KR20200054724A

KR20200054724A - 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병

Info

Publication number: KR20200054724A
Application number: KR1020180138382A
Authority: KR
Inventors: 이운규; 안종복
Original assignee: 주식회사 이앤씨
Priority date: 2018-11-12
Filing date: 2018-11-12
Publication date: 2020-05-20
Also published as: KR102159129B1

Abstract

본 발명은 이동중에 발생하는 흔들림에 의한 운동에너지를 전기에너지로 변환하여, 열선에 전기를 공급함으로써, 화기 도구의 보조없이 보온병 내부에 담지된 내용물을 가열해줄 수 있는 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병에 관한 것으로, 겨울철에도 내부하우징에 물을 채워 가방에 넣은 후, 산으로 이동하는 중에 발생하는 흔들림으로 외부하우징을 승하강할 때 하우징자석과 하우징코일 및 발전부로 발생하는 전기를 제어보드로 승압하여 열선에 공급하여, 열선으로 내부하우징을 가열함으로써, 물을 데울 수 있으므로 산 정상에서 따뜻운 커피를 마시거나 컵라면 또는 봉지라면을 먹을 수 있는 효과가 있다.

Description

자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병 {Heated Thermos Using Self-generated Electricity}

본 발명은 보온병에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 이동중에 발생하는 흔들림에 의한 운동에너지를 전기에너지로 변환하여, 열선에 전기를 공급함으로써, 화기 도구의 보조없이 보온병 내부에 담지된 내용물을 가열해줄 수 있는 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병에 관한 것이다.

보온병은 안에 담은 액체를 주위의 온도에 관계없이, 액체를 담았을 때의 온도로 거의 일정한 온도로 장시간 유지하도록 만들어진 병이다. 일반적으로 보온병에 여름에는 차가운 물을 보관하고, 겨울에는 따듯한 물을 보관한다.

한편, 겨울철에 등산하는데 보온병을 휴대하는 경우에는 뜨거운 물을 넣은 상태로 산에 올라가게 된다. 산 정상에 올라가서 보온병에 담겨 있는 물로 커피를 타거나 컵라면을 끓여 먹는 용도로 사용한다.

그러나 등산에 의해 시간이 어느 정도 지난 후 보온병에 담긴 물의 온도가 내려가서 미지근한 상태로 커피를 마셔야 하고, 물의 온도가 내려간 상태이기 때문에 컵라면을 먹기 어려운 문제가 있다.

이와 관련하여, 한국공개특허공보 제10-2013-0019148호(이하 '선행기술문헌 1')에는 내용물이 수용되는 용기부와, 용기부의 내용물을 가열 또는 냉각시키는 열전소자가 구비되어 내용물의 온도를 원하는 온도로 가열 또는 냉각할 수 있는 휴대용 냉온장치와, 한국등록특허공보 제10-147-1034호(이하 '선행기술문헌 2')에는 냉온 보온용기 내부의 내부용기 하부에 열전소자를 설치하여, 내부용기에 충진된 물을 가열 또는 냉각시켜 보온 및 보냉시킬 수 있도록 한 열전소자를 이용한 냉온 보온용기가 공지되어 있다.

아울러 한국등록특허공보 제10-1572533호(이하 '선행기술문헌 3')에는 휴대 가능한 텀블러를 포함하는 유도가열기에 저장된 내용물을 외부 전원 또는 충전된 배터리 전원으로써 가열이나 보온할 수 있고, 배터리팩을 유도가열기의 본체로부터 용이하게 분리할 수 있도록 함으로써 실내의 외부 전원을 이용할 경우 부피를 줄일 수 있는 휴대용 유도가열기가 공지되어 있다.

그러나 선행기술문헌 1, 2의 경우 내장된 배터리의 전원을 이용하여 열전소자에 전원을 공급하고, 열전소자를 통해 물을 가열 또는 냉각할 수 있도록 구성되는 방식으로, 열전소자의 에너지 소비가 클 뿐만 아니라, 에너지 소비 효율이 낮아서 원하는 온도까지 물을 가열 또는 냉각하기 어렵다는 문제가 있다. 아울러 열전소자의 열을 배출하기 위한 팬과 방열판 등의 추가 구성이 필요하여 그 구조가 복잡하다는 문제가 있다.

나아가 선행기술문헌 3의 경우 유도가열 방식으로 물을 가열하는 것으로, 유도가열기 구동을 위해 많은 전력이 필요한데, 배터리만으로는 물을 제대로 가열할 수 없고, 배터리팩의 추가로 인해 보온병의 무게가 무거워져 휴대가 불편하다는 문제가 있다.

KR

10-2013-0019148

A

KR

10-1471034

B1

KR

10-1572533

B1

본 발명의 목적은 별도의 배터리가 필요 없기 때문에 무게가 가볍고, 열선을 가열하는 방식으로 구조가 간단하며, 이동중에 발생하는 흔들림에 의한 운동에너지를 전기에너지로 변환하여, 열선에 전기를 공급함으로써, 별도의 화기 도구의 보조없이 보온병 내부에 담지된 내용물을 가열해주는 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병를 제공하는 것이다.

나아가 본 발명의 목적은 사용자가 이동중에 발생하는 흔들림으로 여러 군데에서 동시로 전기에너지를 생성하여, 여러군데에서 생성된 전기를 열선에 공급하여 보온병 내부에 담지된 내용물을 데워줄 수 있는 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병를 제공하는 것이다.

아울러 본 발명의 목적은 열선을 보온병의 외주연 전체 면적을 감싸도록 배치하고, 구획을 복수로 나눠서 구성하고, 각 구획된 부분에 감지센서를 구비하여, 보온병에서 내용물이 위치한 부분만 열선에 전기에너지를 공급하도록 함으로써, 에너지 효율을 높일 수 있는 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병를 제공하는 것이다.

본 발명은 상부가 개방되고, 하부가 폐쇄된 원기둥 형상으로 내부에 내용물(10)이 담지될 수 있는 내부하우징(100); 상기 내부하우징(100)의 외주연 전체를 감싸도록 배치되어 전기의 공급에 의하여 상기 내용물(10)을 가열하도록 열이 제공되는 열선(200); 원통형으로 상기 열선(200)의 외측을 감싸도록 배치되어 상기 열이 상기 내부하우징(100) 측으로만 반사되고, 반대 방향으로 상기 열이 반사되는 것을 차단하는 반사판층(300); 원통형으로 내부에 공기가 밀폐된 상태로 상기 반사판층(300)의 외주연 전체를 감싸도록 배치되는 에어층(400); 원통형으로 내부가 진공 상태로 형성되어 상기 열이 외부로 이동하는 것과, 외부의 열과 냉기가 상기 내부하우징(100) 측으로 이동하는 것을 차단하도록 상기 에어층(400)의 외주연 전체를 감싸도록 배치되는 진공층(500); 상기 내부하우징(100), 상기 열선(200), 상기 반사판층(300), 상기 에어층(400) 및 상기 진공층(500)이 일체가되도록 외측 둘레 전체를 감싸주며, 상부에 뚜껑(610)이 구비된 외부하우징(600); 상기 외부하우징(600)의 외측에 위치하여 외력에 의한 흔들림에 의해 전기를 생성하는 발전부(800); 및 외측에 커넥터(710)가 구비되어, 상기 커넥터(710)로부터 외부의 DC 전원을 공급받아 상기 열선(200)에 상기 전기를 공급하거나, 상기 발전부(800)에 의해 생성된 상기 전기를 공급받아 승압한 후 상기 열선(200)에 상기 전기를 공급하는 제어보드(700);를 포함한다.

여기서 본 발명의 상기 내부하우징(100)의 외주연에 가로 방향으로 등각 범위를 가지도록 적어도 4군데 이상으로 구획하고, 세로 방향으로 등간격을 가지도록 적어도 세로 2열 이상으로 구획하여 총 8개의 구획부(110)를 형성하고, 상기 구획부(110) 마다 내주연 측에 감지센서(120)를 설치하고, 상기 열선(200)도 상기 구획부(110)의 범위에 맞춰 복수로 나누며, 상기 감지센서(120)와 상기 구획부(110)에 배치된 상기 열선(200)의 각각을 상기 제어보드(700)와 전기적으로 연결하고, 상기 감지센서(120)에 의해 상기 열선(200)이 선택적으로 On/OFF되도록 하여, 상기 내부하우징(100)에 담긴 상기 내용물(10)이 상기 감지센서(120)에 접촉되는 범위에 따라 상기 열선(200)의 작동 범위를 달리하여 상기 내용물(10)을 가열해준다.

나아가 본 발명의 상기 발전부(800)는, 무게추(810)와, 상기 무게추(810)가 내장되어 직선 왕복될 수 있도록 길을 제공하는 이동관(820)과, 상기 이동관(820)의 끝단에 설치되어 상기 이동관(820)에 가이드되어 상기 무게추(810)의 무게에 의해 직선왕복운동하는 구동로드(830)와, 상기 구동로드(830)와 연결되어 직선 운동을 회전운동으로 변환해주는 변환기어(840)와, 상기 변환기어(840)와 연결되어 회전운동에 의한 전기를 생성하는 코일조립체(850)를 포함하되, 상기 코일조립체(850)는 상기 제어보드(700)와 전기적으로 연결되어, 상기 외부하우징(600)의 흔들릴 때 발생하는 외력에 의해 상기 무게추(810)가 직선 왕복운동 하고, 상기 구동로드(830)를 가압하여 상기 변환기어(840)의 회전에 의해 상기 코일조립체(850)가 상기 전기를 생성하여, 상기 제어보드(700)로 보내주어 상기 열선(200)이 가열되도록 한다.

아울러 본 발명의 상기 외부하우징(600)은, 외주연에 일직선의 수직으로 형성되는 레일(620)을 더 포함하며, 하부에 설치되는 하우징자석(630)을 더 포함하되, 상기 외부하우징(600)의 측면에는 레일홈(912)이 형성되어 수직으로 세워지는 지지대(910)와, 상기 지지대(910)의 하부에서 상기 외부하우징(600)보다 넓은 넓이로 형성되어 바닥에 접촉되는 받침판(920)과, 상기 받침판(920)에서 이격되어 링 형상으로 상기 외부하우징(600)보다 넓은 직경으로 형성되는 코일링(930)과, 상기 코일링(930)의 내주연에 형성되는 하우징코일(940)과, 상기 받침판(920)의 중앙에 세워지는 하우징스프링(950)을 포함하는 받침대(900)가 배치되되, 외력에 의해 외부하우징(600)이 상기 레일(620)에 의해 상기 레일홈(912)을 따라 승하강하면서 상기 하우징스프링(950)에 탄성력에 의해 상기 하우징자석(630)이 상기 코일링(930)을 왔다갔다하면서 상기 하우징코일(940)로 전기를 생성하고, 상기 제어보드(700)로 보내주어 상기 열선(200)이 가열되도록 한다.

또한, 본 발명의 상기 구동로드(830)와 상기 변환기어(840) 및 상기 코일조립체(850)는 상기 이동관(820)의 양단에 대향되도록 한 쌍이 설치되어, 상기 무게추(810)가 직선왕복 운동함에 따라 상기 한 쌍의 구동로드(830)를 모두 가압해주고, 상기 변환기어(840)가 작동하여, 상기 코일조립체(850)에 의해 상기 전기를 생성한다.

한편, 본 발명의 상기 무게추(810)가 자석으로 이루어지고, 상기 이동관(820)의 외주연에 이동관코일(860)이 감아지고, 상기 이동관코일(860)이 상기 제어보드(700)와 전기적으로 연결되어, 상기 무게추(810)가 직선왕복 운동 함에 따라 상기 전기를 생성하고, 상기 제어보드(700)로 보내주어 상기 열선(200)이 가열되도록 한다.

본 발명은 겨울철에도 내부하우징(100)에 물을 채워 가방에 넣은 후, 산으로 이동하는 중에 발생하는 흔들림으로 외부하우징(600)을 승하강할 때 하우징자석(630)과 하우징코일(940) 및 발전부(800)로 발생하는 전기를 제어보드(700)로 승압하여 열선(200)에 공급하여, 열선(200)으로 내부하우징(100)을 가열함으로써, 물을 데울 수 있으므로 산 정상에서 따뜻운 커피를 마시거나 컵라면 또는 봉지라면을 먹을 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 열선(200)에 전기를 공급하기 위한 별도의 배터리를 내장할 필요가 없으므로 무게가 가볍고, 열선(200)으로 내부하우징(100)을 가열하는 방식으로 구조가 간단하다는 효과가 있다.

아울러 본 발명은 별도의 화기 도구의 보조없이 사용자가 이동할 때 발생하는 흔들림으로 외부하우징(600)이 승하강할 때 발생하는 전기로만 내부하우징(100) 내부의 내용물(10)을 데울 수 있어 산 정상에서 산불 위험 없이 따뜻하게 음용을 할 수 있는 효과가 있다.

나아가 본 발명은 사용자가 이동할 때 발생하는 흔들림으로 외부하우징(600)이 승하강할 때 발생하는 전기를 제어보드(700)로 열선(200)에 공급하여 내부하우징(100)을 가열해줄 뿐만 아니라, 사용자의 이동이 없는 경우 커넥터(710)를 통해 외부 전기를 제어보드(700)에 공급하여 열선(200)이 작동되도록 함으로써, 태양이 없거나 눈이 내리는 날씨 환경에 관계없이 사용자가 원할 경우에는 쉽게 물을 데울 수 있다.

또한, 본 발명은 사용자의 이동중에 발생하는 흔들림에 의해 외부하우징(600)이 승하강함에 따라 하우징자석(630)이 하우징코일(940) 내부를 왔다갔다하고, 무게추(810)가 승하강함에 따라 하우징코일(940) 내부를 왔다갔다함과 동시에 무게추(810)가 구동로드(830)를 가압하여 코일조립체(850)를 회전시키는 방식으로 전기를 여러 군데에서 생성하여 제어보드(700)로 보내주고, 제어보드(700)의 승압회로를 통해 열선(200)으로 공급해줌으로써, 사용자가 이동하는 중에 내부하우징(100)의 내용물(10)을 계속해서 가열할 수 있으므로 매우 적은 전기의 공급만으로도 목적하는 온도로 내용물(10)을 가열할 수 있다.

한편, 본 발명은 내부하우징(100)의 구획부(110) 내주연 마다 물감지센서(120)를 설치하고, 구획부(110)의 외주연 마다 열선(200)을 배치하여, 각의 물감지센서(120)와 열선(200)을 제어보드(700)에 독립적으로 연결되도록 하여, 내부하우징(100) 내부에서 물감지센서(120)에 의해 수분을 감지하는 구획부(110)에 위치하는 열선(200)만 On되도록 함으로써, 전기를 효율적으로 사용할 뿐 아니라, 에너지 효율도 높다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병의 정면 기준 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병의 정면도.
도 3은 도 2의 A-A'선에 따른 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병의 배면 기준 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병의 분해 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병에서 외부하우징(600)이 하강한 것을 나타낸 우측면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병에서 발전부(800)의 내부 모습을 나타낸 우측면도.
도 8은 도 7에서 무게추(810)와 이동관(820)을 분해해서 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병에서 발전부(800)의 작동을 나타낸 정면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병의 정면 기준 사시도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병의 정면도, 도 3은 도 2의 A-A'선에 따른 단면도, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병의 배면 기준 사시도, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병의 분해 사시도이다.

도 1과, 도 2 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병의 외관을 도시한 것이다.

내부하우징(100)은 원기둥 형상으로 상부가 개방되고, 하부가 폐쇄되며, 내부는 내용물(10)이 담지될 수 있도록 중공형으로 형성된다. 여기서 내용물(10)은 물을 포함한 다양한 액체 또는 음료, 차 및 보온병에 담지되어 데워질 수 있는 죽이나 국물 등을 포함하는 의미로 사용된다.

아울러 내부하우징(100)은 스테인리스 재질로 만들어진다. 내부하우징(100)의 외주연에는 가로 방향으로 등각 범위를 가지도록 4군데 이상 구획하고, 세로 방향으로 등 간격을 가지도록 2열로 구획하여 구획부(110)를 형성한다. 구획부(110)는 가로 4군데, 세로 2열로 형성되므로 총 8개가 형성된다. 이때 구획부(110)는 내부하우징(100)상하 길이에 따라 세로 2열 이상 또는 직경에 따라 4군데 이상 형성될 수 있다. 따라서 구획부(110)는 총 8개 이상이 형성될 수 있다.

구획부(110)의 중앙에는 감지센서(120)가 설치된다. 이때 감지센서(120)는 구획부(110) 마다 하나씩 설치된다. 각 감지센서(120)는 후술할 제어보드(700)와 전기적으로 연결된다. 감지센서(120)는 내부하우징(100)에 담지된 내용물(10)을 감지하여, 감지 신호를 제어보드(700)로 보내주는 역할을 한다. 여기서 감지센서(120)는 수분을 감지하는 물 감지센서가 사용된다. 감지센서(120)를 통해 내부하우징(100)에서 수분이 감지된 구획부(110)의 범위를 알 수 있게 된다. 감지센서(120)로 부터 신호를 전달 받은 제어보드(700)는 복수의 열선(200) 중 감지센서(120)에 의해 수분이 감지된 구획부(110) 부분에 위치한 열선(200)에만 전원을 공급할 수 있도록 해준다. 그래서 내부하우징(100)에서 내용물(10)이 위치한 구획부(110)의 범위만 열선(200)을 가열해서, 내용물(10)을 데워주므로 불필요한 부분의 열선(200) 가열로 인한 에너지 손실을 방지해준다. 즉 필요한 구획부(110)에 배치된 열선(200)에만 전기를 공급해주므로, 에너지 효율을 높일 수 있다.

한편, 내부하우징(100)의 내주연에는 내용물(10)의 온도를 측정할 수 있는 온도센서가 구비될 수 있다.

열선(200)은 내부하우징(100)의 외주연을 전체를 감싸도록 배치되는 것으로, 제어보드(700)와 전기적으로 연결되어, 제어보드(700)로부터 공급된 전기에 의해 열을 발생시켜 내부하우징(100)을 가열해주는 역할을 한다. 열선(200)은 구획부(110)의 범위에 크기를 맞추어 복수로 나눠서 설치될 수 있다.

이때 각 열선(200)은 독립적으로 제어보드(700)와 전기적으로 연결된다. 그래서 감지센서(120)에 의한 신호에 따라 제어보드(700)가 선택적으로 전기를 공급해줄 수 있다. 즉 제어보드(700)는 감지센서(120)가 내부하우징(100)에서 수분이 감지된 구획부(110)의 외주연에 위치한 열선(200)에만 전기를 공급해준다. 다시 말해서 제어보드(700)는 감지센서(120)에 의해 수분이 감지된 구획부(110)의 외주연에 위치한 열선(200)은 On해주고, 나머지 열선은 Off해주어 선택적으로 제어하게 된다. 그러면 해당 열선(200)에서 열이 발생하여 내부하우징(100)을 가열해주고, 내부하우징(100) 내부에 담지된 내용물(10)을 데워주게 된다.

반사판층(300)은 중공형의 관 형상으로 열선(200)의 전체를 감싸도록 내부하우징(100)의 외주연에 설치된다. 이때 반사판층(300)은 접착제로 열선(200)의 외주연에 감싸도록 부착될 수 있다.

반사판층(300)은 열선(200)에서 발생된 열이 내부하우징(100) 측으로만 이동되도록 하고, 후술할 에어층(400)으로 이동하는 것을 차단해준다. 반사판층(300)은 열선(200)의 열이 내부하우징(100) 측으로만 이동되도록 해서, 열선(200)의 열 효율을 높여주는 역할을 한다. 반사판층(300)은 필름이나 금속재질이 사용될 수 있다.

한편, 반사판층(300)은 내부하우징(100)의 내부에 충진된 내용물(10)의 열도 에어층(400)으로 이동하는 것을 차단해준다.

에어층(400)은 중공형의 관 형상으로 형성된다. 외피가 금속 또는 합성수지재질로 형성되고, 내부에 공기가 충진된 형태이다. 에어층(400)은 반사판층(300)에 억지끼움되게 설치된다. 에어층(400)은 반사판층(300) 외주연 전체 둘레를 감싸도록 설치된다. 에어층(400)은 반사판층(300)에 접착제를 통해 견고하게 부착될 수 있다. 에어층(400)은 반사판층(300)에서 이동된 열선(200)의 열의 이동을 차단해주는 역할을 한다.

진공층(500)은 중공형의 관 형상으로 형성된다. 외피가 금속 또는 합성수지재질로 형성되고, 내부가 공기가 없는 진공 상태로 형성된 형태이다. 진공층(500)은 에어층(400)에 억지끼움되게 설치된다. 진공층(500)은 에어층(400)의 외주연 전체 둘레를 감싸도록 설치된다.

진공층(500)도 접착제가 도포되어 에어층(400)에 견고하게 부착되도록 설치될 수 있다.

진공층(500)은 외부의 열이나 냉기가 내부하우징(100) 측으로 이동하는 것을 차단해주는 역할을 한다. 아울러 내부하우징(100)에 담지된 내용물(10)의 열도 외부로 빠져나가는 것을 차단해주는 역할을 한다.

외부하우징(600)은 내부하우징(100), 열선(200), 반사판층(300), 에어층(400) 및 진공층(500)이 일체로 결합된 상태에서 외측 둘레와 하부 전체를 감싸준다. 이때, 외부하우징(600)의 재질은 스테인리스로 형성되거나, 합성수지재질로 형성될 수 있다.

외부하우징(600)도 상부가 개방된 형상으로 상단에는 뚜껑(610)이 설치된다. 뚜껑(610)을 열면 내부하우징(100)과 내용물(10)이 노출되고, 외부하우징(600)의 상단 입구를 통해 내용물(10)을 외부로 빼내거나, 내용물(10)을 내부하우징(100)에 담지할 수 있다. 이때 뚜껑(610)은 회전식으로 열고 닫는 방식이다.

한편, 외부하우징(600)의 외측에는 일직선의 수직으로 전 길이에 걸쳐서 레일(620)이 형성된다. 레일(620)은 위에서 바라보았을 때 'T' 형상으로 형성된다. 레일(620)은 후술할 받침대(900)의 지지대(910)에 수직 왕복 운동 가능하도록 설치된다. 아울러 외부하우징(600)의 하부에는 하우징자석(630)이 내장된다. 하우징자석(630)은 후술할 받침대(900)의 하우징코일(940) 내부를 왔다갔다 하면서, 하우징코일(940)이 전기를 생성할 수 있도록 해준다. 하우징자석(630)는 네오디움 자석이 사용된다.

나아가 외부하우징(600)의 외부에는 제어보드(700)를 제어하기 위한 버튼(미도시)이 구비될 수 있다. 버튼은 제어보드(700)와 전기적으로 연결된다. 버튼을 통해 전원을 On/off하거나, 열선(200)의 가열 온도를 제어할 수 있다.

또한, 외부하우징(600)은 내부하우징(100) 내부에 위치한 온도센서로부터 신호를 전달받아 내용물(10)의 온도를 표시할 수 있는 FND, LCD 또는 디스플레이가 구비될 수 있다.

발전부(800)는 외부하우징(600)의 외측에 고정되도록 설치된다. 발전부(800)는 외부하우징(600)이 외력에 의해 움직이거나 흔들리는 힘에 의해 전기를 생성해주는 역할을 한다.

제어보드(700)는 외부하우징(600)의 하단에 내장된다. 제어보드(700)는 열선(200)과 전기적으로 연결된다. 제어보드(700)는 열선(200)에 전기를 공급해준다. 제어보드(700)의 외측에는 커넥터(710)가 구비된다. 커넥터(710)는 외부하우징(600)의 외측으로 노출되도록 배치된다. 제어보드(700)는 발전부(800)와 전기적으로 연결되어, 생성된 전기를 공급받는다. 아울러 제어보드(700)는 커넥터(710)로부터 외부의 DC 전원을 공급받을 수 있다. 커넥터(710)는 케이블로 휴대용 배터리를 연결할 수 있다.

한편, 제어보드(700)는 후술할 받침대(900)의 하우징코일(940)과도 전기적으로 연결되어, 하우징코일(940)에서 생성된 전기를 공급받는다.

아울러 제어보드(700)는 승압회로가 내장된다. 제어보드(700)는 승압회로를 통해 발전부(800)와 하우징코일(940)에서 공급받은 전기를 열선(200)에 공급할 수 있도록 승압해준다.

받침대(900)는 외부하우징(600)이 승하강 운동할 수 있도록 지지해주는 역할을 한다. 받침대(900)는 외부하우징(600)의 레일(620)이 설치되도록 내측에 전 길이에 걸쳐서 레일홈(912)이 형성되어 수직으로 세워지도록 형성된 지지대(910)와, 지지대(910)의 하단에서 외부하우징(600)의 직경보다 넓은 원형의 판으로 형성된 받침판(920)과, 받침판(920)의 상면 중앙에 설치된 하우징스프링(950)과, 받침판(920)과 이격되면서 지지대(910)에 접하도록 링 형상으로 형성된 코일링(930)과, 코일링(930)의 내주연에 배치된 하우징코일(940)을 포함한다.

지지대(910)의 레일홈(912)은 외부하우징(600)의 레일(620)이 헐거운 끼움 결합될 수 있도록 위에서 바라보았을 때 'T' 형상으로 형성된다. 지지대(910)의 상단에는 레일홈덮개(914)가 설치된다. 레일홈덮개(914)는 지지대(910)의 상단을 개폐하는 역할을 한다. 레일홈덮개(914)의 유무에 따라 외부하우징(600)을 지지대(910)로부터 탈착할 수 있다.

외부하우징(600)은 레일(620)을 통해 지지대(910)에 형성된 레일홈(912)을 통해 승하강 왕복 이동할 수 있다.

하우징코일(940)은 도선을 원통 꼴로 여러 번 감은 것으로 제어보드(700)와 전기적으로 연결된다. 하우징코일(940)은 외부하우징(600)보다 넓은 직경으로 형성된다. 외부하우징(600)의 하우징자석(630)이 하우징코일(940)의 내부를 왔다갔다할 때마다 전기가 발생하게 된다.

하우징스프링(950)은 받침대(900)의 상면에서 수직으로 세워지도록 고정된다. 하우징스프링(950)은 탄성력에 의해 수축 및 신장되면서 외부하우징(600)의 하부가 튕겨 오르도록 해준다. 다시 말해서, 외부하우징(600)이 외력에 의해 승하강하는 경우 하단이 하우징스프링(950)에 접촉되어 튕겨 오르게 됨으로써 외력에 의한 힘보다 더 높은 높이로 튕겨 오를 수 있도록 해준다. 그래서 외부하우징(600)의 하우징자석(630)이 하우징코일(940)을 왔다갔다하게 되고, 그에 따라 전기가 발생하게 된다. 하우징코일(940)에서 발생된 전기는 제어보드(700)의 승압회로를 거친 후 열선(200)으로 공급된다.

이하, 외부하우징(600)이 수직 왕복 운동하여 전기를 생성하는 것을 설명한다.

도 3은 도 2의 A-A'선에 따른 단면도, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병의 배면 기준 사시도, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병의 분해 사시도, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병에서 외부하우징(600)이 하강한 것을 나타낸 우측면도이다.

앞서 설명한 바와 같이, 외부하우징(600)은 받침대(900)의 받침판(920) 상부에 위치하며, 지지대(910)에 의하여 수직으로 세워져 직선 왕복 운동할 수 있게 고정된다. 받침대(900)는 외부하우징(600)이 승하강하면서 수직왕복 운동할 수 있도록 지지해주면서, 탄성력을 제공해주는 것이다.

외부하우징(600)의 하단은 받침대(900)의 받침판(920)과 이격된 상태로 위치한다. 즉 외부하우징(600)의 하단은 하우징스프링(950)에 의해 받침판(920)으로부터 이격되게 된다. 한편, 본 발명의 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병은 가방에 넣은 채로 휴대하게 된다. 사용자가 도보나 등산을 하는 중 가방에 흔들림이 전달되게 되고, 가방 내부에 있는 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병이 외력을 전달받게 된다.

이때 하우징스프링(950)은 탄성에 의한 수축력과 복원력으로 외부하우징(600)이 수직 왕복운동 할 때 계속해서 튕겨 올라가도록 해준다. 그에 따라 외부하우징(600)의 하부에 내장된 하우징자석(630)이 코일링(930)의 내부를 통과하면서 왔다갔다 하게 된다. 그러면 코일링(930)에서 전기가 생성되게 되고, 코일링(930)에서 생성된 전기는 제어보드(700)로 전달되게 된다.

제어보드(700)로 전달된 전기를 승압회로를 거쳐, 열선(200)으로 공급되며, 열선(200)의 열에 의해 내부하우징(100)이 가열되고, 내부하우징(100) 내부의 내용물(10)이 데워지게 된다. 내용물(10)이 뜨거운 상태로 내부하우징(100)의 내부에 담지된 경우 열선(200)에 의해 지속적으로 열을 공급받음으로써 식지않고 온도를 그대로 유지할 수 있게 된다.

이하, 발전부(800)가 구동되어 전기를 생성하는 것을 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병의 분해 사시도, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병에서 발전부(800)의 내부 모습을 나타낸 우측면도, 도 8은 도 7에서 무게추(810)와 이동관(820)을 분해해서 나타낸 도면, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병에서 발전부(800)의 작동을 나타낸 정면도이다.

발전부(800)는 전술한 바와 같이 외부하우징(600)이 승하강할 때 외부하우징(600)이 흔들리는 힘에 의해 전기를 생성해주는 역할을 한다. 발전부(800)는 하우징에 내장된 상태로 외부하우징(600)의 측면에 고정된다. 이때 발전부(800)는 필요에 따라 복수 설치될 수 있다.

발전부(800)는 자석으로 형성된 무게추(810)와, 무게추(810)가 승하강 운동할 수 있는 통로 역할을 하는 이동관(820)과, 이동관(820)의 하부에서 무게추(810)의 무게에 의해 승하강 운동하는 구동로드(830)와, 구동로드(830)의 하부에서 수직 운동을 회전 운동으로 변환해주는 변환기어(840)와, 변환기어(840)의 축과 연결된 코일조립체(850)와, 이동관(820)의 외주연에 감겨진 이동관코일(860)을 구비한다. 여기서 구동로드(830), 변환기어(840), 코일조립체(850)는 이동관(820)을 중심으로 대향되도록 한 쌍 배치된다.

무게추(810)는 원통형으로 형성되며, 네오디움 자석이 사용된다. 이동관(820)은 중앙은 원형의 중공형 관 형상으로 형성되고, 양단은 나팔모양으로 변환기어(840)을 일부 감싸도록 형성된다. 이때 이동관(820)의 중앙부 직경은 무게추(810)의 직경보다 크게 형성된다.

구동로드(830)는 무게추(810)의 하부를 지지해주는 것으로, 무게추(810)의 무게에 의해 수직으로 승하강 운동한다. 구동로드(830)는 이동관(820)의 내부에서 가이드되어 무게추(810)의 무게에 의해 승하강 운동한다. 무게추(810)가 아래 위로 움직임에 따라 이동관(820)을 대향되도록 배치된 한 쌍의 구동로드(830)가 번갈아가면서 변환기어(840)를 회전시키고, 코일조립체(850)를 회전시켜서 전기를 생성하게 된다.

변환기어(840)는 구동로드(830)의 하부에 축 결합되는 것으로, 구동로드(830)의 직선운동을 회전운동으로 변환해주는 역할을 한다.

코일조립체(850)는 변환기어(840)와 축 결합되어, 변환기어(840)의 회전력을 전달 받아, 회전하면서 전기를 생성해주는 역할을 한다. 코일조립체(850)는 제어보드(700)와 전기적으로 연결된다. 코일조립체(850)에서 생성된 전기는 제어보드(700)로 전달되며, 전달된 전기는 제어보드(700)로 전달된 후 승압되어 열선(200)으로 공급된다.

이동관코일(860)은 도선을 원통 꼴로 여러 번 감은 것으로 제어보드(700)와 전기적으로 연결된다. 이동관코일(860)은 이동관(820)보다 넓은 직경으로 형성된다. 무게추(810)가 이동관(820)의 내부를 왔다갔다할 때마다 전기가 발생하게 된다. 제어보드(700)로 공급된 전기는 승압회로를 거친 후 열선(200)으로 공급된다.

이로써, 사용자가 도보나 등산하는 중 움직임에 따라 외부하우징(600)이 승하강하면서, 발전부(800)의 무게추(810)가 승하강하게 되어 하우징자석(630)이 하우징코일(940)을 왔다갔다하면서, 무게추(810)가 이동관코일(860)을 왔다갔다하고, 발전부(800)의 무게추(810)가 구동로드(830)를 가압하여 변환기어(840)를 회전시키며, 변환기어(840)와 연결된 코일조립체(850)를 통해 동시에 전기를 생성하고, 제어보드(700)로 전기를 보내준다. 제어보드(700)로 이동한 전기는 승압회로를 거쳐서 열선(200)으로 공급해준다. 전기가 여러 군데에서 제어보드(700)로 공급된 후 열선(200)으로 공급됨으로써, 내부하우징(100) 내부의 내용물(10)을 계속해서 가열할 수 있다.

10 : 내용물
100 : 내부하우징
110 : 구획부 120 : 감지센서
200 : 열선
300 : 반사판층
400 : 에어층
500 : 진공층
600 : 외부하우징
610 : 뚜껑 620 : 레일 630 : 하우징자석
700 : 제어보드
710 : 커넥터
800 : 발전부
810 : 무게추 820 : 이동관 830 : 구동로드 840 : 변환기어
850 : 코일조립체 860 : 이동관코일
900 : 받침대
910 : 지지대 912 : 레일홈 914 : 레일홈덮개
920 : 받침판 930 : 코일링
940 : 하우징코일 950 : 하우징스프링

Claims

상부가 개방되고, 하부가 폐쇄된 원기둥 형상으로 내부에 내용물(10)이 담지될 수 있는 내부하우징(100);
상기 내부하우징(100)의 외주연 전체를 감싸도록 배치되어 전기의 공급에 의하여 상기 내용물(10)을 가열하도록 열이 제공되는 열선(200);
원통형으로 상기 열선(200)의 외측을 감싸도록 배치되어 상기 열이 상기 내부하우징(100) 측으로만 반사되고, 반대 방향으로 상기 열이 반사되는 것을 차단하는 반사판층(300);
원통형으로 내부에 공기가 밀폐된 상태로 상기 반사판층(300)의 외주연 전체를 감싸도록 배치되는 에어층(400);
원통형으로 내부가 진공 상태로 형성되어 상기 열이 외부로 이동하는 것과, 외부의 열과 냉기가 상기 내부하우징(100) 측으로 이동하는 것을 차단하도록 상기 에어층(400)의 외주연 전체를 감싸도록 배치되는 진공층(500);
상기 내부하우징(100), 상기 열선(200), 상기 반사판층(300), 상기 에어층(400) 및 상기 진공층(500)이 일체가되도록 외측 둘레 전체를 감싸주며, 상부에 뚜껑(610)이 구비된 외부하우징(600);
상기 외부하우징(600)의 외측에 위치하여 외력에 의한 흔들림에 의해 전기를 생성하는 발전부(800); 및
외측에 커넥터(710)가 구비되어, 상기 커넥터(710)로부터 외부의 DC 전원을 공급받아 상기 열선(200)에 상기 전기를 공급하거나, 상기 발전부(800)에 의해 생성된 상기 전기를 공급받아 승압한 후 상기 열선(200)에 상기 전기를 공급하는 제어보드(700);를 포함하는 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병.
제1항에 있어서,
상기 내부하우징(100)의 외주연에 가로 방향으로 등각 범위를 가지도록 적어도 4군데 이상으로 구획하고, 세로 방향으로 등간격을 가지도록 적어도 세로 2열 이상으로 구획하여 총 8개의 구획부(110)를 형성하고, 상기 구획부(110) 마다 내주연 측에 감지센서(120)를 설치하고, 상기 열선(200)도 상기 구획부(110)의 범위에 맞춰 복수로 나누며,
상기 감지센서(120)와 상기 구획부(110)에 배치된 상기 열선(200)의 각각을 상기 제어보드(700)와 전기적으로 연결하고, 상기 감지센서(120)에 의해 상기 열선(200)이 선택적으로 On/OFF되도록 하여,

상기 내부하우징(100)에 담긴 상기 내용물(10)이 상기 감지센서(120)에 접촉되는 범위에 따라 상기 열선(200)의 작동 범위를 달리하여 상기 내용물(10)을 가열해주는 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병.
제1항에 있어서,
상기 발전부(800)는,
무게추(810)와, 상기 무게추(810)가 내장되어 직선 왕복될 수 있도록 길을 제공하는 이동관(820)과, 상기 이동관(820)의 끝단에 설치되어 상기 이동관(820)에 가이드되어 상기 무게추(810)의 무게에 의해 직선왕복운동하는 구동로드(830)와, 상기 구동로드(830)와 연결되어 직선 운동을 회전운동으로 변환해주는 변환기어(840)와, 상기 변환기어(840)와 연결되어 회전운동에 의한 전기를 생성하는 코일조립체(850)를 포함하되,

상기 코일조립체(850)는 상기 제어보드(700)와 전기적으로 연결되어,
상기 외부하우징(600)의 흔들릴 때 발생하는 외력에 의해 상기 무게추(810)가 직선 왕복운동 하고, 상기 구동로드(830)를 가압하여 상기 변환기어(840)의 회전에 의해 상기 코일조립체(850)가 상기 전기를 생성하여, 상기 제어보드(700)로 보내주어 상기 열선(200)이 가열되도록 하는 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병.
제1항에 있어서,
상기 외부하우징(600)은,
외주연에 일직선의 수직으로 형성되는 레일(620)을 더 포함하며, 하부에 설치되는 하우징자석(630)을 더 포함하되,

상기 외부하우징(600)의 측면에는 레일홈(912)이 형성되어 수직으로 세워지는 지지대(910)와, 상기 지지대(910)의 하부에서 상기 외부하우징(600)보다 넓은 넓이로 형성되어 바닥에 접촉되는 받침판(920)과, 상기 받침판(920)에서 이격되어 링 형상으로 상기 외부하우징(600)보다 넓은 직경으로 형성되는 코일링(930)과, 상기 코일링(930)의 내주연에 형성되는 하우징코일(940)과, 상기 받침판(920)의 중앙에 세워지는 하우징스프링(950)을 포함하는 받침대(900)가 배치되되,

외력에 의해 외부하우징(600)이 상기 레일(620)에 의해 상기 레일홈(912)을 따라 승하강하면서 상기 하우징스프링(950)에 탄성력에 의해 상기 하우징자석(630)이 상기 코일링(930)을 왔다갔다하면서 상기 하우징코일(940)로 전기를 생성하고, 상기 제어보드(700)로 보내주어 상기 열선(200)이 가열되도록 하는 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병.
제3항에 있어서,
상기 구동로드(830)와 상기 변환기어(840) 및 상기 코일조립체(850)는 상기 이동관(820)의 양단에 대향되도록 한 쌍이 설치되어, 상기 무게추(810)가 직선왕복 운동함에 따라 상기 한 쌍의 구동로드(830)를 모두 가압해주고, 상기 변환기어(840)가 작동하여, 상기 코일조립체(850)에 의해 상기 전기를 생성하는 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병.
제3항에 있어서,
상기 무게추(810)가 자석으로 이루어지고, 상기 이동관(820)의 외주연에 이동관코일(860)이 감아지고, 상기 이동관코일(860)이 상기 제어보드(700)와 전기적으로 연결되어,
상기 무게추(810)가 직선왕복 운동 함에 따라 상기 전기를 생성하고, 상기 제어보드(700)로 보내주어 상기 열선(200)이 가열되도록 하는 자가 생성 전기를 이용하는 가열식 보온병.