KR200395495Y1 - Ｐｃｍ을 이용한 보냉 조끼 - Google Patents

Abstract

본 고안은 상변화 물질 또는 잠열저장물질로 불리는 PCM(phase change materials)을 이용한 보냉조끼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 본 고안은 여름철 또는 더운 지역이나 구역에서의 활동시 더위를 덜어주어 쾌적함과 활동성을 높일 수 있도록 하기 위하여 공지된 피씨엠을 팩으로 만들어 의복, 특히 조끼에 도입함에 있어 냉기를 충분히 활용하면서도 피씨엠팩의 재(再)생시 피씨엠팩과 조끼를 쉽게 분리하여 냉동고에 보관하여 축열하기 용이하도록 한 보냉 조끼에 관한 것이다.

본 고안에 따른 ＰＣＭ을 이용한 보냉 조끼는 수밀성 소재로 이루어진 외피, 그리고 상기 외피 내부에 충진된 피씨엠으로 이루어진 피씨엠팩; 및 상기 피씨엠팩을 위한 수용부가 형성되어 있는 본체를 포함하여 이루어진다.

Description

ＰＣＭ을 이용한 보냉 조끼{VEST FOR RETAINING COLD USING PHASE CHANGE MATERIALS}

본 고안은 상변화 물질 또는 잠열저장물질로 불리는 PCM(phase change materials)을 이용한 보냉조끼에 관한 것으로,

보다 상세하게는 본 고안은 여름철 또는 더운 지역이나 구역에서의 활동시 더위를 덜어주어 쾌적함과 활동성을 높일 수 있도록 하기 위하여 공지된 피씨엠을 팩으로 만들어 의복, 특히 조끼에 도입함에 있어 냉기를 충분히 활용하면서도 피씨엠팩의 재생시 피씨엠팩과 조끼를 쉽게 분리하여 냉동고에 보관하여 축열하기 용이하도록 한 보냉 조끼에 관한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, PCM(phase change materials)은 일정 온도에서 고체-액체-기체, 기체-액체-고체로 상(相)이 바뀌면서 열을 흡수·방출하는 물질로서, 일반적으로 자연계에 존재하는 물질 중 잠열· 축열 성능이 뛰어난 물질에 화학적 변화를 주어서 상변화 온도와 잠열량 등 물질의 특성을 조절하여 합성한 물질로서 물에 비해 2배 이상의 잠열 능력이 있다.

종래 PCM을 활용한 의복에 관한 것으로,

먼저 보온과 관련된 것으로 실용신안등록 제0356410호(2004.07.06) 『전열 피씨엠팩을 이용한 보온조끼』가 있고,

본 고안과 관련된 보냉에 관한 것으로 실용신안등록 제0367818호(2004.11.04) 『피씨엠을 이용하는 보냉조끼』 및 특허공개 제2004-0092924호(2004.11.04) 『축열재를 이용한 보냉 의류용 쿨 팩 및 냉방용 의류』가 있다.

그러나 상기 종래 피씨엠 활용 발열 의류들은 적절한 보냉 효과를 얻도록 하기위하여 피씨엠팩을 탈착하여 냉동고에서 피씨엠팩을 얼리도록 하기 위하여 보장되어야 하는 탈착형태의 피씨엠팩 수용형태를 제시하고 있지 못하다.

본 고안은 종래 피씨엠 활용 보냉 의류가 갖는 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로,

이에 본 고안은 피씨엠팩을 이용한 의복, 특히 조끼를 제공함에 있어 피씨엠팩를 의류 본체에 도입하고자 본체에 수용부, 특히 복부에 위치한 특정 주머니 형태의 수용부를 통하여 발열 팩 착용의 편리성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 ＰＣＭ을 이용한 보냉 조끼는 수밀성 소재로 이루어진 외피, 그리고 상기 외피 내부에 충진된 피씨엠으로 이루어진 피씨엠팩; 및 상기 피씨엠팩을 위한 수용부가 형성되어 있는 본체를 포함하여 이루어진다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 고안을 상세히 설명하도록 한다.

도 1에서 도시된 의류는 등산이나 또는 소위 노점상이나 건설현장과 같은 야외활동이 많은 사람들이 애용하는 조끼이다.

도 2에서와 같이 본 고안에 따른 피씨엠팩(30)을 이용한 조끼는 군인 등과 같이 혹서기 또는 혹서지역에서 활동할 수밖에 없는 특정인에게 특히 적합하며, 그 외에도 등산이나 낚시 등의 레저활동시에도 활용될 수 있다.

종래 피씨엠의 개발과 활용은 축냉식 냉방시스템에 집중되어 왔는데, 축냉식 냉방시스템은 상대적으로 전력수요가 적은 심야 시간대에 냉열을 축열하고, 주간에 심야에 축열된 냉열을 냉방에 이용하여 주간 시간대의 냉방용 전력수요를 낮춰 주는 방식의 냉방시스템으로, 국가 전력수급의 안정화 및 전력 피크부하의 평준화에 주 목적을 두고 개발 보급되기 시작하였다.

그 외 현재 PCM을 이용한 산업·상업분야는 물론 요즈음 각광받고 있는 IT, BT, ET 분야로의 응용이 활발하게 진행되고 있다.

현재 국내에서의 PCM 이용 기술현황을 살펴보면 앞서 언급한 빙축열 시스템외에도 소규모 형태의 잠열축열식 보일러가 보급되고 있고, 상당한 기간을 거쳐 심야전기, 태양열 또는 Heat Pump와 연계한 바닥난방, 온실난방 및 건축소재로서 단열패널 이용 등의 연구결과도 제출되었다.

열역학에서 이성분계의 고/액 상평형 관계는 다음과 같이 크게 구별된다. 물론 이러한 구분은 물질에 따라만 구분되는 것이 아니라, 두 성분의 농도비에 따라 영역별로 서로 다른 특성을 나타내는 경우가 대부분이다.

Solid Phase에서의 혼합상태	얼리거나 녹일 때의 상변화 과정
▶ Completely miscible system
▶ Partially miscible system	Miscibility Gap in Solid FieldEutectic system Peritectic systemIntermediaters phase
▶ Immiscible system	Eutectic system Peritectic system

잠열재로서 중요한 현상은 얼리거나 녹을 때의 상변화 과정으로 판단하며, 0℃의 상변화 온도를 갖는 물을 사용하여 얼음이 녹을 때의 잠열을 이용하는 빙축열 시스템이 가장 널리 알려져 있으며,

화합 또는 혼합물이 녹을 때 초기의 구성비와는 다른 구성비로 나누어지는 현상을 지칭하는 Peritectic system과,

공유염이라고도 하며 열역학적 의미는 특정한 비율의 혼합 구성비(eutectic composition)로 된 2종 이상의 성분을 포함한 혼합물로서 각 성분의 융점보다 낮은 공융점(eutectic temperature)에서 혼합물의 각 성분들이 동시에 녹는 것으로, 압력의 영향을 무시할 수 있는 다성분계에서는 성분과 같은 수 만큼인 종류의 결정이 용액과 공존할 때 불변계(invariant system)로 간주할 수 있고 이때의 용액은 각 성분의 어느 것에 대하여도 포화되고 있어 냉각시키면 온도가 저하하지 않고 각각의 결정이 혼합되어 생성되는 것과 관련된 Eutectic System이 실재 많이 사용된다.

상기 Eutectic-PCM은 상변화과정에서 결정의 분리현상(상분리 현상)이 없고 순수한 물질과 같이 한 점의 온도에서 일정하게 상변화가 진행되기 때문에 현실성이 높다.

도 2에 도시된 바와 같은 수밀성 소재의 외피로 이루어진 피씨엠팩(30)의 주입구로 투입되는 PCM은 공지된 적절한 종류의 것을 선택하면 된다. 도 2에서 참조부호 31은 피씨엠 주입 후 입구를 가열접합하여 봉합한 부분을 나타낸다.

도 2에 도시된 팩(30)의 외피는 다양한 소재의 것이 선택될 수 있으며 수밀성을 가지며, 영하 40도~ 영상 100도 이상의 온도 범위에서도 파손의 염려가 없고, 외부 충격에도 견딜 수 있는 재질인 것이 바람직하다.

상기 조끼 본체(10)는 크게 배면부(13)와 지퍼(11a)와 같은 연결수단에 의하여 상호 연결되는 두 전면부(11A)(11B)로 이루어져 있다.

도 1에서 상기 본체(10)에 상기 피씨엠팩(30)을 위하여 구비된 수용부로서 주머니는 전면부 가슴 부위의 주머니(21A)(21B)와 배면부 등 부위의 주머니(23A)(23B)가 도시되어 있다.

그러나 필요에 따라 주머니는 복부 또는 허리 부위 등에 구비될 수 있다.

상기 주머니는 입구에는 단추, 지퍼 또는 벨크로테이프 등의 잠금수단(Z)(도 1에서는 지퍼 형태)이 구비되어 있는 것이 바람직하다.

보냉을 위한 피씨엠팩(30)에 사용되는 피씨엠은 사용될 온도보다 5℃ ~10℃ 낮게 상변화 온도가 선정되며, 일정시간 동안, 즉 상변화 한계시간 도달 전까지, 바람직하기로는 4~8시간 동안 0℃ 내지 15℃ 정도 유지하다가 흡열에 의하여 완만하게 온도가 상승하는 형태의 것이 바람직하다.

또 상기 피씨엠팩은 섬유파이버에 미세캡슐형태의 PCM을 함침한 것을 사용하여 팩 자체가 섬유소재로 된 것으로 하거나, 조끼 전체가 PCM 캡슐 함침 섬유로 이루어진 것으로 할 수 있다.

저온 PCM은 주로 유기물 또는 무기물 혼합에 의한 수용액 형태 또는 유기물과 무기물의 혼합물 형태를 가지며, 대부분 eutectic-PCM 계열로 상분리에 의한 퇴화현상은 발생되지 않는다. 그러나 수용액 형태, 특히 무기물이 혼합된 경우는 유기물에 비하여 부식성이 크고 부식의 형태도 일반적인 전식 형태가 아닌 공식 또는 국부침식 형태의 부식을 발생시켜 제품의 내구성에 치명적인 영향을 줄 수 도 있다. 따라서 이에 대처하는 방법으로 PCM 용기의 재질 선택과 부식을 억제하는 중화제 개발 등에 노력하고 있다.

상업적으로는 최근 일본 미쯔비씨社에서 구입 가능한 -21℃ ~ 55℃ 상변화 온도 범위의 PCM 제품을 활용할 수 있다.

이러한 보냉 조끼 형태는 판매 단가와 시장수용성 등을 고려하여 선택할 수밖에 없다.

흡열에 의하여 피씨엠팩(30)의 보냉 기능이 다하면, 상기 팩(30)을 조끼 본체(10)에서 분리하여 다시 냉동고 또는 냉장고에 보관하여 축열시켜 재생하면 되고, 군대나 건설현장 등에서는 다수의 피씨엠팩(30)을 보관하고 있다가 사용된 팩을 축열된 냉동 보관 팩으로 교체하는 형태로 연속 사용이 가능하도록 할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 따른 ＰＣＭ을 이용한 보냉 조끼는 체에 수용부, 특히 특정 주머니 형태의 수용부를 통하여 발열 팩 착용의 편리성을 향상할 수 있다.

이상에서 본 고안을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 피씨엠팩과 조끼를 위주로 설명하였으나 본 고안은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 고안의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 고안에 따른 조끼의 사시도,

도 2는 본 고안에 따른 피씨엠팩의 사시도,

도 3은 PCM의 원리를 나타낸 개략적인 블록도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 본체 11A,11B: 전면부

13: 배면부 21A,21B: 전면부 주머니

23A,23B: 배면부 주머니 30: 피씨엠팩

31: 봉합부

Claims (3)

1. 수밀성 소재로 이루어진 외피, 그리고

   상기 외피 내부에 충진된 피씨엠으로 이루어진 피씨엠팩; 및

   상기 피씨엠팩을 위한 수용부가 형성되어 있는 본체를 포함하여 이루어진 ＰＣＭ을 이용한 보냉 조끼.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 본체의 수용부는 본체 내부에 형성된 주머니인 것을 특징으로 하는 ＰＣＭ을 이용한 보냉 조끼.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 본체의 주머니는 입구 개폐수단을 갖는 것을 특징으로 하는 ＰＣＭ을 이용한 보냉 조끼.