KR20050009498A

KR20050009498A - 냉각 및 가온장치

Info

Publication number: KR20050009498A
Application number: KR1020030048831A
Authority: KR
Inventors: 최정화
Original assignee: 최정화
Priority date: 2003-07-16
Filing date: 2003-07-16
Publication date: 2005-01-25

Abstract

본 발명은 냉각 및 가온장치에 관한 것으로서, 인체 일부를 냉각 및 가온시키는 장치에 있어서, 유체를 포함하는 팩과; 상기 팩과 튜브관을 통해 연결되며, 상기 팩으로부터 유입되는 유체에 열을 가하거나 열을 흡수하여 상기 팩으로 배출하는 열교환기와; 상기 팩으로부터 열교환기로 유입되는 유체를 순환시키는 순환펌프와; 상기 순환펌프와 열교환기를 연결하는 튜브관에 설치되어 상기 순환펌프로부터 유입되는 유체를 냉각부 또는 열교환기로 선택적으로 배출하는 밸브와; 상기 밸브로부터 유입되는 유체를 냉각하여 상기 열교환기로 배출하는 냉각부와; 상기 열교환기로부터 유입되는 열전도체를 가열하여 상기 열교환기로 배출하는 가열부와; 상기 가열부와 냉각부의 온도를 감지하는 온도감지부와; 사용자 조작신호를 입력받는 다수의 기능키버튼을 구비하되, 적어도 전원 온/오프버튼과 온도설정버튼을 포함하는 조작부와; 상기 조작부로부터 입력되는 설정온도값과 상기 온도감지부로부터 입력되는 감지온도에 따라 상기 가열부와 밸브와 냉각부 및 순환펌프를 제어하는 제어부와; 상기 제어부로부터 표시데이터를 입력받아 이를 외부로 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

냉각 및 가온장치{Apparatus for cooling and warming fluid}

본 발명은 냉각 및 가온장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 희망온도로 설정된 물을 팩에 이동시켜 상기 팩에 접촉되는 신체 일부를 냉각 또는 가열함으로써 국소 냉각 국소 가온이 가능한 냉각 및 가온장치에 관한 것이다.

종래 드라이아이스나 프레온 가스 등의 냉매가스를 사용한 팩을 사용하여 신체 부위를 시원하게 냉각하거나 가열을 하였다.

그러나, 상기 냉매는 매우 고가이고, 냉각을 할 경우에는 상기 팩을 냉장고 등에 넣어 냉각시켰다가 사용하고, 가열을 할 경우에는 뜨거운 물에 넣어 가열시켰다가 사용하여야 함으로 매우 불편한 점이 있었다.

또한, 상기 냉매가스는 열용량이 매우 낮기 때문에 상기 냉매가스의 냉각정도 및 가온정도를 조절할 수 없는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 희망온도로 설정된 물을 팩에 이동시켜 상기 팩에 접촉되는 신체 일부를 냉각 또는 가열함으로써 국소 냉각 및 국소 가온이 가능한 냉각 및 가온장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 냉각 및 가온장치의 사용 상태도이다.

도 2 는 본 발명에 따른 냉각 및 가온장치의 구성블록도이다.

도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 냉각 및 가온장치의 동작흐름도이다.

<도면부호의 간단한 설명>

10:냉각 및 가온장치 11:가열부

12:열교환부 13:팩

14:냉각부 15:순환펌프

16:밸브 17:조작부

18:표시부 19:제어부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉각 및 가온장치의 일 양상에 따르면, 인체 일부를 냉각 및 가온하는 장치에 있어서, 유체를 포함하는 팩과; 상기 팩과 튜브관을 통해 연결되며, 상기 팩으로부터 유입되는 유체에 열을 가하거나 열을 흡수하여 상기 팩으로 배출하는 열교환기와; 상기 팩으로부터 열교환기로 유입되는 유체를 순환시키는 순환펌프와; 상기 순환펌프와 열교환기를 연결하는 튜브관에 설치되어 상기 순환펌프로부터 유입되는 유체를 냉각부 또는 열교환기로 선택적으로 배출하는 밸브와; 상기 밸브로부터 유입되는 유체를 냉각하여 상기 열교환기로 배출하는 냉각부와; 상기 열교환기로부터 유입되는 열전도체를 가열하여 상기 열교환기로 배출하는 가열부와; 상기 가열부와 냉각부의 온도를 감지하는 온도감지부와; 사용자 조작신호를 입력받는 다수의 기능키버튼을 구비하되, 적어도 전원 온/오프버튼과 온도설정버튼을 포함하는 조작부와; 상기 조작부로부터 입력되는 설정온도값과 상기 온도감지부로부터 입력되는 감지온도에 따라 상기 가열부와 밸브와 냉각부 및 순환펌프를 제어하는 제어부와; 상기 제어부로부터 표시데이터를 입력받아 이를 외부로 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 양상에 따르면, 사용자는 보다 안전하고, 손쉽게 필요에 따라 그 신체 일부를 가열하거나 냉각시킬 수 있는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 전술한, 그리고 추가적인 양상을 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각 및 가온장치(10)는 사람의 인체 일부에 열전도체가 담겨져 있는 팩을 접촉시켜 시원하게 혹은 따뜻하게 찜질하여 준다. 바람직한 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 냉각 및 가온장치(10)는 물을 열전도체로 사용한다. 이는 물이 가열이나 냉각에 따른 열용량(heat capacity)이 높기 때문에 천천히 가열하고, 천천히 냉각되므로, 사용자가 쉽게 가온 또는 냉각을 조절할 수 있기 때문이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각 및 가온장치(10)는 사용자의 필요에 따라 냉각 또는 가열을 할 수 있도록 구현되며, 가열부(11)와 열교환기(12)와팩(13)과 냉각부(14)와 순환펌프(15)와 밸브(16)와 조작부(17)와 표시부(18)와 제어부(19)를 포함한다.

가열부(11)는 저항선 등에 전류를 흘려 발생하는 줄열을 직접 이용하여 열전도체를 가열하는 것으로서, 히터와 내부에 열전도체가 관통되는 열파이프와 상기 열파이프 외측에 감져지는 저항선을 포함한다. 한편, 상기 가열부(11)에는 상기 히터의 온도를 감지하는 온도감지센서(T₁)가 장착되는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 온도감지센서(T₁)는 서미스터(thermistor)로 구현되는 것이 바람직하다. 상기 서미스터(thermistor)는 열용량이 적어서 미소한 온도변화에도 급격한 저항변화가 생기기 때문에 비교적 정확하게 제어할 수 있는 특징이 있다.

열교환기(12)는 팩(13)의 유체에 열을 가하거나 열을 뺏는 데 사용되는 것으로서, 상기 가열부(11)에 의해 가열된 열전도체와 상기 팩(13)의 유체가 서로 분리되어 흐르도록 절연벽이 형성된 금속관으로 구현되나 본 발명의 열교환기(12)는 이에 한정되는 것이 아니라 이중관식 열교환기 등으로 구현될 수 있다. 상기 이중관식 열교환기는 내관(內管)과 외관으로 되어 있으며, 내관 내부의 유체와 관과 관 사이에 있는 고리 모양 부분의 유체 사이에서 열교환이 이루어진다. 상기 이중관식 열교환기는 이건 출원 이전에 이미 공지된 것으로서 본 명세서에서는 자세한 설명을 생략하기로 한다. 한편, 상기 열교환기(12)는 열전도체와 팩(13)의 흐르는 유체를 투입하고 제거할 수 있는 토입구가 구비되는 것이 바람직하다.

팩(13)은 사용자의 신체 일부를 가열하거나 냉각시키기 위한 것으로서, 그내부에는 유체가 흐를 수 있는 튜브관을 포함한다. 상기 튜브관은 유연하고, 내열성을 가지는 재료로 구현되는 것이 바람직하다.

냉각부(14)는 상기 팩(13)의 유체를 냉각시키는 장치로서, 상기 팩(13)과 열교환기(12) 사이의 튜브관 사이에 설치된다. 한편, 상기 냉각부(14)는 냉각콤프레샤를 사용한 자동팽창 밸브식 냉동장치(AEV)로 구현될 수 있으며, 상기 냉각콤프레샤의 온도를 감지하는 온도감지센서(T₂)가 장착되는 것이 바람직하다. 상기 온도감지센서(T₂) 역시 서미스터(thermistor)로 구현되는 것이 바람직하다.

순환펌프(15)는 상기 팩(13)의 유체를 강제적으로 순환시키는 것으로서, 상기 순환펌프(15)의 구현기술은 이미 널리 공지된 것으로서, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

밸브(16)는 상기 팩(13)으로부터 유입되는 유체를 열교환기(12)로 흘려 주거나 냉각기(14)로 흘려 주기 위한 것으로서, 상기 밸브(16)는 삼방밸브로 구현된다.

조작부(17)는 사용자의 조작명령을 입려받기 위한 다수의 기능키를 포함하며, 상기 기능키에는 전원 온/오프버튼, 온도설정버튼을 포함한다.

표시부(18)는 현재 본 발명에 따른 냉각 및 가온장치의 구동상태 예를 들어, 냉각 구동상태인지 가온 구동상태인지를 표시하고, 현재 온도와 사용자의 원하는 목적온도를 표시하는 것으로서, LED 또는 LCD로 구현된다.

제어부(19)는 시스템 전체를 제어하는 것으로서, 명령세트, 레지스터, 메모리 공간을 포함하는 범용 마이크로프로세서로 구현되는 것이 바람직하다. 상기 제어부(19)는 상기 조작부(17)로부터 온도설정값을 입력받아 온도감지센서로부터 입력되는 현재온도를 비교하여 상기 가열부(11)를 구동할 것인지, 상기 냉각부(14)를 구동할 것인지를 판단한다. 이하, 상기 제어부(19)에서 수행되는 냉각 및 가온 동작을 상세히 설명하기로 한다.

도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 냉각 및 가온장치의 동작 흐름도이다.

먼저, 사용자는 본 발명에 따른 냉각 및 가온장치(10)에 전원을 연결하여 시스템을 구동대기 상태로 만든다. 이때, 제어부(19)는 온도감지센서로부터 입력되는 현재온도값(t_c)을 수신한다(S41). 이후 제어부(19)는 조작부(17)로부터 입력되는 설정온도값(t_r)을 수신한다(S42).

이후 제어부(19)는 상기 현재온도값(t_c)과 설정온도값(t_r)을 비교한다(S43). 이때, 제어부(19)는 현재온도값(t_c)이 설정온도값(t_r)보다 크면, 상기 냉각기(14)와 순환펌프(15)를 구동하여 상기 팩(13)의 유체를 냉각시킨다(S44). 이후 제어부(19)는 상기 냉각기(14)에 장착된 온도감지센서(T₂)로부터 입력되는 냉각온도와 설정온도값(t_r)을 비교한다(S45). 이때 제어부(19)는 냉각온도와 설정온도값(t_r)가 같지 않으면 상기 냉각기(14)와 순환펌프(15)를 구동하여 상기 팩(13)의 유체를 냉각시키는 단계(S44)를 반복 수행한다. 상기 냉각온도와 설정온도값(t_r)가 같으면 제어부(19)는 종료신호가 입력되었는지를 판단한다(S48).

한편, 제어부(19)는 현재온도값(t_c)이 설정온도값(t_r)보다 작으면, 가열부(11)를 구동하여 열교환기(12)에 유입되는 열전도체를 가열한다(S46). 이에 따라 상기 열교환기(12)에서 상기 팩(13)에 흐르는 유체는 열을 공급받아 가열되는 것이다. 이후 제어부(19)는 상기 가열부(11)에 장착된 온도감지센서(T₁)로부터 입력되는 가열온도와 설정온도값(t_r)을 비교한다(S47). 이때 제어부(19)는 가열온도와 설정온도값(t_r)가 같지 않으면 상기 가열부(11)를 구동하여 열교환기(12)에 유입되는 열전도체를 가열시키는 단계(S46)를 반복 수행한다. 상기 가열온도와 설정온도값(t_r)가 같으면 제어부(19)는 종료신호가 입력되었는지를 판단한다(S48).

이후 제어부(19)는 종료신호가 입력되었는지를 판단하여(S48) 종료신호가 입력되지 않으면 모든 단계를 반복수행하고, 종료신호가 입력되면 시스템을 종료한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 냉각 및 가온장치는 인체에 무해한 물을 매개로 냉각 및 가열이 모두 가능하며, 일정온도로 설정된 물을 팩에 이동시켜 상기 팩에 접촉되는 신체 일부를 냉각 또는 가열함으로써 국소 냉각 및 국소 가온이 가능한 장점이 있다. 나아가 냉각 및 가온장치는 작업 환경온도가 높거나 낮은 곳에서 일하는 작업자의 작업능률과 건강을 위해 사용되거나 또는 화상환자의 국소 냉각치료 또는 재활 등에 이용될 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다라는 것은 명백하다. 따라서, 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석되어져야 할 것이다.

Claims

인체 일부를 냉각 및 가온하는 장치에 있어서,

유체가 내부에 관통하여 흐르는 팩과;

상기 팩과 튜브관을 통해 연결되며, 상기 팩으로부터 유입되는 유체에 열을 가하거나 열을 흡수하여 상기 팩으로 배출하는 열교환기와;

상기 팩으로부터 상기 열교환기로 유입되는 유체를 순환시키는 순환펌프와;

상기 순환펌프와 열교환기를 연결하는 튜브관에 설치되어 상기 순환펌프로부터 유입되는 유체를 냉각부 또는 열교환기로 선택적으로 배출하는 밸브와;

상기 밸브로부터 유입되는 유체를 냉각하여 상기 열교환기로 배출하는 냉각부와;

상기 열교환기로부터 유입되는 열전도체를 가열하여 상기 열교환기로 배출하는 가열부와;

상기 가열부와 냉각부의 온도를 감지하는 온도감지부와;

사용자 조작신호를 입력받는 다수의 기능버튼을 구비하되, 적어도 전원 온/오프버튼과 온도설정버튼을 포함하는 조작부와;

상기 조작부로부터 입력되는 설정온도값과 상기 온도감지부로부터 입력되는 감지온도에 따라 상기 가열부와 밸브와 냉각부 및 순환펌프를 제어하는 제어부와;

상기 제어부로부터 표시데이터를 입력받아 이를 외부로 표시하는 표시부;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 및 가온장치.