KR200320681Y1

KR200320681Y1 - 면상발열체를 이용한 휴대용 보온주머니

Info

Publication number: KR200320681Y1
Application number: KR20-2003-0013662U
Authority: KR
Inventors: 박상백
Original assignee: 박상백
Priority date: 2003-05-01
Filing date: 2003-05-01
Publication date: 2003-07-22
Anticipated expiration: 2013-05-01

Abstract

본 고안은 면상발열체를 이용한 보온발열용기로서, 보온 대상물을 유연한 재질을 가진 주머니 지갑 형태의 용기에 삽입한 후 전원을 연결하여 보온시키는 휴대용 보온 주머니에 관한 것으로, 활성탄을 이용한 다수개의 면상발열체(110)가 형성되고, 상기 각 면상발열체(110)의 양단부에 부착된 전극(120)과, 상기 전극(120)에 접하여 상기 면상발열체(110) 외부로 인출되는 외부인출전극선(130)으로 이루어진 발열체 본체(100)와; 상기 발열체 본체(100)를 수용하여 양면압착된 보호필름층(200)과; 상기 보호필름층(200) 상면에 형성되어, 일측면에 입구(310)가 형성되고 상기 입구(310)를 봉하는 결합수단(320)으로 이루어진 주머니 형태의 내부피복(300)과; 상기 보호필름층(200) 하면에, 단부를 따라 상기 내부피복(300)과 결합되고, 상기 외부인출전극선(130)이 인출되는 통공(410)이 형성된 외부피복(400)과; 상기 외부인출전극선(130)과 연결되어 형성되는 외부전원연결부(500);를 포함하여 구성되어 전체적으로 주머니 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 이용한 휴대용 보온주머니를 기술적 요지로 한다. 이에 따라 면상발열체를 이용하여 유연한 보온용기를 제공하여 사용과 휴대가 간편하고, 가정용이나 차량용 또는 외부활동시 전원의 이용이 편리하여 보온하고자 하는 대상물의 보온과 가온이 용이한 이점이 있다.

Description

면상발열체를 이용한 휴대용 보온주머니{portable keeping warmth pocket which is used the plate heating element}

본 고안은 면상발열체를 이용한 보온발열용기로서, 보온 대상물을 유연한 재질을 가진 주머니 지갑 형태의 용기에 삽입한 후 전원을 연결하여 보온시키는 휴대용 보온 주머니에 관한 것이다.

종래기술 등록실용신안공보 등록번호 20-0194708의 문헌에 의한 휴대용 미니 보온 약탕기에 의하면 히터와 히터의 열이 전도되는 열전도판, 절연판, 보온재등으로 구성되어 있다. 상기 종래기술은 히터에 의해 열이 발생하게 되면 이의 전달을 위해 열전도판이 필요하게 되는데, 즉 히터가 전기코일 방식인 셈이다. 상기 전기코일 가열방식에 의한 보온용기는 전기코일에서 발생하는 전자파가 대상물에 작용하여 인체에 유해하게 되며, 또한 전기코일을 보호하기 위하여 외형이 견고한 철재나 플라스틱류를 사용하므로 용기제작에 고비용을 초래하게 된다.

또한 보온용기는 대상물의 온도를 유지하기 위하여 보온용기 내부가 여러겹의 보온재로 이루어지게 되는데, 이는 보온 공간이 협소하고 무게가 많이 나갈 뿐만 아니라 제품의 부피가 크게 되는 문제점이 있다. 또한 무전원의 보온용기에 있어서는 대상물의 열손실만을 지연시킬 뿐 대상물의 온도는 시간이 흐름에 따라 급격히 떨어지는 문제점이 있다.

또한 외부에서 주로 활동하는 요즘, 음식물이나 약재등을 차량이나 사무실등의 환경에서 섭취해야 하는 경우가 많이 발생하게 되는데, 이러한 경우에 기존의 보온용기들은 보온기능이 시간에 따라 떨어질 뿐만 아니라, 비교적 부피가 크고 충격에 쉽게 파손되어 휴대용으로 쓰기에는 불편한 점이 있다. 그리고 보행이동시에는 전원 이용에 있어서 어려운 점이 있다.

또한 종래의 보온용기들은 발열체 본체의 온도유지를 위해 전원공급선에 온도조절기능을 갖는 서머스탯을 설치하므로서 추가적인 비용과 따로 휴대해야하는 부가장치가 늘어나며 보온용기의 두께가 늘어나는 단점을 초래한다. 또한 이러한 부가장치를 이용하지 않는 경우에는 전원연결이 원활하지 못하여 보온발열기능을 제대로 수행하지 못하는 문제점이 있다.

본 고안은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 면상발열체를 이용하여 유연한 보온용기를 제공하고, 가정용이나 차량용 또는 외부활동시 전원의 이용이 편리하여 보온하고자 하는 대상물의 보온과 가온이 용이한 면상발열체를 이용한 휴대용 보온주머니의 제공을 그 목적으로 한다.

도 1 - 본 고안에 따른 면상발열체를 이용한 휴대용 보온주머니의 단면도.

도 2 - 본 고안에 따른 면상발열체를 이용한 휴대용 보온주머니의 외부피복에서 발열체 본체의 보호필름층까지의 평면도.

도 3 - 본 고안에 따른 면상발열체를 이용한 휴대용 보온주머니의 내부피복 평면도.

도 4 - 본 고안에 따른 면상발열체를 이용한 휴대용 보온주머니의 작용예시도.

<도면에 사용된 주요부호에 대한 설명>

10 : 보온대상물 50 : 전원연결부

100 : 발열체 본체 110 : 면상발열체

120 : 전극 130 : 외부인출전극선

131 : 온도조절부 140 : 반사판

200 : 보호필름층 300 : 내부피복

310 : 입구 320 : 결합수단

400 : 외부피복 410 : 통공

420 : 시가잭 보관주머니 430 : 건전지 보관주머니

500 : 외부전원연결부

상술한 바와 같은 목적달성을 위한 본 고안은, 활성탄을 이용한 다수개의 면상발열체가 형성되고, 상기 각 면상발열체의 양단부에 부착된 전극과, 상기 전극에 접하여 상기 면상발열체 외부로 인출되는 외부인출전극선으로 이루어진 발열체 본체와; 상기 발열체 본체를 수용하여 양면압착된 보호필름층과; 상기 보호필름층 상면에 형성되어, 일측면에 입구가 형성되고 상기 입구를 봉하는 결합수단으로 이루어진 주머니 형태의 내부피복과; 상기 보호필름층 하면에, 단부를 따라 상기 내부피복과 결합되고, 상기 외부인출전극선이 인출되는 통공이 형성된 외부피복과; 상기 외부인출전극선과 연결되어 형성되는 외부전원연결부;를 포함하여 구성되어 전체적으로 주머니 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 이용한 휴대용 보온주머니를 기술적 요지로 한다.

또한 상기 발열체 본체는, 하면에 반사판이 더 형성되어 열을 반사시키는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 전극은, 알루미늄 박막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 결합수단은, 지퍼로 형성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 외부인출전극선에는, 온도조절부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 외부피복은, 측면에 시가잭 보관주머니가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 외부피복은, 측면에 건전지 보관주머니가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 외부전원연결부는, 시가잭 연결단자로 형성되어 보온주머니가 차량에서 사용되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 외부전원연결부는, 건전지 입력단자로 형성되어 건전지에 의해 전원이 공급되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 온도조절부는, 상기 외부인출전극선과 온도센서 작용을 하는 바이메탈을 설치하여 일정 온도를 유지하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

이에 따라 면상발열체를 이용하여 유연한 보온용기를 제공하여 사용과 휴대가 간편하고, 가정용이나 차량용 또는 외부활동시 전원의 이용이 편리하여 보온하고자 하는 대상물의 보온과 가온이 용이한 이점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 면상발열체를 이용한 휴대용 보온주머니의 단면도이고, 도 2는 본 고안에 따른 면상발열체를 이용한 휴대용 보온주머니의 외부피복에서 발열체 본체의 보호필름층까지의 평면도이고, 도 3은 본 고안에 따른 면상발열체를 이용한 휴대용 보온주머니의 내부피복 평면도이고, 도 4는 본 고안에 따른 면상발열체를 이용한 휴대용 보온주머니의 작용예시도이다.

도시된 바와 같이 본 고안에 따른 면상발열체를 이용한 휴대용 보온주머니는 발열체 본체(100), 보호필름층(200), 내부피복(300), 외부피복(400), 외부전원연결부(500)로 크게 구성된다.

먼저 상기 발열체 본체(100)에 대해 살펴보면, 면상발열체(110)와 전극(120),외부인출전극선(130)으로 이루어진다.

상기 면상발열체(110)는 활성탄을 주재료로 하고 흑연을 부재료로 하여 점착제를 첨가시켜 바탕지에 도포하여 형성한다.

상기 활성탄의 결정자의 직경은 20~50Å정도로 결정자 상호간의 거리가 큰 반면 상기 흑연의 결정자의 크기는 3.35Å로 결정자 상호간의 거리가 상당히 작은 거리를 유지한다. 활성탄만을 면상발열체 재료로 사용한 경우에는 결정자간의 거리가 너무 커서 저항이 증가하여 통전이 제대로 이루어지지 않아 열 및 전기전도도가 낮아 발열이 제대로 이루어지지 않게 된다.

따라서 상기 활성탄의 결정자 직경보다 상대적으로 작고 열 및 전기전도도도 우수한 흑연을 혼합하게 되면, 결정자간의 거리가 큰 활성탄 사이의 공백을 흑연 결정자가 메우면서 통전이 용이하여 전체 발열체에 대한 열 및 전기전도도가 상대적으로 향상되는 결과를 낳는다. 사용자는 사용하고자 하는 용도에 따라 흑연의 중량비를 증가 또는 감소시켜 다양한 온도영역에서 사용할 수도 있다.

상기 활성탄과 상기 흑연의 결합에 의한 발열체는 가격이 저렴할 뿐만 아니라 제조공정 또한 간단하다. 상기 활성탄은 불에 탈 수 있는 물질이라면 무엇이라도 활성탄의 원료가 될 수 있으며, 이에 이용되는 원료로는 야자각, 갈탄숯, 유연탄숯, 목탄, 무연탄숯 및 석탄계열 원료를 주로 사용하므로 비용이 매우 적게든다. 또한 활성탄과 흑연은 그 자체로서 원적외선과 음이온방사와 전자파 차폐물질을 포함하고 있어 인체에 매우 이로운 소재라 할 수 있다.

상기 활성탄흑연을 결합해 주는 점착제로는 수지점착제를 주로 사용하며 활성탄에 대한 적절한 중량비로 믹서 등에 의해 골고루 잘 섞어서 사용한다. 이는 활성탄흑연의 점도를 증가시켜 결정자가 잘 결합되게 하기 위함이다.

또한 상기 면상발열체(110)에는 원적외선 방사물질인 세라믹, 황토, 숯, 천연석 분말 등을 소량 섞게 되면 상기 면상발열체(110)가 발열되면서 다량의 원적외선이 방사되어 원적외선 방사 발열체로 하여 다양한 목적에 사용할 수 있다.

상기 믹스된 재료에 면상발열체의 유연성을 조절하기 위해 에폭시, 우레탄, 실리콘등의 부가제를 적절한 활성탄에 대한 중량비로 첨가시킬 수 있다. 그리고 상기 재료를 흡수성과 부착력이 뛰어난 바탕지 즉 부직포나 직물류등에 도포하여 자연건조시키면 면상발열체(110)가 완성되게 된다.

상기와 같이 완성된 면상발열체(110)는 소정 크기로 절단하여 병렬 또는 직렬로 다수개 형성하고 상기 각 면상발열체(110)의 양단부에 두개의 전극(120)을 부착시킨다. 보통 보온주머니에 의해 보온 또는 가온되는 대상물(약, 음식물등)의 온도는 50 ~ 60℃ 정도가 적당한데 이를 위한 최적의 전극너비는 상기 면상발열체의 3분의 1정도의 너비면 적당하다. 그러나 사용자는 사용하고자 하는 온도영역에 따라 그 너비를 조절할 수도 있다.

상기 전극(120)은 여러가지 전도성이 뛰어난 금속재를 사용할 수 있으나, 알루미늄을 박막 즉 알루미늄 호일의 형태로 가공하여 부착하는 것이 바람직하다. 왜냐하면 알루미늄 박막은 다른 금속류에 비해 값이 싸며 면적대비 전기전도도가 높을 뿐만 아니라 무게도 가볍다. 또한 알루미늄 박막은 종래 전극이 가지는 문제점인 전자파를 전혀 발생시키지 않아 본 발명에서 전극으로 사용하는 것이 매우 바람직하다.

상기 전극(120)에는 상기 면상발열체(110)와 외부의 전원과 연결시키기 위한 외부인출전극선(130)이 접하여 형성되게 된다. 상기 외부인출전극선(130)이 상기전극(120)에 접하는 위치는 상기 면상발열체(110)로의 빠른 전원의 전달과 균일한 온도상승을 위해 상기 전극(120)의 길이 방향 중앙부위가 적당하다. 물론 사용자는 보온주머니의 용도에 따라 다른 위치에, 다수개의 외부인출전극선을 부착할 수도 있다. 상기 외부인출전극선(130)은 후술할 발열체 본체 보호필름층(200)과의 밀착도를 높이기 위하여 두께 0.3mm이하의 내열전선으로 형성할 수 있다.

또한 상기 외부인출전극선(130)에는 온도조절부(131)가 더 형성되는 것이 바람직하다. 다양한 기능을 가지는 구조로 온도조절기능을 가진 서머스탯과 온도센서를 설치하여 다양한 온도설정기능을 갖는 구조로 할 수 있으나, 저비용으로 제작 가능하고, 옥외활동시에도 간편히 사용할 수 있으며, 휴대가 편리하도록 보온발열 온도조절을 하는 온도바이메탈을 사용할 수도 있다. 즉 상기 온도조절부(131)는 따로 서머스탯을 설치하기 위한 부가장치를 설치할 필요없이 저비용으로 보온발열기능을 유지하도록 발열체 본체(100)에서 인출된 상기 외부인출전극선(130)과 온도센서 작용을 하는 바이메탈을 설치하여 항상 일정온도를 유지하는 온도조절부(131)를 설치할 수 있다.

즉 상기 외부인출전극선(130)과 팽창계수가 다른 종류의 금속선을 맞붙여 저온 때에는 수평이던 것이 고온이 되면 팽창계수가 적은 쪽(다른 종류의 금속선)으로 구부러져 상기 외부인출전극선(130)이 오픈되어 전류가 흐르지 않게 되어 일정한 온도를 유지할 수 있게 한다.

상기와 같이 면상발열체(110)와 전극(120)과 외부인출전극선(130)으로 이루어진 발열체 본체(100)가 완성되면, 상기 발열체 본체 하면에 반사판(140)을 더 형성시키는 것이 바람직하다. 상기 반사판(140)은 절연체로 이루어지며, 상기 면상발열체(110)에서 나오는 열을 반사시켜 외부로 손실되는 것을 막고 내부로만 전달되도록 하기 위한 것이다.

그 다음으로 상기 발열체 본체(100)를 형성시킨 후, 상기 발열체 본체(100)의 상, 하면에서 수용하여 상기 발열체 본체(100)를 보호하고 상기 전극(120)을 절연하기 위해 보호필름층(200)을 입히는 것이 바람직하다.

상기 보호필름층(200)은 열경화성필름으로 내열성과 가스투과성, 방습성을 가진 PE(폴리에칠렌), PP(폴리프로필렌), 발포 PS시트, PC(폴리카보네이트), PA(폴리아미드), PET(폴리에스터), PU(폴리우레탄), 불소수지 필름을 사용할 수 있으며 완전밀착을 위하여 라미네이팅기를 사용한다.

그 다음으로 상기 보호필름층(200) 상면에 형성되는 내부피복(300)에 관해 설명하고자 한다.

상기 내부피복(300)은 일측면에 입구(310)가 형성되고 상기 입구(310)를 봉하는 결합수단(320)으로 이루어지는 주머니 형태이다. 상기 결합수단(320)은 지퍼의 형태가 결합의 단순성, 편리성을 만족시키므로 이를 사용하는 것이 바람직하나 버튼이나 지퍼락등의 형태도 무방하다.

상기 내부피복(300)은 후술할 외부피복(400)에 결합되게 되는데, 이로 인해 상기 내부피복(300)과 외부피복(400) 사이에 형성되는 면상발열체(110)는 열을 주머니 양면에서 전달시키고 내부에 저장되게 하므로 열손실이 줄고 빠른 시간내에 가온되는 이점이 있다.

다음 상기 외부피복(400)은, 상기 보호필름층(200) 하면에 형성되어 그 단부를 따라 상기 내부피복(300)과 결합되어 상기 내부피복(300)과 상기 외부피복(400) 사이에는 상기 보호필름층(200)과 발열체 본체(100)를 수용하게 된다. 상기 내부피복(300)은 주머니 형상이므로 상기 외부피복(400)도 그 단부를 따라 결합되므로 주머니 형상을 이루게 된다.

또한 상기 외부피복(400)에는 상기 외부인출전극선(130)이 외부로 인출되기 위한 통공(410)이 형성되어 있다. 또한 외부활동을 고려하여 다양한 전원의 연결의 편리를 위해 상기 외부피복(400) 측면에는 시가잭 보관주머니(420)와 건전지 보관주머니(430)를 설치하여 건전지와 시가잭을 편리하게 보관하도록 하였다.

상기 내부피복(300)과 상기 외부피복(400)은 기존의 용기 외부보호층이 견고한 철재나 플라스틱류를 사용하므로 유연성이 없어 휴대가 불편하고 제작공정이 복잡하였지만, 본 고안은 PU(polyurethane)필름 재질로 피복하여 유연한 형태를 취하였으며 기타 PE, PP, PVC, PET, 멜라민, 인조피혁등의 필름류를 사용할 수 있다. 이로써 열원으로서 상기 면상발열체(110)의 유연하고 접거나 구길 수 있는 장점을 최대한 살릴 수 있게 된다.

다음으로 상기 외부전원연결부(500)에 대해 설명하고자 한다.

상기 외부전원연결부(500)는 상기 외부인출전극선(130) 또는 온도조절부(131)와 연결되어 외부전원을 입력받기 위한 각종 단자로 형성되어 있다. 상기 외부전원은 보온발열기능을 정상적으로 할 수 있는 12V이상의 전압을 사용하도록 권고한다. 12V이하의 전압에서도 사용은 가능하나 본 고안의 보온주머니가 보온발열기능을 하는데는 상당한 시간이 필요하게 된다.

또한 상기 외부전원연결부((500)는 시가잭 연결단자로 설치하여 차량용으로 사용하는 경우를 대비하였고, DC 플러그를 채택하여 가정이나 사무실에서 직류전원장치와의 연결을 원활히 하도록 하였으며 옥외활동시 소형건전지를 연결하도록 건전지 입력단자 또는 시가잭 단자에 의해 전원의 교체사용이 가능하도록 하였다. 만약 가정용의 교류전원을 사용하는 경우에는 직접연결시 과부하로 인하여 바이메탈기능이 손상될 우려가 있으므로 부속물로서 센서부착형 서머스탯 온도조절기를 사용하도록 권유한다.

상기 구성에 의한 본 고안의 작용은 다음과 같다.

먼저 일정온도로의 보온 또는 가온하기 위한 대상물을, 상기 결합수단을 개봉하여 면상발열체가 양쪽에 형성되어 있는 주머니 내부에 삽입시킨다. 이때 대상물을 음식물, 음료수, 캔류, 레토르트 파우치등의 약봉지등이 해당할 수 있다. 상기 면상발열체(110)는 아주 유연하므로 휴대용으로 가방등에 자유롭게 구겨 넣을 수가 있다.

차량용으로 사용하는 경우를 살펴보면, 차량의 시가잭을 상기 시가잭 연결단자에 연결하여 적정온도로 가열한다. 적정온도가 되면 상기 외부인출전극선(130)과 팽창계수가 다른 바이메탈에 의해 항상 일정온도를 유지할 수 있게 된다. 이렇게 대상물의 양면이 가열되는 동안 상기 반사판(140)에 의해 외부로 열이 손실되지 않고 내부로만 열이 전달되게 되어 우수한 보온과 가온 기능을 동시에 행할 수 있게 된다.

상기의 구성에 의한 본 고안은, 주머니 형태로 휴대가 간편하고, 면상발열체가 양면에서 발열되어 보온발열기능이 뛰어날 뿐만 아니라 피복의 유연성으로 인해 보관 및 설치가 자유로운 효과가 있다.

또한 상기 발열체 본체는 원적외선과 음이온을 방사시킬 뿐만 아니라 전자파차폐기능을 가져 인체에 유익하고, 차량용, 사무실용, 옥외활동용, 일반가정용등 다양한 장소에서 사용가능하므로 사용장소의 제한이 없고, 본 고안에 따르면 보온발열주머니의 제작시 저비용으로 제작이 가능하여 생산단가를 절감시키는 효과가 있다.

Claims

활성탄을 이용한 다수개의 면상발열체(110)가 형성되고, 상기 각 면상발열체(110)의 양단부에 부착된 전극(120)과, 상기 전극(120)에 접하여 상기 면상발열체(110) 외부로 인출되는 외부인출전극선(130)으로 이루어진 발열체 본체(100)와;

상기 발열체 본체(100)를 수용하여 양면압착된 보호필름층(200)과;

상기 보호필름층(200) 상면에 형성되어, 일측면에 입구(310)가 형성되고 상기 입구(310)를 봉하는 결합수단(320)으로 이루어진 주머니 형태의 내부피복(300)과;

상기 보호필름층(200) 하면에, 단부를 따라 상기 내부피복(300)과 결합되고, 상기 외부인출전극선(130)이 인출되는 통공(410)이 형성된 외부피복(400)과;

상기 외부인출전극선(130)과 연결되어 형성되는 외부전원연결부(500);를 포함하여 구성되어 전체적으로 주머니 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 이용한 휴대용 보온주머니.
제 1항에 있어서, 상기 발열체 본체(100)는,

하면에 반사판(140)이 더 형성되어 열을 반사시키는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 이용한 휴대용 보온주머니.
제 1항에 있어서, 상기 전극(120)은,

알루미늄 박막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 이용한 휴대용 보온주머니.
제 1항에 있어서, 상기 결합수단(320)은,

지퍼로 형성되는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 이용한 휴대용 보온주머니.
제 1항에 있어서, 상기 외부인출전극선(130)에는,

온도조절부(131)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 이용한 휴대용 보온주머니.
제 1항에 있어서, 상기 외부피복(400)은,

측면에 시가잭 보관주머니(420)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 이용한 휴대용 보온주머니.
제 1항에 있어서, 상기 외부피복(400)은,

측면에 건전지 보관주머니(430)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 이용한 휴대용 보온주머니.
제 1항에 있어서, 상기 외부전원연결부(500)는,

시가잭 연결단자로 형성되어 차량에서 사용되는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 이용한 휴대용 보온주머니.
제 1항에 있어서, 상기 외부전원연결부(500)는,

건전지 입력단자로 형성되어 건전지에 의해 전원이 공급되는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 이용한 휴대용 보온주머니.
제 5항에 있어서, 상기 온도조절부(131)는,

상기 외부인출전극선(130)과 온도센서 작용을 하는 바이메탈을 설치하여 일정 온도를 유지하는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 이용한 휴대용 보온주머니.