专利名称：氧化放热反应方法及应用此方法的热能产生体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种氧化放热反应方法及应用此方法的热能产生体，为一通过燃烧产生热能的技术，特别是一种采用无焰氧化手段而应用于各种热能产生装置。
背景技术：
在寒冷的气候下，加热器或保暖器(Heater or Warmer)的应用相当普遍，譬如属于机器使用的加热器或保温器等，譬如属于人类使用的电热毯或怀炉等，这些都可以算是一种热能产生装置，而再就热能产生方式而言，又可区分为电能转换热能以及化学能转化成热能，其中美国专利第6073998号、第6464627号、第6575156号、第6580060号及第6676028号专利案即揭示了利用电能转换成热能的加热器，美国第5809573号、第5845428号、第6206909号及第6723115号专利案即揭示了利用化学能转换成热能的保暖器。
利用电能转换成热能的加热器，最主要是利用电流通过电热丝产生热能，为了保持一定的工作温度，电能的消耗相当的大，再者，利用电能的加热器最大的问题必须提供电能方能正常的工作，一旦无法供应电能，电热丝即无法产生热能，也因此，利用电能的加热器通常不利于外出携带，纵有利用电池来供应电能的加热器以供携带使用，然而，耗电量大的加热器，电池的更换亦是一个问题。
利用化学能转换成热能的保暖器，又可区分为二种，一种是利用化学原料反应生热(前述573案即为一例)，化学原料反应生热在化学反应过程中会产生热能，而这些化学原料多半填充于一薄片式袋体，以便于携带使用，然而当化学反应结束后，有些即无法再使用，有些则必须经过还原步骤方能继续使用，对于使用者仍不甚方便。另一种是利用燃烧生热(前述428案及909案即为一例)，就以怀炉为例，怀炉包括有一金属制壳体，壳体内填充有棉团及燃油，壳体上具有白金丝团，当白金丝团触发后，白金丝团会呈红热的闷烧状态(无焰燃烧)，壳体内的燃油持续供应白金丝团燃烧，即可产生热能；然而当壳体内的燃油耗尽后，无焰燃烧即会中断，因此壳体的容积即影响了反应的时间，而使用者必须重新填入燃油后重新触发白金丝团才能继续产生热能，这样的动作亦不甚方便；再者，如428案及909案所揭示的，如要携带，还必须特别设计一携行袋子，并且还要防止倾倒，以免壳体内的燃油渗出。
承上例，若是燃油不慎倾倒，液态的燃油将会浸湿白金丝团，如此将导致不容易触发白金丝团，亦或是在无焰燃烧反应中液态的燃油倾倒而浸湿白金丝团，亦会导致反应中断。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种氧化放热反应方法及应用此方法的热能产生体，以解决现有技术由于白金丝团与燃油间并没有适当的间隔，致使燃油一旦浸湿白金丝团后，即可能造成无法进行无焰燃烧反应或致使反应中断的问题。
为达到上述目的，本发明提供了一种氧化放热反应方法，其特点在于，设置一燃料层，该燃料层填充有挥发性燃料，设置一反应层，该反应层填充有贵金属复合材料，介于该燃料层与该反应层之间设置一阻隔层，且该阻隔层的材料密度大于气体分子而小于液体分子，从而该燃料层内气态的该挥发性燃料能够通过该阻隔层而进入该反应层，触发贵金属复合材料，气态的该挥发性燃料即提供该贵金属复合材料进行氧化放热反应，从而产生所需的热能。
上述的氧化放热反应方法，其特点在于，该阻隔层为玻璃纤维布、玻璃纤维棉、陶瓷纤维布、陶瓷纤维棉或/和金属布网编织成的密实织物的其中之一。
上述的氧化放热反应方法，其特点在于，该阻隔层涂布有聚乙烯、聚氯乙烯、聚胺甲酸酯、铁弗龙膜、硅立康的其中之一。
上述的氧化放热反应方法，其特点在于，该挥发性燃料为碳氢化合物中的醇类、醚类、烯类、苯类、去渍油、液化石油气、瓦斯的其中之一。
为了更好的实现本发明的目的，本发明还提供了一种热能产生体，包括有一包覆层，其特点在于该包覆层内具有一允许气体通过而阻隔液体通过的阻隔层，该阻隔层将该包覆层区隔出一燃料层及一反应层，于该燃料层内填充有挥发性燃料，而于该反应层内填充有贵金属复合材料，该挥发性燃料的气态分子能够通过该阻隔进入该反应层，而将该贵金属复合材料以火源触发后，该挥发性燃料与该贵金属复合材料进行氧化放热反应产生热能。
上述的热能产生体，其特点在于，该包覆层是由玻璃纤维布、玻璃纤维棉、陶瓷纤维布、陶瓷纤维棉所制成的织物、金属、陶瓷的其中之一。
上述的热能产生体，其特点在于，该燃料层内还包含有一填充材，该填充材为玻璃纤维布、玻璃纤维棉、陶瓷纤维布、陶瓷纤维棉、脱脂棉、棉或颗粒状的陶瓷、碳酸钙、玻璃纤维、沸石的其中之一材料制作并呈棉絮状、团状、颗粒状的其中之一。
上述的热能产生体，其特点在于，该贵金属材料层以贵金属原料铂、钯、镍、铑、铁、铈、钴、硅、铝的其中一种或其中多种混合或其中多种化合而制成。
上述的热能产生体，其特点在于，该贵金属材料层制作是以铁、镍、铝、铈、锆、硅、棉材料或其氧化物制成一如丝状、线状、纤维状、编织状、螺旋状、团状的任意不规则型态的挠性支撑物，再以浸泡、喷涂、涂布方式将铂、钯、铈、镍、铑、铁、钴均匀分布于支撑物上。
上述的热能产生体，其特点在于，该反应层内还包含有一触发器，该触发器包含有一触发部及一电连接部，该电连接部连接一外部电源后于该触发部产生该火源。
上述的热能产生体，其特点在于，该包覆层内、外还包含有一隔热层。
上述的热能产生体，其特点在于，该隔热层为玻璃纤维布、玻璃纤维棉、陶瓷纤维布、陶瓷纤维棉制成的织物的其中之一。
上述的热能产生体，其特点在于，该包覆层对应该燃料层处还包含有一阀门，由一加注器由该阀门填充该挥发性燃料。
上述的热能产生体，其特点在于，该包覆层对应该反应层开设有一开口，该开口上具有一掀片，该掀片能够罩覆或掀起该开口，以遮蔽该开口或露出该开口供该火源触发该贵金属复合材料。
上述的热能产生体，其特点在于，于该包覆层外还贴覆一较大面积的导热体，导热体为导热性佳的金属材料，即能够提供较大面积的热能，进而运用在工业上或人体上。
上述的热能产生体，其特点在于，于该包覆层对应该反应层处具有多个透气孔。
上述的热能产生体，其特点在于，于该阻隔层与该反应层之间还具有一第二隔热层。
本发明的技术效果在于根据本发明所揭示的氧化放热反应方法，通过阻隔层的阻绝可以确保反应层不致被挥发性燃料浸湿，从而不会产生无法触发或中断反应的状况，而根据本发明的方法所制成的热能产生体，借由挠性材料的设计，其可以被制作成各种型态的热能产生装置，而应用在各种不同的加热或保暖或气味产生的环境中，而在操作上相当方便，并且可以很容易地填充挥发性燃料，使氧化放热反应不致中断，进而可以长时间地产生热能，因而成为很好的加热器或保暖器设计。
下面结合附图进一步详细说明本发明的具体实施例。
图1为本发明组成示意图；图2为本发明的第一实施例组成示意图；图3为本发明的第一实施例加入一外部电源的组成示意图；图4为本发明的第一实施例加入一加注器的组成示意图；图5A、5B为本发明的第二实施例组成示意图；图6为本发明的第三实施例组成示意图；图7为本发明的第四实施例组成示意图；及图8为本发明的第五实施例组成示意图。
其中，附图标记说明如下10包覆层11透气孔20燃料层
21填充材22挥发性燃料30阻隔层40反应层41贵金属复合材料42触发器421 触发部422 电连接器43开口44掀片45黏扣带50阀门60外部电源70加注器80隔热层81第二隔热层90导热体具体实施方式
根据本发明所揭示的氧化放热反应方法，是利用化学能转换成热能。如图1所示，其通过燃料层20、阻隔层30及反应层40完成氧化生热反应，其中燃料层20是如醇类(甲醇、乙醇)或醚类或烯类或去渍油或液化石油气或瓦斯等挥发性液态或气态燃料22，反应层40是以铂、钯、镍、铑、铁、铈、钴等贵金属原料或其化合物制成的贵金属复合材料41，而阻隔层30是由玻璃纤维布、玻璃纤维棉、陶瓷纤维布、陶瓷纤维棉等材料编织成较密实的织物，并于织物上以聚乙烯(Polyethylene，PE)或是聚氯乙烯(Polyvinylchloride，PVC)或是聚胺甲酸酯(Polyurethane，PU)及铁弗龙膜等加以贴合或涂布，使阻隔层30的材料密度大于气体分子而小于液体分子而具有防水、透气的功能，同时在限定的压力值下，阻隔层30能使气体通过但阻隔液体无法通过；其中将阻隔层介于燃料层20与反应层40之间，因而燃料层20的挥发性液态或气态燃料22其气态可以通过阻隔层而进入反应层40，而当触发贵金属复合材料41，气态的挥发性燃料22即提供贵金属复合材料41进行氧化放热反应，因而产生所需的热能；借由阻隔层30的阻绝可以确保反应层40不致被挥发性燃料22浸湿，而产生无法触发或中断反应之状况。
如图2所示，根据本发明所揭示的热能产生体，其包括有包覆层10、燃料层20、阻隔层30及反应层40。包覆层10是由玻璃纤维布、玻璃纤维棉、陶瓷纤维布、陶瓷纤维棉、金属布网等材料制成具有容置空间且具可挠性的织物，并于织物上并且涂布铁弗龙(TEFLON)或硅立康(silicon)等防渗透的材质做成，或以金属、陶瓷、胶体等材质制成刚性的容纳空间；阻隔层30则是设于包覆层10内并区隔出两个容置空间以构成燃料层20与反应层40；阻隔层30是由玻璃纤维布、玻璃纤维棉、陶瓷纤维布、陶瓷纤维棉等材料编织成较密实的织物，并于织物上以聚乙烯(Polyethylene，PE)或是聚氯乙烯(Polyvinyl chloride，PVC)或是聚胺甲酸酯(Polyurethane，PU)及铁弗龙膜加以贴合或涂布，使阻隔层30的材料密度大于气体分子而小于液体分子而具有防水、透气的功能，同时在限定的压力值下，阻隔层30能使气体通过但阻隔液体无法通过。另外于包覆层10对应燃料层20处设有一阀门50，阀门50为一可启闭的阀门，亦可为一单向逆止阀门，使其可由外开启而无法由内开启；而包覆层10对应反应层40处可开设有多个透气孔。
燃料层20可填充有以玻璃纤维布、玻璃纤维棉、陶瓷纤维布、陶瓷纤维棉、脱脂棉、棉或颗粒状的陶瓷(Ceramic)、碳酸钙(Calcium carbonate)、玻璃纤维(Glass fiber)或沸石(Zeolite)、铁丝网等材料所制成的填充材21，使填充材21可以呈棉絮状、团状或颗粒状，或为分散及支撑空间的材质，以使燃料得予均匀分散，以使气态燃料均匀通过阻隔层；而于燃料层20内还填充有如醇类(甲醇、乙醇)或醚类或烯类或去渍油或液化石油气或瓦斯等挥发性液态或气态燃料22，于燃料层20中填充材21即可吸附或分散挥发性燃料22。
反应层40填充有以铂、钯、镍、铑、铁、铈、钴、硅、铝、镁等贵金属原料或其化合物制成如丝状、线状、纤维状、编织状、螺旋状、团状、板状、网状、颗粒状、蜂巢状、发泡状等任意不规则型态而具可挠性的贵金属复合材料41，于反应层40内还可设置有一触发器42，触发器42包含有一以高导电性金属材料制成条状的触发部421及一设于包覆层10处的电连接器422，触发部421与贵金属复合材料41接触。又或者贵金属复合材料40可以铁、镍、铝、铈、锆、硅、棉等材料或其氧化物制成一如丝状、线状、纤维状、编织状、螺旋状、团状、颗粒状、蜂巢状、发泡状等任意不规则型态的挠性支撑物，再以浸泡、喷涂、涂布、等方式将铂、钯、铈、镍、铑、铁、钴等材料均匀分布于支撑物上，亦可为贵金属复合材料41呈现的型态。
请一并参阅图3所示，根据本发明所揭示的热能产生体，其包覆层10、燃料层20、阻隔层30、反应层40、填充材21、贵金属复合材料41及触发部421皆可由具可挠性或刚性的物质制成，因此若皆以可挠性物质制成包覆层10其可以折叠或挠曲，而常态下，燃料层20内气态的挥发性燃料22可以通过阻隔层30而进入反应层40内，取一外部电源60连接至电连接器422，外部电源60可以是供应交流电源的市电或是供应直流电源的电池，电流通过触发部421后，将激活贵金属复合材料41，此时外部电源60即可移除，而使气态的挥发性燃料22与贵金属复合材料41进行氧化放热反应，产生热能。其一般化学反应式为
如图4所示，于氧化放热反应进行中，燃料层20内的挥发性燃料22将会逐渐消耗，可以利用一加注器70插入阀门50，即可持续地填充挥发性燃料22，使氧化放热反应不致中断；而加注器70可以是一容器配置管路或是针筒等可以储存并可填充挥发性燃料22的类似物；以避免使用者当挥发性燃料22耗尽时需重新地触发，并且可以延续反应时间。
请参阅图5A、5B所示，图中所示为本发明第二实施例，根据第一实施例所揭示的情况，于氧化生热反应时，其所产生的温度约可达200℃以上，此一工作温度可以适用于工业或各类机器上的加热器使用，但却不适用于人体使用，因此本发明第二实施例于包覆层10内或包覆层10外可增加一隔热层80，隔热层80是由玻璃纤维布、玻璃纤维棉、陶瓷纤维布、陶瓷纤维棉等材料制成的织物，而根据隔热层80的厚薄，来控制热能产生体的表面温度，进而适合人体所使用。
请参阅图6所示，图中所示为本发明第三实施例，其中于第一实施例及第二实施例之中，阻隔层30与反应层40间还可设置一第二隔热层81，第二隔热层81是由玻璃纤维布、玻璃纤维棉、陶瓷纤维布、陶瓷纤维棉等材料制成的织物，其可以避免阻隔层30因高热而烧毁，确保阻隔层30隔绝液体的功能。
请参阅图7所示，图中所示为本发明第四实施例，于第一实施例及第二实施例中，贵金属复合材料41的触发，是由触发器42通过电流后触发，因此必须要有外部电源60方能触发；因此本发明第三实施例是将触发器42移除，而于包覆层10对应反应层40的位置处设有一开口43，于开口43处设有一掀片44，掀片44可利用如黏扣带45等类似物黏扣于包覆层10而遮蔽住开口43，当欲触发贵金属复合材料41时，可以将掀片44掀起，以如打火机或点火器等火源(图中未示)触发激活贵金属复合材料41，再将掀片44盖覆于开口43处，即可供使用者使用。
请参阅图8所示，图中所示为本发明第五实施例，根据本发明所揭示的热能产生体，于包覆层10外还可以贴覆一较大面积的导热体90，导热体90可为挠性或刚性且导热性佳的金属材料，即可提供较大面积的热能，进而运用在工业上或人体上，增加实用性。
根据本发明所揭示的热能产生体，借由各组成挠性材料的设计，其可以被制作成各种型态的热能产生装置，诸如工业用的加热器(如输油管路、防冻器、解冻器、食物加热器等)、人体用的保暖器(袋体、座垫、脚垫、束腹、衣物、睡袋等)等，且在操作上相当简单，仅需一次触发贵金属复合材料41并持续供应挥发性燃料22，即可持续氧化生热反应而不会中断。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；凡是依本发明所作的等效变化与修改，都被本发明的专利范围所涵盖。
权利要求
1.一种氧化放热反应方法，其特征在于，设置一燃料层，该燃料层填充有挥发性燃料，设置一反应层，该反应层填充有贵金属复合材料，介于该燃料层与该反应层之间设置一阻隔层，且该阻隔层的材料密度大于气体分子而小于液体分子，从而该燃料层内气态的该挥发性燃料能够通过该阻隔层而进入该反应层，触发贵金属复合材料，气态的该挥发性燃料即提供该贵金属复合材料进行氧化放热反应，从而产生所需的热能。
2.根据权利要求1所述的氧化放热反应方法，其特征在于，该阻隔层为玻璃纤维布、玻璃纤维棉、陶瓷纤维布、陶瓷纤维棉或/和金属布网编织成的密实织物的其中之一。
3.根据权利要求2所述的氧化放热反应方法，其特征在于，该阻隔层涂布有聚乙烯、聚氯乙烯、聚胺甲酸酯、铁弗龙膜、硅立康的其中之一。
4.根据权利要求1所述的氧化放热反应方法，其特征在于，该挥发性燃料为碳氢化合物中的醇类、醚类、烯类、苯类、去渍油、液化石油气、瓦斯的其中之一。
5.一种热能产生体，包括有一包覆层，其特征在于该包覆层内具有一允许气体通过而阻隔液体通过的阻隔层，该阻隔层将该包覆层区隔出一燃料层及一反应层，于该燃料层内填充有挥发性燃料，而于该反应层内填充有贵金属复合材料，该挥发性燃料的气态分子能够通过该阻隔进入该反应层，而将该贵金属复合材料以火源触发后，该挥发性燃料与该贵金属复合材料进行氧化放热反应产生热能。
6.根据权利要求5所述的热能产生体，其特征在于，该包覆层是由玻璃纤维布、玻璃纤维棉、陶瓷纤维布或/和陶瓷纤维棉所制成的织物、金属、陶瓷的其中之一。
7.根据权利要求5所述的热能产生体，其特征在于，该燃料层内还包含有一填充材，该填充材为玻璃纤维布、玻璃纤维棉、陶瓷纤维布、陶瓷纤维棉、脱脂棉、棉或颗粒状的陶瓷、碳酸钙、玻璃纤维、沸石的其中之一材料制作并呈棉絮状、团状、颗粒状的其中之一。
8.根据权利要求5所述的热能产生体，其特征在于，该贵金属材料层以贵金属原料铂、钯、镍、铑、铁、铈、钴、硅、铝的其中一种或其中多种混合或其中多种化合而制成。
9.根据权利要求5所述的热能产生体，其特征在于，该贵金属材料层制作是以铁、镍、铝、铈、锆、硅、棉材料或其氧化物制成一如丝状、线状、纤维状、编织状、螺旋状、团状的任意不规则型态的挠性支撑物，再以浸泡、喷涂、涂布方式将铂、钯、铈、镍、铑、铁、钴均匀分布于支撑物上。
10.根据权利要求5所述的热能产生体，其特征在于，该反应层内还包含有一触发器，该触发器包含有一触发部及一电连接部，该电连接部连接一外部电源后于该触发部产生该火源。
11.根据权利要求5所述的热能产生体，其特征在于，该包覆层内、外还包含有一隔热层。
12.根据权利要求11所述的热能产生体，其特征在于，该隔热层为玻璃纤维布、玻璃纤维棉、陶瓷纤维布、陶瓷纤维棉制成的织物的其中之一。
13.根据权利要求5所述的热能产生体，其特征在于，该包覆层对应该燃料层处还包含有一阀门，由一加注器由该阀门填充该挥发性燃料。
14.根据权利要求5所述的热能产生体，其特征在于，该包覆层对应该反应层开设有一开口，该开口上具有一掀片，该掀片能够罩覆或掀起该开口，以遮蔽该开口或露出该开口供该火源触发该贵金属复合材料。
15.根据权利要求5所述的热能产生体，其特征在于，于该包覆层外还贴覆一较大面积的导热体，导热体为导热性佳的金属材料，即能够提供较大面积的热能，进而运用在工业上或人体上。
16.根据权利要求5所述的热能产生体，其特征在于，于该包覆层对应该反应层处具有多个透气孔。
17.根据权利要求5所述的热能产生体，其特征在于，于该阻隔层与该反应层之间还具有一第二隔热层。
全文摘要
本发明公开了一种氧化放热反应方法，介于一提供有挥发性燃料的燃料层与一提供有贵金属复合材料的反应层间设置一阻隔层，其中阻隔层的材料密度大于气体分子而小于液体分子，因而燃料层内气态的挥发性气体可以通过阻隔层而进入反应层，触发贵金属复合材料，气态的挥发性燃料即提供贵金属复合材料进行氧化放热反应，因而产生所需的热能；而通过阻隔层阻绝液态燃料进入反应层，以确保氧化放热反应不会因反应层潮湿而产生预期外的中断，进而利用此一阻隔燃料层及反应层的方式，制作出各种型态的热能产生装置。
文档编号F24J1/00GK1707198SQ20041004650
公开日2005年12月14日 申请日期2004年6月8日 优先权日2004年6月8日
发明者梁博杰 申请人:凯利斯特科技股份有限公司, 梁博杰