Przedmiotem wynalazku jest sposób chemicznego podgrzewania malych ilosci mediów plyn¬ nych w ratownictwie zwlaszcza morskim.Wynalazek dotyczy technologii chemicznego podgrzewania mediów plynnych w warunkach skrajnie trudnych, przy obnizonych temperaturach otoczenia, zwlaszcza w ratownictwie morskim.Zasadniczym problemem w ratowaniu ludzi na morzu, zwlaszcza w obszarach subarktycznych jest zapewnienie poszkodowanym takich warunków, które umozliwilyby rozbitkom przetrwanie do chwili nadejscia pomocy z zewnatrz. Czynnikiem decydujacym o mozliwosciach przetrwania rozbitków znajdujacych sie na zbiorowych srodkach ratunkowychjest szybkosc utraty ciepla przez organizm. Jest faktem bezspornym, ze duza utrata ciepla jest glówna przyczyna smierci osób przebywajacych w wodzie lub na zbiorowych srodkach ratunkowych.Skutecznym sposobem walki z nadmiernym oziebieniem a wiec i ze skutkami z tego faktu wynikajacymi jest podawanie rozbitkom ogrzanych plynów (np. wody) wzglednie ogrzewanie poszczególnych czesci ciala za pomoca zewnetrznego zródla ciepla. Dotyczy to zwlaszcza konczyn, które w niskich temperaturach otoczenia sa szczególnie narazone na silne oziebienia az do odmro¬ zenia wlacznie.Zbiorowe srodki ratunkowe wyposazone sa w odpowiednie zestawy róznych materialów, urzadzen i produktów zywnosciowych, które umozliwiaja rozbitkom przetrwanie pewnego okresu, w którym spodziewane jest nadejscie pomocy z zewnatrz. Takna przyklad pneumatyczne tratwy ratunkowe wyposazone sa w zasobniki, w których oprócz urzadzen sygnalizacyjnych i pomocniczych, znajduja sie równiez srodki odzywcze w postaci sucharów, cukierków slodowych i wody do picia. Woda ta znajduje sie w metalowych puszkach o pojemnosci 0,5 dm3. W niskiech temperaturach otoczenia moze nastapic skrzepniecie wody i wówczas mozliwosc stopienia lodu i podgrzewania wody nawet do temperatury 30-40° ma istotne znaczenie dla rozbitków. Podobnie mozliwosci czasowego ogrzania ciala w szczególnosci konczyn moze byc równiez sprawa bardzo istotna dla utrzymania sie przy zyciu rozbitkówprzebywajacych na zbiorowych srodkach ratunko¬ wych, zwlaszcza w obszarze subarktycznym. Nie sa znane proste sposoby pozwalajace na „produ¬ kowanie" energii cieplnej z wykorzystaniem egzotermicznych procesów fizykochemicznych.2 121634 Wynalazek powinien zapewnic mozliwosc uzy^ kania ciepla w drodze egzotermicznych proce¬ sów chemicznych.Ze wzgledu na niekorzystne warunku otoczenia w jakich sposób bedzie stosowany winien on sie charakteryzowac: prostota w praktycznym uzyciu, niezawodnoscia dzialania oraz duzym stopniem bezpieczenstwa, tzn. stosowane procesy fizykochemiczne i substancje oraz produkty nie moga wykazywac szkodliwego dzialania dla uzytkowników.W wyniku przeprowadzonego rozpoznania co do mozliwosci zastosowania róznych proce¬ sów, z których mozna otrzymac powazne ilosci ciepla i które równoczesnie spelnialyby wyzej podane wymagania, wytypowano do tego celu egzotermiczne procesy rozpuszczania niektórych substancji w wodzie. Z wielu substancji, jakie do tego celu mozna by uzyc wybrano bezwodny chlorek glinu (AlCh), którego cieplo rozpuszczania i uwodnienia wynosi 326,8 kj/mol. Wybór tego zwiazku podyktowany byl zarówno wyzej podanymi wymaganiami, jak równiez innymi wzgledami np. cena, dostepnoscia na rynku.Poniewaz w wyniku uwodnienia chlorku glinu jednym z produktówjest chlorowodór, dlatego tez ze wzgledów bezpieczenstwa nalezy przeprowadzic jego eliminacje na drodze zobojetnienia, co powoduje zwiekszenie ilosci ciepla w dosc powazny sposób poniewaz do ciepla rozpuszczania chlorku glinu dochodza dodatkowo efekty cieplne rozpuszczania substancji zobojetniajacej oraz zobojetniania kwasu solnego. W oparciu o analogiczne przeslanki, na podstawie których doko¬ nano wyboru podstawowej substancji (AICI3) do zobojetniania kwasu solnego wytypowano nizej podane substancje o odpowienich cieplach rozpuszczania: CaO = 76,72 kJ/mol, BaO= 143,2 kJ/mol, NaOH = 42,27 kJ/mol, KOH = 53,49 kj/mol.Istota chemicznego podgrzewania malych ilosci mediów plynnych w ratownictwie zwlaszcza morskim wedlug wynalazku polega na tym, ze w celu uzyskania przyrostu temperatury okolo AT= 60°, odmierzona ilosc K/K — stanowi jednostke masy — np. 1 kg/medium plynnego poddawanego ogrzewaniu, umieszcza sie w hermetycznym najlepiej kroplo- i gazoszczelnym naczyniu, które zanurza sie calkowicie w odmierzonej ilosci równej 2K wody slodkiej lub morskiej w hermetycznym i korzystnie izotermicznym naczyniu. Nastepnie do naczynia z iloscia 2K wody dodaje sie zobojetniacza w postaci sproszkowanegotlenku wapnia CaO w ilosci 0,10 K a nastepnie stopniowo wprowadza sie reagent podstawowy — bezwodny chlorek glinu AlCh w ilosci 0,16 K i tak uzyskany zestaw poddaje sie rozpuszczaniu i uwodnieniu w czasie okolo 15 minut, przy wywolywaniu ruchu wzajemnego reagentów najkorzystniej przez zmiane polozenia zestawu.W innym wykonaniu procesu stosuje siejako zobojetniacz tlenu baru BaO w postaci sproszko¬ wanej i w ilosci 0,23 K oraz reagent podstawowy — bezwodny chlorek glinu AICI3 w ilosci 0,15 K.Jednakze w tym przypadku jednym z powstajacych produktów procesu jest chlorek baru BaCh sól dobrze rozpuszczalna w wodzie i szkodliwa dla organizmu ludzkiego, dlatego w celu jej wyelimino¬ wania z ukladu reagujacego nalezy dodatkowo wprowadzic do mieszaniny reagujacej najkorzyst¬ niej siarczan sodu Na2SC4 w ilosci 0,29 K w przeliczeniu na sól bezwodna. Siarczan sodowy utworzony w chlorkiem baru — siarczan baru, który jako sól trudnorozpuszczalna nie jest szkodliwy dla organizmu.Podobnie jako substancje zobojetniajaca mozna stosowac wodorotlenek sodowy w granul¬ kach NaOH w ilosci 0,14 K, oraz reagent podstawowy bezwodny chlorek glinu AlCh w ilosci 0,16 K lub wodorotlenek potasowy KOH w granulkach w ilosci 0,20 K i reagent podstawowy — bezwodny chlorek glinu AICI3 w ilosci 0,15 K.Przyklad I. Sposób chemicznego podgrzewania malych ilosci mediów plynnych w ratow¬ nictwie morskim polega na tym, ze w celu uzyskania przyrostu temperatury okolo A T = 60°, odmierzona ilosc 500 g wody pitnej (w tym przypadku K = 0,5) poddawanej ogrzewaniu umieszcza sie w hermetycznym (np. w blaszanej puszce konserwowej) i nastepnie zanurza sie calkowicie w wodzie slodkiej lub morskiej w ilosci 100 g umieszczonej w hermetycznym, izotermicznym naczy¬ niu. Do tego naczynia dodaje sie zobojetniacz w postaci sproszkowanego tlenku wapnia CaO w ilosci 0,1 0,5 = 0,05 kg = 50 g, a nastepnie reagent podstawowy bezwodny chlorek glinu AICI3 w ilosci 0,16-0,5 = 0,020 kg = 80 g. Tak uzyskany zestaw poddaje sie rozpuszczeniu i uwodnieniu w czasie okolo 15 minut przy wywolywaniu ruchu wzajemnego reagentów najkorzystniej przez zmiane polozenia naczynia.121634 3 Przyklad II. Sposób chemicznego podgrzewania malych ilosci plynów w ratownictwie zwlaszcza morskim polega na tym, ze w celu uzyskania przyrostu okolo AT= 60° odmierzona ilosc wody pitnej (lub herbaty wzglednie kawy) w ilosci 500 g poddawanej ogrzewaniu (K = 0,5) umie¬ szcza sie w hermetycznym naczyniu, które zanurza sie calkowicie w wodzie slodkiej lub morskiej w ilosci 1000 g umieszczonej w naczyniu hermetycznym dobrze izolowanym. Do tego naczynia dodaje sie zobojetniacz w postaci sproszkowanego tlenku baru BaO w ilosci 0,23 0,5 = 0,115 kg = 115 g. Nastepnie reagent podstawowy w postaci bezwodnego chlorku glinu AlCh w ilosci 0,15 0,5 = 0,075 kg = 75 g oraz siarczan sodowy Na2S04 w ilosci 0,29-0,5 = 0,145 kg=145 g w przeliczeniu na sól bezwodna w celu eliminacji szkodliwego chlorku baru BaCl2. Tak uzyskany zestaw poddaje sie rozpuszczaniu i uwodnieniu w czasie okolo 15-20 minut przy wywolywaniu ruchu wzajemnego reagentów — najkorzystniej przez obracanie naczynia.Przyklad III. Sposób chemicznego podgrzewania malych ilosci plynów w ratownictwie zwlaszcza morskim realizuje sie w ten sposób, ze w celu uzyskania przyrostu temperatury okolo A T = 60°, odmierzona ilosc wody pitnej (lub innego plynu do spozycia) w ilosci 100 g (K = 0,1) poddawanej ogrzewaniu umieszcza sie w hermetycznym naczyniu, które zanurza sie calkowicie w wodzie slodkiej lub morskiej w ilosci 200 g umieszczonej w naczyniu hermetycznym dobrze izolowanym. Do tego naczynia dodaje sie zobojetniacz w postaci wodorotlenku sodu NaOH granulowanego w ilosci 0,14-0,1=0,014 kg= 14 g a nastepnie reagent podstawowy bezwodny chlorek glinu AlCh w ilosci 0,16-0,1 =0,016= 16 g. Tak uzyskany zestaw poddaje sie rozpuszcze¬ niu i uwodnieniu w czasie okolo 10 minut przy wywolywaniu wzajemnego ruchu reagentów — najkorzystniej przez obracanie.Przyklad IV. Sposób chemicznego podgrzewania malych ilosci plynów w ratownictwie morskim realizuje sie w ten sposób ze w celu uzyskania przyrostu temperatur okolo A T = 60°, odmierzona ilosc wody pitnej (lub innego plynu sluzacego do spozycia) w ilosci 250 g (K = 0,25) poddawanej ogrzewaniu umieszcza sie w hermetycznym naczyniu, które zanurza sie w wodzie slodkiej lub morskiej, w ilosci 500 g umieszczonej w naczyniu hermetycznym dobrze izolowanym.Do tego naczynia dodaje sie zobojetniacz w postaci granulowanego wodorotlenku potasu KOH w ilosci 0,2-0,25 = 0,05 kg = 50 g oraz reagent podstawowy w postaci bezwodnego chlorku glinu AICI3 w ilosci 0,15 0,25 = 0,0375 kg = 37,5 g. Tak uzyskany stan poddaje sie rozpuszczeniu i uwodnieniu w czasie okolo 15 minut najkorzystniej przez zmiane polozenia naczynia.Zestawienie uzyskanych wyników stopnia podgrzewania 100 g wody pitnej i 1000 g wody morskiej (dla celów ogrzewczych) zrealizowanego sposobami opisanymi w przykladach I do IV przy temperaturze otoczenia — 10°C i przechowywanych w czasie 3 godzin przedstawione jest ponizej Pr7y(flflH AlCh + CaO AlClj + BaO AlCh + NaOH AlCb + KOH TP 18 17 17 17 Tk 70 71 69 70 Tfl.5 60 61 59 62 Woda pitna T..o 51 50 50 49 T..5 39 40 38 38 T2.0 28 27 28 28 Tu 15 15 14 15 T3.0 7 8 6 7 Przyklad AlCh + CaO AlCh + BaO AlCh + NaOH AlCh + KOH TP 19 20 20 18 Tk 68 70 68 67 Tas 58 59 57 56 Woda morska Ti,o 47 46 43 45 T1.5 31 30 32 32 T2.0 24 25 26 23 T« 13 12 10 11 T3.0 4 4 gdzie: Tp — temperatura poczatkowa wody (°C), Tk — temperatura koncowa wody (°C), T* — temperatura wody po czasie x przechowywania w chlodni (°C).4 121634 Zestawienie uzyskanych wyników stopnia ogrzania 1000 g wody pitnej oraz 1000 g wody morskiej (dla celów ogrzewczych) zrealizowanego sposobami opisanymi w przykladzie od I do IV przy temperaturze otoczenia (to jest okolo 20°C) jest przedstawione ponizej.Przyklad Dosc zestawu (kg) Woda pitna Woda morska T Tk T Tsr pH T Tk T Tsr pH AlCIs + CaO AICI3 + BaO AICI3 + NaOH AlCh + KOH 0089 0,126 0,102 0,115 18 74 56 57 6,2 22 72 50 48 6,1 19 77 58 22 68 46 19 75 56 54 6,5 21 72 51 49 6,3 20 72 52 20 67 47 21 75 54 52 6,3 18 62 44 46 6,5 20 70 50 18 66 48 17 69 52 54 6,3 17 69 52 48 6,2 18 74 56 19 53 44 gdzie: Tp — temperatura poczatkowa wody, Tk — temperatura koncowa wody, T — przyrost temperatury wody, Tsr — sredni przyrost temperatury wody z dwóch pomiarów.Zestawienie uzyskanych wyników stopnia podgrzania 1000 g wody pitnej i wody morskiej przy temperaturze otoczenia 0°C i w czasie 3 godz. sposobami opisanymi w przykladach od I do IV sa przedstawione ponizej.Przyklad AIC13 + CaO AICI3 + BaO A1CU + NaOH AICI3 + KC TP 18 19 19 19 Tk 73 74 73 71 T0.5 65 67 63 65 Woda T1.0 55 54 56 54 pitna Tl.5 46 43 41 42 T2.0 35 33 31 34 T2.5 21 19 20 22 T3* 16 14 15 14 Przyklad AICI3 + CaO AlCb + BaO AlCh + NaOH AICI3 + KC TP 21 20 19 19 Tk 71 69 67 71 T0.5 63 61 61 65 Woda T1.0 51 50 51 54 pitna T..5 42 41 42 42 Tm 32 31 30 34 Tw 20 21 19 22 T3.0 15 12 12 14 gdzie: TP- °C, Tx - temperatura poczatkowa wody °C, Tk — temperatura koncowa wody temperatura wody po czasie x godz. przechowywania w chlodni °C.Bilans efektów cieplnych sposobami opisanymi w przykladach wykonania wynalazku I do IV jest przedstawiony ponizej.Przyklad AlCh + CaO AlCh + BaO AICI3 + NaOH AlCh + KOH Efekty cieplne dla stosunku molowego 1:1 lub 1:3 kJ 612,58 721,3 624,3 658,0 kcal 146,42 172,4 149,2 157,3 Efekty cieplne Ilosc zestawu w odniesieniu do 1 kg potrzebna do ogrza- zestawu nia 1 kg wody T = 60 kJ 2816,9 1984,6 2460,3 2181,1 kcal 670,9 474,4 588,1 521,4 (kg) 0,089 0,126 0,102 0,115121634 5 Sposób wedlug wynalazku znajduje zastosowanie w gospodarce narodowej szczególnie w ratownictwie morskim, w celu uzyskiwania metodami bezogniowymi w skrajnych warunkach pogodowych nieznacznych ilosci ciepla uzytkowego, dla celów ogrzewczych ciala ludzkiego i spozywczych.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób chemicznego podgrzewania malych ilosci mediów plynnych w ratownictwie zwla¬ szcza morskim przez zastosowanie zwiazków chemicznych wydzielajacych cieplo podczas ich rozpuszczania i uwodniania w wodzie, znamienny tym, ze w celu uzyskania przyrostu temperatury okolo A T = 60° odmierzona ilosc K medium plynnego (gdzie K stanowi jednostke masy na przyklad 1 kilogram) poddawanego podgrzewaniu, umieszcza sie w hermetyzowanym najlepiej kroplo i gazoszczelnym naczyniu, które zanurza sie calkowicie w odmierzonej ilosci 2 K wody slodkiej lub morskiej umieszczonej najlepiej w hermetyzowanym i korzystnie izotermicznym naczyniu, do którego dodano uprzednio termiczny zobojetniacz w postaci sproszkowanego tlenku wapnia (CaO) w ilosci 0,10 K, po czym dodaje sie stopniowo jako reagent podstawowy bezwodny chlorek glinu (AlCh) w ilosci od 0,16 K i tak uzyskany zestaw poddaje sie uwodnieniu i rozpuszcze¬ niu egzotermicznemu w czasie okolo 15 min. przy wywolywaniu ruchu wzajemnego reagentów procesu najkorzystniej przez zmiane polozenia zestawu. 2. Sposób chemicznego podgrzewania malych ilosci mediów plynnych w ratownictwie zwla¬ szcza morskim przez zastosowanie zwiazków chemicznych wydzielajacych cieplo podczas ich rozpuszczania i uwodnienia w wodzie, znamienny tym, ze w celu uzyskania przyrostu temperatury okolo A T = 60°, odmierzona ilosc K medium plynnego poddawanego podgrzewaniu umieszcza sie w hermetyzowanym najlepiej kroplo i gazoszczelnym naczyniu, które zanurza sie calkowicie w odmierzonej ilosci 2K wody slodkiej lub morskiej, umieszczonej najlepiej w hermetyzowanym i korzystnie izotermicznym naczyniu, do którego dodano uprzednio zobojetniacz w postaci sprosz¬ kowanego tlenku baru BaO w ilosci 0,20 K, po czym dodaje sie stopniowo jako reagent podsta¬ wowy bezwodny chlorek glinu AICI3 w ilosci 0,15 K oraz siarczan sodowy w ilosci 0,20 K w przeliczeniu na sól bezwodna i tak uzyskany zestaw poddaje uwodnieniu i rozpuszczeniu egzoter¬ micznemu w czasie okolo 15-20 min. przy wywolywaniu ruchu wzajemnego reagentów procesu najkorzystniej przez zmiane polozenia zestawu. 3. Sposób chemicznego podgrzewania malych ilosci mediów plynnych w ratownictwie zwla¬ szcza morskim przez zastosowanie zwiazków chemicznych wydzielajacych cieplo podczas ich rozpuszczania i uwodniania, znamienny tym, ze w celu uzyskania przyrostu temperatury okolo AT = 60°, odmierzona ilosc K medium plynnego poddawanego podgrzewaniu, umieszcza sie w hermetyzowanym najlepiej kroplo i gazoszczelnym naczyniu, które zanurza sie calkowicie w odmierzonej ilosci 2K wody slodkiej lub morskiej, umieszczonej najlepiej w hermetyzowanym i korzystnie izotermicznym naczyniu, do którego dodano uprzednio zobojetniacz w postaci granu¬ lek wodorotlenku sodowego (NaOH) w ilosci 0,14 K, po czym dodaje sie stopniowo jako reagent podstawowy bezwodny chlorek glinu (A1C13) w ilosci 0,15 K i tak uzyskany zestaw poddaje uwodnieniu i rozpuszczeniu egzotermicznemu w czasie okolo 15 minut przy wywolywaniu ruchu wzajemnego reagentów procesu najkorzystniej przez zmiane polozenia zestawu. PL