KR20220109073A - 무릎 찜질기 - Google Patents

Abstract

일 실시예에 따른 무릎 찜질기는 무릎을 감싸도록 배치되는 바디, 및 상기 바디의 복수의 개소에 구비되며, 무릎과 상호 열 전달하도록 형성되는 복수의 유연 열전소자, 및 상기 유연 열전소자의 일면을 덮도록 배치되어 상기 바디의 내측부로 노출되고, 무릎의 특정 부위에 밀착되도록 유연한 재질로 형성되는 냉온 패드를 포함할 수 있으며, 상기 유연 열전소자는 휘어짐이 가능하도록 형성되어서, 상기 바디가 상기 무릎을 감싸도록 배치 시에, 상기 유연 열전소자는 상기 냉온 패드와 함께 상기 특정 부위의 형상에 대응되는 형태로 변형될 수 있고, 상기 특정 부위에 냉 찜질과 온 찜질을 선택적으로 제공하도록, 상기 유연 열전소자는 전류 제어에 의해 선택적으로 발열 또는 흡열구동할 수 있다.

Description

무릎 찜질기{FOMENTATION DEVICE FOR KNEE}

본 발명은 열전소자를 이용하여 무릎의 특정 부위에 냉감과 열감을 선택적으로 제공하도록 형성되는 무릎 찜질기에 관한 것이다.

열전효과(thermoelectric effect)는 열과 전기 사이의 관계를 나타내는 효과의 총칭으로서, 열전효과에는 이종 금속 간에 온도차가 발생하였을 때 기전력이 발생하는 제베크 효과(Seebeck effect)와, 전류가 인가되었을 때 열의 발생이나 흡수가 일어나는 현상인 펠티에 효과(Peltier effect)가 있다. 이러한 열전효과를 발현하는 소자를 열전소자(thermoelectric element)라고 한다.

열전소자는 열에너지를 전기에너지로 변환하는 제베크 효과를 이용한 열전발전소자(thermoelectric power generating device), 전기에너지를 열에너지로 변환하는 펠티에 효과를 이용한 냉동소자(cooling device) 등이 있으며, 에너지 절감이라는 시대적 요구에 가장 잘 부응하는 소재이자 기술이다. 열전소자는 자동차, 항공·우주, 반도체, 바이오, 광학, 컴퓨터, 발전, 가전제품 등 산업 현장에 광범위하게 활용되고 있으며, 열효율을 증진시키기 위한 노력이 연구소와 대학 등을 중심으로 진행되고 있다.

일반적으로 열전소자는 알루미나(Al2O3) 등의 세라믹 하부기판 위에 제1전극을 형성하고, 전극 표면에 N형 및 P형 반도체로 이루어지는 열전물질을 형성하고, N형 열전물질 및 P형 열전물질이 제2전극을 통해 직렬로 연결되는 구조를 가진다.

그러나 이러한 일반적인 열전소자는 cascade형 또는 segment형으로, 형상 변경이 어려우며, 알루미나(Al2O3) 또는 질화알루미나(AIN) 등의 플렉서블한 특성이 없는 세라믹 기판, 혹은 부도체 박막이 코팅된 금속 기판을 사용함으로써, 유연성이 필요한 분야로는 응용이 어려운 단점이 있다.

또한 일반적인 열전소자는 기판의 중량이 무거워 신체, 차량, 항공·우주 분야 등의 경량화가 요구되는 곳에는 적합하지 않으며, 벌크 형태로 P형, N형 열전물질을 1㎜ ~ 수십 ㎜ 길이로 형성하여 전기적으로 직렬이 되도록 접합하여 제작되고 있으나, 상하부 기판에 의한 열손실이 크다.

한편, 최근에는 열전소자를 이용하여 체온을 조절하는 웨어러블 디바이스에 대한 연구가 진행 중에 있다. 웨어러블 디바이스는 신체에 착용되어 접촉된 부분에 냉감 또는 열감을 제공하도록 이루어지는데, 신체는 곡면을 이룬다는 점에서 일반적인 리지드한 열전소자로는 신체에 효율적으로 냉감 또는 열감을 제공하기 어렵다는 문제가 있다.

이에, 유연성을 높이고, 열손실을 낮추며, 무게를 줄임으로써, 제품 적용 가능성이 높은 웨어러블 디바이스에 대한 개발이 필요한 실정이다.

본 발명의 첫 번째 목적은 냉감과 열감을 동시에 제공하는 무릎 찜질기를 제공하는 것이다.

본 발명의 두 번째 목적은 흡열과 발열을 통해 피부를 수축/이완시킬 수 있는 무릎 찜질기를 제공하는 것이다.

본 발명의 세 번째 목적은 온도변화의 속도를 제어할 수 있는 무릎 찜질기를 제공하는 것이다.

본 발명의 네 번째 목적은 열전달 효율이 증가하도록 열전소자를 피부에 밀착시킬 수 있는 무릎 찜질기를 제공하는 것이다.

본 발명의 첫 번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 무릎을 감싸도록 배치되는 바디; 상기 바디의 복수의 개소에 구비되며, 무릎과 상호 열 전달하도록 형성되는 복수의 유연 열전소자; 및 상기 유연 열전소자의 일면을 덮도록 배치되어 상기 바디의 내측부로 노출되고, 무릎의 특정 부위에 밀착되도록 유연한 재질로 형성되는 냉온 패드를 포함하며, 상기 유연 열전소자는 휘어짐이 가능하도록 형성되어서, 상기 바디가 상기 무릎을 감싸도록 배치 시에, 상기 유연 열전소자는 상기 냉온 패드와 함께 상기 특정 부위의 형상에 대응되는 형태로 변형되고, 상기 특정 부위에 냉 찜질과 온 찜질을 선택적으로 제공하도록, 상기 유연 열전소자는 전류 제어에 의해 선택적으로 발열 또는 흡열구동하는 무릎 찜질기를 개시한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 무릎 찜질기의 상기 바디는, 무릎의 슬개골 부위에 대응되는 중앙부분, 상기 중앙부분의 일 측에 배치되어, 대퇴골 부위를 덮도록 배치되는 제1 부분, 및 상기 중앙부분의 타 측에 배치되어, 경골 부위를 덮도록 배치되는 제2 부분을 포함할 수 있고, 상기 복수의 유연 열전소자는, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분에 각각 적어도 하나 이상 배치될 수 있다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 무릎 찜질기의 상기 복수의 유연 열전소자는 상기 제1 부분에 배치되는 제1 유연 열전소자, 및 상기 제2 부분에 배치되는 제2 유연 열전소자를 포함할 수 있고, 상기 제1 유연 열전소자가 발열구동하는 경우, 상기 제2 유연 열전소자도 발열구동하도록 형성될 수 있으며, 상기 제1 유연 열전소자가 흡열구동하는 경우, 상기 제2 유연 열전소자도 흡열구동하도록 형성될 수 있다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 무릎 찜질기의 상기 제1 유연 열전소자와 상기 제2 유연 열전소자는 발열구동과 흡열구동을 주기적으로 반복하도록 형성될 수 있다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 무릎 찜질기의, 상기 제1 유연 열전소자와 상기 제2 유연 열전소자는 기설정된 시간 간격을 두고 순차적으로 구동될 수 있다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 무릎 찜질기의 상기 복수의 유연 열전소자는, 상기 제1 부분에 위치하고, 띠 형태로 연장 형성되는 상기 제1 유연 열전소자의 외측에 띠 형태로 연장 형성되는 제3 유연 열전소자, 및 상기 제2 부분에 위치하며, 띠 형태로 연장 형성되는 상기 제2 유연 열전소자의 외측에 띠 형태로 연장 형성되는 제4 유연 열전소자를 더 포함할 수 있고, 상기 제1 유연 열전소자와 상기 제3 유연 열전소자는 제1 시간 간격을 두고 순차적으로 구동될 수 있으며, 상기 제2 유연 열전소자와 상기 제4 유연 열전소자는 제2 시간 간격을 두고 순차적으로 구동될 수 있다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 무릎 찜질기는 상기 제1 유연 열전소자에 제1 방향 전류가 인가되고, 기 설정된 시간이 경과한 후에, 상기 제3 유연 열전소자에 제1 방향 전류가 인가되며, 기 설정된 시간이 경과한 후에, 상기 제1 유연 열전소자에 제1 방향 전류와 반대되는 방향의 제2 전류가 인가되거나 전류의 공급이 차단되도록 형성될 수 있다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 무릎 찜질기의 상기 복수의 유연 열전소자는, 상기 중앙부분에 배치되는 중앙 유연 열전소자를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 무릎 찜질기는 상기 유연 열전소자의 타면을 덮도록 배치되어 상기 유연 열전소자와 열 교환하도록 형성되며, 내부에 유체가 충전되는 버퍼부, 및 상기 버퍼부를 덮도록 배치되고, 상기 바디의 외측부로 노출되어서 열을 교환하는 케이스를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 무릎 찜질기의 상기 케이스는 상기 바디가 무릎을 감싸도록 배치 시에 무릎을 향하여 가압되어 상기 버퍼부를 무릎의 형태에 대응하여 변형시킬 수 있다.

상술한 해결수단을 통해 얻게 되는 본 발명의 효과는 다음과 같다.

첫째, 일 실시예에 따른 무릎 찜질기에 의하면, 무릎 주변에 흡열과 발열을 번갈아서 제공함으로써 피부의 수축을 발생시키고, 이러한 수축되는 피부의 범위를 이동시키며 피부 내의 내분비 액들을 강제적으로 이동시킬 수 있는 무릎 찜질기가 개시될 수 있다.

둘째, 일 실시예에 따른 무릎 찜질기에 의하면, 유연 열전소자의 온도 변화에 따른 냉원 열원의 순환 시, 전류의 조절에 의해 유연 열전소자의 온도 변화를 조절하여 순환속도를 조절할 수 있고, 이에 따라 온도 변화에 의해 발생하는 통감을 조절할 수 있다.

셋째, 일 실시예에 따른 무릎 찜질기에 의하면, 무릎의 외형과 대응되는 모양으로 형성되는 케이스와, 케이스와 무릎 사이에서 압착되어 무릎에 대응되는 모양으로 변형되는 버퍼부에 의해 유연 열전소자도 무릎에 대응되는 형태로 변형되어서 열전소자가 위치하는 영역에 균일하게 열 교환이 이루어 질 수 있다.

넷째, 일 실시예에 따른 무릎 찜질기에 의하면, 냉온 패드와 유연 열전소자 및 버퍼부가 바디와 케이스의 압력에 의해 형상이 변화되어서, 다양한 사용자, 오른쪽 무릎, 왼쪽 무릎 등에서 범용적으로 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 무릎 찜질기의 일 예를 도시한다.
도 2는 본 발명의 무릎 찜질기의 단면을 도시한다.
도 3은 도 1에서 도시된 무릎 찜질기의 분해사시도를 도시한다.
도 4a는 본 발명의 무릎 찜질기의 다른 예를 도시한다.
도 4b 및 도 4c는 각각 도 4a에서 도시된 무릎 찜질기의 단면의 예들을 도시한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 무릎 찜질기의 또 다른 예들을 각각 도시한다.
도 7은 본 발명의 무릎 찜질기의 유연 열전소자들의 구동에 따른 대상부위의 변화를 도시한다.
도 8은 본 발명의 무릎 찜질기의 유연 열전소자의 구동방식을 도시한다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 복수개의 유연 열전소자의 발열구동과 흡열구동 전환 방식의 다양한 예시를 도시한다.

이하, 본 발명에 관련된 무릎 찜질기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

또한, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

첨언하여, 동일한 구조의 도면부호를 갖는 구성은 다른 기재가 없는 이상 다른 실시 예에서도 동일 또는 유사한 구성으로 인식될 수 있다. 예를 들어, 1320번의 도면부호와 또한 유사한 명칭을 갖는 구성은 별다른 기재가 없다면 320번, 2320번, 3320번 등등의 구성과 동일하거나 유사한 구성일 수 있다.

도 1은 본 발명의 무릎 찜질기의 일 예를 도시하고, 도 2는 본 발명의 무릎 찜질기의 단면을 도시하며, 도 3은 도 1에서 도시된 무릎 찜질기의 분해사시도를 도시한다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 일 실시예에 따른 무릎 찜질기는 바디(100), 유연 열전소자(200), 냉온 패드(300)를 포함하고, 추가로, 버퍼부(400) 및 케이스(500)를 더 포함할 수 있다.

바디(100)는 신축성과 통기성을 동시에 갖는 소재로 구현될 수 있으며, 예를 들어 패브릭이나 실리콘, 기타 탄성소재 등이 이용될 수 있다. 이러한 바디(100)는 신체의 무릎 부분에 대응되는 모양으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 플렉서블한 판형이나 양단이 개구된 원통형 등으로 형성될 수 있다.

원통형으로 형성되는 바디(1100, 2100)는 신축되어서 발과 종아리를 지나 무릎 부분에 안착될 수 있으며, 플렉서블한 판형으로 형성되는 바디(100)는 무릎 부분에서 동그랗게 말려서 무릎을 감싸도록 배치될 수 있다. 무릎을 감싸는 이러한 플렉서블한 판형으로 형성되는 바디(100)는 말린 후 양 단이 밴드, 벨크로, 끈, 단추 등으로 고정되어 원형 단면을 갖게 변형될 수 있다. 이러한 벨크로, 끈, 단추 등에 의해 바디(100)는 무릎을 감싸는 압력을 형성할 수 있다.(아래에서 설명되는 바디의 신축은, 이러한 압력형성에 의한 바디의 겹침(오버랩)도 포함한다)

구체적으로, 바디(100)는 신체의 무릎 부위를 덮도록 배치되는 내측바디(110)와 외부로 노출되는 외측바디(120)를 포함할 수 있으며, 또한 플렉서블한 판형으로 형성되는 바디(100)가 무릎을 감싸는 모양을 형성하도록 바디(100)의 단부를 결속하는 밴드(130)가 선택적으로 포함될 수 있다.

더욱 상세하게, 바디(100)는 신체의 무릎 주변에 있는 대퇴골 부위를 덮도록 배치되는 제1 부분(100-1)과 경골 부위를 덮도록 배치되는 제2 부분(100-2)을 포함할 수 있다. 즉 바디(100)는 무릎에 해당하는 슬개골 부위의 상측에 배치되는 대퇴골 부위의 일부와 하측에 배치되는 경골 부위의 일부를 감싸도록 형성될 수 있다. 슬개골 부위에 대응되는 중앙부분은, 도 1에서 도시되는 바와 같이 활동 시 무릎에 전달되는 압박감을 절감하기 위하여 선택적으로 제거될 수도 있다. 이러한 중앙부분은 본 예시에서는 제거되어 빈 공간으로 형성되는 것으로 도시되지만, 반대로 남아있을 수도 있다. 이는 아래의 다른 도면을 이용하여 설명될 수 있다.

무릎 찜질기는 추가로 전선(600)과 제어 유닛(미도시)을 더 포함할 수 있고, 이러한 전선(600)과 제어 유닛은 바디(100)에 내장될 수 있다. 또한, 무릎 찜질기는 선택적으로 배터리(미도시)를 포함할 수도 있으며, 이러한 배터리는 바디에 내장될 수 있다.

바디(100)에 내장된 전선은 도 1에서 도시되는 바와 같이 바디(100)의 외부로 연장되어서 외부의 전력원과 연결되거나, 또는 바디(100)에 내장된 배터리와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라 무릎 찜질기는 외부에서 전력을 공급받을 수도 있고, 자체적으로 전력을 구비할 수도 있다.

제어 유닛도 마찬가지로 바디(100)의 외측 또는 내측에 구비되어서 전선(600)과 연결될 수 있다. 전선(600)은 유연 열전소자(200) 및 제어 유닛에 상술한 배터리나 외부 전력원에서 공급되는 전력을 전달할 수 있고, 제어 유닛은 유연 열전소자(200)에 공급되는 전류의 방향이나 강도를 선택할 수 있다.

유연 열전소자(200)는 복수 개로 구비되어, 바디(100)의 복수의 개소에 각각 배치될 수 있다. 복수의 유연 열전소자(200)는 위에서 설명된 제1 부분(100-1)과 제2 부분(100-2)에 각각 적어도 하나가 배치될 수 있으며, 일 영역에 복수 개 배치된 유연 열전소자들(200)은 각각 이격되어 배치될 수 있다.

예를 들어, 유연 열전소자(200)는 네 개가 구비될 수 있으며, 각각 제1 유연 열전소자, 제2 유연 열전소자, 제3 유연 열전소자 및 유연 제4 열전소자일 수 있다. 물론 이러한 유연 열전소자들은 네 개로 한정되지 않으며, 아래에서 설명되는 다른 예시들의 유연 열전소자들과는 배치와 형상이 차이가 있을 뿐, 그 기능이나 효과는 대동소이할 수 있다. 도 3에서 도시되는 바와 같이 이렇게 독립적으로 배치되는 복수 개의 유연 열전소자(200)들 각각에는 전선(600)이 연결될 수 있다.

전선(600)은 외부 전력이나 배터리의 전력을 유연 열전소자(200)로 공급할 수 있으며, 복수 개의 유연 열전소자(200)들 각각에 독립적으로 전선(600)이 연결됨에 따라 복수 개의 유연 열전소자(200)들은 각각 독립적으로 구동될 수 있다.

도 2를 참조하여 설명하면, 냉온 패드(300), 유연 열전소자(200), 버퍼부(400) 및 케이스(500)는 도 2에서 도시되는 바와 같이 순서대로 적층될 수 있다.

도 3에서 도시되는 바와 같이 내측바디(110)에는 내측개구(112)가 형성될 수 있다. 냉온 패드(300)의 적어도 일부는 내측바디(110)와 오버랩되게 배치될 수도 있지만, 내측바디(110)에 구비되는 내측개구(112)에 끼워 맞춰질 수 있다. 즉, 냉온 패드(300)는 내측바디(110) 상에서 노출될 수 있다. 이러한 내측개구(112)는 냉온 패드(300)의 크기보다 작을 수 있다. 즉, 냉온 패드(300)는 내측개구(112)에 의해 내측바디(110)를 통과해 노출되어서 직접적으로 피부에 접촉되게 배치될 수 있다. 이에 따라 유연 열전소자(200)와 버퍼부(400) 및 케이스(500)는 점점 피부에서 멀어지는 방향으로 적층될 수 있다.

이러한 냉온 패드(300)는 피부에 자극을 주지 않고 열전도성이 좋으며 유연 열전소자(200)를 보호할 정도의 강도를 가지는 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 냉온 패드(300)는 실리콘이나 얇은 면소재 등일 수 있다. 또한 냉온 패드(300)는 유연한 재질로 형성되어서 무릎의 특정 부위에 밀착될 수 있고, 유연 열전소자(200)에서 이용되는 전류가 피부로 전달되지 않도록 절연성 물질로 구성될 수 있다.

복수의 유연 열전소자(200)는 무릎 부위(예를 들어, 제1 부분(100-1)과 제2 부분(100-2))에 냉감 또는 열감을 제공할 수 있다. 유연 열전소자(200)에 전류가 인가되면, 펠티에 효과에 의해 유연 열전소자(200)의 한쪽에서는 흡열이 일어나고 다른 한쪽에서는 발열이 일어나게 된다.

구체적으로, 유연 열전소자(200)는 일 측에서 흡열이 이루어지도록 형성될 수 있고, 일 측에서 흡열이 이루어지는 경우, 유연 열전소자(200)는 냉온 패드(300)에 접촉된 부분(무릎 부위의 일 지점)의 열을 흡수하게 되고 사용자는 해당 부분에 냉감을 느끼게 된다.

또한, 유연 열전소자(200)는 일 측에서 발열이 이루어지도록 형성될 수 있고, 일 측에서 발열이 이루어지는 경우, 유연 열전소자(200)는 냉온 패드(300)로 열을 전달하여 냉온 패드(300)에 접촉된 부분(무릎 부위의 일 지점)으로 열을 방출하게 되고, 사용자는 해당 부분에 열감을 느끼게 된다.

이러한 유연 열전소자(200)에 제1 방향의 전류가 인가되는 경우에는 유연 열전소자(200)의 일 측에서 흡열이 이루어지고 타 측에서 발열이 이루어지며, 전류의 방향이 제1 방향에 반대방향인 제2 방향으로 전환되어 인가되는 경우에는, 마찬가지로 유연 열전소자(200)의 흡열과 발열은 전환되어, 일 측에서 발열이 이루어지고 타 측에서 흡열이 이루어질 수 있다.

상술한 바와 같이, 인가되는 전류의 제1 방향과 제2 방향은 서로 반대된다. 본 설명에서, 편의상 제1 방향은 정방향 전류방향, 제2 방향은 역방향 전류방향으로 이해될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 방향이 정방향 전류방향, 제1 방향이 역방향 전류방향으로 이해될 수도 있음은 자명하다.

유연 열전소자(200)는 종래의 리지드한 평판형 열전소자와는 달리, 휘어짐이 가능하도록 유연하게 형성된다. 유연하게 형성되는 유연 열전소자(200)는 바디(100) 말려서 무릎에 착용될 때 바디의 변형에 따라서 함께 휘어지도록 형성될 수 있다. 이때 냉온 패드(300)는 유연 열전소자(200)의 일면을 덮도록 배치되고 유연 열전소자(200)와 함께 휘어져서 무릎의 외형에 대응되게 변형될 수 있다. 이러한 유연 열전소자(200)는 기공지된 다양한 구조의 유연 열전소자(200)가 적용될 수 있다.

예를 들어, 테그웨이 사에서 개발한 유연 열전소자가 본 발명의 유연 열전소자(200)로 사용될 수 있다.

도 2를 참조하여 설명하면, 해당 유연 열전소자(200)는 N형 반도체(210), P형 반도체(220), 제1 유연전극(230), 제2 유연전극(240) 및 유연 폴리머(250)를 포함할 수 있다.

N형 반도체(210)와 P형 반도체(220)는 무기질 열전소재로 형성되며, 기 설정된 패턴을 이루며 배열된다. 예를 들어, N형 반도체(210)와 P형 반도체(220)는 유연 열전소자(200)의 가로방향에 대응되는 행과 세로방향에 대응되는 열을 이루는 매트릭스 형태를 가질 수 있다.

제1 유연전극(230)은 N형 반도체(210)와 P형 반도체(220)를 일 측에서 연결하며, 제2 유연전극(240)은 N형 반도체(210)와 P형 반도체(220)를 타 측에서 연결하도록 형성될 수 있다. 제1 유연전극(230)과 제2 유연전극(240)은 유연 열전소자(200)의 두께방향으로 일부 중첩된 상태로 상호 엇갈리게 배치될 수 있다.

유연 폴리머(250)는 제1 유연전극(230)과 제2 유연전극(240) 사이의 공간을 메우도록 형성될 수 있다. 즉, 유연 폴리머(250)는 N형 반도체(210)와 P형 반도체(220)가 위치하는 제1 유연전극(230)과 제2 유연전극(240) 사이의 공간을 채우도록 형성될 수 있다.

또한, 선택적으로 유연 폴리머(250)는 제1 유연전극(230)과 제2 유연전극(240)의 외측을 덮도록 배치될 수 있고 또는 다른 열전도율이 높고 유연한 실리콘과 같은 소재가 제1 유연전극(230)과 제2 유연전극(240)의 외측을 덮도록 배치될 수도 있다.

해당 유연 열전소자(200)는 종래의 리지드한 평판형 열전소자와 동일한 수준의 성능(ZT=0.6~0.9)을 가지면서도, 두꺼운 세라믹 기판이 없어 에너지 손실은 더 적고, 응답속도는 일반적인 리지드한 평판형 열전소자 대비 3~4배 더 빠른 이점을 가진다.

이처럼, 유연 열전소자(200)가 바디(100)를 따라 곡면을 이루며 배치됨에 따라, 단일의 유연 열전소자(200)만으로도 신체에 보다 효율적으로 냉감 또는 열감이 제공될 수 있다. 여기서, '단일의 유연 열전소자(200)만으로'라는 의미는, 신체의 곡면 부위에 유사한 냉감 또는 열감을 제공하기 위해서 일반적인 리지드한 열전소자가 복수 개로 배치되어야 했던 구조를 단일의 유연 열전소자(200)가 대체할 수 있다는 의미이다. 즉, 본 발명의 무릎 찜질기에 유연 열전소자(200)가 하나만 구비되는 것으로 한정해석 되어야 하는 것은 아니다.

위의 설명에서 유연 열전소자(200)가 유연 폴리머(250)를 포함하는 것으로 설명되고 도시되었지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 유연 폴리머(250)가 미구비되고, 제1 유연전극(230)과 제2 유연전극(240) 사이에 공기가 채워질 수도 있다. 이 경우, 제1 유연전극(230)의 외측과 제2 유연전극(240)의 외측에는 박형 필름이 각각 배치되어, 그 자체로 구조적 안정성을 유지하면서 연성을 가질 수 있다. 또는, 제1 유연전극(230)의 외측과 제2 유연전극(240)의 외측에 각각 냉온 패드(300)와 버퍼부(400)가 결합되어, 구조적 안정성을 유지할 수도 있다.

이러한 유연 열전소자(200)는 개별 유연 열전소자(200)와 동일한 기능과 구조를 가지되 더 작은 크기를 갖는 복수 개의 열전소자 요소들을 구비할 수 있다.

이러한 복수 개의 열전소자 요소들은 서로 간섭이 일어나지 않을 정도의 거리로 이격되게 배치될 수 있다.

버퍼부(400)는 냉온 패드(300)와 대향하는 유연 열전소자(200)의 일면과 반대되는 타면에서 유연 열전소자(200)의 타면을 덮도록 배치될 수 있다.

버퍼부(400)는 외형을 이루는 버퍼 바디와, 버퍼 바디 내에 충전되는 충전제를 포함할 수 있다.

버퍼 바디는 유연 열전소자의 타면과 면접촉되며, 유연 열전소자의 형상 변화에 대응하여 형상 변화가 가능한 유연한 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 버퍼 바디는 실리콘, 우레탄 등으로 형성될 수 있다.

충전제는 버퍼 바디 내에 충전되어, 유연 열전소자의 타면과 열 교환하도록 형성된다. 충전제는 액상 또는 겔 타입으로 형성될 수 있으며, 열용량이 큰 유체(예를 들어, 물)을 포함할 수 있다.

이에 따라 버퍼부(400)는 유연 열전소자(200)에서 발생하는 열을 흡수하거나 열을 유연 열전소자(200)로 전달할 수 있다. 버퍼부(400)는 위에서 설명된 적층 순서에 따라 유연 열전소자(200) 보다 외측에 배치될 수 있으며, 따라서 유연 열전소자(200)의 온도 변화를 완충할 수 있다. 버퍼부(400)는 유연 열전소자가 사용되는 시간을 고려하여 잠열을 충분히 흡수할 수 있을 만큼의 열용량을 갖도록 유체가 수용될 수 있다.

케이스(500)는 버퍼부(400)를 덮도록 배치되고, 바디의 외측부로 노출될 수 있다. 외부로 노출되는 케이스(500)는 공기와 접촉되어서 열을 교환할 수 있다. 이에 따라 버퍼부(400)의 온도 변화를 저감할 수 있다.

구체적으로, 케이스(500)는 히트싱크(510), 프레임(520) 및 고정나사(530)를 포함할 수 있다. 히트싱크(510)는 열을 외부로 방출할 수 있으며, 보다 상세하게, 버퍼부(400)가 유연 열전소자(200)로부터 열을 전달받으면 1차적으로 버퍼부(400) 내의 유체에 열이 퍼지고, 이러한 열은 다시 히트싱크(510)로 전달될 수 있다. 또한, 유연 열전소자(200)의 타면에서 흡열이 이루어지는 경우, 버퍼부(400)는 유연 열전소자(200)에 열을 제공할 수 있고, 이에 따라 버퍼부(400)의 온도는 하락하게 된다. 이때 히트싱크(510)는 외부의 온도차이를 이용하여 버퍼부(400)와 열 교환할 수 있다. 따라서, 히트싱크(510)는 버퍼부(400)의 온도를 상승시키거나 하락시킬 수 있다.

이를 위해, 히트싱크(510)는 전자제품용 냉각판과 같이 복수 개의 돌기가 외측으로 돌출되는 형태로 형성될 수 있다. 이는 외부의 공기와의 접촉면적을 늘려서 보다 원활한 열전달을 야기할 수 있다. 이러한 돌기들은 패턴을 가지고 형성되어서 브랜드 이미지나 그림들을 표현할 수 있다.

프레임(520)은 이러한 히트싱크(510)를 고정시킬 수 있다. 구체적으로, 도 3의 분해사시도를 참조하여 설명하면, 히트싱크(510)는 버퍼부(400)와 접촉되게 적층될 수 있고, 버퍼부(400)와 반대되는 히트싱크(510)의 타 측에는 히트싱크(510)가 관통되도록 히트싱크(510)의 둘레보다 작은 크기의 외측개구(122)를 구비하는 외측바디(120)가 위치될 수 있다. 히트싱크(510)는 이러한 외측바디(120)를 통과하여 외측으로 일부가 돌출될 수 있고, 프레임(520)은 그러한 히트싱크(510)의 일 측에 배치될 수 있다.

본 예시에서 프레임(520)은 바람직하게 루프 형태일 수 있으며, 히트싱크(510)의 면적 둘레와 유사한 둘레를 가질 수 있다. 프레임(520)과 히트싱크(510)는 오버랩되게 배치되며, 고정나사(530)는 프레임(520)을 관통하여 히트싱크(510)에 고정되고, 또한, 프레임(520)과 히트싱크(510)에는 외측바디(120)의 일부가 배치되어서 외측바디(120)도 고정나사(530)에 의해 고정될 수 있다.

이러한 케이스(500)는 열전달이 용이한 소재로 구성될 수 있으며 또한 버퍼부(400)와 유연 열전소자(200)를 보호할 정도의 단단한 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 케이스(500)는 알루미늄 재질 등 금속재질로 형성될 수 있다.

위에서 프레임(520)은 바람직하게 루프형태로 형성되는 것으로 도시되고 설명되었지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 프레임(520)은 다양한 형태일 수 있으며, 예를 들어 판형으로 형성될 수도 있고, 매쉬형태일 수도 있다.

다시 도 2를 참조하여 설명하면 케이스(500)는 바디(100)에 의해 무릎 부위 방향으로 압력을 형성할 수 있다. 바람직하게 바디(100)의 적어도 일부는(예를 들어, 바디 전체 또는 벨트 등) 신축성을 가지며, 바디(100)가 무릎 부위로 착용될 때 바디(100)는 무릎 부위에 고정되기 위해 무릎 부위를 압박할 수 있다. 이러한 압력은 케이스(500)가 무릎 부위 방향으로 향하게 할 수 있으며, 이에 따라 케이스(500)와 오버랩되는 버퍼부(400)가 가압될 수 있다. 버퍼부(400)는 케이스(500)에 의해 무릎 부위 방향으로 밀려서 유연 열전소자(200)를 가압할 수 있고, 유연 열전소자(200)는 피부에 접촉되는 냉온 패드(300)를 가압할 수 있다.

이 때, 냉온 패드(300)와 유연 열전소자(200) 및 버퍼부(400)는 무릎 부위의 굴곡에 대응되는 형태로 변형될 수 있다. 바람직하게 케이스(500)가 충분히 단단하다면 버퍼부(400)는 케이스(500)에 의해 눌려서 무릎 부위의 굴곡에 대응되는 형태로 변형되는데, 버퍼부(400) 내에 충전되는 유체의 경우 변형 자유도가 커서 무릎 부위에 밀착되도록 케이스(500)의 압력을 분산시킬 수 있다. 이에 의해 유연 열전소자(200)와 냉온 패드(300)도 무릎 부위의 굴곡에 대응되게 변형되어 밀착될 수 있다.

이러한 케이스(500)는 위에서 설명되는 버퍼부(400)에 압력을 적절하게 분배하기 위하여 단단한 소재로 구비될 수 있지만, 사용자에 따라 그 모양을 적절하게 변화시킬 수 있도록, 추가로 소정의 유연성을 가질 수 있다.

이러한 복수 개의 유연 열전소자들(200)은 바람직하게 서로 이격되어 상기 바디(100) 상에 배치되지만, 냉온 패드(300), 버퍼부(400), 케이스(500)는 바디 상의 복수 개소에 퍼져있는 유연 열전소자들(200)에 대응되는 위치에 각각 배치되거나, 해당하는 영역을 모두 감싸도록 배치될 수 있다.

예를 들어, 도 1과 도 2에서 도시되는 바와 같이 냉온 패드(300), 버퍼부(400) 및 케이스(500)는 개별 유연 열전소자들(200)에 각각 배치되어서, 만일 유연 열전소자(200)가 네 개라면 냉온 패드(300), 버퍼부(400) 및 케이스(500)도 각각 네 개가 구비될 수 있다.

또는, 냉온 패드(300), 버퍼부(400) 및 케이스(500)는 복수의 유연 열전소자(200)와 오버랩되도록 배치될 수도 있다. 예를 들어, 네 개의 유연 열전소자(200)가 제1 부분(100-1)에 두 개 배치되고 제2 부분(100-2)에 두 개가 각각 배치될 때, 하나의 냉온 패드(300), 하나의 버퍼부(400) 및 하나의 케이스(500)는 제1 부분(100-1)에 배치된 두 개의 유연 열전소자들(200)과 동시에 오버랩될 수 있고, 다른 하나의 냉온 패드(300), 다른 하나의 버퍼부(400) 및 다른 하나의 케이스(500)는 제2 부분(100-2)에 배치된 두 개의 유연 열전소자들(200)과 동시에 오버랩될 수 있다.

또는, 하나의 냉온 패드(300), 네 개의 유연 열전소자(200), 두 개의 버퍼부(400)를 하나의 케이스(500)가 덮도록 형성될 수도 있다. 바람직하게 냉온 패드(300), 버퍼부(400), 케이스(500) 각각은 유연 열전소자(200)보다 그 수가 적거나 같게 구비될 수 있다.

이러한 냉온 패드(300), 버퍼부(400), 케이스(500)의 예시는 아래에서 도 4b 및 도 4c를 참조하여 보다 상세하게 설명된다.

도 4a 내지 도 6은 도 1에 도시된 무릎 찜질기의 다른 예시들을 도시한다.

도 4a는 중앙부분이 제거되어 개방되며, 띠 형태의 복수 개의 유연 열전소자들을 구비하는 무릎 찜질기를 도시한다.

도 4a를 참조하여 설명하면, 유연 열전소자들(1200)은 띠 형태로 형성되는 제1 유연 열전소자(1200-1)와 제2 유연 열전소자(1200-2)를 포함할 수 있다.

제1 유연 열전소자(1200-1)는 제1 부분(1100-1)에 배치되고, 제2 유연 열전소자(1200-2)는 제2 부분(1100-1)에 배치될 수 있다.

구체적으로, 도 2를 참조하여 설명하면, 제1 유연 열전소자(1200-1)는 슬개골 부위에 대응되게 형성되는 구멍의 둘레를 따라서 위 부분, 즉 대퇴골의 하부에 대응되게 형성되는 부분에 배치될 수 있으며, 바람직하게 상기 구멍의 둘레와 이격되는 원 호 형태의 띠 모양을 가질 수 있다.

마찬가지로, 제2 유연 열전소자(1200-2)는 상기 구멍의 둘레를 따라서 아래 부분, 즉 경골의 상부에 대응되는 부분에 배치될 수 있으며, 바람직하게 상기 구멍의 둘레와 이격되는 원 호 형태의 띠 모양을 가질 수 있다.

제1 유연 열전소자(1200-1)와 제2 유연 열전소자(1200-2)는 제어 유닛의 제어에 의해 발열구동되거나 흡열구동될 수 있다. 보다 정확하게는 제어 유닛의 제어에 의해 제1 유연 열전소자(1200-1)와 제2 유연 열전소자(1200-2)들에 제1 방향 또는 제2 방향 전류가 제공되어 발열되거나 흡열될 수 있다. 아래에서 유연 열전소자들이 구동된다는 표현들은 위 설명과의 같이 발열구동/흡열구동을 의미한다는 것을 이해하여야 한다.

제어 유닛에 의해 제1 유연 열전소자(1200-1)가 발열구동하는 경우에 제2 유연 열전소자(1200-2)도 함께 발열구동될 수 있고, 제1 유연 열전소자(1200-1)가 흡열구동하는 경우에 제2 유연 열전소자(1200-2)도 동일하게 흡열구동될 수 있다.

또는 제어 유닛에 의해 제1 유연 열전소자(1200-1)가 발열구동하는 경우에 제2 유연 열전소자(1200-2)는 반대로 흡열구동될 수 있고, 또한 제1 유연 열전소자(1200-1)가 흡열구동하는 경우에 제2 유연 열전소자(1200-2)는 발열구동될 수도 있다.

이러한 제어 유닛은 각각의 유연 열전소자(1200)에 선택적으로 제1 방향 전류와 제2 방향 전류를 주기적으로 번갈아서 제공할 수 있고, 따라서 유연 열전소자(1200)들의 흡열구동과 발열구동은 주기적으로 반복될 수 있다.

마찬가지로 도 4a에서 도시되는 바와 같이 제1 부분(1100-1)에는 제3 유연 열전소자(1200-3)가 추가로 배치될 수 있고, 제2 부분(1100-2)에는 제4 유연 열전소자(1200-4)가 추가로 배치될 수 있다.

제3 유연 열전소자(1200-3)는 제1 유연 열전소자(1200-1)에서 이격되며 띠 형태로 연장 형성될 수 있고, 제4 유연 열전소자(1200-4)는 제2 유연 열전소자(1200-2)에서 이격되며 띠 형태로 연장 형성될 수 있다. 이러한 제3 유연 열전소자(1200-3)는 제1 유연 열전소자(1200-1)와 동일하거나 반대되게 흡열구동 또는 발열구동을 할 수 있으며, 마찬가지로 제4 유연 열전소자(1200-4)도 제2 유연 열전소자(1200-2)와 동일하거나 반대되게 흡열구동 또는 발열구동할 수 있다. 구체적으로 제3 유연 열전소자(1200-3)는 제1 유연 열전소자(1200-1)가 발열구동하는 경우 동일하게 발열구동하거나 반대로 흡열구동할 수 있고, 제4 유연 열전소자(1200-4)도 마찬가지로 제2 유연 열전소자(1200-2)가 흡열구동하는 경우 동일하게 흡열구동하거나 반대로 발열구동할 수 있으며, 이러한 구동이 수시로 전환될 수 있다.

또한, 네 개의 유연 열전소자들(1200) 모두 동일하게 흡열구동과 발열구동할 수도 있으며, 제1 부분(100-1)에 위치되는 유연 열전소자들(1200-1, 1200-3)과 제2 부분(100-2)에 위치되는 유연 열전소자들(1200-2, 1200-4)은 서로 상반되게 흡열구동하거나 발열구동할 수 있다.

추가하여, 도 4a에서 도시되는 바와 같이 제1 부분(1100-1)에는 제5 유연 열전소자(1200-5)가 추가로 배치될 수 있고, 제2 부분(1100-2)에는 제6 유연 열전소자(1200-6)가 추가로 배치될 수 있다.

제1 부분(1100-1)에 배치되는 제5 유연 열전소자(1200-5)와 제2 부분(1100-2)에 배치되는 제6 유연 열전소자(1200-6)는 제3 유연 열전소자(1200-3) 및 제4 유연 열전소자(1200-5)와 유사하게 다른 유연 열전소자들(1200-1, 1200-2, 1200-3, 1200-4)과 이격되게 배치될 수 있으며, 띠 형상을 할 수 있다. 구체적으로, 제5 유연 열전소자(1200-5)는 제3 유연 열전소자(1200-3)에서 제1 유연 열전소자(1200-1)에 반대되는 방향으로 이격되어 배치될 수 있고, 제6 유연 열전소자(1200-6)는 제4 유연 열전소자(1200-4)에서 제2 유연 열전소자(1200-2)에 반대되는 방향으로 이격되어 배치될 수 있다.

또한, 마찬가지로, 제5 유연 열전소자(1200-5)는 제1 부분(1100-1)에 배치되는 유연 열전소자들(1200-1, 1200-3)과 동일하거나 상이하게 발열구동되거나 흡열구동될 수 있고, 제6 유연 열전소자(1200-6)는 제2 부분(1100-2)에 배치되는 유연 열전소자들(1200-2, 1200-4)과 동일하거나 상이하게 발열구동되거나 흡열구동될 수 있다.

제5 유연 열전소자(1200-5)를 예를 들어 설명하면, 제1 유연 열전소자(1200-1)와 제3 유연 열전소자(1200-3)는 발열구동할 수 있고 제5 유연 열전소자(1200-5)는 흡열구동할 수 있으며, 또는 제1 유연 열전소자(1200-1)와 제5 유연 열전소자(1200-5)는 발열구동할 수 있고 제3 유연 열전소자(1200-3)는 흡열구동할 수 있는 등 다양하게 흡열구동과 발열구동이 분배되게 구동될 수 있다.

제6 유연 열전소자(1200-6)도 위와 마찬가지로 구동될 수 있다.

예를 들어, 하나의 유연 열전소자만 흡열구동되며 동시에 다른 유연 열전소자들은 발열구동될 수 있고, 또는 적어도 하나의 유연 열전소자 만큼 이격되는 두 개의 유연 열전소자만 흡열구동되며 동시에 다른 유연 열전소자들은 발열구동될 수 있다.

또한, 흡열구동된 유연 열전소자는 발열구동으로 전환될 수 있으며, 인접한 하나 이상의 유연 열전소자가 발열구동에서 흡열구동으로 전환될 수 있다. 이 때 더욱 바람직하게 동시에 전환이 진행되거나 흡열구동으로의 전환이 종료된 후 발열구동으로의 전환이 시작될 수도 있다. 예를 들어, 제1 유연 열전소자(1200-1)가 흡열구동하고, 제3 유연 열전소자(1200-3)와 제5 유연 열전소자(1200-5)는 발열구동하는 상태에서, 제3 유연 열전소자(1200-3)가 먼저 흡열구동할 수 있고, 이후 제1 유연 열전소자(1200-1)가 발열구동할 수 있다.

이러한 유연 열전소자들(1200)이 흡열구동과 발열구동으로 분배되어 구동이 이루어지기 전에, 바람직하게 모든 유연 열전소자들(1200)은 발열구동되어서 대상부위 전체의 피부의 이완을 이루어낼 수 있다.

본 실시예에서 유연 열전소자들은 모두 2개 또는 4개 또는 6개로 구비되는 것으로 설명하였지만 이는 예시일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 참고로, 위에서는 제1 부분(1100-1)에 배치되는 유연 열전소자(1200)의 개수와 제2 부분(1100-2)에 배치되는 유연 열전소자(1200)의 개수가 서로 같은 것으로 설명하였지만, 그 개수가 서로 다를 수도 있음은 자명하다.

도 4b와 도 4c는 도 4a에서 도시되는 무릎 찜질기의 두 가지 단면 예시이다.

도 4b를 참조하여 설명하면, 무릎 찜질기는 복수의 열전소자들(1200-1, 1200-2, 1200-3, 1200-4, 1200-5, 1200-6) 및 복수의 열전소자들(1200-1, 1200-2, 1200-3, 1200-4, 1200-5, 1200-6)에 각각 매칭되는 케이스(1500), 버퍼부(1400) 및 냉온 패드(1300)를 구비할 수 있다. 즉, 열전소자, 케이스(1500), 버퍼부(1400) 및 냉온 패드(1300)는 같은 개수로 구비된다. 각각의 케이스(1500), 버퍼부(1400), 냉온 패드(1300)는 도 4b에서 도시되는 바와 같이 각각의 열전소자들(1200-1, 1200-2, 1200-3, 1200-4, 1200-5, 1200-6)과 오버랩되게 배치될 수 있다.

또한, 도 4c를 참조하여 설명하면, 무릎 찜질기는 복수의 열전소자들(1200-1', 1200-2', 1200-3', 1200-4', 1200-5', 1200-6') 및 복수의 열전소자들(1200-1', 1200-2', 1200-3', 1200-4', 1200-5', 1200-6')의 개수 대응되는 개수의 케이스(1500') 및 냉온 패드(1300')를 포함할 수 있으며 각각의 구성들은 오버랩될 수 있다. 또한, 도 4b와는 제1 부분(1100-1)에 배치되는 열전소자들(1200-1', 1200-3', 1200-5')은 하나의 버퍼부(1400')를 공유하고, 마찬가지로 제2 부분(1100-2)에 배치되는 열전소자들(1200-2', 1200-4', 1200-6')도 하나의 버퍼부(1400')를 공유할 수 있다.

아래에서 도시되지는 않았지만, 이러한 방식으로 복수의 열전소자들(1200-1, 1200-2, 1200-3, 1200-4, 1200-5, 1200-6, 1200-1', 1200-2', 1200-3', 1200-4', 1200-5', 1200-6')은 각각 매칭되는 수의 케이스(1500, 1500'), 버퍼부(1400, 1400')와 오버랩되고, 복수 개의 열전소자들을 동시에 오버랩하는 냉온 패드가 구비될 수도 있으며, 케이스, 버퍼부는 복수 개의 열전소자들을 동시에 오버랩하게 구성되며, 냉온 패드는 복수 개가 구비되어 복수의 열전소자들을 각각 오버랩하게 배치될 수도 있다. 이러한 방식으로 케이스, 버퍼부, 냉온 패드는 각각 선택적으로, 복수 개가 구비되어서 개별 열전소자들과 오버랩되게 배치될 수 있고, 또는 복수 개가 구비되어서 복수 개의 열전소자들과 동시에 오버랩되게 배치될 수도 있으며, 또는 하나가 구비되어서 모든 열전소자들과 동시에 오버랩되게 배치되는 것도 가능하다.

도 5는 중앙부분(2100-3)이 채워지며, 띠 형태의 복수 개의 유연 열전소자들을 구비하는 무릎 찜질기를 도시한다.

도 5를 참조하여 설명하면, 무릎 찜질기는 제1 부분(2100-1)과 제2 부분(1200-2)을 구비하는 바디(2100)를 포함하고, 복수 개의 유연 열전소자(2200)를 포함할 수 있다.

바디(2100)는 추가적으로 신체의 슬개골 부위에 대응되는 부분에 중앙부분(2100-3)을 구비할 수 있다.

또한, 유연 열전소자(2200)는 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 설명된 상기 실시예와 같이 배치되는 제1 유연 열전소자(2200-1), 제2 유연 열전소자(2200-2)를 구비할 수 있고, 제3 유연 열전소자(2200-3), 제4 유연 열전소자(2200-4), 제5 유연 열전소자(2200-5) 및 제6 유연 열전소자(2200-6)를 선택적으로 더 구비할 수 있다. 더불어 유연 열전소자(2200)는 바디(2100)의 중앙부분(2100-3)에 배치되는 적어도 하나의 중앙 유연 열전소자를 더 구비할 수 있다. 구체적으로 중앙부분(2100-3)에 배치되는 제7 유연 열전소자(2200-7)를 포함할 수 있고, 추가적으로 중앙부분(2100-3)에 배치되는 제8 유연 열전소자(2200-8)를 더 포함할 수 있다(본원의 청구항에서 중앙부분(2100-3)에 배치되는 중앙 유연 열전소자는 제7 유연 열전소자(2200-7) 또는 제8 유연 열전소자(2200-8)와 동일하다).

제7 유연 열전소자(2200-7)와 제8 유연 열전소자(2200-8)는 바람직하게 띠 형태일 수 있으며, 각각 무릎 슬개골 부분의 좌/우측과 중앙부분을 지나도록 배치될 수 있다.

제7 유연 열전소자(2200-7) 및 제8 유연 열전소자(2200-8)도 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 설명되는 상기의 실시예에서 설명되는 복수의 유연 열전소자들(1200)과 동일하게 작동될 수 있다.

예를 들어, 제7 유연 열전소자(2200-7)와 제8 유연 열전소자(2200-8)는 동일하게 흡열구동하거나 발열구동할 수 있으며, 또는 서로 상반되게 흡열구동하거나 발열구동할 수 있다.

또한, 중앙 부분(2100-3)에 배치된 유연 열전소자들(2200-7, 2200-8)은 제1 부분(2100-1)에 배치된 유연 열전소자들(2200-1, 2200-3, 2200-5) 및 제2 부분(2100-2)에 배치된 유연 열전소자들(2200-2, 2200-4, 2200-6)과 동일하게 또는 상반되게 흡열구동하거나 발열구동할 수도 있다.

도 4a와 도 5에서 설명되는 구동방법들은 아래에서 도 7 및 도 9a 내지 9d를 참조하여 보다 자세하게 설명된다.

도 6은 무릎보호대 형태의 유연 열전소자를 구비하는 무릎 찜질기를 도시한다.

도 6을 참조하여 설명하면, 무릎 찜질기는 복수 개의 유연 열전소자(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)와 바디(3100)를 포함할 수 있고, 바디는 제1 부분(3100-1), 제2 부분(3100-2) 및 중앙부분(3100-3)을 구비할 수 있으며, 또한, 밴드(3130)를 선택적으로 포함할 수도 있다. 밴드(3130)의 경우 바디가 플렉서블한 판형으로 형성된다면 생략될 수 있다. 선택적으로 무릎 찜질기는 하나 이상의 냉온 패드를 공유하거나, 하나 이상의 버퍼부를 공유할 수 있고, 하나의 케이스(3500)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 도 6을 참조하여 설명하면, 복수 개의 유연 열전소자들은 각각 유연 열전소자(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)를 포함할 수 있다. 도 4a 내지 도 5와 마찬가지로 제1 부분(3100-1)에 놓이는 유연 열전소자는 제1 유연 열전소자(3200-1)와 제3 유연 열전소자(3200-3)를 포함하고, 제2 부분(3100-2)에 놓이는 유연 열전소자는 제2 유연 열전소자(3200-2)와 제4 유연 열전소자(3200-4)를 포함하며, 중앙부분(3100-3)에 놓이는 유연 열전소자는 제7 유연 열전소자(3200-7)를 포함할 수 있다.

또한, 케이스(3500)는 하나로 형성되어서 유연 열전소자들(3200-1, 3320-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)을 모두 덮도록 배치될 수 있다. 즉, 복수 개의 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)은 하나의 케이스(3500)를 공유할 수 있다.

하나의 케이스(3500)와 유연 열전소자(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)의 사이에는 적어도 하나의 버퍼부가 배치될 수 있으며, 버퍼부는 제1 유연 열전소자(3200-1)와 제3 유연 열전소자(3200-2)를 덮는 하나, 제2 유연 열전소자(3200-2)와 제4 유연 열전소자(3200-4)를 덮는 다른 하나, 그리고 제7 유연 열전소자(3200-7)를 덮는 또 다른 하나가 구비될 수도 있다. 또는 모든 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)을 전부 덮는 하나의 버퍼부가 구비될 수도 있다.

도 6에서 도시되는 실시예의 복수의 유연 열전소자들은 도 4a와 도 5를 참조하여 설명되는 실시예의 구동방법과 유사하게 구동될 수 있으며, 이러한 구동에 대한 자세한 설명은 아래에서 도7, 도 9a 내지 도 9d를 참조하여 설명될 수 있다.

도 7에서는 도 6을 참조하여 설명되는 무릎 찜질기의 유연 열전소자들을 통해 유연 열전소자의 구동에 따른 대상 부위의 변화를 도시한다.

유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)은 각각 흡열구동되거나 발열구동될 수 있다. 이에 따라 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)이 위치되는 피부층(S)의 국소 부분들에는 각각 온도 변화에 따른 수축과 이완이 일어날 수 있다.

도 7을 참조하여 설명하면, 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)은 제3 유연 열전소자(3200-3), 제1 유연 열전소자(3200-1), 제7 유연 열전소자(3200-7), 제2 유연 열전소자(3200-2) 및 제4 유연 열전소자(3200-4)의 순서대로 배치될 수 있다. 이러한 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)은 냉온 패드(300, 도 2 참조)를 매개로 피부와 열 교환하도록 형성된다. 발열구동의 경우에, 냉온 패드가 유연 열전소자와 피부 사이에 개재되어 직접적인 열 전달에 의한 화상을 방지하도록 이루어진다.

이러한 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7) 중 적어도 하나는 흡열구동되고 나머지는 발열구동될 수 있다. 일정시간이 경과된 후 흡열구동된 유연 열전소자에 인접하게 배치된 유연 열전소자는 흡열구동되게 전환될 수 있고, 나머지 유연 열전소자들은 발열구동될 수 있다. 이러한 방식으로 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)은 기설정된 시간 간격을 두고 흡열구동에서 발열구동으로, 또는 발열구동에서 흡열구동으로 전환될 수 있다.

예를 들어, 도 7(a)를 참조하여 설명하면, 무릎 찜질기의 작동 시 제1 유연 열전소자(3200-1)는 흡열구동될 수 있으며, 나머지 유연 열전소자들(3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)은 발열구동될 수 있다.

도 7(b)를 참조하여 설명하면, 소정의 시간이 경과 후 제1 유연 열전소자(3200-1)에 인접한 제7 유연 열전소자(3200-7)는 흡열구동되게 전환될 수 있고, 제1 유연 열전소자(3200-1)는 발열구동되게 전환될 수 있다. 나머지 제2 유연 열전소자(3200-2), 제3 유연 열전소자(3200-3), 제4 유연 열전소자(3200-4)는 발열구동을 유지할 수 있다.

이러한 전환이 반복되어 이후에는 제2 유연 열전소자(3200-2)가 흡열구동되게 전환될 수 있고, 그 이후에는 제4 유연 열전소자(3200-4)가 흡열구동되게 전환될 수 있다.

위와 같은 방식으로 흡열이 이루어지는 위치는 연속적으로 변화될 수 있으며, 순차적으로 이동될 수 있다. 도 7을 다시 참조하여 설명하면, 흡열구동이 이루어지는 대상부위의 피부층(S)은 다른 발열구동이 이루어지는 대상부위의 피부층(S)보다 수축된다. 흡열이 이루어지는 위치의 이동에 따라 피부층(S)의 수축이 이루어지는 부위도 이동되게 되고, 이러한 피부층(S)의 수축에 따라 피부층(S) 내에 위치되는 내분비액들도 강제로 이동되게 된다. 이에 따라 무릎 찜질기는 내분비액의 순환을 강제로 이룰 수 있다.

이러한 대상 부위의 변화는 도 1 내지 5에서 도시되는 무릎 찜질기의 다른 예시들에서도 발생할 수 있다.

구체적으로, 도 1 내지 도 3에서 도시되는 무릎 찜질기 일 예시의 복수 유연 열전소자(200)들은 복수 개의 유연 열전소자들(200)의 배치에 따라 시계방향이나 반시계방향으로 상기와 같이 흡열구동과 발열구동이 전환되게 구동될 수 있다.

또한 도 4a 내지 도 4c에서 도시되는 무릎 찜질기의 다른 예시의 복수 유연 열전소자들(1200)은 제1 부분(1100-1)에 배치되는 유연 열전소자들(1200)이 도 7에서 도시되는 바와 같이 일 방향으로 흡열구동과 발열구동이 전환되게 구동될 수 있으며, 이와 독립적으로 제2 부분(1100-2)에 배치되는 유연 열전소자들(1200)도 마찬가지로 도 7에서 도시되는 바와 같이 일 방향으로 흡열구동과 발열구동이 전환되게 구동될 수 있다. 그렇지 않으면 제1 부분(1100-1)과 제2 부분(1100-2)에 배치된 유연 열전소자들(1200)은 연속적으로 일방향으로 흡열구동과 발열구동이 전환되게 구동될 수도 있다.

도 5와 도 6을 참조하여 설명되는 또 다른 무릎 찜질기의 예시들은 중앙부분(2100-3, 3100-3)에 배치되는 유연 열전소자들에서 제1 부분(2100-1, 3100-1) 방향과 제2 부분(2100-2, 3100-3) 방향으로 각각 연속적으로 발열구동과 흡열구동이 전환되게 구동될 수 있으며, 또한 제1 부분(2100-1, 3100-2), 중앙부분(2100-3, 3100-3) 및 제2 부분(2100-2, 3100-2)의 순서대로 또는 역방향으로 순차적으로 흡열구동과 발열구동이 전환되게 구동될 수도 있다.

제1 부분(100-1, 1100-1, 2100-1, 2100-3)과 제2 부분(100-2, 1100-2, 2100-2, 2100-4)에 각각 배치되는 유연 열전소자들은 제1 부분(100-1, 1100-1, 2100-1, 2100-3)에서는 제1 시간 간격을 두고 구동이 전환될 수 있으며, 제2 부분(100-2, 1100-2, 2100-2, 2100-4)에서는 제2 시간 간격을 두고 구동이 전환될 수 있다. 즉, 제1 부분(100-1, 1100-1, 2100-1, 2100-3)에서의 흡열구동과 발열구동의 전환 속도와 제2 부분(100-2, 1100-2, 2100-2, 2100-4)에서의 흡열구동과 발열구동의 전환 속도는 서로 상이할 수 있으며, 이러한 구동속도는 주기적으로 변화될 수 있다.

도 8은 본 발명의 무릎 찜질기의 유연 열전소자의 구동방식을 도시한다.

도 8(a)와 도 8(b)는 유연 열전소자(200)의 시간에 따른 온도 변화를 도시한다.

도 8(a)를 참조하여 설명하면, 그래프는 시간대비 온도의 변화를 도시한다. 제어 유닛이 유연 열전소자(200)에 전류를 공급할 시, 전류의 양을 시간에 따라 조절하여 발열 속도를 제어할 수 있다.

또한, 도 8(b)를 참조하여 설명하면, 제어 유닛이 유연 열전소자(200)에 전류를 공급할 시 역방향으로 공급되는 전류의 양을 시간에 따라 조절하여 흡열 속도를 제어할 수 있다.

도 8(c)와 도 8(d)는 유연 열전소자(200)의 위치변화를 도시한다.

도 8(c)를 참조하여 설명하면, 발열구동하는 유연 열전소자(200)는 전류의 인가에 따라 인접한 유연 열전소자(200)가 발열구동하면 동시에 전류가 차단되어 온도가 낮아질 수 있다. 이러한 방식으로 복수 개의 유연 열전소자(200)에서 이루어지는 열감은 하나의 유연 열전소자(200)에서 인접한 유연 열전소자(200)로 이동할 수 있다.

도 8(d)를 참조하여 설명하면, 흡열구동하는 유연 열전소자(200)는 역방향 전류의 인가에 따라 인접한 유연 열전소자(200)가 흡열구동하면 동시에 전류가 차단되어 온도가 높아질 수 있다. 이러한 방식으로 복수 개의 유연 열전소자(200)에서 이루어지는 냉감은 하나의 유연 열전소자(200)에서 인접한 유연 열전소자(200)로 이동할 수 있다.

도 8(e)는 하나의 유연 열전소자에 두개의 유연 열전소자가 배치되어 위치에 따른 온도 변화를 도시한다.

도 8(e)를 참조하여 설명하면, 일 유연 열전소자(200)는 두 개의 유연 열전소자(200)를 포함하며 유연 열전소자들(200) 중 하나에는 정방향 전류가 인가되고 다른 하나에는 역방향 전류가 인가되어 흡열구동과 발열구동을 동시에 이룰 수 있고 따라서, 냉감과 열감을 동시에 제공할 수 있다. 또한, 도 8(c)와 도8(d)에서 설명되는 그래프와 같이 이러한 냉감과 열감은 인접한 유연 열전소자(200)로 이동할 수 있다.

도 8(f)는 도 8(e)와 마찬가지로 하나의 유연 열전소자에 복수 개의 열전소자가 분산되어 배치되어 위치에 따른 온도 변화를 도시한다.

도 8(f)를 참조하여 설명하면, 일 유연 열전소자(200)는 복수 개의 유연 열전소자(200)를 포함할 수 있으며, 복수 개의 유연 열전소자들(200)은 유연 열전소자(200)에서 분산되어 배치될 수 있다. 복수 개의 유연 열전소자들(200)의 일부는 정방향 전류가 인가되며 다른 복수 개의 유연 열전소자들(200)은 역방향의 전류가 인가될 수 있다. 이에 따라 유연 열전소자(200)가 배치되는 대상 부분에 냉감과 열감이 복합적으로 제공되어 통감을 줄 수 있다.

도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 복수개의 유연 열전소자(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)의 발열구동과 흡열구동 전환 방식의 다양한 예시를 도시한다.

도 9a 내지 도 9d는 도 7과 마찬가지로 도 6의 무릎 찜질기의 일 예를 이용하여 설명한다. 이는 설명을 용이하기 하기 위함이며, 도 1내지 도 5를 참조하여 설명되는 다른 예시들도 아래와 마찬가지로 구동될 수 있다.

도 9a는 복수 개의 유연 열전소자들 중(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7) 하나의 유연 열전소자가 흡열구동되며, 나머지는 발열구동되는 모습을 도시한다.

복수 유연 열전소자(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)들은 도 6과 7에서 도시된 바와 같이, 제1 부분(3100-1)에 배치되는 제3 유연 열전소자(3200-3)와 제1 유연 열전소자(3200-1), 중앙부분(3100-3)에 배치되는 제7 유연 열전소자(3200-7) 및 제2 부분(3100-2)에 배치되는 제2 유연 열전소자(3200-2)와 제4 유연 열전소자(3200-4)의 순서대로 배치될 수 있다. 이는 예시일 뿐이며, 중앙부분(3100-3)이 생략된다면 제7 유연 열전소자(3200-7)도 생략될 수도 있고, 추가로 유연 열전소자들이 각 부분(3100-1, 3100-2, 3100-3)에 추가될 수도 있다.

도 9a 내지 도 9d에서 도시되는 그래프의 y축은 온도를 의미하고, x축은 위치를 나타낸다. 또한, (1), (2), (3)...(7)은 일 구동방법에 따른 온도 변화를 시간에 따라 도시한다.

도 9a에서 위에 도시되는 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)은 유연 열전소자들의 위치를 의미하며, 도 9a에서 인접한 유연 열전소자들은 실제로 인접하게 배치될 수 있다.

도 9a(1)은 모든 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)이 발열구동하는 상태를 도시한다.

도 9a(2)는 제3 유연 열전소자(3200-3)가 흡열구동하며, 다른 유연 열전소자들(3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)은 발열구동하는 상태를 도시한다.

도 9a(3)은 제3 유연 열전소자(3200-3)가 흡열구동에서 발열구동으로 전환되고, 제1 유연 열전소자(3200-1)가 발열구동에서 흡열구동으로 전환된 상태를 도시한다.

마찬가지로 도 9a(4)는 제1 유연 열전소자(3200-1)가 흡열구동에서 발열구동으로 전환되고, 제7 유연 열전소자(3200-7)가 발열구동에서 흡열구동으로 전환된 상태를 도시한다.

도 9a(5)와 도 9a(6)는 위에서 설명된 도 9a(2) 내지 도 9a(4)와 같은 유연 열전소자의 구동 전환을 도시하고, 도 9a(7)은 다시 제3 유연 열전소자(3200-3)가 흡열구동하고 다른 유연 열전소자들(3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)이 발열구동하여서 도 9a(2)의 구동을 반복하는 상태를 도시한다.

선택적으로 도 9a(6)와 도 9a(7)의 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)의 구동 전환 이전에 도 9a(1)에서 도시된 바와 같이 모든 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)이 발열구동할 수 있다.

위와 같이 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)은 순차적으로 흡열구동과 발열구동을 주기적으로 반복할 수 있다.

도 9b는 도 9a와 유사하게 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)이 흡열구동과 발열구동을 반복하여 일 방향으로 흡열지점이 이동하는 상태를 도시한다.

도 9b(2)는 제3 유연 열전소자(3200-3)와 제2 유연 열전소자(3200-2)가 동시에 흡열구동하고, 나머지 유연 열전소자들(3200-1, 3200-4, 3200-7)은 발열구동하는 상태를 도시한다. 제3 유연 열전소자(3200-3)와 제2 유연 열전소자(3200-2)는 바람직하게 2개의 유연 열전소자들(3200-1, 3200-7) 만큼 이격되어서 흡열구동된다.

마찬가지로 도 9b(3)은 흡열지점이 일 방향으로 이동하여, 제1 유연 열전소자(3200-1)와 제4 유연 열전소자(3200-4)가 흡열구동하고 나머지 유연 열전소자들(3200-2, 3200-3, 3200-7)은 발열구동하는 상태를 도시한다. 제1 유연 열전소자(3200-1)와 제4 유연 열전소자(3200-4)도 바람직하게 2개의 유연 열전소자들(3200-7, 3200-2) 만큼 이격되어서 흡열구동된다.

도 9b(4)는 유연 열전소자(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7) 흡열 지점이 일 방향으로 재차 이동하여, 제7 유연 열전소자(3200-7)가 흡열구동하고 나머지 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4)은 발열구동하는 상태를 도시한다.

도 9b(5)는 다시 제3 유연 열전소자(3200-3)와 제2 유연 열전소자(3200-2)가 동시에 흡열구동하고, 나머지 유연 열전소자들(3200-1, 3200-4, 3200-7)은 발열구동하여서 도 9b(2)의 구동을 반복하는 상태를 도시한다. 제3 유연 열전소자(3200-3)와 제2 유연 열전소자(3200-2)는 바람직하게 2개의 유연 열전소자들 만큼 이격되어서 흡열구동된다.

선택적으로 도 9b(4)와 도 9b(5)의 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)의 구동 전환 이전에 도 9b(1)에서 도시된 바와 같이 모든 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)이 발열구동할 수 있다.

즉, 도 9b의 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)은 도 9a의 유연 열전소자들과 유사하게 흡열위치가 이동되도록 구동되지만, 도 9b는 두 지점에서 흡열구동을 이루고, 도 9a는 일 지점에서만 흡열구동을 이루는 차이가 있다.

도 9c는 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)이 일정 시간 간격을 두고 흡열구동과 발열구동을 반복하여 일 방향으로 흡열지점이 이동하는 모습을 도시한다.

구체적으로, 도 9c(2)는 제3 유연 열전소자(3200-3)가 흡열구동되는 상태를 도시한다. 도 9c(3)은 제3 유연 열전소자(3200-3)에 추가로 제1 유연 열전소자(3200-1)가 흡열구동되고, 도 9c(4)는 제3 유연 열전소자(3200-3)가 서서히 발열되는 상태를 도시한다.

도 9c(4)에서 제3 유연 열전소자(3200-3)는 다양한 방법을 통하여 서서히 발열될 수 있다.

첫 번째 예로써, 제3 유연 열전소자(3200-3)에 인가되는 일 방향 전류 값을 서서히 줄이다가 반대 방향 전류를 인가하는 방법이 이용될 수 있다.

두 번째 예로써, 일 방향 전류가 흐르는 제3 유연 열전소자(3200-3)에 반대 방향 전류를 인가하는 방법이 이용될 수 있다.

세 번째 예로써, 제3 유연 열전소자(3200-3)에 인가되는 전류를 차단하였다가 반대 방향 전류를 인가하는 방법이 이용될 수 있다.

도 9c(5)는 제3 유연 열전소자(3200-3)에 정방향 전류가 인가되어서 발열되는 상태를 도시하고, 도 9c의 (6)과 (7)은 도 9c의 (2), (3)과 마찬가지로 제7 유연 열전소자(3200-7)가 먼저 흡열구동되고 소정의 시간이 경과된 후에 제1 유연 열전소자(3200-1)가 서서히 식는 상태를 도시한다.

이러한 구동은 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)이 흡열구동과 발열구동이 전환될 때, 피부층(S)의 수축이 연속적으로 이루어지게 도울 수 있다. 도 9c(3)에서 도시되는 바와 같이 흡열구동하는 두 유연 열전소자 사이는 두 유연 열전소자가 이루는 냉감과 유사한 수준의 흡열이 이루어져서, 유연 열전소자가 배치되지 않은 유연 열전소자와 유연 열전소자 사이의 피부도 수축될 수 있다.

즉, 도 7을 다시 참조하여 설명하면 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)의 흡열구동과 발열구동의 전환 시 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)의 이격에 따라 그 사이 지점에서 수축이 진행되지 않을 수 있고, 이러한 지점에서 내분비액이 고립 또는 역행될 수 있다. 그러나 연속되는 두 열전소자들이 함께 흡열구동된다면, 고립 또는 역행되는 내분비액의 양을 저감할 수 있다.

도 9c를 참조하여 설명되는 구동방식은 도 9a 및 도 9b의 도면을 참조하여 설명된 바와 같이 연속해서 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)에 적용될 수 있으며, 이러한 구동이 반복될 수 있다.

도 9d는 도 9c와 마찬가지로 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)이 일정 시간 간격을 두고 흡열구동과 발열구동을 반복하여 일 방향으로 흡열지점이 이동하는 모습을 도시한다.

도 9d를 참조하여 설명하면, 도 9d(2)는 제3 유연 열전소자(3200-3)와 제2 유연 열전소자(3200-2)가 흡열구동되는 상태를 도시한다. 도 9d(3)은 제3 유연 열전소자(3200-3)에 추가로 제1 유연 열전소자(3200-1)가 흡열구동되고, 제2 유연 열전소자(3200-2)에 추가로 제4 유연 열전소자(3200-4)가 흡열구동된다. 또한 도 9d(4)는 제3 유연 열전소자(3200-3)와 제2 유연 열전소자(3200-2)의 전력이 차단되거나 정방향 전류가 인가되어 서서히 발열되는 상태를 도시한다.

이와 같이 도 9d는 도 9c에서 개시된 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)의 흡열구동과 발열구동 전환 방법이 복수 유연 열전소자(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)에서 동시에 발생되는 상태를 도시한다.

따라서 도 9d는 도 9c와 마찬가지로 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)의 흡열구동과 발열구동의 전환에 따른 내분비액의 역행을 저감할 수 있다.

도 9d를 참조하여 설명되는 구동방식은 도 9a 및 도 9b의 도면을 참조하여 설명된 바와 같이 연속해서 유연 열전소자들(3200-1, 3200-2, 3200-3, 3200-4, 3200-7)에 적용될 수 있으며, 이러한 구동이 반복될 수 있다.

이상에서 설명된 무릎 찜질기는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100 : 바디
100-1 : 제1 부분
100-2 : 제2 부분
110 : 내측바디
112 : 내측개구
120 : 외측바디
122 : 외측개구
130 : 밴드
200 : 유연 열전소자
210 : N형 반도체
220 : P형 반도체
230 : 제1 유연전극
240 : 제2 유연전극
250 : 유연폴리머
300 : 냉온 패드
400 : 버퍼부
500 : 케이스
510 : 히트싱크
520 : 프레임
530 : 고정나사
600 : 전선
1100 : 바디
1100-1 : 제1 부분
1100-2 : 제2 부분
1200 : 유연 열전소자
1200-1 : 제1 유연 열전소자
1200-2 : 제2 유연 열전소자
1200-3 : 제3 유연 열전소자
1200-4 : 제4 유연 열전소자
1200-5 : 제5 유연 열전소자
1200-6 : 제6 유연 열전소자
1300 : 냉온 패드
1400 : 버퍼부
1500 : 케이스
1100' : 바디
1200-1': 제1 유연 열전소자
1200-2': 제2 유연 열전소자
1200-3': 제3 유연 열전소자
1200-4': 제4 유연 열전소자
1200-5': 제5 유연 열전소자
1200-6': 제6 유연 열전소자
1300': 냉온 패드
1400': 버퍼부
1500': 케이스
2100 : 바디
2100-1 : 제1 부분
2100-2 : 제2 부분
2100-3 : 중앙부분
2200 : 유연 열전소자
2200-1 : 제1 유연 열전소자
2200-2 : 제2 유연 열전소자
2200-3 : 제3 유연 열전소자
2200-4 : 제4 유연 열전소자
2200-5 : 제5 유연 열전소자
2200-6 : 제6 유연 열전소자
2200-7 : 제7 유연 열전소자
2200-8 : 제8 유연 열전소자
3100 : 바디
3100-1 : 제1 부분
3100-2 : 제2 부분
3100-3 : 중앙부분
3130 : 밴드
3200-1 : 제1 유연 열전소자
3200-2 : 제2 유연 열전소자
3200-3 : 제3 유연 열전소자
3200-4 : 제4 유연 열전소자
3200-7 : 제7 유연 열전소자
3500 : 케이스
S : 피부층

Claims (10)

1. 무릎을 감싸도록 배치되는 바디;
   상기 바디의 복수의 개소에 구비되며, 무릎과 상호 열 전달하도록 형성되는 복수의 유연 열전소자; 및
   상기 유연 열전소자의 일면을 덮도록 배치되어 상기 바디의 내측부로 노출되고, 무릎의 특정 부위에 밀착되도록 유연한 재질로 형성되는 냉온 패드를 포함하며,
   상기 유연 열전소자는 휘어짐이 가능하도록 형성되어서, 상기 바디가 상기 무릎을 감싸도록 배치 시에, 상기 유연 열전소자는 상기 냉온 패드와 함께 상기 특정 부위의 형상에 대응되는 형태로 변형되고,
   상기 특정 부위에 냉 찜질과 온 찜질을 선택적으로 제공하도록, 상기 유연 열전소자는 전류 제어에 의해 선택적으로 발열 또는 흡열구동하는 것을 특징으로 하는 무릎 찜질기.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 바디는,
   무릎의 슬개골 부위에 대응되는 중앙부분;
   상기 중앙부분의 일 측에 배치되어, 대퇴골 부위를 덮도록 배치되는 제1 부분; 및
   상기 중앙부분의 타 측에 배치되어, 경골 부위를 덮도록 배치되는 제2 부분을 포함하며,
   상기 복수의 유연 열전소자는, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분에 각각 적어도 하나 이상 배치되는 것을 특징으로 하는 무릎 찜질기.
   
3. 제2 항에 있어서,
   상기 복수의 유연 열전소자는,
   상기 제1 부분에 배치되는 제1 유연 열전소자; 및
   상기 제2 부분에 배치되는 제2 유연 열전소자를 포함하며,
   상기 제1 유연 열전소자가 발열구동하는 경우, 상기 제2 유연 열전소자도 발열구동하도록 형성되고,
   상기 제1 유연 열전소자가 흡열구동하는 경우, 상기 제2 유연 열전소자도 흡열구동하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 무릎 찜질기.
   
4. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 유연 열전소자와 상기 제2 유연 열전소자는 발열구동과 흡열구동을 주기적으로 반복하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 무릎 찜질기.
   
5. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 유연 열전소자와 상기 제2 유연 열전소자는 기설정된 시간 간격을 두고 순차적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 무릎 찜질기.
   
6. 제3 항에 있어서,
   상기 복수의 유연 열전소자는,
   상기 제1 부분에 위치하고, 띠 형태로 연장 형성되는 상기 제1 유연 열전소자의 외측에 띠 형태로 연장 형성되는 제3 유연 열전소자; 및
   상기 제2 부분에 위치하며, 띠 형태로 연장 형성되는 상기 제2 유연 열전소자의 외측에 띠 형태로 연장 형성되는 제4 유연 열전소자를 더 포함하고,
   상기 제1 유연 열전소자와 상기 제3 유연 열전소자는 제1 시간 간격을 두고 순차적으로 구동되며,
   상기 제2 유연 열전소자와 상기 제4 유연 열전소자는 제2 시간 간격을 두고 순차적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 무릎 찜질기.
   
7. 제6 항에 있어서,
   상기 제1 유연 열전소자에 제1 방향 전류가 인가되고, 기 설정된 시간이 경과한 후에, 상기 제3 유연 열전소자에 제1 방향 전류가 인가되며, 기 설정된 시간이 경과한 후에, 상기 제1 유연 열전소자에 제1 방향 전류와 반대되는 방향의 제2 전류가 인가되거나 전류의 공급이 차단되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 무릎 찜질기.
   
8. 제3 항에 있어서,
   상기 복수의 유연 열전소자는 상기 중앙부분에 배치되는 중앙 유연 열전소자를 더 포함하는 무릎 찜질기.
   
9. 제1 항에 있어서,
   상기 유연 열전소자의 타면을 덮도록 배치되어 상기 유연 열전소자와 열 교환하도록 형성되며, 내부에 유체가 충전되는 버퍼부; 및
   상기 버퍼부를 덮도록 배치되고, 상기 바디의 외측부로 노출되어서 열을 교환하는 케이스를 더 포함하는 무릎 찜질기.
   
10. 제9 항에 있어서,
    상기 케이스는 상기 바디가 무릎을 감싸도록 배치 시에 무릎을 향하여 가압되어 상기 버퍼부를 무릎의 형태에 대응하여 변형시키는 것을 특징으로 하는 무릎 찜질기.
    

Images