专利名称：寝具温度调节装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及寝具温度调节装置，尤其涉及根据适当的设定温度及规定的时间向铺设于房间地面的地毯以及床垫等寝具的内部供给冷气或暖气、以保持对利用寝具的该人体最适宜的温度、可始终提供舒适睡眠环境的寝具温度调节装置。
背景技术：
众所周知，睡眠是占人类生活3分之1左右的极重要部分，睡眠条件越好，越能实现生理和精神上舒适的睡眠，而条件差，则不能熟睡，致使疲劳累积而破坏人体的节奏，以致给整个社会生活带来影响。
而在人类的睡眠过程中，包括温度、湿度等周围大气状态在内的睡眠条件起着重要的作用。
即，使人在不感到气候酷热或寒冷的状态下睡眠是最理想的睡眠条件，因此室内温度在18-24℃，眠床温度在32-34℃，眠床湿度在50±50％左右最适宜。
然而，即使具有这样的条件，入睡所需的时间也因人而异，所需时间越长，睡眠效果越差，如果能很快入睡，起床时精神爽快则说明睡眠效果良好。
从而，为了达到催眠效果，一直是把床、榻榻咪、磁疗寝具、指压寝具、丝棉寝具、远红外线寝具及电热毯等各种寝具作为睡眠用品使用。
然而现在的实情是，在一般家庭中，虽然能够把室温保持在18-24℃，却难以把眠床温度保持在前述的最佳温度。
从而，寒冷时是在床或房间地上铺电热毯，以提高眠床的温度，而在酷热时则使用电风扇或空调机等降低温度，但在使用电热毯时，人体暴露在来自电热丝的电子波中，会导致癌等致命性疾病，而且电热会使皮肤干燥、粗糙，过热时还会直接导致火灾等，在安全方面有不少问题。
而在睡眠时长时间使用电风扇或空调机又会导致人体水分减少，且强制性降低体温易导致感冒等空调病，在密封状态下的长时间使用还会因氧气不足而导致死亡等。
本发明的目的即在于改善前述传统的不良睡眠条件，同时克服电热毯等存在的问题。
本发明的上述目的通过寝具温度调节装置实现，只要预先设定睡眠时间及眠床温度，该寝具温度调节装置即能根据室内温度而向地毯或床垫等寝具内部供给最佳状态的冷气或暖气。
发明的公开本发明的装置由受控制而产生冷气或暖气的热电元件、将来自室内温度传感器、供给温度传感器及回收温度传感器的感知温度与已设定的温度及时间进行比较以对前述热电元件的动作进行控制的控制器、使来自前述热电元件的冷气或暖气与热媒体进行热交换的热交换器、供从该热交换器供给的热媒体在内部进行循环的寝具构成。
即，一旦在控制器上设定适当的温度及时间后使本发明的温度调节装置动作，由于控制器的控制，通过热电元件和热交换器的动作便产生最佳状态的冷气或暖气，把经过热交换的热媒体向寝具内供给后对寝具温度进行调节，使寝具保持适合睡眠的温度，结果是可以使人实现舒适的睡眠。
附图的简单说明
图1是本发明第1实施例的温度调节装置的概略结构图。
图2是用于图1温度调节装置的控制器的方框图。
图3(a)是本发明第1实施例用于床垫时的立体图。
图3(b)是本发明第1实施例用于房间地上所铺的地毯时的立体图。
图4是本发明第2实施例的立体图。
图5是本发明第1实施例用于床垫时又一例的立体图。
图6(a)是图3(a)的局部放大剖视图。
图6(b)是图5的局部放大剖视图。
图6(c)是本发明第1实施例的供给管的局部放大剖视图。
图7是本发明第2实施例的温度调节装置的概略结构图。
图8是本发明第3实施例的温度调节装置的概略结构图。
实施发明的最佳形态以下结合附图详细说明本发明的实施例。
(第1实施例)图1概略表示本发明第1实施例的温度调节装置结构，该装置由受设定温度的控制并有选择地产生冷气或暖气的热电元件(10)、把来自室内温度传感器及供给温度传感器的各个感知温度与温度设定部的设定温度进行比较并根据在动作时间设定部设定的时间发生输出信号以使热电元件动作的控制器(20)、使从热电元件产生的冷气或暖气与热媒体进行热交换的热交换器(30)、以及供从热交换器供给的热媒体在内部进行循环的寝具(40)构成。
热电元件(10)贯通热交换器(30)的下侧面，设在具有隔音功能的控制盒(50)内部，在其上下侧面分别装有热交换散热片(11、12)及安全切断开关(14)，在下侧热交换散热片(12)一侧装有冷却风扇(13)。
控制器(20)如图2所示，由预先设定寝具(40)的冷却及升温温度用的温度设定部(21)、设定其动作时间用的动作时间设定部(22)、具有对供给的热媒体的温度进行感知的供给温度传感器(231)和对回收的热媒体的温度进行感知的回收温度传感器(232)的热媒体温度感知部(23)、被输入二个温度传感器(231、232)的电压与温度设定部(21)的设定温度的电压以进行相互比较的比较器(24)、与该比较器的输出端连接的延迟定时器(25)、输入端与动作时间设定部和延迟定时器(25)连接而输出端与晶体管(TR1)连接的“与”门(26)、与前述晶体管(TR1)的集电极端连接的继电器(Ry1)、对室内温度进行感知的室内温度感知部(29)、输入端与温度设定部(21)和室内温度感知部(29)连接的比较器(24’)、输入端与该比较器的输出端连接的延迟定时器(25’)、与该延迟定时器的输出端连接的晶体管(TR2)、与晶体管(TR2)的集电极端连接的继电器(Ry2)构成。
另一方面，在各温度传感器(231、232、291)上附设有电平设定器(231’、232’、291’)。
温度设定部(21)由通过上行开关和下行开关预先设定寝具(40)适当温度用的温度设定器(211)、用阶段显示器(214)显示设定温度的设定温度显示器(212)及基准调节器(213)构成。
室内温度感知部(29)由感知室内温度的室内温度传感器(291)、用阶段显示器(294)显示感知的温度的室内温度显示器(292)及基准调节器(293)构成。
热交换器(30)被隔音构件包围，由内部容纳着附设在热电元件(10)外侧面的热媒体散热片(11)且具有用于热媒体的吸入口(311)和排出口(312)的热交换室(31)、及附设在热交换室(31)内的吸入口(311)一侧的泵(32)构成。
当与热电元件(10)产生的冷气或暖气进行热交换的热媒体是空气时，泵(32)是气泵，使该空气通过与排出口(312)连接的供给管(33)向寝具(40)供给，再通过与吸入口(311)连接的回收管(34)而被吸入，如此循环往复，当然也可用送风机代替该气泵。
另外，在热交换室(31)的内部设有供给温度传感器(231)，而在其外部设有室内温度传感器(291)。
而且供给管(33)及回收管(34)等如图6(c)所示，它们的外周面分别被隔热构件(431)及罩子(432)覆盖。
寝具(40)具有与供给管(33)连接的流入口(41)和与回收管(34)连接的排出口(42)，其内部沿分隔板(43)形成从流入口(41)与排出口(42)连接的循环路径(441)。
另外，寝具(40)形成适于铺设在房间地上的垫子、地毯或是床垫状。
在上述结构的本发明第1实施例的温度调节装置上，使用时，一旦使控制器(20)的继电器(Ry2)动作以将通向热电元件(10)的电流极性进行切换，并使继电器(Ry1)动作以将热电元件(10)接通，即从向热交换器(30)的内部露出的热电元件(10)的上侧面产生冷气或暖气，这时泵(32)动作，使作为热媒体的空气从吸入口(311)向排出口(312)移动。这样，因在通过热电元件(10)及热媒体散热片(11)等的过程中产生的热交换而被冷却或升温的空气便从热交换器(30)的内部通过供给管(33)而向寝具(40)供给，以下详细说明其动作过程。
当来自室内温度传感器(291)的感知温度高于温度阶段设定器(211)的设定温度时，通过继电器(Ry2)的动作而使开关(sw2)与接点(a、a’)连接，故电源(Vcc)的V-电流经过热电元件(10)而流到V+一侧，使该热电元件准备发挥吸热作用，反之，当前述感知温度低于设定温度时，继电器(Ry2)作相反动作，使开关(sw2)与接点(b、b’)连接，故电源(Vcc)的V+电流经过热电元件(10)而流到V-一侧，使该热电元件准备发挥发热作用。
这时，当供给及回收温度传感器(231、232)的感知温度高于或低于温度设定器(211)的设定温度时，继电器(Ry1)动作，开关(sw1)接通，热电元件(10)动作，而一旦前述感知温度与设定温度相同，开关(sw1)便立即切断，热电元件(10)停止动作。
另一方面，根据各感知温度与设定温度的比较而动作的继电器(Ry1、Ry2)通过连接在比较器(24)与“与”门(26)之间或比较器(24’)与晶体管(TR2)之间的延迟定时器(25、25’)的动作，使来自比较器(24、24’)的各输出信号以一定值以上的间隔传递，故可防止热电元件(10)因细微的温度差别而在短时间内连续切换。
由于上述动作而在热交换室(31)内通过与热电元件(10)的各热交换散热器(11)之间的热交换而被冷却或升温的热媒体空气由于气泵(32)的动作而经过排出口(312)一侧的供给管(33)和流人口(41)向寝具(40)内供给，并一边通过寝具(40)内的循环路径(441)，一边使寝具冷却或升温，然后经过排出口(42)和回收管(34)，并通过吸入口(311)而再次被吸入热交换室(31)内，如此过程反复进行。
从而，经过上述动作，寝具(40)便被冷却或升温至设定的温度。
图3(a)是本发明第1实施例用于床垫时的例子，把与热交换器(30)连接、供给及回收冷气或暖气的供给管(33)及回收管(34)分别与曲折地贯通于寝具(40)垫子中海绵(44)内部的循环路径(441)的两端部连接。
图6(a)是图3(a)的局部放大剖视图，形成循环路径(441)的循环管设置在床垫的海绵(45)内，在该海绵(45)的上侧面依次设有铝内设构件(451)、防水性远红外线构件(452)及棉罩(453)。
图3(b)是本发明第1实施例用于铺设在房间地上的垫子时的例子，把与热交换器(30)连接、供给及回收冷气或暖气的供给管(33)和回收管(34)分别与贯通寝具(40)垫子内部的循环路径(441)的两端连接。
图4是本发明第1实施例用于床垫的另一例，循环路径(441)沿着缝制线(45)而在寝具(40)垫子内部曲折地贯通，在形成于该循环路径一端的流入口(41)连接着供给管(33)，在排出口(42)连接着回收管(34)。
即，在该实施形态中无循环管，在制作缝制线(45)的过程中，考虑到冷气或暖气的热效率及热分布而使沿缝制线(45)形成的通路相互连接，使供给空气得以回收。
图5是本发明第1实施例用于床垫时的又一例，图6(b)是图5相同部分的放大剖视图，通过分隔板(43)而在寝具(40)垫子的海绵(45)与底板(46)之间形成的循环路径(441)的一侧与供给管(33)连接，另一侧与回收管(34)连接，在弹簧(49)的上侧依次设有铝内设构件(451)、防水性远红外线构件(452)及棉罩(453)。
(第2实施例)图7是本明第2实施例，该实施例是由送风机或气泵(32)把热媒体的空气从外部吸入热交换器(30)的热交换室(31)内，通过与热电元件(10)的热交换散热器(11、12)之间的热交换而变换成冷气或暖气，并经过供给管(33)而向寝具(40)内部供给。
从而，在本实施例中的热交换器(30)上设有与外部连通的吸入口(311’)，寝具(40)做成一般的垫子或褥子状，可以使通过供给管(33)而供给的冷气或暖气向外部流出，与前述第1实施例不同的是只与供给管(33)连接。
(第3实施例)图8是本发明第3实施例，该实施例用水作为热媒体，故在热交换器(30)的排出口(312)一侧设有给水泵(32)，在吸入口(311)一侧设有贯通控制盒(50)以从外部供给补充水的注水口(51)。
从而，一旦给水泵(32)动作，水便从热交换室(31)经供给管(33)而沿寝具(40)内的循环路径(441)循环，然后通过回收管(34)及吸入口(311)而吸入热交换室(31)，如此反复循环。即，通过与热电元件(10)及热交换散热器(11、12)之间的热交换而变成冷水或温水的水将寝具(40)冷却或升温。
另一方面，上述实施例是以包括室内传感器(291)在内的场合为例进行说明的，其实在一般的室内温度下该传感器(291)并不是必需的，只要室内温度无特别的异常，根据设定的适当温度，即使只用供给温度传感器(231)及回收温度传感器(232)，控制器等相关构件也能充分发挥其功能。
即，只要不脱离本发明的把从热电元件产生的冷气或暖气向寝具(40)内部供给以保持适当眠床温度的基本宗旨，即使在结构上有所变化仍属于本发明的权利范围内。
另外，如各实施例所示，包含小型半导体元件的热电元件(10)和控制器(20)以及热交换器(30)在内的控制盒(50)是小型零件，故可设于眠床台阶或小桌子或室内的一侧。
如上所述，本发明的寝具温度调节装置通过与热媒体之间的热交换而产生冷气或暖气，故一年四季均可使用，不仅可避免传统电气寝具的电子波产生的不良影响，而且不是电气供热，不会发生火灾等，提高了安全性。
另外，由于无需设置电热丝的工序，其制作容易，且维修方便，价格低廉，用户只要设定所需的温度及时间，便能获得最佳的冷气或暖气供应，使用非常方便。
工业上利用的可能性如上所述，本发明的寝具温度调节装置具有产生冷气或暖气的热电元件、对热电元件的动作进行控制的控制器、把从热电元件产生的冷气或暖气与周围的空气或水进行热交换的热交换器以及接受来自热交换器的冷气或暖气并加以散发的寝具，结构简单且安全可靠，可始终保障舒适的睡眠，可广泛用于日常生活。
权利要求
1.一种寝具温度调节装置，其特征在于，由以下部分构成具有吸热或发热功能且暴露在热媒体中的热电元件(10)、根据来自热媒体的供给温度传感器(231)和回收温度传感器(232)的感知温度与温度设定部(21)的设定温度之间的比较结果及动作时间设定部(22)的设定时间发出输出信号以对所述热电元件(10)进行控制的控制器(20)、使热媒体与所述热电元件(10)进行热交换并供给的热交换器(30)、使来自所述热交换器(30)的热媒体在内部循环后回收到所述热交换器(30)内的寝具(40)。
2.根据权利要求1所述的寝具温度调节装置，其特征在于，所述控制器(20)由以下部分构成具备温度设定器(211)和设定温度显示器(212)且预先设定所述寝具(40)的冷却或升温温度的温度设定部(21)、具备对供给所述寝具(40)的热媒体的温度进行感知的供给温度传感器(231)和对回收的热媒体的温度进行感知的回收温度传感器(232)的热媒体温度感知部(23)、将所述二个温度传感器(231、232)的电压差与所述温度设定部(21)的设定温度的电压进行相互比较的比较器(24)、与所述比较器(24)的输出端连接的延迟定时器(25)、输入端与所述延迟定时器(25)和所述动作时间设定部(22)连接而输出端与晶体管(TR1)连接的“与”门(26)、与所述晶体管(TR1)的集电极端连接的继电器(Ry1)、具备室内温度传感器(291)的室内温度感知部(29)、输入端与所述室内温度感知部(29)和所述温度设定器(211)连接的比较器(24’)、与所述比较器(24’)的输出端连接的延迟定时器(25’)、与所述延迟定时器(25’)的输出端连接的晶体管(TR2)、与所述晶体管(TR2)的集电极端连接的继电器(Ry2)。
3.根据权利要求1所述的寝具温度调节装置，其特征在于，所述热交换器(30)由以下部分构成具备热媒体的吸入口(311)和热媒体的排出口(312)的热交换室(31)、附设于所述热交换室(31)且使热媒体进行循环的泵(32)、与所述热电元件(10)连接的热交换散热片(11、12)。
4.根据权利要求3所述的寝具温度调节装置，其特征在于，所述热媒体是空气，所述泵(32)是气泵。
5.根据权利要求3所述的寝具温度调节装置，其特征在于，所述热媒体是水，所述泵(32)是给水泵。
6.根据权利要求1所述的寝具温度调节装置，其特征在于，所述寝具(40)是在海绵(45)的外周面依次设有铝内设构件、防水性远红外线构件及棉罩的床垫，在所述海绵内部贯通设置两端分别与热媒体的供给管(33)和回收管(34)连接的循环管(44)，形成热媒体的循环路径(441)。
7.根据权利要求1所述的寝具温度调节装置，其特征在于，所述寝具(40)是沿缝制线(45)而在内部设置热媒体循环路径(441)的床垫。
8.根据权利要求1所述的寝具温度调节装置，其特征在于，所述寝具(40)是沿贯通中央部的分隔板(43)而在内部设置热媒体循环路径(441)的床垫(402)。
9.一种寝具温度调节装置，其特征在于，由以下部分构成具有吸热或发热功能且暴露在作为热媒体的空气中的热电元件(10)、将来自室内温度传感器(291)和热媒体的供给温度传感器(231)及寝具的温度传感器(232’)的各感知温度与温度设定部(21)的设定温度进行比较并根据动作时间设定部(22)的设定时间发出输出信号以对所述热电元件(10)进行控制的控制器(20)、吸入热媒体的外部空气并使之与所述热电元件(10)进行热交换并供给的热交换器(30)、将来自所述热交换器(30)的空气进行散发的寝具(40)。
全文摘要
本发明涉及寝具温度调节装置,尤其涉及根据预先设定的温度及时间向铺设于房间地上的地毯以及床垫等寝具的内部供给冷气或暖气、以保持睡眠中的人体所需的最佳温度、可始终提供舒适睡眠环境的寝具温度调节装置。本发明的温度调节装置具有根据设定温度有选择地产生冷气或暖气的热电元件(10)、室内温度传感器(291)、把来自供给温度传感器(231)及回收温度传感器(232)的各感知温度与已设定的适当温度进行比较并根据在动作时间设定部(22)设定的时间发生输出信号以使热电元件(10)动作的控制器(20)、把从热电元件(10)产生的冷气或暖气与热媒体进行热交换并供给的热交换器(30)、供来自热交换器(30)的热媒体在内部进行循环的寝具(40)。
文档编号A47G9/02GK1189090SQ97190361
公开日1998年7月29日 申请日期1997年4月18日 优先权日1996年4月18日
发明者朴龙在 申请人:株式会社Ace寝台