KR20230163687A - 저전력 전도사로 형성된 발열패턴이 적용된 발열매트 - Google Patents

저전력 전도사로 형성된 발열패턴이 적용된 발열매트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 완충매트의 전체 영역에 대응되도록 저전력 전도사로 형성된 발열패턴을 형성함으로써 대면적 원단에도 면상 발열이 가능하도록 하는 저전력 전도사로 형성된 발열패턴이 적용된 발열매트에 관한 것이다.

Description

저전력 전도사로 형성된 발열패턴이 적용된 발열매트{A HEATING MAT WITH A HEATING PATTERN MADE OF LOW-POWER CONDUCTIVE YARN}
본 발명은 저전력 전도사로 형성된 발열패턴이 적용된 발열매트에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 완충매트의 전체 영역에 대응되도록 저전력 전도사로 형성된 발열패턴을 형성함으로써 대면적 원단에도 면상 발열이 가능하도록 하는 저전력 전도사로 형성된 발열패턴이 적용된 발열매트에 관한 것이다.
일반적으로, 면상 발열체는 난방용 매트리스, 건물벽면, 파티션 내부 등에 설치되어 난방용으로 사용되는 것으로, 이러한 면상 발열체는 통상의 열선 방식에 비해 면적으로 발열하므로 발열 효율이 우수하고 전력 소모가 적으며 평활성과 내구성을 가지고 있어 상당히 유용하게 사용되고 있다.
이와 같은 종래 면상발열체는, 양측에 이격되도록 (+)극 도전체와 (-)극 도전체를 위치하여 이들 (+)극 도전체 와 (-)극 도전체를 통전시키도록 하고 탄소 발열체를 (+)극 도전체와 (-)극 도전체 사이에 위치시킴으로써 상기 (+)극 도전체와 (-)극 도전체에 인가된 전기에너지에 의해 탄소 발열체가 발열됨으로써 열에너지를 얻도록 구성 되어 있는 것이 일반적이다.
하지만, 이러한 종래의 면상 발열체의 경우 탄소 발열체 소재를 이용함에 따라 그 제작 공정이 매우 복잡하고, 보수 시 어려움이 발생하는 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-1983814호
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위함으로써, 완충매트의 전체 영역에 대응되도록 저전력 전도사로 형성된 발열패턴을 형성함으로써 대면적 원단에도 면상 발열이 가능하도록 하는 저전력 전도사로 형성된 발열패턴이 적용된 발열매트를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 전도사로 형성된 발열패턴이 적용된 발열매트는 완충체로 이루어진 완충매트(110) 및 상기 완충매트(110)의 일측면에 일정한 패턴 형태로 자수되며, 전류 도통을 통해 발열하는 다수의 동선(copper) 원사가 꼬임 결합된 저전력 전도사(120)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 상기 완충매트(110)를 커버하는 커버체(130)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 커버체(130)는 방수 재질일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 저전력 전도사(120)는 상기 완충매트(110)의 상측 전체 영역에 물결무늬 패턴을 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 완충매트(110)의 내측면에는 상기 물결무늬 패턴과 동일한 고정용 물결무늬 패턴이 대향하도록 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 상기 저전력 전도사(120)와 상기 고정용 물결무늬 패턴을 서로 엮어 고정시키는 고정사를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 저전력 전도사(120)는 휴대용 전원 공급 수단과 전기적으로 연결되어 발열될 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 상기 저전력 전도사(120)를 통한 발열온도 조절이 가능하도록 마련되는 온도 조절 컨트롤러(140)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 온도 조절 컨트롤러(140)는 상기 저전력 전도사(120)의 발열 온도를 감지하고, 기 설정된 온도가 유지되도록 하는 온도 센서를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 온도 조절 컨트롤러(140)는 상기 저전력 전도사(120)의 발열 온도를 섭씨 1도 단위로 조절 가능하도록 마련되며, 상기 저전력 전도사(120)의 최고 발열 온도는 섭씨 50도에 해당할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 완충매트의 전체 영역에 대응되도록 저전력 전도사로 형성된 발열패턴을 형성함으로써 대면적 원단에도 면상 발열이 가능하도록 하며, 특히 저전력 전도사로 형성된 발열 패턴을 형성함으로써 보조 배터리를 통해서도 오랜 시간 면상 발열이 가능한 이점을 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 전도사로 형성된 발열패턴이 적용된 발열매트(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 저전력 전도사(120)로 형성된 발열패턴을 보다 구체적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 전도사로 형성된 발열패턴이 적용된 발열매트(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 전도사로 형성된 발열패턴이 적용된 발열매트(100)는 크게 완충제로 이루어진 완충매트(110), 완충매트(110)에 일정한 패턴 형태로 자수되는 저전력 전도사(120), 완충매트(110)를 커버하는 커버체(130) 및 저전력 전도사(120)의 발올온도 조절을 위한 온도 조절 컨트롤러(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
완충매트(110)는 내측이 완충제로 이루지며, 사용자의 착좌 시 편안함을 제공하게 된다. 이러한 완충매트(110)의 완충제 재질은 특정되지 않으며, 다만 후술되는 저전력 전도사(120)의 발열 시 발열온도에 의해 형상이 변형되지 않도록 내열성을 가지는 재질이 적용될 수 있다.
일 실시예에서, 완충매트(110)는 기 설정된 완충력 혹은 복원성을 센싱 및 저장하고, 사용감이 늘어남에 따라 완충력 혹은 복원성이 기 저장된 수치 이하로 감소된다고 판단될 경우, 에어를 주입하여 해당 완충력 혹은 복원성이 회복 되도록 하는 에어 공급부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
저전력 전도사(120)는 완충매트(110)의 일측면(상측면)에서 일정한 패턴 형태로 자수되며, 전류 도통을 통해 발열되는 다수의 동선(copper) 원사가 꼬임 결합된 형태를 가진다.
보다 구체적으로, 저전력 전도사(120)는 약 0.05mm의 굵기는 가지는 동선(copper) 원사가 13합, 17합, 21합 등으로 감아진 형태를 가진다.
이때 13합 전도사의 경우 1m 당 0.8옴의 저항값을 가지게 되고, 17합 전도사의 경우 1m 당 0.7옴의 저항값을 가지게 되고, 21합 전도사의 경우 1m 당 0.6옴의 저항값을 가지게 된다.
이와 같이, 본원발명에 따른 저전력 전도사(120)는 1m 당 저항값이 매우 낮은 동선 원사를 이용함에 따라, 저전력 전도사(120) 자체 길이가 길어지더라도 필요 전력이 매우 낮기 때문에 저전력이 요구되는 이점을 가지게 된다.
또한, 일 실시예에서 저전력 전도사(120)는 풀림 현상 방지를 위하여 수성 우레탄 코팅재로 50데이나(de)의 코팅이 적용될 수 있다.
또한, 저전력 전도사(120)는 완충매트(110)의 오염에 따른 물 세척과 같이 방수성을 가질 수 있도록 실리콘을 통해 표면이 코팅처리될 수 있다. 따라서, 저전력 전도사(120)와 케이블을 통해 연결된 온도 조절 컨트롤러(140)의 전기적 연결을 해제하여 완충매트(110)를 물 세척 하더라도 저전력 전도사(120)에 파손이 발생하지 않게 된다.
또한, 저전력 전도사(120)는 애나멜 코팅 후 400도의 열처리 장치를 통해 건조 시킴으로써, 스파크 이슈를 원천적으로 차단하게 된다. 따라서, 과열이나 화재 시 저전력 전도사(120)의 파손 시에도 애나멜 코팅을 통해 원단을 안전하게 보호할 수 있도록 한다.
이러한 저전력 전도사(120)는 완충매트(110)의 전체 영역에서 길이방향 또는 폭 방향으로 하나 이상의 물결무늬 라인 형태를 가지도록 패턴화 되며, 각 물결무늬 라인 형태는 파장과 유사한 형태를 가지게 된다.
이러한 물결무늬 라인 형태는 완충매트(110)의 전체 영역을 따라 하나의 라인 형태(인라인)로 구현되며, 대략 30도 내지 50도의 온도로 발열하게 된다.
또한, 일 실시예에서 본 발명은 저전력 전도사(120)의 특정 영역에 대한 인장강도를 측정한 후, 기 설정된 인장강도 이하로 떨어질 경우 해당 저전력 전도사(120)가 사용자의 체중에 의해 늘어진 것으로 판단하며, 이를 무선 네트워크 통신을 통해 사용자 단말에 알리도록 하는 인장강도 판단부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
커버체(130)는 앞서 살펴본 완충매트(110)에 맞춤형으로 제작될 수 있으며, 완충매트(110)에 씌워지거나 또는 분리가 가능하도록 마련된다.
이러한 커버체(130)의 재질은 면 혹은 일반적인 방석, 쿠션 등의 재질이 적용될 수 있고, 경우에 따라서는 매쉬 재질이 적용될 수도 있다.
또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 커버체(130)의 일측에는 교체가 용이하도록 절개 영역이 형성되며, 이때 절개 영역에는 지퍼 혹은 벨크로가 적용됨에 따라 커블체어에 씌운 상태서 지퍼나 벨크로를 통해 절개 영역이 모아지면서 고정될 수 있다. 이러한 커버체(130)는 기본적으로 방수재질이 적용됨에 따라, 오염물을 쏟더라도 내측으로 유입되는 것이 방지될 수 있다.
도 2는 저전력 전도사(120)로 형성된 발열패턴을 보다 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 살펴보면, 저전력 전도사(120)는 완충매트(110)의 일측면에서 인라인으로 형성되되, 완충매트(110)의 전체 영역에서 물결무늬 패턴으로 형성된다.
이때, 저전력 전도사(120)는 완충매트(110)의 상측면에 직접 자수될 수도 있고, 별도의 고정사를 통해 완충매트(110)의 상측면에 고정될 수도 있다. 이에 대해 살펴보면 다음과 같다.
완충매트(110) 상측면 중 내측면에는 자수된 물결무늬 패턴과 동일한 형태의 고정용 물결무늬 패턴(미도시)이 대향하는 형태로 마련된다.
고정용 물결무늬 패턴은 저전력 전도사(120) 재질이 아닌 전류 도통이 되지 않는 일반적인 실 재질이 적용된다. 저전력 전도사(120)에 의해 형성되는 물결무늬 패턴과 고정용 물결무늬 패턴은 고정사를 통해 서로 엮여 고정될 수 있다.
즉, 저전력 전도사(120)에 의해 형성되는 물결무늬 패턴은 완충매트(110)의 상측면 외측에, 고정용 물결무늬 패턴은 완충매트(110)의 상측면 내측에 서로 상응하는 위치에 위치하게 되고, 고정사를 통해 물결무늬 패턴과 고정용 물결무늬 패턴이 서로 고정되는 것이다.
이러한 저전력 전도사(120)는 온도 조절 컨트롤러(140)와 개별적으로 연결될 수 있다.
온도 조절 컨트롤러(140)는 전도사(130)에 12V 또는 24V 전압의 전원을 공급하며, 사용자 조작을 통해 저전력 전도사(120)의 온오프 동작을 제어하거나, 저전력 전도사(120)의 온도를 섭씨 30도 에서 섭씨 50도 내에서 1도 단위로 조절이 가능하도록 마련된다.
또한, 일 실시예에서, 본 발명은 온도 조절 컨트롤러(140)와 연결되는 온도 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 온도 센서는 온도 조절 컨트롤러(140)에 의해 발열되는 저전력 전도사(120)의 발열 온도를 실시간으로 체크하며, 기 설정된 온도 이하일 경우에는 자동으로 온도가 상승되도록 하고, 기 설정된 온도 이상으로 올라갈 경우에는 자동으로 온도가 하강되도록 할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 저전력 전도사로 형성된 발열패턴이 적용된 발열매트
110: 완충매트
120: 저전력 전도사
130: 커버체
140: 온도 조절 컨트롤러

Claims (10)

  1. 완충체로 이루어진 완충매트(110); 및
    상기 완충매트(110)의 일측면에 일정한 패턴 형태로 자수되며, 전류 도통을 통해 발열하는 다수의 동선(copper) 원사가 꼬임 결합된 저전력 전도사(120);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 저전력 전도사로 형성된 발열패턴이 적용된 발열매트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 완충매트(110)를 커버하는 커버체(130);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 저전력 전도사로 형성된 발열패턴이 적용된 발열매트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 커버체(130)는,
    방수 재질인 것을 특징으로 하는, 저전력 전도사로 형성된 발열패턴이 적용된 발열매트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 저전력 전도사(120)는,
    상기 완충매트(110)의 상측 전체 영역에 물결무늬 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는, 저전력 전도사로 형성된 발열패턴이 적용된 발열매트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 완충매트(110)의 내측면에는,
    상기 물결무늬 패턴과 동일한 고정용 물결무늬 패턴이 대향하도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 저전력 전도사로 형성된 발열패턴이 적용된 발열매트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 저전력 전도사(120)와 상기 고정용 물결무늬 패턴을 서로 엮어 고정시키는 고정사;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 저전력 전도사로 형성된 발열패턴이 적용된 발열매트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 저전력 전도사(120)는,
    휴대용 전원 공급 수단과 전기적으로 연결되어 발열되는 것을 특징으로 하는, 저전력 전도사로 형성된 발열패턴이 적용된 발열매트.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 저전력 전도사(120)를 통한 발열온도 조절이 가능하도록 마련되는 온도 조절 컨트롤러(140);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 저전력 전도사로 형성된 발열패턴이 적용된 발열매트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 온도 조절 컨트롤러(140)는,
    상기 저전력 전도사(120)의 발열 온도를 감지하고, 기 설정된 온도가 유지되도록 하는 온도 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 저전력 전도사로 형성된 발열패턴이 적용된 발열매트.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 온도 조절 컨트롤러(140)는,
    상기 저전력 전도사(120)의 발열 온도를 섭씨 1도 단위로 조절 가능하도록 마련되며, 상기 저전력 전도사(120)의 최고 발열 온도는 섭씨 50도에 해당하는 것을 특징으로 하는, 저전력 전도사로 형성된 발열패턴이 적용된 발열매트.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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