KR20020022151A - 자가발전기를 내장한 휴대용 냉온장고 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내용물이 수납되는 내통 및 상기 내통의 외측에 결합되어 내통과의 사이에 진공공간을 형성하는 외통을 가진 케이스; 상기 케이스에 권선되는 코일과, 상기 진공공간 내에 상하로 슬라이딩 운동가능하도록 설치되어 상기 코일에 전자기 유도에 의한 전류를 발생시키는 자석을 가진 발전기; 상기 코일에 발생하는 유도 전류를 충전하는 충전소자; 및 상기 충전소자로부터 전류를 공급받아 흡열 또는 발열작용을 수행함으로써 상기 내통에 수납된 내용물을 냉장 또는 온장시키는 열전소자를 포함한다.

Description

자가발전기를 내장한 휴대용 냉온장고 {A portable refrigerating and heating container having a self-generator}

본 발명은 휴대용 냉온장고에 관한 것으로서, 특히 자가발전기를 구비하여 외부전원의 공급없이도 음식물과 같은 내용물을 영구적으로 냉,온장시킬 수 있는 휴대용 냉온장고에 관한 것이다.

일반적으로, 야외에서 음료 또는 음식물 등을 신선한 상태로 유지시키거나 보온을 위해서 휴대용 보온병이 이용된다. 이러한 보온병은 용기의 내벽과 외벽사이에 진공공간을 형성시켜 용기 내부를 외부와 단열시킴으로써 내용물의 온도를 유지시키도록 되어 있다.

보온병 사용시에 냉장용 음식물의 경우에는 얼음을 함께 채워 넣거나, 온장용 음식물의 경우에는 음식물을 가열하여 보온병 내에 수납하고 밀폐시키게 된다. 그러나, 상기 보온병은 단순히 최초 상태의 음식물 온도를 유지시키기 위해 열전달을 차단할 뿐이고 그 자체가 음식물을 냉장시키거나 온장시키는 수단을 구비하고 있지 않으므로 시간이 지남에 따라 내용물의 냉장 및 보온 기능에는 한계가 있을 수밖에 없다.

한편, 최근 열전소자를 이용한 소형 냉온 정수기 또는 차량용 냉온장고 등이 널리 사용되고 있는데, 상기 열전소자는 전류의 흐름방향에 따라 흡열 또는 발열반응을 함으로써 용기에 저장된 내용물을 냉장 또는 온장시킬 수 있다.

상기 보온병의 한계를 극복하기 위해 이러한 열전소자를 휴대용 냉온장고에 채용하려는 시도가 있었으나, 이 경우에도 열전소자에 전원을 공급하기 위해 별도의 전원공급수단을 마련하거나 대안으로서 배터리 등이 구비되어야 하므로, 야외에서 휴대용을 사용하기에는 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 자가발전기를 구비하여 외부전원의 공급없이도 냉온장기능을 수행할 수 있는 휴대용 냉온장고를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 휴대용 냉온장고를 나타내는 종단면도이다.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

4 : 열전소자, 10 : 내통, 20 : 외통,

30 : 진공공간, 60 : 코일, 64 : 자석,

68 : 스프링, 70 : 충전소자, 72 : 제어회로,

74 : 냉온장모드 스위치, 76 : 외부전원입력단자

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 휴대용 냉온장고는, 내용물이 수납되는 내통 및 상기 내통의 외측에 결합되어 내통과의 사이에 진공공간을 형성하는 외통을 가진 케이스; 상기 케이스에 권선되는 코일과, 상기 진공공간 내에 상하로 슬라이딩 운동가능하도록 설치되어 상기 코일에 전자기 유도에 의한 전류를 발생시키는 자석을 가진 발전기; 상기 코일에 발생하는 유도 전류를 충전하는 충전소자; 및 상기 충전소자로부터 전류를 공급받아 흡열 또는 발열작용을 수행함으로써 상기 내통에 수납된 내용물을 냉장 또는 온장시키는 열전소자를 포함한다.

또한, 본 발명은 상기 코일에서 발생된 유도전류를 정류 및 조정하여 상기 충전소자로 공급하는 제어회로를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 냉온장고에 따르면, 상하 진동하는 자석에 의하여 코일에 전자기 유도에 의한 유도전류가 발생하고, 이 코일에 발생하는 유도전류가 충전소자에 충전된 후 열전소자에 공급되므로, 외부전원 없이도 음식물을 냉장 또는 온장보관할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다

도 1은 본 발명에 따른 휴대용 냉온장고의 구성을 보여주는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 상기 냉온장고는 음식물과 같은 내용물을 수납하는 본체 기능을 하는 케이스, 상기 케이스에 결합되어 내용물을 밀봉하는 덮개(24), 발열 및 흡열반응함으로써 내용물을 냉온장시키는 열전소자(4), 및 상기 열전소자(4)에 전원을 공급하기 위한 발전기를 가진다.

상기 케이스는 내용물이 수납되는 내통(10)과, 상기 내통(10)을 감싸도록 내통(10)의 외측에 결합되는 외통(20)을 가지며, 상기 내통(10)과 외통(20) 사이에는 진공공간(30)이 형성된다.

상기 내통(10)과 외통(20)으로 이루어진 케이스의 상부에는 음식물을 수납할 수 있도록 입구(22)가 형성되어 있으며, 상기 입구(22)는 덮개(24)에 의해 개폐된다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 휴대용 냉온장고의 효율을 높이기 위해 외부덮개(26)를 더 채용할 수 있으나, 이러한 구성은 본 발명에 의해 한정되지 않는다.

본 실시예에서는 상기 케이스가 예컨대 보온병과 같은 형태로 예시되었으나, 이것에 한정하지 않고 상기 케이스는 도시락이나 소위 아이스박스 등과 같이 다양한 종류의 야외용 수납용기 형태로 변형되어 채용될 수 있다. 이들 변형된 실시예들은 구체적으로 설명되지 않으나 이들 역시 내통과 외통에 의하여 진공공간이 형성되는 구조임을 이해할 수 있을 것이다.

상기 내통(10)의 표면 일측에는 내통(10)의 내부온도를 선택적으로 올리거나 낮추기 위한 열전소자(4)가 설치된다. 이러한 열전소자(4)는 전술한 바와 같이 전류의 방향에 따라 흡열 또는 발열반응을 하게 되는 통상적인 열전소자이다.

본 발명의 특징 중 하나에 따르면, 상기 열전소자(4)로 전원을 공급할 수 있는 발전기가 상기 내통(10)과 외통(20) 사이의 진공공간(30)에 설치된다.

이러한 발전기는 상기 케이스에 권취되는 코일(60)과 이 코일에 대해 상대운동을 함으로써 전자기유도현상을 일으키는 자석(64)을 포함한다.

상기 코일(60)은 바람직하게 내통(10)의 외주면에 권선되며, 더욱 바람직하게는 내통(10)의 외주면에 권취홈(12)을 형성하고 여기에 권선한다. 본 실시예에서 상기 권취홈(12)은 두 개 형성되고 여기에 코일(60)이 권선되어 있으나, 필요에 따라 이러한 권취홈의 개수는 얼마든지 늘릴 수 있을 것이다. 나아가, 상기 코일(60)은 외통(20)의 내주면에 밀착되도록 권선될 수도 있다. 이 경우, 자석(64)은 권선된 코일의 내부에서 상대운동하므로 그 만큼 발전효율을 높일 수 있다.

한편, 상기 자석(64)은 진공공간(30) 내에서 상하로 슬라이딩 가능하도록 설치되는데, 코일(60)의 권선 방향에 대해 직각으로 자속을 형성하기 위해 그 상단과 하단에 각각 자극이 위치하도록, 예컨대 그 상단은 N극이고, 하단은 S극이 되도록 한다.

본 발명에 따르면, 상기 자석(64)은 상기 내통(10)을 둘러싸도록 하나의 원통형 자석이 채용될 수도 있고, 도 2에 도시된 바와 같이 복수개의 호형 자석(64)들을 접합부재(66)로 연결시켜 자석집합체를 이루게 할 수도 있다. 이러한 자석의 개수는 임의로 설정될 수 있으며 본 발명에 의해 한정되지 않는다.

또한, 상기 진공공간(30) 내에서 자석(64)의 슬라이딩 또는 진동을 촉진하기 위해 상기 자석(64)은 스프링(68)에 의해 탄성적으로 지지된다. 상기 스프링(68)의 연결구조는 본 발명에 의해 한정되지 않으며 상기 자석(64)를 진공공간(30) 내에서 유동가능하도록 탄성적으로 지지하는 구조라면 다양한 변형예가 적용될 수 있다.

본 발명의 휴대용 냉온장고는, 상기 자석(64)의 상하 슬라이딩 운동에 의해 코일(60)에 유도된 유도전류가 공급되어 충전됨과 동시에 이를 열전소자(4)로 인가하는 충전소자(70)가 구비된다.

상기 충전소자(70)는 통상의 커패시터 구조를 가진 전기이중층 콘덴서(electric double layer capacitor:EDLC)로 이루어지는 것이 바람직하며, 이러한 전기이중층 콘덴서는 일반적인 커패시터에 비해 충전용량이 약 1,000 ∼ 100,000배 정도 더 큰 것으로 알려져 있다.

바람직하게, 본 발명은 또한, 상기 코일(60)에서 유도된 교류전류를 정류하고 상기 충전소자(70)에 적합한 전압레벨로 조정하기 위한 제어회로(72)를 포함한다. 더욱 바람직하게, 상기 제어회로(72)는 충전소자(70)로부터 상기 열전소자(4)로 공급되는 전류의 방향을 제어함으로써 열전소자(4)가 흡열 또는 발열반응하도록 하여 선택적으로 냉장 또는 온장기능을 수행할 수 있도록 한다. 이러한 냉장 또는 온장 기능의 선택은 케이스 일측에 설치된 냉온장모드 스위치(74)를 조작함으로써 가능하다.

또한, 외부전원을 사용하는 것이 가능한 곳에서는 외부전원을 연결하여 열전소자(4)에 전원을 공급할 수 있도록 케이스의 외주면 일측에는 외부전원 입력단자(76)가 더 설치될 수 있다.

그러면, 위와 같이 구성된 본 발명에 따른 휴대용 냉온장고의 동작을 설명하기로 한다.

사용자는 본 발명의 휴대용 냉온장고에 음식물과 같은 내용물을 수납한 다음 덮개(24)를 닫고, 냉온장모드 스위치(74)를 조작하여 냉장 또는 온장을 선택한다. 이러한 상태에서, 본 발명에 따른 냉온장고를 휴대하거나 차량으로 이동하게 되면, 그 과정에서 발생한 진동이 케이스로 전달되어 내통(10)과 외통(20) 사이의 진공공간(30)내에서 자석(64)이 상하로 슬라이딩 운동하게 된다.

그러면, 상기 자석(64)과 코일(60)의 상호 전자기 유도현상에 의해 코일에는 유도전류가 발생하게 되고, 이 유도전류는 제어회로(72)를 거쳐 정류 및 조정된 다음 충전소자(70)에 일시 저장된다. 동시에, 충전소자(70)는 저장된 전류를 열전소자(4)로 공급하여 흡열 또는 발열작용을 수행케함으로써 내통(10) 내부에 수납된 음식물을 냉장 또는 온장할 수 있다. 특히 냉온장고를 차량에 싣고 주행할 경우 차체 진동에 의해 자석(64)의 진동을 효과적으로 유발할 수 있으므로 열전소자(4)에 의한 냉,온장 효율을 더욱 높일 수 있다.

한편, 외부전원이 존재하는 곳에서는 외부전원 입력단자(76)를 통해 열전소자(4)에 외부전원을 공급하여 냉온장고를 구동할 수 있다. 예컨대, 가정의 전기콘센트와 접속된 연결선의 플러그 등을 외부전원 입력단자(76)에 접속하면열전소자(4)에 전원이 공급될 수 있으므로 냉온장고에 수납된 내용물을 냉장 또는 온장 보관할 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 냉온장고에 따르면, 냉온장고를 휴대하여 이동할 때 발생하는 진동에 따른 기계적 운동을 전기에너지로 변환하는 자가발전기를 채용하고 이렇게 발생된 전류를 열전소자에 공급함으로써, 외부전원의 공급없이도 내용물을 영구적으로 냉장 또는 온장 보관할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 내용물이 수납되는 내통 및 상기 내통의 외측에 결합되어 내통과의 사이에 진공공간을 형성하는 외통을 가진 케이스;

   상기 케이스에 권선되는 코일과, 상기 진공공간 내에 상하로 슬라이딩 운동가능하도록 설치되어 상기 코일에 전자기 유도에 의한 전류를 발생시키는 자석을 가진 발전기;

   상기 코일에 발생하는 유도 전류를 충전하는 충전소자; 및

   상기 충전소자로부터 전류를 공급받아 흡열 또는 발열작용을 수행함으로써 상기 내통에 수납된 내용물을 냉장 또는 온장시키는 열전소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 냉온장고.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 코일에서 발생된 유도전류를 정류 및 조정하여 상기 충전소자로 공급하는 제어회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 냉온장고.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 자석을 상기 진공공간 내에 탄성적으로 지지하는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 냉온장고.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 충전소자로부터 상기 열전소자로 인가되는 전류의 방향을 제어함으로써 냉장 또는 온장기능을 선택적으로 수행할 수 있는 냉온장모드 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 냉온장고.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 외통의 일측에는 상기 열전소자에 외부전원을 인가하는 외부전원 입력단자가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대용 냉온장고.