JP2000290641A - 加熱要素、および加熱要素を熱源とする加熱器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 還元反応熱を発生する加熱要素において、点
火時の安全性を向上し、低コスト化を図る。 【解決手段】 発熱剤２とスターター３と、これらを収
容する包被体１とからなる。包被体１は、アイアンホイ
ルを素材にして筒状に形成し、その本体部４に発熱剤２
が収まる。本体部４の一端に先細り状の着火部５を設け
る。着火部５内にスターター３を収め、着火部５の開口
縁を折り曲げて閉止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、金属酸化物が還
元反応を受けるときの放出熱を熱源とする加熱要素と、
この加熱要素を利用した加熱器具に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の加熱要素の発熱剤として、アル
ミニウムと酸化鉄の粉末を混合したテルミットが広く知
られている。特公昭６１−５０２１４号公報には、金属
ケース内にテルミットと、テルミットに還元反応を開始
させるための加熱用点火剤とを封入した加熱要素が開示
されている。点火剤はクロム酸バリウムを主剤とし、こ
れに無定形ホウ素と、流動性を増進するための酸化アル
ミニウムを添加した粉末からなる。点火剤への着火は、
ケース外へ導出した導火線を介して行い、導火線の被覆
内にも点火剤と同じ組成の燃焼剤が充填されたものとな
っている。

【０００３】導火線はマッチやライター等で点火され、
ケース内の点火剤を発火させる。この点火剤の燃焼熱で
テルミットの還元反応を誘起し、還元反応の進行に伴っ
て大量の熱が放出される。なお、包被体は鉄製の内容器
と、これより熱伝導度の高いアルミニウムや黄銅などで
形成した外容器とで内外二重に構成してある。これ以外
にも、特開平１−２８８２１８号公報や、特開平４−７
２１６９９号公報において、金属の還元熱や酸化熱を利
用した加熱要素をみることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】導火線を介して内容器
に封入した点火剤に着火する前述の加熱要素によれば、
マッチやライターの熱のみで迅速かつ確実に着火を行え
るが、導火線および点火剤が燃焼し終わるまでの間、高
温の火炎や火花が導火線の端や、内容器の端から噴き出
る。そのため、火傷や火災の危険があり、安全性に問題
がある。

【０００５】加熱要素の製造時には、細長い筒状の内容
器にテルミットを加圧充填した後、点火剤を充填し、さ
らに導火線と栓体とを装填した上で、内容器の端部を絞
って閉止する。最後に、内容器を外容器に挿嵌して加熱
要素を完成する。このように従来の加熱要素は、製造に
多くの手間を要するうえに、二重ケースを用いるなど構
成要素数が多いので、コスト高になるのを避けられな
い。そのため、使い捨て用には適さない。

【０００６】この発明の目的は、スターターが燃焼し終
わるまでの間は、火炎や火花が包被体の外へ噴出するの
を確実に防止でき、従って使用者が、火傷や火災などを
懸念することなく、安心して使用できる加熱要素を提供
するにある。この発明の他の目的は、スターターが発熱
剤と共に包被体内に封入してあるにもかかわらず、スタ
ーターの着火を包被体の周壁を介して安全に行える加熱
要素を提供するにある。この発明の更に他の目的は、ス
ターターや発熱剤を収容する包被体の構造および形態を
簡素化して加工の容易性を図り、全体として安価に製造
できて使い捨てに適った加熱要素を提供するにある。こ
の発明の別の目的は、かかる加熱要素を用いた加熱器具
を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の加熱要素は、
図１に示すごとく金属酸化物と、金属酸化物に含まれる
酸素と結合して還元反応を生じさせる還元用金属とから
なる発熱剤２と、燃焼熱によって発熱剤２の還元反応を
誘起するスターター３と、発熱剤２およびスターター３
を収容する包被体１とからなる。包被体１は、全体が発
熱剤２の還元反応熱に耐える薄い金属シートで筒状に形
成されて、発熱剤２を収容する本体部４と、本体部４の
一端に設けられてスターター３を収容する着火部５とを
一体に備えている。その着火部５の開口縁は、図３に示
すごとく点状ないし線状に閉止して、着火部５を先端へ
向かって先細り状に形成する。

【０００８】着火部５は、図６に示すように本体部４を
先細り扁平状に押し潰して舌片状に形成することができ
る。また、別の包被体１の着火部５は、図４に示すごと
くその開口縁を線状に接合して先鋭状に形成することが
できる。さらに別の包被体１の着火部５は、図７に示す
ごとく本体部４の一端部を一方向へねじり変形しながら
径小化して先細りテーパ状に形成することができる。包
被体１はアイアンホイルで形成することができる。

【０００９】この発明の加熱器具は、図８および図９に
示すごとくグリップ２０と、グリップ２０の一端に設け
た収容部２１と、収容部２１から突設したへら状の伝熱
部２２と、収容部２１に装填される加熱要素Ｈとを備え
ている。加熱要素Ｈは先に説明した通りであり、その熱
が伝熱部２２を介して処理対象に伝わるようになってい
る。

【００１０】

【作用および発明の効果】例えば、アイアンホイルやア
ルミニウムホイルなどの、加工しやすい薄い金属シート
を素材にして包被体１を筒状に形成するので、包被体１
の形成コストを十分に減少できる。本体部４と一体に着
火部５を設け、その開口縁を点状ないし線状に閉止して
あるので、スターター３が燃焼する間にその火炎や火花
が着火部５の外へ噴き出ることがない。因みに、スター
ター３は着火部５の周壁をライターやマッチの炎で発火
点に達するまで加熱することにより点火できる。この点
火に至る時間をより少なくするために、着火部５の全体
が先細り状に形成されている。つまり、先細り状の先端
部分を加熱することにより、熱を集中させてスターター
３の点火を容易化できる。包被体１が薄い金属シートで
形成してあることも、スターター３の点火を容易化する
のに役立っている。

【００１１】包被体１は、薄い金属シートの端縁どうし
をはぜ折り接合し、あるいは溶接することによって、筒
状や袋状に形成する。さらに、着火部５の開口縁を押し
潰し、溶接し、あるいはねじり変形することで着火部側
を閉止する。本体部４側の端部も同様に周壁を絞って封
止する。このように、包被体１はその一部を塑性変形さ
せ、あるいは溶接することにより密閉するので、従来の
ケースに比べて構造および形態を簡素化できる。

【００１２】上記のような加熱要素Ｈを熱源とする加熱
器具は、加熱要素Ｈを発熱させて、その熱を伝熱部２２
を介して処理対象へ伝える。例えば自動車の前窓に付着
した霜を除去する場合には、加熱要素の熱を伝熱部２２
を介して霜（処理対象）へ伝え、伝熱部２２による掻き
落とし作用と熱による霜の溶解作用とによって、霜を除
去することに用いることができる。

【００１３】包被体１を薄い金属シートで形成した加熱
要素は、その製作コストが少なくて済む。従って、加熱
要素の消費コストを気にする必要がなく、手軽に加熱器
を利用できる。

【００１４】

【実施例】図１および図３はこの発明に係る加熱要素の
実施例を示す。その加熱要素Ｈは、丸棒状の包被体１
と、包被体１に充填される発熱剤２と、スターター３と
からなる。

【００１５】発熱剤２は、金属酸化物と、金属酸化物に
含まれる酸素と結合して還元反応を生じさせる還元金属
と、必要に応じて添加される少量の補助組成物との混合
物で形成する。金属酸化物としては、酸化鉄や酸化銅が
あり、これらの一種あるいは二種を混合して粉末化した
ものである。還元金属としてはアルミニウムやマグネシ
ウムが好適であり、これも粉末化する。この実施例にお
いては、酸化鉄とアルミニウムを混合して発熱剤２とし
た。

【００１６】スターター３は、クロム酸バリウムを主剤
とし、これに酸化アルミニウムと無定形ホウ素を添加し
たものを用いた。

【００１７】包被体１は、アイアンホイルやアルミニウ
ムホイルに代表される薄い金属シートを素材にして形成
する。還元反応熱に耐えて筒状態を保持するために、ア
イアンホイルの厚みは２５〜１００μｍ前後とし、アル
ミニウムホイルの厚みは５０μｍ以上が好ましい。具体
的には、角形に切断した金属シートの対向辺部どうしを
はぜ折り接合し、あるいはレーザ溶接して、筒体を構成
する。次に筒体の一端を台形状に切断したうえで、その
開口縁（左右の斜辺部と上辺部）を接合して折り曲げ、
先細り状の着火部５を形成する。符号６はこの折り曲げ
部分を示す。

【００１８】得られた筒体は着火部５側を下にして起立
状に保持し、スターター３を充填する。具体的には、湿
潤したスターター３を着火部５内に加圧充填した後、乾
燥させる。スターター３の充填量は、先細りの着火部５
の内容量と同じかこれより僅かに多くなるよう設定す
る。次に断面円形の本体部４に発熱剤２を加圧充填した
うえで、筒体の開口上端をねじるようにして封止閉塞す
る。必要があれば、図３に示すごとく着火部５の外面を
二つ折りにした可燃フィルム７で覆って、折り曲げ部分
６をシールし湿気の侵入を阻止する。

【００１９】着火部５の形状は図４〜図７に示すように
変更できる。図４の着火部５は、筒体の一端を斜めに切
断した後、切断縁を直線状に接合し折り曲げて先鋭状に
形成した。図５の着火部５は、筒体の一端を逆Ｕ状に切
断した後、その開口縁を接合し溶接して舌片状に形成し
た。図６の着火部５は、筒体の一端を偏平に押し潰し、
その端部を折り曲げて形成した。図７の着火部５は、筒
体の一端を一方向へ捻り変形しながら径小化して先細り
テーパー状に形成した。この実施例に限って、着火部５
の開口縁が点状に閉止されることになる。

【００２０】図８および図９は上記の加熱要素Ｈを熱源
に利用した加熱器具の実施例を示している。この加熱器
具は、自動車の前窓に付着した霜や水を除去するために
使用され、左右幅が１１cm程のグリップ２０の上端に、
加熱要素Ｈを収めるための収容部２１を設け、収容部２
１からへら状の伝熱部２２を突設する。

【００２１】図９において収容部２１は、内筒２３と外
筒２４とで二重筒状に形成してあり、内筒２３の出入口
２５は揺動開閉可能な蓋２６で閉止できる。内筒２３と
外筒２４との間は空所になっていて、この空所内の空気
が断熱作用を発揮して、外筒２４が高温になるのを防
ぐ。必要があれば空所内に断熱材を充填することができ
る。伝熱部２２は厚みが数mmの鋼板ないしはステンレス
板材で形成してあり、その一端が外筒２４で保持され内
筒２３と金属接合されている。伝熱部２２とその基端を
挟み保持する外筒２４との間に断熱材を介装してもよ
い。

【００２２】使用時には、蓋２６を開いて棒状の加熱要
素Ｈを内筒２３内に装填し、その着火部５を出入口２５
に臨ませる。着火部５をライターの火炎で加熱してスタ
ーター３を発火させる。スターター３が発火すると、そ
の燃焼ガスが折り曲げ部６から洩れ出て、さらに発火部
分に臨むホイル壁が赤熱する。この赤熱状態を確認した
うえで蓋２６を閉止固定する。スターター３の燃焼熱に
よって、スターター３と隣接する発熱剤２の還元反応が
誘起され、以後は還元反応が着火部５から遠ざかる向き
に進行して反応熱を生じる。この反応熱は伝熱部２２へ
伝わって伝熱部２２の全体を加熱する。

【００２３】上記のように伝熱部２２が加熱された状態
で霜を掻き落とすことにより、霜が融解しさらに伝熱部
２２によって払拭除去される。従って、湯を用いるまで
もなく、効果的に霜や氷を除去できる。なお、加熱要素
Ｈは着火部５に点火した時点から、約１分ほど熱を発生
し続ける。反応後の発熱剤２は鉄と酸化アルミニウムで
あるので、金属材料として再利用できる。

【００２４】加熱要素Ｈは、屋外で湯を沸かす際の熱源
としても利用することができる。例えば、図１０に示す
ように上面が開口して内部に加熱要素Ｈを収容できる縦
長筒状のケース２８をカップや鍋などの容器２９に掛け
止め、ケース２８の大半が容器２９に貯めた水中に没す
る状態で加熱要素Ｈに点火する。水の量に応じて数個の
加熱要素Ｈを用いることにより沸騰水を得ることもでき
る。

【００２５】加熱要素Ｈは土壌の加熱殺菌用の熱源にも
利用できる。この場合には、包被体１をエンベロープ状
に形成して、加熱面積が大きくなるようにする。着火部
５は包被体１の一隅ないし対角隅部の複数個所に設けて
もよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】加熱要素の全体の斜視図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図３】着火部の拡大断面図である。

【図４】加熱要素の別実施例を示す斜視図である。

【図５】加熱要素の別実施例を示す斜視図である。

【図６】加熱要素の別実施例を示す斜視図である。

【図７】加熱要素の別実施例を示す斜視図である。

【図８】加熱器具の全体の正面図である。

【図９】図８におけるＢ−Ｂ線断面図である。

【図１０】加熱要素の別の適用例を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 包被体 ２ 発熱剤 ３ スターター ４ 本体部 ５ 着火部 ６ 折り曲げ部 ７ 可燃フィルム ２０ グリップ ２１ 収容部 ２２ 伝熱部 ２３ 内筒 ２４ 外筒 ２５ 出入口 ２６ 蓋 Ｈ 加熱要素

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 国久 一洋 京都府京田辺市大住平谷８番50号 (72)発明者 南浦 能至 奈良県香芝市瓦口1130番地の２

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属酸化物と、 金属酸化物に含まれる酸素と結合して還元反応を生じさ
   せる還元用金属とからなる発熱剤２と、 燃焼熱によって発熱剤２の還元反応を誘起するスタータ
   ー３と、発熱剤２およびスターター３を収容する包被体
   １とからなり、 包被体１は、全体が発熱剤２の還元反応熱に耐える薄い
   金属シートで筒状に形成されて、発熱剤２を収容する本
   体部４と、本体部４の一端に設けられてスターター３を
   収容する着火部５とを一体に備えており、 着火部５の開口縁は点状ないし線状に閉止されていて、
   着火部５が先端へ向かって先細り状に形成されているこ
   とを特徴とする加熱要素。
2. 【請求項２】 着火部５が、本体部４を先細り扁平状に
   押し潰して舌片状に形成してある請求項１記載の加熱要
   素。
3. 【請求項３】 着火部５が、その開口縁を線状に接合し
   て先鋭状に形成してある請求項１記載の加熱要素。
4. 【請求項４】 着火部５が、本体部４の一端部を一方向
   へねじり変形しながら径小化して先細りテーパ状に形成
   してある請求項１記載の加熱要素。
5. 【請求項５】 包被体１がアイアンホイルで形成してあ
   る請求項１、２、３または４記載の加熱要素。
6. 【請求項６】 グリップ２０と、 グリップ２０の一端に設けた収容部２１と、 収容部２１から突設したへら状の伝熱部２２と、 収容部２１に装填される加熱要素Ｈとを含み、 加熱要素Ｈが、金属酸化物と、金属酸化物に含まれる酸
   素と結合して還元反応を生じさせる還元用金属とからな
   る発熱剤２と、燃焼熱によって発熱剤２の還元反応を誘
   起するスターター３と、発熱剤２およびスターター３を
   収容する包被体１とからなり、 加熱要素Ｈの熱が伝熱部２２を介して処理対象に伝わる
   ようにした加熱器具。
7. 【請求項７】 加熱要素Ｈの包被体１は、全体が発熱剤
   ２の還元反応熱に耐える薄い金属シートで筒状に形成さ
   れて、発熱剤２を収容する本体部４と、本体部４の一端
   に設けられてスターター３を収容する着火部５とを一体
   に備えており、 着火部５の開口縁は点状ないし線状に閉止されていて、
   着火部５が先端へ向かって先細り状に形成されている請
   求項６記載の加熱器具。