KR102495151B1 - 벤치의 하부공간 난방이 가능한 온열 벤치 - Google Patents

벤치의 하부공간 난방이 가능한 온열 벤치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 겨울철에 벤치에 내설되는 탄소발열체의 가동으로 온열 기능을 제공하는 동시에 외부의 차가운 공기를 발열 작동 중인 탄소발열체와 열교환을 통해 따뜻한 온풍으로 만들어준 후 벤치의 하부공간으로 토출되도록 함으로써, 사용자가 벤치의 좌대 프레임에 앉았을 때 엉덩이 부분을 따뜻하게 느낄 수 있을 뿐만 아니라 벤치의 하부공간으로 토출되는 온풍에 의하여 사용자의 다리 부분까지 따뜻함을 느낄 수 있도록 한 벤치의 하부공간 난방이 가능한 온열 벤치를 제공하고자 한 것이다.

Description

벤치의 하부공간 난방이 가능한 온열 벤치{Warm bench for heating lower space of bench}
본 발명은 벤치의 하부공간 난방이 가능한 온열 벤치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 겨울철에 벤치의 좌대 프레임를 통하여 온열 기능을 제공하는 동시에 벤치의 하부공간으로 온풍을 공급할 수 있도록 한 벤치의 하부공간 난방이 가능한 온열 벤치에 관한 것이다.
일반적으로, 각 버스 정류소마다 버스 노선 등을 안내하는 동시에 승객 등을 비바람으로부터 보호하기 위하여 천정판과 수직판 등이 상호 조립된 구조의 버스 승강장이 설치되어 있고, 이 버스 승강장에는 버스를 기다리는 승객이 앉을 수 있는 일종의 편의장치인 벤치가 설치되고 있다.
최근에는 상기 버스 승강장 등에 설치되는 벤치를 온열 기능을 위하여 열선 등이 포함된 온열 벤치로 적용하고 있고, 이러한 온열 벤치는 버스 승강장 뿐만 아니라 공원 등의 간이 휴식공간 등에도 설치되고 있다.
이에, 겨울철에 온열 벤치의 좌대 프레임 내에 설치되는 열선 등을 가열 작동시킴으로써, 온열 벤치에 앉아서 쉬거나 대기하는 승객에게 따뜻한 온기를 제공할 수 있다.
그러나, 종래의 온열 벤치는 사용자가 앉는 좌대 프레임만이 가열됨에 따라, 겨울철에 사용자가 엉덩이 부분만을 따뜻하게 느낄 뿐, 사용자의 다리 부분에는 주변 냉기가 직접적으로 작용하여 추위를 느낄 수 밖에 없는 문제점이 있다.
더욱이, 일반적인 온열 벤치의 좌대 프레임의 아래쪽 공간은 빈공간이므로, 사용자가 온열벤치의 좌대에 앉았을 때 사용자의 다리 부분이 좌대의 아래쪽 빈공간을 통하여 주변 냉기에 노출되는 상태가 됨으로써, 겨울철에 불어오는 바람이 사용자의 다리 부분에 닿게 되면서 추위를 느낄 수 밖에 없는 문제점이 있고, 결국 종래의 온열 벤치는 사용자의 엉덩이 부분만을 따뜻하게 해주는 한계가 있다.
등록특허 제10-2246911호(2021.04.26)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 겨울철에 벤치의 좌대 프레임에 내설되는 탄소발열체의 가동으로 온열 기능을 제공하는 동시에 외부의 차가운 공기를 발열 작동 중인 탄소발열체와 열교환을 통해 따뜻한 온풍으로 만들어준 후 벤치의 하부공간으로 토출되도록 함으로써, 사용자가 벤치의 좌대 프레임에 앉았을 때 엉덩이 부분을 따뜻하게 느낄 수 있을 뿐만 아니라 벤치의 하부공간으로 토출되는 온풍에 의하여 사용자의 다리 부분까지 따뜻함을 느낄 수 있도록 한 벤치의 하부공간 난방이 가능한 온열 벤치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 내면에 공기흡입구가 형성되고, 내부에 공기흡입구와 연통되는 제1덕트공간이 형성된 한 쌍의 지지대; 양쪽 내부에 상기 제1덕트공간과 연통되는 제2덕트공간이 형성되고, 저면에 제2덕트공간과 연통되는 공기토출구가 형성된 구조로 구비되어, 양측단부가 상기 지지대 상에 장착되는 좌대 프레임; 상기 좌대 프레임 상에 내설되어 전원 인가시 발열 작동하는 탄소발열체; 및 상기 지지대의 제1덕트공간에 내설되어 외부의 차가운 공기를 흡입하여 제1덕트공간을 통해 상기 좌대 프레임의 제2덕트공간으로 송풍시키는 블로워 팬; 을 포함하고, 상기 블로워 팬에 의하여 제2덕트공간으로 송풍된 차가운 공기가 상기 탄소발열체의 발산열과 열교환을 하여 온풍으로 만들어진 후, 상기 공기토출구를 통하여 좌대 프레임의 하부공간으로 토출되도록 한 것을 특징으로 하는 벤치의 하부공간 난방이 가능한 온열 벤치를 제공한다.
또한, 상기 지지대의 공기흡입구 및 상기 좌대 프레임의 공기토출구에는 외부 이물질을 걸러주기 위한 메쉬망이 장착된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 좌대 프레임의 내부에서 제2덕트공간을 벗어난 바닥면에는 탄소발열체의 발열 작동시 열이 좌대 프레임의 아래쪽으로 방열되는 것을 차단하는 단열재가 부착된 것을 특징으로 한다.
상기한 과제의 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 겨울철에 벤치에 내설되는 탄소발열체를 가동시켜셔, 벤치의 좌대 프레임이 따듯한 상태가 되도록 한 온열 기능을 제공함으로써, 겨울철에 벤치의 좌대프레임에 앉아서 쉬거나 대기하는 사용자의 엉덩이 부분에 따뜻한 온기를 제공할 수 있다.
둘째, 외부의 차가운 공기를 발열 작동 중인 탄소발열체와 열교환을 통해 따뜻한 온풍으로 만들어준 후 벤치의 하부공간으로 토출되도록 함으로써, 사용자가 벤치의 좌대 프레임에 앉았을 때 벤치의 하부공간으로 토출되는 온풍에 의하여 사용자의 다리 부분까지 따뜻함을 느낄 수 있다.
셋째, 사용자가 벤치의 좌대 프레임에 앉았을 때, 사용자의 엉덩이 부분 및 다리 부분 등을 포함하는 하체 전체에 대한 난방이 이루어질 수 있으므로, 온열 벤치의 편의성 및 상품성을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 벤치의 하부공간 난방이 가능한 온열 벤치를 도시한 외관 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 벤치의 하부공간 난방이 가능한 온열 벤치의 저부를 보여주는 요부 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 벤치의 하부공간 난방이 가능한 온열 벤치의 작동 흐름을 도시한 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 벤치의 하부공간 난방이 가능한 온열 벤치를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 벤치의 하부공간 난방이 가능한 온열 벤치의 작동 흐름을 도시한 단면도이다.
버스 정류소마다 버스 노선 등을 안내하는 동시에 승객 등을 비바람으로부터 보호하기 위하여 천정판과 수직판 등이 상호 조립된 구조의 버스 승강장이 설치되어 있고, 이 버스 승강장에는 버스를 기다리는 승객이 앉을 수 있도록 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 형태의 벤치가 설치되고 있다.
상기 벤치는 사용자가 앉을 수 있는 좌판 프레임(20)과, 이 좌판 프레임(20)의 양측단부를 지지하면서 승강장 바닥 등에 설치되는 한 쌍의 지지대(10)로 구성될 수 있다.
상기 한 쌍의 지지대(10)는 그 내면에 공기흡입구(12)가 형성되고, 내부에는 공기흡입구(12)와 연통되는 제1덕트공간(14)이 형성된 구조로 구비된다.
상기 좌대 프레임(20)은 그 양측단부가 상기 한 쌍의 지지대(10)에 각각 연결되어, 버스를 기다리는 승객 등이 앉았을 때 하중을 지지하는 구조로 구비된다.
더 상세하게는, 상기 좌대 프레임(20)은 양쪽 내부에 상기 제1덕트공간(14)과 연통되는 제2덕트공간(24)이 형성되고, 저면부에 제2덕트공간(24)과 연통되는 공기토출구(22)가 형성된 구조로 구비된다.
이때, 상기 좌대 프레임(20)의 내부 바닥에서 제1덕트공간(14)을 벗어난 위치에는 단열재(60)가 안착되고, 이 단열재(60) 상에는 전원 인가시 발열 작동하는 탄소발열체(30)가 안착된다.
이에, 상기 단열재(60)는 탄소발열체(30)의 발열 작동시 열이 하방향(좌대 프레임의 아래쪽)으로 방열되는 것을 차단하여 열손실을 방지하는 역할을 하게 된다.
한편, 상기 지지대(10)의 제1덕트공간(14)에는 외부의 차가운 공기를 공기흡입구(12)를 통해 제1덕트공간(14) 내로 흡입하여, 제1덕트공간(14)과 연통되는 좌대 프레임(20)의 제2덕트공간(24)으로 송풍시키는 블로워 팬(40)이 장착된다.
바람직하게는, 상기 지지대(10)의 공기흡입구(12) 및 상기 좌대 프레임(20)의 공기토출구(22)에는 외부 이물질을 걸러주기 위한 메쉬망(50)이 장착되도록 한다.
여기서, 상기한 구성으로 이루어진 온열 벤치에 대한 작동 흐름을 살펴보면 다음과 같다.
겨울철에 상기 좌대 프레임(20)의 내부에 내설된 탄소발열체(30)에 전원을 인가함으로써, 탄소발열체(30)가 발열 작동되도록 한다.
이때, 상기 좌대 프레임(20)의 내부에서 탄소발열체(30)의 아래에 위치된 단열재(60)는 탄소발열체(30)의 발열 작동시 열이 하방향(좌대 프레임의 아래쪽)으로 방열되는 것을 차단하여 열손실이 방지될 수 있다.
이에, 상기 탄소발열체(30)의 발열 작동에 따른 열이 좌대 프레임(20)의 위쪽으로 발산됨으로써, 좌대 프레임(20)에 앉은 사용자의 엉덩이 부분에 온기를 제공할 수 있다.
이와 동시에, 상기 블로워 팬(40)의 구동에 의하여 도 3에 도시된 바와 같이, 외부의 차가운 공기가 공기흡입구(12)를 통해 제1덕트공간(14) 내로 흡입된 후, 좌대 프레임(20)의 제2덕트공간(24)으로 송풍되고, 제2덕트공간(24)으로 송풍된 차가운 공기가 상기 탄소발열체(30)의 발산열과 열교환을 하여 온풍으로 만들어진 다음, 상기 좌대 프레임(20)의 저면부에 형성된 공기토출구(22)를 통하여 좌대 프레임(20)의 하부공간으로 토출된다.
따라서, 상기 좌대 프레임(20)의 공기토출구(22)를 통하여 토출되는 온풍에 의하여 벤치의 좌대 프레임(20)에 앉은 사용자의 다리 부분까지 따뜻함을 느낄 수 있게 된다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 벤치의 하부공간 난방이 가능한 온열 벤치에 의하여 사용자가 벤치의 좌대 프레임에 앉았을 때, 사용자의 엉덩이 부분 및 다리 부분 등을 포함하는 하체 전체에 대한 난방이 이루어질 수 있으므로, 온열 벤치의 편의성 및 상품성을 크게 향상시킬 수 있다.
한편, 제1덕트공간(14), 제2덕트공간(24), 메쉬망(50)에는 금속표면의 내후성, 내마모성을 향상하기 위하여 도포층이 형성될 수 있다.
이러한 도포층의 도포재료는 트리글리시딜 p-아미노페놀 25중량%, 알콕시 알킬모노아민 18중량%, 하프늄 12중량%, 유기산마그네슘 16중량%, 산화티타늄(TiO2) 9중량%, 산화알루미늄(AIO2) 10중량%, 트랜스큐톨 10중량%로 구성되며, 코팅두께는 9㎛로 형성할 수 있다.
트리글리시딜 p-아미노 페놀, 알콕시 알킬모노아민은 부식 방지 및 내후성, 변색방지 등의 역할을 하고, 하프늄은 내마모성, 내후성이 있는 전이 금속원소로서 뛰어난 방수성, 내식성 등을 갖도록 역할을 한다.
유기산마그네슘은 코팅피막의 표면에 내알칼리성과 습동성 등을 부여하는 역할을 하고, 트랜스큐톨은 계면활성 역할을 하며, 산화티타늄, 산화알루미늄은 내화도 및 화학적 안정성 등을 목적으로 첨가된다.
상기 구성 성분의 비율 및 코팅 두께를 상기와 같이 수치 한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 실패를 거듭하면서 시험결과를 통해 분석한 결과, 상기 비율에서 최적의 내후성, 내마모성 향상 효과를 나타내었다.
또한, 단열재(60) 상에 탄소발열체(30)가 안착될 때에 이들 사이의 부착력을 향상시키도록 접착향상제가 도포될 수 있다.
접착향상제는 물 65중량부, 3-클로로프로필 메틸디메톡시실란 7중량부, 펜틸아크릴레이트 10중량부, 소듐올레이트 12중량부, 과황산암모늄 3중량부, 중탄산나트륨 3중량부를 포함하여 이루어질 수 있다.
3-클로로프로필 메틸디메톡시실란은 밀착, 접착성 부여 등을 위해 첨가되고, 펜틸아크릴레이트는 접착성, 경화촉진 등을 향상하기 위해 첨가되며, 소듐올레이트는 계면활성제의 역할을 하고, 과황산암모늄은 촉매제 역할을 하며, 중탄산나트륨은 완충제 역할을 한다.
상기와 같이 구성 물질 및 구성 성분을 한정하고 혼합 비율의 수치를 한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 실패를 거듭하면서 시험 결과를 통해 분석한 결과, 상기 구성 성분 및 수치 한정 비율에서 최적의 효과를 나타내었다.
그리고, 블로워 팬(40)에는 살균기능 및 이용자의 스트레스 완화 등에 도움이 되는 기능성 오일이 혼합된 환경용 방향제 물질이 코팅될 수 있다.
방향제 물질과 기능성 오일의 혼합 비율은 상기 방향제 물질 95~97중량%에 상기 기능성 오일 3~5중량%가 혼합되며, 기능성 오일은 스피아민트오일(Spearmint oil) 60중량%, 타제트오일(Target oil) 40중량%로 이루어진다.
여기서 기능성 오일은 방향제 물질에 대해 3~5중량%가 혼합되는 것이 바람직하다. 기능성 오일의 혼합비율이 3중량% 미만이면, 그 효과가 미미하며, 기능성 오일의 혼합비율이 3~5중량%를 초과하면 그 효과가 크게 향상되지 않는 반면에 경제성이 떨어진다. 스피아민트오일(Spearmint oil)은 허벌 스파이시 향으로 심리적으로 마음을 정화하고 두통, 우울증 등에 작용효과가 있으며, 타제트오일(Target oil)은 살균, 방충, 스트레스 완화 등에 좋은 효과가 있다. 따라서, 이러한 기능성 오일이 혼합된 방향제 물질이 블로워 팬(40)에 코팅됨에 따라, 블로워 팬(40)을 살균 처리하고 이용자의 스트레스 등을 경감시키는 등의 효과를 얻을 수 있다.
환경용 방향제 물질 및 기능성 오일에 대해 구성 성분을 한정하고 혼합 비율의 수치를 한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 실패를 거듭하면서 시험 결과를 통해 분석한 결과, 상기 구성 성분 및 수치 한정 비율에서 최적의 효과를 나타내었다.
또한, 공기흡입구(12)에는 내오염성을 향상시키기 위해 오염 방지 도포용 조성물로 이루어진 내오염성 도포층이 도포될 수 있다.
상기 내오염성 도포용 조성물은 터라데옥시콜레이트 및 에스테르콰트가 1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있고, 터라데옥시콜레이트 및 에스테르콰트의 총 함량은 전체 수용액에 대해 1 ~10 중량%이다.
상기 터라데옥시콜레이트 및 에스테르콰트는 몰비로서 1:0.01 ~ 1:2가 바람직한 바, 몰비가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 공기흡입구(12)의 도포성이 저하되거나 도포 후에 표면의 수분흡착이 증가하여 도포막이 제거되는 문제점이 있다.
상기 터라데옥시콜레이트 및 에스테르콰트는 전체 조성물 수용액 중 1 ~ 10 중량%가 바람직한 바, 1 중량% 미만이면 공기흡입구(12)의 도포성이 저하되는 문제점이 있고, 10 중량%를 초과하면 도포막 두께의 증가로 인한 결정석출이 발생하기 쉽다.
한편, 본 내오염성 도포용 조성물을 공기흡입구(12)에 도포하는 방법으로는 스프레이법에 의해 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 공기흡입구(12)의 최종 도포막 두께는 800 ~ 2400Å이 바람직하며, 보다 바람직하게는 900 ~ 2000Å이다. 상기 도포막의 두께가 800 Å미만이면 고온 열처리의 경우에 열화되는 문제점이 있고, 2400 Å을 초과하면 도포 표면의 결정석출이 발생하기 쉬운 단점이 있다.
또한, 본 내오염성 도포용 조성물은 터라데옥시콜레이트 0.1 몰 및 에스테르콰트 0.05몰을 증류수 1000 ㎖에 첨가한 다음 교반하여 제조될 수 있다.
상기 구성 성분의 비율 및 도포막 두께를 상기와 같이 수치 한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 실패를 거듭하면서 시험결과를 통해 분석한 결과, 상기 비율에서 최적의 오염방지 도포 효과를 나타내었다.
또한, 블로워 팬(40)의 표면에는 방열코팅층이 도포되어서 블로워 팬(40)에서 방출되는 열이 외부로 효과적으로 방출되도록 할 수 있다.
이 방열코팅층의 조성물은 디에틸디메톡시실란 12중량%, 알루미늄 알콕사이드 45중량%, 산화크롬 9중량%, 그라파이트 10중량%, 질화규소 8중량%, 수산화나트륨(NaOH) 4중량%, 산화티탄 3중량%, 벤토나이트 3중량%, 폴리다이메틸실록세인 6중량%로 구성된다.
디에틸디메톡시실란은 방열 코팅층 보호 등의 역할을 하며, 알루미늄 알콕사이드는 바인더 수지 역할을 하고, 산화크롬은 내마모 역할을 하며, 그라파이트는 열전도성과 전기적 특성이 우수하고, 질화규소는 강도 향상 및 균열을 방지하며, 수산화나트륨은 분산제 역할을 하고, 산화티탄은 내후성을 위해서, 벤토나이트는 침강방지 역할을 하고, 폴리다이메틸실록세인은 부착력 증강 등의 역할을 한다.
방열 두께는 8~1750㎛을 형성하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성 물질 및 구성 성분을 한정하고 혼합 비율의 수치를 한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 실패를 거듭하면서 시험 결과를 통해 분석한 결과, 상기 구성 성분 및 수치 한정 비율에서 최적의 효과를 나타내었다.
10 : 지지대
12 : 공기흡입구
14 : 제1덕트공간
20 : 좌대 프레임
22 : 공기토출구
24 : 제2덕트공간
30 : 탄소발열체
40 : 블로워 팬
50 : 메쉬망
60 : 단열재

Claims (3)

  1. 내면에 공기흡입구(12)가 형성되고, 내부에 공기흡입구(12)와 연통되는 제1덕트공간(14)이 형성된 한 쌍의 지지대(10);
    양쪽 내부에 상기 제1덕트공간(14)과 연통되는 제2덕트공간(24)이 형성되고, 저면에 제2덕트공간(24)과 연통되는 공기토출구(22)가 형성된 구조로 구비되어, 양측단부가 상기 지지대(10) 상에 장착되는 좌대 프레임(20);
    상기 좌대 프레임(20) 상에 내설되어 전원 인가시 발열 작동하는 탄소발열체(30); 및
    상기 지지대(10)의 제1덕트공간(14)에 내설되어 외부의 차가운 공기를 흡입하여 제1덕트공간(14)을 통해 상기 좌대 프레임(20)의 제2덕트공간(24)으로 송풍시키는 블로워 팬(40)을 포함하고;
    상기 블로워 팬(40)에 의하여 제2덕트공간(24)으로 송풍된 차가운 공기가 상기 탄소발열체(30)의 발산열과 열교환을 하여 온풍으로 만들어진 후, 상기 공기토출구(22)를 통하여 좌대 프레임(20)의 하부공간으로 토출되도록 하며;
    단열재(60) 및 탄소발열체(30) 사이에 접착향상제가 도포되되, 상기 접착향상제는 물 65중량부, 3-클로로프로필 메틸디메톡시실란 7중량부, 펜틸아크릴레이트 10중량부, 소듐올레이트 12중량부, 과황산암모늄 3중량부, 중탄산나트륨 3중량부를 포함하여 이루어지고;
    블로워 팬(40)의 표면에는 방열코팅층이 도포되되, 상기 방열코팅층의 조성물은 디에틸디메톡시실란 12중량%, 알루미늄 알콕사이드 45중량%, 산화크롬 9중량%, 그라파이트 10중량%, 질화규소 8중량%, 수산화나트륨(NaOH) 4중량%, 산화티탄 3중량%, 벤토나이트 3중량%, 폴리다이메틸실록세인 6중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 벤치의 하부공간 난방이 가능한 온열 벤치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지대(10)의 공기흡입구(12) 및 상기 좌대 프레임(20)의 공기토출구(22)에는 외부 이물질을 걸러주기 위한 메쉬망(50)이 장착된 것을 특징으로 하는 벤치의 하부공간 난방이 가능한 온열 벤치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 좌대 프레임(20)의 내부에서 제2덕트공간(24)을 벗어난 바닥면에는 탄소발열체(30)의 발열 작동시 열이 좌대 프레임(20)의 아래쪽으로 방열되는 것을 차단하는 단열재(60)가 부착된 것을 특징으로 하는 벤치의 하부공간 난방이 가능한 온열 벤치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20130023545A (ko) * 2011-08-29 2013-03-08 한밭대학교 산학협력단 다기능벤치
KR102246911B1 (ko) 2020-12-01 2021-04-30 주식회사 올그린텍코리아 카본발열시트를 이용한 온열벤치용 좌판
KR102361908B1 (ko) * 2021-05-28 2022-02-14 청정테크주식회사 수질계측용 판넬이 결합된 벤치

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