진공 플라스크

Vacuum flask
"Thermos"는 여기서 리다이렉트 됩니다.회사에 대해서는 Thermos LLC를 참조하십시오.다른 용도는 보온병(동음이의)을 참조하십시오.
이 기사는 진공 단열 플라스크에 대한 것입니다.진공 여과 시 사용되는 플라스크는 뷔치너 플라스크를 참조한다.
커피와 같은 유체의 온도를 유지하는 데 사용되는 보온병 브랜드의 진공 플라스크의 전형적인 디자인입니다.
뮌헨, 도이체스 박물관, 실험실 듀어 플라스크
진공 플라스크 도표
액체 질소의 극저온 저장 디워로, 극저온 냉동고 공급에 사용됩니다.

진공 플라스크(Dewar 플라스크, Dewar 병 또는 보온병이라고도 함)는 내용물이 플라스크 주변보다 더 뜨겁거나 더 차가운 상태로 유지되는 시간을 크게 연장하는 절연 저장 용기입니다.1892년 제임스 듀어 경에 의해 발명된 이 진공 플라스크는 두 개의 플라스크로 구성되어 있으며, 하나는 다른 하나의 플라스크 안에 놓이고, 목덜미에 연결되어 있다.두 플라스크 사이의 틈새에 공기가 부분적으로 빠져나가면서 거의 진공 상태가 형성되어 전도 또는 대류에 의한 열 전달이 크게 감소합니다.차가운 액체를 보관하는 데 사용하면 플라스크 외부의 응결도 사실상 제거됩니다.

진공 플라스크는 음료를 장시간 뜨겁거나 차갑게 유지하고 조리된 음식을 뜨겁게 유지하기 위해 국내에서 사용됩니다.그것들은 또한 가열 조리에도 사용된다.진공 플라스크는 산업에서도 다양한 용도로 사용됩니다.

역사

구스타프 로버트 팔렌, 이중벽 선박입니다특허 1908년 6월 27일 1909년 7월 13일 발행

진공 플라스크는 1892년 스코틀랜드 과학자 제임스 듀어 경이 저온학 분야의 연구를 통해 고안하고 발명했으며 그를 기리기 위해 듀어 플라스크로 불리기도 한다.Dewar는 팔라듐 원소의 비열을 측정하는 실험을 수행하면서 팔라듐을 원하는 [1]온도로 유지하기 위해 황동 챔버를 다른 챔버에 봉입했습니다.그는 두 챔버 사이의 공기를 빼서 내용물의 온도를 안정적으로 유지하기 위해 부분적인 진공 상태를 만들었다.Dewar는 그의 발명품에 대한 특허를 거부했고, 다른 사람들이 유리와 알루미늄과 같은 새로운 재료를 사용하여 개발한 플라스크는 화학 실험의 중요한 도구가 되었고 또한 흔한 [1]가정용품이 되었다.

드워의 디자인은 1904년 독일의 두 글라스 블로어 라인홀드 버거와 알버트 아셴브레너가 차가운 음료와 따뜻한 음료를 따뜻하게 유지하는데 사용될 수 있다는 것을 발견하고 일상 [2][3]사용에 적합한 보다 견고한 플라스크 디자인을 발명하면서 빠르게 상업적인 아이템으로 변모되었다.Dewar 플라스크 디자인은 특허를 받은 적이 없지만 이 제품의 상업적 용도를 발견한 독일인들이 Thermos라고 이름 지었고, 그 후 상업적인 제품에 대한 권리와 상표권을 주장했습니다.그 발명에 대한 권리를 주장하려는 그의 후속 시도에서, Dewar는 대신 [4]그 회사에 법정 소송에서 패소했다.보온병의 제조와 성능은 비엔의 발명가이자 상인인 구스타프 로버트 팔렌에 의해 크게 개선되고 개선되었으며, 그는 또한 특허권을 가지고 미국, 캐나다, 영국의 보온병 회사를 통해 널리 유통되었다.또는 각 국가별 시장.미국 보온병 회사는 CT주 노리치에 대량생산을 구축하여 가격을 낮추고 가정용 제품의 [2]광범위한 유통을 가능하게 하였다.시간이 지남에 따라 이 회사는 주로 이동 중에 커피를 휴대하고 캠핑 여행 중에 액체를 운반하여 고온 또는 저온을 유지하는 데 사용되는 이러한 소비자 제품의 크기, 모양 및 소재를 확장했습니다.결국 다른 제조업체들도 소비자용으로 비슷한 제품을 생산했다.

이 이름은 나중에 "thermos"라는 용어가 이러한 진공 단열 액체 [2][5]용기의 일반 명칭이 된 후 일반화된 상표권이 되었다.진공 플라스크는 많은 다른 종류의 과학 실험을 위해 사용되었고 상업적인 "테르모스"는 일반적인 품목으로 변형되었다.보온병은 일부 국가에서는 등록 상표로 남아 있지만,[5] 1963년 미국에서는 일반 진공 플라스크와 구어적으로 동의어가 되었기 때문에 법정 소송으로 일반화된 상표로 선언되었습니다.하지만 다른 진공 플라스크도 있다.

설계.

진공 플라스크는 두 개의 용기로 구성되어 있는데, 한 용기는 다른 용기의 내부에 배치되고 목 부분에 접합됩니다.두 용기 사이의 간극은 부분적으로 공기가 빠져나가 부분 진공이 생성되어 열 전도 또는 대류를 감소시킵니다.열복사에 의한 열전달은 틈새에 접한 플라스크 표면에 은을 입힘으로써 최소화될 수 있지만 플라스크 내용물이나 주변이 매우 뜨거울 경우 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 진공 플라스크는 일반적으로 물의 끓는점 이하에서 내용물을 유지합니다.대부분의 열 전달은 진공이 없는 플라스크의 목과 개구부를 통해 이루어집니다.진공 플라스크는 보통 금속, 붕규산 유리, 발포체 또는 플라스틱으로 만들어지며 코르크나 폴리에틸렌 플라스틱으로 입구를 막는다.진공 플라스크는 종종 절연 수송 컨테이너로 사용됩니다.

매우 크거나 긴 진공 플라스크는 목 부분에서만 내부 플라스크를 완전히 지지할 수 없으므로 내부와 외부 셸 사이에 스페이서로 추가적인 지지대가 제공됩니다.이러한 스페이서는 열교 역할을 하며 스페이서가 내부 표면에 접촉하는 영역 주변의 플라스크의 절연 특성을 부분적으로 감소시킵니다.

NMR 및 MRI 기계와 같은 여러 기술 애플리케이션은 이중 진공 플라스크를 사용합니다.이 플라스크에는 진공 부분이 두 개 있습니다.내부 플라스크에는 액체 헬륨이 들어 있고 외부 플라스크에는 액체 질소가 들어 있으며, 그 사이에 진공 부분이 하나 있습니다.귀중한 헬륨의 손실은 이 방법으로 제한된다.

진공 플라스크의 다른 개선 사항으로는 증기 냉각 방사선 차폐와 증기 냉각 [6]넥이 있으며, 이 두 가지 모두 플라스크로부터의 증발을 줄이는 데 도움이 됩니다.

연구 및 산업

다음 항목도 참조하십시오.저온 스토리지 디워

실험실 및 산업에서는 진공 플라스크를 사용하여 액화가스(일반적으로 끓는점이 77K인 액체 질소)를 보관하여 급속 냉동, 샘플 준비 및 극저온 생성 또는 유지를 원하는 기타 프로세스를 수행합니다.대형 진공 플라스크는 산소 및 질소 등 주변 온도보다 훨씬 낮은 온도에서 기체가 되는 액체를 저장합니다. 이 경우 극도로 차가운 병 내부로 열이 누출되면 액체가 천천히 비등하게 되므로 좁고 억제되지 않은 개구부 또는 압력 완화 밸브로 보호되는 정지된 개구부가 발생합니다.플라스크가 깨지는 것을 방지하기 위해 필수적입니다.진공 플라스크의 단열은 매우 느린 "부글부글"을 초래하므로 내용물은 냉동 장치 없이 장기간 액체 상태로 유지됩니다.

진공 플래스크는 표준 셀과 오븐화된 제너 다이오드를 프린트 기판과 함께 전기 표준으로 사용되는 정밀 전압 조절 장치에 수용하는 데 사용되어 왔습니다.플라스크는 장기간에 걸쳐 Zener 온도를 제어하는 데 도움이 되었으며, 온도 변동으로 인해 Zener 표준의 출력 전압 변동을 감소시키는 데 사용되었습니다.

캐나다 길드라인 인스트루먼트의 9154B 모델, 포화 표준 셀, 즉 전기 전압 표준에서 한 가지 주목할 만한 용도가 있었습니다.여기에서는 은도금 진공 플라스크를 발포 단열재로 포장하고 대형 유리 진공 플러그를 사용하여 포화 셀을 고정했습니다.이 장치의 출력은 1.018볼트로, 몇ppm 이내로 유지되었다.

진공 플라스크의 원리는 특정 종류의 로켓 연료를 저장하는 데 이상적이며, NASA는 1960년대와 1970년대에 [7]토성 발사체의 추진제 탱크에 그것을 광범위하게 사용했다.

1930년대 "Thermofix" 진공 플라스크.

드와르 플라스크의 디자인과 모양은 공간을 사이에 둔 두 칸의 모양이 빛과 눈을 [8]맞히는 것과 비슷하다는 생각에 착안해 광학 실험 모델로 활용됐다.진공 플라스크는 또한 일정한 [9]온도를 유지하기 위해 다양한 화학 물질의 캐패시터로 사용하는 실험의 일부이기도 합니다.

산업용 Dewar 플라스크는 의료 [10][11]수송물을 수동적으로 절연하는 데 사용되는 장치의 기초입니다.대부분의 백신은 열에 민감하고[12][13] 냉동에 가까운 안정적인 온도로 유지하기 위해 냉쇄 시스템을 필요로 한다.Arktek 장치는 8개의 1리터 얼음 블록을 사용하여 10°[14]C 미만의 온도에서 백신을 보관합니다.

석유 및 가스 산업에서 Dewar 플라스크는 와이어라인 로깅 도구의 [15]전자 부품을 절연하는 데 사용됩니다.기존의 로깅 공구(정격 350°F)는 Dewar 플라스크에 모든 민감한 전자 부품을 장착하여 고온 사양으로 업그레이드됩니다.[16]

안전.

진공 플라스크는 폭발 위험이 있으며, 특히 진공 상태의 유리 용기가 예기치 않게 깨질 수 있습니다.특히 용기 온도가 급격하게 변할 때(뜨겁거나 차가운 액체가 첨가될 때) 칩, 긁힘 또는 균열이 위험한 용기 고장의 시작점이 될 수 있습니다.Dewar 진공 플라스크를 사용하기 전에 담금질하여 적절히 준비하여 장치의 기능을 유지하고 최적화하는 것이 좋습니다.유리 진공 플라스크는 일반적으로 금속 베이스에 실린더가 들어 있거나 메시, 알루미늄 또는 플라스틱으로 코팅되어 있어 취급에 도움이 되고 물리적 손상으로부터 보호되며 [citation needed]깨졌을 때 파편이 들어 있습니다.

또한 저온 저장 이슬라는 일반적으로 가압되어 있으며 감압 밸브를 사용하지 않을 경우 폭발할 수 있다.

진공 플라스크를 엔지니어링할 때는 열팽창을 고려해야 합니다.외벽과 내벽은 서로 다른 온도에 노출되어 있으며 서로 다른 속도로 팽창합니다.진공 플라스크는 외벽과 내벽 사이의 열팽창 차이로 인해 파열될 수 있습니다.팽창 조인트는 파열을 방지하고 진공 무결성을 유지하기 위해 튜브형 진공 플래스크에 일반적으로 사용됩니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b Soulen, Robert (March 1996). "James Dewar, His Flask and Other Achievements". Physics Today. 49 (3): 32–37. Bibcode:1996PhT....49c..32S. doi:10.1063/1.881490.
  2. ^ a b c "Our History". Thermos. 2011. Retrieved 31 March 2013.
  3. ^ "James Dewar, the man who invented the thermos flask". BBC History. 2 April 2013. Archived from the original on 4 May 2014.
  4. ^ Frank A. J. L. James. "Dewar, James - BRITISH CHEMIST AND PHYSICIST". Advameg, Inc. Retrieved 30 December 2010.
  5. ^ a b "Has thermos become a generic trademark?". genericides.org. 18 May 2020. Retrieved 2021-01-28.
  6. ^ "History of Cryogenics: A Cryo Central resource from the CSA". Cryogenicsociety.org. 2008-04-18. Retrieved 2012-11-29.
  7. ^ Cortright, Edgar."아폴로 달 탐험대" NASA 공식 간행물 1975년
  8. ^ Haynes, John; Scott, Jesse (1948). "A Method for Silvering a Dewar Flask for Optical Experiments". Science. 107 (2777): 301. Bibcode:1948Sci...107..301H. doi:10.1126/science.107.2777.301. PMID 17791184.
  9. ^ Elliot, Willard (1970). "A Spectrophotometric Dewar Flask with Integral Light Shield". Public Health Reports. 85 (3): 276–279. doi:10.2307/4593845. JSTOR 4593845. PMC 2031665. PMID 4984895.
  10. ^ Stinson, Liz (18 June 2013). "This Revolutionary Cooler Could Save Millions of Lives". WIRED.
  11. ^ "Gates-backed device extends cold chain to rural areas". FierceVaccines.
  12. ^ Murhekar MV, Dutta S, Kapoor AN, Bitragunta S, Dodum R, Ghosh P, Swamy KK, Mukhopadhyay K, Ningombam S, Parmar K, Ravishankar D, Singh B, Singh V, Sisodiya R, Subramanian R, Takum T (2013). "Frequent exposure to suboptimal temperatures in vaccine cold-chain system in India: results of temperature monitoring in 10 states". Bulletin of the World Health Organization. 91 (12): 906–13. doi:10.2471/BLT.13.119974. PMC 3845272. PMID 24347729.
  13. ^ Samant Y, Lanjewar H, Parker D, Block L, Tomar GS, Stein B (2007). "Evaluation of the Cold-Chain for Oral Polio Vaccine in a Rural District of India". Public Health Reports. 122 (1): 112–21. doi:10.1177/003335490712200116. PMC 1802111. PMID 17236617.
  14. ^ "Arktek Awarded Prequalified PQS Status by WHO" (Press release). ARKTEK. 2015-04-26.
  15. ^ "Thermal Management of Downhole Oil and Gas Logging Sensors for HTHP Applications Using Nanoporous Materials". ResearchGate. Retrieved 2021-02-11.
  16. ^ 베어드, 톰 등"고압, 고온 유정 벌목, 천공 및 테스트"유전 리뷰 5.2/3(1993) : 15-32.

추가 정보

외부 링크