專利名稱：便攜式加熱/冷卻及分配裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及食物、飲料和其它物質(zhì)的加熱及分配或冷卻及分配，并且尤其涉及一種用于自帶加熱及分配或冷卻及分配食物、飲料和其它物質(zhì)的裝置和方法。
背景技術(shù)：
便攜式加熱和冷卻裝置是已知的。通過放熱化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生熱量的緊湊的自加熱裝置是已知的。例如，美國(guó)專利4,397,315公開了具有外殼和內(nèi)殼的裝置，其外殼裝有硫代硫酸鈉，其內(nèi)殼裝有乙二醇。內(nèi)殼的壁是可破裂的，以使每個(gè)殼的容納物混合。美國(guó)專利5,035,230公開了具有由易碎的密封件分隔成兩個(gè)隔室的熱包。涂有硅酸鈉的高錳酸鉀氧化劑設(shè)置于熱包的一個(gè)區(qū)域內(nèi)，而含水乙二醇燃料設(shè)置于熱包的另一區(qū)域內(nèi)。在裝置工作中，上述兩區(qū)域之間的密封被破壞，以使反應(yīng)劑進(jìn)行互相接觸。美國(guó)專利6,116,231公開了另一具有由易碎的密封件分隔成兩個(gè)隔室的熱包，在其內(nèi)使用膠凝劑以幫助熱包內(nèi)放熱的調(diào)節(jié)。美國(guó)專利5,984,953公開了另一具有兩隔室的熱包，在其內(nèi)使用硬化凝膠，其連同蒸發(fā)和可逆地消除來自凝膠的溶劑一起來幫助熱包內(nèi)放熱的調(diào)節(jié)。
用于通過稀釋熱而不是通過化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生熱量或冷量的裝置也是已知的。美國(guó)專利3,804,077描述了一熱包，在其一區(qū)域內(nèi)裝有水溶性化學(xué)物質(zhì)(例如氯化鈣)和做為膠凝劑的淀粉物質(zhì)，而在另一區(qū)域內(nèi)裝有水。
用于通過物質(zhì)的混合產(chǎn)生冷量的裝置也是已知的。例如，美國(guó)專利6,099,555描述了具有由易碎的密封件分隔成兩個(gè)隔室的冷包，在其內(nèi)使用膠凝劑以幫助冷包內(nèi)冷量散發(fā)的調(diào)節(jié)。
然而，從任何上述現(xiàn)有技術(shù)的加熱或冷卻裝置中將熱或冷的食物或飲料轉(zhuǎn)移到一未加熱的容器，可導(dǎo)致食物或飲料快速的冷卻(或升溫)。該食物或飲料可能在很短的一段時(shí)間內(nèi)被不希望地冷卻(或升溫)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及單一用途的將一定數(shù)量的物質(zhì)加熱到所需溫度的一次性的加熱器。或者，本發(fā)明涉及一種將一定數(shù)量的物質(zhì)冷卻到所需溫度的冷卻裝置。任一裝置都可作為容器使用，從該容器中分配或更進(jìn)一步使用該容器的容納物。
在一方面，本發(fā)明提供了用于加熱物質(zhì)和分配所加熱的物質(zhì)的整裝的裝置。該裝置包括至少一個(gè)可激活的發(fā)熱元件和至少一個(gè)用于容納要被發(fā)熱元件加熱的物質(zhì)的容器。該容器與發(fā)熱元件保持熱接觸，并且容器包括能打開的密封件，該密封件可以是可重復(fù)打開的密封件。要加熱的物質(zhì)可在發(fā)熱元件激活之前容納于裝置內(nèi)。該容器可由諸如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、金屬箔、鍍金屬的塑料薄膜、橡膠、乙烯樹脂或涂有乙烯基涂層的織物制成。該發(fā)熱元件可包括通過放熱化學(xué)反應(yīng)提供熱量的熱包，例如通過還原-氧化反應(yīng)提供熱量。該熱包可包括氧化劑、燃料、和溶劑，氧化劑和燃料被易碎的密封件分隔。該熱包還可包括膠凝劑，其可在諸如熱包激活時(shí)形成凝膠。該熱包還可包括變相材料。該熱包自身可包括由諸如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、金屬箔、鍍金屬的塑料薄膜、橡膠、乙烯樹脂或涂有乙烯基涂層的織物制成的封殼。該裝置通過諸如角撐件的使用可被制成能直立放置。
在另一方面，本發(fā)明提供用于加熱物質(zhì)的方法。該方法包括如下步驟激活上述裝置的發(fā)熱元件，用要加熱的物質(zhì)裝填容器，和使要加熱的物質(zhì)達(dá)到所需的溫度。裝填步驟可在激活步驟之前執(zhí)行。
在另一的方面，本發(fā)明提供用于冷卻物質(zhì)和分配所加熱物質(zhì)的整裝的裝置。該裝置包括至少一個(gè)可激活的制冷元件和至少一個(gè)用于容納要被所述制冷元件冷卻的物質(zhì)的容器。該容器與制冷元件保持熱接觸，并且容器包括能打開的密封件。制冷元件可包括通過稀釋反應(yīng)提供冷量的冷包。該冷包也可包括膠凝劑。該裝置通過諸如角撐件的使用可被制成能直立放置。
除非另外定義，這里所使用的所有技術(shù)與科學(xué)術(shù)語的含意與本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所通常理解的是相同的。雖然與這里所描述的類似或相同的方法和物質(zhì)可在本發(fā)明的實(shí)施或測(cè)試中使用，但下面描述了本發(fā)明的適當(dāng)?shù)姆椒ê臀镔|(zhì)。如果有沖突，將以含有定義的本發(fā)明的說明書為準(zhǔn)。此外，所述物質(zhì)、方法和實(shí)例僅是示例性的，并且不意味限制。
從下面的詳細(xì)說明和權(quán)利要求書來看，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)是明顯的。


圖1為第一類型的包的俯視平面圖，該包包含于加熱/分配或冷卻/分配裝置的一個(gè)實(shí)施例中。
圖2為第二類型的包的俯視平面圖，該包包含于加熱/分配或冷卻/分配裝置的一個(gè)實(shí)施例中。
圖3為包的剖視圖，該包包含于加熱/分配或冷卻/分配裝置的一個(gè)圖4為第三類型的包的俯視平面圖，該包包含于加熱/分配或冷卻/分配裝置的一個(gè)實(shí)施例中。
圖5為加熱/分配或冷卻/分配裝置的特定實(shí)施例的透視圖。
圖6為在直立位置的加熱/分配或冷卻/分配裝置的特定實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖7為在仰臥位置的加熱/分配或冷卻/分配裝置的特定實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖8A、8B和8C為由包括一對(duì)熱包或冷包的單套筒構(gòu)造成的加熱/分配或冷卻/分配裝置的特定實(shí)施例的視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明包括具有許多彼此保持熱接觸的容器的整裝(self-contained)的加熱裝置。至少一個(gè)容器裝有在裝置工作期間可共同起反應(yīng)以產(chǎn)生熱量的物質(zhì)。至少一個(gè)其它的容器裝有要加熱的物質(zhì)。本發(fā)明進(jìn)一步地包括具有許多彼此保持熱接觸的容器的整裝的冷卻裝置。至少一個(gè)容器裝有在裝置工作期間可共同起反應(yīng)以產(chǎn)生冷量的物質(zhì)。至少一個(gè)其它的容器裝有要冷卻的物質(zhì)。
在特定實(shí)施例中，該裝置適合能直立放置，即在該位置其可做為開口容器使用，由此加熱的或冷卻的容納物可易于分配或另外利用。該裝置在直立的位置是穩(wěn)定的，并且不會(huì)使容器的容納物溢出或泄漏。該裝置還包括例如圍繞容器的隔熱件。
發(fā)熱元件該裝置可包括至少一個(gè)的容器，該容器包括熱包和裝有化學(xué)反應(yīng)劑的物理分隔區(qū)域或隔室，該熱包通過特定反應(yīng)劑之間的適度的放熱化學(xué)反應(yīng)提供熱量。該熱包包括兩種類型的區(qū)域。第一種類型的區(qū)域裝有氧化劑和必需的或必要的溶劑。第二種類型的區(qū)域裝有液體，其包括燃料和必需的或必要的溶劑。適于在本發(fā)明裝置的熱包中使用的氧化劑、燃料和溶劑在名稱為“液體熱包”的美國(guó)專利6,116,231和名稱為“自調(diào)節(jié)熱包”的美國(guó)專利5,984,953中進(jìn)行了描述。例如，在特定實(shí)施例中，熱包可使用氧化劑，該氧化劑中包括諸如高錳酸鉀、鉻酸鉀等錳或鉻的氧化物的堿金屬鹽。
在有利于本發(fā)明的熱包中使用的燃料與氧化劑必須是互補(bǔ)的。即氧化劑與燃料的結(jié)合必須提供所需的熱量輸出，達(dá)到政府安全標(biāo)準(zhǔn)，并且是簡(jiǎn)易的。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，燃料包括諸如含有多羥基的化合物的有機(jī)酒精。該化合物包括甘油和類似的多元醇。
為了避免過快的放熱，反應(yīng)劑可在諸如水的溶劑中稀釋，在某些優(yōu)選實(shí)施例中，氧化劑為高錳酸鉀，燃料為甘油，而溶劑為水。
在一種或兩種類型的區(qū)域中，可有選擇地包括不可燃的膠凝劑。該膠凝劑在裝置激活之前不形成凝膠，但在裝置激活時(shí)，其可形成不可燃的凝膠。隔離件在兩種類型的區(qū)域之間。該隔離件可被操作或破壞，以在兩種類型的區(qū)域之間形成連通。適于在本發(fā)明裝置的熱包中使用的隔離件和膠凝劑在1998年2月11日提出的申請(qǐng)序號(hào)為09/021,927、名稱為“液體熱包”的美國(guó)專利和名稱為“自調(diào)節(jié)熱包”的美國(guó)專利5,984,953中進(jìn)行了描述。例如，在特定實(shí)施例中，通過打開、選擇性地穿孔、使區(qū)域之間的隔離件破裂或以其它方式使其破壞，以使燃料和氧化劑互相接觸。隔離件優(yōu)選為包括一材料，當(dāng)施加諸如手壓變形的壓力時(shí)其自身破裂、穿孔或破壞。在優(yōu)選實(shí)施例中，隔離件包括在區(qū)域之間延伸的易碎的或脆弱的壁，該壁是可手動(dòng)分離的，從而破壞該隔離件。
當(dāng)氧化劑和燃料之間互相暴露時(shí)，通過激活可產(chǎn)生凝膠的不可燃的膠凝劑是控制可能發(fā)生的過快放熱的一種方法。在優(yōu)選實(shí)施例中，放熱化學(xué)反應(yīng)和凝膠過程大致同時(shí)開始?？墒褂弥T如金屬氧化物或金屬氧化物的堿金屬鹽之類的有機(jī)或無機(jī)的膠凝劑，例如氧化鋅、氧化錫、氧化鈦、氧化鋯、和硅酸鹽及鋁酸鹽。
有機(jī)膠凝劑可包括淀粉、聚丙烯酰胺、諸如季戊四醇之類的多元醇、或蛋白質(zhì)物質(zhì)。在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，硅酸鈉是有用的無機(jī)膠凝劑，而淀粉是有用的有機(jī)膠凝劑；特別是與冷水化合的淀粉，其在95℃時(shí)具有至少300 Brabender單位的粘度。
隔離件動(dòng)作或破壞時(shí)，在區(qū)域之間產(chǎn)生連通，從而使兩液體(或液體與固體)互相接觸，由此使氧化劑和燃料互相接觸。這使放熱化學(xué)反應(yīng)開始進(jìn)行。若存在一膠凝劑，該膠凝劑則在熱包內(nèi)形成凝膠。該區(qū)域可構(gòu)造為一個(gè)區(qū)域容納于一袋狀物內(nèi)，該袋狀物自身容納于另一個(gè)區(qū)域內(nèi)；此為所謂的“袋中袋”結(jié)構(gòu)。
熱包可包括與其圍繞物的形狀一致的薄壁的殼，并且該熱包還可由聚合物材料制成。該熱包容器可包括任何有較好的熱傳導(dǎo)的材料，其打算保存的容納物不會(huì)對(duì)該材料施加有害影響，并且該材料可以耐受要達(dá)到的溫度。該容器可具有任何程度的硬度或彈性。例如，該容器可由諸如硬的熱塑性塑料或例如鋁的金屬的剛性材料制成?；蛘?，該容器可由柔性材料制成。該材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚酯(例如可從杜邦公司獲得的薄膜MYLAR)、鋁、含有諸如鍍金屬的SURLYN的鋁化聚合物膜；以及適合于容納熱的液體的其它常規(guī)塑料或其它包裝材料，例如橡膠、乙烯樹脂、涂敷乙烯的織物和聚乙烯。已發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用純乙烯樹脂時(shí)約0.02mm到約0.1mm的厚度是符合要求的。
參考圖1，其顯示了本發(fā)明裝置的一優(yōu)選實(shí)施例的俯視平面圖。熱包1由具有上薄片2和下薄片(未示出)的容器組成。通過邊緣密封部3、4、5和6，兩薄片在邊緣被密封在一起。該邊緣密封部?jī)?yōu)選為制成其不易被用戶打開。隔離件7設(shè)置于從熱包1的一邊緣密封部到另一邊緣密封部，從而將熱包1分為8和9兩區(qū)域。該隔離件優(yōu)選為制成易于被用戶破壞。
該裝置的替代實(shí)施例同樣被考慮。例如，可有多于一個(gè)的易碎的密封部，其導(dǎo)致裝置被分為多于兩個(gè)的區(qū)域。圖2描述了此情況，該圖顯示了熱包11，其由具有上薄片12和下薄片(未示出)的容器組成。通過邊緣密封部13、14、15和16，兩薄片在邊緣被密封在一起。該邊緣密封部?jī)?yōu)選為制成不易被用戶打開。一對(duì)隔離件17和18設(shè)置于從熱包11的一邊緣密封部到另一邊緣密封部，從而將熱包11分為19、20和21三個(gè)區(qū)域。該隔離件優(yōu)選為制成為易于被用戶破壞。
圖3示出了圖1中所示的實(shí)施例的剖視圖，其包含有下薄片10。圖4示出了本發(fā)明的一實(shí)施例，其具有一種類型的一對(duì)區(qū)域19和21，和另一種類型的一對(duì)區(qū)域20和22。隔離件23設(shè)置于后者的一對(duì)區(qū)域之間。
如美國(guó)專利5,035,230中所描述的，熱包可為裝有固體氧化劑的熱包。該氧化劑也可包括液體成分。在1998年2月11日提出的名稱為“液體熱包”的、申請(qǐng)序號(hào)為09/021,927的美國(guó)專利中描述了包括膠凝劑的液體熱包。
在名稱為“自調(diào)節(jié)熱包”的美國(guó)專利號(hào)5,984,953中描述了包括適度制熱的更多方法的其它熱包。例如，在一些實(shí)施例中，熱包具有蒸發(fā)空間和容器內(nèi)表面，溶劑可在該空間內(nèi)和該表面上蒸發(fā)或冷凝，以使形成的凝膠變得更硬，從而增加反應(yīng)的有效粘度，并且使放熱反應(yīng)減慢。此過程由熱量驅(qū)動(dòng)，該反應(yīng)可使反應(yīng)有效的減速，以防止失控的放熱。
在1998年2月11日提出的名稱為“液體熱包”的、申請(qǐng)序號(hào)為09/021,927的美國(guó)專利和名稱為“自調(diào)節(jié)熱包”的美國(guó)專利5,984,953中，描述的熱包也可裝有諸如相變物質(zhì)的其它成分。相變物質(zhì)被設(shè)計(jì)為利用與可逆的相變轉(zhuǎn)換相關(guān)的潛熱吸收，該相變轉(zhuǎn)換為諸如固-液轉(zhuǎn)換。已發(fā)現(xiàn)在薄膜或薄殼內(nèi)封裝相變物質(zhì)的成功的方法。該囊體是作為微囊體是已知的，其具有約1.0到約1000微米的尺寸。該相變物質(zhì)可為含有石蠟族物質(zhì)的碳?xì)浠衔?、塑膠晶體或無機(jī)氫氧化物。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，發(fā)熱元件使用氧化劑固體顆粒和液體燃料劑。該固體顆?？煞笥心z凝劑微粒，或存在于帶有膠凝劑微粒的熱包的一區(qū)域內(nèi)。在某些特定實(shí)施例中，裝有該顆粒和微粒物質(zhì)的區(qū)域的抽真空是需要的。抽真空的熱包的結(jié)構(gòu)可通過2000年3月2日提出的名稱為“真空包裝輔助器具”、申請(qǐng)序號(hào)為60/186,466的美國(guó)專利中描述的制造方法實(shí)現(xiàn)。例如，該制造方法使用可熔物質(zhì)，在將裝有氧化劑和燃料的區(qū)域抽真空后，該物質(zhì)形成邊緣密封部的一部分。
制冷元件該裝置可包括至少一個(gè)容器，其包括通過特定反應(yīng)劑之間相互作用提供冷量的冷包，該特定反應(yīng)劑位于裝有反應(yīng)劑的物理分隔區(qū)域或隔室內(nèi)。該冷包包括兩種類型的區(qū)域。名稱為“凝膠冷包”的美國(guó)專利6,099,555中描述了可很好地用于本發(fā)明裝置中的冷包。例如，在特定實(shí)施例中，冷包可使用通過吸熱反應(yīng)來產(chǎn)生冷量的反應(yīng)劑或使用呈現(xiàn)負(fù)熱反應(yīng)的反應(yīng)劑。例如利用無機(jī)鹽在水中分解產(chǎn)生冷量，該無機(jī)鹽例如硝酸銨、硝酸鉀、硫酸銨、和氯化銨。更多可用的產(chǎn)生冷量的物質(zhì)為諸如尿素的有機(jī)物，以及其它的諸如溴化銨、碘化銨、氯化鉀、二水合氯化錫、二氨鈷、六水合二氯鈷、及六水合硝酸鎳的無機(jī)鹽。
與產(chǎn)生冷量的物質(zhì)一起相互反應(yīng)的物質(zhì)是液體。該液體是含水的，也即是水或含有其它成分的水，例如含有酒精、甘油、乙烯乙二醇、丙烷乙二醇和類似成分的羥基和聚羥基物質(zhì)。本發(fā)明的膠凝冷包的另外的成分例如為變相材料。
膠凝劑也可在冷包內(nèi)使用，并且其可為有機(jī)的或無機(jī)的?？墒褂弥T如金屬氧化物、烴氧基金屬、或金屬氧化物的堿性金屬鹽的無機(jī)化合物。這包括氧化鋅、氧化錫、氧化鈦、氧化鋯、以及與諸如水和酒精的溶劑結(jié)合的硅酸鹽與鋁酸鹽?？捎玫挠袡C(jī)膠凝劑包括有機(jī)化合物例如含有淀粉的碳水化合物；聚丙烯酰胺；諸如季戊四醇的多元醇；或諸如干明膠的蛋白質(zhì)物質(zhì)。這些試劑可形成與溶劑結(jié)合的凝膠，該溶劑為諸如水、丙酮、酒精、二甲氧四甘醇。更多的基于有機(jī)和無機(jī)凝膠系統(tǒng)的例子是在本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員所公知的。
冷包可選擇性地包含附加的組分。這其中包括相變材料。相變物質(zhì)在從固相變?yōu)橐合?，從固相變?yōu)榱硪还滔?，或相反改變時(shí)貯存或釋放潛熱。
裝有將要加熱或冷卻物質(zhì)的裝置的部分該裝置的至少一個(gè)部分或容器可裝有要加熱或要冷卻的物質(zhì)。如果物質(zhì)要被加熱或冷卻，裝置的該部分不是特別易變的。在任一實(shí)施例中，可使用隔熱材料來保持容器內(nèi)的熱量或冷量，并且也將外部溫度保持在便于用戶搬運(yùn)的溫度。
在某些實(shí)施例中，該物質(zhì)可為當(dāng)加熱時(shí)并且特別是當(dāng)該物質(zhì)要在通常遠(yuǎn)離固定熱源的位置處使用時(shí)的任何有用的物質(zhì)。例如，本發(fā)明的裝置可能用于在沒有外部熱源的戶外加熱食物或飲料。在另一實(shí)例中，本發(fā)明的裝置可用于加熱粘合劑、填充物質(zhì)、或在加熱的狀態(tài)下最佳使用的其它建筑材料，并且該建筑材料通常在施工場(chǎng)所或其它自帶加熱有效的場(chǎng)所使用。與本發(fā)明用于加熱的裝置結(jié)合使用的物質(zhì)的適當(dāng)實(shí)例包括水；食物，其包括用水制成的食物；粘合劑；諸如化妝品和護(hù)發(fā)品的美容產(chǎn)品。
在其它實(shí)施例中，該物質(zhì)可為當(dāng)冷卻時(shí)并且特別是當(dāng)該物質(zhì)要在通常遠(yuǎn)離固定冷源的位置處使用時(shí)的任何有用的物質(zhì)。例如，本發(fā)明的裝置可能用于在沒有外部冷源的戶外冷卻食物或飲料。在另一實(shí)例中，本發(fā)明的裝置可用于冷卻在冷卻的狀態(tài)下最佳使用的物質(zhì)，并且該物質(zhì)通常在自帶冷卻有效的場(chǎng)所使用。與本發(fā)明用于冷卻的裝置結(jié)合使用的物質(zhì)的適當(dāng)實(shí)例包括水；食物，其包括用水制成的食物。
適合裝有要加熱或冷卻的物質(zhì)的裝置的部分必須與發(fā)熱元件保持熱接觸。該部分必須與發(fā)熱或制冷元件相隔離，以使在裝置的此兩種成分之間無液體的流通。通常裝有要加熱或冷卻的物質(zhì)的部分可采用物質(zhì)的容器或袋狀物的形式。該容器應(yīng)為能夠打開的，優(yōu)選為可再次打開的或可重復(fù)打開的，并且當(dāng)其關(guān)閉時(shí)，應(yīng)為大致不能滲透液體的，或至少大致不能滲透流體的。在某些實(shí)施例中，一定的滲氣性是所希望的。
參考圖5，其示出了容器30，容器30包括在其邊緣被邊緣密封部36、38和40密封在一起的壁板32和34。該邊緣密封優(yōu)選為制成不易被用戶打開。另一邊緣密封42優(yōu)選為制成易于被用戶破壞，并優(yōu)選為可重復(fù)打開的邊緣密封部42。該裝置的替代實(shí)施例同樣被考慮。例如，可有多于一個(gè)的可打開邊緣密封部42，其導(dǎo)致容器被分為多于兩個(gè)的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域被在壁板32和34的外緣內(nèi)的密封部所隔離。例如，容器30被在邊緣密封部36和40之間的中部垂直地制成的密封分為兩部分。容器30也可裝有如上所述的要加熱的物質(zhì)44。
具有外表面46的壁板32形成容器30和熱包之間的接觸區(qū)域。例如，通過使熱包的外部表面直接鄰接壁板32的外表面46，使得以緊密的直接接觸方式放置具有外表面的熱包?？蛇x擇的及所希望的是，與熱包的外表面與外表面46接觸一樣，壁板34的外表面48可同樣地放置成與相同或不同的熱包的外表面緊密的直接接觸。圖5也示出了角撐件50，其可在直立位置時(shí)支撐容器30。
圖6為在直立位置的加熱/分配或冷卻/分配裝置60的側(cè)視圖，其包括容器30。該圖也示出了可打開的邊緣密封部42，在此為舌槽型可再密封的封閉件。該圖示出了分別與壁板34和32緊密的直接接觸的熱包(或冷包)52和54。圖中也示出了處在打開位置的角撐件50，其使得裝置能豎立放置。
圖7為在水平表面62的仰臥位置的加熱/分配或冷卻/分配裝置60。如同所有的圖，相同的附圖標(biāo)記表示圖中相同的元件。如圖所示，物質(zhì)44趨向于形成扁平的薄片，更易實(shí)現(xiàn)其平均的和受控的加熱或冷卻。
該容器可包括任何有較好的熱傳導(dǎo)的材料，其打算保存的容納物不會(huì)對(duì)該材料施加有害影響，并且該材料可以耐受要達(dá)到的溫度。該容器可具有任何程度的硬度或彈性。例如，該容器可由彈性材料制成。該材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚酯(例如可從杜邦公司獲得的薄膜MYLAR)、鋁、鋁化聚合物膜、和其它常規(guī)的塑料或諸如橡膠、乙烯樹脂、敷乙烯的織物和聚乙烯的其它適合于容納熱的液體的包裝材料。已發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用純乙烯樹脂時(shí)約0.02mm到約0.1mm的厚度是符合要求的。
在某些實(shí)施例中，該容器可由薄的、可變形的導(dǎo)熱材料構(gòu)成，該材料包括沿層外緣結(jié)合在一起的上部層和下部層。此結(jié)合是不打算被用戶破壞的。外緣的至少一部分適合被用戶能開閉地破壞，或優(yōu)選為可重復(fù)打開，以形成大致不滲透液體的容器，例如閉合時(shí)的大致平坦的封殼。外緣的此部分可為一開口，其通過諸如具有重復(fù)打開和關(guān)閉能力的常規(guī)方法來封閉。例如，該開口可裝備能重復(fù)打開的有延展性的舌槽型密封部，例如Zip-Loc密封。
在某些優(yōu)選實(shí)施例中，該導(dǎo)熱材料為金屬箔，其包括諸如鋁或銅，或鍍金屬的塑料薄膜，諸如覆鋁的聚酯，例如為MYLAR，或包括諸如鍍金屬的SURLYN。該材料的邊緣可以任何適當(dāng)?shù)姆椒ńY(jié)合在一起，例如通過焊接、熔接、超聲波焊接、溶劑焊接、折疊密封、或使用粘合劑。
在特定的實(shí)施例中，裝置至少在特定的使用期間要直立放置。直立的裝置可使得裝有要加熱或冷卻物質(zhì)的容器的開口能混合要加入此物質(zhì)的其它成分，無論該容器是裝滿的、部分裝滿的或空的都能分配要加熱或冷卻的物質(zhì)。例如，要加入此物質(zhì)的其它成分可以固體形式、粉末形式或其它便于加入的形式加入。例如，要加入此物質(zhì)的其它成分可設(shè)置于與該容器相連的輔助的密封裝置內(nèi)，其它成分為諸如粉末飲料混合物、速溶咖啡、甜點(diǎn)混合物、調(diào)味品或用于食物或飲料的類似成分。該成分也可以是不可食用的成分，例如可用于化妝的物質(zhì)或建筑材料。
或者，該裝置可包括具有由熱包或冷包的外表面形成的壁的容器。至少一個(gè)熱包或冷包的外表面可適合形成裝有要加熱或冷卻物質(zhì)的袋狀物。例如，如果兩矩形熱包或冷包用邊緣密封部將其三個(gè)邊緣連接在一起，其第四個(gè)邊緣可做開口，該開口設(shè)置有可再密封的封閉件。包括熱包或冷包的單套筒自身可折疊過來，以在折疊區(qū)域內(nèi)形成一空間，該空間可裝有要加熱或冷卻的物質(zhì)。圖8中顯示了該結(jié)構(gòu)。在圖8A中，套筒20與折疊線24一起顯示，該折疊線24可分隔兩分開的熱包或冷包26和28。每個(gè)分開的包26和28更進(jìn)一步分為裝有發(fā)熱或制冷的反應(yīng)劑的多個(gè)區(qū)域。圖8中示出了易碎的隔離件27和29。圖8B顯示了折疊的結(jié)構(gòu)，在其中包26和28形成兩相對(duì)的表面，和圖8C顯示了由密封的邊32和34(圖中未直接示出)，和留下的未密封的邊36大致形成的容器30，在優(yōu)選實(shí)施例中，邊36也可裝備有如這里所述的可逆的密封。
在某些實(shí)施例中，該容器適合包括可使裝置直立放置的元件(即其開口朝上，以使容納物不易于溢出或流到容器外)。通過構(gòu)造容器的底部區(qū)域可實(shí)現(xiàn)此要求，其使得足夠的支撐加到裝置，無論該容器是否裝滿物質(zhì)，使其開口均保持直立。例如，該容器可裝備有角撐件，以使容器的底部區(qū)域，特別是其直接擱在水平表面上的部分，具有比未獲得該支撐的容器更大的接觸區(qū)。
或者，該容器的底部區(qū)域裝備有加強(qiáng)支撐的組件，例如沿容器的較低邊緣呈現(xiàn)的組件。在其它實(shí)施例中，裝置中的其它組件可提供裝置直立放置所必需的支撐，例如發(fā)熱或制冷元件，其與容器所設(shè)置的支撐相連接，或者完全獨(dú)立于該支撐。
該容器應(yīng)與發(fā)熱或制冷元件保持保持熱接觸，并且其可能通過諸如熱包或冷包的壁面的直接接觸來實(shí)現(xiàn)。在某些優(yōu)選實(shí)施例中，發(fā)熱或制冷元件的壁面大致與容器的壁面直接接觸。例如，在圖5中裝置可包括呈殼形的袋狀物形式的容器，其每個(gè)表面與形狀大致類似的熱包或冷包直接接觸?；蛘?，該裝置可包括在僅由一個(gè)該熱包或冷包形成的外殼內(nèi)的容器，該熱包或冷包僅與容器的單一的表面直接接觸。單獨(dú)的熱包或冷包可替代為“環(huán)繞的”殼形容器。通常，該容器與至少一個(gè)熱包形成容器/熱包或容器/冷包組件，由于此組件一般通過充分的直接接觸緊密地聯(lián)系在一起，因此促進(jìn)了熱包或冷包組件與容器之間的熱傳遞。促進(jìn)該直接接觸的物質(zhì)可為熱包或冷包組件與容器中間的介質(zhì)，例如粘合劑物質(zhì)。如果任何該物質(zhì)出現(xiàn)在熱通路內(nèi)，其應(yīng)為具有高熱傳導(dǎo)性的和在熱傳遞時(shí)能保持其完整性的物質(zhì)。
可選擇的及在某些實(shí)施例中所希望的是，該裝置還包括諸如完全或大致圍繞容器/熱包或容器/冷包組件隔熱部件。該隔熱部件可為任何能經(jīng)受住加熱或冷卻而不失去其絕熱性的類型。如果此性質(zhì)有助于裝置直立放置的能力的話，該隔熱部件可具有一定硬度。
本發(fā)明還包括用于加熱或冷卻如權(quán)利要求中所述的裝置內(nèi)的物質(zhì)的方法，例如如上所述的物質(zhì)。該方法包括提供含有發(fā)熱或制冷元件的裝置；適合容納要加熱或冷卻的物質(zhì)的區(qū)域；和任何可選的諸如隔熱部件的組件。做為第一步，激活發(fā)熱或制冷元件以產(chǎn)生熱量或冷量。此步驟可包括發(fā)熱或制冷元件的某種操作，以使得產(chǎn)生熱量或冷量的成分充分及平均地分布，使熱量或冷量的生成有效地進(jìn)行。其后不久，要加熱或冷卻的物質(zhì)可在適宜時(shí)被引入適合裝有該物質(zhì)的區(qū)域。發(fā)熱或制冷元件通常所具有的充分能量最便于在大約一分鐘內(nèi)執(zhí)行此操作，盡管所構(gòu)造的不同的實(shí)施例可加長(zhǎng)或縮短此時(shí)間。要加熱或冷卻的物質(zhì)可完全或部分地裝滿容器區(qū)域。在裝滿后，該容器可被封閉。將損耗到環(huán)境中的熱量或冷量減到最小是所希望的，由此使發(fā)熱或制冷元件的加熱或冷卻效果達(dá)到最大。如果該容器區(qū)域被封閉，該裝置則可被側(cè)放。產(chǎn)生一層與柔性容器一樣扁平的要加熱的物質(zhì)是所希望的。如果要加熱或冷卻的物質(zhì)是流體和可相對(duì)自由的流動(dòng)，并且如果容器和發(fā)熱或制冷元件為較柔性的，將該裝置側(cè)放可使所容物的溫度分配最為均勻。為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，要加熱或冷卻的物質(zhì)形成扁平的薄片被認(rèn)為是所希望的，因此側(cè)放裝置可促進(jìn)該物質(zhì)形成此薄片。
在進(jìn)行加熱或冷卻以達(dá)到用于所放置的裝置的特定使用的要求之后，該裝置可直立放置，并且容器區(qū)域被打開，且按所希望的使用物質(zhì)。使裝置直立放置的動(dòng)作也有助于進(jìn)一步利用其內(nèi)部物質(zhì)的加熱或冷卻。例如，在某些實(shí)施例中，(如果其未被耗盡)可連續(xù)產(chǎn)生冷量或熱量的發(fā)熱或制冷成分可安放在發(fā)熱或制冷元件的底部，并且當(dāng)物質(zhì)由容器區(qū)域分配，例如如果逐漸地分配時(shí)，可連續(xù)加熱或冷卻該物質(zhì)。
如果要加熱或冷卻的物質(zhì)是水，包括諸如咖啡、茶、可可、或果汁等種類的速溶的熱或冷的飲料，可通過加入諸如粉末或糖漿的適當(dāng)?shù)奶砑觿﹣碇苽?。諸如面條、麥片、米飯意大利面食或湯等速熟食品可通過加入適當(dāng)?shù)母苫虿桓傻呐淞蟻碇苽洹?br> 或者，該裝置裝有不需要任何實(shí)質(zhì)的添加劑的物質(zhì)，例如預(yù)做的湯、燉肉、布丁及類似食物。在此情況下，如有必要的話，容器區(qū)域和發(fā)熱或制冷元件可構(gòu)造成能經(jīng)受高壓滅菌處理。
其它實(shí)施例可以理解的是本發(fā)明已結(jié)合其詳細(xì)說明被描述，前述的說明是用來舉例說明并不限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明由所附的權(quán)利要求限定。其它方面、優(yōu)點(diǎn)、和變型在下面的權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于加熱物質(zhì)和分配被加熱的物質(zhì)的整裝的裝置，所述裝置包括a) 至少一個(gè)可激活的發(fā)熱元件；b) 至少一個(gè)用于容納待所述發(fā)熱元件加熱的物質(zhì)的容器，所述容器與所述發(fā)熱元件保持熱接觸，并且所述容器包括可打開的密封件。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的可打開的密封件為可重復(fù)打開的密封件。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的待加熱的物質(zhì)在該發(fā)熱元件激活之前容納于所述裝置內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述容器包括從聚乙烯、聚丙烯、聚酯、金屬箔、鍍金屬的塑料薄膜、橡膠、乙烯樹脂和涂有乙烯基涂層的織物中選擇的材料。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述發(fā)熱元件包括通過放熱化學(xué)反應(yīng)提供熱量的熱包。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述放熱化學(xué)反應(yīng)為還原-氧化反應(yīng)。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述熱包包括氧化劑、燃料和溶劑，其中所述氧化劑和燃料被一易碎的密封件隔離。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述熱包還包括膠凝劑。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述膠凝劑在該熱包激活時(shí)形成凝膠。
10.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述熱包還包括相變材料。
11.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述熱包包括一封殼，該封殼由從聚乙烯、聚丙烯、聚酯、金屬箔、鍍金屬的塑料薄膜、橡膠、乙烯樹脂和涂有乙烯基涂層的織物中選出的材料制成。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置能直立放置。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括角撐件。
14.一種用于加熱物質(zhì)的方法，所述方法包括a) 激活權(quán)利要求1所述裝置的發(fā)熱元件；b) 用待加熱的物質(zhì)裝填所述容器；c) 使所述物質(zhì)加熱到所需的溫度。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在執(zhí)行步驟a)之前執(zhí)行步驟b)。
16.一種用于冷卻物質(zhì)和分配被加熱的物質(zhì)的整裝的裝置，所述裝置包括a) 至少一個(gè)可激活的制冷元件；b) 至少一個(gè)用于容納被所述制冷元件冷卻的物質(zhì)的容器，其中所述容器與所述制冷元件熱接觸，并且所述容器包括可打開的密封件。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述制冷元件包括通過稀釋反應(yīng)提供冷量的冷包。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述冷包還包括膠凝劑。
19.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述裝置能直立放置。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括角撐件。
全文摘要
一種加熱/分配或冷卻/分配物質(zhì)的整裝的裝置(12)。該裝置包括至少一個(gè)發(fā)熱或制冷元件(52，54)和至少一個(gè)用于裝有要加熱或冷卻的物質(zhì)(44)的容器(30)。該裝置還設(shè)置有角撐件(50)或類似部件以使裝置直立。
文檔編號(hào)B65D81/34GK1427938SQ01808956
公開日2003年7月2日 申請(qǐng)日期2001年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月2日
發(fā)明者C·M·薩賓, M·W·薩賓, 熊焰 申請(qǐng)人:坦普拉技術(shù)公司