다.

그리고, 삽입홀(410)의 외주연에 고무 재질의 탄성체(440)를 더 부착하면, 보다 효과적으로 방수할 수 있다.

발열부(200)는 테라헤르츠(THz)의 강력 원적외선을 방사하는 광석 파우다로 도트 형상(231)으로 프린트한 상부외피(230), 그리고 상부외피(230)의 하부에 섬유(221)의 상면에 띠형상의 패턴으로 구성된 면상발열체(220)를 포함하여 구성하고, 면상발열체(220)와 상부외피(230)는 접착제 또는 박음질에 의하여 결합된다.

테라헤르츠(THz)의 강력 원적외선을 방사하는 광석으로는 토르말린, 제오라이트, 셀레늄, 또는 게르마늄 중 어느 하나 이상의 광석을 분말로 혼합한 파우다를 사용하면 된다.

면상발열체(220)는 띠형상의 패턴으로 구성하여 전체 면에서 골고루 발열되게 구성한다.

도 2의 발열부의 분해 사시도를 참고하면, 본 발명의 면상발열체(220)는 섬유면(221)에 띠형상의 패턴(222)으로 형성하되, 섬유면(221) 전체에서 발열되도록 띠형상을 이루고 섬유면(221)에 부착되도록 한다.

삭제

바람직하게는 섬유면(221)에 형성된 패턴(222) 상에 다른 섬유를 결합하여 보다 견고하게 패턴이 섬유 사이에서 고정되도록 할 수 있다.

또한, 면상발열체(220)의 각 패턴은 케이블(160)을 통하여 배터리(130)와 전기적으로 연결되게 구성할 수 있다.

본원발명은, 열손실 방지를 위하여 알루미늄 단열재를 사용한 알루미늄증착 부직포로 구성된 하부외피(210)를 더 포함하게 구성한다.

면상발열체(220)를 제조한 다음, 준비된 하부외피(210)에 비도전성 접착제를 이용하여 면상발열체(220)의 일면(섬유의 일면)과 하부외피(210)를 접착하고, 면상발열체(220)의 타면과 상부외피(230)의 일면을 도전성 접착제를 이용하여 접착함으로써, 발열부(200)를 구성할 수 있다.

이러한 발열부(200)는 하나 이상 구성하여 조끼의 앞면과 뒷면에 구성할 수 있을 뿐만 아니라, 도면에 국한하지 않고 조끼 전체에 열선을 구비하여 보온효과를 최대로 활용하게 할 수도 있다.

도 4의 발열부를 조끼 앞면에 구성한 일례와 도 5의 발열부를 조끼 뒷면에 구성한 일례를 참고하면, 조끼몸체(300)의 앞면부(310)에 발열부(200)가 서로 분리되어 2개 탑재되고, 뒷면(320)에도 상하부에 발열부(200)가 탑재되어 있음을 알 수 있다.

이러한 발열부(200)의 구성은 통상적인 조끼를 전체적으로 발열시키기 위한 것이나, 발열부(200)의 성능에 따라 필요한 곳에 구성할 수 있음은 당연하다.

스위치부(150)는 온오프스위치와 온도조절이 가능한 스위치로 구성하고, 조작이 용이하도록 조끼의 앞면부의 포켓에 삽입할 수 있도록 구성하고, 케이블(160)을 통하여 온열시스템(100)과 전기적으로 연결되게 구성한다.

또한, 발열부(200)를, 예를 들어, 조끼 몸체(300)의 앞면에 2개 탑재하고, 뒷면에 1개를 탑재한 경우라면, 스위치부(150)는 앞면 발열부와 뒷면 발열부를 동시에 또는 분리하여 각각 스위치 온오프와 온도를 조절하게 할 수 있다.

도 3의 조끼의 앞면부 포켓에 위치한 스위치부의 일례를 도시한 도면을 참고하면, 스위치부(150)는 조끼몸체(300)의 앞면부(310) 상단 포켓(311)에 보호커버(151)에 씌워져 보관되고, 스위치부(150)는 보호커버(151)로부터 노출되어 사용자가 손쉽게 제어할 수 있도록 보호커버(151)상에 실리콘캡을 박음질하여 사용한다.

제어부(110)는 스위치부(150)의 스위치 신호를 수신하여 배터리(130)에서 인가되는 전원을 하나 이상의 발열부(200)에 전원과 온도를 제어하도록 구성한다.

이러한 스위치부(150)와 제어부(110)는 하나로 구성하여 스위치부(150)에서 직접 전원 온오프(ON/OFF)와 온도제어를 할 수 있음은 당연하다.

또한, 스위치부(150)와 제어부(110)는 인접하게 구성하여, 보호커버(151)에 의하여 보호되게 하고, 도 3의 조끼의 앞면부 포켓에 위치한 스위치부의 일례를 도시한 도면을 참고하면, 조끼몸체(300)의 앞면부(310) 상단 포켓(311)에 보호커버(151)에 씌워져 보관되고, 스위치부(150)는 실리콘캡에 의하여 보호커버(151)로부터 노출되어 사용자가 손쉽게 제어할 수 있도록 한다.

또한, 보호커버(151)도 방수재질을 사용하고, 스위치부(150)의 동작을 보호커버(151)의 상부에 박음질된 실리콘 캡으로 터치 및 조작으로 가능하게 하면, 본 발명의 온열시스템은 모든 장치가 방수가 되어 세탁시에도 물이 침투되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 스위치부(150)와 제어부(110)는 허리벨트와 같은 의료기기 또는 아웃도어 일측에 구비할 수도 있다.

상술한 발열부(200)는 필요에 따라 적의적소에 배치할 수 있다.

도 7의 다른 실시예에 의한 조끼에 배터리를 착용한 상태의 예시도를 참고하면, 조끼의 뒷면(320) 하부 양단에는 배터리 보관 주머니(314)를 하나 이상 구비하고, 상부에는 발열부(200)를 구비한 것으로, 보관 주머니(314)에는 배터리(130)가 각각 보관되고, 배터리(130)에 연결된 케이블(160)은 조끼의 외주면을 따라 정돈되어 제어부(110) 또는 스위치부(150)로 연결된다.

또한, 발열부(200)에 연결된 전극 케이블도 정돈되어 조끼의 외주면을 따라 정돈되어 제어부(110) 또는 스위치부(150)로 연결된다.

이러한 케이블(160)은, 배선 고정 테이프(315)에 의하여 케이블(160)이 굴곡되는 부분, 즉, 케이블의 방향이 꺽이는 부분(a,b,c,d)과 케이블(160)이 굴곡지지는 않으나, 길이가 긴 경우 이를 지지하기 위한 부분(g), 2개 이상의 케이블이 겹쳐지는 부분(e,f)에 고정하여 케이블을 정돈할 수 있도록 한다.

또한, 움직임에 의하여 케이블(160)이 당겨지는 것을 방지하기 위하여 케이블(160)에 여유공간(h)을 두어 단선을 예방하도록 한다.

또한, 배선 고정 테이프(315)를 조끼에 접착제를 이용하여 붙이거나 박음질할 때는 단선을 예방하기 위하여 여유를 두어 붙이거나 박음질하여야 한다.

도면을 참고하면(확대도면), 케이블(160)을 고정하는 배선 고정 테이프(315)가 박음질(315b)에 의하여 조금 여유 공간(315a)을 두고 있음을 알 수 있다.

이러한 배선 고정 테이프(315)는 방전테이프로 사용하면, 정전기를 방지할 수 있는 효과가 있다.

상술한 구성의 본 발명의 온열시스템(100)의 작동 방법에 대하여 설명한다.

도 3 내지 도 6을 참고하면, 먼저, 본 발명의 발열부(200)를 발열이 필요한 부위에 고정한다.

이때, 발열부(200)는 조끼의 외피와 내피 사이에 위치하게 하고, 상부외피(230)가 몸쪽을 향하도록 위치시킨다.

또한, 스위치부(150)와 제어부(110)가 탑재된 보호커버(151)는 조끼의 앞면부(310) 상단 포켓(311)에 위치시키고, 배터리(130)는 조끼몸체(300)의 속감(330)에 위치한 안 주머니(312) 2곳에 각각 위치시키고, 스위치부(150)를 조작하면 필요한 온도로 발열되게 할 수 있는 것이다.

그리고, 세탁을 하고자 할 경우에는 배터리(130)와 연결된 충전단자(140)를 분리하고, 충전단자 보호캡(400)을 씌운 다음 물세탁을 할 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.

100 : 온열시스템 110 : 제어부
130 : 배터리 140 : 충전단자
150 : 스위치부 160 : 케이블
200 : 발열부 210 : 하부외피
220 : 면상발열체 221 : 섬유면
222 : 패턴 230 : 상부외피
300 : 조끼몸체 310 : 앞면부
311 : 상단포켓 312 : 안주머니
314 : 배터리 보관 주머니 315 : 배선 고정 테이프
320 : 뒷면 330 : 속감
400 : 충전단자보호캡

Claims

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착용자의 신체에 밀착되는 내피와, 외부 작업환경에 노출되는 외피로 구성되는 조끼몸체; 상기 조끼몸체의 내피와 외피 사이에 설치되는 것으로서, 전원이 인가되었을 때 발열하는 발열부; 상기 발열부에 전기적으로 연결되어 전원을 공급하는 배터리; 및 상기 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 발열부의 전원온오프와 온도조절이 가능한 스위치부; 를 구비하며, 상기 스위치부와 상기 배터리는 상기 조끼몸체의 서로 다른 포켓에 보관되는 반도체를 이용한 온열 시스템에 있어서,
상기 배터리는,
충전이 가능한 충전단자를 구비하고, 배터리와 분리된 상기 충전단자는 충전단자보호캡에 억지 끼움식으로 결합되어, 외부 물기의 침투가 차단되어 세탁을 가능하게 하며,
상기 발열부는,
음이온과 원적외선을 방사하는 토르말린, 셀레늄 중 어느 하나 이상의 광석을 분말로 혼합한 파우다를 이용하여 도트 형상으로 프린트한 상부외피; 및
상기 상부외피의 하부측 섬유면 전체에 띠형상의 패턴을 형성한 면상발열체;
를 포함하되,
알루미늄증착 부직포로 구성된 하부외피;
를 더 포함하고,
상기 면상발열체는 상부외피와 하부외피 사이에 개재되는 반도체를 이용한 온열 시스템.
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