KR200202853Y1

KR200202853Y1 - Apparatus for keeping warm in uniform temperature

Info

Publication number: KR200202853Y1
Application number: KR2020000015765U
Authority: KR
Inventors: 남재도; 이승재
Original assignee: 주식회사제이디텍
Priority date: 2000-06-02
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2000-11-15

Abstract

본 고안은 PTCR(Positive Temperature Coefficient of Resistance)을 사용하여 일정 온도 범위에서 가열되도록 한 정온 보온장치에 관한 것으로,The present invention relates to a constant temperature thermostat that is heated in a certain temperature range using a PTCR (Positive Temperature Coefficient of Resistance),

상온에서는 전도체이었다가 일정 온도 이상이 되면 절연체로 전환되는 성질을 가진 PTCR 소재를 사용하여 전기 가열수단을 구성하되 연질재질을 사용하여 매우 얇게 구성함으로서, 젖병등을 데우기 위한 보온장치의 용도로 사용할 경우 종전보다 훨씬 가볍고 얇게 제작할 수 있으므로 휴대용으로 사용하기에 적합하며, 단선 이나 합선이 발생되지 않도록 하고 있다. 이를 위해 본 고안에서는 고분자 수지 필름(4)의 표면위에 적절한 전기저항을 가진 입자(Conductive particle)를 얇게 도포하여 PTCR 소재를 만들고 이를 수용부(2)의 둘레에 접합하여 사용함에 따라, PTCR 소재에 전류를 흘러주면 상기 수용부(2)내에 위치한 젖병등의 용기(9)를 일정온도로 가열할 수 있도록 한다. 또한, 본 고안에서는 전기 가열수단으로서 종전보다 훨씬 얇고 가벼운 소재인 PTCR 소재를 사용함에 따라 보온장치의 무게와 부피를 대폭 경감할 수 있어서 휴대용으로 사용하기에 적합하며, 특히 머그컵과 같은 작은 용기에 대해서도 내부에 PTCR 소재를 삽입하여 사용할 수 있으므로, 보온을 요하는 모든 물건에 대해 부피와 무게 증가에 대한 부담없이 널리 적용할 수 있는 것이다.At room temperature, the electric heating means is constructed by using PTCR material having the property of converting to an insulator when the temperature is over a certain temperature, but is made very thin by using a soft material. It is much lighter and thinner than before, so it is suitable for portable use and prevents disconnection or short circuit. To this end, in the present design, a thin film of conductive particles is formed on the surface of the polymer resin film 4 to form a PTCR material, and then bonded to the circumference of the receiving portion 2 to be used. When the current flows, the container 9 such as the baby bottle located in the receiving part 2 can be heated to a predetermined temperature. In addition, the present invention can significantly reduce the weight and volume of the thermostat according to the PTCR material, which is much thinner and lighter than the electric heating means, and is suitable for portable use, especially for small containers such as mugs. Since PTCR material can be inserted and used inside, it can be widely applied to all items requiring warmth without burden of volume and weight increase.

Description

Apparatus for keeping warm in uniform temperature}

본 고안은 PTCR(Positive Temperature Coefficient of Resistance)을 사용하여 일정온도범위에서 용기가 가열하도록 하는 정온 보온장치에 관한 것으로, 상온에서는 전기저항이 낮아 전류를 잘 통하도록 하되 특정온도에 도달하면 전기저항이 갑자기 증가해 절연체가 됨으로써 일정 온도이상 가열되지 않도록 하는 PTCR 소재를 이용한 정온 보온장치에 관한 것이다.The present invention relates to a thermostat thermostat that allows the vessel to heat in a certain temperature range using a PTCR (Positive Temperature Coefficient of Resistance). The present invention relates to a constant temperature thermostat using PTCR material which suddenly increases to become an insulator so that it is not heated above a certain temperature.

전기를 사용한 가열수단이 널리 이용되고 있으나, 이들은 대개 전류를 니크롬선과 같은 저항체에 흘러줄 때 발생되는 열을 이용한 것으로서, 종래에 사용된 저항체는 온도를 자체적으로 조절할 능력이 없으므로 과열방지수단이 반드시 구비되어야 한다.Electric heating means are widely used, but they usually use heat generated when a current flows through a resistor such as nichrome wire. Since the resistors used in the prior art do not have the ability to control their own temperature, a means for preventing overheating must be provided. Should be.

따라서, 가격이 비싸지는 단점이 있으며, 사용도중 금속제 와이어가 합선될 수 있으므로 화재 발생의 위험도 존재하는 것이다.Therefore, there is a disadvantage that the price is expensive, there is a risk of fire because the metal wire may be shorted during use.

또한, 이와 같은 종래 가열수단은 부피를 많이 차지하고 무게도 많이 나가므로 휴대용으로 사용하기에는 다소 불편한 문제점이 있었다.In addition, such a conventional heating means occupies a lot of volume and also weighs a lot, so there is a problem that it is somewhat inconvenient to use portable.

본 고안은 이러한 종래 전기 가열수단의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상온에서는 전도체이었다가 일정 온도 이상이 되면 절연체로 전환되는 성질을 가진 PTCR 소재를 사용하여 전기 가열수단을 구성하되 연질재질을 사용하여 매우 얇게 구성함으로서, 젖병등을 데우기 위한 보온장치의 용도로 사용할 경우 종전보다 훨씬 가볍고 얇게 제작할 수 있으므로 휴대용으로 사용하기에 적합하며, 단선 이나 합선이 발생되지 않도록 하고있다.The present invention is to solve the problems of the conventional electric heating means, it is a conductor at room temperature, but when the temperature is above a certain temperature to configure the electric heating means using a PTCR material having the property of being converted to an insulator, but using a very soft material By making it thin, it can be manufactured much lighter and thinner than before when it is used as a thermostat for warming baby bottles. It is suitable for portable use and prevents disconnection or short circuit.

이를 위해 본 고안에서는 고분자 수지에 적절한 전기저항을 가진 입자(Conductive particle)를 섞어 PTCR 소재를 만들고, 이를 연질재 필름에 얇게 도포한 다음, 이를 용기수용부의 둘레에 부착하여 사용함에 따라 PTCR 소재에 전류를 흘려주면 상기 용기수용부내에 위치한 젖병등의 용기를 일정온도로 가열할 수 있도록 한다.To this end, in the present invention, a PTCR material is prepared by mixing conductive particles with an appropriate electrical resistance in a polymer resin, and a thin film is applied to the soft film, and then attached to the circumference of the container accommodating portion, thereby applying a current to the PTCR material. When flowing the container so that the container, such as a bottle located in the container receiving portion to be heated to a certain temperature.

또한, 본 고안에서는 전기 가열수단으로서 종전보다 훨씬 얇고 가벼운 소재인 PTCR 소재를 사용함에 따라 보온장치의 무게와 부피를 대폭 경감할 수 있어서 휴대용으로 사용하기에 적합하며, 특히 머그컵과 같은 작은 용기에 대해서도 내부에 PTCR 소재를 삽입하여 사용할 수 있으므로, 보온을 요하는 모든 물건에 대해 부피와 무게 증가에 대한 부담없이 널리 적용할 수 있는 것이다.In addition, the present invention can significantly reduce the weight and volume of the thermostat according to the PTCR material, which is much thinner and lighter than the electric heating means, and is suitable for portable use, especially for small containers such as mugs. Since PTCR material can be inserted and used inside, it can be widely applied to all items requiring warmth without burden of volume and weight increase.

도 1은 본 고안에 따른 정온 보온장치의 사시도,1 is a perspective view of a thermostat thermostat according to the present invention,

도 2는 도 1의 A-A 선에서의 단면도,2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 3은 본 고안의 요부를 확대하여 도시한 요부 분리 단면도,3 is an enlarged sectional view showing the main part of the present invention in an enlarged manner

도 4는 본 고안에 사용된 PTCR 소재의 작용상태도.Figure 4 is a working state of the PTCR material used in the present invention.

도 5는 본 고안의 다른 실시예에 대한 단면도.5 is a cross-sectional view of another embodiment of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1 : 케이스 2 : 수용부1 case 2 housing

3 : 단열재 4 : 필름3: heat insulating material 4: film

5 : PTCR 6 : 도선5: PTCR 6: lead wire

7 : 코팅부 8 : 접착부7 coating part 8 adhesive part

9 : 용기 10 : 고분자 매트릭스9: container 10: polymer matrix

20 : 전기저항 입자20: electrical resistance particles

본 고안에서는 PTCR 소재를 가열수단으로서 사용하고 있는데,In the present invention, PTCR material is used as a heating means.

본 고안에 사용되는 PTCR(Positive Temperature Coefficient of Resistance)은 고분자 재료의 일종으로서, 이들은 주위의 온도에 따라 저항이 변하는 특성과 특정온도에서 전기를 차단하여 온도를 지속적으로 일정하게 유지해주는 성질을 가진다.PTCR (Positive Temperature Coefficient of Resistance) used in the present invention is a kind of polymer material, and they have the property of changing resistance according to the ambient temperature and keeping the temperature constant by blocking electricity at a specific temperature.

따라서, 본 고안에서는 PTCR의 특성을 이용하여, 대상물을 일정온도로 지속적으로 가열할 수 있도록 한다.Therefore, in the present invention, by using the characteristics of the PTCR, the object can be continuously heated to a constant temperature.

PTCR은 고분자 수지에 적절한 전기저항을 갖는 입자(Conductive particle)을 섞어 제조하게되는데, 온도에 따른 작용상태를 설명하자면 다음과 같다.(도 4 a, b, c 참조)PTCR is prepared by mixing particles having a suitable electrical resistance (Conductive particles) in the polymer resin, to explain the operating state according to the temperature (see Fig. 4 a, b, c).

도 4a에 도시된 바와 같이, 상온에서는 고분자 매트릭스(10)에 적절한 전기저항을 갖는 입자(Conductive particle)(20)가 고르게 섞여있는 상태로서, 이때 PTCR 소재는 전기저항이 가장 낮게 형성된다. 전기가 흐르게 되면 입자의 전기저항에 의해 온도가 올라가게 되고 도 4b의 상태로 전이된다.As shown in FIG. 4A, at room temperature, particles having a suitable electrical resistance (Conductive particle) 20 is evenly mixed in the polymer matrix 10, wherein the PTCR material has the lowest electrical resistance. When electricity flows, the temperature rises due to the electrical resistance of the particles, and transitions to the state of FIG. 4B.

도 4b에 도시된 바와 같이, 온도가 상승되면 고분자 매트릭스(matrix)(10)가 열팽창하여 전기저항을 갖는 입자(Conductive particle)(20)간의 간격이 벌어지고, 저항이 증가하여 전류가 흐르기 어렵게 된다.As shown in FIG. 4B, when the temperature is increased, the polymer matrix 10 thermally expands to increase the interval between the conductive particles 20, and the resistance increases, making current difficult to flow. .

이러한 상태에서 온도가 더욱 상승되면 도 4c에 도시된 바와 같이, 고분자간의 열팽창으로 인해 입자간의 간격이 더욱 벌어져서 전류가 흐르지 않게 되며 더 이상 발열하지 않게된다.If the temperature is further increased in this state, as shown in Figure 4c, due to the thermal expansion between the polymer between the particles is further widened so that no current flows and no longer generates heat.

이때의 온도를 큐리온도(Curie temperature)라 하며, 전류가 흐르지 않는 상태가 되어 온도가 저하되기 시작하므로 도 4c의 상태로부터 도 4b의 상태로 전이되어지며, 그 이후부터는 이러한 사이클을 반복하게 되므로 PTCR에서는 특정온도를 계속 유지하는 것이다.The temperature at this time is called Curie temperature, and since the temperature does not flow and the temperature starts to decrease, the temperature transitions from the state of FIG. 4C to the state of FIG. 4B, and since this cycle is repeated thereafter, PTCR Is to maintain a certain temperature.

이에 사용될 수 있는 고분자 수지로는 PE, PET, PS, PP, PVDF 또는 이들의 공중합물이 사용될 수 있는데, 온도에 따른 안정성과 상온에서의 특성 및 기질(Substrate)과의 상용성 등을 고려하여 선택한다.PE, PET, PS, PP, PVDF or copolymers thereof may be used as the polymer resin, which may be selected in consideration of stability with temperature, characteristics at room temperature, and compatibility with a substrate. do.

탄소입자는 입자크기, 분포, 함량(10∼60%)등이 주요 인자가 되는데, 적절한 큐리온도(Curie temperature)를 가지는 고분자 매트릭스와 카본블랙(Carbon black --- conductive particle)의 혼합비를 결정하는 것과, 고분자에 카본블랙을 고르게 분산시키는 것이 중요한 기술이다.Carbon particles are the main factors such as particle size, distribution, and content (10 to 60%), which determines the mixing ratio of the polymer matrix having the appropriate Curie temperature and the carbon black (-carbon conductive particles). And evenly dispersing carbon black in the polymer.

본 고안에서는 카본블랙등의 전기저항 입자(20)와 고분자 매트릭스(10)를 혼합하여 만든 PTCR(5)소재를 용기의 가열수단으로 사용함으로서, 전류를 통전할 시에 일정온도 범위에서만 가열되도록 한 것으로서,In the present invention, the PTCR (5) material made of a mixture of the electrical resistive particles 20, such as carbon black, and the polymer matrix 10 is used as a heating means for the container, so that it is heated only in a certain temperature range when the current is energized. As,

외벽을 형성하고 있는 케이스(1)에는 수용부(2)가 형성되어져 있으며, 고분자 매트릭스(10)와 전기저항 입자(20)의 혼합물인 PTCR(5)을 고분자 수지 필름(4)의 표면에 얇게 도포한 소재를 상기 수용부(2)의 주면(周面)에 부착하여 통전시에 PTCR(5)이 발열되도록 구성된다.The housing part 2 is formed in the case 1 which forms the outer wall, and the PTCR 5 which is a mixture of the polymer matrix 10 and the electrical resistance particle 20 is thinly deposited on the surface of the polymer resin film 4. The coated material is attached to the main surface of the housing portion 2 so that the PTCR 5 generates heat during energization.

또한, 상기 케이스(1)의 내부 공간에는 스티로폴등의 단열재(3)를 채워 사용함으로서 보온기능을 향상되도록 할 수 있는데, 상기 단열재(3)에는 스티로폴과 같은 발포성 소재뿐만 아니라, 기타 열전도성이 낮은 기체 및 액체와, 진공상태로 두는 것까지도 포함한다.In addition, the inner space of the case 1 may be filled with a heat insulating material 3 such as styropol to improve the thermal insulation function. The heat insulating material 3 may have a low thermal conductivity as well as a foam material such as styropol. Gas and liquid, and even vacuum.

도시된 예에서는 케이스(1)에 2개의 수용부(2)가 형성되어있으나, 물론 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 1개 또는 2개 이상의 수용부(2)를 구비할 수 있다.In the illustrated example, two housing portions 2 are formed in the case 1, but of course, the present disclosure is not limited thereto, and one or two housing portions 2 may be provided as necessary.

또한, 도시된 예에서는 상기 PTCR 소재가 수용부(2)의 내주면에 부착된 것으로 도시되어져 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 수용부(2)의 외주면에도 당연히 부착될 수 있는 것이다.In addition, in the illustrated example, the PTCR material is illustrated as being attached to the inner circumferential surface of the accommodating part 2, but is not limited thereto, and may be naturally attached to the outer circumferential surface of the accommodating part 2.

단, 이 경우에는 수용부(2)내에 위치할 용기(9) 또는 기타 가열대상에 대해 열 전도율이 저하되어지므로, 상기 수용부(2)의 재질을 스테인레스강과 같은 열전도율이 양호한 소재를 사용하는 것이 바람직하다.In this case, however, since the thermal conductivity of the container 9 or other heating object to be placed in the container 2 is lowered, it is preferable to use a material having good thermal conductivity such as stainless steel as the material of the container 2. desirable.

한편, 상기 PTCR 소재는 도 2에 도시된 바와 같이 수용부(2)의 주면(周面)을 에워싸도록 부착되고 전원과 연결되어진다.On the other hand, the PTCR material is attached to surround the main surface of the receiving portion 2, as shown in Figure 2 is connected to the power source.

상기 PTCR 소재는 도 3에 도시된 바와 같이, PE, PET, PS, PP 와 같은 연질재의 고분자 수지 필름(5) 면상에 PTCR(4)이 도포되어 아주 얇고 가볍게 만들어지며, 사용도중 필름(5) 면으로부터 PTCR(4)이 쉽게 떨어져 나가지 않도록 라미네이트 코팅 방법등에 의한 코팅부(7)를 형성할 수 있으며, 상기 수용부(2)의 면과 결합되는 면에는 접착부(8)를 형성하여 서로간에 잘 결합될 수 있도록 구성된다.As shown in Figure 3, the PTCR material is made of a very thin and thin PTCR (4) is applied on the surface of the polymer resin film (5) of the soft material such as PE, PET, PS, PP, the film 5 in use The coating part 7 may be formed by a lamination coating method or the like so that the PTCR 4 is not easily detached from the surface, and the adhesive part 8 is formed on the surface that is combined with the surface of the receiving part 2 so as to be well separated from each other. It is configured to be combined.

또한, 수용부(2)는 PTCR 소재의 열에 의해 변형되지 않아야 하므로, 열경화성수지나 금속재와 같이 내열성이 양호한 소재를 사용하여야 하며, PTCR 소재를 용기수용부의 외주면에 부착할 경우에는 수용부(2)의 열전도성이 양호하여야 하므로 스텐레스강과 같은 금속재를 사용하는 것이 바람직하다.In addition, since the accommodating part 2 should not be deformed by the heat of the PTCR material, a material having good heat resistance such as a thermosetting resin or a metal material should be used, and the accommodating part 2 when the PTCR material is attached to the outer circumferential surface of the container accommodating part is used. Since the thermal conductivity must be good, it is preferable to use a metal material such as stainless steel.

한편, PTCR 소재는 종전의 전기가열수단과는 비교할 수도 없을 만큼 가볍고 얇게 구성되어 있으므로 머그잔과 같은 컵에 대해서도 적용할 수 있는데, 도 5에 도시된 바와 같이 컵을 이중벽 구조로 구성하고 그 내부는 빈공간으로 두어 단열부(3)가 되도록 하고, PTCR(5) 소재를 수용부(2)의 외벽에 부착하여서 상기 PTCR(5) 소재가 외부에 노출되지 않도록 구성된다.On the other hand, the PTCR material is light and thin so that it can not be compared with the conventional electric heating means, it can be applied to a cup such as a mug, as shown in Figure 5 consists of a double-walled structure and the inside of the empty It is arranged so that it becomes a heat insulation part 3 by space, and a PTCR 5 material is attached to the outer wall of the accommodating part 2, and it is comprised so that the said PTCR 5 material may not be exposed to the exterior.

이와 같이 구성할 경우, 일반 컵에 비해 중량이나 부피가 크게 변화되지 않으면서도 컵에 담긴 내용물을 일정한 온도로 가열해주는 실용적인 효과가 있다. 본 고안에서는 카본블랙등의 전기저항 입자(20)와 고분자 매트릭스(10)를 혼합하여 만든 PTCR(5)을 용기 가열수단으로 사용하고 있는데, 상기 PTCR(5) 소재는 종래 어떤 가열수단보다도 얇고 가볍게 구성할 수 있으므로 휴대용 보온장치의 가열수단으로 사용하기에 매우 적합할 뿐만 아니라, 머그잔등의 저장 용기 내부에 삽입 구성할 경우 직접적인 가열용도로도 사용할 수 있게 된다.When configured in this way, there is a practical effect of heating the contents contained in the cup to a constant temperature without changing the weight or volume significantly compared to the general cup. In the present invention, PTCR (5) made by mixing electrical resistive particles (20) such as carbon black and polymer matrix (10) is used as a container heating means, and the PTCR (5) material is thinner and lighter than conventional heating means. Since it can be configured, it is not only suitable for use as a heating means of a portable thermostat, but also when inserted into a storage container such as a mug, it can be used as a direct heating purpose.

또한, PTCR 소재의 고유특성에 따라 일정온도 범위에서만 가열됨으로서 화재 발생의 위험없이 안전하게 사용할 수 있다.In addition, according to the intrinsic properties of the PTCR material is heated only in a certain temperature range can be used safely without the risk of fire.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 정온 보온장치에서는, 상온에서는 전도체이었다가 일정 온도 이상이 되면 절연체로 전환되는 성질을 가진 PTCR 소재를 사용하여 전기 가열수단을 구성하되 연질재질을 사용하여 매우 얇게 구성함으로서, 젖병등을 데우기 위한 보온장치의 용도로 사용할 경우 종전보다 훨씬 가볍고 얇게 제작할 수 있으므로 휴대용으로 사용하기에 적합하며, 단선 이나 합선이 발생되지 않도록 하고 있다.As described in detail above, in the thermostat thermostat according to the present invention, an electric heating means is constructed by using a PTCR material having a property of converting to an insulator when it is a conductor at a normal temperature or higher, but using a soft material. By constructing, it can be manufactured much lighter and thinner than before when it is used as a thermostat for warming baby bottles, so it is suitable for portable use and prevents disconnection or short circuit.

이를 위해 본 고안에서는 고분자 수지에 적절한 전기저항을 가진 입자(Conductive particle)를 섞어 PTCR(5) 소재를 만들고, 이를 연질재 필름(4)에 얇게 도포한 다음, 이를 용기수용부(2)의 둘레에 접합하여 사용함에 따라 PTCR(5) 소재에 전류를 흘려주면 상기 용기수용부(2)내에 위치한 젖병등의 용기(9)를 일정온도로 가열할 수 있도록 한다.To this end, in the present invention, a PTCR (5) material is mixed by mixing particles having a suitable electrical resistance with a polymer resin, and the thin film is applied to the soft film 4, and then the circumference of the container accommodating part 2 is formed. When the current is applied to the PTCR (5) material as it is bonded to the use, it is possible to heat the container (9), such as a baby bottle located in the container accommodating portion (2) to a certain temperature.

Claims

The housing part 2 is formed in the case 1 which forms the outer wall, and the PTCR 5 which is a mixture of the polymer matrix 10 and the electrical resistance particle 20 is thinly deposited on the surface of the polymer resin film 4. And apply it to the main surface of the housing portion 2 so that the PTCR 5 continuously generates heat and a constant temperature at the time of energization, and the heat insulating material 3 is provided in the inner space of the case 1. Constant temperature thermostat characterized in that the filled.