Многослойный горючий источник тепла

Многослойный горючий источник тепла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение касается многослойного горючего источника тепла для курительного изделия и курительного изделия, включающего многослойный горючий источник тепла.

Целый ряд курительных изделий, в которых табак нагревают, а не сжигают, предложен в данной области. Одна из задач таких “нагреваемых” курительных изделий состоит в уменьшении известных вредных компонентов дыма, типа тех, что образуются при горении и пиролитическом разложении табака в обычных сигаретах. В одном известном типе нагреваемого курительного изделия аэрозоль образуется в результате передачи тепла от горючего источника тепла аэрозольобразующему субстрату, расположенному ниже по потоку от горючего источника тепла. Во время курения летучие соединения высвобождаются из аэрозольобразующего субстрата в результате передачи тепла от горючего источника тепла и вовлекаются в воздух, втягиваемый через курительное изделие. Поскольку высвобождающиеся соединения охлаждаются, они конденсируются с образованием аэрозоля, который вдыхается потребителем.

Например, WO-A2-2009/022232 описывает курительное изделие, включающее горючий источник тепла, аэрозольобразующий субстрат, находящийся ниже по потоку от горючего источника тепла, и теплопроводящий элемент вокруг и в прямом контакте с задней частью горючего источника тепла и примыкающей передней частью аэрозольобразующего субстрата.

Температура сгорания горючего источника тепла для нагреваемого курительного изделия не должна быть столь высокой, чтобы приводить к горению или термическому разложению аэрозольобразующего материала во время применения нагреваемого курительного изделия. Однако температура сгорания горючего источника тепла должна быть настолько высокой, чтобы выделялось достаточно тепла для высвобождения в достаточном количестве летучих соединений из аэрозольобразующего материала, чтобы обеспечить приемлемый аэрозоль, в особенности во время начальных клубов дыма.

Горючий источник тепла для нагреваемого курительного изделия должен содержать достаточное количество горючего материала для обеспечения приемлемого аэрозоля, в особенности во время более поздних клубов дыма. Однако горючий источник тепла должен также быстро достигать соответствующей температуры сгорания после его зажигания, чтобы избежать временной задержки между зажиганием потребителем горючего источника тепла и получением приемлемого аэрозоля.

Одна или более зажигающих добавок могут быть включены в горючий источник тепла для нагреваемого курительного изделия с целью улучшения характеристик воспламенения и горения горючего источника тепла и, таким образом, повышения качества аэрозоля, образующегося во время начальных клубов дыма. Однако включение одной или более зажигающих добавок уменьшает содержание горючего материала в горючем источнике тепла и так может оказать негативное влияние на качество аэрозоля, образующегося во время более поздних клубов дыма.

Желательно обеспечить горючий источник тепла для курительного изделия, который даст приемлемый аэрозоль во время и начальных клубов дыма, и последних клубов дыма.

Согласно изобретению предложен многослойный горючий источник тепла для курительного изделия, включающий: горючий первый слой, включающий уголь, и второй слой в прямом контакте с первым слоем, второй слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, где первый слой и второй слой представляют собой продольные концентрические слои, имеющие кажущуюся плотность не менее 0,6 г/см³, и где состав первого слоя отличается от состава второго слоя.

Согласно изобретению также предложено курительное изделие, включающее многослойный горючий источник тепла по изобретению и аэрозольобразующий субстрат ниже по потоку от многослойного горючего источника тепла.

Как используется здесь, термин “в прямом контакте” применяется для обозначения того, что второй слой касается первого слоя и что нет никаких промежуточных слоев между первым слоем и вторым слоем.

Как используется здесь, термин “зажигающая добавка” применяется для обозначения материала, который выделяет энергию или кислород, или то и другое, во время зажигания горючего источника тепла, где скорость выделения энергии или кислорода, или того и другого, материалом не ограничивается диффузией кислорода в окружающей среде. Другими словами, скорость выделения энергии или кислорода, или того и другого, материалом во время зажигания горючего источника тепла практически не зависит от скорости, с которой кислород окружающей среды может достигать материал. Как используется здесь, термин “зажигающая добавка” также применяется для обозначения элементарного металла, который выделяет энергию во время зажигания горючего источника тепла, где температура зажигания элементарного металла ниже приблизительно 500°C и теплота горения элементарного металла не ниже приблизительно 5 кДж/г.

Как используется здесь, термин “зажигающая добавка” не включает соли щелочных металлов и карбоновых кислот (такие как цитратные соли щелочных металлов, ацетатные соли щелочных металлов и сукцинатные соли щелочных металлов), галогенидные соли щелочных металлов (такие как хлоридные соли щелочных металлов), карбонатные соли щелочных металлов или фосфатные соли щелочных металлов, как полагают, модифицируют горение угля. Даже когда присутствуют в больших количествах относительно общей массы горючего источника тепла, такие выгорающие соли щелочных металлов не выделяют достаточной энергии во время зажигания горючего источника тепла для образования приемлемого аэрозоля во время начальных клубов дыма.

Как используется здесь, термин “аэрозольобразующий субстрат” применяется для описания субстрата, способного к выделению при нагревании летучих соединений, которые могут образовывать аэрозоль. Аэрозоли, выделяемые из аэрозольобразующих субстратов курительных изделий по изобретению, могут быть видимыми или невидимыми и могут включать пары (например, тонкодисперсные частицы веществ, которые находятся в газообразном состоянии, которые являются обычно жидкостью или твердым веществом при комнатной температуре), а также газы и жидкие капли конденсированных паров.

Как используются здесь, термины “выше по потоку” и “передняя сторона” и “ниже по потоку” и “задняя сторона” применяются для описания относительных положений компонентов или частей компонентов курительных изделий по изобретению по отношению к направлению, в котором потребитель затягивается курительными изделиями во время их употребления. Курительные изделия по изобретению включают конец для рта и противоположный дистальный конец. При употреблении потребитель затягивается с конца для рта курительных изделий. Конец для рта находится ниже по потоку от дистального конца. Многослойный горючий источник тепла расположен на дистальном конце или вблизи него.

Как используется здесь, термин “продольные слои” применяется по отношению к слоям, которые сходятся вдоль поверхности раздела, которая простирается вдоль по длине многослойного горючего источника тепла.

Как используется здесь, термин “поперечные слои” применяется по отношению к слоям, которые сходятся вдоль поверхности раздела, которая простирается по ширине многослойного горючего источника тепла.

Как используется здесь, термин “длина” применяется для описания размера в продольном направлении горючих источников тепла и курительных изделий по изобретению.

Как описано далее ниже, включение в многослойные горючие источники тепла по изобретению горючего первого слоя, включающего уголь, и второго слоя, включающего уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, позволяет обеспечить различные температурные профили во время начальных клубов дыма и последних клубов дыма курительных изделий по изобретению. Это успешно способствует образованию приемлемого аэрозоля курительными изделиями по изобретению во время как начальных клубов дыма, так и последних клубов дыма.

Воспламенение и искрение могут быть связаны с применением некоторых зажигающих добавок и других добавок в горючих источниках тепла для курительных изделий. Как описано далее ниже, включение в многослойные горючие источники тепла по изобретению горючего первого слоя, включающего уголь, и второго слоя, включающего уголь, и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, успешно позволяет располагать такие добавки в положении, в пределах многослойного горючего источника тепла, при котором одно из двух или оба явления: возникновение и заметность воспламенения и искрения - устраняются или снижаются.

Как описано далее ниже, курительные изделия по изобретению могут включать многослойные горючие источники тепла, которые являются глухими или неглухими.

Как используется здесь, термин “глухие” применяется для описания многослойного горючего источника тепла курительного изделия по изобретению, в котором воздух, втягиваемый через курительное изделие для вдыхания потребителем, не проходит ни через какие воздушно-струйные каналы вдоль многослойного горючего источника тепла.

Как используется здесь, термин “не глухие” применяется для описания многослойного горючего источника тепла курительного изделия по изобретению, в котором воздух, втягиваемый через курительное изделие для вдыхания потребителем, проходит через один или более воздушно-струйных каналов вдоль многослойного горючего источника тепла.

Как используется здесь, термин “воздушно-струйный канал” применяется для описания канала, простирающегося вдоль многослойного горючего источника тепла, через который воздух может быть протянут ниже по потоку для вдыхания потребителем.

Угольное содержание горючего первого слоя может составлять приблизительно не менее 5% на сухую массу. Например, угольное содержание горючего первого слоя может быть приблизительно не менее 10%, приблизительно не менее 20%, приблизительно не менее 30% или приблизительно не менее 40% на сухую массу.

Горючий первый слой предпочтительно имеет угольное содержание приблизительно не менее 35%, более предпочтительно приблизительно не менее 45%, наиболее предпочтительно приблизительно не менее 55 % на сухую массу. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления горючий первый слой предпочтительно имеет угольное содержание приблизительно не менее 65 % на сухую массу.

Второй слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку.

Угольное содержание горючего первого слоя предпочтительно выше, чем угольное содержание второго слоя.

Второй слой предпочтительно имеет угольное содержание приблизительно менее или равное 55 процентам, более предпочтительно приблизительно менее или равное 45 процентам, наиболее предпочтительно приблизительно менее или равное 35 процентам на сухую массу. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления второй слой предпочтительно имеет угольное содержание приблизительно менее 25% на сухую массу.

Второй слой предпочтительно имеет содержание зажигающей добавки приблизительно не менее 35%, более предпочтительно приблизительно не менее 45%, наиболее предпочтительно приблизительно не менее 55% на сухую массу. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления второй слой предпочтительно имеет содержание зажигающей добавки приблизительно не менее 65% на сухую массу.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления горючий первый слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку.

В вариантах осуществления, где горючий первый слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, по меньшей мере, одна зажигающая добавка в горючем первом слое может быть такой же, как, по меньшей мере, одна зажигающая добавка во втором слое, или отличной от нее.

В вариантах осуществления, где горючий первый слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, содержание зажигающей добавки второго слоя предпочтительно выше, чем содержание зажигающей добавки горючего первого слоя.

В вариантах осуществления, где горючий первый слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, горючий первый слой предпочтительно имеет содержание зажигающей добавки менее или равное приблизительно 60 процентам, более предпочтительно менее или равное приблизительно 50 процентам, наиболее предпочтительно менее или равное приблизительно 40 процентам на сухую массу. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления горючий первый слой предпочтительно имеет содержание зажигающей добавки менее или равное приблизительно 30 процентам на сухую массу.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления горючий первый слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, и второй слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, где соотношение по сухой массе угля и зажигающей добавки в первом слое отличается от соотношения по сухой массе угля и зажигающей добавки во втором слое.

В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления горючий первый слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, и второй слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, где соотношение по сухой массе угля и зажигающей добавки в первом слое выше, чем соотношение по сухой массе угля и зажигающей добавки во втором слое.

Подходящие зажигающие добавки для многослойных горючих источников тепла по изобретению известны из уровня техники.

Многослойные горючие источники тепла по некоторым вариантам осуществления изобретения могут включать одну или более зажигающих добавок, состоящих из отдельного элемента или соединения, которые выделяют энергию при зажигании многослойного горючего источника тепла.

Например, в некоторых вариантах осуществления многослойные горючие источники тепла по изобретению могут включать один или более энергетических материалов, состоящих из отдельного элемента или соединения, которое взаимодействует экзотермически с кислородом при зажигании многослойных горючих источников тепла. Примеры подходящих энергетических материалов включают, но не в порядке ограничения, алюминий, железо, магний и цирконий.

Альтернативно или в дополнение, многослойные горючие источники тепла по изобретению могут содержать одну или более зажигающих добавок, включающих два или более элементов или соединений, которые взаимодействуют друг с другом, выделяя энергию при зажигании многослойного горючего источника тепла.

Например, в некоторых вариантах осуществления многослойные горючие источники тепла по изобретению могут содержать один или более термитов или термитных композитов, включающих восстанавливающий агент, такой как, например, металл, и окисляющий агент, такой как, например, оксид металла, которые взаимодействуют друг с другом, выделяя энергию при зажигании многослойных горючих источников тепла. Примеры подходящих металлов включают, но не в порядке ограничения, магний, и примеры подходящих оксидов металлов включают, но не в порядке ограничения, оксид железа (Fe₂O₃) и оксид алюминия (Al₂O₃).

В других вариантах осуществления многослойные горючие источники тепла по изобретению могут содержать одну или более зажигающих добавок, включающих другие материалы, которые подвергаются экзотермическим взаимодействиям при зажигании многослойного горючего источника тепла. Примеры подходящих металлов включают, но не в порядке ограничения, интерметаллические и биметаллические материалы, карбиды металлов и гидриды металлов.

Многослойные горючие источники тепла по изобретению предпочтительно включают, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, которая выделяет кислород во время зажигания многослойного горючего источника тепла.

В некоторых вариантах осуществления горючий первый слой включает уголь, и второй слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, которая выделяет кислород во время зажигания многослойного горючего источника тепла.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления горючий первый слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, которая выделяет кислород во время зажигания многослойного горючего источника тепла, и второй слой включает уголь и, по меньшей мере, одну зажигающую добавку, которая выделяет кислород во время зажигания многослойного горючего источника тепла.

В таких вариантах осуществления выделение кислорода, по меньшей мере, одной зажигающей добавкой при зажигании многослойного горючего источника тепла опосредованно приводит к “подъему” температуры во время начальной первой стадии горения многослойного горючего источника тепла, увеличивая скорость сгорания многослойного горючего источника тепла. Это отражается на температурном профиле многослойного горючего источника тепла.

Например, многослойные горючие источники тепла по изобретению могут включать один или более окисляющих агентов, которые разлагаются с выделением кислорода при зажигании многослойного горючего источника тепла. Горючие источники тепла по изобретению могут включать органические окисляющие агенты, неорганические окисляющие агенты или их комбинацию. Примеры подходящих окисляющих агентов включают, но не в порядке ограничения: нитраты, такие как, например, нитрат калия, нитрат кальция, нитрат стронция, нитрат натрия, нитрат бария, нитрат лития, нитрат алюминия и нитрат железа; нитриты; другие органические и неорганические нитросоединения; хлораты, такие как, например, хлорат натрия и хлорат калия; перхлораты, такие как, например, перхлорат натрия; хлориты; броматы, такие как, например, бромат натрия и бромат калия; перброматы; бромиты; бораты, такие как, например, борат натрия и борат калия; ферраты, такие как, например, феррат бария; ферриты; манганаты, такие как, например, манганат калия; перманганаты, такие как, например, перманганат калия; органические пероксиды, такие как, например, бензоилпероксид и пероксид ацетона; неорганические пероксиды, такие как, например, пероксид водорода, пероксид стронция, пероксид магния, пероксид кальция, пероксид бария, пероксид цинка и пероксид лития; супероксиды, такие как, например, супероксид калия и супероксид натрия; иодаты; периодаты; иодиты; сульфаты; сульфиты; другие сульфоксиды; фосфаты; фосфинаты; фосфиты и фосфаниты.

Альтернативно или в дополнение, многослойные горючие источники тепла по изобретению могут включать один или более аккумулирующих или изолирующих кислород материалов, которые выделяют кислород при зажигании многослойного горючего источника тепла. Многослойные горючие источники тепла по изобретению могут включать аккумулирующие или изолирующие кислород материалы, которые аккумулируют и выделяют кислород путем инкапсуляции, физической адсорбции, хемосорбции, структурного изменения или их комбинацией. Примеры подходящих аккумулирующих или изолирующих кислород материалов включают, но не в порядке ограничения: металлические поверхности, такие как, например, поверхности металлического серебра или металлического золота; смешанные оксиды металлов; молекулярные сита; цеолиты; металлоорганические каркасные структуры; ковалентные органические каркасные структуры; шпинели и перовскиты.

Многослойные горючие источники тепла по изобретению могут включать одну или более зажигающих добавок, состоящих из отдельного элемента или соединения, которое выделяет кислород при зажигании многослойного горючего источника тепла. Альтернативно или в дополнение, многослойные горючие источники тепла по изобретению могут содержать одну или более зажигающих добавок, включающих два или более элементов или соединений, которые взаимодействуют друг с другом, выделяя кислород при зажигании многослойного горючего источника тепла.

Многослойные горючие источники тепла по изобретению могут включать одну или более зажигающих добавок, которые выделяют как энергию, так и кислород при зажигании многослойного горючего источника тепла. Например, многослойные горючие источники тепла по изобретению могут включать один или более окисляющих агентов, которые разлагаются экзотермически с выделением кислорода при зажигании многослойного горючего источника тепла.

Альтернативно или в дополнение многослойные горючие источники тепла по изобретению могут включать одну или более первых зажигающих добавок, которые выделяют энергию при зажигании многослойного горючего источника тепла, и одну или более вторых зажигающих добавок, которые отличаются от одной или более первых зажигающих добавок тем, что выделяют кислород при зажигании многослойного горючего источника тепла.

В некоторых вариантах осуществления многослойные горючие источники тепла по изобретению могут включать, по меньшей мере, одну нитратную соль металла, имеющую температуру термического разложения приблизительно ниже 600°C, более предпочтительно приблизительно ниже 400°C. Предпочтительно, по меньшей мере, одна нитратная соль металла имеет температуру разложения приблизительно между 150°C и 600°C, более предпочтительно приблизительно между 200°C и 400°C.

В таких вариантах осуществления, когда многослойный горючий источник тепла подвергается действию обычной зажигалки с желтым пламенем или других зажигающих устройств, по меньшей мере, одна нитратная соль металла разлагается с выделением кислорода и энергии. Это вызывает начальный подъем температуры многослойного горючего источника тепла, а также способствует зажиганию многослойного горючего источника тепла. После полного разложения, по меньшей мере, одной нитратной соли металла многослойный горючий источник тепла продолжает гореть при более низкой температуре.

Включение, по меньшей мере, одной нитратной соли металла успешно приводит к зажиганию многослойного горючего источника тепла, возникающему изнутри, а не только в некоторой точке на его поверхности.

Используемый подъем температуры многослойного горючего источника тепла при его зажигании, возникающий вследствие разложения, по меньшей мере, одной нитратной соли металла, находит отражение в росте температуры многослойного горючего источника тепла до температуры “подъема”. При применении в курительном изделии по изобретению это успешно гарантирует, что достаточное количество тепла может быть передано от многослойного горючего источника тепла к аэрозольобразующему субстрату курительного изделия, и, таким образом, облегчает получение приемлемого аэрозоля во время начальных клубов дыма.

Последующее снижение температуры многослойного горючего источника тепла после разложения, по меньшей мере, одной нитратной соли металла также находит отражение в последующем снижении температуры многослойного горючего источника тепла до “эксплуатационной” температуры. При использовании в курительном изделии по изобретению это успешно предупреждает или снижает термическое разложение или горение аэрозольобразующего субстрата курительного изделия.

Величину и продолжительность подъема температуры, возникающего вследствие разложения, по меньшей мере, одной нитратной соли металла, можно успешно регулировать характером, количеством и расположением, по меньшей мере, одной нитратной соли металла в многослойном горючем источнике тепла. В частности, обеспечивая различные количества, по меньшей мере, одной нитратной соли металла в горючем первом слое и втором слое многослойного горючего источника тепла по изобретению, величину и продолжительность подъема температуры, возникающего вследствие разложения, по меньшей мере, одной нитратной соли металла, можно успешно регулировать так, чтобы получать приемлемый аэрозоль во время начальных клубов дыма курительных изделий по изобретению, при этом все же обеспечивая приемлемый аэрозоль во время последних клубов дыма.

Предпочтительно, по меньшей мере, одну нитратную соль металла выбирают из группы, состоящей из нитрата калия, нитрата натрия, нитрата кальция, нитрата стронция, нитрата бария, нитрата лития, нитрата алюминия и нитрата железа.

Предпочтительно, многослойные горючие источники тепла по изобретению включают, по меньшей мере, две различные нитратные соли металлов. В одном из вариантов осуществления многослойные горючие источники тепла по изобретению включают нитрат калия, нитрат кальция и нитрат стронция.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления многослойные горючие источники тепла по изобретению включают, по меньшей мере, один пероксид или супероксид, который активно выделяет кислород при температуре ниже приблизительно 600°C, более предпочтительно при температуре ниже приблизительно 400°C.

Предпочтительно, по меньшей мере, один пероксид или супероксид активно выделяет кислород при температуре приблизительно между 150°C и 600°C, более предпочтительно приблизительно между 200°C и 400°C, наиболее предпочтительно при температуре около 350°C.

В таких вариантах осуществления, когда многослойный горючий источник тепла подвергается действию обычной зажигалки с желтым пламенем или других зажигающих устройств, по меньшей мере, один пероксид или супероксид разлагается с выделением кислорода. Это вызывает начальный подъем температуры многослойного горючего источника тепла, а также способствует зажиганию многослойного горючего источника тепла. После полного разложения, по меньшей мере, одного пероксида или супероксида многослойный горючий источник тепла продолжает гореть при более низкой температуре.

Включение, по меньшей мере, одного пероксида или супероксида успешно приводит к зажиганию многослойного горючего источника тепла, возникающему изнутри, а не только в некоторой точке на его поверхности.

Используемый подъем температуры многослойного горючего источника тепла при его зажигании, возникающий вследствие разложения, по меньшей мере, одного пероксида или супероксида, находит отражение в росте температуры многослойного горючего источника тепла до температуры “подъема”. При применении в курительном изделии по изобретению это успешно гарантирует, что достаточное количество тепла может быть передано от многослойного горючего источника тепла к аэрозольобразующему субстрату курительного изделия, и, таким образом, облегчает получение приемлемого аэрозоля во время начальных клубов дыма.

Последующее снижение температуры многослойного горючего источника тепла после разложения, по меньшей мере, одного пероксида или супероксида также находит отражение в последующем снижении температуры многослойного горючего источника тепла до “эксплуатационной” температуры. При использовании в курительном изделии по изобретению это успешно предупреждает или снижает термическое разложение или горение аэрозольобразующего субстрата курительного изделия.

Величину и продолжительность подъема температуры, возникающего вследствие разложения, по меньшей мере, одного пероксида или супероксида, можно успешно регулировать характером, количеством и расположением, по меньшей мере, одного пероксида в многослойном горючем источнике тепла. В частности, обеспечивая различные количества, по меньшей мере, одного пероксида или супероксида в горючем первом слое и втором слое многослойного горючего источника тепла по изобретению, величину и продолжительность подъема температуры, возникающего вследствие разложения, по меньшей мере, одного пероксида или супероксида, можно успешно регулировать так, чтобы получать приемлемый аэрозоль во время начальных клубов дыма курительных изделий по изобретению, при этом все же обеспечивая приемлемый аэрозоль во время последних клубов дыма.

Подходящие пероксиды и супероксиды для включения в многослойные горючие источники тепла по изобретению включают, но не в порядке ограничения, пероксид стронция, пероксид магния, пероксид бария, пероксид лития, пероксид цинка, супероксид калия и супероксид натрия.

Предпочтительно, по меньшей мере, один пероксид выбирают из группы, состоящей из пероксида кальция, пероксида стронция, пероксида магния, пероксида бария и их комбинаций.

В некоторых вариантах осуществления горючий первый слой включает уголь, и второй слой включает уголь и, по меньшей мере, один пероксид.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления горючий первый слой включает уголь и, по меньшей мере, один пероксид, и второй слой включает уголь и, по меньшей мере, один пероксид, где соотношение по сухой массе угля и пероксида в горючем первом слое отличается от соотношения по сухой массе угля и пероксида во втором слое.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления горючий первый слой включает уголь и, по меньшей мере, один пероксид, и второй слой включает уголь и, по меньшей мере, один пероксид, где соотношение по сухой массе угля и пероксида в горючем первом слое выше, чем соотношение по сухой массе угля и пероксида во втором слое.

В некоторых особенно предпочтительных вариантах осуществления горючий первый слой включает уголь и пероксид кальция, и второй слой включает уголь и пероксид кальция, где соотношение по сухой массе угля и пероксида кальция в горючем первом слое отличается от соотношения по сухой массе угля и пероксида кальция во втором слое.

В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления горючий первый слой включает уголь и пероксид кальция, и второй слой включает уголь и пероксид кальция, где соотношение по сухой массе угля и пероксида кальция в горючем первом слое выше, чем соотношение по сухой массе угля и пероксида кальция во втором слое.

Слои многослойных горючих источников тепла по изобретению могут дополнительно включать одно или более связующих веществ.

Одним или более связующими веществами могут быть органические связующие вещества, неорганические связующие вещества или их комбинация. Подходящие известные органические связующие вещества включают, но не в порядке ограничения: камеди, такие как, например, гуаровая камедь; модифицированные целлюлозы и производные целлюлозы, такие как, например, метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза и гидроксипропилметилцеллюлоза; пшеничная мука; крахмалы; сахара; растительные масла и их комбинации.

Подходящие известные неорганические связующие вещества включают, но не в порядке ограничения: глины, такие как, например бентонит и каолинит; алюмосиликатные производные, такие, например, как цемент, активированные щелочью алюмосиликаты; силикаты щелочных металлов, такие как, например, силикаты натрия и силикаты калия; производные известняка, такие как, например, известь и гидратная известь; соединения щелочноземельных металлов и производные, такие как, например, магнезиальный цемент, сульфат магния, сульфат кальция, фосфат кальция и дикальцийфосфат; и соединения алюминия и производные, такие как, например, сульфат алюминия.

В некоторых вариантах осуществления слои многослойных горючих источников тепла по изобретению могут быть образованы смесью, включающей: угольный порошок; модифицированную целлюлозу, такую как, например, карбоксиметилцеллюлоза; муку, такую как, например пшеничная мука; и сахар, такой как, например, белый кристаллический сахар, полученный из свеклы.

В других вариантах осуществления слои многослойных горючих источников тепла по изобретению могут быть образованы смесью, включающей: угольный порошок; модифицированную целлюлозу, такую как, например, карбоксиметилцеллюлоза; и необязательно бентонит.

Вместо или в дополнение к одному или более связующим веществам, слои многослойных горючих источников тепла по изобретению могут включать одну или более добавок для того, чтобы улучшить характеристики многослойного горючего источника тепла. Подходящие добавки включают, но не в порядке ограничения, добавки, способствующие упрочению многослойного горючего источника тепла (например, спекающие добавки), добавки, способствующие горению многослойного горючего источника тепла (например, калий и соли калия, такие как цитрат калия), и добавки, способствующие разложению одного или более газов, образующихся при горении многослойного горючего источника тепла (например, катализаторы, такие как CuO, Fe₂O₃ и Al₂O₃).

Предпочтительно, первый слой и второй слой многослойных горючих источников тепла по изобретению являются неволокнистыми.

Первый слой и второй слой многослойных горючих источников тепла по изобретению могут быть образованы одним или более подходящими угольсодержащими материалами. Подходящие угольсодержащие материалы хорошо известны в данной области и включают, но не в порядке ограничения, угольный порошок.

Многослойные горючие источники тепла по изобретению могут иметь общее угольное содержание приблизительно не менее 35%. Например, многослойные горючие источники тепла по изобретению могут иметь общее угольное содержание приблизительно не менее 40% или приблизительно не менее 45% на сухую массу.

В некоторых вариантах осуществления многослойные горючие источники тепла по изобретению могут представлять собой многослойные горючие источники тепла на угольной основе. Как используется здесь, термин “на угольной основе” применяется для описания многослойного горючего источника тепла, состоящего, главным образом, из угля.

Многослойные горючие источники тепла на угольной основе по изобретению могут иметь угольное содержание приблизительно не менее 50%, предпочтительно приблизительно не менее 60%, более предпочтительно приблизительно не менее 70%, наиболее предпочтительно приблизительно не менее 80% на сухую массу.

Первый слой и второй слой многослойных горючих источников тепла по изобретению имеют кажущуюся плотность не менее 0,6 г/см³.

Кажущаяся плотность первого слоя и второго слоя многослойных горючих источников тепла по изобретению может быть вычислена делением массы каждого слоя на объем каждого слоя.

Например, когда первый слой и второй слой двухслойных горючих источников тепла по изобретению получены прессованием, кажущаяся плотность первого слоя и второго слоя может быть вычислена делением массы материала, прессованного с образованием каждого слоя, на объем каждого полученного слоя.

Альтернативно, когда первый слой и второй слой двухслойных горючих источников тепла по изобретению получены экструзией, кажущаяся плотность первого слоя и второго слоя может быть вычислена удалением одного из слоев и расчетом плотности удаленного слоя делением массы удаленного материала на объем слоя перед удалением, и расчетом плотности оставшегося слоя делением массы оставшегося слоя на объем оставшегося слоя.

Предпочтительно, первый слой и второй слой многослойных горючих источников тепла по изобретению имеют кажущуюся плотность приблизительно между 0,6 г/см³ и 1 г/см³.

Кажущаяся плотность первого слоя может быть такой же или отличной от кажущейся плотности второго слоя.

Когда кажущаяся плотность первого слоя отлична от кажущейся плотности второго слоя, различие в кажущейся плотности первого слоя и кажущейся плотности второго слоя предпочтительно менее или равно 0,2 г/см³.

Предпочтительно, многослойные горючие источники тепла по изобретению имеют кажущуюся плотность приблизительно между 0,6 г/см³ и 1 г/см³.

Предпочтительно, многослойные горючие источники тепла по изобретению являются вытянутыми. Более предпочтительно, многослойные горючие источники тепла, по существу, палочкообразные.

В особенно предпочтительных вариантах осуществления многослойные горючие источники тепла по изобретению, по существу, цилиндрические.

Предпочтительно, многослойные горючие источники тепла по изобретению, по существу, постоянного диаметра. Однако многослойные горючие источники тепла по изобретению, альтернативно, могут быть коническими, так что диаметр первого конца многослойного горючего источника тепла больше, чем диаметр противоположного второго.

Предпочтительно, многослойные горючие источники тепла по изобретению имеют, по существу, круглое, или, по существу, овальное, или, по существу, элиптическое поперечное сечение. Наиболее п