KR20230018286A - 발열 용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발열 용기에 관한 것으로 더욱 상세하게는 유체를 수용하는 용기 바디와 온도 가변 모듈을 수용하는 커버 바디 간에 기밀 결합을 제공하기 위한 발열 용기에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 일방향에 내부 공간을 갖는 수용부 및 타방향에 커버 접합부를 포함한 용기 바디; 상기 커버 접합부에 결합되는 커버 바디; 및 상기 용기 바디 및 상기 커버 바디에 사이에 구비되는 온도 가변 모듈;을 포함하되, 상기 커버 바디와 상기 커버 접합부는, 접착제에 의해서 밀봉 결합된다.

Description

발열 용기{heating container}

본 발명은 발열 용기에 관한 것으로 더욱 상세하게는 유체를 수용하는 용기 바디와 온도 가변 모듈을 수용하는 커버 바디 간에 기밀 결합을 제공하기 위한 발열 용기에 관한 것이다.

따듯한 음료를 수용하는 용기의 경우 시간 경과에 따라 음료 온도가 낮아져 특정 음료의 경우 음용 만족도가 저하되는 문제가 있어 일정 온도를 유지하도록 하는 발열 용기가 개발되고 있다.

하지만 발열 용기의 재질이 금속인 경우 용기의 하부 내측에 무선충전 가능한 온도가변모듈의 탑재가 용이하나, 금속 특성상 열전도율이 높아 사용자의 화상이 우려된다.

따라서 금속이 아니면서 내열성을 가지는 재질인 세라믹 또는 유리 등으로 발열 용기를 채택할 수 있으나, 이 경우 용기 하부측에 온도가변모듈을 탑재하기가 용이하지 않은 문제점이 있다.

즉, 온도가변모듈을 탑재하려면 발열 용기의 구성이 음료를 수용하는 메인바디와, 메인바디 저면측에 결합되며 메인바디 저면과의 사이 공간에 온도가변모듈을 탑재하는 커버바디로 이루어지는데, 이러한 메인바디와 커버바디의 결합이 용이하지 않다.

이는 이들 간 결합을 에폭시나 본드 등으로 접착할 경우 접착 부위가 열충격에 취약하여 크랙이 발생함에 따라 발열 용기 내구성이 저하되는 문제점이 있다.

한국공개특허 제10-2009-0040702호

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 유체를 수용하는 용기 바디와 온도 가변 모듈을 수용하는 커버 바디 간에 안정적인 기밀 결합을 제공하며 수용부 내 유체 온도를 사용자에게 제공하여 보다 편리하게 사용할 수 있는 발열 용기를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.

본 발명은 일방향에 내부 공간을 갖는 수용부 및 타방향에 커버 접합부를 포함한 용기 바디; 상기 커버 접합부에 결합되는 커버 바디; 및 상기 용기 바디 및 상기 커버 바디에 사이에 구비되는 온도 가변 모듈;을 포함하되, 상기 커버 바디와 상기 커버 접합부는, 접착제에 의해서 밀봉 결합되며 상기 용기 바디의 최외곽선을 따라 돌출되는 제1돌출로의 제1높이(h1)는 상기 커버 바디의 최외곽선을 따라 돌출되는 커버돌출로의 제3높이(h3)보다 같거나 크다.

여기서 상기 커버 바디의 열팽창률은 상기 용기 바디의 열팽창률의 90% 이상 110% 이하이며, 상기 커버 바디 및 상기 용기 바디는 각각 적어도 일부가 세라믹 또는 유리 재질로 형성된다.

또한 상기 커버 접합부는, 상기 제1돌출로부터 내측으로 소정의 폭을 갖는 평면이고, 상기 접착제가 수용되는 커버 접합면;을 포함한다.

아울러 상기 커버 접합면으로부터 내측으로 제2높이(h2)로 돌출 형성된 제2돌출로;를 더 포함하되, 상기 제1높이(h1)가 상기 제2높이(h2) 보다 크다.

또한 상기 용기 바디는, 상기 제2돌출로부터 내측으로 평면이고, 상기 온도 가변 모듈이 접하는 온도 가변 모듈 접합면을 더 포함하되, 상기 온도 가변 모듈 접합면의 표면으로부터 상기 수용부까지의 최단 거리인 제 1 두께(t1)는 상기 커버 접합면의 표면으로부터 상기 수용부까지의 최단 거리인 제 2 두께(t2)에 비해서 같거나 얇다.

아울러 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 용기는 일방향에 내부 공간을 갖는 수용부 및 타방향에 커버 접합부를 포함한 용기 바디; 상기 커버 접합부에 결합되는 커버 바디; 및 상기 용기 바디 및 상기 커버 바디에 사이에 구비되는 온도 가변 모듈;을 포함하되, 상기 커버 접합부는 외주면에 나사선을 구비하고, 상기 커버 바디는 내주면에 나사선을 구비한다.

여기서 상기 커버 바디의 경도가 상기 용기 바디의 경도에 비해서 낮으며, 상기 용기 바디의 수용부는 바닥면에서 일방향으로 돌출된 적어도 하나의 돌출부가 형성되고, 상기 용기 바디의 수용부는 바닥면에서 타방향으로 함몰된 적어도 하나의 함몰부가 형성된다.

아울러 상기 온도 가변 모듈은 외부로부터 전력을 수신하는 수전부; 열을 공급하는 히터부; 광을 조사하는 발광부; 및 상기 수전부, 히터부 및 발광부를 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 커버 바디는 적어도 일부가 투명 또는 반투명으로 이루어진다.

또한 상기 제어부는 상기 수전부가 전력을 수신하는 경우 사전에 설정된 제1모드로 광을 조사하도록 발광부를 제어하고, 상기 히터부가 발열하도록 상기 히터부를 제어하며, 상기 수전부는 외부로부터 무선으로 전력을 수신하는 수전코일부; 전력을 저장하는 에너지 저장부; 및 상기 수전코일부로부터 수신한 전력을 상기 에너지 저장부에 저장하는 전력 변환부;를 포함한다.

아울러 온도 정보를 출력하는 온도 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도 센서로부터 수신하는 온도 정보에 기초하여 상기 히터부 및 상기 발광부 중 적어도 하나를 제어한다.

여기서 상기 제어부는 상기 온도 정보가 소정의 최대 허용치를 초과하는 경우, 상기 히터부의 발열량이 감소되도록 상기 히터부를 제어하며, 상기 제어부는 상기 온도 정보가 상기 최대 허용치를 초과하는 경우, 사전에 설정된 제2모드로 광을 조사하도록 발광부를 제어한다.

또한 상기 제어부는 상기 온도 정보에 기초하여 상기 발광부의 발광색, 발광량, 발광면적, 점멸패턴, 점멸속도 및 점멸면적 중 적어도 하나 이상을 가변 제어한다.

본 발명에 따르면 비금속재질로 구성되는 메인바디와 커버바디 간 결합을 접착제를 통한 접착 결합 또는 나사선을 통한 나사 결합을 통해 결합강도를 향상시키는 효과가 있다.

아울러 본 발명의 일실시예에서 제1높이(h1)가 제2높이(h2) 보다 크도록 하여 커버 접합면에 도포되는 접착제가 용기 바디와 커버 바디 간 결합 후 발열 용기 외측으로 유출되는 문제를 방지할 수 있으며, 제1두께 보다 제2두께를 크게 하여 발열 용기 하부측의 강성유지를 달성할 수 있는 효과가 있다.

또한 용기 바디 바닥면 상에 돌출부 또는 함몰부를 형성하여 사용자의 바닥면 접촉시 접촉면적을 감소시켜 화상으로부터 피해를 최소화하고, 유체로의 열전달효율은 최대화시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발열 용기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 수직 단면도이다.
도 4는 도 2의 용기 바디 하부측 부분 절개도이다.
도 5는 용기 바디와 커버 바디가 결합하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 용기의 사시도이다.
도 7은 도 6의 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 온도 가변 모듈의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도 가변 모듈의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.

먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발열 용기의 사시도이며, 도 2는 도 1의 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 수직 단면도이며, 도 4는 도 2의 용기 바디 하부측 부분 절개도이며, 도 5는 용기 바디와 커버 바디가 결합하는 과정을 나타내는 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 발열 용기(1000)는 크게 일방향에 내부 공간을 갖는 수용부(110) 및 타방향에 커버 접합부(120)를 포함한 용기 바디(100)와, 상기 커버 접합부(120)에 결합되는 커버 바디(200) 및 상기 용기 바디(100) 및 상기 커버 바디(200)에 사이에 구비되는 온도 가변 모듈(300)을 포함한다.

여기서 본 발명의 일실시예에 따른 발열 용기(1000)는 커피, 차 등의 액상의 음료를 수용하되 식감이 가장 우수한 온도 영역(ex: 커피, 녹차는 60℃ 내지 80℃) 내로 음료의 온도를 유지하기 위해 온도 가변 모듈(300)을 제어하여 수용부(110) 내 음료로 열을 제공하기 위해 구비된다.

이를 위해 상기 용기 바디(100)는 음료 등의 유체를 수용하고 용기 바디(100) 저면측 온도 가변 모듈 접합면(124)에 온도 가변 모듈(300)이 접한 상태로 구비되며, 온도 가변 모듈(300)이 기밀이 유지된 상태로 수용되도록 상기 커버 바디(200)가 구비된다.

이때 상기 용기 바디(100)와 커버 바디(200) 간에 기밀 결합을 위해 본 실시예에서는 접착제를 적용하는데, 이러한 접착제로는 에폭시 또는 본드 등이 적용될 수 있으나, 열이 가해지는 환경(ex: 고온 세척 등)에서 용기 바디와 온도 계수 차이로 인해 크랙이 발생될 수 있다.

따라서 본 실시예에서 적용되는 접착제로는 실리콘이 적용됨이 바람직하다.

아울러 용기 바디(100)와 커버 바디(200) 간 접착제를 통해 기밀 결합을 위해 용기 바디(100)에는 커버 접합부(120)가 구비된다.

이러한 상기 상기 커버 접합부(120)는 상기 용기 바디(100)의 최외곽선을 따라 제1높이(h1)로 돌출된 제1돌출로(121)와, 상기 제1돌출로(121)부터 내측으로 소정의 폭을 갖는 평면이고, 상기 접착제가 수용되는 커버 접합면(122)과, 상기 커버 접합면(122)으로부터 내측으로 제2높이(h2)로 돌출 형성된 제2돌출로(123) 및 상기 제2돌출로부터 내측으로 평면이고, 상기 온도 가변 모듈(300)이 접하는 온도 가변 모듈 접합면(124)으로 구성된다.

여기서 상기 제1돌출로(121)는 용기 바디(100)의 최외곽선을 따라 제1높이(h1)로 형성되는데, 상기 제1높이(h1)는 커버 바디(200)와의 결합 시 커버 바디(200)의 외주면 보다 외측에 위치되고 커버 바디(200)의 저면 보다 같거나 하부측으로 더 돌출되도록 제1높이(h1)가 형성됨이 바람직하다.

아울러 상기 커버 접합면(122)에 수용된 접착제가 커버 바디(200)와의 결합 과정에서 용기 바디(100)의 외측으로 유출되는 것을 방지하기 위해 상기 제2돌출로(123)의 제2높이(h2)는 제1높이(h1) 보다 작게 형성됨이 바람직한데, 여기서 상기 제1높이(h1)와 제2높이(h2)는 도 5에 도시된 바와 같이 커버 접합면(122)으로부터 돌출된 높이를 말한다.

만일 제1높이(h1) 보다 제2높이(h2)가 클 경우 접착제가 상대적으로 높이가 낮은 제1돌출로(121)측으로 유출되게 되고, 이는 용기 바디(100)의 외주면을 타고 흘러 내리게 되는데, 이 경우 이를 제거하는 후속 공정이 별도로 구비되어야 하므로 생산성을 저하시키는 요인으로 작용될 수 있다.

아울러 발열 용기(1000)를 테이블이나 지면 등에 놓을 경우 제1돌출로(121)의 제1높이(h1)가 후술할 커버 바디(200)의 외주면 높이보다 크게 형성시킴에 따라 발열 용기(1000)가 해당 테이블 상면 또는 지면 상에 접하는 부분이 제1돌출로(121)가 되도록 함으로써 용기 바디(100)의 하부측 강성 증대와 함께 충격에 상대적으로 취약한 온도 가변 모듈(300) 등이 탑재된 커버 바디(200)를 충격으로부터 보호할 수 있다.

또한 상기와 같이 제1돌출로(121)의 제1높이(h1)를 제2돌출로(123)의 제2높이(h2) 보다 높게 형성하는 것과 더불어 용기 바디(100)의 하부측 강성 증대를 위해 제1돌출로(121)의 수평방향의 폭 또한 제2돌출로(123)의 수평방향 폭 보다 더 크게 형성시킴이 바람직할 것이다.

아울러 상기 용기 바디(100)의 온도 가변 모듈 접합면(124)과 수용부(110)의 바닥면 간 두께 즉, 온도 가변 모듈 접합면(124)의 표면으로부터 상기 수용부(110)까지의 최단 거리인 제1두께(t1)는 상기 커버 접합면(122)의 표면으로부터 상기 수용부(110)까지의 최단 거리인 제2두께(t2)에 비해서 같거나 얇게 형성함이 바람직하다.

이는 상기 제1두께(t1)가 얇을수록 후술할 온도 가변 모듈(300)의 히터부(320)를 통한 열전달효율이 증대되나, 너무 얇을 경우 용기 바디(100)의 수용부(110) 강성을 저하시킬 수 있고, 용기 바디(100)의 재질이 세라믹이나 유리일 경우 제작 시 제작 공정의 난이도를 증대시킬 수 있다.

이에 따라 상기 제1두께(t1)는 0.5mm 이상으로 형성됨이 바람직하다.

한편 상기 제2두께(t2)는 전술한 바와 같이 용기 바디(100)의 강성 유지를 위해 상기 제1두께(t1) 보다 최소 같거나 이보다 두껍게 형성됨이 바람직하다.

아울러 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 용기 바디(100)의 바닥면에는 일방향 즉, 용기 바디(100)의 상부측으로 적어도 하나의 돌출부(130)가 형성된다.

이러한 돌출부(130)는 온도 가변 모듈(300)이 온도 가변 모듈 접합면(124)에 접하여 열을 전달함에 따라 용기 바디(100)의 바닥면은 다른 부분들에 비해 보다 고온 상태가 형성된다.

이에 용기 바디(100)의 바닥면으로 사용자의 손가락 등이 잘못 접촉될 경우 화상의 우려가 발생할 수 있는데, 이러한 상기 돌출부(130)의 구성을 통해 피부와 접촉되는 접촉 면적을 감소시킬 수 있다.

아울러 이와 동시에 수용부(110)에 수용되는 유체의 경우 돌출부(130)의 구성을 통해 바닥면이 평면 형태일 때 보다 열전달 면적을 증대시킬 수 있어 열전달 효율을 향상시킬 수 있다.

이러한 돌출부(130)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 동일한 중심점을 가지면서 직경을 달리하는 복수의 원호 형상으로 형성할 수도 있고, 일정 간격으로 이격된 복수의 엠보싱 형태의 돌기 등으로 형성시킬 수도 있을 것이다.

아울러 용기 바디(100)의 바닥면 상에 타방향 즉, 하부 방향으로 함몰 형성되는 적어도 하나의 함몰부(도면 미표시)를 형성할 수도 있는데, 이러한 함몰부도 전술한 돌출부(130)와 같이 사용자의 잘못으로 손가락 등이 접촉할 때 접촉 면적을 감소시키고 유체의 열전달 면적을 증대시켜 열전달 효율을 향상시키기 위함이다.

한편 상기 커버 바디(200)는 전술한 바와 같이 온도 가변 모듈(300)을 수용한 상태로 용기 바디(100)의 커버 접합부(120)에 접착제를 통해 접하여 결합되도록 구비된다.

이러한 상기 커버 바디(200)는 용기 바디(100)의 커버 접합부(120) 형상과 대응되도록 최외곽선을 따라 제3높이(h3)로 돌출 형성되는 커버돌출로(210)와, 상기 커버돌출로(210) 내측으로 평면이고 온도 가변 모듈(300)의 바닥면측이 접하여 안착되도록 하는 온도 가변 모듈 안착면(220)으로 구성된다.

여기서 상기 커버돌출로(210)의 제3높이(h3)는 전술한 용기 바디(100) 제1돌출로(121)의 제1높이(h1) 보다 같거나 작게 형성됨이 바람직한데, 이는 발열 용기를 테이블 또는 지면 등에 놓게 될 때 제1돌출로(121)가 테이블 상면 또는 지면 상에 접하여 지지되도록 하기 위함이다.

이와 같은 제1돌출로(121)의 제1높이(h1)가 커버돌출로(210)의 제3높이(h3)보다 같거나 크게 형성하는 것은 커버 바디(200)가 테이블 상면 또는 지면에 접하지 않도록 하여 상대적으로 충격에 취약한 온도가변모듈(300)이 내장된 커버 바디(200)를 충격으로부터 보호하고, 용기 바디(100)와 커버 바디(200)간 결합 구성에 따른 이질감을 최소화하여 외관상으로 일체형 컵과 같이 인지될 수 있도록 하기 위함이다.

이때 상기 제1높이(h1)가 커버접합면(122)으로부터 돌출된 높이이며, 제3높이(h3)가 커버접합면(122)에 상단이 접하는 높이이므로 제1높이(h1)와 제3높이(h3)는 모두 커버접합면(122)을 기준으로 한 높이이나, 커버접합면(122)에 접착제를 통해 커버 바디(200)의 커버돌출로(210)가 접착되는 점에서 미세하지만 접착제층의 두께를 고려하여야 할 것이다.

따라서, 이러한 접착제층의 두께를 고려하여 제1높이(h1)가 제3높이(h3) 보다 충분히 크게 형성시킴이 보다 바람직할 것이다.

한편 본 발명의 일실시예에 따른 상기 용기 바디(100)와 커버 바디(200)는 열팽창률이 같거나 유사하여야 하는데, 이는 발열 용기(1000)의 특성상 70℃ 이상의 고온 환경에 사용될 수 있으므로 열팽창률이 어느 하나가 다른 하나 보다 90% 이하 또는 110% 이상일 경우 서로 간의 결합 부위에 크랙이 발생될 수 있다.

따라서 용기 바디(100)를 세라믹으로 구성할 경우 커버 바디(200)는 유리로 구성하거나 커버 바디(200)를 세라믹과 열팽창률에서 90% 이상 또는 110% 이하인 플라스틱 재질을 선택하여 구성함이 바람직하다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 용기의 사시도이며, 도 7은 도 6의 분해 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 발열 용기(1000)는 일방향에 내부 공간을 갖는 수용부(110) 및 타방향에 커버 접합부(120)를 포함한 용기 바디(100)와, 상기 커버 접합부(120)에 결합되는 커버 바디(200)와, 상기 용기 바디(100) 및 상기 커버 바디(200)에 사이에 구비되는 온도 가변 모듈(300)로 구성되며, 상기 커버 접합부(120)는 외주면에 나사선(150)을 구비하고, 상기 커버 바디(200)는 내주면에 나사선(250)을 구비하여 용기 바디(100)와 커버 바디(200) 간이 나사 결합된다.

본 실시예는 전술한 실시예와 달리 용기 바디(100)와 커버 바디(200)가 서로 나사 결합하는데, 이때 용기 바디(100)의 하부측 외주면에 나사선(150)이 형성되고, 상부가 개방된 커버 바디(200)의 내주면에 나사선(250)이 형성된다.

이는 용기 바디(100)의 하부측 내주면에 나사선을 형성하려 할 경우 롤링머신의 공정상 작업이 어려우므로 외주면에 나사선(150)을 형성하여야 하며, 이에 따라 커버 바디(200)는 내주면에 나사선이 형성되게 된다.

아울러 상기 커버 바디(200)와 나사 결합되는 용기 바디(100)의 커버 접합부(120)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 상부측 용기 바디(100)의 외주면에 비해 내측으로 내입된 형태로 형성될 수 있는데, 이는 커버 바디(200)와 결합시 커버 바디(200)의 외벽면 두께 만큼 발열 용기(1000)의 하부측이 돌출되어 다양한 문제가 유도될 수 있다.

아울러 이와 같은 나사 결합을 통해 용기 바디(100)와 커버 바디(200)가 결합하는 경우 서로 경도가 다른 이종 재질로 구성됨이 바람직한데, 이는 나사 결합 시 경도가 높은 재질이 경도가 낮은 재질로 보다 강하게 밀착하여 가압한 상태로 결합되기 때문에 이들 간 결합으로 기밀이 보다 유지될 수 있다.

따라서 상기 용기 바디(100)는 세라믹으로 또는 유리 등의 경도가 비교적 높은 재질로 구성하고, 커버 바디(200)는 이보다 경도가 낮은 플라스틱과 같은 합성수지재 등으로 구성함이 바람직하다.

한편 본 실시예에 따른 용기 바디(100)의 경우에도 바닥면에 전술한 실시예와 같이 돌출부(130) 또는 함몰부(도면 미표시)가 형성되어 열전달 효율 및 화상 발생 저하를 유도하도록 구성됨이 바람직하다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 온도 가변 모듈의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 온도 가변 모듈(300)은 크게 외부로부터 전력을 수신하는 수전부(310)와, 상기 수전부(310)로부터 전기에너지를 공급받아 열을 발생시키는 히터부(320)와, 상기 수전부(310)로부터 전기에너지를 공급받아 광을 조사하는 발광부(330)와, 상기 수전부(310), 히터부(320) 및 발광부(330)를 제어하는 제어부(340) 및 상기 용기 바디의 온도를 측정하여 온도 정보를 출력하는 온도 센서(350)로 구성된다.

여기서 상기 수전부(310)는 외부 전력을 수신하여 상기 제어부(340)의 제어에 의해 히터부(320), 발광부(330)로 전기에너지를 공급하도록 구비되는데, 이러한 수전부(310)의 외부 전력 수신 방식은 자기유도 방식, 자기공명 방식 및 전자기파 방식 등으로 수신될 수 있다.

상기 자기유도방식은 전력 송신부(TX) 코일에서 자기장을 발생시키면 이 자기장이 수전부(310)의 2차 코일에 유도돼 전류를 공급하는 전자기 유도 원리를 이용한 방식으로 코일이 근접거리에 위치해야 가능한 방식이다.

자기유도 방식은 전력 전송 효율이 90% 이상으로 매우 높은 장점이 있지만, 수 cm 이상 떨어지거나 송신코일과 수신코일의 중심이 정확히 일치하지 않으면 전력이 거의 전송되지 않을 정도로 효율이 급격히 저하될 수 있다.

아울러 상기 자기공명 방식은 공진유도 방식으로도 불리며, 전력 송신부(TX) 코일에서 공진주파수로 진동하는 자기장을 생성해 동일한 공진 주파수로 설계된 수전부(310) 코일에만 에너지가 집중적으로 전달되도록 하는 것이 공진유도 방식의 원리이다. 즉, 수 MHz에서 수십 MHz 대역의 주파수를 사용하여 자기적 공명을 이루어 전력을 전송하는 방식이다.

자기유도 방식보다 먼 거리에서 높은 효율로 에너지를 전달할 수 있으며, 공진 방식의 경우 1m 가량 떨어진 곳에서는 약 90%의 높은 효율로, 2m에서도 약 40%의 효율로 전력 전송이 가능하다. 수전부 코일에서 흡수되지 않은 에너지가 공기 중으로 방사돼 소멸되지 않고 송신부 코일에 다시 흡수되기 때문에 효율이 높은 편이다.

본 발명의 수전부(310)는 상기와 같은 다양한 형태의 외부 전력 수신방식이 적용될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않음은 물론이다.

한편 상기 히터부(320)는 수전부(310)로부터 전기에너지를 공급받아 열을 발생시켜 용기 바디(100)측으로 전달하기 위해 구비되며, 이러한 히터부(320)는 전술한 실시예에서 용기 바디(100)의 온도 가변 모듈 접합면(124) 또는 용기 바디의 저면측에 밀착되어 열교환을 수행한다.

본 발명의 일실시예에 따른 발열 용기(1000)는 다양한 방식의 히터부(320)를 구성할 수 있으나, PTC 방식의 히터부가 적용됨이 바람직하다.

물론 유도가열 방식의 히터를 구성할 수 있으나, 유도가열 방식은 발열 부위가 금속재질이어야 하며 해당 재질이 열전도성이 높아 사용자의 화상 위험성이 높아지므로 PTC 방식의 히터부(320)가 보다 바람직하다.

또한 상기 발광부(330)는 상기 수전부(310)로부터 전기에너지를 공급받아 광을 조사하도록 구비되는데, 이러한 발광부(330)는 수전부(310)의 외부 전력 수신여부를 사용자에게 제공하기 위해서 광조사가 이루어질 수 있고, 온도 센서(350)를 통한 수용부(110) 내 유체의 온도 정보를 사용자에게 제공하기 위해 광조사가 이루어질 수 있다.

이와 같은 발광부(330)는 하나의 발광 유닛으로 구성될 수 있는데, 이때 발광 유닛은 하나의 발광색으로 광을 조사하거나 복수의 발광색으로 광을 조사할 수 있다.

하나의 발광색으로 광을 조사하는 경우 사용자에게 제공할 수 있는 정보가 제한적이므로 바람직하게는 복수의 발광색으로 광을 조사하여 온도 센서(350)의 온도 정보에 대응하여 기설정된 발광색으로 제어부(340)가 광을 조사하도록 제어한다.

아울러 발광부(330)를 복수의 발광 유닛으로 구성하는 경우 온도 센서(350)의 온도 정보에 따라 제어부(340)가 기설정된 발광 유닛의 개수로 온도 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.

즉, 일예로 발광 유닛이 5개소로 구성되는 경우 수용부(110)의 유체 온도가 40℃ 이하인 경우 발광 유닛 5개소 중 1개소만 광을 조사하도록 하고, 40℃ 내지 50℃ 일 경우 2개소, 50℃ 내지 60℃ 일 경우 3개소, 60℃ 내지 70℃ 일 경우 4개소, 70℃ 이상일 경우 5개소가 모두 광을 조사하도록 구성하는 것이다.

이러한 발광부(330)는 전술한 용기 바디(100)의 온도 가변 모듈 접합면(124) 또는 용기 바디(100)의 저면부에 밀착되어 광을 조사하도록 구성할 수 있는데, 이 경우 조사된 광은 용기 바디(100)의 바닥면 상부측으로 통과하여 사용자에게 인식될 수 있다.

이를 위해서는 상기 용기 바디(100)의 바닥면 두께가 되도록 얇을 수록 유리하며 재질 또한 투명 또는 반투명 재질로 구성됨이 유리하다.

따라서 본 발명의 일실시예에 따른 용기 바디(100)의 바닥면 두께는 0.5mm 이상인 것이 바람직하다.

물론 상기 수용부(110)에 수용된 유체가 커피와 같이 광이 통과하기 어려운 유체일 경우에는 이와 같은 용기 바디(100)의 바닥면 통과를 통한 발광 구성은 그 목적을 달성하기 어려울 수 있다.

이를 위해 본 발명에서는 전술한 커버 바디(200)를 적어도 일부가 투명 또는 반투명 재질 또는 색상으로 구성할 수 있다.

이에 따라 발광부(330)의 발광색 또는 발광 유닛 개수를 통해 현재 수전부(310)의 외부 전력 수신 여부 및 수용부(110) 내 유체의 온도 정보를 사용자에게 제공할 수 있게 된다.

한편 상기 제어부(340)는 전술한 바와 같이 수전부(310), 히터부(320) 및 발광부(330)를 제어하도록 구비되는데, 이러한 제어부(340)는 수전부(310)가 외부 전력을 수신하는 것으로 판단되면 수신된 외부 전력을 발광부(330) 및 히터부(320)에 각각 공급하여 발광부(330)에서는 광이 조사되고, 히터부(320)에서는 발열이 이루어지도록 제어하게 된다.

또한 상기 제어부(340)는 상기 수전부(310)가 외부 전력을 수신하는 경우 사전에 설정된 제1모드로 광을 조사하도록 발광부(330)를 제어하고, 상기 히터부(320)가 발열하도록 상기 히터부(320)를 제어할 수 있는데, 여기서 상기 제1모드는 전술한 바와 같이 수전부(310)가 외부 전력을 수신하고 있는 상태를 사용자에게 제공하기 위한 것으로 이러한 제1모드에 따른 발광부(330)의 광 조사 구성은 다양하게 설정될 수 있다.

일예로 발광부(330)의 복수의 발광색을 가지는 하나의 발광 유닛인 경우 특정 발광색(ex : 적색)으로 광 조사가 이루어지도록 하는 것이며, 복수의 발광 유닛인 경우 1개소의 발광 유닛만 광 조사가 이루어지도록 구성하는 것이다.

아울러 제어부(340)는 상기 온도 센서(350)로부터 수신하는 온도 정보에 기초하여 상기 히터부(320) 및 상기 발광부(330) 중 적어도 하나를 제어하는데, 온도 센서(350)로부터 전달받은 온도 정보가 기설정된 최소 허용치 또는 최대 허용치에 도달하는 경우 히터부(320)의 동작을 온(ON) 또는 오프(OFF)하거나 발광량을 제어하도록 하며 전술한 바와 같이 발광부(330)의 발광색 또는 발광 유닛 개수를 제어하도록 한다.

즉, 상기 제어부(340)는 상기 온도 정보가 소정의 최대 허용치를 초과하는 경우, 상기 히터부(320)의 발열량이 감소되도록 히터부(320)를 오프(OFF)시키거나 히터부(320)의 공급 전력을 감소시키는 등의 형태로 상기 히터부(320)를 제어할 수 있다.

아울러 상기 제어부(340)는 상기 온도 정보가 상기 최대 허용치를 초과하는 경우, 사전에 설정된 제2모드로 광을 조사하도록 발광부(330)를 제어할 수 있는데, 이러한 제2모드는 사용자에게 온도 정보가 최대 허용치를 초과한 상태 정보를 제공하기 위한 것으로 전술한 바와 같이 발광부(330)가 복수의 발광색을 가지는 하나의 발광 유닛인 경우 특정 발광색(ex : 노랑)으로 광 조사가 이루어지도록 하거나 점멸을 반복하는 형태로 구성할 수 있으며, 복수의 발광 유닛인 경우 모든 발광 유닛이 광 조사가 이루어지도록 함과 동시에 점멸을 반복하는 형태로 구성할 수 있다.

아울러 상기 제어부(340)는 온도 센서(350)의 온도 정보에 기초하여 전술한 상기 발광부(330)의 발광색, 발광 유닛 개수 및 점멸패턴 외에 발광부(330)의 발광면적, 점멸속도 및 점멸면적 등을 하나 이상 가변 제어하는 형태로 사용자에게 온도 정보를 제공할 수도 있다.

한편 전술한 제어부(340)의 실시예에 달리 상기 제어부(340)는 아날로그 형태의 회로 구성으로 이루어질 수 있는데, 일예로 수전부(310)의 입력단으로 수신된 전력이 수전부(310)의 출력단에 연결된 발광부(330) 및 히터부(320)로 바로 출력되도록 구성되는 아날로그 제어기와 같은 형태로 형성될 수 있음은 물론이다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도 가변 모듈의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.

도면을 참조하면 본 실시예에 따른 상기 수전부(310)는 외부로부터 무선으로 전력을 수신하는 수전코일부(311)와, 전력을 저장하는 에너지 저장부(312) 및 상기 수전코일부(311)로부터 수신한 전력을 상기 에너지 저장부(312)에 저장하는 전력 변환부(313)로 구성된다.

이러한 수전부(310)는 전술한 실시예에와 달리 에너지 저장부(312) 및 전력 변환부(313)를 구비하여 무선 충전 형태로 전기에너지를 미리 충전하였다가 사용자가 필요시 히터부(330)의 발열을 온(ON)시켜 사용할 수 있도록 구성한다.

즉, 전술한 실시예는 외부에서 수전부(310)로 전력을 공급하는 송전부(TX)가 동작하고 수전부(310)가 이를 수신하는 경우 제어부(340)가 히터부(330)의 발열 제어 및 발광부(330)의 발광 제어를 수행하였으나, 본 실시예에서는 미리 송전부(TX)를 통해 수전부(310)의 에너지 저장부(312)에 전기에너지를 충전하였다가 사용자가 전원 버튼을 누르는 등의 입력 정보 수신시 제어부(340)가 저장된 전기에너지를 통해 발광부(330) 및 히터부(340)를 동작 제어하는 것이다.

이와 같은 본 실시예에 따라 수전부(310)에 미리 전기에너지가 충전되는 경우 사용자는 송전부(TX)의 근접 거리 제한에 상관없이 언제든지 발열 용기(1000)를 사용할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정은 균등물들로 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.

100 : 용기 바디
110 : 수용부 120 : 커버 접합부
121 : 제1돌출로 122 : 커버 접합면
123 : 제2돌출로 124 : 온도 가변 모듈 접합면
130 : 돌출부 150 : 나사선
200 : 커버 바디
210 : 커버돌출로 220 : 온도 가변 모듈 안착면
250 : 나사선
300 : 온도 가변 모듈
310 : 수전부 311 : 수전코일부
312 : 에너지 저장부 313 : 전력 변환부
320 : 히터부 330 : 발광부
340 : 제어부 350 : 온도 센서
h1 : 제1높이 h2 : 제2높이
h3 : 제3높이 t1 : 제1두께
t2 : 제2두께

Claims (18)

1. 일방향에 내부 공간을 갖는 수용부 및 타방향에 커버 접합부를 포함한 용기 바디;
   상기 커버 접합부에 결합되는 커버 바디; 및
   상기 용기 바디 및 상기 커버 바디에 사이에 구비되는 온도 가변 모듈;을 포함하되,
   상기 커버 바디와 상기 커버 접합부는 접착제에 의해서 밀봉 결합되며,
   상기 용기 바디의 최외곽선을 따라 돌출되는 제1돌출로의 제1높이(h1)는 상기 커버 바디의 최외곽선을 따라 돌출되는 커버돌출로의 제3높이(h3)보다 같거나 큰 것을 특징으로 하는 발열 용기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 커버 바디의 열팽창률은 상기 용기 바디의 열팽창률의 90% 이상 110% 이하인 것을 특징으로 하는 발열 용기.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 커버 바디 및 상기 용기 바디는
   각각 적어도 일부가 세라믹 또는 유리 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 발열 용기.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 커버 접합부는,
   상기 제1돌출로부터 내측으로 소정의 폭을 갖는 평면이고, 상기 접착제가 수용되는 커버 접합면;을 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 용기.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 커버 접합면으로부터 내측으로 제2높이(h2)로 돌출 형성된 제2돌출로;를 더 포함하되,
   상기 제1높이(h1)가 상기 제2높이(h2) 보다 큰 것을 특징으로 하는 발열 용기.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 용기 바디는,
   상기 제2돌출로부터 내측으로 평면이고, 상기 온도 가변 모듈이 접하는 온도 가변 모듈 접합면을 더 포함하되,
   상기 온도 가변 모듈 접합면의 표면으로부터 상기 수용부까지의 최단 거리인 제 1 두께(t1)는 상기 커버 접합면의 표면으로부터 상기 수용부까지의 최단 거리인 제 2 두께(t2)에 비해서 같거나 얇은 것을 특징으로 하는 발열 용기.
   
7. 일방향에 내부 공간을 갖는 수용부 및 타방향에 커버 접합부를 포함한 용기 바디;
   상기 커버 접합부에 결합되는 커버 바디; 및
   상기 용기 바디 및 상기 커버 바디에 사이에 구비되는 온도 가변 모듈;을 포함하되,
   상기 커버 접합부는 외주면에 나사선을 구비하고,
   상기 커버 바디는 내주면에 나사선을 구비한 것을 특징으로 하는 발열 용기.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 커버 바디의 경도가 상기 용기 바디의 경도에 비해서 낮은 것을 특징으로 하는 발열 용기.
   
9. 제1항 또는 제7항에 있어서,
   상기 용기 바디의 수용부는
   바닥면에서 일방향으로 돌출된 적어도 하나의 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 발열 용기.
   
10. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 용기 바디의 수용부는
    바닥면에서 타방향으로 함몰된 적어도 하나의 함몰부가 형성되는 것을 특징으로 하는 발열 용기.
    
11. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 온도 가변 모듈은
    외부로부터 전력을 수신하는 수전부;
    열을 공급하는 히터부;
    광을 조사하는 발광부; 및
    상기 수전부, 히터부 및 발광부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 발열 용기.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 커버 바디는 적어도 일부가 투명 또는 반투명인 것을 특징으로 하는 발열 용기.
    
13. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 수전부가 전력을 수신하는 경우
    사전에 설정된 제1모드로 광을 조사하도록 발광부를 제어하고,
    상기 히터부가 발열하도록 상기 히터부를 제어하는 것을 특징으로 하는 발열 용기.
    
14. 제11항에 있어서,
    상기 수전부는
    외부로부터 무선으로 전력을 수신하는 수전코일부;
    전력을 저장하는 에너지 저장부; 및
    상기 수전코일부로부터 수신한 전력을 상기 에너지 저장부에 저장하는 전력 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 용기.
    
15. 제11항에 있어서,
    온도 정보를 출력하는 온도 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 온도 센서로부터 수신하는 온도 정보에 기초하여 상기 히터부 및 상기 발광부 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 발열 용기.
    
16. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 온도 정보가 소정의 최대 허용치를 초과하는 경우,
    상기 히터부의 발열량이 감소되도록 상기 히터부를 제어하는 것을 특징으로 하는 발열 용기.
    
17. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 온도 정보가 상기 최대 허용치를 초과하는 경우,
    사전에 설정된 제2모드로 광을 조사하도록 발광부를 제어하는 것을 특징으로 하는 발열 용기.
    
18. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 온도 정보에 기초하여 상기 발광부의 발광색, 발광량, 발광면적, 점멸패턴, 점멸속도 및 점멸면적 중 적어도 하나 이상을 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 발열 용기.
    

Images