Быстродействующий нагреватель и нагревательное устройство

 

Изобретение относится к нагревательному устройству. Сущность изобретения: устройство содержит тепловыделяющую часть, состоящую из смеси порошка по крайней мере одного из оксидов, включающих оксид железа, оксид меди и трисвинецтетроксид, и порошка кремния и/или сплава кремния с железом, зажигательную часть, прилегающую к тепловыделяющей части и состоящую из смеси порошка бора и/или порошка алюминия и порошка по крайней мере одного из оксидов, включающих оксид железа, оксид меди, пероксид бария и пероксид стронция, и воспламенительную часть, расположенную около зажигательной части и состоящую из смеси красного фосфора и хлората калия, которую воспламеняют посредством теплоты трения или посредством искр от кремния. Это нагревательное устройство способно быстро и легко нагревать объект, подлежащий нагреванию, без использования постороннего нагревательного средства. В соответствии с настоящим изобретением предлагается также быстродействующий нагреватель, в котором используют нагревательное устройство. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к нагревательному устройству для быстрого нагрева жидкостей, таких как вода, масло и т.д., и твердых веществ, в частности к нагревательному элементу, позволяющему осуществлять быстрый нагрев без использования обычных средств нагрева, таких как электрические средства, горючие газы и твердые топлива.

В качестве греющих средств для нагрева жидкостей и твердых веществ обычно используют электричество, горючие газы, жидкие и твердые топлива, содержащие углеводороды. В соответствии с особой технологией нагрева используют для получения тепла реакции гидратации оксида кальция, хлорида кальция, алюминия или т.п.

Известно нагревательное устройство, содержащее смесь порошка красного оксида свинца (свинцового сурика) и порошка кремния, заложенную в удлиненную трубку.

Наиболее близким к предложенному является нагревательное устройство и быстродействующий нагреватель, в которых используют экзотермическую реакцию смеси порошка оксида металла, состоящие из тепловыделяющей, зажигательной и воспламенительной частей.

Нагревательный элемент, использующий тепловыделение при реакции гидратации оксида кальция, хлорида кальция или алюминия, пригоден для использования вне помещения (на открытом воздухе), но имеет недостатки, состоящие в том, что скорость нагрева относительно низка и очень мало количество тепла, получаемого на единицу объема теплотворного агента.

Переносной кипятильник-подогреватель с использованием теплотворного агента, содержащего смесь порошка свинцового сурика и порошка кремния, заложенную в удлиненную трубку (заявка N 52-19358 ф. "Кокай" на патент Японии), пригоден для кипячения воды или масла и подогрева как в помещении, так и вне его.

Однако корпус устройства имеет большой размер. Кроме того, его применение ограничено некоторыми специфическими целями нагрева, а конструкция корпуса сложна. Теплотворный агент трудно уложить в удлиненную трубку, что приводит к высоким затратам на изготовление. Из-за природы теплотворного агента требуется разогрев его в течение некоторого времени посредством электронагревателя или зажигалки для осуществления зажигания. Следовательно, для зажигания теплотворного агента требуется большое количество тепла, что говорит о плохой воспламеняемости теплотворного агента.

Цель изобретения - обеспечение возможности быстрого нагрева жидкостей или твердых веществ как в помещении, так и вне его за счет создания нагревательного устройства, позволяющего легко и быстро зажигать его и производить нагрев без создания неприятного запаха при сгорании даже там, где нет электричества или газа, и имеющего небольшие размеры (потому удобно в переноске) и низкую стоимость.

Для этого, нагревательное устройство состоит из тепловыделяющей части, содержащей смесь порошка по крайней мере одного из оксидов, включающих оксид железа, оксид меди и трисвинецтетроксид, и порошка кремния и/или сплава кремния с железом, зажигательной части, прилегающей к тепловыделяющей части и состоящей из смеси порошка бора и/или алюминия, воспламеняющегося (порошка) при высокой температуре, но с подводом небольшого количества тепла, и порошка по крайней мере одного из оксидов, включающих оксид железа, оксид меди, пероксид бария и пероксид стронция, и воспламенительной части, расположенной около зажигательной части; контейнера, снабженного указанным нагревательным устройством, расположенным на дне, сбоку или по периферии контейнера, и имеющего секцию для размещения объекта, подлежащего нагреву. Быстродействующий нагреватель, включает нагревательное устройство, заключенное в металлический корпус, имеющий небольшое отверстие, выполненное в некоторой части его стенки, благодаря чему воспламенение может быть осуществлено с управлением снаружи корпуса через это отверстие.

Нагревательное устройство в соответствии с предлагаемым изобретением содержит тепловыделяющую часть, состоящую из веществ, которые, хотя и трудновосламенимы, имеют низкую стоимость и высокую безопасность и способны выделять достаточное количество тепла, зажигательную часть, расположенную вплотную к тепловыделяющей части и способную легко загораться и мгновенно заставлять тепловыделяющую часть выделять тепло и осуществлять нагрев, и воспламенительную часть, расположенную в непосредственной близости к зажигательной части и способную надежно воспламенять зажигательную часть от трения. Это нагревательное устройство способно выделять большое количество тепла за короткий промежуток времени. Выделяемое тепло быстро и эффективно передается через поверхность стенки хорошо проводящего тепло металлического корпуса, пластинки, проволочной сетки или т.п. к нагреваемому объекту, в результате чего объект может быть нагрет за очень короткий промежуток времени с минимальной потерей тепла.

Нагревательное устройство при практическом применении может быть самым разным по количеству его составных частей и по общей конфигурации в зависимости от назначения, места применения, вида объекта, подлежащего нагреву, и т. д. Этим объектом могут быть жидкости, такие как вода, масло и т.д., и пищевые продукты, такие как китайская вермишель, суп и т.д.

Что касается корпуса, в котором размещают нагревательное устройство, то он может быть самого разного типа: капсульного, с размещением на дне, с нагревом по периферии, с косвенным нагревом, с нагревом через пластину или др.

В быстродействующем (безынерционном) нагревателе небольшое отверстие, образованное в стенке металлического корпуса, служит для направления выведенной наружу тонкой проволоки или стержня, используемых для приведения в действие воспламенительной части, а также действует как выпускное отверстие для газа, предотвращающее повышение давления в корпусе после зажигания. Когда нагреваемым объектом является жидкость и металлический корпус погружают прямо в жидкость, это отверстие может быть заменено тонкой трубкой, предназначенной для предотвращения втекания жидкости в корпус. На практике предусматривают одно или два таких небольших отверстия или одну или две тонкие трубки.

Когда посредством такого нагревателя нагревают твердый объект или когда нагреваемым объектом является жидкость, но она не склонна течь в корпус, нагреватель, имеющий небольшое отверстие или отверстия, используют в тесном контакте с нагреваемым объектом. В этом случае и нагреватель, и нагреваемый объект предпочтительно покрывают теплоизолятором, кроме зоны тесного контакта, где осуществляют теплопередачу, так как такое покрытие предельно уменьшает потерю тепла и повышает эффективность нагрева.

При использовании такого нагревателя для нагрева такой жидкости, как вода или масло, с погружением нагревателя в жидкость его снабжают тонкой трубкой или трубками для предотвращения втекания жидкости (нагреваемого объекта) в металлический корпус нагревателя. В этом случае для контейнера, в который помещают объект, подлежащий нагреву, используют в качестве материала бумагу, стекло, металл, фарфор или синтетическую смолу, а воспламенительную часть воспламеняют посредством трения, создаваемого действием, производимым снаружи контейнера, таким как вытаскивание, заталкивание или поворот тонкой проволоки или т.п., выходящей из конца тонкой трубки. Это воспламенение заставляет загораться зажигательную часть с немедленным после этого выделением тепла тепловыделяющей частью, что позволяет получать большое количество тепла за очень короткий промежуток времени. Воспламенительную часть заставляют воспламеняться посредством трения. В частности, такое воспламенение осуществляют путем воспламенения запального вещества посредством тепла от трения или посредством искр, получаемых путем трения кремня.

Поскольку выделяемое тепло быстро и эффективно передают к нагреваемому объекту через поверхность стенки хорошо проводящего тепло металлического корпуса, объект может быть нагрет за очень короткий промежуток времени с минимальной потерей тепла.

Небольшое отверстие или тонкая трубка нужны лишь для выделения наружу тонкой проволоки или т.п. и способны выпускать газы из внутренней полости нагревателя. Что касается формы такого отверстия или трубки, то она может быть круглой или стебельчатой с диаметром примерно 1-10 мм или же могут быть использованы другие подходящие формы, такие как треугольная, квадратная; призматическая и т.д.

На фиг. 1-3 показаны варианты выполнения нагревательного устройства:на фиг. 1 - нагревательное устройство дискового типа, на фиг. 2 - снабженное дном полое цилиндрическое нагревательное устройство и на фиг. 3 - нагревательное устройство типа тонкой пластинки; на фиг. 4-8 - варианты контейнера с нагревательной функцией, снабженного нагревательным устройством; на фиг. 9-12 - варианты выполнения быстродействующего (безынерционного) нагревателя; на фиг. 13 - вид спереди нагревателя.

Нагревательному устройству в соответствии с настоящим изобретением могут быть приданы различные другие формы, такие как призматическая, форма прямоугольного параллелепипеда и т.д.

Нагревательное устройство, показанное на фиг. 1, содержит дискообразную тепловыделяющую часть 1, зажигательную часть 2, отпрессованную за одно целое с тепловыделяющей, в результате чего она находится в контакте с частью верхней поверхности тепловыделяющей части 1, и воспламенительную часть 3, расположенную вблизи зажигательной части 2. Комбинация тепловыделяющей части 1 и зажигательной части 2 необязательно может иметь конструкцию, при которой зажигательная часть 2 заделана в тепловыделяющую часть 1; зажигательная часть может быть отформована отдельно и установлена в контакте с верхней, нижней или боковой поверхностью тепловыделяющей части 1. Способ обеспечения контакта может быть правильно выбран в соответствии с ситуацией. Воспламенительная часть 3 должна быть расположена поблизости от зажигательной части 2 на расстоянии, обеспечивающем возможность надежного зажигания части 2 путем воспламенения воспламенительной части 3.

Нагревательное устройство, показанное на фиг. 2, состоит из снабженной дном полой цилиндрической тепловыделяющей части 1А, зажигательной части 2А, прикрепленной к части нижней поверхности тепловыделяющей части 1А путем приклеивания или нанесения в виде покрытия, и воспламенительной части 3А, расположенной в непосредственной близости от зажигательной части 2А. Это нагревательное устройство выполнено из порошка требуемого теплотворного агента, едва ли может сохранять свою форму, потому что имеет малую толщину, поэтому в соответствии с настоящим изобретением используют в качестве арматуры отформованный из тонкого листа металла (например, железо) каркас 4, на наружную поверхность которого наносят заданной толщины покрытие из измельченного в порошок теплотворного агента, взвешенного в растворителе, таком как вода, спирт, смола, и т.д., после чего его подвергают сушке. Для изготовления нагревательного устройства в соответствии с настоящим изобретением пригоден также и способ прессования в пресс-форме.

Нагревательное устройство, показанное на фиг. 3, представляет собой устройство типа тонкой пластинки, состоящее из тонкой пластинообразной тепловыделяющей части 1В, зажигательной части 2В, прилегающей к тепловыделяющей части, и воспламенительной части 3В, расположенной в непосредственной близости от зажигательной части. Тонкая пластинообразная тепловыделяющая часть 1В может быть изготовлена путем нанесения порошка теплотворного агента, перемешанного с растворителем, таким как спирт, вода и т.д., на одну или обе стороны жестяной пластинки 5, которая может представлять собой, например, пластинку из тонколистовой стали толщиной 0,1 мм или, что нужно для повышения прочности связи, пластинку с высокой степенью шероховатости поверхности, пластинку с неровностями на поверхности или пластинку с большим количеством пор, затем сушки покрытия или путем наложения порошка теплотворного вещества, имеющего некоторую степень жидкотекучести, на указанную пластинку и прессования его в тонкую пластинку. В результате получают нагревательное устройство с достаточной прочностью, хотя оно и представляет собой тонкую пластинку.

Тепловыделяющая часть (1, 1А, 1В) нагревательного устройства состоит из смеси порошка по крайней мере одного из оксидов, включающих оксид железа, оксид меди и трисвинецтетроксид, и порошка кремния и/или сплава кремния с железом с теплотой образования оксида, большей, чем у металлов, образующих упомянутые оксиды. Порошок кремния и/или сплава кремния с железом выделяет много теплоты образования, когда он окисляется путем отнятия кислорода от оксида.

Зажигательная часть (2, 2А, 2В) предусмотрена для облегчения зажигания тепловыделяющей части, которая требует большого количества тепла и относительно трудно зажигается. Эту часть изготавливают из смеси порошка бора и/или алюминия и по крайней мере одного из оксидов, включающих оксид железа, оксид меди, пероксид бария и пероксид стронция. При использовании такой зажигательной части, которая, хотя и требует высокой температуры, легко зажигается небольшим количеством тепла, получают большое количество теплоты образования при окислении бора и/или алюминия указанным соединением (оксидом меди, пероксидом бария и т.д.), так что эта зажигательная часть, прилегающая к тепловыделяющей части, обеспечивает надежное зажигание тепловыделяющей части. Если нагревательный элемент используют в порошкообразном виде, зажигательный агент изготавливают из алюминия, предпочтительно с небольшим количеством бора, когда это нужно, и пероксида бария и пероксида стронция. Когда нагревательное устройство используют в твердом виде, зажигательный агент изготавливают из бора, предпочтительно с небольшим количеством алюминия, когда это нужно, и оксида железа и/или оксида меди.

Воспламенительную часть (3, 3А, 3В) легко воспламеняют посредством трения. Эту часть выполняют так, что ее можно легко воспламенить посредством теплоты трения или посредством искр, получаемых путем трения кремния. Воспламенение воспламенительной части продолжается дальше через зажигательную часть к тепловыделяющей части, заставляя ее легко загораться и выделять тепло. Воспламенительная и зажигательная части вместе обеспечивают быстрое и легкое зажигание тепловыделяющей части и выделение ею тепла. Для получения такой воспламенительной части воспламенительный агент, изготовленный из смеси по крайней мере одного вида воспламеняющего вещества, такого как красный фосфор, сера, сульфид мышьяка, сульфид фосфора и т.д., и окислителя, такого как хлорат калия, перхлорат калия, нитрат калия и т.д., напыляют на полоску тонкой бумаги, такой как японская бумага, шириной примерно 5-20 мм и обматывают вокруг металлической проволоки или струны несколькими витками, в результате чего воспламенительный агент оказывается накрученным на контактирующие участки тонких проволоки и бумаги. Воспламенительную часть должным образом прикрепляют к корпусу с помощью подходящей закрепительной трубки или других средств. Тонкую проволоку вытаскивают ,заталкивают или поворачивают для получения тепла от трения на ее участках, контактирующих с бумагой, в результате чего происходит воспламенение воспламенительного агента, изготовленного из упомянутой смеси. Воспламенительная часть может содержать механизм искрообразования, состоящий из кремния (сплав редкоземельного металла, железа или магния и т.д.) и твердого вещества, такого как железо.

Поскольку материалы, используемые для изготовления тепловыделяющей и зажигательной частей, первоначально порошкообразны, то их смешивают в указанных составах, затем добавляют нужное связующее и/или другие добавки, перемешивают и прессуют в требуемом виде, таком как блок, пластинка, цилиндр и т.д., или смесь укладывают в корпус, изготовленный из железа или нержавеющей стали.

Способы практического применения нагревательного устройства, установленного в контейнере, имеющем нагревательную функцию, показаны на фиг. 4-8. На фиг. 4 показан способ применения, при котором нагреватель, выполненный путем укладки нагревательного устройства в корпус 11, помещают в контейнер, имеющий вмещающую часть для подлежащего нагреву объекта (жидкости, такие как вода, масло и т.д., или твердые вещества), и приводят в действие для выделения тепла. Нагревательное устройство типа, показанного на фиг. 1, уложено в корпус 11, снабженный тонкой трубкой 12, сквозь которую проходит наружу от восламенительной части 3 тонкая проволока 13. Нагреватель, снабженный таким нагревательным устройством, устанавливают в контейнер 14. Затем вливают в контейнер 14 жидкость 15, подлежащую нагреву, и вытаскивают тонкую проволоку 13, вызывая воспламенение воспламенительной части 3 для зажигания последовательно зажигательной части 2 и тепловыделяющей части 1, в результате чего происходит выделение тепла, нагревающего жидкость 15, через заполненный корпус 11. Контейнер может быть изделием одноразового пользования и потому может быть выброшен после однократного использования или же он может быть выполнен как открываемый и закрываемый контейнер, в этом случае использованное в нем нагревательное устройство может быть заменено новым.

На фиг. 5 показан контейнер такого типа, в котором нагревательное устройство устанавливают на дно контейнера. Контейнер 14, имеющий секцию для приема объекта, подлежащего нагреву, отдельно снабжают расположенным у дна контейнера отсеком для размещения нагревательного устройства. Нагревательное устройство используют такое, как показано на фиг. 1. На стороне, близкой к дну контейнера 14, предусмотрено небольшое отверстие 17, предназначенное для обеспечения возможности приведения воспламенительной части в действие снаружи. Чтобы осуществить последовательное зажигание воспламенительной 3, зажигательной 2 и тепловыделяющей 1 частей для получения тепла для нагрева объекта, вытаскивают, заталкивают или поворачивают тонкую проволоку 13, выходящую наружу через отверстие 17. При этом способе применения контейнер может быть либо одноразового, либо многоразового использования. Позицией 19 обозначена изоляция.

На фиг. 6 показан способ периферийного нагрева, который пригоден для осуществления равномерного нагрева объекта, подлежащего нагреву. В этом способе применения используют нагревательное устройство, показанное на фиг. 2. Банка (каркас 4) внутри и тепловыделяющая часть 1А заключены в изолированный контейнер 20, причем на дне тепловыделяющей части имеется зажигательная часть 2А. В непосредственной близости от зажигательной части расположена воспламенительная часть 3А, состоящая из воспламеняющего агента и полоски тонкой бумаги на конце металлической проволоки, удерживаемой посредством металлического или пластмассового кольца 21. Задний конец металлической проволоки выходит из контейнера наружу, где он снабжен ручкой 22 для вытаскивания. Оператор захватывает ее и тянет, вызывая зажигание посредством трения воспламенительной части, в результате чего происходит зажигание зажигательной 2А и тепловыделяющей 1А частей и, следовательно, выделение тепла. Позицией 23 обозначена крышка.

На фиг. 7 показан способ косвенного нагрева. Этот способ применения пригоден тогда, когда объектом, подлежащим нагреву, являются твердые материалы (например, банка с завтраком) и нужно избежать подгорания. В нижней части закрытого контейнера 24, в который помещают подлежащее нагреванию вещество, расположен теплоизоляционный слой 25, под которым размещено нагревательное устройство. Используемое здесь нагревательное устройство является устройством такого же типа, как показано на фиг. 1. Нагревательная часть удерживается посредством держателя 26, изготовленного из листового металла, металлической проволоки, керамики и т.п. и выполненного так, что упомянутая часть имеет точечный или линейный контакт с дном контейнера, что сведет к минимуму теплопередачу. Устройство зажигательной 2 и воспламенительной 3 частей и их взаимосвязь такие же, как у нагревательного устройства, показанного на фиг. 6. Теплоизоляционный слой 25 выполняют так, чтобы обеспечить возможность помещения нагреваемого объекта непосредственно на него. Он состоит из теплоизоляционного материала, такого как стальная вата, изоляционный материал сотовой структуры, слюда, керамический порошок и т.д. , и воздушного слоя. Температуру поверхности изоляционного слоя регулируют типом используемого изоляционного материала и толщиной слоя.

На фиг. 8 показан способ нагрева через плоскую пластину, который пригоден для нагревания объекта, имеющего относительно большую площадь поверхности, такого как банка с завтраком. При этом способе тонкую пластикообразную тепловыделяющую часть 1В, показанную на фиг. 3, устанавливают под донной пластиной (листом) закрытого полого контейнера 27, имеющего секцию для приема нагреваемого объекта, причем к указанной тепловыделяющей части прилегает зажигательная часть 2В, в непосредственной близости от которой расположена воспламенительная часть 3В. Воспламенительная часть 3В имеет такую же конструкцию, как та, что показана на фиг. 6 и 7. Зажигание воспламенительной части вызывает загорание тепловыделяющей части 1В, которая, выделяет тепло, нагревает железную пластину (лист) 28 контейнера, последняя ,в свою очередь, нагревает подлежащий нагреванию объект, помещенный на железную пластину.

На фиг. 9-12 показаны различные варианты быстродействующего нагревателя в соответствии с настоящим изобретением.

В круглый или прямоугольный металлический корпус 11 уложена тепловыделяющая часть 1 и расположенная на ней зажигательная часть 2, которую легче зажечь, чем теплотворный агент, вблизи от зажигательной части установлена воспламенительная часть 3. Тонкая металлическая проволока 13 или нить проходит наружу через небольшое отверстие 17 или тонкую трубку 12, и на эту проволоку (нить) 13 воздействуют снаружи, чтобы получить теплоту трения, посредством которой зажигают воспламенительную часть 3.

Конец тонкой проволоки 13 входит в воспламенительную часть 3, благодаря чему при вытаскивании проволоки (нити) в указанной части образуется теплота трения, вызывающая воспламенение этой части с последовательным зажиганием зажигательной части 2 и тепловыделяющей части 1. Если тонкая проволока или нить короткая, как в примере, показанном на фиг. 9, она может быть заменена стержнеобразной деталью из твердого материала, такой как шпилька, которая входит в воспламенительную часть и которую, чтобы вызвать зажигание посредством трения, вытаскивают, заталкивают или поворачивают.

Для удаления дыма, образующегося в небольшом количестве в нагревателе, в тонкую трубку (фиг. 11) может быть вставлен фильтр 9, изготовленный из стекловаты, активного угля или т.п.

На фиг. 12 и 13 показан вариант, в котором в качестве воспламенительного средства используют кремень. Здесь использован круглый стержень 4А кремния, состоящий приблизительно из 85% смеси редкоземельных металлов, а остальное в основном железо и следовое количество другого вещества или вещество, например Mg, и закаленная стальная пластинка 4В, в которой выполнено зазубренное отверстие 4С с несколькими распределенными по окружности отверстия радиальными пропилами 4D. На фиг. 13 показан вид спереди стальной пластинки 4В. На кремне при желании может быть предусмотрена ручка (кнопка) 4Е. Для получения искр, зажигающих зажигательную часть, кремень вытаскивают или задвигают внутрь.

Примеры осуществления настоящего изобретения даны ниже.

П р и м е р 1.

1. Контейнер и нагреваемый объект. Контейнер диаметр 80 мм и высота 130 мм, имеющий конструкцию, показанную на фиг. 4.

Нагреваемый объект:вода 500 мл.

2. Нагревательное устройство Тепловыделяющая часть состоит из смеси 70 г порошка оксида железа (Fe2O3) и 30 г ферросилиция (75% кремния и 25% железа). Зажигательная часть изготовлена из 0,5 г зажигательного агента, состоящего из 15% порошка алюминия, 3% бора, а остальное - окислитель, содержащий в основном оксид меди и небольшие количества пероксида бария и пероксида стронция.

Восламенительная часть: запал, изготовленный путем обертывания 0,01 г смеси красного фосфора и хлората калия японкой бумагой.

3. Результат.

Путем вытаскивания тонкой проволоки, идущей от воспламенительной части, заставили зажигательную и тепловыделяющую части выделить тепло, благодаря чему температура воды, которая была 10оС, могла быть повышена до 1000оС за 4 мин.

П р и м е р 2.

1. Контейнер и нагреваемый объект.

Контейнер диаметр 65 мм и высота 80 мм, имеющий конструкцию, показанную на фиг. 5 (толщина теплоизоляции 10 мм, высота секции для размещения нагревательного устройства 20 мм).

Нагреваемый объект: 200 см3 чаю.

2. Нагревательное устройство Тепловыделяющая часть состоит из 40 г смеси, 28 г порошка оксида железа (Fe2O3) и 12 г ферросилиция (75 кремния и 25% железа).

Зажигательная часть изготовлена из 0,2 г теплотворного агента, содержащего 15% порошка алюминия, 3% бора, остальное - окислитель, состоящий в основном из пероксида бария и небольших количеств оксида меди и пероксида стронция.

Воспламенительная часть: искрообразователь, состоящий из кремния (сплав редкоземельного металла, железа или магния) и твердого Fe.

3. Результат Путем вытаскивания тонкой проволоки, идущей от воспламенительной части, заставили зажигательную и тепловыделяющую части выделить тепло, благодаря чему температура чая могла быть повышена до 100оС за 2 мин.

П р и м е р 3.

1. Контейнер и нагреваемый объект Контейнер диаметр 170 мм и высота 30 мм, имеющий конструкцию, показанную на фиг. 8 (высота секции для размещения нагревательного устройства 20 мм, нагревательное устройство состоит из тонколистового металла толщиной 0,2 с 2 мм слоем теплотворного агента на обеих сторонах пластинки тонколистового металла).

Нагреваемый объект: 500 угля с рисом в банке с завтраком.

2. Нагревательное устройство Тепловыделяющая часть состоит из 50 г смеси, 35 г порошка оксида железа (Fe2O3) и 15 г порошка ферросилиция (75% кремния и 25% железа).

Зажигательная часть изготовлена из 0,3 г горючего вещества, содержащего 15% порошка алюминия, 3% бора, остальное (до 100%) - окислитель, содержащий в основном оксид меди и небольшие количества пероксида бария и пероксида стронция.

Воспламенительная часть: запал (воспламенитель), изготовленный путем обертывания 0,01 г смеси красного фосфора и хлората калия японской бумагой.

3. Результат Путем вытаскивания тонкой проволоки воспламенительной части заставили зажигательную и тепловыделяющую части выделить тепло, благодаря чему завтрак мог быть нагрет до 50оС в течение 5 мин.

П р и м е р 4. Тепловыделяющая часть была изготовлена из смеси 70 г порошка оксида железа (Fe2O3) и 30 г порошка ферросилиция (75% кремния и 25% железа). На тепловыделяющую часть нанесли зажигательную часть (0,5 г), состоящую из 15% порошка алюминия, 3% бора, остальное - окислитель, содержащий в основном пероксид бария и небольшие количества оксида меди и пероксида стронция. Далее была изготовлена воспламенительная часть путем обертывания 0,01 смеси красного фосфора и хлората калия полоской японской бумаги, после чего упомянутые части поместили в железный корпус (фиг. 10) и получили в результате нагреватель.

Этот нагреватель поместили в стеклянный контейнер, содержащий 500 мл воды, и путем вытаскивания тонкой проволоки 13 зажгли теплотворный агент. В результате температура воды, которая составляла 10оС, могла быть повышена до 1000оС в течение минуты.

П р и м е р 5. Тепловыделяющую часть приготовили из смеси 79,2 г порошка оксида железа (Fe203) и 20,8 г порошка кремния и наложили на нее 0,5 г зажигательного вещества, состоящего из 15% порошка алюминия, 3% бора, остальное - окислитель, содержащий в основном пероксид бария и небольшие количества оксида меди и пероксида стронция. Из полученного состава получили прессованием таблетки диаметром 50 мм и толщиной около 15 мм. Затем изготовили воспламенительную часть путем обертывания 0,02 г красного фосфора и хлората калия полоской японской бумаги. Комплект из тепловыделяющей, зажигательной и воспламенительной частей уложили в железный корпус (фиг. 11) и получили в результате нагреватель.

Этот нагреватель поместили в стеклянный контейнер, содержащий 600 мл воды, и путем вытаскивания проволоки 13 зажгли теплотворный агент. В тонкую трубку был вставлен фильтр, изготовленный из слоистого материала: 0,2 г стекловаты, 0,5 г активного угля 0,2 г стекловаты. Дыма из тонкой трубки не было, и воду, имевшую 10оС, нагрели до 100оС примерно за минуту.

П р и м е р 6. В железный корпус уложили таблетки такого же типа, как в примере 5, и такие же, как в примере 5, количество теплотворного и зажигательного агентов и, использовав такую же как в примере 5, воспламенительную часть, получили нагреватель. Нагреватель поместили на толстую железную пластину с размерами 100 х х100 х 10 мм и зажгли нагревательное устройство с целью нагрева железной пластины. В результате нижняя часть железной пластины была нагрета до 300-350оС приблизительно за минуту.

П р и м е р 7. В качестве теплотворного агента использовали смесь 70 г порошка оксида железа (Fe2O3) и порошка ферросилиция (75% кремния и 25% железа). Под теплотворный агент положили 1,5 г зажигательного агента, содержащего 13% порошка бора и 87% окислителя, состоящего в основном из оксида меди. Эти соединения спрессовали в таблетки. Таблетки и запал с кремнем, показанный на фиг. 12 и 13, разместили в железном корпусе, как показано на фиг. 12, и получили нагреватель.

Этот нагреватель поместили в стеклянный контейнер, содержащий 500 мл воды, и посредством кремния вызвали зажигание и выделение тепла. В результате оказалось, что вода, имевшая 10оС, была нагрета до 90оС в течение 3 мин.

П р и м е р 8.

1. Контейнер и нагреваемый объект Контейнер диаметр 84 мм и высота 150 мм, имеет конструкцию, показанную на фиг. 5, причем к задней стороне верхней крышки банки прикреплен посредством клейкой ленты запал (воспламенитель), показанный на фиг. 12.

Нагреваемый объект: 65 г лапши быстрого приготовления (китайская вермишель) с 10 г бульона и ингредиентов и 310 мл воды.

2. Нагревательное устройство Тепловыделяющая часть изготовлена из смеси 56 г порошка оксида железа (Fe2O3) и 24 г порошка ферросилиция (80 кремния и 20 мас.% железа).

Зажигательная часть изготовлена из 1,2 г порошка, содержащего 12 бора и 85 мас.% оксида железа.

Воспламенительная часть: закаленная стальная пластинка, показанная на фиг. 13.

3. Теплоизоляционный материал: волокно из окиси кремния и окиси алюминия в зоне, непосредственно прилегающей (около 5 мм толщины, к нагревательному элементу, и стекловата (около 20 мм толщины ) в зоне расположенной ниже.

4. Результат Открыв верхнюю крышку банки, взяли запал и после заливки воды вставили запал сбоку дна банки, чтобы вызвать воспламенение и последовательно зажигание зажигательной и тепловыделяющей частей. В результате температура нагреваемого объекта могла быть повышена до 100оС приблизительно за 3 мин. Лапша, приготовленная таким способом, имела лучшие форму и вкус, чем лапша, приготовленная путем заливки горячей воды в соответствии с традиционным способом.

Нагревательное устройство в соответствии с настоящим изобретением состоит из тепловыделяющей части, которую трудно зажечь и которая имеет низкую температуру горения, высокую безопасность и низкую стоимость, небольшого количества зажигающего агента, составляющего зажигательную часть, хотя и имеющего относительно высокую стоимость, и простой воспламенительной части для зажигания зажигательной части, в результате чего подлежащий нагреванию объект можно нагреть посредством этого нагревательного устройства за очень короткий промежуток времени и с низкой стоимостью. Таким образом, используя этот нагревательный элемент, можно создать переносное нагревательное оборудование небольших размеров.


Формула изобретения

1. Быстродействующий нагреватель, содержащий металлический корпус и нагревательное устройство, состоящее из тепловыделяющей, зажигательной и воспламенительной частей, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в работе, в части верхней поверхности или стенки корпуса выполнено отверстие для размещения воспламенительной части, при этом воспламенительная часть расположена рядом с зажигательной.

2. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен трубкой, размещенной в отверстии.

3. Нагревательное устройство, содержащее тепловыделяющую часть, состоящую из смеси порошка оксида металла, экзотермически взаимодействующего с порошком кремния и/или сплава кремния с железом, зажигательной или воспламенительной частей, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности, зажигательная часть расположена рядом с тепловыделяющей и состоит из смеси порошка бора и/или алюминия и порошка по крайней мере одного из оксидов, включающих оксид железа, оксид меди, пероксид бария и пероксид стронция.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что тепловыделяющая часть состоит из смеси порошков оксида железа и ферросилиция, взятых в соотношении 70 и 30 мас.ч. соответственно.

5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что воспламенительная часть содержит кремень, искрами трения о который воспламеняется зажигательная часть.

Приоритет по пунктам:
18.03.88 - по пп.1 и 2.

17.05.88 - по пп. 3 - 5.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к подогреву природного газа теплогенераторами в магистральных трубопроводах и может быть использовано для подогрева запорной арматуры трубопроводов и компрессорных станций

Изобретение относится к конструкциям каталитических реакторов, обеспечивающих преобразование тепловой энергии и ее аккумулирование в виде энергии химических связей, и может быть использовано в химической технологии, системах теплоснабжения для термохимического преобразования сконцентрированной солнечной энергии
Изобретение относится к способам получения тепловой энергии путем окисления твердого топлива и может быть использовано, например, в коммунальном хозяйстве для отопления помещений

Изобретение относится к транспортному машиностроению и, в частности, может быть использовано в силовых установках автомобилей

Изобретение относится к области энергомашиностроения и, в частности, может быть использовано в силовой установке автотранспортного средства

Изобретение относится к нагревательным устройствам и может быть использовано для нагревания различных твердых и жидких веществ, консервов, продуктов быстрого приготовления без использования традиционных средств нагревания (газ, электричество и т.п.)

Изобретение относится к области рыбоводства и предназначено для повышения температуры воды в прудах и установках индустриального типа

Изобретение относится к области химических источников тепла, работающих на основе использования тепловых эффектов химических реакций, в частности к области автономных источников тепла (АИТ), способных обеспечить локальный нагрев до заданной температуры и поддержание ее в течение требуемого промежутка времени

Изобретение относится к области химических источников тепла, а конкретно - к материалам для теплопередачи на основе реакции окисления магния

Изобретение относится к нагревательному устройству

Наверх