KR20080038258A - 가열 수화 시스템 - Google Patents

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KR20080038258A
KR20080038258A KR1020087008173A KR20087008173A KR20080038258A KR 20080038258 A KR20080038258 A KR 20080038258A KR 1020087008173 A KR1020087008173 A KR 1020087008173A KR 20087008173 A KR20087008173 A KR 20087008173A KR 20080038258 A KR20080038258 A KR 20080038258A
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웨이드 우드필
태 김
제프리 내쉬
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더 노스 훼이스 어패럴 코오포레이션
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Abstract

휴대용 수화 시스템 및 방법은 바이트 밸브 및 저장기에 결합된 도관을 포함할 수 있다. 도관 및 바이트 밸브는 저장기 내 유체의 인간 소비를 촉진시킨다. 또한 상기 시스템은 도관 및 바이트 밸브 내에서 유체가 동결되는 것을 방지하는 활성 가열 어셈블리를 포함한다. 활성 가열 어셈블리는 도관의 온도를 검출하는 온도 센서, 온도 센서에 결합된 도관을 가열시키는 가열 요소 및 도관의 가열을 제어하는 온도 센서 및 가열 요소에 결합된 제어기를 포함한다.
Figure 112008024549961-PCT00002
수화 시스템, 바이트 밸브, 저장기, 도관, 유체, 가열 요소, 어셈블리

Description

가열 수화 시스템{Heated hydration system}
본 비-임시 출원은 2006년 10월 18일 제출된 임시 출원 제60/727,499호의 이익을 청구한다.
본 발명의 실시태양은 수화 팩(hydration pack)에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 실시태양은 가열 수화 시스템에 관한 것이다.
논의
경주, 사이클링, 암벽 등반, 스키경기 및 하이킹과 같은 지구력-기반 스포츠 활동 동안 수화 상태 유지는 운동 선수에게 오랜 관심사이었다. 실제로 운동 중 체액 대체 실패는 경기 성과에 악영향을 미치고 중대한 건강상 문제점을 잠재적으로 유발할 수 있음이 잘 입증되어 있다.
운동 동안 유체 소비를 촉진시키는 최근 연구는 개인이 개인 등에 고정될 수 있는 색(sack)에서 유체를 주기적으로 소비할 수 있게 하는 수화 팩의 개발 및 대중화를 유발하였다. 통상의 형상에서 튜브의 하나의 말단은 유체를 함유한 저장기에 부착되고 개인은 빨대로 음용하는 과정과 다르지 않은 방식으로 튜브의 다른 말단으로부터 음용하게 된다. 이들 팩이 특정 환경 하에서 적당할 수 있으나 개선될 소지가 여전히 존재한다.
예를 들어 하나의 해결과제는 한랭 기후 환경에서 유체가 튜브 내에서 동결되어 팩이 무용지물이 되게 한다는 점이다. 이는 더욱 더 동결 가능한 매우 협소한 튜브 내부에 주로 기인한다. 유체 동결은 개인이 튜브로부터 매우 드물게 음용하는 경우에 더욱 더 자주 발생할 수 있다.
본 발명에 따라 휴대용 수화 시스템은 밸브 및 저장기에 결합된 도관을 포함한다. 도관 및 밸브는 저장기 내 유체의 인간 소비를 촉진시킨다. 또한 상기 시스템은 도관 및 밸브 내에서 유체가 동결되는 것을 방지하는 활성 가열 어셈블리를 포함한다. 활성 가열 어셈블리는 도관 및/또는 도관 내 유체의 온도를 검출하는 온도 센서, 도관을 가열시키는 가열 요소 및 도관의 가열을 제어하는 온도 센서 및 가열 요소에 결합된 제어기를 포함한다. 하나의 예로서 제어기는 마이크로프로세서 및 직류(DC) 전원과 같은 전원을 지닌다. 또다른 예로서 활성 가열 어셈블리는 조작 또는 파괴시 열을 생성하는 화학 팩 용액을 포함한다. 두 예에서 활성 가열 어셈블리는 단순히 절연체로 미리 존재하는 열에 가두는 대신 하나의 에너지 형태를 열로 전환시킬 수 있다.
도 1A 및 1B에 있어서 휴대용 수화 시스템 100의 하나의 예가 나타나 있다. 수화 시스템 100은 물, 전해질 대체 음료수, 주스 등과 같은 유체를 운반하는 운반 장치 20을 이용할 수 있고, 운동선수 또는 다른 개인에 의해 수화상태를 유지하도록 이용될 수 있다. 수화 시스템 100의 예시된 운반 장치 20은 한 쌍의 어깨끈 102, 104를 지니고 따라서 개인의 등에 착용되도록 형성된다. 어깨끈 102, 104는 각각 남성/여성 스냅(snap)을 포함하고, 스냅 22, 24는 수화 시스템 100의 착용자에게 "편안한" 착용을 제공하기 위해 서로 결합된다. 또한 어깨끈 102, 104는 착용감을 더욱 개선시키기 위해 운반 장치 20 상의 대응 매듭(나타내지 않음)과 교합되는 버클 26, 28을 포함한다. 단일 끈 또는 허리-고정 형상과 같은 다른 고정 및/또는 운반 기술도 이용된다.
또한 상기 시스템 100은 저장기 내 유체의 인간 소비를 촉진시키기 위해 저장기(나타내지 않음)에 결합된 도관 106을 포함한다. 예시된 예에서 도관 106의 자유 말단은 개인이 그 또는 그녀의 구강에 삽입할 수 있는 바이트 밸브(bite valve) 108를 포함하고, 밸브 108을 물면 유체가 도관 106을 통해 배출된다. 어깨끈 중 하나는 이용 용의성을 위해 개인의 전면부로 도관 106 자유 말단의 경로를 제공하는데 이용될 수 있다. 예를 들어 어깨끈 104는 도관 106의 경로 제공을 위한 통로 및/또는 포켓을 지닌 것으로 나타나 있다.
또한 예시된 수화 시스템 100은 도관 106 및 바이트 밸브 108 내에서 유체가 동결되는 것을 방지하는 활성 가열 어셈블리를 포함한다. 따라서 수화 시스템 100은 한랭 환경에 특히 유용하다. 활성 가열 어셈블리는 도관 106의 온도를 감지하기 위해 도관 106에 결합된 온도 센서(나타내지 않음), 도관 106을 가열시키기 위해 마일라와 같은 기재에 함몰된 니크롬 가열선 또는 다른 저항 물질과 같은 가열 요소(나타내지 않음) 및 도관 106 및/또는 바이트 밸브 108 내 유체의 가열을 제어하기 위해 온도 센서 및 가열 요소에 결합된 제어기 110을 포함할 수 있다. 실시태양에 나타난 바와 같이 제어기 110은 커넥터 114를 통해 가열 요소에 결합되고 구리선 쌍은 직물 조각 112 내에 포함된다. 제어기 110은 DC 전원(예를 들어 4개의 AA 배터리)과 같은 전원과 함께 성형된 플라스틱 전자제품 케이스 116 내에 포함된다.
또한 도관 106은 예를 들어 Polyguard를 포함한 절연 슬리브 118에 의해 절연된다. 슬리브 118은 슬리브 118의 내부층과 외부층 사이에 배열된 가열 요소와 함께 봉합되거나 가열 요소는 슬리브 118의 내부 직경 내 및 도관 106과 직접 접촉하도록 배열된다. 또한 예시된 실시태양은 절연 슬리브 118을 운반 장치 20의 하부 내부 솔기 내로 고정시키는 편물 사슬 30을 지닌다. 하나의 예에서 편물 사슬 30은 약 15 mm 직경으로 약 10 cm 길이이다.
도 2는 유체 함유 저장기 122가 더욱 명백하게 나타날 수 있는 완전하게-구성된 휴대용 수화 시스템 120을 나타낸다. 어깨끈 104는 수화 시스템 120의 전면부로 밸브 108에 경로를 제공하는 지퍼가 달린 통로 38을 지닐 수 있다. 예시된 저장기 122는 개방 상태로 나타난 지퍼가 달린 플랩(flap) 34를 지닌 보호 포켓 32 내에 포함된다. 또한 제어기 126은 더 작은 보호 포켓 124 내에 삽입될 수 있음이 나타날 수 있다. 또한 수화 시스템 120은 이미 논의된 바와 같이 절연 슬리브 118의 내부 직영을 통해 연장되는 도관 106을 지닌다. 이러한 예에서 상기 시스템 120은 다중-색상 LED인 표시기 128을 포함하고, 표시기 128은 상기 시스템 120의 각각의 다양한 상태 조건을 통지할 수 있다. 예를 들어 표시기 128은 잔여 배터리 수명을 교대시키는데 이용될 수 있다. 표시기 128에 대한 가능한 기능성 조정의 예는 하기 표 1에 나타나 있다.
Figure 112008024549961-PCT00001
도 3A는 온도 센서 132 및 표시기 134의 작동이 더욱 명확하게 나타날 수 있는 휴대용 수화 시스템 130의 또다른 예를 나타낸다. 특히 슬리브 부분 118, 가열 요소(나타내지 않음) 및 도관 106은 통로 38 내에 배열되고 온도 측정을 획득하기 위해 예시된 온도 센서 132는 도관 136의 외부 표면에 인접하거나 결합되어 배열된다. 예시된 배치가 가장 효과적이고 실용적이나 대안으로 온도 센서 132는 시스템 130의 도관 106 내 또는 다른 곳에 배열된다. 제어기 110은 이미 논의된 바와 같이 전기 커넥터 114를 통해 가열 요소(나타내지 않음)에 제거 가능하게 결합된다. 또한 제어기 110은 커넥터 114 및/또는 전기 커넥터 36을 통해 온도 센서 132 및 표시기 128에 제거 가능하게 결합된다. 도표 138은 시스템 130의 유효성을 나타내는 시험 예 결과를 설명한다. 예를 들어 특정 온도에서 비절연된 도관은 6분 후에 동결되는 반면 예시된 도관 136 및 히터(즉 "TNF HTR" 실시태양)는 동결 전 50분 이상 더 길게 지속된다.
도 4A-D에 있어서, 제어기 덮개 40 및 배터리 구획 마개 42를 지닌 동봉물 상자 44를 지닌 제어기 140의 예가 나타나 있다. 제어기 140은 제어기 140을 켜거나 끌 수 있는 스위치 142 및 제어기가 켜지거나 꺼져있는지 여부를 표시하는 LED 144를 포함한다. 도 5의 단면도는 제어기 140이 배터리 146 및 마이크로프로세서 회로 148과 같은 전원을 포함함을 나타낸다. 마이크로프로세서 회로 148은 온도 센서로부터 온도 신호를 수신하고, 온도 신화를 고정되거나 변동 가능/프로그램 가능한 역치와 비교하고, 역치를 초과하는 경우 배터리 146으로부터의 전류를 가열 요소로 송신하거나 스위치를 켜는 마이크로프로세서(나타내지 않음)를 포함한다. 또한 마이크로프로세서 회로 148은 필요한 작동 전압 및 전류를 달성하는데 요구되는 경우 저항기, 축전기 등과 같은 다른 다양한 전기 요소를 포함한다.
도 6은 도관 내 유체가 절연되고 활성 가열 어셈블리에 의해 보존되도록 활성 가열 어셈블리의 내부 직경을 통해 연장되는 도관 106의 횡단면도를 나타낸다. 따라서 나타난 예에서 가열 요소 46은 슬리브의 내부 직경 내 및 도관 106과 접촉하여 배열된다. 특히 예시된 예에서 가열 요소 46이 테이프와 같은 기재 내로 감싸인 니크롬선 배열인 경우 가열 요소 46은 도관 106으로 감길 수 있다. 테이프는 다수의 사용 후에도 도관 106의 균일한 가열을 보증하기 위해 가열 요소 46의 선을 고정시키는데 사용될 수 있다. 가열 요소 46은 나일론 48과 같은 방수성 호흡 가능 직물층에 의해 감싸질 수 있다. 예시된 나일론 48은 높은 방수성이고 가열 요소 46에 부식/산화에 대한 추가적인 보호작용을 제공한다. 나일론층 48은 약 1/8" 두께인 개방 셀 폼 50 층으로 덧댈 수 있다. 예시된 폼층 50은 어셈블리를 더욱 부드럽게 하고 더 많은 부피를 제공한다. 폼 50은 약 1/4" 두께가 가능한 절연체층 52에 의해 감싸질 수 있다. 절연체 52는 공기를 가두고 다른 요소로부터 더 큰 보호를 제공하는 미세 섬유를 지닐 수 있다. 예시된 예에서 직물층 54는 절연체층 52 주위에 감긴다. 그 결과는 도관 106 내 유체를 동결로부터 보존하는데 매우 효과적인 어셈블리 150이다.
도 7A-7C는 열을 도관에 전달하는데 사용될 수 있는 가열 요소 152를 나타낸다. 특히 가열 요소 152는 테이프 156이 전선 152를 고정시키는 경우 테이프 156과 같은 기재 내에 감싸인 전선 154의 배열을 포함할 수 있다. 제어기가 온도 센서로부터의 온도 판독을 기반으로 전선 152를 통해 공급되는 전류의 여부 또는 규모를 측정하는 경우 전선 152는 한 쌍의 전도체 158를 통해 이미 논의된 제어기와 같은 제어기에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 8에 있어서, 수화 팩의 공급 도관의 가열 방법 160이 나타나 있다. 방법 160은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 및 그의 결합을 이용하여 실시된다. 예를 들어 방법 160은 프로세서에 의해 실행되는 경우 수화 팩의 공급 도관 및 바이트 밸브 내 유체를 가열시키도록 실시 가능한 명령 세트로 구현된다. 명령은 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 판독 가능 매체 기계 내에 저장된다. 대안으로 방법 160은 전자제품 산업에서 일반적으로 사용되는 함몰된 마이크로 제어기 내 고정된 기능성 하드웨어로서 구현된다.
처리 블록 162에서 저장기 내 유체의 인간 소비를 촉진시키는 도관의 온도가 검출된다. 블록 164는 상기 온도를 역치와 비교하는 것을 제공한다. 블록 166에서 역치가 초과된 것으로 측정되면 블록 168은 도관에 인접하거나 결합되어 배열된 가열 요소를 가동시키는 것을 제공한다.
여기서 사용된 "결합된", "부착된", "연결된" 및 "인접하여 배열된"이라는 용어는 의문의 요소간의 직접적 또는 간접적 관계 형태를 나타내고 전기적, 기계적, 라디오 주파수(RF), 원격, 광 또는 다른 연결에 적용된다. 더욱이 "첫 번째", "두 번째"라는 용어는 토론을 용이하게 하기 위해서만 사용되고 어떠한 형태의 시간적 또는 연대적 관계를 의미하는 것은 아니다.
당업자는 전술된 기재로부터 본 발명의 실시태양의 광범위한 기술이 다양한 형태로 실시될 수 있음을 인식할 것이다. 따라서 본 발명의 실시태양이 특정한 예와 관련하여 기술될 때 도면, 명세서 및 하기 청구항의 검토시 다른 변형이 당업자에게 명백해질 것이기 때문에 본 발명의 실시태양의 범위는 한정되지 않아야 한다.
본 발명의 실시태양의 다양한 이점은 명세서 및 청구항의 이해 및 도면의 참고로 당업자에게 명백하게 될 것이다.
도 1A는 본 발명의 실시태양에 따른 수화 팩 예의 절단 도면이다.
도 1B는 본 발명의 실시태양에 다른 수화 팩 가열 시스템 예의 확대도이다.
도 2는 본 발명의 실시태양에 따른 수화 팩 예의 도면이다.
도 3A는 본 발명의 실시태양에 따른 수화 팩의 유체 공급부 예의 사시도이다.
도 3B는 본 발명의 실시태양에 따른 시험 결과 예의 도표이다.
도 4A-D는 본 발명의 실시태양에 따른 배터리 팩 예의 다수 도면이다.
도 5는 도 4의 라인 5-5를 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시태양에 따른 호스 어셈블리 예의 단면도이다.
도 7A는 본 발명의 실시태양에 따른 가열선 어셈블리 예의 평면도이다.
도 7B는 본 발명의 실시태양에 따른 가열선 어셈블리의 기부 말단 예의 확대 평면도이다.
도 7C는 본 발명의 실시태양에 따른 가열선 어셈블리의 말초 말단 예의 확대 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시태양에 따른 수화 팩의 공급 도관의 가열 방법 예의 순서도이다.

Claims (21)

  1. 첫 번째 주머니, 두 번째 주머니, 통로를 지닌 첫 번째 어깨끈 및 두 번째 어깨끈을 포함한 운반 장치;
    상기 첫 번째 주머니 내에 배열된 저장기;
    상기 저장기에 결합된 기부 말단을 지닌 도관;
    상기 도관의 말초 말단에 결합된 바이트 밸브;
    온도 판독을 생성하는 온도 센서;
    내부 직경을 지닌 가열 요소에 있어서, 상기 도관이 가열 요소의 내부 직경을 통해 연장되고, 가열 요소 및 도관의 일부는 상기 통로 내에 배열되고 바이트 밸브는 시스템의 전면부에 위치함을 특징으로 하는 가열 요소; 및
    온도 판독을 기반으로 상기 가열 요소를 제어하기 위해 두 번째 주머니 내에 배열된 제어기를 포함한
    휴대용 수화 시스템
  2. 제 1항에 있어서, 상기 가열 요소는 기재에 결합된 저항 물질을 포함함을 포함함을 특징으로 하는 시스템
  3. 제 3항에 있어서, 상기 기재는 전선 배열을 포함한 가열 요소를 감싸는 테이프를 포함함을 특징으로 하는 시스템
  4. 제 1항에 있어서, 내부 직경을 지닌 절연 슬리브를 더욱 포함하고, 상기 가열 요소는 절연 슬리브 내에 배열되고 상기 도관은 절연 슬리브의 내부 직경을 통해 연장됨을 특징으로 하는 시스템
  5. 제 4항에 있어서, 절연 슬리브는
    방수성 호흡 가능 직물의 첫 번째 층;
    상기 첫 번째 층에 인접하여 배열된 패딩층;
    상기 패딩층에 인접하여 배열된 절연층; 및
    상기 절연층에 인접하여 배열된 방수성 호흡 가능 직물의 두 번째층을 포함함을 특징으로 하는 시스템
  6. 제 1항에 있어서, 상기 온도 센서는 상기 도관의 외부 표면에 인접하여 배열됨을 특징으로 하는 시스템
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제어기는
    직류(DC) 전원;
    온도 판독을 기반으로 상기 DC 전원으로부터의 전류를 상기 가열 요소로 연결하는 마이크로프로세서 회로; 및
    DC 전원 배터리 수명 및 제어기 동력 상태 중 적어도 하나 이상을 표시하는 표시기를 포함함을 특징으로 하는 시스템
  8. 제 7항에 있어서, 상기 마이크로프로세서 회로는 전기 커넥터를 통해 상기 표시기에 제거 가능하게 결합됨을 특징으로 하는 시스템
  9. 제 1항에 있어서, 상기 제어기는 전기 커넥터를 통해 상기 가열 요소 및 온도 센서에 제거 가능하게 결함됨을 특징으로 하는 시스템
  10. 밸브 및 저장기에 결합된 도관에 있어서, 도관 및 밸브는 저장기 내 유체의 인간 소비를 촉진시킴을 특징으로 하는 도관; 및
    도관 및 밸브 내에서 유체가 동결되는 것을 방지하는 활성 가열 어셈블리를 포함한 휴대용 수화 시스템
  11. 제 10항에 있어서, 상기 활성 가열 어셈블리는
    온도 판독을 생성하는 온도 센서;
    상기 도관에 인접하여 배열된 가열 요소; 및
    온도 판독을 기반으로 상기 가열 요소를 제어하는 제어기를 포함함을 특징으로 하는 시스템
  12. 제 11항에 있어서, 상기 가열 요소는 내부 직경을 지닌 기재에 결합된 전선을 포함하고, 상기 도관은 기재의 내부 직경을 통해 연장됨을 특징으로 하는 시스템
  13. 제 12항에 있어서, 내부 직경을 지닌 절연 슬리브를 더욱 포함하고, 상기 기재는 절연 슬리브 내에 배열되고 상기 도관은 절연 슬리브의 내부 직경을 통해 연장됨을 특징으로 하는 시스템
  14. 제 11항에 있어서, 상기 온도 센서는 상기 도관의 외부 표면에 인접하여 배열됨을 특징으로 하는 시스템
  15. 제 11항에 있어서, 상기 제어기는
    직류(DC) 전원;
    온도 판독을 기반으로 상기 DC 전원으로부터의 전류를 상기 가열 요소로 연결하는 마이크로프로세서 회로; 및
    DC 전원 배터리 수명 및 제어기 동력 상태 중 적어도 하나 이상을 표시하는 표시기를 포함함을 특징으로 하는 시스템
  16. 제 15항에 있어서, 상기 마이크로프로세서 회로는 전기 커넥터를 통해 상기 표시기에 제거 가능하게 결합됨을 특징으로 하는 시스템
  17. 제 10항에 있어서, 상기 제어기는 전기 커넥터를 통해 상기 가열 요소 및 온도 센서에 제거 가능하게 결함됨을 특징으로 하는 시스템
  18. 제 10항에 있어서, 주머니 및 통로를 지닌 어깨끈을 지닌 운반 장치를 더욱 포함하고, 저장기는 주머니 내에 배열되고 도관은 통로를 통해 시스템의 전면부로 연장됨을 특징으로 하는 시스템
  19. 저장기 내 유체의 인간 소비를 촉진시키는 수화 팩 도관의 온도를 검출하는 단계;
    상기 온도를 온도 역치와 비교하는 단계; 및
    역치가 초과되는 경우 도관에 인접하여 배열된 가열 요소를 작동시키는 단계를 포함한 방법
  20. 제 18항에 있어서, 상기 온도 역치는 고정됨을 특징으로 하는 방법
  21. 제 18항에 있어서, 상기 온도 역치는 변동 가능함을 특징으로 하는 방법
KR1020087008173A 2005-10-18 2006-10-18 가열 수화 시스템 KR20080038258A (ko)

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