KR20210035133A - 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자에게 쾌적한 취침공간을 제공하고, 집먼지 진드기의 서식을 차단할 수 있도록 구성된 새로운 구조의 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스를 제공한다.
상기한 바에 따르면, 매트리스의 교체, 세탁 등 관리가 용이하여 청결을 유지할 수 있도록 구성된 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스를 제공할 수 있으며, 냉수 또는 온수가 흐르는 방열수단을 포함하여 사용자에게 쾌적한 취침공간을 제공할 수 있도록 구성된 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스를 제공할 수 있다.

Description

미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스{TEMPERATURE CONTROLLED MATTRESS USING FINE HEATING ELEMENT}
본 발명은 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스에 관련된 것으로, 보다 상세하게는 사용자에게 쾌적한 취침공간을 제공하고, 집먼지 진드기의 서식을 차단할 수 있도록 구성된 새로운 구조의 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스에 관한 것이다.
일반적으로 대한민국은 사계절이 있어 계절마다 대기의 온도가 달라지지만 방 안의 내부의 온도를 조절하는 것만으로는 한계가 있어 많은 사람이 침구의 온도 자체를 조절하는 장치를 추가하여 사용하고 있다. 즉 겨울철에는 전기 또는 온수를 이용한 발열매트를 매트리스 위에 올려놓고 사용하고 여름철에는 냉감을 주는 소재를 매트리스 위에 올려놓고 사용하는 사람이 증가하는 추세이다.
여기서 전기를 이용한 온열매트 중 종래부터 가장 많이 사용된 것은 매트 형태의 침구 내부에 발열선을 삽입한 형태였으나 전자파를 발생시키는 발열선의 특성상 최근에는 발열선 대신 온수관을 삽입한 형태의 온열 매트가 많이 판매되는 추세이다. 그리고 여름철 더위를 줄이기 위해서는 온열매트 대신 냉감을 주는 패브릭 원단 또는 폴리머 젤을 레이어로 가공한 냉감매트로 교체하여 사용함에 따라 계절마다 매트 교체작업이 번거로운 실정이다.
이에 종래에 개시된 한국등록특허 제1404029호에서, 스프링이 내장된 매트리스의 상부에 배치된 쿠션층 사이에 순환관이 배치된 온수순환 매트리스에 있어서, 상기 순환관에 유체가 순환되도록 하는 펌프가 마련되고 상기 순환관이 삽입되는 결합공간이 지그재그로 형성된 결합층을 포함하는 발열부와, 상기 순환관을 통해 순환되는 유체를 임시 보관하는 저장수단을 마련하고 상기 저장수단의 일측에 연결되어 유체를 외부에서 공급할 수 있도록 한 보충수단을 더 포함하며 상기 저장수단의 외주면에 가열수단을 결합하여 유체를 가열하고 상기 저장수단의 내부에 센서를 결합하여 저장수단의 수위 및 온도를 검출하며 상기 가열수단, 센서 및 펌프를 제어수단으로 제어하고 외부로 표시하고 상기 저장수단, 가열수단, 제어수단이 수납된 수납부재를 상기 매트리스의 내부에 수납한 가열부와, 상기 발열부와 매트리스를 감싸는 커버와, 상기 매트리스의 측면과 커버의 측면에 개폐 가능하게 결합한 투명재질의 투시창을 포함하는 기술이 선 등록된 바 있다.
그러나 상기 종래기술은 매트리스에서 순환하는 유체를 가열시키는 가열수단이 매트리스 내부에 일체로 수납된 기술이나, 가열수단이 일체로 수납된 특성상 매트리스 가격이 고가이고, 매트리스 수명이 다하면 가열수단을 함께 폐기해야 하는 문제점이 따랐다.
그뿐만 아니라, 가열수단 설치방향으로 매트리스 양면 사용이 불가하여 실용성이 떨어지고, 특히 결합층 사이에 온수 순환관이 배치되어 누웠을 때 순환관이 배기면서 매트리스 안락감을 저해하는 문제점을 초래하였다
따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 방법이 필요하게 되었다.
KR 10-1404029 B1 (2014.05.29.)
이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 매트리스의 교체, 세탁 등 관리가 용이하여 청결을 유지할 수 있도록 구성된 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 냉수 또는 온수가 흐르는 방열수단을 포함하여 사용자에게 쾌적한 취침공간을 제공할 수 있도록 구성된 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 미세발열체 및 온수관이 구비되어 온도조절이 가능한 매트리스에 있어서, 상기 매트리스는, 내부에 미세발열체가 구비된 나노 발열실이 형성되고, 나노 발열실의 온도를 제어하는 제어부와 유무선으로 연결된 컨트롤러의 조작에 의해 나노 발열실의 온도가 제어되도록 구성된 패드와; 상기 패드의 하면에 탈부착되며, 내부에는 복수의 소재가 적층되어 형성되고, 외측면이 외피로 감싸진 토퍼; 및 상기 토퍼의 하면에 탈부착되며, 내부에 복수의 스프링이 구비되어 있는 기본매트;를 포함하며, 상기 패드의 내측에는 나노 발열실의 상하측으로 난연 펠트, 난연 솜이 적층된 적층구조를 이루며, 상기 적층구조의 일측면은 먼지, 냄새 침투 및 집먼지 진드기 서식이 차단되도록 알러지 케어 원단 및 순면 원단으로 피복되며, 타측면은 인견 원단으로 피복되어 계절에 따라 패드를 뒤집어서 사용할 수 있으며, 상기 나노 발열실은 내열에 강화되도록 미세발열체의 외면이 테프론 코팅되어 구성되고, 상기 매트리스는, 기본매트의 하면에 위치하여 상기 기본매트를 지지하는 하단매트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 토퍼의 내부에 적층되는 복수의 소재는 니트, 양모, 프로파일폼, 롤폼 및 고밀도 메모리폼이 순서대로 적층되어 형성되며, 토퍼의 경도에 따라 고밀도 메모리폼의 하측에 소프트 메모리폼 또는 고탄성폼 또는 통기성 팜 중 어느 하나 이상이 선택되어 추가로 적층되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 패드, 토퍼 및 하단 매트는 지퍼에 의해 탈착되어 적층되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 매트리스는 단부에 연결잭이 설치되어 온수 또는 냉수 발생부에 탈착가능하게 연결되고, 폴리염화비닐 관 또는 패드타입으로 형성되어 내부에 온수 또는 냉수가 순환되도록 구비되는 방열수단과, 상기 토퍼의 일면에 구비되며, 내부에 방열수단이 설치되는 폴리우레탄폼층과, 상기 매트리스 측면에 함몰 형성되어 마감부재에 의해 개폐되고, 폴리우레탄폼층 외부로 노출된 방열수단이 수납되도록 구비되는 내부격실과, 상기 매트리스의 다른 일면에 설치되어, 여름철 매트리스를 뒤집어 사용하도록 폴리머 젤, 에어매쉬, 천연소재, 린넨원단 중 1종 이상으로 형성되는 냉감층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 함으로써 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명은 매트리스의 교체, 세탁 등 관리가 용이하여 청결을 유지할 수 있도록 구성된 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스를 제공할 수 있다.
또한, 냉수 또는 온수가 흐르는 방열수단을 포함하여 사용자에게 쾌적한 취침공간을 제공할 수 있도록 구성된 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스를 제공할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스를 전체적으로 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스의 패드의 내부를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스의 패드에 적용되는 알러지 케어 원단을 설명하기 위한 참고도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스의 토퍼의 경도에 따른 구성을 설명하기 위한 구성도.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스를 전체적으로 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스 내부 구조를 나타내는 횡단면도.
도 8은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스의 방열수단 내부 구조를 나타내는 구성도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스의 방열수단 내부구조를 나타내는 종단면도.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스의 방열수단 내부구조를 나타내는 종단면도.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스의 압력흡수실을 나타내는 구성도.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스의 하단매트, 기본매트, 탑퍼 및 외피층 적층 구조를 나타내는 구성도.
도 13 내지 도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스의 제어방법을 나태는 구성도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스에 관련되며, 매트리스는 최상단에 위치하는 패드(10)와, 패드(10)의 하측면에 탈부착되는 토퍼(20)와, 토퍼(20)의 하측면에 탈부착되는 기본매트(30) 및 기본매트(30)의 하측면에 위치하는 하단매트(40)를 기본 구성으로 하며, 사용자의 취향에 따라 패드(10), 토퍼(20), 기본매트(30)의 적층 여부를 선택할 수 있는 모듈형 매트리스(1)이다.
여기서 상기 패드(10)는, 내부에 미세발열체가 구비된 나노 발열실(11)이 형성되고, 나노 발열실(11)의 온도를 제어하는 제어부(12)가 구비되며, 나노 발열실(11)의 온도 조절 및 시간 조절이 가능하도록 구비된 컨트롤러(13)를 포함한다.
그리고 상기 토퍼(20)는, 패드(10)의 하측면에 탈부착되도록 구비되며, 내부에 복수의 소재가 적층되어 형성되며, 외측에는 외피로 감싸져 있다.
여기서 본 발명에 따르면 상기 토퍼(20)는 11cm의 높이로 형성되는 것이 바람직하지만, 이로 한정하는 것은 아니며 사용자의 선택에 따라 크기를 변형하여 설정할 수 있음은 물론이다.
또한, 상기 토퍼(20)의 내부에 복수의 소재는 토퍼(20)의 3가지 경도(soft, medium, hard)에 따라 적층되는 소재가 달라지는데, 상측에서 하측까지 니트, 양모, 프로파일폼 30mm, 롤폼 10mm, 고밀도 메모리폼 및 소프트 메모리폼이 적층되어 형성되는 soft 경도, 니트, 양모, 프로파일폼 30mm, 롤폼 10mm, 고밀도 메모리폼 및 고탄성폼 순서로 적층되는 경도 medium, 니트, 양모, 프로파일폼 30mm, 롤폼 10mm, 고밀도 메모리폼, 고탄성폼 및 통기성 팜 순서로 적층되는 hard 경도로 형성될 수 있으며, 이는 사용자에 따라 토퍼(20)의 경도를 선택하여 매트리스(1)에 적용할 수 있다는 장점이 있다.
사용자가 느끼는 매트리스(1)의 안락함과 잠들기 전까지의 느낌은 대부분 스프링이 설치된 기본매트(30) 위의 토퍼(20)가 결정하는 것으로 토퍼(20)의 경도를 사용자의 신체에 맞게 선택할 수 있다는 점은 본 발명의 토퍼(20)가 가지고 있는 장점이며, 등이 배기는 것을 방지하거나, 적절한 수면환경을 만들어 주는 효과가 있다.
또한, 상기 하단매트(40)는 매트리스(1)의 최하단부에 위치하여 상면에 배치되는 기본매트(30)를 지지하는 역할을 한다.
한편, 본 발명에 따른 상기 패드(10)는 수분입자 및 산소만 투과 가능한 알러지 케어 원단(고밀도 극세사 원단)이 적용되어 이불 속 집먼지 진드기 서식, 미세먼지, 유해물질의 이동을 차단하여, 패드(10)상의 이물질이 패드(10)의 내부로 침투하는 것을 방지하는 것은 물론, 패드(10)의 하측면에 설치된 토퍼(20), 기본매트(30)가 오염되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 패드(10)의 두께가 얇아 패드(10)만 별도로 분리하여 세탁기 또는 손세탁할 수 있어 매트리스(1)의 정리가 간편하다는 장점이 있다.
그리고 상기 패드(10)의 내부에는 나노 발열실(11)을 중심으로 위아래에 난연 펠트, 난연솜이 적층된 적층구조로 형성되며, 상기 적층구조의 일측면은 알러지 케어 원단 및 순면 원단으로 피복되고, 타측면은 인견 원단 등 시원한 느낌을 주는 소재로 피복되어 계절에 따라 패드(10)를 뒤집어서 사용할 수 있도록 구성된다.
여기서, 상기 나노 발열실(11)에 구비된 미세발열체는 고온에도 견딜 수 있도록 외면에 내열온도 250˚의 테프론 코팅이 되고, 상기 나노 발열실(11)은 외력에 의해 구부러지거나 꺾이지 않는 소재로 구비되며, AC 방식이 아닌 낮은 전압의 DC 전원을 적용함으로써 미세발열체로 인해 발생될 수 있는 화재사고를 미연에 방지하여 안전성이 향상된다는 장점이 있다.
또한 상기 나노 발열실(11)의 미세발열체의 온도를 제어하는 제어부(12)는 컨트롤러(13)와 유, 무선으로 연결되어 사용자가 컨트롤러(13)를 통해 패드(10)의 온도 설정 및 시간 설정이 가능하며, 상기 나노 발열실(11)을 중심으로 좌측, 우측, 상측, 하측 등 구간이 구별되어 있으며, 상기 구간별로 온도 설정 및 시간 설정되도록 구성되며, 상기 제어부(12)는 일반모드/스케줄모드 등 다양한 모드가 기 저장되어 있어, 사용자별 취침 사이클에 따라 시간별 온도 설정을 할 수 있다.
이때 사용자는 컨트롤러(13)에 구비된 디스플레이부를 통해 표출된 화면을 이용하여 상기 패드(10)의 구간별 온도, 시간 등을 설정할 수 있도록 한다.
또한 컨트롤러(13)의 조작 신호에 의해 상기 패드(10)의 온도를 제어하는 제어부(12)는 휴대용 단말기, 홈 AI시스템, 수면센서를 포함하는 IoT시스템부(14)와 페어링되어 상기 나노 발열실(11)이 IoT시스템부(14)에 의해 외부에서도 전원을 키거나 끌 수 있으며, 실내온도 센서와 연동되어 자동으로 온도가 변화하도록 조절되거나, 휴대용 단말기에 설치된 어플리케이션을 이용하여 사용자 설정 값으로 온도를 조절할 수 있도록 구비된다.
즉, 본 발명에 따르면, 사용자가 어플리케이션을 이용하여 외부에서 패드(10)를 미리 예열시킬 수 있으며, 별도로 설치된 수면센서를 통해 수신된 데이터를 이용하여 패드(10)의 온도가 자동으로 조절될 수 있어 사용자가 매번 패드(10)의 온도를 설정하는 것이 아닌 미리 적절한 수면온도로 자동 제어될 수 있으며, 또한, 시간별, 패드의 구간별, 온도를 세밀하게 설정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 매트리스(1)는 모듈형 매트리스로 패드(10), 토퍼(20), 기본매트(30), 하단매트(40)로 구성되어 사용될 수 있지만, 상기 패드(10), 토퍼(20) 및 기본매트(30)가 지퍼를 이용하여 탈부착이 가능하여 사용자가 직접 적층 위치를 변형하거나, 토퍼(20)만 분리하여 별도의 매트리스처럼 사용할 수 있으며, 수면 중 사용자의 자세변화에 의해 패드(10)가 밀리는 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 패드(10)를 분리하여 세탁 가능하도록 구성됨으로써 매트리스(1)의 청결을 유지됨은 물론이며, 상기 패드(10), 토퍼(20), 기본매트(30), 하단매트(40) 중 사용자가 원하는 부분을 쉽게 교체 가능하여 관리에도 용이하다.
또한, 상기 패드(10)에는 알러지 케어 원단이 적용되어 집먼지 진드기, 이물질 등을 막아주는 필터역할을 하여 쾌적한 수면환경을 제공하며, 패드(10)의 타측면은 인견 소재가 적용됨으로써 사계절 모두 사용 가능하고, 1mm 두께의 미세발열체가 적용되어 등배김 등 불편함을 해소할 수 있다는 장점이 있다.
이하, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 나노 발열실(11)을 이용하여 온도조절이 가능한 매트리스가 아닌 토퍼(20)의 내부에 삽입된 온수관을 이용한 모듈형 냉, 온열 매트리스를 설명하고자 한다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 온수 또는 냉수가 흐르는 방열수단을 통하여 온도를 조절함과 더불어 매트리스 이면에 냉감소재가 일체화되어 매트리스 이면을 활용하여 여름철 쾌적한 취침공간을 제공하고, 특히 매트리스 외부로 연장되는 방열수단이 매트리스 내부로 비노출 수납처리되어 외관상 깔끔한 심미감을 제공하면서 일반 매트리스와 동일한 형태로 사용가능한 범용성을 제공하기 위해 방열수단(10), 폴리우레탄폼층(60), 내부격실(70), 냉감층(80)을 포함하여 주요구성으로 이루어진다.
본 발명에 따른 방열수단(50)은 단부에 연결잭(51)이 설치되어 온수 또는 냉수 발생부(52)에 탈착가능하게 연결되고, 폴리염화비닐 관으로 형성되어 내부에 온수 또는 냉수가 순환되도록 구비된다. 도 6은 방열수단(50)을 관타입으로 적용한 상태를 도시한 것이다.
여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 나노 발열체(11)가 적용된 매트리스(1)와 동일하게 방열수단(50)과 연결된 IoT시스템부(60)의 조작화면을 나타내는 도면으로, 패드타입으로 형성된 방열수단(10)은 후술하는 IoT시스템부(60)와 유무선으로 연결되어 온도설정, 지속시간, 사용자별 취침 사이클에 따라 구간별 자동 온도를 설정할 수 있는 스케쥴 모드, 일반 모드 등으로 조작 및 설정할 수 있으며, 모바일 어플리케이션 등과 무선 연동되어 외부에서 미리 패드타입의 방열수단(10)을 예열할 수 있는 기능을 포함한다.
또한, 상기 관형 방열수단(50)은 후술하는 폴리우레탄폼층(60)에 지그재그로 배치되어 배치된 상태로 양단부가 폴리우레탄폼층(60) 외부로 노출되고, 이때 폴리우레탄폼층(60) 외부로 노출되는 방열수단(50)의 일측 단부는 입수 연결잭(51)이 설치되고, 다른 일측 단부에는 출수 연결잭(51)이 설치된다.
그리고, 상기 온수 또는 냉수 발생부(52)는 온수보일러에 의해 온수를 발생하거나, 냉각수단에 의해 냉수를 발생하는 장치를 선택적으로 장착하여, 겨울철 난방 및 여름철 냉방을 실시하게 된다.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 토퍼(20)는 방열수단(50)이 설치되고, 하단매트(40) 및 기본매트(30)로 이루어진 매트리스(1) 일면에 부착되는 폴리우레탄폼층(60)으로 구비된다. 즉, 하단매트(40), 기본매트(30), 토퍼(20), 외피층(90)으로 적층되어 지퍼에 의해 탈착가능하게 연결된다.
여기서, 상기 폴리우레탄폼층(60)은 직경 10mm 이내의 방열수단(50)을 고정하기 위한 홈(61)이 가공되고, 홈(61)에 맞추어 방열수단(50)을 배치한 후, 상면에 부직포나 패브릭을 접착하여 관이 탈착되지 않도록 고정하거나, 폴리우레탄폼층(60) 내부에 방열수단(50)을 매립하여 일체로 발포 성형하는 구성도 가능하다. 이처럼 방열수단(50)이 홈(61) 또는 폴리우레탄폼층(60) 내부에 매립형성되므로 종래 온수 매트의 단점이었던 온수관 배김으로 인한 문제점이 해결된다.
그리고, 상기 토퍼(20)를 매트리스(1) 상면에 올리고 지퍼를 이용하여 일체로 연결하고, 이때 토퍼(20)의 폴리우레탄폼층(60) 외부로 1.8m 전, 후로 연장되는 방열수단(50)은 후술하는 내부격실(70)에 수납처리된다.
도 6 내지 7에서, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 내부격실(70)은 상기 매트리스(1) 측면에 함몰 형성되어 마감부재(71)에 의해 개폐되고, 폴리우레탄폼층(60) 외부로 노출된 방열수단(50)이 수납되도록 구비된다. 내부격실(70)은 매트리스(1) 측면을 일부 삭제하여 형성되거나, 매트리스(1) 측면에 공간부가 형성되는 덧댐부재를 부착하여 형성되고, 내부격실(70) 입구는 지퍼 또는 벨크로에 의해 탈착되는 마감부재(71)로 개폐처리된다.
이에 온수 또는 냉수 발생부(52)를 미사용시 폴리우레탄폼층(60) 외부로 연장되는 방열수단(50)을 내부격실(70)에 수납하고, 도 8과 같이 마감부재(71)를 이용하여 내부격실(70) 입구를 닫으면 방열수단(50)이 비노출 처리되어 외관상 깔끔한 심미감을 제공하면서 일반 매트리스와 동일한 형태로 사용 가능한 범용성이 제공된다.
또한, 본 발명에 따른 냉감층(80)은 상기 매트리스(1) 다른 일면에 설치되어, 여름철 매트리스를 뒤집어 사용하도록 폴리머 젤, 에어매쉬, 천연소재, 린넨원단 중 1종 이상으로 형성된다.
즉, 상기 온수 발생기(52)만을 사용시에는 매트리스(1)를 양면으로 만든 후 한쪽 면에는 온수용 방열수단(50)을 적용하고 다른 일면은 냉감층(80)을 적용하여 계절에 맞게 매트리스(1)를 뒤집어 사용하게 된다.
여기서, 상기 냉감층(80) 여름철에 사용하는 면은 폴리머 가공으로 냉감을 주는 원단, 에어매쉬로 통기성을 강화시킨 원단, 린넨 등의 소재로 냉감을 주는 천연소재 원단 등을 모두 사용할 수 있으며 하부에는 폴리머젤을 추가적으로 삽입하여 냉감을 증가시킬 수도 있다. 이때 냉감층(80)을 폴리머 젤, 에어매쉬, 천연소재, 린넨원단 중 적어도 2종 복층구조로 형성시에는 이들을 퀼팅하거나 접착하여 일체로 형성하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 폴리우레탄폼층(60), 냉감층(80)은 알러지 케어 원단, 순면 원단 중 적어도 1종 이상의 외피층(90)으로 피복되어 먼지, 냄새 침투 및 집먼지 진드기 서식이 차단되도록 구비된다.
또한, 상기 온수 또는 냉수 발생부(52)는 유, 무선 통신에 의해 휴대용 단말기, 홈 AI시스템, 수면센서를 포함하는 IoT시스템부(14)와 페어링되어, 작동이 자동 제어되도록 구비된다. 즉, 상기 온수 또는 냉수 발생부(52)는 IoT시스템부(14)에 의해 외부에서도 전원 켜고 끄기 및 제어가능, 사용자 및 상황에 따라 각종 모드설정 가능하며, 사용자별 취침 사이클에 따라 구간별 자동 온도 제어되며, 실내온도 센서와 연결되어 자동으로 온도가 조절되도록 하거나, 휴대용 단말기를 이용하여 정해진 어플에 설정된 사용자 설정 값으로 온도를 조절하도록 구비된다.
이에 따른 온수 또는 냉수 발생부(52)의 제어 방법은 도 13 내지 도 19를 참조한다.
도 5에서, 상기 관형 방열수단(50)은, 온수 또는 냉수 발생부(52)의 출수구(52a)에 일측 단부가 연결되는 내측관(53)과, 내측관(53) 대비 확장된 단면적을 가지면서 내측관(53)이 수용되고, 온수 또는 냉수 발생부(52)의 입수구(52a)에 일측 단부가 연결되는 외측관(54)과, 내측관(53) 내부에 형성되는 공급유로(53a)와, 내측관(53) 외주면과 외측관(54) 내주면 사이에 형성되는 회수유로(54a)와, 내측관(53) 외주면에 길이방향으로 형성되어 내측관(53) 외주면과 외측관(54) 내주면 사이의 회수유로(54a) 공간을 지지하는 격판(55)과, 외측관(54)의 다른 일측 단부를 마감하는 마감부(56)와, 내측관(53)의 다른 일측 단부가 외측관(54)의 다른 일측 단부 대비 짧게 형성되는 길이 차이로 인해 공급유로(53a)와 회수유로(54a)를 연결하도록 구비되는 리턴유로(53b)로 구성된다.
이때, 상기 내, 외측관(53)(54) 및 격판(55)은 일체로 압출성형되거나, 내측관(53) 외주면에 격판(55)이 일체로 성형된 상태로 내측관(53)을 외측관(54) 내부에 삽입하여 회수유로(54a)를 형성하도록 구비된다.
이에 상기 내, 외측관(53)(54)이 단일 라인으로 형성되어 설치가 간편하고, 특히 상기 공급유로(53a)를 타고 주입 이동되는 온수 또는 냉수가 회수유로(54a)를 통하여 회수 이동되는 온수 또는 냉수와 열교환되어 방열수단(50) 전체 영역에서 방출되는 온열 또는 냉열 온도가 열팽형 상태를 유지되므로 온수 또는 냉수 발생부(52)와의 이격 거리에 영향을 받지 않고 매트리스(1) 전체영역이 균일한 온도로 유지된다.
도 10에서, 상기 내, 외측관(53)(54)은 단면형상이 장공형 관으로 형성되어, 상면에 판형 방열면(53c)(54c)이 형성되고, 상기 내측관(53) 상방향으로 돌출되는 격판(17) 길이 대비 하방향으로 돌출되는 격판(17) 길이가 짧게 형성되어 내측관(53)이 외측관(54) 중심에서 하방향으로 편심위치에 지지된다. 그리고 내측관(53)의 하방향 편심위치로 인해 내측관(53) 상부에 형성되는 회수유로(54a) 영역 대비 하부에 형성되는 회수유로(54a) 영역이 축소된 사이즈로 형성된다.
이에 상기 회수유로(54a)를 통하여 회수되는 온수 또는 냉수의 방출열이 외측관(54) 하부 방열면(54c) 대비 외측관(54) 상부 방열면(53c)으로 편중 방출되도록 구비되어, 매트리스 표층으로 온열 또는 냉열이 집중되므로 에너지 효율이 증가된다.
도 11에서, 상기 내측관(53)은 길이방향으로 복수의 주름(53d)이 형성되는 주름관으로 형성되어 공급유로(53a)와 회수유로(54a) 간에 열교환 면적이 확대되고, 상기 내측관(53)의 주름에 의해 직경이 신축 가변되도록 구비된다.
이에 상기 외측관(54)이 외력에 의해 수축 시, 내측관(53) 직경이 신축 가변되면서 회수유로(54a) 내부 관로저항이 흡수되도록 구비됨에 따라 매트리스 표면이 국부적으로 가압되어 외측관(54)이 눌려 변형되도라도 온수 또는 냉수 순환 장애가 방지된다.
도 12에서, 상기 마감부(56)는 일측에 입, 출력 포트(57a)(57b)가 형성되는 압력흡수실(57)이 형성되고, 입력 포트(57a)를 통한 온수 또는 냉수 이동량 대비 출력 포트(57b)를 통한 이동량이 적게 설정된다.
그리고 상기 입력 포트(57a)는 제 1체크밸브(57c)에 의해 온수 또는 냉수 유입만이 허용되고, 출력 포트(57b)는 제 2체크밸브(57d)에 의해 압력흡수실(57) 내에 저장된 온수 또는 냉수의 배출만이 허용되도록 구비되며, 상기 압력흡수실(57)은 내부에 압력피스톤(57e)이 설치되거나, 탄성체로 형성되어 공급유로(53a) 및 회수유로(54a) 내부 압력을 흡수하도록 구비된다.
이에 매트리스(1) 표층에 순간적이 충격이 작용하여 외측관(54)이 압축작용으로 공급유로(53a) 및 회수유로(54a) 내부 압력이 순간적으로 상승 시, 입력 포트(57a)를 통하여 냉수 또는 온수가 압력흡수실(19) 내부로 수용되어 압력 충격이 흡수되고, 이후 압력흡수실(57) 내부 압력 대비 공급유로(53a) 및 회수유로(54a) 내부 압력이 낮아지면 출력 포트(57b)를 통하여 압력흡수실(57) 내부에 저장된 온수 또는 냉수가 저압으로 토출되므로, 순간적인 압력상승으로 인한 내, 외측관(53)(54) 손상이 방지되는 이점이 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
한편 본 명세서에 개시된 기술에 관한 설명은 단지 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 개시된 기술에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
또한 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. “제1”, “제2” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소로 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
나아가 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 “~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, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
10: 패드 20: 토퍼
30: 기본매트 40: 하단매트
50: 방열수단 60: 폴리우레탄폼층
70: 내부 격실 80: 냉감층
90: 외피층

Claims (4)

  1. 미세발열체 및 온수관이 구비되어 온도조절이 가능한 매트리스(1)에 있어서, 상기 매트리스(1)는, 내부에 미세발열체가 구비된 나노 발열실(11)이 형성되고, 나노 발열실(11)의 온도를 제어하는 제어부(12)와 유무선으로 연결된 컨트롤러(13)의 조작에 의해 나노 발열실(11)의 온도가 제어되도록 구성된 패드(10)와; 상기 패드(10)의 하면에 탈부착되며, 내부에는 복수의 소재가 적층되어 형성되고, 외측면이 외피로 감싸진 토퍼(20); 및 상기 토퍼(20)의 하면에 탈부착되며, 내부에 복수의 스프링이 구비되어 있는 기본매트(30);를 포함하며,
    상기 패드(10)의 내측에는 나노 발열실(11)의 상하측으로 난연 펠트, 난연 솜이 적층된 적층구조를 이루며, 상기 적층구조의 일측면은 먼지, 냄새 침투 및 집먼지 진드기 서식이 차단되도록 알러지 케어 원단 및 순면 원단으로 피복되며, 타측면은 인견 원단으로 피복되어 계절에 따라 패드(10)를 뒤집어서 사용할 수 있으며, 상기 나노 발열실(11)은 내열에 강화되도록 미세발열체의 외면이 테프론 코팅되어 구성되고,
    상기 매트리스(1)는, 기본매트(30)의 하면에 위치하여 상기 기본매트(30)를 지지하는 하단매트(40)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 토퍼(20)의 내부에 적층되는 복수의 소재는 니트, 양모, 프로파일폼, 롤폼 및 고밀도 메모리폼이 순서대로 적층되어 형성되며, 토퍼(20)의 경도에 따라 고밀도 메모리폼의 하측에 소프트 메모리폼 또는 고탄성폼 또는 통기성 팜 중 어느 하나 이상이 선택되어 추가로 적층되는 것을 특징으로 하는 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 패드(10), 토퍼(20) 및 하단 매트(30)는 지퍼에 의해 탈착되어 적층되는 것을 특징으로 하는 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 매트리스(1)는 단부에 연결잭(51)이 설치되어 온수 또는 냉수 발생부(52)에 탈착가능하게 연결되고, 폴리염화비닐 관 또는 패드타입으로 형성되어 내부에 온수 또는 냉수가 순환되도록 구비되는 방열수단(50)과, 상기 토퍼(20)의 일면에 구비되며, 내부에 방열수단(50)이 설치되는 폴리우레탄폼층(60)과, 상기 매트리스(1) 측면에 함몰 형성되어 마감부재(71)에 의해 개폐되고, 폴리우레탄폼층(60) 외부로 노출된 방열수단(50)이 수납되도록 구비되는 내부격실(70)과, 상기 매트리스(1)의 다른 일면에 설치되어, 여름철 매트리스(1)를 뒤집어 사용하도록 폴리머 젤, 에어매쉬, 천연소재, 린넨원단 중 1종 이상으로 형성되는 냉감층(80)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세발열체를 이용한 온도제어 매트리스.
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