САМОНАГРЕВАЮЩЕЕСЯ ИЛИ САМООХЛАЖДАЮЩЕЕСЯ УСТРОЙСТВО (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к средствам для нагрева или охлаждения перед употреблением продукта в результате протекания экзотермической или эндотермической химической реакции.
Давно известно производство упаковок для пищевых продуктов с предусмотренной в самой упаковке емкостью для пищевого продукта или напитка, и средств для смешивания двух реакционноспособных веществ, экзотермическим или эндотермическим способом, вызывая, таким образом, теплообмен с емкостью и нагревая или охлаждая содержащийся в ней пищевой продукт.
Нагревание и охлаждение в различных областях применения может быть осуществлено при помощи самых различных технологий, в зависимости от конкретной необходимости. Многие люди при проведении развлекательных поездок берут с собой пакеты с пищей или даже исходные (сырые) продукты и устройство для варки пищи. Следовательно, для разрешения указанных трудных ситуаций необходимо разработать пути и средства экономически выгодной выработки теплоты, преимущественно без использования обычных видов топлива.
Устройства (контейнеры) с самонагревом или самоохлаждением известны. Их преимущество заключается в возможности разогрева или охлаждения упакованных в них продуктов, например пищевых, а именно супов, макаронных изделий с различными соусами, кофе, шоколада, чая, пива, соков и других прохладительных напитков, или, например, не пищевых, в частности краски, клея, смазочных материалов и других применяемых в быту веществ, до нужной температуры без необходимости в использовании дополнительных средств нагревания или охлаждения и в любое время по желанию потребителя. Такие контейнеры очень удобны, например, за городом, на даче, в поездках на поезде, в машине и т.д., где разогревание или охлаждение упакованных в них веществ вызывает затруднения. Разогревание или охлаждение содержащихся в таких контейнерах пищевых или других продуктов обеспечивается за счет химической реакции с тепловым эффектом, происходящей при смешивании двух реагентов, которые помещены в отдельные полости в этом контейнере и которые сами по себе не выделяют и не поглощают тепла. Между полостями, в которые помещены эти реагенты, находится перегородка. Когда у потребителя возникает желание подогреть или охладить содержимое контейнера перед его употреблением или использованием, он приводит в действие встроенный в контейнер разрушающий элемент, который разрывает эту перегородку, в результате чего реагенты смешиваются, и происходит соответствующая химическая реакция, при которой выделяется или поглощается тепло. В зависимости от того, в какое состояние нужно приводить упакованный в контейнере продукт, в разогретое или охлажденное, в контейнере помещены реагенты, при смешивании которых происходит соответственно экзотермическая (с выделением тепла) или эндотермическая (с поглощением тепла) реакция. Как правило, одним реагентом является вода, а вторым реагентом для экзотермической реакции является хлорид кальция, а для эндотермической реакции - тиосульфат натрия.
Известна конструкция устройства (патент ES-A-423862 (САТО) (1974), которая раскрывает несколько вариантов выполнения емкости для таких пищевых продуктов, как кофе, суп, сакэ и подобные продукты, или такие продукты питания, как лапша, тушеные овощи или подобные продукты в той же вышеупомянутой емкости, которая отделена от других двух отделений, содержащих агенты или химические реактивы, размещенные отдельно один от другого. Задача этого технического решения уровня техники основывается на вышеупомянутом автотермическом свойстве емкости и на некотором упрощении устройства и обеспечении его безопасного функционирования.
Известна конструкция устройства (патент FR-A-2587608 (1986), которая раскрывает емкость для автоматического нагревания или охлаждения напитков или пищевых продуктов посредством экзотермической или эндотермической реакции двух дополнительных веществ и описывает структуру мембраны, разделяющую два отделения, в которых находятся вышеупомянутые вещества, и имеющую специальные характеристики, облегчающие ее быстрый разрыв. Кроме того, описываются различные реактивные агенты, такие как хлорид магния и вода, калий роданистый, а также калий роданистый и мочевина в аммиаке.
Основными недостатками известных технических решений являются, то, что устройства достаточно габаритное и в рабочем и в нерабочем виде занимает один и тот же объем, из-за чего не может использоваться в качестве переносной тары. Кроме того, конструкция достаточно сложна в производстве, а значит, не может быть дешевой.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является «Устройство для разогрева продуктов питания» (патент РФ №71870 U1, МПК A47J 36/28, оп. 27.03.2008), содержащее контейнер с двойными стенками, между которыми расположены, по меньшей мере, одна герметично закрытая емкость с жидким реагентом и, по меньшей мере, один твердый реагент, при этом контейнер с двойными стенками выполнен в виде, по меньшей мере, двух пакетов, имеющих три герметичные стороны, изготовленных из пленочного материала, вставленных один в другой и герметично соединенных между собой, по меньшей мере, по периметру открытой части пакетов. По меньшей мере, одна из стенок внешнего пакета может иметь дополнительный слой, выполненный из теплоизоляционного материала. Пакеты могут быть изготовлены из, по меньшей мере, двухслойного термосвариваемого материала, например, из алюминиевой фольги, ламинированной полиэтиленом.
При всех положительных качествах устройства оно имеет ряд недостатков - имеет заданную объемную форму, что создает трудности при их транспортировке в походных условиях, требует определенной формы разогреваемого продукта для эффективной передачи тепла стенками внутреннего контейнера.
Задача настоящей полезной модели заключается в разработке устройства, которое должно отвечать целому ряду требований. Оно должна быть дешевым, чтобы быть доступным для всех слоев общества, достаточно компактно в нерабочем виде и достаточно вместительно в рабочем, экологически безопасным, чтобы при соприкосновении ее с пищей не подвергать организм какой-либо опасности.
В результате создания заявляемого устройства достигается:
1. Экономический эффект, связанный с использованием дешевых материалов и простого технологического процесса изготовления.
2. Потребительский эффект, связанный с удобством эксплуатации, т.к. не имеет ограничений в выборе продукта от его формы и размера.
3. Технический результат полезной модели основывается на вышеупомянутом автотермическом свойстве емкости и на некотором упрощении устройства и обеспечении его безопасного функционирования.
1. Поставленная задача в первом варианте решается за счет того, что в самонагревающееся или самоохлаждающееся устройство, содержащем две стенки, между которыми расположены, по меньшей мере, отдельно один от другого реагенты; по меньшей мере, одна из стенок устройства может иметь дополнительный слой, выполненный из теплоизоляционного материала, согласно полезной модели, внесены существенные изменения:, устройство содержит одну стенку, выполненную в виде подложки с декоративным защитным покрытием, нанесенным на стороне, входящей в контакт с продуктом, который должен быть разогрет или охлажден; при этом другая сторона подложки выполнена с отделениями; первым отделением, содержащим первый реагент в жидком состоянии, способным реагировать со вторым реагентом в твердом состоянии, содержащимся во втором отделении подложки; при этом поверхность обоих, первого и второго реагента, покрыты разрушаемой пленкой; при этом оба реагента могут соприкасаться друг с другом при накладывании первого на второй; при этом разрушаемая пленка может быть разрушена вручную извне активатором в виде гибкой ленты, вследствие чего начинает происходить реакция; при этом на поверхность второго отделения подложки нанесен, по меньшей мере, один теплосберегающий слой и, по меньшей мере, один несущий теплоотражающий слой, контактирующий со вторым реагентом; при этом вторая стенка выполнена в виде защитного слоя, нанесенного на поверхность реагентов и снимаемого перед началом работы; при этом устройство содержит одну общую подложку с двумя отделениями для нанесения реагентов, и выполнено путем сгибания всех элементов, с приданием ему книгообразной формы. 2. Поставленная задача во втором варианте решается за счет того, что в самонагревающемся или самоохлаждающемся устройстве, содержащем две стенки, между которыми расположены, по меньшей мере, реагенты, размещенные отдельно один от другого, по меньшей мере, одна из стенок устройства может иметь дополнительный слой, выполненный из теплоизоляционного материала, согласно полезной модели, внесены существенные изменения: устройство содержит две стенки в виде двух подложек, на которых со стороны, входящей в контакт с продуктом, который должен быть разогрет или охлажден; нанесено декоративное защитное покрытие; при этом на другой стороне первой подложки выполнено отделение, содержащее первый реагент в жидком состоянии, способный реагировать со вторым реагентом в твердом состоянии, содержащимся в отделении второй подложки; причем оба реагента, первый и второй, взаимно соединены своими открытыми входами и разделены разрушаемой пленкой, которая может быть разрушена вручную извне активатором в виде гибкой ленты; вследствие чего начинает происходить реакция; на внутреннюю поверхность второй подложки нанесен, по меньшей мере, один теплосберегающий слой и, по меньшей мере, один несущий теплоотражающий слой, контактирующий со вторым реагентом. В обоих вариантах:
- на указанный декоративный пленочный слой может быть нанесена информация в виде одно- или многоцветной печати, он обладает свойством тепловой герметизации и может, при необходимости, быть металлизированным.
- выполнение слоев из материалов, выбранных из группы, содержащей полиэтилен, полипропилен, алюминиевая фольга, металлизированная полипропиленовая фольга, полиэстер.
- устройство получают послойным нанесением указанных материалов с последующим скреплением слоев прессованием при повышенной температуре.
- данное устройство может выпускаться различных типоразмеров в зависимости от назначения и может применяться в качестве носителя рекламы.
- активатор представляет собой гибкую ленту, прошитую по всей поверхности разрушаемой пленки, которая при вытягивании ее посредством крайнего участка разрушает пленку.
- устройство может иметь прямоугольную, шарообразную, эллипсообразную или другую форму.
- в устройстве, предназначенном для продукта, которое перед употреблением должно быть разогрето, указанная химическая реакция является экзотермической.
- в устройстве, предназначенном для продукта, которое перед употреблением должно быть охлаждено, указанная химическая реакция является эндотермической.
- в устройстве, в котором указанная химическая реакция является экзотермической, одним реагентом может быть хлорид кальция, а другим - вода.
- в устройстве, в котором указанная химическая реакция является эндотермической, одним реагентом может быть тиосульфат натрия, а другим - вода.
- вторым реагентом является оксид кальция, а первым реагентом - вода, которые экзотермически реагируют, нагревая продукт, находящийся в емкости.
- оксид кальция находится в виде гранулированного материала, спрессованного под давлением из порошкового материала или измельченного с размером частиц приблизительно 6-9 мм среднего диаметра для замедления реакции.
Необходимым условием устройства по первому варианту является наличие одной общей подложки и выполнение путем сгибания всех элементов, с приданием устройству книгообразной формы.
Отличием устройства по второму варианту является то, что оно содержит две стенки в виде подложек, между которыми расположены, по меньшей мере, реагенты, размещенные отдельно один от другого, по меньшей мере, несущий теплоотражающий слой, который в свою очередь контактирует с теплосберегающем слоем, нанесенным на вторую подложку.
Для толкования формулы и пояснения сущности изобретения рассматривается конструкция упаковки по первому варианту как содержащая не только существенные признаки, присущие ей, но и все существенные признаки второго варианта.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, изображающими предлагаемое устройство, на которых:
фиг.1 - самонагревающееся или самоохлаждающееся устройство, общий вид, первый вариант;
фиг.2 - то же, увеличенный вид А на фиг.1;
фиг.3 - то же, увеличенный вид сбоку в сечении в первом рабочем положении;
фиг.4 - самонагревающееся или самоохлаждающееся устройство, общий вид, второй вариант;
фиг.5 - пример использования при охлаждении продукта;
фиг.6 - то же, пример использования при нагревании продукта;
Предлагаемое устройство содержит: подложка - 1; декоративное защитное покрытие - 2, контактирующие с продуктом; предварительно сформированный химически не активный термоплавкий растворный реагент - 3; предварительно сформированным химически не активным термоплавким безрастворным реагентом - 4; разрушаемая пленка - 5; теплоотражающий слой - 6; теплосберегающий слой - 7; защитная пленка - 8, которая снимается с поверхности реагентов перед началом работы, при этом оба реагента 3 и 4 соприкасаются друг с другом при накладывании первого на второй, вследствие чего начинает происходить реакция; активатор - 9; устройство - 10.
Устройство по первому варианту содержит одну стенку, выполненную в виде подложки 1 с декоративным защитным покрытием 2, нанесенным на стороне, входящей в контакт с продуктом, который должен быть разогрет или охлажден; при этом другая сторона подложки выполнена с отделениями; первым отделением, содержащим первый реагент 3 в жидком состоянии, способным реагировать со вторым реагентом 4 в твердом состоянии, содержащимся во втором отделении подложки 1; при этом поверхность обоих, первого и второго реагента, покрыты разрушаемой пленкой 5; при этом оба реагента могут соприкасаться друг с другом при накладывании первого на второй; при этом разрушаемая пленка 5 может быть разрушена вручную извне активатором 9 в виде гибкой ленты, вследствие чего начинает происходить реакция; при этом на поверхность второго отделения подложки 1 нанесен, по меньшей мере, один теплосберегающий слой 7 и, по меньшей мере, один несущий теплоотражающий слой 6, контактирующий со вторым реагентом 4; при этом вторая стенка выполнена в виде защитного слоя 8, нанесенного на поверхность реагентов и снимаемого перед началом работы; при этом устройство содержит одну общую подложку 1 с двумя отделениями для нанесения реагентов, и выполнено путем сгибания всех элементов, с приданием ему книгообразной формы.
Устройство по второму варианту содержит две стенки в виде двух подложек 1, на которых со стороны, входящей в контакт с продуктом, который должен быть разогрет или охлажден; нанесено декоративное защитное покрытие 2; при этом на другой стороне первой подложки 1 выполнено отделение, содержащее первый реагент 3 в жидком состоянии, способный реагировать со вторым реагентом 4 в твердом состоянии, содержащимся в отделении второй подложки 1; причем оба реагента, первый и второй, взаимно соединены своими открытыми входами и разделены разрушаемой пленкой 5, которая может быть разрушена вручную извне активатором 9 в виде гибкой ленты; вследствие чего начинает происходить реакция; на внутреннюю поверхность второй подложки 1 нанесен, по меньшей мере, один теплосберегающий слой 7 и, по меньшей мере, один несущий теплоотражающий слой 6, контактирующий со вторым реагентом 4.
В описываемом примере первый слой выполнен из полипропилена, однако, он может быть также изготовлен из полиэтилена или полиэстера, причем последний включает такие материалы, как полиэтилентерефталат, поликарбонат, полиэтиленнафталат и др.
Первый реагент содержит соль, которая в зависимости от требующегося теплового эффекта может состоять из безводного хлорида кальция (для нагрева) или тиосульфата натрия (для охлаждения), в то время как второй компонент в обоих случаях является водой. Хотя упомянутые выше элементы являются предпочтительными, предусмотрено также, что первый реагент может содержать другие соединения, известные в этой области техники, такие как оксид кальция (для нагрева) или хлорид калия, мочевину или нитрат аммония (для охлаждения).
Для соединения двух отделений и соответственно объединения соответствующих реагентов, содержащихся в них, в устройстве предусмотрен активатор 9, предназначенный при использовании для разрушения пленки, например, в виде гибкой ленты, прошитой по всей поверхности пленки.
Разогрев содержащегося в устройстве пищевого продукта осуществляется следующим образом.
Когда потребитель хочет разогреть содержащийся в устройстве продукт, он отрывает защитную пленку со стороны расположения реагентов. Затем перегибает устройство пополам по указанной линии, обеспечивая доступ находящейся в реагенте 4 воды в реагент 3, где находится хлорид кальция. Вытягивая за выступающие концы гибкую ленту активатора 9, разрушает пленку 5. При смешивании воды с хлоридом кальция происходит химическая реакция с выделением большого количества тепла, под воздействием которого нагревается находящийся в устройстве пищевой продукт. Потребитель заворачивает продукт, который перед употреблением должен быть разогрет в устройстве. Потребитель должен удерживать устройство в сложенном состоянии в течение определенного времени, встряхивая его для лучшего перемешивания воды с хлоридом кальция, для того, чтобы содержащийся в устройстве продукт нагрелся до необходимой температуры. Наличие алюминиевого слоя, находящегося на стороне протекания химической реакции, позволяет увеличить теплопередачу между указанными полостями. По прошествии времени, необходимого для разогрева пищевого продукта, потребитель разворачивает материал устройства, получая доступ к продукту.
Так, как было упомянуто ранее, устройство по настоящей полезной модели способно согревать или охлаждать пищевой продукт, содержащийся в емкости.
2
Для осуществления нагревания предпочтительна процедура, как с экономической точки зрения, так и эффективности, которая состоит в использовании оксида кальция (СаО) в качестве первого вещества в первом отделении, и воды (HO) в качестве второго вещества во втором отделении, которые реагируют экзотермическим способом, производя достаточное количество тепла для согревания пищевого продукта, находящегося в емкости. Предпочтительно, оксид кальция находится в виде гранулированного материала, спрессованного под давлением, с размером гранул приблизительно от 6 до 9 мм среднего диаметра.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет создать прочное и удобное в использовании устройство для пищевых и не пищевых продуктов с саморазогревом или самоохлаждением.
Указанное выполнение устройства позволяет упростить его конструкцию, а дополнительный теплоотражающий слой при этом существенно снижает теплопередачу между внутренним и наружным слоями упаковки.
Устройство легко в использовании, хорошо хранится.
Пример выполнения предлагаемой полезной модели, подробно описанный ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, относится к устройству с самонагревом, хотя устройство, предназначенное для других продуктов или выполненное с обеспечением охлаждения упакованных в него продуктов, имеет такую же конструкцию.