ES2255273T3

ES2255273T3 - Unidad autorreguladora de calor.

Info

Publication number: ES2255273T3
Application number: ES99925738T
Authority: ES
Inventors: Martin W. Sabin; Cullen M. Sabin
Original assignee: Tempra Technology Inc
Current assignee: Tempra Technology Inc
Priority date: 1998-05-21
Filing date: 1999-05-21
Publication date: 2006-06-16
Anticipated expiration: 2019-05-21
Also published as: AU748548B2; DE69929690D1; JP2002515579A; EP1733706A3; EP1733706A2; AU4196799A; EP1079773A4; CN1298302C; CN1310600A; WO1999059508A1; BR9910591A; IL139764A; ZA200006674B; DE69929690T2; IL139764A0; CA2333295A1; ATE316775T1; EP1079773B1; WO1999059508A9; EP1079773A1

Abstract

Dispositivo desechable de calentamiento que comprende: un contenedor desechable (1) que presenta por lo menos una primera zona impermeable a líquidos (9) y por lo menos una segunda zona impermeable a líquidos (8); un separador (7) colocado entre por lo menos una primera zona y por lo menos una segunda zona, siendo activado el separador para proporcionar la comunicación entre dichas zonas; una mezcla que comprende un combustible primario, un gel preformado endurecible, y un solvente evaporable en por lo menos una segunda zona (8); y un agente oxidante sustancialmente sólido y en partículas en por lo menos una primera zona (9), siendo embebido y dispersado dicho agente oxidante (34) a través de unas piezas sólidas de un agente ligado (32) disoluble en por lo menos uno de dichos solventes y dicho combustible primario, en el que la comunicación entre la primera y la segunda zonas (9, 8) permite la mezcla de los contenidos en su interior e inicia a temperatura ambiente una reacción química exotérmica primaria produciendo calor en dicho contenedor (1), en el que agente espesante disoluble (32) se disuelve durante dicha reacción química exotérmica hasta exponer controladamente el agente oxidante a una tasa predeterminada, en el que el contenedor (1) incluye un espacio de vapor y una superficie de condensación encima de los contenidos de las zonas después de que se da la comunicación entre las zonas, en el que el solvente evaporable se evapora dentro del espacio de vapor y se condensa en la superficie de condensación cuando la temperatura del dispositivo alcanza una temperatura máxima predeterminada durante el funcionamiento del dispositivo, provocando el endurecimiento del gel, y en el que la cantidad de dicho gel endurecible preformado es suficiente para evitar que dicha reacción química exotérmica provoque que la temperatura del contenedor (1) sobrepase la temperatura máxima predeterminada durante el funcionamiento del dispositivo.

Description

Unidad autorreguladora de calor.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a unos dispositivos de autocalentamiento para proporcionar calor mediante reacciones químicas exotérmicas.

Los dispositivos de autocalentamiento compactos que producen calor a través de reacciones químicas exotérmicas son conocidos en la técnica. La patente U.S. nº 4.397.315 da a conocer un dispositivo que presenta una envuelta externa y una envuelta interna, en el que la envuelta externa contiene tiosulfato sódico, y la envuelta interna contiene etilenglicol. Las paredes de la envuelta interna son frágiles, permitiendo que los contenidos de cada envuelta se mezclen. La patente U.S. nº 5.035.230 da a conocer una unidad de calor que presenta dos compartimentos separados por un sello frangible. En una zona de la unidad de calor se proporciona un agente oxidante de permanganato potásico cubierto de silicato sódico, y en la otra zona se proporciona un combustible acuoso de etilenglicol. Durante el funcionamiento del dispositivo, el sello se inutiliza para permitir que los reactivos entren en contacto unos con otros.

También son conocidos dispositivos para producir calor o frío por calor de dilución en lugar de por reacción química. La patente U.S. nº: 3.804.077 describe una unidad de calor que contiene cloruro cálcico, un producto químico soluble en agua y almidón, un agente gelificante en una zona; y agua en otra zona.

Un rasgo característico de una unidad de calor es la consecución de una temperatura de funcionamiento similar a la medida en la superficie de la unidad de calor. La temperatura operativa depende del equilibrio entre la tasa de calentamiento (tasa de generación de calor) y la tasa de enfriamiento (transferencia de calor al entorno). En las mejores unidades de calor según la técnica anterior, la presencia o la ausencia de un elemento externo para la absorción de calor a la unidad de calor y la tasa de pérdida de calor no afectaron al progreso de la reacción química exotérmica. De este modo, una unidad de calor según la técnica anterior consigue un equilibrio estable entre la generación de calor dentro de la unidad y la transferencia de calor al entorno de la unidad solo para una tasa deseada o diseñada, de pérdida de calor. La tasa de pérdida de calor diseñada no se da en todas las ocasiones. En particular, si la transferencia de calor hacia el entorno es inferior a la deseada en el diseño (una unidad ligeramente enfriada), la tasa de generación de calor en la unidad y el consecuente aumento de temperatura son relativamente excesivos en dicho caso. Las situaciones en las que se puede dar una pérdida de calor inferior a la diseñada son una alta temperatura ambiental o una masa térmica baja en el disipador de calor (una \DeltaT baja). Otra situación es un contacto físico escaso en el disipador de calor (un coeficiente de transferencia de calor bajo). Cuando se enfrían de forma insuficiente, las unidades de la técnica anterior son propensas a producir temperaturas superiores a las deseadas y una acumulación de presión excesiva (por ejemplo, presión de vapor, tales como vapor) que pueden provocar la rotura de la unidad, a veces de forma explosiva.

Sumario de la invención

La presente invención incluye unos dispositivos y unos procedimientos para el calentamiento. Los dispositivos según la presente invención incluyen una unidad de calor desechable que proporciona calor a través de una reacción química exotérmica auto-moderada entre unos reactivos particulares. La unidad de calor incluye un contenedor desechable dividido en dos tipos de zonas impermeables a líquido y a gas. La zona del primer tipo contiene un agente oxidante sustancialmente sólido y en partículas embebido en, y dispersado a través, de unas piezas sólidas de un agente espesante capaz de disolverse, y también puede contener un combustible secundario sustancialmente sólido y de partículas solubles. La zona del segundo tipo contiene una mezcla líquida que comprende un combustible primario, un gel endurecible preferentemente preformado y un solvente. Entre los dos tipos de zonas hay un separador. El separador se activa o se inutiliza para establecer la comunicación entre los dos tipos de zonas. El contenedor está diseñado para incluir un espacio de vapor y una superficie de condensación sobre el medio de reacción durante el funcionamiento de la unidad de calor.

Al activar o inutilizar el separador, se establece la comunicación entre las zonas, llevando de este modo a los contenidos de las dos zonas; y por lo tanto el agente oxidante y el combustible primario, a contactar entre sí. Esto inicia una primera reacción química exotérmica, cuya tasa se modera a través de medios conocidos para alcanzar una tasa de reacción y un aumento de la temperatura deseados. La moderación para una operación normal a una temperatura ambiente deseada y una pérdida de calor deseada se consigue mediante la exposición controlada de los reactivos químicos a una tasa predeterminada a través de la disolución de un agente espesante que envuelve uno o ambos reactivos químicos. El contacto entre las dos zonas también inicia la disolución del combustible secundario a través del solvente. El combustible secundario se disuelve hasta su concentración de saturación y migra hacia el oxidante. La primera reacción exotérmica proporciona energía suficiente para iniciar una segunda reacción exotérmica entre el combustible secundario disuelto y el oxidante expuesto a través de la disolución del agente espesante. La segunda reacción exotérmica se modera para una actividad normal de una forma similar a la primera reacción exotérmica.

Sin embargo, la segunda reacción exotérmica se modera más en el caso de una variación alta de la temperatura debido a una pérdida de calor de la unidad que es inferior a la tasa de pérdida de calor prevista, o diseñada. La temperatura elevada provoca la evaporación del solvente, que se condensa en las superficies internas expuestas de la unidad por encima de la mezcla de reacción. Esto causa el endurecimiento del gel preformado, ralentizando la migración de los combustibles hacia el oxidante y reduciendo la tasa de generación de calor de las reacciones exotérmicas. De este modo, la unidad de calor según la presente invención se auto-modera en respuesta a unas condiciones tales como una temperatura ambiente anormalmente elevada u otras condiciones externas que disminuyen la tasa de pérdida de calor de la unidad por debajo de la tasa diseñada. El mecanismo de moderación es reversible. Si la temperatura baja, el solvente evaporado vuelve al gel, reduciendo su dureza y aumentando la tasa de reacción entre los combustibles primario y secundario y el oxidante.

En un aspecto, la presente invención presenta un dispositivo de calentamiento desechable, incluyendo un contenedor desechable que presenta por lo menos una primera zona impermeable a líquidos y a gas y por lo menos una segunda zona impermeable a líquidos y a gas. El contenedor puede incluir una envuelta de pared fina que se adapta a la forma de su entorno, y que puede estar fabricada, por ejemplo, de un material polimérico. El contenedor también presenta un separador entre las dos zonas, y el separador se puede accionar para permitir la comunicación entre las dos zonas. El separador puede ser, por ejemplo, una membrana frangible de un solo uso.

La segunda zona incluye como componente un combustible primario (por ejemplo, un compuesto polihidroxilo tal como glicerina), un gel endurecible preformado (por ejemplo, un gel orgánico tal como almidón), y un solvente evaporable (por ejemplo, agua). El gel es de un tipo que se endurece cuando se le extrae el solvente (por ejemplo, mediante evaporación del solvente), y está presente en una cantidad suficiente como para prevenir que la temperatura del dispositivo sobrepase una temperatura máxima predeterminada.

La primera zona incluye como componente un agente oxidante sustancialmente sólido y en partículas (por ejemplo, una sal de permanganato de un metal álcali, tal como permanganato potásico), y opcionalmente, un combustible secundario (por ejemplo, un compuesto polihidroxilo, tal como azúcar). El agente oxidante está embebido y se dispersa a través de un agente espesante que se puede disolver en por lo menos uno de los solventes evaporables y en el combustible primario.

Para utilizar el dispositivo, el separador se acciona para permitir que los contenidos de las zonas se comuniquen y se mezclen. El agente espesante se disuelve durante el funcionamiento del dispositivo para exponer controladamente el agente oxidante al combustible a una tasa predeterminada. Se inicia una reacción química exotérmica (por ejemplo, una reacción de oxidación-reducción) a temperatura ambiente, y se produce calor. Esta reacción puede realizarse en varios medios (por ejemplo, en un medio acuoso).

El contenedor incluye un espacio para vapor en cuyo interior el solvente evaporable se evapora y una superficie de condensación sobre los contenidos de las zonas sobre las que el solvente evaporado se condensa. Esto está diseñado para que ocurra cuando la temperatura del dispositivo alcanza una temperatura máxima predeterminada, y la extracción del solvente del gel endurecible preformado hace que se endurezca.

El dispositivo también puede incluir un medio para la estabilización de la temperatura en cualquiera de las zonas (por ejemplo, un material de cambio de fase tal como hidrocarburo parafínico).

En otro aspecto, la invención presenta un método para calentar objetos con el dispositivo. Dicho método implica el contacto del dispositivo de la invención con un objeto que se va a calentar, accionando del separador para activar el dispositivo tal como se ha descrito anteriormente, y permitir que los contenidos se mezclen. En otro aspecto de la invención, el separador se puede accionar antes de que el dispositivo y el objeto entren en contacto el uno con el otro. Los objetos que se han de calentar pueden ser comida o bebida, recipientes que contengan comida o bebida, personas o animales, incluyendo pacientes humanos o animales (por ejemplo, pacientes de cirugía), o artículos de ropa o calzado.

La unidad de calor de la presente invención presenta varias ventajas comparado con los de la técnica anterior.

Las unidades de calor de la presente invención, al mismo tiempo que proporcionan una reacción química exotérmica útil para el calentamiento de objetos, simultáneamente también proporcionan la moderación de las reacciones químicas exotérmicas entre un agente oxidante y unos combustibles primarios y secundarios durante el funcionamiento normal y la protección contra las variaciones de temperatura. Dicha ventaja permite un control mucho mejor de las características de funcionamiento de las unidades de calor del que era posible anteriormente, en particular, el control de la temperatura máxima y de la tasa de generación de calor.

Las unidades de calor de la presente invención son capaces de conseguir y, mediante autorregulación, mantener un pico de temperatura, determinado por los contenidos de las unidades de calor, a pesar de la pérdida de calor inusualmente baja. Mediante dicha auto-regulación del calor, las unidades de calor según la invención son capaces de alcanzar un pico de temperatura deseado sobre un intervalo más amplio de condiciones ambientales que las unidades de calor conocidas con anterioridad. Dicha ventaja de acomodar las variaciones de temperaturas ambiente es crítico para un gran número de aplicaciones, incluyendo las que implican el calentamiento de sistemas vivos, que tienden a sufrir daños celulares a temperaturas superiores a aproximadamente 42,2ºC. También, la preparación estandarizada de comidas, por ejemplo, en localizaciones remotas, se ve facilitada por tal propiedad, que presentan las unidades de calor de la invención. Los calentadores diseñados para proporcionar calor a las comidas preparadas listas para consumir (MREs) utilizados en las fuerzas armadas son conocidos en la técnica. La patente U.S. nº: 5.611.329 da a conocer un calentador de raciones sin llama que utiliza una reacción química exotérmica entre el agua y una aleación de magnesio-hierro.

Las unidades de calor de la presente invención utilizan una viscosidad aumentada en la forma de un líquido fluido, preferentemente un gel, que se autoajusta en su viscosidad o dureza para controlar la generación de calor de la reacción química exotérmica. Un gel tal como se utiliza en la invención, se preforma, es decir, el gel se forma antes de que el dispositivo se active. Esto proporciona la oportunidad de moderar inmediatamente la reacción química
exotérmica.

Los contenidos productores de calor de las formas de realización preferidas de la unidad de calor de la invención no caen al fondo de la unidad de calor bajo la influencia de la gravedad. Esto significa que la distribución de calor en el interior de la unidad de calor de la invención es uniforme, y no es necesario remover continuamente la unidad de calor para eliminar las distribuciones desiguales de calor.

Al finalizar de la reacción exotérmica o las reacciones que tienen lugar en el interior de la unidad de calor de la presente invención, preferentemente la unidad no contiene ningún tóxico soluble o reactivos o productos de reacción medioambientalmente no deseados. De este modo, el contenedor se puede desechar de forma segura en un vertedero sin ningún peligro medioambiental. Esto está en gran contraste con otros determinados dispositivos de autocalentamiento que contienen tóxicos solubles o productos secundarios medioambientalmente no deseados.

Otras características y ventajas de la invención se harán evidentes a partir de la descripción detallada siguiente, y de las reivindicaciones.

Breve descripción de las figuras

La Figura 1 es una vista aérea de una forma de realización particular de una unidad de calor de la invención, que presenta una sola zona para cada reactivo.

La Figura 2 es una vista aérea de otra forma de realización particular de una unidad de calor de la invención, que presenta múltiples zonas para los reactivos.

La Figura 3 es una vista en sección transversal de una zona del primer tipo en una forma de realización particular de una unidad de calor de la invención.

La Figura 4 es una vista en sección transversal de una forma de realización específica de una unidad de calor de la invención.

Descripción detallada de la invención

La unidad de calor desechable de la presente invención es de la clase que funciona bajo el principio de evolución del calor de la reacción entre pares complementarios de entidades químicas. En unas formas de realización preferidas, la reacción química exotérmica es una reacción de oxidación/reducción que resulta del contacto de agentes oxidantes y reductores unos con otros. Se requieren unos pares de entidades químicas compatibles, un componente del par actuando como un agente oxidante, y el otro componente del par actuando como agente reductor, a menudo referido como combustible. También se prevén unos agentes oxidantes múltiples y/o combustibles en las unidades de calor de la presente invención.

La utilización de una reacción química para la generación de calor adolece de inconvenientes significativos. Si no se protege suficientemente, un agente oxidante por sí solo puede ser altamente reactivo y provocar combustión. La reacción exotérmica de una unidad capaz de generar una cantidad de calor necesaria para las aplicaciones típicas, si no se modera, conduce a una muy rápida producción de calor, provocando un aumento excesivo e incontrolado de la temperatura, un serio inconveniente que puede resultar difícil de evitar. Una rápida producción de calor no es el perfil de calor más deseado para muchas aplicaciones y, además, puede ser peligroso. A la luz de dichas dificultades, es importante moderar la producción de calor en la unidad de calor.

Las unidades de calor que utilizan reacciones de oxidación/reducción se dan a conocer en la patente U.S. nº 5.035.230 (la patente US nº 5.035.230). El dispositivo de la patente US nº 5.035.230 presenta dos zonas separadas. Una zona contiene un reactivo seco, por ejemplo, cilindros cortos que comprenden cristales de permanganato potásico dentro de un agente espesante de silicato sódico. La otra zona contiene una solución de etilenglicol/agua, que funciona como una mezcla combustible. En algunas formas de realización, el combustible funciona como un solvente, eliminando la necesidad de un solvente separado. Las dos zonas están separadas, por ejemplo, por un sello frangible diseñado para un solo uso. Cuando el sello entre las dos zonas se rompe, la solución de combustible fluye hacia los depósitos del agente oxidante y se da la reacción. La tasa de reacción, y por lo tanto la tasa de producción de calor, se modera mediante la tasa de disolución del agente espesante, mientras se necesita una disolución para exponer el oxidante al combustible.

Para una tasa determinada de pérdida de calor que normalmente se encuentra en una aplicación prevista, se puede diseñar una unidad de calor según la patente US nº 5.035.230 para generar calor a una tasa determinada y alcanzar un pico determinado de temperatura operativa. Siempre y cuando se haya previsto la tasa de pérdida de calor, la tasa de aumento de la temperatura, el pico de temperatura y la duración del calentamiento son predecibles. Sin embargo, si la tasa de pérdida de calor no es la prevista, el aumento de la temperatura también variará, generalmente de forma no deseada. La impredictibilidad aumenta si la temperatura ambiente y/o la transferencia de calor de la unidad de calor son muy distintas a las que se habían previsto.

En las unidades de calor según la presente invención, se utiliza un agente espesante capaz de disolverse tal como mostraba la patente US nº 5.035.230. Adicionalmente, está presente un gel preformado endurecible para que afecte la tasa de reacción. Mediante el ajuste de estas dos características del control de la tasa, los expertos en la materia serán capaces de seleccionar y conseguir unas tasas de aumento de la temperatura y de temperatura operativa en unas unidades según la presente invención.

La modulación de las reacciones químicas exotérmicas tiene lugar a través de ciertos cambios físicos reversibles del medio de reacción para producir los efectos de auto-regulación deseados en las unidades de calor de la invención. La modulación debe darse para prevenir que la reacción química exotérmica no aumente la temperatura operativa de la unidad de calor por encima de una temperatura máxima predeterminada (T_{máx}). La modulación también actúa para aumentar la tasa de una reacción exotérmica en curso cuando la temperatura del contenedor desciende lo suficiente como para revertir los cambios físicos del medio de reacción. La T_{máx} se mantendrá por encima del pico de temperatura operativa previsto de la unidad de calor, que depende de la utilización prevista de la unidad. La T_{máx} para las unidades de calor de dicha invención dependerá y se limitará por la temperatura superior al pico de temperatura diseñado que será tolerable para un uso concreto, y generalmente será aproximadamente de entre 1ºC a aproximadamente 20ºC por encima del pico de temperatura operativa de la unidad. Se pueden dar otras consideraciones para la comodidad o la seguridad del usuario, la integridad del contenedor, u otros factores evidentes para los expertos en la materia al seleccionar la T_{máx}.

Las unidades de calor de la presente invención incluyen un contenedor desechable que se divide en dos tipos de zonas. Las unidades de calor según la presente invención comprenden unas zonas separadas físicamente, o unos compartimentos, que contienen unos componentes que incluyen los reactivos químicos. Existe por lo menos una zona de cada tipo. La zona del primer tipo comprende un agente oxidante y, en algunas formas de realización preferidas, un combustible, llamado combustible secundario. La zona del segundo tipo comprende un combustible, llamado combustible primario, un gel preformado endurecible, y un solvente evaporable. Las zonas están separadas por un separador inutilizable tal como una válvula o un sello frangible. Al inutilizar el separador, se establece la comunicación entre las zonas y los contenidos de las zonas contactan unos con otros. Dicho contacto permite al agente oxidante, a los combustibles y al solvente crear un medio de reacción. El agente oxidante está preferentemente limitado al interior, y disperso a través, de un agente espesante capaz de disolverse, el cual expone selectivamente el agente oxidante al medio de reacción que contiene los combustibles. Esto proporciona una reacción química exotérmica
moderada.

Haciendo referencia a la Figura 1, se muestra una vista en sección transversal de una forma de realización de una unidad de calor de la presente invención. La unidad de calor (1) se compone de un contenedor que presenta una lámina superior (2) y una lámina inferior (no se muestra). Las láminas se sellan por los bordes mediante sellos para bordes (3, 4, 5 y 6). Dichos sellos para bordes están hechos preferentemente de modo que el consumidor no pueda abrirlos fácilmente. Se coloca un separador inutilizable (7) desde un borde sellado de la unidad de calor (3) a otro borde sellado (5), dividiendo de este modo la unidad de calor (1) en dos zonas, (8 y 9). (El separador se fabrica de modo que sean fácilmente inutilizable por el usuario.) El contenedor de calor está diseñado para incluir un espacio para vapor por encima de los reactivos cuando la unidad de calor esté en funcionamiento.

También se contemplan unas formas de realización del dispositivo alternativas. Por ejemplo, puede haber más de un sello frangible, que resulta en un dispositivo dividido en más de dos zonas. Un ejemplo de esto está representado en la Figura 2, que es otra forma de realización de una unidad de calor de la presente invención. La unidad de calor (11), se compone de un contenedor que presenta una lámina superior (12) y una lámina inferior (no se muestra). Las láminas se sellan por los bordes mediante sellos para bordes (13, 14, 15 y 16). Dichos sellos para bordes están hechos preferentemente de modo que el consumidor no pueda abrirlos fácilmente. Se colocan un par de separadores inutilizables (17 y 18) desde un borde sellado de la unidad de calor (13) a otro borde sellado (15), dividiendo de este modo la unidad de calor (11) en tres zonas (19, 20 y 21). (Los separadores se fabrican de modo que sean fácilmente inutilizables por el usuario.)

La Figura 3 muestra los contenidos de una zona del primer tipo según una forma de realización de una unidad de calor de la invención. La Zona (30) contiene un agente oxidante, un agente espesante disoluble o un agente espesante, y un combustible secundario. Las partículas del agente espesante sólido (32) contienen unas partículas dispersas del agente oxidante sustancialmente sólido (34). También dentro de la zona (30) existen unas partículas del combustible secundario soluble sólido (36).

La Figura 4 muestra otra forma de realización de una unidad de calor de la presente invención. La unidad de calor comprende un contenedor generalmente rectangular (40) que presenta una lámina superior (41) y una lámina inferior (42). Las láminas (41 y 42) se sellan juntas con un sello de bordes periférico, cuyas porciones se muestran en (43 y 44) (otras porciones no se muestran). El sello de bordes está hecho preferentemente de modo que el consumidor no lo abra fácilmente. Un separador inutilizable (45) se extiende a través del contenedor (40) desde una cara del sello del borde a la cara opuesta del sello del borde, dividiendo de este modo el contenedor (40) de la unidad de calor en dos zonas, (46 y 47). El separador (45) está fabricado para que el usuario lo inutilice fácilmente. La zona (47) contiene el agente oxidante (48) y el combustible secundario (49), y se sella al vacío durante su fabricación. Durante la elaboración de la unidad de calor, la mezcla del agente oxidante (48) (que se puede dispersar en un agente espesante, ver Figura 3) y el combustible secundario (49) se distribuyen en unas series de tiras (50) que se extienden a través del contenedor (40). El envasado al vacío produce unas regiones (51) de zonas (47) en las que no se localizan las mezclas del agente oxidante o del combustible secundario. Dichas regiones permiten que la lámina superior (41) y la lámina inferior (42) contacten una con otra. Durante el funcionamiento del dispositivo, esto es, después de la apertura o inutilización del separador (45), una ligera presión de gas en el interior del contenedor de la reacción química exotérmica provoca que las láminas se separen unas de otras, aumentando eficazmente el volumen de la zona (47). Esto provoca un espacio de vapor y una superficie por encima del medio de reacción que es requerida en las unidades de calor de la invención.

La primera etapa, o etapa primaria, de la reacción entre el agente oxidante y el combustible primario se inicia fácilmente al contacto del agente oxidante y el combustible primario dentro de un intervalo de temperatura ambiente que se puede encontrar, por ejemplo, en un intervalo comprendido entre -10 a 50ºC. Dichas temperaturas ambiente son suficientes para permitir que la reacción química exotérmica primaria proceda tanto de una vez, o bien razonablemente de forma puntual, si existen unas barreras que afecten a la tasa asociada a una o ambas partes de los elementos de la reacción. Un ejemplo de dicha barrera es un agente espesante disoluble que rodea uno o ambos elementos de la reacción. La reacción primaria se modera preferentemente mediante un agente espesante disoluble o un gel.

Muchos agentes oxidantes son capaces de generar unas energías adecuadas al reaccionar con un combustible correspondiente para la utilización en las unidades y métodos de la presente invención. Los agentes oxidantes preferidos son los que comprenden las sales de los óxidos de manganeso y cromo de metales álcalis, tales como permanganato potásico, y cromato potásico. Otros agentes oxidantes adecuados son dicromato de piridina, tetraóxido de rutenio y ácido crómico, así como un portador de otros agentes oxidantes conocidos por los expertos en la materia. La elección del agente oxidante se realiza preferentemente con la característica de desechabilidad como alta prioridad. Después de la utilización de la unidad de calor, preferimos que el residuo no contenga ningún tóxico soluble o componentes medioambientales no deseados. Nuestro agente oxidante preferido es permanganato potásico.

El área de superficie disponible del agente oxidante es un factor importante en la reactividad del agente oxidante en un medio de reacción. Las áreas de superficie de los sólidos son altamente dependientes de la forma física del sólido. La forma física del agente oxidante presente en la zona del primer tipo es variable, pero es preferible que el agente oxidante se presente en una forma sustancialmente en partículas. Es particularmente preferido un agente oxidante en un polvo de grano fino.

La tasa de calor producida por el dispositivo de la invención bajo las condiciones diseñadas se adapta exponiendo controladamente los reactivos unos con otros. Esto se consigue exponiendo controladamente cantidades limitadas de los combustibles a la cantidad total del agente oxidante, o exponiendo controladamente unas cantidades limitadas del agente oxidante a la cantidad total de los combustibles, o exponiendo controladamente una cantidad limitada del agente oxidante a una cantidad limitada de los combustibles. En ambos casos, mientras se da la reacción, la exposición controlada ocurre hasta que la reacción termina debido a la falta de uno de los componentes reactivos. En unas formas de realización preferidas, el agente espesante disoluble se disuelve en el solvente y/o los combustibles durante la reacción química exotérmica para exponer controladamente el agente oxidante a los combustibles a una tasa predeterminada. En una forma de realización preferida, se utiliza un exceso de combustible. Al completar la reacción del agente oxidante, no se encuentran tóxicos solubles o residuos medioambientalmente no deseados que permanezcan en el contenedor. Gracias a dicha característica es posible desechar el contenedor en un vertedero.

La dispersión del agente oxidante en un agente espesante disoluble proporciona una manera eficaz de exponer selectivamente el agente oxidante a los combustibles. Si la reacción ocurre en un ambiente orgánico con un solvente orgánico, el agente espesante es preferentemente de base orgánica. Si la reacción ocurre en un ambiente inorgánico con un solvente como el agua, el agente espesante es preferentemente de base inorgánica.

Los silicatos son agentes espesantes inorgánicos adecuados. En una forma de realización preferida, el agente oxidante está ligado a un agente espesante que comprende una solución acuosa de silicato sódico (Na_{2}SiO_{3}), tal como la comercializada por J.T. Baker (Stock número: 3877-01) o por Aldrich Chemical Co. (Stock número: 33.844-3).

La distribución uniforme del agente oxidante a través del agente espesante es preferible ya que proporciona una presentación consistente y uniforme del agente oxidante al combustible a través de la solubilización del agente espesante. La configuración y geometría del agente oxidante ligado de la presente invención son factores importantes a la hora de proporcionar control sobre la tasa y la duración de la reacción. En una configuración preferida, el agente oxidante ligado se presenta en una forma sólida presentando una geometría que tiene una superficie activa relativamente constante de agente oxidante al combustible a través de la duración deseada de la reacción y a través de la solubilización del agente espesante, incluso cercana al agotamiento del agente oxidante. Una geometría preferida también proporcionará combustible necesario alrededor del agente oxidante expuesto en todo momento durante la reacción. Preferentemente, no se requieren amplios canales de migración del combustible hacia el agente oxidante. El agente espesante se debería diluir para mojar uniformemente los cristales del agente oxidante. En la presente invención se pueden utilizar unas relaciones de agente espesante a agente oxidante desde aproximadamente 1:1 a aproximadamente 1:7. Las relaciones preferidas son desde aproximadamente 1.1,5 a aproximadamente 1:5. Una relación desde aproximadamente un gramo de agente espesante a aproximadamente tres gramos de agente oxidante se utiliza en algunas formas de realización preferidas. Dicha relación produce una mezcla uniforme con la que ninguna de las mezclas presenta un exceso de agente espesante ni de agente oxidante rodeados de forma incompleta de líquido. Sin embargo, se hará evidente para alguien experto en la materia que la relación de agente espesante y agente oxidante puede ser ampliamente variada.

Las técnicas de recubrimiento el agente oxidante incluyen secado por pulverización o bien secado en lecho fluido. Dichas técnicas son conocidas por los expertos en la materia. Los expertos en la materia serán capaces de determinar las condiciones apropiadas y los parámetros relevantes para producir unos agentes oxidantes recubiertos a través de dichos métodos mediante la experimentación rutinaria. En la patente US nº 5.035.230 también se proporciona una orientación adecuada en dicho campo.

Algunas aplicaciones de la presente invención pueden requerir a un calentamiento inicial rápido. Esto se puede conseguir mediante la adición de una cantidad menor tanto de cristales de agente oxidante no ligados como de cristales de agente oxidante ligado con una solución de agente espesante diluido en la zona del primer tipo. Se selecciona la cantidad para aumentar una temperatura de los contenidos del sistema de calentamiento a la temperatura deseada previa al calentamiento cuando contacte inicialmente con el combustible. Un proceso de precalentamiento rápido es deseable particularmente cuando la presente invención se utiliza para unos dispositivos de calentamiento de comida.

Si bien no deseamos estar obligados a cumplir con ninguna teoría en particular, creemos que con la oxidación de un combustible polihidroxilo por un agente oxidante inorgánico, el pH del ambiente acuoso disminuye a valores ácidos. Creemos que dicha disminución de pH dispara la conversión del agente espesante inorgánico preferido, silicato sódico, en un gel. Dicho procedimiento de gelificación actúa a algunos grados para moderar las reacciones químicas exotérmicas bajo unas condiciones deseadas o diseñadas.

Los combustibles son complementarios con el agente oxidante. Para la mayoría de las aplicaciones, el agente oxidante y los combustibles deben estar conformes con los estándares gubernamentales aplicables en caso de que ocurriera algún escape al medioambiente, incluyendo un escape accidental.

Los combustibles adecuados son compuestos orgánicos sólidos solubles o líquidos. Los compuestos orgánicos particularmente adecuados son los que contienen grupos hidroxilos. Tales grupos son fácilmente oxidables a compuestos que contengan carbonilo mediante los agentes oxidantes descritos en la presente memoria. Los combustibles preferidos son azúcares o alcoholes, y compuestos que contienen polihidroxilos con por lo menos dos grupos hidroxilo. Dichos compuestos que contienen polihidroxilos son también fácilmente oxidables a aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos. Dicha oxidación de compuestos que contienen polihidroxilos y la reducción simultánea del agente oxidante se acompaña de la liberación de cantidades significativas de energía calorífica.

Los combustibles primarios oxidables preferidos en la zona del segundo tipo son líquidos. Los ejemplos incluyen glicerina, etilenglicol, polipropilenglicol, polietilenglicol, y similares. Un combustible primario preferido es la glicerina.

Según los procedimientos que moderan las reacciones químicas exotérmicas que se dan en el interior de las unidades de calor de la invención, se requiere que por lo menos un combustible esté presente en unas cantidades que den como resultado por lo menos la saturación del solvente. Dicho combustible puede ser el único combustible o un combustible secundario. Las cantidades preferidas de dicho combustible son aquellas que crean un depósito de combustible que no esté en solución. Dicho criterio está íntimamente vinculado a las características de solubilidad del combustible. También se requiere la presencia de un espacio de vapor y superficie del contenedor por encima del medio de reacción sobre las paredes en las que puede tener lugar la condensación del solvente. Los aumentos en la tempe-
ratura del contenedor que resultan de una tasa de pérdida de calor baja evaporan el solvente del medio de reacción.

El combustible primario puede experimentar dicho proceso en algunas circunstancias. En ciertas formas de realización preferidas, sin embargo, el combustible primario, por ejemplo glicerina, será altamente soluble en el medio de reacción en un amplio intervalo de concentraciones, y no se extraerá del medio de reacción. En dichos casos, la evaporación del solvente no tiene como resultado la reducción de la cantidad de combustible primario en el medio de reacción. En dichas formas de realización, se utiliza la condición de saturación del combustible secundario para moderar la reacción exotérmica.

Los combustibles secundarios que se utilizan en la zona del primer tipo son, preferentemente, combustibles que contienen grupos hidroxilo. Debido a que dicho combustible estará en la misma zona que el agente oxidante, se proporciona en una forma que no conduzca a una reacción química exotérmica inmediata al contacto con el agente oxidante. Una manera de prevenir la reacción química exotérmica inmediata entre el agente oxidante y los combustibles secundarios es proporcionar dichos combustibles en estado sólido. De esta forma, la iniciación de la reacción química exotérmica está subordinada inicialmente a la creación de un medio de reacción líquido y la consiguiente solubilización del combustible secundario.

La reacción química exotérmica secundaria no ocurre de forma apreciable hasta que no existe un aumento de temperatura por encima del intervalo de temperatura ambiente anticipado en el contenedor de la unidad de calor. Esto previene la reacción prematura. Si el medio de reacción es un solvente acuoso, los combustibles secundarios son solubles en agua. Es deseable que haya múltiples grupos hidroxilos por molécula de combustible, aumentando la eficiencia del combustible. El aumento de temperatura de la reacción exotérmica del agente oxidante con el combustible primario inicia una segunda etapa, o etapa secundaria, de la reacción química exotérmica.

Los combustibles secundarios orgánicos solubles que contienen polihidroxilos que se han considerado adecuados para la utilización en la zona del primer tipo son los azúcares. Son solubles en agua y, tal como se ha descrito anteriormente, se utilizan en cantidades que exceden preferentemente su solubilidad en el medio de reacción líquido. Todos los monosacáridos y muchos oligosacáridos son generalmente azúcares. Los azúcares que se han encontrado adecuados como combustibles secundarios en las unidades de calor de la invención son azúcares mono y oligosacáridos, así como los azúcares que son modificados y sustituidos por otros grupos. Los azúcares adecuados para su utilización como combustibles secundarios en la zona del primer tipo en las unidades de calor de la invención incluyen sacarosa, fructosa, maltosa, lactosa, xilosa, manosa, glucosa, galactosa, arabinosa, y similares, así como modificaciones y derivados sustituidos de dichos azúcares. Un combustible secundario preferible para su utilización en la zona del primer tipo es la sacarosa. La sacarosa que está disponible a partir de muchas fuentes y en muchas formas incluyendo azúcar de mesa granulado, azúcar de repostería en polvo, azúcar moreno y sacarosa de caña de azúcar y remolacha azucarera. Puesto que la reacción química exotérmica no depende de la estereoquímica del combustible para su producción de calor, cualquier estereoquímica de las moléculas de combustible es adecuada.

El área de superficie disponible de los combustibles secundarios es un factor importante en la solubilidad rápida de dichos combustibles en el medio de reacción. Las áreas de superficie de los sólidos dependen en gran medida de la forma física del sólido. La forma física del combustible secundario presente en la zona del primer tipo es variable, pero es preferible que el combustible esté en forma de partículas sustancialmente. Por ejemplo, los cristales que presentan un tamaño similar al encontrado en el azúcar de mesa son bastante adecuados. Los combustibles secundarios en polvo también se utilizan bastante satisfactoriamente. Los expertos en la materia comprenderán cómo seleccionar, por simple ensayo y error, un combustible secundario particular y un tamaño de partícula para conseguir las características de calentamiento deseadas para una aplicación particular.

Se entiende que aunque dicha caracterización se ha descrito en términos de reacciones entre un solo agente oxidante y un número de combustibles, la invención es igualmente eficaz puesta en práctica a través de reacciones entre un solo combustible y un número de agentes oxidantes. También se entiende que más allá de las reacciones primaria y secundaria, las reacciones terciarias, las cuaternarias y sucesivas están dentro del alcance de la presente invención. Dichas reacciones se llevarían a cabo con combustibles terciarios, cuaternarios y demás y/o agentes oxidantes. En una de las formas de realización preferidas de la invención otra sustancia está presente en el contenedor de la invención la cual podría actuar como combustible terciario, participando en una tercera etapa de la reacción, procediendo eficazmente sólo a temperaturas incluso más elevadas.

Las unidades de calor de la invención están provistas de un gel presente en la zona del segundo tipo que se preforma antes de inutilizar cualquier separador entre las zonas de diferentes tipos. La presencia de un gel preformado ayuda a moderar las reacciones químicas exotérmicas en cuanto comienzan las reacciones. No hay necesidad de esperar la formación de un gel, a través de la disolución de los componentes productores del gel, o a través de las reacciones formadoras del gel de dichos componentes. Tampoco hay necesidad de confiar en un rápido aumento de la temperatura para la disolución de los componentes productores del gel o de las reacciones formadoras del gel. La cantidad de gel relativa a la cantidad de combustible secundario se ajusta de modo que se consigue y preferentemente se excede la máxima solubilidad del combustible secundario. Esto permite que se cargue una mayor cantidad de reactivos químicos en las respectivas zonas del contenedor, ya que la exposición de los reactivos unos con otros está limitada por el gel. La mayor capacidad de carga permite mantener unos picos de temperatura operativa durante más tiempo. El gel preformado presenta una dureza que también puede moderar la reacción química exotérmica
primaria.

Los geles útiles en la presente invención son tanto orgánicos como inorgánicos; ambos tipos son útiles en la presente invención. Los geles preferidos para su utilización en la zona del segundo tipo son geles orgánicos. Los geles útiles pueden formarse a partir de compuestos orgánicos tales como carbohidratos incluyendo carbohidratos tales como almidón; poliacrilamida; polioles tales como pentaeritritol; o materiales proteicos tales como gelatina en solventes tales como agua, acetona, alcoholes, dimetoxitetraglicol. Los geles también pueden formarse a partir de compuestos inorgánicos tales como óxido de metal, alcóxidos de metal o sales de metales álcali de óxido de metal. Estos incluyen óxido de zinc, óxido de estaño, óxido de titanio, óxido de circonio, y silicatos y aluminatos en solventes tales como agua y alcoholes. Muchos otros ejemplos de sistemas de geles con base orgánica o inorgánica son conocidos por los expertos en la materia. Los geles útiles aumentan en dureza cuando se extrae parte del solvente, por ejemplo, por evaporación.

En una de las formas de realización preferidas, el gel presente en la zona del segundo tipo es un gel con base orgánica. Son especialmente preferidos los geles acuosos con base orgánica. Se ha encontrado que los geles a base de polímero orgánico que contienen polihidroxilos funcionan bien en las unidades de calor de la invención. De éste modo, una variedad de polisacáridos son útiles en la presente invención. Se ha encontrado que los geles de almidón son útiles en algunas de las formas de realización de la invención. El almidón comprende una mezcla de polímeros lineales (amilosa) y ramificados (amilopectina) de unidades \alpha-D-glucopiranosil. La amilosa es un polímero lineal de unidades \alpha-D-glucopiranosil unidas unas con otras mediante enlaces \alpha-glucosídicos (1\rightarrow4). La amilopectina es un polímero altamente ramificado de unidades \alpha-D-glucopiranosil que son principalmente enlaces (1\rightarrow4), pero que también contienen enlaces \alpha-glucosídicos (1\rightarrow6) localizados en los puntos de ramificación. Se cree que los enlaces \alpha-glucosídicos (1\rightarrow6) son más resistentes al calor que los enlaces \alpha-glucosídicos (1\rightarrow4). Otros materiales no carbohidratos aislables a partir del almidón incluyen ácidos grasos, proteínas, enzimas, y materiales inorgánicos que están generalmente presentes en pequeñas cantidades. El almidón se puede aislar de muchas fuentes, incluyendo las semillas del maíz, maíz ceroso, harina, centeno, cebada, zahína, o arroz, o de raíces de plantas tales como la tapioca, la patata, o el arrurruz, o de la médula del árbol de palma de sago.

Los almidones se caracterizan generalmente por sus temperaturas de gelatinización, que son las temperaturas a las que las suspensiones inicialmente diluidas y opacas de almidón se vuelven viscosas, semiopacas, y finalmente transparentes. La amilosa contiene unos intervalos de entre casi cero hasta aproximadamente 85%, con la mayoría de la parte restante consistente en amilopectina. El espesamiento de algunas pastas de almidón está causado por la asociación de las moléculas lineales de amilosa. El almidón de maíz forma un gel rígido. El almidón de patata, tapioca y sago presenta menos tendencia a gelificar. Los almidones cerosos (normalmente con poca o nada de amilosa) no gelifican en dispersiones diluidas, pero a concentraciones elevadas (30%) forman geles reversibles, que se vuelven a dispersar a una temperatura de 50-60ºC.

Los almidones se pueden modificar por entrecruzamiento, para aumentar la resistencia al deterioro, la resistencia al calor, y la resistencia a las concentraciones extremadamente elevadas o bajas de ion hidrógeno. Los almidones se pueden oxidar parcialmente para producir unas tasas de estabilidad mejoradas. Los almidones se pueden derivar mediante esterificación inorgánica con nitratos, sulfatos, fosfatos xantanatos, o mediante esterificación orgánica a través del tratamiento con ácidos carboxilos, ácidos anhídridos, ácidos clorhídricos, o ésteres de vinilo. Los éteres de almidón también se pueden formar para la utilización en la presente invención.

Algunos geles orgánicos pueden servir como combustibles para los agentes oxidantes, debido a la presencia de grupos funcionales oxidables tales como los grupos hidroxilos en las moléculas del gel. Si éste es el caso, se selecciona un gel que presente una tasa de reacción con el agente oxidante que es inferior a la tasa de reacción de los agentes oxidantes con los combustibles primario y secundario elegidos para la utilización en las formas de realización de la invención. De este modo, un requisito general para los agentes gelificantes que se utilizarán en las unidades de calor de la invención es que no sean tan reactivos químicamente con el agente oxidante como lo son los combustibles. Lo más deseable es que la reacción entre los agentes oxidantes y los geles no ocurra apreciablemente a unas temperaturas a las que se ha diseñado que funcionen las unidades de calor, o que tengan lugar lentamente durante las escalas de tiempo en las que se ha diseñado que funcionen las unidades de calor. Si no se considera este requisito, el gel probablemente se consumirá debido a la reacción química exotérmica, y se perderán los beneficios que el gel proporciona a las unidades de calor de la invención. Los geles de almidón son también susceptibles de ser atacados por ácidos, que tienden a hidrolizar los enlaces glicosídicos y llevan a una despolimerización parcial o, bajo unas condiciones más drásticas, completa del almidón. Similarmente, la elevada reactividad del almidón en un medio de reacción ácido (que se cree que se pueden encontrar en algunas de las formas de realización de las unidades de calor de la invención) es una consideración en la elección del almidón en particular.

Información detallada sobre la tecnología de gelificación está disponible, por ejemplo, en publicaciones científicas tales como Livage, J. et al., Prog. Solid St. Chem., 18:259 (1988), que se incorpora en su totalidad en la presente memoria. La gelificación del almidón se describe en la Encyclopedia of Polymer Science and Technology, v.12, Interscience; John Wiley & Sons, Inc., New York, 1970, pp. 819-847.

Los almidones preferidos para la utilización en las unidades de calor de la invención son los almidones hidratados con agua fría, que son resistentes a condiciones ácidas y a temperaturas superiores a 100ºC. Son especialmente preferidos los almidones que presentan viscosidades de por lo menos 300 Unidades Brabender (UB) a una temperatura de 95ºC inicialmente, y por lo menos 400 UB a una temperatura de 95ºC después de 15 minutos a esta temperatura. Más preferentemente, los almidones presentan unas viscosidades de por lo menos 350 UB inicialmente a una temperatura de 95ºC, y por lo menos 450 UB después de 15 minutos a esta temperatura. Los almidones adecuados están disponibles como almidón MIRA-THIK® 468 (A.E. Staley Mfg. Co., Decatur, IL).

Las reacciones exotérmicas que se dan en las unidades de calor de la invención son auto-moderadas, debido a los cambios reversibles en las propiedades mecánicas del medio de reacción, incluyendo el gel preformado. Dichos cambios se producen en respuesta a las variaciones de las tasas de pérdida de calor en el entorno o bien en respuesta a unas temperaturas ambientales no óptimas. La extracción del solvente del gel mediante evaporación y la subsiguiente condensación en las superficies de condensación presentes en el contenedor durante el funcionamiento de la unidad de calor endurece el gel. Dicho endurecimiento reduce la tasa de difusión de los reactivos químicos unos con otros y de este modo reduce la tasa de reacción química exotérmica entre el agente oxidante y los combustibles. La adición del solvente al gel invierte dicho endurecimiento y aumenta la tasa de difusión y de este modo, la tasa de la reacción química exotérmica.

La elección del solvente se basa principalmente en la capacidad de calentamiento, punto de inflamación, presión de vapor y corrosión, mientras que los dispositivos se pueden diseñar para la utilización a temperaturas relativamente elevadas. Los solventes no deberían actuar como un combustible para los agentes oxidantes utilizados en la invención. Las capacidades de calentamiento elevadas son deseables para un funcionamiento eficaz. Los puntos de inflamación elevados son deseables por motivos de seguridad. Las presiones de vapor deben ser suficientes para permitir la evaporación del solvente al alcanzar unas temperaturas que se aproximen a la temperatura operativa máxima (T_{máx}) de la unidad de calor. Por otra parte, unas presiones de vapor excesivamente elevadas no son deseables por razones de seguridad, ya que en este caso podría producirse el estallido del contenedor. Los solventes ligeramente corrosivos son deseables para no limitar indebidamente la elección de los materiales del contenedor. Para muchas de las formas de realización preferidas, un solvente apropiado resultará ser agua.

Los solventes que están incluidos en la zona del segundo tipo son preferentemente los que presentan unas presiones de vapor y unos puntos de ebullición tales que la evaporación del solvente empieza a producirse a un intervalo de temperatura que se desea alcanzar durante la utilización del dispositivo. Tal y como se describe a continuación, dicha propiedad del solvente se utiliza como mecanismo de modulación de la temperatura. Por ejemplo, el solvente comenzará a evaporarse preferentemente cuando la temperatura de la unidad comience a elevarse cerca de una temperatura operativa máxima predeterminada. Dicha temperatura operativa máxima predeterminada también será generalmente una temperatura a la que la reacción química exotérmica entre el agente oxidante y el combustible secundario funciona eficientemente. La temperatura operativa de la unidad de calor se ajusta a un nivel deseado para una pérdida de calor deseada mediante la variación de las concentraciones de los agentes oxidantes, los combustibles y el gel. Dicho ajuste está dentro de las habilidades en la técnica. Solo se requiere la experimentación rutinaria para seleccionar las concentraciones apropiadas para un uso particular. Las temperaturas operativas adecuadas para la mayoría de las aplicaciones se encuentran dentro de un intervalo desde aproximadamente 30ºC a aproximadamente 120ºC. Se pueden seleccionar unas temperaturas operativas superiores o inferiores para las aplicaciones específicas. Tal y como se describe más detalladamente a continuación, la evaporación del solvente actúa en la reducción de la tasa de reacción entre el agente oxidante y los combustibles. El solvente no debería comportarse como un combustible para el agente oxidante. Un solvente adecuado es agua.

Para los dispositivos de la invención, el solvente es cualquiera que pueda solubilizar tanto el agente oxidante como los combustibles, así como actuar de soporte del gel preformado y de dureza reversible. Para dichos agentes oxidantes inorgánicos, por ejemplo, sales de permanganato de metal álcali, combustibles polihidroxilos, y geles basados en almidón, por ejemplo, como se describen en el presente documento, el solvente preferido es agua. El agua también actúa como un excelente medio de transferencia de calor en la presente invención. El agua utilizada en la presente invención puede ser agua del grifo, aunque es preferible utilizar agua de calidad controlada, como agua destilada o agua desionizada. El tipo de agua más preferido para la utilización de la invención es el agua
desionizada.

Se seleccionan las concentraciones de reactivos para conseguir las tasas de generación de calor deseadas, el pico de temperaturas operativas y la T_{máx}. Los expertos en la materia sabrán como variar las concentraciones hasta que se consigan los parámetros diseñados. La dilución de los reactivos en el solvente y la disminución consiguiente de sus concentraciones, limita el contacto del agente oxidante y el combustible, o combustibles. La disminución de las concentraciones tanto del agente oxidante como de los combustibles en un solvente reducirá la tasa de reacción total, y disminuirá la temperatura máxima. La dilución también aumenta el periodo de tiempo en que se produce calor, debido a la masa térmica del solvente.

Los mecanismos de estabilización de las temperaturas también se pueden incluir en la unidad de calor. Dichos mecanismos de estabilización de las temperaturas permitirán que la unidad de calor permanezca a una temperatura determinada, incluso si la transferencia de calor es inferior a la diseñada, o si la temperatura ambiente es superior a la diseñada. La temperatura determinada que se ha de mantener puede ser, por ejemplo, la temperatura
operativa.

Los mecanismos adecuados para la estabilización de las temperaturas incluyen materiales de cambio de fase. Los materiales de cambio de fase se diseñan para utilizar la absorción de calor latente asociada con una transición de un cambio de fase reversible, tal como una transición de sólido-líquido. Algunos materiales de cambio de fase también absorben o emiten calor en las transiciones de fase sólido a sólido. Los materiales de cambio de fase preferidos para la presente invención utilizan una transición de sólido-líquido reversible.

Los materiales de cambio de fase almacenan energía térmica en forma de un cambio físico del estado cuando el núcleo del material se derrite o se congela o experimenta una transición de sólido a sólido. Para mantener la capacidad de los materiales de cambio de fase de reciclarse entre fases sólidas y líquidas, es importante prevenir la dispersión de los materiales de cambio de fase a través del solvente (o vehículo del fluido) cuando están en forma líquida. Una aproximación que ha tenido éxito es la encapsulación de los materiales de cambio de fase en una membrana delgada o un armazón. Sería deseable que dichas membranas finas o armazones no impidieran significativamente la transferencia de calor al interior o al exterior de las cápsulas. Las cápsulas también pueden ser deseablemente lo suficientemente pequeñas como para presentar un área de superficie relativamente alta. Esto hace posible una rápida transferencia de calor hacia y desde el vehículo fluido. Dichas cápsulas son conocidas como microcápsulas. El intervalo de tamaño de las microcápsulas oscila desde aproximadamente 1,0 a aproximadamente 1.000 micras y se forman según los métodos convencionales bien conocidos por los expertos en la materia.

La composición del material de cambio de fase se modifica para obtener unas propiedades térmicas óptimas para un intervalo de temperatura determinado. Por ejemplo, el punto de fusión para una serie de hidrocarburos parafínicos (hidrocarburos normales, de cadena lineal de la fórmula C_{n}H_{2n+2}) está directamente relacionada con el número de átomos de carbono tal como se muestra en la tabla siguiente.

TABLA 1

Nombre del compuesto	Carbonos	Punto de fusión (ºC)
n-tridecano	13	- 5,5
n-tetradecano	14	5,9
n-pentadecano	15	10,0
n-hexadecano	16	18,2
n-heptadecano	17	22,0
n-octadecano	18	28,2
n-nonadecano	19	32,1
n-eicosano	20	36,8
n-heneicosano	21	40,5
n-docosano	22	44,4
n-tricosano	23	47,6
n-tetracosano	24	50,9
n-pentacosano	25	53,7
n-hexacosano	26	56,4
n-heptacosano	27	59,0
n-octacosano	28	61,4
n-nonacosano	29	63,4
n-triacontano	30	65,4
n-hentriacontano	31	68,0
n-dotriacontano	32	70,0
n-tritriacontano	33	71,0
n-tetratriacontano	34	72,9
n-hexatriacontano	36	76,1

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Además de los hidrocarburos descritos en el presente documento, también se pueden utilizar en la práctica de la invención, otros hidrocarburos parafínicos presentando un mayor (o menor) número de átomos de carbono presentando un punto de fusión superior (o inferior). Adicionalmente, los cristales de plástico tales como 2,2-dimetil-1,3-propanodiol (DMP) y 2-hidroximetil-2-metil-1,3-propanodiol (HMP) y similares también se contemplan para su utilización como medios estabilizadores de la temperatura. Cuando los cristales de plástico absorben energía térmica, la estructura molecular se modifica sin dejar la fase sólida. También se pueden utilizar combinaciones de cualquiera de los materiales de cambio de fase.

Para permitir la iniciación de la reacción de oxidación exotérmica, el combustible primario y el agente oxidante tienen que entrar en contacto uno con otro. Esto se consigue preferentemente en la presente invención abriendo, perforando selectivamente, rompiendo o si no inutilizando el separador entre las zonas que contienen el agente oxidante y la mezcla de combustible primario/gel, de forma que los componentes de la reacción de oxidación son capaces de contactar uno con otro. En una forma de realización preferida, la mezcla de combustible primario/gel se transfiere a la zona que contiene el agente oxidante y el combustible secundario después de la inutilización del separador. Sin embargo, también se contempla que el agente oxidante y el combustible secundario se pueden transferir a la zona que contiene la mezcla de combustible primario/gel después de la inutilización del separador. Ambas zonas pueden contener un material de cambio de fase.

Se prefiere que el separador comprenda un material que permita su ruptura, perforación, o inutilización cuando el contenedor se deforma manualmente. En unas formas de realización que comprenden más de un solo par de zonas del contenedor, se contempla que la unidad de calor de la invención comprenda un número de separadores apropiadamente aumentado, de forma que la comunicación se puede establecer entre las zonas de cada tipo, suficiente para proporcionar el calor deseado. Una pluralidad de separadores también es posible en unas formas de realización que utilizan sólo un único par de zonas. La invención no se limita por la yuxtaposición o configuración de las zonas de la unidad de
calor.

La presión contra o a lo largo del separador rompe, perfora, o inutiliza selectivamente el separador, mientras deja las superficies exteriores del contenedor, y las superficies que envuelven el contenedor y las zonas del primer y segundo tipo intactas. El separador puede comprender cualquiera de las numerosas configuraciones funcionales. En una forma de realización preferida, el separador comprende una pared frágil o debilitada que se extiende entre las zonas del primer tipo y las zonas del segundo tipo, que se separa manualmente, inutilizando de este modo el separador. En otra forma de realización preferida, el separador es una pared frágil o debilitada de un contenedor que comprende una zona del primer tipo que se adapta para estar contenida dentro de una zona del segundo
tipo.

En otra forma de realización preferida, el separador está inutilizado mediante la utilización de unas tiras de lengüetas. Cuando se tira de ellas, las tiras de lengüetas inutilizan el separador y se proporciona la comunicación entre la zona del agente oxidante y la zona del combustible primario/gel. En una forma de realización menos preferida, el separador comprende un agujero con un tapón, que es extraíble cuando se le aplica presión. La comunicación se proporciona de nuevo a través del separador. Preferimos sobre todo que el separador comprenda una pared que presente unas áreas debilitadas o frágiles que se rompan cuando se les aplica una presión. En otra forma de realización, el separador comprende una pared que presenta una pluralidad de perforaciones que se rompen tras la aplicación de presión y exponen los contenidos de las zonas unos con otros. El separador puede asimismo consistir en un disco movible o casquillo, agujereado o no, o una válvula, tal como una válvula frangible.

Alternativamente, el separador se configura para formar una o preferentemente una pluralidad de fisuras o ranuras cuando el separador se somete a una presión externa. Las fisuras se pueden extender internamente desde los bordes o perímetro del separador, o se pueden localizar en el intermedio de los bordes o perímetro del separador. Sin embargo, se anticipa cualquier mecanismo adecuado para inutilizar el separador para su utilización en la presente invención. Los expertos en la materia reconocerán otras posibles variantes.

El contenedor preferentemente comprende un material flexible que no se ve afectado perjudicialmente por ninguno de los contenidos de las zonas individuales, y que es resistente a la temperatura que se quiere alcanzar. Dichos materiales pueden ser poliméricos, e incluyen polietileno, polipropileno, poliéster (tal como MYLAR®, película comercializada por DuPont), aluminio, película polimérica aluminizada, y otros plásticos convencionales u otros materiales de empaquetamiento adecuados para contener líquidos calentados tales como caucho, vinilo, tela recubierta de vinilo y polietileno. Se ha encontrado satisfactorio un espesor de aproximadamente 0,02 mm a aproximadamente 0,1 mm utilizando vinilo claro. Esto permite al contenedor actuar como una envuelta de pared delgada que se adapta a la forma de su entorno.

El contenedor se construye preferentemente de un material térmicamente conductor delgado y flexible que comprende una lámina superior y una lámina inferior que están unidas por los bordes para formar una envuelta sustancialmente plana herméticamente sellada.

Más preferentemente, el contenedor se sella al vacío, con la lámina superior e inferior unidas. Esto es especialmente deseable en la zona del primer tipo, que contiene el agente oxidante ligado, y en algunas formas de realización preferidas, el combustible secundario sólido. Dichos componentes secos se distribuyen, en algunas formas de realización, uniformemente a través de la zona al envasarse la zona al vacío. En otras formas de realización, dichos componentes se agrupan juntos en un número de pequeñas pilas de la cantidad total de agente oxidante ligado y, opcionalmente, el combustible secundario. Dichas pilas están distribuidas uniformemente a través de la zona al envasarse la zona al vacío. Dicha distribuciones uniformes de los componentes o pilas de los componentes en el interior de esta zona llevan a la generación de calor uniforme durante el funcionamiento del dispositivo. En unas formas de realización preferidas, el envasado al vacío también permite una expansión leve de las zonas al reaccionar los contenidos de la unidad de calor unos con otros y se produce una leve presión positiva del gas. Dicha expansión crea el espacio de vapor y la superficie del contenedor por encima del medio de reacción que se requiere para la presente invención. Dicho espacio se puede crear o hacer que sea creable durante el funcionamiento del dispositivo por un número de otras construcciones de unidades alternativas. Dichas construcciones de unidades alternativas entran dentro de la experiencia en la
técnica.

En una forma de realización preferida, el material térmicamente conductor es una hoja de metal, tal como una compuesta sustancialmente de aluminio o cobre, o una película de plástico metalizada como poliéster aluminizado, por ejemplo MYLAR®. Los bordes del material se unen mediante cualquier medio adecuado, por ejemplo, soldadura, sellado por calor, soldadura ultrasónica, soldadura con solvente, sellado por doblez, o la utilización de
adhesivos.

Durante la fabricación de la unidad de calor, el contenedor comprende preferentemente un extremo final abierto o un lado en cada una de las zonas para la introducción de la mezcla de combustible primario/gel y agente oxidante/combustible secundario, respectivamente. Las otras caras o los bordes están sellados antes de dicha introducción. Después de la adición del combustible primario/gel y del agente oxidante a las diferentes zonas del contenedor, los lados abiertos se sellan para hacer que el contenedor quede herméticamente cerrado. El tamaño y la forma del contenedor, así como la yuxtaposición y la configuración de las zonas en el contenedor, variarán según la aplicación para la que se utilizará. De este modo, los procedimientos alternativos de ensamblaje están disponibles para ensamblar adecuadamente la unidad de calor. Por ejemplo, en algunas formas de realización preferidas, un tipo de zona puede estar sellada al vacío antes de cargar el otro tipo de zona, en por ejemplo, una disposición anular de las zonas, o una disposición de compartimentos en bolsas. Una forma de realización particular utiliza una disposición apilada de las zonas. La invención no está limitada por la disposición de las zonas en el
contenedor.

Después del ensamblaje y antes de su utilización, la unidad de calor está en una condición estática, con la unidad de calor preferentemente desechable después de un solo uso. En una forma de realización alternativa de la presente invención, se contempla una pluralidad de zonas del primer y/o segundo tipo para su utilización en la unidad de calor de la presente invención. Tal como se ha mencionado anteriormente, en dichas formas de realización se podría utilizar más de un separador, así como en unas formas de realización que presenten solo un único par de
zonas.

Para utilizar la invención, el usuario inutiliza o bien abre el separador. El usuario entonces distribuye manualmente o de otra forma los contenidos de una zona en la otra zona, o viceversa. En unas formas de realización preferidas, los contenidos de la zona que contiene el combustible primario/gel preformado/solvente se distribuyen en la zona que contiene el agente oxidante ligado/combustible secundario opcional.

Existen un número de aplicaciones para las que las unidades de calor de la presente invención son útiles. El calor se transmite por convección a través del medio líquido en la unidad de calor a las superficies exteriores del dispositivo, donde se transmite de nuevo a otros cuerpos, según la aplicación específica para la que la unidad de calor se vaya a utilizar. En tales aplicaciones, la unidad de calor se diseña para asumir las formas apropiadas para dichas utilizaciones. La unidad de calor se diseña para calentar comida o bebida en algunas formas de realización, por ejemplo. La unidad de calor utilizada para calentar comida o bebida se puede diseñar para conseguir un cierto criterio de rendimiento tal como lograr una cierta temperatura operativa en un tiempo determinado. Por ejemplo, la unidad de calor se puede diseñar para alcanzar los 60ºC en doce minutos. Para algunas aplicaciones militares, dicho criterio de rendimiento es crítico.

La unidad de calor de la presente invención también resulta útil en áreas naturales para fines recreativos o en operaciones de rescate en cualquier área, en las que se desean unos dispositivos de autocalentamiento compactos. La unidad de calor se utiliza fácilmente para calentar víctimas en estado de choque, o para tratar o prevenir la congelación. Se prevén otros usos tales como el calentamiento de artículos de ropa, incluyendo guantes, botas u otro
calzado.

La unidad de calor de la presente invención se adapta fácilmente a la utilización quirúrgica u otras aplicaciones médicas, tales como cirugía humana o veterinaria. Durante la cirugía, las temperaturas corporales a menudo descienden a unos niveles no deseables. La unidad de calor de la presente invención se puede utilizar fácilmente para calentar a los pacientes. Como las presentes unidades de calor presentan unas excelentes características de estabilidad de temperatura, las molestias del paciente y eventuales daños de los tejidos debidos a un sobrecalentamiento se minimizan significativamente.

Para estas y otras aplicaciones, la unidad de calor incluye preferentemente unos mecanismos de cierre que permiten el posicionamiento inicial de la unidad de calor, por ejemplo, en una extremidad. Entonces tiene lugar la subsiguiente activación del dispositivo sin ningún ajuste de posición posterior. Los mecanismos de cierre adecuados incluyen cintas, cintas adhesivas, o tiras reutilizables tales como tiras de VELCRO®. Tales aplicaciones quirúrgicas se consiguen fácilmente si la unidad de calor se diseña como una manga que se dimensiona para ser colocada alrededor de una extremidad, tal como la pierna de una persona, de un caballo, de un perro, o cualquier otro animal en el que se realice cirugía. O bien las unidades de calor planas se pueden insertar en mangas o envoltorios de tela. Deseablemente, el diámetro de la manga es ajustable, permitiendo la utilización de la misma manga en una variedad de pacientes. Alternativamente, la unidad de calor se diseña como una almohadilla, permitiendo que se calienten superficies corporales extensas tales como la espalda o el pecho de una persona o un animal. La unidad de calor se puede activar tanto antes como después del contacto con el objeto que se va calentar en cualquiera de las aplicaciones en las que se puede utilizar la unidad de calor, según la conveniencia del usuario. La expresión "activación" tal como se utiliza en el presente documento se refiere a la inutilización u otra operación en el separador, mezclando los contenidos de las zonas del contenedor desechable, e iniciando de este modo la reacción química exotérmica, así como de forma manual o de otra forma mezclando los contenidos de la unidad de calor para asegurar una distribución uniforme de los contenidos y, de este modo, un calor uniforme.

La unidad de calor de la presente invención se adapta fácilmente para su utilización en aplicaciones terapéuticas. Muchos tipos de lesiones son tratadas deseablemente a través de la aplicación de calor. Éstas incluyen torceduras de músculos y ligamentos y esguinces, así como enfermedades tales como reumatismo, artritis, y similares. Dichas aplicaciones de la unidad de calor también requerirán que la unidad de calor se diseñe como una manga o una almohadilla, e incluya unos mecanismos de cierre, tales como los descritos anteriormente.

La invención también presenta un procedimiento para calentar un objeto con una unidad de calor líquida desechable de autocalentamiento. El método consiste en proporcionar una unidad de calor tal como se ha descrito anteriormente, la activación de la unidad de calor mediante la inutilización del separador, manualmente o bien mezclando los contenidos de las zonas del primer y del segundo tipo para asegurar el contacto de sus contenidos, y por consiguiente utilizando de forma práctica la reacción exotérmica iniciada de este modo para calentar un objeto. Esto se consigue de forma más eficaz estableciendo y manteniendo el contacto térmico entre el objeto y la unidad de calor. En algunas formas de realización, la unidad de calor está integrada en un contenedor para una sustancia que se ha de calentar, tal como un contenedor para comida o bebida. En otras formas de realización, la unidad de calor se añade simplemente al objeto que se ha de calentar, o se adapta para encajar en el objeto que se ha de calentar.

La invención se describirá más extensamente en los ejemplos siguientes, que no limitan el alcance de la invención descrita en las reivindicaciones.

Ejemplos

Los ejemplos siguientes son ilustrativos de algunas formas de realización de la invención, y de las características de funcionamiento de la invención.

Ejemplo

Unidad de calor para la utilización en la comida preparada lista para comer

Se preparó una unidad de calor para su utilización en una comida llevable tal como sigue. Se preparó un contenedor de vinilo de unas medidas de aproximadamente 8 x 10 pulgadas, y cuando estuvo lleno y sellado, el espesor del contenedor era sustancialmente más delgado que cualquiera de sus otras dimensiones. El contenedor presentaba una zona del primer tipo para el agente oxidante ligado y el combustible secundario, una zona del segundo tipo para el combustible primario y una solución de gel de almidón, y un sello frangible entre la zona del agente oxidante y la zona del combustible. Las zonas contenían los ingredientes siguientes: la zona del primer tipo contenía 20 gramos de azúcar en polvo y 27 gramos de partículas de malla 100 de agente oxidante ligado, preparado tal como sigue.

El oxidante (23,7 g. de permanganato potásico en polvo) se mezcló con 13 ml de una solución de silicato sódico al 25% en peso preparada a partir de la dilución de una solución Baume 42 de silicato sódico con agua para disolver los sólidos precipitados. La mezcla se extendió sobre una superficie plana y se secó en una lámina, la cual se volvió a moler en partículas de malla 100, para la utilización en la invención.

El oxidante seco ligado (permanganato potásico/silicato sódico) y el azúcar en polvo se mezclaron bien y se extendieron uniformemente sobre la superficie interna de una cara de la bolsa. En unas formas de realización alternativas, dichos ingredientes secos se dividieron en varias bolsas internas porosas fácilmente humidificables, más que extenderse sobre una superficie horizontal. Dichas bolsas eran capaces de comunicarse fluidamente unas con otras a través de un material absorbente delgado que era capaz de transmitir los ingredientes del fluido a una bolsa interna. El fluido fue capaz de filtrarse a través del material absorbente y mojar los contenidos de cada bolsa interna. Las bolsas internas comprendían la zona del primer tipo.

Se solubilizaron 16,7% en volumen de glicerina y 1,5 gramos de almidón Mira-Thik® 468 en 68 ml de agua desionizada para la zona del segundo tipo. Dicha zona se selló y se colocó sobre un extremo final de la bolsa. Después se evacuó la bolsa externa por completo para mantener los ingredientes secos, así como para facilitar la distribución de los componentes líquidos en caso de rotura del sello entre las zonas. El contenedor se selló y después ya estaba preparado para su utilización.

Al activar la unidad de calor por inutilización del sello frangible, la unidad de calor alcanzó una temperatura operativa de aproximadamente 95ºC en dos minutos. Dicha temperatura operativa se mantuvo durante aproximadamente 90 minutos, después de los cuales el dispositivo se enfrió hasta la temperatura ambiente durante un periodo de 180 minutos.

Hemos probado con éxito otras formas de realización de la unidad de calor de la invención para otras aplicaciones. Para terapia humana, se diseñó y se elaboró una unidad de calor del mismo tamaño. Para dicha unidad de calor, los ingredientes y los procedimientos de preparación fueron los mismos, excepto que se utilizaron 3 gramos de almidón. Durante el funcionamiento, dicha unidad de calor presentó una temperatura operativa de 40ºC en 2 minutos. Dicha temperatura operativa se mantuvo durante aproximadamente 200 minutos. Por supuesto, son posibles otros materiales de sellado y otras disposiciones.

Otra forma de realización de la invención utilizó 27 gramos de oxidante en polvo recubierto, y 20 gramos de azúcar en polvo en la primera zona, y 68 ml de una solución al 33% de volumen de glicerina y 1,5 gramos de almidón en la segunda zona. Dicha unidad alcanzó una temperatura de aproximadamente 105ºC en 5 minutos y permaneció estable a esa temperatura durante más de una hora.

Otras formas de realización

Se entiende que mientras que la invención se ha descrito junto con la descripción detallada de la presente memoria, la descripción anterior desea ilustrar y no limitar el alcance de la invención, que se define por el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

1. Dispositivo desechable de calentamiento que comprende:

un contenedor desechable (1) que presenta por lo menos una primera zona impermeable a líquidos (9) y por lo menos una segunda zona impermeable a líquidos (8);

un separador (7) colocado entre por lo menos una primera zona y por lo menos una segunda zona, siendo activado el separador para proporcionar la comunicación entre dichas zonas;

una mezcla que comprende un combustible primario, un gel preformado endurecible, y un solvente evaporable en por lo menos una segunda zona (8); y

un agente oxidante sustancialmente sólido y en partículas en por lo menos una primera zona (9), siendo embebido y dispersado dicho agente oxidante (34) a través de unas piezas sólidas de un agente ligado (32) disoluble en por lo menos uno de dichos solventes y dicho combustible primario,

en el que la comunicación entre la primera y la segunda zonas (9, 8) permite la mezcla de los contenidos en su interior e inicia a temperatura ambiente una reacción química exotérmica primaria produciendo calor en dicho contenedor (1),

en el que agente espesante disoluble (32) se disuelve durante dicha reacción química exotérmica hasta exponer controladamente el agente oxidante a una tasa predeterminada,

en el que el contenedor (1) incluye un espacio de vapor y una superficie de condensación encima de los contenidos de las zonas después de que se da la comunicación entre las zonas,

en el que el solvente evaporable se evapora dentro del espacio de vapor y se condensa en la superficie de condensación cuando la temperatura del dispositivo alcanza una temperatura máxima predeterminada durante el funcionamiento del dispositivo, provocando el endurecimiento del gel, y

en el que la cantidad de dicho gel endurecible preformado es suficiente para evitar que dicha reacción química exotérmica provoque que la temperatura del contenedor (1) sobrepase la temperatura máxima predeterminada durante el funcionamiento del dispositivo.

2. Dispositivo de calentamiento según la reivindicación 1, en el que el contenedor (1) comprende una envuelta de pared fina que se adapta a la forma de su entorno.

3. Dispositivo de calentamiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que el contenedor (1) comprende un material polimérico.

4. Dispositivo de calentamiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el agente oxidante (34) comprende una sal de permanganato de un metal álcali.

5. Dispositivo de calentamiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el solvente evaporable es agua y dicha reacción química exotérmica primaria se produce en un medio acuoso.

6. Dispositivo de calentamiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende además un medio de estabilización de la temperatura en por lo menos una de las zonas (8,9).

7. Dispositivo de calentamiento según la reivindicación 6, en el que el medio de estabilización de la temperatura comprende un material de cambio de fase.

8. Dispositivo de calentamiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el gel endurecible preformado comprende un material orgánico.

9. Dispositivo de calentamiento según la reivindicación 8, en el que el material orgánico es almidón.

10. Dispositivo de calentamiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el combustible primario comprende glicerina.

11. Dispositivo de calentamiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende además una pluralidad de zonas (9) del primer tipo y una pluralidad de zonas (8) del segundo tipo.

12. Dispositivo de calentamiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el separador (7) es una membrana frangible de un solo uso.

13. Dispositivo de calentamiento según la reivindicación 1, en el que la reacción química exotérmica es una reacción de reducción-oxidación.

14. Dispositivo de calentamiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende además un combustible secundario (36) en por lo menos una primera zona, en el que el combustible secundario es soluble en el solvente, y en el que la reacción química exotérmica primaria calienta el dispositivo a una temperatura que inicia una reacción química exotérmica secundaria.

15. Dispositivo de calentamiento según la reivindicación 14, en el que el combustible secundario (36) es sustancialmente sólido y en partículas.

16. Dispositivo de calentamiento según las reivindicaciones 1 a 15, en el que el agente espesante (32) es silicato sódico.

17. Dispositivo de calentamiento según la reivindicación 14, en el que el solvente evaporable es agua y dichas reacciones químicas exotérmicas primaria y secundaria se producen en agua.

18. Dispositivo de calentamiento según la reivindicación 14, en el que el combustible primario comprende un compuesto polihidroxilo y el combustible secundario (36) comprende un compuesto polihidroxilo.

19. Procedimiento para el calentamiento de objetos, que comprende las etapas siguientes:

a): proporcionar el dispositivo de calentamiento desechable de la reivindicación 1;

b): poner en contacto dicho dispositivo con el objeto que se va a calentar;

c): inutilizar el separador (7) para permitir el contacto entre las zonas; y

d): mezclar los contenidos de las zonas primera y segunda (9, 8) para asegurar el contacto de sus contenidos y a través de ello iniciar una reacción química exotérmica.

20. Procedimiento según la reivindicación 19, en el que las etapas c) y d) se llevan a cabo antes de la realización de la etapa b).

21. Procedimiento según la reivindicación 19 ó 20, en el que el objeto que se va a calentar es un contenedor que contiene comida o bebida.

22. Procedimiento según la reivindicación 19 ó 20, en el que el objeto que se va a calentar es parte del cuerpo de una persona o un animal.

23. Procedimiento según la reivindicación 19 ó 20, en el que el objeto que se va a calentar es un artículo de ropa o de calzado.