KR20000037212A - 냉각 기능을 갖는 캔의 냉각방법 및 냉매유출입장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각기능을 갖는 캔에 저장된 냉매인 압축 액화 탄산가스를 2차에 걸쳐 기화 확산시켜 캔용기의 외부로 배출되도록 함으로서 액화탄산가스의 기화시 발열 및 흡열반응에 의해 캔용기내부의 음료를 효과적으로 냉각시킬 수 있도록 하면서 상기 냉매를 캔의 수용공간으로 용이하게 주입 및 배출할 수 있음은 물론, 그 구조를 단순화하여 부품의 수를 감소시키고 제조원가를 절감할 수 있도록 하는 냉각기능을 갖는 캔의 냉각방법 및 냉매유출입장치에 관한 것으로, 이는 캔용기의 내부에 압축저장된 액화탄산가스를 기화시키면서 캔용기의 외부로 배출시키는 캔음료의 자체냉각방법에 있어서, 상기 액화탄산가스를 용기내에 마련된 별도의 공간에 1차로 기화확산시킨 후 여기서 기화되지 않은 액화탄산가스를 2차로 외부의 힘에 의해 뚫린 방출구를 통해 기화시키면서 캔용기의 외부로 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다. 또한 캔용기의 저부에 냉매유출입장치(10)를 장착시키되, 이 냉매유출입장치(10)는 캔(100)의 바닥면 중앙에 형성되어진 결합공(102)의 내측방향으로 장착되면서 그 상부에는 복수개의 등간격으로 구성되어진 냉매실린더(150)가 결합되는 몸체(12)와; 상기 몸체(12)의 하부에 형성되어진 수나사부(16)에 나사결합되고 그 하부의 중앙에는 냉매의 유통통로인 니들(34)을 삽입시키기 위한 니들결합공(32)이 결합되어진 로크너트(20)와; 상기 몸체(12)의 중앙부에 마련되어진 공간부(18)내에 삽입되면서 그 중앙의 수직방향으로 형성되어진 절개부(30)내에 니들(34)이 삽입되도록 하는 탄성소재의 밀봉부재(26)와; 상기 니들(34)의 하단에 연결되어 냉매실린더(150)내에 충진된 냉매가 몸체(12)의 공간부(18)내에 수용되어진 절개부(30)를 통하여 외부로 유출될 수 있도록 상기 니들(34)을 상승시키기 위한 니들핸들(38)이 포함되어 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

냉각 기능을 갖는 캔의 냉각방법 및 냉매유출입장치{Cooling method with cooling function and refrigerant in-out device}

본 발명은 냉각기능을 갖는 캔의 냉각방법 및 냉매유출입장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉각기능을 갖는 캔에 저장된 냉매인 압축 액화 탄산가스를 2차에 걸쳐 기화 확산시켜 캔용기의 외부로 배출되도록 함으로서 음료의 냉각효율을 극대화할 수 있도록 하는 한편, 상기 냉매를 캔의 수용공간으로 용이하게 주입 및 배출할 수 있음은 물론, 그 구조를 단순화하여 부품의 수를 감소시키고 제조원가를 절감할 수 있도록 하는 냉각기능을 갖는 캔의 냉각방법 및 냉매유출입장치에 관한 것이다.

일반적으로 시중에 시판되는 음료는 그 대부분이 밀폐된 금속제의 용기내에 포장되어 시판되고 있으며, 이러한 밀폐된 용기는 일명 캔(Can)이라 칭한다.

한편, 캔용기는 그 대부분이 부식되지 않는 알루미늄으로 제작되어 내용물의 보존성이 탁월하고 대체적으로 그 무게가 가볍다는 장점이 있으며, 또한 운반 및 취급이 간편하여 그 사용량이 날로 증대되고 있는 실정이다.

캔용기내에 저장 및 보관되어지는 내용물은 대체적으로 술(맥주) 및 음료수등과 같은 것이 주류를 이루고 있고, 이러한 캔용기는 온도가 상승되는 여름철에는 사용자의 구매욕구(시원한 것을 원하는 욕망)를 충족시켜 주기 위하여 필히 냉장보관을 시켜야 한다.

그런데, 음료를 간편하게 냉각시키기 위한 수단인 아이스박스등은 그 부피가 크고 무겁기 때문에 등산이나 하이킹등 야외 나들이를 할 때에 그 휴대가 매우 불편하며 또한, 상기 아이스박스는 음료를 장시간 냉장시킬 수 없어 오랜시간 동안 음료를 냉장시킬 수 없다.

한편, 사람들은 간혹 음료등을 냉동시킨 후 이를 휴대하여 야외활동중 상온에서 녹아 시원해진 음료를 마시게 되지만 이 방법은 냉동된 것이 녹았을 때 음료의 원래 맛이나 성분 파괴가 일어나지 않는 음료(물)에만 이용가능하고, 이 또한 오랜시간 동안 음료를 냉장상태로 유지하기 어렵다.

따라서 야외에서도 언제나 시원한 음료를 마실 수 있는 방안이 적극적으로 연구되기 시작하였으며 그 결과로 자체냉각형 캔용기(이하, " 냉각캔 " 이라 한다)가 개발되었으며 지금도 이에 대한 꾸준한 연구가 계속되고 있다.

상기 냉각캔은 캔용기의 내부에 냉매가 충진되는 별도의 냉매실린더를 만들어 음료 섭취시 상기 냉매실린더내에 담겨진 냉매에 의한 흡열반응, 발열반응을 이용하여 캔용기 내부의 음료를 냉각시키고자 한 것으로 이는 여러가지의 유형이 있다.

즉, 제 1 유형으로 캔용기내에 물주머니와 약제실을 각각 만들어 음료섭취시 약제실에 물이 유입되도록 하여 물과 약제의 반응에 의해 음료와 반응물간의 열교환이 이루어지도록 하여 음료를 냉각시키는 기술이 알려져 있다.

그러나 이 기술은 캔용기의 냉매실로서 물주머니와 약제실을 별도로 함께 만들어야 함으로 음료의 냉각수단이 차지하는 공간이 클 수 밖에 없었으며, 따라서 캔용기 자체의 용적을 크게하여 만들어야 함으로 경제적이지 못하다.

또한, 냉매실의 표면적을 최대한 넓게 만들어도 충분한 열교환이 이루어지기 까지 시간이 많이 걸리기 때문에 갈증이 날 때 시원한 음료를 바로 섭취하지 못하게 되는 등 여러가지 제약이 따른다.

제 2 유형으로 캔용기의 내부에 냉매가 충전되는 냉매실을 마련하고 용기의 외부로 부터 냉매실을 터뜨릴 수 있는 침봉등을 구비하여 상기 침봉을 이용하여 냉매실을 터뜨려 음료속으로 냉매를 분출시켜서 발열 및 흡열반응 원리를 이용, 음료를 냉각시키는 기술이 알려져 있다.

그러나 이 방법에 의하면 냉매를 음료내에 확산시켜 냉각시키는데 있어 음료출구가 개방된 경우에는 냉매가 기화되면서 확산될 때 내부의 압력에 의해 음료가 캔의 외부로 배출될 수 밖에 없고, 아울러 음료출구가 개방되지 않은 경우에는 내부 의 상승된 압력에 의해 용기가 터질 위험을 내포하고 있다.

또한, 이 방법은 300㎖ 캔용기에 냉매를 50㎖ 이상 충전하여 사용하여도 음료의 냉각정도가 - 8℃ 를 넘기 어려워 그 냉각효과가 작은 실정이다.

따라서 이와같은 종래의 냉각캔 기술에 있어서는, 음료를 보다 저온으로 냉각시키기 위하여 냉매실과 음료와의 접촉면적 즉, 표면적을 최대한 넓히려는 시도등이 계속되었지만 아직까지 상온에서 음료를 충분히 낮은 온도로 냉각시킬 수는 없었던 것이다.

이에 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해소시키기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 냉각기능을 갖는 캔에 저장된 냉매인 압축 액화 탄산가스를 2차에 걸쳐 기화 확산시켜 캔용기의 외부로 배출되도록 함으로서 액화탄산가스의 기화시 발열 및 흡열반응에 의해 캔용기내부의 음료를 효과적으로 냉각시킬 수 있도록 하는 냉각기능을 갖는 캔의 냉각방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 냉각기능을 갖는 캔에 저장된 냉매를 용이하게 배출할 수 있음은 물론, 그 구조를 단순화하여 부품의 수를 감소시키고 제조원가를 절감할 수 있는 냉각기능을 갖는 캔의 냉매유출입장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성시키기기 위한 본 발명에 따른 냉각기능을 갖는 캔의 냉각방법은, 캔용기의 내부에 압축저장된 액화탄산가스를 기화시키면서 캔용기의 외부로 배출시키는 캔음료의 자체냉각방법에 있어서, 상기 액화탄산가스를 용기내에 마련된 별도의 공간에 1차로 기화확산시킨 후 여기서 기화되지 않은 액화탄산가스를 2차로 외부의 힘에 의해 뚫린 방출구를 통해 기화시키면서 캔용기의 외부로 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징은 캔용기의 저부에 냉매유출입장치를 장착시키되, 상기냉매유출입장치는 캔의 바닥면 중앙에 형성되어진 결합공의 내측방향으로 장착되면서 그 상부에는 냉매실린더가 결합되는 몸체와; 상기 몸체의 하부에 형성되어진 수나사부에 나사결합되고 그 하부의 중앙에는 냉매의 유통통로인 니들을 삽입시키기 위한 니들결합공이 결합되어진 로크너트와; 상기 몸체의 중앙부에 마련되어진 공간부내에 삽입되면서 그 중앙의 수직방향으로 형성되어진 절개부내에 니들이 삽입되도록 하는 탄성소재의 밀봉부재와; 상기 니들의 하단에 연결되어 냉매실린더내에 충진된 냉매가 몸체의 공간부내에 수용되어진 절개부를 통하여 외부로 유출될 수 있도록 상기 니들을 상승시키기 위한 니들핸들이 포함되는 것에 또다른 특징이 있다.

도 1 - 본 발명에 따른 냉매유출입장치가 냉각기능을 갖는 캔에 장착되어진 상태를 나타낸 결합단면도,

도 2 - 본 발명에 따른 냉매유출입장치의 요부확대도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 냉매유출입장치 12: 몸체

14: 유로 16: 수나사부

18: 공간부 20: 로크너트

22: 암나사부 24: 오링

26: 밀봉부재 28: 상부만곡부

30: 절개부 32: 니들결합부

34: 니들 36: 냉매배출구

38: 니들핸들 100: 캔

102: 결합공 104: 수용공간

110: 엔드 120: 탭

130: 밀폐판 140: 내부공간

150: 냉매실린더 160: 냉매순환통로

이하, 본 발명에 따른 냉각기능을 갖는 캔의 냉각방법 및 냉매유출입장치를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 냉매유출입장치가 냉각기능을 갖는 캔에 장착되어진 상태를 나타낸 결합단면도이고, 도 2 는 본 발명에 따른 냉매유출입장치의 요부확대도이다.

본 발명에 따른 냉각기능을 갖는 캔의 냉각방법에 있어서는, 캔용기의 내부에 압축저장된 액화탄산가스를 기화시키면서 캔용기의 외부로 배출시키는 캔음료의 자체냉각방법에 있어서, 상기 액화탄산가스를 캔(100)의 내부에 마련된 냉매실린더(150)의 냉매순환통로(160)에서 1차로 기화확산시킨 후 여기서 기화되지 않은 액화탄산가스를 2차로 니들(34)에 의해 뚫린 밀봉부재(26)의 절개부(30)를 통해 기화시키면서 캔용기의 외부로 배출되도록 하는 것이다.

캔(100)의 저부에 장착되어진 냉매유출입장치(10)는 캔(100)의 바닥면 중앙에 형성되어진 결합공(102)의 내측방향으로 장착되면서 그 상부에는 복수개의 등간격으로 구성되어진 냉매실린더(150)가 결합되는 몸체(12)와; 상기 몸체(12)의 하부에 형성되어진 수나사부(16)에 나사결합되고 그 하부의 중앙에는 냉매의 유통통로인 니들(34)을 삽입시키기 위한 니들결합공(32)이 결합되어진 로크너트(20)로 구성되어진다.

상기 몸체(12)의 중앙부에는 상부의 유로(14)로 부터 관통되어진 공간부(18)가 마련되고 이 공간부(18)내에는 중앙의 수직방향으로 절개부(30)가 형성되어진 탄성소재의 밀봉부재(26)가 삽입되어진다.

또한, 상기 밀봉부재(26)의 수직방향으로 형성되어진 절개부(30)내에는 내부가 통공으로 이루어진 니들(34)이 삽입되면서 이 니들(34)의 하단에는 니들핸들(38)이 일체로 연결되어 이 니들핸들(38)의 상승동작으로 상기 니들(34)이 밀봉부재(26)의 절개부(30)를 관통하도록 한 것이다.

이와같이 구성되어진 본 발명은 캔용기내에 액화탄산가스를 충전하는 경우 냉매유출입장치(10)의 밀봉부재(26)에 형성되어진 절개부(30)를 통하여 일정량의 냉매를 간편하게 주입시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 냉매실린더(150)내에 냉매가 충진되어진 상태에서는 그 자체의 압력에 의해 상기 밀봉부재(26)의 절개부(30)가 폐쇄되어진 상태를 유지하게 되는데 이는 상기 밀봉부재(26)이 상면이 상부만곡부(28)로 구성되어 외부로부터 작용되는 가압력이 상기 절개부(30)를 중심으로 외측에서 내측으로 작용하기 때문에 이 절개부(30)는 긴밀하게 폐쇄되어진 상태를 유지하게 되는 것이다.

한편, 본 발명은 음료의 냉각효율에 있어 기존의 냉각캔에 비해 냉매순환통로및 니들을 매개체로 한 노즐과 확산관이 더 구비토록 하여 음료의 냉각정도를 획기적으로 개선할 수 있다.

캔(100)의 저면에 마련된 밀폐판(130)을 매개로 니들핸들(38)를 누르게 되면 그 상부에 연결된 니들(34)이 밀봉부재(26)의 절개부(30)를 타고 상승되어 유로를 관통시키게 됨으로서 냉매실린더(150)가 캔용기의 외부와 연통된다.

따라서 압축된 액화탄산가스는 유동상태가 되면서 냉매실린더(150)의 냉매순환통로(160)를 통해 확산관인 몸체(12)의 공간부(18)내에서 기화 확산되면서 캔내부에 수용된 음료로 부터 기화열을 빼앗게 된다.

이때에 상기 냉매실린더(150)내에 충진된 액화탄산가스는 밀봉부재(26)의 절개부(30)를 관통한 니들(34)을 통과하면서 전부 기체상태로 확산되지 못하고 일부는 액화상태로 몸체(12)의 공간부(18)내에 유입되며, 배출되는 냉매는 니들(34)을 통과하는 과정에서 유체역학상 온도가 더욱 떨어지게 되어 이의 기화에 따른 열을 음료에서 보다 많이 흡수하게 되어 유입된 탄산가스 및 일부 액화탄산가스는 침봉에 의해 파열된 부분을 통해 용기 외부로 기화 배출되면서 2차적으로 음료와의 열교환이 이루어진다.

이와같은 본 발명의 방법에 의하면 음료의 온도를 -15℃ 이상으로 냉각시킬 수 있는데, 이를 실시예를 통하여 살펴보기로 한다.

실시예 1

시중에 유통되고 있는 350㎖ 의 스틸캔과 동일한 캔용기의 저면에 자체냉각장치를 만들어 조립하였다.

냉각장치에 있어서 냉매실린더는 원통형으로 용적이 6㎖ 인 것을 3개로 만들어 각각 노즐관으로 확산관에 연결하였다.

이때 노즐직경은 0.5㎜로 하였고, 확산관은 내부지름과 길이를 10㎜와 20㎜로 하였다.

상기 캔용기의 수용공간에 시판 사이다를 넣고 냉매실린더내에 탄산가스를 30기압이 되도록 압축 저장한 후 니들을 통하여 확산관인 몸체의 공간부내에 수용된 밀봉부재의 절개부를 찔러 유로를 형성하였다.

약 60초에 걸쳐 냉매실린더내의 액체탄산가스가 기화되어 용기의 외부로 방출되었다.

음료의 냉각전 온도와 냉각후 온도를 측정한 결과, 약 17℃의 온도차이를 보였다.

실시예 2

실시예 1 과 같은 장치를 이용하였으나, 확산관의 길이를 보다 짧은 것을 사용하면서 같은 방법으로 음료의 냉각 전,후의 온도차이를 측정하였다.

확산관의 길이가 짧아지면서 온도차가 조금씩 줄어드는 것을 확인 할 수 있었다.

이 실험결과 확산관의 길이 또는 용적이 클 수록 캔용기내 음료의 냉각효과가 우수함을 알 수 있었다.

본 발명은 냉각기능을 갖는 캔에 저장된 냉매인 압축 액화 탄산가스를 2차에 걸쳐 기화 확산시켜 캔용기의 외부로 배출되도록 함으로서 액화탄산가스의 기화시 발열 및 흡열반응에 의해 캔용기내부의 음료를 효과적으로 냉각시킬 수 있고, 또한 캔의 하부에 마련된 냉매유출입장치를 통하여 캔에 저장된 냉매를 용이하게 충진 및 외부로 방출할 수 있음은 물론, 그 구조가 단순화되어 부품의 수가 감소되고 제조원가를 절감할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Claims (2)

1. 캔용기의 내부에 압축저장된 액화탄산가스를 기화시키면서 캔용기의 외부로 배출시키는 캔음료의 자체냉각방법에 있어서, 상기 액화탄산가스를 캔(100)의 내부에 마련된 냉매실린더(150)의 냉매순환통로(160)에서 1차로 기화확산시킨 후 여기서 기화되지 않은 액화탄산가스를 2차로 니들(34)에 의해 뚫린 밀봉부재(26)의 절개부(30)를 통해 기화시키면서 캔용기의 외부로 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 냉각기능을 갖는 캔의 냉각방법.
2. 캔용기의 저부에 냉매유출입장치(10)를 장착시키되, 이 냉매유출입장치(10)는 캔(100)의 바닥면 중앙에 형성되어진 결합공(102)의 내측방향으로 장착되면서 그 상부에는 복수개의 등간격으로 구성되어진 냉매실린더(150)가 결합되는 몸체(12)와; 상기 몸체(12)의 하부에 형성되어진 수나사부(16)에 나사결합되고 그 하부의 중앙에는 냉매의 유통통로인 니들(34)을 삽입시키기 위한 니들결합공(32)이 결합되어진 로크너트(20)와; 상기 몸체(12)의 중앙부에 마련되어진 공간부(18)내에 삽입되면서 그 중앙의 수직방향으로 형성되어진 절개부(30)내에 니들(34)이 삽입되도록 하는 탄성소재의 밀봉부재(26)와; 상기 니들(34)의 하단에 연결되어 냉매실린더(150)내에 충진된 냉매가 몸체(12)의 공간부(18)내에 수용되어진 절개부(30)를 통하여 외부로 유출될 수 있도록 상기 니들(34)을 상승시키기 위한 니들핸들(38)이 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 냉각기능을 갖는 캔의 냉매유출입장치.