KR20210070553A - Crampons for shoes with heater - Google Patents

Abstract

The present invention relates to heating crampons for shoes. The heating crampons are characterized in that a phase change material is embedded inside metal having a micropore structure. Heat generated while the phase change material absorbs external moisture melts ice and ice sheets which are very tightly frozen, so as to make functions of the crampons more effective. In addition, the heating crampons are light than when other electrical elements are installed inside, secure safety, and are a more effective and useful design in the duration and amount of heat generated compared to other thermal insulation materials.

Description

신발용 발열 아이젠 {Crampons for shoes with heater}Heat crampons for shoes {Crampons for shoes with heater}

본 발명은 신발용 발열 아이젠에 관한 것으로 더 상세하게는 아이젠의 발열특성을 위하여 상변환 물질을 이용하였다.The present invention relates to a heating crampons for shoes, and more particularly, a phase change material is used for the exothermic characteristics of crampons.

추운 겨울에는 기온이 낮아 길에 눈이나 얼음이 쌓여있어 눈길이나 빙판이 형성되기 쉽다. 이때 부주의하거나 어쩔수 없이 미끄러져 다치는 경우가 생기게 되는데 이때 아이젠은 빙판·눈 위를 걸을 때나 빙벽을 오르내릴 때 마찰력을 더해주어 미끄럼을 방지해주는 역할을 하고 있다.In the cold winter, the temperature is low and snow or ice is piled up on the road, so it is easy to form snow or ice. At this time, careless or unavoidable slipping and injury may occur. In this case, the crampons play a role in preventing slipping by adding friction when walking on ice or snow or climbing up and down ice walls.

하지만 너무 단단히 얼은 빙판길이나 얼음의 경우 아이젠이 얼음에 박히지 않아 소용이 없게되는 경우가 있다. 이 경우에 관한 다른 기술을 접목시킨 아이젠이 제안되지 않고 있다.However, in the case of an icy road or ice that is frozen too tightly, there are cases where the crampons do not get stuck in the ice and become useless. Eizens incorporating other technologies in this case have not been proposed.

아이젠은 경사가 심한 얼음이나 단단한 설사면과 빙하지대를 오르내릴 때, 등산화 밑창에 부착하여 미끄러짐을 방지하는 금속제 장비이다. 아이젠의 모양은 중간 부위가 경첩처럼 구부러지는 힌지드(hinged) 형태와 앞뒤가 하나로 일치된 리지드(rigid) 형태로 구별된다. 힌지드 형태는 암벽과 빙벽이 혼합된 곳을, 리지드 형태는 폭포가 얼어붙은 빙폭을 등반할 때 사용한다. 아이젠의 재질은 견고하고 가벼운 합금의 크롬 몰리브텐강, 니켈 크롬 몰리브텐강 등으로 만든다. Crampons are metal equipment that is attached to the soles of hiking boots to prevent slipping when going up and down on steep ice or hard snowy surfaces and glacial areas. The shape of the crampons is divided into a hinged form in which the middle part is bent like a hinge and a rigid form in which the front and back are united as one. The hinged type is used for a place where rock and ice walls are mixed, and the rigid type is used when climbing an ice waterfall with a frozen waterfall. The material of Eisen is made of strong and light alloy chromium molybdenum steel and nickel chromium molybdenum steel.

PCM(상변환물질)은 액체가 고·기체 또는 고체가 액·기체, 기체가 고·액체로 변화하는 단계에서 열의 이동에 중점을 두어 물질 자신과 그 대상과의 열을 주고받는 역할을 하는 기능을 갖는 물질을 뜻하며 잠열제, 축열재, 축냉재, 열 조절성 물질로 해석할 수 있다. PCM은 고체에서 액체 또는 액체에서 기체로 상변화 시 많은 양의 열에너지를 흡수한다. 반면에 기체에서 액체 또는 액체에서 고체로 상변화 시 열을 방출하게 되는데, 이때의 열을 잠열이라 한다. 이에 따라 PCM을 이용할 경우 단위부피 또는 단위무게 당 에너지의 저장용량이 크기 때문에 현열재보다 부피를 줄일 수 있다. 또한 일정한 온도로 축열 및 방열을 할 수 있어 부속기기의 열효율 측면에서 유리하다는 장점이 있다.PCM (phase change material) is a function that plays a role in exchanging heat between the material itself and its object by focusing on the transfer of heat at the stage when a liquid changes to a solid/gas or a solid to a liquid/gas, or from a gas to a solid/liquid It means a material with a , and can be interpreted as a latent heat agent, heat storage material, cooling material, and heat control material. PCM absorbs a large amount of thermal energy during phase change from solid to liquid or liquid to gas. On the other hand, heat is released during phase change from gas to liquid or from liquid to solid, and this heat is called latent heat. Accordingly, when PCM is used, the volume can be reduced compared to the sensible heat material because the energy storage capacity per unit volume or unit weight is large. In addition, it has the advantage of being advantageous in terms of thermal efficiency of accessory devices because it can store and dissipate heat at a constant temperature.

발열 기능을 추가하기 위해서는 다른 전기적인 요소인 히터와 전원부를 내장시킬수도 있지만 아이젠의 내부에 포함시키기 어렵고 무게가 증가되기 때문에 실용성이 없으며, 또한 고장 및 안전사고 등의 발생 우려가 있는 문제점이 있다.In order to add a heating function, other electrical elements such as a heater and a power supply can be built-in, but it is difficult to include in the inside of the crampons and the weight increases, so it is not practical, and there is a problem that there is a risk of malfunction and safety accidents.

본 발명에서는 많이 단단한 빙판길이나 얼음에서 아이젠이 박히지 않아 효과적으로 기능을 수행하지 못하는 경우를 방지하려 한다. In the present invention, it is intended to prevent a case in which the crescent does not work effectively on a very hard icy road or ice.

기존의 아이젠에 상변환 물질을 내장시키면서 얼음 또는 물에 접촉시 발열 효과가 일어나도록 해 아이젠의 기능성을 높인다.By embedding a phase change material in the existing crampons, it increases the functionality of crampons by allowing them to generate heat when they come in contact with ice or water.

본 발명은 상변환물질을 아이젠의 내부에 내장시킴으로서, 얼음에서 발생하는 약간의 습기, 물을 염화칼슘이 흡수하면서 발열되는 열에 의해 얼음이 좀 더 쉽게 녹아 많이 단단한 빙판길이나 얼음에서도 아이젠이 효과적으로 이용될 수 있도록 한다. 또한, 히터와 같은 종래의 다른 전기적 장치를 내부에 장착한 신발 깔창과 같은 무게감이 없음과 동시에 실용성, 안전성이 확보될 수 있는 것을 특징으로 하는 상변환물질을 이용한 신발용 발열 아이젠을 제공함에 목적을 가진다. In the present invention, by embedding a phase change material inside the crescent, the ice melts more easily by the heat generated while calcium chloride absorbs some moisture and water generated from the ice, and the crescent can be effectively used even on a very hard icy road or ice. make it possible In addition, the purpose of providing a heating crampons for shoes using a phase change material, characterized in that practicality and safety can be secured while not having the same weight as a shoe insole equipped with other conventional electrical devices such as a heater. have

도 1은 신발에 신발용 발열 아이젠이 적용된 상태를 도시한 측면도이다.
도 2은 신발용 발열 아이젠의 스파이크 부분의 내부를 표현한 입체도이다.1 is a side view showing a state in which the heating crampons for shoes are applied to the shoes.
Figure 2 is a three-dimensional view expressing the inside of the spike portion of the heating crampons for shoes.

이하, 본 발명의 실시예들의 도면을 참조하여 설명한다. 첨부한 도면은 본 발명의 구성관계가 용이하게 이해될 수 있도록 하기 위한 실시예로서 구성관계를 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 내에서 다양한 응용 실시예들이 적용될 수 있음은 물론이다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The accompanying drawings are examples for making the constitutional relationship of the present invention easy to understand, and do not limit the constitutional relationship, and it goes without saying that various application embodiments may be applied within the technical spirit of the present invention.

본 발명의 전체적인 구성은 도 1에 나와있으며, 아이젠이 신발(1)의 상부에 얹혀져 지지될 수 있도록 소정의 면적을 갖으며, 몸체 하부로는 스파이크(2)이 구비되고, 신발(1)의 뒷축 부분을 감싸는 구성으로 형성되는 뒤결속밴드(3)로 형성되어있다. The overall configuration of the present invention is shown in FIG. 1 , and the crampons have a predetermined area so that they can be supported by being placed on the upper part of the shoe 1 , and the spike 2 is provided at the lower part of the body, and the shoe 1 . It is formed of a rear binding band (3) formed in a configuration surrounding the rear axle portion.

스파이크(2)는 아이젠을 착용했을 때 얼음, 빙판 위에서도 미끌어지지 않게 마찰력을 높여주는 역할을 한다. 본 고안에서는 스파이크 부분에 상변환물질 내부에 포함시켜 수분과 접촉시 발열 반응이 나타나도록 한다. 발열되는 열에 의해 스파이크가 따뜻해지면서 얼음, 빙판이 약간 녹는 효과를 기대할 수 있다. 상기와 같은 본 발명의 상변환물질을 이용한 신발용 발열 아이젠은 한파와 같은 겨울철 날씨에서 빙판의 수분으로 발열되므로 아이젠의 성능을 더욱 효과적으로 만들고, 이렇게 사용 후 다시 건조시켜 수분을 증발시킨 후 반복하여 재사용할 수 있는 것이 특징이다. The spike (2) serves to increase the frictional force so that it does not slip even on ice or ice when the crampons are worn. In the present invention, the spike portion is included in the phase change material so that an exothermic reaction occurs when it comes into contact with moisture. As the spikes are warmed by the exothermic heat, the effect of slightly melting ice and ice can be expected. The heating crampons for shoes using the phase change material of the present invention as described above make the performance of crampons more effective because they are heated by moisture from ice in winter weather such as cold waves, and after use, dry again to evaporate moisture and reused repeatedly. It is characterized by being able to do it.

스파이크(2) 내부의 구성은 도 2에 나타나있으며 스파이크의 형태를 갖게하는 금속(5)의 경우 미세한 다공성 구조를 가지는 무르지 않은 금속(5)이어야 한다. 다량 형성되어 있는 미세공극은 상변환 물질(4)을 내부에 충진시켜 보유하는 역할을 한다. 이때 미세공극이 충분한 양의 상변환물질(4)를 포함하지 못한다면 충분한 양의 발열이 이루어지지 않는다. The structure of the inside of the spike 2 is shown in FIG. 2 , and in the case of the metal 5 having the shape of the spike, it should be a soft metal 5 having a fine porous structure. The micropores formed in large amount serve to fill and retain the phase change material 4 therein. At this time, if the micropores do not contain a sufficient amount of the phase change material 4, a sufficient amount of heat is not achieved.

상변환물질(4)은 특정한 온도에서 온도의 변화 없이 고체에서 액체, 액체에서 기체로 또는 그 반대 방향으로 상이 변화하면서 많은 열을 흡수 또는 방출할 수 있는 잠열재, 축열재 또는 열조절 기능을 하는 물질을 의미하는 것으로 자체적으로 주위의 열을 저장하였다가 필요할 때 방출하는 혁신적인 온도 조절 기능 물질이다. 상변환물질(4)은 유기물질과 무기물질 그리고 자연계에서 얻을 수 있는 식물성으로 분류할 수 있다. 유기물질의 예로는 탄소와 수소로 이루어진 하이드로카본 계열의 테트라데칸, 옥타데칸, 노나데칸 등의 물질이 있으며, 무기물질의 예로는 수화물 형태의 염화칼슘 등이 있다. 본 발명에서 상변환물질(4)는 미세한 공극 내부에서 수분과의 접촉에 의해 발열되는 열의 지속시간과 발열량이 일반 다른 보온재에 비해 더욱 효과적인 것을 특징으로 하는 상변환 물질을 이용하였다. 일반적인 상변환물질을 사용하면 열에너지 저장량에서 장점을 가지고 있지만 열 저장과정에서 액체가 된 상변환소재가 외부로 유출되는 문제점이 있다. 이 유출 문제를 방지하기 위하여, 상변환소재를 Core 물질로 사용하여 Shell물질로 둘러싸는 캡슐화 방법이나 상변환물질을 다공성 물질에 침지시키는 형태안정화 방법을 사용할 수 있다. 대표적인 캡슐화 방법으로는 에멀젼법을 기반으로 한 고분자화 방법, Micro-fluidic device를 이용한 상변환소재 코팅 방법이 있다. The phase change material (4) is a latent heat material, heat storage material or heat control function that can absorb or release a lot of heat while changing the phase from solid to liquid, from liquid to gas or vice versa without changing the temperature at a specific temperature. It is an innovative temperature control material that stores ambient heat by itself and releases it when needed. The phase change material 4 can be classified into organic materials, inorganic materials, and plants that can be obtained in nature. Examples of the organic material include hydrocarbon-based materials such as tetradecane, octadecane, and nonadecan composed of carbon and hydrogen, and examples of the inorganic material include calcium chloride in the form of a hydrate. In the present invention, the phase change material 4 used a phase change material characterized in that the duration and amount of heat generated by contact with moisture inside the fine pores are more effective than other general insulation materials. When a general phase change material is used, it has an advantage in the amount of thermal energy storage, but there is a problem in that the phase change material, which became a liquid in the heat storage process, flows out to the outside. In order to prevent this leakage problem, an encapsulation method of using a phase change material as a core material and surrounding it with a shell material or a shape stabilization method of immersing the phase change material in a porous material can be used. Representative encapsulation methods include a polymerization method based on an emulsion method and a phase change material coating method using a micro-fluidic device.

상술한 본 발명의 설명에서의 실시예는 여러가지 실시가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경 및 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다. The embodiments in the description of the present invention described above are presented by selecting and presenting the most preferred examples to help those skilled in the art understand from among various possible examples, and the technical spirit of the present invention is not necessarily limited or limited only by this embodiment. , various changes and modifications and equivalent other embodiments are possible without departing from the technical spirit of the present invention.

Claims (3)

신발(1)의 상부에 얹혀져 지지될 수 있도록 소정의 면적을 갖으며, 몸체 하부로는 스파이크(2)이 구비되고, 신발(1)의 뒷축 부분을 감싸는 구성으로 형성되는 뒤결속밴드(3)로 형성
It has a predetermined area so as to be supported by being placed on the upper part of the shoe (1), a spike (2) is provided in the lower part of the body, and a back binding band (3) formed in a configuration that surrounds the heel part of the shoe (1) formed with
청구항 1에 있어서, 상기 스파이크(2)의 구성은 미세한 다공성 구조를 가지는 무르지 않은 금속(5)과 미세 공극 내부에 충진되어있는 상변환물질(4)이다.
The method according to claim 1, The composition of the spike (2) is a non-brittle metal (5) having a fine porous structure and a phase change material (4) filled in the micropores.
청구항 2에 있어서, 상기 상변환물질(4)은 미세한 공극 내부에서 수분과의 접촉에 의해 발열되는 열의 지속시간과 발열량이 일반 다른 보온재에 비해 더욱 효과적인 것을 특징으로 하는 상변환물질이다.


The phase change material according to claim 2, wherein the phase change material (4) is a phase change material characterized in that the duration and amount of heat generated by contact with moisture inside the fine pores are more effective than other general insulating materials.

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