KR20100031223A - 가압순환 구조가 구비된 냉온매트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉.온을 이루는 매트에 관한 것으로서, 상세하게는 열매체가 순환되는 매트의 열매체를 간편하게 냉각 또는 가열하고, 냉각 및 가열된 열매체를 가압하여 순환을 용이하게 이루기 위한 가압순환 구조가 구비된 냉온매트에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 상기 매트의 관로가 하부에 연결되어 열매체가 수용되는 수용부가 구비되고, 상기 수용부에 수용되는 열매체를 냉각 또는 가열하기 위한 열변환부재가 상기 수용부 상부에 구비되며, 상기 열변환부재의 열기를 방열하기 방열판이 구비되고, 상기 방열판 상부에 방열팬이 구성된 열교환부와; 상기 매트와 상기 수용부의 관로에 공급되는 열매체가 역류하지 못하도록 적어도 하나 이상의 체크밸브가 구비되고, 상기 관로에 튜브가 구비되며, 상기 튜브의 표면을 압착하도록 외주면에 위치하는 한 쌍의 압착판이 구비되고, 상기 한 쌍의 압착판과 X형상으로 링크되어 일측 끝단이 부착된 로드가 구비되며, 상기 압착판과 링크된 로드의 타측 끝단은 +, - 전자석에 체결되어 자력에 의해 튜브를 가압 및 해지하는 가압순환부; 및 상기 매트 내부를 순환하는 열매체의 온도를 측정하여 열교환부와 가압순환부를 제어하기 위한 제어부로 구성됨을 특징으로 한다.
매트, 열매체, 열변환부재, 가압순환부, 펠티어소자

Description

가압순환 구조가 구비된 냉온매트{The coldness and warmth mat where the pressurization circulating structure is had}
본 발명은 냉.온을 이루는 매트에 관한 것으로서, 상세하게는 열매체가 순환되는 매트의 열매체를 간편하게 냉각 또는 가열하여 사용자가 손쉽게 사용하고, 냉각 및 가열된 열매체를 가압하여 순환을 용이하게 이루기 위한 가압순환 구조가 구비된 냉온매트에 관한 것이다.
가정이나 숙박업소등에 사용되는 매트에 단순히 바닥의 냉기를 차단하거나 온기를 보온하는 것이 보편적이나, 사용자의 요구에 의해 냉방 또는 난방대용으로 매트가 개발되어 사용되기도 한다.
냉방 또는 난방대용 매트는 일반적으로 계절에 따라 각각의 사용목적이 다름으로 계절에 맞는 각각의 매트를 사용하여 사용자가 실내 바닥을 국부적으로 냉방 또는 난방을 하거나, 단시간에 냉방 또는 난방의 효과를 나타낼 수 있도록 별도의 냉각장치가 구비된 매트 또는 히팅수단이 구비된 전기장판이나 전기매트가 주로 사용되었다.
그러나, 냉각 장치가 구비된 매트는 일반적인 냉각장치의 특성상 소음이 크고 에너지 소비량이 크며 여름 한때만 사용가능하다는 문제점이 있다.
그리고, 전기장판이나 전기매트는, 전기적 특성으로 인하여 유해 전자파가 발생하며, 그 전자파가 인체에 유해한 것이 알려지면서 최근에는 고온의 온수를 이용한 온수 매트가 시중에 판매되고 있다.
상기 온수매트는 온수를 가열하여 순환하는 방식으로 온수공급장치와 온수매트로 구성하되, 상기 온수공급장치는 물탱크에 저장된 물을 전기히터 등으로 가열한 온수를 순환펌프를 이용하여 온수매트 내부에 지그재그형상으로 설치된 관로를 통해 순환공급한다.
그런데 종래의 온수매트는 물탱크 내부에 순환펌프를 설치하여 강제로 온수를 순환공급하기 때문에 소음이 크고, 물탱크 내부에 저장된 물 전체를 가열하기 때문에 설정온도 이상으로 가열하는 데에 상당한 시간이 소요되며, 이로 인해 전기소모량도 많아지는 문제점이 있었다.
또한 종래와 같이 펌프를 사용하는 경우에는 임펠라의 소음으로 수면을 방해하는 요소와, 장시간 사용으로 인한 임펠라가 부식되거나 임펠라의 회전축 사이의 누수로 인한 고장 및 감전사고 등이 자주 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 종래 매트의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 사용자가 하나의 매트로 냉방 및 난방을 손쉽게 선택하여 사용할 수 있으며, 에너지 소비량이 적고, 소음 및 고장이 적으며, 유지보수가 용이하고 감전사고 등의 사고를 미연에 방지하기 위한 가압순환 구조가 구비된 냉온매트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적을 이루기 위하여 외부에서 냉각 또는 가열된 열매체가 순환되는 관로가 형성된 매트에 있어서, 상기 매트의 관로가 하부에 연결되어 열매체가 수용되는 수용부가 구비되고, 상기 수용부에 수용되는 열매체를 냉각 또는 가열하기 위한 열변환부재가 상기 수용부 상부에 구비되며, 상기 열변환부재의 열기를 방열하기 방열판이 구비되고, 상기 방열판 상부에 방열팬이 구성된 열교환부와; 상기 매트와 상기 수용부의 관로에 공급되는 열매체가 역류하지 못하도록 적어도 하나 이상의 체크밸브가 관로에 구비되고, 상기 관로에 튜브가 구비되며, 상기 튜브의 표면을 압착하도록 외주면에 위치하는 한 쌍의 압착판이 구비되고, 상기 한 쌍의 압착판과 X형상으로 링크되어 일측 끝단이 부착된 로드가 구비되며, 상기 압착판과 링크된 로드의 타측 끝단은 +, - 전자석에 체결되어 자력에 의해 튜브를 가압 및 해지하는 가압순환부; 및 상기 매트 내부를 순환하는 열매체의 온도를 측정하여 열교환부와 가압순환부를 제어하기 위한 제어부로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 외부에서 냉각 또는 가열된 열매체가 순환되는 관로가 형성 된 매트에 있어서, 상기 매트의 관로가 하부에 연결되어 열매체가 수용되는 수용부가 구비되고, 상기 수용부에 수용되는 열매체를 냉각 또는 가열하기 위한 열변환부재가 상기 수용부 상부에 적어도 하나 이상 순차적으로 배열되게 구비되며, 상기 적어도 하나 이상의 열교환부재 타측 끝단에 방열팬이 구비된 열교환부와; 상기 매트와 상기 수용부의 관로에 공급되는 열매체가 역류하지 못하도록 적어도 하나 이상의 체크밸브가 관로에 구비되고, 상기 관로에 튜브가 구비되며, 상기 튜브의 표면을 압착하도록 외주면에 위치하는 한 쌍의 압착판이 구비되고, 상기 한 쌍의 압착판과 X형상으로 링크되어 일측 끝단이 부착된 로드가 구비되며, 상기 압착판과 링크된 로드의 타측 끝단은 +, - 전자석에 체결되어 자력에 의해 튜브를 가압 및 해지하는 가압순환부; 및 상기 매트 내부를 순환하는 열매체의 온도를 측정하여 열교환부와 가압순환부를 제어하기 위한 제어부로 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 수용부 내측면에 열교환판이 구비되어 열변환부재에서 발산되는 냉기 또는 열기를 흡수하여 수용부에 수용된 열매체를 냉각 또는 가열되게 구성되는 것을 더 포함함이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 수용부의 어느 일측에 수축되는 보조수용부가 더 구비되어 수용부의 열매체 보충을 이루게 구성되는 것을 더 포함함이 바람직하다.
상기와 같이 본 발명은 열교환부에 수용된 열매체가 열변환부재에 의해 냉각 및 가열이 이루어져 열매체에 의한 매트의 냉각 및 가열이 용이하므로 사용자가 하나의 매트로 계절에 상관없이 손쉽게 냉방 및 난방이 이루어지며, 열변환부재의 구 조를 단순화하여 열교환부의 크기 및 에너지 사용량을 최소화하는 효과가 있다.
그리고, 가압순환부에 의해 열매체가 열교환부와 매트의 순환이 원활이 이루어지고, 순환 모터에 의한 소음 및 고장을 최소화하고, 감전사고 등의 위험을 미연에 방지하는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면에 의해 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시 예의 가압순환 구조가 구비된 냉온매트를 도시한 구조도 이고, 도 2는 본 발명의 가압순환부의 작동상태를 도시한 작동도로서, (a)는 가압되기전 상태이며, (b)는 가압된 상태를 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명은 열매체(미도시)가 순환되는 매트(1)와, 상기 매트(1)에 순환되는 열매체를 냉각 또는 가열하기 위한 열교환부(10)와, 상기 열매체를 가압순환하기 위한 가압순화부(20) 및 제어부(30)로 구성된다.
매트(1), 보편적인 열매체가 순환되는 공지의 매트(1)가 사용가능한 것으로 내부에 관로(2)가 구성된 것이다.
상기 열매체는 냉각 및 가열이 용이한 액체가 사용되며, 보편적으로 물이 사용되나 사용자의 편의에 따라 냉각 및 가열이 용이한 여러 종류의 액체를 선택하여 사용가능한 것이다.
열교환부(10)는, 상기 매트(1)의 관로(2)가 하부에 연결되어 열매체가 수용되는 수용부(11)가 구비되고, 상기 수용부(11)에 수용되는 열매체를 냉각 또는 가열하기 위한 열변환부재(14)가 상기 수용부(11) 상부에 구비되며, 상기 열변환부 재(14)의 열기를 방열하기 방열판(15)이 구비되고, 상기 방열판(15) 상부에 방열팬(16)이 구성된다.
아울러, 상기 수용부(11) 내측면에 열교환판(12)이 구비되어 열변환부재(14)에서 발산되는 냉기 또는 열기를 흡수하여 수용부(11)에 수용된 열매체를 냉각 또는 가열되게 구비되며, 수용부(11)의 어느 일측 외주면에 수축되는 보조수용부(13)가 더 구비되어 수용부(11)의 열매체 보충을 이루게 구성된다.
상기 보조수용부(13)는, 가압순환부(30)의 구동에 의해 가압 되는 열매체에 과도한 압력의 발생시 팽창되게 구비되고, 열매체의 손실시 수축되어 손실된 열매체를 보충함과 동시에 수용부(11)가 소정의 압력을 유지하도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기 열변환부재(10)는, 전원에 의해 인가된 전기에 의해 냉각 및 가열을 이루는 반도체가 이용되고, 상기 반도체는 펠티어 소자(ThermoElectric Cooler (TEC), ThermoElectric Module(TEM))로 구성된다.
가압순환부(20)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 상기 매트(1)와 열교환부(10) 사이의 관로(2)에 위치되어 열매체의 역류를 방지하기 위한 체크밸브(21) 관로(2) 상에 적어도 하나 이상 구비되며, 관로(2)의 어느 일측에 구동부(22)의 구동에 의해 가압 및 해제되는 실리콘 재질의 튜브(23)에 열매체가 공급 및 배출된다.
상기 구동부(22)는, 상기 튜브(23) 내부에 공급된 열매체을 압착하도록 한 쌍의 압착판(24) 외주면에 설치되고, 상기 압착판(24)에는 X형상으로 교차하게 로 드(25)를 위치하고 중앙을 힌지 체결한 상태로 링크하여 일측 끝단에 체결한다.
또한, 압착판(24)에 체결된 로드(25)의 타측 끝단은 +, - 전자석(26)에 각각 체결되어 자력에 의해 밀고 당기면 로드(25)가 서로 포개지거나 벌려지면서 압착판(24)이 튜브(23)를 가압 및 해지한다.
제어부(30)는, 상기 매트(1)에 구비된 온도감지센서(미도시)에 의해 감지된 매트(1)의 온도를 감지하여 상기 열교환부(10)와 상기 가압순환부(20)의 제어를 이루게 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 사용자가 제어부(30)를 통해 매트(1)의 온도를 설정하고 전원을 인가하면, 제어부(30)에 의해 열교환부(10)에 전원이 인가되고, 열교환부(10)에 구비된 열변환부재(14)가 냉각 또는 가열된다.
상기 열변환부재(14)는 전원의 전환에 따라 냉각 또는 가열을 이루는 것이다.
상기 열변환부재(14)의 냉각 또는 가열에 의해 상기 열변환부재(14)와 상호 면 접촉을 이룬 수용부(11)가 냉각 또는 가열되므로, 수용부(11)에 수용된 열매체가 냉각 또는 가열되는 것이다.
아울러, 수용부(11) 내측면에 상기 열변환부재(14)와 상호 면 접촉을 이루는 열교환판(12)을 구비하여 열전도를 극대화할 수 있는 것이다.
그리고, 상기 열변환부재(14)의 구동시 발열되는 열기는 열변환부재(14) 상부에 면 접촉을 이룬 방열판(15)으로 흡수되어 방열판 상부(15)에 구비된 방열팬(16)에 의해 방열되는 것이다.
상기와 같이 열교환부(10)에 의해 열매체가 냉각 또는 가열되면 가압순환부(20)에 의해 열매체가 순환되는 것으로 도 2에 도시된 바와 같이 구동부(21)에 일렬로 위치한 +, - 전자석(26)이 (a)와 같이 자력에 의해 서로 밀어버리면 튜브(23)의 외주면에 각각 위치한 한 쌍의 압착판(24)은 X형상으로 교차한 상태에서 연동하여 벌려진 상태를 유지하고, (b)와 같이 반대로 +, - 전자석(26)이 자력에 의해 서로 당겨지면 이와 비례하게 압착판(24)도 연동하여 튜브(23)를 압착하여 튜브(23) 내부에 있는 열매체를 열교환부(10)의 수용부(11)로 공급하고, 수용부(11) 내부에 냉각 또는 가열된 열매체는 자연스럽게 매트(1)로 배출되어 강제 순환시킨다.
따라서 매트(1)에 공급되는 열매체를 빠른 속도로 순환시키기 위해 수용부(11)에서 공급되는 열매체는 입구 방향의 체크밸브(21)를 통해 튜브(23)로 공급되면 제어부(30)에 미리 입력된 프로그램에 의해 구동부(21)가 작동하여 +,- 전자석(26)이 자력에 의해 밀착하면 로드(25)에 의해 이와 연동하는 한 쌍의 압착판(24)은 튜브(23)를 압착하면 입구방향 체크밸브(21)는 열매체가 역류하지 못하도록 차단한 상태에서 튜브(23) 내부에 공급된 열매체는 압력에 의해 출구방향 체크밸브(21)를 통해 배출되어 수용부(11)로 공급되고 열변환부재(14))에 의해 냉각 또는 가열된 열매체는 매트(1)로 배출되어 수용부(11)로 재차 유입되는 순환과정이 반복되어 열매체를 빠른 속도로 순환시켜 매트(1)가 전체적으로 균일하게 냉각 또는 가열할 수 있다.
상기 열매체의 순환속도는 가압순환부(20)의 압착판(24)이 튜브(23)를 압착 하는 압착력과 압착 및 해지하는 작동시간의 간격을 조절함에 따라 열매체의 순환속도를 조절할 수 있다.
아울러, 사용자의 편의에 따라 상기 수용부(11) 또는 관로(2)상에 순환 모터(미도시)를 더 구비하여 상기 가압순환부(20)와 상호 연동 되게 구성할 수 있는 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예의 열교환부를 확대 도시한 구성도이다.
이를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 다른 실시 예의 가압수단 구조가 구비된 냉온매트는, 매트(1)와, 열교환부(100)와, 가압순환부(20) 및 제어부(30)로 구성되며, 상기 매트(1)와 가압순환부(20) 및 제어부(30)의 구성 및 작동관계는 본 발명의 일실시 예와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명 및 도면은 생략한다.
다만, 도 3에 도시된 바와 같이 열교환부(100)는, 상기 매트(1)의 관로(2)가 하부에 연결되어 열매체가 수용되는 수용부(110)가 구비되고, 상기 수용부(110)에 수용되는 열매체를 냉각 또는 가열하기 위한 열변환부재(140)가 상기 수용부(110) 상부에 적어도 하나 이상 순차적으로 배열되게 구비되며, 상기 적어도 하나 이상의 열교환부재(140) 타측 끝단에 방열팬(160)이 구성된다.
아울러, 상기 수용부(11) 내측면에 열교환판(120)이 구비되어 열변환부재(140)에서 발산되는 냉기 또는 열기를 흡수하여 수용부(110)에 수용된 열매체를 냉각 또는 가열되게 구비되며, 수용부(110)의 어느 일측 외주면에 수축되는 보조수 용부(130)가 더 구비되어 수용부(110)의 열매체 보충을 이루게 구성된다.
상기와 같이 구성된 열교환부(100)는 본 발명의 일실시 예의 열교환부(10)와 상호 대동소이하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 열교환부재(140)가 순차적으로 배열되어 각각의 열교환부재(140)가 냉각 또는 가열되어 순차적인 열교환으로 방열을 최소화하여 방열팬(160)에 의한 소음을 최소화하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시 예의 가압순환 구조가 구비된 냉온매트를 도시한 구조도.
도 2는 본 발명의 가압순환부의 작동상태를 도시한 작동도로서, (a)는 가압되기전 상태이며, (b)는 가압된 상태를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예의 열교환부를 확대 도시한 구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1: 매트 2: 관로
10,100: 열교환부 11,110:수용부
12,120: 열교환판 13,130: 보조수용부
14,140: 열교환부재 15: 방열판
16,160: 방열팬 20: 가압수환부
21: 체크밸브 22:구동부
23: 튜브 24: 압착판
25: 로드 26: 전자석
30: 제어부

Claims (4)

  1. 외부에서 냉각 또는 가열된 열매체가 순환되는 관로(2)가 형성된 매트(1)에 있어서,
    상기 매트(1)의 관로(2)가 하부에 연결되어 열매체가 수용되는 수용부(11)가 구비되고, 상기 수용부(11)에 수용되는 열매체를 냉각 또는 가열하기 위한 열변환부재(14)가 상기 수용부(11) 상부에 구비되며, 상기 열변환부재(14)의 열기를 방열하기 위한 방열판(15)이 구비되고, 상기 방열판(15) 상부에 방열팬(16)이 구성된 열교환부(10)와;
    상기 매트(1)와 상기 수용부(11)의 관로(2)에 공급되는 열매체가 역류하지 못하도록 적어도 하나 이상의 체크밸브(21)가 구비되고, 상기 관로(2)에 튜브(23)가 구비되며, 상기 튜브(23)의 표면을 압착하도록 외주면에 위치하는 한 쌍의 압착판(24)이 구비되고, 상기 한 쌍의 압착판(24)과 X형상으로 링크되어 일측 끝단이 부착된 로드(25)가 구비되며, 상기 압착판(23)과 링크된 로드(25)의 타측 끝단은 +, - 전자석(26)에 체결되어 자력에 의해 튜브(23)를 가압 및 해지하는 가압순환부(20); 및
    상기 매트 내부를 순환하는 열매체의 온도를 측정하여 열교환부(10)와 가압순환부(20)를 제어하기 위한 제어부(30)로 구성됨을 특징으로 하는 가압순환 구조가 구비된 냉온매트.
  2. 외부에서 냉각 또는 가열된 열매체가 순환되는 관로(2)가 형성된 매트(1)에 있어서,
    상기 매트(1)의 관로(2)가 하부에 연결되어 열매체가 수용되는 수용부(110)가 구비되고, 상기 수용부(110)에 수용되는 열매체를 냉각 또는 가열하기 위한 열변환부재(140)가 상기 수용부(110) 상부에 적어도 하나 이상 순차적으로 배열되게 구비되며, 상기 적어도 하나 이상의 열교환부재(140) 타측 끝단에 방열팬(150)이 구비된 열교환부(100)와;
    상기 매트(1)와 상기 수용부(11)의 관로(2)에 공급되는 열매체가 역류하지 못하도록 적어도 하나 이상의 체크밸브(21)가 구비되고, 상기 관로(2)에 튜브(23)가 구비되며, 상기 튜브(23)의 표면을 압착하도록 외주면에 위치하는 한 쌍의 압착판(24)이 구비되고, 상기 한 쌍의 압착판(24)과 X형상으로 링크되어 일측 끝단이 부착된 로드(25)가 구비되며, 상기 압착판(23)과 링크된 로드(25)의 타측 끝단은 +, - 전자석(26)에 체결되어 자력에 의해 튜브(23)를 가압 및 해지하는 가압순환부(20); 및
    상기 매트 내부를 순환하는 열매체의 온도를 측정하여 열교환부(10)와 가압순환부(20)를 제어하기 위한 제어부(30)로 구성됨을 특징으로 하는 가압순환 구조가 구비된 냉온매트.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 수용부(11,110) 내측면에 열교환판(12,120)이 구비되어 열변환부재(14,140)에서 발산되는 냉기 또는 열기를 흡수하여 수용부(11,110)에 수용된 열매체를 냉각 또는 가열되게 구성되는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 가압순환 구조가 구비된 냉온매트.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 수용부(11,110)의 어느 일측에 수축되는 보조 수용부(13,130)가 더 구비되어 수용부(11,110)의 열매체 보충을 이루게 구성되는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 가압순환 구조가 구비된 냉온매트.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101496880B1 (ko) * 2013-11-13 2015-03-04 김대복 슬림형 트윈냉온수생성모듈을 통한 스마트 무결로형냉온수매트장치
KR20180137341A (ko) * 2017-06-16 2018-12-27 주식회사 경동원 중앙부 우선 공급형 매트장치 및 중앙부 우선 공급형 매트

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