KR200418164Y1 - 열매체 순환식 발열시트 - Google Patents

Abstract

본 고안은 열원으로부터 열을 전달받은 열매체를 순환시켜서 피가열체를 가열하도록 구성된 열매체 순환식 발열시트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 본체를 구성하는 상부시트와 하부시트 중에서 하부시트의 하면에 유로를 사이에 두도록 그 양쪽으로 돌출부가 각각 형성되고, 이 돌출부가 유로의 길이방향을 따라 일정한 간격을 두고 배열된 다수의 비중공형 돌기로 구성되어 외부로부터 압력이 가하여진 때 이 힘이 유로에 가하여지지 않도록 각 돌기들이 지탱하여 주므로 유로가 심각하게 압착되어 열매체 흐름이 지체되거나 정체되는 것을 최소화할 수 있는 열매체 순환식 발열시트에 관한 것이다.

돌기, 발열시트, 순환, 압착, 열매체, 액체, 유로, 축열

Description

열매체 순환식 발열시트{Heating medium circulation type heating sheet}

도 1은 종래기술에 따른 열매체 순환식 발열시트가 도시된 평면도이다.

도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.

도 3은 종래기술의 문제점이 도시된 단면도이다.

도 4는 본 고안에 따른 열매체 순환식 발열시트가 도시된 평면도이다.

도 5는 도 4의 B-B선 단면도이다.

도 6은 본 고안에 따른 열매체 순환식 발열시트가 도시된 저면도이다.

도 7은 본 고안에 따른 열매체 순환식 발열시트의 일부분이 도시된 분해사시도이다.

도 8은 본 고안에 따른 열매체 순환식 발열시트에 외부로부터 압력이 가하여진 상태가 도시된 단면도이다.

도 9는 본 고안에 따른 열매체 순환식 발열시트에 있어서, 돌출부의 다른 예가 도시된 저면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50 : 본체 50a : 상부시트

50b : 하부시트 51 : 입구

52 : 출구 53 : 유로

54 : 수용부 55 : 오목부

56 : 홈부 57a, 57b : 엠보싱부

58 : 돌출부 59 : 돌기

60 : 축열재 70 : 열매체공급장치

본 고안은 열매체 순환식 발열시트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부로부터 압력이 가하여진 때 과도하게 압착되어 열매체 흐름이 지체되거나 정체되는 것을 최소화할 수 있도록 한 열매체 순환식 발열시트에 관한 것이다.

일반적으로 건강매트 등에는 사용자에게 온기를 제공하는 발열시트가 내장되어 있는 바, 현재 널리 보급되어 사용되고 있는 발열시트로는 전열선을 갖추어 전류가 전열선에 흐를 때 전기저항으로 발생되는 전열에 의하여 피가열체를 가열시키는 전기식의 발열시트가 있다. 그런데 이 전기식의 발열시트의 경우, 직접가열방식이기 때문에 국부가열이 심하였고, 전기를 이용하기 때문에 감전사고 위험이 높았을 뿐만 아니라 작동과정에서 유해전자파가 발생되는 등의 문제가 있었다.

때문에 최근 들어 이와 같은 문제가 없어 주목을 받는 것이 바로 열원으로부터 열을 전달받은 열매체(보통 물이 사용된다)가 내부를 두루 경유하도록 순환시켜서 피가열체를 가열하는 간접가열방식의 열매체 순환식 발열시트이다.

도 1은 종래기술에 따른 열매체 순환식 발열시트의 평면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도로서, 본 출원인이 2005년 2월 24일 실용신안등록출원을 하여 2005년 5월 10일 실용신안등록을 받은 등록실용신안 제0384633호이다.

종래기술에 따른 열매체 순환식 발열시트는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 시트 형태의 본체(10)가 유연성이 있는 합성수지로 제작되는 바, 이 본체(10)의 한쪽에는 열매체가 유입되고 유출되는 입구(11) 및 출구(12)가 각각 형성되고, 또 본체(10)의 내부에는 입구(11)로 유입된 열매체가 본체(10)의 내부를 경유한 뒤 출구(12)로 배출되도록 유로(13)가 일정한 패턴으로 형성되며, 아울러 본체(10)의 내부에서 유로(13)가 형성되지 않는 부분에는 폐쇄공간인 수용부(14)가 형성된다.

여기에서 본체(10)는 상부시트 및 이 상부시트의 하면에 융착(融着)이 된 하부시트로 구성되고, 하부시트는 그 한쪽의 측면으로 양 끝이 터진 오목부가 일정한 패턴으로 형성됨과 아울러 이 오목부가 형성되지 않는 부분에 홈부가 형성되는 바, 오목부의 양 끝은 각각 입구(11) 및 출구(12)이고, 오목부와 상부시트 사이의 공간 및 홈부와 상부시트 사이의 공간은 각각 유로(13) 및 수용부(14)이다. 이때 오목부 및 홈부는 하부시트를 상측에서 하측으로 가압하여 하부시트에 하측으로 돌출된 엠보싱부가 형성되도록 함으로써 하부시트의 상면에 각각 형성된 홈이다.

한편 수용부(14)는 유로(13)와 일정한 간격을 두고 배치되는 것으로서, 유로(13)를 따라 흐르는 열매체로부터 열을 전달받아 축적하는 축열재(20)가 충전되고, 본체(10)를 점유하는 면적이 유로(13)에 비하여 상대적으로 넓도록 형성되어 외부로부터 압력이 가하여진 때 유로(13)가 압착되는 것을 축열재(20)가 방지함과 아울러 축열재(20)가 쿠션 기능을 제공하도록 한다. 물론 이를 실현하기 위하여 축열재(20)는 액체가 사용된다.

이처럼 구성되는 종래기술에 따른 열매체 순환식 발열시트는 열매체공급장치(30)로부터 가열된 열매체를 공급받는 바, 입구(11)로 유입된 열매체는 유로(13)를 따라 흐르는 과정에서 열을 발산, 본체(10)를 가열한 후 출구(12)를 통하여 유출된다. 물론 열매체공급장치(30)는 유출되는 열매체를 회수하여 재가열한 다음 재공급하는 방식으로 열매체를 순환시킨다.

여기에서 열매체공급장치(30)는 펌프(31), 이 펌프(31)로 출구(12)로부터 유출되는 열매체를 수송하는 회수라인(32), 입구(11)를 통하여 펌프(31)가 토출한 열매체를 유로(13)로 수송하는 공급라인(33), 이 공급라인(33) 상에 설치된 히터(34)로 구성된다.

그러나 종래기술의 열매체 순환식 발열시트는 수용부(14)에 충전되어 유로(13)의 압착을 방지하는 축열재(20)가 액체이기 때문에 일정한 모양이 없다는 액체의 특성상 유로(13)의 압착을 방지하는 정도가 미약하다는 문제점이 있었다.

즉 액체의 경우 변형이 큰 데다 압축이 쉽기 때문에 도 3에 도시된 바와 같이 외부로부터 압력이 가하여진 때 이 힘의 영향을 유로(13)가 최소화하여 받도록 수용부(14)가 확실하게 지탱하여 주지 못하였고, 결국 유로(13)가 심각하게 압착되어 열매체의 흐름이 지체되거나 정체되는 문제점이 있었던 것이다. 물론 이 문제점은 본체(10)가 열매체의 열에 의하여 가열이 되어 유연성이 증가된 때 더욱 심각하였다.

본 고안은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 하부시트에 오목부를 형성하는 엠보싱부의 양쪽이 하측으로 볼록하도록 구성함으로써 외부로부터 압력이 본체에 가하여진 때 이 힘에 의하여 오목부와 상부시트 사이의 공간인 유로가 압착되는 것을 최소화할 수 있는 열매체 순환식 발열시트를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 본 고안은 상부시트 및 상기 상부시트의 하면에 융착된 하부시트로 구성되고, 상기 상부시트 및 하부시트는 유연성 있는 합성수지로 이루어지며, 상기 하부시트는 상면에 양 끝이 한쪽 측면으로 터진 오목부가 일정한 패턴으로 형성됨과 아울러 상기 오목부가 형성되지 않는 부분에 홈부가 형성되고, 상기 오목부의 양 끝은 각각 열매체공급장치로부터 열매체 를 공급받는 입구 및 상기 열매체공급장치로 열매체를 배출하는 출구이며, 상기 오목부와 상부시트 사이의 공간은 상기 입구로 공급된 열매체가 상기 출구로 배출되도록 하는 유로이고, 상기 홈부와 상부시트 사이의 폐쇄공간은 액상의 축열재가 충전되는 수용부이며, 상기 오목부 및 홈부는 상기 하부시트를 상측에서 하측으로 가압하여 상기 하부시트에 하측에 돌출된 엠보싱부를 형성함으로써 상기 하부시트의 상면에 각각 형성되는 홈인 것으로 하는 열매체 순환식 발열시트에 있어서, 상기 하부시트의 하면에는 상기 유로를 사이에 두도록 상기 오목부를 형성하는 엠보싱부의 양쪽에 비중공형의 돌출부가 각각 형성된 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 고안에 따른 열매체 순환식 발열시트가 도시된 평면도이고, 도 5는 도 4의 B-B선 단면도이며, 도 6은 본 고안에 따른 열매체 순환식 발열시트가 도시된 저면도이고, 도 7은 본 고안에 따른 열매체 순환식 발열시트의 일부분이 도시된 분해사시도이다.

본 고안에 따른 열매체 순환식 발열시트는 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이 그 본체(50)가 부드럽고 연한 우레탄 계통 합성수지에 의하여 두께가 얇은 시트 형태로 제작되는 바, 본체(50)의 한쪽에는 열매체가 공급되는 입구(51)와 배출되는 출구(52)가 각각 형성되고, 본체(50)의 내부에는 입구(51)로 공급된 열매체가 본체(50)의 내부를 두루 경유한 뒤 출구(52)로 배출되도록 하는 유로(53)가 일정한 패 턴으로 형성된다. 또 본체(50)의 내부에서 유로(53)가 형성되지 않는 부분에는 폐쇄공간인 수용부(54)가 형성되며, 이 수용부(54)에는 유로(53)를 따라 흐르는 열매체로부터 열을 전달받아 축적하는 액상의 축열재(60)가 충전된다.

여기에서 유로(53)는 열매체의 열이 본체(50)에 균일하게 분포되도록 단면적이 일정하도록 형성된다.

그리고 수용부(54)는 축열재(60)가 열매체의 열을 균일하게 전달받도록 유로(53)와의 간격(G1)이 일정하도록 형성된다. 또한 수용부(54)는 본체(50)를 점유하는 면적이 유로(53)에 비하여 상대적으로 넓도록 형성되어 외부로부터 압력이 가하여진 때 유로(53)의 압착을 축열재(60)가 방지함과 아울러 이 축열재(60)가 쿠션 기능을 제공하도록 한다. 이때 축열재(60)로는 광유ㆍ물ㆍ액상의 한약재 등이 사용 가능하고, 일단 충전되면 제품수명이 다할 때까지 사용되는 것이므로 수용부(54)에서 변질되지 않게 사전에 약품처리 등을 하여 변질요인을 제거한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

본체(50)는 상부시트(50a)와, 이 상부시트(50a)의 하면에 융착(融着)되어 일체로 부착된 하부시트(50b)로 구성되는 바, 하부시트(50b)는 상면에 깊이 및 너비가 일정하도록 형성된 오목부(55)가 일정한 패턴, 예를 들어 갈지자(지그재그)형으로 형성되는 한편 이 오목부(55)가 형성되지 않는 부분에도 깊이가 일정하도록(바람직하게는 오목부와 깊이가 동일하도록) 형성된 홈부(56)가 형성된다. 이때 오목부(55)는 그 양 끝이 하부시트(50b)의 한쪽 측면으로 터져 외부와 통하도록 형성되 고, 홈부(56)는 오목부(55)와 일정한 간격을 두고 형성된다.

따라서 오목부(55)와 상부시트(50a) 사이 및 홈부(56)와 상부시트(50a) 사이에는 자연히 오목부(55) 및 홈부(56)의 깊이에 해당하는 공간이 각각 형성되는 바, 오목부(55)와 상부시트(50a) 사이의 공간은 앞서 설명한 유로(53)가 되고, 홈부(56)와 상부시트(50a) 사이의 공간은 앞서 설명한 수용부(54)가 되며, 오목부(55)의 양 끝은 각각 앞서 설명한 입구(51) 및 출구(52)가 된다.

이처럼 각각 유로(53)와 수용부(54)를 형성하는 오목부(55)와 홈부(56)는 하부시트(50b)를 상측에서 하측으로 가압, 하부시트(50b)에 하측으로 돌출된 엠보싱부(57a)(57b)를 형성함으로써 하부시트(50b)의 상면에 각각 형성된 홈이다.

특히 하부시트(50b)는 외부로부터 압력이 본체(50)에 가하여진 때 이 힘으로 인하여 유로(53)가 납작하게 압착되는 것을 수용부(54)에 충전된 축열재(60)와 함께 방지하는 돌출부(58)가 하면에 형성된다.

돌출부(58)는 하부시트(50b)의 하면에서 엠보싱부(57a)(57b) 중 오목부(55)를 형성하는 엠보싱부(57a)의 양쪽, 즉 유로(53)를 사이에 두도록 유로(53)의 길이방향을 기준으로 그 양쪽에 각각 위치되는 것으로서, 유로(53)의 길이방향을 따라 배열된 다수의 비중공형(내부가 꽉 찬 형태) 돌기(59)로 구성된다.

여기에서 1열의 각 돌기(59)는 대략 반구형으로 형성되고, 외부로부터 압력이 가하여진 때 이 힘을 균등하게 받도록 서로 간에 간격(G2)이 일정하도록 배치된다. 또 돌기(59)가 하부시트(50b)의 하면에서 하측을 향하여 돌출된 돌출길이(L2) 는 홈부(56)를 형성하는 엠보싱부(57b)가 하부시트(50b)의 하면에서 하측을 향하여 돌출된 돌출길이(L1)에 비하여 약간 짧게 형성되는 바, 이는 바닥에 놓았을 때 돌기(59)의 끝이 바닥에 그대로 닿아 수용부(54)에 충전된 축열재(60)의 쿠션 기능이 약화되는 것을 방지하기 위한 구조이다.

이상에서 설명되지 아니한 도면부호 70은 펌프(71), 출구(52)로부터 유출되는 열매체를 펌프(71)로 수송하는 회수라인(72), 펌프(71)가 토출한 열매체를 입구(51)를 통하여 유로(53)로 수송하는 공급라인(73), 이 공급라인(73) 상에 설치된 히터(74)로 구성되어 가열된 열매체를 입구(51)로 공급하고 유로(53)를 경유한 뒤 출구(52)로 배출되는 열매체를 회수, 재가열한 후 이를 입구(51)로 재공급하는 방식으로 열매체를 순환시키는 열매체공급장치이다.

또한 도면부호 N1 및 N2는 입구(51) 및 출구(52)에 각각 삽입된 형태로 고주파가열방식에 의하여 기밀이 유지되도록 접합되는 니플로서, 입구(51) 및 출구(52)의 모양을 정형으로 유지하여 주고, 열매체공급장치(70)의 회수라인(71)과 출구(52) 및 공급라인(73)과 입구(51)의 결합을 용이하게 한다.

상기와 같이 구성되는 본 고안에 따른 열매체 순환식 발열시트의 제조과정을 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저 엠보싱부(57a)(57b) 및 돌출부(58)가 하측을 향하도록 하부시트(50b)를 배치한다. 그러면 오목부(55) 및 홈부(56)는 상측을 향하게 된다.

다음 하부시트(50b)의 상면에 상부시트(50a)를 포갠 후 상부시트(50a)와 하부시트(50b)가 서로 맞닿는 부분을 180℃로 가열함으로써 상부시트(50a)와 하부시트(50b)를 융착시킨다. 이때 오목부(55)와 상부시트(50a)의 사이 및 홈부(56)와 상부시트(50a)의 사이에는 유로(53) 및 수용부(54)가 각각 형성된다. 참고로 가열온도가 180℃인 것은 우레탄 계통 합성수지는 180℃로 가열하면, 용융되면서 일체화되는 성질이 있기 때문이다.

그 다음 니플(N1)(N2)을 입구(51)와 출구(52)에 각각 삽입한 뒤 고주파가열방식으로 접합한다. 그러면 제조가 완료된다.

한편 축열재(60)는 상부시트(50a)와 하부시트(50b)를 융착할 때 홈부(56)에 충전될 수도 있고, 상부시트(50a)와 하부시트(50b)를 부착한 뒤 홈부(56)를 형성하는 엠보싱부(57b)에 구멍을 천공하여 홈부(56)에 충전한 후 구멍을 융착하여 메우는 방식으로 충전될 수도 있다.

도 8은 본 고안에 따른 열매체 순환식 발열시트에 외부로부터 압력이 가하여진 상태가 도시된 단면도로서, 돌출부(58)가 다수 개의 비중공형 돌기(59)로 구성되고, 이 돌기(59)가 유로(53)를 사이에 두도록 오목부(55)를 형성하는 엠보싱부(57a)의 양쪽에 각각 배열되기 때문에 외부로부터 압력이 가하여지더라도 이 힘을 지탱하는 돌출부(58)의 지지력으로 유로(53)의 압착 정도가 심각하지 않아 열매체 흐름에 지장이 초래되지 않음을 나타낸다.

도 9는 본 고안에 따른 열매체 순환식 발열시트에 있어서, 돌출부의 다른 예가 도시된 저면도로서, 돌기(59)를 반구형이 아닌 다른 모양으로 형성할 수도 있음을 예시적으로 나타내는 것이다.

상기와 같이 구성되고 작용하는 본 고안은 하부시트의 하면에 유로를 사이에 두도록 홈부를 형성하는 엠보싱부의 양쪽에 돌출부가 각각 형성되고, 이 돌출부가 유로의 길이방향을 따라 일정한 간격을 두고 배열된 다수의 비중공형 돌기로 구성되어 외부로부터 압력이 본체에 가하여진 때 이 힘이 유로에 가하여지지 않도록 각 돌기들이 지탱하여 주므로 유로가 심각하게 압착되어 열매체 흐름이 지체되거나 정체되는 것을 최소화할 수 있다는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 상부시트(50a) 및 상기 상부시트(50a)의 하면에 융착(融着)된 하부시트(50b)로 구성되고, 상기 상부시트(50a) 및 하부시트(50b)는 유연성 있는 합성수지로 이루어지며, 상기 하부시트(50b)는 상면에 양 끝이 한쪽 측면으로 터진 오목부(55)가 일정한 패턴으로 형성됨과 아울러 상기 오목부(55)가 형성되지 않는 부분에 홈부(56)가 형성되고, 상기 오목부(55)의 양 끝은 각각 열매체공급장치(70)로부터 열매체를 공급받는 입구(51) 및 상기 열매체공급장치(70)로 열매체를 배출하는 출구(52)이며, 상기 오목부(55)와 상부시트(50a) 사이의 공간은 상기 입구(51)로 공급된 열매체가 상기 출구(52)로 배출되도록 하는 유로(53)이고, 상기 홈부(56)와 상부시트(50a) 사이의 폐쇄공간은 액상의 축열재(60)가 충전되는 수용부(54)이며, 상기 오목부(55) 및 홈부(56)는 상기 하부시트(50b)를 상측에서 하측으로 가압하여 상기 하부시트(50b)에 하측으로 돌출된 엠보싱부(57a)(57b)를 형성함으로써 상기 하부시트(50b)의 상면에 각각 형성되는 홈인 것으로 하는 열매체 순환식 발열시트에 있어서,

   상기 하부시트(50b)의 하면에는 상기 유로(53)를 사이에 두도록 상기 오목부(55)를 형성하는 엠보싱부(57a)의 양쪽에 비중공형의 돌출부(58)가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 열매체 순환식 발열시트.
2. 제1항에 있어서,

   상기 각 돌출부(58)는 상기 유로(53)의 길이방향을 따라 일정한 간격(G2)을 두고 배열된 다수 개의 돌기(59)로 구성된 것을 특징으로 하는 열매체 순환식 발열시트.
3. 제2항에 있어서,

   상기 각 돌기(59)는 상기 하부시트(50b)의 하면에서 하측으로 돌출된 돌출길이(L2)가 상기 홈부(56)를 형성하는 엠보싱부(57b)의 돌출길이(L1)보다 짧도록 형성된 것을 특징으로 하는 열매체 순환식 발열시트.

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