KR20190000944U - 침대용 발열 구조체 - Google Patents

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Abstract

본 고안에 의하면, 매트보드; 매트보드의 상면 전부위(全部位)에 배관(配管) 구성되어 매트보드에 발열 기능을 제공하는 히트파이프; 및 매트보드에 적층 구성되는 완충재를 포함하는 침대용 발열 구조체가 제공된다.

Description

침대용 발열 구조체{Heating structure for bed}
본 고안은 침대용 발열 구조체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 침대에 설치되는 매트보드 상에 히트파이프가 설치되고 히트파이프의 내부에 충전된 방열유체의 방열을 통해 침대에 난방 기능이 제공되도록 할 수 있는 침대용 발열 구조체에 관한 것이다.
일반적인 발열 구조체는, 온수 조절기 등을 사용하여 온수를 가열하고 순환펌프에 의해 온수를 순환시켜 방석이나 침대에 전면적으로 열을 전달하는 온수매트 방식이 대부분이다.
그러나 상기 온수매트 방식의 발열 구조체는, 순환펌프가 작동됨에 따라 소음이 발생하게 되고 시간이 지나면 매트의 내부를 순환하는 물이 증발하여 물을 보충해줘야 하는 번거로움이 있다.
또한, 물을 가열하기 위해 사용되는 소형보일러는 많은 부품으로 이루어져 있고 고장이 잦은 문제점이 있다.
이에, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 물을 순환시키는 순환펌프가 필요치 않고 물을 보충할 필요도 없는, 히트파이프를 포함하는 발열 구조체가 개시된 바 있다.
여기서, 히트파이프를 포함하는 발열 구조체는, 방열유체가 내부를 순환하면서 열을 전달하여 외부로 발산하는 것으로서, 히트파이프의 내부에 온수관이 설치되고 온수관의 열에 의해 히트파이프의 내부에 충전된 방열유체가 가열되면서 히트파이프로부터 열이 방열되도록 하고 있다.
그러나 종래의 히트파이프를 포함하는 발열 구조체는, 방열유체의 가열이 히트파이프의 내부에 관통되는 온수관에 의해 이루어짐에 따라, 히트파이프의 내부에 온수관을 관통시키고 그 단부가 밀봉되도록 하는 과정이 매우 복잡하여 제조 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.
또한, 온수관을 통해 방열유체의 가열이 이루어지기 때문에, 종래의 온수매트 방식의 발열 구조체가 가지는 단점이 여전히 해소되지 못하는 문제점이 있다.
(특허문헌 1) 한국 등록특허 10-1411925호
따라서 본 고안의 목적은 침대 구조체에 설치되는 매트보드에 히트파이프가 설치되고 히트파이프의 일단에 설치되는 히터에 의해 방열유체가 가열되도록 하여 제조 과정이 간소하고 비용이 절감되도록 할 수 있는 침대용 발열 구조체를 제공하는 것이다.
한편, 본 고안의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 고안에 의하면, 매트보드; 매트보드의 상면 전부위(全部位)에 배관(配管) 구성되어 매트보드에 발열 기능을 제공하는 히트파이프; 및 매트보드에 적층 구성되는 완충재를 포함하는 침대용 발열 구조체가 제공된다.
여기서 상기 침대용 발열 구조체는, 매트보드에 구성되는 난연재와; 매트보드에 적층 구성되는 원적외선패널 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 매트보드는, 보드폼과; 보드폼에 요홈 구조로 형성되는 배관홈을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 히트파이프는, 내부가 밀폐되고 일단이 히터에 의해 가열되는 금속재질의 관체와; 관체의 내부에 충전되고 히터에 의해 가열되어 열에너지를 발생시키는 방열유체를 포함하며, 방열유체는, 아세톤 50~62 중량부, 에탄올 10~15 중량부, 증류수 15~20 중량부, 중크롬산칼륨 5~10 중량부, 과붕산나트륨 3~6중량부, 음이온 분말 1~1.5 중량부를 가지는 것이 바람직하다.
또한, 방열유체는, 상기 아세톤, 에탄올, 증류수, 중크롬산칼륨, 과붕산나트륨, 음이온 분말이 혼합된 조성물질 100 중량부를 기준으로 5 내지 10 중량부로 혼합되는 돌비현상억제결정체를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 히트파이프는, 플렉시블한 재질의 관체와; 관체의 내부에 충전되고 관체에 구성되는 히터에 의해 가열되어 열에너지를 발생시키는 방열유체를 포함하고, 방열유체는, 증류수 4 내지 12 중량%, 1,2-프로필렌글리콜(1,2-propyleneglycol ; HOCH2CH3CHOH) 88 내지 96 중량%, 트리에탄올아민(triethanolamine ; C6H15NO3) 0.0042 내지 0.0046 중량%, 메틸벤조트리아졸(5-methylbenzole ; C7H7N3) 0.00035 내지 0.00045 중량% 및 삼폴리인산나트륨(sodiumtripolyphosphate ; Na5P3010) 0.00028 내지 0.00032 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 방열유체는, 상기 증류수, 1,2-프로필렌글리콜, 트리에탄올아민, 메틸벤조트리아졸, 삼폴리인산나트륨이 혼합된 조성물질 100 중량부를 기준으로 5 내지 10 중량부로 혼합되는 돌비현상억제결정체를 더 포함하는 것이 바람직하다.
따라서 본 고안에 의하면, 침대 구조체에 설치되는 매트보드에 히트파이프가 설치되고 히트파이프의 일단에 설치되는 히터에 의해 방열유체가 가열되는 구조가 제공됨으로써, 발열 구조체 제조 과정이 간단히 이루어지고 제조 비용이 절감되도록 할 수 있다.
한편, 본 고안의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 침대용 발열 구조체의 구성을 나타낸 사시도;
도 2는 도 1의 침대용 발열 구조체의 구성을 나타낸 분해사시도;
도 3은 도 1의 침대용 발열 구조체의 구성을 나타낸 단면도;
도 4는 도 1의 침대용 발열 구조체에 있어서 히트파이프의 구성을 나타낸 도면; 및
도 5는 도 1의 침대용 발열 구조체가 적용된 침대를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 5에 도시된 같이, 본 고안에 따른 침대용 발열 구조체(100)는, 소정의 면적을 가지는 매트보드(110), 매트보드(110)의 상면 전부위(全部位)에 배관(配管) 구성되고 히터(H)에 의한 전열시 방열 동작되어 매트보드(110)에 발열 기능을 제공하는 히트파이프(120), 매트보드(110)에 구성되어 히트파이프(120)의 과열에 따른 화재 발생시 난연 기능을 제공하는 난연재(130), 매트보드(110)에 적층 구성되어 히트파이프(120)로부터 방열된 열의 순환을 위한 통기 기능과 완충 기능을 제공하는 완충재(140) 및 매트보드(110)에 적층 구성되어 히트파이프(120)의 방열시 원적외선이나 음이온이 발생되도록 하는 원적외선패널(150) 등을 포함한다.
여기서, 본 고안의 발열 구조체(100)는, 매트보드(110)에 배관 구성되어 매트보드(110)나 히트파이프(120)의 온도를 측정하는 온도센서(미도시)와, 히터(H) 및 온도센서(미도시)에 동작 전원을 공급하고 그 동작을 다양한 시간과 온도 조건의 알고리즘을 통해 제어하는 제어박스(160)를 더 포함한다.
매트보드(110)는, 침대 구조체(10)의 바닥 프레임(20)에 구성되어 침대 구조체(10)에 발열 기능이 제공되도록 하는 설치 수단으로서, 소정의 면적과 두께를 가지는 보드폼(111)과, 보드폼(111)에 요홈 구조로 형성되어 후술된 히트파이프(120)와 히터(H)가 용이하게 배관되도록 하는 배관홈(112) 등을 포함한다.
보드폼(111)은, 난연 기능을 가지는 아이소핑크 등과 같은 기초단열부재에 높은 열전도율과 음이온을 발생시키는 활성탄방열지가 접착 구성되는 것을 통하여 종래와 같이, 나무 재질이나 금속 재질을 가지는 것에 비해 용이하게 제조되고, 이를 통하여, 히트파이프(120)의 방열 효율을 향상시키고 음이온 방출을 통하여 사용자의 건강이 증진되도록 하는 것이 좋다.
배관홈(112)은, 보다 바람직하게는, 보드폼(111)의 일측으로부터 타측을 향해 형성되는 경우 어느 한쪽이 상대적으로 높도록 소정의 기울기를 가지면서 형성되며, 이를 통하여, 히트파이프(120)의 충전된 방열유체의 상변화시 방열유체가 히트파이프(120) 내부에서 용이하게 대류 이동되도록 하는 것이 좋다.
여기서, 배관홈(112)은, 히트파이프(120)의 배관을 보다 용이하게 하기 위하여 반원형상의 단면을 가지면서 히트파이프(120)의 1/2 내지 3/4 직경에 대응된 깊이로 요홈 형성되어 히트파이프(120)의 분리 이탈을 방지하고 배관 작업이 용이하게 이루어지도록 하는 것이 좋다.
따라서 매트보드(110)에 의하면, 보드폼(111)이 발포 스티로폼 방식에 의해 성형됨으로써, 나무 재질이나 암반 재질을 가지는 것에 비해, 향상된 완충 기능을 제공하고 또한, 히트파이프(120)로부터 제공되는 열의 보온 시간이 증가되도록 하여 높은 열효율을 가지도록 할 수 있다.
또한, 활성탄 방열지가 구성됨에 따라 히트파이프(120)의 방열시 음이온이 발생되도록 하여 사용자의 건강이 증진되도록 할 수 있다.
히트파이프(120)는, 매트보드(110)의 배관홈(112)에 배관 구성되고 히터(H)에 의한 전열시 방열 동작되어 매트보드(110)에 발열 기능을 제공하는 수단으로서, 내부가 밀폐되고 일단이 히터(H)에 의해 가열되는 금속재질의 관체(121)와, 관체(121)의 내부에 충전되고 히터(H)에 의해 가열되어 열에너지를 발생시키는 방열유체(123) 등을 포함한다.
히터(H)는, 관체(121)의 단부에 구성된 상태에서 외부의 전원공급장치(미도시)로부터 공급되는 동작전원에 의해 소정의 온도로 발열 동작되는 발열수단으로서, 전기에너지가 열에너지로 변환되도록 하는 공지의 전열히터인 것이 바람직하다.
관체(121)는, 중공을 가지고 내부가 밀폐되며 탄소강, 구리 및 스테인레스 등의 재질을 가질 수 있으며, 전기에너지를 열에너지로 변환하는 공지의 전열수단인 히터(H)에 일단이 끼워져 히터(H)의 열이 관체(121)의 내부에 충전된 방열유체(123)에 전달되도록 하는 구성을 가진다.
방열유체(123)는, 관체(121)의 일단에서 히터(H)에 의해 증기화되어 관체(121)의 타단으로 이동하면서 관체(121) 외부로 열과 음이온을 방출하는 조성물질로서, 크게, 아세톤 50~62 중량부, 에탄올 10~15 중량부, 증류수 15~20 중량부, 중크롬산칼륨 5~10 중량부, 과붕산나트륨 3~6중량부, 음이온 분말 1~1.5 중량부 등을 포함한다.
또한, 방열유체(123)는, 상기 음이온 분말 1중량부에 대하여 계면활성제 0.005 중량부를 더 포함한다.
상기와 같은 방열유체(123)는 다음과 같은 과정을 통해 혼합 조성되는데, 먼저 상기 증류수를 85℃로 가열하여 상기 중크롬산칼륨 및 과붕산나트륨과 혼합하여 투명해질 때까지 잘 섞어주고, 상기 증류수, 중크롬산칼륨, 과붕산나트륨 혼합액에 상기 음이온 분말을 혼합한다. 여기서, 상기 중크롬산칼륨(기화점 398℃)과 과붕산나트륨(기화되기 어려움)은 상온(常溫) 및 상압(常壓)에서 안정화되어 고온에서 유리하다. 이후, 상기 음이온 분말 1 중량부에 대하여 상기 계면활성제 0.005 중량부를 넣어준다. 여기서, 상기 계면활성제는 양이온성 고분자 집합체로써, 나노급 음이온 분말이 분산될 때 상기 계면활성제가 상기 음이온 분말 입자를 감싸 상기 음이온 분말이 침전되는 것을 방지한다. 이후, 상기 음이온 분말이 혼합된 혼합액에 나머지 아세톤과 에탄올을 혼합한다. 상기 아세톤(기화점 56.5℃)과 에탄올(기화점 78.32℃)은 낮은 온도에서 기화되므로 빠르게 열을 운반할 수 있다. 여기서, 방열유체(123)의 음이온 분말의 양은 히트파이프(120)의 규모 및 작동유체의 양에 따라 조절할 수도 있으나, 효과적인 열전달 및 음이온 발생을 위하여 상기 혼합 비율을 따르는 것이 바람직하다. 이에, 상기와 같이, 상기 음이온 분말 입자의 침전을 방지하여 방열유체(123)가 관체(121)의 내부에서 순환할 때 균일하게 분포되어 관체(121)의 전체 면적으로 고르게 음이온을 발생시킬 수 있다. 반면, 단순히 방열유체(123)에 음이온 분말을 포함시킬 경우, 음이온 분말이 침전되거나 관체(121)의 내부에서 어느 한쪽으로 쏠려 관체(121)의 외부로 균일하게 음이온을 발생시킬 수 없다. 뿐만 아니라 방열유체(123)의 주역할인 열전달 성능이 떨어질 수 있고, 음이온의 발생 및 그에 따른 효과를 기대하기 어렵다. 이에, 방열유체(123)에 포함되어 있는 음이온 분말은 관체(121)의 내부에서 순환하고, 관체(121)의 외부로 음이온이 발생되는 히트파이프(120)는 인체에 작용하여 혈액의 정화, 저항력 증가, 자율신경계 조절 등과 같은 효과를 발생시킨다.
한편, 본 고안에 따른 방열유체(123)에는, 상기 조성물질 이외에, 방열유체(123)의 조성물질들이 끓는점 이상으로 가열되어 돌발적으로 끓어오르는 현상(돌비현상)을 방지하기 위한 돌비현상억제결정체가 더 혼합되는 것이 바람직하며, 이를 통하여, 발열 기능 제공시 조성물질들이 과가열되어 관체(121)의 내부 압력이 급팽창되는 것을 방지하여 관체(121)의 손상을 방지할 수 있다.
상기 돌비현상억제결정체는, 끓임쪽이나 비등석이 중 적어도 어느 하나의 결정체를 포함하며, 보다 바람직하게는, 아세톤, 에탄올, 증류수, 중크롬산칼륨, 과붕산나트륨, 음이온 분말이 혼합된 조성물질 100 중량부를 기준으로 5 내지 10 중량부가 혼합되는 것이 좋다.
여기서, 상기 돌비현상억제결정체는, 입자크기가 1mm 이하인 것이 바람직하며, 이를 통하여, 방열유체(123)의 내부에 고르게 혼합 및 분포되는 것이 좋다.
또한, 상기 돌비현상억제결정체가 방열유체(123)의 조성물질 100 중량부를 기준으로 5 중량부를 미만하는 경우에는 돌비현상을 억제하기 위한 다공의 개수가 현저히 적어 방열유체(123) 조성물질들의 과가열 방지 효과가 극히 미약하게 나타나게 되고, 10 중량부를 초과하는 경우에는 돌비현상 억제 효과가 증가하게 되지만 끓임쪽이나 비등석이 결정체 형태를 가지는 특성상 관체(121)의 중공에서 차지하게 되는 부피가 커지게 되어 방열유체(123)의 과열시 발생되는 고압 팽창시 관체(121)의 팽창률이 커지게 되어 손상이 발생되는 문제점이 발생하게 된다.
이에, 상기 돌비현상억제결정체는 방열유체(123)의 조성물질 100 중량부를 기준으로 5 중량부 내지 10 중량부의 임계적 의의를 가지는 것이 바람직하다.
한편, 본 고안에 의하면, 히트파이프(120)는, 보드폼(111)에 배관 구성되는 플렉시블한 재질의 관체(121)와, 관체(121)의 내부에 충전되고 관체(121)에 구성되는 히터(H)에 의해 가열되어 열에너지를 발생시키는 방열유체(123) 등을 포함한다.
관체(121)는, 폴리프로필렌 등과 같은 합성수지 재질을 통하여 플렉시블한 성질을 가지는 호스나 파이프로서, 가벼우면서도 설치 각도의 조절이 용이하여 굴곡을 가지면서 배관이 가능하다.
여기서, 관체(121)는, 내부에 충전되는 방열유체(123)의 누수를 방지하기 위한 밀봉부재(미도시)가 결합되고, 보다 바람직하게는, 밀봉부재(미도시)는 고온에서도 변형이 없는 실리콘이나 테프론 재질로 제조된 상태에서, 스프링밴드 등에 의해 관체(121)의 단부에 압착 고정되는 것이 좋다.
히터(H)는, 관체(121)의 내부 또는 단부에 구성된 상태에서 외부의 전원공급장치(미도시)로부터 공급되는 동작전원에 의해 소정의 온도로 발열 동작되는 발열수단으로서, 양단부에 서로 다른 극성의 전원이 입력되는 경우 전기에너지가 열에너지로 변환되도록 하는 공지의 발열체인 것이 바람직하다.
방열유체(123)는, 관체(121)의 내부에 가득 충전되고 히터(H)에 의해 가열되어 열에너지를 발생시키는 조성물질로서, 크게, 증류수 4 내지 12 중량%, 1,2-프로필렌글리콜(1,2-propyleneglycol ; HOCH2CH3CHOH) 88 내지 96 중량%, 트리에탄올아민(triethanolamine ; C6H15NO3) 0.0042 내지 0.0046 중량%, 메틸벤조트리아졸(5-methylbenzole ; C7H7N3) 0.00035 내지 0.00045 중량% 및 삼폴리인산나트륨(sodiumtripolyphosphate ; Na5P3010) 0.00028 내지 0.00032 중량% 등을 포함한다.
여기서, 1,2-프로필렌글리콜은 열전달 및 열교환을 위한 운반체 기능을 제공한다.
또한, 트리에탄올아민은 상기 조성물질들이 130℃ 이내에서 끓지 않도록 하고 약 -40 내지 130 ℃에서 상변화가 일어나지 않도록 하여 관체(121)의 내부 압력이 안정된 상태를 유지하도록 하는 기능을 제공하며, 이에, 상기 트리에탄올아민의 중량% 조절을 통하여 발열 온도의 상한점을 조절할 수 있다. 본 고안에서는, 발열 기능을 제공하는 매트 등에 활용되는 것이므로, 피부에 직접 접촉할 수도 있는 만큼, 온열 효율을 최대화하면서 과열 등에 따른 화상 및 화재 등을 방지하기 위하여, 방열유체(123)가 130℃까지만 가열되어 사용되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 메틸벤조트리아졸은 부식을 방지하는 기능을 제공한다.
또한, 삼폴리인산나트륨은 관체(121)의 내주면에 이물질이 형성되는 것을 방지하는 기능을 제공한다.
한편, 본 고안에 따른 방열유체(123)에는, 상기 조성물질 이외에, 열에너지와 반응시 원적외선과 음이온을 발생시키는 원적외선발생결정체가 더 혼합되는 것이 바람직하며, 이를 통하여, 발열 기능 이외에 원적외선과 음이온이 발생되도록 하여, 사용자의 생체세포 성장과 건강을 증진시키는 기능이 더 제공되도록 할 수 있다.
상기 원적외선발생결정체는, 맥반석, 숯, 황토, 코발트, 옥 및 게르마늄 중 적어도 어느 하나의 결정체를 포함하며, 보다 바람직하게는, 상기 증류수, 1,2-프로필렌글리콜, 트리에탄올아민, 메틸벤조트리아졸 및 삼폴리인산나트륨이 혼합된 조성물질 100 중량부를 기준으로 10 내지 40 중량부가 혼합되는 것이 좋다.
여기서, 상기 원적외선발생결정체는, 입자크기가 1㎛ 내지 1mm인 것이 바람직하며, 이를 통하여, 방열유체(123)의 내부에 고르게 혼합 및 분포되도록 한다. 또한, 입자크기가 1mm를 초과하게 되면 관체(121)가 직접 사용자의 몸무게 등에 의해 가압되어 부피 변화가 발생되는 경우 관체(121)가 찢어지거나 파손되는 등의 문제가 있으나, 입자크기가 1㎛ 내지 1mm인 경우 이러한 문제점이 방지될 수 있다. 또한, 입자크기가 1㎛ 미만의 분말 타입을 가지게 되면 장시간 미사용시 관체(121)의 내부 하측부에 침전될 문제가 있으나, 입자크기가 1㎛ 내지 1mm인 경우 입자들 사이의 공극으로 인하여 방열유체(123)의 가열에 따른 팽창에 의해 쉽게 침전 상태가 해소될 수 있다.
또한, 상기 원적외선발생결정체가 방열유체(123)의 조성물질 100 중량부를 기준으로 10 중량부를 미만하는 경우에는 원적외선 발생량이 적어서 원적외선을 통한 찜질 효과 등이 극히 미약하게 나타나게 되고, 40 중량부를 초과하는 경우에는 원적외선 찜질 효과가 증가하게 되지만 원적외선발생결정체가 분말 형태를 가지는 특성상 관체(121)의 중공에서 차지하게 되는 부피가 커지게 되어 방열유체(123)의 과열시 발생되는 고압 팽창시 관체(121)의 팽창률이 커지게 되어 손상이 발생되는 문제점이 발생하게 된다.
이에, 상기 원적외선발생결정체는 방열유체(123)의 조성물질 100 중량부를 기준으로 10 중량부 내지 40 중량부의 임계적 의의를 가지는 것이 바람직하다.
한편, 본 고안에 따른 방열유체(123)에는, 상기 조성물질 이외에, 방열유체(123)의 조성물질들이 끓는점 이상으로 가열되어 돌발적으로 끓어오르는 현상(돌비현상)을 방지하기 위한 돌비현상억제결정체가 더 혼합되는 것이 바람직하며, 이를 통하여, 발열 기능 제공시 조성물질들이 과가열되어 관체(121)의 내부 압력이 급팽창되는 것을 방지하여 관체(121)의 손상을 방지할 수 있다.
상기 돌비현상억제결정체는, 끓임쪽이나 비등석이 중 적어도 어느 하나의 결정체를 포함하며, 보다 바람직하게는, 상기 증류수, 1,2-프로필렌글리콜, 트리에탄올아민, 메틸벤조트리아졸 및 삼폴리인산나트륨이 혼합된 조성물질 100 중량부를 기준으로 5 내지 10 중량부가 혼합되는 것이 좋다.
여기서, 상기 돌비현상억제결정체는, 입자크기가 1mm 이하인 것이 바람직하며, 이를 통하여, 방열유체(123)의 내부에 고르게 혼합 및 분포되는 것이 좋고 관체(121)가 직접 사용자의 몸무게 등에 의해 가압되어 부피 변화가 발생되는 경우 관체(121)가 찢어지거나 파손되는 등의 손상이 방지되도록 하는 것이 좋다.
또한, 상기 돌비현상억제결정체가 방열유체(123)의 조성물질 100 중량부를 기준으로 5 중량부를 미만하는 경우에는 돌비현상을 억제하기 위한 다공의 개수가 현저히 적어 방열유체(123) 조성물질들의 과가열 방지 효과가 극히 미약하게 나타나게 되고, 10 중량부를 초과하는 경우에는 돌비현상 억제 효과가 증가하게 되지만 끓임쪽이나 비등석이 결정체 형태를 가지는 특성상 관체(121)의 중공에서 차지하게 되는 부피가 커지게 되어 방열유체(123)의 과열시 발생되는 고압 팽창시 관체(121)의 팽창률이 커지게 되어 손상이 발생되는 문제점이 발생하게 된다.
이에, 상기 돌비현상억제결정체는 방열유체(123)의 조성물질 100 중량부를 기준으로 5 중량부 내지 10 중량부의 임계적 의의를 가지는 것이 바람직하다.
따라서 히트파이프(120)에 의하면, 관체(121)가 매트보드(110)의 상면 전부위(全部位)에 배관(配管) 구성됨에 따라 매트보드(110)에 발열 기능이 제공되도록 할 수 있다.
또한, 히트파이프(120)의 가장자리 즉, 관체(121)의 일단부에만 발열 동작을 위한 전기적 결선이 이루어짐에 따라, 주로 사용되는 관체(121) 중앙 부분에는 전자파 발생이 최소화되어 인체에 미치는 악영향도 최소화될 수 있다.
난연재(130)는, 매트보드(110)에 구성되어 히트파이프(120)의 과열에 따른 화재 발생시 난연 기능을 제공하는 난연부재로서, 보다 바람직하게는, 매트보드(110)에 대응된 면적을 가지고 매트보드(110)의 상면 또는 상면과 하면 및 측면을 감싸면서 구성되어 히트파이프(120)의 과열에 따른 화재 발생시 난연 기능을 제공하는 내열 절연지 등과 같은 난연성 합성수지인 것이 좋다.
완충재(140)는, 매트보드(110)에 적층 구성되어 히트파이프(120)로부터 방열된 열의 순환을 위한 통기 기능과 완충 기능을 제공하는 완충부재로서, 부직포 등으로 구성될 수 있다.
여기서, 완충재(140)는, 망사 형태로 편직되는 상층과 하층 및 상하층의 이격된 공간 사이를 모노필라멘트사로 세로로 연결되도록 결합된 3층 구조의 3D 메쉬로 구성되어도 무방하다.
따라서 완충재(140)에 의하면, 상기와 같이 부직포 또는 3D 메쉬 타입으로 구성되는 경우, 히트파이프(120)로부터 방열된 열이 소정시간 축열되도록 하는 기능을 제공할 수 있다.
원적외선패널(150)은, 매트보드(110)에 상면, 보다 바람직하게는, 난연재(130)와 완충재(140)가 적층된 매트보드(110)의 상면에 구성되어 히트파이프(120)의 방열시 원적외선이 발산되도록 하는 패널부재로서, 숯, 맥반석, 황토, 코발트, 옥 및 게르마늄 중 어느 하나 이상의 재질로 구성되어 원적외선이나 음이온을 발생시키는 원적외선보드인 것이 바람직하다.
한편, 본 고안에 의하면, 매트보드(110)가 일예로 넓은 면적을 가지는 경우에는, 매트보드(110)를 복수개의 면적으로 분할한 후 각 분할 면적에 구성된 히트파이프(120)들이 제어박스(160)에 의해 독립적으로 제어되는 구성을 가지는 것이 바람직하다.
여기서, 온도센서(미도시)는, 매트보드(110)의 상면 또는 히트파이프(120)의 일부분에 구성되어 매트보드(110)의 온도를 측정하는 온도측정수단으로서, 제어박스(160)에 매트보드(110)나 히트파이프(120)의 온도를 제공하고 일정시간, 일정온도를 가지도록 하는 등 다양한 제어가 이루어지도록 하며, 공지의 구성이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제어박스(160)는, 히트파이프(120)를 가열하는 히터(H) 및 온도센서(미도시) 등에 외부로부터 동작 전원을 공급하고 그 동작을 다양한 시간과 온도 조건의 알고리즘을 통해 제어하는 제어수단으로서, 본 고안에 있어서는, 히트파이프(120)가 최고온도 100℃ 이하로 발열되도록 하는 것이 바람직하며, 이를 통하여 난방 기능은 최대화하면서 과열 등에 따른 화상이나 화재 등을 방지하는 것이 좋다.
여기서, 히트파이프(120)의 방열유체(123) 조성물은, 상기와 같은 임계적 의의를 가지는 경우 최고온도 100℃ 이하로 발열되는 최적의 상태를 가질 수 있다.
이하, 상술한 바와 같은 구성을 가지는 침대용 발열 구조체(100)의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 침대 구조체(10)의 바닥 프레임(20)에 안착 위치되어 바닥 기능을 제공할 매트보드(110)의 보드폼(111) 상면에 히트파이프(120)가 배관 구성된다.
여기서, 히트파이프(120)가 금속 재질을 가지는 경우에는 보드폼(111)의 가장자리 즉, 히트파이프(120)의 관체(121) 일단부에 공지의 전열히터 구조의 히터(H)가 구성되고, 히트파이프(120)가 플렉시블한 재질을 가지는 경우에는 히트파이프(120)의 관체(121) 내부에 히터(H)가 구성되는 구조를 가질 수 있으며, 이를 통하여, 사용자가 주로 활동하는 침대 구조체(10)의 중앙 부위에 전자파 발생이 최소화되도록 할 수 있다.
이후, 매트보드(110)의 상면 또는 상면과 하면 및 측면 등에 히트파이프(120)를 커버하면서 난연기능을 제공하는 난연재(130)가 구성되고, 이어서, 매트보드(110)의 상면에 통기 기능과 완충 기능을 제공하는 완충재(140)가 적층 구성되며, 이어서, 매트보드(110)의 상면에 히트파이프(120)의 방열시 원적외선이나 음이온을 발생시키는 원적외선패널(150)가 적층 구성되어 침대용 발열 구조체(100)가 제조된다.
이후, 침대용 발열 구조체(100)가 침대 구조체(10)의 바닥 프레임(20)에 설치 구성된 상태에서, 침대 구조체(10)에 구성되는 제어박스(160)와 히트파이프(120)를 가열시키는 히터(H) 및 온도센서(미도시) 등이 전기적으로 연결되며, 제어박스(160)에 의해 히트파이프(120)의 발열 온도와 시간 등의 제어가 이루어지게 된다.
이후, 제어박스(160)에 의해 히터(H)의 열에너지 발생시 히트파이프(120)의 방열유체(123)가 가열되면서 소정의 열에너지가 방열되어 매트보드(110)에 난방기능이 제공되고 이때, 원적외선패널(150)에 의해 원적외선이나 음이온이 발생되면서 찜질 기능이 제공된다.
따라서 상술한 바에 의하면, 침대 구조체(10)에 설치되는 매트보드(110)에 히트파이프(120)가 설치되고 히트파이프(120)의 일단에 설치되는 히터(H)에 의해 방열유체(123)가 가열되는 구조가 제공됨으로써, 발열 구조체(100)의 제조 과정이 간단히 이루어지고 제조 비용이 절감되도록 할 수 있다.
상술한 본 고안에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 고안의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 고안의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구 범위와 청구 범위의 균등한 것에 의해 정해져야 한다.

Claims (7)

  1. 매트보드(110);
    매트보드(110)의 상면 전부위(全部位)에 배관(配管) 구성되어 매트보드(110)에 발열 기능을 제공하는 히트파이프(120); 및
    매트보드(110)에 적층 구성되는 완충재(140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 침대용 발열 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    매트보드(110)에 구성되는 난연재(130)와;
    매트보드(110)에 적층 구성되는 원적외선패널(150) 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 침대용 발열 구조체.
  3. 제1항에 있어서, 매트보드(110)는,
    보드폼(111)과;
    보드폼(111)에 요홈 구조로 형성되는 배관홈(112)을 포함하는 것을 특징으로 하는 침대용 발열 구조체.
  4. 제1항에 있어서, 히트파이프(120)는,
    내부가 밀폐되고 일단이 히터(H)에 의해 가열되는 금속재질의 관체(121)와;
    관체(121)의 내부에 충전되고 히터(H)에 의해 가열되어 열에너지를 발생시키는 방열유체(123)를 포함하며,
    방열유체(123)는,
    아세톤 50~62 중량부, 에탄올 10~15 중량부, 증류수 15~20 중량부, 중크롬산칼륨 5~10 중량부, 과붕산나트륨 3~6중량부, 음이온 분말 1~1.5 중량부를 가지는 것을 특징으로 하는 침대용 발열 구조체.
  5. 제4항에 있어서, 방열유체(123)는,
    상기 아세톤, 에탄올, 증류수, 중크롬산칼륨, 과붕산나트륨, 음이온 분말이 혼합된 조성물질 100 중량부를 기준으로 5 내지 10 중량부로 혼합되는 돌비현상억제결정체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 침대용 발열 구조체.
  6. 제1항에 있어서, 히트파이프(120)는,
    플렉시블한 재질의 관체(121)와;
    관체(121)의 내부에 충전되고 관체(121)에 구성되는 히터(H)에 의해 가열되어 열에너지를 발생시키는 방열유체(123)를 포함하고,
    방열유체(123)는,
    증류수 4 내지 12 중량%, 1,2-프로필렌글리콜(1,2-propyleneglycol ; HOCH2CH3CHOH) 88 내지 96 중량%, 트리에탄올아민(triethanolamine ; C6H15NO3) 0.0042 내지 0.0046 중량%, 메틸벤조트리아졸(5-methylbenzole ; C7H7N3) 0.00035 내지 0.00045 중량% 및 삼폴리인산나트륨(sodiumtripolyphosphate ; Na5P3010) 0.00028 내지 0.00032 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 침대용 발열 구조체.
  7. 제6항에 있어서, 방열유체(123)는,
    상기 증류수, 1,2-프로필렌글리콜, 트리에탄올아민, 메틸벤조트리아졸, 삼폴리인산나트륨이 혼합된 조성물질 100 중량부를 기준으로 5 내지 10 중량부로 혼합되는 돌비현상억제결정체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 침대용 발열 구조체.
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