KR20130028764A - 통기성 구조체를 구비한 공기 대류구조의 온열매트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온열매트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 통기성 구조체 내부에 발열체를 내장시킨 공기대류구조를 가짐으로써, 상기 발열체로부터 발생된 열을 매트의 표면으로 복사 및 전도시킴과 동시에 상기 발열체 주위에 형성된 공간부를 통하여 발열체로부터 발생된 열을 매트의 전 영역으로 대류시키는 온열매트에 관한 것이다.

Description

통기성 구조체를 구비한 공기 대류구조의 온열매트{Heating mat having air convection including air breathable material}

본 발명은 온열매트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 통기성 구조체 내부에 발열체를 내장시킨 공기대류구조를 가짐으로써, 상기 발열체로부터 발생된 열을 매트의 표면으로 복사 및 전도시킴과 동시에 상기 발열체 주위에 형성된 공간부를 통하여 발열체로부터 발생된 열을 매트의 전 영역으로 대류시키는 온열매트에 관한 것이다.

보온을 위하여 널리 이용되는 온열매트는 통상적으로 전력 인가에 따른 열을 발생시키는 발열체와 발열체를 둘러싸거나 발열체의 상하부에 부착되는 단열재와 단열재의 외부에 형성되는 피복층으로 이루어진다.

이때, 상기 발열체로부터 발열된 열은 일부분이 단열재를 통하여 피복층으로 직접 복사되고 열의 대부분은 피복층으로 전도됨으로써 온열효과를 발생시킨다.

그런데, 이러한 열의 복사 또는 전도 방식으로의 열전달 방식은 발열체가 단열재와 피복층에 매립된 구조를 가지기 때문에 발열체 부근만이 국부적으로 가열될 우려가 있으며, 심한 경우 화재 사고를 일으킬수도 있다.

또한, 열전도 방식으로 열전달이 이루어지기 때문에 매트의 전 영역중에는 발열체와의 거리가 멀면 멀수록 온열 온도가 감소되는 단점도 상존하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 단점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 종래의 온열매트에 있어서의 열전달 방식인 복사와 전도 현상을 이용하면서도 매트의 내부에 발열체에서 발생된 열의 공기대류구조를 형성함으로써, 열의 전달이 복사 및 전도뿐만 아니라 공기대류구조를 통한 대류방식에 의해서도 이루어지게 할 수 있는 온열매트의 구성을 제공한다.

또한, 동절기뿐만 아니라 하절기에도 사용자가 쾌적하고 편리하게 온열요법을 수행할 수 있도록 구성되어 사계절용으로 사용하기에 적합한 온열매트의 구성을 제공한다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명 온열매트의 구성은, 통기성 구조체 내부에 발열체를 내장시킨 공기대류구조를 가지는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명 온열매트는 상기 발열체로부터 발생된 열을 표면으로 복사 및 전도시킴과 동시에 상기 발열체 주위에 형성된 공간부를 통하여 발열체로부터 발생된 열을 매트의 전 영역으로 대류시킴으로써, 종래의 온열매트의 단점으로 지적된 발열체 부근만이 국부적으로 가열될 우려를 해소하여 국부 가열에 의한 화재사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 발열체의 열이 대류방식으로 매트의 전 영역으로 전달되므로 발열체와의 거리에 관계없이 매트의 전영역에서 균일한 온도를 유지할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 표면을 메쉬부재로 이루어진 망사체로 형성하게 되면, 사용자에게 온열감과 더불어 청량감을 제공하여 동절기뿐만 아니라 하절기에도 편리하게 온열 요법을 수행할 수 있게한 효과가 있는 매우 진보한 발명인 것이다.

도 1 내지 도 3 은 본 발명 온열매트의 구성들을 나타내는 사시도,
도 4 는 본 발명 온열매트의 공기대류구조의 확대도,
도 5 은 본 발명 온열매트의 실시예의 사시도,
도 6 은 도 5 의 A-A'선 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 온열매트의 구성을 상세하게 설명한다.

단, 개시된 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분하게 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 태양으로 구체화될 수도 있다.

또한, 본 발명 명세서에서 사용되는 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1 내지 도 3 은 본 발명 온열매트의 구성들을 나타내는 사시도, 도 4 는 본 발명 온열매트의 공기대류구조를 나타내는 도면이다.

먼저, 도 1 에 도시된 바와 같이 본 발명의 온열매트는 통기성 구조체의 내부에 발열체(30)를 내장한 공기대류구조를 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 통기성 구조체는 베이스(10)와, 베이스(10)의 표면에 형성된 통기성 부재(20)와, 상기 베이스(10)에 내장된 발열체(30)로 이루어지며, 이때, 상기 발열체(30)와 상기 베이스(10)의 사이에 공간부(41)를 이루는 채널(40)이 형성된다.

이때, 도 1 에 도시된 온열매트(1)는 채널(40)의 상부가 통기성부재(20)측으로 개방되고 채널(40)의 하부는 베이스(10)의 바닥면측으로 개방되어 있는 구조이다.

또한, 도 2 에 도시된 온열매트(2)는 채널(40)의 상부만 통기성부재(20)측으로 개방되고 채널(40)의 하부는 폐쇄된 구조이다.

나아가, 도 3 에 도시된 온열매트(3)는 채널(40)의 어느 일부분도 개방되지 않은 터널 구조이다.

상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 온열매트(1,2,3)는 도 4 에 도시된 바와 같이 통기성 구조체에 내장된 발열체(30)로부터 발생된 열이 베이스(10)를 통하여 그의 표면의 망사체(20)로 직접적으로 복사되거나 베이스(10)를 통하여 열이 전도됨으로써 열의 전달이 이루어짐과 동시에, 채널(40)의 공간부(41)를 통하여 발열체(30)로부터 발생된 열의 더운공기는 베이스(10)의 좌방향 및 우방향과 통기성부재(20) 방향인 상방향으로 이동되면서 대류되고, 상방향으로 이동된 더운공기는 하강하여 찬공기로 변환되면서 베이스(10) 하부로 유입되는 대류현상이 발생된다.

나아가, 상기 채널(40)의 공간부(41)의 공기층은 일종의 단열층을 형성하여 열손실을 방지함으로써 본 발명 매트의 열효율을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 온열매트(1,2,3)는 발열체(30) 부분만이 국부적으로 가열되는 것을 방지하여 국부 가열에 의한 화재사고를 미연에 방지할 수 있게되며, 발열체(30)의 열이 대류방식으로 매트의 전 영역으로 고르게 전달될 수 있으므로 발열체(30)와의 거리에 관계없이 매트의 전영역에서 균일한 온도를 유지할 수 있는 것이다.

한편, 상기 베이스(10)로서 사용되는 재질은 단열기능을 가진 단열부재이거나, 표면의 통기성부재(20)와 일체로된 통기성부재일 수 있으며, 코일플라스틱부재일 수 있다.

이때, 상기 통기성부재(20)는 메쉬페브릭(Mesh Fabric) 소재 계열의 메쉬부재(소위 3D(3-Dimension)메쉬부재 또는 에어메쉬(Air Mesh)라 불리움)를 이용할 수 있다.

또한, 상기 베이스(10)가 코일플라스틱부재일 경우에는 상품명 브레스 에어(Breath air)라 불리우는 소재를 이용할 수 있다.

도 5 는 상기와 같이 구성되는 본 발명 온열매트의 실시예를 나타낸 사시도이며, 도 6 은 도 5 의 A-A' 선 단면도이다.

본 발명 실시예의 온열매트(100)는 베이스로서 표면에 통기성부재로서 망사면(120)을 형성한 메쉬부재(110)를 이용한 것이다.

상기 메쉬부재(110)는 자동차나 유모차의 시트커버, 가방이나 의류의 외피 등에 이용되는 통상의 메쉬(Mesh)부재이며, 상술한 바와 같이 메쉬페브릭(Mesh Fabric) 소재 계열의 메쉬부재이며, 소위 3D(3-Dimension)메쉬부재 또는 에어메쉬(Air Mesh)부재로 불리우기도 한다.

보다 상세하게는, 도 5 에 도시된 바와 같이 그물망 형태로 이루어진 망사면(120)과 평판 형태의 하면(122)으로 이루어지며, 상기 망사면(120)과 하면(122) 사이를 수직으로 견고하게 받치고 있는 수많은 갯수의 지지편(121)과, 지지편(121)들 사이에 공기가 유동되는 공간부(140)가 형성된 공지 부재이다.

또한, 본 발명의 실시예의 온열매트(100)는 상기와 같이 메쉬부재(110)의 망사면(120)과 하면(122) 사이에 형성된 지지편(121) 사이로 전력을 인가하면 발열하는 발열체(130)를 내장시킨다.

그러므로, 상기 발열체(130)에서 발열하는 열기가 상기 메쉬부재(110)의 공간부(140)를 통하여 대류됨으로써 복사 및 전도 뿐만 아니라 열의 대류를 통하여 매트의 전영역으로 열이 확산될 수 있게 된다.

또한, 상기 메쉬부재(110)의 공간부(140)로 인하여 표면의 망사면(120)에 가해지는 압력을 적절하게 흡수하여 온열매트의 쿠션감을 향상시킬 뿐만 아니라 사용자로부터 발한되는 땀을 원활하게 배출할 수 있어 청량감을 제공할 수 있어 동절기뿐만 아니라 하절기에도 쾌적하게 온열요법을 수행할 수 있게 된다.

한편, 상기 메쉬부재(110)에 내장되는 발열체(130)는 공지된 형태의 모든 발열체가 이용가능한데, 구체적으로는 구리선, 니크롬선 등의 선상발열체, 면상발열체, 탄소섬유 발열체, SR 발열케이블(self regulating heating cable), 무자계열선 등을 이용할 수 있다.

특히, SR 발열케이블은 전력이 인가되면 발열하는 한쌍의 발열선들을 일정 간격으로 이격시키고, 이 한쌍의 발열선들을 반도전성폴리머(polymer) 수지로 이루어진 폴리머부재를 피복시켜 이루어진 것으로서, 반도전성폴리머수지는 주로 탄소(carbon)를 포함하고 있어 온도가 증가하면 저항이 증가하게 되어 온도가 일정 온도 이상으로 증가하면 폴리머부재가 절연체처럼 작용하여 전류가 흐르지 않는 특성을 가지고 있어 바람직하다.

그리고, 상기 발열체(130)의 외부를 보호하기 위하여 발열체(130)의 외주면을 절연처리 할 수 있다.

한편, 상기 메쉬부재(110)의 하부에는 쿠션기능과 지지기능을 겸비한 소재로 이루어진 쿠션층(200)을 구비한다.

또한, 상기와 같은 온열매트의 메쉬부재(110) 내부의 발열체(130)의 온도를 조절하기 위한 온도조절기(300)가 구비되며, 상기 온도조절기(300)는 상기 발열체(130)로 인가되는 전류의 양을 조절하여 발열체(130)의 온도를 조절하는 통상의 온도조절회로가 실장된다.

상기의 온도조절기(300)는 온도조절회로를 내장시키는 케이스와, 외부의 전원과 연결되어 발열체(130)로 흐르는 전류를 도통시키는 전원선과, 발열체(130)의 전원인가의 ON/OFF 스위치를 겸하되 온도의 조절을 위하여 사용자에 의하여 조작되는 다이얼 등이 설치된 통상의 온도조절기이다.

또한, 상기와 같은 온도조절기(300)의 온도조절회로는 바람직하게는 마이크로프로세서(Micro processor)와 같은 중앙처리유닛(CPU)와, 발열체(130)로 인가되는 전력량을 제어하는 온도 조절 프로그램이 메모리소자에 내장되어 실행되는 통상의 마이컴(MICOM) 제어보드의 형태로 설치되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명 사계절용 온열매트는 사용자가 본 발명 온열매트(100)에 눕거나 앉은 상태에서 온도조절기(300)에 연결된 전원선을 외부의 전원에 연결한 후 온도조절기(300)의 다이얼을 조작하여 전원을 인가시키면, 상기 온도조절기(300)를 통하여 발열체(130)에 전원이 인가되어 발열체(130)가 발열을 개시하게 되며, 이러한 상태에서 사용자는 온도조절기(300)의 다이얼을 조작하여 소망하는 온도를 설정한다.

아울러, 상기 온도조절기(300)는 소정의 시간이 경과되면 전원의 입력을 자동적으로 중지시켜 메쉬부재(110)에 내장된 발열체(130)의 과열을 방지하여 화재 사고를 미연에 방지할 수 있도록 설계되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 베이스층(200)은 매트의 바닥 형상을 지지하면서도 쿠션력을 제공할 수 있는 두께로 이루어진 섬유편직물 또는 합성수지류 또는 고무류로 이루어질 수 있다.

이상의 설명에서 본 발명의 온열매트의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1; 본 발명 온열매트
2; 본 발명 다른 온열매트
3; 본 발명 또 다른 온열매트
10; 베이스
20; 통기성부재
30; 발열체
40; 채널
41; 공간부
100; 본 발명 실시예의 온열매트
110; 메쉬부재
120; 망사면
121; 지지편
122; 하면
130; 발열체
200; 쿠션층
300; 온도조절기

Claims (9)

1. 온열매트에 있어서,
   통기성 구조체의 내부에 발열체를 내장한 구성을 특징으로 하는 공기 대류구조를 가지는 온열매트.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 통기성 구조체는,
   베이스(10)와, 베이스(10)의 표면에 형성된 통기성 부재(20)와, 상기 베이스(10)에 내장된 발열체(30)로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기 대류구조를 가지는 온열매트.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 발열체(30)와 상기 베이스(10)의 사이에 공간부(41)를 이루는 채널(40)이 형성되며,
   상기 채널(40)의 상부는 통기성부재(20)측으로 개방되고 채널(40)의 하부는 베이스(10)의 바닥면측으로 개방된 것을 특징으로 하는 공기 대류구조를 가지는 온열매트.
   
4. 제 2 항에 있어서, 상기 채널(40)의 상부만 통기성부재(20)측으로 개방되고 채널(40)의 하부는 폐쇄된 것을 특징으로 하는 공기 대류구조를 가지는 온열매트.
   
5. 제 2 항에 있어서, 상기 채널(40)은 어느 일부분도 개방되지 않은 터널 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기 대류구조를 가지는 온열매트.
   
6. 제 2 항에 있어서, 상기 베이스(10)는 단열부재이거나, 표면의 통기성부재(20)와 일체로된 통기성부재이거나, 또는 코일플라스틱부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기 대류구조를 가지는 온열매트.
   
7. 제 2 항에 있어서,
   상기 베이스(10)는 표면에 통기성부재로서 망사면(120)을 형성시킨 메쉬부재(110)이고,
   상기 메쉬부재(110)는 상기 망사면(120)과 하면(122) 사이를 수직으로 받치고 있는 지지편(121)으로 이루어지며,
   상기 메쉬부재(110)의 망사면(120)과 하면(122) 사이에 내장되어 전원이 인가되면 발열하는 발열체(130)를 구비한 것을 특징으로 하는 공기 대류구조를 가지는 온열매트.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 발열체(130)는 선상발열체, 면상발열체, 탄소섬유 발열체, SR 발열케이블(self regulating heating cable), 무자계열선 중 어느 하나의 발열체인 것을 특징으로 하는 공기 대류구조를 가지는 온열매트.
   
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 메쉬부재(110)의 하부에 부착되는 쿠션층(200);
   상기 발열체(130)의 온도를 조절하는 온도조절기(300); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 대류구조를 가지는 온열매트.
   

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