KR200419569Y1 - 온열 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 온열 장치에 관한 것으로서, 특히 근적외선 방사체의 표면에 저항열을 발생하는 발열체를 도포하여 가열함으로써, 안마기능과 더불어 신속하게 발열되고 근적외선 방식에 의한 복사로 열전달 효율이 우수한 온열 장치에 관한 것이다.

본 고안은 발바닥으로부터 대퇴부에 이르는 부위의 다리에 착용하게 된 압박대의 내부에 공기압의 조절에 의해 안마기능을 수행하는 온열 튜브가 설치되어 컨트롤러에 의해 제어되도록 한 온열 장치에 있어서, 실리카, 알루미나 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어지며, 가열되어 근적외선을 방사하는 판 형태의 근적외선 방사체와; 나트륨, 마그네슘, 알루니늄, 칼슘, 철, 아연, 망간 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어지며, 상기 근적외선 방사체의 표면에 도포되어 저항열을 발생하는 발열체와; 텅스텐, 주석, 구리 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어지며, 상기 발열체의 양단에 형성되어 전원을 연결해 주는 전극층과; 상기 발열체의 표면에 도포되어 발열체를 보호하는 보호층; 을 포함하는 온열 튜브가 내장된다.

온열 장치, 온열, 근적외선, 방사체, 발열체, 세라믹

Description

온열 장치{HEATING DEVICE}

도 1은 본 고안에 따른 온열 장치를 나타내는 도면,

도 2는 본 고안에 따른 온열 장치의 온열튜브를 나타내는 분해 사시도,

도 3은 본 고안에 따른 온열 장치의 온열튜브를 나타내는 부분 단면도,

도 4는 본 고안의 다른 실시예에 따른 온열 장치를 나타내는 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 근적외선 방사체 20: 발열체

30: 전극층 40: 보호층

50: 전극튜브 60: 고정캡

70: 전원공급선 80: 컨트롤러

100: 온열튜브

본 고안은 온열 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 안마기능과 더불어 세라믹에 의한 근적외선을 발생하여 신체(발)의 열흡수율을 향상시키고 간편하면서도 신속한 가열이 가능한 온열 장치에 관한 것이다.

일반적으로 근육통이나 혈관계 질환에 대한 처방으로 물리치료의 대표적인 방법인 안마(마사지)요법이 보편화되어 있고, 다른 사람의 도움없이 자신이 스스로 인체의 필요한 부위를 자극할 수 있도록 다양한 종류의 안마기가 등장하였다.

종래의 안마기의 일례로 인체의 다리부위에 착용할 수 있도록 제작된 압박대에 공기튜브를 구비되도록 하고, 이에 공기의 주입과 배출을 반복되게 함으로써 착용부위를 손으로 주무르는 것과 같은 안마기능을 하게 된 이른바, 공기를 이용한 안마기가 실용신안등록 제289194호 및 350474호 등에 개시된 바 있다.

그러나, 종래의 공기를 이용한 안마기는 공기압의 조절에 의해 발생되는 압박 및 이완작용으로 안마를 하게 된 단순한 기능으로 한정되어 있고, 안마부위인 다리에 온열을 가하는 기능은 결여되어 있기 때문에 안마의 근본적인 목적인 혈액순환을 촉진시키는 효과가 미흡하였다.

한편, 가열을 목적으로 하는 온열기는 전기에너지를 이용하는 전기히터와 오일을 이용하는 오일히터가 있으며, 이 중에서 오일히터는 환경오염, 화재위험, 오일의 공급에 따른 취급, 관리상의 불편함 때문에 소규모의 난방 열원으로는 사용빈도가 낮아지고 있다.

그리고, 전기히터에는 저항선 등에 전류를 흘려서 발생하는 줄열을 직접 이용하는 것(일반 전열기)과, 전구처럼 일단 가시광선 또는 적외선에 의해 열을 전하는 것과, 방전 때 발생하는 열을 이용하는 것 등이 있으며, 이러한 전기히터는 취급이 편리하고 환경오염이나 화재위험이 낮아서 온열기로 널리 이용되고 있다.

종래의 전기 온열기(튜브)는 투명 내열재질인 석영 튜브 내에 코일 히터를 장착하고, 석영튜브의 양단에 코일히터의 리드선을 고정시키면서 석영튜브를 하우징에 고정시키는 캡을 설치한 다음, 리드선에 전원을 공급하여 코일히터에서 저항열이 발생하도록 한다.

한편, 다른 종류의 히터는 불투명 내열재질인 세라믹 튜브 내에 코일히터를 삽입할 때 코일히터를 세라믹 튜브 내에 고정시키기 위해, 절연물인 마그네시아로 된 충진재를 충진시키고 세라믹 튜브의 양단에 고정캡을 고정하며 그 중심으로 코일히터의 리드선을 인출하여 전원을 인가한다.

이와 같은 석영튜브식 전기히터는 코일히터가 니크롬선 코일로 이루어져 있고 투명재질의 석영튜브 내에 설치되어 있기 때문에 코일히터에서 발생되는 열의 일부는 원적외선을 통하여 복사전달되고 일부는 주변의 공기를 대류시켜서 열을 전달한다.

따라서, 열선을 통하여 전기에너지를 저항열로 변환하는 기존의 히터에서 발생되는 열은 대부분이 주변공기의 대류에 의해서 전달되고 일부만이 원적외선으로 복사전달되므로, 에너지효율이 떨어지고 고온상태에 도달하기 위해서는 열선 및 세라믹이 충분히 가열되도록 일정한 대기시간을 필요로 한다.

본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 안마기능과 아울러 예열시간이 짧으면서 열발생의 효율이 우수하며 복사방식에 의해 열전달이 향상된 온열튜브를 장치에 내장하여 인체기능을 향상시키거나 발 등을 따뜻하게 보온할 수 있는 온열 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 온열 장치는,

발바닥으로부터 대퇴부에 이르는 부위의 다리에 착용하게 된 압박대의 내부에 공기압의 조절에 의해 안마기능을 수행하는 온열 튜브가 설치되어 컨트롤러에 의해 제어되도록 한 온열 장치에 있어서,

실리카, 알루미나 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어지며, 가열되어 근적외선을 방사하는 판 형태의 근적외선 방사체와;

나트륨, 마그네슘, 알루니늄, 칼슘, 철, 아연, 망간 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어지며, 상기 근적외선 방사체의 표면에 도포되어 저항열을 발생하는 발열체와;

텅스텐, 주석, 구리 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어지며, 상기 발열체의 양단에 형성되어 전원을 연결해 주는 전극층과;

상기 발열체의 표면에 도포되어 발열체를 보호하는 보호층; 을 포함하는 온열 튜브가 내장되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 온열 장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 고안에 따른 온열 장치의 온열튜브를 나타내는 분해 사시도이며, 도 3은 본 고안에 따른 온열 장치의 온열튜브를 나타내는 부분 단면도이고, 도 4는 본 고안의 다른 실시예에 따른 온열 장치를 나타내는 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 고안의 온열 장치에는 부츠 형태의 압박대에 공기압의 조절에 의해 다리의 부위별로 안마와 온열기능을 수행하도록 공지된 형태의 튜브(실용신안등록 제406072 등 참조)가 설치됨과 아울러, 근적외선 방사체(10), 발열체(20), 전극층(30) 및 보호층(40)을 포함하는 온열튜브(100)가 내장된다.

근적외선 방사체(10)는 판 형태로 세라믹 PTC(Positive Temperature Coeffcient) 발열소재이며, 열을 흡수하여 근적외선을 방사하는 세라믹의 표면에 저항열을 발생하는 발열체(20)가 코팅된다.

이 비금속 PTC는 탁월한 유연성과 내구성 및 전기적 안정성을 지니고 있으며, 특히 우수한 내열성과 내한성으로 6~440V까지 다양하게 사용가능하고, 일반적으로 20~150℃까지의 온도에서 기능을 수행할 수 있다.

아울러, 취하점도 영하 60~70℃에 달하여 일반 유기계 화합물이 충격을 받거나 파괴되는 저온에서도 거의 변함없이 탄성을 유지하기 때문에 인체용 난방소재를 비롯하여 산업용, 농수산업용, 토목용, 일반 가전용 등 산업전반에 적용이 가능한 소재이다.

이 발열체(20)의 양단 부분에는 전원인가를 위하여 전도성이 우수하면서 열팽창 에 대한 내구성을 확보하기 위해 텅스텐, 주석, 구리가 혼합된 금속을 메탈라이징 기법으로 코팅처리한다.

상기 근적외선 방사체(10)는 알루미나 81.9중량%, 실리카 8.1중량%, 탄소 3.8중량%, 산화마그네슘 1.25중량%, 기타 무기질 재료를 포함하는 세라믹 소재이며, 판재형태로 가공한 후 소성가공한다.

상기 발열체(20)는 나트륨, 마그네슘 용액을 근적외선 방사체(10)의 외주면에 분사코팅하고, 1300℃의 온도를 유지하는 건조로에서 15시간 이상 소성처리한다.

전극층(30)은 텅스템, 주석, 구리를 포함하는 전도성 물질을 메탈라이징 기법으로 형성한다.

그리고, 보호층(40)은 발열체(20)의 양단 부분을 제외한 나머지 부분에 발열체(20)를 산화방지와 외부 충격으로부터 보호하기 위해 코팅한 다음에 건조로에서 열처리한다.

이와 같은 공정을 통하여 제조된 온열튜브는 전체적으로, 판 형태의 근적외선 방사체(10)에 저항체인 발열체(20)가 코팅되고 그 양단 부분을 제외한 부분에 보호층(40), 그 양단 부분에는 전극층(30)이 코팅된 구조로 이루어진다.

그런데, 근적외선 방사체(10), 발열체(20), 보호층(40) 등은 그 열팽창 계수가 서로 다르기 때문에 수축 팽창에 따라 균열될 우려가 있으므로, 발열체(20), 보호층(40)을 미세한 분말로 가공하고 분사코팅할 때에 파우더의 본딩제인 크롬 코팅액을 첨가하여 코팅하는 것이 바람직하다.

한편, 본 고안의 다른 실시예로서, 상기 온열튜브(100) 대신에 장치에 일반적인 면상발열체를 내장하고, 여기에 전기를 공급하는 방식으로 온열튜브능을 구현하는 것도 가능할 것이다.

이와 같은 온열튜브(100)를 장치에 내장한 다음, 전극 튜브(50)와 고정캡(60)을 삽입하고 이 전극튜브(60)에 전원공급선(70)을 연결하며, 이 전원공급 선(70)이 연결된 별도의 컨트롤러(80)에 의해 온도를 조절할 수 있다.

상기 전원공급선(70)의 선로 상에는 과열을 방지하는 바이메탈을 경유하도록 하고, 공기압의 조절과 발열동작을 제어하는 컨트롤러(80)는 그 자체에 구비된 기능버튼과 리모트 콘을 선택적으로 사용하여 조작가능하도록 구성하는 것이 바람직하다.

이때, 본 고안의 또 다른 실시예로서 도 4에서 보는 바와 같이, 컨트롤러(80)를 장치에 직접 부착함으로써 장치를 착용한 상태에서 일상적인 활동이 용이하도록 구성할 수 있다.

이러한 온열 장치는 온열튜브(100)가 알루미나를 주성분으로 하는 무기질 재료로 구성되어 있기 때문에 열충격에도 강하고, 무게가 가볍고 열전도율이 우수하며, 발열체(20) 및 근적외선 방사체(10)와 보호층(40)이 일체화되어 고온으로 가열할 수 있다.

특히, 열전도율의 특성이 좋기 때문에 필요온도까지 도달 또는 가열시키는 시간이 기존의 방식보다도 빠르며, 절연효과도 높아서 가열 중에 발생되는 열손실이 적으며, 열전달 효율이 좋으므로 상대적으로 전력의 소비가 적다.

그리고, 복사파장이 0.8~1.4㎛로 단파장이고, 순간적(최고온도 도달시간 1분 이내)으로 열을 전달하여 열효율이 최대 95~98%이고, 대류방식으로 공기를 가열하지 않아서 환기나 가습기가 불필요하고 환경친화적(무취, 무연)이다.

또한, 열손실이 적고 열전도율이 빨라 전력의 소모가 적어 에너지 효율이 높으며 근적외선의 복사열이므로 바람이 불어도 열이 분산되지 않으며, 저온, 건조상 태 하에서도 가열시간이 단축된다.

게다가, 고온발열체로서 산화가 안되어 반영구적이고 적외선의 단파장으로 복사되어 신체(발)에 깊숙이 침투하여 열흡수가 매우 빠르며, 복사열을 이용한 높은 열전달 효과로 순간적인 히팅 능력이 있으며, 저렴한 비용, 높은 경제성, 높은 열효율과 공기로 흡수되는 열이 없기 때문에 높은 온도의 열을 발생시키고, 복사율이 높아서 절전효과가 크고, 가열 및 건조시간이 대폭 단축된다.

이와 같이 구성된 본 고안의 온열 장치는 착용부위의 인체에 압박과 이완을 교대로 가하게 되면서 안마를 할 때, 신속하게 발열되어 예열시간이 짧고 근적외선 방식에 의해 열전달과 열효율이 향상된 온열튜브를 내장함으로써 혈액순환과 신진대사를 촉진하여 인체의 면역기능을 개선하고 발 등을 따뜻하게 보온할 수 있는 유용한 효과를 발휘한다.

본 고안은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 고안의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형하여 실시할 수 있음은 본 고안이 속하는 기술분야의 당업자에게는 자명한 것이며, 따라서 그러한 변경 또는 변형은 첨부된 실용신안등록청구의 범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (1)

1. 발바닥으로부터 대퇴부에 이르는 부위의 다리에 착용하게 된 압박대의 내부에 공기압의 조절에 의해 안마기능을 수행하는 온열 튜브가 설치되어 컨트롤러에 의해 제어되도록 한 온열 장치에 있어서,

   실리카, 알루미나 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어지며, 가열되어 근적외선을 방사하는 판 형태의 근적외선 방사체와;

   나트륨, 마그네슘, 알루니늄, 칼슘, 철, 아연, 망간 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어지며, 상기 근적외선 방사체의 표면에 도포되어 저항열을 발생하는 발열체와;

   텅스텐, 주석, 구리 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어지며, 상기 발열체의 양단에 형성되어 전원을 연결해 주는 전극층과;

   상기 발열체의 표면에 도포되어 발열체를 보호하는 보호층; 을 포함하는 온열 튜브가 내장되는 것을 특징으로 하는 온열 장치.

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