KR20090115987A - Mattress apparatus having function for adjusting humidity - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열전모듈을 이용한 매트리스 장치에 관한 것으로, 특히 열전모듈에서 생성되는 응축수를 증발시켜 실내 습도를 조절하는 매트리스 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a mattress device using a thermoelectric module, and more particularly, to a mattress device for controlling indoor humidity by evaporating condensed water generated in a thermoelectric module.
일반적으로 매트리스는 온돌방이나 마루 위에서 잘 때 담요, 이불 또는 침대에 사용하는 침구류이며, 딱딱한 바닥에 대한 쿠션재 역할을 함과 동시에 바닥면의 온도에 영향이 없도록 하는 단열재의 역할도 한다.In general, mattresses are beddings used for blankets, duvets or beds when sleeping on the floor or on the floor. In addition, the mattress serves as a cushioning material for hard floors and also serves as an insulator that does not affect the temperature of the floor surface.
바닥면의 온도를 단열하는 것만으로는 쾌적한 수면환경 조성에 모자라기 때문에 매트리스에 냉각 또는 가열 기능을 부가하려는 많은 노력이 있어왔다.Insulating the temperature of the floor alone is not enough to create a comfortable sleeping environment, and many efforts have been made to add cooling or heating functions to the mattress.
이러한 노력의 하나로서, 실용신안등록 제20-0378388호에서는 매트리스의 내부에 열매체가 채워진 순환관이 설치되고 순환관과 열전모듈 사이에 순환펌프가 연결된 것에 더하여 온도감지센서와 정역전환회로를 구비한 매트리스가 설명되어있다. 이러한 매트리스는 설정온도와 매트리스의 온도를 비교하여 설정온도보다 매트리스의 온도가 높은 경우에는 열전모듈에 냉각방향으로 전기를 흘려보내고, 설정온도보다 매트리스의 온도가 낮은 경우에는 열전모듈에 가열방향으로 전기를 흘려보냄으로써 언제가 쾌적한 수면환경을 유지하는 것이다.As one of these efforts, Utility Model Registration No. 20-0378388 has a temperature sensing sensor and a forward / backward switching circuit in addition to a circulation pipe filled with a heat medium inside the mattress and a circulation pump connected between the circulation pipe and the thermoelectric module. The mattress is described. When the mattress temperature is higher than the set temperature, the mattress sends electricity to the thermoelectric module in the cooling direction when the temperature of the mattress is higher than the set temperature, and when the temperature of the mattress is lower than the set temperature, the mattress is heated in the heating direction. By letting go, you will maintain a pleasant sleeping environment.
서로 다른 물질을 접속하여 전류를 흘리면 전류의 방향에 따라서 한쪽에서는 온도가 내려가고, 다른 쪽에서는 온도가 올라가는 펠티에 효과(Peltier effect)를 이용한 열전모듈은 전류의 방향에 따라 열매체를 가열/냉각할 수 있다. 이러한 열전모듈은 최근에는 비스무트(Bi), 텔루르(Te) 등 반도체를 이용한 것을 사용하며, 열매체를 가열/냉각하는 작용면과 반대쪽의 반작용면을 포함한다. 이러한 매트리스는 겨울에는 주로 가열을 위한 용도로 많이 사용되는데, 작용면은 발열작용을 하고 반작용면은 반대로 흡열작용을 한다. When a current is connected by connecting different materials, the thermoelectric module using the Peltier effect, in which the temperature drops on one side and the temperature increases on the other side, can heat / cool the heating medium according to the direction of the current. have. Such thermoelectric modules have recently used semiconductors such as bismuth (Bi) and tellurium (Te), and include a reaction surface opposite to the action surface for heating / cooling the heat medium. These mattresses are mainly used for heating in winter, the working surface is exothermic and the reaction surface is endothermic.
이때, 반작용면이 흡열작용을 하여 온도가 내려가면 주변 공기의 수분이 응축되고, 이는 건조한 겨울에 실내공기를 더욱 건조하게 하는 문제점이 있다. At this time, when the reaction surface is an endothermic action and the temperature is lowered, the moisture of the surrounding air is condensed, which has a problem of further drying the indoor air in the dry winter.
더욱이, 응축수에 의해 매트리스 장치의 부품 부식이나 오작동 등이 발생될 수 있다. Furthermore, condensed water may cause component corrosion or malfunction of the mattress device.
또한, 매트리스 장치에 부착된 응축수는 정기적으로 제거해주어야 하는 번거로움이 있었다. In addition, the condensate attached to the mattress device had to be removed regularly.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 응축수 증발에 의해 습도조절기능을 갖는 매트리스 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been invented to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a mattress device having a humidity control function by condensate evaporation.
본 발명의 다른 목적은 응축수에 의한 부품 부식이나 오작동을 방지할 수 있는 매트리스 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a mattress device that can prevent component corrosion or malfunction by condensate.
상기의 목적은, 열매체가 충진된 순환관이 내부에 배치되고, 기설정 위치에 온도감지센서가 설치된 내온층부를 구비하는 매트리스부; 상기 매트리스부와 상기 순환관을 게재하여 결합되고 상기 열매체를 가열 또는 냉각시키는 작동부; 및 상기 작동부의 작동 결과로 발생하는 응축수를 포집하고 포집된 응축수를 증발시키는 증발부를 포함하는 습도조절기능을 갖는 매트리스 장치에 의해 달성된다.The above object is, the mattress portion having a heat-resistant filled circulation tube is disposed inside, and having a heat-resistant layer portion is provided with a temperature sensor at a predetermined position; An operation unit coupled to the mattress unit by placing the circulation pipe and heating or cooling the heat medium; And an evaporation unit for collecting condensate resulting from the operation of the operating unit and evaporating the collected condensate.
바람직하게, 상기 작동부는, 상기 열매체가 채워진 가열싱크; 상기 가열싱크의 열매체와 열 접촉하는 작용면과 이 작용면에 접촉하는 반작용면을 구비하여 상기 열매체를 가열 또는 냉각하는 열전모듈; 상기 열전모듈의 가열 또는 냉각 작동을 전환하기 위한 정역전환회로; 상기 열매체의 순환을 위한 펌프; 및 상기 온도감지센서에서 검출된 온도 값에 따라 상기 정역전환회로를 제어하는 마이크로프로세서를 포함하며, 상기 증발부는, 상기 열전모듈의 외측부 하부에 설치되는 응축수조; 및 상기 응축수조의 포집된 응축수를 가열하여 증발시키는 증발유닛을 포함할 수 있다.Preferably, the operation unit, the heat sink filled with the heat medium; A thermoelectric module having a working surface in thermal contact with the heat medium of the heating sink and a reaction surface in contact with the working surface to heat or cool the heat medium; Forward and reverse switching circuit for switching the heating or cooling operation of the thermoelectric module; A pump for circulation of the heat medium; And a microprocessor controlling the forward / backward switching circuit according to the temperature value detected by the temperature sensing sensor, wherein the evaporator comprises: a condensate tank installed under the outer portion of the thermoelectric module; And an evaporation unit for heating and evaporating the collected condensed water of the condensate tank.
바람직하게, 상기 매트리스 장치는 습도조절유닛을 추가로 포함하며, 상기 습도조절유닛은, 대기 중의 습도를 측정하기 위한 습도센서; 및 설정하고자 하는 습도를 입력하기 위한 설정습도 입력부를 포함하고, 상기 작동부는, 상기 설정습도 입력부에서 입력된 값과 상기 습도센서에서 측정한 값을 비교하여 양자가 같을 경우 상기 증발유닛의 작동을 멈추게 하고, 상기 설정습도 입력부에서 입력된 값보다 상기 습도센서에서 측정한 값이 작을 경우 상기 증발유닛의 작동을 개시하도록 할 수 있다.Preferably, the mattress device further comprises a humidity control unit, the humidity control unit, the humidity sensor for measuring the humidity in the air; And a set humidity input unit for inputting a humidity to be set, wherein the operating unit compares the value input by the set humidity input unit with a value measured by the humidity sensor to stop the operation of the evaporation unit when both are equal. When the value measured by the humidity sensor is smaller than the value input by the set humidity input unit, the operation of the evaporation unit may be started.
상기 증발유닛은 가열 증발기 또는 초음파 증발기일 수 있다.The evaporation unit may be a heated evaporator or an ultrasonic evaporator.
상기의 구조에 의하면, 응축수조에 모인 응축수를 증발시키는 증발유닛을 구비함으로써, 실내공기가 건조해지지 않도록 습도를 조절할 수 있는 효과가 있다.According to the above structure, by providing an evaporation unit for evaporating the condensed water collected in the condensate tank, there is an effect that the humidity can be adjusted so that the indoor air does not dry.
또 열전모듈의 가열 작동시 발생할 수 있는 응축수가 응축수조에 모이기 때문에, 응축수가 방바닥으로 흐르는 것을 방지할 뿐만 아니라, 응축수에 의한 부품의 부식이나 오작동을 방지하는 효과가 있다.In addition, since condensate that may be generated during the heating operation of the thermoelectric module is collected in the condensate tank, not only does it prevent the condensate from flowing to the floor but also has the effect of preventing corrosion or malfunction of the component by the condensate.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 습도조절기능을 갖는 매트리스 장치의 작동부를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the operation of the mattress device having a humidity control function according to an embodiment of the present invention.
본 실시예의 습도조절기능을 구비한 매트리스 장치는 매트리스부(100)와 작동부(200) 및 증발부(240)으로 구성된다.Mattress device having a humidity control function of the present embodiment is composed of a
매트리스부(100)는 상면과 하면을 덮는 커버(110)와 내부에 일정 두께를 가지는 냉온층부(120)로 이루어지며, 냉온층부(120) 내부에는 열매체가 채워진 순환관(130)과 온도감지센서(140)가 위치한다. 순환관(130)은 냉온층부(120) 내부 전체를 골고루 지나도록 적절히 배치되는 얇은 관으로 양쪽 끝은 냉온층부(120)의 외부로 연장되며, 내부에 채워지는 열매체는 주로 물이다. 온도감지센서(140)는 냉온층부(120)의 기설정 위치에 설치되어 냉온층부(120)의 온도를 감지한다.The
작동부(200)는 매트리스부(100)의 외부에 설치되며, 제어부(210)와 가열싱크(220) 및 열전모듈(230)을 포함한다.The
제어부(210)는 온도 설정 스위치, 전원 스위치 등이 구비된 키패드(211)와 온도감지센서(140)에서 아날로그로 검출된 온도 값을 디지털로 변환하는 A/D변환기(212)와 열전모듈(230)에 들어가는 전류의 방향을 변환하는 정역전환회로(213) 및 키패드(211)에서 설정된 온도 값을 저장하고 온도감지센서(140)에서 검출된 온도 값에 따라 정역전환회로(213)를 제어하는 마이크로프로세서(214)를 포함한다.The
가열싱크(220)는 순환관(130)의 양쪽 끝과 연결되고 내부에 열매체가 채워져 있으며, 펌프(221)를 구비한다. 펌프(221)는 수중모터에 의해 작동되며, 순환관(130) 내부의 열매체를 순환시킨다. 열전모듈(230)은 제어부(210)로부터 전기를 공급받으며, 열매체를 가열/냉각하는 작용면(231)과 작용면(231)의 반대쪽에 결합하는 반작용면(232)을 포함한다. 작용면(231)에는 내부방열핀(236)이 부착되고, 내부방열핀(236)은 가열싱크(220) 내부의 열매체와 접촉하여 열매체의 온도를 변화시킨다. 반작용면(232)은 작용면(231)과는 반대의 발열/흡열반응을 하고, 반작용면(232)에 서 발생하는 열이나 냉기를 방출하는 외부 방열핀(233)과 방열팬(234)이 부착된다. The
또한, 반작용면(232)과 외부 방열핀(233)의 사이에는 가열유닛(235)이 설치되어 반작용면(232)을 가열한다. 가열유닛(235)의 종류는 특히 한정되지 않으며, 예를 들어 PTC 히터, 세라믹 히터, 필름 히터 등을 사용할 수 있다. 이러한 가열유닛(235)은 반작용면(232)의 온도가 내려가는 경우, 즉 열매체를 가열하는 경우에만 작동한다.In addition, a
증발부(240)는 응축수조(241)와 증발유닛(242)을 포함한다. 응축수조(241)는 외부 방열핀(233)에서 응축된 수분이 낙하하여 모이는 곳이며, 외부 방열핀(233)의 아래에 위치한다. 증발유닛(242)은 응축수조(241)에 모인 물을 증발시키기 위해 응축수조(241)에 연결되어 있으며, 열 또는 초음파를 이용하는 일반적인 구조이다.The
상기와 같은 구성의 본 실시예의 열전모듈을 구비하는 매트리스 장치는 다음과 같이 작용한다.The mattress device having a thermoelectric module according to the present embodiment having the above configuration works as follows.
마이크로프로세서(214)는 사용자가 키패드(211)를 통하여 입력한 설정 온도와 온도감지센서(140)를 통하여 측정된 매트리스의 온도를 비교하여, 그 결과에 따라 정역전환회로(213)를 제어하여 열전모듈(230)이 열매체를 가열 또는 냉각하도록 한다. 그 결과 냉온층부(120)의 온도는 설정온도와 가까워진다.The
열전모듈(230)이 열매체를 냉각하는 경우에는 작용면(231)은 온도가 내려가고 반작용면(232)은 온도가 올라간다. 이때, 작용면(231)은 열매체로부터 열을 흡수하여 온도의 변화가 적지만 반작용면(232)은 계속 온도가 올라가는데, 작용면(231)과 반작용면(232)의 온도차이가 커지면 열전모듈(230)의 효율이 낮아지기 때문에 바람직 하지 못하므로, 반작용면(232)에 부착된 외부 방열핀(233)과 방열팬(234)을 통하여 열을 방출한다.When the
반대로 열전모듈(230)이 열매체를 가열하는 경우에는 작용면(231)은 온도가 올라가고 반작용면(232)은 온도가 내려간다. 이때, 작용면(231)은 열매체로 열을 방출하여 온도의 변화가 적지만 반작용면(232)은 계속 온도가 내려간다. 열전모듈(230)의 효율을 높이기 위하여, 반작용면(232)에 부착된 가열유닛(235)이 작동하여 반작용면(232)의 온도를 높여 작용면(231)과의 온도 차이를 줄인다. 이에 따라 작용면(231)과 반작용면(232)의 온도차가 크기 않아, 열전모듈(230)의 효율이 높아진다.On the contrary, when the
열전모듈(230)이 열매체를 가열하는 경우에 작용면(231)은 온도가 올라가고 반작용면(232)은 온도가 내려간다. 반작용면(232)의 온도가 내려가 주변 대기의 온도보다 낮아지면 외부 방열핀(233)을 통하여 대기와 열교환을 한다. When the
이때, 외부 방열핀(233)의 온도가 낮기 때문에 대기 중의 수분이 외부 방열핀(233)에 응결되고, 대기 중의 수분이 응결될수록 방안의 공기는 건조해진다. 응결된 양이 늘어나면 수분이 뭉쳐서 물방울이 커지면 외부 방열핀(233)에서 낙하하여 응축수조(241)에 모인다. At this time, since the temperature of the external
이와 같이 응축수조(241)에 모인 물은 증발유닛(242)에 의해 증발되고, 대기 중으로 발산된다. 따라서 건조한 실내의 습도를 높여서, 쾌적한 환경을 만들어 줄 수 있다. In this way, the water collected in the
한편 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 습도설정유닛을 포함할 수 있다. 습도설정 유닛은 습도센서, 설정습도 입력부 및 온오프 스위치를 포함할 수 있다. 따라서, 원하는 습도를 사용자가 설정할 수 있고, 그 습도에 도달할 경우에는, 온오프 스위치가 증발유닛의 작동을 멈추게 하고, 그에 따라 응축수의 증발이 멈추게 된다. 이후 습도가 설정습도보다 낮게 떨어지면, 습도센서가 이를 감지하고 증발유닛을 다시 가동시킴으로써, 습도를 다시 높이는 작동을 재개한다. Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, it may include a humidity setting unit. The humidity setting unit may include a humidity sensor, a setting humidity input unit, and an on / off switch. Therefore, the user can set the desired humidity, when the humidity is reached, the on-off switch stops the operation of the evaporation unit, and thus the evaporation of the condensate is stopped. After the humidity drops below the set humidity, the humidity sensor detects this and restarts the evaporation unit to resume the operation of increasing the humidity again.
이상에서는 본 발명을 특정 실시 예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시 예에만 국한되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위는 특정 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 첨부된 특허청구범위에 의해 정해지는 것으로 해석되어야 할 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described with respect to specific embodiments. However, the present invention is not limited only to the above-described embodiment, and those skilled in the art to which the present invention pertains can make various changes without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the specific embodiments, but should be construed as defined by the appended claims.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 습도조절기능을 갖는 매트리스 장치의 작동부를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the operation of the mattress device having a humidity control function according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 습도조절기능을 갖는 매트리스 장치를 나타내는 분해사시도이다.Figure 2 is an exploded perspective view showing a mattress device having a humidity control function according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시 예에 의한 습도조절기능을 갖는 매트리스 장치의 구성도이다.3 is a block diagram of a mattress device having a humidity control function according to an embodiment of the present invention.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
E601 | Decision to refuse application |