WO2017095025A1 - 의복의 온도를 조절하는 웨어러블 디바이스 및 그를 이용한 의복의 온도 조절 방법 - Google Patents

의복의 온도를 조절하는 웨어러블 디바이스 및 그를 이용한 의복의 온도 조절 방법 Download PDF

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WO2017095025A1
WO2017095025A1 PCT/KR2016/012376 KR2016012376W WO2017095025A1 WO 2017095025 A1 WO2017095025 A1 WO 2017095025A1 KR 2016012376 W KR2016012376 W KR 2016012376W WO 2017095025 A1 WO2017095025 A1 WO 2017095025A1
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WO
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temperature
solenoid valve
air
compressed air
wearable device
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/012376
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English (en)
French (fr)
Inventor
김주용
최민기
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숭실대학교 산학협력단
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Publication date
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    • A41—WEARING APPAREL
    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D1/00—Garments
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A41—WEARING APPAREL
    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D1/00—Garments
    • A41D1/04—Vests, jerseys, sweaters or the like
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A41—WEARING APPAREL
    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D13/00—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches
    • A41D13/002—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches with controlled internal environment
    • A41D13/005—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches with controlled internal environment with controlled temperature

Definitions

  • the present invention relates to a wearable device for controlling the temperature of the garment by using a cooling function and a heating function, and a method of controlling the temperature of the garment using the same.
  • the conventional constant temperature clothing is inconvenient that the user has to select and fill hot or cold water directly according to the climate change, and does not provide both the heating function and the cooling function, and provides only one function. There is a limit.
  • the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, wearable device and a garment using the same to provide a heating function and cooling (cooling) function by applying to the garment to maintain a comfortable temperature in the garment It is intended to provide a temperature control scheme.
  • a wearable device for controlling temperature is an air circulation path (air path) for allowing heated or cooled air to circulate in the garment, At least one temperature sensor that senses a temperature in the garment, an air pump that operates when the sensed temperature is out of a preset temperature and supplies compressed air, and compressed air is introduced from the air pump, It includes a vortex tube (vortex tube) for heating or cooling the introduced compressed air to the air circulation passage, the vortex tube is connected to a heating solenoid valve (cooling solenoid valve) and a cooling solenoid valve (cooling solenoid valve) The heated compressed air passes through the heating solenoid valve
  • the groups are respectively supplied to the air circulation passages through the cooling solenoid valves.
  • the method for adjusting the temperature of the garment by the wearable device comprises the steps of (a) sensing the temperature in the garment using one or more temperature sensors, (b) Operating an air pump for supplying compressed air when the sensed temperature is out of a preset temperature; and (c) heating or cooling the supplied compressed air in accordance with the sensed temperature to provide an air circulation passage disposed in the garment.
  • the step (c) includes a heating solenoid valve or a cooling solenoid valve connected to the vortex tube to the air circulation passage.
  • the heated compressed air is passed through the heating solenoid valve, and the cooled compressed air is supplied to the cooling solenoid. It characterized in that the respectively fed through the valve.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a wearable device for adjusting the temperature of the garment according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a process in which a wearable device adjusts a temperature of clothing according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view showing a garment to which a wearable device according to an embodiment of the present invention is applied.
  • module' refers to a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a wearable device for adjusting the temperature of the garment according to an embodiment of the present invention.
  • Wearable device 100 for controlling the temperature of the garment is the air circulation passage 110, temperature sensor 120, humidity sensor 130, temperature setting unit 140, air pump 150 ), The vortex tube 160, the heating solenoid valve 170, the cooling solenoid valve 180 and the controller 190 may be included.
  • the 'clothes' referred to in the present invention may include not only clothes worn by the user but also beddings such as sleeping bags or duvets.
  • the air circulation path 110 may be disposed at one or more of front, rear, and side surfaces of a garment to which the wearable device 100 is applied (hereinafter, referred to as 'garment'), and may be heated. Air or cooled air can be supplied and circulated.
  • the air circulation passage 110 may be arranged in plural as a pipe type when disposed in the garment, and may be disposed in one or more pads having a specific shape according to the shape of a rectangle, a circle, or a garment. .
  • the temperature sensor 120 and the humidity sensor 130 may be disposed in the garment to detect the temperature and humidity of the garment, respectively.
  • one or more temperature sensors 120 and humidity sensors 130 may be disposed depending on the size of the clothing, or may be separated from the clothing and worn on the user's body.
  • the temperature sensor 120 and the humidity sensor 130 may be worn on the user's body, and the detected information may be transmitted through a short range wireless communication method.
  • the temperature setting unit 140 may set the temperature of the garment to a temperature desired by the user (input), and may be connected to a user interface for setting the temperature.
  • the temperature setting unit 140 may set a desired humidity set by the user through the user interface, and when the user does not set a separate humidity, a humidity value set as a default may be applied.
  • the cooled air is supplied, if the temperature of the garment is low, the heated air is supplied to the air circulation passage 110 to adjust the temperature of the garment, The humidity set by the user may be further reflected.
  • the user interface connected to the temperature setting unit 140 may be disposed in a part of the garment (preferably a location convenient for the user to operate), and may execute execution of an application installed in the user's terminal (not shown). It may be displayed on the screen of the user terminal (not shown).
  • the wearable device 100 may be connected to a user terminal (not shown) through a local area network.
  • the air pump 150 may operate when the temperature or humidity sensed by the temperature sensor 120 and the humidity sensor 130 is out of a preset temperature or humidity (user desired).
  • Vortex tube 160 may be supplied.
  • the air pump 150 is a temperature and humidity of the user set in the temperature setting unit 140 and the difference between the temperature and humidity sensed by the temperature sensor 120 and the humidity sensor 130 (hereinafter, 'temperature / humidity The amount of air corresponding to the difference value of 'may be supplied to the vortex tube 160.
  • the wearable device 100 may store information on the amount of air to be supplied corresponding to the difference value of the temperature / humidity in a storage (not shown).
  • the vortex tube 160 is a plurality of solenoid valve connecting portion is connected to the inlet (not shown), the heating solenoid valve 170 and the cooling solenoid valve 180, the compressed air supplied from the air pump 150, respectively (Not shown).
  • the vortex tube 160 may heat or cool the introduced compressed air according to a difference value of the temperature / humidity and supply the compressed air to the air circulation passage 110.
  • one end of the heating solenoid valve 170 and the cooling solenoid valve 180 may be connected to the vortex tube 160, and the other end may be connected to the air circulation passage 110, respectively.
  • Air heated through the vortex tube 160 is supplied to the air circulation passage 110 through the heating solenoid valve 170, and air cooled through the vortex tube 160 is air circulated through the cooling solenoid valve 180. Can be supplied to the passage (110).
  • the heating solenoid valve 170 and the cooling solenoid valve 180 may be adjusted the angle (open / closed degree) of the valve in accordance with the difference value of the temperature / humidity.
  • the controller 190 acquires information on temperature and humidity detected by the temperature sensor 120 and the humidity sensor 130, respectively, and the temperature and humidity obtained by the temperature setting unit 140 are obtained by the temperature setting unit 140. If out of the air pump 150 may be operated.
  • the controller 190 may control the air pump 150 to supply an amount of air to be supplied corresponding to the difference value of the temperature / humidity.
  • controller 190 may adjust the angle (opening / closing degree) of the heating solenoid valve 170 or the cooling solenoid valve 180 in response to the difference value of the temperature / humidity.
  • the controller 190 stops the operation of the air pump 150. Can be.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a process in which a wearable device adjusts a temperature of clothing according to an embodiment of the present invention.
  • the desired temperature and humidity in the garment by the user is a state set in advance, hereinafter will be described in the case of considering only the temperature for convenience of description.
  • the wearable device 100 detects a temperature in the garment by using one or more temperature sensors (S201).
  • step S202 when the temperature is out of the preset temperature, the wearable device 100 operates the air pump 150 (S203).
  • the wearable device 100 may control the operation of the air pump 150 to supply an amount of air corresponding to the difference value of the temperature.
  • the wearable device 100 may maintain the stopped state of the air pump 150.
  • the wearable device 100 adjusts an angle of the heating solenoid valve or the cooling solenoid valve connected to the vortex tube according to the temperature difference value.
  • the wearable device 100 adjusts the angle of the cooling solenoid valve in response to the difference in temperature (S204).
  • the wearable device 100 cools the compressed air introduced from the air pump 150 in the vortex tube 160, and cools the cooled air through the air circulation passage 110 through an angled cooling solenoid valve in S204. It is supplied in (S205).
  • the wearable device 100 adjusts the angle of the heating solenoid valve in response to the difference in temperature (S206).
  • the wearable device 100 heats the compressed air introduced from the air pump 150 in the vortex tube 160, and heats the heated air through the air solenoid valve angled at S206. Supply to (S207).
  • the wearable device 100 may repeat the above-described process to adjust the temperature of the garment to a comfortable state desired by the user.
  • FIG 3 is a view showing a garment to which a wearable device according to an embodiment of the present invention is applied.
  • Clothing according to an embodiment of the present invention in the form of a vest as shown in Figure 3 can be worn on the upper body of the user at the time of outdoor activities such as mountaineering or fishing or at the work site.
  • the air circulation passage 110 of the wearable device 100 may be arranged in plural (four) in the form of a pipe on the front of the garment, one may be arranged in the form of a pad on the back of the garment.
  • a plurality of pipe-type air circulation passages disposed at the front of the garment and a pad-type air circulation passage disposed at the rear of the garment are illustrated as being separated without being connected to each other. It is only intended to illustrate the elements and can be connected to each other.
  • vortex tube 160, the heating solenoid valve 170, and the cooling solenoid valve 180 are also illustrated as being separated from each other, these components may also be connected to each other.
  • the temperature sensor 120 of the wearable device 100 may be disposed on a rear surface of a garment having a large contact area with a user's body. In FIG. 3, only one temperature sensor 120 is illustrated. The temperature sensor 120 may be disposed on one or more of the front, rear and side of the garment.
  • the wearable device 100 may compare the average value of the temperatures detected by each temperature sensor 120 with a preset temperature and calculate the difference. The same applies to the humidity sensor 130.
  • the user interface connected to the temperature setting unit 140 of the wearable device 100 may be disposed on the front of the garment, as shown in Figure 3, the air pump 150, vortex tube 160, heating solenoid valve 170 and the cooling solenoid valve 180 may be disposed on the back of the garment, respectively.
  • the wearable device 100 for controlling the temperature of the garment according to an embodiment of the present invention has no inconvenience of having to directly select and fill hot water or cold water according to a climate change as well as heating. Since no cooler or cooler is needed, the power consumed to operate the heater or cooler can be reduced.
  • the heated air or the cooled air is passed through the vortex tube.
  • each component can be identified as a respective process.
  • the process of the above-described embodiment can be easily understood in terms of the components of the apparatus.
  • the computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the embodiments, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

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Abstract

의복의 온도를 조절하는 웨어러블 디바이스 및 그를 이용한 의복의 온도 조절 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 온도를 조절하는 웨어러블 디바이스(wearable device)는, 가열된 공기 또는 냉각된 공기가 의복 내에서 순환되도록 하는 공기 순환 통로(air path), 상기 의복 내의 온도를 감지하는 하나 이상의 온도 센서, 상기 감지된 온도가 미리 설정된 온도를 벗어나는 경우 동작하여 압축 공기를 공급하는 에어 펌프 및 상기 에어 펌프로부터 압축 공기가 유입되며, 상기 감지된 온도와 미리 설정된 온도의 차이에 따라서 상기 유입된 압축 공기를 가열 또는 냉각시켜 상기 공기 순환 통로로 공급하는 볼텍스 튜브(vortex tube)를 포함하되, 상기 볼텍스 튜브는 히팅 솔레노이드 밸브(heating solenoid valve) 및 쿨링 솔레노이드 밸브(cooling solenoid valve)와 연결되며, 상기 가열된 압축 공기는 상기 히팅 솔레노이드 밸브를 통해서, 상기 냉각된 압축 공기는 상기 쿨링 솔레노이드 밸브를 통해서 상기 공기 순환 통로로 각각 공급되는 것을 특징으로 한다.

Description

의복의 온도를 조절하는 웨어러블 디바이스 및 그를 이용한 의복의 온도 조절 방법
본 발명은 쿨링 기능과 히팅 기능을 이용하여 의복의 온도를 조절하는 웨어러블 디바이스 및 그를 이용한 의복의 온도 조절 방법에 관한 것이다.
오늘날 의복은 그 의미와 기능성이 확대됨에 따라 단순히 몸을 보호하는 수준이 아닌 다양한 디자인을 통해 패션을 창출하면서 각자의 독특한 개성과 멋을 연출할 수 있도록 되어 있으며, 이와 더불어 사용 목적에 따라 특수한 기능을 갖도록 한 기능성 의복이 출시되고 있다.
그 예로서, 야외 작업 종사자나 등산가, 낚시꾼을 대상으로 추위나 더위와 같은 외부 환경에 대하여 신체의 체온을 정상적으로 유지할 수 있도록 한 항온 의복이 출시되고 있다.
그러나, 종래의 항온 의복은 사용자가 기후 변화에 따라 온수 또는 냉수를 직접 선택하여 충진해야 하는 불편함이 있으며, 히팅(heating) 기능과 쿨링(cooling) 기능을 모두 제공하지 못하고 어느 하나의 기능만을 제공하는 한계가 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 의복에 적용하여 히팅(heating) 기능과 쿨링(cooling) 기능을 모두 제공함으로써 의복 내 온도를 쾌적하게 유지하도록 하는 웨어러블 디바이스 및 그를 이용한 의복의 온도 조절 방안을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도를 조절하는 웨어러블 디바이스(wearable device)는 가열된 공기 또는 냉각된 공기가 의복 내에서 순환되도록 하는 공기 순환 통로(air path), 상기 의복 내의 온도를 감지하는 하나 이상의 온도 센서, 상기 감지된 온도가 미리 설정된 온도를 벗어나는 경우 동작하여 압축 공기를 공급하는 에어 펌프 및 상기 에어 펌프로부터 압축 공기가 유입되며, 상기 감지된 온도에 따라서 상기 유입된 압축 공기를 가열 또는 냉각시켜 상기 공기 순환 통로로 공급하는 볼텍스 튜브(vortex tube)를 포함하되, 상기 볼텍스 튜브는 히팅 솔레노이드 밸브(heating solenoid valve) 및 쿨링 솔레노이드 밸브(cooling solenoid valve)와 연결되며, 상기 가열된 압축 공기는 상기 히팅 솔레노이드 밸브를 통해서, 상기 냉각된 압축 공기는 상기 쿨링 솔레노이드 밸브를 통해서 상기 공기 순환 통로로 각각 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스가 의복의 온도를 조절하는 방법은 (a) 하나 이상의 온도 센서를 이용하여 상기 의복 내의 온도를 감지하는 단계, (b) 상기 감지된 온도가 미리 설정된 온도를 벗어나는 경우 압축 공기를 공급하는 에어 펌프를 동작시키는 단계 및 (c) 상기 감지된 온도에 따라서 상기 공급된 압축 공기를 가열 또는 냉각시켜 상기 의복 내에 배치된 공기 순환 통로(air path)로 공급하는 단계를 포함하되, 상기 (c) 단계는 볼텍스 튜브(vortex tube)와 연결된 히팅 솔레노이드 밸브(heating solenoid valve) 또는 쿨링 솔레노이드 밸브(cooling solenoid valve)를 통해서 상기 공기 순환 통로로 공급하되, 상기 가열된 압축 공기는 상기 히팅 솔레노이드 밸브를 통해서, 상기 냉각된 압축 공기는 상기 쿨링 솔레노이드 밸브를 통해서 각각 공급되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 의복에 적용하여 히팅(heating) 기능과 쿨링(cooling) 기능을 모두 제공함으로써 의복 내 온도를 사용자가 설정한 온도로 항상 쾌적하게 유지할 수 있다.
또한, 등산이나 낚시 등 외부 활동과 작업 현장뿐만 아니라 노인이나 병원의 환자 등에게 의료용으로도 유용하게 사용할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 의복의 온도를 조절하는 웨어러블 디바이스의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스가 의복의 온도를 조절하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 적용한 의복을 도시한 도면이다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 '…부', '…모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 의복의 온도를 조절하는 웨어러블 디바이스의 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 의복의 온도를 조절하는 웨어러블 디바이스(100)는 공기 순환 통로(110), 온도 센서(120), 습도 센서(130), 온도 설정부(140), 에어 펌프(150), 볼텍스 튜브(160), 히팅 솔레노이드 밸브(170), 쿨링 솔레노이드 밸브(180) 및 제어부(190)를 포함할 수 있다.
참고로, 본 발명에서 언급되는 '의복'은 사용자가 착용하는 옷뿐만 아니라 침낭이나 이불과 같은 침구류도 포함될 수 있다.
각 구성 요소를 설명하면, 공기 순환 통로(air path)(110)는 웨어러블 디바이스(100)가 적용되는 의복(이하 '의복'이라 칭함) 전면, 후면 및 측면 중 하나 이상에 배치될 수 있으며, 가열된 공기 또는 냉각된 공기가 공급되어 순환할 수 있다.
공기 순환 통로(110)는 의복에 배치 시 파이프 형태(pipe type)로서 복수로 배치될 수도 있고, 사각형, 원형 또는 의복의 형상에 따른 특정 모양의 패드 형태(pad type)로 하나 이상 배치될 수 있다.
한편, 온도 센서(120)와 습도 센서(130)는 의복에 배치되어 의복의 온도와 습도를 각각 감지할 수 있다.
여기서 온도 센서(120)와 습도 센서(130)는 의복의 사이즈에 따라서 하나 이상이 배치될 수도 있고, 의복과는 분리되어 사용자의 신체에 착용될 수도 있다.
만일 온도 센서(120)와 습도 센서(130)가 의복과 분리된 경우 사용자의 신체에 착용될 수 있으며, 감지된 정보는 근거리 무선 통신 방식을 통해 전송될 수 있다.
한편, 온도 설정부(140)는 의복의 온도를 사용자가 원하는(입력하는) 온도로 설정할 수 있으며, 이를 위해 온도를 설정할 수 있는 사용자 인터페이스와 연결될 수 있다.
여기서 온도 설정부(140)는 상기 사용자 인터페이스를 통해 설정된 사용자가 원하는 습도를 설정할 수 있으며, 사용자가 별도의 습도를 설정하지 않는 경우 기본(default)으로 설정된 습도 값이 적용될 수 있다.
후술하겠지만, 사용자가 설정한 온도를 기준으로 의복의 온도가 높으면 냉각된 공기가, 의복의 온도가 낮으면 가열된 공기가 공기 순환 통로(110)로 공급되어 의복의 온도가 조절될 수 있으며, 이때, 사용자가 설정한 습도가 더 반영될 수 있다.
참고로, 온도 설정부(140)와 연결된 상기 사용자 인터페이스는 의복의 일 부분(사용자가 조작하기 편한 위치인 것이 바람직함)에 배치될 수도 있고, 사용자의 단말기(미도시)에 설치된 애플리케이션의 실행을 통해 사용자 단말기(미도시)의 화면에 표시될 수도 있다.
이 경우, 웨어러블 디바이스(100)는 사용자의 단말기(미도시)와 근거리 통신망을 통해 연결될 수 있다.
한편, 에어 펌프(150)는 온도 센서(120)와 습도 센서(130)에 의해 감지된 온도 또는 습도가 미리 설정된(사용자가 원하는) 온도 또는 습도를 벗어나는 경우 동작할 수 있으며, 동작 시 압축 공기를 볼텍스 튜브(160)로 공급할 수 있다.
이때, 에어 펌프(150)는 온도 설정부(140)에서 설정된 사용자가 원하는 온도와 습도 및 온도 센서(120)와 습도 센서(130)에서 감지된 온도와 습도의 차이 값(이하, '온도/습도의 차이 값'이라 칭함)에 대응하는 공기의 양을 볼텍스 튜브(160)로 공급할 수 있다.
이를 위해, 웨어러블 디바이스(100)는 상기 온도/습도의 차이 값에 대응하여 공급되어야 할 공기의 양에 대한 정보를 저장소(미도시)에 저장할 수 있다.
한편, 볼텍스 튜브(160)는 에어 펌프(150)에서 공급되는 압축 공기가 유입되는 유입부(미도시)와 히팅 솔레노이드 밸브(170) 및 쿨링 솔레노이드 밸브(180)가 각각 연결되는 복수의 솔레노이드 밸브 연결부(미도시)를 포함할 수 있다.
볼텍스 튜브(160)는 압축 공기가 유입되면, 상기 유입된 압축 공기를 상기 온도/습도의 차이 값에 따라서 가열 또는 냉각시켜 공기 순환 통로(110)로 공급할 수 있다.
한편, 히팅 솔레노이드 밸브(170)와 쿨링 솔레노이드 밸브(180)는 일단이 볼텍스 튜브(160)와 각각 연결될 수 있으며, 타단은 공기 순환 통로(110)와 각각 연결될 수 있다.
볼텍스 튜브(160)를 통해 가열된 공기는 히팅 솔레노이드 밸브(170)를 통해서 공기 순환 통로(110)로 공급되고, 볼텍스 튜브(160)를 통해 냉각된 공기는 쿨링 솔레노이드 밸브(180)를 통해서 공기 순환 통로(110)로 공급될 수 있다.
이때, 히팅 솔레노이드 밸브(170)와 쿨링 솔레노이드 밸브(180)는 상기 온도/습도의 차이 값에 따라서 밸브의 각도(열림/닫힘 정도)가 조절될 수 있다.
한편, 제어부(190)는 온도 센서(120)와 습도 센서(130)에서 각각 감지된 온도와 습도에 대한 정보를 획득하고, 획득된 온도와 습도가 온도 설정부(140)에 의해 설정된 온도와 습도를 벗어나는 경우 에어 펌프(150)를 동작시킬 수 있다.
이때, 제어부(190)는 에어 펌프(150)가 상기 온도/습도의 차이 값에 대응하여 공급되어야 할 공기의 양을 공급하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(190)는 상기 온도/습도의 차이 값에 대응하여 히팅 솔레노이드 밸브(170) 또는 쿨링 솔레노이드 밸브(180)의 각도(열림/닫힘 정도)를 조절할 수 있다.
만일 온도 센서(120)와 습도 센서(130)로부터 획득된 온도와 습도가 온도 설정부(140)에 의해 설정된 온도와 습도에 도달하면, 제어부(190)는 에어 펌프(150)의 동작을 중단시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스가 의복의 온도를 조절하는 과정을 도시한 흐름도이다.
참고로, 사용자에 의해 의복 내의 원하는 온도와 습도는 사전에 설정된 상태이며, 이하에서는 설명의 편의 상 온도만을 고려한 경우를 설명하도록 한다.
웨어러블 디바이스(100)는 하나 이상의 온도 센서를 이용하여 의복 내의 온도를 감지한다(S201).
S201 후, 감지된 온도가 미리 설정된 온도를 벗어나는지 판단한다(S202).
S202 결과, 미리 설정된 온도를 벗어나는 경우, 웨어러블 디바이스(100)는 에어 펌프(150)를 동작시킨다(S203).
이때, 웨어러블 디바이스(100)는 온도의 차이 값에 대응하는 공기의 양을 공급하도록 에어 펌프(150)의 동작을 제어할 수 있다.
만일 S202 결과, 미리 설정된 온도에 해당하면 웨어러블 디바이스(100)는 에어 펌프(150)의 정지 상태를 유지할 수 있다.
S203 후, 웨어러블 디바이스(100)는 온도의 차이 값에 따라서 볼텍스 튜브와 연결된 히팅 솔레노이드 밸브 또는 쿨링 솔레노이드 밸브의 각도를 조절한다.
즉, S201에서 감지된 온도가 미리 설정된 온도보다 높은 경우, 웨어러블 디바이스(100)는 온도의 차이 값에 대응하여 쿨링 솔레노이드 밸브의 각도를 조절한다(S204).
S204 후, 웨어러블 디바이스(100)는 에어 펌프(150)로부터 유입된 압축 공기를 볼텍스 튜브(160)에서 냉각시키고, 냉각된 공기를 S204에서 각도가 조절된 쿨링 솔레노이드 밸브를 통해 공기 순환 통로(110)로 공급한다(S205).
만일, S201에서 감지된 온도가 미리 설정된 온도보다 낮은 경우, 웨어러블 디바이스(100)는 온도의 차이 값에 대응하여 히팅 솔레노이드 밸브의 각도를 조절한다(S206).
S206 후, 웨어러블 디바이스(100)는 에어 펌프(150)로부터 유입된 압축 공기를 볼텍스 튜브(160)에서 가열시키고, 가열된 공기를 S206에서 각도가 조절된 히팅 솔레노이드 밸브를 통해 공기 순환 통로(110)로 공급한다(S207).
S205 또는 S207 후, 웨어러블 디바이스(100)는 전술한 과정을 반복 수행하여 의복의 온도를 사용자가 원하는 쾌적한 상태로 조절할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 적용한 의복을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 의복은 도 3에 도시된 바와 같은 조끼 형태로서, 등산이나 낚시 등 야외 활동 시 또는 작업 현장에서 사용자의 상체에 착용될 수 있다.
웨어러블 디바이스(100)의 공기 순환 통로(110)는 의복의 전면에 파이프 형태로서 복수(4개)가 배치될 수 있고, 의복의 후면에는 패드 형태로서 하나가 배치될 수 있다.
참고로 도 3에 도시된 도면에서, 의복의 전면에 배치된 복수의 파이프 형태의 공기 순환 통로와 의복의 후면에 배치된 패드 형태의 공기 순환 통로가 서로 연결되지 않고 분리된 것으로 도시되었으나 이는 각 구성 요소의 명확한 도시를 위한 것일 뿐 서로 연결될 수 있다.
그리고, 볼텍스 튜브(160) 및 히팅 솔레노이드 밸브(170)와 쿨링 솔레노이드 밸브(180) 또한 서로 연결되지 않고 분리된 것으로 도시되었으나, 이 구성 요소들 역시 서로 연결될 수 있다.
또한, 웨어러블 디바이스(100)의 온도 센서(120)는 사용자의 신체와 접촉 면적이 넓은 의복의 후면에 배치될 수 있으며, 도 3에서는 한 개의 온도 센서(120)만이 도시되었으나, 실시예에 따라서 복수의 온도 센서(120)가 의복의 전면, 후면 및 측면 중 하나 이상에 배치될 수 있다.
만일, 복수의 온도 센서(120)가 의복에 배치되는 경우, 웨어러블 디바이스(100)는 각 온도 센서(120)에서 감지된 온도의 평균 값을 미리 설정된 온도와 비교하고 그 차이를 산출할 수 있다. 습도 센서(130)의 경우도 이와 동일하다.
또한, 웨어러블 디바이스(100)의 온도 설정부(140)와 연결된 사용자 인터페이스는 도 3에 도시된 바와 같이 의복의 전면에 배치될 수 있으며, 에어 펌프(150), 볼텍스 튜브(160), 히팅 솔레노이드 밸브(170) 및 쿨링 솔레노이드 밸브(180)는 의복의 후면에 각각 배치될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 의복의 온도를 조절하는 웨어러블 디바이스(100)는 종래와 같이 기후 변화에 따라 온수 또는 냉수를 직접 선택하여 충진해야 하는 불편함이 없을 뿐만 아니라, 가열기나 냉각기가 별도로 필요치 않으므로, 가열기나 냉각기를 동작시키기 위해 소비되는 전력을 감소시킬 수 있다.
즉, 사용자가 원하는 온도와 습도, 그리고 센서들로부터 측정되는 온도와 습도의 차이에 따라서 해당 차이에 대응하는 공기의 양을 유입시켜주면, 볼텍스 튜브를 통해 가열된 공기 또는 냉각된 공기가 공기 순환 통로를 통해 공급될 수 있다.
이와 같이 복잡한 구조가 아닌 간단한 구조를 가지므로 웨어러블 디바이스로서 의복이나 침구류 등에 적용하기 용이하며, 항상 원하는 온도와 습도를 유지하여 쾌적한 환경을 제공할 수 있다.
한편, 전술된 실시예의 구성 요소는 프로세스적인 관점에서 용이하게 파악될 수 있다.
즉, 각각의 구성 요소는 각각의 프로세스로 파악될 수 있다. 또한 전술된 실시예의 프로세스는 장치의 구성 요소 관점에서 용이하게 파악될 수 있다.
또한 앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허 청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 의복의 온도를 조절하는 웨어러블 디바이스(wearable device)에 있어서,
    가열된 공기 또는 냉각된 공기가 의복 내에서 순환되도록 하는 공기 순환 통로(air path);
    상기 의복 내의 온도를 감지하는 하나 이상의 온도 센서;
    상기 감지된 온도가 미리 설정된 온도를 벗어나는 경우 동작하여 압축 공기를 공급하는 에어 펌프; 및
    상기 에어 펌프로부터 압축 공기가 유입되며, 상기 감지된 온도와 미리 설정된 온도의 차이에 따라서 상기 유입된 압축 공기를 가열 또는 냉각시켜 상기 공기 순환 통로로 공급하는 볼텍스 튜브(vortex tube)
    를 포함하되,
    상기 볼텍스 튜브는 히팅 솔레노이드 밸브(heating solenoid valve) 및 쿨링 솔레노이드 밸브(cooling solenoid valve)와 연결되며,
    상기 가열된 압축 공기는 상기 히팅 솔레노이드 밸브를 통해서,
    상기 냉각된 압축 공기는 상기 쿨링 솔레노이드 밸브를 통해서 상기 공기 순환 통로로 각각 공급되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 순환 통로는
    상기 의복의 전면, 후면 및 측면 중 하나 이상에 배치되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 히팅 솔레노이드 밸브 및 쿨링 솔레노이드 밸브는 상기 감지된 온도와 미리 설정된 온도의 차이에 따라서 밸브의 열림 각도가 조절되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 의복 내의 습도를 감지하는 습도 센서
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 히팅 솔레노이드 밸브 및 쿨링 솔레노이드 밸브는 상기 감지된 습도를 반영되어 밸브의 열림 각도가 조절되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 미리 설정된 온도를 입력하는 온도 설정부
    를 더 포함하되,
    상기 에어 펌프는
    상기 감지된 온도와 상기 미리 설정된 온도의 차이에 대응하는 공기의 양을 공급하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스.
  7. 웨어러블 디바이스가 의복의 온도를 조절하는 방법에 있어서,
    (a) 하나 이상의 온도 센서를 이용하여 상기 의복 내의 온도를 감지하는 단계;
    (b) 상기 감지된 온도가 미리 설정된 온도를 벗어나는 경우 압축 공기를 공급하는 에어 펌프를 동작시키는 단계; 및
    (c) 상기 감지된 온도와 미리 설정된 온도의 차이에 따라서 상기 공급된 압축 공기를 가열 또는 냉각시켜 상기 의복 내에 배치된 공기 순환 통로(air path)로 공급하는 단계
    를 포함하되,
    상기 (c) 단계는
    볼텍스 튜브(vortex tube)와 연결된 히팅 솔레노이드 밸브(heating solenoid valve) 또는 쿨링 솔레노이드 밸브(cooling solenoid valve)를 통해서 상기 공기 순환 통로로 공급하되,
    상기 가열된 압축 공기는 상기 히팅 솔레노이드 밸브를 통해서,
    상기 냉각된 압축 공기는 상기 쿨링 솔레노이드 밸브를 통해서 각각 공급되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스의 의복 온도 조절 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는
    상기 감지된 온도와 미리 설정된 온도의 차이에 따라서 상기 히팅 솔레노이드 밸브 또는 쿨링 솔레노이드 밸브의 열림 각도를 조절하여 상기 가열된 압축 공기 또는 냉각된 압축 공기를 상기 공기 순환 통로로 공급하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스의 의복 온도 조절 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는
    상기 의복 내의 습도를 더 감지하고
    상기 (c) 단계는
    상기 감지된 습도를 더 반영하여 상기 공급된 압축 공기를 가열 또는 냉각시키는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스의 의복 온도 조절 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 미리 설정된 온도를 입력 받는 단계
    를 더 포함하되,
    상기 (b) 단계는
    상기 감지된 온도와 상기 미리 설정된 온도의 차이에 대응하는 공기의 양을 공급하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스의 의복 온도 조절 방법.
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