JP4174046B2 - 自己加熱／自己冷却容器 - Google Patents

Description

本発明は一般に、発熱性または吸熱性の化学反応をそれぞれ用いて加熱または冷却を行う自己加熱または自己冷却の容器に関する。このような容器は通常、化学反応のための試薬を不活性状態で別々に保持する少なくとも２つの隔室を有する。加熱または冷却が必要とされるときに、試薬は混合されて、発熱性または吸熱性の反応が起こる。特に、本発明は、化学反応のための試薬で占められる容器の容積を最適化する構成に関する。

多くのこのような自己加熱／自己冷却の容器が従来技術で提案されている。しかし、従来技術による容器では、容器のかなりの容積が、反応を起こすよりも前に、（密閉された隔室内に）別々に保持しなければならない化学的な試薬によって占められる。通常、一方の試薬が、反応が開始されたとき、他方の試薬が入っている隔室に供給され、自身の隔室を空にする。この空の隔室はその後、事実上、「デッド」、すなわち無駄な空間になる。

さらに、ある反応の間、反応中に形成された生成物が、元の試薬よりも大きな容積を占め、それによって、反応チャンバの一部を破壊するか、何らかの圧力解除手段によって解除されなければならない、反応室内の圧力の増大を引き起こす。これは、石灰＋水である自己加熱缶の従来技術の多くで提案されている一般的な発熱性反応についても言える。この発熱性反応は、試薬が安価であり、また両方の試薬および反応の生成物が比較的無害であるので、一般的である。この反応の問題点は、石灰の比較的大きな体積が、反応から必要な熱出力を得るために必要とされることである。さらに、水を石灰へ加えると、石灰が４０％にも膨張することがあり、そのために、いっそう大きな体積を占める。これは、この発熱性反応を用いる自己加熱容器が比較的大きくなければならず、また生成物によって占められる、容器の割合が比較的小さいことを意味する。

このような容器では、反応チャンバは石灰で満たされ、使用者によって缶が作動させられると、水が反応チャンバに送られ、反応チャンバで、水は石灰と反応し、元の石灰よりも大きな体積を占める生成物を作る。したがって、反応チャンバ内の圧力が増加して、容器を取り扱うことを危険にするか、チャンバ内の圧力を解除するために反応チャンバの一部を破裂させなければならない。

本発明では、容器の反応モジュールが、移動可能な共通の壁をもつ２つの隔室を有している。したがって、一方の試薬が、その隔室（リザーバ）から他の隔室（反応チャンバ）に追い出されると、反応チャンバは、共通壁の移動によって、追い出された試薬で空にされた容積を吸収する。それゆえに、化学反応の結果、反応チャンバによって必要とされるいかなる容積増加もリザーバ内の試薬で空にされた容積から取り戻されるので、リザーバと反応チャンバの容積は、できるだけ小さい容積を占めるように最適化される。この構成は、反応容器で占められた容積が最小限になり、加熱または冷却される生成物のためにより多くの空間を与えることができることを意味する。

したがって、本発明は、冷却または加熱する生成物を保持する第１の隔室と、第１の試薬を保持する反応チャンバと、第２の試薬を保持するリザーバとを有し、第１および第２の試薬は、混合されると、生成物の加熱または冷却をそれぞれ行う発熱性または放熱性の化学反応を起こすように選択されている、自己加熱または自己冷却になっている容器において、反応チャンバとリザーバは、リザーバの容積を小さくする一方で、反応チャンバの容積を増大させるために移動するようになっている共通の分割壁を有していることを特徴とする。

このような容器は通常、ボディと、押しボタンの形態かまたは回転可能なベース部分であるある形態の作動手段とを有する。容器を作動させると、第１および第２の試薬を保持している両隔室の間に流路が形成され、それによって化学反応が開始される。リザーバ内の試薬が使い切られると、反応チャンバとリザーバとの間の共通の分割壁が移動することができ、リザーバを犠牲にして反応チャンバの容積を増大させる。このことは、化学反応の生成物によって占められる体積のいかなる増加にも対応することを可能にする。さらに、リザーバ内に通常発生であろう「デッド」空間は反応チャンバに再び割り当てられ、したがって、依然として使用される。

本発明の好ましい実施態様では、容器は、互いに対して回転するようになっているボディ部分とベース部分を有している。ベース部分は、ねじ構造によって、共通の分割壁に連結されている。缶の使用者は、缶のベースをボディに対して回すことによって、化学反応を引き起こす。これによって、共通の分割壁が移動させられ、反応チャンバの容積を増大させつつリザーバの容積を小さくさせる。リザーバの容積の減少は、リザーバ内に保持されている試薬を反応チャンバ内へ追いやり、化学反応を引き起こすのが好ましい。

反応チャンバとリザーバの容積は、リザーバからの試薬が反応チャンバに放出され、化学反応によって生じる生成物が膨張し、共通の分割壁を移動させ、それによってリザーバの容積を減少させるように選択されるのが有利である。これは、リザーバからの試薬をより多く反応チャンバ内に押しやる。したがって、反応は自己補給になる。

次に、本発明を、添付図面を参照して例によってのみ説明する。

図１を参照すると、自己加熱缶１は、ボディ２と、ボディ２に対して回転可能なベース３を有している。インサート４が、ボディ２の開放端に継ぎ合わせられ、ベース３と共に、第１の試薬（例えば石灰）用の反応チャンバ５と第２の試薬（例えば水）用のリザーバ６を形成している。共通の分割壁７が、反応チャンバ５とリザーバ６との間に設けられている。分割壁の周縁７１は、共通の分割壁７の移動に対応する可撓性のダイアフラム７２を介してインサート４に取り付けられている。ベース３と分割壁７は、互いに協働するねじ３５，７５を備えている。流路８が、リザーバ６と反応チャンバ５との間に、ねじ３５，７５の軸心を通って形成されている。流路８は通常、リザーバ６内の増大した圧力に応答して開く弁９によって閉じられている。

使用時、使用者は、缶１のベース３をボディ２に対して回転させる。ベースねじ３５はベース３に連結され、ベース３と共に回転する。しかしながら、分割壁ねじは、それ自体がボディ２に固定され、したがって回転できないインサート４に固定されている分割壁の一部として備えられている。したがって、分割壁ねじは、ベースねじに沿って進み、それによって、分割壁を反応チャンバ５／リザーバ６内で軸方向に移動させる。この移動は、開く可撓性のダイアフラム７２によって行われる。この構造を使用することによって、反応チャンバ５は、リザーバ６が容積を減少させると同時に容積を増大させる。

具体的に選べば、石灰と水の発熱性反応である。反応チャンバ５は乾燥した石灰で満たされ、リザーバ６は水で満たされ、または少なくとも部分的に満たされている。使用者は、缶１のベース３をねじることで、発熱性反応を起こさせる。この結果、分割壁７が移動させられ、リザーバ６の容積を減少させる。この容積減少は、リザーバ６内の水を加圧し、弁９を開き、水が反応チャンバ５に入るのを可能にする。使用者がベース３を回転させ続けるにつれて、より多くの水がリザーバ６から反応チャンバ５内へ移される。同時に、反応チャンバ５の容積は、リザーバ６内の水で以前は占められていた空間に向けて増大する。したがって、反応チャンバは、リザーバ６と反応チャンバ５との間の分割壁７を破壊することなく、石灰の膨張に直ちに対応することができる。

この缶構造は、第２の試薬によって空にされた空間が無駄にされず、その代わりに反応生成物のいかなる膨張にも対応するのに使用されるので、特に効率的である。

共通の分割壁を動かす多くの他の方法は、リザーバによって占められる容積をつぶす種々の方法とともに、当業者にも明らかであろう。例えば、リザーバは、一旦内容物が放出されると自然につぶれる袋状のものとして設けられてもよい。

リザーバと反応チャンバとの間の共通の分割壁を移動させるねじ構造を有している、本発明による自己加熱缶の側部断面図である。

Claims (9)

1. 加熱または冷却される生成物を保持する第１の隔室と、
   第１の試薬を保持する反応チャンバ（５）と、
   第２の試薬を保持するリザーバ（６）と、
   を有し、前記第１および第２の試薬は、混合されると、それぞれ生成物の加熱または冷却を行う発熱性または吸熱性の化学反応が起きるように選択されている、自己加熱または自己冷却するようになっている容器（１）において、
   前記反応チャンバ（５）および前記リザーバ（６）は、前記リザーバ（６）の容積を減少させる一方で、前記反応チャンバ（５）の容積を増加させる、移動するようになっている共通の分割壁（７）を有していることを特徴とする自己加熱または自己冷却するようになっている容器。
2. 互いに対して移動するように配置された、ボディ（２）とアクチュエータ（３）を有し、前記ボディ（２）に対する前記アクチュエータ（３）の移動が、前記リザーバ（６）と反応チャンバ（５）との間の流路（８）を開き、それによって前記第２の試薬を前記第１の試薬と混合することを可能にする、請求項１に記載の容器。
3. 前記アクチュエータ（３）は前記ボディ（２）に対して回転するようになっている、請求項２に記載の容器。
4. 前記アクチュエータ（３）は前記共通の分割壁（７）に連結されており、前記ボディ（２）に対する前記アクチュエータ（３）の移動が、前記分割壁（７）を前記反応チャンバ（５）／前記リザーバ（６）に対して移動させる、請求項２または３に記載の容器。
5. 前記アクチュエータ（３）と前記共通の分割壁（７）は、協働するねじ構造（３５，７５）によって互いに接続され、前記ねじ構造は、前記共通の分割壁（７）の移動を駆動する、請求項４に記載の容器。
6. 前記共通の分割壁（７）の移動は、前記第２の試薬を前記リザーバ（６）から前記反応チャンバ（５）へ押しやる、請求項１から５のいずれかに記載の容器。
7. 前記リザーバ（６）と反応チャンバ（５）は、前記アクチュエータが前記ボディに対して移動したときに開く、通常は閉じた流路（８）で接続されている、請求項２から６のいずれかに記載の容器。
8. 前記流路は、前記アクチュエータの移動に応答して開く弁（９）によって通常は閉じられている、請求項７に記載の容器。
9. 前記アクチュエータ（３）は前記化学反応を引き起こし、その後、前記反応チャンバ（５）内の反応生成物の膨張が前記共通の分割壁（７）を移動させ、前記リザーバ（６）の容積を減らし、それによって、さらに多くの前記第２の試薬を前記反応チャンバ（５）に押しやる、請求項２から８のいずれかに記載の容器。

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