KR20110053863A - Wearable heating pad using flexible heating unit - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인체의 등이나 허리 또는 어깨나 팔, 다리에 착용하여 사용할 수 있게 한 발열패드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발열메쉬 또는 신축성 발열선이나 도전성 합연사로 된 유연성 발열체에 휴대가 가능하면서도 충전식 전원부가 내장된 컨트롤러를 결합 형성하고, 상기 발열체에는 양 끝단부를 서로 결합 및 분리시킬 수 있도록 한 다양한 형태의 파스너를 결합 형성함으로써, 사용자의 필요에 따라 등이나 허리 또는 어깨나 팔, 다리 등에 간편하게 착용하여 방한은 물론 찜질 효과를 효과적으로 얻을 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a heating pad that can be worn and used on the back, waist, shoulders, arms, and legs of a human body, and more particularly, can be carried on a flexible heating element made of a heating mesh or an elastic heating wire or a conductive twisted yarn. By combining and forming a controller with a built-in power supply, and by forming a combination of various types of fasteners for coupling and separating both ends to each other, the heating element can be easily worn on the back, waist, shoulder, arm, leg, etc. according to the needs of the user. By going to cold weather as well as to effectively get the effect.
기능성 고분자의 한 분야로서 전기 전도성 고분자의 중요성이 점차 커지고 있다. 고분자 재료에 전기 전도성을 부여함으로써 고분자 물질의 유용한 물리·화학적 성질의 물성 및 기능성이 우수한 장점을 얻을 수 있을 뿐 아니라 생산 원가 측면에서도 저렴한 절약형 재료를 얻을 수 있다.As the field of functional polymers, the importance of electrically conductive polymers is increasing. By imparting electrical conductivity to the polymer material, it is possible to obtain the advantages of excellent physical and chemical properties and functionalities of the polymer material, as well as to obtain an inexpensive material in terms of production cost.
전기 전도성 고분자의 응용 분야도 대전 방지용, 자기 발열용, 또는 전자기파 흡수 등으로 다양화, 전문화되고 있으며, 이러한 용도로 여러 가지의 전도성 복합재료가 제조되고 있다. 전도성 충전제가 함유된 반 결정성 고분자는 온도를 증가시키면 고분자의 용융 영역에서 열적 팽창으로 인하여 고분자 내에 있는 충전제 입자 사이의 층이 증가하게 되어 전자의 흐름이 방해를 받게 되고 따라서 온도가 증가함에 따라 저항이 갑자기 높게 증가하는 현상이 나타나는데 이를 PTC(Positive Temperature Coefficient) 현상이라고 한다.Applications of the electrically conductive polymer are also diversified and specialized for antistatic, self-heating, or electromagnetic wave absorption. Various conductive composite materials have been manufactured for this purpose. In semi-crystalline polymers containing conductive fillers, increasing the temperature increases the layer between filler particles in the polymer due to thermal expansion in the molten region of the polymer, which hinders the flow of electrons and thus the resistance as the temperature increases. This suddenly high increase occurs, which is called PTC (Positive Temperature Coefficient).
일반적으로 많은 고분자 물질들은 절연성이 좋은 재료로 인식되어 오고 있으 며, 고분자 재료는 낮은 전기 전도도로 인하여 전기 절연재로서 뛰어난 역할을 하지만 CB(Carbon Black), Carbon Fiber, 금속 가루 등의 충전제를 넣어주면 전기 전도체로서의 역할을 한다. 첨가된 충전제들은 고분자 재료 내에서 전기적인 경로를 형성하여 전자들의 통로로 작용하게 된다. PTC란 고분자 재료에 전도성 입자를 넣어줌으로써 전도체의 역할을 하며, 특정온도나 과전류가 흐를 때 이로 인한 제품이나 전자 회로의 손상을 방지하기 위하여 사용되는 물질을 총칭한다.In general, many polymer materials have been recognized as a good insulating material, and polymer materials play an excellent role as an electric insulator due to their low electrical conductivity. However, when fillers such as carbon black, carbon fiber, and metal powder are added, It serves as a conductor. The added fillers form an electrical pathway in the polymeric material and act as a path for the electrons. PTC is a material that acts as a conductor by inserting conductive particles into a polymer material, and is a generic term for materials used to prevent damage to products or electronic circuits caused by a certain temperature or overcurrent.
전형적으로 사용되어온 PTC 소자들은 뛰어난 열적, 전기적 보호성을 갖는다.PTC devices that have typically been used have excellent thermal and electrical protection.
과부하 보호용으로 사용되는 퓨즈(fuse)의 경우는 과전류에 대하여 뛰어난 보호성능을 가지지만 과전류로 인하여 퓨즈(fuse)가 끊어져 전류가 차단되었을 경우 퓨즈(fuse)를 교환해주어야 하는 불편함이 있고, 바이메탈 스위치의 경우는 뛰어난 온도 보호성과 복귀기능을 제공해 주기는 하지만, 과전하에 대하여 민감하지 못해 정밀한 전자회로 등에는 사용이 어렵다. 이에 반해 고분자를 이용한 PTC는 과열에 대한 보호기능과 과부하에 의한 보호 기능을 모두 훌륭히 수행할 수 있는 장점이 있다.A fuse used for overload protection has excellent protection against overcurrent, but there is an inconvenience in that the fuse needs to be replaced when the current is cut off due to the blown fuse due to the overcurrent. Although it provides excellent temperature protection and recovery function, it is not sensitive to overcharge, making it difficult to use in precise electronic circuits. On the other hand, PTC using polymer has the advantage of excellent protection against overheating and overload protection.
상기와 같은 PTC소재는 온도가 상승함에 따라 전기 저항이 증가하는 성질을 가지고 있는데, 이러한 성질을 고분자에 부여함으로써 기존의 세라믹 PTC의 낮은 전기 전도도, 높은 공정단가, 그리고 고정된 형태라는 제약을 받는 단점을 보안하여 더욱 우수한 성질을 이용할 수 있다. 특히 최소 저항이 매우 작아지고 제작 형태가 자유로우므로 소형 기구 설계에 이미 활발히 쓰이고 있으며, 급속히 증가하는 추세이다. 그리고 열이나 전류에 의해 차단 후 온도가 내려가고 과전류가 제거되면 교체의 불편함 없이 자동으로 복귀되는 기능 또한 갖는다.The PTC material has the property of increasing electrical resistance as the temperature increases, and by imparting this property to the polymer, the disadvantages of being limited by the low electrical conductivity, high process cost, and fixed shape of the conventional ceramic PTC Security can be used to take advantage of better properties. In particular, since the minimum resistance is very small and the form is free, it is already being actively used in the design of small appliances, and it is increasing rapidly. It also has the function of automatically returning without the inconvenience of replacement when the temperature drops and the overcurrent is removed after blocking by heat or current.
이러한 PTC 특성 뒤에 고분자의 용융 상태에서 전도성 입자의 분산상태의 변화로 새로운 전도 네트워크가 형성되어 반대로 저항이 크게 감소하는 NTC(Negative Temperature Coefficient) 현상이 일어난다. PTC 효과에 의해 전도성 고분자에 부여된 특성은 NTC 현상에 의해 그 특성을 잃어버릴 수 있기 때문에 NTC 현상은 PTC 현상에 큰 장애가 된다. NTC 현상은 용융 상태에서의 전도성 입자의 운동에 의해 새로운 구조가 형성되어 일어나는 현상으로, 가교에 의해 전도성 입자를 강하게 부착시키는 네트워크를 형성시켜 전도성 입자의 운동을 억제시켜 구조적인 안정을 얻을 수 있다.After the PTC characteristic, a new conductive network is formed due to the change of the dispersed state of the conductive particles in the molten state of the polymer, and consequently, a negative temperature coefficient (NTC) phenomenon in which the resistance is greatly reduced. Since the properties imparted to the conductive polymer by the PTC effect can be lost by the NTC phenomenon, the NTC phenomenon is a major obstacle to the PTC phenomenon. NTC phenomenon is a phenomenon in which a new structure is formed by the movement of the conductive particles in the molten state, it is possible to form a network to strongly adhere the conductive particles by crosslinking to suppress the movement of the conductive particles to obtain structural stability.
고분자에 PTC 기능을 부여하기 위해 첨가해주는 전도성 입자로서 가장 많이 사용되는 것은 Carbon Black 과 Carbon fiber 이며, 고분자 재료로는 PE와 같은 결정성을 갖는 고분자를 사용한다. 상기 고분자 PTC 소자는 전자 제품이나 전자회로 의 손상을 방지할 수 있는 역할로 제작 형태가 자유로우므로 소형기구 설계에 이미 활발히 쓰이고 있으나, NTC 현상을 억제하기 위해 가교제를 첨가하여 경화시키므로 단단한 플라스틱 구조를 갖고 있으므로 일반적인 발열체 용도에 사용하는 데는 문제점이 있다.The most widely used conductive particles added to impart PTC function to the polymer are carbon black and carbon fiber, and the polymer material uses a polymer having crystallinity such as PE. The polymer PTC device has a role of preventing damage to electronic products or electronic circuits, and thus is freely used in the design of small devices, but has a rigid plastic structure because it is cured by adding a crosslinking agent to suppress NTC phenomenon. Therefore, there is a problem in using it for general heating element use.
또한 전도성 충전제가 함유된 반 결정성 고분자는 온도를 증가시키면 고분자의 용융 영역(Switching temperature)에서 열적 팽창으로 인하여 고분자 내에 있는 충진제 입자 사이의 층이 증가하게 되어 전자의 흐름이 방해를 받게 되고 따라서 온도가 증가함에 따라 저항이 갑자기 크게 증가하는 현상으로 반복적인 열수축과 열팽창간의 진폭이 결정용융점까지 계속적으로 일어나기 때문에 제품의 수명이 단 축되는 문제점이 있다.In addition, the semi-crystalline polymer containing the conductive filler increases the temperature between the filler particles in the polymer due to thermal expansion in the switching temperature of the polymer, which will disturb the flow of electrons As the resistance increases suddenly and greatly increases, the amplitude between repetitive thermal contraction and thermal expansion continuously occurs to the crystal melting point, which shortens the life of the product.
이에 따라 근자에 들어서는 섬유사 또는 연질의 합성수지사 또는 고무사 등을 격자 형태로 배치한 메쉬 구조틀의 표면에 액상 실리콘(Silicon) 고무와 도전성 카본블랙(Carbon black)의 혼합으로 이루어지거나 또는 액상 실리콘 고무와 흑연 분말(Graphite powder)의 혼합으로 이루어진 전도성 조성물을 함침 또는 도포 코팅하여 만들어진 유연성 발열메쉬가 안출되어 크게 각광받고 있는 추세이다.Accordingly, a mixture of liquid silicone rubber and conductive carbon black or liquid silicone rubber is formed on the surface of a mesh structure in which fibrous or soft synthetic resins or rubber yarns are placed in a lattice form. And a flexible heating mesh made by impregnating or coating coating a conductive composition consisting of a mixture of graphite powder (Graphite powder) is a trend that is attracting great attention.
이러한 유연성 발열메쉬는 메쉬 구조틀의 표면에 전도성 조성물을 피막하여 이루어진 것이고, 상기 메쉬 구조틀에서의 가로방향 또는 세로방향에 해당하는 씨줄이나 날줄 들의 양 끝단부에 전원공급선을 연결함에 따라 상기 전원공급선으로 전원을 인가시켜 이들 전원공급선 사이의 전도성 조성물이 통전되면서 상기 전도성 조성물이 갖는 저항체로의 기능으로 인해 상기 유연성 발열메쉬는 가열되는 특성을 갖게 되는 것이다. 이와 같은 유연성 발열메쉬는 인가되는 전원의 세기에 따라 발열온도의 조절이 가능한 것이고, 크기나 두께에 대한 가변 실시가 비교적 용이하므로 발열장판이나 발열패드 등 다양한 목적이나 용도로 활용할 수 있어 매우 뛰어난 효율성을 갖게 되는 것이다.The flexible heating mesh is formed by coating a conductive composition on the surface of the mesh structure frame, and the power supply line is connected to the power supply line by connecting the power supply lines to both ends of the strings or blades corresponding to the horizontal or vertical direction in the mesh structure frame. By applying a conductive composition between the power supply line is applied to the flexible heating mesh due to the function of the resistor having the conductive composition has the property that is heated. Such flexible heating mesh can control the heating temperature according to the power of the applied power, and it is relatively easy to carry out variable size or thickness, so it can be used for various purposes or purposes such as heating plate or heating pad. Will have.
또한, 일반적으로 전기장판, 전기담요, 찜질팩과 같은 전열기의 열원으로 사용되는 발열선은 최초에 저항값이 높아 자체에서 발열하는 구리선 등과 같은 금속선으로 사용되었다. 그러나 이와 같이 금속선으로 된 발열선은 발열 시간이 일정 시간 경과되거나 과부하가 걸릴 경우 과열에 의해 물성이 변화되고 이에 따라 전열효율이 급격하게 저하되거나 화재의 위험이 있었고, 또한 장시간 사용에 따른 산화로 저항치가 불안정해지고 자장의 크기가 증가되어 인체에 유해한 전자파가 발생되는 문제점이 있었다.In addition, a heating wire generally used as a heat source of a heater such as an electric blanket, an electric blanket, or a pack of steam packs was initially used as a metal wire such as a copper wire that generates heat by itself due to a high resistance value. However, the heating wire made of metal wire has a change in physical properties due to overheating when the heating time has elapsed for a certain time or when it is overloaded. Accordingly, the heat transfer efficiency is rapidly lowered or there is a risk of fire. There was a problem that the unstable and the magnetic field is increased to generate harmful electromagnetic waves to the human body.
이에 따라 최근에는 대부분 카본섬유를 도전선으로 하는 발열선이 사용되고 있는데, 이와 같은 발열선은 카본섬유사의 집합체로 이루어진 도전선과, 이 도전선의 외주면에 덧씌워지는 절연층과, 이 절연층의 외주면에 감싸지는 외피층으로 구성된다. 한편, 상기의 발열선은 전원이 인가되면 도전선에 전류가 흐르면서 특정 주파수가 발생되는데 이와 같은 주파수의 공진에 의해 발열 현상이 발생되고 아울러 이 주파수의 공진에 따른 공진 소음으로 전열기 사용시에 소음이 발생되는 문제점이 있었다.Accordingly, in recent years, a heating wire made of carbon fiber as a conductive wire is used in most cases. The heating wire includes a conductive wire made of an aggregate of carbon fiber yarns, an insulating layer overlaid on the outer circumferential surface of the conductive wire, and wrapped around the outer circumferential surface of the insulating layer. It consists of an outer layer. On the other hand, the heating wire is a specific frequency is generated as the current flows through the conductive wire when the power is applied, the heat generation phenomenon is generated by the resonance of this frequency and noise generated when using the heater due to the resonance noise of this frequency resonance There was a problem.
따라서 최근에는 도전선을 일정 간격으로 별도의 선을 이용하여 묶어주어 공진소음을 차단하는 발열선이 안출되고 있으나 이러한 발열선은 그 작업공정이 매우 어려워 생산성이 저하될 뿐만 아니라 불필요하게 결속선이 요구되므로 생산단가가 증가되는 문제점이 있었다. 특히 종래의 발열선은 견고한 도전선이 길이방향으로 배치되어 있으므로 신축성이 없고 이에 따라 발열선을 전기장판이나 전기담요 등과 같이 신축성을 요하지 않는 전열기에만 적용할 수 있는 사용상에 제한이 따른다.Therefore, in recent years, heating wires that block resonance noise by tying the conductive wires by using separate wires at regular intervals have been produced, but these heating wires are produced because the work process is very difficult, which not only decreases productivity but also requires unnecessary binding lines. There was a problem that the unit price increases. In particular, since the conventional heating wire is a rigid conductive wire is disposed in the longitudinal direction, there is a limitation in the use that can be applied only to the heater that does not require elasticity, such as electric heating plate or electric blanket.
이에, 근자에 들어서는 신축성을 겸비한 발열선이 안출되어 다양한 분야에서 널리 적용되고 있는 것인데, 상기와 같은 신축성 발열선은 신축성 심재의 외면에 도전성 코일선을 감아 형성하고, 이들 심재 및 도전성 코일선의 외측에는 신축성 절연재를 피복하여 이루어진 것이다.In this regard, the heating wire having elasticity has been widely applied in recent years, and is widely applied in various fields. Such a flexible heating wire is formed by winding a conductive coil wire on the outer surface of the flexible core material, and an elastic insulating material on the outside of the core material and the conductive coil wire. It is made by covering.
상기와 같은 신축성 발열선은 연속하여 나란하게 배치된 다수개의 신축성 발열선의 양끝단에 별도의 전원공급선을 형성하되, 상기의 전원공급선은 신축성 발열선의 도전성 코일선과 전기적으로 접속되도록 구성함으로써, 상기 전원공급선에 교류 또는 직류 전원을 공급하게 되면 신축성 발열선 내측의 도전성 코일선이 저항체의 역할을 수행하면서 발열하게 되므로 결국 상기의 신축성 발열선 전체가 발열하면서 특정 크기를 갖는 발열체로서의 기능과 역할을 담당하게 되는 것이다.The flexible heating wires are provided with separate power supply lines at both ends of the plurality of flexible heating wires arranged side by side, and the power supply wires are electrically connected to the conductive coil wires of the flexible heating wires. When AC or DC power is supplied, the conductive coil wire inside the flexible heating wire generates heat while acting as a resistor, and thus, the entire flexible heating wire generates heat and plays a role as a heating element having a specific size.
이와 같은 유연성 발열메쉬 또는 신축성 발열선을 이용하여 만들어진 발열체는 전기장판이나 전기방석 및 전기매트 등의 발열수단으로서 활용됨에 따라 구부러짐이나 꺽임으로부터 안전한 사용이 가능하도록 하고 있는 것이다.The heating element made by using the flexible heating mesh or the flexible heating wire is used as a heating means such as an electric sheet or an electric cushion and an electric mat, so that it can be safely used from bending and bending.
그러나, 상기와 같은 유연성 발열메쉬 또는 신축성 발열선으로 된 발열체에 의한 발열장판이나 발열패드는 사용자에 의해 설정된 전력을 지속적으로 제공하여 연속적인 가동 및 발열이 이루어지게 하므로 과도한 소모전력을 갖는 것이고, 대부 분 가정용 교류 전원을 사용하므로 이동성에 많은 제약이 뒤따르게 된다. 특히, 야외에서 또는 캠핑과 같이 교류전원의 사용이 불가능하거나 불편한 장소에서는 상기와 같은 발열패드를 사용할 수 없는 폐단을 갖고 있는 것이다.However, the heating plate or the heating pad by the heating element made of the flexible heating mesh or the flexible heating wire as described above has excessive power consumption because it continuously provides power set by the user and causes continuous operation and heat generation. The use of household AC power comes with many restrictions on mobility. In particular, in the outdoor or camping place where the use of AC power is not possible or inconvenient, it has a closed end that cannot use the heating pad as described above.
또한, 상기 발열장판이나 발열패드의 가열원으로 사용되는 신축성 발열선은 전원의 공급이 발열메쉬의 양쪽 끝단에서만 이루어지게 하고 있어 신축성 발열선의 길이가 길어지는 경우에는 도전성 코일선은 저항체인 만큼 전원공급 거리가 멀어지거나 길어질수록 저항값이 증가하여 순간적인 전압강하가 일어나게 되는 것이고 전류량이 줄어들어 발열온도가 떨어지는 문제점을 갖고 있는 것이다.In addition, the flexible heating wire used as a heating source of the heating plate or the heating pad is to supply power only at both ends of the heating mesh. When the length of the flexible heating wire is long, the conductive coil wire is a resistor so that the power supply distance As the distance increases or becomes longer, the resistance value increases, which causes an instantaneous voltage drop and the amount of current decreases, causing the heat generation temperature to drop.
또한, 전압강하 및 줄어드는 전류량으로 인해 국부 저온현상이 발생하거나 발열자체가 안되어 발열체로의 사용이 곤란한 등 기술적인 한계점을 노출하고 있는 실정이다. 더욱이 국부적인 고온현상이 발생하는 경우에는 절연 피복층이 파괴되므로 감전이나 화재 등의 안전사고에 대한 문제점을 내포하고 있기도 하다.In addition, due to voltage drop and decreasing amount of current, the local low temperature phenomenon occurs or the heat generation itself is not available due to the technical limitations such as difficult to use as a heating element. In addition, when the local high temperature phenomenon occurs, the insulation coating layer is destroyed, which may cause problems of safety accidents such as electric shock or fire.
본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 개선한 것으로서, 유연성 발열메쉬 또는 신축성 발열선이나 도전성 합연사로 된 발열체에 메인 및 보조전원선을 내장하여 된 발열패드에 충전식 전원부가 내장된 컨트롤러를 연결 형성하고, 상기 발열패드에는 양 끝단부를 서로 결합 또는 분리시킬 수 있도록 한 다양한 형태의 파스너를 결합 형성함으로써,The present invention is to solve the problems as described above, connecting the controller with a built-in rechargeable power supply to the heating pad made by embedding the main and auxiliary power lines in the heating element made of a flexible heating mesh or flexible heating wire or conductive twisted yarn, By forming a combination of fasteners of various types to be coupled or separated from both ends of the heating pad,
사용자의 필요에 따라 원하는 신체 부위에 간편하게 착용할 수 있도록 하면서도 종래의 발열체가 갖고 있던 제반의 문제점을 합리적으로 극복한 유연성 발열체를 이용한 착용형 발열패드를 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.It is an object of the present invention to provide a wearable heating pad using a flexible heating element that can be easily worn on a desired body part according to a user's needs while reasonably overcoming the problems of the conventional heating element.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유연성 발열메쉬 또는 신축성 발열선 등으로 된 장방형 발열패드의 양 끝단부에 벨크로테이프와 같이 상호 대응하는 파스너를 결합 형성하고, 상기 발열패드는 충전식 전원부를 갖는 컨트롤러와 연결되게 하며, 상기 컨트롤러 내 충전식 전원부는 AC어댑터와 연결되게 하여, 상기 파스너를 이용하여 발열패드를 인체의 등이나 허리 또는 어깨나 팔, 다리 등에 착용할 수 있도록 구성하여 이루어진 것이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a coupling between a fastener corresponding to each other, such as Velcro tape, at both ends of a rectangular heating pad made of a flexible heating mesh or an elastic heating wire, and the heating pad includes a rechargeable power supply unit. It is configured to be connected to the controller having, and the rechargeable power supply unit in the controller is connected to the AC adapter, it is configured to be worn on the back or waist or shoulders, arms, legs, etc. of the human body using the fastener.
본 발명은, 사용자가 원하는 신체 부위에 간편하게 착용할 수 있어 사용상의 편리함은 물론 착용 위치에 구애를 받지 아니하므로 활용도가 매우 높은 것이고, 충전식 전원부를 사용함에 따라 이동성이 탁월하므로 실내에서는 물론 전원의 공급이 용이하지 못한 야외에서의 사용이 가능한 것이며, 유연성 발열체가 전체적으로 고른 전압의 분포도를 유지케 하여 발열 온도가 전체적으로 고르게 유지될 수 있도록 하면서도 전류충돌이나 전압강하를 방지할 수 있어 사용중의 오류나 발열 온도 편차 등을 예방하므로 사용 수명이 연장되는 효과를 갖는 것이다.The present invention can be easily worn on the user's desired body parts, as well as convenience of use, regardless of wearing position is very high utilization, and excellent mobility in using the rechargeable power source, so of course the supply of power indoors This can be used outdoors, which is not easy, and the flexible heating element maintains an even distribution of voltage as a whole so that the heating temperature can be maintained evenly while preventing current collision or voltage drop. It is to prevent the back and have an effect of extending the service life.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and the inventor may properly define the concept of the term to describe its invention in the best possible way And should be construed in accordance with the principles and meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 발열패드의 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 발열패드를 착용한 상태도이며, 도 3은 본 발명에 따른 발열패드의 다른 실시예도, 도 4는 도 3에 의한 발열패드의 착용 상태도이다.1 is an overall configuration diagram of a heating pad according to the present invention, Figure 2 is a state diagram wearing a heating pad according to the present invention, Figure 3 is another embodiment of the heating pad according to the present invention, Figure 4 is in Figure 3 Is a state of wearing the heating pad.
본 발명에 따른 착용식 발열패드는, 다양한 종류의 발열패드(30)에 충전식 전원부(26)를 갖는 컨트롤러(20)를 연결하여 상기 발열패드(30)를 신체의 다양한 부위에 착용함에 따라 발열패드(30)에 의한 고온의 열기로부터 방한 및 찜질의 용도로 활용할 수 있는 것이다.The wearable heating pad according to the present invention is connected to the
즉, 상기의 컨트롤러(20)와 발열패드(30)는 서로 분리 가능한 일반적인 플러그 잭 및 소켓에 의한 접속 구조를 갖고 있고, 상기 컨트롤러(20) 역시 AC어댑터(27)와 플러그 잭 및 소켓에 의한 분리와 결합의 접속구조를 갖고 있는 것이다.That is, the
이에 따라 상기의 AC어댑터(27)를 이용하여 가정 내에서 컨트롤러(20) 내부의 충전식 전원부(26)에 대하여 충분한 충전이 이루어지도록 한 상태에서 상기의 발열패드(30)를 신체의 필요한 부분에 착용한 후 상기 컨트롤러(20)를 작동시켜 충 전식 전원부(26)의 전원이 발열패드(30)로 공급되게 하면 상기 발열패드(30)가 가열됨에 따라 온열 및 찜질이 이루어질 수 있는 것이다.Accordingly, the
특히, 상기의 발열패드(30)는 장방형의 직사각 형태를 갖고 있으므로 팔이나 다리 등에 감싸 착용할 수 있는 것인데, 상기 발열패드(30)의 양 끝단부에는 상호 대응의 파스너(10)(10')가 형성되어 있으므로 발열패드(30)를 팔이나 다리 등에 착용한 상태에서 상호 대응의 파스너(10)(10')를 이용하여 발열패드(30)의 착용상태가 유지되도록 고정하면 되는 것이다.Particularly, since the
여기서, 상기의 파스너(10)(10')는 벨크로테이프 또는 후크나 버튼 등 공지된 다양한 형태의 것을 선택하여 적용할 수 있는 것으로서, 벨크로테이프로 된 파스너(10)(10')의 경우에는 일측의 벨크로테이프를 발열패드(30) 방향으로 길게 연장 형성하여 팔이나 다리와 같이 두께를 달리하는 착용부위에 따라 느슨함이 없이 견고한 밀착 상태를 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하고, 후크나 버튼으로 된 파스너(10)(10')의 경우에는 대응하는 일측의 파스너를 일정 간격으로 반복 형성함에 따라 타측의 파스너를 원하는 위치에 해당하고 있는 대응의 파스너에 결합 고정함에 따라 착용 부위에 관계없이 발열패드(30)의 밀착 착용이 이루어질 수 있는 것이다.Here, the
또한, 상기의 발열패드(30)를 사용자의 등이나 허리 부분에 착용하고자 하는 경우에는 상기 발열패드(30)의 양 끝단에 형성된 파스너(10)(10')를 이용하여 별도의 신축밴드(11)(11')를 연결 사용함에 따라 신축밴드(11)(11')에 의해 연장된 길이로 인하여 사용자의 등이나 허리 부분에 간편한 착용이 이루어질 수 있는 것이 다.In addition, when the
즉, 상기의 신축밴드(11)(11')는 고탄력의 직물지나 스판덱스와 같은 신축성 밴드로 이루어진 것으로서, 상기 신축밴드(11)(11')의 끝단부 역시 상기 발열패드(30)의 파스너(10)(10')와 상응하는 또 다른 파스너를 고정 형성함에 따라 상기 신축밴드(11)(11')의 분리된 양 끝단을 간편하고 견고하게 고정시킬 수 있는 것이다.That is, the elastic band (11) (11 ') is made of elastic bands such as high-strength fabric paper or spandex, the end of the elastic band (11) (11') is also a fastener of the heating pad (30) ( 10) By forming another fastener corresponding to 10 ', both ends of the
따라서, 상기의 발열패드(30)를 사용자의 등이나 허리에 밀착시킨 상태에서 상기 신축밴드(11)(11')의 가슴부위나 배 부위에서 양 끝단을 서로 결합시키면 신축밴드(11)(11')가 갖는 탄성 복원력에 의해 상기의 발열패드(30)는 등이나 허리 부분에 밀착된 착용상태를 유지할 수 있는 것이다. 이에 상기와 같은 신축밴드(11)(11')가 결합된 상태의 발열패드(30)는 사용자의 등이나 허리 부분 이외에도 어깨나 목 등에도 착용할 수 있어 사용상의 편리함이 매우 뛰어난 것이다.Therefore, when both ends of the heating pad (30) in close contact with the user's back or waist in the chest or belly of the elastic band (11) (11 ') elastic band (11) (11) By the elastic restoring force of the ') the
특히, 상기와 같은 발열패드(30)는 인체와 밀착하여 착용되므로 발열패드(30)의 발열 효과를 빠르게 전달받을 수 있고 열손실이 극소화되므로 효율이 뛰어난 것이고, 상기의 발열패드(30)를 착용한 상태에서 셔츠나 조끼 또는 점퍼 등 상의의 종류에 구애받지 않고 편의대로 의복을 착용할 수 있어 사용상의 편리함이 탁월한 것이며, 발열패드(30)에 의한 열기가 의복 내부에서 전체적으로 순환되므로 방한 효과가 매우 뛰어난 것이다.In particular, the
또한, 사용자의 등이나 허리 부분에만 밀착되므로 착용에 따른 이물감이 매우 적은 것이고, 통풍에 제약을 받거나 땀이 차는 등의 문제점 역시 별다른 불편함 을 느끼지 못할 정도로 미미한 것이다.In addition, the close contact with the user's back or waist is very little foreign body wear due to wearing, and the problems such as being limited to ventilation or sweating is insignificant enough to not feel any discomfort.
더욱이 상기의 발열패드(30)를 허리에 착용하는 경우 의학적으로 인체가 열을 가장 효율적으로 흡수할 수 있는 6번과 7번 및 8번의 등뼈 마디를 연속하여 가열해주므로 따듯함을 가장 효율적으로 얻을 수 있는 것이어서 방한 효과는 물론 찜질 효과를 극대화시킬 수 있게 된다. 또한, 본 발명의 착용식 발열패드는 인체의 국소부분에만 제한적으로 착용되는 것이므로 발열패드가 작아져 충전식 전원부(26) 내의 전력 소모량을 획기적으로 줄일 수 있어 충전식 전원부(26)의 크기를 줄일 수 있으므로 휴대성이 뛰어남은 물론 발열시간 및 작동시간을 크게 연장시킬 수 있는 특징을 갖는 것이다.Furthermore, when the
이하, 본 발명의 착용식 발열패드에 대한 컨트롤러와 발열패드에 대한 상세한 구성과 작용을 설명하기로 한다.Hereinafter, the detailed configuration and operation of the controller and the heating pad for the wearable heating pad of the present invention will be described.
도 5의 도시와 같이 본 발명에 따른 발열패드의 컨트롤러(20)는, 선택버튼부(21)와 시간설정부(22) 및 온도설정부(23)가 형성되고, 상기 시간설정부(22)와 온도설정부(23)가 연결된 상태의 중앙처리부(24)는 별도의 충전식 전원부(26)로부터 전원을 공급받아 상기 시간설정부(22) 및 온도설정부(23)에 의해 조정된 온도와 전원단속 시간을 갖고 상기 전원을 발열패드(30)에 전달하게 되는 것이다. 또한, 상기와 같이 설정된 시간이나 온도 및 충전상태 등은 별도의 표시부(25)를 통해 확인할 수 있는 것이다.As shown in FIG. 5, the
여기서, 상기의 충전식 전원부(26)는 저전압 직류용 충전지 또는 슈퍼콘덴서 등으로 이루어져 있는 것으로서, AC어댑터(27) 등을 이용하여 가정용 교류 전원을 통해 축전시킨 상태에서 축전된 전원을 사용하도록 하면 되는 것인데 충전식 전원부(26)로 인해 상기의 발열패드(30)는 이동에 지장을 받지 않을 것이므로 결국 신체의 다양한 부위에 직접 착용한 상태에서 이동하거나 활동을 할 수 있는 것이다.Here, the rechargeable
즉, 상기의 컨트롤러(20)는 충전식 전원부(26)로부터 제공되는 전원을 제어하여 이를 발열패드(30)로 전달하는 역할을 수행하는 것인데, 상기의 컨트롤러(20)에는 선택버튼부(21)와 시간설정부(22) 및 온도설정부(23)와 중앙처리부(24) 및 표시부(25)가 형성되어 있는 것이고, 이와 함께 충전식 전원부(26)가 내장되어 있는 것이다.That is, the
이에 따라 상기의 선택버튼부(21)를 통해 전원의 온, 오프 및 시간설정과 온도설정을 수행하게 되면 이와 같은 신호를 전달받은 중앙처리부(24)는 상기와 같은 설정값에 알맞은 전원을 발열패드(30)로 공급 및 차단하게 되는 것이고, 이와 동시에 상기의 표시부(25)에서는 셋팅된 시간이나 온도의 표시와 충전식 전원부(26)의 배터리 잔량 표시 및 배터리 전압 등을 표시하는 것이고, 필요에 따라 충전중이거나 충전완료 상태 등을 표시하게 되는 것이다. 이러한 표시부(25)는 엘이디와 액정화면 등으로 이루어질 수 있는 것이다.Accordingly, when the power on, off, time setting and temperature setting are performed through the
따라서, 상기와 같은 컨트롤러(20)를 이용한 본 발명의 발열패드에 대한 작동순서를 설명하면, 우선 선택버튼부(21)를 눌러 발열패드(30)에 대한 발열 온도를 설정하게 되는 것인데 예컨데 상기의 선택버튼부(21)를 구성하고 있는 특정의 버튼을 순차적으로 누를 때마다 발열온도가 저온-중온-중고온-고온-초고온-저온과 같은 순서를 갖고 변환 설정되도록 하므로 사용자가 원하는 온도로의 선택이 가능한 것 이고 선택된 온도 범위는 상기 표시부(25)에서의 엘이디 점등을 통해 확인할 수 있도록 한 것이다.Therefore, when the operation sequence for the heating pad of the present invention using the
또한, 상기의 선택버튼부(21)를 구성하고 있는 특정의 버튼을 눌러 전원의 단속 시간에 대한 조절이 이루어지는 것으로, 상기 발열패드(30)로 인가되는 전원의 공급시간과 차단시간을 1~40분의 범위 내에서 자유롭게 조절하게 되면 상기의 온도설정부(23)에서 설정된 온도를 갖고 상기 시간설정부(22)에서 설정된 전원인가 및 차단의 과정을 연속하여 반복하게 되는 것이다.In addition, by pressing a specific button constituting the
특히, 상기와 같은 온도설정부(23)에서의 발열 온도의 조절은 상기 선택버튼부(21)의 조작에 따라 발열패드(30)에 인가되는 전류 량이 가변되게 하여 이루어지는 것이고, 상기 발열패드(30)에는 바이메탈에 의한 과열차단부(33)를 추가로 형성함에 따라 원하는 설정된 온도대역 이상으로 과열되는 경우 상기 바이메탈의 물리적인 성질에 의해 자동으로 전원이 차단되게 하므로 과열에 의한 화재나 화상 등의 안전사고를 예방할 수 있는 것이다.In particular, the control of the heating temperature in the
특히, 저전압 DC용 충전지에 의한 충전식 전원부(26)를 사용하여 단독 또는 다수의 발열체(40)로 된 발열패드(30)를 작동시킴에 있어, 축전지에 의한 충전식 전원부(26)와 상기 제어 작동을 위한 각종 전자회로는 충전지와 전자회로가 하나의 케이스 내에 함께 내장 고정되어 있는 구조를 채택하는 것이 바람직한 것으로서, 온도가 다수단계로 조절될수 있게 하는 회로를 내장시켜 만드는데 회로를 기판 위에 구성하되 선택버튼부(21)에 의한 스위치를 한번 누르면 저온, 두 번 누르면 중온, 세 번 누르면 중고온, 네 번 누르면 고온, 다섯 번 누르면 초고온이 되게 하는 등 한 개의 온도조절 스위치를 여러 번 누르면 온도가 조절되는 형태로 만들고, 또한 일정시간 간격을 두고 전류를 차단하고 흐르게 해주는 것을 반복할 수 있으며(예시 : 처음 20분간 통전 후 차단, 그 다음부터는 10분 간격으로 통전, 차단을 연속적으로 반복), 충전지에 연결할 수 있는 단자를 만들어 이 기판을 충전지 케이스에 내장시킨다.In particular, in operating the
상기의 충전식 전원부(26)를 구성하고 있는 충전지는 교체할 수 있어야 하고 케이스 내부에는 위의 온도조절기기능이 설계된 기판이 내장되게 하며, 사용 충전지가 리튬 이온 계열 충전지일 경우 폭발방지 회로가 동시에 내재되게 만드는 것이 바람직할 것이다.The rechargeable battery constituting the rechargeable
또한, 케이스 외부에는 발열패드(30)에서 뽑아져 나와 방수잭이 연결된 전원선을 꽂아 사용할 수 있는, 또한 충전지를 충전시킬 때 사용하는 AC어댑터(27)를 꽂아서 사용할 수 있는 전원 홈을 만들고, 내부의 충전지를 빼내지 않고 위의 전원 홈에 어댑터 잭을 꽂으면 바로 충전이 되고, 방수잭을 꽂으면 발열부로 전류가 공급되게 하는 구조로 만들고, 또한 케이스 외부에 온도를 조절하는 스위치를 달아 이것으로 온도를 조절하고, 케이스 외부에 전원 온,오프 스위치를 달아 전원을 차단할 수 있게 만든다In addition, the outside of the case to create a power groove that can be used by plugging in the power cord connected to the waterproof jack is pulled out of the heating pad (30), and can also be used by plugging in the AC adapter (27) used to charge the rechargeable battery, If you plug the adapter jack into the above power groove without removing the rechargeable battery, it will be charged immediately.If you plug in the waterproof jack, it will make a structure to supply the current to the heat generating part. Control temperature and attach power on / off switch on the outside of the case to turn off the power
이에 따라서, 상기의 충전식 전원부 및 시간과 온도조절부는 일체형으로 한 개의 케이스에 내장되어 있고 이와는 별도로 분리되어 발열체(40)와 과열차단부(33)가 결합된 발열패드(30)를 구성하고 상기 컨트롤러(20)에 달린 전원 홈(콘넥터)에 발열패드(30)에 달린 전원 잭을 꽂아 사용할 수 있도록 하는 것이 가장 이 상적인 형태가 될 것이다.Accordingly, the rechargeable power supply unit and the time and temperature control unit are integrally embedded in one case and separately separated from each other to form a
이와 같은 컨트롤러(20)에 의해 전원이 인가되어 발열하는 상기의 발열패드(30)는 유연성 발열메쉬 또는 신축성 발열선 등의 공지된 다양한 형태의 발열수단을 적용하여 제작되는 것으로서, 상기와 같은 발열수단에 의해 만들어진 발열패드(30)는 도 6의 도시와 같이 최상측에 열축적전달체(31)가 위치하고 그 하측으로는 발열체(40)가 위치하며 최하부에는 단열체(32)가 위치하여 이들이 서로 재봉 또는 접착 고정되어 있는 것이다.The
이때의 열축적전달체(31)는 테크노 써머(Techno thermo)로 된 원단의 상부에 면직물지를 덧붙여 만들어지는 것으로, 상기의 테크노 써머(Techno thermo)는 광에너지 흡수 발열기능 원사와 W단면 원사를 조합하여 제작함으로써 더욱 높은 보온성을 실현시킨 신소재이고 빛에너지가 활발하지 않은 흐린 날씨에서도 일반적인 원단보다는 보온성이 뛰어나며 종래의 축열기능 원사에 비교하여 열전도성이 낮은 소재이므로 열기가 외부로 누출되는 현상이 방지되는 효과가 있는 원단인 것이다. 이에 따라 상기의 열축적전달체(31)는 발열체(40)에 의한 열기가 누출되는 것을 차단하므로 방열에 의한 열손실을 최소화하는 것이고 면직물지는 부드러운 촉감을 제공하므로 더욱 안락한 느낌을 갖게 되는 것이다.At this time, the heat
또한, 상기의 단열체(32)는 화이버글라스 실리카패드(fiber glass silica pad)에 의해 이루어지는 것으로서, 화이버글라스 실리카패드(fiber glass silica pad)는 통상적으로 우주복 소재라고도 하는 것인데 수천 ℃에서도 견디고 한쪽 방 향으로 열전도를 완전히 차단하는 기능을 갖는 소재로 널리 알려져 있는 것인데, 상기의 단열체(32)는 발열체(40)에서의 열기가 불필요한 방향으로 향하는 것을 차단함과 동시에 상기의 열기가 필요한 방향으로만 온전하게 전달될 수 있게 하므로 불필요한 열기의 방출을 차단하여 더욱 고효율의 발열 특성을 연출할 수 있도록 하는 것이다.In addition, the
이와 같이 만들어진 유연성 발열패드(30)는 열축적전달체(31)와 단열체(32)의 사이에 위치하는 발열체(40)의 발열작용이 고르고 효과적으로 확산 및 전도될 수 있어 매우 효과적인 것이다.The
여기서, 상기 발열패드(30)에 대한 신축성이나 내구성 및 내화학성이나 절연성 및 방수성 등을 향상시키기 위한 목적으로, 도 7 및 도 8의 도시와 같이 상기 발열체(40)의 상,하면에 각기 별도의 표면시트(45)(45')를 부착 형성하여 발열패드(30)를 제작함에 따라 이들 표면시트(45)(45')가 갖는 재질적인 특성으로 인해 상기 발열패드(30)는 신축성이나 내구성 및 방수성 또는 절연성 등의 다양한 물리적 특성이 크게 향상되는 것이다.Here, for the purpose of improving elasticity, durability and chemical resistance, insulation, and waterproofness of the
이를 보다 상세히 설명하면, 제1의 표피시트(45) 상에 전원선을 갖는 발열체(40)를 올려놓고 상기 발열체(40)의 상부면에 제2의 표면시트(45')를 순차적으로 올려놓은 후, 고온의 가압 프레스 장치에 의해 상기 표면시트(45)(45')를 가압하게 되면 이들 표면시트(45)(45')가 서로 열용융되면서 분할의 표면시트(45)(45')를 서로 접착시키는 동시에 이들 표면시트(45)(45')의 사이에 발열체(40)가 전원선과 함께 매립된 상태의 발열패드(30)가 완성되는 것이다.In more detail, the
이때 상기의 표면시트(45)(45') 사이에 비닐지와 같은 별도의 접착시트(46)를 삽입하여 가열 압착하는 경우에는 상기 비닐지로 된 접착시트(46)의 경우 융점이 매우 낮은 특성을 갖고 있어 상기 비닐지 보다 높은 융점을 갖는 다양한 재질의 표면시트(45)(45')를 사용할 수 있는 장점을 갖게 된다.In this case, when a
즉, 상기의 표면시트(45)(45')를 부직포 또는 직물지 등으로 사용하는 경우에는 이들 부직포나 직물지로 된 표면시트(45)(45')에 의해 부드러운 촉감은 물론 발열패드(30)의 연성에는 지장을 주지 않으면서도 내구성을 향상시키는 것이고, 상기의 표면시트(45)(45')를 네오프렌(neoprene)과 같은 방수원단으로 사용하는 경우에는 발열패드(30) 전체가 방수 기능을 담당하므로 발열패드에 대한 누전이나 감전 사고 등을 예방할 수 있게 된다.That is, when the
또한, 상기의 표면시트(45)(45')를 신축성이 뛰어난 스판덱스(spandex)로 사용하는 경우에는 상기의 발열패드(30)는 더욱 뛰어난 신축성을 갖게 되므로 인체의 움직임이나 발열패드(30)에 가해지는 다양한 압력 및 하중으로부터 무리없이 연속적이고 안전한 사용이 이루어질 수 있는 것이다.In addition, when the
이와 같은 발열패드(30)를 구성하기 위한 발열체(40)는, 그물망 형태로 된 도전성메쉬(41) 또는 와이어 형태로 된 신축성 발열선(44)에 의해 만들어 사용하면 되는 것으로서, 상기의 도전성메쉬(41)의 경우 넓은 면적에 대하여 유연함을 갖고 있는 것이 특징적이라 할 수 있을 것이고 신축성 발열선(44)의 경우에는 우수한 신축성으로 인해 다양한 분야에서의 효과적인 활용이 가능하다는 장점을 갖는 것이다.The
즉, 상기의 발열체(40)는 도 9 및 도 10의 도시와 같이 섬유사 또는 연질의 합성수지사 또는 고무사 등을 이용하여 위사와 경사 또는 씨줄과 날줄 형태로 직조된 심재(41a)의 전체 표면에 도전성 조성물에 의한 도전성 코팅층(41b)을 형성하고, 상기의 도전성 코팅층(41b)의 표면에는 액상실리콘고무 등으로 된 절연체를 코팅하거나 피복하여 된 절연층(41c)을 형성하여 된 도전성메쉬(41)에 의한 것으로서, 상기의 도전성메쉬(41)에 전원을 인가함에 따라 도전성 조성물에 의해 이루어진 상기 도전성 코팅층(41b)이 발열하여 발열체(40)에 대한 전체적인 온도 상승이 이루어지도록 한 것이다.That is, the
특히, 상기와 같이 직조된 심재(41a)를 도전성 조성물 내에 함침하거나 상기의 도전성 조성물을 심재(41a)의 표면에 도포 또는 덧칠하여서 상기의 도전성 조성물에 의한 코팅층(41b)이 형성되도록 하는 것이다. 여기서 상기의 도전성 조성물은 액상 실리콘 고무와 도전성 카본블랙을 혼합하여 만들어지는 것으로서 바람직하게는 액상 실리콘 고무와 도전성 카본블랙이 질량비 기준 100:1~15로 혼합되는 것이 이상적일 것이다.In particular, the
이와 같이 심재(41a)와 코팅층(41b) 및 절연층(41c)이 형성되어진 도전성메쉬(41)에는 상기 코팅층(41b)에 전원을 인가시키기 위한 전원선을 연결 형성하여 발열체(40)를 완성할 수 있을 것이다.In this way, the
이때, 상기의 전원선은 도전성메쉬(41)의 양끝단부에 서로 나란하게 배치되는 메인전원선(42)(42')과 이들 메인전원선(42)(42')의 사이 내측에 일정 간격으로 배치되는 보조전원선(43)(43')으로 이루어져 있는 것으로서, 상기의 메인전원 선(42)(42')과 보조전원선(43)(43')은 도전성 조성물에 의한 코팅층(41b)과 전기적인 연결 상태를 유지하므로 이들 메인전원선(42)(42')과 보조전원선(43)(43')에 전원을 인가시키면 상기의 코팅층(41b)은 통전 상태가 됨과 동시에 코팅층(41b) 자체가 저항체의 역할을 수행하여 저항에 의한 발열 작용을 수행하게 되는 것이다.At this time, the power supply line is provided at regular intervals between the main
특히, 상기의 보조전원선(43)(43')은 도전성메쉬(41)의 넓이나 길이에 따라 다양한 개체수로 적용할 수 있는 것인데, 도전성메쉬(41)가 넓거나 길이가 긴 경우에는 보조전원선(43)(43')의 개체수를 비례적으로 증가시켜 전원선 간의 사이 간격이 지나치게 멀어지지 않도록 하여야 할 것이다.Particularly, the
따라서, 상기와 같은 보조전원선(43)(43')의 개체수를 가감하여 유연성 발열체(40)를 제작할 수 있어 발열체의 길이가 아무리 길어지거나 넓이가 커지더라도 실제 전원이 공급되는 곳의 저항값은 실질적으로 일정하게 유지되어 전압강하가 전혀 일어나지 않을 뿐만 아니라 전류 분포가 균일해지므로 국부 가열이나 국부 저온 현상을 예방할 수 있는 것이다.Therefore, the
또한, 상기의 메인전원선(42)(42')과 보조전원선(43)(43')은 교번 순차적으로 서로 다른 극성의 전원이 인가되도록 연결하여야 하는 것으로서, 서로 이웃하는 전원선의 극성이 동일한 경우에는 통전이 이루어지지 아니할 것이므로 서로 이웃하는 전원선 간에는 서로 다른 극성의 전원이 인가될 수 있도록 이들 메인전원선(42)(42')과 보조전원선(43)(43') 들을 양극 또는 음극의 전원부에 각기 구분 접속하면 인가되는 전원으로부터 상기의 발열체(40)는 고르고 안정적인 발열이 이루어지게 되는 것이다.In addition, the
또한, 특정 전압에 맞추어 발열체를 만들고자 하는 경우에는 사용하고자 하는 전압에 맞추어 도전성메쉬(41)의 격자 크기를 조절하여 이에 설치되는 보조전원선(43)(43')의 설치 간격을 조절하면 되는 것이다. 즉, 저 전압용 발열체를 만들려면 공급전압이 낮은 관계로 작은 저항값에서 전압강하가 일어난다는 점에 착안하여 메쉬의 격자 크기를 아주 작게 만들고 또한 보조전원선(43)(43')을 다수 설치하되 그 간격을 조밀하게 하고 사용하고자 하는 전압을 걸어보면서 절연층(41c)(필요에 따라 코팅층의 표면에 액상 실리콘 고무에 의한 절연층을 형성하거나 별도의 피복재를 덧씌워 형성할 수 있음)이 파괴되지 않으면서도 최상의 발열이 이루어지는 최적의 격자크기와 전원공급선의 간격을 만들어내면 되는 것이다.In addition, when a heating element is to be made according to a specific voltage, the grid gap of the
반면에 고 전압용 발열메쉬를 만들려면 도전성메쉬(41)의 격자 크기를 크게 만들고 보조전원선(43)(43')의 간격을 크게 하여 배치하면 된다. 이때 메쉬의 격자 크기에 대한 조절은 메쉬의 격자 사이에 가로줄과 세로줄 간에 서로 코로나가 발생되어 절연이 파괴되지 않도록 넓히되 격자 크기가 너무 커서 전압강하가 일어나지 않는 최적점의 격자크기로 조절하여 만들고 전원공급선의 간격도 전압강하가 일어나지 않는 최대거리로 벌려서 넓게 설치하여 만들면 되는 것이다.On the other hand, in order to make a high-voltage heating mesh, the grid size of the
또한, 상기의 발열체(40)를 구성함에 있어 주요한 발열수단으로서 도 11 및 도 12의 도시와 같이 신축성 발열선(44)을 이용하여 제작할 수도 있는 것으로서, 상기의 신축성 발열선(44)은 열전도가 이루어지는 신축성 실리콘수지로 이루어진 신축성 심재(44a)의 표면에 카본섬유사로 된 도전성 코일선(44b)을 권취 형성한 상태에서, 이들 신축성 심재(44a) 및 도전성 코일선(44b)의 표면에 역시 열전도가 이 루어지는 신축성 실리콘수지로 된 신축성 절연재(44c)를 피복 형성하여 이루어지는 것이다. 이에 따라 상기 신축성 발열선(44)의 도전성 코일선(44b)에 전원을 인가하게 되면 도전성 코일선(44b)이 저항체의 역할을 수행하면서 발열이 이루어지는 것이고 결국 상기 신축성 발열선(44)에 대한 온도 상승은 물론 열전도를 통해 발열체(40) 전체에 대한 발열 작용이 일어나게 되는 것이다.In addition, in the construction of the
이와 같이 신축성 심재(44a)와 도전성 코일선(44b) 및 신축성 절연재(44c)에 의해 형성되어진 신축성 발열선(44)에는 상기 도전성 코일선(44b)에 전원을 인가시키기 위한 별도의 전원선을 연결 형성함에 따라 목적하는 발열체(40)를 완성할 수 있을 것이다.In this way, a separate power line for applying power to the
이때, 상기의 전원선은 신축성 발열선(44)의 양끝단부에 서로 나란하게 배치되는 메인전원선(42)(42')과 이들 메인전원선(42)(42')의 사이 내측에 일정 간격으로 배치되는 보조전원선(43)(43')으로 이루어져 있는 것으로서, 상기의 메인전원선(42)(42')과 보조전원선(43)(43')은 도전성 코팅선(44b)과 전기적인 연결 상태를 유지하므로 이들 메인전원선(42)(42')과 보조전원선(43)(43')에 전원을 인가시키면 상기의 도전성 코일선(44b)은 통전상태가 됨과 동시에 도전성 코일선(44b) 자체가 저항체의 역할을 수행하여 저항에 의한 발열 작용을 수행하게 되는 것이다.At this time, the power supply line is provided at regular intervals between the main
특히, 상기의 보조전원선(43)(43')은 신축성 발열선(44)의 전체 길이에 따라 다양한 개체수로 적용할 수 있는 것인데, 신축성 발열선(44)의 길이가 긴 경우에는 보조전원선(43)(43')의 개체수를 비례적으로 증가시켜 전원선 간의 사이 간격이 지나치게 멀어지지 않도록 하여야 할 것이다.Particularly, the
따라서, 상기와 같은 보조전원선(43)(43')의 개체수를 가감하여 발열체(40)를 제작할 수 있어 발열체의 길이가 아무리 길어지더라도 실제 전원이 공급되는 곳의 저항값은 실질적으로 일정하게 유지되어 전압강하가 전혀 일어나지 않을 뿐만 아니라 전류 분포가 균일해지므로 국부 가열이나 국부 저온 현상을 예방할 수 있는 것이다.Therefore, the
또한, 상기의 메인전원선(42)(42')과 보조전원선(43)(43')은 교번 순차적으로 서로 다른 극성의 전원이 인가되도록 연결하여야 하는 것으로서, 서로 이웃하는 전원선의 극성이 동일한 경우에는 통전이 이루어지지 아니할 것이므로 서로 이웃하는 전원선 간에는 서로 다른 극성의 전원이 인가될 수 있도록 이들 메인전원선(42)(42')과 보조전원선(43)(43')들을 양극 또는 음극의 전원부에 각기 구분 접속하면 인가되는 전원으로부터 상기의 신축성 발열체(40)는 고르고 안정적인 발열이 이루어지게 되는 것이다.In addition, the
또한, 특정 전압에 맞추어 발열체를 만들고자 하는 경우에는 사용하고자 하는 전압에 맞추어 신축성 발열선(44)의 길이를 조절하여 이에 설치되는 보조전원선(43)(43')의 설치 간격을 조절하면 되는 것이다. 즉, 저 전압용 발열체를 만들려면 공급전압이 낮은 관계로 작은 저항값에서 전압강하가 일어난다는 점에 착안하여 신축성 발열선(44)에 대하여 보조전원선(43)(43')을 다수 설치하되 그 간격을 조밀하게 하고 사용하고자 하는 전압을 걸어보면서 절연재가 파괴되지 않으면서도 최상의 발열이 이루어지는 전원공급선의 최적 간격을 만들어내면 되는 것이다.In addition, when the heating element is to be made according to a specific voltage, the length of the
반면에 고 전압용 발열체를 만들려면 신축성 발열선(44)의 전체 길이에 대하 여 보조전원선(43)(43')의 간격을 넓게 하여 배치하면 된다. 이때 보조전원선(43)(43')의 간격은 전압강하가 일어나지 않는 최대거리로 벌려서 넓게 설치하여 만들면 되는 것이다.On the other hand, in order to make a high voltage heating element, the spacing of the
또한, 상기의 발열체(40)를 구성함에 있어 주요한 발열수단으로서 도 13 및 도 14의 도시와 같이 도전성 합연사(47)를 이용하여 제작할 수도 있는 것으로서, 상기의 도전성 합연사(47)는 불연성과 내구성이 크면서도 수분을 흡수하지 않는 특성을 갖는 유리섬유를 수 가닥 합연하여 만들어진 심사(47a)의 표면에 액상실리콘 고무와 카본블랙이 혼합되어 만들어진 도전성 조성물을 코팅하여 도전층(47b)을 형성한 상태에서, 상기 도전층(47b)의 표면에 신축성 실리콘수지로 된 절연층(47c)을 코팅하여 만들어지는 것이다.In addition, in the construction of the
이와 같은 도전성 합연사(47)는 양측 끝단으로부터 전원을 인가하게 되면 상기 도전층(47b)이 저항체의 역할을 수행하면서 발열이 이루어지는 것이고 결국 상기 도전층(47b)에서의 열기는 절연층(47c)을 통해 전도되면서 발열체(40 전체에 대한 가열 작용을 수행하게 되는 것이다.When the conductive
이와 같이 유리섬유에 의한 심사(47a)와 카본블랙에 의한 도전층(47b) 및 실리콘 고무에 의한 절연층(47c)으로 된 도전성 합연사(47)를 위사와 경사의 형태로 서로 직조하여 그물망의 형태로 만들어 사용하면 되는 것인데, 이때의 도전성 합연사(47)에 의한 그물망의 직조 방법은 트리코트(Tricot) 또는 편성(Knitted)이 아닌 일반적인 직조 형태인 레노직과 평직을 조합하여 서로 교차하는 도전성 합연사(47) 간의 접점이 자연스럽게 생성될 수 있도록 하는 것이다. 이에 따라 상기와 같은 도 전성 합연사(47)에 전원을 인가함에 따라 상기의 도전성 합연사(47)에 의한 발열체(40)는 온열 작용을 수행하게 되는 것이다.In this way, the conductive
이때, 상기의 도전성 합연사(47)에 전원을 인가하기 위한 수단으로서, 도전성 합연사(47)의 양끝 단부에 서로 나란하게 배치되는 메인전원선(42)(42')과 이들 메인전원선(42)(42')의 사이 내측에 일정 간격으로 배치되는 보조전원선(43)(43')으로 이루어져 있는 것으로서, 상기의 메인전원선(42)(42')과 보조전원선(43)(43')은 도전성 합연사(47)의 도전층(47b)과 전기적인 연결 상태를 유지하므로 이들 메인전원선(42)(42')과 보조전원선(43)(43')에 전원을 인가시키면 상기의 도전성 합연사(47)는 통전 상태가 됨과 동시에 도전층(47b) 자체가 저항체의 역할을 수행하여 저항에 의한 발열 작용을 수행하게 되는 것이다.At this time, as a means for applying power to the conductive
여기서, 상기의 메인전원선(42)(42')과 보조전원선(43)(43')은 도전성 와이어를 편조하여 이루어진 형태의 편조전극을 사용하는 것이 안정적인 전원의 공급에 적합할 것이다. 또한, 상기의 메인전원선(42)(42')과 보조전원선(43)(43')을 도전성 합연사(47)에 의해 연결하거나 고정하는 방법으로는 별도의 엮음사를 이용하여 이들이 서로 이격되거나 분리되지 않고 안정적인 접지상태를 유지할 수 있도록 하는 것이 보다 바람직한 실시예라 할 수 있을 것이다.Here, the
특히, 상기의 보조전원선(43)(43')은 도전성 합연사(47)의 전체 길이에 따라 다양한 개체수로 적용할 수 있는 것인데, 도전성 합연사(47)의 길이가 길거나 넓이가 넓은 경우에는 보조전원선(43)(43')의 개체수를 비례적으로 증가시켜 전원선 간의 사이 간격이 지나치게 멀어지지 않도록 하여야 할 것이다.In particular, the
따라서, 상기와 같은 보조전원선(43)(43')의 개체수를 가감하여 발열체(40)를 제작할 수 있어 발열체의 길이가 아무리 길어지더라도 실제 전원이 공급되는 곳의 저항값은 실질적으로 일정하게 유지되어 전압강하가 전혀 일어나지 않을 뿐만 아니라 전류 분포가 균일해지므로 국부 가열이나 국부 저온 현상을 예방할 수 있는 것이다.Therefore, the
이와 같은 도전성 합연사(47)로 된 발열체에 적용되는 상기의 메인전원선(42)(42')과 보조전원선(43)(43')은 교번 순차적으로 서로 다른 극성의 전원이 인가되도록 연결하여야 하는 것으로서, 서로 이웃하는 전원선의 극성이 동일한 경우에는 통전이 이루어지지 아니할 것이므로 서로 이웃하는 전원선 간에는 서로 다른 극성의 전원이 인가될 수 있도록 이들 메인전원선(42)(42')과 보조전원선(43)(43')들을 양극 또는 음극의 전원부에 각기 구분 접속하면 인가되는 전원으로부터 상기의 발열체(40)는 고르고 안정적인 발열이 이루어지게 되는 것이다.The
또한, 특정 전압에 맞추어 발열체를 만들고자 하는 경우에는 사용하고자 하는 전압에 맞추어 도전성 합연사(47)의 길이를 조절하여 이에 설치되는 보조전원선(43)(43')의 설치 간격을 조절하면 되는 것이다. 즉, 저 전압용 발열체를 만들려면 공급전압이 낮은 관계로 작은 저항값에서 전압강하가 일어난다는 점에 착안하여 도전성 합연사(47)에 대하여 보조전원선(43)(43')을 다수 설치하되 그 간격을 조밀하게 하고 사용하고자 하는 전압을 걸어보면서 절연재가 파괴되지 않으면서도 최상의 발열이 이루어지는 전원공급선의 최적 간격을 만들어내면 되는 것이다.In addition, when the heating element is to be made according to a specific voltage, the length of the conductive
반면에 고 전압용 발열체를 만들려면 도전성 합연사(47)의 전체 길이에 대하 여 보조전원선(43)(43')의 간격을 넓게 하여 배치하면 된다. 이때 보조전원선(43)(43')의 간격은 전압강하가 일어나지 않는 최대거리로 벌려서 넓게 설치하여 만들면 되는 것이다.On the other hand, in order to make a high voltage heating element, it is possible to arrange a wider interval of the
이상과 같은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the present invention as defined by the appended claims. Examples should be understood.
도 1은 본 발명에 따른 발열패드의 전체 구성도1 is an overall configuration diagram of a heating pad according to the present invention
도 2는 본 발명에 따른 발열패드를 착용한 상태도Figure 2 is a state wearing a heating pad according to the present invention
도 3은 본 발명에 따른 발열패드의 다른 실시예도Figure 3 is another embodiment of the heating pad according to the present invention
도 4는 도 3에 의한 발열패드의 착용 상태도4 is a wearing state of the heating pad according to FIG.
도 5는 본 발명에 따른 발열패드의 컨트롤러 구성 및 연결도5 is a controller configuration and connection diagram of a heating pad according to the present invention
도 6은 본 발명에 따른 발열패드의 발열체에 대한 다른 실시예도6 is another embodiment of the heating element of the heating pad according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 발열패드의 발열체에 대한 또 다른 실시예도7 is another embodiment of the heating element of the heating pad according to the present invention;
도 8은 도 7에 의한 발열체의 부분 확대도8 is an enlarged view of a part of the heating element according to FIG. 7;
도 9는 본 발명에 따른 발열패드의 내부 발열체에 대한 구성도9 is a block diagram of an internal heating element of the heating pad according to the present invention;
도 10은 도 9에 의한 발열메쉬의 "A"부분 확대도FIG. 10 is an enlarged view of a portion “A” of the heating mesh of FIG. 9; FIG.
도 11은 본 발명에 따른 발열패드의 내부 발열체에 대한 다른 구성도11 is another configuration diagram of the internal heating element of the heating pad according to the present invention;
도 12는 도 11에 의한 신축성 발열선의 "A"부분 확대도12 is an enlarged view of a portion “A” of the elastic heating wire according to FIG. 11;
도 13은 본 발명에 따른 발열패드의 내부 발열체에 대한 또 다른 구성도Figure 13 is another configuration of the internal heating element of the heating pad according to the present invention
도 14는 도 13에 의한 도전성 합연사의 "A"부분 확대도FIG. 14 is an enlarged view of a portion “A” of the conductive twisted yarn of FIG. 13; FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10,10' : 파스너 11,11' : 신축밴드10,10 ':
20 : 컨트롤러 21 : 선택버튼부20: controller 21: selection button
22 : 시간설정부 23 : 온도설정부22: time setting section 23: temperature setting section
24 : 중앙처리부 25 : 표시부24: central processing unit 25: display unit
26 : 충전식 전원부 27 : AC어댑터26: rechargeable power supply unit 27: AC adapter
30 : 발열패드 31 : 열축적전달체30: heating pad 31: heat storage carrier
32 : 단열체 33 : 과열차단부32: insulator 33: overheat cut off
40 : 발열체 41 : 도전성메쉬40: heating element 41: conductive mesh
41a : 심재 41b : 도전성 코팅층41a:
41c : 절연층 42,42' : 메인전원선41c:
43,43' : 보조전원선 44 : 신축성 발열선43,43 ': Auxiliary power cable 44: Flexible heating wire
44a : 신축성 심재 44b : 도전성 코일선44a:
44c : 신축성 절연피복44c: elastic insulation coating
45,45' : 표면시트 46 : 접착시트45,45 ': Surface sheet 46: Adhesive sheet
47 : 도전성 합연사 47a : 심사47: conductive
47b : 도전층 47c : 절연층47b:
Claims (18)
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CN109327926A (en) * | 2018-12-12 | 2019-02-12 | 沈阳恒宝光热技术有限公司 | A kind of electric blanket heating core of suitable human body |
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2009
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