DE3539710A1

DE3539710A1 - Heat source

Info

Publication number: DE3539710A1
Application number: DE19853539710
Authority: DE
Inventors: Frank J Dipl Ing Reineke; Hans-Dieter Dipl Ing Bastian
Original assignee: Bastian hans Dieter dipl-Ing
Current assignee: Bastian hans Dieter dipl-Ing
Priority date: 1985-11-08
Filing date: 1985-11-08
Publication date: 1987-05-14

Abstract

Heat source, in which a chemical exothermal reaction of two reactants, e.g. of acetic anhydride and NaOH, which are present separately and during use are brought into contact with one another, generates heat, the reactants being present in liquid form. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmespender, bei dem durch die exotherme Umsetzung zweier zunächst ge trennt abgepackter Flüssigkeiten bei deren Ver einigung durch die dabei auftretende exotherme Reaktion Wärme abgegeben wird.The invention relates to a heat donor in which by the exothermic conversion of two initially ge separates packaged liquids when they are used agreement through the resulting exotherm Reaction heat is given off.

Wärmespender, bei denen Wärme ausgenutzt wird, die durch eine chemische Reaktion zwischen wenigstens zwei Reaktanten eintritt, sind bekannt. Beispiels weise wird in der DE-PS 3 93 078 ein Heizbeutel, der ein wärmeerzeugendes Gemisch aus beispiels weise Eisenspänen und Salmiak enthält, beschrie ben. Dieses Gemisch entwickelt beim Kontaktieren mit Wasser eine exotherme Reaktion.Heat donors, where heat is used, the through a chemical reaction between at least two reactants occur are known. Example a heating bag is described in DE-PS 3 93 078, which is a heat-generating mixture of example contains iron shavings and ammonia, described ben. This mixture develops on contact an exothermic reaction with water.

Weitere Wärmevorrichtungen, bei denen wärmeerzeu gende Gemische mit Wasser und Sauerstoff in Berüh rung kommen, sind beispielsweise aus den DE-PS′en 4 88 045, 5 62 925 und 5 91 381 bekannt.Other heaters where heat-generating mixtures with water and oxygen in contact tion come, for example, from DE-PS ' 4 88 045, 5 62 925 and 5 91 381.

In der DE-OS 24 36 925 wird eine zur Erzeugung von Wärme geeignete Masse beschrieben, die aus folgen den Bestandteilen besteht:In DE-OS 24 36 925 one for the generation of Heat suitable mass described that follow from the components are:

1. one in the form of individual particles Basic material that is in contact with Water reacts exothermically;
2. one in the form of individual particles inorganic oxide or salt, which at a con tacting reacts strongly exothermic with water, and
3. a film-forming component, which the Base material as well as the inorganic oxide or Encapsulated salt when dry.

Das Grundmaterial kann beispielsweise eine wasser freie Verbindung, wie Kalziumchlorid, und das anorganische Oxid oder Salz Kalziumoxid oder Aluminiumchlorid sein.The base material can be, for example, a water free compound, such as calcium chloride, and that inorganic oxide or salt calcium oxide or Be aluminum chloride.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wärmespender zur Verfügung zu stellen, der durch eine chemische Reaktion ohne Einwirkung von Sauerstoff bei Bedarf unter Verwendung von einfachen, flüssigen, exo therm miteinander reagierenden Komponenten inner halb kurzer Zeit Wärme entwickelt und abgibt.The object of the invention is a heat donor to provide that through a chemical Reaction without oxygen if necessary using simple, liquid, exo Components reacting thermally with one another develops and releases heat within a short period of time.

Diese Aufgabe wird durch einen Wärmespender gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This task is performed by a heat donor Claim 1 solved.

Der erfindungsgemäße Wärmespender besteht aus einem Beutel mit zwei Kammern, die voneinander durch eine Trennwand getrennt sind. In jeder die ser Kammern befindet sich der jeweilige flüssige Reaktant. Die Trennwand zwischen den beiden Kam mern ist so ausgeführt, daß durch einfachen Druck z.B. Kneten, die Trennwand zwischen den beiden Kammern vollständig oder zum Teil aufgebrochen wird und die flüssigen Reaktanten dann miteinander reagieren, wobei die Reaktionswärme freigegeben wird.The heat dispenser according to the invention consists of a bag with two compartments separated from each other are separated by a partition. In everyone the This chamber is the respective liquid Reactant. The partition between the two came mern is designed so that by simple pressure e.g. Knead the partition between the two Chambers completely or partially broken open and the liquid reactants then together react, the heat of reaction being released becomes.

Vorzugsweise sind die beiden in zwei getrennten Kammern enthaltenen Reaktanten in einem allseitig flüssigkeitsdichten Folienbeutel enthalten.Preferably the two are in two separate ones Chambers contained reactants in one sided liquid-tight foil bags included.

Bevorzugte Reaktanten sind Essigsäureanhydrid einerseits und eine wässrige und/oder alkoholische Natriumhydroxidlösung andererseits. Bei der Umset zung dieser Reaktanten bildet sich Natriumacetat. Da eine wässrige und/oder alkoholische Natrium hydroxidlösung mit dem Essigsäureanhydrid nicht mischbar ist, findet die Umsetzung nicht momentan, sondern allmählich statt, und zwar in dem Maße, wie die Reaktanten sich umsetzen. Dadurch wird eine mäßige Wärme über einen längeren Zeitraum freigegeben.Preferred reactants are acetic anhydride on the one hand and an aqueous and / or alcoholic Sodium hydroxide solution, on the other hand. When implementing These reactants form sodium acetate. Because an aqueous and / or alcoholic sodium not hydroxide solution with the acetic anhydride is miscible, the implementation is not currently taking place, but instead gradually, to the extent that how the reactants react. This will moderate warmth over a long period of time Approved.

Die Mischbarkeit der Phasen und damit auch die Reaktionsgeschwindigkeit kann gezielt durch die Verwendung von mehr oder weniger Alkohol, ins besondere Methanol oder Ethanol, in der wässrigen Natriumhydroxidlösung gesteuert werden.The miscibility of the phases and thus the Response speed can be targeted through the Use of more or less alcohol, ins special methanol or ethanol, in the aqueous Sodium hydroxide solution can be controlled.

Die vollständige stöchiometrische Umsetzung zwi schen Essigsäureanhydrid und Natriumhydroxid er fordert beispielsweise 5 ml (ungefähr 5,4 g) Essigsäureanhydrid und 4,24 g Natriumhydroxid in 15 ml Wasser bzw. Wasser/Ethanol.The complete stoichiometric implementation between acetic anhydride and sodium hydroxide requires, for example, 5 ml (about 5.4 g) Acetic anhydride and 4.24 g sodium hydroxide in 15 ml water or water / ethanol.

Die die beiden Flüssigkeiten aufnehmenden, durch eine Trennwand verbundenen Kammern bestehen vor zugsweise aus Kunststoffbeuteln, insbesondere aus einem Olefinpolymer. Geeignete Olefinpolymere sind beispielsweise Hoch- oder Niederdruck-Polyethylen oder Homo- und Copolymere von Propylen mit Ethylen. Die beiden Kunststoffbeutel sind vorzugs weise mittels einer Trennwand, die unter Druck, z.B. durch leichtes Kneten, aufreißbar ist, mit einander verbunden. Diese Trennwand kann bei spielsweise eine Heißsiegelnaht sein, die an einer oder mehreren Stellen nur so schwach ausgebildet ist, daß ein einfaches Aufbrechen dieser Heiß siegelnaht unter Druck gewährleistet ist.The absorbing the two liquids through chambers connected to a partition exist preferably made of plastic bags, in particular an olefin polymer. Suitable olefin polymers are for example high or low pressure polyethylene or homo- and copolymers of propylene with Ethylene. The two plastic bags are preferred wise by means of a partition that is under pressure, e.g. by slight kneading, can be torn open with connected to each other. This partition can for example, be a heat seal seam on a or several positions only so weakly trained is that just breaking this hot seal under pressure is guaranteed.

Es kann vorteilhaft sein, anstelle eines Beutels mit zwei Kammern, die voneinander durch eine Trennwand getrennt sind, zwei einzelne Beutel, die den jeweiligen Reaktanten enthalten, zu verwenden und diese beiden Beutel in einem allseitig ab gedichteten Kunststoffbeutel einzubringen. In die sem Fall bestehen die Einzelbeutel wiederum aus einem Kunststoffmaterial, welches unter Einwirkung von Druck leicht aufplatzt. Bei einer solchen Aus führungsform kann das Folienmaterial für die Ver wendung der die Einzelreaktanten enthaltenden Beu tel verhältnismäßig dünn ausgeführt sein und z.B. eine Dicke von 0,3 bis 1,0 mm haben. Diese Aus führungsform ermöglicht es auch, nicht nur zwei, die jeweiligen Reaktanten enthaltenden Beutel, sondern eine Mehrzahl der die Reaktanten enthal tenden Beutel in einem allseitig verschlossenen Beutel einzubringen, was den Vorteil hat, daß durch die Anwendung von Druck, z.B. leichtes Kne ten, zunächst nur ein Teil der die Reaktanten ent haltenden Beutel aufbricht und unter Freigabe der Reaktanten eine exotherme chemische Reaktion ver ursacht, wobei dann durch weiteres späteres Kneten die reaktiven Flüssigkeiten aus den erst später aufgeplatzten Beuteln miteinander in Kontakt ge bracht werden können. Auf diese Weise läßt sich wiederum die Wärme sowie auch die Dauer der Wärme entwicklung steuern. Die äußere Folie besteht wie derum vorzugsweise aus einem Polyolefinmaterial wie Polyethylen, Polypropylen oder einem Copoly meren aus Ethylen und Propylen und hat vorzugs weise eine Dicke von 0,5 bis 1,0 mm.It can be beneficial instead of a bag with two chambers separated by one Partition are separated, two individual bags that contain the respective reactants and these two bags in one on all sides insert sealed plastic bag. In the In this case, the individual bags consist of a plastic material, which under the influence easily bursts from pressure. With such an out The foil material for the Ver application of the Beu containing the individual reactants tel be made relatively thin and e.g. have a thickness of 0.3 to 1.0 mm. This out form of management also allows not only two, bags containing the respective reactants, but a majority of which contain the reactants pouch in a closed on all sides Bring bags, which has the advantage that by applying pressure, e.g. easy kne First, only a part of the reactants holding bag breaks open and releasing the Reactants an exothermic chemical reaction ver causes, then by further kneading later the reactive liquids from the later opened bags in contact with each other can be brought. In this way again the warmth as well as the duration of the warmth control development. The outer film is like therefore preferably made of a polyolefin material such as polyethylene, polypropylene or a copoly mer from ethylene and propylene and has preference have a thickness of 0.5 to 1.0 mm.

Die Form der die Reaktanten enthaltenden, durch eine Trennwand verbundenen Kammern oder des all seitig verschlossenen Beutels mit den darin ent haltenen, die Reaktanten aufnehmenden Beuteln kann dem jeweiligen Verwendungszweck entsprechend ge wählt werden. Im einfachsten Fall ist eine flache, rechteckige Form möglich, bei welcher die Reak tanten in eine Schlauchfolie eingeschweißt sind. Ebenso sind aber auch wurstartige Gebilde geeignet.The shape of the ones containing the reactants a partition connected chambers or of all sealed side bag with the ent bags that can hold the reactants according to the respective purpose be chosen. In the simplest case, a flat, rectangular shape possible, in which the Reak aunts are sealed in a tubular film. Sausage-like structures are also suitable.

Ein erfindungsgemäßer Wärmespender ist besonders zum Erwärmen von Händen und Füßen bei kalten Außentemperaturen geeignet. So kann ein solcher Wärmebeutel in Manteltaschen, in Handschuhen oder in Schuhen angewendet werden.A heat donor according to the invention is special for warming hands and feet in cold weather Suitable outside temperatures. So can one Warming bags in coat pockets, in gloves or can be applied in shoes.

Fig. I zeigt schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmespenders. Dabei bedeutet 1 einen allseitig flüssigkeitsdicht verschlossenen Folienbeutel und 2 eine laugenstabile Kunststoffolie. 3 ist die Trennwand zwischen den separaten Kammern 4 und 5, wobei in den Kammern 4 und 5 die beiden Reaktanten in flüssiger Form vorliegen. Fig. I shows schematically an embodiment of a heat dispenser according to the invention. Here, 1 means a foil pouch that is sealed on all sides and 2 means an alkali-stable plastic foil. 3 is the partition between the separate chambers 4 and 5 , the two reactants being in liquid form in the chambers 4 and 5 .

Eine weitere Ausführungsform wird in Fig. II gezeigt. 1 bedeutet wiederum einen allseitig flüssigkeitsdicht verschlossenen Folienbeutel, in welchem sich Kunststoffbeutel 6 und 7 befinden, die durch Einwirkung von Druck aufreißen und in denen die Reaktanten abgepackt sind. Anstelle der beiden Kunststoffbeutel 6 und 7 können auch mehrere Kunststoffbeutel, welche die jeweiligen Reaktanten enthalten, in der Ausführungsform gemäß Fig. II vorliegen.Another embodiment is shown in Fig. II. 1 in turn means a film bag which is sealed on all sides in a liquid-tight manner and in which there are plastic bags 6 and 7 which tear open under the action of pressure and in which the reactants are packaged. Instead of the two plastic bags 6 and 7 , a plurality of plastic bags which contain the respective reactants can also be present in the embodiment according to FIG. II.

Beispiel: Eine Schlauchfolie aus Hochdruckpoly ethylen mit einer Länge von etwa 150 mm und einer Breite von etwa 50 mm wird in der Mitte der Längs ausdehnung heißversiegelt. Die Heißsiegelnaht ist so ausgebildet, daß sie unter Einwirkung von Druck leicht aufgeht. Dies kann dadurch erzielt werden, daß man die Heißsiegelnaht mit einem ein Raster enthaltenden Heißsiegelstab vornimmt, wodurch die Heißsiegelnaht unterschiedliche Festigkeiten auf weist und an den Stellen, an denen Punkte oder Striche in dem Heißsiegelstab hervorstehen, stär ker ausgebildet ist als an den nicht hervorstehen den Stellen.Example: A tubular film made of high-pressure poly ethylene with a length of about 150 mm and one Width of about 50 mm is in the middle of the longitudinal expansion heat sealed. The heat seal seam is trained to act under pressure opens easily. This can be achieved that the heat seal seam with a grid contains heat seal rod, which makes the Heat seal seam on different strengths points and where points or Stick out lines in the heat seal stick, strong ker is formed than do not protrude the positions.

In die offenen äußeren Enden werden nun einerseits ca. 5 ml Essigsäureanhydrid und andererseits etwa 15 ml einer 20%igen wässrigen Natriumhydroxid lösung eingefüllt und die offenen Enden werden wiederum durch Heißsiegelnähte verschlossen, wobei diese Heißsiegelnähte so fest ausgebildet sind, daß sie unter Druck nicht aufplatzen. In the open outer ends are now on the one hand about 5 ml of acetic anhydride and, on the other hand, about 15 ml of a 20% aqueous sodium hydroxide solution filled and the open ends are again closed by heat seal seams, whereby these heat seal seams are so tight that they don't burst under pressure.

Die so erhaltene, zwei separate Kammern enthalten de Schlauchfolie wird in eine Schlauchfolie aus Polyethylen eingelegt und die äußere Schlauchfolie wird durch Heißsiegelung flüssigkeitsfest abge dichtet. Die äußere Schlauchfolie aus Polyethylen hat eine größere Stabilität als die innere Schlauchfolie. Sie hat eine Dicke von 0,5 bis 1,0 mm, während die innere Schlauchfolie eine Dicke von 0,3 bis 1,0 mm aufweist.The thus obtained contained two separate chambers en tubular film is made into a tubular film Polyethylene inserted and the outer tubular film is liquid-resistant by heat sealing seals. The outer tubular film made of polyethylene has greater stability than the inner one Tubular film. It has a thickness of 0.5 to 1.0 mm, while the inner tubular film is a thickness from 0.3 to 1.0 mm.

Durch einfaches Kneten oder Zusammenpressen der allseitig verschlossenen Schlauchfolie bricht die Heißsiegelnaht in der inneren, zwei Kammern bil denden Schlauchfolie an den vorbestimmten Stellen auf, wodurch eine Vermischung der Reaktanten und damit eine exotherme Reaktion abläuft. Diese Reak tion kann durch ständiges Kneten, wodurch eine Ab mischung der Reaktanten erfolgt, gelenkt werden. Die Wärmeentwicklung tritt nach wenigen Sekunden ein und hält, je nach dem Vermischungsgrad und der vorliegenden Umgebungstemperatur, bis zu etwa 30 Minuten an.By simply kneading or pressing the The tubular film, which is closed on all sides, breaks the Heat seal seam in the inner, two chambers bil the tubular film at the predetermined locations causing a mixture of the reactants and so that an exothermic reaction takes place. That reak tion can be achieved by constant kneading, which means mixing of the reactants takes place. The heat development occurs after a few seconds and holds, depending on the degree of mixing and the ambient temperature, up to about 30 Minutes.

Claims

1. Heat donor in which heat is developed by a chemical exothermic reaction of two reactants, which are in separate form and are brought into contact with one another in use, characterized in that the reactants are in liquid form.

2. Heat dispenser according to claim 1, characterized ge indicates that the one reactant Acetic anhydride and the other reactant one is aqueous and / or alcoholic NaOH solution.

3. Heat dispenser according to claim 2, characterized ge indicates that acetic anhydride and NaOH in stoichiometric ratios lie.

4. Heat dispenser according to one of the preceding claims, characterized in that the individual reactants are individually packaged in an acid- and alkali-stable plastic film ( 2 ) in two separate chambers ( 4 , 5 ) and the two chambers by a partition which can be destroyed under pressure ( 3 ) are separated from each other.

5. Heat dispenser according to claim 4, characterized in that the partition ( 3 ) is formed by heat sealing.

6. Heat dispenser according to claims 4 or 5, characterized in that the plastic film ( 2 ) is an ethylene polymer or a co polymer of ethylene and propylene.

7. Heat dispenser according to claim 1, characterized in that the two separa th chambers ( 4 , 5 ) with the reactants are contained in an all-round liquid-tightly sealed film bag ( 1 ).

8. Heat dispenser according to one of the preceding claims, characterized in that the separate chambers separated by a connecting wall ( 4 , 5 ) with the reactants and / or the outer, all-round sealed film ( 1 ) are heat-sealed tubular films.

9. Heat dispenser according to claim 1, characterized in that the reactants A are individually packed in plastic bags (6, 7) tear open by the action of pressure in the package, wherein the plastic bags (6, 7) in an all sides closed plastic bag (1 ) are closed from a material that cannot be torn under pressure.

11. Heat dispenser according to claim 10, characterized ge indicates that more than two die containing the respective reactants are.