CN1038085A - 发热体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发热体，其构成包括：由氧化亚 铁、氧化亚铜及四氧化三铅粉末及硅/或硅与铁的合 金粉末混合而成的发热部；及与该发热部邻接的硼或 铝粉末中混合氧化亚铁、氧化亚铜、过氧化钡或过氧 化锶粉末而成的着火部；及与该着火部邻接的使赤磷 及氯酸钾的混合物借摩擦热或电石的火花而发火的 点火部。本发明提供不用加热发热手段的，可迅速且 简便地加热的发热体，及利用该发热体制成的瞬间加 热器。

Description

本发明涉及用于对水、油、其它液体及固体迅速地进行加热的发热体，特别涉及不使用电气手段、可燃气体及固体燃料等广泛应用的加热发热手段而可迅速加热的发热体。

现有技术中，作为对液体及固体进行加热的发热体，一般采用电、可燃气体、碳化氢类液体或者固体燃料、作为特殊的加热方法则采用由氧化钙、氯化钙或者铝等的水和反应而导致发热的方法（实开昭60-70235号、实开昭61-89332号、实开昭62-93654号公报等）。

另外，近年作为特殊的方法还设想了如特开昭52-19358号公报所揭示的，在携带用煮沸-保温器等上所具有的填充了铅丹粉末和硅粉末混合物的细长管的发热体。

一般情况下普通使用的电、可燃气体在室内使用时非常方便，然而在户外利用时就有诸多不便之处。另外，对碳氢类液体、固体燃料，为了加速加热速度，装置将大型化，携带性差，而且，户外遇雨天、大风时使用就有困难。

利用氧化钙、氯化钙或铝等的水和反应而引起的发热的发热体，在户外使用也是适合的，但是，存在加热速度比较慢且对应于加热剂体积，所得的热量非常少的缺点。

前述的利用了填充于细长管中的铅丹粉末及硅粉末混合的发热剂的携带用煮沸-保温器（特开昭52-19358号公报）对于水或油的煮沸、保温，在室内、户外的利用虽是适合的，但存在容器整体就要变得比较大，而且加热目的受到限定，容器构选将更为复杂，加热剂自身还有须填充于细长管中的麻烦，从而成本高的问题。另外，由于加热剂的性质所定，点火时有用电加热器、或点火器进行瞬时加热的必要，也就是说，存在着火所必要的热量多，着火性差的问题。

本发明的目的在于提供在室内及户外均能迅速地加热液体、固体、能在无电、煤气等的场所使用的，而且燃烧时不产生臭气的，可简便且迅速地着火、加热的，且小型的、携带性优异的，低成本的加热器。

本发明的发明者们，针对加热剂产热量多、而操作简便，成本又低的加热器，进行了种种实验、研讨，结果开发出了氧化亚铁、氧化亚铜及四氧化三铅粉末的一种或多种与硅及/或硅与铁的合金粉末混合而成的发热体;以及与该发热部相接触而设置的着火部，即在高温且低热量下着火的硼及/或铝的粉末中用氧化亚铁、氧化亚铜、过氧化钡及过氧化锶粉末的一种或多种相混合而成的着火部;以及与该着火部邻接设置的由使该着火部发火的点火部构成的发热体;并开发了其构造为将该发热体设置于金属容器上，并在该金属容器壁的某部设置细孔，通过细孔依靠容器外的动作而使之发火的瞬间加热器。

金属制容器上所设的细孔是用来使发动点火部的细线或棒状物引出外部，以及作为抑制发火后的金属制容器内压上升用的气体放出口而发挥机能。另外，被加热物为液体时，将该金属制容器直接浸渍于被加热物中而使用的场合，该细孔也可制成不使被加热物流入该金属制容器内的细管。这些细孔或细管设置1-2个。

用本加热器加热固体的场合或虽是液体，但被加热物不流入该加热器的容器内的场合，设置了细孔的本加热器是与被加热物紧贴着使用的。在该场合下，除去本加热器与被加热物紧密接触而进行热传导的部位以外，如将之覆以阻热材料，则可使热损失减少，热效率提高。

另外，在将本加热器浸渍于水、油等液体中进行加热的场合，使用为防止被加热物流入该加热器的金属制容器内而设置的细管。在该场合下，盛有被加热物的容器，采用纸、玻璃、金属、陶瓷或合成树脂等，通过对由细管端部引出的细线进行拉、推或旋等容器外部的动作，使点火部因摩擦发火，进而通过着火部，使发热部瞬时发热，从而可以实现在非常短的时间内发生大量热的目的。该点火部是通过摩擦而引起发火的，它是由使点火剂借摩擦热而发火的机构，或者由通过摩擦电石而引起火花的机构构成的。

发生的热通过热传导性好的金属容器的壁面，效率良好地迅速地传至被加热物，结果被加热物可以在非常短的时间内被加热，且热损失也非常少。

细孔或细管如前所述，可使细线等取出至外部，且如能使气体自加热器内部放出即可，1mmφ-10mmφ左右的圆形或圆柱形或三角形、四方形或者棱柱等可以任意地使用。

本发热体在实际使用时，根据其使用目的、使用场所、被加热物的种类等，其构成组成物的量或整体形状可以作适宜地改变。作为被加热物可以例举水、油等液体，及食品（面条、酒、汤等）或者金属板等。另外，作为发热体的设置形态，如后所述，基本上可以考虑采用内部收纳式、底置式、周围加热式、间接加热式、平板加热式等。

附图的简要说明

以下针对附图加以说明：

图1、图2及图3表示本发明涉及的发热体的基本的构造。图1为圆盘形的发热体，图2为有底中空圆筒形的发热体，图3为薄板状的发热体。当然，在本发明中，并不限于图示的发热体形状，其他的柱体、长方体等任意的形状，可以按需加以采用。

图1的发热体是由圆盘形的发热部1及与该发热部1上面的某部相接而设置成一体的着火部2及与该着火部2相邻接而配置的点火部3所构成的。发热部1及着火部2，并不限于如图所示的着火部2埋设于发热部1的部分中的那种构造，也可将着火部2与发热部1的上面、下面或侧面相接而配置，其接触形式可以是任意的。另外，点火部3，必须置于因点火必然能使前记的着火部2着火的距离的范围内，并与前记的着火部2的位置相邻接。

另外，图2的发热体，是由有底的中空圆筒状的发热部1A及与该发热1A的底面的一部分相贴合或涂敷于其上的着火部2A，及与该着火部2A相近接配置的点火部3A构成的。该发热体如要由所需的发热剂粉末形成的，则难以保持薄壁状，故可以采用将铁等金属薄板成形容器4作为增强材料，在该容器的外面涂敷一定厚度的悬浊于溶剂（水、乙醇、树脂等）中的发热体粉末，并使之干燥的制作方法，或采用压制成形的制造方法。

另外，图3表示薄板状的发热体，是由分别设置的薄板状发热部1B，及与该发热部相接的着火部2B，及与该着火部相近接的点火部3B而构成的。该薄板状的发热部1B，可采用在铁板5（例如为0.2mm厚的白铁皮制的平板，或者为了使粘着强度提高也可采用表面粗糙度大的板、表面带凹凸的板、或穿设了许多小孔的板）的一面或两面涂敷由发热剂粉末在乙醇、水等溶剂中搅混后的形成物，并使之干燥的制法，或者采用在上记的板上叠加发热剂粉末（预使之具有一定程度的流动性）再用压制机压制的方法。由此所得之发热体虽为薄板状，然却持有相当的坚固性。

构成上述发热体的发热部1、1A、1B是由氧化亚铁、氧化亚铜及四氧化三铅中的一种以上的粉末，及与形成该氧化物的金属相比生成氧化物时具有更大的生成热的硅及/或硅与铁的合金的粉末混合而成，当该硅及/或硅与铁的合金的粉末从氧化物中夺取氧而氧化时产生大量的生成热。

另外，着火部2、2A、2B是为了使上记的需要热量多、着火比较困难的发热部容易着火而设置的，是在硼及/或铝粉末中混合氧化亚铁、氧化亚铜、过氧化钡及过氧化锶中的一种以上而形成的。虽然需要高温，但在以低热量便可容易地着火的该着火部，因硼及/或铝被氧化亚铁、氧化亚铜、过氧化钡等氧化时会产生大量的生成热，故通过该着火部与前记的发热部相接设置，可以确实地使发热部着火而发热。此外，发热体是以粉体形式使用时，着火剂希望是铝及按照需要加入少量的硼、再在其中加入过氧化钡及过氧化锶的混合物。而在以固态形式使用时，着火剂希望是硼及按照需要加入少量的铝、再在其中加入氧化亚铁及/或氧化亚铜的混合物。

点火部3、3A、3B通过摩擦、火花等简便地发火，经过前记的着火部，最终使前记的发热部非常容易着火、发热，即通过与着火部并用使前记的发热部迅速且容易地发热。为此，点火部3、3A、3B是通过将赤磷、硫磺、硫化砷、硫化磷等可燃物中的一种以上与氯酸钾、过氯酸钾硝酸钾等氧化剂形成的混合物在以金属细线或细绳为中心用宽约5-20mm的薄纸（日本纸等）进行数次卷绕时，纽绞入细线与薄纸的接触部分而形成。将该点火部借助适当的固定管等而固定于容器中，通过拉、推或赶呋蛳干乖谟胫降慕哟ゲ糠植Σ寥龋褂汕凹堑幕旌衔镄纬傻牡慊鸺练⒒稹Ａ硗猓拥慊鸩恳部刹捎糜傻缡≧EM，Fe，Mg的合金等）及铁等的硬质物构成的火花发生机构。

因上记的发热部1、1A、1B及着火部2、2A、2B为粉末状的，故将前述的组成配制后，其中加入适当的粘合剂并搅拌，之后任意地将之压制成块状、板状、筒状等，或者充填至铁、不锈钢制的充填容器中进行使用。

如此构成的发热体供实际使用的样态由图4-图8所示。

图4表示直接盛放被加热物（水、油等液体、或固体物）的容器中安放了由充填有本发明的发热体的充填容器11而构成的加热器，并使之发热时的样态。作为发热体，将图1所示的形状的发热体放入带细管12的充填容器11内，并将点火部3的细线13通过该细管12导入外部。将这样的发热体放入容器14中，安装加热器之后，盛入液体15、通过拉动细线13而使点火部3发火、接着依次使着火部2及发热部1发热、隔着充填容器11对液体15进行加热。发热体可以是使用一次即扔掉的，也可以是将充填容器制成开闭式的，在内部发热体使用之后，重新更换的。

图5表示发热体的底置式样态，在设有被加热物收容部的容器14的底部，另外设置发热体收容部。发热体同样使用如图1相同之物，容器14的侧面底部侧设有可在外部进行点火操作的细孔17，通过对取出在外部的细线13进行拉、推或旋转而使点火部3、着火部2、发热体1这样依次发火、发热，从而对被加热物15进行加热。这种样态的发热体均可制成一次性使用的或反复使用的。19为绝热材料。

其次，图6为周围加热式的，为适合于对被加热物进行均匀地加热的样态。该样态采用图2所示的发热体，内部的缶体4及发热部1A用绝热体容器20包围，同时，在发热部底面设置有着火部2A，此外，与该着火部相近接，设置有由用金属制或塑料制的固定环21固定的金属线的前端处所设置的点火剂及薄纸形成的点火部3A，将金属线的后端引出在容器外，并装上拉手22，拉动该拉手借助摩擦使之发火，从而使着火部2A及发热部1A发热。23为盖子。

图7为间接加热式，主要为被加热物为固体（例如，盒饭类）的场合而防止烧焦时适用的样态。如图所示，在收容被加热物的带盖容器24的底部设有绝热层25，其下部设有本发明的发热体。发热体采用图1的类型，发热部1用金属板、金属线材、陶瓷等制的支持台26加以支承，与底部的接触采用点或线接触，尽可能地使热传导减少。着火部2及点火部3的机构及相互关系与前记的图6所示之物相同。绝热层25为直接载放被加热物的，例如由钢丝绵、蜂窝状构造绝热材料、云母、陶瓷粉等绝热材料或空气层所构成，可根据其种类或厚度来调整表面温度。

图8为平板加热式的，是例如将盒饭等类面积比较广的被加热物作为加热对象采用的样态。该样态的发热体，在带盖的收容被加热物的浅容器27的底板的下部，配置有如图3所示的薄板状的发热部1B，分别地与该发热部相接设有着火部2B，与该着火部近接2设置了点火部3B。点火部3B与图6或图7的机构相同，因其点火使发热部1B发热、使容器的铁板28加热，从而对其上的被加热物加热。

图9、10及11为根据本发明制成的瞬间加热器的各个实施例。

在圆形或矩形的金属容器11内，充填有发热部1及在发热部1之上的比发热剂更容易着火的着火部2，在与之近接的位置上设有点火部3。通过在容器11之外部操作，借摩擦热使点火部3发火的金属制或棉的细线13通过细孔17或细管12导出在容器之外部。

细线13的前端部装于点火部3的内部，通过拉动细线，在点火部内产生摩擦热而发火，继而依次地着火部2、发热部1也发火。如图9所示，在细线允许较短时，也可取代该细线，将针状的棒状物插入点火部内，采用从外部拉或推或旋转的方式使之摩擦发火。

另外，为了将加热器内部产生的少量的烟除去，根据需要，也可以如图11所示，将由玻璃棉、活性炭等形成的滤器9设置于细管部中。

图12表示采用电石作为点火具的情况，由稀土类金属混合物（REM）约85%、残铁及微量的Mg等形成的电石圆棒4A及，开设了锯齿状孔4C、孔周围设有放射状的切缝4D的硬质铁板4B组成。图13为铁板4B的正视图。需要的时候，可以在电石上安上把手4E。通过拉、推该电石使之产生火花，对着火部点火。

（实施本发明的最佳形态）

以下对实施例加以描述。

实施例1

（1）容器及被加热物

容器：如图4所示的构造的容器（80mm    φ×130mm高度）

被加热物：水500ml

（2）发热体

发热部：氧化铁（Fe₂O₃）粉末70g、硅铁合金（75%硅、25%铁）

粉末30g之混合物。

着火部：以铝粉末15%、硼3%及残留氧化亚铜为主成分的含有少量过氧化钡、过氧化锶的氧化剂形成的着火剂0.5g。

点火部：将赤磷、氯酸钾之混合物0.01g卷绕在日本纸上的发火具。

（3）结果

通过拉动点火部的细线，使着火部及发热部发热，其结果使10℃的水在4分钟后上升至100℃。

实施例2

（1）容器及被加热物

容器：加图5所示的构造的容器（直径65mm、高度80mm、绝热层厚10mm、发热体收容部厚20mm）。

被加热物：茶水200cc

（2）发热体

发热部：氧化铁（Fe₂O₃）粉末28g、铁硅合金（75%硅、25%铁）粉末12g之混合物40g。

着火部：以铝粉末15%、硼3%、及残留过氧化钡为主成分的少量含有氧化亚铜、过氧化锶的氧化剂形成的着火剂0.2g。

点火部：电石（REM、Fe、Mg之合金）及硬质铁构成的火花发生器。

（3）结果

由拉动点火部的细线使着火部及发热部发热，结果在2分钟后使茶水温度上升至100℃。

实施例3

（1）容器及被加热物

容器：如图8所示构造的容器（170mmφ、高度30mm、发热体收容部厚20mm、发热体为在0.2mm厚的白铁板的两面分别叠加2mm厚的发热剂）。

被加热物：鳗鱼盒饭500g。

（2）发热体

发热部：氧化铁（Fe₂O₃）粉末35g、铁硅合金（75%硅、25%铁）粉末15g之混合物50g。

着火部：以铝粉末15%、硼3%、及残留的氧化亚铜为主成分的，少量含有过氧化钡、过氧化锶的氧化剂所形成的着火剂0.3g。

点火部：将赤磷、氯酸钾之混合物0.01g卷绕在日本纸上的发火具。

（3）结果

由拉动点火部的细线而使着火部及发热部发热、结果能使盒饭在5分钟之后温度上升至50℃。

实施例4

将以氧化铁（Fe₂O₃）粉末70g、铁硅合金（75%硅、25%铁）粉末30g之混合物为发热部，在其上部为由铝粉末15%、硼3%、及残留过氧化钡为主成分的少量含有氧化亚铜、过氧化锶的氧化剂形成的着火部0.5g，赤磷、氯酸钾0.01g卷绕在日本纸上的点火部，如图10所示，设置在铁制容器内制成加热器。

将炯尤绕鹘谑⒂?00ml水的玻璃容器内，通过拉动细线13使加热剂发火。结果在1分钟后使水温度自10℃上升至100℃。

实施例5

将以氧化铁（Fe₂O₃）粉末79.2g、硅粉末20.8g之混合物为发热部，在其上部为由以铝粉末15%、硼3%及残留过氧化钡为主成分的少量含有氧化亚铜、过氧化锶的氧化剂形成的着火剂0.5g，把这些经压制成为50mmφ、厚度约为15mm的圆片状，由赤磷、氯酸钾0.02g卷绕在日本纸上的点火部设置于图11所示的铁制容器内，制成加热器。

将本加热器浸入盛有600ml水的玻璃容器内，拉动细线13而使加热剂发火。另外，在细管部分设置由玻璃棉0.2g-活性碳0.5g-玻璃棉0.2g形成的滤器。结果，细管部不再产生烟，在1分钟内可使10℃的水温度上升至100℃。

实施例6

将与实施例5同种类、同数量的制成圆片状的发热剂、着火剂，与和实施例5同样的点火部一起设置于图9所示的铁制容器内，制成加热器。将加热器设置于100mm×100mm、厚10mm的铁板上，使加热剂发火，对铁板进行加热。结果，铁板下部的温度在1分钟左右内加热至300-350℃。

实施例7

以氧化铁（Fe₂O₃）粉末70g、铁硅合金（75%硅、25%铁）粉末30g之混合物为发热剂，其下部为由铝粉末13%、硼5%及残留的氧化亚铜为主成分的少量含有过氧化钡、过氧化锶的氧化剂形成的着火剂0.4g，将它们压制成圆片状并与采用如图12、13所示的电石的发火具一起设置于如图12所示的铁制容器内，制成加热器。

本加热器的上部放置盛有500ml水的玻璃容器，推入电石使之发火。结果，10℃的水在3分后上升至90℃。

实施例8

（1）容器及被加热物

容器：如图5所示构造的容器（φ84mm×高150mm）缶上盖的内侧用粘胶带固定有如图12所示之点火具。

被加热物：方便面65g、汤.材料10g、水310ml

（2）发热体

发热部：氧化铁（Fe₂O₃）粉末56g、铁硅合金（80重量%硅、20重量%铁）粉末24g之混合物。

着火部：硼12重量%、氧化亚铁及少量过氧化钡88重量%的粉末0.5g的混合物

点火部：图13所示硬质钢板。

（3）绝热材料：

发热体的最近处为约5mm的氧化硅·氧化铝纤维、其下为玻璃棉约20mm。

（4）结果：

打开缶上盖、取出点火具4A、4E，注水后将点火具从缶底侧面插入使之发火，使着火部及发热部燃烧。结果，3分钟后使被加热物温度上升至100℃。该方便面的煮法与通常的注入热水泡成方便面要好，具有特别的风味。

以上说明的本发明的发热体按照如下的方式构成：即为采用着火比较困难的、燃烧温度低的、安全性高的、低成本的发热部;及着火比较容易的、成本略高的、少量的着火部;及使该着火部着火的简便的点火部。因此，可以低成本地对被加热物在非常短的时间内进行加热。因而，利用该发热体，可以提供小型的携带性好的发热装置。

Claims (5)

1、一种发热体，其特征为，该发热体包括：将氧化亚铁、氧化亚铜及四氧化三铅粉末的一种或多种与硅及/或硅与铁的合金粉末混合而成的发热部；及与该发热部相接设置的、在硼及/或铝粉末中混合氧化亚铁、氧化亚铜、过氧化钡及过氧化锶粉末中的一种或多种而成的着火部；及与该着火部邻接的使该着火部发火的点火部。

2、如权利要求1所述的发热体，其特征为，该发热部为长方体、柱体、圆板础⒈“遄椿蛘呶锌赵餐沧吹摹?

3、一种瞬间加热器，其特征为，将如权利要求1或2所述的发热体设置于金属容器内，在该金属制容器的一部分上设置细孔、通过细孔，从容器外动作，以使其点火。

4、如权利要求3所述的瞬间加热器，其特征为，该金属制容器壁的一部分所设有细孔为细管状的。

5、如权利要求3或4所述的瞬间加热器，其特征为，发热体配置于具有被加热物收容部的容器的底部、侧部或周围。

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