KR20220026830A

KR20220026830A - 충전형 손난로

Info

Publication number: KR20220026830A
Application number: KR1020200107845A
Authority: KR
Inventors: 박영수; 허몽영; 김원석; 김지연; 이다솜
Original assignee: 재단법인 한국탄소산업진흥원
Priority date: 2020-08-26
Filing date: 2020-08-26
Publication date: 2022-03-07
Also published as: KR102503222B1

Abstract

본 발명은 충전형 손난로에 관한 것으로서, 탄소나노튜브(CNT) 및 상환변환물질(PCM)을 포함하는 충전 발열체; 외부에서 공급되는 전력을 통해 발열을 하면서, 그 발열을 통해 충전 발열체를 충전시키는 탄소섬유 면상발열체; 및 충전 발열체와 전기적으로 연결되어 충전 발열체에 전기공급을 통해 충전 발열체를 충전시키는 충전포트;를 포함한다.

Description

충전형 손난로{Rechargeable hand heater}

본 발명은 충전형 손난로에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 탄소나노튜브 및 상변화물질을 이용하여 충전해서 재사용할 수 있는 충전형 손난로에 관한 것이다.

휴대용 보온발열체로써, 추운 겨울날 주머니 속에 넣고 다니면서 얼어붙은 손을 따뜻하게 만들어 주는 소위, 주머니 난로라 하는 것이다. 주변에서 손쉽게 구할 수 있는 주머니 난로는 케이스를 벗기고 흔들어 주거나 문질러 주면 열이나기 시작한다.

주머니 난로의 내부 구성은, 철가루, 탄소가루, 염화나트륨 등으로 되어 있는데, 철가루가 공기 중의 산소와 반응하여 열을 만들게 된다. 주머니를 흔들거나 문질러 주면 산소와 접하는 부분이 많아져서 폭발적인 산화반응 일어나 큰열을 발생시키게 되는 원리를 갖는다.

이러한 주머니 난로에 사용되는 철은 고운 가루로 된 것으로 표면적이 넓어서 공기 중의 산소와 반응하기 쉬우므로 짧은 시간 내에 비교적 많은 열이 발생한다. 탄소가루와 염화나트륨이 들어 있는 것은 철의 산화반응을 촉진시키고, 또한 장기간 지속시키기 위한 용도로 활용된다.

이러한 주머니 난로는, 별도의 소비전력이 필요하지 않다는 장점이 있기는 하지만, 그 지속시간이 짧을 뿐만 아니라 원하는 소정의 온도를 장기간 발열시키는 데에는 한계가 따른다. 또한, 거의 일회용이기 때문에 한번 사용하게 되면, 다시 재사용하기가 어려운 문제점이 있다.

(한국등록특허 제10-0540056호, 2006년 1월 11일)

본 발명의 목적은 탄소나노튜브 및 상변화물질을 이용하여 충전해서 재사용할 수 있는 충전형 손난로를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 충전해서 재사용이 가능한 충전형 손난로는 탄소나노튜브(CNT) 및 상환변환물질(PCM)을 포함하는 충전 발열체; 외부에서 공급되는 전력을 통해 발열을 하면서, 그 발열을 통해 충전 발열체를 충전시키는 탄소섬유 면상발열체; 및 충전 발열체와 전기적으로 연결되어 충전 발열체에 전기공급을 통해 충전 발열체를 충전시키는 충전포트;를 포함한다.

여기서, 탄소나노튜브는 수분산성을 높이기 위해서 지방산(Fatty acid)를 통해서 분산처리 될 수 있다.

여기서, 탄소섬유 면상발열체를 감싸는 커버를 더 포함할 수 있으며, 커버는 절연재질로 형성될 수 있다.

본 발명에 의한 충전형 손난로는 탄소나노튜브(CNT) 및 상환변환물질(PCM)을 포함하는 충전 발열체; 외부에서 공급되는 전력을 통해 발열을 하면서, 그 발열을 통해 충전 발열체를 충전시키는 탄소섬유 면상발열체; 및 충전 발열체와 전기적으로 연결되어 충전 발열체에 전기공급을 통해 충전 발열체를 충전시키는 충전포트;를 포함하여 장시간 사용이 가능할 뿐만 아니라, 충전해서 재사용하여 사용할 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 충전형 손난로의 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, “~상에”라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 충전형 손난로의 사시도이며, 도 2는 도 1의 단면도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 충전형 손난로(10)는 충전해서 재사용이 가능한 것으로서, 충전 발열체(110), 탄소섬유 면상발열체(120), 커버(130) 및 충전포트(140)를 포함한다.

충전 발열체(110)는 탄소나노튜브(CNT) 및 상환변환물질(PCM)을 포함하여 열을 저장하는 역할을 한다.

탄소나노튜브(CNT)는 분산성을 높이기 위해서 지방산(Fatty acid)를 통해서 상환변물질과 혼합될 때에 분산처리 될 수 있다. 탄소나노튜브(CNT)는 상환변환물질(PCM)과 혼합될 때에, 응집을 방지하고 분산을 용이하면서 전기 전도도가 감소되지 않도록 표면처리되는 것이 바람직하다.

상환변환물질(PCM)은 영문으로 'Phase Change Material'의 약어로써 일정한 온도에서 고체에서 액체로 상변화하면서 열을 방출하거나 혹은, 액체에서 고체로 상변화하면서 잠열을 흡수한다. 이러한 상변화물질(PCM)은 사용온도대에서 고체에서 액체로의 상변화 열량으로는 여타 다른 물질에 비하여 매우 높은 특징을 갖고 있다. 탄소섬유 면상발열체(120)를 가열하여 상변화물질(PCM)이 저장보온되도록 한 상태에서 전원공급을 차단하더라도 상변화물질(PCM)로부터 수 시간 이상의 지속적인 열이 공급될 수 있기에 보온효과를 증대시킬 수 있다. 상변화물질(PCM)은 환경친화적인 물질로 주변에서 널리 접할 수 있어 거부감이 없고, 경제적인 장점을 갖고 있다.

이때, 충전 발열체(110)는 밀봉재를 통하여 탄소나노튜브(CNT)와 함께 하나의 단위체를 형성하게 된다. 밀봉재는 알루미늄 팩등으로 형성되어 충전 발열체(110)에 포함되어 상환변환물질(PCM)의 속성을 안전하게 보호할 수 있다.

탄소섬유 면상발열체(120)는 충전포트(140)를 통해 전달되는 전력을 통해 발열을 하면서, 그 발열을 충전 발열체(110)에 저장되도록 하는 역할을 한다. 탄소섬유 면상발열체(120)는 탄소섬유를 통해, 분산시 입자 형상의 카본블랙 분말에 비해 서로간의 접촉이 훨씬 용이하게 발생하기 때문에 분산시키는 탄소섬유의 함량을 넓은 범위에서 변화시킬 수 있어 다양한 발열특성을 갖게 된다.

커버(130)는 충전 발열체(110) 및 탄소섬유 면상발열체(120)를 수용하면서, 절연재질로 형성되는 부직포, 면, 혹은 합성섬유로 형성될 수 있다. 또한, 원적외선으로 인해 혈액순환을 증진할 수 있고 신진대사를 활발하게 할 수 있는 원적외선 방사물질이 함침되어 추가적인 효과를 제공할 수 있을 것이다. 원적외선 방사물질로서, 옥, 숯 외에도 황토, 게르마늄 등의 재료 등이 함침 되어 형성될 수 있다.

충전포트(140)는 전기적으로 충전 발열체(110)와 연결된다. 충전포트(140)는 외부의 전원 또는 휴대용 배터리와 연결될 수도 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

110 : 충전 발열체
120 : 탄소섬유 면상발열체
130 : 커버
140 : 충전포트

Claims

충전해서 재사용이 가능한 충전형 손난로에 있어서,
탄소나노튜브(CNT) 및 상환변환물질(PCM)을 포함하는 충전 발열체;
외부에서 공급되는 전력을 통해 발열하며, 상기 발열을 통해 상기 충전 발열체를 충전시키는 탄소섬유 면상발열체; 및
상기 충전 발열체와 전기적으로 연결되어 상기 충전 발열체에 전기공급을 통해 상기 충전 발열체를 충전시키는 충전포트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전형 손난로.
제1항에 있어서,
상기 탄소나노튜브는,
수분산성을 높이기 위해서 지방산(Fatty acid)를 통해서 분산처리되는 것을 특징으로 하는 충전형 손난로.
제1항에 있어서,
상기 탄소섬유 면상발열체를 감싸는 커버를 더 포함하며,
상기 커버는,
절연재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 충전형 손난로.