KR20090131729A - 축열식 난방 시스템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대 - Google Patents
축열식 난방 시스템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 축열식 난방 시스템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대는 침대틀과, 상기 침대틀 내부에 제공되고, 가열된 열전달 매체가 내부에서 순환되어 복사열을 방출하는 순환파이프와, 상기 순환파이프의 상부에 위치하고 상기 순환파이프로부터 방출된 복사열이 전달되는 복수개의 세라믹 바닥 패널들로 이루어진 온돌 바닥을 포함하되, 상기 복수개의 세라믹 바닥 패널들은 그 내부에 길이방향으로 관통되어 형성된 통로들을 포함하고 상기 복수개의 세라믹 바닥 패널들은 상기 침대틀의 열(列)방향을 따라 상기 통로들이 연통되도록 배치되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르는 세라믹 바닥 패널 침대는 종래의 온수 순환식 온돌 침대에 비해 침대 바닥으로의 열전도율이 우수하고 축열기능이 뛰어난 장점이 있다. 또한, 본 발명의 세라믹 바닥 패널 침대는 인체에 유해한 전자파나 방사선을 발생하지 않고 인체에 도움이 되는 원적외선을 발생하여 요양을 필요로 하거나 수술 이후 회복 과정에 있는 환자 등의 세포 재생 및 원기 회복에 도움을 줄 수 있으며, 침대의 습도 조절 기능이 탁월하고 곰팡이나 진드기 등이 침대에 자생하지 못하도록 하는 항균기능을 갖는다.
세라믹 바닥 패널, 축열, 온수 파이프, 온돌, 난방, 열전도율, 습기
Description
본 발명은 축열식 난방 시스템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온수 순환식 온돌 침대에 있어서 침대 바닥으로의 열전도율이 우수하고 축열기능이 뛰어난 축열식 난방 시스템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 인체에 유해한 전자파나 방사선을 발생하지 않고 인체에 도움이 되는 원적외선을 발생하여 요양을 필요로 하거나 수술 이후 회복 과정에 있는 환자 등의 세포 재생 및 원기 회복에 도움을 줄 수 있으며, 침대의 습도 조절 기능이 탁월하고 곰팡이나 진드기 등이 침대에 자생하지 못하도록 하는 항균기능을 갖는 축열식 난방 시스템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대에 관한 것이다.
우리나라에서는 생활 패턴이 서구화됨에 따라 예전의 온돌 대신 침대의 사용이 늘고 있는 추세이다.
그런데, 최근의 보고에 의하면 침대의 매트리스는 진드기 및 곰팡이 등이 서식하기 좋은 환경을 제공하여 천식, 알레르기성 비염 및 아토피성 피부염 등의 질 병을 유발하고 있다. 어린이 천식의 90％이상, 성인 천식의 70∼80％이상과 알레르기성 비염의 50％ 정도가 매트리스 침대 때문인 것으로 알려지고 있다.
이러한 이유로 침대의 장점을 살리면서도 전술한 바와 같은 매트리스 방식 침대의 문제점을 보완하기 위해 우리 고유의 온돌 방식을 이용한 온돌침대들이 개발되고 있다.
이러한 온돌 침대들 중 전기식 온돌 침대는 외부로부터 전원을 공급받아 석판 하측에 매설된 열선이 가열되어 열이 발생하게 되고, 이러한 열이 석판에 전도되어 침대 바닥을 따뜻하게 하는 방식을 채택하고 있다. 그런데, 전기식 온돌 침대의 경우에는 온돌 바닥의 장점은 살릴 수 있으나, 전기에 의한 유해 전자파가 발생하는 문제점이 있다. 또한, 전기식 온돌 침대의 석판은 열전도율이 많이 떨어져 취침 전에 충분히 예열과정을 거쳐야만 하므로 전기사용량 증가에 따른 경제성 저하를 초래하는 문제점이 있다.
이에 따라 최근에는 상기한 바와 같은 전기식 온돌침대가 가지는 단점을 보완하기 위해서 온수 순환식 침대가 제안되고 있다.
온수 순환식 침대는 석판에 열을 가하는 수단으로서 전기를 사용하지 않고 난방 보일러에 의해 가열된 온수를 파이프의 내부로 순환시켜 석판을 가열하도록 구성되어 있다. 구체적으로 설명하면, 온수 순환식 침대는 침대틀의 내부에 파이프를 설치하고 그 위에 석판을 위치시켜 파이프의 내부를 순환하는 온수에 의해서 석판이 가열되도록 한 것이다.
그러나 이러한 온수 순환식 침대는 전기코일을 사용하지 않고 파이프 내의 온수를 사용하므로 전자파가 발생하지 않는 장점은 있으나, 석판 전체에 걸쳐 열이 균일하게 전달되지 못하고 석판의 재료 특성 상 열전도율이 많이 떨어져 여전히 취침 전에 충분히 예열과정을 거쳐야만 하는 문제점을 안고 있었으며, 일정 온도로 예열된 석판이 열을 축열하는 기능을 갖지 못하여 쉽게 침대 바닥이 식어버리게 되는 문제점을 내재하고 있었다. 또한, 온수 순환식인 경우 물이 열전달 매체로 사용되기 때문에 침대에 습기가 차게 되고 이로 인해 침대 구조물이 변형되거나 곰팡이나 진드기가 서식할 수 있는 문제점이 있었다.
이와 관련하여 대한민국 등록실용신안 제20-0378299호에서는 무동력순환방식의 온수보일러와 온수관 및 히트파이프로 구성된 온돌 침대를 개시하고 있다. 그러나, 이는 통상의 온수보일러가 온수를 파이프로 강제순환시킬 때 발생하는 소음 문제를 해결하기 위해 무동력순환방식의 온수보일러를 채택하고, 온수관과 히트파이프 구조에 의해 온수 파이프 시스템의 가열 속도를 개선하는 것을 개시하고 있을 뿐 온돌 자체로의 열전도율 향상과 온돌의 축열 기능 향상을 위한 것은 아니었다.
또한, 대한민국 공개특허 제10-2008-0027472호에는 보일러 장치에 의해 온수가 강제 순환되는 파이프, 열전도판, 보온층 및 숯성분의 석판으로 구성된 온수침대를 개시하고 있으나, 이 역시 온돌 자체의 열전도율 향상과 축열 기능 향상을 도모한 것이라기 보다는 전술한 바와 같은 온돌 석판의 문제점을 보완하기 위해 보온층을 추가로 설치한 것이어서 제조과정이 복잡하고 제조단가가 상승하는 문제점을 안고 있었다.
따라서, 본 발명이 속하는 기술분야에서는 온수 순환식 온돌 침대에 있어서 열전도율이 우수하고 축열기능이 뛰어나면서도 습기로 인한 침대 구조물의 변형 및 곰팡이나 진드기 서식 문제가 없는 온돌 침대의 개발이 요구되고 있다고 할 수 있다.
따라서, 본 발명은 온수 순환식 온돌 침대에 있어서 침대 바닥으로의 열전도율이 우수하고 축열기능이 뛰어난 축열식 난방 시스템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 온수 순환식 온돌 침대에 있어서 인체에 유해한 전자파나 방사선을 발생하지 않고 인체에 도움이 되는 원적외선을 발생하여 요양을 필요로 하거나 수술 이후 회복 과정에 있는 환자 등의 세포 재생 및 원기 회복에 도움을 줄 수 있으며, 침대의 습도 조절 기능이 탁월하고 곰팡이나 진드기 등이 침대에 자생하지 못하도록 하는 항균기능을 갖는 축열식 난방 시스템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 축열식 난방 시스템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대는 침대틀과, 상기 침대틀 내부에 제공되고, 가열된 열전달 매체가 내부에서 순환되어 복사열을 방출하는 순환파이프와, 상기 순환파이프의 상부에 위치하고 상기 순환파이프로부터 방출된 복사열이 전달되는 복수개의 세라믹 바닥 패널들로 이루어진 온돌 바닥을 포함하되, 상기 복수개의 세라믹 바닥 패널들은 그 내부에 길이방향으로 관통되어 형성된 통로들을 포함하고 상기 복수개의 세라믹 바닥 패널들은 상기 통로들이 연통되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 각각의 세라믹 바닥 패널에는 그 내부에 길이 방향으로 복수개의 통로들이 관통되어 형성될 수 있고, 상기 복수개의 통로들은 동일한 간격을 두고 평행하게 위치할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 복수개의 통로들은 상기 각각의 세라믹 바닥 패널의 횡방향으로 일직선으로 정렬되거나 지그재그 형태로 정렬될 수 있다. 또한, 상기 복수개의 통로들의 횡단면 형상은 대략 원형 또는 타원형인 것이 바람직하나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니고, 사각형, 오각형, 육각형, 마름모 등 다양한 형태일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 각각의 세라믹 바닥 패널의 외관은 다양한 형상을 취할 수 있으나, 직육면체 형상인 것이 바람직하다. 또한, 직육면체 형상의 세라믹 바닥 패널의 상단의 4개의 모서리는 면취될 수 있고, 상기 면취된 부분은 실리콘으로 코팅되는 것이 바람직하다.
바람직하기로는, 상기 각각의 세라믹 바닥 패널은 고령토, 견운모, 황토 및 점토 중 적어도 하나를 포함하는 조성물을 압출 성형한 후 대략 1,000℃-1,200℃ 이상의 온도에서 소성한 성형체인 것이 바람직하다. 추가로, 상기 소성된 성형체는 연마가공되고 상단 모서리 부분이 면취될 수 있다. 더욱 바람직하기로는, 상기 고령토, 견운모, 황토 및 점토 중 적어도 하나를 포함하는 조성물은 고령토 30~60중량부, 견운모 10~40중량부, 황토 10~30중량부, 점토 10~40중량부 비율로 혼합된 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 바닥면 상에 단열재가 제공되어 있고 상기 단열재 상에 상기 순환파이프를 안치시키면서 수용하기 위한 공간이 형성 된 파이프 지지틀체를 더 포함할 수 있다. 상기 파이프 지지틀체는 금속성 재질로 이루어지고, 상기 순환파이프는 엑셀 파이프, 알루미늄 파이프 또는 동 파이프로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 파이프 지지틀체의 바닥면에는 상기 순환파이프가 통과될 수 있는 구멍들이 형성되어 있고, 상기 순환파이프의 일단이 상기 구멍들 중 어느 하나의 구멍을 통해 연장하여 열전달매체, 예를 들어 온수를 가열하는 보일러(미도시)에 연결되어 있다. 보일러에서 가열된 온수는 상기 순환파이프의 일단을 통해 유입되어 상기 순환파이프 내부를 순환한다. 한편, 상기 순환파이프의 타단은 상기 구멍들 중 다른 하나의 구멍을 통해 연장하여 보일러(미도시)에 연결되어 있다. 상기 순환파이프의 일단을 통해 유입되어 상기 순환파이프 내부를 완전히 순환한 온수는 상기 순환파이프의 타단을 통해 유출된다.
본 발명의 더욱 바람직한 일실시예에서, 상기 파이프 지지틀체와 상기 온돌 바닥 사이에는 상기 순환파이프로부터 복사된 열을 상기 온돌 바닥에 전달하는 강화유리판을 추가로 포함할 수 있다. 상기 강화 유리판은 상기 파이프 지지틀체 상단 부분을 덮어주면서 상기 세라믹 바닥 패널들이 안치되는 평평한 상부면을 제공하는 방식으로 구성되는 것이 바람직하다. 대안으로, 상기 파이프 지지틀체 내의 상기 순환파이프를 보호하면서 복사된 열을 효과적으로 전달하기 위해 알루미늄 판이 순환파이프 위에 추가로 제공될 수 있다.
본 발명의 축열식 난방 시스템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대는 종래의 온 수 순환식 온돌 침대에 비해 침대 바닥으로의 열전도율이 우수하고 축열기능이 뛰어난 장점이 있다.
또한, 본 발명의 세라믹 바닥 패널 침대는 인체에 유해한 전자파나 방사선을 발생하지 않고 인체에 도움이 되는 원적외선을 발생하여 요양을 필요로 하거나 수술 이후 회복 과정에 있는 환자 등의 세포 재생 및 원기 회복에 도움을 줄 수 있으며, 침대의 습도 조절 기능이 탁월하고 곰팡이나 진드기 등이 침대에 자생하지 못하도록 하는 항균기능을 갖는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명을 한정하지 아니하고 오로지 예시를 위한 실시예에 의해 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 하기 실시예는 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 축열식 난방 시스템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대(100)가 분해된 상태를 나타내는 분해사시도이고, 도 2는 조립된 상태의 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일실시예의 축열식 난방 시스템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대(100)가 일부 조립된 상태를 나타내는 사시도로서 세라믹 바닥 패널(P)중 일부가 강화유리판(30)상에 안치되지 않은 상태를 나타내는 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일실시예의 세라믹 바닥 패널(P)이 연마가공되기 전의 사시도 및 정면도이 고, 도 5는 세라믹 바닥 패널(P)이 연마가공된 후의 사시도 및 정면도이다. 도 6은 세라믹 바닥 패널(P)의 제조과정을 설명하는 순서도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예의 축열식 난방 시스템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대(100)는 침대틀(10)과, 상기 침대틀(10) 내부에 안치되고, 보일러(미도시)에서 가열된 온수가 내부에서 순환되어 복사열을 방출하는 순환파이프(22)와, 바닥면 상에 단열재(24)가 제공되어 있고 상기 단열재(24) 상에 상기 순환파이프(22)를 안치시키면서 수용하기 위한 공간이 형성된 파이프 지지틀체(26)와, 상기 파이프 지지틀체(26) 상단 부분을 완전히 덮어주는 방식으로 위치하는 강화유리판(30)과, 상기 강화유리판(30)이 제공하는 평평한 상부면 상에 안치되고 상기 순환파이프(22)로부터 방출된 복사열을 상기 강화유리판(30)을 통해 전달받는 복수개의 세라믹 바닥 패널들(P)로 이루어진 온돌 바닥(40)을 포함한다.
상기 복수개의 세라믹 바닥 패널들(P)은 각각 단위 블럭으로서 조립되어 상기 온돌 바닥(40)을 구성하는데, 각각의 세라믹 바닥 패널(P)의 단변(a)과 장변(b)은 서로 맞대어 정렬배치된다(도 1 및 도 3참조).
구체적으로, 단위 블럭으로서 각각의 세라믹 바닥 패널(P)을 살펴보면, 단위 블럭의 세라믹 바닥 패널(P)은 그 내부에 길이방향(b)으로 관통되어 형성된 통로들(42a-42c, 44a-44d)을 포함하고 있다(도 1, 도 3, 도 4 및 도 5 참조). 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 단위 블럭의 세라믹 바닥 패널들(P1-P5)은 상기 강화유리판(30)의 평평한 상부면 상에서 그 단변(a)과 장변(b)을 서로 맞대면서 정렬배치되는데, 상기 침대틀(10)의 열(列)방향을 따라 어느 하나의 단위 블럭의 세라 믹 바닥 패널(P2)의 관통 통로들(42a-42c, 44a-44d)은 단변(a)을 통해 다른 하나의 단위 블럭의 세라믹 바닥 패널(P3)의 관통 통로들(42a-42c, 44a-44d)과 연통된다.
이와 같이, 복수개의 세라믹 바닥 패널들(P)이 상기 침대틀(10)의 열(列)방향을 따라 배치되면 단위 블럭의 세라믹 바닥 패널(에를 들어, P1-P5)의 통로들(42a-42c, 44a-44d)이 열방향(b)으로 상호 연통되어 온돌 바닥(40)의 전체 길이에 대해 열이 쉽게 전도되어 순환될 수 있는 축열통로가 형성된다. 따라서, 이러한 축열통로를 통해 열이 용이하게 세라믹 바닥 패널들(P)로 이루어진 온돌 바닥(40)에 전달될 뿐만아니라 다공질로 이루어진 세라믹 바닥 패널들(P)의 물성에 의해 온수파이프(22)로부터 상승되어 전달되는 복사열을 흡수하게 되어 온돌 바닥(40)의 가열 시간이 짧아지게 되고, 복사되어 전달된 열이 축열통로에 의해 쉽게 방출되지 않고 축적되어 일단 가열된 온돌 바닥(40)을 오랜 시간 동안 따뜻하게 유지할 수 있는 기능을 하게 되는 것이다.
한편, 도 5에 도시된 예를 살펴보면, 단위 블럭의 세라믹 바닥 패널(P)에는 7개의 통로들(42a-42c, 44a-44d)이 관통되어 형성되어 있고, 상기 7개의 통로들(42a-42c, 44a-44d)은 서로에 대해 동일한 간격(l)을 두고 위치하고 있다. 또한, 상기 7개의 통로들(42a-42c, 44a-44d)은 세라믹 바닥 패널(P)의 횡방향으로 지그재그 형태로 정렬되어 있음을 알 수 있다. 즉, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 세라믹 바닥 패널(P)의 횡단면에 있어서 상단 부분에 4개의 통로들(44a-44d)이 등간격으로 배치되어 있고, 하단 부분에는 3개의 통로들(42a-42c)이 각각 상기 상단 부분의 4개의 통로들(44a-44d) 사이에 등간격으로 배치되어 전체적으로 7개의 통로 들(42a-42c, 44a-44d)은 지그재그 형태를 취하고 있음을 알 수 있다. 이와 같이 지그재그 형태로 통로들(42a-42c, 44a-44d)을 배치하면 세라믹 바닥 패널(P)의 구조적인 안정성을 유지하면서도 최대한 많은 수의 관통 통로들을 형성할 수 있는 장점이 있다.
그러나, 본 발명은 이러한 통로들 개수 및 배치 형상에 제한되는 것이 아니고, 세라믹 바닥 패널(P)의 재료 특성에 따라 허용가능한 개수의 통로들을 형성할 수 있고 통로들의 배치 형상도 직선형 또는 다른 적합한 형태로 구성할 수 있음을 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자라면 용이하게 이해할 것이다.
또한, 도 5에 도시된 7개의 통로들(42a-42c, 44a-44d)의 횡단면 형상은 대략 타원형인 것이 예시되어 있으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니고 원형, 사각형, 오각형, 육각형, 마름모 등 다양한 형태일 수 있다. 도 5에 예시된 7개의 통로들(42a-42c, 44a-44d)의 타원형 단면의 장축의 길이(φ1)는 23mm이고, 단축의 길이(φ2)는 10mm이다. 또한, 상기 7개의 통로들(42a-42c, 44a-44d)간의 거리(l)는 3.75mm이다. 그러나, 이러한 통로들의 치수들은 본 발명을 제한하는 것으로 해석하여서는 아니되며 본 발명을 설명하기 위한 예시로서 해석되어야 한다.
한편, 단위 블럭으로서의 세라믹 바닥 패널(P)의 형상 및 크기는 침대(100)의 크기, 각 단위 세라믹 바닥 패널 제조공정상의 한계 및 침대 사용자의 선호에 따라 임의로 조정이 가능하나, 본 발명의 일실시예에서는 직육면체 형상으로서 단변(a)이 200mm, 장변(b)이 340mm, 높이(c)가 45mm인 것을 사용한다(도 5 참조).
또한, 각각의 세라믹 바닥 패널(P)은 다양한 형상을 취할 수 있으나, 도 5에 서는 직육면체 형상으로서 상단의 4개의 모서리(S)가 면취된 것을 예시하고 있다. 모서리(s)가 면취된 부분은 실리콘으로 코팅될 수 있다. 세라믹 바닥 패널(P)의 상부면을 연마하고 상단 모서리(s)를 면취한 후에 모서리(s)가 면취된 부분을 실리콘으로 코팅하면 침대 사용자가 세라믹 바닥 패널들(P)로 구성된 온돌 바닥(40)에 누울 때 몸에 배기는 느낌을 최소화할 수 있다. 그러나, 상단의 4개의 모서리가 면취되지 않은 세라믹 바닥 패널(P)도 본 발명에 적용가능한 것이다.
도 4에는 단위 블럭으로서의 세라믹 바닥 패널(P)을 후술하는 제조공정에 따라 압출 성형하고 소성하여 얻은 세라믹 바닥 패널(P) 단위 성형체의 사시도 및 정면도가 도시되어 있다. 도 4의 세라믹 바닥 패널(P) 단위 성형체는 연마가공되기 전의 것으로서 대략 직육면체 형상을 취하며, 평면, 저면, 좌우측면 등을 연마가공하고 4개의 상단 모서리(s)를 면취하여 도 5에 도시된 바와 같은 세라믹 바닥 패널(P)을 얻는다. 도 4에 도시된 바와 같은 세라믹 바닥 패널(P) 단위 성형체도 본 발명에 적용가능한 것이다.
그리고, 상기 온돌 바닥(40)을 구성하기 위해 사용되는 세라믹 바닥 패널(P)의 개수는 상기 침대틀(10)의 사이즈에 따라 조정이 가능하나, 1400mm×1700mm 크기의 퀸사이즈 침대의 경우에는 가로 방향으로 7개의 세라믹 바닥 패널(P)을 배치하고 세로 방향으로 5개의 세라믹 바닥 패널(P)을 배치한다.
한편, 상기 세라믹 바닥 패널 침대(100)에 사용되는 순환파이프(22)는 파이프 지지틀체(26)내의 단열재(24) 상에 안치되면서 파이프 지지틀체(26)내에 수용되어 있다. 따라서, 순환파이프(22)는 파이프 지지틀체(26) 바닥면 상에 제공된 단열 재(24) 위에 안치되어 순환파이프로(22)부터의 복사열이 하방으로 손실되지 않고 상방의 강화유리판(30) 및 온돌 바닥(40)으로 효과적으로 전달되게 한다. 파이프 지지틀체(26)는 금속성 재질로 이루어지고, 순환파이프(22)는 엑셀 파이프, 알루미늄 파이프 또는 동 파이프로 구성된다. 단열재로는 열의 보온을 위해 통상 사용되는 것을 채택하여 사용할 수 있는데, 예를 들면 스티로폼을 사용할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 파이프 지지틀체(26)의 바닥면에는 상기 순환파이프(22)가 통과될 수 있는 구멍들(28a, 28b)이 형성되어 있고, 상기 순환파이프(22)의 일단이 상기 구멍들 중 어느 하나의 구멍(28a)을 통해 연장하여 온수를 가열하는 보일러(미도시)에 연결되어 있다. 보일러에서 가열된 온수는 상기 순환파이프(22)의 일단을 통해 유입되어 상기 순환파이프(22) 내부를 순환한다. 한편, 상기 순환파이프(22)의 타단은 상기 구멍들 중 다른 하나의 구멍(28b)을 통해 연장하여 보일러(미도시)에 연결되어 있다. 상기 순환파이프(22)의 일단을 통해 유입되어 상기 순환파이프(22) 내부를 완전히 순환한 온수는 상기 순환파이프(28b)의 타단을 통해 유출된다.
한편, 본 발명에 따른 세라믹 바닥 패널 침대에 공급되는 온수를 가열하는 보일러로는 침대가 실내에 설치되는 점을 감안하여 온수의 강제 순환시 발생하는 소음을 최소화하는 무동력순환방식의 온수보일러를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니고 가열된 온수를 온수파이프 내에서 순환시킬 수 있는 보일러라면 채택하여 사용할 수 있는 것임을 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자라면 이해할 것이다. 상세한 도시는 생략하였으나 상기 무동력순환 방식의 온수보일러는 상기 순환파이프(22)의 일단과 타단과 연통되도록 연결되어 침대(100)에 별도로 제공되는 협탁(미도시)내에 설치되거나 침대(100)의 상단부(침대 사용자의 머리가 놓이는 부분)에 제공된 박스형 챔버(미도시) 내에 설치될 수 있다. 무동력순환방식의 온수보일러는 당업계에 통상 사용되고 있는 것을 본 발명의 세라믹 바닥 패널 침대(100)에 적용하여 사용하며, 이는 본 발명의 본질적인 요소가 아니므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 참고로, 전술한 바와 같은 선행기술인 대한민국 등록실용신안 제20-0378299호에도 무동력순환방식의 온수보일러가 개시되어 있다.
또한, 전술한 바와 같이 상기 순환파이프(22)를 수납하는 상기 파이프 지지틀체(26)의 상단은 강화유리판(30)이 완전히 덮고 있어 상기 파이프 지지틀체(26)의 상방으로 방출되는 복사열이 외부로 유출되어 손실되는 것을 방지하고 있다. 따라서, 상기 강화유리판(30)은 복수개의 세라믹 바닥 패널들(P)이 안치될 수 있는 평평한 바닥면을 제공함으로써 평평한 강화유리판 상에서 복수개의 세라믹 바닥 패널들(P)을 행과 열을 맞추면서 서로 맞대어 정렬배치할 수 있을 뿐만아니라, 구조적인 안정성 및 효과적인 복사열 전달도 동시에 도모할 수 있는 것이다. 대안으로, 상기 파이프 지지틀체(26) 내의 상기 순환파이프(22)를 보호하면서 복사된 열을 효과적으로 전달하기 위해 알루미늄 판이 순환파이프 위에 추가로 제공될 수 있다.
한편, 본 발명에 사용되는 세라믹 바닥 패널(P)은 고령토 30~60중량부, 견운모 10~40중량부, 황토 10~30중량부, 점토 10~40중량부의 조성물로 제작된다.
고령토는 물이나 탄산 등의 화학적 작용으로 바위와 돌이 분해되어 생긴 진 흙으로 주광물은 카올리나이트 Al2O3·2SiO2·2H2O와 할로이사이트 Al2O3·SiO2·4H2O이며 흰색 또는 회백색을 띤다. 그리고 고령토 속에 함유된 실리카 성분은 세라믹 바닥 패널(P)의 뼈대 역할을 하고 고령토 속에 함유된 알루미나 성분은 내화성을 부여하여 소결시 화학작용, 마모 및 열 충격에 대한 저항성을 우수하게 하며 다량의 원적외선 및 음이온을 방사한다. 또한, 도자기 원료로 사용되기도 하며 수분을 가하면 가소성(可塑性)을 가지고 건조하면 강성(剛性)을 나타내기 때문에 본 발명의 세라믹 바닥 패널(P)의 원료로 적합하게 활용할 수 있으며, 산성백토, 도석, 벤토나이트 및 반토혈암 등을 함유하고, 적당량의 물과 혼합하면 가소성을 가지며 수㎛이하의 미립자로 구성되어 있어 건조할 경우 견고하게 굳는 성질이 있어 세라믹 바닥 패널(P)의 제조방법에 매우 유용하게 적용할 수 있게 된다.
견운모는 칼륨을 함유하는 점토광물의 일종으로 백운모(白雲母)의 미세종(微細種)이며 화학조성 K0~1(Al, Si3O10)·2H2O＋nH2O로서 대부분 흰색·회색을 띠나 드물게 담록색을 띠는 것도 있고, 소량의 크롬과 철을 함유하여 녹색을 나타내는 것도 있다. 그리고, 견운모는 독특한 견사광택(絹絲光澤)이 있고 표면이 매끄러워 본 발명에 사용되는 세라믹 바닥 패널(P)에 유용하게 활용할 수 있게 되며, 더불어 세리사이트(Sericite)라고도 하여 가소성이 크고 건조강도가 좋으며 소결시 점성이 크며 하중 연화온도가 높을 뿐만 아니라 다량의 원적외선 및 음이온을 방사하여 본 발명에 매우 적합하게 이용할 수 있다.
황토는 담황색 또는 회황색의 비고결(非固結) 풍화퇴적물로서 뢰스(loess)라 고도 하며, 황토의 입자반지름조성은 바람으로 선별되기 때문에 크기가 고르며 직경 0.005~0.1㎜의 가는 모래나 실트가 대부분을 차지하고, 광물조성은 석영·방해석·장석 등의 가벼운 광물이 풍부하고 그밖에 운모·각선석·휘석·녹렴석 등의 무거운 광물도 함유되어 있으며 일라이트도 함유되어 있다. 그리고 칼슘과 마그네슘의 탄산염이 많아(CaCO3, 함량 0~33%) 묽은 염산을 가하면 이산화탄소가 발생하면서 거품이 일어나기도 하고, 탄산염을 제외한 화학조성은 SiO2 72~82%, Al2O3 6~10%, Fe2O3 1~6%, CaO 0.8~1%, Na2O 0~1%, K2O 1~2%, P2O5 0.1~0.4%이다. 황토는 구성 광물입자의 형태가 매끄럽지 않아 미세한 간극(간극률 40~50%)이 많으므로 투수성(透水性)이 좋아 정체수층(停滯水層)이 거의 형성되지 않고 특히 간극을 통하여 소음을 상쇄시키는 기능이 탁월하며, 다량의 원적외선 및 음이온을 방사하고, 세립물질(細粒物質)로 되어 있어 응집성이 강한 성질로서 본 발명에 특히 유용하게 활용된다.
점토는 미세한 풍화물의 미립자로 된 가소성(可塑性)과 점성(粘性)이 풍부한 물질로서 미립자의 표면이나 결정판 구조의 내면에 음하전(陰荷電)을 발생하고 여기에 양이온(칼륨이나 칼슘, 또는 수소)이 흡착되어 안정된 구조를 이룬다. 또한, 물의 분자도 흡착되기 때문에 점토는 흡습성을 지니며, 점토 입자끼리 또는 조립(粗粒)모래나 실트입자를 결합시키는 힘이 있으며, 토양입자 전체에 집합체를 형성하는 성질을 갖는다. 점토에는 몬모릴로나이트·일라이트·핼로이사이트·벤토나이트 등이 함유되어 있고, 주성분은 함수알루미나 규산염광물의 집합체로 물에 풀었 을 때 부유하고 수분을 가하면 가소성이 발현되는 성질이 있으며, 원적외선 및 음이온을 방사할 뿐만 아니라 건조강도가 좋고 높은 흡수율로서 세라믹 바닥 패널(P)의 물성을 특히 좋게 하여 본 발명에 매우 적합하게 활용할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명의 침대(100)에 사용되는 세라믹 바닥 패널(P)은 고령토 30~60중량부, 견운모 10~40중량부, 황토 10~30중량부, 점토 10~40중량부의 조성물로 제작할 수 있는데, 이들 각 조성물에 대한 함량비율의 임계적 의의는 다음과 같다.
고령토는 그 속에 함유된 알루미나 성분에 의해 내화성을 발휘하여 소결시 화학작용, 마모 및 열 충격에 대한 저항성을 우수하게 하며 다량의 원적외선 및 음이온을 방사하는 성질, 그리고 수분을 가하면 가소성을 가지며 건조하면 강성을 나타내는 성질, 아울러 수㎛이하의 미립자로 구성되어 건조할 경우 견고하게 굳는 성질이 있어 세라믹 바닥 패널(P)의 뼈대 역할을 할 수 있도록 전체 함량비율의 대부분을 차지하는 30~60중량부로서 제공한다.
그리고, 견운모는 독특한 견사광택이 있으며 표면이 매끄러운 성질, 특히 가소성이 크고 건조강도가 좋으며 소결시 점성이 크며 하중 연화온도가 높을 뿐만 아니라 다량의 원적외선 및 음이온을 방사하는 성질이 있다. 황토는 미세한 간극(간극률 40~50%)이 많아 투수성이 좋은 성질, 정체수층이 거의 형성되지 않으며 특히 간극을 통하여 소음을 상쇄시키는 기능이 탁월한 성질, 다량의 원적외선 및 음이온을 방사하고 세립물질로 되어 있어 응집성이 강한 성질이 있다. 점토는 수분을 가할 경우 가소성이 발현되는 성질, 원적외선 및 음이온을 방사할 뿐만 아니라 건조 강도가 좋고 높은 흡수율로서 물성을 특히 좋게 하는 성질이 있다. 견운모, 황토 및 점토는 각각 거의 대등한 함량비율인 10~40중량부: 10~30중량부: 10~40중량부로서 제공한다.
도 6에는 본 발명에 사용되는 세라믹 바닥 패널(P)의 제조방법을 나타내는 개략적인 공정이 개시되어 있다.
구체적으로, 본 발명에 사용되는 세라믹 바닥 패널(P)은 고령토 30~60중량부, 견운모 10~40중량부, 황토 10~30중량부, 점토 10~40중량부를 믹싱한 혼합물을 분쇄하여 숙성하고, 혼합물 100중량부에 대하여 물 15~20중량부를 투입하여 혼련하면서 금형을 통하여 압출하고 규격에 맞게 컷팅하여 세라믹 바닥 패널(P) 성형체를 제작한다. 제작된 세라믹 바닥 패널(P) 성형체를 건조시킨 후, 다시 세라믹 바닥 패널(P) 성형체를 소성하여 세라믹 바닥 패널(P) 단위 조립체(연마 가공전)를 완성한다(도 4 참조). 그리고 연마가공 전의 세라믹 바닥 패널(P) 단위 조립체의 평면, 저면, 좌우측면 등을 연마하고 상단의 4개의 모서리(s)를 면취한 후, 모서리(s)가 면취된 부분을 실리콘으로 코팅하여 도 5에 도시된 바와 같은 연마가공 후의 세라믹 바닥 패널(P) 단위 조립체를 얻는다.
이때, 혼합물의 분쇄크기는 10~50mesh로 하여 각 조성물 상호 간의 혼합을 용이하게 함으로써 고른 배합을 통해 건조 소성시 전체적으로 균일한 특성을 얻게 하며, 특히 압출 성형시 이용되는 금형을 진공상태로 하여 혼합물에 포함된 기포를 대부분 제거하여 더욱 견고하고 강한 세라믹 바닥 패널(P) 단위 조립체를 완성한다.
그리고, 건조공정은 세라믹 바닥 패널(P) 성형체를 30~250℃에서 45~60시간 동안 서서히 건조되도록 하고, 아울러 소성공정 역시 세라믹 바닥 패널(P) 성형체를 1000~1200℃에서 25~38시간 동안 수행함으로써 세라믹 바닥 패널(P) 단위 조립체의 제작 동안에 발생할 수 있는 크랙이나 소성시의 뒤틀림 현상을 미연에 방지한다.
이와 같이 제조된 세라믹 바닥 패널들(P)로 구성된 침대(100)는 세라믹 바닥 패널(P)의 자체 성분, 즉 황토 및 점토에 의한 간극(다공성 간극)에 의해 열 에너지를 오래도록 축열시키는 효과를 갖고, 다량의 원적외선 및 음이온을 방사하여 환자 등의 세포 재생 및 원기 회복에 도움을 줄 수 있으며, 항습 효과(황토의 간극에 의하여 습도가 높을 때에는 습기를 빨아들이고 건조할 때는 습기를 내놓는 효과), 항균 효과 및 항곰팡이 효과 등을 나타내게 된다.
이상, 본 발명을 상기 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다. 당업자라면 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 축열식 난방 시스템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대(100)가 분해된 상태를 나타내는 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예의 축열식 난방 시스템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대(100)가 조립된 상태의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예의 축열식 난방 시스템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대(100)가 일부 조립된 상태를 나타내는 사시도로서 세라믹 바닥 패널(P)중 일부가 강화유리판(30)상에 안치되지 않은 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예의 세라믹 바닥 패널(P)이 연마가공되기 전의 사시도 및 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예의 세라믹 바닥 패널(P)이 연마가공된 후의 사시도 및 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예의 세라믹 바닥 패널(P)의 제조과정을 설명하는 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 세라믹 바닥 패널 침대
10: 침대틀 20: 온수 순환 시스템
22: 순환파이프 24: 단열재
26: 파이프 지지틀체 28a, 28b: 구멍
30: 강화유리판
40: 온돌 바닥
P, P1, P2, P3, P4, P5: 세라믹 바닥 패널
42a-42c, 44a-44d; 축열 통로
Claims (9)
- 침대틀과,상기 침대틀 내부에 제공되고, 가열된 열전달 매체가 내부에서 순환되어 복사열을 방출하는 순환파이프와,상기 순환파이프의 상부에 위치하고 상기 순환파이프로부터 방출된 복사열이 전달되는 복수개의 세라믹 바닥 패널들로 이루어진 온돌 바닥을 포함하되,상기 복수개의 세라믹 바닥 패널들은 그 내부에 길이방향으로 관통되어 형성된 통로들을 포함하고 상기 복수개의 세라믹 바닥 패널들은 상기 통로들이 연통되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 축열식 난방 시스템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대.
- 제1항에 있어서,상기 각각의 세라믹 바닥 패널에는 그 내부에 길이방향으로 복수개의 통로들이 관통되어 형성되고, 상기 복수개의 통로들은 동일한 간격을 두고 평행하게 위치하는 것을 특징으로 하는 축열식 난방 시스템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대.
- 제2항에 있어서,상기 복수개의 통로들은 상기 각각의 세라믹 바닥 패널의 횡방향으로 일직선으로 정렬되거나 지그재그 형태로 정렬되는 것을 특징으로 하는 축열식 난방 시스 템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 통로들의 횡단면 형상은 원형 또는 타원형인 것을 특징으로 하는 축열식 난방 시스템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 각각의 세라믹 바닥 패널은 직육면체 형상으로서, 상단의 4개의 모서리가 면취된 경우 면취된 부분은 실리콘으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 축열식 난방 시스템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 각각의 세라믹 바닥 패널은 고령토, 견운모, 황토 및 점토 중 적어도 하나를 포함하는 조성물을 압출 성형한 후 1,000℃-1,200℃ 이상의 온도에서 소성한 성형체인 것을 특징으로 하는 축열식 난방 시스템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대.
- 제6항에 있어서,상기 고령토, 견운모, 황토 및 점토 중 적어도 하나를 포함하는 조성물은 고령토 30~60중량부, 견운모 10~40중량부, 황토 10~30중량부, 점토 10~40중량부 비율 로 혼합된 것임을 특징으로 하는 축열식 난방 시스템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,바닥면 상에 단열재가 제공되어 있고 상기 단열재 상에 상기 순환파이프를 안치시키면서 수용하기 위한 공간이 형성된 파이프 지지틀체를 더 포함하는 축열식 난방 시스템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 순환 파이프와 상기 온돌 바닥 사이에는 상기 순환파이프로부터 복사된 열을 상기 온돌 바닥에 전달하는 강화유리판 또는 알루미늄 판을 추가로 포함하는 축열식 난방 시스템을 도입한 세라믹 바닥 패널 침대.
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|---|---|---|---|---|
| KR200452522Y1 (ko) * | 2009-01-15 | 2011-03-03 | 임호웅 | 온수 순환식 돌침대 |
| ITVI20100049A1 (it) * | 2010-02-25 | 2011-08-26 | I So Italia S P A | Apparato scaldante per materassi ad acqua |
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2008
- 2008-06-19 KR KR1020080057627A patent/KR20090131729A/ko not_active Application Discontinuation
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