KR20210145526A - body temperature control apparatus using thermoelectric module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열전소자를 이용한 체온조절장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 체온 측정값과 수온 측정 값을 바탕으로 열전소자에 의해 물을 가열 또는 냉각시킴으로써 소형화 및 정교한 온도제어가 가능한 체온조절장치에 관한 것이다. The present invention relates to a body temperature control device using a thermoelectric element, and more particularly, to a body temperature control device capable of miniaturization and precise temperature control by heating or cooling water using a thermoelectric device based on a body temperature measurement value and a water temperature measurement value. will be.
사람은 일정 체온의 항상성을 유지할 수 있는 능력이 있으며, 건강한 사람의 체온은 보통 36.5℃ ~ 37.1℃ 사이로 유지된다.Humans have the ability to maintain homeostasis of a constant body temperature, and the body temperature of a healthy person is usually maintained between 36.5°C and 37.1°C.
추위에 신체가 노출된 경우나 과다한 출혈이 발생한 경우에는 체온이 정상 범위보다 낮아질 수 있고, 더위에 신체가 노출된 경우나 독감 등과 같은 질병에 걸린 경우에는 체온이 정상 범위보다 높아질 수 있다.When the body is exposed to cold or excessive bleeding occurs, the body temperature may fall below the normal range, and when the body is exposed to heat or a disease such as the flu, the body temperature may rise above the normal range.
체온이 정상 범위보다 낮은 저체온 상태가 되면 신진대사가 원활하지 못해 신체 기능에 제한을 받게 되고, 혈압이 급격히 떨어지며, 심각한 경우엔 사망에 이를 수 있다. 그리고 체온이 정상 범위보다 높은 고체온 상태가 되면 구역질이 나고 계속 땀이 흐르는 증상이 나타날 뿐만 아니라 목이 마르고 어지럽고 맥이 빠지며 몸을 잘 움직일 수 없게 되며, 이런 증상에 대해 빠른 조치를 취하지 않으면 열사병으로 발전할 수 있다.When the body temperature is lower than the normal range, the metabolism is not smooth and the body functions are limited, the blood pressure drops rapidly, and in severe cases, it can lead to death. And when the body temperature is higher than the normal range, symptoms of nausea and continuous sweating appear, as well as thirst, dizziness, loss of pulse, and difficulty moving the body. can
따라서 체온이 정상 범위를 벗어난 경우 상태가 지속되지 않도록 조절해줄 필요가 있다. 이러한 체온 조절을 위한 종래의 기술로서 대한민국 공개특허 제10-2005-0009498호에는 냉각 및 가온장치가 개시되어 있다. Therefore, if the body temperature is outside the normal range, it is necessary to control it so that the condition does not persist. As a conventional technique for such body temperature control, Korean Patent Laid-Open No. 10-2005-0009498 discloses a cooling and heating device.
상술한 종래기술은 사용자의 온도설정에 따라 가열부와 냉각부를 순환하는 물의 온도를 센싱하여 팩을 순환하는 물의 온도를 조절하는 구조이므로, 사용자의 실제 체온변화를 정밀하게 고려한 온도 제어가 이뤄질 수 없는 문제점이 있다. The above-described prior art has a structure that senses the temperature of the water circulating in the heating and cooling parts according to the user's temperature setting and adjusts the temperature of the water circulating in the pack. There is a problem.
또한, 물을 가열하거나 냉각하기 위한 장치가 가열부와 열교환기로 이루어져 있어서 구성이 복잡하고 부피가 클 뿐만 아니라 온도 조절이 어렵다. In addition, since the device for heating or cooling water is composed of a heating unit and a heat exchanger, the configuration is complicated, the volume is large, and the temperature control is difficult.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 체온 측정값과 수온 측정 값을 바탕으로 열전소자에 의해 물을 가열 또는 냉각시킴으로써 소형화 및 정교한 온도제어가 가능한 체온조절장치를 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention was created to improve the above problems, and the object of the present invention is to provide a body temperature control device capable of miniaturization and sophisticated temperature control by heating or cooling water by a thermoelectric element based on a body temperature measurement value and a water temperature measurement value. have.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열전소자를 이용한 체온조절장치는 신체의 일정 부위를 덮을 수 있는 커버부와; 상기 커버부에 설치되어 열전달매체가 흐르는 튜브와; 상기 튜브의 유출구와 연결되는 제 1순환관과; 상기 제 1순환관과 연결되어 상기 제 1순환관을 통해 유입되는 열전달매체를 열전소자에 의해 냉각 또는 가열시키기 위한 냉온수단과; 상기 냉온수단에 의해 냉각 또는 가열된 열전달매체를 상기 튜브로 유입시킬 수 있도록 상기 튜브의 유입구와 상기 냉온수단을 연결하는 제 2순환관과; 상기 제 1순환관 또는 상기 제 2순환관에 설치되어 열교환매체를 이송시키기 위한 순환펌프와; 상기 커버부에 설치되어 체온을 감지하는 체온센서와; 상기 냉온수단에 의해 냉각 또는 가열된 열전달매체의 온도를 감지하는 수온센서와; 상기 체온센서 및 상기 수온센서를 통해 감지된 온도값을 바탕으로 상기 냉온수단 및 상기 순환펌프의 작동을 제어하는 컨트롤유닛;을 구비한다.In order to achieve the above object, there is provided a body temperature control device using a thermoelectric element of the present invention, comprising: a cover part capable of covering a certain part of the body; a tube installed in the cover part through which a heat transfer medium flows; a first circulation pipe connected to the outlet of the tube; a cooling/heating means connected to the first circulation pipe to cool or heat the heat transfer medium introduced through the first circulation pipe by a thermoelectric element; a second circulation pipe connecting the inlet of the tube and the cold/hot means to introduce the heat transfer medium cooled or heated by the cold/hot means into the tube; a circulation pump installed in the first circulation pipe or the second circulation pipe to transport a heat exchange medium; a body temperature sensor installed on the cover to sense body temperature; a water temperature sensor for sensing the temperature of the heat transfer medium cooled or heated by the cold/hot means; and a control unit for controlling the operation of the cooling and heating means and the circulation pump based on the temperature value sensed by the body temperature sensor and the water temperature sensor.
단말기와 상기 컨트롤유닛 간에 신호를 전달하기 위한 통신부;를 더 구비하고, 상기 커버부는 신체에 부착이 가능한 패드 또는 신체에 착용이 가능하다.A communication unit for transmitting a signal between the terminal and the control unit is further provided, and the cover unit is a pad attachable to the body or wearable on the body.
상기 커버부는 일면이 신체를 향하는 내피와, 상기 내피의 타면에 부착되어 상기 튜브를 상기 내피에 접촉시키며 상기 튜브를 통해 전달받은 열을 확산시키는 열확산시트와, 상기 열확산시트를 감싸는 외피와, 상기 열확산시트와 상기 외피 사이에 수용되는 다수의 축열볼들과, 상기 외피의 일면에 부착되어 상기 외피를 통과하는 열을 차단하기 위한 열반사시트와, 신체와 접촉할 수 있도록 상기 내피의 일면에 부착되어 신체의 굴곡된 형상과 대응되도록 변형이 가능한 변형셀을 구비한다. The cover portion includes an endothelium with one surface facing the body, a thermal diffusion sheet attached to the other surface of the endothelium to contact the tube with the endothelium to diffuse the heat received through the tube, an outer skin surrounding the thermal diffusion sheet, and the thermal diffusion A plurality of heat storage balls accommodated between the sheet and the outer skin, a heat reflective sheet attached to one surface of the outer skin to block heat passing through the outer skin, and attached to one surface of the endothelium so as to be in contact with the body It has a deformable cell that can be deformed to correspond to the curved shape of the body.
상술한 바와 같이 본 발명은 측정값과 수온 측정 값을 바탕으로 열전소자에 의해 물을 가열 또는 냉각시킴으로써 소형화 및 정교한 온도제어가 가능하다.As described above, the present invention enables miniaturization and precise temperature control by heating or cooling water using a thermoelectric element based on the measured value and the measured water temperature.
또한, 본 발명은 스마트폰과 같은 단말기와 연동이 가능하여 스마트폰을 통해 각종 정보를 확인할 수 있으며 장치의 조작이 가능하여 사용자 편의성을 크게 증대시킬 수 있다. In addition, the present invention can be linked with a terminal such as a smart phone, so that various information can be checked through the smart phone, and the operation of the device is possible, thereby greatly increasing user convenience.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 체온조절잘치의 개략적인 구성도이고,
도 2는 도 1의 체온조절장치의 블록도이고,
도 3은 도 1의 체온조절장치에 적용된 요부를 발췌한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 다른 예에 따른 체온조절장치에 적용된 요부를 발췌한 단면도이고,
도 5는 도 4에 적용된 변형셀의 단면도이다. 1 is a schematic configuration diagram of a thermoregulatory device according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a block diagram of the body temperature control device of Figure 1;
3 is a cross-sectional view taken from the main part applied to the body temperature control device of FIG. 1;
4 is a cross-sectional view taken from a main part applied to a body temperature control device according to another example of the present invention;
5 is a cross-sectional view of the strain cell applied to FIG.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 체온조절장치에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a body temperature control device using a thermoelectric element according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 체온조절장치는 신체의 일정 부위를 덮을 수 있는 커버부(10), 커버부(10)에 설치되어 열전달매체가 흐르는 유로를 형성하는 튜브(20)와, 튜브(20)의 유출구와 연결되는 제 1순환관(31)과, 제 1순환관(31)과 연결되어 제 1순환관(31)을 통해 유입되는 열전달매체를 열전소자(45)에 의해 냉각 또는 가열시키기 위한 냉온수단(40)과, 냉온수단(40)에 의해 냉각 또는 가열된 열전달매체를 튜브(20)로 유입시킬 수 있도록 튜브(20)의 유입구와 냉온수단(40)을 연결하는 제 2순환관(33)과, 제 1순환관(31) 또는 제 2순환관(33)에 설치되어 열교환매체를 이송시키기 위한 순환펌프(35)와, 커버부(10)에 설치되어 체온을 감지하는 체온센서(3)와, 냉온수단(40)에 의해 냉각 또는 가열된 열전달매체의 온도를 감지하는 수온센서(5)와, 체온센서(3) 및 수온센서(5)를 통해 감지된 온도값을 바탕으로 냉온수단(40) 및 순환펌프(35)의 작동을 제어하는 컨트롤유닛(50)을 구비한다. 1 to 3 , the body temperature control device according to an embodiment of the present invention includes a
커버부(10)는 신체의 일정 부위를 덮을 수 있도록 구성된다. 가령, 커버부(10)는 어깨나 다리, 가슴, 등, 배 등의 신체 부위를 덮을 수 있다. The
커버부(10)는 합성섬유 소재로 이루어질 수 있다. 커버부(10)는 다양한 형태와 크기로 형성될 수 있다. 가령, 커버부(10)는 신체에 부착이 가능한 패드 형태로 이루어질 수 있다. 이 경에 패드에는 벨크로 테입이 형성되어 신체에 부착된 상태로 고정될 수 있도록 한다. The
또한, 커버부(10)는 신체에 착용이 가능한 웨어러블부재로 이루어질 수 있다. 이러한 커버부는 의복과 같은 형태로 만들어질 수 있다. 도시된 예에서는 조끼 형태의 웨어러블 부재의 모습을 나타내고 있다. In addition, the
튜브(20)는 커버부(10)의 내부에 설치된다. 튜브(20)는 플렉시블한 합성수지 소재로 형성될 수 있다. 튜브(20)는 커버부(10)에 지그재그 형태로 배치될 수 있다. 커버부(10)가 내피와 외피로 이루어질 경우 튜브(20)는 내피와 외피 사이에 설치된다. The
튜브(20)에는 열전달매체가 흐른다. 열전달매체는 튜브(20)의 일단에 형성된 유입구를 통해 튜브(20)의 내부로 유입된다. 그리고 튜브(20)의 타단에 형성된 유출구를 통해 열전달매체는 튜브(20)의 외부로 배출된다. 튜브(20)의 유출구에는 제 1순환관(31)과 연결되는 제 1커넥터(21)가 설치되고, 튜브(20)의 유입구에는 제 2순환관(33)과 연결되는 제 2커넥터(23)가 설치된다. A heat transfer medium flows through the
열전달매체는 주위로 열을 방출하거나 주위로부터 열을 빼앗아 체온을 조절하는 역할을 한다. 열전달매체로 물을 이용할 수 있다. The heat transfer medium plays a role in regulating body temperature by either dissipating heat to the environment or taking heat away from the environment. Water may be used as a heat transfer medium.
제 1순환관(31)은 튜브(20)와 냉온수단(40)을 연결한다. 제 1순환관(31)의 일단은 제 1커넥터(21)에 연결되고 제 1순환관(31)의 타단은 냉온수단(40)의 챔버(41)의 유입구에 연결된다. 튜브(20)를 따라 흐르는 열전달매체는 제 1순환관(31)을 통해 챔버(41)로 유입된다. The
냉온수단(40)은 제 1순환관(41)을 통해 유입되는 열전달매체를 냉각 또는 가열시키는 역할을 한다. The cold/
냉온수단(40)은 챔버(41)와, 챔버(41)에 설치되어 챔버(41)를 통과하는 열전달매체를 가열 또는 냉각시키는 열전소자(45)로 이루어진다. The cold/
챔버(41)는 일측에 유입구가 형성되고, 타측에 유출구가 형성된다. 챔버(41)의 유입구에는 제 1순환관(31)이 연결되고, 챔버(41)의 유출구에는 제 2순환관(33)이 연결된다. The
열전소자(45)는 전기를 공급하면 한쪽 면은 냉각되고 반대쪽 면은 가열되는 소자로서, 펠티어(peltier) 소자라고도 불리운다. 열전소자(45)는 챔버(41)의 양측에 다수를 배치한다. 열전소자(45)의 일면은 챔버(41)의 내부를 향하고, 열전소자(45)의 타면은 챔버(41)의 외부를 향한다. 열전소자(45)는 전기의 흐름에 따라 냉각면과 가열면이 바뀐다. The
챔버(41)의 내부를 향하는 열전소자(45)의 일면에는 열교환핀(47)이 설치된다. 열교환핀(47)은 챔버(41)의 내부로 유입된 물과 접촉하여 열전소자(45)와의 열교환효율을 높인다. A
열전소자(45)는 컨트롤유닛(50)에 의해 작동이 제어된다. 컨트롤유닛(45)은 열전소자(45)에 인가되는 전기의 흐름을 바꾸어 열전달매체를 냉각시키거나 가열시킨다. The operation of the
제 2순환관(33)은 챔버(41)의 유출구와 제 2커넥터(23)를 연결한다. 열전소자(45)에 의해 냉각 또는 가열된 열전달매체는 제 2순환관(33)을 통해 튜브(20)의 내부로 유입된다. The
순환펌프(35)는 제 2연결관(33)에 설치된다. 도시된 바와 달리 순환펌프(35)는 제 1연결관(31)에 설치될 수 있음은 물론이다. 순환펌프(35)가 작동하면 열전달매체는 튜브(20)→제 1순환관(31)→챔버(40)→제2순환관(33)→튜브(20)의 경로를 따라 이송된다. 순환펌프(35)의 작동은 컨트롤유닛(50)에 의해 제어된다. The
열교환매체의 흐름을 단속하기 위한 밸브(37)가 제 2순환관(33)에 설치될 수 있다. 밸브(37)로 통상적인 솔레노이드 밸브를 이용할 수 있다. 밸브(37)의 개폐는 컨트롤유닛(50)에 의해 제어된다. A
체온센서(3)는 커버부(10)에 설치된다. 체온센서(3)를 통해 사용자의 체온을 실시간으로 감지할 수 있다. 체온센서(3)로 접촉식 또는 비접촉식 센서를 이용할 수 있다. 체온센서(3)에 의해 실시간으로 측정되는 체온 값은 컨트롤유닛(50)으로 입력된다. The
수온센서(5)는 냉온수단(40)에 의해 냉각 또는 가열된 열전달매체의 온도를 감지한다. 수온센서(5)는 챔버(41)와 인접한 위치의 제 2순환관(33)에 설치되어 챔버(41)로부터 유출되는 열전달매체의 온도를 실시간으로 측정할 수 있다. 수온센서는 챔버의 내부에 설치될 수도 있다. The
컨트롤유닛(50)은 체온센서(5) 및 수온센서(3)를 통해 감지된 온도값을 바탕으로 열전소자(45), 순환펌프(35), 밸브(37) 등의 작동을 제어한다. The
컨트롤유닛(50)은 MCU(51), 디스플레이(53), 조작부(55)를 구비한다. The
MCU(51)는 마이크로프로세서와 각종 구동회로 등으로 이루어진다. MCU(51)는 체온센서(3)와 수온센서(5)에서 측정된 온도값을 바탕으로 사용자의 체온을 일정하게 유지시킬 수 있도록 각종 구성의 동작을 제어한다. 사용자의 현재의 체온이 설정된 값 미만이면 열전소자(45)를 통해 열을 방출하도록 제어하고, 이에 따라 챔버(41)를 통과하는 물이 가열되면서 환자의 체온을 올린다. 그리고 사용자의 현재의 체온이 설정된 값을 초과하면 열전소자(45)를 통해 열을 흡수하도록 제어하고, 이에 따라 챔버(41)를 통과하는 물이 냉각되면서 환자의 체온을 내린다. The
디스플레이(53)는 사용자가 입력한 값을 표시하거나, 체온, 열전달매체의 온도, 가동시간 등을 출력하여 나타낸다. The
조작부(55)는 전원의 온오프, 온도, 시간 등을 사용자가 직접 조작할 수 있도록 다수의 버튼 또는 터치 스크린으로 이루어질 수 있다. The
본 발명은 단말기(61)와 컨트롤유닛(50) 간의 통신을 위해 통신부(61)를 더 구비할 수 있다. The present invention may further include a
통신부(61)는 유무선 통신네트워크를 통해 단말기(65)와 컨트롤유닛(50) 간에 신호를 전달한다. 이에 따라 장치의 사용여부, 사용시간 등의 각종 사용정보를 단말기(65)로 송출할 수 있다. The
단말기(65)는 다양한 유무선환경에 적용될 수 있는 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant), 데스크톱(Desktop), 태블릿 컴퓨터(Tablet PC), 노트북(Note book) 등을 포함한다.The terminal 65 includes a smart phone, a personal digital assistant (PDA), a desktop, a tablet PC, a notebook, and the like that can be applied to various wired and wireless environments.
통신부(61)를 통해 각종 정보를 단말기로 송출할 수 있을 뿐만 아니라 사용자는 통신부(61)를 통해 장치를 조작할 수 있는 신호를 컨트롤유닛(50)으로 송출할 수 있다. Various information can be transmitted to the terminal through the
본 발명은 전원을 제공하기 위한 전원부(67)를 더 구비할 수 있음은 물론이다. 전원을 제공하기 위한 전원부(67)로 충방전이 가능한 배터리를 이용할 수 있다. 또한, 전원부(67)로 배터리와 함께 상용전원을 이용할 수 있다. Of course, the present invention may further include a
상술한 본 발명의 체온조절장치는 체온 측정값과 수온 측정 값을 바탕으로 열전소자에 의해 물을 가열 또는 냉각시킴으로써 소형화 및 정교한 온도제어가 가능하다. 또한, 본 발명은 스마트폰과 같은 단말기와 연동이 가능하여 스마트폰을 통해 각종 정보를 확인할 수 있으며 장치의 조작이 가능하여 사용자 편의성을 크게 증대시킬 수 있다. The above-described body temperature control device of the present invention enables miniaturization and precise temperature control by heating or cooling water using a thermoelectric element based on a body temperature measurement value and a water temperature measurement value. In addition, the present invention can be linked with a terminal such as a smart phone, so that various information can be checked through the smart phone, and the operation of the device is possible, thereby greatly increasing user convenience.
한편, 본 발명의 다른 예에 따른 체온조절장치에 적용되는 커버부의 단면을 도 4에 나타내고 있다. Meanwhile, FIG. 4 shows a cross-section of a cover part applied to a body temperature control device according to another example of the present invention.
도 4를 참조하면, 커버부는 일면이 신체를 향하는 내피(71)와, 내피(71)의 타면에 부착되어 튜브(20)를 내피(71)에 접촉시키며 튜브(20)를 통해 전달받은 열을 확산시키는 열확산시트(73)와, 열확산시트(73)를 감싸는 외피(75)와, 열확산시트(73)와 외피(75) 사이에 수용되는 다수의 축열볼들(80)과, 외피(75)의 일면에 부착되어 외피(75)를 통과하는 열을 차단하기 위한 열반사시트(77)와, 신체와 접촉할 수 있도록 내피(71)의 일면에 부착되어 신체의 굴곡된 형상과 대응되도록 변형이 가능한 변형셀(90)을 구비한다. 4, the cover part is attached to the
내피(71)는 신체를 향하는 부위로서, 얇고 부드러운 부직포 소재로 형성될 수 있다. The
열확산시트(73)는 내피(71)의 타면에 부착된다. 내피(71)의 타면은 외피(75)를 향하는 면을 의미한다. 튜브(20)는 내피(71)와 열확산시트(73) 사이에 위치한다. 튜브(20)는 열확산시트(73)에 의해 내피(71)의 타면에 고정될 수 있다. The
열확산시트(73)는 튜브(20)로부터 열을 전달받아 열을 넓게 확산시키는 역할을 한다. 따라서 튜브(20) 부위에만 열이 집중되어 뜨거워지거나 차가워지는 것을 막고, 주위로 열을 확산시키므로 열을 빠르고 균일하게 방출하거나 흡수할 수 있다. 열확산시트(73)로 흑연을 합성수지에 첨가하여 얇은 시트 형상으로 성형한 흑연시트를 이용할 수 있다. The
외피(75)는 커버부의 가장 바깥에 배치된 부위로서, 직조 또는 비직조 원단으로 형성될 수 있다. The
외피(75)의 일면에는 열반사시트(77)가 부착된다. 외피(75)의 일면은 내피(71)를 향하는 면을 의미한다. 열반사시트(77)는 튜브(20)에서 발생된 열을 반사시켜 열이 외피(75)를 통과하지 못하도록 열의 이동을 막는 역할을 한다. 열반사시트(77)로 높은 반사도를 갖는 고광택 금속소재로 만들어진 박판을 이용하거나 합성수지필름의 표면에 열반사물질을 코팅한 것을 이용할 수 있다. 열반사물질로 공지된 다양한 물질을 이용할 수 있다. A heat
축열볼(80)은 열확산시트(73)와 열반사시트(77) 사이에 수용된다. 축열볼(80)은 구형의 팩 내부에 상변화물질이 충진된 구조로 이루어진다. The
상변화물질(phase change material:PCM)은 고체 또는 액체로의 상변화시 온도의 변화없이 에너지를 흡수 또는 방출하는 물질을 의미한다. 상변화물질은 고체상태와 액체상태 사이의 상변화시 등온상태에서 잠열을 흡수하거나 방출한다. 이러한 상변화에 의해 열에너지를 저장하는 상변화물질은 잠열을 흡수하거나 방출하기 때문에 일반적인 축열물질보다 더 많은 양의 열에너지를 저장할 수 있다. 상변화물질은 상변화 온도, 즉 용융점 이상으로 상승하면 열을 흡수하여 저장하고, 용융점 이하로 내려가면 저장된 열을 방출하여 일정한 온도를 유지시킨다.A phase change material (PCM) refers to a material that absorbs or emits energy without a change in temperature during a phase change into a solid or liquid. A phase change material absorbs or releases latent heat in an isothermal state during a phase change between a solid state and a liquid state. Since the phase change material that stores thermal energy by such a phase change absorbs or releases latent heat, it can store a larger amount of thermal energy than a general thermal storage material. The phase change material absorbs and stores heat when it rises above the phase change temperature, that is, the melting point, and releases the stored heat when it goes below the melting point to maintain a constant temperature.
본 발명에서는 30 내지 40℃에서 상변화 온도를 가지는 물질을 상변화물질로 이용할 수 있다. 가령 35℃에서 상변화 온도를 가지는 상변화물질을 이용하는 경우, 주위의 온도가 35℃에 도달하면 상변화물질은 고체상태에서 액체상태로 상변화가 진행되면서 열을 흡수한다. 그리고 주위의 온도가 35℃ 미만이면 상변화물질은 액체상태에서 고체상태로 상변화가 진행되면서 열을 방출한다. 이와 같이 상변화물질이 채워진 축열볼(80)은 상변화하면서 열을 흡수하여 저장하므로 보온 및 보냉 효과를 높일 수 있다. In the present invention, a material having a phase change temperature at 30 to 40° C. may be used as the phase change material. For example, in the case of using a phase change material having a phase change temperature at 35° C., when the ambient temperature reaches 35° C., the phase change material absorbs heat as the phase change proceeds from a solid state to a liquid state. And when the ambient temperature is less than 35 ℃, the phase change material emits heat as the phase change proceeds from the liquid state to the solid state. As such, the
변형셀(90)은 내피(71)의 일면에 다수가 부착된다. 커버부로 신체를 감쌀 경우 변형셀(90)이 신체와 직접 접촉되는 부위이다. 변형셀(90)은 신체와 접촉하면서 신체의 굴곡된 형상과 대응되도록 변형이 가능하여 신체와 밀착성을 높인다. A plurality of
변형셀(90)은 내부로 유체가 출입할 수 있는 탄성파우치(91)와, 탄성파우치(91)의 일측에 결합되어 탄성파우치(91)의 타측방향으로 변형을 촉진시키기 위한 고정판(95)을 구비한다. The
탄성파우치(91)는 내부로 유체가 주입되면 팽창되고, 유체가 배출되면 수축될 수 있도록 고무와 같이 신축이 가능한 탄성소재로 이루어진다. The
고정판(95)은 탄성파우치(91)의 일측에 부착된다. 고정판(95)은 내피(71)에 고정된다. 고정판(95)은 얇은 판상으로 이루어진다. 고정판(95)은 탄성파우치(91) 바깥면의 절반 정도를 감싼다. 고정판(95)은 비신축소재로 이루어진다. The fixing
탄성파우치(91)에 유체가 주입되면 탄성파우치(91)는 내피(71) 방향으로는 팽창되지 않지만 신체 방향으로는 팽창된다. 팽창되는 탄성파우치(91)의 일측은 신체의 굴곡된 형상과 대응되도록 변형이 된다. 따라서 커버부의 내측은 신체와 밀착성을 높인다. When the fluid is injected into the
도시되지 않았지만 탄성파우치(91)에 유체를 주입하고 배출시키기 위해 유체공급수단이 더 구비될 수 있다. Although not shown, a fluid supply means may be further provided to inject and discharge the fluid into the
유체공급수단은 일 예로 탄성파우치(91)와 연결되는 호스와, 호스를 통해 압축공기를 공급하기 위한 에어펌프를 구비할 수 있다. The fluid supply means may include, for example, a hose connected to the
또한, 유체공급수단의 다른 예로 일정량의 물이 저장되는 수조와, 수조와 탄성파우치를 연결하는 호스와, 호스에 설치되는 펌프를 구비할 수 있다. 이때 호스는 냉온수단의 챔버를 경유할 수 있다. 호스가 냉온수단의 챔버를 경유함으로써 탄성파우치에 주입되는 물의 온도를 조절할 수 있는 장점을 갖는다. In addition, as another example of the fluid supply means, a water tank in which a predetermined amount of water is stored, a hose connecting the water tank and the elastic pouch, and a pump installed in the hose may be provided. At this time, the hose may pass through the chamber of the cold/hot means. The hose has the advantage of being able to control the temperature of the water injected into the elastic pouch by passing through the chamber of the hot and cold means.
이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.As mentioned above, although the present invention has been described with reference to one embodiment, it will be understood that this is merely an example, and that those skilled in the art may make various modifications and equivalent embodiments therefrom. Accordingly, the true protection scope of the present invention should be defined only by the appended claims.
10: 커버부 20: 튜브
31: 제 1순환관 33: 제 2순환관
40: 냉온수단 45: 펠티어소자
50: 컨트롤유닛 10: cover part 20: tube
31: first circulation tube 33: second circulation tube
40: cold and hot means 45: Peltier element
50: control unit
Claims (3)
상기 커버부에 설치되어 열전달매체가 흐르는 튜브와;
상기 튜브의 유출구와 연결되는 제 1순환관과;
상기 제 1순환관과 연결되어 상기 제 1순환관을 통해 유입되는 열전달매체를 열전소자에 의해 냉각 또는 가열시키기 위한 냉온수단과;
상기 냉온수단에 의해 냉각 또는 가열된 열전달매체를 상기 튜브로 유입시킬 수 있도록 상기 튜브의 유입구와 상기 냉온수단을 연결하는 제 2순환관과;
상기 제 1순환관 또는 상기 제 2순환관에 설치되어 열교환매체를 이송시키기 위한 순환펌프와;
상기 커버부에 설치되어 체온을 감지하는 체온센서와;
상기 냉온수단에 의해 냉각 또는 가열된 열전달매체의 온도를 감지하는 수온센서와;
상기 체온센서 및 상기 수온센서를 통해 감지된 온도값을 바탕으로 상기 냉온수단 및 상기 순환펌프의 작동을 제어하는 컨트롤유닛;을 구비하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 체온조절장치. a cover part capable of covering a certain part of the body;
a tube installed in the cover part through which a heat transfer medium flows;
a first circulation pipe connected to the outlet of the tube;
a cooling/heating means connected to the first circulation pipe to cool or heat the heat transfer medium introduced through the first circulation pipe by a thermoelectric element;
a second circulation pipe connecting the inlet of the tube and the cold/hot means to introduce the heat transfer medium cooled or heated by the cold/hot means into the tube;
a circulation pump installed in the first circulation pipe or the second circulation pipe to transport a heat exchange medium;
a body temperature sensor installed on the cover to sense body temperature;
a water temperature sensor for sensing the temperature of the heat transfer medium cooled or heated by the cold/hot means;
and a control unit for controlling the operation of the cooling and heating means and the circulation pump based on the temperature value sensed by the body temperature sensor and the water temperature sensor.
상기 커버부는 신체에 부착이 가능한 패드 또는 신체에 착용이 가능한 웨어러블부재인 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 체온조절장치. The method of claim 1, further comprising: a communication unit for transmitting a signal between the terminal and the control unit;
The body temperature control device using a thermoelectric element, characterized in that the cover part is a pad that can be attached to the body or a wearable member that can be worn on the body.
According to claim 1, wherein the cover portion endothelium one side facing the body, a heat diffusion sheet attached to the other surface of the endothelium to bring the tube into contact with the endothelium and to diffuse the heat transferred through the tube; A surrounding shell, a plurality of heat storage balls accommodated between the thermal diffusion sheet and the shell, a heat reflective sheet attached to one surface of the shell to block heat passing through the shell, and the body so as to be in contact with the body A body temperature control device using a thermoelectric element, characterized in that it has a deformable cell attached to one surface of the endothelium and deformable to correspond to the curved shape of the body.
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