[发明专利]用于氧活化的便携加热器的电解质配制剂

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年10月19日提交的美国临时专利申请号61/716,226的优先权，所述申请全文引入本文。

技术领域

本发明涉及加热器，其主要使用大气氧作为燃料源用于产生热的反应，并且更具体地涉及用于所述加热器的各种电解质配制剂。

背景技术

便携无焰加热器目前用于多种应用中，例如加热可食用的物品。

例如美国陆军使用无焰定量加热器(FRH)而不是便携炉来加热预包装的MRE(即食口粮)八盎司(约227克)野战口粮。所述FRH由密封在防水袋中的超腐蚀镁/铁混合物组成(总FRH重量为约22克)。为了操作FRH，将所述袋开封，向其中插入所述MRE，并将约58克水添加至围绕所述MRE的所述FRH袋的含燃料部分以引发以下反应：

Mg+2H₂O→Mg(OH)₂+H₂

基于燃料的上述反应，所述MRE温度在低于10分钟内上升约100°F。将体系的最大温度通过蒸发和冷凝水蒸汽安全地调节至约212°F。

目前的FRH在有效用于其预定目的时产生作为副产物的氢气气体，而这引起安全、运输、储存和处置的顾虑，并且使其较不适合用于其中偶然的误操作可能导致火灾或爆炸的消费行业应用。

另外，除了重和占地之外，反应所需要的水通常由饮用水的供应获得，这可能受到限制。此外，添加水的步骤也可能是在使所述FRH起作用的过程中不便利的额外步骤。

自加热食物包装产品也可在消费市场获得。这些产品使用来自混合“生石灰”(氧化钙)和水的水合(CaO+H₂O→Ca(OH)₂)的热，这不产生氢气。由于存在水，峰值温度类似地限制在212°F。然而，即使忽略包装和水的重量，体系的比能量也低(约1.2kJ/克CaO)。

这些和其它自给的体系还必须提供使分开的反应物混合的一些手段而增加了另外的复杂性和体积。对一些商业上自加热包装食物产品的测量示于表1中。

表1

虽然生石灰基加热器可以比镁基加热器提供更高的安全性，但是生石灰加热器具有明显更低的比能量。此外，加热器重量和尺寸方面的增加(需要补偿低的比能量)导致加热器接近要加热的物体的尺寸和重量。这降低了这种加热器的便携性。

除了上述水基加热器之外，还已知使用氧基加热器。氧基加热器(例如描述于美国专利第5,984,995、5,918,590和4,205,957号中的那些)具有超过水基加热器的某些益处。

首先，氧基加热器不需要添加水来产生热。其次，因为氧基加热器仅在氧气存在下产生热，所以可以通过简单地阻止氧气进入而停止放热反应。此外，这种加热器允许放热反应在较晚时通过再次引入氧气而重新启动。另外，因为氧气在大气中是充足的，所以这些加热器不需要混合组分。

本发明的受让人已提供了氧基加热器和用于所述氧基加热器的各种包装。例如参见美国专利申请序列号12/376,927和12/874,338(分别于2009年2月9日和2010年9月2日提交)，二者均通过参考全文引入本文；还参见美国专利申请序列号11/486,400和12/711,963(分别于2006年7月12日和2010年2月24日提交)二者均通过参考全文引入本文。这些所公开的加热器和包装成功地提供氧基加热器和/或用于所述氧基加热器的包装。

然而，由改进这种加热器和包装可以获得益处。这些益处可以提供更有效的加热器、更佳的包装、更简单的制造和更低的制造成本。

本发明涉及为这些类型的加热器提供改进以实现这些以及其它的益处。

发明内容

在本发明的一个方面，本发明涉及与氧基加热器一起使用的各种电解质溶液配制剂。

在本发明的另一方面，本发明涉及制造加热器的方法和与所述加热器一起使用的所述电解质溶液配制剂。

为了维持放热反应，这些类型的氧基加热器需要电解质溶液的存在。已经确定电解质溶液中电解质的性质可以影响加热器的特性。