KR20210010715A - 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 발열과 냉각을 하나의 소자로서 구현할 수 있어 발열 또는 냉각을 위한 소자를 각각 구비하지 않아도 되고, 그래핀이 코팅된 열전도 패드가 구비되어 온기 또는 냉기를 신속히 피부에 전도시킬 수 있으며, 열전도 패드가 중심부로부터 방사상 외측으로 연장되는 복수의 확장부로 구성됨으로써 복잡한 굴곡을 갖는 착용 부위에도 형상을 용이하게 변형시켜 대응 가능하고, 냉온부에 전원을 공급하되 팬에 공급되는 전원의 공급 여부로서 발열 또는 냉각 동작을 결정하므로 제어 과정이 간결하고 따라서 동작 오류가 저감되는 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기에 관한 것이다.
Description
본 발명은, 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 발열과 냉각을 하나의 소자로서 구현할 수 있어 발열 또는 냉각을 위한 소자를 각각 구비하지 않아도 되고, 그래핀이 코팅된 열전도 패드가 구비되어 온기 또는 냉기를 신속히 피부에 전도시킬 수 있으며, 열전도 패드가 중심부로부터 방사상 외측으로 연장되는 복수의 확장부로 구성됨으로써 복잡한 굴곡을 갖는 착용 부위에도 형상을 용이하게 변형시켜 대응 가능하고, 냉온부에 전원을 공급하되 팬에 공급되는 전원의 공급 여부로서 발열 또는 냉각 동작을 결정하므로 제어 과정이 간결하고 따라서 동작 오류가 저감되는 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기에 관한 것이다.
일반적으로 야외활동이 많은 더운 여름철에 여성들의 얼굴 또는 다른 신체 부위가 뜨거운 햇볕과 높은 기온에 직접 노출되면서 피부에서 열이 나고 피부가 거칠어지거나 햇볕에 타고 피로할 때, 또는 주름이 증가함을 방지하기 위하여 피부에 영양을 공급하고 피부를 탄력 있게 가꾸기 위하여 깨끗한 세안과 마사지를 많이 하고 있다.
또한, 최근에는 신체 미용 중 특히 얼굴에 간편하게 마사지할 수 있도록 마스크 팩이 개발되어 여성의 얼굴 전체를 덮어 일시적으로 외기(外氣)를 차단하여 마사지하는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 상기 마스크 팩은 냉, 온열이 장시간 유지될 수 있도록 천연고무 또는 실리콘 재질의 외피와 내피 사이에 냉, 온매 콜로이드(colloidal)겔이 충입되어져 있으며, 냉 찜질을 위해서는 팩을 일정시간 냉장고에 넣어두고, 온 찜질을 위해서는 팩을 일정시간 전자렌지 등에 넣어서 겔의 온도를 맞춰주게 된다.
그러나, 이러한 종래 얼굴용 마스크팩은 사용 후 일정 시간이 지나면 온도가 점차 실온에 가깝게 올라가거나 내려가게 됨으로 일정 주기로 팩을 냉장고 또는 전자렌지에 넣어서 사용해야 하는 불편이 있었다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선해보고자 특허문헌 1의 냉,온 겸용 얼굴 마스크팩이 개시된 바 있다. 특허문헌 1은 외부로부터 마스크팩으로 냉수 또는 온수를 공급받아 마스크팩의 온도를 유지하는 방식이다. 하지만, 특허문헌1의 경우에는 냉수 또는 온수의 공급원에 대해서는 구체적인 설명이 없고, 통상 냉수의 공급을 위한 종래의 냉각장치는 기존의 냉매를 이용한 컴프레셔 방식의 냉각장치로써 냉매를 사용함으로써 환경에 나쁜 영향을 끼치는 문제점이 있었고, 통상 온수의 공급을 위한 종래의 가열장치는 발열히터로서 이는 사용상 불안정성이 있는 문제점이 있었다.
또, 특허문헌 2는 합성수지로 이루어지고 안면을 덮을 수 있도록 형성된 커버; 상기 커버에 대응되는 형상으로 형성되고, 내부에 유체를 순환시킬 수 있도록 유로가 형성되며, 상기 커버의 내면에 부착되는 실리콘팩;을 포함하되, 상기 실리콘팩은, 내면에 매입되어 통전에 의해 발열하여 원적외선을 발산하는 시트 형상의 발열체; 및 내면 상에 다수 설치되어 안면을 지압하고 진동에 의해 안면을 마사지하는 지압돌기;를 포함하는 미안용 마스크를 개시하고 있는데, 이는 마스크 내부에 유체를 순환시킬 수 있도록 되어 있어 외부에 펌프를 연결하는 방식으로 이루어져 있어 마스크의 무게가 무겁고 부피가 커지게 되는 단점이 있었다.
특허문헌 3은 하나의 소자로 냉각은 물론 가열이 가능한 열전소자를 이용함으로써 냉각의 경우 환경을 파괴하는 냉매를 사용하지 않아 친환경적이고, 가열의 경우 안정적인 가열이 가능하며, 진동과 소음을 획기적으로 줄일 수 있고, 사용자의 조작에 의해 용이하게 냉열 및 온열을 스위칭하며 피부 미용에 적합한 온도를 효과적으로 유지할 수 있는 열전소자를 이용한 냉온 스위치 절환 마사지 팩을 개시하고 있는데, 이 또한 마사지 팩과 냉온공급부가 별도로 이루어져 있고 열전달 유체를 순환시키기 위한 튜브가 연결되는 구조로 이루어져 있어 그 부피도 크고 사용 또한 번거로우며 휴대성이 떨어지는 문제점 등이 있었다.
본 발명은, 발열과 냉각을 하나의 소자로서 구현할 수 있어, 발열 또는 냉각을 위한 소자를 각각 구비하지 않아도 되는 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 그래핀이 코팅된 열전도 패드가 구비되어 온기 또는 냉기를 신속히 피부에 전도시킬 수 있는 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 열전도 패드가 중심부로부터 방사상 외측으로 연장되는 복수의 확장부로 구성됨으로써, 복잡한 굴곡을 갖는 착용 부위에도 형상을 용이하게 변형시켜 대응 가능한 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 냉온부에 전원을 공급하되 팬에 공급되는 전원의 공급 여부로서 발열 또는 냉각 동작을 결정하므로 제어 과정이 간결하고 따라서 동작 오류가 저감되는 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 각질 제거, 모공 관리, 잔주름 개선, 피부 노폐물 제거, 보습, 혈액 순환 촉진, 피부 진정, 리프팅, 다크서클 완화 등의 효과가 있는 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 외부 쉘; 상기 외부 쉘의 내측에 구비되어 사용자의 피부에 접촉하는 실리콘 라이너; 상기 외부 쉘과 상기 실리콘 라이너 사이에 구비되어 전원 공급시 열면은 발열되고 상기 열면의 배면 방향 냉각면은 냉각되는 냉온부; 상기 냉온부의 상기 열면에 접하도록 설치되어 상기 냉온부의 열을 외부로 방출하는 방열부; 상기 냉온부와 상기 실리콘 라이너 사이에 구비되어 상기 냉온부로부터 발생된 열기 또는 냉기를 상기 실리콘 라이너 측으로 전달하되 일면에 그래핀이 코팅된 판형의 열전도 패드; 상기 냉온부 또는 상기 방열부에 공급되는 전원을 제어하는 제어부;를 포함한다.
또한, 본 발명은, 상기 냉온부와 상기 열전도 패드 사이에서 상기 냉온부와 상기 열전도 패드에 각각 접촉되어서 상기 냉온부로부터 발생된 열기 또는 냉기를 상기 열전도 패드에 전달하는 히트파이프;를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 열전도 패드는 중심부로부터 방사상 외측으로 연장되는 복수의 확장부로 형성되며, 상기 중심부에 상기 냉온부 또는 상기 히트파이프가 접촉된다.
또한, 본 발명의 상기 냉온부는, 상기 냉각면이 상기 열전도 패드 또는 상기 히트 파이프에 접촉된다.
또한, 본 발명의 상기 방열부는, 상기 냉온부의 상기 열면에 접촉되되 배면부에 복수의 방열핀이 돌출 형성된 히트 싱크와, 상기 방열핀의 열을 외부로 방출시키는 팬을 포함하며, 상기 제어부는, 발열 동작시 상기 냉온부에 전원을 공급하고 상기 팬에 공급되는 전원을 차단하며, 냉각 동작시 상기 냉온부 및 상기 팬에 전원을 공급한다.
또한, 본 발명은, 상기 열전도 패드의 온도를 측정하는 과열 방지 센서;를 포함하며, 상기 제어부는, 발열 동작시 상기 과열 방지 센서의 측정값이 설정값을 초과하면 상기 팬에 전원을 공급한다.
또한, 본 발명은, 상기 외부 쉘의 일측에 탈착 가능하게 구비되어서 가시광 또는 근적외선을 방출하는 광 조사부;를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 광 조사부는, 조사부 몸체와, 상기 조사부 몸체의 일측에 구비되어 가시광 또는 근적외선을 방출하는 LED 램프부와, 상기 조사부 몸체의 다른 일측으로부터 돌출 형성되는 장착부를 포함하며, 상기 외부 쉘은 상기 장착부가 삽입되는 장착홀이 일측에 형성된다.
본 발명은, 발열과 냉각을 하나의 소자로서 구현할 수 있어, 발열 또는 냉각을 위한 소자를 각각 구비하지 않아도 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 그래핀이 코팅된 열전도 패드가 구비되어 온기 또는 냉기를 신속히 피부에 전도시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 열전도 패드가 중심부로부터 방사상 외측으로 연장되는 복수의 확장부로 구성됨으로써, 복잡한 굴곡을 갖는 착용 부위에도 형상을 용이하게 변형시켜 대응 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 냉온부에 전원을 공급하되 팬에 공급되는 전원의 공급 여부로서 발열 또는 냉각 동작을 결정하므로 제어 과정이 간결하고 따라서 동작 오류가 저감되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 각질 제거, 모공 관리, 잔주름 개선, 피부 노폐물 제거, 보습, 혈액 순환 촉진, 피부 진정, 리프팅, 다크서클 완화 등의 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기의 사시도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기의 분리사시도.
도 3 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기의 사시도.
도 4 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기의 분리사시도.
도 5 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기의 저면사시도.
도 6 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기의 사시도.
도 7 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기의 일부 분리사시도.
도 8 은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기의 일부 분리사시도.
도 9 는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기의 배면사시도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기의 분리사시도.
도 3 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기의 사시도.
도 4 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기의 분리사시도.
도 5 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기의 저면사시도.
도 6 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기의 사시도.
도 7 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기의 일부 분리사시도.
도 8 은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기의 일부 분리사시도.
도 9 는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기의 배면사시도.
이하에서, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은, 도 1 내지 도 7 에 도시된 바와 같이, 외부 쉘(100)과, 외부 쉘(100)의 내측에 구비되어 사용자의 피부에 접촉하는 실리콘 라이너(300)와, 외부 쉘(100)과 상기 실리콘 라이너(300) 사이에 구비되어 전원 공급시 열면은 발열되고 열면의 배면 방향 냉각면은 냉각되는 냉온부(500)와, 냉온부(500)의 일면에 접하도록 설치되어 냉온부(500)의 열을 외부로 방출하는 방열부(510)와, 냉온부(500)와 실리콘 라이너(300) 사이에 구비되어 냉온부(500)로부터 발생된 열기 또는 냉기를 실리콘 라이너(300) 측으로 전달하되 일면에 그래핀이 코팅된 판형의 열전도 패드(400)와, 냉온부(500) 또는 방열부(510)에 공급되는 전원을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.
외부 쉘(100)은, 본 발명의 냉온열기의 외형을 형성하고, 각 구성들을 외부의 요인으로부터 보호하는 역할을 하며, 착용 부위를 감싸는 형태로 형성된다.
외부 쉘(100)의 일측에는 냉온부(500)에서 발생된 열을 외부로 배출시키기 위한 열 방출구(120)가 형성되며, 외부 쉘(100)의 다른 일측에는 냉온부(500)의 히트 싱크(511)에 외부 공기를 제공하기 위한 외부 공기 흡입구(110)가 형성된다.
외부 쉘(100)이 도 1 및 도 2 와 같이 안면 마스크 형태로 형성되는 경우, 외부 쉘(100)에는 사용자의 시야를 확보할 수 있도록 고글(130)이 구비되며, 사용자의 코 또는 입에 대응되는 위치에 호흡구(미도시)가 관통 형성될 수 있다. 또는, 고글(130)이 도 1 및 도 2 에 도시된 것처럼 안면 전체를 커버하는 형태로 구성될 수 있으며, 이 경우 고글(130)의 측면 하단과 외부 쉘(100)의 사이가 이격되어서 이격된 틈으로 외부 공기가 유입되고 내부의 공기가 배출될 수 있도록 구성될 수 있다.
이러한 외부 쉘(100) 또는 하술할 내부 쉘(200)에는 피부에 진동 자극을 제공하기 위한 모터(700)가 구비될 수 있다. 모터(700)는 외부 쉘(100) 또는 내부 쉘(200)에 고정 설치되며 제어부의 제어에 의해 진동함으로써 피부에 적절한 진동 자극을 제공할 수 있도록 구성된다. 또한, 모터(700)의 진동은 피부 또는 두피에 바른 화장품 또는 약품의 흡수가 빠르게 이루어질 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
또한, 외부 쉘(100)의 내측면에는 내부 쉘(200)과의 조립을 위하여 요소요소에 복수의 리브가 내부 쉘(200) 방향으로 돌출 형성된다. 그러나 내부 쉘(200)이 폴리이미드 필름 형태로 외부 쉘(100)의 내측면에 부착되는 경우에는 그러하지 아니할 수 있다. 이러한 외부 쉘(100)은 합성 수지로 사출 형성될 수 있으며, 외측면은 다양한 색상으로 도색이 되거나 금속 분말 등으로 도금 또는 전사 과정을 거쳐 외관을 향상시킬 수 있다.
그리고, 외부 쉘(100)의 외측면에는 작동 램프(150)가 구비되어서 동작 상태를 가시적으로 표출할 수 있도록 구성되며, 외부 쉘(100)의 외측면 일측에는 터치 인터페이스(미도시)가 구비되어서 전원의 온/오프, 자동 또는 수동 냉/온열 동작, 자동 동작의 동작 단계 등을 선택할 수 있도록 구성될 수 있다.
내부 쉘(200)은, 각 구성들이 설치 고정될 수 있도록 장착 공간을 제공하는 역할을 하며 이를 위하여 외부 쉘(100)의 내측에 결합되어 고정된다. 그러나, 각 구성들이 외부 쉘(100)에 설치 고정될수도 있으며, 이 경우 내부 쉘(200)은 폴리이미드 필름 형태로 외부 쉘(100)의 내측면 또는 실리콘 라이너(300)의 외측면에 부착되어 구비될 수 있다. 내부 쉘(200)이 구비되지 않거나 내부 쉘(200)이 폴리이미드 필름 형태로 외부 쉘(100)의 내측면 또는 실리콘 라이너(300)의 외측면에 부착되는 경우에는 하기의 내부 쉘(200)에 고정되는 각 구성들은 외부 쉘(100)에 고정되는 것으로 해석되는 것이 바람직하다.
내부 쉘(200)은 일측에 팬(512)이 설치될 수 있으며, 냉온부(500)의 히트 싱크(511)에 외부 공기를 제공할 수 있도록 외부 쉘(100)의 외부 공기 흡입구(110)와 대응되는 위치에 개방부(미도시)가 형성된다. 또한, 내부 쉘(200)의 다른 일측에는 외부 쉘(100)의 열 방출구(120)에 대응되는 위치에 열 배출홀(미도시)이 형성될 수 있다.
내부 쉘(200)의 외부 쉘(100) 방향 면에는 외부 쉘(100)과의 결합 및 팬(512)을 비롯한 각종 부품의 결합을 위한 리브가 형성되고, 내부 쉘(200)의 테두리 상단 및 테두리 좌, 우 양측에는 본 발명의 냉온열기를 사용자의 신체 부위에 장착할 수 있도록 스트랩(140)을 연결하기 위한 스트랩 연결 고리가 형성된다. 그러나, 스트랩 연결 고리는 외부 쉘(100) 또는 실리콘 라이너(300)에 형성될수도 있으며, 스트랩(140)을 연결함으로써 본 발명의 냉온열기를 착용부위에 용이하게 고정할 수 있는 위치이면 어느 곳이든 무방하다.
내부 쉘(200)의 배면부, 즉, 사용자의 피부 방향에는 실리콘 라이너(300)와의 끼움 결합을 위한 끼움 홈이 형성된다.
실리콘 라이너(300)는, 사용자의 피부에 접촉되어 사용자의 피부에 냉온부(500)로부터 제공된 열기 또는 냉기를 전달하는 역할을 하며, 이를 위하여 외부 쉘(100) 또는 내부 쉘(200)의 내측에 결합되어 고정된다. 실리콘 라이너(300)는 실리콘을 주 재료로 사출 형성할 수 있으며, 이때 화산석을 섞어 형성함으로써 피부 노폐물을 용이하게 제거할 수 있도록 구성할 수 있다.
실리콘 라이너(300)는 내부 쉘(200)의 끼움 홈에 결합되기 위한 결합 돌기가 요소요소에 내부 쉘(200) 방향으로 돌출 형성되어 있으며, 외곽 테두리 부근에는 내부 쉘(200)의 외곽에 걸어 끼우기 위한 결합테가 형성된다.
이러한 구성에 의해 실리콘 라이너(300)는 내부 쉘(200)로부터 탈착 가능하게 되며, 사용 후 내부 쉘(200)로부터 분리하여 세척하거나 새것으로 교체가 가능해지게 된다.
또한, 실리콘 라이너(300)의 내측으로는 사용자의 피부 방향으로 노출되도록 측정 센서(600)가 구비되며, 측정 센서(600)로부터 측정된 측정값은 제어부를 통해 외부 서버로 전송된다. 이때, 측정 센서(600)에서 측정되는 데이터는 피부의 유분, 수분, PH 등일 수 있으며, 또는 측정 센서(600)가 카메라의 형태로 구성되어서 피부의 상태를 직접 촬영할 수 있도록 구성될 수 있다. 이렇게 전송된 측정값은 사용자의 피부 상태 또는 두피 상태를 판별하는데 활용되며, 판별 결과에 따른 적절한 화장품 또는 약품의 추천 목록을 사용자의 단말기에 전송할 수 있도록 구성된다. 이때, 도 2 와 같이 본 발명의 냉온열기가 안면에 착용하는 마스크 형태인 경우 측정 센서(600)는 안면의 각 부위, 예를 들어 이마, 뺨 등의 상태를 각각 측정할 수 있도록 복수로 구비되는 것이 바람직하다.
이러한 실리콘 라이너(300)와 내부 쉘(200)의 사이에는 냉온부(500)로부터 열기 또는 냉기를 실리콘 라이너(300)에 골고루 전도하기 위한 열전도 패드(400)가 개재(介在)된다.
열전도 패드(400)는 소정 두께를 갖는 구리, 청동, 알루미늄, 스테인리스, 금, 은 등의 플렉시블한 금속판에 그래핀 페이스트를 코팅하여 형성한다.
그래핀은 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 반도체로 주로 쓰이는 실리콘보다 100배 이상 빠른 전자의 이동성을 보여준다. 또한, 강철보다 200배 이상 강하며, 다이아몬드보다 2배 이상 열전도성이 높은 특성을 갖는다. 그리고 신축성도 매우 뛰어나 플렉시블한 금속판에 코팅하여도 그 구조의 파괴 없이 변형이 가능하다.
이러한 열전도 패드(400)는 금속판에 그래핀 페이스트를 도포한 후 60℃ 내지 600℃의 온도에서 2분 내지 20분 건조한 후, 그래핀 페이스트가 코팅된 금속판을 200℃ 내지 800℃의 온도에서 1분 내지 100분간 열처리를 하여 강화시켜 형성한다.
열전도 패드(400)는 냉온부(500)와 접촉되어 있어 냉기와 온기가 실리콘 라이너(300) 전체로 고르게 확산될 수 있도록 구성된다. 이를 위하여 열전도 패드(400)는 중심부(410)로부터 방사상 외측으로 연장되는 복수의 확장부(420)를 포함하여 형성되며, 중심부(410)는 손바닥, 확장부(420)는 손가락과 같은 관계를 갖는다. 이렇듯 열전도 패드(400)를 원형 또는 다각형의 꽉찬 도형 형상으로 구성하지 않고 중심부(410)에서 확장부(420)가 분기되는 형상으로 형성하는 이유는, 착용 부위의 형상에 따라 실리콘 라이너(300)의 형상이 각기 다른데 이러한 실리콘 라이너(300)의 외측면 형상에 맞게 열전도 패드(400)를 변형하기에 유리한 구조이기 때문이다. 또한, 중심부(410)에 냉온부(500)를 고정시키면 냉온부(500)로부터 냉기 또는 온기가 각 확장부(420)의 타단까지 거의 동일한 속도로 전도될 수 있어 내측의 실리콘 패드가 거의 동시에 냉각 또는 가열될 수 있게 된다. 그리고, 열전도 패드(400)를 꽉찬 도형 형상으로 형성하지 아니하여도 열의 전도를 용이하게 달성할 수 있으므로 열전도 패드(400)의 무게를 저감할 수 있게 된다.
냉온부(500)는, 발열 또는 냉각되어 열전도 패드(400)를 통해 실리콘 라이너(300)에 열기 또는 냉기를 제공하는 역할을 하며, 이를 위하여 펠티어 소자로 이루어진다. 냉온부(500)는 냉각면이 열전도 패드(400)에 접촉되고 열면에 열면의 방열을 위한 방열부(510)의 히트 싱크(511)가 접촉된다.
이때, 발열 동작시에 냉온부(500)에 전원을 인가하게 되면 열면이 가열되고 냉각면이 냉각되는데, 본 발명에서 냉온부(500)는 냉각면이 열전도 패드(400)에 접촉되고 열면이 방열부(510)에 접촉되므로 열전도 패드(400)를 가열시킬 수단이 없는 것으로 인식될 수 있다. 그러나 펠티어 소자로 이루어진 냉온부(500)의 동작 특성을 살펴보면, 전원의 인가시 열면이 가열되고 냉각면이 냉각되는 특성 외에, 열면을 70도 이하로 냉각하지 않으면 냉각면도 영하로 내려가지 않게 되고, 열면의 70도 이상 가열된 온도가 냉각면으로 전이되는 특성이 있다. 따라서, 냉온부(500)에 전원을 인가하되 방열부(510)의 팬(512)을 이용하여 냉온부(500)의 열면에서 발생된 열을 외부로 방출하는 유무로서 냉온부(500)의 발열 또는 냉각 동작을 선택적으로 활용할 수 있게 되며, 하나의 소자로서 냉각과 발열 동작을 달성할 수 있는 구성이 된다.
방열부(510)는, 냉온부(500)의 열면에서 발생된 열을 외부로 배출하는 역할을 하며, 이를 위하여 냉온부(500)의 열면에 접하도록 설치된다.
이러한 방열부(510)는, 냉온부(500)의 열면에 접하도록 설치되되 배면부에 복수의 방열핀이 돌출 형성된 히트 싱크(511)와, 방열핀의 열을 외부로 방출시키는 팬(512)을 포함하여 구성된다.
히트 싱크(511)는 방열핀과 일체로 형성되며, 냉온부(500)의 열면에 접하여 냉온부(500)의 열면에서 발생된 열을 방열핀으로 전달한다. 방열핀은 히트 싱크(511)의 냉온부(500)에 접한 면의 반대면으로부터 돌출되며, 복수의 방열핀이 상호 평행하게 구성되는 것이 바람직하나 이를 한정하는 것은 아니다.
방열핀의 외측, 즉, 방열핀이 히트 싱크(511)로부터 연장된 방향 외측에는 팬(512)이 구비된다. 팬(512)은 외부 공기를 흡입하여 방열핀 방향으로 토출함으로써 방열핀으로 전도된 냉온부(500)의 열기가 외부로 방출될 수 있도록 하는 역할을 한다. 이러한 팬(512)은 히트 싱크(511) 또는 방열핀에 직접 결합되어 구비될수도 있고 또는 내부 쉘(200)에 결합되어 구비될수도 있다.
이때, 팬(512)에 의해 방열핀에서 배출된 따듯한 공기가 내부 쉘(200)과 외부 쉘(100)의 사이 공간에 머물게 되면 방열 효율이 떨어지게 되므로, 내부 쉘(200)과 외부 쉘(100) 사이 공간 내의 공기를 외부 쉘(100) 외측으로 배출하기 위한 보조 팬(미도시)이 외부 쉘(100) 내측면에 결합되어 구비될 수 있다.
한편, 내부 쉘(200)과 열전도 패드(400) 사이에는 과열 방지 센서(미도시)가 더 구비될 수 있다. 과열 방지 센서는 냉온부(500)의 동작에 따른 온도 변화를 측정하여 과열이나 과냉이 되는 것을 방지할 수 있도록 하는 역할을 한다.
또한, 도 1 및 도 2 를 참조하면, 본 발명의 냉온열기는 무선 충전 거치대(800)를 포함하여 구성될 수 있다. 무선 충전 거치대(800)는 외부 쉘(100)의 일부를 수용하여 고정할 수 있도록 구성되며, 외부 쉘(100)의 수용 위치에 무선 충전 회로(810)가 내장된다. 그리고, 도면에 도시하지는 않았으나 본 발명의 제 2 내지 제 4 실시예인 도 3 내지 도 9 의 경우에도 무선 충전 거치대(800)를 활용할 수 있으며, 이때, 도 3 내지 도 7 과 같이 목에 착용하거나 머리에 착용하는 제품의 경우에도 무선 충전이 가능하도록 무선 충전 거치대(800)에는 각 실시예의 제품이 수용되거나 접촉되는 위치에 무선 충전 회로(810)가 구비될 수 있다.
그리고, 무선 충전 거치대(800)에는 UV 램프(미도시)가 구비되어서 제품의 충전 중 실리콘 라이너(300)의 내측면에 UV광을 조사하여 살균이 이루어질 수 있도록 구성된다.
한편, 본 발명의 제 2 및 제 3 실시예에서는 도 3 내지 도 7 을 참조하면, 열전도 패드(400)와 냉온부(500) 사이에 구비되어서 냉온부(500)로부터 발생된 열기 또는 냉기를 열전도 패드(400)에 전달하는 히트파이프(513)가 구비된다.
히트파이프(513)는 열전달물체가 내측에 충전된 밀폐 파이프 형태로서, 열전달물체가 액화 또는 기화하면서 열을 급속으로 전달하는 특성을 갖는다.
이 경우에도 히트파이프(513)는 열전도 패드(400)의 중심부(410)에 접촉되며, 히트파이프(513)를 냉온부(500)의 냉각면에 접촉된 상태로 고정시키기 위하여 별도의 고정 수단(514)이 더 구비되어서 히트 파이프를 냉온부(500) 방향으로 압박하여 고정할 수 있다. 고정 수단(514)은 나사 등을 이용하여 히트 싱크(511)에 고정되는 것이 바람직하나 이를 한정하는 것은 아니다.
이때, 본 발명의 냉온열기가 도 3 내지 도 5 와 같이 머리에 착용하는 형태로 구성되는 경우, 도 5 와 같이 실리콘 라이너(300)의 내측면에 복수의 두피 자극 돌기(310)가 돌출 형성되어서 모터(700)의 진동시 두피에 진동 자극을 전달할 수 있도록 구성된다.
한편, 본 발명의 냉온열기가 도 6 및 도 7 과 같이 목에 착용하는 형태로 구성되는 경우 목을 통과하여 감싸는 형태로 착용하여야 하므로, 외부 쉘(100)은 복수의 조각으로 구성될 수 있으며, 예를 들어 목에 착용하는 경우 링형의 외부 쉘(100)이 둘 또는 세 개의 조각으로 힌지 결합되도록 구성되거나, 탄성적 또는 플렉시블하게 휘어질 수 있는 자바라 형태의 연결구(101)에 의하여 연결되도록 구성될 수 있다.
한편, 도 8 및 도 9 에는 본 발명의 제 4 실시예가 도시되어 있다. 본 발명의 제 4 실시예는 도 1 및 도 2 에 따른 본 발명의 실시예로부터 외부 쉘(100)에 탈착 가능하게 구비되는 광 조사부(800)가 더 구비된 형태를 갖는다.
광 조사부(800)는, 일측에 LED 램프부(811)가 실장된 조사부 몸체(810)와, 조사부 몸체(810)의 다른 일측으로부터 돌출 형성되어 외부 쉘(100)에 탈착 가능하게 삽입되는 장착부(820)를 포함하여 구성된다.
조사부 몸체(810)는 내부가 중공된 형태로서 내부가 밀폐되도록 형성되며, 중공된 내부에 LED 구동 회로(미도시)가 내장될 수 있다. 조사부 몸체(810)의 일측면에는 LED 램프부(811)가 외부로 노출되도록 구비되며, 다른 일측면으로부터는 장착부(820)가 돌출 형성된다.
LED 램프부(811)는, 조사부 몸체(810)의 일측에 구비되어 발광함으로써 가시광 또는 근적외선을 조사할 수 있도록 하는 역할을 한다. 이러한 LED 램프부(811)는 가시광을 조사하는 LED와 근적외선을 조사하는 LED가 개별로 구비될 수 있으며, 사용자의 피부에 선택적으로 광을 조사할 때 조사 범위가 균등하도록 교번하여 구비되는 것이 바람직하다. 즉, 가시광을 조사하는 LED의 인접 부위에는 근적외선을 조사하는 LED가 구비되고, 다시 그 인접 부위에는 가시광을 조사하는 LED가 구비되는 방식으로 구성되는 것이다.
이때, 가시광을 조사하는 LED는 600nm 내지 680nm 파장의 가시광을 방출하는데, 600nm 내지 680nm의 가시광은 피부 미백, 주름 개선, 피부 노화 방지의 효능이 있는 것으로 알려져 있다. 그리고 근적외선을 조사하는 LED는 800nm 내지 900 nm의 근적외선을 방출하는데, 800nm 내지 900nm의 근적외선은 광열 효과에 의하여 피부 표면의 온도를 상승시킴으로써 피부 통증을 완화하고, 모공의 확장을 유도하여 약품이나 화장품의 피부 침투 효과를 높이는 효능이 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 LED 램프부(811)는 제어부에 의해 가시광을 조사하는 LED와 근적외선을 조사하는 LED가 선택적으로 구동되거나 또는 동시에 구동될 수 있도록 구성된다.
이때, 장착부(820)를 외부 쉘(100)에 장착하였을 때 LED 램프부(811)로부터 방출된 빛의 방향이 사용자의 두피 또는 목 방향인 것이 바람직하다. 이를 위하여 외부 쉘(100)에는 광 조사부(800)의 장착부(820)가 삽입 장착될 수 있도록 장착홀(102)이 형성되며, 장착홀(102)의 내측에는 광 조사부(800)가 장착되었을 때 광 조사부(800)의 LED 램프부(811) 또는 LED 구동 회로에 전원을 공급할 수 있도록 접촉 전원 단자가 구비된다. 장착홀(102)은 외부 쉘(100)의 상단부 또는 하단부에 형성되며, 장착홀(102)이 외부 쉘(100)의 상단부에 형성된 경우 광 조사부(800)는 사용자의 두피에 LED 광을 조사하며, 장착홀(102)이 외부 쉘(100)의 하단부에 형성된 경우 광 조사부(800)는 사용자의 목 피부에 LED 광을 조사하게 된다. 자명하게 장착홀(102)는 외부 쉘(100)의 상하단부에 모두 형성될 수 있으며, 광 조사부(800) 역시 외부 쉘(100)의 상하단 장착홀(102)에 모두 장착되어 사용자의 두피와 목 피부에 동시에 광을 조사할 수 있도록 구성될 수 있다.
광 조사부(800)가 외부 쉘(100)의 상하단 장착홀(102)에 모두 장착된 경우 제어부는 각각의 광 조사부(800)에서 서로 다른 파장의 빛을 발광하도록 제어할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
제어부(미도시)는, 냉온부(500) 및 팬(512)에 공급되는 전원을 제어하는 역할을 하며, 이를 위하여 회로기판 형태로 외부 쉘(100) 또는 내부 쉘(200)에 고정되어 구비되며, 냉온부(500) 및 팬(512)과 전기적으로 연결된다. 또한, 제어부는 스마트폰의 앱 등을 통하여 원격으로 설정치를 수정할 수 있도록 무선 통신부가 내장될 수 있다.
제어부의 동작은 크게 발열 동작과 냉각 동작으로 구분될 수 있는데, 발열 동작은 열전도 패드(400)에 열기가 전도되도록 하는 것이고, 냉각 동작은 반대로 냉기가 전도되도록 하는 것이다.
제어부는 발열 동작시에 냉온부(500)에 전원을 공급하고 팬(512)에 공급되는 전원을 차단한다. 이때, 냉온부(500)를 구성하고 있는 펠티어 소자는 전원의 공급시에 열면이 가열되고 냉각면이 냉각되는 특성 외에, 열면을 70도 이하로 냉각하지 않으면 냉각면도 영하로 내려가지 않게 되고, 열면의 70도 이상 가열된 온도가 냉각면으로 전이되는 특성이 있다.
따라서, 발열 동작시에 제어부가 냉온부(500)에 전원을 공급하면서 팬(512)에 공급되는 전원을 차단하면 냉온부(500)의 열면에서 전이된 열이 열전도 패드(400)에 작용하게 되어 열전도 패드(400)가 가열된다. 그리고 냉각 동작시에는 냉온부(500) 및 팬(512)에 동시에 전원을 공급하면 냉온부(500)의 열면의 온도가 70도 이하로 낮아지게 되고 냉각면이 냉각되어 결과적으로 열전도 패드(400)가 냉각되게 된다.
이러한 제어부의 동작은 자동 모드와 수동 모드로 구분되어 동작될 수 있다. 자동 모드는 1단 모드, 2단 모드, 3단 모드의 식으로 발열 동작을 설정 시간 동안 진행한 후 이어서 냉각 동작을 설정 시간 동안 진행하는 방식으로 진행되며, 각 단 모드는 진행 시간 또는 온도의 차등 적용으로 구분될 수 있다.
또한, 수동 모드에서는 사용자가 원하는 시간 만큼 온열 버튼 또는 냉각 버튼을 눌러 발열 동작과 냉각 동작을 선택하여 사용할 수 있다. 그러나, 수동 모드의 경우에도 과도한 발열 동작 또는 냉각 동작이 수행되지 않도록 설정 시간, 예를 들어 30분이 지나면 자동으로 전원이 차단되어 안전 사고를 예방할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 자동 모드의 발열 시간, 냉각 시간, 발열 온도, 냉각 온도 등은 스마트폰의 앱을 이용하여 사용자가 필요에 따라 적절히 수행할 수 있으며, 수동 모드의 발열 온도, 냉각 온도 등을 수정할 수 있다. 그러나, 이 경우에도 안전 사고의 예방을 위하여 설정된 임계치 이상의 수정은 불가하도록 구성되는 것이 바람직하다.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 발열과 냉각을 하나의 소자로서 구현할 수 있어, 발열 또는 냉각을 위한 소자를 각각 구비하지 않아도 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 그래핀이 코팅된 열전도 패드(400)가 구비되어 온기 또는 냉기를 신속히 피부에 전도시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 열전도 패드(400)가 중심부(410)로부터 방사상 외측으로 연장되는 복수의 확장부(420)로 구성됨으로써, 복잡한 굴곡을 갖는 착용 부위에도 형상을 용이하게 변형시켜 대응 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 냉온부(500)에 전원을 공급하되 팬(512)에 공급되는 전원의 공급 여부로서 발열 또는 냉각 동작을 결정하므로 제어 과정이 간결하고 따라서 동작 오류가 저감되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 각질 제거, 모공 관리, 잔주름 개선, 피부 노폐물 제거, 보습, 혈액 순환 촉진, 피부 진정, 리프팅, 다크서클 완화 등의 효과가 있다.
100 : 외부 쉘
200 : 내부 쉘
300 : 실리콘 라이너
400 : 열전도 패드 410 : 중심부
420 : 확장부
500 : 냉온부 510 : 방열부
511 : 히트 싱크 512 : 팬
513 : 히트파이프
600 : 측정 센서 700 : 모터
300 : 실리콘 라이너
400 : 열전도 패드 410 : 중심부
420 : 확장부
500 : 냉온부 510 : 방열부
511 : 히트 싱크 512 : 팬
513 : 히트파이프
600 : 측정 센서 700 : 모터
Claims (8)
- 외부 쉘;
상기 외부 쉘의 내측에 구비되어 사용자의 피부에 접촉하는 실리콘 라이너;
상기 외부 쉘과 상기 실리콘 라이너 사이에 구비되어 전원 공급시 열면은 발열되고 상기 열면의 배면 방향 냉각면은 냉각되는 냉온부;
상기 냉온부의 상기 열면에 접하도록 설치되어 상기 냉온부의 열을 외부로 방출하는 방열부;
상기 냉온부와 상기 실리콘 라이너 사이에 구비되어 상기 냉온부로부터 발생된 열기 또는 냉기를 상기 실리콘 라이너 측으로 전달하되 일면에 그래핀이 코팅된 판형의 열전도 패드;
상기 냉온부 또는 상기 방열부에 공급되는 전원을 제어하는 제어부;
를 포함하는 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 냉온부와 상기 열전도 패드 사이에서 상기 냉온부와 상기 열전도 패드에 각각 접촉되어서 상기 냉온부로부터 발생된 열기 또는 냉기를 상기 열전도 패드에 전달하는 히트파이프;
를 포함하는 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 열전도 패드는 중심부로부터 방사상 외측으로 연장되는 복수의 확장부로 형성되며,
상기 중심부에 상기 냉온부 또는 상기 히트파이프가 접촉되는 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기.
- 제 3 항에 있어서,
상기 냉온부는, 상기 냉각면이 상기 열전도 패드 또는 상기 히트 파이프에 접촉되는 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기.
- 제 4 항에 있어서,
상기 방열부는, 상기 냉온부의 상기 열면에 접촉되되 배면부에 복수의 방열핀이 돌출 형성된 히트 싱크와, 상기 방열핀의 열을 외부로 방출시키는 팬을 포함하며,
상기 제어부는, 발열 동작시 상기 냉온부에 전원을 공급하고 상기 팬에 공급되는 전원을 차단하며, 냉각 동작시 상기 냉온부 및 상기 팬에 전원을 공급하는 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기.
- 제 5 항에 있어서,
상기 열전도 패드의 온도를 측정하는 과열 방지 센서;를 포함하며,
상기 제어부는, 발열 동작시 상기 과열 방지 센서의 측정값이 설정값을 초과하면 상기 팬에 전원을 공급하는 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기.
- 제 5 항에 있어서,
상기 외부 쉘의 일측에 탈착 가능하게 구비되어서 가시광 또는 근적외선을 방출하는 광 조사부;
를 포함하는 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기.
- 제 7 항에 있어서,
상기 광 조사부는, 조사부 몸체와, 상기 조사부 몸체의 일측에 구비되어 가시광 또는 근적외선을 방출하는 LED 램프부와, 상기 조사부 몸체의 다른 일측으로부터 돌출 형성되는 장착부를 포함하며,
상기 외부 쉘은 상기 장착부가 삽입되는 장착홀이 일측에 형성되는 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190086614A KR20210010715A (ko) | 2019-07-17 | 2019-07-17 | 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210010715A true KR20210010715A (ko) | 2021-01-28 |
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ID=74239074
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020190086614A KR20210010715A (ko) | 2019-07-17 | 2019-07-17 | 그래핀 코팅 열전도 패드가 구비된 냉온열기 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20210010715A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102421363B1 (ko) * | 2021-09-29 | 2022-07-18 | 주식회사 네오엔프라 | 원적외선이 방출되는 안면 피부관리용 마스크 장치 |
| WO2022255535A1 (ko) * | 2021-06-01 | 2022-12-08 | 이종두 | 소마티드 미네랄 그래핀 볼을 이용한 생체 미세전류 활성화 및 생체 ph(산도) 조절장치 및 그 방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101062026B1 (ko) | 2009-04-02 | 2011-09-05 | 주식회사 한일티엠 | 냉,온 겸용 얼굴 마사지팩 |
| KR101096600B1 (ko) | 2011-07-26 | 2011-12-20 | (주)오토시스 | 미안용 마스크 |
| KR101622777B1 (ko) | 2014-06-27 | 2016-05-19 | 조선대학교산학협력단 | 열전소자를 이용한 냉온 스위치 절환 마사지 팩 |
-
2019
- 2019-07-17 KR KR1020190086614A patent/KR20210010715A/ko not_active Application Discontinuation
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