KR19990087368A - 이중 금속 벽을 구비한 열 용기 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

이중 벽을 구비한 열 용기는 폐쇄 가능한 제1 상부 구멍(5)이 있는 금속재로 제조된 제1 내부 용기를 구비하며, 이 제1 내부 용기는 제2 구멍(10)이 있고 그것 역시 금속재로 제조된 제2 외부 용기(7)에 삽입되어 있다. 두 용기(2, 7)는 구멍(5, 10)에 인접 배치된 연결 조립체(11)에 의해 상호 연결됨으로써, 두 용기(2, 7) 사이에 진공화된 공간(12)이 형성된다. 연결 조립체(11)는 비금속재 및 절연재로 제조된 환상부(13, 18)에 의해서만 구성됨으로써 두 용기(2, 7) 사이의 효과적인 밀봉식 단열 장벽을 형성한다. 본 발명의 또 하나의 측면은 비교적 적당한 비용으로 이중 금속 벽을 구비한 열 용기를 제조하기 위한 방법을 제공한다.

Description

이중 금속 벽을 구비한 열 용기 및 그 제조 방법

내부의 거울 마무리된 표면이 있는 이중 벽의 열 용기는 물리학에서는 "듀어 플라스크(Dewar flask)"로 공지되고, 통상 "보온병(thermos bottle)"으로 알려져 있으며, 일반적으로 음료 및 액체 식품을 대기 온도 이외의 온도로 유지하는데 사용되는 것으로 공지되어 있다.

더욱 상세하게는, 종래의 상업용 보온병은 유리로 제조된 내부 용기와 금속이나 플라스틱으로 제조된 외부 용기로 구성되어 있으며, 이 내외부 용기는 비어 있거나 절연재로 채워진 공간에 의해 분리되어 기밀하게 밀봉되어 있다.

비록 이들 종래 기술의 용기가 우수한 효과 및 열적 안정성을 특징으로 하지만, 이것들은 본래 취성이 있으며, 그에 따라 예컨대 스포츠 환경 및 야외 용도 등의 튼튼함을 요하는 용도에는 적합하지 않다.

따라서, 응력과 진동에 대한 저항이 요구되는 경우, 예컨대 알루미늄 및/또는 스테인레스강으로 제조된 이중 금속 벽을 구비한 열 용기가 사용된다.

유럽 특허 출원 제95810315.2호에 기재되고 도 1에 개략적으로 도시된 이중 금속 벽을 구비한 종래 유형의 열 용기는 알루미늄으로 제조된 제2 외부 용기내에 봉입되어 있는 스테인레스강 또는 알루미늄으로 제조된 제1 내부 용기를 기본적으로 포함한다.

두 개의 용기가 금속 연결부에 의해 각각의 목부에 인접하여 견고하게 밀봉식으로 연결됨으로써, 진공화되는 밀봉된 공간이 그 사이에 형성된다.

이러한 종래 기술 용기의 단점은 금속 연결부가 두 용기 사이의 열 전달부(thermal bridge)로서 작용하여, 용기의 효율을 상당히 감소시키는 특정한 열 교환을 허용하는 것이다.

종래의 열 용기의 또 하나의 단점은 어렵기로 유명한 상이한 금속간의 용접이 요구될 수 있는 구조 및 조립의 복잡성이다.

이중 금속 벽을 구비한 종래의 열 용기의 또 다른 단점은 복잡한 제조 방법이다.

본 발명은 구체적으로는 병, 주전자, 열 용기, 캔틴(canteen), 고온 음료 자동 판매기 및 유사물 등의 음료 및 액체 식품용이지만 이들로 한정되지 않는 금속재로 제조된 이중 벽을 구비한 열 용기(thermal container)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 전술한 유형의 열 용기를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 열 용기의 개략적인 길이 방향 단면도이고,

도 2는 도 1의 용기의 확대된 크기의 상세도이며,

도 3은 도 1의 용기의 분해 사시도이다.

본 발명의 목적은 담겨진 물질의 활용 온도를 종래의 유사한 용기보다 더 오랜 시간 동안 유지시키는 이중 벽을 구비한 열 용기를 마련하는 것이다.

본 발명의 또 하나의 목적은 견고하고도 가벼우며 보편적인, 즉 스포츠 및/또는 애호가 용도의 소정의 지지물에 결합될 수 있는 열 용기를 마련하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전술한 의도 및 목적에서 개설한 성질을 갖는 열 용기를 제조하기 위한 간단하며 비교적 저렴한 방법을 제공하는 것이다.

이러한 의도 및 목적은 첨부된 청구 범위에서 청구되는 바와 같이, 용기와 상기 용기를 제조하기 위한 방법에 의해 달성된다.

두 금속 용기 사이의 열 전달이 없으면, 확실히 용기내 내용물의 활용 온도가 유사한 종래의 열 용기에 비해 더 긴 시간 동안 유지된다.

본 발명의 또다른 특징은 전술한 유형의 열 용기를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서,

a) 분리 가능한 덮개 수단에 의해 폐쇄될 수 있는 제1 상부 구멍이 있는 제1 내부 금속 용기를 제조하는 단계와,

b) 상기 제1 내부 금속 용기보다 더 크고 또한 제2 상부 구멍이 있는 제2 외부 금속 용기를 제조하는 단계와,

c) 가스 및 H₂O를 흡수하고 기부에 안정되게 고착되어 있는 화학제 수단을 외부 용기에 삽입하는 단계와,

d) 상기 제1 내부 금속 용기를 상기 제2 외부 금속 용기에 삽입하고, 비금속재 및 열전도되지 않는 재료로만 제조된 강성을 갖는 밀봉 연결 조립체에 의해 상기 제1, 제2 용기를 각각의 구멍에 인접하게 상호 고착시키는 단계 및

e) 상기 제1 용기와 제2 용기 사이의 공간에 담긴 공기를 진공 수단에 의해 제거하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 비교적 간단하고 신속한 제조 방법에 의해, 용기의 제조 비용은 상당히 감소한다.

본 발명에 따른 용기와 해당 제조 방법의 추가의 특징 및 이점은 다음의 설명에 의해 자명해 질 것이며, 이 설명은 첨부된 도면을 참조로 하는 비제한적인 예로서 주어진다.

전술한 도면을 참조할 때, 예컨대 스포츠 용도의 열 용기인 참조 번호 1로 표시한 본 발명에 따른 용기는 알루미늄 합금 등의 금속재로 제조되고 그 형태가 실질적으로 원통 형태로서, 약간 안쪽으로 만곡된 바닥부(3)와, 분리 가능한 컵형 플러그(6)에 의해 폐쇄될 수 있는 제1 구멍(5)을 형성하는 테이퍼진 상부(4)가 있다. 용기의 횡단면 형태는 원형일 수 있지만, 또한 다각형이어도 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는다.

내부 용기(2)는 외부 용기(7) 내부에 배치되어 있으며, 외부 용기(7)는 또한 알루미늄 합금 등의 금속재로 제조되고 형태상 제1 용기와 유사하지만 더 크며, 안쪽으로 만곡되고 바닥부(8)와 제2 구멍(10)을 형성하는 테이퍼진 상부(9)가 있다.

내부 용기(2)와 외부 용기(7)는 각각의 구멍(5, 10)에 인접하게 배치된 연결 조립체(11)에 의해 상호 견고하게 밀봉 결합됨으로써, 이하 기재될 흡입 수단에 의해 진공화되는 공간(interspace)(12)이 두 용기 사이에 형성된다.

본 발명에 따라, 연결 조립체(11)는 낮은 열 전도성을 가진 비금속재로 제조된 부품으로만 제조됨으로써, 두 용기(2, 7) 사이의 직접 접촉을 방지하는 효과적인 단열 장벽이 형성된다.

특히, 연결 조립체(11)는 방사상 연부, 즉 각각의 내부 연부(14) 및 외부 연부(15)가 테이퍼부(4)의 외벽 및 테이퍼부(9)의 내벽과 각각 접촉하고 있는 제1 환상 플라스틱부(13)에 의해 구성되어 있다.

따라서, 상기 환상부(13)는 벽(4)과 함께 하나 또는 두 개의 환상 포켓(16, 17), 더 상세하게는 최내측 포켓(16) 및 최외측 포켓(17)을 형성하며, 포켓(16, 17)에는 폴리우레탄 수지 등의 밀봉용 플라스틱 수지가 주입되어 있다.

조립체(11)는 역시 플라스틱으로 제조된 제2 환상부(18)를 포함하며, 제2 환상부(18)는 그 단면이 오메가 형태로서, 상기 제1 환상부(13)에 포개어져 있으며, 내부 연부(19) 및 외부 연부(20)를 갖는 환형 연부를 구비하며, 이 환형 연부는 용기의 테이퍼부(4, 9)의 대향면과 접촉되어 있다.

조립체(11)의 강도를 증가시키기 위해, 환상부(13, 18)는 제1 환상부상의 위쪽 구역에 형성된 제1 환상 돌출부(21)와 제2 환상부(18) 아래에 형성된 제2 환상 탭(22)에 의해 서로 안정적으로 이격되어 있다.

두 용기(2, 7) 사이의 연결의 안정성을 확보하기 위해, 외부 용기(7)에는 제1 환상부(13)용의 접합부를 형성하는 환상 오목부(23)가 상부 테이퍼부(9)의 기부에 있다.

더욱이, 내부 용기(2)에는 바깥으로 접힌 제1 환상 연부(24)가 상부 구멍(5)에 선택적으로 마련되어 있으며, 외부 용기(7)에는 안쪽으로 접혀서 제1 연부(24)에 실질적으로 대향된 제2 환상 연부(25)가 제2 구멍(10)에 마련되어 있음으로써, 연결 조립체(11)가 위쪽으로 빠져나오는 것이 방지된다.

마지막으로, 조립체의 안정성을 더 향상시키기 위해, 두 용기의 상부 테이퍼부(4, 9)의 내벽에는, 스코어링 가공(scoring)되거나 또는 어쨌든 포켓(16, 17)내에서 수지의 고착을 용이하게 하여 감압용 장벽으로서 작용하는 표면 가공부를 형성시킨다.

흡입 수단은 외부 용기(7)의 볼록 기부(8)에 용접되고 안쪽으로 돌출하여 제1 및 제2 용기 사이의 공간(12)을 외부와 연결하는 금속 튜브(26)를 포함한다. 이 공간으로부터 공기를 제거한 후, 튜브(26)를 밀봉시켜 공간에 영구 진공을 형성한다.

형성된 진공이 시간이 지나도 유지되는 것을 확보하기 위해, 가스 및 H₂O를 흡수하는 하나 이상의 고상 화학물의 정제(tablet)(27, 28)가 공간(12)내에 위치되어 있다.

본 발명에 따라, 덮개 수단(6)은 플러그(29)와, 용기의 상단부에서 뒤집혀서 삽입될 수 있는 선택적인 컵(30)을 포함하며, 플러그와 컵은 모두 단열 재료로 제조되어 있다.

환상 가스킷(31)이 플러그(29)의 하단부에 장착되어 있으며, 내부 용기(2)의 상부 테이퍼부(4)의 기부에 형성되어 내부 용기의 내부를 향해 돌출되어 있는 제2 원주 오목부(32)와 상호 작용하도록 되어 있다.

선택예로서, 팽창 가스킷을 구비한 플러그가 마련될 수 있다.

플러그(29)와 컵(30)을 고착시키기 위해, 제2 환상부(18)에는 두 개의 용기(2, 7)로부터 돌출되고 제1 내부 나사(33)와 제2 외부 나사(35)가 형성되어 있는 상부 부분이 있으며, 제1 나사(33)는 플러그(29) 외부에 형성된 나사부(34)와 맞물리도록 되어 있고 제2 나사(35)는 컵(30) 내부에 형성된 나사부(36)와 맞물리도록 되어 있다.

선택적으로는, 용기의 기부에 고착된 바닥부(37)를 마련함으로써, 착지를 향상시키고 공기 흡입관을 덮을 수 있다.

형성된 열 용기에 의해, 저장된 물질이 활용 온도로 소정 시간 동안 확실하게 유지되고, 이 시간은 동일 유형의 종래의 용기의 시간과 유사하거나 최소한 동일하거나 더 길며, 게다가 이 열 용기는 가볍고 저항성이 있어서 경기 및 애호가 스포츠 용도에 특히 적합하다.

내부 용기와 외부 용기는 모두 낮은 상대 밀도, 낮은 가스 투과성 및 낮은 가스 제거율을 갖는 가공이 용이한 금속, 예컨대 알루미늄 및/또는 그 합금으로 제조되어 있다. 환상부, 플러그 및 컵은 열가소성 재료로 제조될 수 있다.

본 발명의 또 하나의 주제에 따라, 전술한 유형의 열 용기를 제조하기 위한 방법이 마련되며, 이 방법은 제1 상부 구멍이 있는 제1 내부 금속 용기와 제2 상부 구멍이 있는 제2 상부 금속 용기를 제조하는 단계와, 내부 용기를 외부 용기에 삽입하는 단계와, 화학 가스 흡수 수단을 두 개의 용기 사이에 형성된 공간에 삽입하는 단계와, 두 개의 용기를 낮은 열 전도성을 갖는 비금속재로만 제조된 밀봉 연결 조립체에 의해 상기 양쪽 용기를 각각의 구멍에 인접하게 상호 고착시키는 단계와, 제1 및 제2 용기 사이의 공간에 저장된 공기를 제거하는 단계 및 공간을 밀봉되게 폐쇄하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 열 용기와 해당 제조 방법은 첨부된 청구 범위에 의해 한정되는 본 발명의 개념의 범위내에서 변경 및 변형될 수 있다. 세부 내용은 동일하게 보호되는 것으로 이해되는 기술적 등가물로 대체될 수 있다. 형태를 크기, 재료 및 요구 사항에 따라 다르게 할 수 있다.

Claims (14)

1. 음료 및 액체 식품 등에 사용되고 이중 벽으로 된 열 용기로서, 분리 가능한 덮개 수단(6)에 의해 폐쇄될 수 있는 제1 구멍(5)을 형성하는 상부 테이퍼부(4)가 있는 금속재로 제조된 제1 내부 용기(2)와, 금속재로 제조되고 제2 구멍을 형성하는 상부 테이퍼부(9)가 있는 제2 외부 용기(7)를 구비하며, 상기 용기는 두 개의 구멍(5, 10)에 인접하게 배치되는 연결 조립체(11)에 의해 안정적으로 상호 연결되어, 내부가 진공화되는 제1 및 제2 용기 사이의 공간(12)이 형성되는 열 용기에 있어서,

   상기 연결 조립체(11)는 낮은 열 전도성의 비금속재로 제조된 환상부(13, 18)에 의해서만 구성되어, 상기 내부 및 외부 용기(2, 7) 사이에 기밀의 단열 장벽이 형성되는 것을 특징으로 하는 열 용기.
2. 제1항에 있어서, 상기 연결 조립체(11)의 상기 환상부(13, 18)는 상기 용기(2, 7)의 상부 테이퍼부(4, 9)의 상호 대향된 벽과 접촉되어 배치된 방사상 연부가 있는 제1 환상부(13)를 구비하는 것을 특징으로 하는 열 용기.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 환상부(13)에는, 상기 테이퍼부(4, 9)의 내벽과 접촉됨으로써 상기 벽과 함께 밀봉 플라스틱 수지가 주입되어 있는 하나 또는 두 개의 원주 포켓(16, 17)을 형성하는 원주 단부 연부(14, 15)가 마련되는 것을 특징으로 하는 열 용기.
4. 제1항에 있어서, 상기 내부 용기(2)에는 바깥으로 접힌 원주 연부(24)가 상기 제1 구멍(5)에 있으며, 상기 외부 용기(7)에는 안쪽으로 접히고 제1 연부(18)와 실질적으로 대향된 제2 원주 연부(25)가 상기 제2 구멍(10)에 있는 것을 특징으로 하는 열 용기.
5. 제1항에 있어서, 상기 연결 조립체(11)는, 실질적으로 오메가 형태인 횡단면이 있고, 상기 제1 환상부(13)에 포개어져 있으며, 상기 내부 용기(2) 및 상기 외부 용기(7)의 상기 원주 연부(24, 25)와 접촉되게 배치된 방사상 연부(19, 20)가 있는 제2 환상부(18)를 구비하는 것을 특징으로 하는 열 용기.
6. 제1항에 있어서, 상기 외부 용기(7)의 상기 테이퍼부(9)의 내벽과 상기 내부 용기(2)의 상기 테이퍼부(4)의 외벽에는, 수지의 상기 환상 포켓(16, 17)내의 고착을 용이하게 하고 압력 손실을 줄이기 위한 스코어링 가공(scoring)된 표면 가공부가 있는 것을 특징으로 하는 열 용기.
7. 제1항에 있어서, 상기 외부 용기(7)에는 안쪽으로 향하고 상기 제1 환상부(13)용의 리테이너를 형성하는 제1 원주 오목부(23)가 각각의 상부 테이퍼부(9)의 하단부에 있는 것을 특징으로 하는 열 용기.
8. 제1항에 있어서, 상기 내부 용기(2)에는 상기 덮개 수단(6)과 상호 작용하기에 적합한 제2 원주 오목부(32)가 상기 각개 상부 테이퍼부(4)의 기부에 있는 것을 특징으로 하는 열 용기.
9. 제1항에 있어서, 상기 제2 환상부(18)에는 상기 용기(2, 7)에 대해 위쪽으로 돌출되고 상기 덮개 수단(6)을 위한 고착 수단을 형성하는 부분이 있는 것을 특징으로 하는 열 용기.
10. 제9항에 있어서, 상기 고착 수단은 상기 제2 환상부(18)의 상기 돌출부의 내벽에 형성된 제1 내부 나사(33)와 상기 제2 환상부(18)의 상기 돌출부 외부에 형성된 제2 나사(35)를 구비하는 것을 특징으로 하는 열 용기.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 덮개 수단(6)은 단열재로 제조된 플러그(29)를 구비하며, 이 플러그(29)에는 상기 제2 환상부(18)의 상기 내부 나사(33)에 맞물리기에 적합한 외부 나사부(34)와 상기 제2 원주 캠버부(cambered portion)(32)와 상호 작용하기에 적합한 환상 밀봉 가스킷(31)이 있는 것을 특징으로 하는 열 용기.
12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 덮개 수단(6)은 상기 제2 환상부(18)의 상기 외부 나사(35)에 맞물리기 위한 내부 나사부(36)가 있는 절연재로 제조된 컵형 리드(30)를 구비하는 것을 특징으로 하는 열 용기.
13. 제1항에 있어서, 상기 내부 용기(2) 및 상기 외부 용기(7)는 모두 비교적 낮은 상대 밀도, 가스 투과성 및 가스 제거율 값을 갖는 금속재로 제조되는 것을 특징으로 하는 열 용기.
14. 음료수 및 액체 식품 등과 같은 물질을 제어된 온도로 유지하여 저장하기 위한 열 용기를 제조하기 위한 방법으로서,

    a) 분리 가능한 덮개 수단에 의해 폐쇄될 수 있는 제1 상부 구멍이 있는 제1 내부 금속 용기를 마련하는 단계와,

    b) 제1 용기보다 크고 또한 제2 상부 구멍이 있는 제2 외부 금속 용기를 마련하는 단계와,

    c) 가스 및 H₂O를 흡수하고 기부에 안정적으로 고착된 화학적 수단을 상기 외부 용기에 삽입하는 단계와,

    d) 상기 내부 용기를 상기 외부 용기에 삽입하고, 비금속재 및 열전도되지 않는 재료로만 제조된 강성이 있는 밀봉 연결 조립체에 의해 상기 양쪽 용기를 각각의 구멍에 인접하게 상호 고착시키는 단계 및

    e) 상기 제1 용기와 제2 용기 사이의 공간에 담긴 공기를 진공 수단에 의해 제거하는 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.