KR101536436B1 - 용기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 용기는, 확관형 외통; 및 상기 외통 내에 설치되되 상기 외통과의 사이에 진공의 이격공간을 가지며, 비확관형으로서 직관형 구조를 가진 내통;을 포함한다.
이와 같이 본 발명은, 비확관형으로서 직관형 구조를 가지면서 300계 스테인리스강보다 크롬 함량이 높은 고크롬 400계 스테인리스강 재질로 이루어진 내통을 구비함으로써, 제품품질 측면에 있어서 우수한 내식성을 확보하면서도 생산적인 측면에 있어서 재료에 대한 원가절감 및 확관공정 제거로 인한 장치설비, 노동부하의 절감을 이룰 수 있다.

Description

용기{Container}

본 발명은 용기로서, 내통이 비확관형으로서 직관형 구조를 가지면서 300계 스테인리스강보다 크롬 함량이 높은 고크롬 400계 스테인리스강 재질로 이루어진 용기에 관한 것이다.

일반적으로, 냉온수기, 정수기, 또는 자판기 등의 내부에는 내부로 유입되는 식수를 급랭하여 배출하는 냉수조와 내부로 유입되는 식수를 급탕가열하여 배출하는 온수조가 구비된다.

이때, 용기로서 상기 온수조의 구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 단열을 위해 이중관으로 구성되어 있고 그 사이에는 진공으로 채워져 있다.

이와 같은 온수조(10)는 제조 시, 내통(11)과 외통(12)을 확관하여 입구에 비해 측부를 부풀려진 형상을 취한다. 구체적으로, 내통(11)과 외통(12)은 일정 길이로 절단된 시트를 원통형상으로 말아서 용접이음되어 이루어지는데, 이후 측부를 확관성형함으로써 측부가 부풀린 형상을 이루게 한다. 이는 내통(11)과 외통(12) 사이에 배치되는 진공부가 측부만이 아닌 입구의 둘레에도 배치되도록 함으로써, 내부에 수용된 가열된 식수에 대한 단열기능을 높이기 위함이다.

상기와 같이 온수조(10)를 제조하기 위해서는, 확관이 용이하게 이루어지도록 성형성이 우수한 300계 스테인리스강이 재질로서 활용된다.

그러나, 이러한 300계 스테인리스강은 내식성을 위해 니켈이라는 고급원소가 사용되기 때문에, 400계 스테인리스강에 비해 가격 측면에 있어서 비싸다는 한계점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 내통이 비확관형으로서 직관형 구조를 가지면서 300계 스테인리스강보다 크롬 함량이 높은 고크롬 400계 스테인리스강 재질로 이루어진 용기를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용기는, 3확관형 외통; 및 상기 외통 내에 설치되되 상기 외통과의 사이에 진공의 이격공간을 가지며, 비확관형으로서 직관형 구조를 가진 내통;을 포함한다.

이때, 상기 내통은 300계 스테인리스강보다 크롬 함량이 높은 고크롬 400계 스테인리스강 재질로 이루어진 것이 바람직하다.

또한, 상기 내통은 크롬 ?량이 20% 내지 23%인 것이 바람직하다.

아울러, 상기 외통은 300계 스테인리스강보다 크롬 함량이 높은 고크롬 400계 스테인리스강 재질로 이루어지며, 확관 시 지름의 최대값은 Do < Di*(1+SF*e) 범위 이내인 것을 특징으로 하는 용기. (Do : 외통의 지름, Di : 내통의 지름, SF : 안전계수(0~1), e : 적용 강종의 균일연신율)

한편, 본 발명의 용기는 온수조로서 활용될 수 있다.

본 발명에 따른 용기는, 비확관형으로서 직관형 구조를 가지면서 300계 스테인리스강보다 크롬 함량이 높은 고크롬 400계 스테인리스강 재질로 이루어진 내통을 구비함으로써, 제품품질 측면에 있어서 우수한 내식성을 확보하면서도 생산적인 측면에 있어서 재료에 대한 원가절감 및 확관공정 제거로 인한 장치설비, 노동부하의 절감을 이룰 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 종래기술에 따른 온수조를 나타낸 절개도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용기를 나타낸 절개도이다.
도 3은 도 1의 용기 내통과 도 2의 용기 내통을 내식성 테스트한 것을 나타낸 도면이다.

본 발명의 용기는, 제품품질 측면에 있어서 우수한 내식성을 확보하면서도 생산적인 측면에 있어서 재료에 대한 원가절감 및 확관공정 제거로 인한 장치설비, 노동부하의 절감을 이루기 위해, 내통이 비확관형으로서 직관형 구조를 가지면서 300계 스테인리스강보다 크롬 함량이 높은 고크롬 400계 스테인리스강 재질로 이루어진 것을 기술적 특징으로 한다.

참고로, 본 발명의 용기는 내부에 수용부가 형성되는 부재로서 온수조 등으로 활용될 수 있는데, 이때 하기 본 발명에 대한 구체적인 설명부분에서는 온수조로서 활용되는 것을 일례로 들어 설명하기로 한다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용기를 나타낸 절개도이다.

도면을 참조하면, 본 발명은 확관형 외통(120), 상기 외통(120) 내에 설치되되 외통(120)과의 사이에 진공의 이격공간을 가지면서 비확관형으로 직관형 구조르 가진 내통(110)을 포함한다.

이와 같은 본 발명에서는 내통(110)이 400계 스테인리스강 재질로 이루어지게 되는데, 300계 스테인리스강 재질로 이루어진 내통(도 1의 11)을 가진 기존의 용기(도 1의 10)의 한계점을 간단히 살펴보기로 한다. 참고로, 스테인리스강은 화학성분으로 300계와 400계가 분류되며 이에 대한 구체적인 성분설명은 생략하기로 한다.

기존의 용기(도 1의 10)는 단열성 향상을 위해 측부가 부풀려진 구조를 취하는데, 이를 위해 제조과정에서 시트를 말아서 이은 후 확관하는 공정을 거치게 된다.

이러한 확관공정을 위해 재질로서 성형성이 좋은 300계 스테인리스강을 사용한다. 아울러 이러한 300계 스테인리스강에는 우수한 내식성 특성을 가진 고급원소인 니켈이 함유됨으로써, 수용되는 물에 의한 시간이 따른 부식을 막을 수 있다.

그러나, 니켈은 비용적인 측면에 있어서 높은 가격으로 인하여 제품원가가 상승되는 한계점을 지닌다.

이에 따라, 본 발명의 용기(100)는 300계 스테인리스강보다 상대적은 가격이 낮은 400계 스테인리스강으로 이루어짐으로써, 생산적인 측면에 있어서 원가를 절감할 수 있는 효과를 가진다.

즉, 본 발명의 용기(100)의 재질인 400계 스테인리스강은 니켈이 포함되지 않은 스테인리스강으로서 300계 스테인리스강보다 가격이 상대적으로 저렴하다.

구체적으로, 본 발명의 용기(100)에서 내통(110)은 300계 스테인리스강보다 크롬 함량이 높은 고크롬 400계 스테인리스강 재질로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 크롬은 내식성 향상에 중요한 원소로서, 기존의 용기(도 1의 10)가 내식성 확보를 위해 니켈이 함유된 300계 스테인리스강 재질로 이루어진 반면에, 본 발명의 용기(100)는 니켈을 대신해 크롬함량이 높은 고크롬 400계 스테인리스강 재질로 이루어짐으로써 기존의 용기(도 1의 10)와 같이 우수한 내식성 확보할 수 있다. 즉, 본 발명의 용기(100)는 내통(110)의 표면에 있어서 높은 함량의 크롬이 산화되면서 이루어지는 크롬 산화층에 의해 내통(110)이 수용된 용액로부터 보호받아 내식성을 지니게 된다.

나아가, 상기 내통(110)은 크롬 함량이 20% 내지 23%인 고크롬 400계 스테인리스강 재질로 이루어진 것이 바람직한데, 만약 20% 미만의 크롬함량을 가지면 용기(100)의 내식성에 떨어질 수 있으며, 23% 초과의 크롬함량을 가지면 필요 이상의 내식성을 가지면서 비용적으로 낭비될 수 있다.

상기와 같이 본 발명은 내통(110)이 고크롬 400계 스테인리스강 재질로 이루어지는데, 비용적인 측면에서 원가가 절감되면서 아울러 품질 측면에 있어서도 니켈이 함유된 300계 스테인리스강과 대등하거나 더 나은 내식성을 확보할 수 있다.

이에 대해 아래와 같이 내식성 검증 테스트를 수행하였다.

먼저, 대조군 시편으로서 기존 온수기의 부품인 300계 스테인리스강 재질로 이루어진 내통(110)의 일부분을 절단하여 사용하였고, 시험군 시편으로서 본 발명 온수기의 부품인 고크롬 400계 스테인리스강 재질로 이루어진 내통(110)의 일부분을 절단하여 사용하였다.

아울러, 테스트 방법으로는 염수분무를 8시간 동안 한 후 이어서 휴지시간을 16시간으로 하여, 9사이클인 9일 후 발청(금속표면에 발생되는 녹)을 확인하였다. 이때 염수조건은 5%의 염화나트륨 용액을 사용하였으며 테스트 결과인 발청 확인을 위한 사진 촬영은 휴지시간에 하였다.

결과적으로, 도 3(a)에 도시된 바와 같이 니켈이 함유된 300계 스테인리스강 재질로 이루어진 기존의 내통 시편과, 도 3(b)에 도시된 바와 같이 고크롬 400계 스테인리스강 재질로 이루어진 본 발명의 내통 시편 모두에서 발청이 생기지 않을 것을 확인하였다.

이와 같이 본 발명은 기존과 다르게 비록 내식성 향상을 위한 원소인 니켈을 함유하지 않고, 이보다 저렴한 크롬의 함량을 높인 고크롬 400계 스테인리스강 재질을 활용함으로써, 우수한 내식성도 확보하면서 비용적인 측면에서 원가절감을 이룰 수 있다.

한편, 본 발명의 외통(120)은 비록 내통(110)과 같이 수용되는 물과 직접적으로 접하지는 않지만, 내통(110)과 같이 300계 스테인리스강보다 크롬 함량이 높은 고크롬 400계 스테인리스강 재질로 이루어짐으로써 제품의 원가를 절감할 수 있다. 물론 이러한 경우 외통(120)은 낮은 성형성으로 인하여 용기(100)의 입구부분에서 내통(110)과 접합하기 위해 확관성형 시, 기존보다 상대적으로 작게 확관성형을 해야한다.

이러한 외통(120)의 확관 시 지름의 최대값은 Do < Di*(1+SF*e) 범위 이내인 것이 바람직하다. 이때, Do은 외통의 지름을 나타내고, Di은 내통의 지름을 나타내고, SF는 안전계수(0~1)를 나타내고, e는 적용 강종의 균일연신율을 나타낸다.

상술된 바와 같이 본 발명은 내통(110)의 재질로서 고크롬 400계 스테인리스강이 활용되었지만, 이러한 고크롬 400계 스테인리스강의 특성상 니켈이 함유된 300계 스테인리스강에 비하여 성형성이 떨어지는 단점을 지닌다.

이러한 점을 극복하기 위해, 본 발명은 내통(110)이 비확관형으로서 직관형 구조를 취하도록 구성된다.

즉, 기존의 용기(도 1의 10)에서의 내통(110)이 확관 제조과정을 거쳐 측부가 부풀어진 확관형 구조를 취한 반면에, 본 발명의 내통(110)은 비확관형인 직관형 구조를 취하게 된다.

이와 같이 본 발명의 내통(110)은 확관형 구조를 취하지 않고도 용기(100)에서 외통(120) 내부에 배치되는 구성을 이룸으로써, 비용적으로 절감된 고크롬 400계 스테인리스강 재질을 활용하여 제조될 수 있다.

다만, 기존의 용기(도 1의 10)에서 내통(11)의 확관형 구조는 입구부분의 진공단열부분 면적을 보다 넓혀서 단열능을 높이기 위한 것인데, 용기가 내장되는 냉온수기, 정수기, 또는 자판기 등의 내부에는 단열재가 충분히 배치되어 있어서, 실질적으로 확관형 구조와 직관형 구조로 인한 단열성능의 차이는 미미하다.

결과적으로, 본 발명의 내통(110)은 고크롬 400계 스테인리스강의 낮은 성형성으로 인하여 직관형 구조를 취하지만, 이로 인하여 단열성능의 저하는 거의 일어나지 않으며, 오히려 확관공정을 위한 장치설비 및 노동부하 등을 제거할 수 있음으로써 생산적인 측면에서 효율적인 장점이 있다.

한편, 상술된 본 발명의 용기(100)에 대한 제조방법을 간단히 살펴보면, 확관형 외통(120)을 제조하는 외통제조단계와, 300계 스테인리스강보다 크롬 함량이 높은 고크롬 400계 스테인리스강 재질로 이루어진 내통(110)을 확관공정없이 직관형으로 제조하는 내통제조단계를 포함할 수 있다.

이때, 상기 내통제조단계에서 내통(110)은 크롬 ?량을 20% 내지 23%로 하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 내통제조단계에서 내통(110)은 비확관형으로서 직관형 구조로 제조되는데, 이와 같이 확관공정이 없어짐에 따라 이를 위한 장치설비 및 작업자의 노동부하 등 여러 가지 측면에 있어서 공정의 간소화에 따른 이득을 취할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은, 비확관형으로서 직관형 구조를 가지면서 300계 스테인리스강보다 크롬 함량이 높은 고크롬 400계 스테인리스강 재질로 이루어진 내통(110)을 구비함으로써, 제품품질 측면에 있어서 우수한 내식성을 확보하면서도 생산적인 측면에 있어서 재료에 대한 원가절감 및 확관공정 제거로 인한 장치설비, 노동부하의 절감을 이룰 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

100 : 용기 110 : 내통
120 : 외통

Claims (5)

1. 확관형 외통; 및 상기 외통 내에 설치되되 상기 외통과의 사이에 진공의 이격공간을 가지며, 비확관형으로서 직관형 구조를 가진 내통;을 포함하며,
   상기 외통은 400계 스테인리스강 재질로 이루어지며,
   확관 시 지름의 최대값은 Do < Di*(1+SF*e) 범위 이내인 것을 특징으로 하는 용기.
   (Do : 외통의 지름, Di : 내통의 지름, SF : 안전계수(0~1), e : 적용 강종의 균일연신율)
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 내통은 400계 스테인리스강 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 용기.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 내통은 크롬 ?량이 20% 내지 23%인 것을 특징으로 하는 용기.
   
4. 삭제
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 용기가 온수조로서 활용되는 것을 특징으로 하는 용기.
   

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