KR20060109450A - 열 쿠션 및 이 열 쿠션을 포함하는 장치 - Google Patents

Abstract

열 재료를 포함하고, 변형가능한 열 재료 (10) 를 함유하는 간극 (8) 에 의해 분리되며, 블록에 고정되고 상기 변형가능한 열 재료를 형성하는 탄성 고체 몸체에 제공된 접합부에 의해 연결된 블록 시스템, 및/또는 상기 블록 (1) 에 고정되고 상기 간극 (8) 에 배열된 변형가능한 몸체를 압축하도록 장력을 받는 탄성 막들 (7), 그리고/또는 상기 간극들에 함유된 유체로 투과할 수 있는 접합부 (6) 를 포함하는 진보성 있는 열 쿠션.

Description

열 쿠션 및 이 열 쿠션을 포함하는 장치 {HEATING CUSHION AND DEVICE COMPRISING SUCH A CUSHION}

본 발명은 열 쿠션과 그 열 쿠션의 사용에 관계된 것이다.

병원 분야와 외래 의약은 열 쿠션의 주요 사용자인데, 특히 외부 열 조정을 위해서, 그리고 고통을 완화하기 위하여 또는 냉동 요법과 같은 다양한 치료 방법에 사용된다.

실제로, 감기에 적용할 경우 고통 (두통, 편두통, 치통, 근육통 또는 염증의 고통 등) 을 완화할 수 있거나 혈종, 부종 그리고 사고나 외상 치료에 흡수 작용을 촉진할 수 있다.

US 3,545,230 은 고체 물질의 용융 잠열을 사용하는 냉각제 쿠션을 제안한다. 이 용융 단계 동안, 온도는 일정하게 유지된다. 상기 쿠션은 시일링되고 탄력성있는 외피 안에 불용해성과 친수성의 겔 층을 포함한다. 겔 안에 포함된 비활성의 가요성 기재 (예를 들면, 섬유와 직물) 는 쿠션의 기계적 저항성을 강화하고 어떤 기하학적 형상도 가질 수 있게 한다. 쿠션에 충분한 탄력성을 주기 위해, 매우 얇은 두께 (겨우 몇 밀리미터) 의 여러 겔 층이 서로 중첩되고 탄력성과 비활성의 필름이 겔 층 사이에 삽입된다. 이와 같이 알려진 쿠션은 제 조하기 어렵고 비싸다는 결점이 있고 성능이 약하며 적용이 제한된다.

EP 0 123 949 에서, 쿠션의 저온 물질은 냉기 제조 온도에서도 함께 굳어지지 않고 고무의 탄력성과 비교될 수 있는 탄력성을 가진 독특한 구조의 겔 조각편들을 포함한다. 쿠션에서 서로에게 상대적인 겔 조각편의 운동은 후에 바람직한 탄력성을 제공한다. 그럼에도 불구하고 이와 같이 알려진 쿠션은 값비싼 겔을 필요로 하는 단점이 있고 그것의 제조는 연약하고 비용이 많이 들게 된다.

미국 특허 US 3,885,403 은 저온 물질로서 어는점을 정상 사용 온도보다 낮추게 하는 작용제가 많은 부분 함유된 겔을 사용하도록 제안한다. 글리세린과 프로필렌 글리콜이 작용제가 어는점을 낮추게 하는 데에 제안된다. 상기 알려진 쿠션으로 냉기의 제조는 잠재 용융열에 의해서가 아니라 겔의 점차적인 재가열에 의해 발생된다. 이 알려진 쿠션은 간단한 구조를 가지고 겔이 고체 형상으로 되지 않는다는 사실로 인해 탄력적인 변형이 가능한 유연성과 적합성을 가지는 특성이 있다. 다른 한편으로, 냉기의 제조가 용융 잠재열에 의해서가 아닌 점차적인 겔의 재가열로 인해 발생하기 때문에 짧은 작동 수명을 가지는 결점이 있다. 더욱이, 쿠션의 생산성 (냉기의 제조나 단위 시간당 칼로리의 배출) 은 일정하지 않고 겔이 재가열됨에 따라 감소되고, 이 알려진 쿠션에 다른 결점이 나타나게 된다.

WO 97/11657 은 열 작용제로 채워진 셀의 격자로 형성된 폐포 패널을 설명한다. 상기 셀들 사이에, 패널은 쿠션이 의도된 적용예에 따라 정해진 크기의 열 쿠션으로 마음대로 나눌 수 있도록 (전단력이나 장력에 의해) 낮은 중단점을 가지 는 사각 구역을 가진다. 이 폐포 패널에서, 간극이 여러 결함의 원인이다. 한편으로, 간극들은 패널의 열 수용력을 감소시키고 또 다른 한편으로 간극이 환자 피부에 적용될 때 간극들은 패널의 균질적인 작동에 장애물이 된다.

FR 1 018 835 A 는 열 물질로 된 구획의 네트워크를 포함하고 유연한 막에 의해 서로에 대해 연결되는 열 쿠션을 설명한다. 구획들의 네트워크는 구획의 벽들과 함께 열 유체로 채워지는 챔버를 형성하는 유연한 외피로 둘러싸여 있다. 이 알려진 열 쿠션들은 외피의 열유체가 입자 상태의 액체 또는 고체 물질일 때, 유연성이 나빠지고 변형되기 어려워진다. 그러므로 인간이나 동물의 일부에 똑같이 적용할 때에 적용하기 나쁘다.

본 발명의 목적은 탁월한 가요성 및 탄성을 겸비하여 동작중 형태에도 완벽히 적응될 수 있으며 그리고 다소 일정한 온도에서 높으면서도 지속적인 열량 값을 가지며, 작용이 균일하고 (특히 인체의 일부분에 사용될 때), 두께가 사용 중에 다소 일정하게 유지될 수 있고, 또한 크기와 형태가 다소 제한되지 않으며, 변형 없이 큰 압력 변동을 받을 수 있고 상기 언급한 특성들로 인해 큰 조작이 필요 없이 특히 병원에서 많은 다른 용도에 적용될 수 있는 새로운 구성의 열 쿠션을 제공하여 종래의 열 쿠션의 상기 언급한 결점들을 극복하고 잠재적 사용자들 (특히 병원 환경에서) 의 요구를 만족시켜주는 데에 있다.

결과적으로, 본 발명은 마디로 연결되고 간극에 의해 분리되어 있는 블록의 네트워크를 포함하는 열 쿠션에 관계된 것이고, 상기 블록은 열 물질을 포함하고 상기 간극은 적어도 부분적으로는 변형가능한 열 물질로 채워지는, 상기 열 쿠션에 있어서 상기 마디는 아래의 요소로부터 선택되는 특성이 있다.

- 블록에 부착되어 그럼으로써 상기 변형가능한 열 물질의 일부분을 형성하는 탄성 고체 ;

- 장력을 받는 상태에서 블록에 부착되어 상기 변형 가능한 열 물질의 일부분을 형성하면서 상기 간극 (8) 에 존재하는 변형가능한 물질을 압축하게 되는 탄성막 ; 및

- 변형가능한 열 물질의 일부분을 형성하면서 간극 (8) 에 존재하는 유체에 대해 투과성인 마디.

본 발명에 따른 열 쿠션은 주위 환경과 물리적 대상물 사이에 열교환이 일어나도록 이 물리적 대상물과 접촉하게 된다.

여기서 '대상물' 이란 표현은 일반적으로 물체를 뜻하는 것으로, 구별없이 고체, 액체 또는 기체 대상물을 말한다. 고체 대상물의 경우에, 예를 들면 고체의 표면 또는 동물 또는 인간의 해부학적 부분의 표면이 될 수 있다. 액체 대상물의 경우, 액체 욕의 테이블의 표면이 될 수 있다. 액체 대상물에 본 발명이 적용되는 경우, 예를 들면 쿠션은 두 개의 다른 액체 사이 또는 액체와 주위 분위기 (예를 들면 환경) 사이에서 시일링된 격벽으로 작용할 수 있다. 기체 대상물의 경우에, 분위기를 포함한다. 기체 대상물에 본 발명이 적용되는 경우 본 발명에 따른 쿠션은 두 개의 다른 분위기, 예를 들면 고온 분위기 (공업용 노에서의 분위기) 와 적정 온도의 분위기 사이에서 스크린을 형성할 수 있다. 액체 또는 기체 대상물의 경우 시일링된 막 (예를 들면 가요성 막) 으로 둘러싸일 수 있다.

주위 환경은 기체 또는 액체 환경일 수 있다. 기체 환경의 경우에, 예를 들면 대기 공기, 가열된 방의 분위기, 냉동실 (예컨대 저온 저장기) 의 분위기 또는 공업용 노의 분위기가 될 수 있으며, 이들에만 한정되는 것은 아니다. 주위 환경이 액체 환경일 경우, 예를 들면 물 또는 공업용 화학적 욕이 될 수 있다.

본 명세서에서, "정상 사용 온도" 라는 표현은 쿠션이 사용될 때 블록 및 간극의 열 물질의 온도를 말한다.

본 명세서에서, 매우 일반적인 의미인 "쿠션" 이란 용어는 상기한 바와 같은 의미의 대상물에 접촉하여 그것을 적어도 부분적으로 덮거나 혹은 전체적으로 또는 부분적으로 감싸게 되는 고체의 가요성 요소를 뜻한다. 따라서 본 발명에 따른 열 쿠션은 의도된 용도에 따라 매우 다양한 방식으로 사용될 수 있다. 열 쿠션은 예를 들면, 침구류 물품 (베개, 커버, 매트리스), 주머니, 소매, 의류의 소재나 의류의 소재의 일부분, 포장물, 스크린이나 커튼, 덮개 형태를 가질 수 있으며, 이들 예에만 한정되는 것은 아니다. 열 쿠션은 조립될 수 있는 다양한 모듈에서 제조될 수 있다.

본 발명에 따른 열 쿠션은 상기 정의한 바와 같은 의미의 대상물과 정상 사용 온도에서 접촉하게 될 때 상기 쿠션과 그 대상물 사이에 열전달을 발생시키거나 상기 대상물의 온도를 다소 일정하게 유지시키는데 기여하는 쿠션이다.

본 발명에 따른 열 쿠션은 쿠션의 정상 사용 온도가 쿠션과 접촉하게 되는 대상물의 온도와 다를 경우 "발열 쿠션" 또는 "저온 쿠션" 이라고 불리는데, 열전달이 상기 쿠션과 상기 대상물 사이에서 발생한다. 열전달이 자연적으로 대상물로부터 열 쿠션 방향으로 발생할 때, 저온 쿠션이 된다. 열전달이 열 쿠션으로부터 대상물 방향으로 발생할 때, 본 발명에 따른 열 쿠션은 발열 쿠션이 된다.

본 발명에 따른 열 쿠션은 쿠션의 정상 사용 온도가 쿠션과 접촉하게 되는 대상물의 온도와 다소 동일하여 그 대상물과 열 쿠션 사이에 열 전달이 발생하지 않을 경우 "등온 쿠션" 이라고 한다. 그런 경우 본 발명에 따른 등온 쿠션은 대상물과 주위 환경 사이의 열 전달에 대한 장애물을 형성함으로써 열절연체의 기술적인 기능을 제공한다.

본 발명에 따른 열 쿠션은 사이에 간극들이 제공된 블록 네트워크를 포함한다. 상기 간극들은 일반적으로 서로에 연결되어 있다.

정의에 의하면, 쿠션의 각 블록은 고체 요소이다. 본 발명에 따른 쿠션의 블록 형상은 후에 상세히 설명될 것이다.

블록들은 네트워크로 결합된다. 게다가 블록들은 서로 떨어져 있어 블록들 사이에 간극의 네트워크가 형성된다. 따라서 본 발명에 따른 쿠션은 짜여진 블록의 구조에서 짜여진 간극의 구조를 포함한다. 블록의 네트워크는 일반적으로 단층의 블록을 포함하지만, 블록이 중첩된 여러 개의 층으로 형성된 네트워크도 본 발명에 포함된다.

네트워크의 블록은 서로 관절식으로 연결되어 있다. 즉, 네트워크의 블록은 마디로 서로 연결된다. 이 마디에 관한 상세한 사항은 후에 설명될 것이다.

본 발명에 따른 쿠션에서, 블록의 네트워크가 3차원 공간에 분배된 여러 축에 대한 굽힘 및 비틀림 및 회전에 의해 변형되는 고체 구조물을 형성하도록 블록의 형태와 크기, 간극의 형태와 크기 그리고 마디의 선택이 이루어진다. 이런 특별한 점으로 인해 본 발명에 따른 쿠션은 적용대상물 (예를 들면 인간이나 동물의 해부학적 부분) 이 사실상 어떤 형상이라도 그에 쉽게 적응되며 그리고 그 대상물의 움직임에 따를 수 있다.

본 발명에 따른 쿠션에서, 블록과 간극들은 열 물질을 포함한다. 열 물질은 후에 설명될 것이다.

블록의 형상은 쿠션의 용도에 따라 달라지고 본 발명에 있어 중요한 것은 아니다. 예를 들면, 블록은 구형, 반구형, 알형, 환형, 렌즈 모양, 원뿔형, 절두 원뿔형, 또는 다면체 모양을 가질 수 있다. 블록은 편평하거나 만곡되어 있거나 또는 비스듬한 면, 예를 들면 나선체형을 가질 수 있고, 또는 편평한 면과 만곡되어 있거나 비스듬한 면들의 조합체를 포함할 수 있다. 블록들은 끝 부분에서 예를 들면 만곡된 환형 면과 편평한 면들이 조합된 작은 원통 모양의 형상을 가질 수 있다. 일반적으로, 블록을 연결하는 마디와 간극과 함께 상기 설명된 바와 같은 쿠션의 변형을 허용한다면 어떤 형상도 가능하다. 일반적으로 다면체 형상이 바람직하다.

다면체 형상들 중에, 직각 또는 피라미드형 다면체가 바람직하다. 절두 피라미드형이 특히 권고된다. 직각 또는 피라미드형 다면체 중에서 삼각형, 사다리꼴, 정사각형, 직사각형 또는 팔각형의 밑을 갖는 다면체가 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 각 블록은 긴 밑을 따라 결합된 두 개의 절두 피라미드, 예를 들면 삼각형, 사다리꼴, 사각형 또는 팔각형의 두 절두 피라미드로 형성된다. 본 발명의 이 바람직한 실시예에서, 블록들은 두 절두 피라미드의 상기 긴 밑의 기하학적 면에서 유리하게 연결된다.

상기 설명된 것처럼, 블록들 사이에 배열된 간극은 블록을 연결하는 마디 주위로 이 블록들을 움직일 수 있게 하는 기능을 가지고 있다. 간극의 형상은 블록의 네트워크에 요구되는 변형의 형태 (단축, 양축 또는 삼축 굽힘, 비틀림, 연신 또는 이와 같은 변형 형태의 둘 또는 여러개의 조합), 변형 정도, 블록의 형상과 크기, 사용되는 마디 그리고 블록 사이의 마디의 배열과 같은 다양한 인자에 따라 달라진다.

본 발명에 따른 열 쿠션에서, 블록은 열 물질로 만들어진다. 블록의 열 물질은 본 발명에 따른 열 쿠션에 열적 특성을 부여한다. 저온 쿠션의 경우, 블록의 열 물질은 일단 정상 사용 온도로 되면 다량의 열을 방출하면서 냉각되는, 물질 중에서 선택된다. 발열 쿠션의 경우에, 블록의 열 물질은 정상 사용 온도로 되면 다량의 열을 흡수하면서 가열되는, 물질 중에서 선택된다. 등온 쿠션의 경우에, 블록의 열 물질은 열전달을 차단하거나 또는 일단 정상 사용 온도로 되면 온도가 변하는데 다량의 열유 입력을 필요로 하는 물질 중에서 선택된다. 정상 사용 온도에서 높은 비열을 가지는 열 물질들은 본 발명에 따른 세 형태의 쿠션에 일반적으로 적합하다. 이 열 물질들은 다량의 열을 축적하는 특성으로 알려져 있고 기술상 사용되며 특히 축열기에 적용된 예가 알려져 있다.

본 발명에 따른 열 쿠션에서, 블록은 열 쿠션에 대한 정상적인 조건에서 뿐 아니라 정상 사용 온도에서도 고체인 열 물질로 전체적으로 제조될 수 있다. 변형예로서, 열 물질외에 블록은 상기한 바와 같은 열 물질의 기능을 스스로 수행하지 않는 다른 물질을 포함할 수 있다. 열 물질은 모든 블록에서 동일할 수 있거나 블록에 따라 다를 수 있다. 게다가, 각 블록은 하나의 열 물질 또는 두 개 또는 여러 개의 열 물질들의 혼합물을 포함할 수 있다. 본 명세서에서, "열 물질" 이란 표현은 구분없이 하나의 열 물질이나 서로 다른 열 물질들의 혼합물을 말하고 있다.

본 발명에 따른 열 쿠션의 특별한 실시예에서, 블록은 내부에 열 물질이 들어있는 셀을 포함한다. 본 발명에 따른 열 쿠션의 이런 실시예는 블록의 열 물질이 정상 사용 온도나 열 쿠션에 대한 정상적인 취급 조건에서 고체가 아닌 경우에 특히 적합하다. 본 발명에 따른 쿠션의 이와 같은 실시예에서 셀의 외부 형상은 블록에 대한 상기 형상의 요건에 맞아야 한다. 셀용 물질의 선택은 상기 셀이 그 안에 들어가는 열 물질에 대해 그리고 정상적인 사용중에 화학적이고 열적인 환경에 대해 화학적으로 비활성이어야 한다는 필요성에 의해 결정된다. 셀은 또한 정상 사용 온도나 취급 과정에서 쿠션이 통상적으로 받게되는 기계적 응력과 양립할 수 있는 기계적 특성을 가져야 하고 또한 다소 변형되지 않아야 한다. (셀들은 강성 또는 반강성 재료로 적절한 형상으로 만들어져야 한다.) 이와 같은 특별한 경우에, 각 셀은 이웃 셀로부터 완전히 고립될 수 있거나, 또는 셀의 유체 내용물이 셀 사이에서 순환할 수 있도록 셀은 서로 접촉할 수 있다. 쿠션의 열 물질이 액체 또는 기체인 경우에, 셀 벽은 보통 액체나 기체에 대해 불투과성이다. 셀의 재료로서 플라스틱 재료가 일반적으로 적합하다. 유용한 플라스틱 재료의 예를들면, 폴리올레핀, 특히 중합체와 에틸렌과 프로필렌의 공중합체, 염소 처리 중합체, 특히 염화 비닐 및 염화 비닐리덴 중합체와 공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸-스티렌 공중합체와 폴리우레탄이 있다. 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리 염화 비닐 및 스티렌-에틸렌-부틸-스티렌 공중합체가 대부분의 용도에 적합하다. 변형예로서, 셀은 또한 예를 들면 전성 금속 시트나 알루미늄과 알루미늄 합금과 같은 합금의 시트를 인발하여 금속으로 제조될 수 있다. 다른 변형예에 따르면, 셀 또는 셀의 일부는 복합 재료로 형성되는데, 이 경우 셀의 한 부분은 한 재료로 제조되고, 다른 부분은 다른 재료로 제조된다. 또다른 변형예에 따르면, 셀 네트워크의 한 부분은 한 재료로 제조되고, 셀 네트워크의 다른 부분은 다른 재료로 제조된다.

셀 네트워크를 제조하는 데에 사용할 수 있다. 주조, 프레싱, 인발, 그리고 사출법이 적절하다.

적절한 방법에 따라, 플라스틱 또는 금속재의 골 시트가 형성되고, 따라서 그 시트는 구멍이나 반셀의 네트워크를 갖게 된다. 그 후 다른 시트가 상기 골 시트에 접착 또는 용접되어 골 시트의 구멍을 막고 셀을 형성하게 된다. 이 다른 시트는 골이 있거나 편평한 시트가 될 수 있다.

본 발명의 한 바람직한 실시예에서, 블록의 열 물질은 정상 사용 온도에서 상태 변화를 겪게 되는 물질을 포함한다. 본 발명의 이러한 실시예에서 "상태 변화" 란 표현은 일반적인 의미로 해석되고, 다소 일정한 온도에서 발생하고 상태 변화의 잠열로 특징되어지는 물질의 물리적 및/또는 화학적 변화를 포함한다. 사용되는 물질에 따라, 상태 변화는 특히 고체의 융해, 액체의 고체화, 액체의 기화, 가스의 응축, 염의 전체 또는 부분적인 수화, 염의 전체 또는 부분적인 탈수, 비결정질 고체의 결정화 또는 결정의 동소체 형태가 다른 동소체 형태로 재결정화되는 것을 포함한다. 본 발명의 이런 실시예에서, 블록의 열 물질은 정상 사용 온도에서 상태 변화를 겪는 상기 물질로 전체적으로 제조될 수 있다. 변형예로서, 블록의 열 물질은 정상 사용 온도에서 상태 변화를 겪지 않는 다른 물질 또는 재료를 또한 포함한다. 그래서 아무 목적 없이 문구에 지나친 한정을 덜기 위해, 전체 열 물질이 정상 사용 온도에서 상태변화를 겪는 것으로 가정한다. 상기 설명한 것처럼, 본 발명은 블록의 열 물질의 일부분만이 상태 변화를 겪는 경우를 배제하지 않는다는 것을 어떤 경우에도 명백히 이해해야 한다. (열 물질이 구성 조성물 중 한 조성물만이 정상 사용 온도에서 상태 변화를 겪는 여러 화학적 화합물들의 혼합물로 되어 있는 경우, 또는 열 쿠션의 열적 기능에 관여하지 않는 추가 재료 (예를 들면 자석) 가 혼입되어 있는 경우)

상기 설명한 바람직한 실시예에서, 정상 사용 온도에서 블록의 열 물질이 겪게 되는 상태 변화는 저온 쿠션의 경우에 상기 물질에 의한 열 흡수가 되고 발열 쿠션의 경우에는 열 방출이 된다. 등온 쿠션의 경우에, 정상 사용 온도에서 블록의 열 물질이 겪게 되는 상태 변화는 정상 사용 온도 (쿠션이 사용될 대상물의 온도이기도 하다) 가 주위 환경 온도보다 낮을 때 상기 열 물질에 의한 열 흡수에 해당한다. 정상 사용 온도가 주위 환경의 온도보다 높을 경우에 상태 변화는 열 물질의 열 방출에 해당한다.

지금까지 서술된 바람직한 실시예에 따른 열 쿠션을 사용하기 위해서는 블록의 열 물질의 상태를 적절히 선택해야 한다. 쿠션이 저온 쿠션으로서 사용될 경우에 무엇보다 우선 블록의 열 물질을 정상 사용 온도에서 열 흡수에 해당하는 상태 변화 (예를 들면 고체의 용해나 액체의 기화) 를 겪게 되는 상태로 만드는 것이 필요하다. 쿠션이 발열 쿠션으로서 사용되는 경우에는, 먼저 블록의 열 물질을 정상 사용 온도에서 열 발생에 해당하는 상태 변화 (예를 들면 액체의 고체화 또는 결정화나 가스의 응축) 를 겪는 상태로 만들 필요가 있다. 쿠션이 정상 사용 온도보다 더 높은 온도의 주위 환경에서 등온 쿠션으로서 사용될 경우에는 먼저 블록의 열 물질을 정상 사용 온도에서 열 흡수에 해당하는 상태 변화 (예를 들면 고체의 융해나 액체의 기화) 를 겪는 상태로 만들 필요가 있다. 쿠션이 정상 사용 온도보다 더 낮은 온도의 주위 환경에서 등온 쿠션으로 사용될 경우에, 먼저 블록의 열 물질을 정상 사용 온도에서 열 발생에 해당하는 상태 변화 (예를 들면 액체의 고체화나 결정화, 또는 기체의 응축) 를 겪는 상태로 만들 필요가 있다. 더욱이 지금까지 서술된 바람직한 실시예에서 모든 다른 것들은 동등하며, 정상 사용 온도에서 상태 변화의 높은 잠열을 가지는 열 물질로 최상의 결과가 얻어진다.

지금까지 서술된 바람직한 실시예에서, 정상 사용 온도에서 상태 변화를 겪는 블록의 열 물질은 순수한 물질일 수 있다. 개량예로써, 열 물질은 상태 변화가 다소 일정한 온도에서 발생하도록 상기 정상 사용 온도에 적절한 화학적 조성물이 될 수 있다.

상기 서술된 바람직한 실시예와 그 개량예에서 블록용 열 물질의 선택은 쿠션의 정상 사용 온도에 따라 결정된다. 이 용도 자체는 열 쿠션이 의도된 용도에 따라 다르다. 물과 수용액은 특히 치료용 저온 쿠션의 경우에 보통 적절하다. 순수한 물은 쿠션의 정상 사용 온도가 273K (0 ℃) 에 가까운 경우에 적절하다. 정상 사용 온도가 273K보다 낮은 경우에는 수용액은 용해 물질과 그 농도가 저온 쿠션의 정상 사용 온도에 따라 선택되는 수용액이 권고된다. 용해 물질과 그 농도는 상기 용해 물질의 부분적인 또는 전체적인 침전이 쿠션의 정상 사용 온도에서 일어나지 않도록 선택된다. 용해 물질은 예를 들면 염화나트륨, 염화칼슘, 탄산나트륨, 프로필렌 글리콜, 글리세린, 에틸 알코올, 그리고 프로필 알코올이 있다.

상기 설명된 것처럼, 블록의 열 물질이 액체일 때, 액체에 대해 불투과성인 벽을 갖는 셀 안에 들어있게 된다. 정상 사용 온도에서 기화되는 액체 열 물질이 사용될 때는, 방향성 투과성을 갖는 벽 또는 액체의 열 물질은 투과시키지 않으나 기체 상태의 열 물질은 투과시킬 수 있는 벽 (예를 들면 비투과성/통기성이 있는 PU) 을 셀용으로 사용하는 것이 유리할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이 실시예에 한정되지 않고, 셀벽이 셀의 열 물질의 액체상과 기체상 모두에 대해 불투과성인 경우까지 포함한다.

본 발명에 따른 열 쿠션에서, 블록의 열 물질은 쿠션의 주작용 요소를 형성하고 쿠션에 열적 특성 (의도된 용도에 따라 저온, 발열 또는 등온 특성) 을 부여한다.

간극의 열 물질은 쿠션의 작용 표면과 작용 부피를 증가시킴으로써 쿠션의 유효성을 증가시키는 기능을 가지고 있다. 간극의 열 물질은 블록의 열 물질에 대해 상기 언급된 것과 유사한 열적 특성을 가져야 한다. 그러므로 그 열적 특성은 쿠션의 의도된 목적에, 정상 사용 온도에, 쿠션이 사용될 대상물의 온도에, 그리고 주위의 온도에 맞아야 한다. 따라서 간극의 열 물질의 열적 특성에 대해서는 블록의 열 물질에 대해 상기 설명된 것이 재언급될 수 있다.

간극의 열 물질은 또한 변형가능해야 한다. 간극의 열 물질의 이러한 추가적인 특성은 마디로 연결된 블록을 움직임과 쿠션의 변형을 허용하는데 필요하다. 그러므로 간극의 열 물질의 선택과/또는 그 실현은 블록의 형상, 블록을 분리하는 간극의 형상, 블록의 마디, 그리고 블록 네트워크에서 상기 마디들의 위치와 같은 쿠션의 구조적 요인에 따라 달라진다.

본 발명에 따른 열 쿠션의 특별한 실시예에서, 간극의 열 물질은 탄성, 고체를 포함한다. 예를 들면, 이는 합성 폴리머 폼 또는 엘라스토머, 천연 고무 또는 합성 고무와 같은 앨라스토머 (elastomer) 를 포함할 수 있다. 폼인 경우에, 이는 개방된 기공을 가진 형태나 폐쇄된 기공을 가진 형태가 될 수 있다. 폐쇄된 기공을 가진 폼의 경우에, 이 기공들은 공기보다 낮은 열전도율을 갖는 가스 (질소나 아르곤 등) 로 채워질 수 있다.

본 발명에 따른 열 쿠션의 다른 실시예에서, 간극의 열 물질은 유체를 포함한다. 이 유체는 액체, 기체, 겔 (또는 점성 유체) 또는 부서지기 쉬운 입자들 (파우더 등) 의 형태로 된 고체를 포함할 수 있다. 이러한 본 발명의 실시예의 경우, 간극은 열 물질을 함유할 수 있도록 시일링되어야 한다. 상기 사용되는 시일링 수단은 마디에서 블록의 움직임에 장애가 되어서는 안된다. 간극의 시일링 수단과 관련된 추가 정보는 후에 제공될 것이다.

본 발명에 따른 열 쿠션에서, 간극은 부분적으로 또는 완전히 열 물질로 채워질 수 있다. 블록 네트워크의 간극이 열 물질로 완전히 채워지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 열 쿠션의 의도된 용도에 따라, 적외선이나 자외선을 반사할 수 있는 물질이 블록과 간극의 열 물질에 혼입될 수 있고/있거나 필요하다면 막이나 외피에도 혼입될 수 있다. 이와 같은 반사 물질의 예는 특히 알루미늄 분말을 포함한다. 유사하게, 다른 특별한 용도를 위해서, 탄소 분말과 같은 적외선을 흡수할 수 있는 물질이 유리하게 열 물질 그리고/또는 필요하다면 막이나 외피에 혼입될 수 있다.

본 발명에 따른 열 쿠션에서, 블록들 사이에 간극이 개방될 수 있다. 이러한 본 발명의 실시예는, 간극의 변형가능한 열 물질이 정상 사용 온도에서 그리고 열 쿠션에 대한 정상적인 취급 조건에서 변형가능한 고체 (예를 들면 폼) 인 경우에 적절하다. 대안적으로, 블록들 사이의 간극은 시일링 수단에 의해 시일링될 수 있다. 이런 대안은 간극의 열 물질이 열 쿠션의 정상적인 사용 및 취급 조건에서 유체 (상기한 바와 같은) 인 경우에 필요하다. 상기 대안은 간극의 열 물질이 변형가능한 고체인 경우에도 적절하다. 상기 언급된 것처럼, 마디로 연결된 블록의 움직임을 방해하지 않는 시일링 수단을 선택하는 것이 적절하다.

본 발명에 따른 열 쿠션은 블록의 마디의 구성에 의해 특징이 있는 것으로, 특히 간극의 열 물질의 선택과 함께 상기 마디의 근원적인 선택에 있으며, 블록의 네트워크는 인장, 비틀림, 그리고 회전에 의한 삼차원적으로 변형될 수 있다.

결과적으로, 본 발명의 제 1 실시예에 따라, 블록의 마디는 블록에 부착되어 적어도 간극의 열 물질의 일부분을 구성하는 탄성 고체를 포함한다. 탄성 고체에 대한 사항은 상기에 주어져 있다.

본 발명의 제 1 실시예에서, 탄성 고체의 블록에 대한 부착은 적절한 수단 (예를 들면, 접착, 용접) 또는 스크류나 페그에 의해 이루어질 수 있으며, 이들 예에만 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 제 2 실시예에서, 블록의 마디는 간극에 있는 변형가능한 물질을 압축하도록 장력을 받는 상태에서 블록에 부착되는 탄성막을 구성한다. 따라서, 상기 변형 가능한 물질은 변형가능한 열 물질의 일부분을 형성한다. 변형가능한 물질은 탄성 고체 또는 유체일 수 있다. 유체인 경우에는, 비압축성 유체이거나 압축성 유체일 수 있다. 탄성 고체와 유체와 관련된 사항은 상기에 주어져 있다.

본 발명의 이 실시예에서, 각각의 간극은 개개의 막으로 덮힐 수 있다. 따라서 상기 막들은 블록들이 장력을 받을 수 있도록 블록에 적절히 부착된다. 예를 들면, 접착이나 용접과 같은 적절한 수단이 사용될 수 있다. 블록에 대한 막의 부착은 간극의 열 물질이 유체 (가스 또는 액체) 인 경우에, 시일링되어야 한다. 상기 언급한 본 발명의 제 2 실시예의 특별한 변형예에서, 불투과성의 탄성 시트가 블록 네트워크의 일부분 또는 전체를 덮게 되며 따라서 간극을 시일링하는 개개의 막을 대체할 수 있다. 본 발명의 상기 언급한 제 2 실시예의 다른 특별한 변형예에서, 블록의 네트워크는 시일링된 탄성 외피로 둘러싸여 있다. 이 다른 변형예에서, 외피는 간극의 열 물질이 유체 (가스나 액체) 일 때 간극이 시일링되도록 간극을 차단하기 위해 블록에 적절히 부착될 수 있다. 간극의 열 물질이 변형가능한 고체 (예를 들면, 폼이나 앨라스토머) 인 경우에, 외피는 블록의 네트워크에 있는 모든 블록에, 또는 일부 블록에 (그리고 다른 블록은 아님) 마찬가지로 부착될 수 있거나 혹은 어떤 블록에도 부착되지 않을 수도 있다. 블록에 외피의 부착은 적절한 수단에 의해 이루어질 수 있다. 적절한 수단은 접착과 용접을 포함한다. 외피는 단순형일 수 있고 또는 복합 필름을 포함할 수 있거나 혹은 서로에 연결되어 있거나 그렇지 않은 여러 층을 포함할 수 있다. 외피는 각 면에 따라 다른 조성을 가질 수 있다. 외피는 용도에 따라 특정한 작용 특성을 제공하는 처리제와 첨가제를 가질 수 있다. 간극의 열 물질이 유체인 경우에 외피는 그러한 열 물질의 도입이나 순환을 위한 주입/배출관을 포함할 수 있다.

본 발명의 제 3 실시예에서, 블록들 사이의 간극은 유체를 포함하고, 마디들은 상기 유체를 통과시킬 수 있다. 본 발명의 이 실시예에서, 유체는 액체, 가스, 겔 또는 부서지기 쉬운 입자의 형태 (예를 들면 분말) 로 된 고체로 이루어질 수 있고, 간극의 변형가능한 열 물질의 일부분을 형성한다. 간극의 유체와 관련된 사항은 상기에 주어졌다. 본 발명의 이 제 3 실시예에서, 마디의 선택은 간극에 있는 유체의 상태에 따라 다르다. 상기 마디는 예를 들면 가스 또는 액체를 통과시킬 수 있는 가요성 막 (탄성을 지닐 수 있음), 구멍 뚫린 가요성 격막, 격자, 구멍 뚫린 힌지, 또는 간극에 있는 유체의 자유로운 순환을 방해하지 않는 다른 마디를 포함한다.

간극에 있는 변형가능한 열 물질의 종류에 따라, 본 발명에 따른 쿠션은 여러 형태의 마디 (예를 들면 블록에 부착되는 탄성 고체, 피봇 그리고 막) 를 결합할 수 있다. 변형예로서, 마디외에도 네트워크의 블록들은 굽힘에 대한 기계적 저항성이 낮고 조절가능한 단단한 러그에 의해 서로 연결될 수 있다. 본 발명의 이 변형예에서, 단단한 러그는 쿠션에 강성을 부여하고, 취급을 더욱 용이하게 하며 쿠션이 대상물에 착용되어 변형되면 깨지도록 되어 있다.

본 발명에 따른 열 쿠션은, 우수한 열 저장성과 열교환 특성과 더불어 우수한 가요성/탄성을 가지고 있기 때문에 사용될 물리적 대상물의 형태에 즉시 적응되어 대상물의 형태에 완벽히 맞게 되고 그럼으로써 그 대상물의 덮여있는 전체 표면에 걸쳐 온도 또는 열교환의 균일한 조절이 보장되는 이점을 가지고 있다. 본 발명에 따른 열 쿠션의 형상과 구조에 의해 열 쿠션의 두께는 가요성에 영향을 주지 않고 변형될 수 있다. 즉, 본 발명은 가요성이나 다양한 대상물의 형태에 쉽게 맞을 수 있는 능력에 나쁜 영향을 주지 않고 쿠션의 두께를 원하는 열적 특성 (열 용량) 에 적합하게 할 수 있다.

본 발명에 따른 열 쿠션의 다른 특별한 실시예에서, 블록의 네트워크는 그 표면의 적어도 일부분에서 시일링된 탄성 외피를 가지며 이 외피에는 일반적으로 유체 (예를 들면 가스) 의 주입 및 배출을 위한 장치가 제공된다. 본 발명의 이 실시예에서, 외피는 상기 언급한 물리적 대상물과 접촉하게 되고, 그 물리적 대상물과 열교환이 발생해야 한다. 정해진 양의 적절한 유체 (일반적으로 공기) 를 외피 내부에 도입함으로써, 열 쿠션과 물리적 대상물 사이의 열 전달을 제어하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 열 쿠션에서, 블록의 네트워크는 단층으로 배열될 수 있다. 변형예로서, 블록의 네트워크는 여러 층이 중첩되어 형성될 수 있다. 층 또는 층들의 결합체는 시일링된 두 개의 탄성 외피 사이에 샌드위치처럼 유리하게 고정될 수 있으며, 일반적으로 각각의 외피에는 유체 (예를 들면 가스) 의 주입 및 배출을 위한 장치가 제공된다. 본 발명의 이 실시예에서, 외피 중 하나는 적절한 지지부 (예를 들면 붕대나 쉘) 위에 놓여 정해진 압력으로 열 쿠션을 대상물에 가압하는 역할을 한다. 다른 외피는 상기 설명한 것처럼, 열 물질과 대상물 사이의 열 전달을 제어하는 역할을 한다.

본 발명에 따른 열 쿠션은 많은 온도를 가지고 있다. 특히 병이나 온도조절 플라스크와 같은 용기의 온도를 유지하는 등온 쿠션 (또는 온도조절기) 로서 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 열 쿠션의 이와 같은 용도는 식품 저장실의 가열, 냉각 그리고 온도 유지를 위해 식품 분야뿐 아니라 화학 제품을 정해진 온도로 유지하기 위해 공업용으로도 가능하다.

본 발명에 따른 열 쿠션은 특히 식품을 보존하기 위해 식품 산업에서 뿐 아니라 화학 제품을 저온으로 유지하기 위해 화학 또는 제약 산업에서 저온 쿠션으로도 사용될 수 있다.

형상-적합성과 변형가능한 성질 때문에, 열 쿠션은 특히 의류 제품 및 다양한 건강치료 제품 (예컨대, 컴프레스, 마스크, 마사지 기구) 의 형태로 웰빙과 관련된 용도로도 특히 적합하다.

우수한 변형성 때문에, 본 발명에 따른 열 쿠션은 특히 온도 조절과 냉동 요법용으로 의료, 준의료 그리고 스포츠 분야에 특히 적합하다. 냉동 요법은 널리 사용되는 의료 기술로서, 특히 통증 (예를 들면 두통, 편두통, 치통, 근육통 또는 염증통) 을 완화시켜 혈종, 부종의 재흡수와 사고 또는 외상의 치료를 돕는데 사용된다.

그러므로, 본 발명은 인간이나 동물 몸체의 치료를 위해 본 발명에 따른 열 쿠션을 포함하는 장치에도 관한 것이다.

본 발명에 따른 장치에서, 상기 쿠션과 블록의 네트워크는 치료 방법과 상기 장치가 사용될 인간이나 동물 몸체의 일부분에 적합하게 된다.

본 발명에 따른 장치의 특별한 실시예에서, 쿠션은 단단한 쉘 안에 놓여진다. 본 발명에 따른 장치의 이 실시예에서, 쉘은 일반적으로 열 쿠션이 사용될 인간 또는 동물 몸체의 일부분에 맞도록 되어 있다. 예를 들면, 팔꿈치, 무릎, 손가락, 발 또는 두개골의 형태를 가진다.

본 발명에 따른 장치의 이 실시예에서, 쉘은 인간 또는 동물 몸체에 착용되기 쉽도록 둘 또는 여러 개의 마디로 연결된 요소의 형태로 될 수 있다. 본 발명에 따른 장치의 이 실시예는 그 장치가 인간이나 동물의 머리에 착용되는 경우에 특히 권고된다.

이제까지 설명한 실시예의 유리한 변형예에서, 시일링된 탄성 외피는 쉘과 쿠션의 블록 네트워크 사이에 삽입되고, 이 외피에는 보통 유체 주입 및 배출 장치가 제공된다. 본 발명의 이 변형예는 인간과 동물의 몸체에 열 쿠션을 균일하게 착용시킬 수 있다. 또한, 이 변형예에 따르면, 열 쿠션을 정해진 압력으로 인간이나 동물 몸체에 착용시킬 수 있으며, 상기 압력을 외피 내부에 들어있는 유체의 압력으로 조절된다.

상기 서술된 실시예의 또다른 변형예에서, 패널이 쉘에 마디 연결되고 이 패널의 크기는 쉘과 함께 열 쿠션을 포함하는 밀폐실을 형성할 수 있도록 되어 있다. 본 발명에 따른 장치의 이 변형예에서, 열 쿠션과 쉘은 상기 장치의 취급에 사용되는 밀폐 케이스의 일체화된 일부분을 형성한다. 적절히 단열된 패널을 사용함으로써, 설계된 장치는 정해진 열 특성을 유지할 수 있다. 이렇게해서, 상기 장치는 병원 밖의 응급 상황의 경우에 (예를 들면 공공 고속도로에서) 사용하는데 특별히 적합하게 설계된다. 본 발명에 따른 장치의 상기 언급된 변형예에서, 쉘 및 마디 연결된 패널에는 의료 기구 (예를 들면 온도계, 장력계) 가 제공될 수 있으며, 상기 장치를 취급하는 동안, 특히 수송하거나 보관하는 동안 열과 냉기를 발생시키는 독립적인 장치가 또한 제공될 수 있다.

본 발명은 또한 두 격벽 사이 또는 격벽과 대상물 사이에서 본 발명에 따른 열 쿠션의 결합체를 포함하는 열 벽에도 관한 것이다. 이 열 벽은 두 격벽 사이에 있는 열 쿠션이 발열 쿠션, 저온 쿠션 또는 등온 쿠션인 지에 따라 발열 벽, 저온 벽 또는 등온 벽이 될 수 있다.

본 발명에 따른 열 벽은 예를 들면 보온 용기의 벽을 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 열 벽에서, 블록의 네트워크가 변형 가능한 열 물질로 채워진 외피 내부에 배열되는 열 쿠션이 바람직하게 사용된다. 외피의 열 물질의 적어도 일부분은 간극의 열 물질을 포함할 수 있다.

본 발명의 특별한 점과 상세한 사항은 본 발명의 특별한 실시예들을 도시하는 첨부된 도면에 대해 후술하는 설명에서 더 명확해 질 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 열 쿠션의 특별한 실시예의 개략적인 단면도이다.

도 2 는 도 1의 열 쿠션의 부분 상세 사시도이다.

도 3 은 도 2의 상세 사시도를 도시한다.

도 4 는 본 발명에 따른 열 쿠션의 또 다른 실시예를 도시하는 수평면이다.

도 5 는 도 4 의 열 쿠션의 수직 단면도이다.

도 6 은 본 발명에 따른 장치의 특별한 실시예의 사시도이다.

도 7 은 본 발명에 따른 장치의 또 다른 실시예의 측면도이다.

도 8 은 도 7 의 장치의 후면도이다.

도 9 는 본 발명에 따른 장치의 제 3 실시예의 단면 부분의 스케치이다.

도 10 은 본 발명에 따른 열 벽의 수직 단면도를 도시한다.

도 11 은 도 10 의 열 벽에 사용될 수 있는 본 발명에 따른 열 쿠션을 도시한다.

도 12 는 도 10 의 열 벽에서 사용될 수 있는 본 발명에 따른 또 다른 열 쿠션을 도시한다.

도면은 축척에 따라 그려지진 않는다.

같은 도면 부호는 일반적으로 같은 구성 요소를 지칭한다.

도 1 과 도 2 에서 도시된 열 쿠션은 중공 셀에 의해 형성된 블록 (1) 의 네트워크를 포함한다. 볼록이나 셀 (1) 은 밑이 사각형으로 된 프리즘 형상을 하고 있다. 각 셀 (1) 은 긴 사각형을 따라 부착되어 있는 두 개의 절두 피라미드 (3, 4) 에 의해 형성된다. 두 절두 피라미드의 측면 리지 (ridge) 는 경사진 모서리 (2) 를 가진다. 셀 (1) 의 네트워크는 미리 연신되어 셀들 사이의 테두리 (6) 를 따라 서로에 용접되는 가요성 폴리머 재료 (예를 들면 플라스틱화된 염화 폴리비닐 또는 스티렌-에틸렌-부틸-스티렌 공 중합체) 의 두 골 시트 (5) 의 결합체에 의해 형성된다. (골 시트 (5) 는 도 3 에서 도시되어 있다.) 상기 테두리 (6) 는 가요성이 있으면서 탄성적이어서 셀 (1) 사이의 마디로서의 역할을 한다. 이 마디에는 후에 설명될 기능을 가진 구멍 (9) 이 뚫려있다. 시트 (5) 의 결합체를 굽히거나 비틀면 셀의 쿠션은 적절한 몸체 (예를 들면 사람이나 동물의 해부학적 네트워크의 일부분) 에 맞는 복잡한 형상을 취할 수 있다.

도 1 내지 도 3 의 열 쿠션은 치료 요법에서 사용되는 저온 쿠션이다. 이런 목적으로, 셀 (1) 은 상기한 바와 같이 정의된 적절한 열 물질로 채워진다. 열 물질은 쿠션이 사용되는 온도 (정상 사용 온도) 와 같은 어는 점을 가지는 수용액이다. 정상 사용 온도가 273K (또는 0℃) 에 근접하면, 수용액은 증류수 또는 미네랄 수로 대체될 수 있다.

셀 (1) 과 테두리 (6) 사이의 간극 (8) 은 변형가능한 열 물질 (10) (도 1 에서만 도시) 로 채워진다. 도 1 에서 도시된 열 물질 (10) 은 탄성 고체 물질 (예를 들면 엘라스토머나 폴리머 폼으로 만들어진 고체 물질) 이다. 바람직하게 열 물질은 정상 사용 온도에서 높은 비열을 갖도록 선택된다.

가요성의 탄성 외피 (7) 가 셀 (1) 과 간극 (8) 의 네트워크를 둘러싼다. 탄성 외피 (7) 는 예를 들면 스티렌-에틸렌-부틸-스티렌-공중합체의 필름이다.

치료시에 도 1 내지 도 3 의 열 쿠션을 사용하기 전에 열 쿠션은 예를 들어 저온 저장기에서 셀 (1) 의 수용액을 얼릴 수 있을 만큼 충분히 낮은 온도로 유지된다. 열 쿠션을 막 사용하려 할 때에 저온 저장기에서 꺼내어 저온 치료를 받을 신체의 일부분 (예를 들면 손, 머리, 팔 등) 에 즉시 갖다댈 수 있다. 외피 (7) 와 테두리 (6) 의 가요성과 간극 (8) 에 함유된 열 물질 (10) 의 탄성으로 인해, 상기 쿠션은 변형되어 신체의 형태에 완벽히 맞게 된다.

도 1 내지 도 3 의 열 쿠션의 수정된 실시예에서, 탄성 외피 (7) 는 장력을 받는 상태에서 셀 (1) 에 용접되므로, 간극 (8) 내의 탄성 고체 물질 (10) 은 이 간극 (8) 에서 탄성 압축 상태로 유지된다.

도 1 내지 도 3 에서 도시된 열 쿠션이 의학 치료용으로 사용될 때, 컴프레 스가 열 쿠션과 신체의 해부학적 부분 사이에 삽입될 수 있다. 보통 의학적 치료에서 사용되는 컴프레션이면 어떤 것이라도 적합하다. 예를 들면 거즈가 사용될 수 있다. 열 쿠션은 컴프레스 위에 놓여진 후 치료될 신체 부위에 붕대 (접착제 또는 기타) 로 단단히 부착되며, 따라서 열 쿠션이 변형되면 치료될 신체의 전체 부위에 완전히 맞게 된다. 변형예로서, 쿠션 그 자체에는 재배치가 가능한 의학용 접착제가 제공될 수 있다. 이런 특별한 경우에, 붕대는 필요하지 않다.

처리된 해부학적 부위에서 쿠션의 열적 작용을 개선하기 위해서, 제 2 열 쿠션을 제 1 열 쿠션 위에 두는 것이 유리할 수 있다. 이 경우에, 제 1 열 쿠션 [신체 (또는 컴프레스) 에 직접 닿는 쿠션] 만이 저온 저장에 보관되고, 다른 열 쿠션은 주위 온도에서 보관된다. 이 경우에, 제 2 열 쿠션은 열 절연체로서 작용할 수 있다. 제 2 열 쿠션은 특히 부착 및 압축을 위한 절연 붕대로서 작용할 수 있다. 제 2 열 쿠션이 오목한 신체 부위에 최적으로 맞게 되도록 팽창성 포켓이 제공될 수 있다.

어떤 실시예에서, 쿠션은 단독으로 열적 기능과 절연 붕대의 기능을 겸비할 수 있고, 열 쿠션과 신체의 해부학적 부위의 사이에 삽입되는 상기 컴프레스를 포함할 수 있다.

도 1 내지 도 3 의 열 쿠션의 수정된 실시예에서, 테두리 (6) 에는 구멍 (9) (그 기능은 나중에 설명함) 이 뚫려있고 간극 (8) 의 열 물질 (10) 은 정상 사용 온도에서 액체 또는 겔 상태다. 이 실시예의 쿠션에서, 외피 (7) 는 간극 (8) 을 밀폐적으로 시일링할 수 있도록 셀 (1) 에 부착된다. 구멍 (9) 은 쿠션이 변형될 때 간극 (8) 의 네트워크에 있는 유체 열 물질을 순환시키는 기능을 가지고 있다.

열 쿠션의 구조는 간극 및/또는 셀 (충전/순환 채널에 의해 연결됨) 에서 유체를 순환시킴으로써 열 쿠션의 사용을 가능하게 한다.

발열성/저온 혼합물의 반응은 독립적으로 열적 기능을 개시하거나 또는 쿠션을 제거하고 재충전할 필요없이 작용 기간을 연장시키는데 사용될 수 있다.

쿠션은 온도의 제어와 조정을 위한 요소를 포함할 수 있다.

도 4 와 도 5 에서 도시된 실시예에서, 쿠션은 셀 (1) 사이에 탄성 고체 물질 (10) 이 삽입되어 있는 셀 (1) 의 네트워크를 포함한다. 탄성 고체 물질 (10) 은 예를 들면 앨라스토머 고체 물질이거나 폴리머 수지의 폼이다. 탄성 네트워크 (10) 는 접착 또는 용접에 의해 셀 (1) 의 네트워크에 부착된다. 탄성 네트워크 (10) 는 셀 (1) 사이의 마디로서도 작용한다.

도 6 은 인체의 한 요소를 치료하는 장치에 본 발명에 따른 열 쿠션이 사용되는 것을 도시한다. 치료는 예를 들면 팔 또는 허벅 다리의 저온 치료가 될 수 있다. 이런 목적으로, 상기 장치는 도면 부호 '11' 로 전체적으로 표시된 열 쿠션을 포함한다. 상기 설명한 것처럼, 열 쿠션은 적절한 열 물질을 포함하는 블록 (1) 과 간극 (8) 의 네트워크를 포함한다. 열 쿠션 (11) 은 붕대 (12) 에 부착되어 사람의 팔에 부착된다. 사각 구멍 (13) 이 블록 (8) 의 네트워크에 만들어져 있다. 이 구멍 (13) 은 팔의 지정된 부위를 치료하기 위해 (예를 들면, 상처, 타박상 또는 다른 국부적인 조건을 치료하기 위해) 그 부위에 접근할 수 있게 해준다. 구멍 (13) 은 팔에 드레싱을 하는데도 사용할 수 있다. 변형예로써, 구멍은 본 발명에 따른 제거가능한 작은 열 쿠션으로 채워질 수 있다. 도 6 의 장치의 열 쿠션 (11) 은 팔의 체온을 저하시키기 위한 저온 쿠션이 될 수 있으며, 구멍을 통해 접근가능한 부위는 적절한 치료를 받게 된다.

도 6 의 장치는 동물의 수족 (예를 들면 말의 다리) 의 치료에도 확실하게 적용될 수 있다.

도 7 과 도 8 은 사람의 두개골의 치료에 사용되는 본 발명에 따른 장치를 도시한다. 이 장치는 사람의 머리 (15) 와 목에 꼭 맞는 헬멧 형태의 단단한 쉘 (14) 을 포함한다. 헬멧 (14) 은 3 개의 마디로 연결된 요소 (16, 17, 18) (도 8) 로 이루어진다. 요소 (16) 는 두개골의 정상부를 덮고 요소 (17, 18) 는 목을 둘러싸게 된다. 헬멧 (14) 의 내부는 도 7 에서 도면 부호 X 로 표시된 구역에서 확대되어 도시되어 있다. 상기 내부는 쉘 (14) 아래에 열 쿠션을 포함한다. 열 쿠션은 본 발명에 따른 것으로, 절연 층 (19), 시일링된 외피 (10) (그 기능은 후에 설명될 것이다.), 열 물질을 포함하는 마디 연결된 블록의 네트워크 (11) 및 제 2 시일링된 외피 (22) 를 연속적으로 포함한다. 시일링된 외피 (20) 에 그 안으로 유체를 가압 주입하기 위한 장치 (미도시) 가 있다. 일반적으로 상기 유체는 전기 펌프 또는 수동 펌프 (자전거에 사용되거나 의료용 또는 준의료용 장력계에 사용되는 형태) 에 의해서 포켓 내로 주입되는 공기이다. 포켓 (22) 은 상기 포켓 (20) 과 유사하고 또한 정해진 양의 공기를 가압 주입하도 록 되어 있다. 환자의 머리의 온도를 내리기 위해 저온 치료가 필요할 때는, 헬멧 (14) 과 그의 열 쿠션은 정해진 온도에 이르도록 적절한 기간 동안 저온 저장기에 보관된다. 그 후 헬멧 (14) 의 요소 (16) 는 환자 머리 (15) 의 두개골의 정상부에 씌우고 요소 (17, 18) 들을 환자의 목 주위에 접힌다. 그리고나서 정해진 양의 공기를 포켓 (20) 안으로 주입하여 규정된 압력으로 마디 연결된 블록 (11) 의 네트워크를 환자 머리 (15) 에 가한다. 그리고나서, 정해진 양의 공기를 포켓 (22) 안으로 주입할 수도 있다. 공기 포켓 (22) 은 머리 (15) 와 열 쿠션의 블록 (11) 의 열 물질 사이의 열 플럭스를 조정하기 위해 블록 (11) 의 네트워크와 머리 (15) 사이에 절연 막을 형성하는 작용을 한다. 상기 열 플럭스는 포켓 (22) 안으로 주입되는 공기의 양을 적절히 선택함으로써 원하는 대로 조절된다. 도 7 과 도 8 의 장치의 쉘 (14) 에는 예를 들면 온도계나 장력계가 있는 의료용 도구가 유리하게 제공될 수 있다.

도 9 는 도 7 과 도 8 의 장치의 변형 실시예를 도시한다. 도 9 의 장치에서, 쉘 (14) 은 사람의 두개골의 정상부를 덮을 수 있게 반구형으로 되어 있다. 쉘은 링 (25) 에 마디 연결된 두 요소 (23, 24) 로 이루어지며, 이들 요소는 이마의 높이에서 두개골을 둘러싸도록 되어 있다. 요소 (23, 24) 은 각각의 내부면에서 본 발명에 따른 열 쿠션 (미도시) 을 가지고 있다. 게다가 두 패널 (26, 27) 은 고리 (25) 로 마디 연결되어 있다. 두 패널 (26, 27) 은 요소 (23, 24) 와 함께 요소 (23, 24) 의 열 쿠션을 내장하는 챔버를 형성한다. 그러므로 쉘 (14) 과 그 열 쿠션은 장치의 전달과 취급을 위한 케이스 (밀폐되고 절연될 수 있 는) 의 일체 부분을 형성한다. 도 9 에서 도시된 장치는 병원 외부의 응급 용도 (예를 들면 공공 고속 도로에서의 응급상황을 조치하기 위한 용도) 에 특히 적합하다. 또 쉘 (14) 에는 장치의 전달이나 취급하는 동안 열이나 냉기를 발생시키는 독립적인 장치가 제공될 수 있다.

도 10 에서는 본 발명에 따른 열 쿠션의 다른 적용예를 도시한다. 도 10 은 장기들이나 냉동 식품류를 보존하기 위한 보온용기의 저온 벽 (28) 의 일부분을 도시한다. 저온 벽 (28) 은 한 쌍의 격벽 (29, 30) 을 포함하는데, 이들 격벽 사이에는 본 발명에 따른 소형의 저온 쿠션 (31) 으로 채워지는 챔버가 형성된다. 본 발명에 따라서, 각 저온 쿠션 (31) 은 가요성 막 (33) 으로 연결되어 단단한 저온 물질 (예를 들면 얼음) 로 채워지는 블록 (32) (도 11) 을 포함한다. 블록 (32) 의 네트워크는 유체 저온 물질 (35) 로 채워지는 가요성 밀봉된 외피 (34) 로 둘러싸인다. 상기 유체 저온 물질 (35) 은 예를 들면 겔이 될 수 있다. 저온 물질 (35) 의 변형가능한 성질로 인해 벽 (28) 의 냉동 특성이 최적화된다.

도 12 는 도 10 의 저온 벽 (28) 에 사용될 수 있는 저온 쿠션 (31) 의 또다른 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 저온 쿠션은 피봇 (33) 에 의해 연결되고 단단한 저온 물질 (예를 들면 얼음) 을 포함하는 블록 (32) 의 체인을 포함한다. 상기 블록 (32) 의 체인은 저온 겔 (35) 로 채워지는 관 모양의 외피 (34) 로 둘러싸인다.

본 발명은 또한 열 벽과 관련되어 있는데, 그 열 벽에서 열 쿠션은 유체 열 물질 (액체, 가스, 겔 또는 부서지기 쉬운 입자 상태 (분말)) 을 포함하는 가요성 외피 내에서 하나의 블록 (32) (단단한 열 물질을 포함) 을 포함한다.

Claims (28)

1. 마디로 연결되고 간극에 의해 분리되어 있는 블록의 네트워크를 포함하고, 상기 블록은 열 물질을 포함하고 상기 간극은 변형가능한 열 물질로 적어도 부분적으로 채워지는 열 쿠션에 있어서, 상기 마디는

   - 상기 블록 (1) 에 부착되어 상기 변형가능한 열 물질의 일부분을 형성하는 탄성 고체 ;

   - 장력을 받는 상태에서 상기 블록 (1) 에 부착되어, 상기 변형가능한 열 물질의 일부분을 형성하면서 상기 간극 (8) 에 존재하는 변형가능한 물질을 압축하게 되는 탄성 막 (7); 및

   - 변형가능한 열 물질의 일부분을 형성하면서 간극 (8) 에 존재하는 유체에 대해 투과성인 마디 (6)

   중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 열 쿠션.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 간극 (8) 의 변형가능한 열 물질이 탄성 고체 물질을 포함하는 경우에, 이 탄성 고체 물질은 폼 (foam) 및/또는 앨라스토머를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 쿠션.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   투과성 마디들은 구멍이 뚫린, 가요성 및/또는 탄성 막 (9)을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 쿠션.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   가요성 및/또는 탄성 시트 (7) 가 블록 (1) 을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 열 쿠션.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 블록 (1) 의 형상은 구형, 반구형, 알형, 환형, 렌즈형, 원뿔형, 절두 원뿔형과 다면 체형 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 열 쿠션.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 블록 (1) 은 삼각형, 사다리꼴, 사각형 또는 팔각형 밑을 가진 다면체인 것을 특징으로 하는 열 쿠션.
7. 제 6 항에 있어서,

   각 블록 (1) 은 긴 밑을 따라 결합된 두 절두 피라미드 (3, 4) 로 형성되고 상기 블록들은 상기 긴 밑의 기하학적 평면에 위치한 마디 (6) 에서 마디로 연결된 것을 특징으로 하는 열 쿠션.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 블록 (1) 들은 열 물질을 가진 셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 쿠션.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 블록 (1) 들의 열 물질이 액체 또는 기체 상태에 있는 경우에, 상기 셀은 열 물질의 상태에 대해 시일링되는 것을 특징으로 하는 열 쿠션.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 열 물질들 중 최소한 하나는 정상 사용 온도에서 상태 변화를 겪는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 쿠션.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 물질은 순수한 물질이거나 정상 사용 온도에서 적절한 화학적 화합물인 것을 특징으로 하는 열 쿠션.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 블록 (11) 의 네트워크는 유체 주입 및 배출 장치가 제공된 시일링된 탄성 외피 (20 또는 22) 로 덮여 있는 것을 특징으로 하는 열 쿠션.
13. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

    구멍 (13) 이 상기 블록 (11) 의 네트워크에 형성된 것을 특징으로 하는 열 쿠션.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 구멍 (13) 은 제거가능한 다른 네트워크를 구성하는 것을 특징으로 하는 열 쿠션.
15. 제 1 항 내지 제 11 항, 제 13 항 및 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 네트워크의 블록들은 단층으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 열 쿠션.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 층은 시일링된 두 탄성 외피 (20, 22) 사이에 끼워져 유지되고, 각각의 탄성 외피에는 유체 주입 및 배출 장치가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 열 쿠션.
17. 제 1 항 내지 제 11 항, 제 13 항 및 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 네트워크의 블록들이 최소한 두 층으로 배열된 것을 특징으로 하는 열 쿠션.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 두 층은 시일링된 두 탄성 외피 사이에 끼워져 유지되고, 각각의 탄성 외피에는 유체 주입 및 배출 장치가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 열 쿠션.
19. 제 1 항 내지 제 11 항, 제 15 항 및 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 블록들의 네트워크는 변형가능한 열 물질로 채워진 외피 내에 배열된 것을 특징으로 하는 열 쿠션.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 외피의 열 물질의 적어도 일부분은 상기 간극들의 열 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 열 쿠션.
21. 사람이나 동물의 몸체를 치료하기 위한 장치로서, 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 따른 열 쿠션을 포함하는 장치.
22. 제 21 항에 있어서,

    상기 쿠션 (11) 이 단단한 쉘 (14) 내부에 놓여진 것을 특징으로 하는 장치.
23. 제 22 항에 있어서,

    상기 단단한 쉘 (14) 이 사람의 두개골 (15) 의 형상을 하는 것을 특징으로 하는 장치.
24. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,

    시일링된 탄성 외피 (20) 가 상기 블록 (11) 의 네트워크와 상기 쉘 (14) 사이에 삽입되고, 상기 외피에는 유체 주입 및 배출 장치가 제공된 것을 특징으로 하는 장치.
25. 제 22 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 쉘 (14) 은 적어도 두 개의 마디로 연결된 요소 (16, 17, 18) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
26. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,

    하나 이상의 패널 (26, 27) 이 상기 쉘 (14) 내에 마디로 연결되어 있고 또한 상기 쉘과 함께 다소 밀폐되고 상기 쿠션을 포함하는 챔버를 형성하도록 만들어진 것을 특징으로 하는 장치.
27. 제 26 항에 있어서,

    상기 쉘 (14) 및/또는 패널 (26, 27) 은 의료용 도구를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
28. 두 격벽 (29, 30) 사이에서 제 19 항 또는 제 20 항에 따른 열 쿠션 (31) 의 결합체를 포함하는 열 벽.

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