SK287136B6

SK287136B6 - Ohrievacie teleso s opakovaným použitím, spôsob jeho výroby a postup prípravy zmesi na použitie v ohrievacom telese

Info

Publication number: SK287136B6
Application number: SK439-2002A
Authority: SK
Inventors: Chhatrapal Sharma; Rajendra Kumar Sharma; Chandra Kant; Ajit Kumar Sarkar
Original assignee: Council Of Scientific And Industrial Research
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2010-01-07
Also published as: WO2002078584A1; KR20020092346A; SK4392002A3; JP2004516876A; AU771018B2; KR100476123B1; CZ20021110A3; NO20021232D0; NO20021232L; AU6059501A; RO119342B1; PL199033B1; PL357248A1; HUP0303373A2; CA2380664A1; CA2380664C

Abstract

Ohrievacie teleso obsahuje mäkko zatavené plastikové vrecko obsahujúce zmes superchladeného supersaturovaného rekryštalizovateľného roztoku anorganickej látky, alkoholu, aditív chemických zlúčenín a prostriedok na spustenie rekryštalizácie superchladeného supersaturovaného rekryštalizovateľného roztoku anorganickej látky. Opísaný je aj spôsob jeho výroby a postup prípravy zmesi na použitie v ohrievacom telese.

Description

Oblasť techniky

Predkladaný vynález sa týka ohrievacieho telesa na opakované použitie. Predkladaný vynález sa tiež týka spúšťacieho zariadenia pre ohrievacie teleso. Vynález sa taktiež týka superchladeného supcrsaturovaného rekryštalizovateľného roztoku na použitie v ohrievacom telese a pri procese jeho prípravy.

Doterajší stav techniky

Použitie ohrievania a chladenia sa pri mnohých aplikáciách uskutočňovalo množstvom rôznych techník v závislosti od špecifickej potreby. Napríklad osoby trpiace bolesťami svalov bežne používajú na zmiernenie bolesti gumené vrecká naplnené horúcou vriacou vodou. V prípade poranenia hlavy je bežne lekárskym predpisom aplikácia ľadu ako prvá pomoc. V prípade vysokej horúčky bežným domácim liečebným prostriedok bolo priloženie handry namočenej v studenej vode na čelo, aby sa znížila teplota. Ľudia na rekreačných výletoch často nosia zabalené jedlo alebo dokonca nesú prístroj na varenie a suroviny, materiál na varenie jedla. Ďalšia potreba teplej energie je v odľahlých oblastiach, kde prístupnosť palív nie je možná alebo môže byť veľmi drahá. Preto je na prekonanie všetkých týchto ťažkých situácii nevyhnutné navrhnúť spôsoby a prostriedky na generovanie tepla ekonomickým spôsobom a výhodne bez použitia konvenčných palív. Ako reakcia na túto potrebu, v posledných 15 rokoch došlo k vývoju zariadenia nazvaného ohrievacie teleso. Hlavný princíp predstavujúci základ ohrievacieho telesa je použitie tepla generovaného v dôsledku spustenia chemickej reakcie medzi dvomi alebo viacerými chemikáliami alebo v dôsledku spustenia iniciácie kryštalizácie superchladeného chemického roztoku. V kontexte predkladaného vynálezu je to druhý aspekt, ktorý je uvedený.

Niekoľko otepľujúcich materiálov je k dispozícii na trhu, ako sú vrecká horúcej vody, prenosné elektrické vreckové ohrievače alebo ohrievače na batériu. Hoci v prípade vreciek s horúcou vodou, horúca voda, ktorá sa nalieva do vrecka, sa dá získať buď použitím paliva, alebo elektrickej energie. Ďalej teplo vodného vrecka netrvá dostatočne dlho na to, aby dávalo akýkoľvek pozorovateľný účinok. V prípade elektrického vreckového ohrievača je potrebný stály zdroj elektrickej energie. To obmedzuje použitie takého ohrievacieho zariadenia len na také miesta, kde je k dispozícii elektrika, t. j. len vnútri. V prípade ohrievača na batériu je potrebné pravidelné dobíjanie batérie a výmena, keď sa vybije. Vo všetkých týchto prípadoch je ďalšou nevýhodou obmedzené použitie a potreba ochranných opatrení v prípade elektrických ohrievacích telies.

Nekonvenčné ohrievacie teleso bolo objavené vUS patente 4,532,110 (1985). V tomto objave je tepelná energia generovaná spúšťacou akciou superchladeného saturovaného roztoku octanu sodného. Spustenie je uskutočnené špeciálne uspôsobeným zariadením. Celé zloženie spúšťacieho mechanizmu a superchladeného roztoku je v plastikovom kontajneri vyrobenom z PVC, polyuretánu alebo podobne. Nevýhodou tohto vynálezu je, že spúšťací mechanizmus, ktorý sa používa na iniciáciu kryštalizácie superchladeného roztoku octanu sodného musí mať ochrannú vrstvu zo zlata alebo striebra, aby sa predišlo korózii kvôli kontaktu s chemikáliou. Toto nie je žiaduce, keďže už materiál na výrobu spúšťacieho mechanizmu je drahá zliatina CuBe. Ďalej materiál z PVC na výrobu ohrievacieho telesa má veľmi obmedzenú trvanlivosť kvôli nevyhnutnému vyplavovaniu sa chloridových iónov vďaka prítomnosti roztoku sodnej soli. Táto nevýhoda sa vyskytuje aj v iných uvedených vynálezoch, ako aj v US patentoch 4,572,158; 5,058,563 a 5,205,278. Ďalšia nevýhoda spomenutých vynálezov s výnimkou 5,058,563 je, že superchladený roztok má tendenciu prúdiť na jednu stranu vyvolávajúc nerovnomerné ohrievanie, čím sťažuje použitie ohrievacieho telesa tým, že je potrebné upraviť obrysy telesa na jednotlivé aplikácie pred iniciáciou kryštalizácie a z toho vyplývajúceho generovania tepla.

V US patente 5,058,563 sa použilo aditívum na navodenie gelatinizácie počas kryštalizácie. Gelatinizácia pomáha udržať žiadanú hustotu roztoku a tak rovnomernosť tepla na celej používanej časti. Gelatinačný materiál použitý v uvedenom riešení je vo vode rozpustný polymér hydroetylcelulózy. Hoci tento materiál poskytuje výhodu gelatinizovania roztoku je nestabilný, čím sa znemožňuje opätovné použitie ohrievacieho telesa.

US patent 5,843,145 odhaľuje ohrievacie teleso na opakované použitie, kde sa vnútri plastikového vrecka udržiava zmes troch zložiek tvoriacich gél. Toto ohrievacie teleso na opakované použitie vyžaduje vonkajšie ohrievacie alebo chladiace prostriedky na to, aby malo zariadenie užitočné použitie. V prípade ohrievacieho použitia sa ohrievacie teleso vloží do mikrovlnnej rúry alebo akéhokoľvek iného ohrievacieho zariadenia, aby sa teleso aktivovalo. Je žiaduce, aby sa teplota telesa udržala dostatočne dlhý čas, čím sa uplatňuje jeho použitie ako ohrievacieho telesa. Vzhľadom na skutočnosť, že teleso potrebuje vonkajšie ohrievacie zariadenia, je tento vynález nevýhodný v jeho uplatňovanom použití ako ohrievacieho telesa. A to hlavne vďaka skutočnosti, že vynález uvádza, že predpríprava telesa sa musí uskutočňovať v časovej perióde typicky dve hodiny. Týmto je teleso tak, ako je zverejnené nevýhodné v praktických pohotovostných situáciách a tiež vo vzdialených oblastiach, kde nemusia byť k dispozícii ohrievacie zariadenia ako mikrovlnná rúra.

JP 58180575 odhaľuje chladiace teleso vnútri so zmesou obsahujúcou medzi iným anilínchlorid. Ale v tomto vynáleze sa zmes správa ako endotermický materiál, kde keď sa materiál rozpustí vo vode, absorbuje teplo a vyvoláva chladiaci efekt.

Predkladaný vynález obchádza nevýhody vynálezov doterajšieho stavu techniky.

Podstata vynálezu

Predmetom predkladaného vynálezu je poskytnúť ohrievacie teleso, ktoré sa vyhýba nevýhodám už uvedeným.

Ďalším predmetom vynálezu je poskytnúť ohrievacie teleso so životnosťou aspoň šesť mesiacov.

Ďalším cieľom predkladaného vynálezu je poskytnúť ohrievacie teleso, ktoré sa môže recyklovať aspoň stokrát.

Ďalším cieľom predkladaného vynálezu je poskytnúť ohrievacie teleso s retenciou tepla aspoň na dve hodiny.

Ďalším predmetom predkladaného vynálezu je poskytnúť ohrievacie teleso použiteľné na terapeutické aplikácie.

Preto predkladaný vynález poskytuje ohrievacie teleso na opakované použitie, ktoré obsahuje mäkko zatavené plastikové vrecko obsahujúce zmes superchladeného supersaturovaného rekryštalizovateľného roztoku anorganickej látky, alkoholu, aditív chemických zlúčenín a prostriedok na spustenie rekryštalizácie superchladeného supersaturovaného rekryštalizovateľného roztoku anorganickej látky.

V uskutočnení vynálezu je plastické vrecko vyrobené z polypropylénu alebo polyvinylchloridu.

V ďalšom uskutočnení vynálezu je anorganická látka vybratá z octanu sodného a dusičnanu vápenatého.

V ďalšom uskutočnení predkladaného vynálezu je superchladený supersaturovaný rekryštalizovateľný roztok anorganickej látky pripravený vo vode s dobrou kvalitou.

V ďalšom uskutočnení vynálezu, voda dobrej kvality je voda z verejného zdroja zbavená baktérií alebo destilovaná voda.

V ďalšom uskutočnení predkladaného vynálezu je alkohol vybratý z etylén glykolu a glycerolu.

V ďalšom uskutočnení predkladaného vynálezu chemické aditívum obsahuje organický amín.

V ďalšom uskutočnení vynálezu organický amín obsahuje anilín.

V ďalšom uskutočnení vynálezu superchladený supersaturovaný rekryštalizovateľný roztok obsahuje zmes hydratovanej soli octanu sodného 50 - 70 hmotn. %, etylénglykolu 1 - 10 hmotn. %, anilínu 10 - 20 hmotn. % a vody 10 - 29 hmotn. %.

V ďalšom uskutočnení predkladaného vynálezu prostriedok na spustenie rekryštalizácie zahŕňa mechanické zariadenie vybraté zo skupiny obsahujúcej krokodílovú svorku a spínací špendlík.

V ďalšom uskutočnení predkladaného vynálezu materiál spúšťacieho prostriedku obsahuje nekorodujúci materiál.

V ďalšom uskutočnení vynálezu nekorodujúci materiál spúšťacieho prostriedku obsahuje nehrdzavejúcu oceľ.

V ďalšom uskutočnení vynálezu má ohrievacie teleso životnosť aspoň šesť mesiacov.

V ďalšom uskutočnení vynálezu sa ohrievacie teleso môže recyklovať aspoň 100 cyklov.

V ďalšom uskutočnení predkladaného vynálezu si ohrievacie teleso udrží teplo na aspoň dve hodiny.

V ďalšom uskutočnení predkladaného vynálezu sa ohrievacie teleso používa na terapeutické aplikácie, ohrievanie tela vo vysokých nadmorských výškach.

Vynález sa tiež vzťahuje na proces prípravy ohrievacieho telesa na opakované použitie, pričom uvedený proces zahŕňa prípravu hydratovaného roztoku anorganickej látky vo vode, pridanie alkoholu k tomuto roztoku a dôkladné premiešame, pridanie anilínu a dôkladné premiešame výslednej zmesi, uloženie zmesi v mäkko zatavenom plastikovom vrecku a pridanie spúšťacieho prostriedku.

Predkladaný vynález sa tiež vzťahuje na zmes na použitie v ohrievacích telesách na opakované použitie, pričom uvedená zmes obsahuje roztok anorganickej látky vo vode, alkohol a anilín.

V jednom uskutočnení vynálezu zmes obsahuje zmes hydratovanej soli octanu sodného 50 - 70 hmotn. %, etylénglykolu 1-10 hmotn. %, anilínu 10-20 hmotn. % a vody 10-29 hmotn. %.

Vynález sa vzťahuje na proces prípravy zmesi na použitie v ohrievacích telesách na opakované použitie, pričom uvedený proces zahŕňa prípravu hydratovaného roztoku anorganickej látky vo vode, pridanie alkoholu k tomuto roztoku a dôkladné premiešanie, pridanie anilínu a dôkladné premiešanie výslednej zmesi.

Zmes podľa vynálezu na použitie v ohrievacom telese na opakované použitie je synergická prímes s vlastnosťami nad agregáciou a pod agregáciou vlastností jednotlivých zložiek a nie je jednoduchá prímes.

Detailný opis vynálezu

Najprv sa pripravil hydratovaný roztok výhodne octanu sodného s výhodnou čistotou v obyčajnej vode zmiešaním 500 - 700 g v 0,1 až 0,3 litroch vody. Tento roztok sa pripravil dôkladným miešaním octanu sodného vo vode. K tomuto sa pridal polyhydrický alkohol a výhodne etylénglykol. Táto zmes sa dôkladne miešala a k nej sa pridalo ďalšie aditívum výhodne anilín a výsledná zmes sa dôkladne miešala. Pridanie polyhydrického alkoholu má zabezpečiť hladkosť rekryštalizovanému superchladenému saturovanému roztoku octanu sodného. Toto sa dosiahne kontrolovaným rastom viskozity výslednej zmesi po kryštalizácii vďaka spúšťacej akcii mechanickým zariadením. Použitie anilínu v zmesi ohrievacieho telesa zvyšuje životnosť ohrievacieho telesa a tiež dáva jedinečnú vlastnosť recyklovateľnosti ohrievacieho telesa. Potom, ako sa pripraví zmes, táto sa naleje do plastikového vrecka s výhodným rozmerom 100 mm² vyrobeného z tenkej fólie polyvinylchloridu (PVC). Použitie anilínu ako aditíva poskytuje žiadanú vlastnosť prevencie vyplavovania plastického materiálu a tým zvyšovanie životnosti. Krokodílová svorka z nehrdzavejúcej ocele sa vloží do ohrievacie telesa a potom sa nakoniec zataví od otvoreného konca. Ohrievacie teleso je teraz pripravené, s typickým, nie je limitovaným, obsahom hydratovanej soli octanu sodného 50 hmotn. %, etylénglykolu 1 hmotn. %, anilínu 20 hmotn. % a vody 29 hmotn. %. Aktivita rekryštalizácie sa iniciovala jemným stlačením krokodílovej svorky a jej okamžitým uvoľnením. Uskutočnila sa rekryštalizácia a okamžite sa generovalo teplo v celom ohrievacom telese. Ohrievacie teleso sa môže ľahko prispôsobiť časti tela a týmto túto časť ohriať. Teplota telesa bola o 45°C vyššia ako teplota okolia a udržala sa asi dve až tri hodiny v závislosti od veľkosti ohrievacieho telesa.

V prípade typickej terapeutickej aplikácie, po aktivácii telesa toto sa zabalí do uteráku a aplikuje sa na pacienta. Chladenie telesa na teplotu okolia sa uskutočňovalo v čase okolo štyroch hodín. Teleso sa reaktivovalo uložením do horúcej vody, čo viedlo k roztopeniu kryštalizovaného obsahu telesa a potom vybratím z horúcej vody a ochladením na teplotu okolia. Týmto spôsobom sa teleso pripravilo na opätovné použitie.

Princíp predstavujúci základ vynálezu je skutočnosť, že vytvorenie hydratovanej soli vedie k cndotermickej reakcii absorbujúcej teplo kryštalizácie. Keď je kryštalizácia uskutočnená spúšťacou akciou, teplo kryštalizácie sa uvoľní do kontajnera, čím sa zohreje vonkajší povrch kontajnera. Toto robí zariadenie užitočným pre akúkoľvek aplikáciu. Teplota, ktorá sa dá dosiahnuť prostredníctvom ohrievacieho zariadenia, môže byť stanovená množstvom superchladeného supersaturovaného roztoku hydratovanej soli. Teda životnosť zariadenia bude tiež prispôsobená zodpovedajúco rastúcou kvantitou anilínu alebo ktoréhokoľvek z iných aditív, ako sú hydroxidy alebo uhličitany.

Novosť predkladaného vynálezu spočíva v ohrievacom telese, ktoré je opakovane použiteľné, má dlhú životnosť a je možné ho recyklovať.

Novosť ohrievacieho telesa je vďaka vynálezcovskému kroku pridania hydroxidov, uhličitanov alebo amínov k rekryštalizovateľnej zmesi.

V príkladoch uskutočnenia sa ohrievacie teleso vyrába najprv rozpustením hydratovanej soli octanu sodného vo vode. K tomuto sa pridal etylénglykol. Po dôkladnom premiešaní sa pridal anilín. Zmes sa opäť dôkladne premiešala a potom sa naliala do plastikového vrecka z PVC. Ako spúšťací prostriedok sa použila krokodílová svorka z nehrdzavejúcej ocele a umiestnila sa do vrecka, potom sa celá súprava zatavila.

Nasledujúce príklady majú byť len spôsobom ilustrácie a nemali by byť chápané, aby obmedzovali rozsah vynálezu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

Ohrievacie teleso obsahovalo hydratovanú soľ octanu sodného 50 hmotn. %, etylénglykol 1 hmotn. %, anilín 20 hmotn. % a vodu 29 hmotn. %. Spúšťacia akcia sa vykonala stlačením svorky 3-krát. Kryštalizácia viedla k okamžitému rastu teploty na 75 °C. Ochladenie telesa na teplotu okolia trvalo okolo štyroch hodín.

Príklad 2

Ohrievacie teleso obsahovalo hydratovanú soľ octanu sodného 60 hmotn. %, etylénglykol 4 hmotn. %, anilín 15 hmotn. % a vodu 21 hmotn. %. Spúšťacia akcia sa vykonala stlačením svorky 3-krát. Kryštalizácia viedla k okamžitému rastu teploty na 65 °C. Ochladenie telesa na teplotu okolia trvalo okolo štyroch hodín.

Príklad 3

Ohrievacie teleso obsahovalo hydratovanú soľ octanu sodného 70 hmotn. %, etylénglykol 6 hmotn. %, anilín 10 hmotn. % a vodu 14 hmotn. %. Spúšťacia akcia sa vykonala stlačením svorky 3-krát. Kryštalizácia viedla k okamžitému rastu teploty na 75 °C. Ochladenie telesa na teplotu okolia trvalo okolo štyroch hodín.

Príklad 4

Ohrievacie teleso obsahovalo hydratovanú soľ octanu sodného 70 hmotn. %, etylénglykol 10 hmotn. %, anilín 10 hmotn. % a vodu 10 hmotn. %. Spúšťacia akcia sa vykonala stlačením svorky 3-krát. Kryštalizácia viedla k okamžitému rastu teploty na 70 °C. Ochladenie telesa na teplotu okolia trvalo okolo štyroch hodín.

Tabuľka 1

Položka	Hmotnostné percento materiálov
Octan sodný	50	60	70	70
etylénglykol	1	4	6	10
anilín	20	15	10	10
voda	29	21	14	10
teplota ohrievacieho telesa v °C	75	65	75	70

Hlavné prednosti predkladaného vynálezu sú:

1. Dá sa ľahko vyrobiť zo všeobecne prístupných chemikálií primeranej čistoty.

2. Ohrievacie teleso sa môže skladovať aspoň šesť mesiacov.

3. Teleso sa môže ľahko položiť na akýkoľvek obrys, keďže si zachováva flexibilnosť aj po rekryštalizácii.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY t ý m , že plastit ý m , že anort ý m , že super-

1. Ohrievacie teleso na opakované použitie, vyznačujúce sa tým, že obsahuje mäkko zatavené plastikové vrecko obsahujúce zmes superchladeného supersaturovaného rekryštalizovateľného roztoku anorganickej látky, alkoholu, anilínu, a prostriedok na spustenie rekryštalizácie superchladeného supersaturovaného rekryštalizovateľného roztoku anorganickej látky.
2. Ohrievacie teleso na opakované použitie podľa nároku 1, vyznačujúce kové vrecko je vyrobené z polypropylénu alebo polyvinylchloridu.
3. Ohrievacie teleso na opakované použitie podľa nároku 1,vyznačuj úce ganická látka je vybratá z octanu sodného a dusičnanu vápenatého.
4. Ohrievacie teleso na opakované použitie podľa nároku 1,vyznačujúce chladený supersaturovaný rekryštalizovateľný roztok anorganickej látky je pripravený z v podstate čistej vody.
5. Ohrievacie teleso na opakované použitie podľa nároku 4, vyznačujúce sa tým, že v podstate čistá voda zahŕňa vodu zbavenú baktérií z verejného zdroja alebo destilovanú vodu.
6. Ohrievacie teleso na opakované použitie podľa nároku 1,vyznačujúce sa tým, že alkohol je vybratý z etylénglykolu a glycerolu.
7. Ohrievacie teleso na opakované použitie podľa nároku 1,vyznačujúce sa tým, že superchladený supersaturovaný rekryštalizovateľný roztok obsahuje zmes hydratovanej soli octanu sodného 50 - 70 hmotn. %, etylénglykolu 1-10 hmotn. %, anilínu 10-20 hmotn. % a vody 10-29 hmotn. %.
8. Ohrievacie teleso na opakované použitie podľa nároku 1,vyznačujúce sa tým, že prostriedok na spustenie rekryštalizácie zahŕňa mechanické zariadenie vybraté zo skupiny obsahujúcej krokodílovú svorku a spínací špendlík.
9. Ohrievacie teleso na opakované použitie podľa nároku 1, vyznačuj úce riál spúšťacieho prostriedku obsahuje nekorodujúci materiál.
10. Ohrievacie teleso na opakované použitie podľa nároku 1,vyznačuj úce rodujúci materiál pre spúšťací prostriedok obsahuje nehrdzavejúcu oceľ.
11. Superchladený supersaturovaný rekryštalizovateľný roztok na použitie v ohrievacom telese, v y načujúci sa tým, že obsahuje zmes roztoku anorganickej látky, alkoholu a anilínu.
12. Superchladený supersaturovaný rekryštalizovateľný roztok podľa nároku 11, vyznačujúci a t ý m , že obsahuje zmes hydratovanej soli octanu sodného 50 -70 hmotn. %, etylénglykolu 1 10 hmotn. %, anilínu 10-20 hmotn. % a vody 10 - 29 hmotn. %.
13. Postup prípravy zmesi na použitie v ohrievacích telesách na opakované použitie, vyznačuj úci a t ý m , že sa pripraví hydratovaný roztok anorganickej látky vo vode, k tomuto roztoku sa pridá alkohol dôkladne sa premieša, pridá sa anilín a výsledná zmes sa dôkladne premieša.
14. Spôsob výroby ohrievacieho telesa na opakované použitie, vyznačujúci sa tým, že sa pripraví hydratovaný roztok anorganickej látky vo vode, k tomuto roztoku sa pridá alkohol a dôkladne sa premieša, pridá sa anilín a výsledná zmes sa dôkladne premieša, zmes sa vloží do mäkko zataveného plastikového vrecka a pridá sa spúšťací prostriedok.