KR20160019712A - 냉온방 장치를 구비한 침대 매트리스. - Google Patents

Abstract

본 발명은 침대 매트리스의 일측에 설치되어 침대 매트리스 내부에서 냉온풍을 순환시키는 침대 매트리스 냉온방 장치에 관한 것으로, 케이스(110), 매트리스 공조 순환부(200), 열전소자 히트싱크부(300) 및 열전소자부(400)를 포함한다.

Description

열전소자를 이용한 침대 매트리스의 냉온방 장치{Bed Mattress Cooling and Heating Device Using Thermoelement}

본 발명은 열전소자를 이용하여 침대 매트리스를 냉방 및 난방이 가능하도록 하는 침대 매트리스 냉온방 장치에 관한 것이다.

일반적으로 침대 매트리스는 겉 표면이 평탄한 천으로 처리되어 있고, 내부는 쿠션재가 포함된 탄성체가 넣어져 있다. 이와 같은 매트리스에는 각종 세균, 곰팡이 그리고 진드기 등의 박멸을 위한 기술로 침대 매트리스 클리닝 장치 등이 개발되었다.

침대 매트리스 클리닝 장치는 제습 히터를 이용하여 매트리스 내부 공간에 발생되는 습기를 제거하거나, 공기 순환 팬을 통해 공기를 유동시키거나, 자외선 조사를 통해 세균을 멸균하거나, 음이온이나 오존을 공급하여 냄새를 제거하는 기능 등을 포함하고 있다.

상기와 같은 침대 매트리스 클리닝 장치와 함께, 매트리스 발열 장치도 개발되고 있는데, 히터와 팬을 포함하여 매트리스를 가온하거나, 매트리스 위에 별도의 열선 또는 온수 파이프를 포함하여 매트리스를 가온하는 개발되고 있다.

이와 같이 침대 매트리스는 양호한 통풍성 유지와 각종 세균 및 곰팡이, 진드기 등이 번식하지 못하도록 하여 매트리스를 청결한 상태로 사용할 수 있도록 하는 기술과, 매트리스의 온도를 상승시켜 사용하는 기술 등이 알려져 있으나, 침대 매트리스를 청결하게 사용할 수 있도록 하면서도 여름에는 냉방을 겨울에는 온방을 할 수 있는 기술에 대한 수요가 있다.

대한민국 특허 공개 10-2010-136720 (공개일 2010년 12월 29일)

따라서, 본 발명은 침대 매트리스를 클리닝하고 냉온방 할 수 있는 침대 매트리스 냉온방 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 간단한 구조와 작은 전기 소모로 침대 매트리스를 발열 및 냉각할 수 있는 침대 매트리스 냉온방 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 침대 매트리스 냉난방 장치는, 침대 매트리스의 일측에 설치되는 침대 매트리스 냉온방 장치에 있어서,

직류 전원의 공급 방향에 따라 발열면과 냉각면이 변경되는 판형 열전소자;

상기 열전소자의 양면에 각각 접촉하여 설치되는 제1 및 제2열전도부;

상기 제1열전도부에 연결되어 열이 전달되는 제1열전도로드;

상기 제1열전도로드에서 열이 분산되는 제1방열핀;

상기 침대 매트리스의 내부에서 공기를 빨아들여 상기 제1방열핀 쪽으로 전달하는 공조 순환팬;

상기 공조 순환팬의 상기 제1방열핀 반대측 단부에 내측 단부가 접하여 상기 공조 순환팬에 의해 내부로 유입된 공기를 상기 제1방열핀 쪽으로 가이드하는 U자 형상의 공조풍 가이드;

상기 제2열전도부에 연결되어 열이 전달되는 제2열전도로드;

상기 제2열전도로드에서 열이 분산되는 제2방열핀; 및

상기 제2방열핀의 상기 침대 매트리스의 외부에 면하는 쪽에 전면에 설치되어 상기 제2방열핀으로 상기 침대 매트리스의 외부 공기를 유입하도록 구동하는 열전소자 공기 순환팬을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 침대 매트리스 냉온방 장치는 침대 매트리스 냉온방 장치 전체를 감싸고 상기 침대 매트리스의 일 측면에 설치되는 케이스를 더 포함하고, 상기 케이스는 상기 제1방열핀과 상기 공조 순환팬의 침대 내부측 전면에 통공이 형성되고, 상기 열전소자 공기 순환팬의 침대 외부측 전면에 통공이 형성되고, 상기 케이스의 상기 제2방열핀측 측면에 통공이 형성되는 것을 특징으로 한다. 상기 통공은 그물망으로 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 간단한 구조와 작은 전기 소모로 매트리스를 냉각 및 가열을 가능하게 하여 쾌적하고 청결한 매트리스를 상시 사용 가능하고 인체의 유해성 없이 냉난방 가능한 매트리스 제작할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 침대 매트리스 냉온방 장치의 내부 구성을 침대 내부 쪽에서 본 개략도,
도 2는 도 1의 침대 매트리스 냉온방 장치의 침대 외부 쪽에서 본 개략도,
도 3은 도 1의 침대 매트리스 냉온방 장치의 상면에서 본 개략도,
도 4는 도 1의 침대 매트리스 냉온방 장치의 외부 케이스를 나타낸 개략도, 및
도 5는 냉온방 장치가 설치된 침대 매트리스를 개략적으로 나타낸 개략도이다.

개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 열전소자를 이용하여 침대 매트리스 내부로 냉풍 또는 온풍을 공급하여 침대 매트리스를 냉온방 할 수 있는 침대 매트리스 냉온방 장치를 상세히 설명하기로 한다. 도면 및 상세한 설명의 실시예는 본 발명을 명확히 이해시키기 위한 일 예일 뿐 이에 권리범위가 제한되지 않는다.

먼저, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 침대 매트리스 냉온방 장치를 침대 내부에서 본 내부 구조를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 냉온방 장치를 침대 외부에서 본 도면이고, 도 3은 도 1의 냉온방 장치를 상면에서 본 도면이고, 도 4는 도 1의 냉온방 장치의 외부 케이스를 나타낸 도면이고, 도 5는 침대 매트리스에 냉온방 장치가 설치되는 일 실시예를 나타낸 도면이다.

도시되는 바와 같이, 침대 매트리스(20)의 일측에 설치되는 본 발명에 의한 침대 매트리스 냉온방 장치는 케이스(110), 매트리스 공조 순환부(200), 열전소자 히트싱크부(300) 및 열전소자부(400)를 포함한다.

열전소자부(400)는 정/역방향의 직류 전원 공급에 따라 발열면과 냉각면이 변경되는 열전소자(410), 열전소자(410)의 발열 냉각에 따라 열을 가져오거나 주는 열전도부(420,430)을 포함한다.

열전소자(410)는 펠티어 효과를 내는 물질로, 외부에서 DC 전압을 가해주었을 때 p-type 재료의 정공과 n-type 재료의 전자가 이동함으로써 소자 양단에서 발열과 흡열을 일으키는 현상이다. 이와 같이 펠티어 효과를 이용한 능동 냉각은 소자의 열적 안정성을 개선시키고 진동과 소음이 없으며 별도의 응축기와 냉매를 사용하지 않아 부피가 작고 환경 친화적인 방법으로 인식되고 있다. 열전소자를 이용하면, 기존 냉각 방식에 비해 부피는 줄이면서 소자를 균일하고 안정한 온도로 유지시킬 수 있으므로 소자의 성능을 개선할 수 있다.

제1 및 제2 열전도부(420,430)는 열전도성이 우수한 물질로 구성됨이 바람직하며, 알루미늄인 것이 바람직하다. 제1 및 제2 열전도부(420, 430)는 판 형상의 열전소자(410)의 양 면에 각각 접촉하여 배치되고, 인가되는 전압의 방향에 따라 발열 및 냉각되는 열전소자(410)의 온도에 따라 열을 전달한다.

매트리스 공조 순환부(200)는 공조 순환팬(210), 제1열전도로드(220), 방열핀(230), 공조풍 가이드(240)를 포함한다. 공조 순환팬(210)은 매트리스 내부에서 공기를 흡입하여 제1방열핀(230) 쪽으로 공기를 보내도록 구동하는 팬으로 소음이 적은 것을 사용하는 것이 바람직하다. 제1열전도로드(220)는 제1열전도부(420)에 연결되어 제1방열핀(230)으로 열을 전달하거나 방열핀(230)으로부터 열을 제1열전도부(420)로 전달한다. 제1방열핀(230)은 열의 흡수 및 방출로 통과하는 공기를 가열 및 냉각한다. 공조풍 가이드(240)는 공조순환팬(210)의 구동에 의해 내부로 흡입된 공기 흐름을 방열핀(230) 쪽으로 가이드하도록 역 U 자형으로 형성되고, 공조 순환팬(210)의 방열핀(230) 반대 측 단부에 U자형 입구의 일측이 시작된다. 공조풍 가이드(240)의 열린 입구의 일측에 공조 순환팬(210)이 설치되면, 열린 입구의 타측에 설치되어 제1방열핀(230) 쪽은 외부로 공기가 직접 통하도록 공개된다.

열전소자 히트싱크부(300)는 열전소자 공기 순환팬(310), 제2열전도 로드(320), 제2방열핀(330)을 포함한다. 열전소자 공기 순환팬(310)은 제2방열핀(330) 앞에 위치하여 외부에서 흡수한 공기를 방열 핀(330) 쪽으로 공급한다. 제2열전도 로드(320)는 열전도 효율이 높은 재질로 제작되어 제2열전도부(430)에서 열을 빼앗는 역할을 한다. 제2방열핀(330)은 열전소자 공기 순환팬(310)의해 외부에서 공급되는 공기가 통과하여 측면으로 배출되며 열을 발산하는 역할을 한다. 제2방열핀(330)에서 열을 발산함으로써, 온방 시 제2열전도부(430)에서 열을 빼앗아 열전소자(410) 일 측면을 냉각시켜 타 측면이 발열되도록 하거나, 냉방 시 열전소자(410)의 과열을 방지할 수 있게 한다.

상기와 같이 구성되는 침대 매트리스의 냉온방 장치는 도 5에 도시되는 바와 같이 침대 매트리스(20)의 일 측면(15)에 설치되는 것이 바람직하다. 측면(15) 일부에 절개된 설치용 구멍(22)을 형성하는 것이 바람직하다. 케이스(110)는 매트리스 본체(23)의 설치용 구멍(22)에 장착되고 냉온방 작용을 하는 열전소자부(400), 열전소자 히트싱크부(300), 매트리스 공조 순환부(200)는 케이스(110) 내부에 설치된다.

도 5에 도시되는 바와 같이 침대 매트리스는 본체(23) 내부 공간(21)을 분리하는 분리수단(24)을 포함하여 분리수단(24)에 의해 분리되는 공간 각각을 냉난방 하기 위해 냉난방 장치도 각각의 공간에 해당하는 측면에 각각 설치할 수 있다.

110 : 케이스 120 : 그물망 케이스
200 : 매트리스 공조 순환부 210 : 공조 순환팬
220 : 제1열전도로드 230 : 제1방열핀
240 : 공조풍 가이드 300 : 열전소자 히트싱크부
310 : 열전소자 공기 순환팬 320 : 제2열전도로드
330 : 제2방열핀 400 : 열전소자부
410 : 열전소자부 420, 430 : 열전도부
510 : 응결수 파이프 520 : 응결수 받이
530 : 응결수 증발부

Claims (5)

1. 침대 매트리스의 일측에 설치되는 침대 매트리스 냉온방 장치에 있어서,
   직류 전원의 공급 방향에 따라 발열면과 냉각면이 변경되는 판형 열전소자;
   상기 열전소자의 양면에 각각 접촉하여 설치되는 제1 및 제2열전도부;
   상기 제1열전도부에 연결되어 열이 전달되는 제1열전도로드;
   상기 제1열전도로드에서 열이 분산되는 제1방열핀;
   상기 침대 매트리스의 내부에서 공기를 빨아들여 상기 제1방열핀 쪽으로 전달하는 공조 순환팬;
   상기 공조 순환팬의 상기 제1방열핀 반대측 단부에 내측 단부가 접하여 상기 공조 순환팬에 의해 내부로 유입된 공기를 상기 제1방열핀 쪽으로 가이드하는 U자 형상의 공조풍 가이드;
   상기 제2열전도부에 연결되어 열이 전달되는 제2열전도로드;
   상기 제2열전도로드에서 열이 분산되는 제2방열핀; 및
   상기 제2방열핀의 상기 침대 매트리스의 외부에 면하는 쪽에 전면에 설치되어 상기 제2방열핀으로 상기 침대 매트리스의 외부 공기를 유입하도록 구동하는 열전소자 공기 순환팬을 포함하는 침대 매트리스 냉온방 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 침대 매트리스 냉온방 장치 전체를 감싸고 상기 침대 매트리스의 일 측면에 설치되는 케이스를 더 포함하고,
   상기 케이스는 상기 제1방열핀과 상기 공조 순환팬의 침대 내부측 전면에 통공이 형성되고, 상기 열전소자 공기 순환팬의 침대 외부측 전면에 통공이 형성되고, 상기 케이스의 상기 제2방열핀측 측면에 통공이 형성되는 침대 매트리스 냉온방 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 케이스는 제1방열핀과 상기 공조 순환팬의 침대 내부측 전면에 그물망이 설치되고, 상기 열전소자 공기 순환팬의 침대 외부측 전면에 그물망이 설치되고, 상기 케이스의 상기 제2방열핀측 측면에 그물망이 설치되는 침대 매트리스 냉온방 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 열전도부는 철보다 열전도율이 같거나 큰 재질로 형성되는 침대 매트리스 냉온방 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 열전도로드는 철보다 열전도율이 크거나 큰 재질로 형성되는 침대 매트리스 냉온방 장치.

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