Паровое нагревательное средство

Паровое нагревательное средство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к паровому нагревательному средству.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Производились разработки различных типов обычных нагревательных устройств, которые вырабатывают тепло посредством реакции окисления окисляемого металла. В частности, для более эффективной передачи тепла человеческому телу более полезным по сравнению с "сухим" теплом грелки для рук является "влажное" тепло, и поэтому продолжаются разработки паровых нагревательных средств, которые могут вырабатывать тепло. Патентный документ 1 раскрывает паровое нагревательное средство, которое содержит узел генерации тепла пара, а также водоудерживающий лист, который расположен таким образом, чтобы быть смежным с узлом генерации тепла пара.

РОДСТВЕННЫЕ ДОКУМЕНТЫ

Патентные документы

[Патентный документ 1]

"Выложенная" патентная публикация Японии № 2009-39370.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с первым объектом настоящего изобретения предложено паровое нагревательное средство, содержащее:

(i) нагревательный узел, содержащий экзотермический слой, имеющий экзотермическую композицию и водоудерживающий лист, в котором указанный экзотермический слой и указанный водоудерживающий лист расположены слоями,

- при этом указанная экзотермическая композиция содержит окисляемый металл, воду и водоудерживающий агент,

- при этом указанный водоудерживающий лист содержит полимер; и

(ii) чехол, при этом данный чехол является, по меньшей мере частично, воздухопроницаемым и способным содержать нагревательный узел,

в котором

(А) содержание воды в паровом нагревательном средстве равно или больше чем 40 массовых частей и равно или меньше чем 80 массовых частей на 100 массовых частей окисляемого металла;

(В) содержание водоудерживающего агента в экзотермической композиции равно или выше чем 0,3 массовых частей и равно или меньше чем 20 массовых частей на 100 массовых частей упомянутого окисляемого металла;

(С) содержание воды в экзотермическом слое равно или выше чем 8 массовых частей и равно или меньше чем 45 массовых частей на 100 массовых частей окисляемого металла; и

(D) содержание воды в указанном водоудерживающем листе составляет от 15 до 30% по массе от максимального поглощения воды этим водоудерживающим листом.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из следующего далее описания некоторых предпочтительных вариантов исполнения, рассмотренных вместе с сопроводительными чертежами.

Фиг. 1 - вид в сечении, иллюстрирующий нагревательный элемент в соответствии с одним вариантом исполнения настоящего изобретения.

Фиг. 2 - вид сверху, иллюстрирующий паровое нагревательное средство.

Фиг. 3 - покомпонентный вид в перспективе парового нагревательного средства.

Фиг. 4 - вид в сечении парового нагревательного средства.

Фиг. 5 - вид в сечении нагревательного узла.

Фиг. 6 - схематический вид, иллюстрирующий производственную установку.

Фиг. 7 - схематический вид, иллюстрирующий устройство для измерения количества произведенного пара.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Теперь нижеследующим образом будут описаны варианты исполнения настоящего изобретения со ссылками на приложенные чертежи.

В описанном в патентном документе 1 нагревательном средстве имеет место обмен воды между узлом генерации тепла пара и водоудерживающим слоем для обеспечения подходящего содержания воды в узле генерации тепла пара (более конкретно - содержания воды в нагревательном элементе), и это содержание регулируется, чтобы соответствовать генерации тепла. В устройстве по такому патентному документу 1, тем не менее, оставалась возможность для усовершенствования начальной фазы генерации пара, а также длительности генерации пара.

Чтобы решить эту проблему, в настоящем изобретении предложено паровое нагревательное средство 100 в том виде, как оно описано далее.

Теперь нижеследующим образом на основе приложенных чертежей будут подробно описаны иллюстративные средства в соответствии с настоящим изобретением. При этом на всех чертежах подобным между собой конструктивным элементам приписаны одинаковые цифровые позиционные обозначения, а их подробное описание во избежание дублирования повторяться не будет.

Паровое нагревательное средство 100 по настоящему изобретению будет описано со ссылками на фиг. с 1 по 4. Для начала со ссылками на фиг. 1 будет дано общее описание парового нагревательного средства 100.

Паровое нагревательное средство 100 представляет собой паровое нагревательное средство, которое имеет нагревательный узел 121, содержащий экзотермический слой 121А, который составлен из экзотермической композиции, содержащей окисляемый металл, воду, водоудерживающий агент и уложенный на него водоудерживающий лист 121С.

Такое паровое нагревательное устройство 100 удовлетворяет следующим условиям:

- (А) содержание воды, заключенной в паровом нагревательном устройстве 100, равно или выше чем 40 массовых частей и равно или меньше чем 80 массовых частей на 100 массовых частей окисляемого металла;

- (В) содержание водоудерживающего агента, заключенного в экзотермическом слое 121А, равно или выше чем 0,3 массовых частей и равно или меньше чем 20 массовых частей на 100 массовых частей вышеупомянутого окисляемого металла;

- (С) содержание воды, заключенной в экзотермическом слое 121А, равно или выше чем 8 массовых частей и равно или меньше чем 45 массовых частей на 100 массовых частей вышеупомянутого окисляемого металла; и

- (D) содержание воды, заключенной в водоудерживающем листе, составляет от 15 до 30% по массе от максимального поглощения воды этим водоудерживающим листом.

Теперь будет дано подробное описание парового нагревательного средства 100.

Паровое нагревательное средство 100 служит для получения тепла посредством реакции окисления окисляемого металла с целью обеспечения достаточного нагревательного эффекта и способно демонстрировать работу со значением экзотермической температуры от 38 до 70 градусов Цельсия в соответствии с измерениями по Японскому промышленному стандарту (JIS) S4100. При этом количество водяного пара, выработанного паровым нагревательным средством 100, предпочтительно, равно или больше чем 0,01 мг/(см²×мин), а более предпочтительно - равно или больше чем 0,03 мг/(см²×мин). Кроме того, верхний предел количества выработанного водяного пара, например, предпочтительно, равен или меньше чем 0,8 мг/(см²×мин), а более предпочтительно - равен или меньше чем 0,4 мг/(см²×мин). Более предпочтительно, чтобы он был равен или выше чем 0,01 мг/(см²×мин) и равен или ниже чем 0,8 мг/(см²×мин), а более предпочтительно, чтобы он был равен или выше чем 0,03 мг/(см²×мин) и равен или ниже чем 0,4 мг/(см²×мин). Паровое нагревательное средство 100 имеет нагревательный элемент 120, как он показан на фиг. 1.

Нагревательный элемент 120 имеет нагревательный узел 121 и первый чехол 122, который предназначен для заключения в нем этого нагревательного узла 121.

Нагревательный узел 121 имеет экзотермический слой 121А, водоудерживающий лист 121С и лист 121В.

Экзотермический слой 121А составлен из экзотермической композиции, содержащей окисляемый металл, воду и водоудерживающий агент.

Окисляемый металл представляет собой металл, который способен выделять тепло в результате реакции окисления, и обычно включает в себя, например, порошок или волокна смешанных металлов и т.п., приготовленные смешиванием двух или больше, выбранных из железа, алюминия, цинка, марганца, магния и кальция. Из них могут быть использованы один или два. Из них предпочтителен железный порошок исходя из возможности обращения с ним, безопасности, производственной стоимости, неизменяемости при хранении и стабильности. Обычный железный порошок включает в себя, например, измельченный железный порошок, атомизированный железный порошок и т.п.

Когда окисляемый металл представляет собой порошок, средний диаметр частиц порошка с точки зрения эффективности прохождения реакции окисления, предпочтительно, составляет от 10 до 200 мкм, более предпочтительно - средний диаметр частиц порошка составляет от 20 до 150 мкм, а еще более предпочтительно - от 20 до 100 мкм. При этом диаметр частицы окисляемого металла означает максимальную длину в конфигурации порошка и может быть определен посредством классификации по ситам, по динамическому рассеянию света, посредством лазерной дифрактометрии и т.п.

Имея в виду подобный аспект, когда окисляемый металл представляет собой порошок, средний диаметр частицы этого порошка, предпочтительно, равен или больше чем 10 мкм, а более предпочтительно равен или больше чем 20 мкм. С другой стороны, средний диаметр частицы этого порошка, предпочтительно, равен или меньше чем 200 мкм, более предпочтительно - равен или меньше чем 150 мкм, а еще более предпочтительно - равен или меньше чем 100 мкм.

Представленное в "граммаже" содержание окисляемого металла в экзотермической композиции, составляющей экзотермический слой 121А, составляет, предпочтительно, - от 100 до 3000 г/м², а более предпочтительно - 200 до 1500 г/м². Это дает возможность увеличить экзотермическую температуру нагревательного элемента 120 до требуемой температуры. В этом случае содержание железного порошка в нагревательном элементе 120 может быть определено посредством теста на золу в соответствии со стандартом JIS Р8128 или с использованием термогравиметрического устройства. Другой тип измерения может использовать свойство наведения намагниченности посредством приложения внешнего магнитного поля для проведения квантификации посредством вибрационного зондового магнитометрического тестирования и т.п.

Имея в виду подобный аспект, представленное в "граммаже" содержание окисляемого металла в экзотермической композиции, составляющей экзотермический слой 121А, предпочтительно, равно или выше чем 100 г/м², а более предпочтительно - равно или выше чем 200 г/м². С другой стороны, это содержание, предпочтительно, равно или меньше чем 3000 г/м², а более предпочтительно - равно или меньше чем 1500 г/м².

Водоудерживающий агент является материалом, обладающим водоудерживающей способностью, и, обычно, представляет собой один, два или большее количество, выбранное из углеродных компонентов, волокнистых материалов, водопоглощающих полимеров и водопоглощающего порошка.

Углеродный компонент обладает водоудерживающей способностью, способностью подавать кислород и каталитическими свойствами, и, обычно, могут присутствовать один, два или больше компонентов, выбранных из активированного углерода, "черного ацетилена" и графита. Из них, предпочтительно, используется активированный углерод ввиду легкого - будучи намоченным - поглощения кислорода, ввиду неизменяемого удержания воды экзотермическим слоем и ввиду легкого установления содержания воды, заключенной в водоудерживающем листе, составляющего от 15 до 30% по массе от максимального поглощения воды этой водоудерживающего листа. Более предпочтительно, могут быть использованы один, два или больше тонко размолотых в порошок или гранулированных материалов, выбранных из угля кокосовой оболочки, древесного угольного порошка и торфа. Из них, предпочтительно, используется древесный угольный порошок, поскольку его использование позволяет постоянно поддерживать уровень влажности в экзотермическом слое, чтобы сохранить содержание воды, заключенной в водоудерживающем листе, составляющее от 15 до 30% по массе от максимального поглощения воды этим водоудерживающим листом.

Предпочтительно использовать угольный компонент, имеющий средний диаметр частиц порошка в от 10 до 200 мкм, - не только с точки зрения достижения равномерного смешения с окисляемым металлом, но также и с точки зрения сохранения содержания воды, заключенной в водоудерживающем листе, составляющего от 15 до 30% по массе от максимального поглощения воды этого водоудерживающего листа, а более предпочтительно - использовать этот компонент, имеющий средний диаметр частиц порошка в от 12 до 100 мкм. В данном случае диаметр частицы угольного компонента означает максимальную длину в конфигурации порошка и может быть определен посредством динамического рассеяния света, лазерной дифрактометрии и т.п. Хотя предпочтительно используется угольный компонент, имеющий форму порошка, альтернативно, могут быть использованы компоненты, имеющие форму, отличную от порошка, и, например, могут быть использованы компоненты, которые имеют волокнистую форму.

Имея в виду подобный аспект, средний диаметр частицы угольного компонента, предпочтительно, равен или больше чем 10 мкм, а предпочтительно - равен или больше чем 12 мкм. С другой стороны, средний диаметр частицы угольного компонента равен или меньше чем 200 мкм и, предпочтительно, равен или меньше чем 100 мкм.

Волокнистый материал, предпочтительно, может включать в себя гидрофильные волокна, и среди них наиболее предпочтительно могут быть использованы целлюлозные волокна. Типичные имеющиеся для этого целлюлозные волокна могут включать в себя химические волокна (синтетические волокна) и натуральные волокна.

Типичные водопоглощающие полимеры могут включать в себя гидрофильные полимеры, имеющие структуру с поперечными связями, которая способна поглощать и удерживать значительное количество жидкости, которое в 20 раз больше их собственного веса.

Типичные водопоглощающие порошки может включать в себя один или больше, выбранные из вермикулита, опилок, силикагеля и порошка мякоти.

Содержание водоудерживающего агента составляет от 0,3 до 20 массовых частей на 100 массовых частей окисляемого металла, более предпочтительно - от 1 до 15 массовых частей, а еще более предпочтительно - от 3 до 13 массовых частей. Это позволяет накапливать количество воды, требуемое для поддержки реакции окисления в полученном нагревательном элементе. Другим преимуществом является то, что при этом может быть достигнут достаточный уровень подачи кислорода к нагревательному элементу, чтобы получился нагревательный элемент, имеющий повышенную экзотермическую эффективность. Кроме того, может быть уменьшена теплоемкость нагревательного элемента по сравнению с достигнутым количеством генерируемого тепла, так что при этом имеет место обусловленный генерацией тепла повышенный рост температуры для достижения необходимого повышения температуры. Между тем, выраженное в "граммаже" содержание водоудерживающего агента составляет, предпочтительно, от 4 до 290 г/м², а более предпочтительно - от 7 до 160 г/м². При такой конфигурации толщина экзотермического слоя 121А может быть уменьшена для получения гибкого не громоздкого продукта. Например, толщина экзотермического слоя 121А может быть равной или большей чем 0,1 мм и равной или меньшей чем 1 мм.

В дополнение к вышеизложенному, - содержание водоудерживающего агента, предпочтительно, равно или больше чем 1 массовая часть на 100 массовых частей окисляемого металла, а более предпочтительно - равно или больше чем 3 массовые части. С другой стороны, содержание водоудерживающего агента, предпочтительно, равно или меньше чем 15 массовых частей на 100 массовых частей окисляемого металла, а более предпочтительно - равно или меньше чем 13 массовых частей.

Кроме того, выраженное в "граммаже" содержание водоудерживающего агента, предпочтительно, равно или выше чем 4 г/м², а более предпочтительно - равно или выше чем 7 г/м². С другой стороны, выраженное в "граммаже" содержание водоудерживающего агента, предпочтительно, равно или ниже чем 290 г/м², а более предпочтительно - равно или ниже чем 160 г/м².

Исходя из соответствующего управления содержанием воды в экзотермическом слое, предпочтительно, чтобы содержание углеродного компонента водоудерживающего агента было равно или выше чем 90% по массе от всей массы водоудерживающего агента, более предпочтительно - равно или выше чем 95% по массе, а еще более предпочтительно - от 98 до 100% по массе, но еще более предпочтительно, чтобы водоудерживающий агент был составлен только из углеродного компонента.

Далее, содержание водопоглощающего полимера и/или целлюлозного волокна в водоудерживающем агенте равно или меньше чем 10% по массе от всего количества водоудерживающего агента, предпочтительно - равно или меньше чем 5% по массе, а более предпочтительно - равно или меньше чем 2% по массе, но еще более предпочтительно, чтобы в экзотермическом слое 121А не содержалось никакого водопоглощающего полимера и/или целлюлозного волокна, поскольку такой состав позволяет подавлять избыточное поглощение воды в экзотермическом слое 121А нагревательного элемента относительно достигнутого количества генерируемого тепла, тем самым обеспечивая обусловленный генерацией тепла повышенный рост температуры, достигая таким образом требуемое повышение температуры.

Далее, общее содержание водопоглощающего полимера и целлюлозного волокна в водоудерживающем агенте, предпочтительно, равно или меньше чем 10% по массе от всего количества водоудерживающего агента, а более предпочтительно - равно или меньше чем 5% по массе. Общее содержание водопоглощающего полимера и целлюлозного волокна в водоудерживающем агенте, предпочтительно, равно или меньше чем 2% по массе от всего количества водоудерживающего агента. Далее, предпочтительно, чтобы экзотермический слой 121А не содержал ни водопоглощающего полимера, ни целлюлозного волокна.

Экзотермический слой 121А содержит воду. Вода может быть водой, полученной из водного электролитического раствора (например, водного раствора щелочного металла, щелочноземельного металла и т.п.), или же, альтернативно, вода может быть просто добавлена в экзотермический слой 121А, и, таким образом, она как-то специально не ограничена.

Содержание воды в экзотермическом слое 121А равно или больше чем 8 массовых частей или равно или меньше чем 45 массовых частей на 100 массовых частей окисляемого металла. Содержание воды в экзотермическом слое 121А, равное или меньшее чем 45 массовых частей на 100 массовых частей окисляемого металла, позволяет экзотермическому слою 121А производить достаточно тепла, для того чтобы быстро повысить экзотермическую температуру (обеспечивая более короткое время повышения температуры). С другой стороны, содержание воды в экзотермическом слое 121А, равное или большее чем 8 массовых частей на 100 массовых частей окисляемого металла, обеспечивает количество воды, требуемое для экзотермической реакции в экзотермическом слое 121А, чтобы поддерживать экзотермическую реакцию в экзотермическом слое 121А на достаточном уровне.

Как описано выше, содержание воды в экзотермическом слое 121А выбрано таким, чтобы оно находилось в диапазоне от равного или большего чем 8 массовых частей до равного или меньшего чем 45 массовых частей на 100 массовых частей окисляемого металла, чтобы обеспечить, что при этом экзотермический слой 121А будет обладать "улучшенными" экзотермическими условиями. Более конкретно, содержание воды в экзотермическом слое 121А влияет на скорость генерации тепла. Содержание воды выбрано таким, чтобы оно находилось в диапазоне от равного или большего чем 8 массовых частей до равного или меньшего чем 45 массовых частей на 100 массовых частей окисляемого металла, что позволяет обеспечивать достаточное производство тепла, быстрое повышение экзотермической температуры и поддержание постоянной экзотермической температуры.

Как описано выше, поскольку на начальном этапе (в течение около 5 минут) генерации тепла содержание воды в экзотермическом слое 121А максимально возможно уменьшено, то в целях достижения высокоблагоприятных условий для экзотермического слоя в течение более короткого времени с тем, чтобы увеличить количество водяного пара, выработанного на начальном этапе (в течение около 5 минут) генерации тепла, в настоящем варианте исполнения может быть достигнуто повышенное увеличение экзотермической температуры. Содержание воды в экзотермическом слое 121А, более предпочтительно, равно или больше чем 15 массовых частей и равно или меньше чем 40 массовых частей на 100 массовых частей окисляемого металла.

В дополнение к соответствующим компонентам экзотермический слой 121А, как описано выше, может содержать ускоряющего реакцию агента.

Ускоряющий реакцию агент используется в целях поддержания реакции окисления окисляемого металла. Кроме того, использование ускоряющего реакцию агента может разрушить окисную пленку на окисляемом металле, чтобы ускорить реакцию окисления. Типичные ускоряющие реакцию агенты включают в себя, например, один, два или больше, выбранные из сульфатов и хлоридов щелочных металлов и щелочноземельных металлов. Из них, имея в виду обеспечение повышенной электропроводности, химической стабильности и производственной стоимости, предпочтительно использовать один, два или больше, выбранных из различных типов хлоридов, таких как хлорид натрия, хлорид калия, хлорид кальция, хлорид магния, хлористое железо, хлорное железо и т.п., а также сульфат натрия.

Содержание ускоряющего реакцию агента составляет, предпочтительно, от 2 до 15 массовых частей на 100 массовых частей окисляемого металла, имея в виду обеспечение генерации достаточного количества тепла в течение как можно более длительного времени, а предпочтительно - от 3 до 12 массовых частей.

Имея в виду подобный аспект, содержание ускоряющего реакцию агента, предпочтительно, равно или больше чем 2 массовые части на 100 массовых частей окисляемого металла, а более предпочтительно - равно или больше чем 3 массовые части, а с другой стороны, предпочтительно, равно или меньше чем 15 массовых частей, а более предпочтительно - равно или меньше чем 12 массовых частей.

Далее, экзотермический слой 121А в дополнение к соответствующим компонентам, как описано выше, может содержать утолщающий агент.

Используемыми в качестве утолщающего агента могут быть, в основном, вещества, которые способны поглощать воду с увеличением консистенции или способны обеспечивать тиксотропические свойства, а кроме того, могут быть использованы вещества - по отдельности или в смеси из двух или большего количества, выбранные из следующих: альгинаты, такие как альгинат натрия и ему подобные, утолщающие агенты на основе полисахаридов, таких как "арабская резина", трагакантовая камедь, камедь бобов локусты, гуаровая камедь, аравийская камедь, каррагинановая, агаровая, ксантановая резина и им подобные; утолщающие агенты на основе крахмала, такие как декстрин, прежелатиновый крахмал, производственный крахмал и им подобные; утолщающие агенты на основе производных целлюлозы, такие как карбоксиметилцеллюлоза, этилацетатцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, гидроксиметилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза и им подобные; утолщающие агенты, такие как поливиниловый спирт и им подобные; металлические утолщающие агенты на основе мыла, такие как стеараты и им подобные; утолщающие агенты на основе минералов, такие как бентонит и им подобные.

Содержание утолщающего агента составляет, предпочтительно, от 0,05 до 5 массовых частей на 100 массовых частей окисляемого металла, а более предпочтительно - от 0,1 до 3 массовых частей. Для обеспечения увеличенной вязкости и повышенной стабильности композиции рассеянного в воде экзотермического порошка принято содержание, равное или большее чем 0,05 массовых частей. Содержание, равное или меньшее чем 5 массовых частей, принято для предотвращения влияния утолщающего агента на ухудшение характеристики по генерации тепла (уменьшение максимальной температуры). Содержание в от 0,05 до 5 массовых частей позволяет поддерживать содержание воды, заключенной в водоудерживающем листе, в дополнение к обеспечению возможности стабильного распределения твердых включений, таких как окисляемый металл, угольный компонент и т.п. Кроме того, это может обеспечить тиксотропические свойства, чтобы получить еще более повышенные характеристики покрытия. Среди таких агентов, имея в виду обеспечение повышенных характеристик по покрытию и поддержание содержания воды, заключенной в водоудерживающем листе, составляющего от 15 до 30% по массе от максимального поглощения воды этим водоудерживающим листом, предпочтительным является утолщающий агент на основе полисахаридов, а более предпочтителен - утолщающий агент на основе полисахаридов, имеющий молекулярный вес, равный или больший чем 1000000 и равный или меньший чем 50000000, а особенно предпочтителен - утолщающий агент на основе полисахаридов, имеющий молекулярный вес, равный или больший чем 2000000 и равный или меньший чем 40000000, и дополнительно, с точки зрения обеспечения улучшенных характеристик по покрытию и устойчивости к солям, предпочтительной является ксантановая резина.

Содержание утолщающего агента, предпочтительно, равно или больше чем 0,05 массовых частей, а более предпочтительно, - равно или больше чем 0,1 массовой части на 100 массовых частей окисляемого металла. С другой стороны, содержание утолщающего агента, предпочтительно, равно или меньше чем 5 массовых частей, а более предпочтительно, - равно или меньше чем 3 массовые части на 100 массовых частей окисляемого металла.

Далее, утолщающий агент на основе полисахаридов, предпочтительно, имеет молекулярный вес, равный или больший чем 1000000, а более предпочтительно - равный или больший чем 2000000. С другой стороны, утолщающий агент на основе полисахаридов, предпочтительно, имеет молекулярный вес, равный или меньший чем 50000000, а более предпочтительно - равный или больший чем 40000000.

Предпочтительно содержать утолщающий агент на основе полисахаридов, имеющий молекулярный вес от равного до большего чем 1000000 и от равного до меньшего чем 50000000, в количестве, равном или большем чем 0,05 массовых частей и равном или меньшем чем 5 массовых частей на 100 массовых частей окисляемого металла.

Водоудерживающий лист 121С расположен таким образом, чтобы находиться в непосредственном контакте с экзотермическим слоем 121А. Этот водоудерживающий лист 121С содержит воду. Содержание воды равно или больше чем 15% по массе и равно или меньше чем 30% по массе от максимального поглощения воды этим водоудерживающим листом 121С. Содержание воды выбрано таким, чтобы оно было равно или больше чем 15% по массе от максимального поглощения воды этим водоудерживающим листом 121С при таких условиях для составляющих веществ (А) и (С), при которых эффект по увеличению количества выработанного пара достигается в более короткое время.

С другой стороны, содержание воды выбрано таким, чтобы оно было равно или меньше чем 30% по массе от максимального поглощения воды этим водоудерживающим листом 121С, чтобы обеспечить определенный уровень воздушной проницаемости этого водоудерживающего листа 121С и, кроме того, обеспечить легкий выход пара из этого водоудерживающего листа 121С. Как только выход пара из водоудерживающего листа 121С может быть достигнут, вода в экзотермическом слое 121А может быть использована, в основном, для генерации тепла, а вода в водоудерживающем листе 121С может быть использована для пара. Это позволяет получить паровое нагревательное средство 100, испускающее требуемое количество пара и поддерживающее условия повышенной генерации тепла в экзотермическом слое 121А.

Имея в виду увеличение количества пара, выработанного за более короткое время, еще более предпочтительным является содержание воды, равное или меньшее чем 20% по массе или равное или меньшее чем 25% по массе от максимального поглощения воды этим водоудерживающим листом 121С.

В дополнение к этому, содержание воды выбрано таким, чтобы оно было равно или меньше чем 30% по массе от максимального поглощения воды этим водоудерживающим листом 121С при условиях для составляющих веществ (А) и (С), способствующих подавлению увеличение скорости подъема температуры, обусловленное чрезмерным ростом теплоемкости водоудерживающего листа 121С.

В данном случае максимальное поглощение воды водоудерживающего листа 121С может быть подсчитано посредством нижеследующих процедур.

Был вырезан лоскут водоудерживающего листа 121С величиной в 25 см² с измерением массы (W₀) вырезанного лоскута, а затем вырезанный лоскут был на пять минут погружен в 5% по массе водный раствор хлорида натрия. Затем этот лоскут посредством пинцета был вынут и выдержан в висячем положении на воздухе в течение одной минуты, в течение которой вода, которая не могла удерживаться в этом лоскуте, стекала, после чего была измерена масса (W₁) лоскута, и в соответствии с нижеуказанной формулой было вычислено максимальное поглощение воды:

W_max=W₁-W₀.

Далее, выраженное в "граммаже" содержание воды, заключенной в водоудерживающем листе 121С, равно от 50 до 350 г/м², а предпочтительно - от 180 до 260 г/м². Поскольку содержание воды, заключенной в водоудерживающем листе, служит в качестве источника для генерации пара, то содержание воды, заключенной в водоудерживающем листе, выбрано таким, чтобы выраженное в "граммаже" оно было равным или большим чем 50 г/м², с тем чтобы обеспечить определенный уровень количества выработанного пара. Кроме того, поскольку водоудерживающий лист испытывает определенный уровень воздействия сопротивления воздушного потока, обусловленного поглощением воды (то есть его воздушная проницаемость - более низкая, чем в сухом состоянии, из-за обусловленного поглощением воды набухания), то содержание воды выбрано таким, чтобы выраженное в "граммаже" оно было равным или меньшим чем 350 г/м², с тем чтобы обеспечить легкий выход пара из водоудерживающего листа, и, дополнительно, чтобы обеспечить достаточную воздушную проницаемость водоудерживающего листа, так чтобы была достигнута достаточная подача кислорода для получения нагревательного элемента, имеющего повышенную эффективность генерации тепла.

Дополнительно, выраженное в "граммаже" содержание воды, заключенной в водоудерживающем листе 121С, предпочтительно, равно или больше чем 50 г/м², а более предпочтительно равно или больше чем 180 г/м². С другой стороны, выраженное в "граммаже" содержание воды, заключенной в водоудерживающем листе 121С, предпочтительно, равно или меньше чем 350 г/м², а предпочтительно - равно или меньше чем 260 г/м².

В дополнение, воздушное сопротивление водоудерживающего листа 121С, представленное воздушным сопротивлением в состоянии с содержанием воды, предпочтительно, равно или меньше чем 500 секунд/100 мл, а когда во внимание приняты воздушная проницаемость и паровая проницаемость, оно, более предпочтительно, равно или меньше чем 300 секунд/100 мл, а еще более предпочтительно - равно или меньше чем 50 секунд/100 мл.

Здесь нижний предел воздушного сопротивления в состоянии с содержанием воды (более конкретно содержание воды равно или больше чем 15% по массе и равно или меньше чем 30% по массе от максимального поглощения воды этой водоудерживающего листа 121С) может быть, например, 1 секунда/100 мл.

Воздушное сопротивление может быть определено посредством следующей процедуры.

Воздушное сопротивление есть величина, измеряемая в соответствии с Японским промышленным стандартом (JIS) Р8117 (1998), и определяется как время, требуемое для того, чтобы 100 мл воздуха прошли через площадь 6,45 см² при постоянном давлении. Следовательно, большая величина воздушного сопротивления означает, что требуется более длительное время для прохождения воздуха и, таким образом, указывает на более низкую воздушную проницаемость. И наоборот, меньшее воздушное сопротивление указывает на более высокую воздушную проницаемость. Как описано выше, уровень воздушного сопротивления и уровень воздушной проницаемости находятся во взаимно-обратном соотношении. Воздушное сопротивление может быть определено посредством тестера воздушной проницаемости и гладкости типа тестера Окены (Oken).

В этом варианте исполнения для водоудерживающего листа 121С используется листовой материал, который способен поглощать и удерживать воду, и обладает гибкостью. Типичные примеры такого материала включают в себя, например, бумагу, изготовленную из исходного волокнистого материала, или волокнистый лист, такой как нетканый материал, тканая ткань, вязаная ткань и т.п. Кроме того, в качестве примера может быть приведен также пористый элемент, такой как губка. Типичные волокнистые материалы, как описанные выше, включают в себя, например, волокнистые материалы, имеющие основные составляющие из натуральных волокон, такие как растительные волокна, волокна животных и т.п., а также волокна, имеющие основные составляющие из химических волокон. Типичные растительные волокна включают в себя, например, одно, два или больше, выбранные из хлопка, капока, пульпы, недревесной пульпы, арахисового белкового волокна, белкового волокна хлебных злаков, белкового волокна бобов сои, волокна маннана, волокна каучука, конопли, манильской пеньки, мексиканской агавы, новозеландского льна, кендыря (apocynum venetum), кокосовой пальмы, травы камыша и соломы. Типичные волокна животных включают в себя, например, одно, два или больше, выбранные из овечьей шерсти, козьей шерсти, шерсти ангорской козы, кашемировой шерсти, шерсти альпаки, ангольской шерсти, верблюжьей шерсти, шерсти викуньи, шелка, птичьего пуха, ворса, птичьего пера, альгинового волокна, хитинового волокна и казеинового волокна. Типичные имеющиеся на рынке химические волокна включают в себя, например, одно, два или больше, выбранные из рейоновых, ацетатных и целлюлозных волокон.

Среди них предпочтительным для водоудерживающего листа 121С является продукт, содержащий волокнистый материал, составленный из вышеописанных волокон и водопоглощающего полимера.

Фиг. 5 показывает водоудерживающий лист 121С и экзотермический слой 121А. Компонент (А) представляет собой окисляемый металл, а компонент (В) является водоудерживающим агентом.

Фиг. 5 показывает пример, в котором водоудерживающий лист 121С включает в себя компонент (а) - волокнистый материал и компонент (b) - водопоглощающий полимер. Когда водоудерживающий лист 121С включает в себя компонент (b), то показанная структура водоудерживающего листа 121С может включать в себя: (i) компонент (а) и компонент (b), равномерно перемешанные, с образованием единого монолита слоя; (ii) компонент (b), расположенный между одними и теми же или различными слоями, содержащими компонент (а); или (iii) компонент (b) распылен с образованием листоподобного материала. Из этих вариантов предпочтительным выбором может являться структура (ii), поскольку она позволяет осуществлять легкое управление содержанием воды экзотермического слоя 121А, что облегчает регулирование содержания воды, заключенной в водоудерживающем листе 121С, составляющее от 15 до 30% по массе от максимального поглощения воды этим водоудерживающим листом 121С. Между тем, водоудерживающий лист 121С структуры (ii) может быть изготовлен, например, способом, в котором компонент (b) - водопоглощающий полимер равномерно распылен по слою, содержащему компонент (а), а сверху разбрызгано 200 г/м² воды, затем на все это уложен такой же слой или слой иного типа, содержащий компонент (а), и была произведена компрессионная сушка - при температуре (100±0,5)°С и давлении в 5 кг/см² - до тех пор, пока содержание воды не уменьшилось и стало равным или меньшим чем 5% по массе.

В качестве водопоглощающего полимера используется водопоглощающий полимер, имеющий структуру с поперечными связями, который способен поглощать и удерживать значительное количество жидкости, которое в 20 раз больше его собственного веса, так чтобы содержание воды, заключенной в водоудерживающем листе 121С, предпочтительно, поддерживалось составляющим от 15 до 30% по массе от максимального поглощения воды этим водоудерживающим листом 121С. Обычной формой частицы этого водопоглощающего полимера может быть сферическая форма, "массивная" форма, форма в виде виноградной грозди, волокнистая форма и т.п.

Диаметр частицы водопоглощающего полимера, предпочтительно, составляет от 1 до 1000 мкм, а более предпочтительно - от 10 до 500 мкм. В дополнение к вышесказанному, диаметр частицы водопоглощающего полимера может быть определен посредством ди