热调节自我加热容器制造技术

提出了一种模块加热系统及方法，若无法在无过度温度增加下吸收热能，其可从加热器或加热包装件自动散热。一种加热器，其包含结合时可产热的反应物，其被放置为与被动式热控制材料热接触，该被动式热控制材料系与配置为容置要加热物质的容器热接触。该被动式热控制材料允许该加热器与该容器之间的热传导，只要穿过该被动式热控制材料的热能的温度未超过该材料的活化温度。若穿过该被动式热控制材料的热温度超过该材料的分解温度，该被动式热控制材料分解并从而消散热。

Heat regulating self heating container

A module heating system and method are proposed. If the heat can not be absorbed without excessive temperature, it can automatically heat the heat from the heater or the heating package. A heater includes a reactant capable of producing heat when it is bonded, which is placed in thermal contact with the passive thermal control material, and the passive thermal control material is configured to hold the thermal contact of the container to heat the substance. The passive thermal control material allows heat conduction between the heater and the container, as long as the heat energy passing through the passive thermal control material does not exceed the activation temperature of the material. If the thermal temperature of the passive thermal control material exceeds the decomposition temperature of the material, the passive thermal control material is decomposed and dissipated.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热调节自我加热容器此非临时申请基于2015年4月20日提交的、名字为BrendanCoffey和KrzysztofKwiatkowski、题为“热调节自我加热容器(ThermallyRegulatedSelf-HeatingContainer)”的在先美国临时专利申请而要求优先权，其公开内容通过引用全部并入本文，就像在本文中被完全阐述一样。
技术介绍
图1A及1B示出了一种设于容器(例如饮料罐)基座上的模块加热器(modularheater)的一形式。该加热器在激活(activate)前呈静止状态。该加热器被激活，是通过按压其可挠性盖101，其接着压缩气泡102使破裂排出启动液(startingfluid)的微滴至启动粒(startingpellet)上。如图1B所示，该启动液与该启动粒之间的自发性放热反应105产生热，其启动该主要的加热反应，接着传导通过该固态燃料混合物。该加热器所产生的热能传导通过该加热器的接触表面110及该饮料罐壁以加热该包装内容物。不同的固态反应化学物质可用于本专利技术的该模块加热器以提供一小型、轻量、强力的热源。经由调整该内部燃料混合物的量或组成，可配置应用于不同成分类型或尺寸的能量容量及加热速率。为了加热容置其中的食物或饮料内容物以提供温度，而装设于容器基座的模块加热器是本领域公知的。例如，与本专利技术
相关，描述一种插入食物罐或其他容器的基座的小型模块加热组件的美国专利申请案：美国专利申请号12/419,917，题为“固态铝热剂组成物为基础的加热装置”、美国专利申请号12/570,822，题为“包装加热装置及化学组成物”、美国专利申请号12/715,330，题为“包装加热装置”、美国专利申请号13/177,502，题为“包装加热装置及应用于其中的化学组成物”以及美国专利申请号14/073,639，题为“具有自动关闭的加热装置及方法”。这些加热器组件在所含固态化学反应物中有效地储存化学能量，并可通过按压其表面按钮或其他装置而轻易激活，以迅速释放热能。该热能传导通过紧邻容器的壁以均匀加热内部的内容物。以本案专利技术人的名义所提交的先前申请案，其中所描述的加热器的特征及功能被并入本申请。本质安全(intrinsicsafety)为大众消费市场所必须，且在消费性包装食品及饮品产品中，良好的通用设计指南为：该容器内容物通常应不超过约60-70℃(约140-160°F)的较佳适口温度，且为了使用者的舒适及安全，在可合理预期消费者使用或误用情况下，该包装上暴露的消费者接触的表面不应有超过约54℃(130°F)之处。在一般操作中，通过设计，该加热器的能量被安全地传导至该容器中的食物或饮料部分。然而，若该食物部分并未呈现出起到热沉(heatsink)作用(例如，该包装内容物在启动该加热器前洒出)，则在没有一些覆盖机制的情况下，该空包装将达到不可接受的高温度。类似地，从该包装移除的加热器在没有热沉的情况下，会达到极限温度。因此，在某些情况下提供一反应装置是期望的，该反应装置能调节加热过程以防止该包装组装或该食品或饮料产品过热，并保护使用者免于烫伤。因此，对于有效果且有效能的被动式热控制系统，以用于停止被启动的加热装置以免于超出其预期限制的加热，具有需求。
技术实现思路
本专利技术的实施例将被动式热冷却系统及方法合并至模块加热器中，以提供更优异的安全性，即若该加热器在未直接接触适当的热沉(例如装满的容器)下被激活，其可自该系统将过多的能量安全地消散。更具体地，包含当结合时产热的反应物的加热器，被设置为与被动式热控制材料(passivethermalcontrolmaterial)热接触，其转而被设置为与容器(被配置为容置欲加热的物品)热接触。该被动式热控制材料允许该加热器与该容器之间的热传导，只要穿过该被动式热控制材料的热的温度未超过该材料的活化温度(activationtemperature)。若穿过该被动式热控制材料的热的温度超过该材料的分解温度，则该被动式热控制材料分解并从而散热。实际中，容器中的物品将用作同热沉，且热将流过该被动式热控制材料至该物品，不会使该被动式热控制材料升温至其分解温度以上。然而，若该容器是空的，没有热沉吸收加热器所产生的热，则该被动式热控制材料的温度将超过其热分解温度，并将过多热能散失掉，从而调节该加热器与该容器的温度。本专利技术在加热器装置内提供PTC功能(PTCfunctionality)。仅当“感应”到热沉不存在时，即当所产热量无法有效转移而导致该加热器中的内部温度过度累积时，该PTC功能才起作用。因此，该PTC为“智能型”或“智慧型”包装的形式，即其含有感应或测定产品属性并触发活性(active)包装功能的能力。前述已经相当广泛地概述了本专利技术的某些方面，以便后面的本专利技术的具体实施方式可更容易理解。此后将描述本专利技术的附加特征和优点，其形成本专利技术的权利要求的主题。本领域技术人员应理解，可轻易地将揭露的概念及特定实施例用作修改或设计其他结构或制程以实施本专利技术的相同目的的基础。本领域技术人员还应认识到，这种等价的结构并不脱离如所附权利要求中阐述的本专利技术的精神和范围。附图说明参照附图描述了具体实施方式。在附图中，附图标记的最左边的数字标识了附图标记首次出现的附图。不同的附图中，相同的附图标记表示类似或相同的项目。为了更加完全理解本专利技术及其优点，下面结合附图参考下面的描述，其中：图1A是位于装满饮料的容器基座中的模块加热器的剖面图，此为该加热器启动之前；图1B是位于装满饮料的容器基座中的模块加热器的剖面图，此为该加热器启动之后；图2A是模块加热器的剖面图，显示被激活的加热器的热能传导至该填满的容器内容物(热沉)；图2B是模块加热器的剖面图，显示未填满的容器(无热沉)中的被激活的加热器内的热能蓄积；图3是固态模块加热器的示意性剖面图，其不具有被动式热控制功能的内部组件；图4是固态模块加热器的示意性剖面图，其具有被动式热控制功能的内部组件；图5是图4的模块加热器的平面图，其盖子被移除以显示内部组件；图6是填满的自我加热容器的示意性剖面图，其具有被激活的模块加热器，其整合有被动式热控制；图7是空的自我加热容器的示意性剖面图，其具有被激活的模块加热器，其整合有被动式热控制；图8是固态模块加热器的剖面图，其用于被动式热控制的实际演示；图9用表格列出了所采用的实验参数及所获得的编号的示例性实施例结果。图10是示出对被激活的加热器(空的容器中具有及不具有被动式热控制)的时间/温度反应的图；图11是示出对被激活的加热器(填满的容器中具有及不具有被动式热控制)的时间/温度反应的图；以及图12示出安装在容器中的本专利技术的加热器的一个实施例的分解图。具体实施方式本专利技术关于一种对加热装置提供被动式热控制能力的装置及方法。以下将详细论述本专利技术较佳实施例的配置及使用。然而，应理解，本专利技术提供许多可实施的专利技术构思，其可体现于用于加热食品或饮品的装置以外的广泛不同场合。据此，本专利技术所论述的特定实施例仅为例示性描述制作与使用本专利技术的特定方式，并不限制本专利技术的范畴。另外，下面的术语当用在本文中时具有相关意义：“容器”意指及包含任何可承接或携带材料的贮藏器具(receptacle)，包括但非限制，罐、盒、碗、瓶或其他本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热调节容器，包括：容器，配置为容置要加热的物质；反应腔，所述反应腔包含被结合时产生热的反应物；被动式热控制材料，置于所述反应腔及所述容器之间，其中所述反应腔与所述被动式热控制材料热接触，且所述被动式热控制材料与所述容器热接触；其中，在到达所述被动式热控制材料的分解温度前，所述被动式热控制材料允许热从其中通过；以及若所述加热器超过所述被动式热控制材料的分解温度，所述被动式热控制材料分解，从而使热消散。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.20 US 62/149,8251.一种热调节容器，包括：容器，配置为容置要加热的物质；反应腔，所述反应腔包含被结合时产生热的反应物；被动式热控制材料，置于所述反应腔及所述容器之间，其中所述反应腔与所述被动式热控制材料热接触，且所述被动式热控制材料与所述容器热接触；其中，在到达所述被动式热控制材料的分解温度前，所述被动式热控制材料允许热从其中通过；以及若所述加热器超过所述被动式热控制材料的分解温度，所述被动式热控制材料分解，从而使热消散。2.根据权利要求1所述的容器，其中相较于所述要加热的物质，所述被动式热控制材料具有更高的总比热吸收能力。3.根据权利要求1所述的容器，其中所述被动式热控制材料为钾明矾。4.根据权利要求1所述的容器，其中所述被动式热控制材料包括钾明矾和氢氧化钙。5.根据权利要求1所述的容器，其中所述反应物为固态反应物。6.根据权利要求1所述的容器，其中所述要加热的物质为食品。7.根据权利要求1所述的容器，其中所述分解的副产物为水，且热是通过形成蒸汽而消散。8.根据权利要求1所述的容器，其中所述反应腔的至少一部分位于所述容器内部，且所述被动式热控制材料置于所述容器及位于所述容器内部的所述至少一部分的反应腔之间。9.一种在容器中控制热的方法，包括：将加热器定位为与被动式热控制材料热接触；将所述被动式热控制材料放置为与容器热接触，所述容器配置为容置要加热的物质；其中所述被动式...

【专利技术属性】
技术研发人员：布伦丹·科菲，克日什托夫·C·克维亚特科夫斯基，布伦特·C·福特，
申请(专利权)人：食品自热包装公司，
类型：发明
国别省市：美国,US