發熱體的製作方法

2023-07-21 22:51:41 2

專利名稱：發熱體的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於對水、油、其它液體及固體迅速地進行加熱的發熱體，特別涉及不使用電氣手段、可燃氣體及固體燃料等廣泛應用的加熱發熱手段而可迅速加熱的發熱體。
現有技術中，作為對液體及固體進行加熱的發熱體，一般採用電、可燃氣體、碳化氫類液體或者固體燃料、作為特殊的加熱方法則採用由氧化鈣、氯化鈣或者鋁等的水和反應而導致發熱的方法(實開昭60-70235號、實開昭61-89332號、實開昭62-93654號公報等)。
另外，近年作為特殊的方法還設想了如特開昭52-19358號公報所揭示的，在攜帶用煮沸-保溫器等上所具有的填充了鉛丹粉末和矽粉末混合物的細長管的發熱體。
一般情況下普通使用的電、可燃氣體在室內使用時非常方便，然而在戶外利用時就有諸多不便之處。另外，對碳氫類液體、固體燃料，為了加速加熱速度，裝置將大型化，攜帶性差，而且，戶外遇雨天、大風時使用就有困難。
利用氧化鈣、氯化鈣或鋁等的水和反應而引起的發熱的發熱體，在戶外使用也是適合的，但是，存在加熱速度比較慢且對應於加熱劑體積，所得的熱量非常少的缺點。
前述的利用了填充於細長管中的鉛丹粉末及矽粉末混合的發熱劑的攜帶用煮沸-保溫器(特開昭52-19358號公報)對於水或油的煮沸、保溫，在室內、戶外的利用雖是適合的，但存在容器整體就要變得比較大，而且加熱目的受到限定，容器構選將更為複雜，加熱劑自身還有須填充於細長管中的麻煩，從而成本高的問題。另外，由於加熱劑的性質所定，點火時有用電加熱器、或點火器進行瞬時加熱的必要，也就是說，存在著火所必要的熱量多，著火性差的問題。
本發明的目的在於提供在室內及戶外均能迅速地加熱液體、固體、能在無電、煤氣等的場所使用的，而且燃燒時不產生臭氣的，可簡便且迅速地著火、加熱的，且小型的、攜帶性優異的，低成本的加熱器。
本發明的發明者們，針對加熱劑產熱量多、而操作簡便，成本又低的加熱器，進行了種種實驗、研討，結果開發出了氧化亞鐵、氧化亞銅及四氧化三鉛粉末的一種或多種與矽及/或矽與鐵的合金粉末混合而成的發熱體;以及與該發熱部相接觸而設置的著火部，即在高溫且低熱量下著火的硼及/或鋁的粉末中用氧化亞鐵、氧化亞銅、過氧化鋇及過氧化鍶粉末的一種或多種相混合而成的著火部;以及與該著火部鄰接設置的由使該著火部發火的點火部構成的發熱體;並開發了其構造為將該發熱體設置於金屬容器上，並在該金屬容器壁的某部設置細孔，通過細孔依靠容器外的動作而使之發火的瞬間加熱器。
金屬制容器上所設的細孔是用來使發動點火部的細線或棒狀物引出外部，以及作為抑制發火後的金屬制容器內壓上升用的氣體放出口而發揮機能。另外，被加熱物為液體時，將該金屬制容器直接浸漬於被加熱物中而使用的場合，該細孔也可製成不使被加熱物流入該金屬制容器內的細管。這些細孔或細管設置1-2個。
用本加熱器加熱固體的場合或雖是液體，但被加熱物不流入該加熱器的容器內的場合，設置了細孔的本加熱器是與被加熱物緊貼著使用的。在該場合下，除去本加熱器與被加熱物緊密接觸而進行熱傳導的部位以外，如將之覆以阻熱材料，則可使熱損失減少，熱效率提高。
另外，在將本加熱器浸漬於水、油等液體中進行加熱的場合，使用為防止被加熱物流入該加熱器的金屬制容器內而設置的細管。在該場合下，盛有被加熱物的容器，採用紙、玻璃、金屬、陶瓷或合成樹脂等，通過對由細管端部引出的細線進行拉、推或旋等容器外部的動作，使點火部因摩擦發火，進而通過著火部，使發熱部瞬時發熱，從而可以實現在非常短的時間內發生大量熱的目的。該點火部是通過摩擦而引起發火的，它是由使點火劑借摩擦熱而發火的機構，或者由通過摩擦電石而引起火花的機構構成的。
發生的熱通過熱傳導性好的金屬容器的壁面，效率良好地迅速地傳至被加熱物，結果被加熱物可以在非常短的時間內被加熱，且熱損失也非常少。
細孔或細管如前所述，可使細線等取出至外部，且如能使氣體自加熱器內部放出即可，1mmφ-10mmφ左右的圓形或圓柱形或三角形、四方形或者稜柱等可以任意地使用。
本發熱體在實際使用時，根據其使用目的、使用場所、被加熱物的種類等，其構成組成物的量或整體形狀可以作適宜地改變。作為被加熱物可以例舉水、油等液體，及食品(麵條、酒、湯等)或者金屬板等。另外，作為發熱體的設置形態，如後所述，基本上可以考慮採用內部收納式、底置式、周圍加熱式、間接加熱式、平板加熱式等。
附圖的簡要說明以下針對附圖加以說明

圖1、圖2及圖3表示本發明涉及的發熱體的基本的構造。圖1為圓盤形的發熱體，圖2為有底中空圓筒形的發熱體，圖3為薄板狀的發熱體。當然，在本發明中，並不限於圖示的發熱體形狀，其他的柱體、長方體等任意的形狀，可以按需加以採用。
圖1的發熱體是由圓盤形的發熱部1及與該發熱部1上面的某部相接而設置成一體的著火部2及與該著火部2相鄰接而配置的點火部3所構成的。發熱部1及著火部2，並不限於如圖所示的著火部2埋設於發熱部1的部分中的那種構造，也可將著火部2與發熱部1的上面、下面或側面相接而配置，其接觸形式可以是任意的。另外，點火部3，必須置於因點火必然能使前記的著火部2著火的距離的範圍內，並與前記的著火部2的位置相鄰接。
另外，圖2的發熱體，是由有底的中空圓筒狀的發熱部1A及與該發熱1A的底面的一部分相貼合或塗敷於其上的著火部2A，及與該著火部2A相近接配置的點火部3A構成的。該發熱體如要由所需的發熱劑粉末形成的，則難以保持薄壁狀，故可以採用將鐵等金屬薄板成形容器4作為增強材料，在該容器的外面塗敷一定厚度的懸濁於溶劑(水、乙醇、樹脂等)中的發熱體粉末，並使之乾燥的製作方法，或採用壓製成形的製造方法。
另外，圖3表示薄板狀的發熱體，是由分別設置的薄板狀發熱部1B，及與該發熱部相接的著火部2B，及與該著火部相近接的點火部3B而構成的。該薄板狀的發熱部1B，可採用在鐵板5(例如為0.2mm厚的白鐵皮製的平板，或者為了使粘著強度提高也可採用表面粗糙度大的板、表面帶凹凸的板、或穿設了許多小孔的板)的一面或兩面塗敷由發熱劑粉末在乙醇、水等溶劑中攪混後的形成物，並使之乾燥的製法，或者採用在上記的板上疊加發熱劑粉末(預使之具有一定程度的流動性)再用壓製機壓制的方法。由此所得之發熱體雖為薄板狀，然卻持有相當的堅固性。
構成上述發熱體的發熱部1、1A、1B是由氧化亞鐵、氧化亞銅及四氧化三鉛中的一種以上的粉末，及與形成該氧化物的金屬相比生成氧化物時具有更大的生成熱的矽及/或矽與鐵的合金的粉末混合而成，當該矽及/或矽與鐵的合金的粉末從氧化物中奪取氧而氧化時產生大量的生成熱。
另外，著火部2、2A、2B是為了使上記的需要熱量多、著火比較困難的發熱部容易著火而設置的，是在硼及/或鋁粉末中混合氧化亞鐵、氧化亞銅、過氧化鋇及過氧化鍶中的一種以上而形成的。雖然需要高溫，但在以低熱量便可容易地著火的該著火部，因硼及/或鋁被氧化亞鐵、氧化亞銅、過氧化鋇等氧化時會產生大量的生成熱，故通過該著火部與前記的發熱部相接設置，可以確實地使發熱部著火而發熱。此外，發熱體是以粉體形式使用時，著火劑希望是鋁及按照需要加入少量的硼、再在其中加入過氧化鋇及過氧化鍶的混合物。而在以固態形式使用時，著火劑希望是硼及按照需要加入少量的鋁、再在其中加入氧化亞鐵及/或氧化亞銅的混合物。
點火部3、3A、3B通過摩擦、火花等簡便地發火，經過前記的著火部，最終使前記的發熱部非常容易著火、發熱，即通過與著火部並用使前記的發熱部迅速且容易地發熱。為此，點火部3、3A、3B是通過將赤磷、硫磺、硫化砷、硫化磷等可燃物中的一種以上與氯酸鉀、過氯酸鉀硝酸鉀等氧化劑形成的混合物在以金屬細線或細繩為中心用寬約5-20mm的薄紙(日本紙等)進行數次卷繞時，紐絞入細線與薄紙的接觸部分而形成。將該點火部藉助適當的固定管等而固定於容器中，通過拉、推或趕呋螄幹乖謨脛降慕喲ゲ糠植Σ寥齲褂汕凹塹幕旌銜鐨緯傻牡慊鵂練⒒稹Ａ磽猓擁慊鴆懇部剎捎糜傻縭≧EM，Fe，Mg的合金等)及鐵等的硬質物構成的火花發生機構。
因上記的發熱部1、1A、1B及著火部2、2A、2B為粉末狀的，故將前述的組成配製後，其中加入適當的粘合劑並攪拌，之後任意地將之壓製成塊狀、板狀、筒狀等，或者充填至鐵、不鏽鋼製的充填容器中進行使用。
如此構成的發熱體供實際使用的樣態由圖4-圖8所示。
圖4表示直接盛放被加熱物(水、油等液體、或固體物)的容器中安放了由充填有本發明的發熱體的充填容器11而構成的加熱器，並使之發熱時的樣態。作為發熱體，將圖1所示的形狀的發熱體放入帶細管12的充填容器11內，並將點火部3的細線13通過該細管12導入外部。將這樣的發熱體放入容器14中，安裝加熱器之後，盛入液體15、通過拉動細線13而使點火部3發火、接著依次使著火部2及發熱部1發熱、隔著充填容器11對液體15進行加熱。發熱體可以是使用一次即扔掉的，也可以是將充填容器製成開閉式的，在內部發熱體使用之後，重新更換的。
圖5表示發熱體的底置式樣態，在設有被加熱物收容部的容器14的底部，另外設置發熱體收容部。發熱體同樣使用如圖1相同之物，容器14的側面底部側設有可在外部進行點火操作的細孔17，通過對取出在外部的細線13進行拉、推或旋轉而使點火部3、著火部2、發熱體1這樣依次發火、發熱，從而對被加熱物15進行加熱。這種樣態的發熱體均可製成一次性使用的或反覆使用的。19為絕熱材料。
其次，圖6為周圍加熱式的，為適合於對被加熱物進行均勻地加熱的樣態。該樣態採用圖2所示的發熱體，內部的缶體4及發熱部1A用絕熱體容器20包圍，同時，在發熱部底面設置有著火部2A，此外，與該著火部相近接，設置有由用金屬制或塑料制的固定環21固定的金屬線的前端處所設置的點火劑及薄紙形成的點火部3A，將金屬線的後端引出在容器外，並裝上拉手22，拉動該拉手藉助摩擦使之發火，從而使著火部2A及發熱部1A發熱。23為蓋子。
圖7為間接加熱式，主要為被加熱物為固體(例如，盒飯類)的場合而防止燒焦時適用的樣態。如圖所示，在收容被加熱物的帶蓋容器24的底部設有絕熱層25，其下部設有本發明的發熱體。發熱體採用圖1的類型，發熱部1用金屬板、金屬線材、陶瓷等制的支持臺26加以支承，與底部的接觸採用點或線接觸，儘可能地使熱傳導減少。著火部2及點火部3的機構及相互關係與前記的圖6所示之物相同。絕熱層25為直接載放被加熱物的，例如由鋼絲綿、蜂窩狀構造絕熱材料、雲母、陶瓷粉等絕熱材料或空氣層所構成，可根據其種類或厚度來調整表面溫度。
圖8為平板加熱式的，是例如將盒飯等類面積比較廣的被加熱物作為加熱對象採用的樣態。該樣態的發熱體，在帶蓋的收容被加熱物的淺容器27的底板的下部，配置有如圖3所示的薄板狀的發熱部1B，分別地與該發熱部相接設有著火部2B，與該著火部近接2設置了點火部3B。點火部3B與圖6或圖7的機構相同，因其點火使發熱部1B發熱、使容器的鐵板28加熱，從而對其上的被加熱物加熱。
圖9、10及11為根據本發明製成的瞬間加熱器的各個實施例。
在圓形或矩形的金屬容器11內，充填有發熱部1及在發熱部1之上的比發熱劑更容易著火的著火部2，在與之近接的位置上設有點火部3。通過在容器11之外部操作，借摩擦熱使點火部3發火的金屬制或棉的細線13通過細孔17或細管12導出在容器之外部。
細線13的前端部裝於點火部3的內部，通過拉動細線，在點火部內產生摩擦熱而發火，繼而依次地著火部2、發熱部1也發火。如圖9所示，在細線允許較短時，也可取代該細線，將針狀的棒狀物插入點火部內，採用從外部拉或推或旋轉的方式使之摩擦發火。
另外，為了將加熱器內部產生的少量的煙除去，根據需要，也可以如圖11所示，將由玻璃棉、活性炭等形成的濾器9設置於細管部中。
圖12表示採用電石作為點火具的情況，由稀土類金屬混合物(REM)約85%、殘鐵及微量的Mg等形成的電石圓棒4A及，開設了鋸齒狀孔4C、孔周圍設有放射狀的切縫4D的硬質鐵板4B組成。圖13為鐵板4B的正視圖。需要的時候，可以在電石上安上把手4E。通過拉、推該電石使之產生火花，對著火部點火。
(實施本發明的最佳形態)
以下對實施例加以描述。
實施例1(1)容器及被加熱物容器如圖4所示的構造的容器(80mmφ×130mm高度)被加熱物水500ml(2)發熱體發熱部氧化鐵(Fe2O3)粉末70g、矽鐵合金(75%矽、25%鐵)粉末30g之混合物。
著火部以鋁粉末15%、硼3%及殘留氧化亞銅為主成分的含有少量過氧化鋇、過氧化鍶的氧化劑形成的著火劑0.5g。
點火部將赤磷、氯酸鉀之混合物0.01g卷繞在日本紙上的發火具。
(3)結果通過拉動點火部的細線，使著火部及發熱部發熱，其結果使10℃的水在4分鐘後上升至100℃。
實施例2(1)容器及被加熱物容器加圖5所示的構造的容器(直徑65mm、高度80mm、絕熱層厚10mm、發熱體收容部厚20mm)。
被加熱物茶水200cc(2)發熱體發熱部氧化鐵(Fe2O3)粉末28g、鐵矽合金(75%矽、25%鐵)粉末12g之混合物40g。
著火部以鋁粉末15%、硼3%、及殘留過氧化鋇為主成分的少量含有氧化亞銅、過氧化鍶的氧化劑形成的著火劑0.2g。
點火部電石(REM、Fe、Mg之合金)及硬質鐵構成的火花發生器。
(3)結果由拉動點火部的細線使著火部及發熱部發熱，結果在2分鐘後使茶水溫度上升至100℃。
實施例3(1)容器及被加熱物容器如圖8所示構造的容器(170mmφ、高度30mm、發熱體收容部厚20mm、發熱體為在0.2mm厚的白鐵板的兩面分別疊加2mm厚的發熱劑)。
被加熱物鰻魚盒飯500g。
(2)發熱體發熱部氧化鐵(Fe2O3)粉末35g、鐵矽合金(75%矽、25%鐵)粉末15g之混合物50g。
著火部以鋁粉末15%、硼3%、及殘留的氧化亞銅為主成分的，少量含有過氧化鋇、過氧化鍶的氧化劑所形成的著火劑0.3g。
點火部將赤磷、氯酸鉀之混合物0.01g卷繞在日本紙上的發火具。
(3)結果由拉動點火部的細線而使著火部及發熱部發熱、結果能使盒飯在5分鐘之後溫度上升至50℃。
實施例4將以氧化鐵(Fe2O3)粉末70g、鐵矽合金(75%矽、25%鐵)粉末30g之混合物為發熱部，在其上部為由鋁粉末15%、硼3%、及殘留過氧化鋇為主成分的少量含有氧化亞銅、過氧化鍶的氧化劑形成的著火部0.5g，赤磷、氯酸鉀0.01g卷繞在日本紙上的點火部，如圖10所示，設置在鐵製容器內製成加熱器。
將炯尤繞鶻謔⒂ 00ml水的玻璃容器內，通過拉動細線13使加熱劑發火。結果在1分鐘後使水溫度自10℃上升至100℃。
實施例5將以氧化鐵(Fe2O3)粉末79.2g、矽粉末20.8g之混合物為發熱部，在其上部為由以鋁粉末15%、硼3%及殘留過氧化鋇為主成分的少量含有氧化亞銅、過氧化鍶的氧化劑形成的著火劑0.5g，把這些經壓製成為50mmφ、厚度約為15mm的圓片狀，由赤磷、氯酸鉀0.02g卷繞在日本紙上的點火部設置於圖11所示的鐵製容器內，製成加熱器。
將本加熱器浸入盛有600ml水的玻璃容器內，拉動細線13而使加熱劑發火。另外，在細管部分設置由玻璃棉0.2g-活性碳0.5g-玻璃棉0.2g形成的濾器。結果，細管部不再產生煙，在1分鐘內可使10℃的水溫度上升至100℃。
實施例6將與實施例5同種類、同數量的製成圓片狀的發熱劑、著火劑，與和實施例5同樣的點火部一起設置於圖9所示的鐵製容器內，製成加熱器。將加熱器設置於100mm×100mm、厚10mm的鐵板上，使加熱劑發火，對鐵板進行加熱。結果，鐵板下部的溫度在1分鐘左右內加熱至300-350℃。
實施例7以氧化鐵(Fe2O3)粉末70g、鐵矽合金(75%矽、25%鐵)粉末30g之混合物為發熱劑，其下部為由鋁粉末13%、硼5%及殘留的氧化亞銅為主成分的少量含有過氧化鋇、過氧化鍶的氧化劑形成的著火劑0.4g，將它們壓製成圓片狀並與採用如圖12、13所示的電石的發火具一起設置於如圖12所示的鐵製容器內，製成加熱器。
本加熱器的上部放置盛有500ml水的玻璃容器，推入電石使之發火。結果，10℃的水在3分後上升至90℃。
實施例8(1)容器及被加熱物容器如圖5所示構造的容器(φ84mm×高150mm)缶上蓋的內側用粘膠帶固定有如圖12所示之點火具。
被加熱物方便麵65g、湯.材料10g、水310ml(2)發熱體發熱部氧化鐵(Fe2O3)粉末56g、鐵矽合金(80重量%矽、20重量%鐵)粉末24g之混合物。
著火部硼12重量%、氧化亞鐵及少量過氧化鋇88重量%的粉末0.5g的混合物點火部圖13所示硬質鋼板。
(3)絕熱材料發熱體的最近處為約5mm的氧化矽·氧化鋁纖維、其下為玻璃棉約20mm。
(4)結果打開缶上蓋、取出點火具4A、4E，注水後將點火具從缶底側面插入使之發火，使著火部及發熱部燃燒。結果，3分鐘後使被加熱物溫度上升至100℃。該方便麵的煮法與通常的注入熱水泡成方便麵要好，具有特別的風味。
以上說明的本發明的發熱體按照如下的方式構成即為採用著火比較困難的、燃燒溫度低的、安全性高的、低成本的發熱部;及著火比較容易的、成本略高的、少量的著火部;及使該著火部著火的簡便的點火部。因此，可以低成本地對被加熱物在非常短的時間內進行加熱。因而，利用該發熱體，可以提供小型的攜帶性好的發熱裝置。
權利要求
1.一種發熱體，其特徵為，該發熱體包括將氧化亞鐵、氧化亞銅及四氧化三鉛粉末的一種或多種與矽及/或矽與鐵的合金粉末混合而成的發熱部；及與該發熱部相接設置的、在硼及/或鋁粉末中混合氧化亞鐵、氧化亞銅、過氧化鋇及過氧化鍶粉末中的一種或多種而成的著火部；及與該著火部鄰接的使該著火部發火的點火部。
2.如權利要求1所述的發熱體，其特徵為，該發熱部為長方體、柱體、圓板礎⒈「遄椿蛘呶鋅趙餐滄吹摹
3.一種瞬間加熱器，其特徵為，將如權利要求1或2所述的發熱體設置於金屬容器內，在該金屬制容器的一部分上設置細孔、通過細孔，從容器外動作，以使其點火。
4.如權利要求3所述的瞬間加熱器，其特徵為，該金屬制容器壁的一部分所設有細孔為細管狀的。
5.如權利要求3或4所述的瞬間加熱器，其特徵為，發熱體配置於具有被加熱物收容部的容器的底部、側部或周圍。
全文摘要
本發明涉及一種發熱體，其構成包括由氧化亞鐵、氧化亞銅及四氧化三鉛粉末及矽/或矽與鐵的合金粉末混合而成的發熱部；及與該發熱部鄰接的硼或鋁粉末中混合氧化亞鐵、氧化亞銅、過氧化鋇或過氧化鍶粉末而成的著火部；及與該著火部鄰接的使赤磷及氯酸鉀的混合物借摩擦熱或電石的火花而發火的點火部。本發明提供不用加熱發熱手段的，可迅速且簡便地加熱的發熱體，及利用該發熱體製成的瞬間加熱器。
文檔編號C09K19/32GK1038275SQ8910442
公開日1989年12月27日 申請日期1989年5月12日 優先權日1988年5月12日
發明者鈴木良一, 近藤裕之, 水沼晉 申請人:新日本制鐵株式會社, 日清食品株式會社, 日東制器株式會社