KR20110086684A

KR20110086684A - 발열체

Info

Publication number: KR20110086684A
Application number: KR1020110069440A
Authority: KR
Inventors: 성옥 오; 송훈호
Original assignee: 성옥 오
Priority date: 2011-07-13
Filing date: 2011-07-13
Publication date: 2011-07-29

Abstract

본 발명은 상부가 개방된 용기본체(1) 내부로 음식물을 수납하는 상부용기(2)를 삽입하여 상기 용기본체(1)의 개구측 테두리부를 밀폐하며, 그 내부로 상기 상부용기(2)의 외부면과 상기 용기본체(1)의 내부면 사이에 이격되어 형성된 수용공간부(A)로 수용되어 화학적 반응열에 의해 상부용기(1)의 음식물을 가열할 수 있도록 하는 발열체에 있어서,
상기 발열체는 용기본체(1) 내에 형성된 수용공간부(A)의 저부에 교체 가능하도록 내장하되, 적어도 1회 이상 발열반응에 재활용될 수 있도록 충분한 크기의 몸체를 갖는 발열성 금속체(10); 및 필요할 때마다 외부로부터 공급되어 상기 발열성 금속체(10)와 접촉하여 발열시키기 위한 발열물질(20)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발열체(100)를 제공한다.
상기 기술에 의하면, 교체 가능하며, 수명이 다할 때까지 재활용되도록 발열성 금속체(10)를 설계하여 용기본체(1) 내에 내장하고, 필요할 때마다 외부로부터 발열물질을 공급하여 서로 발열반응 하도록 함으로서 열효율을 극대화하여 영하의 추운 곳에서도 비교적 조리시간이 오래 걸리는 생닭, 생돼지고기, 생쇠고기 등과 같은 육류도 충분히 조리할 수 있으며, 발열반응이 종료된 폐기성 발열물질(20)은 용액 상태로서 쉽게 폐기되거나 재활용될 수 있고, 또한 발열성 금속체(10)는 수명이 다할 때까지 수회 내지 수십 번 재활용됨으로써, 종래의 1회용 발열체에서 발생되는 쓰레기 량보다 획기적으로 쓰레기 발생량을 줄이는 효과가 제공된다.

Description

발열체{chemical heat generated body}

본 발명은 발열체에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 상기 발열체는 발열성 금속체와 발열물질로 구성하되, 상부용기의 외부면과 용기본체의 내부면 사이에 이격되어 형성된 수납공간에 충분한 량의 발열성 금속체를 교체 가능하게 내장되며, 필요할 때마다 용기본체 내부로 발열물질을 공급하여 상기 발열성 금속체와 급속반응토록 하여 음식물을 가열 및 조리할 수 있으며, 발열반응이 종료되면 폐기성 발열물질은 쉽게 폐기되고, 상기 발열성 금속체는 그 수명이 다할 때까지 반복적으로 재활용할 수 있도록 하는 것인 발열체를 제공하는 것이다.

일반적으로 불 없이 즉석에서 화학반응을 통해 열을 발생시키는 발열체는 등산, 낚시, 야영 등을 하면서 바람의 영향을 받지 않으며, 화재의 위험 없이 음식물을 가열하는 용도로 이용되고 있다.

이에 대한 예로서, 군사용으로 개발되어 예컨대, 전투식량이 포함된 용기에 함께 포장되는 가열패키지가 있다. 즉, 미리 조리되어 용기에 포장된 음식물을 가열할 수 있도록 제조된 레이션(ration)형태로서, 급속 발열성 합금분말, 전해질 물질, 및 충진재인 플라스틱분말을 혼합한 후 150℃ 내지 180℃로 소결하여 제작한 후, 이를 다공성 포장지로 포장되어 제조된다.

물론, 이 같이 제조된 후 음식물이 담겨진 폴리에틸렌용기 또는 기타 비닐용기에 음식물과 함께 밀봉되어 사용된다. 이 같은 상태에서, 이용자가 음식물을 섭취하기 위해 용기를 개봉한 후 투입구로 소량의 물을 부어주면, 그 물이 다공성 포장지를 통과하여 내부에 포함된 발열성 합금분말과 발열반응을 일으켜 열을 발산하게 되며, 이때의 열로 인해 음식물을 가열하게 되는 것이다. 관련된 특허로는 미국특허 제5,117,809호 및 제5,611,329호, 대한민국 특허 제10-0796300호 등에 개시되어 있고, 또한 발열체를 조리되어 용기에 포장된 음식물과 함께 하나의 용기 내에 투입하여 음식물을 가열하거나, 발열체를 용기 내에 물과 함께 투입한 다음 그 용기 내부로 음식물이 담긴 용기를 삽입하여 음식물을 가열할 수 있는 것으로서, 예를 들면; 대한민국 실용신안 등록 제82159호에는 생석회와 물과의 화학적 발열반응을 이용한 음식물 가온 용기용 발열체에 있어서, 물 침투용 소공이 다수 뚫린 알루미늄 호일제 생석회 주머니로 하여 생석회를 포장하고 이 생석회주머니를 부적포낭에 수납 외포장하며, 물주머니에 개봉사를 매입한 것을 특징으로 하는 음식물 가온용기용 발열체가 개시되어 있고, 대한민국 특허등록 제804257호에는 탄산칼슘 15-25 중량부, 수산화칼슘 5-15 중량부, 중탄산나트륨 또는 탄산나트륨 10-20 중량부, 알루미늄 금속분말 40-50 중량부 및 수산화나트륨 3-7 중량부로 구성된 발열체 조성물 및 이를 이용한 식품 가열기구가 개시되어 있고, 대한민국 특허공개 제2002-30785호에는 가요성 벽을 가지며, 미리 정한 양의 활성용액을 포함하는 제1컴파트먼트; 가요성 벽을 가지며, 미리 정한 양의 발열 조성물을 포함하는 제1컴파트먼트에 인접한 제2컴파트먼트; 및 제1컴파트먼트내의 활성용액이 제2컴파트먼트내의 발열 조성물과 접촉하여 열이 발생되도록 파괴될 수 있는, 제1컴파트먼트 및 제2컴파트먼트 사이에 형성되어 제1컴파트먼트 및 제2컴파트먼트를 분리하는 깨지기 쉬운 봉인을 포함하는 발열기; 및 활성화되었을 때 용기내의 제품으로 열을 전달하는 발열기에 부착되고 발열기와 열 접촉하는 제품 또는 제품 용기를 포함하는 제품을 가열하기 위한 자가-발열 패키지가 개시되어 있고, 대한민국 특허등록 제10-0523185호에는 복수 개의 층을 구비한 외면과 복수 개의 층으로 구성된 내면으로 구성되고 외면과 내면이 마주보고 있는 층은 열에 의해 접착되며 외면과 내면 사이에, 액체와 공기를 통과시키는 포장재로 형성되며 액체와 반응하여 열을 발생하는 발열체를 구비하는 발열 주머니; 발열 주머니에 공급하기 위한 액체를 구비하고 복수 개의 층으로 구성되며 외면과 내면에 테두리가 접하며, 복수 개의 층 중 외면과 내면의 테두리에 접하게 되는 층은 외면과 내면이 서로 마주보고 있는 층과 동일한 재질로 구성되는 액체 주머니; 및 액체 주머니의 표면에 고정되어 액체 주머니의 액체를 배출할 수 있도록 하는 절취끈을 구비하며, 외면과 내면의 테두리를 접착하여 테두리를 봉인하고 액체 주머니의 테두리가 외면과 내면 사이에 접착되어 형성되는 제 1 가열 주머니와, 제 1 가열 주머니와 동일한 구성을 하는 제 2가열 주머니가 제 1 가열 주머니와 테두리 부분 중 적어도 일부가 접합 되어 요입부를 가지며, 발열체와 액체의 반응으로 발생하는 열에 의해 생성되는 수증기가 배출되도록 하고 절취 끈이 외부로 노출될 수 있도록 하는 수증기 배출공을 구비하며, 내부에 일정한 공간을 형성하는 포켓 형태로 구성되는 가열 패키지 등이 개시되어 있다.

그러나 종래의 불 없이 즉석에서 화학반응을 통해 열을 발생시키는 발열체는 바람의 영향을 받지 않으며 화재발생 걱정 없이 음식물을 가열하는 장점에도, 발열 시간이 짧아 적은 양의 익힌 음식을 데우거나, 소량의 라면 정도를 익히는데 이용되고 있다. 특히, -10℃ 이하의 추운 곳에서는 음식물을 가열하는 동안 용기 외부로 누출되는 발열량이 많기 때문에 소량의 라면조차도 익히기가 힘들며, 생닭, 생돼지고기, 생쇠고기 등의 육류를 이용하여 음식물을 조리하기에는 한계가 있어서 소비자의 욕구를 충족시키지 못하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 개선하기 위한 일환으로 대한민국 특허등록 제 10-085137호 및 제10-0917694호에서는 발열체가 투입되는 용기 본체를 압력조절 기능을 적용하여 용기 본체 외부로 누출되는 발열량을 줄일 수 있도록 하는 조리 용기가 개시되어 있다.

그러나 종래의 발열체에 의해 조리되는 취사용 용기는 밥을 짓을 정도로 개선되었으나, 음식을 가열할 때마다 미리 계산된 발열체를 투입하여 발열시켜 사용되며, 사용된 발열체는 폐기처분되는 시스템 적용으로, 쓰레기 발생량을 줄일 수 있는 기술은 적용되지 못하고 있다.

또한, 대한민국 실용등록 제20-00323693호에서는 용기 내부에 염화마그네슘이나 아연, 염화나트륨 등의 금속이나 금속화합물인 금속발열제가 내장되어 외부로부터 공급되는 물과 접촉시 수화반응에 의해 발열하는 반응열로 음식물을 가열하는 금속발열제가 내장된 가열용기가 개시되어 있으나, 금속발열제로서 아연은 단독으로 물과 반응하여 반응열을 얻지 못하며, 염화마그네슘이나 염화나트륨 등도 음식물을 가열할 정도로 반응열을 얻지 못한다. 또한 발열성 물질의 혼합체로 금속발열제가 구성되었다고 하더라도 수화반응에 의해 발생하는 반응열을 얻고 난 후에는 재활용이 불가능한 것으로 공지된 통상적인 1회성 발열체와 동일한 것으로서 열효율이 떨어지며, 반응열을 얻고 난 후 쓰레기 발생량을 줄일 수 있는 기술은 적용되지 못하고 있다.

더구나, 종래의 금속발열제는 수화반응이 상실될 때 금속발열제에 물을 더 보충한다고 해서 지속적으로 발열반응을 일으키거나, 발열반응 유지 시간을 지속시킨다거나, 열효율을 높일 수가 없었다.

최근, 영하의 추운 곳에서도 신속히 발열되고, 또 이때 발생되는 고온의 온도 및 그 발열반응 유지 시간을 원하는 데로 조절 가능하여 비교적 조리시간이 오래 소유는 생닭, 생돼지고기, 생쇠고기 등과 같은 육류도 충분히 조리할 수 있을 정도가 될 수 있으며, 쓰레기 발생량을 현저하게 줄일 수 있는 개념을 충족시킬 수 있는 발열체 개발이 요구되고 있다.

이에, 본 발명인은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고 자 본 발명을 연구 개발하여 완성한 것으로서,

본 발명에서는 조리 용기를 화학적 반응열에 의해 가열하기 위하여 용기본체 내에 재활용될 수 있도록 충분한 량의 발열성 금속체를 교체 가능하도록 내장하고, 외부로부터 발열물질을 공급하여 상기 발열성 금속체와 급속반응토록 하여 음식물을 가열 및 조리할 수 있으며, 발열반응이 종료되면 폐기성 발열물질은 쉽게 폐기되고, 상기 발열성 금속체는 그 수명이 다할 때까지 반복적으로 재활용할 수 있도록 하는 것인 발열체를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상부가 개방된 용기본체 내부로 음식물을 수납하는 상부용기를 삽입하여 상기 용기본체의 개구측 테두리부를 밀폐하며, 그 내부로 상기 상부용기의 외부면과 상기 용기본체의 내부면 사이에 이격되어 형성된 수용공간부로 수용되어 화학적 반응열에 의해 상부용기의 음식물을 가열할 수 있도록 하는 발열체에 있어서,

상기 발열체는 발열성 금속체와 발열물질로 구성하되, 용기본체 내에 교체 가능하며, 수명이 다할 때까지 재활용되도록 발열성 금속체를 설계하여 내장하며, 외부로부터 발열물질을 공급하여 상기 발열성 금속체와 급속반응토록 하게 함은 물론, 계속하여 상기 발열물질을 필요할 때마다 용기본체 내부로 공급함으로써 고온의 반응열 및 그 발열반응 유지 시간이 지속하도록 하여 음식물을 가열 및 조리할 수 있으며, 발열반응이 종료되면 폐기성 발열물질은 쉽게 폐기되고, 상기 발열성 금속체는 그 수명이 다할 때까지 반복적으로 재활용할 수 있도록 하는 것인 발열체를 제공한다.

본 발명의 발열체 기술을 실시함으로써, 용기본체 내부로 충분한 량의 발열성 금속체를 교체 가능하게 내장되어 수명이 다할 때까지 재활용되며, 필요할 때마다 외부로부터 발열물질을 공급하여 상기 발열성 금속체와 급속발열토록 함과 고온의 반응열 및 그 발열반응 유지 시간이 지속하도록 함으로서, 열효율을 극대화하여 영하의 추운 곳에서도 비교적 조리시간이 오래 소유는 생닭, 생돼지고기, 생쇠고기 등과 같은 육류도 충분히 조리할 수 있으며, 발열반응이 종료되면 폐기성 발열물질은 쉽게 폐기할 수 있어서, 종래의 1회용 발열체에서 발생되는 쓰레기 량보다 획기적으로 쓰레기 발생량을 줄이는 효과가 제공된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 발열체를 설명하기 위하여 개략적으로 도시해 보인 단면도.
도 2는 본 발명에 적용된 발열성 금속체를 용기본체에 내장하는 과정을 설명하기 개략적으로 도시해 보인 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 적용된 발열성 금속체를 흡수성 직물봉지에 삽입 및 밀봉하는 과정을 설명하기 위하여 개략적으로 도시해 보인 분해 사시도.
도 4는 본 발명에 적용된 발열물질을 삽입하여 밀봉된 포장용기의 일부를 절개한 것을 설명하기 위하여 개략적으로 도시해 보인 사시도.
도 5는 본 발명에 적용된 발열물질을 다수개의 셀 형태로 구성된 포장용기에 삽입 및 밀봉 후 각 셀 사이에 형성된 칼날 절취선을 설명하기 위하여 개략적으로 도시해 보인 사시도.

이하, 첨부 도면에 의거하여 본 발명의 구성을 설명한다.

먼저, 첨부된 도 1과 도 2와 도 3과 도 4와 도 5를 참조하면, 도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 발열체를 설명하기 위하여 개략적으로 도시해 보인 단면도이고, 도 2는 본 발명에 적용된 발열성 금속체를 용기본체에 내장하는 과정을 설명하기 개략적으로 도시해 보인 분해 사시 도이며, 도 3은 본 발명에 적용된 발열성 금속체를 흡수성 직물봉지에 삽입 및 밀봉하는 과정을 설명하기 위하여 개략적으로 도시해 보인 분해 사시도 이고, 도 4는 본 발명에 적용된 발열물질을 삽입하여 밀봉된 포장용기의 일부를 절개한 것을 설명하기 위하여 개략적으로 도시해 보인 사시도 이고, 도 5는 본 발명에 적용된 발열물질을 다수개의 셀 형태로 구성된 포장용기에 삽입 및 밀봉 후 각 셀 사이에 형성된 칼날 절취선을 설명하기 위하여 개략적으로 도시해 보인 사시도 이다.

도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 조리 용기에 이용되는 발열체(100)는 발열성 금속체와 발열물질로 이루어지되, 용기본체(1) 내에 형성된 수용공간부(A)의 저부에 교체 가능하도록 내장하되, 적어도 1회 이상 발열반응에 재활용될 수 있도록 충분한 크기의 몸체를 갖는 발열성 금속체(10); 및 필요할 때마다 외부로부터 공급되어 상기 발열성 금속체(10)와 접촉하여 발열시키기 위한 발열물질(20)을 포함하여 이루어진다.

상기 수용공간부(A)는 용기본체(1) 내에 상부용기(2) 사이에 이격되어 형성되어 발열성 금속체(10)를 내장하며, 필요할 때마다 외부로부터 공급되는 발열물질(20)이 수용되는 공간으로 작용한다. 미설명된 부호 2는 음식물을 수납하는 상부용기이며, 6은 상부용기의 뚜껑이다.

본 발명에 따른 상기 발열성 금속체(10)는 발열물질(20)과 반응하여 지속적으로 발열하기 위한 금속으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 용기본체(1) 내부에 형성된 수용공간부(A)의 저부에 적어도 1회 이상 발열반응에 재활용될 수 있도록 충분한 크기를 갖는 몸체로서 교체 가능토록 내장된다.

물론, 상기 발열성 금속체(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 상부가 개방된 용기본체(1)의 개구부를 통해 용기본체(1) 내 저부로 삽입하여 내장되는 것이다.

발열성 금속체(10)로는 알루미늄(Al), 아연(Zn), 마그네슘(Mg) 중에서 선택된 어느 1종이거나, 또는 상기 금속 중 적어도 하나를 포함하는 합금 또는 적어도 하나를 포함하는 혼합금속 등이 사용된다. 특히, 상기 발열성 금속체는 취급성, 보관성, 안정성, 경제성 등의 면에서 우수하기 때문에 권장된다.

물론, 상기 금속 이외에 본 발명의 목적을 수행하는데 동일하거나 비슷한 역할을 할 수 있는 것이라면 제한되지 않고 이용될 수 있을 것이다.

상기 발열성 금속체(10)는 덩어리, 판, 박지, 분말, 조각, 알갱이 및 이들의 혼합체이거나, 분말, 조각, 알갱이 중 선택된 어느 하나 이상을 가압한 판상체 등일 수 있다.

상기와 같은 형태의 발열성 금속체군 중에서 선택되는 어느 하나 또는 2이상의 것은, 발열물질(20)과 접촉성을 극대화하기 위하여 표면적이 넓으며, 그 두께가 두껍게 형성되도록 수용공간부(A) 내에 최대한 넓게 분포되게 내장하는 것이 좋다.

예컨대, 발열성 금속체(10)가 분말, 조각, 알갱이 등의 형태이거나 이들의 혼합체일 경우에는 이들 형태의 금속체를 그대로 사용하는 것보다는 수용공간부(A) 내에 최대한 넓게 분포될 수 있도록 형성된 도 3에 도시된 바와 같이 흡수성 직물 봉지(7) 내에 삽입하여 밀봉 처리함 다음, 발열성 금속체(10)가 밀봉된 적어도 하나 이상의 흡수성 직물봉지를 수용공간부(A) 내에 최대한 넓게 분포되게 내장하는 것은 바람직하다.

상기 흡수성 직물봉지(7)는, 분말, 조각, 알갱이 등의 발열성 금속체(10)는 발열성 금속체가 외부로 유실되지 않으며, 보관상 또는 이동상의 유리함을 갖도록 유연성 있게 제작되며, 천연 섬유부직포, 천연 펄프부직포 또는 발포 수지 시이트 등을 사용할 수 있다.

나아가, 이들 분말, 조각, 알갱이 등의 발열성 금속체(10)는 흡수성 직물봉지(7) 내에서 발열성 금속체가 한 쪽에 치우쳐지지 않고 일정한 면적 내에서 동시에 열을 발생할 수 있도록 흡수성 직물봉지를 다수개의 셀 형태로 구분하여 형성하고, 그 분할된 각 셀 내부로 발열성 금속체(10)를 삽입하여 밀봉처리하고, 발열을 요구할 시 발열물질(20)이 일시에 각 셀 내부로 침투하도록 함으로서 발열이 고르게 지속될 수 있게 내장하는 것은 더욱 바람직하다.

상기와 같이 발열성 금속체(10)를 흡수성 직물봉지(7) 내에 삽입하여 밀봉 처리함으로서 추가되는 장점으로서는, 발열성 금속체(10)가 발열물질(20)과 발열반응 시 생성되는 발열성 금속체(10)의 찌꺼기가 외부로 유실되는 것을 방지하는 효과가 제공되기도 한다.

발열성 금속체(10)는 발열반응 시 발열물질(20)에 불규칙하게 녹아나면서 탄소 화된 검정색, 흰색 등의 찌꺼기가 생성되어 수용공간부(A) 내에서 용기본체 내피와 상부용기 외피에 묻어나기 된다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 흡수성 직물 봉지에 삽입 후 밀봉 처리함으로써 발열성 금속체가 발열물질(20)과 발열반응 시 생성되는 발열성 금속체(10)의 찌꺼기는 흡수성 직물 봉지 내에서 외부로 유실되는 것을 차단하여 용기본체 내피와 상부용기 외피에 육안상 지저분하게 묻어나는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 본 발명에 적용되는 발열성 금속체(10)는 분말, 조각, 알갱이 등의 형태에 제한되지 않고 흡수성 직물봉지(7)에 삽입하여 밀봉처리하는 것을 적극 권장한다.

또한, 발열성 금속체(10)가 판, 판상체 및 여러 겹의 박지 등의 형태인 경우 그 두께가 적어도 2mm 이상이고, 넓은 것을 선택하여 수용공간부(A) 내에서 최대한 넓게 분포되게 내장할 수 있다. 특히, 상기 판 형태의 발열성 금속체의 표면을 울퉁불퉁하게 성형한 다음, 그것을 수용공간부(A) 내에서 최대한 넓게 분포되게 내장하는 것은 더욱 바람직하다.

일반적으로 수화반응에 의해 발열하는 종래의 발열체는 발열성 물질 복합체를 하나의 포장체 내에 수납되어 있어서, 수화반응시 포장체 내의 발열체는 대략, 뭉쳐진 형태를 이루며 발열반응 하게 되며, 이때 발생되는 열효율도 덩어리 형태의 발열체 근접한 곳에서는 고온의 열이 발생하지만 발열체와 다소 떨어질수록 위치의 온도는 현저하게 떨어지는 단점이 있다.

그러나, 상술된 바와 같이, 발열성 금속체(10)를 수용공간부(A) 내에 최대한 두껍고, 넓게 분포되게 내장함으로써 발열물질(20)과 반응 시 고온의 반응열을 발생시키고, 그 발열반응 유지 시간도 지속하도록 하여 열효율을 극대화할 수 있음은 물론, 재활용성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

부가하여, 상기와 같은 발열성 금속체(10)는, 외부로부터 공급되는 발열물질(20)과 접촉하여 발열반응을 할 때 그 몸체가 점점 산화되며 발열물질(20)에 녹아나게 된다.

이것은 곧, 발열성 금속체의 수명은 발열물질(20)의 량에 의해 결정되게 됨을 의미한다. 발열물질(20)의 량을 적게 공급된 상태에서는 발열성 금속체의 산화되는 량이 적게 나타나며, 반대로 발열물질(20)의 량을 많이 공급하면 발열성 금속체의 산화되는 량도 높게 나타나게 되는 것이다.

이에 따라, 발열물질(20)과 발열반응이 멈추게 되면 발열성 금속체의 산화진행도 거의 멈춤 상태가 되어 용기본체(1) 내의 바닥에 남아있게 된다. 그리고 이것은 산화가 완전히 종료될 때까지 재활용되어 발열물질(20)과 발열반응을 반복하게 된다.

이 과정에서 상대적으로 발열성 금속체가 두꺼울수록 그 수명은 길어지고 교체시기도 길어지게 되며, 반대로 금속체가 얇거나 입자가 미세할수록 그 수명은 단축되어 교체시기도 짧아지게 되거나 1회성이 되는 것이다.

따라서, 상기 발열성 금속체(10)는 1회 이상 반복하여 재활용되기 위해서는 수용공간부(B)가 허용하는 범위 내에서 그 두께가 최대로 뚜껍고 표면적이 넓은 것을 선택할 수 있는바, 예를들면; 알루미늄판 1Cm이상 및 직경 10Cm이상인 것을 바람직하게 수용공간부(A)에 내장함으로써 조리하고자 하는 음식물에 따라 다르게 나타나나, 수회 내지 수십 번 재활용될 수 있게 할 수 있을 것이다.

한편, 본 발명에 따른 상기 발열물질(20)은 상기 발열성 금속체(10)와 반응하여 반응열을 얻기 위해서 전제되는 것으로서 수산화나트륨(NaOH)을 선택하는 것이 좋다.

발열물질(20)로서 수산화나트륨(NaOH)은 구입비용이 적게 들어 경제성이 우수하면서도 발열성 금속체(10)와 반응할 때 높은 열효율을 나타내도록 하는데 유리하다.

수산화나트륨(NaOH)은 보관상 또는 이동상의 유리함을 갖도록 하기 위하여 예컨대, 도 4 및 5에 도시된 바와 같이 폴리에틸렌계 수지, 합성수지 등과 같은 유연성 있게 제작된 필름형태의 방수성 재질의 용기(8)에 삽입 후 밀봉 처리하여 사용하는 것이 좋다. 물론, 수산화나트륨(NaOH)은 천연 섬유부직포, 천연 펄프부직포, 발포 수지 시이트 등을 사용하여 유연성 있게 제작된 흡수성 직물 봉지에 삽입하여 밀봉처리하고 그것을 다시 방수성 재질의 용기나 봉지에 삽입 후 밀봉 처리하여도 된다.

특히, 수산화나트륨(NaOH)은 미리 계산된 일정량을 합성수지나 흡수성 직물의 봉지에 삽입하여 밀봉 처리할 수 있는바, 이들 봉지는 5에 도시된 바와 같이 다수개의 셀 형태로 구분하여 형성하는 것이 바람직하다. 그리고 분할된 각 셀 내부로 수산화나트륨(NaOH)을 삽입하여 밀봉처리하고, 각 셀과 셀 사이에는 칼날 절취선(8a)을 형성함으로써 필요한 량만큼을 절취선을 따라 절취하여 사용할 수 있게 하는 것은 더욱 바람직하다.

이와 같이 방수성 재질로 밀봉처리된 수산화나트륨(NaOH)은, 용기본체(1)로부터 발열을 요구할 시 공기와 접촉할 수 있게 수산화나트륨(NaOH)이 삽입된 방수성 재질의 용기로부터 꺼내거나, 또는 방수성 재질의 봉지를 개방하거나 송곳 등으로 봉지를 파손시켜 발열성 금속체(10)가 내장된 용기본체(1) 내부로 필요량만큼을 물과 함께 투입하여 반응 시키면, 수산화나트륨(NaOH)은 용해되면서 급속하게 고온의 용해열이 발생된다. 용해열은 반응 초기 열량을 보존하며, 곧 바로 용해액은 용기본체(1)에 내장된 발열성 금속체(10)와 접촉하면서 지속적인 반응 연결을 가능케 하여 고온의 반응력을 방출되게 되는 것이다.

물론, 발열물질(20)로서 수산화나트륨(NaOH)은 물에 용해시켜 수용액으로 액체를 구성한 상태의 수산화나트륨수용액을 사용하는 것은 더욱 바람직하다.

수산화나트륨(NaOH)은 물과의 접촉할 때 용해열과 함께 단시간에 많은 량의 유해가스가 발생하는 문제점이 있다.

그렇게 때문에; 상기 수산화나트륨(NaOH)을 용기본체(1) 내부에 물과 함께 투입하거나 또는 수산화나트륨(NaOH) 투입 이후 물을 공급하여 용해시킴과 동시에 용해열을 얻으며, 동시에 발열성 금속체(10)와 발열반응토록 하여 인체에 유해한 다량의 유해가스와 함께 반응열을 얻는 것보다는, 수산화나트륨(NaOH)을 물에 용해시켜 형성된 조성물을 이용함으로써 발열성 금속체(10)와 반응시 유해가스가 현저하게 감소하여, 야외에서는 인간의 후각으로 감지하기가 용이하지 않을 정도의 소량만 배출되게 되는 효과가 있다.

발열물질(20)로서 수산화나트륨수용액의 조성물은 수산화나트륨(NaOH)을 조성물 전체에 10 ~ 80중량부%, 바람직하게는 15 ~ 50중량부%, 더욱 바람직하게는 20 ~ 40중량부%로 물에 용해시켜 발열물질(20)을 제공할 수 있다.

수산화나트륨(NaOH)이 10 중량부 미만으로 첨가되면 발열성 금속체(10)와의 반응 시 충분히 열량을 발생하지 못하며, 반면, 수산화나트륨(NaOH)이 80 중량부 이상 함유하면 발열성 금속체(10)와 반응 시 물속의 산소량 부족으로 충분히 녹지 못하여 함유되는 양에 비해 충분한 열량을 내지 못하게 되는 문제가 발생한다.

상기 수산화나트륨수용액의 조성물에는 수산화칼슘(TOH)을 1 ~ 70중량부%을 함유할 수 있다. 수산화칼슘은 수산화나트륨(NaOH)과 비슷한 발열력을 나타낸다.

또한, 상기 수산화나트륨수용액의 조성물에는 발열반응에 의해 수용공간부(A) 밖으로 유출되는 반응기체와 함께 향이 발산될 수 있도록 하기 위하여 방향제를 함유할 수 있다. 물론, 조성물에 적용되는 방향제는 조성물의 목적 및 효과에 방해되지 않는 방법으로 함유됨이 마땅하다.

이러한 방향제로서는, 예를들면; 린덴 플라워(linden flower), 리코리스(licorice), 페레리안(pereirian), 페퍼민트(peppermint), 라벤더(lavender), 레몬그라스(lemongrass), 민트(mint), 레몬 바베나(lemon verbena), 타임(thyme), 로즈마리(rosemary), 마테(mate), 매리골드(marigold), 오렌지필(orange peel), 와일드 스트로베리(wild strawberry), 오렌지블라섬(orange blossom), 세이지(sage), 바질(basil), 로즈핑크(rosepinT), 매로우(marrow), 홍차(blacT tea), 쟈스민(jasmine), 벌리리안(valerian), 베르가못(bergamot), 캐모마일(camomile), 시다우드(cedarwood virginia), 시나몬(cinnamon), 클레리 세이지(clary sage), 사이프리스(cypress), 유칼립터스(eucalyptus), 펀넬(fennel), 유향(franTincense), 제라늄(geranium), 그레이프프룻(grapefruit), 히솝(hyssop), 쥬니퍼(juniper), 레몬(lemon), 라임(lime), 마조람(marjoram), 미르(myrrh), 팔마로사(palmarosa), 패촐리(patchouli), 로즈 앱솔루트(rose absolute), 백단(sandalwood), 티트리(tea ~ tree), 일랑일랑(ylang ylang), 진저(ginger), 장미(rose), 카더멈(cardamom) 등의 향료 및 스트넬라향, 대나무향, 솔잎향, 쑥향, 향나무향, 국화꽃향, 전나무향, 칡향, 편백나무향, 측백나무향, 계피향, 박하향, 감귤피추출물, 목초액 중에서 선택되는 어느 하나 또는 2가지 이상을 혼합할 수 있다. 그 함유량은 조성물 전체의 0.001 ~ 20중량부%이며, 함유 시점은 수산화나트륨(NaOH)이 물에 온전히 용해되어 용해열이 온전히 소실된 이후에 바람직하게 함유함이 마땅하다.

상기한 방향제 중 대나무향, 솔잎향, 향나무향, 편백나무향, 측백나무향 등을 제외한 거의 대부분의 방향제는 모기가 싫어하는 기피효과가 있어서, 모기가 많은 여름철에 모기기피 효과를 적절히 이용할 수 있을 것이다.

상기와 같이 제조된 조성물은 발열성 금속체(10)와 접촉시 유해가스의 발생량의 매우 저조하며, 또한, 발열성 금속체(10)와 급속발열시켜 이때 발생되는 반응열로 상부용기(2)에 수납되는 음식물을 가열하여 조리할 수 있을 정도로 열효율을 나타내게 되는 것이다.

물론, 발열물질로서 상기 수산화나트륨수용액 상태의 조성물은 페트병, 플라스틱용기, 수지용기, FRP용기 등 상기 수산화나트륨과 비반응하는 재질로 이루어진 방수성용기에 소포장 단위로 충전하여 사용할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 상기 발열물질(20)은 용기본체(1)에 내장된 발열성 금속체(10)와 반응시키면 발열반응에 의한 열에너지로서의 반응열이 방출되어 상부용기(2)로 전달되고, 또 그 전달된 열은 상부용기(2) 내의 음식물을 가열 및 조리하게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명에 따른 상기 발열물질(20)은 용기본체(1)에 내장된 발열성 금속체(10)와 반응시키면 발열반응에 의한 열에너지로서의 반응열이 방출되어 상부용기(2)로 전달되고, 또 그 전달된 열은 상부용기(2) 내의 음식물을 가열하게 되는 것이다.

특히, 상기 발열물질(20)은 용기본체(1) 저부에 발열성 금속체(10)가 적어도 1회 이상 재활용되도록 충분한 량의 내장되어 있어서, 필요할 때마다 계속하여 용기본체(1) 내로 보충할 수 있는바, 발열물질(20)이 지니고 있는 발열성이 종료될 때까지 지속적으로 발열성 금속체(10)와 발열반응하게 하여 지속적으로 전달되는 높은 열효율로 음식물을 조리하는데 이용할 수 있다.

그리고 이것은, 발열반응 유지 시간 및 고온의 열효율을 조절할 수 있게 됨으로써, 영하 10℃정도의 추운 곳에서도 생닭, 생돼지고기, 생쇠고기 등과 같은 육류를 충분히 조리하는데 적용이 용이하게 됨을 의미하는 것이다.

물론, 상기 발열체(100)가 적용되는 조리 용기의 재질 곧, 용기본체(1) 및 상부용기(2)는 발열물질과 반응하지 않으며, 화학반응시 발생하는 반응열을 견딜 수 있는 내열성과 성형성 및 내구성이 양호한 재질로 이루어진 조리 용기에 적용이 가능하다. 예를 들면; 플라스틱, 합성수지, 유리, 토기, 자기이거나, 청동, 황동 스테인리스, 철 및 이들의 합성금속이거나, 금속의 표면 전체를 주석 도금 또는 고순도 세라믹 등의 물질로 아르마이드 공법을 적용하여 바람직하게 코팅층을 형성한 것 등이 적용된다.

특히; 알루미늄(Al), 아연(Zn), 마그네슘(Mg) 중에서 선택된 어느 1종이거나, 또는 상기 금속 중 적어도 하나를 포함하는 합금 또는 적어도 하나를 포함하는 혼합금속 등은 발열물질과 발열반응 하여 단시간에 용기(1, 2)를 부식시키는 특성이 있음으로 반드시 배제되어야 함이 마땅하다 할 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 발열체(100)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

미리, 적어도 1회 이상 재활용될 수 있는 충분한 량의 발열성 금속체(10)를 용기본체(1) 내 저부로 바람직하게 삽입하여 내장한다.

그리고 음식물을 조리할 때마다 발열물질(20)인 수산화나트륨(NaOH)을 발열성 금속체(10)가 내장된 용기본체(1) 내부로 물과 함께 적당량 투입하거나 또는 수산화나트륨(NaOH) 투입 이후 물을 공급하여 수산화나트륨(NaOH)과 물이 접촉에 의한 용해열이 반응 초기 열량을 보존하며, 곧 바로 용해액(20)은 발열성 금속체(10)와 접촉하면서 지속적인 반응 연결을 가능케 하여 고온의 반응력을 방출되도록 한다.

이때, 수산화나트륨(NaOH)을 합성수지 등으로 포장되어 있는 것이라면 합성수지(8)를 파손시켜 수산화나트륨(NaOH)이 물과 접촉할 수 있도록 하여야 함은 물론이다.

상기 방법 이외에도 수산화나트륨용액(20)을 투입하여 발열성 금속체(10)와 발열반응시키는 것이 바람직하다.

발열물질(20)은 발열성 금속체(10)와 접촉하면서 지속적인 반응 연결을 가능케 하여 고온의 반응열이 방출되며 일정시간 동안 유지되도록 한다.

또한, 물을 포함하는 음식물이 수납된 상부용기(2)를 용기본체(1)에 바람직하게 장착한다.

용기본체(1) 내에 수용된 발열체(100) 즉, 발열물질(20) 수산화나트륨(NaOH)과 발열성 금속체(10)가 발열 반응하면서 발생하는 반응열은 지속적으로 상부용기(2)로 전달되어 상부용기(2) 내에 수납된 임의의 음식물이 조리가 완료될 때까지 가열하게 된다.

물론, 이 과정에서 필요에 따라 예컨대, 더욱 높은 열효율 및 발열유지 시간을 지속하기 위해서 발열물질을 수회 더 공급할 수 있음은 물론이다.

발열성 금속체(10)와 발열물질(20)이 발열반응이 종료되면, 폐기성 발열물질은 폐기하고, 잔존해 있는 발열성 금속체(10)는 그대로 두었다가 수명이 다할 때까지 계속하여 발열물질(20)을 공급하며 재활용에 이용될 수 있다. 그리고 수명을 다한 발열성 금속체(10)( 통상, 고순도의 발열성 금속체 일수록 산화력이 높아 발열물질에 녹게 되며, 나머지는 형체를 알아보기 힘들 정도로 사용 전 몸체의 2 내지 10%정도로 소량만 남아 있게 된다. )는 폐기하고, 새로운 발열성 금속체(10)를 바람직하게 교체하면 된다.

이상과 같이 본 발명은 발열성 금속체(10)를 재활용되도록 설계하여 용기본체(1) 내에 내장하고, 필요할 때마다 외부로부터 발열물질을 공급하여 서로 발열반응 하도록 함으로서 열효율을 극대화하여 상부용기(2)를 가열하여 음식물을 조리할 수 있는 발열체(100)를 제공할 수 있는 것이다.

특히, 본 발명의 발열체(100)는 대한민국 특허등록 제 10-085137호 및 제10-0917694호에서 기술되는 압력조절 기능을 갖는 조리 용기에 이용함으로써, 보다 높은 열효율을 나타낼 수 있음은 자명하다.

또한, 본 발명은 발열반응이 종료되면 폐기성 발열물질(20)은 용액 상태로서 쉽게 폐기할 수 있고, 발열성 금속체(10)는 수명이 다할 때까지 수회 내지 수십 번 재활용됨으로써, 종래의 1회용 발열체에서 발생되는 쓰레기 량보다 획기적으로 쓰레기 발생량을 줄이는 효과가 제공되는 것이다.

나아가, 폐기성 발열물질은 재활용될 수 있다. 예를 들면; 폐기성 발열물질을 수거 및 여과하여 수산화 이온(OH-)과 용해되지 않은 불순물을 거른 후, 거른 용액을 냉각시켜 과포화 상태를 만들어 재결정시키면 순수한 수화된 산화알루미늄(Al 2O3·3H2O)이 침전된다.

화학식 2Al(OH)4<up>-</up>(aq) → Al 2O3·3H2O(s) + 2OH-(aq)

침전된 수화 산화알루미늄을 1,300℃에서 가열하면 수화된 물은 제거되고, 순수한 산화알루미늄(Al)을 얻고, 이것을 베이어 처리에 의해서 정제된 산화알루미늄은 홀-헤럴트 처리에 의해서 전기 분해되어 순수한 알루미늄(Al)으로 정제되게 된다.

그리고 정제된 알루미늄은 다시 본 발명의 발열성 금속체로서 적용이 가능하여 연료로서 재원이 순환될 수 있는 것이다.

이처럼 본 발명의 발열물질(20)은 발열성 금속체(10)와 발열반응 하여 음식물을 가열하는 연료로 이용된 후 폐기성 발열물질은 관련분야의 공지의 기술로 재활용되는데 적용할 수 있는 장점을 갖게 되는 것이다.

실험예

스테인리스 재질로 구성된 조리용기에 용기본체(1) 내에 형성된 수용공간부(A)에 금속성 발열체(10)로서 알루미늄판(두께 1.2Cm) 700g를 내장하고, 발열물질(20)로서 수산화나트륨 30g, 물 1,000g을 투입하여 밀폐한 다음, 상부용기(2)를 장착하고, 상기 상부용기(2) 내부에는 물 500g을 투입하여 추운 겨울 영하 5℃ 정도의 야외에서 본 발명의 발열체(100)에서 발산되는 열효율을 측정하였다.

발열반응 시작 후 1 ~ 2분 사이에 급격히 125℃ 까지 상승하고, 3분에서 22분 정도 시간에 103 ~ 110℃를 지속적으로 유지하다가 22분에서 44분 시간 구간에서는 103 ~ 73℃ 정도로 서서히 내려오고, 44분에서 80분 시간 구간에서는 73 ~ 42℃ 정도로 온도가 하향되어 발열반응을 중단시키고, 조리용기(1)를 분해한 다음에 금속성 발열체(10)를 물로 행군 후, 무게를 측정한 결과, 알루미늄판 710g으로 약 8ㅇg이 소모되었음을 확인할 수 있다.

이것은 곧, 용기(1) 내에 내장된 발열성 금속체(10)가 앞으로 외부로부터 공급되는 발열물질(20)과 발열반응 하는데 있어서 수회 반복적으로 재활용될 수 있음을 의미하는 것이다.

이상, 본 명세서를 통해 전술된 바와 같이 본 발명에 속하는 발열체의 특정한 양태가 예시되고 기술되지만, 본 발명은 전술한 구현예 및 실시예 및 실험예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 정신 및 범주에서 벗어남이 없이 다양한 다른 변화 및 변형이 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 하겠다. 따라서, 본 발명의 범주 내의 상기 변화 및 변형을 첨부된 특허청구의 범위에 포함하고자 한다.

본 발명의 발열체는 용기본체 내부로 충분한 량의 발열성 금속체를 교체 가능하게 내장하여 수명이 다할 때까지 재활용되며, 필요할 때마다 외부로부터 발열물질을 공급받아 상기 발열성 금속체와 급속발열토록 하여 음식물을 가열할 수 있는 용도에 적용되는 제품 생산이 가능하여 불 없이 음식물을 가열하는 발열체 용품 분야의 틈새시장을 공략하는데 전략적으로 이용할 수 있어서, 당 분야에 미치는 산업적 의의는 극히 크다 하겠다.

A : 수용공간부
1 : 용기본체
2 : 상부용기
10 : 발열성 금속체
20 : 발열물질
100 : 발열체

Claims

상부가 개방된 용기본체(1) 내부로 음식물을 수납하는 상부용기(2)를 삽입하여 상기 용기본체(1)의 개구측 테두리부를 밀폐하며, 그 내부로 상기 상부용기(2)의 외부면과 상기 용기본체(1)의 내부면 사이에 이격되어 형성된 수용공간부(A)로 수용되어 화학적 반응열에 의해 상부용기(1)의 음식물을 가열할 수 있도록 하는 발열체(100)에 있어서,

상기 발열체는 발열성 금속체와 발열물질로 구성하되, 용기본체(1) 내에 형성된 수용공간부(A)의 저부에 교체 가능하도록 내장하되, 적어도 1회 이상 발열반응에 재활용될 수 있도록 충분한 크기의 몸체를 갖는 발열성 금속체(10); 및 필요할 때마다 외부로부터 공급되어 상기 발열성 금속체(10)와 접촉하여 발열시키기 위한 발열물질(20)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발열체.
제 1항에 있어서,
상기 발열성 금속체는, 알루미늄(Al), 아연(Zn), 마그네슘(Mg) 중에서 선택된 어느 1종이거나, 또는 상기 금속 중 적어도 하나를 포함하는 합금 또는 적어도 하나를 포함하는 혼합금속인 것을 특징으로 하는 발열체.
제 1항 또는 제 2항 중 어느 1항에 있어서, 상기 발열성 금속체는 흡수성 직물봉지에 삽입 후 밀봉 처리한 것을 특징으로 하는 발열체.
제 1항, 제 2항, 제 3항 중 어느 1항에 있어서, 상기 발열성 금속체는 발열물질(20)과 접촉성을 극대화하기 위하여 표면적이 넓으며 그 두께가 두껍게 형성한 것을 수용공간부(A) 내에 최대한 넓게 분포되게 내장하는 것을 특징으로 하는 발열체.
제 1항에 있어서, 상기 발열물질은 수산화나트륨(NaOH)을 조성물 전체의 10 ~ 80중량부%로 함유하는 것을 특징으로 하는 것인 발열체.
제 1항 또는 제 5항 중 어느 1항에 있어서, 상기 발열물질은 방수성 재질의 용기에 삽입 후 밀봉 처리한 것을 특징으로 하는 발열체.
제 1항 또는 제 5항 또는 제 6항 중 어느 1항에 있어서, 상기 발열물질은 흡수성 직물봉지에 삽입 후 밀봉 처리한 후 그것을 다시 방수성 재질의 용기 삽입 후 밀봉처리한 것을 특징으로 하는 발열체.
제 1항 또는 제 5항 또는 6항 또는 7항 중 어느 1항에 있어서, 상기 발열물질은 다수개의 셀 형태의 방수성 재질의 용기 또는 흡수성 직물봉지에 삽입 후 밀봉 처리한 것을 특징으로 하는 발열체.
제 8항에 있어서, 상기 발열물질은 다수개의 셀 형태의 방수성 재질의 용기 또는 흡수성 직물봉지 사이에는 칼날 절취선을 형성하는 것을 특징으로 하는 발열체.
상기 제 1항 또는 제 5항 또는 6항 또는 7항 또는 제 8항 중 어느 1항에 있어서, 상기 발열물질은 방향제를 조성물 전체의 0.001 ~ 20중량부%로 함유하는 것을 특징으로 하는 것인 발열체.
상기 제 10항에 있어서, 상기 방향제는 린덴 플라워(linden flower), 리코리스(licorice), 페레리안(pereirian), 페퍼민트(peppermint), 라벤더(lavender), 레몬그라스(lemongrass), 민트(mint), 레몬 바베나(lemon verbena), 타임(thyme), 로즈마리(rosemary), 마테(mate), 매리골드(marigold), 오렌지필(orange peel), 와일드 스트로베리(wild strawberry), 오렌지블라섬(orange blossom), 세이지(sage), 바질(basil), 로즈핑크(rosepinT), 매로우(marrow), 홍차(blacT tea), 쟈스민(jasmine), 벌리리안(valerian), 베르가못(bergamot), 캐모마일(camomile), 시다우드(cedarwood virginia), 시나몬(cinnamon), 클레리 세이지(clary sage), 사이프리스(cypress), 유칼립터스(eucalyptus), 펀넬(fennel), 유향(franTincense), 제라늄(geranium), 그레이프프룻(grapefruit), 히솝(hyssop), 쥬니퍼(juniper), 레몬(lemon), 라임(lime), 마조람(marjoram), 미르(myrrh), 팔마로사(palmarosa), 패촐리(patchouli), 로즈 앱솔루트(rose absolute), 백단(sandalwood), 티트리(tea ~ tree), 일랑일랑(ylang ylang), 진저(ginger), 장미(rose), 카더멈(cardamom) 등의 향료 및 스트넬라향, 대나무향, 솔잎향, 쑥향, 향나무향, 국화꽃향, 전나무향, 칡향, 편백나무향, 측백나무향, 계피향, 박하향, 감귤피추출물, 목초액 중에서 선택되는 어느 하나 또는 2가지 이상을 혼합한 것을 특징으로 하는 것인 발열체.