유체 온열매트

유체 온열매트{Fluid thermal mat}

본 고안은 유체 온열매트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 두 개의 합성수지를 고주파 압착을 이용하여 유로관을 형성시키고, 유체가 순환될 수 있는 유체 온열매트에 관한 것이다.

일반적으로 매트는 매트 커버와, 매트 커버의 내부에 구비된 쿠션재로 구성되어 있다. 그리고, 이러한 매트 커버는 소정의 면적을 갖는 상ㆍ하부 시트 가장자리를 박음질로 연결하되, 연결부위가 직접 외부로 노출되는 것을 방지하도록 레이스 등으로 커버하도록 구비되어 있다. 이와 더불어, 매트 커버의 표면에는 여러가지 그림이나 글씨 및 문양이 인쇄되거나 박음질 되어 아늑한 분위기를 자아내도록 구비되어 있다.

그러나 이러한 매트는 단지 사용자가 그 위에 누워 있을 때 단순한 쿠션만을 제공할 뿐 사용자의 체온을 유지하거나, 그에 따른 지압이나 맛사지를 통한 혈액순환을 촉진시키는 등의 부가적인 기능이 없어 피로를 풀기에는 부적절한 원인이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 통상의 매트에 체온을 유지하기 위한 발열수단과 혈액순환을 촉진시키고, 체내의 노폐물을 체외로 배출시켜 제거하는 복합적인 기능을 갖는 원적외선 발산체가 구비된 온열 매트가 제안되었다.

그러나, 개선된 온열 매트는 매트 내부에 전열선이 구비되어 사용시 전자파가 발생되기 때문에 인체에 매우 유해하고, 인체와 밀착되는 매트에 구비된 전열선으로 인해 감전의 위험성도 제기되어 왔다. 이와 더불어 화재의 위험성도 감수해야만 하는 문제점이 있었다.

한편, 개선된 종래의 온열 매트의 문제점을 해결하기 위해서 국내 실용신안의 "온수온돌매트(출원번호 1999-19759)"가 제시되었다. 첨부된 도 1과 도 2를 살펴보면, 상면과 하면에 각각 방수외피(1a,1b)가 구비되고, 상면 방수외피(1a) 내측에는 보온재(2)가 위치되며, 하면 방수외피(1b) 내측에는 단열재(3)가 구비된다. 그리고, 이 보온재(2)와 상기 단열재(3) 사이에는 방열관보호재(4)가 구비되어진다. 또한, 방열관보호재(4)의 중심부에는 방열관(5)이 배치되고, 이 방열관(5)의 상측에는 충진재(6)가 방열관(5)의 위치를 고정하고 있다. 상기 방열관(5)에는 물이 채워진 상태에서 온수처리기(7)와 펌프(미도시)를 통해 물이 순환되는 구조를 갖고 있다.

그런데, 상기 온수온돌매트는 방열관(5)이 금속재로 구성되기 때문에 장시간 사용할 경우 방열관(5)이 부식되는 문제점이 있다. 물론, PVC로 구성하여 제조원가를 줄일 수 있다고 명시되어 있지만, 4mm의 소형 직경을 갖도록 구성할 경우 쉽게 파열되기 때문에 PVC로 구성할 수 없게 된다.

그 뿐만 아니라, 상기 온수온돌매트는 물이 채워지고 순환되는 부재가 관으로 형성되어 매트를 접을 수 없는 단점이 있다. 또한, 매트를 이동시킬 경우 펼쳐진 상태에서만 가능하고, 관이 파열되는 것을 방지하기 위해서는 매트의 양측을 잡고 운반해야만 한다. 때문에, 매트를 옮기는 작업을 두명이 해야만 하는 문제점도 있다.

본 고안은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 전자파가 발생되지 않는 유체 온열매트를 제공하는데 있다.

또한, 매트를 접은 상태에서 보관 및 운반이 가능한 유체 온열매트를 제공하는데 다른 목적이 있다.

그리고, 유체가 순환되는 관의 부식이 발생되지 않는 유체 온열매트를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 유체 온열매트는 섬유소재로 이루어진 외피; 상기 외피의 내측에 위치되는 단열재; 상기 단열재 내부에 위치되고, 합성수지로 구비된 유체순환부재; 상기 유체순환부재에 수용된 유체를 순환시키는 펌프; 상기 펌프와 연결되어 상기 유체순환부재에 수용된 유체의 온도를 조절하는 열교환기로 이루어진 것이 특징이다.

본 고안의 유체 온열매트의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 유체순환부재는, 제 1합성수지; 상기 제 1합성수지와 밀착되는 제 2합성수지를 포함하며, 상기 제 1합성수지와 상기 제 2합성수지는 유로관이 형성된다.

본 고안의 유체 온열매트의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 유체순환부재는, 상기 유로관의 양 끝단에 유입구와 유출구가 각각 형성되고, 상기 유로관은 지그재그 형태로 구성된다.

본 고안의 유체 온열매트의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 유로관은, 상기 매트 내부에 다수개로 배치된다.

본 고안의 유체 온열매트의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 유로관 사이에는 보온재가 더 구비된다.

본 고안의 유체 온열매트의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 유체순환부재는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론, 폴리아세탈수지, 우레탄, 폴리염화비닐, 피브이시 중 선택되는 어느 하나인 것이 특징이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 구성 및 작용효과를 설명하도록 한다.

첨부된 도 3내지 도 5에서 보는 바와 같이, 본 고안의 유체 온열매트(100)는 외피(10a,10b), 단열재(20a,20b), 유체순환부재(30), 펌프(40), 열교환기(50)로 크게 구분된다.

상기 외피(10a,10b)는 상부와 하부에 각각 위치되는 것으로 상측외피(10a)와 하측외피(10b)로 구성된다. 이들 외피(10a,10b)는 도면에서는 각각 분리된 상태로 도시되었지만, 하나의 부재로 구성되거나 테두리는 재봉으로 박음질 될 수 있다. 그리고, 일측은 벨크로타입이나 지퍼로 개폐가능하게 형성된다. 또한, 이들 외피(10a,10b)는 물이나 커피와 같은 액체가 쏟아져서 내부로 스며들지 않도록 방수처리된 부직포로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 단열재(20a,20b)는 상기 외피(10a,10b)들 내측에 각각 위치되는 것으로, 상측단열재(20a)와 하측단열재(20b)로 구성된다. 이 단열재(20a,20b)는 쿠션의 역할을 하고, 내부에서 순환되는 유체의 열기가 외부로 방출되는 것을 차단할 수 있다. 그리고, 상기 단열재(20a,20b)는 접착재를 이용하여 상측단열재(20a)와 하측단열재(20b)가 서로 부착될 수 있는 구조를 갖는다. 또한, 상기 단열재(20a,20b)들은 사용자가 매트(100)에 누었을 때 편안함을 느낄 수 있을 정도의 완충성과 복원력을 갖도록 구성되며, 이 소재로는 발포성 합성수지를 원료로한 발포체로 구성된 시트나 폴리에스테르 등으로 구성된다.

상기 유체순환부재(30)는 제1합성수지(30a)와 제2합성수지(30b)로 구성된다. 이 합성수지(30a,30b)는 상기 단열재(20a,20b)와 동일한 크기를 가지며, 얇은 두께로 형성된다. 그리고, 상기 합성수지(30a,30b)들은 폴리에틸렌 (polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 나일론(nylon), 폴리아세탈수지(polyacetal)등과 같은 열가소성수지로 이루어지는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 우레탄(urethane), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride), PVC 등의 재질로 이루어진다. 또한, 상기 제1합성수지(30a)와 상기 제2합성수지(30b)는 유로관(31), 유입구(32), 유출구(33)가 형성된다. 상기 유로관(31)은 상기 합성수지(30a,30b)를 고주파 압착시켜 지그재그 형태의 유로관(31)이 형성된다. 즉, 일정한 너비(직경)를 갖도록 하여 이 너비를 제외한 나머지 합성수지(30a,30b)들을 열 압착시키는 것이다. 이러한 고주파 압착을 통해 유로관(31)이 형성되고, 그 끝단부에는 각각 유입구(32)와 유출구(33)가 형성되는 것이다. 이러한 유로관(31)의 형상은 다양하게 변경시킬 수 있다. 다만, 유입구(32)와 유출구(33)가 각각 유로관(31)에 연통되도록 형성되어야만 한다. 그리고, 상기 유로관(31) 내부에는 유체가 수용되는 것이다. 상기 유체는 물을 사용할 수 있으며, 실리콘유로 대체할 수도 있다. 상기 실리콘유는 실리콘 제품 중에서도 가장 광범위하게 사용되는 것으로, 내열성, 물리적/화학적 안정성이 우수하고 저온에서도 유동성을 잃지 않는 특성이 있다.

한편, 상기 펌프(40)는 상기 유체를 강제로 순환시키는 것으로, 유체가 외부로 유출되지 않도록 소형 솔레노이드펌프로 구성되는 것이 바람직하다. 그리고, 이 펌프는 상기 유체순환부재와 연결되도록 매트의 일측에 위치된다. 또한, 상기 펌프(40)는 유입구(32)와 유출구(33)에 각각 연결되고, 상기 펌프(40)는 후술되는 열교환기(50)와도 연결된다.

상기 열교환기(50)는 그 내부에 세라믹히터(미도시)가 구비된다. 그리고, 일측에는 전원이 공급되는 전원부 및 조절부(60)가 구비되어 있다. 상기 세라믹히터는 전기를 열원으로 하여 열을 발생시키는 것으로 이러한 세라믹히터는 보편적으로 사용되고 있는 것으로, 국내실용신안공보 1999-20609를 참조하도록 하고 자세한 설명은 생략하도록 한다.

그리고, 상기 조절부(60)는 온도를 수동으로 조절하기 위한 것으로, 유체의 온도를 감지하는 온도센서가 더 구비될 수도 있다. 또한, 이 온도센서는 열교환기(50) 외부에 구비된 표시부로 유체의 온도를 실시간으로 표시하게 된다.

한편, 첨부된 도 6과 도 7에서 보는 바와 같이, 본 고안의 유체 온열매트 내부에는 보온재(70a,70b)가 더 구비된다. 이 보온재(70a,70b)는 유체순환부재(30)에 형성된 유로관(31) 사이에 배치되는 것이다. 즉, 제1합성수지(30a)와 제2합성수지(30b)를 고주파 압착하여 유로관(31)을 형성시키고, 상기 유로관(31) 내부에는 유체가 수용된다. 그런데, 이 유로관(31)은 상측과 하측 방향으로 반원의 돌출된 단면을 갖는다. 때문에, 상기 유로관(31)과 단열재(20a,20b) 사이에는 빈 공간이 발생되므로, 이 공간을 상기 보온재(70a,710b)로 채워지도록 하는 것이다. 따라서, 유로관(31)이 외부의 충격으로 인해 파열되는 것을 방지할 수 있고, 유체의 열이 외부로 방출되는 것을 보다 효과적으로 차단할 수 있는 것이다. 그리고, 이 보온재(70a,70b)는 인체의 신진대사를 촉진시키거나 은은한 향이 지속적으로 발생되는 옥, 황토, 숯, 은, 각종 약재 등이 가공처리되어 구비되어지는 것이다.

이상과 같이 구성된 본 고안의 유체 온열매트의 작용 및 사용상태를 설명하도록 한다. 먼저, 상술된 본 고안의 유체 온열매트(100)에서 펌프(40), 열교환기(50), 온도조절기(60)는 보편적으로 또는 광범위하게 사용되고 있는 것이므로 자세한 설명은 생략하였다.

한편, 유체 온열매트(100)는 매트(100)를 제작하는 과정에서 제1합성수지(30a)와 제2합성수지(30b)를 고주파 압착시켜 유로관(31)이 형성된다. 그리고, 이 유로관(31) 내부에는 유체가 충진된다. 이 온열매트를 사용하고자 할 경우, 전원부에 전원이 연결되면 수동식 온도조절기를 이용하여 매트(100)의 적정한 온도를 설정한다. 이때, 열교환기(50) 내부에서는 세라믹히터에 전기 에너지가 공급되고, 이 전기에너지는 열을 발생시킨다. 이와 함께, 펌프(40)가 작동되고 유체순환부재(30) 내부에 충진된 유체가 상기 유로관(31)을 순환하게 된다. 상기 열교환기(50) 내부에서는 지속적으로 유체의 온도를 유지시키고, 상기 펌프(40)에서는 상기 열교환기(50)와 마찬가지로 유체를 강제로 순환시키게 된다. 소정 시간이 경과되면 유로관(31)에 충진된 유체의 온도가 점차적으로 상승되고, 이 유로관(31)과 펌프(40), 그리고 열교환기(50)를 경유하여 유체가 지속적으로 순환되는 것이다.

이와 같이 구성되고 작동되는 본 고안의 유체 온열매트는 종래의 온열매트와는 달리 열을 발생시키는 발열부재가 튜브 형태로 구성된다. 그러므로, 매트를 접은 상태로 보관할 수 있으며 이러한 상태에서 운반이 가능하다. 또한, 전기매트의 감전에 대한 우려를 하지 않아도 된다.

그리고, 유체를 물이 아닌 오일로 구성할 경우 지속적으로 물을 채워줘야 하는 번거로움을 없앨 수 있다. 또한, 본 고안의 오일을 이용한 온열매트는 그 내부에 세라믹히터와 온도조절기가 구비된 열교환기(50)가 배치되고, 이 열교환기(50)와 연결되고 유체를 유체순환부재 내부에서 순환시키는 펌프(40)가 매트(100) 내부에 각각 구비된다. 그러므로, 매트(100)와 별개로 구비된 종래의 온열매트보다 보관 및 이동이 편리한 이점이 있다. 그리고, 사용중 열교환기나 펌프에 커피나 물과 같은 액체를 떨어뜨려 감전이나 화재가 발생되지 않는다.

이상과 같이 구성된 본 고안의 유체 온열매트의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 매트 내부에는 유체가 채워진 유체순환부재가 구비되고, 상기 유체는 열교환기를 통해서 온도를 높여주며 펌프를 통해 유체가 상기 유체순환부재에 형성된 유로관을 통해서 순환된다. 따라서, 매트에서는 전자파가 발생되지 않으며 화재 및 감전의 위험이 전혀 발생되지 않는다.

둘째, 유체가 채워진 유체순환부재는 튜브 형태로 제작된다. 따라서, 매트를 접은 상태로 보관하거나 이동이 가능하다.

셋째, 유체는 열교환기와 펌프 그리고 유로관을 반복적으로 유동하기 때문에 매트에 전달되는 온도가 짧은 시간에도 고온을 유지할 수 있다.

넷째, 유로관 사이에는 보온재가 더 구비되어 유로관에 외부의 충격에 의해서 파열되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 유로관을 순환하는 유체의 열이 외부로 방출되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 본 고안은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명 되었지만 본 고안의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 실용신안청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 종래의 온열매트를 도시한 개략적인 도면,

도 2는 종래의 온열매트를 도시한 측면 단면도,

도 3은 본 고안의 유체 온열매트의 개략적인 분리 사시도,

도 4는 본 고안의 유체 온열매트의 내부를 도시한 평면도,

도 5는 본 고안의 유체 온열매트의 단면도,

도 6은 본 고안의 유체 온열매트의 다른 실시예를 도시한 분리사시도,

도 7은 본 고안의 유체 온열매트의 다른 실시예에 따른 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10a : 상측외피 10b : 하측외피

20a : 상측단열재 20b : 하측단열재

30 : 유체순환부재 30a : 제1합성수지

30b : 제2합성수지 31 : 유로관

32 : 유입구 33 : 유출구

40 : 펌프 50 : 열교환기

60 : 조절부 70a, 70b: 보온재

100 : 매트