KR102395118B1 - Hybrid cooling bench with cooling and heating functions - Google Patents
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Abstract
주변 온도 변화에 따라 표면 온도를 바꾸어 사용하는 것이 가능하도록 설계되어 사용자들이 편안하게 착석할 수 있으면서 주변 온도에 따라 따뜻함과 시원함을 함께 구현할 수 있는 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치는 사용자가 착석하기 위한 좌석부; 상기 사용자의 착석시, 상기 사용자의 등 및 허리 부분 중 적어도 하나를 기대기 위한 등받이부; 상기 좌석부의 내부에 매립된 열선 부재; 상기 등받이부의 내부에 매립된 수냉식 냉각 파이프; 상기 수냉식 냉각 파이프의 내부를 순환하는 냉매를 순환시키기 위한 냉각기; 상기 좌석부 및 등받이부 중 적어도 하나의 내부에 매립되어, 상기 사용자의 착석 여부를 감지하기 위한 감지 센서; 및 상기 열선 부재, 냉각기 및 감지 센서의 구동을 각각 제어하기 위한 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Disclosed is a hybrid cooling bench having a cooling and heating function that is designed to be used by changing the surface temperature according to the change of the ambient temperature so that users can sit comfortably while simultaneously implementing warmth and coolness according to the ambient temperature.
A hybrid cooling bench having a cooling and heating function according to the present invention includes: a seat for a user to sit; a backrest for reclining at least one of a back and a waist of the user when the user is seated; a heating member embedded in the seat portion; a water-cooled cooling pipe embedded in the backrest portion; a cooler for circulating a refrigerant circulating inside the water-cooled cooling pipe; a detection sensor embedded in at least one of the seat portion and the backrest portion to detect whether the user is seated; and a control unit for controlling driving of the heating member, the cooler, and the detection sensor, respectively.
Description
본 발명은 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주변 온도 변화에 따라 표면 온도를 바꾸어 사용하는 것이 가능하도록 설계되어 사용자들이 편안하게 착석할 수 있으면서 주변 온도에 따라 따뜻함과 시원함을 함께 구현할 수 있는 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid cooling bench having a cooling and heating function, and more particularly, it is designed to be used by changing the surface temperature according to the change of the ambient temperature, so that users can sit comfortably while providing warmth and warmth according to the ambient temperature. It relates to a hybrid cooling bench having a cooling and heating function that can implement coolness together.
벤치는 공원이나 공공 시설물에 설치되는 긴 의자로서 사람들이 앉아서 휴식을 취할 수 있도록 옥외에 설치되고 있다. 아울러, 벤치는 행사장이나 운동 경기장 등의 옥외에서 휴식 공간을 제공하기 위해 다양한 디자인의 의자를 설치하고 있는 추세이다.A bench is a long chair installed in a park or public facility, and is installed outdoors so that people can sit and relax. In addition, the bench is a trend to install chairs of various designs in order to provide a rest space outdoors, such as an event hall or sports stadium.
그러나, 종래의 벤치는 기온이 높은 하절기에는 사용자가 착석하는 등받이부가 매우 뜨겁고, 기온이 낮은 동절기 특히 야간의 경우에는 사용자가 착석하는 착석부가 매우 차갑기 때문에 잘 사용하지 않는 문제점이 있었다.However, the conventional bench has a problem in that it is not used well because the backrest where the user sits is very hot in the summer when the temperature is high, and the seat where the user sits is very cold in the winter when the temperature is low, especially at night.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2020-0032476호(2020.03.26. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 무선충전 및 발열기능을 갖는 벤치가 기재되어 있다.As a related prior document, there is Republic of Korea Patent Publication No. 10-2020-0032476 (published on March 26, 2020), which describes a bench having a wireless charging and heating function.
본 발명의 목적은 주변 온도 변화에 따라 표면 온도를 바꾸어 사용하는 것이 가능하도록 설계되어 사용자들이 편안하게 착석할 수 있으면서 주변 온도에 따라 따뜻함과 시원함을 함께 구현할 수 있는 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is a hybrid cooling bench having a cooling and heating function that is designed to be used by changing the surface temperature according to the change of the ambient temperature, so that users can comfortably sit down and realize warmth and coolness together according to the ambient temperature. is to provide
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치는 사용자가 착석하기 위한 좌석부; 상기 사용자의 착석시, 상기 사용자의 등 및 허리 부분 중 적어도 하나를 기대기 위한 등받이부; 상기 좌석부의 내부에 매립된 열선 부재; 상기 등받이부의 내부에 매립된 수냉식 냉각 파이프; 상기 수냉식 냉각 파이프의 내부를 순환하는 냉매를 순환시키기 위한 냉각기; 상기 좌석부 및 등받이부 중 적어도 하나의 내부에 매립되어, 상기 사용자의 착석 여부를 감지하기 위한 감지 센서; 및 상기 열선 부재, 냉각기 및 감지 센서의 구동을 각각 제어하기 위한 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A hybrid cooling bench having a cooling and heating function according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes: a seat for a user to sit; a backrest for reclining at least one of a back and a waist of the user when the user is seated; a heating member embedded in the seat portion; a water-cooled cooling pipe embedded in the interior of the backrest; a cooler for circulating a refrigerant circulating inside the water-cooled cooling pipe; a detection sensor embedded in at least one of the seat portion and the backrest portion to detect whether the user is seated; and a control unit for controlling driving of the heating member, the cooler, and the detection sensor, respectively.
상기 등받이부는 금속 재질로 이루어지고, 상기 좌석부는 나무, 콘크리트 및 플라스틱을 포함하는 부도체 재질 중에서 선택된다.The backrest part is made of a metal material, and the seat part is selected from non-conductive materials including wood, concrete, and plastic.
상기 열선 부재는 전도성 금속선과, 상기 전도성 금속선을 피복하는 유리섬유층과, 상기 유리섬유층을 피복하는 카본 직조사와, 상기 카본 직조사를 피복하는 방수 코팅층을 포함하는 방수 카본 발열선인 것이 바람직하다.The heating element is preferably a waterproof carbon heating wire comprising a conductive metal wire, a glass fiber layer covering the conductive metal wire, a carbon woven yarn covering the glass fiber layer, and a waterproof coating layer covering the carbon woven yarn.
상기 감지 센서는 전도성 복합체층; 상기 전도성 복합체층의 하면에 배치된 제1 전극; 및 상기 전도성 복합체층의 상면에 배치된 제2 전극;을 포함한다.The detection sensor may include a conductive composite layer; a first electrode disposed on a lower surface of the conductive composite layer; and a second electrode disposed on the upper surface of the conductive composite layer.
상기 전도성 복합체층은 비전도성 탄성 기재와, 상기 비전도성 탄성 기재의 내부에 분산 배치된 전도성 필러를 포함하고, 상기 사용자의 착석에 의해, 상기 제1 전극 또는 제2 전극에 외력이 가해지는 경우, 상기 외력이 가해지는 방향으로 상기 전도성 복합체층이 압축되고, 압축된 영역의 상기 전도성 필러 입자들 간에 전기적 터널링 효과가 발생하여 상기 제1 및 제2 전극 사이에 전류가 인가되어, 상기 사용자의 착석 여부가 감지된다.The conductive composite layer includes a non-conductive elastic substrate and a conductive filler dispersedly disposed inside the non-conductive elastic substrate, and when an external force is applied to the first electrode or the second electrode by the user's seating, The conductive composite layer is compressed in the direction in which the external force is applied, and an electrical tunneling effect occurs between the conductive filler particles in the compressed region, so that a current is applied between the first and second electrodes to determine whether the user is seated is detected
상기 제어부는 적어도 하나의 프로세서와, 상기 프로세서에 연결되며, 주변 온도를 측정하여 상기 프로세서로 전달하기 위한 온도 센서;를 포함한다.The control unit includes at least one processor, and a temperature sensor connected to the processor and configured to measure an ambient temperature and transmit it to the processor.
상기 하이브리드 쿨링 벤치는 공원 및 공공 시설물에 고정되는 고정식으로 설치되거나, 또는 행사장 및 운동 경기장에 이동 가능하도록 고정 또는 접이식 바퀴를 장착하여 이동식으로 설치될 수 있다. The hybrid cooling bench may be fixedly installed in parks and public facilities, or may be installed movably by mounting fixed or folding wheels so as to be movable in event halls and sports fields.
본 발명에 따른 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치는 사용자가 착석하여 등이나 허리 부분을 기대는 등받이부의 내부에는 수냉식 냉각 파이프가 매립되어 제1 설정 온도 이상에서 수냉식 냉각 파이프의 내부로 냉매를 순환시키도록 설정되어 여름철에 사용되고, 사용자가 착석하여 부착되는 엉덩이 부분의 좌석부의 내부에는 열선 부재가 매립되어 제2 설정 온도 이하에서 동작하도록 설정되어 겨울철에 사용된다.In the hybrid cooling bench having a cooling and heating function according to the present invention, a water-cooled cooling pipe is embedded in the back of the backrest where the user sits and leans on the back or waist, so that the refrigerant is circulated to the inside of the water-cooled cooling pipe at a first set temperature or higher. It is set to be used in summer, and a heating member is embedded in the seat portion of the hip part where the user sits and is attached, and is set to operate below the second set temperature and used in winter.
이 결과, 본 발명에 따른 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치는 좌석부의 내부에 매립된 감지 센서에 의해 사용자가 착석할 시에만 선택적으로 사용하는 것에 의해 전력 소비를 최소화할 수 있음과 더불어, 열선 부재에 의해 겨울철에는 사용자의 엉덩이 부분을 따듯하게 유지시킬 수 있고, 여름철에는 냉각수 순환 파이프의 내부로 냉각된 물을 순환시켜 등받이부의 표면 온도를 낮추어 사용자의 등 부분을 시원하게 해서 바로 시원함을 느낄 수 있게 된다.As a result, the hybrid cooling bench having a cooling and heating function according to the present invention can minimize power consumption by selectively using only when a user is seated by a detection sensor embedded in the interior of the seat, and, as well as The member can keep the user's buttocks warm in winter, and cools the user's back by circulating the cooled water inside the cooling water circulation pipe in summer to lower the surface temperature of the backrest so that the user's back can feel cool. do.
또한, 본 발명에 따른 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치는 열선 부재로 전도성 금속선, 유리섬유층, 카본 직조사 및 방수 코팅층을 포함하는 방수 카본 발열선이 이용되는 것에 의해, 인체에 안전할 뿐만 아니라, 내구성이 우수하고 방수성이 좋아 야외에 설치해도 사용상에 문제가 전혀 없게 된다.In addition, in the hybrid cooling bench having a cooling and heating function according to the present invention, a waterproof carbon heating wire including a conductive metal wire, a glass fiber layer, a carbon woven yarn and a waterproof coating layer is used as a heating wire member, so it is not only safe for the human body, It is durable and waterproof, so there is no problem in use even if it is installed outdoors.
아울러, 본 발명에 따른 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치는, 에어컨과 같이 공기를 냉각하는 방식과 달리, 등받이부의 내부에 매립된 수냉식 냉각 파이프의 내부로 물이 순환하는 폐쇄형 구조로 이루어져 금속 재질의 등받이부를 간접적으로 냉각시키게 되므로 위생적이면서 안전성 확보가 가능해질 수 있다.In addition, the hybrid cooling bench having a cooling and heating function according to the present invention has a closed structure in which water circulates into the inside of a water-cooled cooling pipe embedded in the interior of the backrest, unlike a method of cooling air like an air conditioner. Since the material of the backrest is indirectly cooled, it is possible to ensure sanitary and safety.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치를 나타낸 회로도.
도 3은 도 1의 열선 부재를 나타낸 확대 사시도.
도 4는 도 1의 감지 센서를 나타낸 확대 단면도.
도 5는 도 4의 감지 센서를 나타낸 확대 사시도.1 is a perspective view showing a hybrid cooling bench having a cooling and heating function according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram showing a hybrid cooling bench having a cooling and heating function according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an enlarged perspective view showing the heating member of Figure 1;
4 is an enlarged cross-sectional view illustrating the detection sensor of FIG. 1;
Figure 5 is an enlarged perspective view showing the detection sensor of Figure 4;
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only this embodiment allows the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a hybrid cooling bench having a cooling and heating function according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치를 나타낸 회로도이다.1 is a perspective view showing a hybrid cooling bench having cooling and heating functions according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing a hybrid cooling bench having cooling and heating functions according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치(100)는 좌석부(110), 등받이부(120), 열선 부재(130), 수냉식 냉각 파이프(140), 냉각기(150), 감지 센서(160) 및 제어부(170)를 포함한다.1 and 2 , the
좌석부(110)는 사용자가 착석하기 위한 공간을 마련한다. 이러한 좌석부(110)는 사용자의 엉덩이 부분을 지지하기 위한 좌석 패널(112)과, 좌석 패널(112)을 지지하는 지지 다리(114)와, 지지 다리(114)의 하단에 장착되어 지지 다리(114)를 지면에 고정하기 위해 체결 홀(T)을 구비하는 고정판(116)을 갖는다.The
이에 따라, 본 발명에 따른 하이브리드 쿨링 벤치(100)는 고정판(116)의 체결 홀(T)에 체결 나사를 이용하여 지면에 고정시키는 것에 의해, 공원 및 공공 시설물에 고정되는 고정식으로 설치될 수 있다.Accordingly, the
또한, 본 발명에 따른 하이브리드 쿨링 벤치(100)는 고정판(116)의 체결 홀(T)에 체결 나사를 체결하지 않거나 체결 나사를 풀어서 행사장 및 운동 경기장에 이동 가능하도록 고정 또는 접이식 바퀴를 장착하여 이동식으로 설치될 수도 있다.In addition, the
여기서, 좌석 패널(112), 지지 다리(114) 및 고정판(116)은 상호 간이 일체형 구조를 갖거나, 또는 분리형 구조를 가질 수 있다. 아울러, 좌석부(110)는 열전달계수가 낮은 나무, 콘크리트 및 플라스틱을 포함하는 부도체 재질 중에서 선택되는 것이 바람직하다.Here, the seat panel 112, the support leg 114, and the fixing plate 116 may have a mutually integrated structure, or may have a separate structure. In addition, the
등받이부(120)는 사용자의 착석시, 사용자의 등 및 허리 부분 중 적어도 하나를 기대기 위해 설치된다. 이러한 등받이부(120)는 열전달계수가 높은 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서, 좌석부(110)와 등받이부(120)는 일체형 결합 구조 또는 분리형 결합 구조로 이루어질 수 있다.The
열선 부재(130)는 열전달계수가 낮은 부도체 재질로 이루어진 좌석부(110)의 내부에 매립된다. 이러한 열선 부재(130)는 제어부(170)로부터 전원을 공급받아 동작하여 부도체 재질의 좌석부(110)를 서서히 가열하게 되므로 온기를 오랫동안 유지시킬 수 있게 된다.The
이때, 본 발명에 따른 하이브리드 쿨링 벤치(100)는 사용자가 좌석부(110)에 착석할 시, 엉덩이 부분이 부착되는 좌석부(110)의 내부에 매립된 열선 부재(130)가 제1 설정 온도 이하에서만 동작하도록 설정되어 온도가 낮은 겨울철에 사용자의 체온을 따뜻하게 유지시킬 수 있게 된다.At this time, in the
수냉식 냉각 파이프(140)는 열전달계수가 높은 금속 재질로 이루어진 등받이부(120)의 내부에 매립된다. 보다 구체적으로, 수냉식 냉각 파이프(140)는 열전달계수가 높은 알루미늄(Al), 스테인리스 스틸(SUS), 구리(Cu) 등을 포함하는 금속 재질 중에서 선택될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 수냉식 냉각 파이프(140)는 원형이나 각형의 단면 구조를 가질 수 있다.The water-cooled
냉각기(150)는 수냉식 냉각 파이프(140)의 내부를 순환하는 냉매를 순환시키는 역할을 한다. 이를 위해, 수냉식 냉각 파이프(140)는 냉매 공급 배관(145)을 매개로 냉각기(150)로부터 냉각된 냉매를 공급받는다. 여기서, 냉매로는 물을 이용하는 것이 바람직하다.The cooler 150 serves to circulate the refrigerant circulating in the water-cooled
본 발명에 따른 하이브리드 쿨링 벤치(100)는 냉각기(150)에 의해 차가워진 물을 냉매로 이용하여 수냉식 냉각 파이프(140)의 내부로 순환시키는 구조를 갖는다. 이 결과, 본 발명에 따른 하이브리드 쿨링 벤치(100)는, 에어컨과 같이 공기를 냉각하는 방식과 달리, 등받이부(120)의 내부에 매립된 수냉식 냉각 파이프(140)의 내부로 물이 순환하는 폐쇄형 구조로 이루어져 금속 재질의 등받이부(120)를 간접적으로 냉각시키게 되므로 위생적이면서 안전성 확보가 가능해질 수 있다.The
감지 센서(160)는 좌석부(110) 및 등받이부(120) 중 적어도 하나의 내부에 매립되어, 사용자의 착석 여부를 감지하기 위해 장착된다. 이때, 감지 센서(160)는 복수개가 매립되어 있을 수 있다. 즉, 감지 센서(160)는 벤치의 크기 및 면적에 따라 그 위치 및 수가 변경될 수 있다는 것은 자명한 사실일 것이다.The
제어부(170)는 열선 부재(130), 냉각기(150) 및 감지 센서(160)의 구동을 각각 제어하는 역할을 한다. 이때, 열선 부재(130)는 열선 전원 공급선(135)에 의해 제어부(170)와 전기적으로 연결되어, 제어부(170)로부터 전원을 공급받는다. 냉각기(150)는 냉각기 전원 공급선(155)에 의해 제어부(170)와 전기적으로 연결되어, 제어부(170)로부터 전원을 공급받는다.The
이러한 제어부(170)는 적어도 하나의 프로세서(172)와, 프로세서(172)에 연결되며, 주변 온도를 측정하여 프로세서로 전달하기 위한 온도 센서(174)를 포함한다.The
여기서, 프로세서(172)는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다.Here, the
온도 센서(174)는 벤치의 주변 온도를 측정하여 프로세서로 전달하게 된다. 이때, 프로세서(172)는 측정 온도가 제1 설정 온도 이상일 시 냉방 기능을 수행하도록 제어하게 되고, 측정 온도가 제2 설정 온도 이하일 시 난방 기능을 수행하도록 제어하게 된다.The
전술한 본 발명의 실시예에 따른 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치는 사용자가 착석하여 등이나 허리 부분을 기대는 등받이부의 내부에는 수냉식 냉각 파이프가 매립되어 제1 설정 온도 이상에서 수냉식 냉각 파이프의 내부로 냉매를 순환시키도록 설정되어 여름철에 사용되고, 사용자가 착석하여 부착되는 엉덩이 부분의 좌석부의 내부에는 열선 부재가 매립되어 제2 설정 온도 이하에서 동작하도록 설정되어 겨울철에 사용된다.In the hybrid cooling bench having a cooling and heating function according to the embodiment of the present invention described above, a water-cooled cooling pipe is embedded inside the backrest part where the user sits and leans on the back or waist, so that the water-cooled cooling pipe It is set to circulate the refrigerant inside and is used in summer, and a heating member is embedded in the seat portion of the hip part where the user sits and is attached, and is set to operate below the second set temperature and used in winter.
이에 대해서는 이하 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.This will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings.
도 3은 도 1의 열선 부재를 나타낸 확대 사시도로, 도 1과 연계하여 설명하도록 한다.FIG. 3 is an enlarged perspective view illustrating the heating wire member of FIG. 1 , which will be described in connection with FIG. 1 .
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 열선 부재(130)는 전도성 금속선(132)과, 전도성 금속선(132)을 피복하는 유리섬유층(134)과, 유리섬유층(134)을 피복하는 카본 직조사(136)와, 카본 직조사(136)를 피복하는 방수 코팅층(138)을 포함한다.1 and 3, the
전도성 금속선(132)은 구리, 니켈, 텅스텐, 알루미늄, 금, 은 등에서 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다. 이러한 전도성 금속선(132)은 10 ~ 30 가닥이 꼬임 구조로 합사된 것을 이용하는 것이 바람직하다.As the
유리섬유층(134)은 전도성 금속선(132)의 표면을 피복하여 강도를 강화시키는 역할을 한다. 이때, 유리섬유층(134)은 유리섬유 직조사로 이루어질 수 있다.The
카본 직조사(136)는 전류를 도통시키는 도전체로서 전류를 인가하면 자체 저항에 의해 열을 발생시키는 발열 수단이다. 또한, 카본 직조사(136)의 특성상 전류의 인가시 인체에 이로운 원적외선과 음이온도 함께 방출될 수 있다. 이에 따라, 전도성 금속선(132) 및 카본 직조사(136)는 전류 진행에 따라 생성되는 자계를 상쇄하는 구조를 갖는다.The carbon woven
방수 코팅층(138)은 열선 부재(130)의 최 외측에 배치되어, 열선 부재(130)가 습기나 물에 노출되는 것을 방지하는 역할을 한다.The
이러한 방수 코팅층(138)은 불소수지 10 ~ 25 중량%, 메틸메타아크릴레이트 수지 20 ~ 40 중량%, 2,4-디페닐-6-(2-히드록시-4-에톡시페닐)-1,3,5-트리아진 0.5 ~ 3 중량%, 계면활성제 0.1 ~ 5 중량% 및 나머지 용매로 조성되는 방수 코팅 조성물이 이용될 수 있다. 즉, 방수 코팅층(138)은 방수 코팅 조성물을 카본 직조사(136)의 표면에 스프레이 코팅하고 건조한 후, 경화하는 것에 의해 형성될 수 있다.This
불소수지는 주쇄가 C-C 결합으로 이루어진 폴리올레핀의 수소의 일부 또는 전부가 불소원자로 대치된 구조를 가진 합성수지로서, 표면장력이 가장 약하여 발수 또는 발유성분으로서 적합한 물질이다. 이러한 불소수지는 방수 코팅층의 접촉각을 크게 증가시키는 것에 의해, 표면장력이 강한 빗물이 방수 코팅층의 표면에 접촉하더라도 튀거나 뭉치게 되어 빗물이 열선 부재의 내부로 침투하는 것을 원천적으로 차단하게 된다.A fluororesin is a synthetic resin having a structure in which some or all of the hydrogens of polyolefins in which the main chain is composed of C-C bonds are replaced with fluorine atoms, and has the weakest surface tension, so it is suitable as a water-repellent or oil-repellent component. By significantly increasing the contact angle of the waterproof coating layer, the fluororesin is splashed or agglomerated even when rainwater with strong surface tension comes into contact with the surface of the waterproof coating layer to fundamentally block the penetration of rainwater into the inside of the heating wire member.
이러한 불소수지로는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 테트라플루오르에틸렌/헥사플루오르프로필렌 공중합체(FEP), 테트라플루오르에틸렌/페르플루오트 알킬비닐에테르 공중합체(PFA), 폴리불화비닐라덴(PVDF) 등에서 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다.Examples of such fluororesins include polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene/hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene/perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), polyvinyladenum fluoride (PVDF), etc. One or more selected types may be used.
불소수지의 첨가량이 방수 코팅 조성물 전체 중량의 10 중량% 미만일 경우에는 불소수지의 함량이 적어 방수 기능을 제대로 발휘하기 어렵다. 반대로, 불소수지의 첨가량이 방수 코팅 조성물 전체 중량의 25 중량%를 초과할 경우에는 화학안정성이 저하되고, 점도 증가로 투명도가 감소하여 오염을 남길 수 있으므로, 바람직하지 못하다.When the amount of the fluororesin added is less than 10% by weight of the total weight of the waterproof coating composition, the content of the fluororesin is small and it is difficult to properly exhibit the waterproofing function. Conversely, when the amount of the fluororesin added exceeds 25% by weight of the total weight of the waterproof coating composition, chemical stability is lowered, and transparency is reduced due to an increase in viscosity, which may leave contamination, which is not preferable.
메틸메타아크릴레이트 수지는 인체에 무해하고 환경친화력이 우수하며, 방수 코팅 조성물의 주 바인더로 사용된다.Methyl methacrylate resin is harmless to the human body and has excellent environmental friendliness, and is used as the main binder of the waterproof coating composition.
메틸메타아크릴레이트 수지의 첨가량이 방수 코팅 조성물 전체 중량의 20 중량% 미만일 경우에는 기계적 물성의 저하로 내구성을 저하시키는 문제가 있다. 반대로, 메틸메타아크릴레이트 수지의 첨가량이 방수 코팅 조성물 전체 중량의 40 중량%를 초과할 경우에는 수지의 과도한 사용으로 인한 수치안정성을 저하시키는 문제가 있다.When the amount of methyl methacrylate resin added is less than 20% by weight of the total weight of the waterproof coating composition, there is a problem of lowering durability due to deterioration of mechanical properties. Conversely, when the amount of methyl methacrylate resin added exceeds 40% by weight of the total weight of the waterproof coating composition, there is a problem of lowering the numerical stability due to excessive use of the resin.
2,4-디페닐-6-(2-히드록시-4-에톡시페닐)-1,3,5-트리아진은 접착력을 향상시키기 위한 목적으로 첨가된다. 2,4-디페닐-6-(2-히드록시-4-에톡시페닐)-1,3,5-트리아진의 첨가량이 방수 코팅 조성물 전체 중량의 0.5 중량% 미만일 경우에는 접착력 향상 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 2,4-디페닐-6-(2-히드록시-4-에톡시페닐)-1,3,5-트리아진의 첨가량이 방수 코팅 조성물 전체 중량의 3 중량%를 초과할 경우에는 더 이상의 효과 상승 없이 제조 비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 경제적이지 못하다.2,4-diphenyl-6-(2-hydroxy-4-ethoxyphenyl)-1,3,5-triazine is added for the purpose of improving adhesion. When the amount of 2,4-diphenyl-6-(2-hydroxy-4-ethoxyphenyl)-1,3,5-triazine added is less than 0.5% by weight of the total weight of the waterproof coating composition, the effect of improving the adhesion is not properly achieved. It can be difficult to perform. Conversely, when the addition amount of 2,4-diphenyl-6-(2-hydroxy-4-ethoxyphenyl)-1,3,5-triazine exceeds 3% by weight of the total weight of the waterproof coating composition, it is more Since it can act as a factor that increases only the manufacturing cost without increasing the above effect, it is not economical.
계면활성제는 친수성을 향상시키는 역할을 한다. 계면활성제의 첨가량이 방수 코팅 조성물 전체 중량의 0.1 중량% 미만일 경우에는 코팅막의 친수성이 약해지는 문제가 있다. 반대로, 계면활성제의 첨가량이 방수 코팅 조성물 전체 중량의 5 중량%를 초과할 경우에는 수분이 약하게 되어 내구성이 저하되는 문제가 있다.Surfactants serve to improve hydrophilicity. When the amount of the surfactant added is less than 0.1% by weight of the total weight of the waterproof coating composition, there is a problem in that the hydrophilicity of the coating film is weakened. Conversely, when the amount of the surfactant added exceeds 5% by weight of the total weight of the waterproof coating composition, there is a problem in that moisture is weak and durability is lowered.
이와 같이, 본 발명에서는 좌석부(110)의 내부에 매립되는 열선 부재(130)로 전도성 금속선(132), 유리섬유층(134), 카본 직조사(136) 및 방수 코팅층(138)을 포함하는 방수 카본 발열선이 이용되는 것에 의해, 인체에 안전할 뿐만 아니라, 내구성이 우수하고 방수성이 좋아 야외에 설치해도 사용상에 문제가 전혀 없게 된다.As such, in the present invention, as the
한편, 도 4는 도 1의 감지 센서를 나타낸 확대 단면도이며, 도 5는 도 4의 감지 센서를 나타낸 확대 사시도로, 도 1과 연계하여 설명하도록 한다.Meanwhile, FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view illustrating the detection sensor of FIG. 1 , and FIG. 5 is an enlarged perspective view illustrating the detection sensor of FIG. 4 , which will be described in connection with FIG. 1 .
도 1, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 감지 센서(160)는 전도성 복합체층(161), 제1 전극(162) 및 제2 전극(163)을 포함한다.1 , 4 and 5 , the
전도성 복합체층(161)은 비전도성 탄성 기재(161a)와, 비전도성 탄성 기재(161a)의 내부에 분산 배치된 전도성 필러(161b)를 포함한다.The conductive
비전도성 탄성 기재(161a)는 폴리에틸렌, 나일론, 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 에틸렌 비닐아세테이트, 폴리프로필렌, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리비닐부틸알, 폴리염화비닐, EPDM(ethylene propylene rubber), PDMS(polydimethylsiloxane) 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The non-conductive
전도성 필러(161b)는 비전도성 탄성 기재(161a)의 내부에 3차원적으로 균일하게 분산 배치되어 전기적 터널링 효과에 의해 전도성 복합체층(161)에 선택적으로 도전성을 부여하는 역할을 한다. 이러한 전도성 필러(161b)는 Ag, Au, Al, Cu, Pt, Ni 등에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The
이러한 전도성 복합체층(161)은 10 ~ 20mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 전도성 복합체층(161)의 두께가 10mm 미만일 경우에는 전도성 복합체층(161) 내의 전도성 필러(161b) 입자를 3차원적으로 균일하게 분산 배치시키는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 전도성 복합체층(161)의 두께가 20mm를 초과할 경우에는 더 이상의 효과 상승 없이 비전도성 탄성 기재(161a) 및 전도성 필러(161b)의 사용량만을 증가시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 경제적이지 못하다.The conductive
제1 전극(162)은 전도성 복합체층(161)의 하면에 배치되고, 제2 전극(163)은 전도성 복합체층(161)의 상면에 배치된다.The first electrode 162 is disposed on the lower surface of the conductive
이러한 제1 및 제2 전극(162, 163) 각각은 Ag, Pt, Pd, Ni, Cu 등에서 선택된 1종 이상으로 형성될 수 있다. 이때, 제1 및 제2 전극(162, 163) 각각은 0.5 ~ 2mm의 두께를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Each of the first and
아울러, 본 발명에 따른 감지 센서(160)는 제1 전극 연결선(164), 제2 전극 연결선(165) 및 압력 측정기(166)를 더 포함할 수 있다.In addition, the
제1 전극 연결선(164)은 제1 전극(162)과 압력 측정기(166) 사이에 배치되어, 제1 전극(162)과 압력 측정기(166)를 전기적으로 연결한다. 제2 전극 연결선(165)은 제2 전극(163)과 압력 측정기(166) 사이에 배치되어, 제2 전극(165)과 압력 측정기(166)를 전기적으로 연결한다.The first
본 발명에 따른 감지 센서(160)는 사용자의 착석에 의해, 제1 전극(162) 또는 제2 전극(163)에 외력이 가해지는 경우, 외력이 가해지는 방향으로 전도성 복합체층(161)이 압축되고, 압축된 영역의 전도성 필러(161b) 입자들 간에 전기적 터널링 효과가 발생한다. 이에 따라, 제1 및 제2 전극(162, 163) 사이에 전류가 인가되어, 사용자의 착석 여부가 감지된다.In the
즉, 감지 센서(160)의 제1 전극(162)에 소정의 압력이 가해지면, 감지 센서(160)의 전류 또는 저항이 변화하게 되고, 그 변화 과정은 제1 전극 연결선(164) 및 제2 전극 연결선(165)을 통하여 압력 측정기(166)를 통해 압력의 세기를 측정하고, 측정된 압력의 세기가 설정 값 이상일 시 사용자가 착석한 것으로 판별하게 된다.That is, when a predetermined pressure is applied to the first electrode 162 of the
이 결과, 본 발명에 따른 감지 센서(160)는 외력에 따라 부피와 전기 저항 값이 가역적으로 변화하는 특성을 가지므로, 외력의 세기를 감지하여 사용자의 착석 여부를 손쉽게 판별할 수 있게 된다.As a result, since the
지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치는 사용자가 착석하여 등이나 허리 부분을 기대는 등받이부의 내부에는 수냉식 냉각 파이프가 매립되어 제1 설정 온도 이상에서 수냉식 냉각 파이프의 내부로 냉매를 순환시키도록 설정되어 여름철에 사용되고, 사용자가 착석하여 부착되는 엉덩이 부분의 좌석부의 내부에는 열선 부재가 매립되어 제2 설정 온도 이하에서 동작하도록 설정되어 겨울철에 사용된다.As seen so far, in the hybrid cooling bench having a cooling and heating function according to an embodiment of the present invention, a water cooling cooling pipe is buried inside the backrest part where the user sits and leans on the back or waist, so that the temperature is higher than the first set temperature. It is set to circulate the refrigerant to the inside of the water-cooled cooling pipe and is used in summer, and a heating member is buried inside the seat part of the hip part where the user sits and is attached, and is set to operate below the second set temperature and used in winter.
이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치는 좌석부의 내부에 매립된 감지 센서에 의해 사용자가 착석할 시에만 선택적으로 사용하는 것에 의해 전력 소비를 최소화할 수 있음과 더불어, 열선 부재에 의해 겨울철에는 사용자의 엉덩이 부분을 따듯하게 유지시킬 수 있고, 여름철에는 냉각수 순환 파이프의 내부로 냉각된 물을 순환시켜 등받이부의 표면 온도를 낮추어 사용자의 등 부분을 시원하게 해서 바로 시원함을 느낄 수 있게 된다.As a result, the hybrid cooling bench having a cooling and heating function according to an embodiment of the present invention can minimize power consumption by selectively using only when a user is seated by a detection sensor embedded in the interior of the seat portion. In addition, it is possible to keep the user's buttocks warm in winter by the heating element member, and in summer, the cooled water is circulated inside the cooling water circulation pipe to lower the surface temperature of the backrest to cool the user's back, thereby providing immediate cooling. be able to feel
또한, 본 발명의 실시예에 따른 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치는 열선 부재로 전도성 금속선, 유리섬유층, 카본 직조사 및 방수 코팅층을 포함하는 방수 카본 발열선이 이용되는 것에 의해, 인체에 안전할 뿐만 아니라, 내구성이 우수하고 방수성이 좋아 야외에 설치해도 사용상에 문제가 전혀 없게 된다.In addition, in the hybrid cooling bench having a cooling and heating function according to an embodiment of the present invention, a waterproof carbon heating wire including a conductive metal wire, a glass fiber layer, a carbon woven yarn and a waterproof coating layer is used as a heating wire member, so that it is safe for the human body. In addition, it is durable and waterproof, so there is no problem in use even when installed outdoors.
아울러, 본 발명의 실시예에 따른 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치는, 에어컨과 같이 공기를 냉각하는 방식과 달리, 등받이부의 내부에 매립된 수냉식 냉각 파이프의 내부로 물이 순환하는 폐쇄형 구조로 이루어져 금속 재질의 등받이부를 간접적으로 냉각시키게 되므로 위생적이면서 안전성 확보가 가능해질 수 있다.In addition, the hybrid cooling bench having a cooling and heating function according to an embodiment of the present invention has a closed structure in which water circulates into the inside of the water-cooled cooling pipe embedded in the interior of the backrest, unlike a method of cooling air like an air conditioner. Since the metal backrest is indirectly cooled, it is possible to ensure sanitary and safety.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.In the above, the embodiments of the present invention have been mainly described, but various changes or modifications can be made at the level of those skilled in the art to which the present invention pertains. Such changes and modifications can be said to belong to the present invention without departing from the scope of the technical spirit provided by the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be judged by the claims described below.
100 : 하이브리드 쿨링 벤치
110 : 좌석부
120 : 등받이부
130 : 열선 부재
140 : 수냉식 냉각 파이프
150 : 냉각기
160 : 감지 센서
170 : 제어부100: Hybrid Cooling Bench
110: seat
120: backrest
130: no hot wire
140: water cooling cooling pipe
150: cooler
160: detection sensor
170: control unit
Claims (7)
상기 사용자의 착석시, 상기 사용자의 등 및 허리 부분 중 적어도 하나를 기대기 위한 등받이부;
상기 좌석부의 내부에 매립된 열선 부재;
상기 등받이부의 내부에 매립된 수냉식 냉각 파이프;
상기 수냉식 냉각 파이프의 내부를 순환하는 냉매를 순환시키기 위한 냉각기;
상기 좌석부 및 등받이부 중 적어도 하나의 내부에 매립되어, 상기 사용자의 착석 여부를 감지하기 위한 감지 센서; 및
상기 열선 부재, 냉각기 및 감지 센서의 구동을 각각 제어하기 위한 제어부;를 포함하며,
상기 감지 센서는 전도성 복합체층; 상기 전도성 복합체층의 하면에 배치된 제1 전극; 및 상기 전도성 복합체층의 상면에 배치된 제2 전극;을 포함하고,
상기 전도성 복합체층은 10 ~ 20mm의 두께를 갖고, 상기 제1 및 제2 전극 각각은 Ag, Pt, Pd, Ni 및 Cu 중 선택된 1종 이상을 포함하는 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치.
a seat portion for a user to sit on;
a backrest for reclining at least one of a back and a waist of the user when the user is seated;
a heating member embedded in the seat portion;
a water-cooled cooling pipe embedded in the backrest portion;
a cooler for circulating a refrigerant circulating inside the water-cooled cooling pipe;
a detection sensor embedded in at least one of the seat portion and the backrest portion to detect whether the user is seated; and
a control unit for controlling the driving of the heating member, the cooler, and the detection sensor, respectively;
The detection sensor may include a conductive composite layer; a first electrode disposed on a lower surface of the conductive composite layer; and a second electrode disposed on the upper surface of the conductive composite layer;
The conductive composite layer has a thickness of 10 to 20 mm, and each of the first and second electrodes is formed of a material including at least one selected from Ag, Pt, Pd, Ni and Cu. Hybrid cooling bench with
상기 등받이부는 금속 재질로 이루어지고,
상기 좌석부는 나무, 콘크리트 및 플라스틱을 포함하는 부도체 재질 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치.
According to claim 1,
The backrest part is made of a metal material,
The seat portion is a hybrid cooling bench having a cooling and heating function, characterized in that selected from non-conductive materials including wood, concrete and plastic.
상기 열선 부재는
전도성 금속선과, 상기 전도성 금속선을 피복하는 유리섬유층과, 상기 유리섬유층을 피복하는 카본 직조사와, 상기 카본 직조사를 피복하는 방수 코팅층을 포함하는 방수 카본 발열선인 것을 특징으로 하는 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치.
According to claim 1,
The heating element is
A cooling and heating function, characterized in that it is a waterproof carbon heating wire comprising a conductive metal wire, a glass fiber layer covering the conductive metal wire, a carbon woven yarn covering the glass fiber layer, and a waterproof coating layer covering the carbon woven yarn Having a hybrid cooling bench.
상기 전도성 복합체층은
비전도성 탄성 기재와, 상기 비전도성 탄성 기재의 내부에 분산 배치된 전도성 필러를 포함하고,
상기 사용자의 착석에 의해, 상기 제1 전극 또는 제2 전극에 외력이 가해지는 경우, 상기 외력이 가해지는 방향으로 상기 전도성 복합체층이 압축되고, 압축된 영역의 상기 전도성 필러 입자들 간에 전기적 터널링 효과가 발생하여 상기 제1 및 제2 전극 사이에 전류가 인가되어, 상기 사용자의 착석 여부가 감지되는 것을 특징으로 하는 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치.
According to claim 1,
The conductive composite layer is
A non-conductive elastic substrate comprising a conductive filler dispersedly disposed inside the non-conductive elastic substrate,
When an external force is applied to the first electrode or the second electrode by the user's seating, the conductive composite layer is compressed in the direction in which the external force is applied, and an electrical tunneling effect between the conductive filler particles in the compressed region A hybrid cooling bench having a cooling and heating function, characterized in that by generating a current is applied between the first and second electrodes to detect whether the user is seated.
상기 제어부는
적어도 하나의 프로세서와,
상기 프로세서에 연결되며, 주변 온도를 측정하여 상기 프로세서로 전달하기 위한 온도 센서;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치.
According to claim 1,
the control unit
at least one processor;
a temperature sensor connected to the processor, the temperature sensor measuring an ambient temperature and transmitting it to the processor;
A hybrid cooling bench having a cooling and heating function comprising a.
상기 하이브리드 쿨링 벤치는
공원 및 공공 시설물에 고정되는 고정식으로 설치되거나, 또는
행사장 및 운동 경기장에 이동 가능하도록 고정 또는 접이식 바퀴를 장착하여 이동식으로 설치되는 것을 특징으로 하는 냉방 및 난방 기능을 갖는 하이브리드 쿨링 벤치.According to claim 1,
The hybrid cooling bench
fixedly installed in parks and public facilities, or
A hybrid cooling bench having a cooling and heating function, characterized in that it is installed in a movable manner by mounting fixed or folding wheels so that it can be moved in event halls and sports fields.
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KR1020200123551A KR102395118B1 (en) | 2020-09-24 | 2020-09-24 | Hybrid cooling bench with cooling and heating functions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102395118B1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101549344B1 (en) * | 2014-06-30 | 2015-09-11 | 주식회사 유니웜 | Ceramic heat element |
CN107467962A (en) * | 2017-07-31 | 2017-12-15 | 太仓市金强家具有限公司 | A kind of sofa with recirculated water cooling function |
KR102036712B1 (en) * | 2019-03-29 | 2019-10-28 | (주)아리산업 | Cooling and heating bench for outdoor use |
-
2020
- 2020-09-24 KR KR1020200123551A patent/KR102395118B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101549344B1 (en) * | 2014-06-30 | 2015-09-11 | 주식회사 유니웜 | Ceramic heat element |
CN107467962A (en) * | 2017-07-31 | 2017-12-15 | 太仓市金强家具有限公司 | A kind of sofa with recirculated water cooling function |
KR102036712B1 (en) * | 2019-03-29 | 2019-10-28 | (주)아리산업 | Cooling and heating bench for outdoor use |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20220040637A (en) | 2022-03-31 |
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