KR200362195Y1 - 병음료용 보냉피씨엠팩 - Google Patents

병음료용 보냉피씨엠팩 Download PDF

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Abstract

병음료용 보냉피씨엠팩이 개시된다. 본 고안은 병제품에 수용된 내용물을 저온상태로 유지시키기 위한 병음료용 보냉팩에 관한 것으로, 특히 특정온도를 유지하며 일정시간동안 흡열하는 특성을 갖는 저온피씨엠이 충진된 병음료용 보냉피씨엠팩에 관한 것이다.
상기 저온피씨엠은 사용온도에 따라 다양한 상변화온도를 선택할 수 있는 것으로, 상기 상변화온도에 따라 해당하는 잠열량만큼 주변의 열을 흡수하는 특성을 갖는다.
따라서, 상기 저온피씨엠이 내부에 수용된 본 고안을 병제품에 밀착시켜 그 둘레를 감싸고 감싸이는 부위를 결합부재에 의하여 결합하면 저온피씨엠으로 인하여 병제품의 내용물의 온도는 처음의 저온상태를 계속 유지할 수 있을 뿐만 아니라 일정시간동안 계속 가냉이 가능하여 병음료의 보냉효과를 더욱 높인다.

Description

병음료용 보냉피씨엠팩{PCM PACK FOR KEEPING BOTTLE COOL}
본 고안 병음료용 보냉피씨엠팩은 병제품의 둘레를 감싸 상기 병제품에 수용된 내용물의 온도를 저온상태로 장시간 유지하기 위한 보냉팩에 관한 것으로, 특히 상기 보냉팩의 내부에 특정온도를 일정시간동안 유지하며 흡열하는 특성을 갖는 저온피씨엠(PCM, Phase Change Material)이 충진되어 병제품을 보냉 및 가냉이 가능한 보냉피씨엠팩에 관한 것이다.
일반적으로 물질을 특정 온도로 가열 또는 냉각시키면 지속적인 온도의 변화가 있어야 하는데 특정 시점에서 온도의 변화없이 에너지만 변화하는 현상을 상변화 현상이라하며 이러한 상변화 현상을 자체적으로 일으키는 물질을 상변화물질 즉 피씨엠(PCM, Phase Change Material)이라 한다. 예를 들면, 1atm에서 0℃ 이하의 얼음(고상)에 열을 가해 온도를 높이면 0℃에서 융해되어 물(액상)로 되는 것이 상변화현상이다.
한편, 물질은 상변화 등의 물리적 변화나 물질의 분해나 반응등의 화학적 변화가 일어날 때는 언제나 열이 흡수되거나 방출된다. 특히, 물질의 상이 변화할 때 내놓거나 받아들이는 열량은 그 물질의 온도가 1 ℃ 변화할 때 필요한 열량보다 흔히 103 단위로 많다. 이와 같이, 물질의 상변화시 내놓거나 받아들이는 열량을 잠열이라 하며 상기 잠열로 인하여 피씨엠(PCM, Phase Change Material)은 축열재 또는 축냉재로 이용되는 것이다.
현재 사용되고 있는 대표적인 잠열재로서 물(H2O)의 경우 단일(순수)물질이므로 여타 다른 대부분의 단일물질과 같이 일정한 상변화 온도와 잠열량을 갖고 있으나, 두가지 이상의 혼합물질 또는 화합물질로 이루어진 잠열재의 경우에는 물질에 따라 고유의 상변화 상태도를 갖는다. 이러한 잠열은 현열(sensible heat), 즉 상변화가 일어나지 않은 상태에서 온도변화에 따라 흡수(또는 방출)하는 열보다 매우 크다. 이러한 잠열의 큰 열흡수/방출 효과를 이용하여 에너지를 저장하거나 온도를 일정하게 유지시키는 목적으로 사용할 수 있다. 그리고 상변화 온도 및 잠열량 등은 그 물질의 고유한 특성이어서, 물질마다 다르기 때문에, 사용 목적에 따라 적당한 물질을 선택할 경우 일상생활에 유용하게 쓰일 수 있다.
상기와 같은 상변화현상을 이용하는 예는 주변에서도 흔히 볼 수 있는데, 예를 들어 에어컨 또는 냉장고를 돌리는 냉동시스템의 작동유체인 후레온은 장치의 요소요소에서 상변화를 일으킨다. 또한 각종 석유화학 제품의 생산 또는 활용 과정이나 여러가지 에너지 변환장치들에서도 상변화를 많이 이용한다.
한편, 일반적으로 음료나 주류는 병제품에 수용되어 음식점이나 유통업체를 통하여 판매되는데, 계절에 따라 차갑게 또는 따뜻한 상태로 보관되어 음용할 때 더욱 좋은 맛을 느낄 수 있다. 특히, 와인과 같은 주류의 경우 특정 온도대가 유지되는 상태에서 음용되어야 더욱 좋은 맛을 느낄 수 있는 특성으로 인하여 음용전에 얼음을 채운 통속에 와인병을 넣어두었다가 음용하는 것이 보통이다.
또한, 여름철 음식점에서 뜨거운 음식 옆에서 주류나 음료를 음용하는 경우 뜨거운 열기로 인하여 차갑게 식힌 주류나 음료의 온도가 상승하는 것은 흔히 경험하는 일이다.
이에 따라 음료나 주류가 수용된 병제품의 온도를 차갑게 유지하기 위하여 신축성이 좋은 재질로 이루어지고 병의 둘레를 감싸는 형태의 보냉팩이 개시되어있다. 그러나 이것은 단지 뜨거운 열기가 병에 직접 닿는 것을 차단하고 외부 공기와의 열교환으로 인하여 차갑게 식힌 음료나 주류의 온도가 상승하는 속도를 다소 차단해주는 정도의 효과를 제공할 뿐이다.
또한, 갈수록 경쟁력이 높아가는 음식점들은 너도나도 할 것없이 서비스의 질을 향상시키기 위하여 고객의 작은 불편함이라도 해소할 수 있는 아이디어가 요구되는 실정이다.
본 고안은 상기 기술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 특정온도를 일정시간동안 유지하며 지속적으로 주변의 열을 흡수하는 특성을 갖는 저온피씨엠(PCM, Phase Change Material)이 충진되어 보냉 뿐만 아니라 가냉이 가능한 병음료용 보냉피씨엠팩을 제공하는데 그 목적이 있다.
그리고, 보냉피씨엠팩의 병제품과 밀착되는 내면에 형성된 압착판으로 인하여 병제품과의 밀착성을 높여 팩과 병제품의 미끄러짐 현상으로 인한 분리를 방지하고 병제품에 수용된 내용물에 차가운 열기가 더욱 잘 전달될 수 있도록 하는 병음료용 보냉피씨엠팩을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
도 1은 본 고안 병음료용 보냉피씨엠팩에 이용되는 저온피씨엠의 특성을 보인 그래프.
도 2는 본 고안 병음료용 보냉피씨엠팩이 병제품에 밀착된 상태를 보인 도면.
도 3은 본 고안 병음료용 보냉피씨엠팩을 펼친 사시도.
도 4는 압착판이 형성된 본 고안 병음료용 보냉피씨엠팩의 내면을 펼친 사시도.
*** 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명 ***
2 : 본 고안(병음료용 보냉피씨엠팩) 20 : 병제품
21 : 저온피씨엠 22 : 팩몸체
24a, 24b : 결합부재 26 : 융착구간
28 : 압착판
상기 기술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 음료가 수용되는 병의 둘레를 1회 감쌀 수 있는 정도의 길이 및 병의 대략 반 이상의 높이에 상당하는 폭을 갖는 크기로 형성되고, 내부에 열매체가 수용되는 직사각형의 합성수지 밀봉팩으로 이루어지는 팩몸체, 상기 팩몸체의 내부에 수용되며 -5℃ 내지 0℃의 상변화온도를 포함하고, 상변화한계시간동안 일정한 온도를 유지하며 흡열하는 저온피씨엠 및 상기 팩몸체의 양측에 서로 상반된 방향으로 부착된 한 쌍의 접착포로 이루어져 병제품의 둘레를 감싼 상태를 유지시키는 결합부재로 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 팩몸체는 병과 밀착되는 내면에 압착판이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안 병음료용 보냉피씨엠팩의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 본 고안에 이용되는 피씨엠(PCM, Phase Change Material)에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
피씨엠(PCM, Phase Change Material) 중 0℃의 상변화온도를 갖는 물을 사용하여 얼음이 녹을 때의 잠열을 냉방에 이용하는 빙축열 시스템은 이미 널리 알려진 바 있다. 이때 물의 잠열량은 약 80kcal/kg이며 사용 온도대에서 고체-액체 상변화 열량으로는 여타 다른 물질에 비하여 매우 높은 특징을 갖고 있어, 축열조의 용량을 최소화할 수 있다. 또한 환경친화적인 물질로 주변에서 널리 접할 수 있어 거부감이 없고, 경제적인 장점을 갖고 있다. 그러나 상기 물은 상변화온도가 0℃로 특정되어 있기 때문에 다양한 사용온도가 요구되는 경우 적합하지 않다.
따라서, 축열된 열량과는 관계없이 사용하고자 하는 온도가 0℃이하 또는 이상인 경우에는 이에 적합한 상변화 온도를 갖는 피씨엠(PCM, Phase ChangeMaterial)이 요구된다.
상기 피씨엠(PCM, Phase Change Material)은 상변화온도대에 따라 크게 세분류로 나뉘는데, 30℃ ~ 150℃의 상변화온도를 갖는 피씨엠은 고온피씨엠, 0℃ ~ 30℃의 상변화온도를 갖는 피씨엠은 중온피씨엠, -60℃ ~ 0℃의 상변화온도를 갖는 피씨엠은 저온피씨엠으로 구분된다.
또한, 상기 피씨엠(PCM, Phase Change Material)은 사용온도보다 5℃ ~ 10℃ 낮게 상변화온도가 선정되는데, 참고로 사용온도별로 적정한 상변화요구온도를 보이면 다음과 같다.
표1. 냉장실 급별 보관온도 및 피씨엠의 상변화온도
냉장실 급별 보관온도 PCM 상변화온도
C1급 +10℃~ -2℃ 0℃, -5℃
C2급 -2℃~ -10℃ -10℃, -15℃
C3급 -10℃~ -20℃ -15℃, -25℃
F급 -20℃이하 -25℃이하
표2. 품목별 냉장보관시 보관온도 및 피씨엠의 상변화온도
물품 아이스크림 냉동식품 생 선어패류 생선야채류 생선과일류 생선 육류 유제품 제과류
보관온도(℃) -25~-20 -18~-10 0~+3 0~+15 +1~+16 +2~+7 +2~+10 +3~+22
상변화온도(℃) -32~-25 -25~-15 -5~0 -5~+10 -5~+10 -3~+0 -3~+0 -3~+15
또한, 본 고안에 이용되는 피씨엠(PCM, Phase Change Material)은 -60℃ ~ -0℃에 속하는 상변화온도를 갖는 저온피씨엠으로 주로 유기물 또는 무기물 혼합에 의한 수용액 형태 또는 유기물과 무기물의 혼합물 형태의 공융(eutectic)계열의 피씨엠이다.
그리고, 상기 저온피씨엠이 상변화온도별로 보유한 잠열량은 다음과 같다.
표3. 상변화온도 및 잠열량
PCM명 상변화온도 잠열량
A 7 0℃ 331.2J(79.0cal/g)
A 18 -4℃ 311.5J(74.3cal/g)
A 19 -10℃ 268.7J(64.1cal/g)
A 14 -12℃ 283.9J(67.8cal/g)
A 17 -21℃ 237.1J(56.6cal/g)
A 11(1) -26℃ 229.0J(54.7cal/g)
A 11(2) -26℃ 215.7J(51.5cal/g)
A 11(3) -26℃ 207.4J(49.5cal/g)
X 1 -26℃ 151.6J(36.2cal/g)
A 12 -32℃ 221.5J(52.9cal/g)
A 13 -52℃ 204.8J(48.9cal/g)
도 1은 본 고안 병음료용 보냉피씨엠팩에 이용되는 저온피씨엠의 특성을 보인 그래프로서, 일실시예로 상기 표3의 피씨엠(PCM, Phase Change Material) 중 A 7의 상변화특성곡선을 보인 것이다.
상기 A 7 피씨엠(PCM, Phase Change Material)은 물이 혼합된 공융액으로 일반적으로 물이 어는 시작점이 -6℃ ~ -8℃인 것에 비하여 -3℃ ~ -2℃ 부근이다.
그리고, 해빙곡선은 0℃보다 조금 낮은 -2℃ ~ 0℃로 진행하며 해당 잠열량은 331.2J이다. 상기 -2℃ ~ 0℃의 구간이 상변화구간에 해당하는 것이며, 본래 상변화온도는 0℃이나 실제로는 상기와 같이 0℃보다 조금 낮은 -2℃ ~ 0℃에 속하는 구간에서 일어난다.
본 고안에 이용되는 저온피씨엠은 상기와 같이 고체 상태의 피씨엠(PCM, Phase Change Material)이 상변화온도대에 이르러 일정시간동안 온도변화없이 주변의 열을 흡수함에 따라 주변의 온도를 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라 지속적인 흡열의 작용으로 인하여 가냉의 효과를 제공한다.
즉, 통상의 물과 같은 상변화물질 또는 보냉재가 수용된 보냉팩을 축냉후 보냉이 요구되는 물품과 함께 보관하였을 경우 상온에 이르기까지 지속적으로 온도가 하강하는 반면, 본 고안에 이용되는 저온피씨엠이 수용된 보냉팩은 축냉후 상변화온도대에 이르면 일정시간 일명 상변화한계시간동안 온도의 변화없이 주변의 열을 흡수한다. 따라서, 주변의 열을 흡수하는 흡열량(또는 잠열량)을 기준으로 보냉의 효과를 대비하여 볼 때, 통상의 보냉재가 온도상승에 따라 흡열량(또는 잠열량)이 감소하므로 시간이 경과하면 할 수록 보냉의 효과가 떨어질 뿐만 아니라 보관한 물품을 일정온도로 지속시키지 못하는 반면, 본 고안에 이용되는 저온피씨엠은 일정시간동안 흡열량(또는 잠열량)이 일정하게 지속되므로 보냉의 효과가 저하됨없이 지속되고 보관한 물품을 일정온도로 지속시킬 수 있는 것이다.
한편, 본 고안에 이용되는 저온피씨엠의 경우 특히, 주류나 음료를 보냉하기 위한 목적으로 이용되는 것을 고려하여 그 상변화온도가 -5℃ ~ 0℃에 속하는 저온피씨엠을 선택하여 이용하며, 그 실시예로 상변화온도가 -5℃ ~ -4℃, -3℃ ~ -2℃, -1℃ ~ 0℃ 중 선택하는 것이 바람직하다.
도 2는 본 고안 병음료용 보냉피씨엠팩을 보인 사시도로서 병제품에 밀착되어 있는 상태를 보인 도면이다.
상기 도면에 도시된 바와 같이, 내부에 저온피씨엠이 수용된 본 고안(2)을 병제품(20)에 밀착시켜 감싸고, 감싸이는 부위를 결합부재(24)에 의하여 결합한다.
그러면, 상기 저온피씨엠으로 인하여 병제품(20)에 수용된 내용물의 온도를일정시간동안 유지할 수 있을 뿐만 아니라 가냉의 효과로 인하여 차가운 온도를 더욱 오랫동안 유지할 수 있는 것이다. 상기 본 고안(2)에 대하여 이하 도 3에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 고안 병음료용 보냉피씨엠팩을 펼친 사시도로, 본 고안은 세부적으로 내부에 열매체가 수용되는 직사각형의 합성수지 밀봉팩으로 이루어지는 팩몸체(22), 상기 팩몸체(22)의 내부에 수용되는 저온피씨엠(21) 및 상기 팩몸체(22)의 양측에 서로 상반된 방향으로 부착된 한 쌍의 접착포로 이루어져 병제품의 둘레를 감싼 상태를 유지시키는 결합부재(24a,24b)로 구성된다.
상기 팩몸체(22)는 대략 직사각형 형상으로 길이는 병제품의 둘레를 1회 감쌀 수 있는 정도의 크기로 형성되고, 폭은 대략 병제품의 1/2정도의 크기로 형성된다. 그리고, 팩몸체(22)는 복수의 공간으로 구획되어 다수개의 융착구간(26)을 형성하는 것이 바람직하다.
상기 저온피씨엠(21)은 도면1에서 설명한 바와 같이 상변화온도가 -5℃ ~ 0℃에 속하는 피씨엠으로, 팩몸체(22)의 내부에 수용된다.
상기 결합부재(24a,24b)는 팩몸체(22)가 병제품의 둘레를 감싼 후 감싸이는 부위를 결합하여 고정하기 위한 수단으로 서로 상반된 방향 즉, 팩몸체(22)의 내면과 외면에 각각 형성된다. 그 형태는 통상 찍찍이라 불리우는 밸크로테이프가 적절하나 상기에 국한되지 아니한다.
도 4는 압착판이 형성된 본 고안 병음료용 보냉피씨엠팩의 내면을 펼친 사시도이다.
상기 도면에 도시된 바와 같이, 팩몸체(22)의 내면 즉 병제품과 밀착되는 면에는 압착판(28)이 형성된다. 상기 압착판(28)은 주로 욕실이나 거울에 압착하여 부착하는 것과 유사한 것으로서 병제품에 대한 밀착성이 뛰어나다.
상기와 같은 압착판(28)을 팩몸체(22)의 내면에 다수개 형성하여 병제품과 밀착시에 그 밀착성을 더욱 높인다. 이것은 팩몸체(22)의 내부에 저온피씨엠이 수용되므로 인하여 팩몸체(22)의 두께가 다소 두꺼워질 뿐만 아니라 융착구간(26)으로 인하여 상기 팩몸체(22)와 병제품의 밀착시에 그 사이에 공간이 형성되므로 인해 팩몸체(22)가 병제품에 완전히 밀착되지 못하고 아래로 흘러내리는 미끄러짐 현상을 방지하기 위한 것이다.
따라서, 상기 팩몸체(22)에 압착판(28)을 형성하여 병제품과 팩몸체(22)의 밀착시에 미끄러짐 현상을 방지할 뿐만 아니라 밀착성을 높여 팩몸체(22)의 내부에 수용된 저온피씨엠(21)과 병제품에 수용된 내용물의 흡열작용이 더욱 원활이 이루어지도록 한다.
이상에서 살펴본 본 고안은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 고안의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 실용신안등록청구범위에 속함은 당연한 것이다.
이와 같이, 본 고안은 사용온도에 따라 그에 해당하는 다양한 상변화온도를 선택할 수 있는 저온피씨엠을 이용하므로 다양한 병제품의 내용물의 적정온도를 유지할 수 있다. 그 뿐만 아니라 축냉후 저온상태를 유지하고자 하는 물품과 보관시 일반적으로 상온과의 열교환으로 온도가 상승하나 특정 시점에서는 더 이상의 온도변화없이 일정한 양 즉 자체적으로 상변화시 요구되는 잠열량에 해당하는 열만큼 주변의 열을 흡수하는 특성으로 인하여 보관물품의 저온을 일정시간동안 지속하는 보냉의 효과가 뛰어날 뿐만 아니라 가냉이 가능하다.
그리고, 병제품과 밀착되는 면에 압착판이 형성되어 있어 병제품과 본 고안의 밀착성을 높이고 그에 따라 본 고안이 병제품을 보냉 및 가냉 효과를 더욱 높인다.

Claims (2)

  1. 음료가 수용되는 병의 둘레를 1회 감쌀 수 있는 정도의 길이 및 병의 대략 반 이상의 높이에 상당하는 폭을 갖는 크기로 형성되고, 내부에 열매체가 수용되는 직사각형의 합성수지 밀봉팩으로 이루어지는 팩몸체;
    상기 팩몸체의 내부에 수용되며 -5℃ 내지 0℃의 상변화온도를 포함하고, 상변화한계시간동안 일정한 온도를 유지하며 흡열하는 저온피씨엠; 및
    상기 팩몸체의 양측에 서로 상반된 방향으로 부착된 한 쌍의 접착포로 이루어져 병제품의 둘레를 감싼 상태를 유지시키는 결합부재;로 구성되는 것을 특징으로 하는 병음료용 보냉피씨엠팩.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 팩몸체는
    병과 밀착되는 내면에 압착판이 형성되는 것을 특징으로 하는 병음료용 보냉피씨엠팩.
KR20040017187U 2004-06-18 2004-06-18 병음료용 보냉피씨엠팩 KR200362195Y1 (ko)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008029975A1 (en) * 2006-09-06 2008-03-13 Ki Jung Eom A cooling device
KR101284803B1 (ko) * 2011-09-19 2013-07-18 박두강 온도조절 화장품 용기
KR20240062720A (ko) 2022-11-02 2024-05-09 주식회사 엠팩플러스 쿨러 슬리브

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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