KR20200058926A

KR20200058926A - 목 냉각 밴드

Info

Publication number: KR20200058926A
Application number: KR1020180143642A
Authority: KR
Inventors: 박철웅
Original assignee: 주식회사 디자인넥스트
Priority date: 2018-11-20
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2020-05-28
Also published as: KR102202348B1

Abstract

목 냉각 밴드가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 목에 착용되어 신체에 냉감을 일으키는 목 냉각 밴드로서, 열전소자를 포함하며, 상기 열전소자의 흡열표면이 목덜미에 접촉되어 냉감을 일으키는 냉각 제어 모듈과; 상기 냉각 제어 모듈의 일측과 타측에서 각각 곡선형으로 연장되어 상기 목 주위를 휘감는 제1 다리부 및 제2 다리부와; 상기 제1 다리부의 말단에 결합되는 전원공급부와; 상기 제2 다리부의 말단에 결합되어 상기 냉감 제어 모듈을 제어하는 제어부를 포함하는, 목 냉각 밴드가 제공된다.

Description

목 냉각 밴드{Neck cooling band}

본 발명은 목 냉각 밴드에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 열전 소자를 이용하여 목덜미를 냉각하여 온 몸에 냉감을 일으킬 수 있는 목 냉각 밴드에 관한 것이다.

최근 광범위하게 진행되고 있는 지구 온난화와 함께 기상 이변이 속출하고 있다. 사계절이 뚜렷하였던 우리나라는 점점 게릴라성 집중호우의 빈도가 증가하고있고 한 여름이 길어지며 아열대 기후로 전환 중이라는 우려가 있다. 지난 100년간 지구의 평균 기온은 0.74℃ 상승하였으며, 우리나라의 경우에는 배가 넘는 1.5℃가 상승하였다고 보고되고 있다.

이러한 기후 변화에 대응하여 의류 분야에서는 기후 변화에 효율적으로 대응할 수 있는 기능성 의류의 개발이 활발히 이루어지고 있는데, 특히 신체의 온도를 낮추어 신체를 쾌적하게 유지할 수 있도록 신체에 냉감을 주는 기능성 의류의 개발이 활발하다.

특히, 인체의 목 뒤 목덜미에는 체온을 조절하는 여러 가지 혈이 있다. 그 중 하나가 목 뒤쪽 정중앙에서 양 옆으로 풍지혈인데, 풍지혈 부위를 식혀주면 땀을 없애 주고 열을 내리는 효과가 있어 목 뒷부분을 시원하게 해주면 온 몸이 시원해지는 냉감을 받게 된다.

종래에는 상변화 물질(phase change materials)이 내장된 냉장팩 등을 얼려 의류에 부착하고 착용자에게 사용자에게 시원함을 느끼게 하였다. 그러나 이러한 상변화 물질은 상변환이 이루어지는 시간상의 제약으로 인해 장기적으로 사용할 수 없고, 냉동시킨 상태에서 그 사용이 이루어지기 때문에 시간이 지나면 지날수록 점차 그 성능이 떨어지는 문제가 있었다.

한편, 두 종류의 도체를 결합하고 전류를 흐르도록 하면, 한 쪽의 접점은 발열하여 온도가 상승하고 다른 쪽의 접점에서는 흡열하여 온도가 낮아지는 펠티어 효과가 있다. 펠티어 효과를 이용하여 흡열 또는 발열을 일으키도록 구성한 것이 열전 소자인데, 이러한 열전 소자를 이용하여 목덜미를 냉각을 수행하는 기능성 의류를 제작하는 기술이 요구된다.

대한민국 공개특허공보 제10-2005-0004428호 (2005년01월12일 공개)

본 발명은 열전 소자를 이용하여 목덜미를 냉각하여 온 몸에 냉감을 일으킬 수 있는 목 냉각 밴드를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 목에 착용되어 신체에 냉감을 일으키는 목 냉각 밴드로서, 열전소자를 포함하며, 상기 열전소자의 흡열표면이 목덜미에 접촉되어 냉감을 일으키는 냉각 제어 모듈과; 상기 냉각 제어 모듈의 일측과 타측에서 각각 곡선형으로 연장되어 상기 목 주위를 휘감는 제1 다리부 및 제2 다리부와; 상기 제1 다리부의 말단에 결합되는 전원공급부와; 상기 제2 다리부의 말단에 결합되어 상기 냉감 제어 모듈을 제어하는 제어부를 포함하는, 목 냉각 밴드가 제공된다.

상기 제1 다리부 및 상기 제2 다리부는, 상기 목 주위를 휘감되, 쇄골뼈 부분을 가로질러 접촉되도록 하향으로 연장될 수 있다.

상기 전원공급부와 상기 제어부는 판 형상으로 서로 대칭을 이루어 상기 목의 전면부에 접촉되도록 형성될 수 있다.

상기 냉각 제어 모듈은, 상기 목덜미에 냉각면이 면 접촉되도록 상기 목덜미의 형상에 상응하여 곡선형으로 형성될 수 있다.

상기 전원공급부는, 상기 열전소자의 전원 단자에 결합되며, 상기 제1 다리부에 내장되어 관통하는 전원케이블과; 상기 전원케이블에 결합되어 전원을 공급하는 전원 배터리를 포함할 수 있다.

상기 냉각 제어 모듈은, 흡열표면과 발열표면을 가지는 상기 열전소자와; 상기 열전소자의 발열표면에 부착되어 열을 발산하는 방열부재(放熱部材)를 포함하며, 상기 방열부재는, 일정 두께를 갖고 두께 방향으로 상기 열을 이동시키는 열분해 흑연 패드(pyrolytic graphite pad)와 금속 방열판이 교대로 적층되어 형성될 수 있다.

상기 열분해 흑연 패드는, 상기 발열표면의 열이 상기 열분해 흑연 패드의 두께 방향으로 이동되도록 실리콘 레진(silicon resin) 내부에 열분해 흑연(pyrolytic graphite)이 필러(filler)로서 배치되어 형성될 수 있다.

상기 금속 방열판은, 알루미늄을 포함하는 재질로 이루어질 수 있다.

상기 열분해 흑연 패드는 상기 열전소자의 발열표면에 부착되고, 상기 금속 방열판은 상기 열분해 흑연 패드의 상면에 부착된 후 교대로 부착될 수 있다.

상기 열분해 흑연 패드의 두께는 1mm ~ 3mm일 수 있다.

상기 목 냉각 밴드는, 상기 열전소자의 상기 흡열표면이 노출되도록 개구부가 형성되는 하우징과; 상기 열전소자의 상기 흡열표면에 면접되고 상기 하우징의 상기 개구부를 커버하며, 상기 흡열표면의 냉열을 외부로 전도하는 열전도판을 더 포함할 수 있다.

상기 하우징은, 알루미늄을 포함하는 재질로 이루어질 수 있다.

상기 하우징의 외측 표면에는 요철이 형성될 수 있다.

상기 열분해 흑연 패드가 최상단에 위치하도록 상기 열분해 흑연 패드와 상기 금속 방열판이 교대로 적층되며, 이 경우, 상기 최상단 열분해 흑연 패드는 상기 하우징의 내측 상면에 밀착될 수 있다.

상기 열전소자의 흡열표면과 상기 열전도판 사이에는 전기 절연 시트가 개재될 수 있다.

상기 목 냉각 밴드는, 일면에 다수의 방열핀이 형성되며, 타면이 상기 방열부재에 부착되는 히트 싱크(heat sink)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 열전 소자를 이용하여 목덜미를 냉각함으로써 온 몸에 냉감을 일으켜 시원함을 느낄 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 목 냉각 밴드의 착용 모습을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 목 냉각 밴드의 전면 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 목 냉각 밴드의 후면 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 목 냉각 밴드의 냉각 제어 모듈의 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 목 냉각 밴드의 냉각 제어 모듈의 열분해 흑연 패드의 구조를 설명하기 위한 도면.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명에 따른 목 냉각 밴드를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부한 도면을 참조하여 설명함에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 목 냉각 밴드의 착용 모습을 도시한 도면이다. 그리고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 목 냉각 밴드의 전면 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 목 냉각 밴드의 후면 사시도이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 목 냉각 밴드의 냉각 제어 모듈의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 목 냉각 밴드의 냉각 제어 모듈의 열분해 흑연 패드의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 5에는, 목(12), 목덜미(14), 냉각 제어 모듈(16), 제1 다리부(18), 제2 다리부(20), 전원케이블(21), 전원공급부(22), 제어부(24), 열전소자(26), 흡열표면(28), 발열표면(30), 방열부재(31), 열분해 흑연 패드(32), 금속 방열판(34), 요철(38), 열전도판(40), 절연시트(41), 하우징(42), 개구부(44), 실리콘 레진(46), 필러(48)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 목 냉각 밴드는, 목(12)에 착용되어 신체에 냉감을 일으키는 목 냉각 밴드로서, 열전소자(26)를 포함하며, 열전소자(26)의 흡열표면(28)이 목덜미(14)에 접촉되어 냉감을 일으키는 냉각 제어 모듈(16)과; 냉각 제어 모듈(16)의 일측과 타측에서 각각 곡선형으로 연장되어 목(12) 주위를 휘감는 제1 다리부(18) 및 제2 다리부(20)와; 제1 다리부(18)의 말단에 결합되는 전원공급부(22)와; 제2 다리부(20)의 말단에 결합되어 냉각 제어 모듈(16)을 제어하는 제어부(24)를 포함한다.

신체의 목(12) 뒤 목덜미(14) 부분에는 신체의 체온을 조절하는 여러 가지 혈(血)이 존재한다고 알려져 있는데, 본 실시예에 따른 목 냉각 밴드로 목덜미(14)에 위치하는 신체의 체온을 조절하는 혈 자리를 냉각함으로써 냉각된 피가 신체를 이동하면서 온 몸이 시원해지는 냉감을 느끼도록 한다.

날씨가 더운 여름철, 운동할 때, 화염 속에서 작업을 수행할 때 신체에서 많은 열이 발생할 수 있는데, 본 실시예에 따른 목 냉각 밴드를 목(12)에 착용하여 냉감을 일으켜 시원함을 느끼도록 하는 것이다.

냉각 제어 모듈(16)은, 열전소자(26)를 포함하며, 열전소자(26)의 흡열표면(28)이 목덜미(14)에 접촉되어 냉감을 일으킨다.

본 실시예에 따른 냉각 제어 모듈(16)은 목덜미(14)의 형상에 상응하여 곡선형으로 형성하여 목덜미(14)와 면 접촉되도록 접촉면적을 넓게 형성하였다.

열전소자(26)는 펠티어 효과(peltier effect)를 이용하여 제작되는 전자 소자로서 흡열표면(28)과 발열표면(30)을 갖는다.

펠티어 효과는 두 종류의 도체를 결합하고 전류를 흘려주면 한 쪽의 접점에서는 발열하여 온도가 상승하고 다른 쪽의 접점에서는 흡열이 이루어져 온도가 낮아지는 현상이다. 열전소자(26)는 이러한 펠티어 효과를 이용하여 흡열 또는 발열을 일으키는 전자 소자인데, 알루미나(Al₂O₃) 등의 세라믹 기판 위에 N형 및 P형 반도체로 이루어진 열전물질을 형성하여, N형 열전물질 및 P형 열전물질이 전극으로 직렬 연결되어 형성되는 것이 일반적인 형태이다. 현재 열전소자(26)는 다양한 형태로 개발되어 제작되고 있는데 의류 등에 적용할 수 있도록 플렉서블 형태로 제작되기도 한다.

본 실시예에서는 열전소자(26)의 형태를 한정하지 않고, 전류를 인가하는 경우 한 쪽 면에서는 흡열이 이루어지고 다른 쪽 면에서는 발열이 이루어지는 형태의 다양한 형태의 열전소자(26)를 포함할 수 있다.

냉각 제어 모듈(16)에 대해서는 아래에서 자세히 설명하기로 한다.

제1 다리부(18)와 제2 다리부(20)는, 냉각 제어 모듈(16)의 일측과 타측에서 각각 곡선형으로 연장되어 목(12) 주위를 휘감는다. 제1 다리부(18)와 제2 다리부(20)가 목(12)을 휘감은 상태에서 후술할 전원공급부(22)와 제어부(24)의 무게에 의해 위치가 설정됨으로써 냉각 제어 모듈(16)이 목덜미(14)에 접촉되어 유지되도록 한다. 이에 따라, 냉각 제어 모듈(16)이 목덜미(14) 부분에 지속적으로 위치하도록 제1 다리부(18) 및 상기 제2 다리부(20)는, 목(12) 주위를 휘감되, 목(12) 주위에 횡방향으로 위치하는 쇄골뼈 부분을 가로질러 접촉되도록 하향으로 연장된다.

전원공급부(22)는, 제1 다리부(18)의 말단에 결합되고, 냉각 제어 모듈(16)을 제어하는 제어부(24)는 제2 다리부(20)의 말단에 결합된다.

도 2에 도시된 바와 같이 전원공급부(22)와 제어부(24)의 형상은 대칭을 이루며 제1 다리부(18) 및 제2 다리부(20)의 말단에 결합되어 전원공급부(22)와 제어부(24)의 무게에 의해 냉각 제어 모듈(16)을 하향으로 잡아당기게 된다.

본 실시예에서는 전원공급부(22)와 제어부(24)가 서로 대칭을 이루되 목(12)의 전면부에 접촉되도록 전원공급부(22)와 제어부(24)를 판 형태로 구성하였다.

전원공급부(22)는, 열전소자(26)의 전원 단자에 결합되는 전원케이블(21)과, 전원케이블(21)에 결합되어 전원을 공급하는 전원 배터리(미도시)로 구성될 수 있는데, 제1 다리부(18)의 말단에는 전원 배터리가 위치하고 전원케이블(21)은 제1 다리부(18)를 관통하여 전원 배터리와 열전소자(26)의 전원 단자를 연결한다.

제어부(24)는 냉각 제어 모듈(16)을 제어하기 위한 회로 기판(미도시)과, 회로 기판에 연결되는 스위치 등을 포함하여 냉각 제어 모듈(16)의 작동 여부를 제어한다.

도 1은 본 실시예에 따른 목 냉각 밴드를 목(12)에 착용한 모습을 간략히 도시하고 있는데, 냉각 제어 모듈(16)이 목덜미(14)에 접촉되어 있고 말단에 전원공급부(22)와 제어부(24)가 부착된 제1 다리부(18)와 제2 다리부(20)가 목(12)을 휘감은 상태로 하향 연장되어 안정적으로 착용된 모습이 도시되어 있다.

이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 냉각 제어 모듈(16)을 자세히 설명하기로 한다.

본 실시예에 따른 냉각 제어 모듈(16)은 사람이나 동물의 신체에 착용하는 각종 웨어러블 장치 또는 의복에 장착되어 신체를 냉각함으로써 신체에 냉감을 일으켜 쾌적감을 높일 수 있다.

열전소자(26)는 펠티어 효과(peltier effect)를 이용하여 제작되는 전자 소자로서 흡열표면(28)과 발열표면(30)을 갖는다. 본 실시예에서는 흡열표면(28)을 통해 열을 흡수하여 신체를 냉각하도록 구성하고 다른 쪽의 발열표면(30)에서는 열을 용이하게 발산할 수 있도록 열전소자(26)의 발열표면(30)에 방열구조를 둔다. 열전소자(26)의 발열표면(30)에서 효과적으로 열을 방열(放熱)하여야 흡열표면(28)에서 효율적인 냉각이 이루어질 수 있기 때문에서 방열구조의 구성이 매우 중요하다.

방열부재(31)(放熱部材)는 열전소자(26)의 발열표면(30)에 부착되어 발열표면(30)에서 발생하는 열을 외부로 발산한다.

본 발명에 따른 방열부재(31)는, 일정 두께를 갖고 두께 방향으로 상기 열을 이동시키는 열분해 흑연 패드(32)(pyrolytic graphite pad)와 금속 방열판(34)을 교대로 적층하여 형성한다.

도 4를 참조하면 2개의 열분해 흑연 패드(32)와 2개의 금속 방열판(34)이 교대로 적층된 형태의 방열부재(31)를 제시하고 있다.

냉각 제어 모듈(16)은 신체에 착용하는 웨어러블 장치나 의류에 장착되어 사용하기 때문에 방열 과정에서 자신의 신체나 타인에게 열이 발산되어 불쾌감을 주는 것을 억제하고, 특히 신체에 착용된다는 측면에서 장신구의 역할뿐만 아니라 의복에 장착될 때 신체를 꾸미는 의복으로서의 기능을 확보할 필요가 있다.

종래의 팬(fan)을 통한 강제 배기 형식의 경우 팬에서 방사되는 뜨거운 열이 자신의 신체나 타인에 직접 전달되어 불쾌감을 줄 우려가 있다.

이에 따라 본 실시예에서는 두께 방향으로 열을 이동시키는 열분해 흑연 패드(32)와 금속 방열판(34)이 교대로 적층하여 방열부재(31)를 구성하여 필요한 방열성능과 함께 목 냉각 밴드에 적합하도록 구성하였다.

열분해 흑연(pyrolytic graphite)은 높은 열전도도와 전기전도도를 갖는 고순도의 흑연을 말한다. 열분해 흑연은 육각형의 흑연 구조가 2차원 평면 상에 균일하게 배치된 형태로서, 2차원 평면 상의 육각형의 흑연 구조가 층층이 적층되어 통상 시트(sheet) 형태로 제조되는데, 이를 열분해 흑연 시트(Pyrolytic Graphite Sheet, PGS)라 한다.

열분해 흑연 시트는 2차원 평면 상의 육각형의 흑연구조를 따라 시트의 평면(X-Y 평면) 상에서 열이 빠르게 확산되도록 구성된 것으로, 시트의 평면(X-Y 평면)의 수직방향 즉, Z축 방향으로 열의 이동은 크게 고려되어 있지 않다.

따라서, 본 발명에서는 매우 얇은 두께를 갖는 시트 형태의 열분해 흑연 시트를 대신하여 일정 두께를 갖고 두께 방향으로 열을 이동시키는 열분해 흑연 패드(32)(pyrolytic graphite pad)를 적용하여 발열표면(30)에 면접되어 부착되는 열분해 흑연 패드(32)의 두께 방향(열분해 흑연 패드(32)의 평면을 X-Y 평면으로 가정할 때 열분해 흑연 패드(32)의 두께 방향을 X-Y 평면에 수직인 Z축 방향으로 정의할 수 있다.)으로 열을 빠르게 이동시켜 금속 방열판(34)으로 전달되도록 구성하였다.

금속 방열판(34)의 경우 열이 방향성 없이 무작위로 금속 방열판(34) 내에서 확산하게 되는데, 금속 방열판(34)에서 무작위로 확산된 열은 다시 금속 방열판(34) 상부에 면접되어 배치되는 열분해 흑연 패드(32)를 통해 전체 면적에 대해 다시 Z축의 두께 방향으로 열이 이동된다.

열분해 흑연 패드(32)와 금속 방열판(34)을 교대로 적층하여 형성되는 방열구조는 열전소자(26)의 발열표면(30)에서 발생한 열을 방열부재(31)의 두께 방향(Z축 방향)으로 빠르게 전달하여 냉각 제어 모듈(16)의 외측으로 열을 효과적으로 발산하게 된다.

본 실시예에 따른 방열부재(31)를 보면, 열전소자(26)의 발열표면(30)에서 발생한 열을 열분해 흑연 패드(32)를 통해 두께 방향(Z축 방향)으로 빠르게 전달하고, 두께 방향으로 전달된 열은 금속 방열판(34)을 통해 전체 면적으로 무작위로 확산된 후 다시 열분해 흑연 패드(32)를 통해 다시 두께 방향(Z축 방향)으로 전달하도록 구성되며, 최외측 열분해 흑연 패드(32)를 통해 Z축 방향으로 전달되는 열은 최외측 금속 방열판(본 실시예에서는 하우징(42)에 해당됨)을 통해 외기로 발산된다.

최외측 금속 방열판으로서 방열핀이 다수 형성된 히트 싱크(heat sink)(미도시)를 적용하는 것도 가능하다.

본 발명에서는 판 형태의 열분해 흑연 패드(32)와 금속 방열판(34)을 교대로 적층하여 방열부재(31)를 구성하기 때문에, 방열부재(31)를 판 상으로 컴팩트하게 구성할 수 있고, 겉을 감싸는 하우징(42)의 형태에 따라 방열부재(31)에 미감을 줄 수 있어 웨어러블 냉각 장치에 적용하는데 적합하다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 방열부재(31)는, 열분해 흑연 패드(32)가 먼저 열전소자(26)의 발열표면(30)에 부착되고, 금속 방열판(34)이 열분해 흑연 패드(32)의 상면에 부착된 후 교대로 부착되도록 구성하였다. 최상측 열분해 흑연 패드(32)의 상면에는 금속 방열판(본 실시예에서는 하우징(42)에 해당됨)이 다시 부착되어 열전소자(26)의 발열표면(30)에서 발생하는 열을 외기로 배출하게 된다.

도 5는 본 실시예에 따른 열분해 흑연 패드(32)의 일부를 도시하고 있는데, 발열표면(30)의 열이 열분해 흑연 패드(32)의 두께 방향으로 이동되도록 실리콘 레진(46)(silicon resin) 내부에 열분해 흑연(pyrolytic graphite)이 필러(48)(filler)로서 배치된 형태가 도시되어 있다.

열분해 흑연은 육각형의 흑연 구조가 2차원 평면 상에 균일하게 된 형태로서 시트 상으로 제조될 수 있는데, 열분해 흑연 패드(32)의 몸체를 형성하는 실리콘 레진(46) 내부에 열이 열분해 흑연 패드(32)의 두께 방향으로 이동되도록 필러(48)로서 열분해 흑연을 두께 방향(Z축 방향, t)으로 배열시켜 열분해 흑연 패드(32)를 구성한다. 열분해 흑연이 Z축 방향으로 배열되어 있기 때문에서 열전소자(26)의 발열표면(30)에서 발생한 열이 열분해 흑연을 통해 Z축 방향으로 빠르게 이동할 수 있으며, 실리콘 레진(46)이 몸체를 이루고 있어 뛰어난 유연성을 제공할 수 있다.

열분해 흑연 패드(32)의 두께는 1mm 내지 3mm 범위에서 선정될 수 있다. 실험에 따르면 열분해 흑연 패드(32)의 두께가 1mm 미만인 경우에는 Z축 방향으로 열의 이동 거리가 짧아 Z축의 두께 방향으로 열을 효과적으로 배출할 수 없고, 3mm를 초과하는 경우에는 열분해 흑연 패드(32) 하면의 열이 상면(Z축 방향)으로 완전히 이동하는데 상대적으로 많은 시간이 소요되어 이 또한 열을 효과적으로 배출하는데 어려움이 있었다. 본 실시예에서는 3mm두께의 열분해 흑연 패드(32)를 사용하여 방열부재(31)를 구성하였다.

한편, 금속 방열판(34)은 알루미늄을 포함하는 재질로 이루어질 수 있다. 알루미늄은 열전도도가 비교적 높아 방열판으로서 많이 사용되는 재질이다.

본 실시예에 따른 냉각 제어 모듈(16)은, 열전소자(26)와 방열부재(31)를 커버하되, 열전소자(26)의 흡열표면(28)이 노출되도록 개구부(44)가 형성되는 하우징(42)과; 열전소자(26)의 흡열표면(28)에 면접되고 하우징(42)의 개구부(44)를 커버하며, 흡열표면(28)의 냉열을 외부로 전도하는 열전도판(40)을 더 포함한다.

하우징(42)은 상술한 열전소자(26)와 방열부재(31)를 포위하여 보호하기 위한 구성으로서, 방열부재(31)가 부착된 열전소자(26)가 하우징(42) 내부에 안착된다.

하우징(42)의 일측에는 개구부(44)가 형성되는데, 방열부재(31)가 부착된 열전소자(26)가 하우징(42)의 내부에 삽입되면 개구부(44)를 통해 열전소자(26)의 흡열표면(28)이 노출된다. 이 경우, 하우징(42)을 통한 열 발산을 더욱 좋게 하기 위하여, 방열부재(31)의 측면이 하우징(42)의 내측 측면에 면접되도록 하여 방열부재(31)의 상면과 측면에서 하우징(42)을 통해 외부로 열을 배출하도록 구성할 수도 있다.

열전도판(40)은, 열전소자(26)의 흡열표면(28)에 면접되고 하우징(42)의 개구부(44)를 커버하며, 흡열표면(28)의 냉열을 외부로 전도한다. 열전도판(40)은 하우징(42)의 일부로서 하우징(42)의 개구부(44)를 커버하는데, 열전소자(26)의 흡열표면(28)을 통한 열의 흡수과정에서 냉각열을 외부로 용이하게 전달하기 위해서 흡열표면(28)에 열전도판(40)이 면접된다. 열전도판(40)은 열전도도가 높은 금속성의 재질로서 구리, 알루미늄, 스테인리스 스틸 등이 열전도판(40)으로 사용될 수 있다.

하우징(42)을 방열부재(31)의 일부로서 구성하기 위하여, 하우징(42)을 알루미늄을 포함하는 재질로 구성할 수 있다. 즉, 열분해 흑연 패드(32)가 최상단에 위치하도록 열분해 흑연 패드(32)와 금속 방열판(34)이 교대로 적층하여 방열부재(31)를 구성하되, 최상단 열분해 흑연 패드(32)가 알루미늄을 포함하는 재질로 이루어진 하우징(42)의 내측 상면에 밀착되도록 구성하여 최상단 열분해 흑연 패드(32)에서 전달된 열이 하우징(42)을 통해 외기로 방출되도록 구성하는 것이다. 그리고, 하우징(42)을 통한 열 발산을 높이기 위해 하우징(42)의 외측에 요철(38)을 두어 외기와 접촉 표면적을 높일 수 있다.

본 실시예에서는 하우징(42)에 요철(38)을 두어 최외측에서 히트 싱크(heat sink) 역할을 수행하도록 구성하였으나, 방열부재(31)의 최외측에 위치하는 열분해 흑연 패드(32)에 바로 히트 싱크(미도시)를 부착하는 것도 가능하다. 이 경우 하우징(42)에 히트 싱크가 노출되도록 개구부(44)가 형성될 수 있을 것이다. 히트 싱크는 일면에 다수의 방열핀이 형성되며, 타면이 방열부재(31)의 열분해 흑연 패드(32)에 면 접촉된다.

한편, 열전소자(26)의 흡열표면(28)과 열전도판(40) 사이에는 전기 절연 시트(41)가 개재될 수 있다. 열전소자(26)는 전자 소자로서 전원이 공급되는데, 열전도판(40)이 금속재질로 이루어질 경우 열전소자(26)와 열전도판(40) 사이에 단락이 발생할 수 있으므로 그 사이에 전기 절연 시트(41)를 배치하여 열전소자(26)와 열전도판(40) 사이에 단락이 발생을 방지할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

12: 목 14: 목덜미
16: 냉각 제어 모듈 18: 제1 다리부
20: 제2 다리부 21: 전원케이블
22: 전원공급부 24: 제어부
26: 열전소자 28: 흡열표면
30: 발열표면 31: 방열부재
32: 열분해 흑연 패드 34: 금속 방열판
38: 요철 40: 열전도판
41: 절연시트 42: 하우징
44: 개구부 46: 실리콘 레진
48: 필러

Claims

목에 착용되어 신체에 냉감을 일으키는 목 냉각 밴드로서,
열전소자를 포함하며, 상기 열전소자의 흡열표면이 목덜미에 접촉되어 냉감을 일으키는 냉각 제어 모듈과;
상기 냉각 제어 모듈의 일측과 타측에서 각각 곡선형으로 연장되어 상기 목 주위를 휘감는 제1 다리부 및 제2 다리부와;
상기 제1 다리부의 말단에 결합되는 전원공급부와;
상기 제2 다리부의 말단에 결합되어 상기 냉감 제어 모듈을 제어하는 제어부를 포함하는, 목 냉각 밴드.
제1항에 있어서,
상기 제1 다리부 및 상기 제2 다리부는,
상기 목 주위를 휘감되, 쇄골뼈 부분을 가로질러 접촉되도록 하향으로 연장되는 것을 특징으로 하는, 목 냉각 밴드.
제1항에 있어서,
상기 전원공급부와 상기 제어부는 판 형상으로 서로 대칭을 이루어 상기 목의 전면부에 접촉되도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 목 냉각 밴드.
제1항에 있어서,
상기 냉각 제어 모듈은
상기 목덜미에 냉각면이 면 접촉되도록 상기 목덜미의 형상에 상응하여 곡선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 목 냉각 밴드.
제1항에 있어서,
상기 전원공급부는,
상기 열전소자의 전원 단자에 결합되며, 상기 제1 다리부에 내장되어 관통하는 전원케이블과;
상기 전원케이블에 결합되어 전원을 공급하는 전원 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는, 목 냉각 밴드.
제1항에 있어서,
상기 냉각 제어 모듈은,
흡열표면과 발열표면을 가지는 상기 열전소자와;
상기 열전소자의 발열표면에 부착되어 열을 발산하는 방열부재(放熱部材)를 포함하며,
상기 방열부재는,
일정 두께를 갖고 두께 방향으로 상기 열을 이동시키는 열분해 흑연 패드(pyrolytic graphite pad)와 금속 방열판이 교대로 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는, 목 냉각 밴드.
제6항에 있어서,
상기 열분해 흑연 패드는,
상기 발열표면의 열이 상기 열분해 흑연 패드의 두께 방향으로 이동되도록 실리콘 레진(silicon resin) 내부에 열분해 흑연(pyrolytic graphite)이 필러(filler)로서 배치되어 형성되는 것을 특징으로 하는, 목 냉각 밴드.
제6항에 있어서,
상기 금속 방열판은, 알루미늄을 포함하는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 목 냉각 밴드.
제6항에 있어서,
상기 열분해 흑연 패드는 상기 열전소자의 발열표면에 부착되고,
상기 금속 방열판은 상기 열분해 흑연 패드의 상면에 부착된 후 교대로 부착되는 것을 특징으로 하는, 목 냉각 밴드.
제6항에 있어서,
상기 열분해 흑연 패드의 두께는 1mm ~ 3mm인 것을 특징으로 하는, 목 냉각 밴드.
제6항에 있어서,
상기 열전소자의 상기 흡열표면이 노출되도록 개구부가 형성되는 하우징과;
상기 열전소자의 상기 흡열표면에 면접되고 상기 하우징의 상기 개구부를 커버하며, 상기 흡열표면의 냉열을 외부로 전도하는 열전도판을 더 포함하는, 목 냉각 밴드.
제11에 있어서,
상기 하우징은, 알루미늄을 포함하는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 목 냉각 밴드.
제12항에 있어서,
상기 하우징의 외측 표면에는 요철이 형성되는 것을 특징으로 하는, 냉각 제어 모듈.
제6항에 있어서,
상기 열분해 흑연 패드가 최상단에 위치하도록 상기 열분해 흑연 패드와 상기 금속 방열판이 교대로 적층되며,
상기 최상단 열분해 흑연 패드는 상기 하우징의 내측 상면에 밀착되는 것을 특징으로 하는, 냉각 제어 모듈.
제11항에 있어서,
상기 열전소자의 흡열표면과 상기 열전도판 사이에는 전기 절연 시트가 개재되는 것을 특징으로 하는, 냉각 제어 모듈.
제6항에 있어서,
일면에 다수의 방열핀이 형성되며, 타면이 상기 방열부재에 부착되는 히트 싱크(heat sink)를 더 포함하는, 목 냉각 밴드.