크기가 작고 휴대하기 간편한 음료용 냉각 용기의 연구에 대한 시도는 수 없이 많이 시도되어 왔으며 현재도 국내외의 몇개 회사에서는 그 연구가 계속되고 있지만 실제 음료 용기에 적용하여 상용화 한 예는 한 두건에 불과하며, 상용화하였다 하더라도 다량생산에 실패하여 현재는 거의 찾아 볼 수 없다. 본 연구에서는 그동안 연구되어 왔던 여러 형태의 음료수의 냉각 방식중에서 대표적으로 Joule·Thomson원리, CO₂ 분출방식, 증발/흡착방식 및 흡열방식에 의한 냉각장치의 연구 사례를 살펴보고 그것들이 갖고 있는 문제점을 파악하는 것 뿐만 아니라 상용화에 최적합한 흡열반응식 휴대용 음료수 냉각 용기의 구조설계를 위하여 실험적 연구 및 해석적 연구를 통하여 적용성을 검토하였다. 이에 앞서 흡열반응에 적용될 냉매의 성분 및 성능실험을 통하여 냉매 조성물의 분량을 측정하고 이것을 토대로 음료수 내용물의 부피에 따른 냉각 ...
크기가 작고 휴대하기 간편한 음료용 냉각 용기의 연구에 대한 시도는 수 없이 많이 시도되어 왔으며 현재도 국내외의 몇개 회사에서는 그 연구가 계속되고 있지만 실제 음료 용기에 적용하여 상용화 한 예는 한 두건에 불과하며, 상용화하였다 하더라도 다량생산에 실패하여 현재는 거의 찾아 볼 수 없다. 본 연구에서는 그동안 연구되어 왔던 여러 형태의 음료수의 냉각 방식중에서 대표적으로 Joule·Thomson원리, CO₂ 분출방식, 증발/흡착방식 및 흡열방식에 의한 냉각장치의 연구 사례를 살펴보고 그것들이 갖고 있는 문제점을 파악하는 것 뿐만 아니라 상용화에 최적합한 흡열반응식 휴대용 음료수 냉각 용기의 구조설계를 위하여 실험적 연구 및 해석적 연구를 통하여 적용성을 검토하였다. 이에 앞서 흡열반응에 적용될 냉매의 성분 및 성능실험을 통하여 냉매 조성물의 분량을 측정하고 이것을 토대로 음료수 내용물의 부피에 따른 냉각 카트리지의 크기를 정하여 기초 실험을 할 수 있는 조건을 확인하였다. 시험결과에서 얻어진 조성에 따른 냉각성능, 작동시의 압력(반응가스 배출구가 막힐 경우와 선택적 투과막을 설치 하였을 경우)에 따른 투과막의 선정 데이터를 각각 반영하여 냉각 카트리지가 받는 응력을 ANSYS 프로그램에 의한 수치해석을 통해 기본적인 형상을 결정한 후 상용제품에 적용할 음료용기 및 냉각 카트리지의 구조 설계를 구체화 하였으며 흡열반응시에 생성되는 반응가스(이산화탄소)를 효과적으로 배출할 수 있도록 선택적 투과막을 적용한 배출장치, 음료수를 음용할 수 있는 취출부의 구조도 함께 설계하여 실제 음용하는데 문제가 없는 형태의 제품, 다시 말하면 양산성을 고려한 설계를 하였으며, 양산시의 시행착오를 최소화 하기 위하여 솔리드웍에 의한 3D 모델링을 통하여 실제 상용성 을 최대한 검증하였다.
크기가 작고 휴대하기 간편한 음료용 냉각 용기의 연구에 대한 시도는 수 없이 많이 시도되어 왔으며 현재도 국내외의 몇개 회사에서는 그 연구가 계속되고 있지만 실제 음료 용기에 적용하여 상용화 한 예는 한 두건에 불과하며, 상용화하였다 하더라도 다량생산에 실패하여 현재는 거의 찾아 볼 수 없다. 본 연구에서는 그동안 연구되어 왔던 여러 형태의 음료수의 냉각 방식중에서 대표적으로 Joule·Thomson원리, CO₂ 분출방식, 증발/흡착방식 및 흡열방식에 의한 냉각장치의 연구 사례를 살펴보고 그것들이 갖고 있는 문제점을 파악하는 것 뿐만 아니라 상용화에 최적합한 흡열반응식 휴대용 음료수 냉각 용기의 구조설계를 위하여 실험적 연구 및 해석적 연구를 통하여 적용성을 검토하였다. 이에 앞서 흡열반응에 적용될 냉매의 성분 및 성능실험을 통하여 냉매 조성물의 분량을 측정하고 이것을 토대로 음료수 내용물의 부피에 따른 냉각 카트리지의 크기를 정하여 기초 실험을 할 수 있는 조건을 확인하였다. 시험결과에서 얻어진 조성에 따른 냉각성능, 작동시의 압력(반응가스 배출구가 막힐 경우와 선택적 투과막을 설치 하였을 경우)에 따른 투과막의 선정 데이터를 각각 반영하여 냉각 카트리지가 받는 응력을 ANSYS 프로그램에 의한 수치해석을 통해 기본적인 형상을 결정한 후 상용제품에 적용할 음료용기 및 냉각 카트리지의 구조 설계를 구체화 하였으며 흡열반응시에 생성되는 반응가스(이산화탄소)를 효과적으로 배출할 수 있도록 선택적 투과막을 적용한 배출장치, 음료수를 음용할 수 있는 취출부의 구조도 함께 설계하여 실제 음용하는데 문제가 없는 형태의 제품, 다시 말하면 양산성을 고려한 설계를 하였으며, 양산시의 시행착오를 최소화 하기 위하여 솔리드웍에 의한 3D 모델링을 통하여 실제 상용성 을 최대한 검증하였다.
There were many attempts for research on a small and portable self-cooling cartridge for drink and the research is continued by some companies inside and outside of the country currently. However one or two of them was applied to a practical beverage and commercialized and it is difficult to look fo...
There were many attempts for research on a small and portable self-cooling cartridge for drink and the research is continued by some companies inside and outside of the country currently. However one or two of them was applied to a practical beverage and commercialized and it is difficult to look for commercialized cooling cartridge because the business failed in marketing by mass production. Among various kinds of cooling systems for drink, in this study, the researches in cooling system by Joule-Thomson principle, CO₂ blow-off method, the evaporation and absorption method and the endothermic method were examined and the problems of these methods were grasped. Conditions of self-cooling system for a portable beverage cooling cartridge of the endothermic method which is the most compatible on commercialization were studied and, according to this condition for optimized structural design, the characteristics of application to commercialization were investigated by the empirical and analytical study, as well. The size of the coo1ing cartridge was determined and the fundamental test condition was confirmed on the basis of the constituents of refrigerant applied to the endothermic reaction and the quantity of them measured through the performance test. The basic shape was determined through numerical stress analysis of cooling cartridge by ANSYS program applying the cooling performance according to the constituents of the test result and selecting dam of the permeation film (membrane) according to operating pressure (in case the vent of reaction gas is closed and in case the selective permeation film is set), respectively. And then the structural design of the beverage vessel and the cooling cartridge for the commercial product was performed and exhaust system applying selective permeation film (membrane) for effective exhaust reaction gas (carbon dioxide) generated in endothermic reaction and extraction pan for drinking were designed, too. So the product without any problem for drinking was designed, that is, the design concerning mass production was performed. In order to minimize trial and error in mass production, 3-D mode1ing was performed with Solid Works and as a result, the practical characteristics of commercialization were confirmed sufficiently.
There were many attempts for research on a small and portable self-cooling cartridge for drink and the research is continued by some companies inside and outside of the country currently. However one or two of them was applied to a practical beverage and commercialized and it is difficult to look for commercialized cooling cartridge because the business failed in marketing by mass production. Among various kinds of cooling systems for drink, in this study, the researches in cooling system by Joule-Thomson principle, CO₂ blow-off method, the evaporation and absorption method and the endothermic method were examined and the problems of these methods were grasped. Conditions of self-cooling system for a portable beverage cooling cartridge of the endothermic method which is the most compatible on commercialization were studied and, according to this condition for optimized structural design, the characteristics of application to commercialization were investigated by the empirical and analytical study, as well. The size of the coo1ing cartridge was determined and the fundamental test condition was confirmed on the basis of the constituents of refrigerant applied to the endothermic reaction and the quantity of them measured through the performance test. The basic shape was determined through numerical stress analysis of cooling cartridge by ANSYS program applying the cooling performance according to the constituents of the test result and selecting dam of the permeation film (membrane) according to operating pressure (in case the vent of reaction gas is closed and in case the selective permeation film is set), respectively. And then the structural design of the beverage vessel and the cooling cartridge for the commercial product was performed and exhaust system applying selective permeation film (membrane) for effective exhaust reaction gas (carbon dioxide) generated in endothermic reaction and extraction pan for drinking were designed, too. So the product without any problem for drinking was designed, that is, the design concerning mass production was performed. In order to minimize trial and error in mass production, 3-D mode1ing was performed with Solid Works and as a result, the practical characteristics of commercialization were confirmed sufficiently.
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