KR20230063453A - Temperature-controllable insulation box using water and ice - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 상면과 하면 및 측면으로 이루어진 직육면체 형상의 케이스(110); 상기 케이스의 육면 각각의 내측에 탈착 가능하게 형성되고, 내부에 얼음을 구비하는 제1팩(120); 및 상기 제1팩 각각의 내측에 탈착 가능하게 형성되고, 내부에 물을 구비하는 제2팩(130);을 포함하고, 상기 제2팩의 표면적은 마주보는 인접한 제1팩의 표면적 보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 의약품용 단열상자를 제공한다.The present invention, the case 110 in the shape of a rectangular parallelepiped consisting of an upper surface and a lower surface and a side surface; a first pack 120 detachably formed inside each of the six sides of the case and having ice therein; And a second pack 130 detachably formed inside each of the first packs and having water therein, wherein the surface area of the second pack is larger than that of the adjacent first pack facing each other. It provides an insulation box for medicines, characterized in that being.
Description
본 발명은 내부 온도를 일정한 범위에서 유지하는 것이 가능한 단열상자에 대한 것으로, 주로 의약품 등 일정 온도 범위의 저온 보관을 요하는 제품을 내부에 수용하고 물과 얼음을 상자 내부에 배치하여 내부 온도를 일정 범위로 필요한 시간만큼 유지하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to an insulated box capable of maintaining the internal temperature within a certain range, and mainly accommodates products that require low temperature storage within a certain temperature range, such as medicines, and places water and ice inside the box to keep the internal temperature constant. It is about the technique of maintaining the range for as long as necessary.
일반적으로 내부에 제품을 담아서 운반하는 운송용 박스는 내부에 담긴 상품을 운반 및 판매할 때 손상되지 않도록 보호하기 위한 것으로 종이, 골판지, 스티로폼 등의 재질로 이루어진다. 한편 보관물을 냉장 또는 냉동상태로 운송하기 위해 얼음이나 드라이아이스 등의 냉각재를 포장박스 내부에 넣고 벽체에는 진공단열재를 구비하는 등의 방법이 일반적으로 사용되었다. 하지만, 종래 박스 내부에 드라이아이스를 냉각제로 사용하는 경우 드라이아이스의 승화점이 －78.5℃ 이하로 매우 낮아서 드라이아이스와 함께 넣은 보관물에이 직접 닿아 보관물들에게 냉해를 입힐 가능성이 있었다.In general, a transport box containing and transporting a product is made of a material such as paper, corrugated cardboard, or styrofoam to protect the product contained therein from being damaged during transport and sale. On the other hand, in order to transport stored goods in a refrigerated or frozen state, a method such as putting a coolant such as ice or dry ice inside the packing box and providing a vacuum insulation material on the wall has been generally used. However, when dry ice is used as a coolant inside the conventional box, the sublimation point of the dry ice is very low, below -78.5 ° C, so there is a possibility that the stored items with the dry ice may directly contact the stored items and cause freezing damage to the stored items.
특히, 보관물들이 특정 온도 범위를 유지한 상태에서 운송하여야 하는 백신(vaccines)과 같은 고가의 의약품의 경우 일정한 온도로 냉동 혹은 냉장 상태를 유지해야 함에도 불구하는데, 온도 범위의 상단이나 하단을 벗어나게 되면 백신(vaccines)의 기능을 제대로 할 수 없게 되는 문제점이 있다.In particular, in the case of expensive medicines such as vaccines, which must be transported within a certain temperature range, they must be kept frozen or refrigerated at a certain temperature. There is a problem with preventing vaccines from functioning properly.
예를 들어, 백신 등 의약품을 수납하여 운송하는 상자는 그 내부가 특정 온도 범위(저온 또는 냉동)에서 24시간 혹은 48시간 정도 유지되어야 효능이 담보되는데, 종래의 단열 상자의 경우 이러한 온도 범위를 필요한 시간만큼 유지하지 못하고 온도 범위의 상단을 넘어가거나 온도 범위의 하단을 내려가는 등 문제가 있었다. For example, a box that stores and transports medicines such as vaccines needs to be kept in a specific temperature range (low or frozen) for 24 or 48 hours to ensure efficacy. In the case of a conventional insulated box, this temperature range is required There were problems with not staying as long as the time and going over the upper end of the temperature range or going down the lower end of the temperature range.
의약품 이송박스의 경우 대상 제품이 고가이며, 의약품 등은 이송온도에 매우 민감하기 때문에 박스 내부를 특정 온도 범위로 유지시키는 정온 유지 능력이 필수적이다. 그런데, 종래의 단열상자는 이러한 조건을 유지하기 매우 어려는 문제가 있었다. In the case of a drug transport box, the target product is expensive, and since the drug is very sensitive to the transport temperature, the ability to maintain a constant temperature to maintain the inside of the box within a specific temperature range is essential. However, the conventional insulation box has a problem in that it is very difficult to maintain these conditions.
단열상자 내부 온도가 필요한 적정 온도범위의 상단을 넘어가지 않도록 하기 위해서 드라이아이스를 사용하고 단열박스 벽체를 단열재로 하는 경우가 있는데, 이때 냉동 온도 확보를 위해 투입한 드라이 아이스 등 냉동물질의 냉기가 필요 이상으로 과하여 내부에 보관 중인 의약품에 영향을 미치게 되면 제품 보관에 요구되는 온도 범위의 하단을 지나 제품이 과하게 저온으로 냉각되는 문제도 있었다.In order to prevent the internal temperature of the insulated box from exceeding the upper end of the necessary temperature range, dry ice is used and the wall of the insulated box is used as an insulator. If it is excessive and affects the medicine stored inside, there is also a problem that the product is cooled to an excessively low temperature beyond the lower end of the temperature range required for product storage.
이렇게, 약물 및 특히 바이오 약물(biopharmaceuticals)을 운반하는 전체 과정 동안에 적절한 온도 범위가 보장되는 것이 매우 중요하며, 이송 과정에서 온도범위를 벗어나게 되면 이송된 약물은 이용할 수 없게 된다.In this way, it is very important to ensure an appropriate temperature range during the entire process of transporting drugs and especially biopharmaceuticals.
그러므로, 이러한 문제를 해결하기 위해 단열 상자의 벽체의 단열기능에 더해서 단열 상자 내부를 이송 과정 동안 적절한 온도 범위를 유지하도록 하여 필요한 온도 범위의 상단을 벗어나지 않도록 하면서 동시에 온도 범위의 하단 보다 더 과냉되지 않도록 제어할 수 있는 기술이 필요하였다.Therefore, in order to solve this problem, in addition to the insulation function of the wall of the insulation box, the inside of the insulation box is maintained in an appropriate temperature range during the transportation process so that it does not exceed the upper end of the required temperature range and at the same time does not overcool more than the lower end of the temperature range. A controllable skill was required.
본 발명은 의약품 등 고가의 제품을 저온 상태로 보관하는 상자이면서 상자 내부에 투입되는 냉동물질이 제품에 과냉각의 영향을 미치는 것을 방지하고 장시간 일정한 저온의 온도 범위를 유지할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is a box for storing expensive products such as medicines in a low temperature state, and it is an object of the present invention to provide a technology capable of maintaining a constant low-temperature temperature range for a long time by preventing the refrigerant substance injected into the box from having a supercooling effect on the product. to be
본 발명은, 상면과 하면 및 측면으로 이루어진 직육면체 형상의 케이스; 상기 케이스의 육면 각각의 내측에 탈착 가능하게 형성되고, 내부에 얼음을 구비하는 제1팩; 및 상기 제1팩 각각의 내측에 탈착 가능하게 형성되고, 내부에 물을 구비하는 제2팩;을 포함하고, 상기 제2팩의 표면적은 마주보는 인접한 제1팩의 표면적 보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 단열상자를 제공한다.The present invention, a case of a rectangular parallelepiped shape consisting of an upper surface and a lower surface and a side surface; a first pack detachably formed inside each of the six sides of the case and having ice therein; And a second pack detachably formed on the inside of each of the first packs and having water therein, wherein the surface area of the second pack is formed larger than that of the adjacent first pack facing each other. It provides an insulated box.
상기 제1팩은 육면 각각의 중앙부에 배치되고, 상기 제2팩은 육면체 코너에서 ㄱ자로 꺾여서 배치되고, 상기 제1팩은 -20℃ 이하에서 냉동상태로 단열상자 내부로 투입될 수 있다.The first pack is disposed at the center of each of the hexahedrons, the second pack is disposed by being bent in the shape of L at the corner of the hexahedron, and the first pack can be put into the insulation box in a frozen state at -20 ° C or lower.
상기 제1팩과 제2팩의 외피는 알루미늄 호일이며, 내부에는 각각 얼음과 물이 수용된 상태로 밀봉되며, 상기 제1팩의 얼음과 상기 제2팩의 물의 중량 비는 1:15 ~ 1:30의 범위인 것이 좋다.The outer shells of the first pack and the second pack are aluminum foil, and ice and water are sealed inside, respectively, and the weight ratio of the ice in the first pack and the water in the second pack is 1:15 to 1: A range of 30 is good.
상기 케이스는 진공단열패널로 된 본체와 뚜껑으로 이루어지고, 상기 본체는 ㄷ자 형상의 부재가 양단에서 서로 결합되는 구조이며, 상기 뚜껑은 ㄷ자 형상의 부재가 서로 겹쳐지는 구조일 수 있다.The case is composed of a main body and a lid made of a vacuum insulation panel, the main body has a structure in which U-shaped members are coupled to each other at both ends, and the lid may have a structure in which U-shaped members overlap each other.
본 발명은 단열상자 내부를 필요한 저온 온도 범위의 상태로 유지하기 위해 물과 얼음이라는 친환경 PCM 재료를 이용한 것이 특징이며, 얼음과 물의 단열상자 내부 배치구조 및 얼음과 물의 투입 중량에 대한 최적의 비율을 도출함으로써, 의약품을 이송하는 과정에서 단열 상자 내부 온도가 필요한 온도 범위를 벗어나지 않게 되는 효과가 발생된다.The present invention is characterized by the use of eco-friendly PCM materials called water and ice to maintain the inside of the insulation box in the required low-temperature range, and the optimal ratio of ice and water to the input weight of the insulation box and the internal arrangement structure of the ice and water By deriving, an effect is generated in that the internal temperature of the insulation box does not deviate from the required temperature range in the process of transporting medicines.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열상자의 외형 모습이며,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단열상자의 내부 뚜껑의 모습이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열상자의 내부 박스의 모습이며,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단열상자의 내부 박스 내측에 구비되는 보냉팩의 개략적인 모습이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단열상자의 내부 박스 내측에 구비되는 보냉팩의 위치를 보여주는 단면도이며,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열상자 내부의 온도 측정을 위해 온도센서가 설치되는 위치를 표시한 그림이며,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열상자 내부의 온도 유지 성능을 확인하는 실험에서의 외기 온도 범위로 하계 조건의 온도 변화를 표시한 것이며,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열상자 내부의 온도 유지 성능을 확인하는 실험에서의 외기 온도 범위로 동계 조건의 온도 변화를 표시한 것이며,
도 9과 도 10는 본 발명에 따른 단열상자 내부 저온 유지를 위한 소재로 얼음과 물을 중량비율 1:12로 투입한 경우에 단열상자 내부의 온도 변화를 시간에 따라 보여주는 그래프로서, 도 9은 외부조건이 하계조건인 경우이며, 도 10은 외부조건이 동계조건인 경우의 그래프이며,
도 11과 도 12은 본 발명에 따른 단열상자 내부 저온 유지를 위한 소재로 얼음과 물을 중량비율 1:15로 투입한 경우에 단열상자 내부의 온도 변화를 시간에 따라 보여주는 그래프로서, 도 11은 외부조건이 하계조건인 경우이며, 도 12는 외부조건이 동계조건인 경우의 그래프이며,
도 13과 도 14는 본 발명에 따른 단열상자 내부 저온 유지를 위한 소재로 얼음과 물을 중량비율 1:20으로 투입한 경우에 단열상자 내부의 온도 변화를 시간에 따라 보여주는 그래프로서, 도 13은 외부조건이 하계조건인 경우이며, 도 14는 외부조건이 동계조건인 경우의 그래프이며,
도 15와 도 16은 본 발명에 따른 단열상자 내부 저온 유지를 위한 소재로 얼음과 물을 중량비율 1:30으로 투입한 경우에 단열상자 내부의 온도 변화를 시간에 따라 보여주는 그래프로서, 도 15는 외부조건이 하계조건인 경우이며, 도 16은 외부조건이 동계조건인 경우의 그래프이며,
도 17은 본 발명에 따른 단열상자 내부 저온 유지를 위한 소재로 얼음과 물을 중량비율 1:40으로 투입한 경우에 단열상자 내부의 온도 변화를 시간에 따라 보여주는 그래프로서, 외부조건이 하계조건인 경우를 보여준다.1 is an external appearance of an insulation box according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is a view of the inner lid of the insulation box according to an embodiment of the present invention,
Figure 3 is a view of the inner box of the insulation box according to an embodiment of the present invention,
Figure 4 is a schematic view of a cold pack provided inside the inner box of the insulation box according to an embodiment of the present invention,
5 is a cross-sectional view showing the location of a cold pack provided inside an inner box of an insulation box according to an embodiment of the present invention;
6 is a diagram showing a location where a temperature sensor is installed to measure the temperature inside the insulation box according to an embodiment of the present invention;
Figure 7 shows the temperature change in summer conditions in the outdoor temperature range in an experiment to check the temperature maintenance performance inside the insulation box according to an embodiment of the present invention,
Figure 8 shows the temperature change in winter conditions in the outdoor temperature range in an experiment to check the temperature maintenance performance inside the insulation box according to an embodiment of the present invention,
9 and 10 are graphs showing the change in temperature inside the insulation box over time when ice and water are added at a weight ratio of 1:12 as a material for maintaining a low temperature inside the insulation box according to the present invention, FIG. When the external conditions are summer conditions, Figure 10 is a graph when the external conditions are winter conditions,
11 and 12 are graphs showing the temperature change inside the insulation box over time when ice and water are added at a weight ratio of 1:15 as a material for maintaining a low temperature inside the insulation box according to the present invention. When the external conditions are summer conditions, Figure 12 is a graph when the external conditions are winter conditions,
13 and 14 are graphs showing the change in temperature inside the insulation box over time when ice and water are added at a weight ratio of 1:20 as a material for maintaining a low temperature inside the insulation box according to the present invention. When the external conditions are summer conditions, Figure 14 is a graph when the external conditions are winter conditions,
15 and 16 are graphs showing the change in temperature inside the insulation box over time when ice and water are added at a weight ratio of 1:30 as a material for maintaining a low temperature inside the insulation box according to the present invention. When the external conditions are summer conditions, Figure 16 is a graph when the external conditions are winter conditions,
17 is a graph showing the change in temperature inside the insulation box over time when ice and water are added at a weight ratio of 1:40 as a material for maintaining a low temperature inside the insulation box according to the present invention, and the external condition is the summer condition show the case
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 또한, 사용된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. In addition, the terms used are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of the user operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout the present specification.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열상자(또는 단열박스라고도 함)의 외형으로서 외박스(100)의 모습이다. 본 발명의 외박스(100)는 외부박스 본체와 뚜껑으로 이루어진다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 뚜껑의 내부에는 ㄷ 형상으로 중앙부가 서로 포개지는 두 개의 진공단열패널로 이루어진 부재(210,220)가 구비되어 있어서 박스 내부와 외부의 열전달을 차단하는 것이 좋다. 다만, 뚜껑의 내부 구조가 위 모양으로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 바닥에도 상기 뚜껑과 유사한 구조가 형성될 수도 있다.1 is a view of an
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열상자의 내부 박스의 모습이며, 상기 외박스(100) 내부에 구비되는 진공단열패널이며 ㄷ형상으로 이루어진 두 개의 내부부재(230,240)가 횡방향으로 맞물리게 하여 열전달을 차단하게 된다. 상기 두 개의 내부부재(230,240)가 맞닿는 부위에는 두께가 감소하면서 서로 겹쳐지면서 맞물리는 중첩부(235)가 구비된다. 본 발명의 단열 상자에 사용되는 진공단열패널은 다양한 두께(15mm, 20mm, 30mm 등등)가 가능할 것이다. 다만, 이하에서 설명할 실험에서는 일반적인 경우 단열성능 확보에 충분한 20mm 두께의 진공단열패널을 이용하였다. 3 is a view of the inner box of the insulation box according to an embodiment of the present invention, and is a vacuum insulation panel provided inside the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단열상자의 내부 박스 내측에 구비되는 보냉팩(P1,P2)의 모습에서 도시되어 있듯이, 본 발명의 단열상자는 상기 내부부재(230,140)의 내측에 박스 내부 공간을 저온 상태로 유지하기 위해 인접하여 배치되는 두개의 보냉팩을 이용하는데, 보냉팩은 외피재 내부에 PCM 물질을 주입하고 밀봉한 구조로 이루어진다. PCM은 단열 박스 내부에 배치되어 단열박스 내부를 냉장 또는 냉동에 필요한 온도로 유지하는 역할을 하는 물질이다. 본 발명의 특징은 이하 설명하듯이, 상기 PCM 물질을 친환경적인 물과 얼음을 이용하는 점에 있다.4 is shown in the appearance of the cold packs (P1, P2) provided inside the inner box of the insulation box according to an embodiment of the present invention, the insulation box of the present invention is a box inside the inner member (230, 140) In order to maintain the inner space at a low temperature, two cold packs disposed adjacent to each other are used. The cold pack has a structure in which PCM material is injected into the outer shell and sealed. PCM is a material that is placed inside the insulation box and serves to maintain the inside of the insulation box at a temperature required for refrigeration or freezing. As described below, a feature of the present invention lies in the use of eco-friendly water and ice as the PCM material.
본 발명의 단열상자를 위에서 설명한 외박스 뚜껑, 내부부재 등으로 이루어지는 구조를 크게 보아 상면과 하면 및 측면으로 이루어진 직육면체 형상의 케이스라고 하면, 상기 케이스의 상하 및 측면을 이루는 육면 각각의 내측에 상기 보냉팩(P1,P2)이 위치한다. 상기 보냉팩(P1,P2)은 내부에 물이나 얼음을 구비하고 외피재로 감싸서 밀봉하는 구조이며, 내부에 물이 얼어서 얼음 상태로 존재하는 제1팩(P1)과, 내부에 물이 액체 상태로 존재하는 제2팩(P2)으로 이루어진다. 상기 제1 및 제2팩은 단열상자 내부에 필요시 투입할 수 있으며, 단열상자의 내부부재 내측에 제1 및 제2팩을 탈착 가능한 별도의 구조를 더 구비할 수도 있을 것이다.If the insulation box of the present invention is a rectangular parallelepiped-shaped case consisting of an upper surface, a lower surface, and a side surface when the structure consisting of the outer box lid, internal member, etc. described above is largely viewed, the cold insulation is placed inside each of the six surfaces constituting the upper, lower and side surfaces of the case. Packs (P1, P2) are located. The cold packs (P1, P2) have water or ice inside and have a structure that is wrapped with an outer covering material and sealed. It consists of a second pack (P2) present in. The first and second packs may be inserted into the insulation box when necessary, and a separate structure capable of attaching and detaching the first and second packs may be further provided inside the inner member of the insulation box.
본 발명의 특징은, 내부에 얼음을 구비하는 제1팩(P1)과 내부에 물을 구비하는 제2팩(P2)을 이용하여 이들을 PCM 물질로 활용하여 단열박스 내부를 의약품 운송시 유지하여야 하는 온도 범위(이하, 목표 온도범위라고 하며 2℃~8℃임)로 운송에 소요되는 시간 동안 유지할 수 있도록 하는 것이다. 즉, 단열박스 내부의 운송품(의약품)은 상기 온도 범위의 하단인 2℃이하로도 내려가지 않도록 제어하고, 상기 온도 범위의 상단인 8℃이상으로 올라가지 않도록 제어하여야 한다.The feature of the present invention is to use a first pack (P1) having ice therein and a second pack (P2) having water therein, and using them as a PCM material to maintain the inside of the insulation box during transport of medicines. The temperature range (hereinafter referred to as the target temperature range, which is 2°C to 8°C) is to be maintained during the time required for transportation. That is, the transported goods (pharmaceuticals) inside the insulation box must be controlled so that they do not fall below 2 ° C, which is the lower end of the temperature range, and must be controlled so that they do not rise above 8 ° C, which is the upper end of the temperature range.
이를 위해, 본 발명은 내부에 얼음을 구비하는 제1팩(P1)을 단열박스 외측에 배치하고, 내부에 물을 구비하는 제2팩(P2)을 단열박스 내측에 배치하여, 상기 제1팩 내부에 존재하는 얼음(통상 -20℃ 정도로 투입됨)의 냉열이 단열박스 내부의 의약품에 직접적으로 전달되는 것을 방지하도록 한다. 이것을 위해서, 상기 제2팩의 표면적은 마주보는 인접한 제1팩의 표면적 보다 크게 형성되도록 한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단열상자의 내부 박스 내측에 구비되는 보냉팩의 위치를 보여주는 단면도이다. 도 5를 보면, 본 발명의 단열박스의 내부부재(230)의 내측에 얼음의 제1팩(P1)이 위치하고 그 안쪽에 물을 구비한 제2팩(P2)가 위치하도록 하였고, 또한 상기 제2팩의 표면적이 인접한 제1팩의 표면적 보다 크게 되도록 함으로써, 제1팩 내부 얼음의 냉이 직접적으로 내측 중앙부에 위치하는 의약품으로 전달되는 것을 차단하고 동시에 단열박스 내부 중앙부는 적절 온도 범위로 유지하도록 한 것이다.To this end, the present invention arranges a first pack (P1) having ice therein outside the insulation box, and disposing a second pack (P2) having water therein inside the insulation box, so that the first pack It prevents the cold heat of the ice (usually injected at about -20℃) inside the insulation box from being directly transferred to the medicine inside the insulation box. To this end, the surface area of the second pack is made larger than that of the adjacent first pack facing each other. 5 is a cross-sectional view showing the location of a cold pack provided inside an inner box of an insulation box according to an embodiment of the present invention. 5, the first pack (P1) of ice is located inside the
본 발명은 이러한 상기 보냉팩(P1,P2)의 배치를 통해 상자 내부로 전달되는 냉기의 양을 조절하고, 제1팩의 얼음에서 나오는 냉기가 의약품에 직접적으로 전달되지 않도록 하면서 동시에 적정 온도 범위 유지에 필요한 만큼의 냉기가 제품에 필요한 만큼만 전달 되도록 한 것이다.The present invention adjusts the amount of cold air delivered to the inside of the box through the arrangement of the cold packs (P1, P2), and prevents the cold air from the ice of the first pack from being directly transferred to the medicine while maintaining an appropriate temperature range. This is to ensure that only the amount of cool air required for the product is delivered to the product.
그리고, 상기 제1팩은 단열상자 육면 각각의 중앙부에 배치되고, 상기 제2팩은 육면체 각각의 면의 코너에서 ㄱ자로 꺾여서 배치되어서 상자 모서리를 통한 열전달을 차단하는 것이 좋다. Preferably, the first pack is disposed at the center of each of the six sides of the insulated box, and the second pack is bent and disposed in a letter L at the corner of each side of the box to block heat transfer through the corner of the box.
그리고, 상기 제1팩과 제2팩은 사용 전에 일반적인 냉장고의 냉동실과 냉장실에서 얼음과 물 상태로 충분한 시간동안 존재하게 한다. 상기 제1팩은 일반적으로 사용하는 냉장고의 냉동실(-20℃ 이하)에서 충분한 시간동안 얼리게 되며, 상기 제2팩은 일반적으로 사용하는 냉장고의 냉장실(4℃ 정도)에서 충분한 시간 동안 냉장된 상태로 보관하도록 한다. 그리고, 단열 상자 사용할 시점이 되면, 상기 냉동실 및 냉장실에 보관 중이던 제1팩과 제2팩을 단열상자 내부로 투입 장착하게 되는 것이다. 이를 통해, 사용시점에 제1팩과 제2팩의 얼음 상태 및 온도의 신뢰성과 균일성을 확보할 수 있다.In addition, the first pack and the second pack are allowed to exist for a sufficient period of time in the state of ice and water in the freezing and refrigerating chambers of a general refrigerator before use. The first pack is frozen for a sufficient period of time in a freezer compartment (-20° C. or lower) of a refrigerator generally used, and the second pack is refrigerated for a sufficient period of time in a refrigerator compartment (about 4° C.) of a generally used refrigerator. to be stored as Then, when it is time to use the insulated box, the first pack and the second pack stored in the freezing chamber and the refrigerating chamber are inserted into the insulated box and mounted. Through this, it is possible to secure reliability and uniformity of the ice state and temperature of the first pack and the second pack at the time of use.
상기 제1팩과 제2팩의 외피는 일예로 알루미늄 호일 내지 비닐일 수 있으며, 상기 제1팩의 얼음과 상기 제2팩의 물의 중량 비는 1:15 ~ 1:20의 범위인 것이 바람직한데 이것은 이하 설명할 실험의 결과로 도출된 것이다.The outer shells of the first pack and the second pack may be, for example, aluminum foil or vinyl, and the weight ratio of ice in the first pack and water in the second pack is preferably in the range of 1:15 to 1:20. This was derived as a result of an experiment to be described below.
[실험 과정 설명][Description of the experiment process]
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열상자 내부의 온도 측정을 위해 온도센서가 설치되는 위치를 표시한 그림이다. 도 6에서 보이는 육면체 공간은 단열상자 내부의 벽체 내부 지점을 의미하는 것이며, 그림에서 별표로 표시된 곳은 본 발명의 단열박스의 내부공간 중에서 온도측정을 위한 온도센서가 설치된 위치를 몇 개 예시적으로 표시한 것이다. 실험에서는 단열박스 바닥면의 중앙과 모서리, 상면의 중앙과 모서리, 단열박스의 측면 등등에 온도센서를 설치하고 소정의 시간동안 온도 변화를 관측하였다. 도 7 내지 도 16에서 S1~S6로 표시된 그래프는 도 6에 도시된 온도 센서들이 감지한 온도의 변화를 시간에 대한 그래프로 나타낸 선이다. 6 is a diagram showing a location where a temperature sensor is installed to measure the temperature inside the insulation box according to an embodiment of the present invention. The hexahedral space shown in FIG. 6 means a point inside the wall inside the insulation box, and the place marked with an asterisk in the figure is a few examples of locations where temperature sensors for temperature measurement are installed in the interior space of the insulation box of the present invention. it is indicated In the experiment, temperature sensors were installed at the center and corners of the bottom of the insulation box, the center and corners of the top, and the side of the insulation box, and temperature changes were observed for a predetermined period of time. The graphs indicated as S1 to S6 in FIGS. 7 to 16 are lines showing changes in temperature detected by the temperature sensors shown in FIG. 6 as a graph against time.
그리고, 본 실험에서는 의약품용 단열 박스가 이송 중에 외부 대기의 다양한 온도와 접하는 것을 고려하여 외부 온도를 일정하게 두는 것이 아니라 하루를 기준으로 온도가 변화하도록 하였다. 즉, 단열박스 외부의 온도를 하계 기간과 동계 기간으로 나누고 이 기간 동안의 외부 온도 조건을 부가하였다. In addition, in this experiment, considering that the insulated box for medicines is in contact with various temperatures of the external atmosphere during transportation, the external temperature was not kept constant, but the temperature was changed on a daily basis. That is, the temperature outside the insulation box was divided into the summer period and the winter period, and the external temperature conditions during this period were added.
구체적으로는, 도 7에서와 같이, 하계 조건에서의 외기 온도 변화는 "22℃(4시간) →35℃(2시간) →30℃(12시간) →35℃"의 조건(이하, 하계조건이라 함)을 부가한 것이다. 그리고, 도 8에서는 실험에서의 외기 온도 범위로 동계 조건의 온도 변화를 표시하고 있는데, "18℃(4시간)→ -10℃(2시간) → 10℃(12시간) → -10℃"의 외부 온도 조건(이하, 동계조건이라 함)을 가한 것을 보여주고 있다. Specifically, as shown in FIG. 7, the outdoor temperature change in summer conditions is the condition of “22 ° C (4 hours) → 35 ° C (2 hours) → 30 ° C (12 hours) → 35 ° C” (hereinafter referred to as summer conditions). ) is added. In addition, in FIG. 8, the temperature change in winter conditions is displayed as the outdoor temperature range in the experiment, "18 ℃ (4 hours) → -10 ℃ (2 hours) → 10 ℃ (12 hours) → -10 ℃" It shows that external temperature conditions (hereinafter referred to as winter conditions) were applied.
이러한 외부 온도 조건하에서 그리고 상기 진공단열패널은 20mm두께로 단열재로 사용한 상태에서 상기 온도센서들이 관측한 단열박스 내부의 시간에 따른 온도 변화 그래프가 도 9 내지 도 16에 도시되어 있다. 9 to 16 show graphs of temperature changes over time inside the insulation box observed by the temperature sensors under these external temperature conditions and in a state where the vacuum insulation panel was used as a heat insulator with a thickness of 20 mm.
도 9 내지 도 16에서 이러한 하계조건 내지 동계조건의 외부온도는 X로 표시되어 있고 각각의 그래프 하단의 시간 표시는, 단열박스 내부가 유지하여야 하는 온도 범위인 목표 온도범위(2℃~8℃)의 하단 또는 상단을 이탈하기 시작하는 시간을 의미한다. 본 실험에서는 단열박스 내부가 목표 온도범위를 24시간 동안 유지하는 경우를 타겟으로 하였다.9 to 16, the external temperature of these summer conditions or winter conditions is indicated by X, and the time display at the bottom of each graph is the target temperature range (2 ° C to 8 ° C), which is the temperature range to be maintained inside the insulation box. It means the time when it starts to deviate from the bottom or top of In this experiment, the case where the inside of the insulation box maintains the target temperature range for 24 hours was targeted.
도 9과 도 10는 본 발명에 제1팩(P1)과 제2팩(P2)에 투입되는 얼음과 물을 중량비율이 1:12로 투입한 경우에 단열상자 내부의 각각 관측지점에서의 온도 변화를 시간에 따라 보여주는 그래프이며, 도 9은 외부조건이 하계조건인 경우이며, 도 10은 외부조건이 동계조건인 경우의 그래프이다.9 and 10 show the temperature at each observation point inside the insulation box when the weight ratio of ice and water introduced into the first pack (P1) and the second pack (P2) is input to 1:12 in the present invention. It is a graph showing the change over time, FIG. 9 is a case where the external condition is a summer condition, and FIG. 10 is a graph when the external condition is a winter condition.
도 9의 그래프를 보면, 단열박스 내부 온도가 38시간 21분만에 목표 온도범위의 상단을 이탈하는 것을 알 수 있고, 도 10을 보면 17시간 14분만에 목표 온도범위의 하단을 이탈하는 것을 알 수 있다. 즉, 제1팩(P1)과 제2팩(P2)에 투입되는 얼음과 물을 중량비율이 1:12로 투입한 경우, 단열박스 내부 온도는 하계조건에서는 24시간 동안 목표 온도범위를 유지하였으나, 동계조건에서는 24시간 동안 목표 온도 범위를 유지하지 못하는 것을 알 수 있다.Looking at the graph of FIG. 9, it can be seen that the temperature inside the insulation box departs from the upper end of the target temperature range in 38 hours and 21 minutes, and from FIG. 10, it can be seen that it departs from the lower end of the target temperature range in 17 hours and 14 minutes there is. That is, when the weight ratio of ice and water introduced into the first pack (P1) and the second pack (P2) is 1:12, the temperature inside the insulation box was maintained within the target temperature range for 24 hours under summer conditions. , it can be seen that the target temperature range cannot be maintained for 24 hours under winter conditions.
도 11과 도 12은 제1팩(P1)과 제2팩(P2)에 투입되는 얼음과 물의 중량비율 1:15로 투입한 경우에 단열상자 내부의 온도 변화를 시간에 따라 보여주는 그래프로서, 도 11은 외부조건이 하계조건인 경우이며, 도 12는 외부조건이 동계조건인 경우의 그래프이다. 도 11과 도 12에서 알 수 있듯이, 제1팩(P1)과 제2팩(P2)의 얼음과 물의 중량비율 1:15인 경우에는 단열박스 내부온도가 목표 온도범위를 이탈하기 시작하는 시간이 각각 33시간 34분과, 30시간 33분이어서 하계조건 및 동계조건에서 모두 24시간 동안 목표 온도범위를 유지하는 것을 확인하였다.11 and 12 are graphs showing the change in temperature inside the insulation box over time when the weight ratio of ice and water introduced into the first pack (P1) and the second pack (P2) is 1:15. 11 is a case where the external condition is a summer condition, and FIG. 12 is a graph when the external condition is a winter condition. 11 and 12, when the weight ratio of ice and water in the first pack P1 and the second pack P2 is 1:15, the time at which the internal temperature of the insulation box starts to deviate from the target temperature range is It was confirmed that the target temperature range was maintained for 24 hours in both summer and winter conditions, respectively, at 33 hours and 34 minutes and 30 hours and 33 minutes, respectively.
도 13과 도 14는 단열박스 내부 제1팩(P1)과 제2팩(P2)의 얼음과 물을 중량비율 1:20으로 투입한 경우에 단열상자 내부의 온도 변화를 시간에 따라 보여주는 그래프로서, 도 13은 외부조건이 하계조건인 경우이며, 도 14는 외부조건이 동계조건인 경우의 그래프인데, 단열박스 내부온도가 목표 온도범위를 이탈하기 시작하는 시간이 각각 32시간 48분과, 33시간 38분이어서 하계조건 및 동계조건에서 모두 24시간 동안 목표 온도범위를 유지하는 것을 확인하였다.13 and 14 are graphs showing the change in temperature inside the insulation box over time when ice and water in the first pack (P1) and the second pack (P2) inside the insulation box are added at a weight ratio of 1:20. 13 is a case where the external conditions are summer conditions, and FIG. 14 is a graph when the external conditions are winter conditions. 38 minutes, it was confirmed that the target temperature range was maintained for 24 hours in both summer and winter conditions.
도 15와 도 16은 단열박스 내부 제1팩(P1)과 제2팩(P2)의 얼음과 물을 중량비율 1:30으로 투입한 경우에 단열상자 내부의 온도 변화를 시간에 따라 보여주는 그래프로서, 도 15는 외부조건이 하계조건인 경우이며, 도 16은 외부조건이 동계조건인 경우의 그래프인데, 단열박스 내부온도가 목표 온도범위를 이탈하기 시작하는 시간이 각각 26시간 28분과, 39시간 58분이어서 하계조건과 동계조건에서 목표 온도범위를 소정의 시간동안 유지하는 것을 확인하였다.15 and 16 are graphs showing the change in temperature inside the insulation box over time when ice and water in the first pack (P1) and the second pack (P2) inside the insulation box are added at a weight ratio of 1:30. 15 is a case where the external condition is a summer condition, and FIG. 16 is a graph when the external condition is a winter condition. Since it was 58 minutes, it was confirmed that the target temperature range was maintained for a predetermined time under summer and winter conditions.
도 17은 본 발명에 따른 단열상자 내부 저온 유지를 위한 소재로 얼음과 물을 중량비율 1:40으로 투입한 경우에 단열상자 내부의 온도 변화를 시간에 따라 보여주는 그래프로서, 외부조건이 하계조건인 경우를 보여주는데, 단열박스 내부온도가 목표 온도범위를 이탈하기 시작하는 시간이 각각 23시간 41분이어서 하계조건에서 24시간이라는 목표 온도범위를 유지하지 못하는 것을 확인하였다.17 is a graph showing the change in temperature inside the insulation box over time when ice and water are added at a weight ratio of 1:40 as a material for maintaining a low temperature inside the insulation box according to the present invention, and the external condition is the summer condition In this case, it was confirmed that the time at which the inside temperature of the insulation box started to deviate from the target temperature range was 23 hours and 41 minutes, respectively, so that the target temperature range of 24 hours could not be maintained under summer conditions.
이상 실험 결과를 정리하면 단열박스에 투입되는 진공단열패널(VIP)의 두께를 20mm로 한 경우에, 제1팩과 제2팩에 들어가는 얼음과 물의 중량과, 그 각각의 경우에 목표 시간인 24 동안 목표 내부 온도를 유지하는지 여부를 보면 아래와 같다. 즉, 물과 얼음의 비율이 12:1에서는 동계조건에서 목표 시간을 만족하지 못했고, 물과 얼음의 비율을 40:1로 한 경우에는 하계 조건에서 목표 시간을 만족하지 못하였다.Summarizing the above experimental results, when the thickness of the vacuum insulation panel (VIP) introduced into the insulation box is 20 mm, the weight of ice and water entering the first and second packs and the target time of 24 It is as follows to see whether or not the target internal temperature is maintained during this period. That is, the target time was not satisfied in the winter condition when the water to ice ratio was 12:1, and the target time was not satisfied in the summer condition when the water to ice ratio was 40:1.
이러한 실험과 기타 다양한 실험을 한 결과, 단열박스의 진공단열패널을 20mm로 한 상태에서 물팩과 얼음팩 내부에 투입되는 물과 얼음의 비율이 15:1에서 30:1의 범위로 한 경우에는 단열박스 내부 온도가 목표 온도범위를 소정시간(24시간) 동안 유지하는 것을 확인하였다. 이를 기초로, 본 발명은 상기 제1팩과 상기 제2팩에 투입되는 얼음과 물의 중량 비를 1:15 ~ 1:30의 범위로 도출한 것이다.As a result of these experiments and other various experiments, when the ratio of water and ice injected into the water pack and ice pack is in the range of 15: 1 to 30: 1 with the vacuum insulation panel of the insulation box set to 20 mm, the insulation is insulated. It was confirmed that the temperature inside the box maintained the target temperature range for a predetermined time (24 hours). Based on this, the present invention derives the weight ratio of ice and water introduced into the first pack and the second pack in the range of 1:15 to 1:30.
본 발명에서는 얼음과 물의 다양한 중량비율을 이용하여 단열박스 내부 온도 유지여부를 실험하였으며, 그 결과 단열박스 내부 온도를 필요한 목표 온도범위로 24시간 동안 유지하기 위한 최적의 조건으로 제1팩과 제2팩에 투입되는 얼음과 물의 중량비율을 1:15 ~ 1:30의 범위로 도출하였다.In the present invention, using various weight ratios of ice and water, an experiment was conducted to determine whether the internal temperature of the insulation box was maintained. The weight ratio of ice and water introduced into the pack was derived in the range of 1:15 to 1:30.
이와 같이, 제1팩과 제2팩에 투입되는 얼음과 물의 중량비율을 정한 경우에 우리나라의 여름과 겨울의 실제 온도 보다 더 가혹한 상황를 가정한 외부 온도조건을 하계조건과 동계조건으로 하여 실험한 경우에도 단열박스 내부 온도가 모두 적절 범위로 유지되었으며, 단열박스 내부 온도가 의약품 운송에 필요한 목표 온도범위의 상단과 하단 사이에서 운송에 필요한 시간만큼 유지되는 것을 확인하였다. In this way, when the weight ratio of ice and water input to the first and second packs is determined, the external temperature conditions assuming harsher conditions than the actual temperatures in summer and winter in Korea are summer and winter conditions. In the case of the experiment It was confirmed that the internal temperature of the insulation box was maintained within the appropriate range, and that the temperature inside the insulation box was maintained between the upper and lower ends of the target temperature range required for transporting medicines for the time required for transport.
이것은 단열박스 내부에 1)얼음과 물이라하는 친환경 PCM소재를 이용하였고, 2)얼음과 물을 외측에서 내측으로 순차적으로 배치하고, 3)얼음의 영향이 의약품에 직접 전달되지 않도록 물을 내장한 팩을 얼음 팩보다 더 넓은 면적으로 하고, 4)얼음과 물의 중량 비율을 적절히 선택하고 5)투입되는 얼음과 물 자체의 온도를 적절하게 선택한 점 등에 기인하는 효과이다.Inside the insulation box, 1) eco-friendly PCM materials called ice and water are used, 2) ice and water are sequentially placed from the outside to the inside, and 3) water is embedded so that the effects of ice are not directly transmitted to medicines. This effect is due to the fact that the pack has a larger area than the ice pack, 4) the weight ratio of ice and water is properly selected, and 5) the temperature of the ice and water itself is properly selected.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also made according to the present invention. falls within the scope of the rights of
Claims (7)
상기 케이스의 육면 각각의 내측에 탈착 가능하게 형성되고, 내부에 얼음을 구비하는 제1팩; 및
상기 제1팩 각각의 내측에 탈착 가능하게 형성되고, 내부에 물을 구비하는 제2팩;을 포함하고,
상기 제2팩의 표면적은 마주보는 인접한 제1팩의 표면적 보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 단열상자.A case of a rectangular parallelepiped shape consisting of an upper surface, a lower surface and a side surface;
a first pack detachably formed inside each of the six sides of the case and having ice therein; and
A second pack detachably formed inside each of the first packs and having water therein;
The insulating box, characterized in that the surface area of the second pack is formed larger than the surface area of the adjacent first pack facing each other.
상기 제1팩은 육면 각각의 중앙부에 배치되는 것을 특징으로 하는 단열상자.According to claim 1,
The first pack is an insulating box, characterized in that disposed in the center of each of the six sides.
상기 제2팩은 육면체 코너에서 ㄱ자로 꺾여서 배치되는 것을 특징으로 하는 단열상자.According to claim 1,
The second pack is an insulating box, characterized in that disposed by being bent in an L shape at the corner of the hexahedron.
상기 제1팩은 -20℃ 이하에서 냉동상태로 단열상자 내부로 투입되는 것을 특징으로 하는 단열상자.In claim,
The first pack is an insulating box, characterized in that put into the insulating box in a frozen state at -20 ℃ or less.
상기 제1팩과 제2팩의 외피는 알루미늄 호일이며, 내부에는 각각 얼음과 물이 수용된 상태로 밀봉된 것을 특징으로 하는 단열상자.According to claim 1,
The outer shells of the first and second packs are aluminum foil, and the insulation box is sealed with ice and water contained therein, respectively.
상기 제1팩의 얼음과 상기 제2팩의 물의 중량 비는 1:15 ~ 1:30의 범위인 것을 특징으로 하는 단열상자.According to any one of claims 1 to 5,
The insulation box, characterized in that the weight ratio of the ice in the first pack and the water in the second pack is in the range of 1:15 to 1:30.
상기 케이스는 진공단열패널로 된 본체와 뚜껑으로 이루어지고,
상기 본체는 ㄷ자 형상의 부재가 양단에서 서로 결합되는 구조이며,
상기 뚜껑은 ㄷ자 형상의 부재가 서로 겹쳐지는 구조인 인 것을 특징으로 하는 단열상자.According to any one of claims 1 to 5,
The case is made of a body and a lid made of a vacuum insulation panel,
The body has a structure in which U-shaped members are coupled to each other at both ends,
The lid is an insulating box, characterized in that the structure in which the U-shaped members overlap each other.
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