KR102434096B1 - 온도전달매체를 이용한 건식 족욕기 - Google Patents
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Abstract
건식 족욕기가 개시되어 있다.
이 개시된 건식 족욕기는 상부가 개방되고 내부에 수용공간이 형성되는 것으로, 내외부를 관통하는 관통공이 형성된 벽체를 이루는 제1면과, 제1면과 접하면서 바닥을 이루는 제2면을 가지는 본체와; 제1면 및 제2면 중 적어도 어느 하나에 설치되어 가열되는 면상발열체와; 수용공간 내에 위치하고 면상발열체의 열을 수용공간 내부로 전달하는 것으로, 복수의 세라믹볼로 이루어진 온도전달매체; 및 면상발열체와 서로 마주하는 위치에서 관통공을 사이로 본체 외부에 위치하고, 관통공을 통해 외부공기를 통과시켜 면상발열체의 열에 의하여 외부공기가 데워지면 온도전달매체가 가열되면서 세라믹볼에서 원적외선이 방출되도록 전달하는 송풍부를 포함한다.
이 개시된 건식 족욕기는 상부가 개방되고 내부에 수용공간이 형성되는 것으로, 내외부를 관통하는 관통공이 형성된 벽체를 이루는 제1면과, 제1면과 접하면서 바닥을 이루는 제2면을 가지는 본체와; 제1면 및 제2면 중 적어도 어느 하나에 설치되어 가열되는 면상발열체와; 수용공간 내에 위치하고 면상발열체의 열을 수용공간 내부로 전달하는 것으로, 복수의 세라믹볼로 이루어진 온도전달매체; 및 면상발열체와 서로 마주하는 위치에서 관통공을 사이로 본체 외부에 위치하고, 관통공을 통해 외부공기를 통과시켜 면상발열체의 열에 의하여 외부공기가 데워지면 온도전달매체가 가열되면서 세라믹볼에서 원적외선이 방출되도록 전달하는 송풍부를 포함한다.
Description
본 발명은 온도전달매체를 이용한 건식 족욕기에 관한 것으로서, 상세하게는 세라믹볼 및 면상발열체를 이용하여 예열시간을 단축시키고 수용공간이 고르게 발열되는 건식 족욕기에 관한 것이다.
족욕은 발을 따뜻하게 하여 노출시켜 혈액순환을 촉진하는 것으로 간편하게 할 수 있으면서도 반신욕이나 전신욕을 하는 것과 같은 효과를 발휘하고, 혈액순환을 통한 다이어트 및 피부를 개선할 수 있다.
종래의 습식 족욕 방법은 물의 온도를 적정하게 유지시켜주는 것이 쉽지 않고 족욕 후 물의 처리가 번거로우며 장기간 사용하면 누수가 발생하거나 감전되어 화상을 입는 문제점이 있다. 또한, 습식 족욕기를 사용할 때에는 발에서 각질 등이 떨어질 수 있는데 이를 청소하는 것이 쉽지 않고, 족욕기의 사용 후 족욕기 내의 온도가 내려감으로써 발생하는 습기에 의해 족욕기 내에 세균이 번식할 수 있는 문제가 있다.
이러한 이유로 아래의 선행특허문헌들과 같이 물이 필요없는 건식 족욕기가 개시된 바 있다.
한편, 이 개시된 특허문헌들에는 세라믹볼 및 면상발열체를 이용하여 예열시간을 단축시키고 수용공간을 고르게 발열되도록 하는 기술이 개시되어 있지 않다.
본 발명은 상기한 점들을 감안하여 창안된 것으로서, 세라믹볼 및 면상발열체를 이용하여 예열시간을 단축시키고 수용공간이 고르게 발열되는 건식 족욕기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상부가 개방되고 내부에 수용공간이 형성되는 것으로, 내외부를 관통하는 관통공이 형성된 벽체를 이루는 제1면과, 상기 제1면과 접하면서 바닥을 이루는 제2면을 가지는 본체와; 상기 제1면 및 상기 제2면 중 적어도 어느 하나에 설치되어 가열되는 면상발열체와; 상기 수용공간 내에 위치하고 상기 면상발열체의 열을 상기 수용공간 내부로 전달하는 것으로, 복수의 세라믹볼로 이루어진 온도전달매체; 및 상기 면상발열체와 서로 마주하는 위치에서 상기 관통공을 사이로 상기 본체 외부에 위치하고, 상기 관통공을 통해 상기 외부공기를 통과시켜 상기 면상발열체의 열에 의하여 상기 외부공기가 데워지면 상기 온도전달매체가 가열되면서 상기 세라믹볼에서 원적외선이 방출되도록 전달하는 송풍부를 포함할 수 있다.
상기 면상발열체는 인가된 전기에 의해 발열되는 것으로, 및 소정 두께를 가지고 상부 및 하부가 면상으로 형성되는 발열부와; 상기 발열부에 전기를 인가하는 전극부; 및 비도전성실리콘으로 이루어지고 상기 전극부와 상기 발열부를 내부에 포함하감싸는 절연부를 포함하고, 상기 발열부는 도전성실리콘 또는 열전도성실리콘 중 적어도 어느 하나로 이루어지고, 일단 또는 타단 각각에는 상기 전극부가 설치되는 것으로, 상기 발열부는 가요성을 가진 절곡부를 형성하여 상기 일단과 상기 타단 각각이 상기 절곡부로 연결되며 평면 상에 서로 같은 방향을 보고 이웃하게 배치되거나, 상부 또는 하부로 마주보고 나란하게 배치될 수 있다.
상기 전극부는 금속전극 또는 도전성실리콘 중 적어도 어느 하나로 이루어지고, 상기 발열부에 전기를 인가하는 메인전극부와; 상기 메인전극부와 상기 발열부 사이에 위치하는 것으로, 일단은 상기 메인전극부와 연결되고, 타단은 상기 발열부의 일측 전반의 적어도 두 위치에 연결되는 복수의 가지전극부; 및 상기 가지전극부에서 상기 발열부의 내부, 외부 상부 및 외부 하부 중 적어도 하나로 연장 형성된 연장전극부를 포함하여 상기 발열부 전체 면적의 열 발생분포가 보다 균일해지도록 할 수 있다.
상기 발열부 및 상기 전극부는 하기의 조건식 1을 만족할 수 있다.
<조건식 1>
HΩ > WΩ (단, Ω < 10일 때)
여기서, HΩ은 발열부의 전기저항값을 의미하고, WΩ은 전극부의 전기저항값을 의미할 수 있다.
상기 가지전극부는 상기 메인전극부에서부터 상기 발열부 일측 전반에 걸쳐 가장 최단 거리로 연결되는 제1가지전극부; 및 상기 메인전극부에서부터 상기 발열부 일측 전반에 걸쳐 연결되는 적어도 하나의 제2가지전극부를 포함하고, 상기 제1 및 제2가지전극부의 전기저항값은 실질상 동일할 수 있다.
상기 전극부는 상기 제1 및 제2가지전극부의 상기 발열부 일측 단부에 설치되는 것으로, 상기 제1가지전극부와 상기 제2가지전극부 사이의 통전경로를 형성하여 상기 발열부 내부에 고르게 열이 전달되도록 하는 열전달바를 더 포함할 수 있다.
상기 본체, 상기 온도전달매체, 상기 면상발열체, 상기 송풍부 및 상기 이동부를 포함하고, 상기 면상발열체에 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 제1유닛; 및 상기 제1유닛과 연결되는 것으로, 상기 본체, 상기 온도전달매체, 상기 면상발열체, 상기 송풍부 및 상기 이동부를 포함하는 제2유닛을 포함하고, 상기 제1유닛과 상기 제2유닛이 서로 마주하는 벽측면 각각에 조립 가능하도록 형성되는 제1 및 제2조립부; 및 상기 제1 및 제2조립부 중 적어도 어느 하나에 설치되어 연결되면서 상기 수용공간을 확장시키는 연결부를 더 포함하고, 상기 연결부와, 상기 제1조립부 또는 상기 제2조립부 각각에는 적어도 일측면이 양극성 또는 음극성으로 이루어져 서로 다른 전극과 접촉하여 연결될 때 전류가 통하는 전극연결부를 더 포함할 수 있다.
상기 온도전달매체는 세라믹볼의 표면에 열전도성 물질이 코팅 형성된 것으로 허니콤 및 랜덤 메쉬 형상 중 적어도 어느 하나의 구조를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 건식 족욕기는 온도전달매체 내부의 세라믹볼 표면을 코팅함으로써 면상발열체에서 전달되는 직접적인 열과 송풍부를 통해 전달되는 간접적인 열풍에 의하여 전체 표면이 고르게 열분포를 가지고 세라믹볼의 예열 시간을 단축시키는 효과를 가져올 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건식 족욕기는 그 내부에 면상발열체가 설치됨에 따라 최적의 발열 적정 온도를 유지시킬 수 있고 열선단락이 없고 면 자체에 고르게 발열됨에 따라 장기간 사용하여도 화재의 위험이 없이 안정성을 유지할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 건식 족욕기는 제1유닛, 제2유닛 및 연결부를 포함함에 따라 복수개의 유닛으로 조립되어 수용공간을 확장시켜 복수의 사용자가 이용 가능하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건식 족욕기를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1의 건식 족욕기 중 제1유닛과 제2유닛을 연결하는 연결부를 나타낸 확대도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열체의 내부 평면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 면상발열체를 나타낸 평면도.
도 5a 내지 도 5d 각각은 본 발명의 실시예에 따른 면상발열체의 연장전극부의 제1변형예 내지 제4변형예를 나타낸 측면도.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 면상발열체를 나타낸 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 면상발열체를 나타낸 사시도.
도 8은 비교예에 따른 면상발열체의 전류밀도 해석 결과에 대한 시뮬레이션 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열체의 전류밀도 해석 결과에 대한 시뮬레이션 도면.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 면상발열체의 전류밀도 해석 결과에 대한 시뮬레이션 도면.
도 2는 도 1의 건식 족욕기 중 제1유닛과 제2유닛을 연결하는 연결부를 나타낸 확대도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열체의 내부 평면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 면상발열체를 나타낸 평면도.
도 5a 내지 도 5d 각각은 본 발명의 실시예에 따른 면상발열체의 연장전극부의 제1변형예 내지 제4변형예를 나타낸 측면도.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 면상발열체를 나타낸 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 면상발열체를 나타낸 사시도.
도 8은 비교예에 따른 면상발열체의 전류밀도 해석 결과에 대한 시뮬레이션 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열체의 전류밀도 해석 결과에 대한 시뮬레이션 도면.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 면상발열체의 전류밀도 해석 결과에 대한 시뮬레이션 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 건식 족욕기의 구성을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건식 족욕기를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 건식 족욕기(10)는 본체(11), 면상발열체(100), 온도전달매체(50) 및 송풍부(30)를 포함할 수 있다. 본체(11)는 상부가 개방되고 내부에 수용공간(16)이 형성되는 것으로, 내외부를 관통하는 관통공(13a)이 형성된 벽체를 이루는 제1면(13)과, 상기 제1면(13)과 접하면서 바닥을 이루는 제2면(15)을 가질 수 있다. 이 본체(11)는 도 1에서 보는 거와 같이 직사각형에 한정되는 것은 아니며, 곡선을 가지고 다양한 형상의 구조물로 이루어질 수 있다.
면상발열체(100)는 제1면(13) 및 제2면(15) 중 적어도 어느 하나에 설치되어 가열될 수 있다. 온도전달매체(50)는 수용공간(16) 내에 위치하고 면상발열체(100)의 열을 수용공간(16) 내부로 전달하는 것으로, 복수의 세라믹볼(51)로 이루어질 수 있다. 상세하게, 온도전달매체(50)는 금속 및 옥이나 수정 등 다양한 인체에 유익한 원적외선을 방출하는 물질의 가루를 혼합하여 레진으로 합성하여 원형의 볼로 성형하고 그 직경이 대략 8 ~ 10㎜이고, 예열시간은 대략 30분 내지 1시간이며 무게는 대략 50~100kg인 세라믹볼(51)로 이루어질 수 있다. 또한, 세라믹볼(51)의 표면에 열전도성 물질이 코팅(55) 형성할 수 있다. 여기서 코팅(55) 물질은 열전도도가 우수한 물질일 수 있다. 예를 들어, 금, 은 및 알루미늄 등 금속도금이나 옥. 수정. 게르마늄 등 천연광물질일 수 있다. 이 코팅(55)된 표면은 허니콤(honeycomb), 랜덤 메쉬(mesh) 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 따라서, 이와 같은 코팅(55) 구조를 가짐에 따라 온도전달매체(50) 내부의 세라믹볼(51)이 면상발열체(100)에서 전달되는 직접적인 열과, 송풍부(30)를 통해 전달되는 간접적인 열풍에 의하여 전체 표면이 고르게 열분포를 가질 수 있기 때문에 세라믹볼(51)의 예열 시간이 30분 이내로 단축되는 효과를 가져올 수 있다.
송풍부(30)는 면상발열체(100)와 서로 마주하는 위치에서 관통공(13a)을 사이로 본체(11) 외부 또는 내부에 위치할 수 있다. 그리고 관통공(13a)을 통해 외부공기를 통과시켜 면상발열체(100)의 열에 의하여 외부공기가 데워지면 온도전달매체(50)가 가열되면서 내부의 세라믹볼(51)에서 원적외선이 방출되도록 전달할 수 있다. 또한, 송풍부(30)는 날개를 가진 팬(fan), 기류를 발생시키는 무블레이드(bladeless) 팬 등으로 이루어지며 구동원에 의하여 구동될 수 있다. 여기서 관통공(13a)은 망사, 그물, 필터 등으로 이루어져 있어 온도전달매체(50)가 내부에서 외부로 빠져나가지 않는 동시에 외부의 침입할 수 있는 이물질, 벌레 등이 내부로 들어오지 못하도록 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건식 족욕기(10)는 하부에 이동이 가능하도록 바퀴로 이루어진 적어도 두개의 이동부(40)를 더 포함할 수 있다. 이 이동부(40)가 포함됨에 따라 장소에 구애받지 않고 건식 족욕기(10)를 어디든 이동 시킬 수 있으며 가정 외에 상업공간에서도 이용 가능하도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 건식 족욕기(10)는 제1유닛(12), 제2유닛(22), 제1조립부(17), 제2조립부(27) 및 연결부(70)를 포함할 수 있다. 제1유닛(12)은 본체(11), 온도전달매체(50), 면상발열체(100), 송풍부(30) 및 이동부(40)를 포함하고, 상기 면상발열체(100)에 전원을 공급하는 전원부(60)를 더 포함할 수 있다. 여기서 전원부(60)는 스위칭 동작에 의한 전원 공급장치(Switching Multi Power Supply; 이하 SMPS라고 함)이며, 예를 들어, 전자기기, 디스플레이전원 및 LED조명용 등 일반적인 전원으로 널리 사용될 수 있다. 제2유닛(22)은 제1유닛(12)과 연결되는 것으로, 본체(11), 온도전달매체(50), 면상발열체(100), 송풍부(30) 및 이동부(40)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2조립부(17)(27)는 제1유닛(12)과 제2유닛(22) 각각이 서로 마주하는 벽측면 각각에 조립 가능하도록 홈으로 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 일 실시예는 제1유닛(12)과 제2유닛(22) 및 연결부(70)이 포함됨으로써 본체(11)의 수용공간(16)이 확장되어 2인 이상의 사람이나 동물이 동시에 족욕을 할 수 있는 효과가 있다.
연결부(70)는 전기 연결단자로써 발열부(130)와 연결되는 메인전극부 (123)의 일측과 반대편에 위치한 타측과 연결되고, 제1 및 제2조립부(17)(27) 중 적어도 어느 하나에 설치되어 연결될 수 있다. 또한, 연결부(70)는 복수개의 제1유닛(12)과 제2유닛(22)을 연결하면서 수용공간(16)을 확장시킬 수 있다.
도 1에서 보는 바와 같이, 건식 족욕기(10)의 수용공간(16) 내부 전체의 벽측면인 제1면(13)과 바닥면인 제2면(15)에 면상발열체(100)가 설치되어 자체에서 발열됨에 따라 세라믹볼(51) 전체에 고르게 열이 분포될 수 있다. 따라서, 건식 족욕기(10)를 장기간 사용하여도 열선이 단락(short)될 우려가 없고 화재의 위험 없이 안정성을 유지할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 건식 족욕기(10)는 복수의 온도전달매체(50)을 수용공간(16)에 가득 채워서 가열한 것으로써 사용자(1)의 신체 일부분을 온도전달매체(50) 속에 담그면 신체부위의 온도가 올라가고 온도전달매체(50)에 의해 마사지되면서 찜질효과를 얻을 수 있다. 또한, 건식 족욕기(10)는 시간과 장소에 구애 없이 적어도 하나의 사용자(1)가 이용할 수 있고, 발이나 하반신 등을 수용공간(16)에 담그고 찜질할 수 있기 때문에 전신 혈액순환이 되어 근육이완, 유연성 향상 및 다이어트 효과를 높일 수 있다. 여기서 사용자(1)는 사람에 한정되는 것은 아니며, 애완동물의 척추 마비 치료 및 다이어트 효과를 위하여 사용될 수 있다.
도 2는 도 2는 도 1의 건식 족욕기 중 제1유닛과 제2유닛을 연결하는 연결부를 나타낸 확대도이다.
도 2를 참조하면, 연결부(70)는 복수개의 제1유닛(12)과 제2유닛(22)을 연결 조립하면서 수용공간(16)을 확장시킬 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니며, 제2유닛(22) 이상 서로 연속적으로 설치 체결하여 수용공간(16)을 확장시킬 수 있다. 또한, 연결부(70)는 복수개의 제1유닛(12)과 제2유닛(22)의 벽체를 이루는 적어도 일측에 위치할 수 있다. 이 연결부(70)는 복수개의 제1유닛(12)과 제2유닛(22) 뿐만 아니라 그 이상의 유닛으로 조립하도록 함에 따라 수용공간(16)을 확장시켜 복수의 사용자(1)가 이용 가능하도록 하는 효과가 있다.
연결부(70)와, 제1조립부(17) 또는 제2조립부(27) 각각에는 적어도 일측면이 양극성 또는 음극성으로 이루어져 서로 다른 전극과 접촉하여 연결될 때 전류가 통하는 전극연결부(90)를 더 포함할 수 있다. 이 전극연결부(90)는 연결부(70) 내부 홈부 측면에 설치될 수 있고, 제1조립부(17) 및 제2조립부(27)가 서로 맞닿는 일측면에 설치될 수 있다. 즉, 연결부(70)의 전극연결부(90)가 서로 마주하여 접하는 제1 및 제2조립부(17)(27)의 전극연결부(90)와 서로 다른 전극을 가지고 있기 때문에 설치될 경우 전류가 흐를 수 있다. 따라서, 전극연결부(90)를 통해 제1유닛(12)과 제2유닛(22)에 설치된 면상발열체(100) 간에 전류 흐름의 연결성이 이어질 수 있기 때문에 일정한 열전달이 가능하다. 사용 중 열선이 단락(short)되어 화재의 위험이 있을 시 연결부(70)만 분리 제거하고 수리하여 재사용 할 수 있기 때문에 다른 부품이 훼손될 가능성이 줄어들어 기계 고장이 적을 수 있다. 제2유닛(22) 이상의 건식 족욕기(10)를 연결하여 사용시 화재의 위험 없이 장기간 안정성을 유지할 수 있다.
도 2에서 보는 바와 같이, 제1조립부(17)는 제1유닛(12)의 일측면 즉, 제2조립부(27)와 마주하는 일 면에 위치하나 이에 한정되는 것은 아니며, 제1조립부(17)이 제1유닛(12)의 다른 벽측면에 위치할 수도 있다. 따라서, 제1유닛(12) 및 제2유닛(22)의 연결과 같이 직렬연결이 될 수도 있고, 제3유닛 이상과 연결시 병렬연결이 가능하여 협소한 공간에서도 공간 확보가 가능할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열체의 내부 평면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열체(100)는 전극부(120), 발열부(130) 및 절열부(110)를 포함할 수 있다. 전극부(120)는 전원에서 공급되는 전기가 흐르는 도체로 구성되어 양극성 및/또는 음극성을 띄며 상기 발열부(130)에 전기를 인가할 수 있다. 발열부(130) 역시 도체로 구성되고 상기 전극부(120)로부터 인가된 전기에 의해 발열될 수 있다. 또한, 발열부(130)는 소정을 두께를 가지고 상부 및 하부가 면상으로 형성될 수 있다. 발열부(130)의 일측에는 양극성을 띄는 전극부(120)가 설치되고, 발열부(130)의 타측에는 음극성을 띄는 전극부(120)가 설치될 수 있다. 여기서 발열부(130)의 양극성을 띄는 전극부(120)는 발열부(130)의 음극성을 띄는 전극부(120)와 서로 대향하여 반대편에 위치할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고 전극부(120)는 금속 또는 도전성실리콘 중 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다. 전극부는 통전 목적을 가지고 전류가 가장 잘 흐르는 소재면 다양하게 응용되어 제조될 수 있다.
또한, 발열부(130)는 도전성실리콘을 포함할 수 있다. 여기서 도전성실리콘은 은, 금, 백금, 팔라듐 및 이들의 합금으로부터 선택된 금속으로 구성된 입자를 포함하는 도전성 충전제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 백금 촉매의 하이드로실리레이션(Hydrosilylation) 반응에 의해 열경화되는 은 분말이 채워진 셀프 본딩 실리콘 고무 합성물이 제조될 수 있다. 이와 같은 형태의 실리콘 합성물은 뛰어난 공정 능력 및 높은 순도의 장점을 제공할 수 있다. 특히, 발열부(130)의 경우 도전성실리콘에서 열이 발생할 때 발열부(130)의 온도분포가 균일하지 않을 경우 열전달특성이 우수한 열전도성실리콘을 사용하여 온도분포를 균일하게 할 수 있다. 여기서 열전도성실리콘은 열전도성 실리콘 고무를 의미하고 유리 클로스에 함침시키는 수지와 동일한 오르가노폴리실록산 100 질량부에 카본, 금속, 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 탄화물로부터 선택되는 적어도 1종을 10 내지 1,600 질량부로 첨가함으로써 제조될 수 있다.
절열부(110)는 전극부(120)와 발열부(130)를 감싸는 부도체로써 외부에 전류나 열을 흐르지 않도록 할 수 있다. 또한, 절열부(110)는 비도전성실리콘을 포함할 수 있다. 여기서 비도전성실리콘은 전기가 잘 통하는 않는 실리콘 종류면 다양하게 이용될 수 있다.
한편, 전극부(120), 발열부(130) 및 절열부(110)는 실리콘으로 이루어지는 것으로 가요성을 가지고 절곡할 수 있다. 따라서, 발열부(130)의 일측과 타측이 서로 마주보고 나란하게 설치될 수 있다. 또한, 발열부(130)의 일측과 타측이 동일편으로 나란하게 설치될 수도 있다.
도 3를 참조하면, 전극부(120)는 메인전극부(123) 및 가지전극부(125)를 포함할 수 있다. 메인전극부(123)는 발열부(130)에 전기를 인가할 수 있다. 또한, 가지전극부(125)는 메인전극부(123)와 발열부(130) 사이에 위치하는 것으로, 일단은 메인전극부(123)와 연결되고, 타단은 발열부(130)의 일측 전반에 적어도 두 위치로 연결되는 복수개를 가질 수 있다. 여기서 복수개의 가지전극부(125)의 배열방식이 일정간격의 여유공간을 두고 방사형태를 가질 수 있다. 이러한 배열방식 및 연결형태에 따라 발열부(130)의 면적에 고르게 열이 분포될 수 있는 이점이 있다.
즉, 가지전극부(125)는 제1가지전극부(125a) 및 제2가지전극부(125b)를 포함할 수 있다. 제1가지전극부(125a)는 상기 메인전극부(123)에서부터 발열부(130) 일측 전반에 걸쳐 가장 최단 거리로 연결될 수 있다. 제2가지전극부(125b)는 메인전극부(123)에서부터 발열부(130) 일측 전반에 걸쳐 연결되는 적어도 하나를 가질 수 있다.
또한, 발열부(130) 및 전극부(120)는 하기의 수학식 1을 만족할 수 있다.
여기서, HΩ은 발열부의 전기저항값을 의미하고, WΩ은 전극부의 전기저항값을 의미한다.
여기서 체적저항이 10ohm(Ω) 이상일 경우 5V인가시에 발열이 잘 되지 않으며 발열이 되게 하기 위해서는 전압을 올려야 함에 따라 휴대용으로 제작할 수 없으며 가정용 전원을 사용하는 제품으로 제작되어야 한다. 따라서, 발열부(130) 및 전극부(120)는 체적저항이 10ohm(Ω) 이하임으로 휴대용 보조배터리 전원을 사용할 수 있음으로 휴대가 가능한 제품으로 제작이 가능하다.
또한, 가지전극부(125)는 제1가지전극부(125a) 및 제2가지전극부(125b)를 포함할 수 있다. 제1가지전극부(125a)는 메인전극부(123)에서부터 발열부(130) 일측 전반에 걸쳐 가장 최단 거리로 연결될 수 있다. 또한, 제2가지전극부(125b)는 적어도 하나를 가지고 메인전극부(123)에서부터 발열부(130) 일측 전반에 걸쳐 연결될 수 있다.
제1 및 제2가지전극부(125a)(125b)는 동일 소재로 이루어지며 발열부(130)에 전기를 전달하여 고르게 열을 발생시키기 위해 전기저항값은 실질상 동일할 수 있다. 일반적으로 전기저항값은 비저항이 클수록, 물체의 길이가 길수록 및 단면적이 작을수록 커진다. 따라서, 제1가지전극부의 길이(L1) 보다 제2가지전극부의 길이(L2)가 더 길어짐에 따라 전기저항값이 동일하기 위해서는 제2가지전극부의 단면적(A2)은 제1가지전극부의 단면적(A1) 보다 커질 수 있다.
한편, 전극부(120)는 제1 및 제2가지전극부(125a)(125b)의 발열부(130) 일측 단부에 열전달바(129)를 더 포함할 수 있다. 열전달바(129)는 제1가지전극부(125a)와 제2가지전극부(125b) 사이의 통전경로를 형성하여, 발열부(130) 내부에 고르게 열이 전달되도록 할 수 있다.
또한, 전극부(120)는 열전달바(129)를 더 포함할 수 있다. 열전달바(129)는 제1 및 제2가지전극부(25a)(25b)의 발열부(130) 일측 단부에 설치되는 것으로, 제1가지전극부(125a)와 제2가지전극부(125b) 사이의 통전경로를 형성할 수 있다. 따라서, 발열부(130) 내부에는 고르게 열이 전달될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 면상발열체를 나타낸 평면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 면상발열체는 절연부(10), 전극부(120), 메인전극부(123), 제1가지전극부(125a), 제2가지전극부 (125b) 및 발열부(130)를 포함할 수 있다. 면상발열체의 부재들 각각은 도 2 및 3에서 언급한 부재들과 실질적으로 동일한 구성, 기능 및 역할을 수행함에 따라 중복설명을 피하고자 상세한 설명은 생략하기로 한다.
반면, 다른 실시예에 따른 면상발열체는 연장전극부(127)가 더 포함되는 점에서 구별될 수 있다. 연장전극부(127)는 전극부(120)의 가지전극부(125)에서 발열부(130) 방향으로 가지전극부(125)와 동일한 가지수로 계속 연장될 수 있다. 또한, 도 3과 다르게 열전달바(129)에서부터 발열부(130) 방향으로 다수로 연장 설치될 수 있다. 이와 같은 연장전극부(127)의 설치는 발열부(130)의 열 발생분포를 보다 균일해지도록 할 수 있다. 즉, 연장전극부(127)는 전류가 전극부(120)에서 발열부(130)로 흘러갈 때 전류밀도가 발열체면에 균일하게 흘러 발열부(130)의 발열을 균일하게 하는 역할을 할 수 있다. 또한, 연장전극부(127)의 형상은 폭과 면적이 동일한 사각형, 삼각형 및 반구형 등 다양한 형태로 응용될 수 있다.
한편, 가지전극부(125), 열전달바(129) 및 연장전극부(127)는 길이와 모양에 따라 발열 분포가 상이하게 나타날 수 있으며, 특히, 연장전극부(127)는 앞으로 서술될 도 6, 도 7 및 도 10과 같이 일정한 두께의 소정 길이로 발열부(130) 내에 설치될 때 최적의 발열 분포를 가질 수 있다.
도 5a 내지 도 5d 각각은 본 발명의 실시예에 따른 면상발열체의 연장전극부의 제1변형예 내지 제4변형예를 나타낸 측면도이다.
도 5a 내지 도 5d를 참조하면, 연장전극부(127)는 발열부(130)의 일측 상부, 하부 및 내부 중 적어도 하나로 연장 형성될 수 있다. 즉, 도 5a는 제1실시예로써 연장전극부(127)가 발열부(130)의 일측 상부에 위치한 형태이고, 도 5b는 제2실시예로써 연장전극부(127)가 발열부(130)의 내부에 삽입된 형태이며, 도 5c는 제3실시예로써 연장전극부(127)가 두개로 발열부(130)의 상부 및 하부에 위치한 형태이다. 또한, 도 5d는 제4실시예로써 연장전극부(127)가 세 개로 발열부(130)의 상부, 하부에 위치하고 내부에도 삽입된 형태이다. 이 제4실시예는 연장전극부(127)와의 접촉면적이 다른 실시예에 비해 많기 때문에 발열부(130)에 열을 가장 고르게 분포시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 면상발열체를 나타낸 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 면상발열체를 나타낸 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 면상발열체는 발열부(130), 메인전극부(123), 가지전극부(125) 및 연장전극부(127)를 포함할 수 있다. 가지전극부(125)는 도 4와 같이 메인전극부(123)와 발열부(130) 사이에 설치되어 복수개 설치될 수 있다. 특히 연장전극부(127)는 도 5a 내지 도 5d에 따른 다양한 실시예를 가질 수 있고, 발열부(130) 내부에 삽입되어 고르게 열전달 및 발열 속도를 가속화할 수 있다. 또한, 발열부(130)는 일단(131)에 양극성을 띄는 메인전극부(123)가 설치되고, 타단(133)에는 음극성을 띄는 메인전극부(123)가 설치될 수 있다. 또한, 발열부(130)는 가요성을 가진 절곡부(135)가 형성되며 발열부(130)의 일단(131)과 타단(133)이 상기 절곡부(135)와 연결되어 서로 같은 방향을 보고 이웃하게 배치될 수 있다. 따라서, 도 6의 제2실시예에 따른 면상발열체는 제1실시예 보다 넓은 면적에 위치시킬 수 있고, 발열이 필요한 물체 또는 사람을 둘러싸서 설치할 수 있다. 또한, 건식 족욕기(100)의 경우 마주 접하는 제1면(13) 사이의 모서리 부분을 따라 설치시켜 발열할 수 있기 때문에 찜질, 보온, 예열, 발열 및 동파방지 등 관련 다양한 제품 디자인에 맞춤으로 응용되어 제작될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 면상발열체는 발열부(130), 메인전극부(123), 가지전극부(125) 및 연장전극부(127)를 포함할 수 있다. 도 7 각각의 부재들은 도 6과 동일한 구성 및 기능을 할 수 있다. 도 6과 비교하면 발열부(130)의 일단(131)에 양극성을 띄는 메인전극부(123)가 설치되고, 타단(133)에는 음극성을 띄는 메인전극부(123)가 설치되는 것은 동일 할 수 있다. 반면, 발열부(130)는 가요성을 가진 절곡부(135)로 연결되어 그 일단(131) 및 타단(133) 각각은 하부 및 상부에 마주보고 나란하게 배치될 수 있다. 이러한 배치를 가진 제3실시예에 따른 면상발열체는 복수개 설치될 수 있고 제1 및 제2실시예 보다 두께감이 있어 발열이 필요한 제품 사이에 설치되거나 다양한 산업분야에 응용되어 제작될 수 있다.
도 8은 비교예에 따른 면상발열체의 전류밀도 해석 결과에 대한 시뮬레이션 도면이고, 도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열체의 전류밀도 해석 결과에 대한 시뮬레이션 도면이며, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 면상발열체의 전류밀도 해석 결과에 대한 시뮬레이션 도면이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 전류밀도 해석결과를 나타낸 것이다. 전류밀도 해석결과를 통해 표면온도가 고르게 나타나는지를 간접적으로 알 수 있다. 전류밀도는 인가 전압과 전류의 영향으로 나타나는 온도와 비례할 수 있다.
도 8을 참조하면, 비교예에 따른 면상발열체는 전기도선(W)이 구리(Cu), 발열체(H)가 알루미늄(Al)으로 이루어졌다. 전기도선(W)은 발열체(H)와 기밀하게 접하여 설치되어 있다. 전기도선(W)과 접하는 발열체의 일 측면 모서리부분은 다른 발열체(H)의 면적 보다 다채로운 색을 띔에 따라 불균일한 발열 분포를 나타내는 것을 알 수 있었다. 발열체(H)가 불균일하게 발열될 경우 탄소성 변형, 영구변형 하여 온도가 균일 분포가 되어도 물체 내부에는 잔류응력이 생기든가 균열이 발생할 수 있는 단점이 있다.
도 9을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열체는 도전성실리콘으로 이루어진 메인전극부(123), 가지전극부(125), 열전달바(129) 및 발열부(130)를 포함할 수 있다. 이때 발열부(130)는 중간부분과 가장자리부분의 색이 다소 다른 색이 나타났으나, 대부분은 고르게 발열되고 있음을 알 수 있었다. 따라서, 도 9의 발열부(130)는 도 8의 발열체(H)와 대비하였을 때 보다 균일한 전류밀도를 가짐에 따라 전체 면적에 발열이 고르게 분포된다는 것을 알 수 있었다. 여기서 메인전극부(123), 가지전극부(125) 및 열전달바(129)는 통전이 목적이기 때문에 전류밀도에 대한 해석이 불필요하다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 면상발열체는 도전성실리콘으로 이루어진 메인전극부(123), 가지전극부(125), 열전달바(129) 및 발열부(130)를 포함하고, 열전도성실리콘으로 이루어진 연장전극부(127)가 추가로 더 설치될 수 있다. 여기서, 발열부(130)의 전류밀도 해석을 살펴보면, 도 9의 발열부(130)와 대비하여 볼 때 연장전극부(127)가 설치된 부분부터 발열부(130)의 전체면적은 주황색을 띄며 고르게 분포된 것을 볼 수 있었다. 또한, 다수의 연장전극부(127) 사이에 위치한 발열부(130)에 열이 전달되어 발열부(130) 내부에 고른 발열 분포를 나타낼 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 면상발열체는 발열부(130)의 전체 면적이 고른 전류밀도를 보임에 따라 균일하게 전류가 흘러 발열함을 알 수 있었다. 따라서, 도 10의 면상발열체는 도 8 및 도 9의 면상발열체와 대비하였을 때 가장 이상적인 전류밀도 및 온도를 나타낼 수 있다.
도 9 및 도 10의 면상발열체는 도 8과 비교하였을 때 실리콘 소재로 이루어지고 일정간격을 가진 방사형의 배열로 형성됨에 따라 열이 고르게 분포될 수 있었다. 특히, 도 10은 연장전극부(127)가 형성됨에 따라 면상발열체로 사용하기에 가장 최적의 발열 적정 온도를 유지하고 전체면적당 고른 열분포를 갖는 효과를 가져올 수 있다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
1: 사용자 10: 건식 족욕기
11: 본체 12: 제1유닛
13: 제1면 13a: 관통공
15: 제2면 16: 수용공간
17: 제1조립부 22: 제2유닛
27: 제2조립부 30: 송풍부
40: 이동부 50: 온도전달매체
51: 세라믹볼 55: 코팅
60: 전원부 70: 연결부
90: 전원연결부 100: 면상발열체
110: 절연부 120: 전극부
123: 메인전극부 125: 가지전극부
125a: 제1가지전극부 125b: 제2가지전극부
127: 연장전극부 129: 열전달바
130: 발열부 131: 발열부 일단
133: 발열부 타단 135: 절곡부
W: 도선 H: 발열체
11: 본체 12: 제1유닛
13: 제1면 13a: 관통공
15: 제2면 16: 수용공간
17: 제1조립부 22: 제2유닛
27: 제2조립부 30: 송풍부
40: 이동부 50: 온도전달매체
51: 세라믹볼 55: 코팅
60: 전원부 70: 연결부
90: 전원연결부 100: 면상발열체
110: 절연부 120: 전극부
123: 메인전극부 125: 가지전극부
125a: 제1가지전극부 125b: 제2가지전극부
127: 연장전극부 129: 열전달바
130: 발열부 131: 발열부 일단
133: 발열부 타단 135: 절곡부
W: 도선 H: 발열체
Claims (8)
- 상부가 개방되고 내부에 수용공간이 형성되는 것으로, 내외부를 관통하는 관통공이 형성된 벽체를 이루는 제1면과, 상기 제1면과 접하면서 바닥을 이루는 제2면을 가지는 본체와;
상기 제1면 및 상기 제2면 중 적어도 어느 하나에 설치되어 가열되는 면상발열체와;
상기 수용공간 내에 위치하고 상기 면상발열체의 열을 상기 수용공간 내부로 전달하는 것으로, 복수의 세라믹볼로 이루어진 온도전달매체; 및
상기 면상발열체와 서로 마주하는 위치에서 상기 관통공을 사이로 상기 본체 외부에 위치하고, 상기 관통공을 통해 외부공기를 통과시켜 상기 면상발열체의 열에 의하여 상기 외부공기가 데워지면 상기 온도전달매체가 가열되면서 상기 세라믹볼에서 원적외선이 방출되도록 전달하는 송풍부를 포함하며,
상기 면상발열체는,
인가된 전기에 의해 발열되는 것으로 소정 두께를 가지고 상부 및 하부가 면상으로 형성되는 발열부와;
상기 발열부에 전기를 인가하는 전극부; 및
비도전성실리콘으로 이루어지고 상기 전극부와 상기 발열부를 내부에 포함하는 절연부를 포함하고,
상기 발열부는,
도전성실리콘 및 열전도성실리콘 중 적어도 어느 하나로 이루어지고,
일단 또는 타단 각각에는 상기 전극부가 설치되는 것으로, 상기 일단 또는 타단 사이에 가요성을 가진 절곡부가 형성되고 상기 절곡부로 연결되어 상기 일단 및 상기 타단 각각이 서로 같은 방향을 보고 이웃하게 배치되거나 하부 및 상부로 마주보고 나란하게 배치되며,
상기 전극부는,
금속전극 및 도전성실리콘 중 적어도 어느 하나로 이루어지고, 상기 발열부에 전기를 인가하는 메인전극부와;
상기 메인전극부와 상기 발열부 사이에 위치하는 것으로, 일단은 상기 메인전극부와 연결되고, 타단은 상기 발열부의 일측 전반의 적어도 두 위치에 연결되는 복수의 가지전극부; 및
상기 가지전극부에서 상기 발열부의 내부, 외부 상부 및 외부 하부로 연장 형성된 연장전극부를 포함하여 상기 발열부 전체 면적의 열 발생분포가 보다 균일해지도록 하는 것을 특징으로 하는 건식 족욕기. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 발열부 및 상기 전극부는 하기의 조건식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 건식 족욕기.
<조건식 1>
HΩ > WΩ (단, Ω < 10일 때)
여기서, HΩ은 발열부의 전기저항값을 의미하고, WΩ은 전극부의 전기저항값을 의미한다. - 제1항에 있어서,
상기 가지전극부는,
상기 메인전극부에서부터 상기 발열부 일측 전반에 걸쳐 가장 최단 거리로 연결되는 제1가지전극부; 및
상기 메인전극부에서부터 상기 발열부 일측 전반에 걸쳐 연결되는 적어도 하나의 제2가지전극부를 포함하고,
상기 제1 및 제2가지전극부의 전기저항값은 실질상 동일한 것을 특징으로 하는 건식 족욕기. - 제5항에 있어서,
상기 전극부는,
상기 제1 및 제2가지전극부의 상기 발열부 일측 단부에 설치되는 것으로, 상기 제1가지전극부와 상기 제2가지전극부 사이의 통전경로를 형성하여 상기 발열부 내부에 고르게 열이 전달되도록 하는 열전달바를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 족욕기. - 제1항 및 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 본체, 상기 온도전달매체, 상기 면상발열체, 상기 송풍부 및 이동부를 포함하고, 상기 면상발열체에 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 제1유닛; 및
상기 제1유닛과 연결되는 것으로, 상기 본체, 상기 온도전달매체, 상기 면상발열체, 상기 송풍부 및 상기 이동부를 포함하는 제2유닛을 포함하고,
상기 제1유닛과 상기 제2유닛이 서로 마주하는 벽측면 각각에 조립 가능하도록 형성되는 제1 및 제2조립부; 및
상기 제1 및 제2조립부 중 적어도 어느 하나에 설치되어 연결되면서 상기 수용공간을 확장시키는 연결부를 더 포함하고,
상기 연결부와, 상기 제1조립부 또는 상기 제2조립부 각각에는,
적어도 일측면이 양극성 또는 음극성으로 이루어져 서로 다른 전극과 접촉하여 연결될 때 전류가 통하는 전극연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 족욕기. - 제7에 있어서,
상기 온도전달매체는,
세라믹볼의 표면에 열전도성 물질이 코팅 형성된 것으로 허니콤 및 랜덤 메쉬 형상 중 적어도 어느 하나의 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 건식 족욕기.
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|---|---|---|---|
| KR1020200085875A KR102434096B1 (ko) | 2020-07-13 | 2020-07-13 | 온도전달매체를 이용한 건식 족욕기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200085875A KR102434096B1 (ko) | 2020-07-13 | 2020-07-13 | 온도전달매체를 이용한 건식 족욕기 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR20220007942A KR20220007942A (ko) | 2022-01-20 |
| KR102434096B1 true KR102434096B1 (ko) | 2022-08-18 |
Family
ID=80053054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020200085875A KR102434096B1 (ko) | 2020-07-13 | 2020-07-13 | 온도전달매체를 이용한 건식 족욕기 |
Country Status (1)
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|---|---|
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Family Cites Families (6)
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| KR100915708B1 (ko) * | 2007-08-31 | 2009-09-04 | 한국기계연구원 | 도전성 박막과 전극을 구비한 발열기판 및 이의 제조방법 |
| KR20130032659A (ko) * | 2011-09-23 | 2013-04-02 | 삼성전기주식회사 | 투명발열장치 |
| KR20150078804A (ko) * | 2013-12-31 | 2015-07-08 | 실버레이 주식회사 | 도전성 면상체 및 그 제조방법 |
| KR101743425B1 (ko) | 2016-07-27 | 2017-06-05 | (주)굿프렌드 | 건식 족욕기 |
| KR20180020759A (ko) * | 2016-08-19 | 2018-02-28 | 주식회사 글램팜 | 원적외선 히터를 이용하여 근육이완 및 유연성 향상에 도움이 되는 족욕기 |
-
2020
- 2020-07-13 KR KR1020200085875A patent/KR102434096B1/ko active IP Right Grant
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| KR20220007942A (ko) | 2022-01-20 |
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