KR101779037B1 - 펠티에모듈을 이용한 의료기기용 냉온 마사지 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펠티에모듈을 이용한 의료기기용 냉온 마사지 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펠티에모듈을 이용하여 냉열 공기 혹은 온열 공기를 마사지 장치에 구성된 커프에 제공함으로써, 냉매를 사용하지 않아 친환경적이고, 커프의 온도나 압력을 실시간으로 체크하여 임계치를 초과할 경우에 이에 대한 실시간 제어가 가능하며, 적층형 펠티에모듈을 제공하여 장치의 크기를 소형화할 수 있는 펠티에모듈을 이용한 의료기기용 냉온 마사지 제어장치에 관한 것이다.

Description

펠티에모듈을 이용한 의료기기용 냉온 마사지 제어장치{using the Peltier Heat-Cool temperature Control Module for Massage device}

본 발명은 펠티에모듈을 이용한 의료기기용 냉온 마사지 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펠티에모듈을 이용하여 냉열 공기 혹은 온열 공기를 마사지 장치에 구성된 커프에 제공함으로써, 마사지 효과를 높일 수 있으며, 냉매를 사용하지 않아 친환경적이고, 커프의 온도나 압력을 실시간으로 체크하여 임계치를 초과할 경우나 룩업테이블을 이용한 프로그램 제어에 대한 실시간 제어가 가능하며, 적층형 펠티에모듈을 제공하여 장치의 크기를 소형화할 수 있는 펠티에모듈을 이용한 의료기기용 냉온 마사지 제어장치에 관한 것이다.

열전소자는 주지된 바와 같이 대기오염을 일으키는 원인물질의 하나인 프레온 가스 등을 대체하여 냉각수단으로 활용되고 있을 뿐만 아니라, 제베크 효과(Seebeck effect)에 의한 소형 발전기로도 널리 사용되고 있는 소자이다.

열전소자에서의 제베크 효과에 의한 열전 발전은 온도차에 의해 도체가 자기적으로 분극을 일으킨 결과인데, 온도차에 의한 전압 즉, 열기전력이 발생하여 폐회로 내에서 전류가 흐르기 때문에 일어나는 것이다.

보다 구체적으로 열전소자로 n 타입 열전반도체를 사용하는 경우에는 냉각면은 -로 대전되고, 열면은 +로 대전되며, 그로 인해 냉각면과 상기 열면 사이에 전위차가 발생되어 열전발전이 이루어지게 되는 것이다.

또한, 반도체를 매개로 금속이 상호 접지되어져 형성된 루프에 전류를 흘리면 페르미에너지 차이로 전위차가 발생하게 되고, 전자가 한쪽 금속면에서 다른 쪽으로 이동하기 위해 필요한 에너지를 가지고 가기 때문에 냉각(흡열)이 일어나는 반면, 다른 금속면은 상기 전자가 가지고 온 에너지만큼 열에너지를 내놓기 때문에 가열(방열)이 일어나는데, 이를 펠티에 효과(Peltier effect)라고 하며 열전소자에 의한 냉각장치의 작동원리가 된다.

이때, 상기 반도체의 종류와, 전류가 흐르는 방향에 따라 흡열과 방열의 위치가 결정되며, 재질에 따라 그 효과에도 차이가 발생한다.

도 1은 열전소자에 구비된 N.P형 반도체의 구조도인바, 이를 참조하여 열전소자의 작동상태를 설명하면, N형 반도체(N)와 P형 반도체(P)가 도체(M)를 매개로 직렬연결된 회로에 직류전류(D.C)가 가해지면, (-)로 대전된 금속/반도체 접점(1,2)에서는 주위로부터 열에너지를 흡수한 전자가 반도체 내부로 이동되어 흡열이 일어나고, (+)로 대전된 접점에서는 전자의 열에너지 방출에 의해 방열(3, 4)이 일어나게 된다.

또한, 전류의 방향을 역으로 하면 상기 흡열 및 방열부위 또한 뒤바뀌게 된다.

한편, 상기 반도체(N, P)의 재질에 따라서도 열전효율에 차이가 생기는데, 현재 열전지수가 우수하여 널리 활용되고 있는 열전재료에는 BiTe계와, PbTe계등이 있다.

하지만, 상기 열전재료를 활용하여 최적화된 경우라도 N형 반도체와 P형 반도체가 한쌍으로 된 열전쌍의 공급전력당 흡열 및/또는 방열량은 매우 미미하다.

이러한 이유로 반도체(N, P)가 냉각장치 등에 실제로 활용되는 경우에는 상기 열전쌍을 복수개 연결하여 흡열 및/또는 방열량을 양적으로 늘리고 있으며, 이러한 소자를 열전소자라 하여 냉각장치 등에 널리 응용되고 있다.

미설명부호인 'E.F' 및 'H.F'는 N형 반도체와 P형 반도체에서 각각 일어나는 전자류(Electron Flow)와 정공류(Hole Flow)의 방향을 나타낸 것이다.

도 2는 일반적인 열전소자의 부분절개 사시도이다.

도면에 도시된 바와 같이 다수의 상기 열전쌍을 평판위에 배치하여 직렬회로가 되도록 도체를 연결한 후 직류전류(+, -)를 가함으로써 상기 열전쌍들을 중심으로 방열과 흡열이 대향하게 발생되는 구조를 이룬다.

한편, 종래의 마사지 요법 및 온열/한냉 요법은 관절가동범위와 유연성을 증가시키고 근골격계 통증 완화 및 심리적 안정에 큰 도움을 주며 온/냉 커프 개발은 온/냉을 겸비한 실제적인 물리적 마사지 요법을 제공함으로써, 근골격계 통증을 완화하고 환자의 증상에 따른 중재방법을 제공할 수 있게 된다.

그러나, 반도체 냉각방식을 적용한 냉온 하지 마사지 장치는 존재하지 않고 있는 실정이다.

따라서, 냉각과 가열의 양기능으로 상온에서 온도 제어가 불가능하며, 온도 대응성이 좋지 않아 의료 사고가 발생하는 경우가 빈번하였다.

이를 해결하기 위하여, 펠티에모듈을 이용하여 냉열 공기 혹은 온열 공기를 마사지 장치에 구성된 커프에 제공함으로써, 냉매를 사용하지 않아 친환경적이고, 커프의 온도나 압력을 실시간으로 체크하여 임계치를 초과할 경우에 이에 대한 실시간 제어가 가능한 기술을 제안하게 된 것이다.

대한민국 공개특허공보 10-2005-0047001호(2005.05.19)

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 펠티에모듈을 이용하여 냉열 공기 혹은 온열 공기를 마사지 장치에 구성된 커프에 제공함으로써, 마사지 효과를 높일 수 있으며, 냉매를 사용하지 않아 친환경적이고, 커프의 온도나 압력을 실시간으로 체크하여 임계치를 초과할 경우나 룩업테이블을 이용한 프로그램 제어에 대한 실시간 제어가 가능하도록 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 적층형 펠티에모듈을 제공하여 장치의 크기를 소형화할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여,

본 발명의 일실시예에 따른 펠티에모듈을 이용한 의료기기용 냉온 마사지 제어장치는,

일정 간격으로 제1적층형통공부(110)를 다수 형성하고 있는 알루미늄 재질의 제1열전도체(100)와,

상기 제1열전도체에 형성된 다수의 제1적층형통공부에 형성되어 있는 제1펠티에모듈(200)과,

상기 제1열전도체의 일측에 결합되어 있는 제1송풍팬(300)과,

상기 제1열전도체의 타측에 결합되어 제1열전도체에 형성된 제1펠티에모듈의 동작에 의해 변환된 공기를 Y자형연결관으로 공급하기 위한 제1에어토출부(400),를 포함하여 구성되는 제1적층펠티에모듈형냉온공급장치(1000);

일정 간격으로 제2적층형통공부(110a)를 다수 형성하고 있는 알루미늄 재질의 제2열전도체(100a)와,

상기 제2열전도체에 형성된 다수의 제2적층형통공부에 형성되어 있는 제2펠티에모듈(200a)과,

상기 제2열전도체의 일측에 결합되어 있는 제2송풍팬(300a)과,

상기 제2열전도체의 타측에 결합되어 제2열전도체에 형성된 제2펠티에모듈의 동작에 의해 변환된 공기를 Y자형연결관으로 공급하기 위한 제2에어토출부(400a),를 포함하여 구성되는 제2적층펠티에모듈형냉온공급장치(1000a);

상기 제1에어토출부(400)와 제2에어토출부(400a)에 일측이 결합되어 있으며, 타측이 커프에 결합되어 있어 공급되는 변환된 공기를 커프에 제공하기 위한 Y자형연결관(2000);

상기 제1에어토출부(400)와 제2에어토출부(400a)에 각각 형성되어 공급되는 변환된 공기의 온도를 감지하기 위한 토출부용온도센서부(3000, 3000a);

상기 Y자형연결관(2000)의 일측에 각각 결합되어 있는 제1커프(4000) 및 제2커프(4000a);

상기 제1커프 및 제2커프에 각각 형성되어 제1커프 및 제2커프의 온도를 감지하기 위한 커프용온도센서부(5000, 5000a);

상기 제1커프 및 제2커프에 각각 형성되어 제1커프 및 제2커프의 압력을 감지하기 위한 커프용압력센서부(6000, 6000a);

상기 Y자형연결관(2000)의 제1라인(2100)에 설치 구성되어 펠티에온도제어부의 제어에 따라 개폐를 수행하기 위한 제1전자밸브(7000);

상기 Y자형연결관(2000)의 제2라인(2200)에 설치 구성되어 펠티에온도제어부의 제어에 따라 개폐를 수행하기 위한 제2전자밸브(7000a);

제1커프 및 제2커프의 온도값과 압력값을 획득하여 임계치를 초과할 경우에 제1펠티에모듈(200)과, 제1송풍팬(300)과, 제2펠티에모듈(200a)과, 제2송풍팬(300a)의 동작을 제어하거나, 토출부용온도센서부(3000, 3000a)의 온도값을 획득하여 임계치를 초과할 경우에 제1펠티에모듈(200)과, 제1송풍팬(300)과, 제2펠티에모듈(200a)과, 제2송풍팬(300a)의 동작을 제어하기 위한 펠티에온도제어부(8000);를 포함하여 구성함으로써, 본 발명의 과제를 해결하게 된다.

이상의 구성 및 작용을 지니는 본 발명에 따른 펠티에모듈을 이용한 의료기기용 냉온 마사지 제어장치는,

펠티에모듈을 이용하여 냉열 공기 혹은 온열 공기를 마사지 장치에 구성된 커프에 제공함으로써, 냉매를 사용하지 않아 친환경적이고, 커프의 온도나 압력을 실시간으로 체크하여 임계치를 초과할 경우에 이에 대한 실시간 제어가 가능하거나, 룩업테이블을 이용한 프로그램 제어에 대한 실시간 제어가 가능하도록 함으로써, 펠티에모듈에 의한 냉각과 가열의 양기능으로 상온에서 온도 제어가 가능한 효과와 실시간 온도 감지 및 압력 감지에 따른 온도 및 압력 대응성을 높였으며, 수명이 길기 때문에 이에 따른 신뢰성을 제공할 수 있으며, 유지 보수가 용이한 장점을 제공하게 된다.

또한, 냉온 마사지는 증상별로 다른 처방이 이루어져야 하는데, 기존에 열선을 통해 열원을 공급하는 마사지 장치의 경우에는 전자파 장애나 누전에 의한 위험성을 가지고 있으며, 또한 굽힘 동작에서 자유롭지 못한 부분 등은 열선형 가열방식의 마사지 장치의 단점으로 활용도가 낮지만, 본 발명은 상기한 문제점을 개선할 수 있게 된다.

또한, 종래 마사지장치의 마사지에 대한 강도는 기계식 마사지방식을 이용하고 있으나, 본 발명의 경우에는 압력센서를 이용한 공기 마사지방식을 사용하고 있으므로 치료를 목적으로 하는 치료사나 의사의 치료 방법과 유사한 압력과 온열을 가할 수 있도록 프로그램화할 수 있어 이를 이용하여 압력 정도를 조정할 수 있게 되어 이에 따른 냉온마사지 효과를 더욱 탁월하게 제공할 수 있게 된다.

도 1은 열전소자에 구비된 N.P형 반도체의 구조도이며, 도 2는 일반적인 열전소자의 부분절개 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 펠티에모듈을 이용한 의료기기용 냉온 마사지 제어장치의 전체 개념도이며, 도 4는 알루미늄 재질의 열전도체에 펠티에모듈이 장착되는 예시도이며, 도 5는 송풍팬, 적층펠티에모듈형냉온공급장치, 에어토출부를 나타낸 예시도이며, 도 6은 실제 사진이다.

본 발명의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 펠티에모듈을 이용한 의료기기용 냉온 마사지 제어장치는,

일정 간격으로 제1적층형통공부(110)를 다수 형성하고 있는 알루미늄 재질의 제1열전도체(100)와,

상기 제1열전도체에 형성된 다수의 제1적층형통공부에 형성되어 있는 제1펠티에모듈(200)과,

상기 제1열전도체의 일측에 결합되어 있는 제1송풍팬(300)과,

상기 제1열전도체의 타측에 결합되어 제1열전도체에 형성된 제1펠티에모듈의 동작에 의해 변환된 공기를 Y자형연결관으로 공급하기 위한 제1에어토출부(400),를 포함하여 구성되는 제1적층펠티에모듈형냉온공급장치(1000);

일정 간격으로 제2적층형통공부(110a)를 다수 형성하고 있는 알루미늄 재질의 제2열전도체(100a)와,

상기 제2열전도체에 형성된 다수의 제2적층형통공부에 형성되어 있는 제2펠티에모듈(200a)과,

상기 제2열전도체의 일측에 결합되어 있는 제2송풍팬(300a)과,

상기 제2열전도체의 타측에 결합되어 제2열전도체에 형성된 제2펠티에모듈의 동작에 의해 변환된 공기를 Y자형연결관으로 공급하기 위한 제2에어토출부(400a),를 포함하여 구성되는 제2적층펠티에모듈형냉온공급장치(1000a);

상기 제1에어토출부(400)와 제2에어토출부(400a)에 일측이 결합되어 있으며, 타측이 커프에 결합되어 있어 공급되는 변환된 공기를 커프에 제공하기 위한 Y자형연결관(2000);

상기 제1에어토출부(400)와 제2에어토출부(400a)에 각각 형성되어 공급되는 변환된 공기의 온도를 감지하기 위한 토출부용온도센서부(3000, 3000a);

상기 Y자형연결관(2000)의 일측에 각각 결합되어 있는 제1커프(4000) 및 제2커프(4000a);

상기 제1커프 및 제2커프에 각각 형성되어 제1커프 및 제2커프의 온도를 감지하기 위한 커프용온도센서부(5000, 5000a);

상기 제1커프 및 제2커프에 각각 형성되어 제1커프 및 제2커프의 압력을 감지하기 위한 커프용압력센서부(6000, 6000a);

상기 Y자형연결관(2000)의 제1라인(2100)에 설치 구성되어 펠티에온도제어부의 제어에 따라 개폐를 수행하기 위한 제1전자밸브(7000);

상기 Y자형연결관(2000)의 제2라인(2200)에 설치 구성되어 펠티에온도제어부의 제어에 따라 개폐를 수행하기 위한 제2전자밸브(7000a);

제1커프 및 제2커프의 온도값과 압력값을 획득하여 임계치를 초과할 경우에 제1펠티에모듈(200)과, 제1송풍팬(300)과, 제2펠티에모듈(200a)과, 제2송풍팬(300a)의 동작을 제어하거나, 토출부용온도센서부(3000, 3000a)의 온도값을 획득하여 임계치를 초과할 경우에 제1펠티에모듈(200)과, 제1송풍팬(300)과, 제2펠티에모듈(200a)과, 제2송풍팬(300a)의 동작을 제어하기 위한 펠티에온도제어부(8000);를 포함하여 구성하게 된다.

이하, 본 발명에 의한 펠티에모듈을 이용한 의료기기용 냉온 마사지 제어장치의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 펠티에모듈을 이용한 의료기기용 냉온 마사지 제어장치의 전체 개념도이며, 도 4는 알루미늄 재질의 열전도체에 펠티에모듈이 장착되는 예시도이며, 도 5는 송풍팬, 적층펠티에모듈형냉온공급장치, 에어토출부를 나타낸 예시도이며, 도 6은 실제 사진이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 펠티에모듈을 이용한 의료기기용 냉온 마사지 제어장치는, 크게, 제1적층펠티에모듈형냉온공급장치(1000); 제2적층펠티에모듈형냉온공급장치(1000a); Y자형연결관(2000); 토출부용온도센서부(3000, 3000a); 제1커프(4000) 및 제2커프(4000a); 커프용온도센서부(5000, 5000a); 커프용압력센서부(6000, 6000a); 제1전자밸브(7000); 제2전자밸브(7000a); 펠티에온도제어부(8000);를 포함하여 구성하게 된다.

상기 제1적층펠티에모듈형냉온공급장치(1000)는 일정 간격으로 제1적층형통공부(110)를 다수 형성하고 있는 알루미늄 재질의 제1열전도체(100)와,

상기 제1열전도체에 형성된 다수의 제1적층형통공부에 형성되어 있는 제1펠티에모듈(200)과,

상기 제1열전도체의 일측에 결합되어 있는 제1송풍팬(300)과,

상기 제1열전도체의 타측에 결합되어 제1열전도체에 형성된 제1펠티에모듈의 동작에 의해 변환된 공기를 Y자형연결관으로 공급하기 위한 제1에어토출부(400),를 포함하여 구성되게 된다.

그리고, 제2적층펠티에모듈형냉온공급장치(1000a)는 일정 간격으로 제2적층형통공부(110a)를 다수 형성하고 있는 알루미늄 재질의 제2열전도체(100a)와,

상기 제2열전도체에 형성된 다수의 제2적층형통공부에 형성되어 있는 제2펠티에모듈(200a)과,

상기 제2열전도체의 일측에 결합되어 있는 제2송풍팬(300a)과,

상기 제2열전도체의 타측에 결합되어 제2열전도체에 형성된 제2펠티에모듈의 동작에 의해 변환된 공기를 Y자형연결관으로 공급하기 위한 제2에어토출부(400a),를 포함하여 구성되게 된다.

상기 제1열전도체(100) 및 제2열전도체(100a)는 알루미늄 재질로 형성하고 있으며, 내부에 일정 간격으로 제1적층형통공부(110) 및 제2적층형통공부(110a)를 다수 형성하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

즉, 가열면 혹은 냉각면을 넓게 하여 열전달을 용이하게 하며, 추가적으로 열전도율이 높은 구리 혹은 알루미늄 재질로 형성하여 그에 따라 표면적을 넓게 한 것이다.

이때, 상기 제1펠티에모듈(200)은 제1열전도체에 형성된 다수의 제1적층형통공부에 각각 형성하게 된다.

또한, 상기 제2펠티에모듈(200a)도 마찬가지로 제2열전도체에 형성된 다수의 제2적층형통공부에 각각 형성하게 된다.

도 4의 경우에는 8개의 통공부를 구성하고 있으므로 각각의 통공부에 8개의 펠티에모듈이 삽입되게 된다.

상기의 펠티에모듈을 이용하여 효과적인 열전달 방식을 제공하게 되는데, 전자 냉각의 특징으로 압축기(컴프레서)와 냉매(CFC 등)를 가진 일반적인 냉동 사이클을 채용한 방식과 비교해서 전자 냉각방식은 CFC를 냉매로 사용하지 않아 환경에 악영향을 주지 않고, 소형, 경량구조로 모양을 자유롭게 선택할 수 있으며 전류의 방향을 바꾸기만 하면 냉각뿐만 아니라 가열도 가능한 효과를 제공한다.

또한, 냉각과 가열의 양 기능을 가지므로 상온에서의 온도 제어가 가능하며 온도 대응성이 좋으며 가동 부분이 없으므로 진동, 소음이 없는 장점을 제공한다.

이러한 기계적인 특성은 피로, 파손되는 기계 부분이 없으므로 냉각 수단들 중에서 가장 수명이 길고 높은 신뢰성을 가지며 전기 배선뿐이므로 취급이 간단하고 냉매 가스나 부식성 액체 등이 셀 걱정이 없고 보수 관리가 용이한 장점을 제공한다.

한편, 상기 제1송풍팬(300)을 제1열전도체의 일측에 결합하게 되며, 상기 제2송풍팬(300a)을 제2열전도체의 일측에 결합하게 된다.

상기 송풍팬이 동작하게 되면 펠리에모듈에 의해 발생되는 냉열 공기 혹은 온열 공기(변환된 공기)를 에어토출부(400) 및 에어토출부(400a) 방향으로 제공하게 되는 것이다.

그리고, 상기 제1에어토출부(400)를 제1열전도체의 타측에 결합시켜 제1열전도체에 형성된 제1펠티에모듈의 동작에 의해 변환된 공기를 Y자형연결관으로 공급하게 된다.

상기 변환된 공기는 상온의 공기가 온열 공기 혹은 냉열 공기로 변환된 것을 의미한다.

그리고, 제2에어토출부(400a)를 제2열전도체의 타측에 결합시켜 제2열전도체에 형성된 제2펠티에모듈의 동작에 의해 변환된 공기를 Y자형연결관으로 공급하게 된다.

한편, 제어에 따라 제1적층펠티에모듈형냉온공급장치(1000) 및 제2적층펠티에모듈형냉온공급장치(1000a)에 구성된 펠티에모듈을 온열 공기만으로 공급하도록 혹은 냉열 공기만으로 공급하도록 할 수도 있을 것이다.

그리고, 상기 제1에어토출부(400)와 제2에어토출부(400a)에 Y자형연결관(2000)의 일측이 결합되어 있으며, 타측이 커프에 결합되어 있어 공급되는 냉열 공기 혹은 온열 공기를 커프에 제공하는 연결 통로 역할을 수행하게 된다.

그리고, 도 3에 도시한 바와 같이, 토출부용온도센서부(3000, 3000a)를 제1에어토출부(400)와 제2에어토출부(400a)에 각각 형성하여 공급되는 냉열 공기 혹은 온열 공기의 온도를 감지하게 되는 것이다.

즉, 병증에 따라 냉 마사지를 제공하거나, 온 마사지를 제공할 수 있으므로 온 마사지를 제공할 경우에 너무 뜨거운 공기가 커프에 제공하게 되면 화상을 입을 수도 있기 때문에 설정된 임계치값을 초과하는지를 감지하기 위하여 구성한 것이다.

반대로 냉 마사지를 제공할 경우에 너무 차가운 공기가 커프에 제공되면 사용자가 견딜 수가 없기 때문에 설정된 임계치값을 초과하는지를 감지하기 위하여 구성한 것이다.

그리고, 상기 Y자형연결관(2000)의 일측에 각각 제1커프(4000) 및 제2커프(4000a)가 결합되어 있게 된다.

예를 들어, 하지 마사지 장치에 적용할 경우에 왼쪽 다리와 오른쪽 다리에 각각 커프가 필요하기 때문에 제1커프 및 제2커프가 존재하게 되는 것이다.

이때, 상기 제1커프 및 제2커프에 커프용온도센서부(5000, 5000a)를 각각 형성하여 제1커프 및 제2커프의 온도를 감지하도록 한다.

그리고, 제1커프 및 제2커프에 커프용압력센서부(6000, 6000a)를 각각 형성하여 제1커프 및 제2커프의 압력을 감지하도록 한다.

상기 감지된 압력값과 온도값은 각각 펠티에온도제어부(8000)에 제공하게 되는 것이다.

한편, 상기 Y자형연결관(2000)의 제1라인(2100)에 제1전자밸브(7000)를 설치 구성하고, 상기 Y자형연결관(2000)의 제2라인(2200)에 제2전자밸브(7000a)를 설치 구성하여 펠티에온도제어부의 제어에 따라 개폐를 수행하도록 한다.

한편, 상기 펠티에온도제어부(8000)는 제1커프 및 제2커프의 온도값과 압력값을 획득하여 임계치를 초과할 경우에 제1펠티에모듈(200)과, 제1송풍팬(300)과, 제2펠티에모듈(200a)과, 제2송풍팬(300a)의 동작을 제어하게 된다.

즉, 설정된 임계치값이 55℃라면, 해당 온도를 초과하게 되면 제1펠티에모듈(200)과, 제1송풍팬(300)과, 제2펠티에모듈(200a)과, 제2송풍팬(300a)의 동작을 제어하게 되는 것이다.

또한, 상기 압력값을 참조하여 압력 정도를 제어할 수가 있게 되어 냉온마사지 효과를 더욱 탁월하게 제공할 수 있게 된다.

즉, 상기와 같이 압력센서를 이용한 공기 마사지방식을 사용하고 있으므로 치료를 목적으로 하는 치료사나 의사의 치료 방법과 유사한 압력과 온열을 가할 수 있도록 프로그램화할 수 있어 이를 이용하여 압력 정도를 조정할 수 있게 되어 이에 따른 냉온마사지 효과를 더욱 탁월하게 제공할 수 있게 된다.

예를 들어, 펠티에온도제어부를 통해, 룩업테이블을 이용한 프로그램 제어에 대한 실시간 제어가 가능하게 되는 것이다.

한편, 토출부용온도센서부(3000, 3000a)의 온도값을 획득하여 임계치를 초과할 경우에 제1펠티에모듈(200)과, 제1송풍팬(300)과, 제2펠티에모듈(200a)과, 제2송풍팬(300a)의 동작을 제어할 수 있도록 한다.

상기의 펠티에온도제어부는 온도 최적제어를 위한 제어 대상의 특성을 분석하여 제어하게 되는데, 커프의 열용량, 풍속, 펠티에모듈의 용량 등과 같은 정특성, 특정 온도까지 온도를 올리고자 할 때 펠티에모듈을 몇 개를 사용할 것인가, 시간을 얼마 정도를 소요할 것인가라는 동특성, 그리고, 주변온도의 변화 등과 같은 외란 등과 같은 제어 대상의 특성을 분석하여 온도 제어를 수행하게 된다.

즉, 상기한 특정 분석 정보를 룩업테이블로 제공하여 이를 이용한 프로그램 제어를 실시간으로 수행할 수도 있게 된다.

한편, 부가적인 양상에 따라 본 발명의 Y자형연결관(2000)의,

후단에 압축공기제어장치(9000);를 더 포함하여 설치 구성함으로써, 펠티에모듈에 의해 처리된 공기의 압력을 높여 커프에 공급하도록 하는 것을 특징으로 한다.

즉, 펠티에모듈에 의해 공기를 냉열 혹은 온열 공기로 변환하게 되므로 상기 변환된 공기의 압력을 압축공기제어장치를 이용하여 높여서 커프에 공급하도록 하는 것이다.

한편, 다른 부가적인 양상에 따라 본 발명의 제1송풍팬(300) 및 제2송풍팬(300a)은,

각각 제1열전도체 및 제2열전도체의 측면에 설치 구성함으로써, 냉각 혹은 가열된 공기의 접촉면을 넓혀 체류시간을 연장시켜 열교환 시간을 연장시키는 것을 특징으로 한다.

즉, 펠티에모듈을 설계하는 방법 중 유동 흐름을 해석하고 이용해야 하는데, 이를 위하여 가열면 또는 냉각면의 적층 구조에서 가열 및 냉각된 공기가 최대한 열전달이 용이할 수 있도록 넓은 공기 흐름면을 갖도록 하기 위한 최적화된 냉온 공기 유동 경로를 제공하기 위하여 종래와 같이, 펠티에모듈의 상면에 송풍팬을 구성하는 방식이 아닌, 측면에 설치 구성하여 상기와 같은 최적화된 냉온 공기 유동 경로를 제공하게 되는 것이다.

본 발명의 경우에는 온도센서를 통한 정확한 온도를 검출하며, 이상온도 검출될 때 경보를 통한 안전성을 유지하게 될 것이다.

이를 위하여 이상온도 검출시, 경보 알람을 제공하기 위한 경보부를 추가적으로 구성할 수도 있다.

상기와 같은 구성 및 동작을 통해, 펠티에모듈을 이용하여 냉열 공기 혹은 온열 공기를 마사지 장치에 구성된 커프에 제공함으로써, 냉매를 사용하지 않아 친환경적이고, 커프의 온도나 압력을 실시간으로 체크하여 임계치를 초과할 경우에 이에 대한 실시간 제어가 가능함으로써, 펠티에모듈에 의한 냉각과 가열의 양기능으로 상온에서 온도 제어가 가능한 효과와 실시간 온도 감지 및 압력 감지에 따른 온도 및 압력 대응성을 높였으며, 수명이 길기 때문에 이에 따른 신뢰성을 제공할 수 있으며, 유지 보수가 용이한 장점을 제공하게 된다.

이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

1000 : 제1적층펠티에모듈형냉온공급장치
1000a : 제2적층펠티에모듈형냉온공급장치

Claims (3)

1. 의료기기용 냉온 마사지 제어장치에 있어서,
   일정 간격으로 제1적층형통공부(110)를 다수 형성하고 있는 알루미늄 재질의 제1열전도체(100)와,
   상기 제1열전도체에 형성된 다수의 제1적층형통공부에 형성되어 있는 제1펠티에모듈(200)과,
   상기 제1열전도체의 일측에 결합되어 있는 제1송풍팬(300)과,
   상기 제1열전도체의 타측에 결합되어 제1열전도체에 형성된 제1펠티에모듈의 동작에 의해 변환된 공기를 Y자형연결관으로 공급하기 위한 제1에어토출부(400),를 포함하여 구성되는 제1적층펠티에모듈형냉온공급장치(1000);
   일정 간격으로 제2적층형통공부(110a)를 다수 형성하고 있는 알루미늄 재질의 제2열전도체(100a)와,
   상기 제2열전도체에 형성된 다수의 제2적층형통공부에 형성되어 있는 제2펠티에모듈(200a)과,
   상기 제2열전도체의 일측에 결합되어 있는 제2송풍팬(300a)과,
   상기 제2열전도체의 타측에 결합되어 제2열전도체에 형성된 제2펠티에모듈의 동작에 의해 변환된 공기를 Y자형연결관으로 공급하기 위한 제2에어토출부(400a),를 포함하여 구성되는 제2적층펠티에모듈형냉온공급장치(1000a);
   상기 제1에어토출부(400)와 제2에어토출부(400a)에 일측이 결합되어 있으며, 타측이 커프에 결합되어 있어 변환된 공기를 커프에 제공하기 위한 Y자형연결관(2000);
   상기 제1에어토출부(400)와 제2에어토출부(400a)에 각각 형성되어 공급되는 변환된 공기의 온도를 감지하기 위한 토출부용온도센서부(3000, 3000a);
   상기 Y자형연결관(2000)의 일측에 각각 결합되어 있는 제1커프(4000) 및 제2커프(4000a);
   상기 제1커프 및 제2커프에 각각 형성되어 제1커프 및 제2커프의 온도를 감지하기 위한 커프용온도센서부(5000, 5000a);
   상기 제1커프 및 제2커프에 각각 형성되어 제1커프 및 제2커프의 압력을 감지하기 위한 커프용압력센서부(6000, 6000a);
   상기 Y자형연결관(2000)의 제1라인(2100)에 설치 구성되어 펠티에온도제어부의 제어에 따라 개폐를 수행하기 위한 제1전자밸브(7000);
   상기 Y자형연결관(2000)의 제2라인(2200)에 설치 구성되어 펠티에온도제어부의 제어에 따라 개폐를 수행하기 위한 제2전자밸브(7000a);
   제1커프 및 제2커프의 온도값과 압력값을 획득하여 임계치를 초과할 경우에 제1펠티에모듈(200)과, 제1송풍팬(300)과, 제2펠티에모듈(200a)과, 제2송풍팬(300a)의 동작을 제어하거나, 토출부용온도센서부(3000, 3000a)의 온도값을 획득하여 임계치를 초과할 경우에 제1펠티에모듈(200)과, 제1송풍팬(300)과, 제2펠티에모듈(200a)과, 제2송풍팬(300a)의 동작을 제어하기 위한 펠티에온도제어부(8000);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 펠티에모듈을 이용한 의료기기용 냉온 마사지 제어장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   Y자형연결관(2000)의,
   후단에 설치 구성되어 펠티에모듈에 의해 처리된 공기의 압력을 높여 커프에 공급하기 위한 압축공기제어장치(9000);을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 펠티에모듈을 이용한 의료기기용 냉온 마사지 제어장치.
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   제1송풍팬(300) 및 제2송풍팬(300a)은,
   각각 제1열전도체 및 제2열전도체의 측면에 설치 구성함으로써, 냉각 혹은 가열된 공기의 접촉면을 넓혀 체류시간을 연장시켜 열교환 시간을 연장시키는 것을 특징으로 하는 펠티에모듈을 이용한 의료기기용 냉온 마사지 제어장치.
   

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