一种基于催化燃烧的化学供能发热服

本发明涉及一种基于催化燃烧的化学供能发热服，属于服装。背景技术：1、为使衣物具有更优的保暖性，在热阻面料基础上已发展出具有主动发热的加热服装。2、专利cn202410027826.0公开了一种电驱动的阻燃石墨烯柔性导电膜，可用于发热服装领域，可将所携带的电能转化为热能对人体释放。该类技术使用时需携带沉重的电池而严重影响便捷性。3、专利cn201920272804.5公开了一种怀炉触媒，用于怀炉器件的释热以达到取暖效果。该类技术设备简单、方便携带一定程度上克服了上述电热服装技术使用弊端。但此类技术所产生的热量具有明显的局限性，无法达到向使用者身体大面传递热量的效用。4、专利cn202211231664.x公开了一种液冷服，提出了通过柔性管道及其内部流体作为热量载体的方式实现与衣物的热交换。5、专利cn202311699853.4公开了一种具有制热装置的空调服，提出了利用发热组件将热风输送至发热管道内侧以达到使整个发热服制热的效果。6、综上所述，目前仍然缺乏基于催化燃烧，实现化学能转化为热能且能为人体大面均匀供热的发热服技术。技术实现思路1、针对上述背景技术中现有技术的不足，本发明提供了一种基于催化燃烧的化学供能发热服，可实现燃料的催化燃烧并将燃烧所产生的热能进行高效交换并通过软管及内含流体输送到服装不同位置，具有供热系统整体重量轻、体积小、耗电低、发热稳定的优点。2、为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种基于催化燃烧的化学供能发热服由燃料储存腔室、燃烧器、预热器、换热器、引流器、泵、柔性盘管、导热液组成。3、燃料储存腔室由外壳、储液棉、注液孔、连通孔道组成，作用为储存用于催化燃烧的燃料。外壳为硬质或软质腔室，起到容纳储液棉、负载注液孔和连通孔道的作用。储液棉由压缩或非压缩纤维类、微孔海绵类结构材料组成，该类材料的特征应具有与燃料具有良好的浸润性以达到吸附燃料作用。注液孔贯通外壳，起到从外壳外侧向外壳内部注入燃料的作用。连通孔道贯通外壳，起到将外壳内部空间与燃烧器一侧的空间进行连通的作用。外壳内部填充有储液棉，储液棉充满整个外壳内部。连通孔道内部填充有储液棉，也可以部分填充储液棉，也可以不填充储液棉。当连通孔道部分填充储液棉时，所填充的储液棉应与外壳内部的储液棉相连。连通孔道一侧连接燃料储存腔室，另一侧连接催化片。4、燃烧器由催化片夹板、催化片、燃烧器外壳组成，作用为实现燃料的催化燃烧。催化片主体为纤维类结构或微孔海绵类结构薄片，厚度为0.01-10mm，以1-2mm为佳。催化片可以是平面形状，也可以是弧形或折叠形状。催化片纤维类结构或微孔海绵类结构表面负载有用于催化燃烧反应的催化剂。所述的催化剂应有的特征为可以通过预热器预热后使催化燃烧反应持续进行，同时催化燃烧反应的反应物、生成物不对催化剂产生影响。所述的催化剂可以为一种或多种材料混合使用。所述的催化剂可以为金属材料或非金属材料。所述的催化剂优选为粒径0.1-5000nm的钯、铂金属粒子。催化片主体优选为玻璃纤维毡、陶瓷纤维毡、金属纤维毡、金属泡沫。催化片可以是1片也可以是多片联合使用。催化片夹板作用是夹持催化片和密封限制作用。催化片夹板由上、下夹片组成，上、下夹片位于催化片两侧，三者形成紧密连接关系。上、下夹片开孔，开孔结构用于透过催化燃烧反应的反应物。上、下夹片的开孔应遵循在上、下夹片能够有效夹持催化片基础上尽可能大地暴露催化片为原则。催化片夹板应具有耐受催化燃烧反应温度的特征。燃烧器外壳可以是实体，也可以是由本发明所述其他结构衍生而成的同功能结构。燃烧器外壳内部容纳催化片夹板、催化片。燃烧器外壳应具有的特征为与催化片相对的两面通透，其余各面包裹催化片夹板。催化片夹板位于燃烧器外壳内部并将燃烧器外壳内部空间分割为相隔绝的两个空间，两个空间的物质交换仅可通过催化片进行。5、预热器的作用是向催化片输入热量，使催化片或催化片的局部产生可激活催化燃烧反应的基础温度。预热器优选为电热结构。预热器可以是整体集成在燃烧器上的固定结构，也可以是整体或部分处于游离状态使用时人工置于燃烧器上预热后取下，以达到降低本发明服装重量的目的。6、换热器的作用是将燃烧器产生的热量交换给导热液。换热器内部有孔道用于容纳导热液，孔道两端连接柔性盘管的管路。换热器与催化片相对，催化片在换热器表面投影应完全位于换热器表面当中。换热器与催化片之间留有空间用于流通反应物中的氧气和全部的生成物。换热器与催化片之间距离为0.01-100mm，以1-3mm为宜。为增强换热效率，换热器近催化片一侧表面可设有肋等强化化热结构为优选方案。7、引流器的作用是将催化燃烧反应所需的氧气引入换热器与催化片之间的空间，同时带走生成物。引流器可以是自然引流结构也可以是强制引流结构。在引流器的自然引流结构中，引流器即为燃烧器外壳在换热器与催化片之间的开孔，利用热气流的烟囱效应以及气体的浓度扩散实现上述引流器功能。上述开孔以重力方向上的对侧开孔为优选方案。在引流器的强制引流结构中，以上述自然引流结构为基础在气体流动路径上设置离心风机以加强引流效果。8、泵的作用是为导热液提供流动压差，使导热液按照设定流速在泵、换热器、柔性盘管之间顺序循环流动。导热液的流动速度为0.01-100mm/s。泵可以是电动泵，以齿轮泵为优选。泵也可以是其他具有相同效果的机械结构器件。9、柔性盘管作用是容纳导热液并将导热液所携带的热量传导至服装面料或人体，是本发明系统的散热部件。柔性盘管还实现泵、换热器的连接。柔性盘管内径0.5-10mm，壁厚0.1-3mm，优选的内径2mm、壁厚1mm的聚氨酯管。柔性盘管与服装的连接为缝制、贯穿、胶接、热熔中的一种或多种组合。柔性盘管的长度应遵循始末两端导热液温差小于10℃。柔性盘管在服装上可以均匀分布，也可以按不同部位所需热量多少差异化分布。10、导热液的作用是负载从换热器所获热量并将其通过柔性盘管缓慢释放至发热服的所需区域。导热液冰点应低于-5℃，沸点应高于80℃，优选的为质量分数50％-110％乙二醇水溶液。11、本发明的有益效果是，提供了一种基于催化燃烧的化学供能发热服，基于催化燃烧，实现了化学能转化成热能，不必携带沉重的电池来提供热量而严重影响便捷性，使衣物具有主动的保暖性。柔性盘管将导热液所携带的热量传导至服装面料或人体，且导热液的热导率高于气体的热导率，能使柔性盘管始末两端导热液温差较小、热量损失少，达到使用者身体大面、均匀、长时间受热的效用。技术特征：1.一种基于催化燃烧的化学供能发热服由燃料储存腔室、燃烧器、预热器、换热器、引流器、泵、柔性盘管、导热液组成；燃料储存腔室由外壳、储液棉、注液孔、连通孔道组成，储存用于催化燃烧的燃料；外壳为硬质或软质腔室，容纳储液棉，负载注液孔和连通孔道；储液棉由压缩或非压缩纤维类、微孔海绵类结构材料组成，该类材料的特征应具有与燃料具有良好的浸润性；注液孔贯通外壳，从外壳外侧向外壳内部注入燃料；连通孔道贯通外壳，将外壳内部空间与燃烧器一侧的空间进行连通；外壳内部填充有储液棉，储液棉充满整个外壳内部；连通孔道内部填充有储液棉，也可以部分填充储液棉，也可以不填充储液棉；当连通孔道部分填充储液棉时，所填充的储液棉应与外壳内部的储液棉相连；连通孔道一侧连接燃料储存腔室，另一侧连接催化片；燃烧器由催化片夹板、催化片、燃烧器外壳组成，实现燃料的催化燃烧；催化片主体为纤维类结构或微孔海绵类结构薄片；催化片可以是平面形状，也可以是弧形或折叠形状；催化片纤维类结构或微孔海绵类结构表面负载有用于催化燃烧反应的催化剂；所述的催化剂应有的特征为通过预热器预热后使催化燃烧反应持续进行，同时催化燃烧反应的反应物、生成物不对催化剂产生影响；所述的催化剂可以为一种或多种材料混合使用；所述的催化剂可以为金属材料或非金属材料；催化片可以为玻璃纤维毡、陶瓷纤维毡、金属纤维毡、金属泡沫；催化片夹板夹持催化片和密封限制；催化片夹板由上、下夹片组成，上、下夹片位于催化片两侧，三者形成紧密连接关系；上、下夹片开孔，开孔结构用于透过催化燃烧反应的反应物；上、下夹片的开孔应遵循在上、下夹片能够有效夹持催化片基础上尽可能大地暴露催化片为原则；催化片夹板应具有耐受催化燃烧反应温度的特征；燃烧器外壳可以是实体，也可以是由本发明所述其他结构衍生而成的同功能结构；燃烧器外壳内部容纳催化片夹板、催化片；燃烧器外壳应具有的特征为与催化片相对的两面通透，其余各面包裹催化片夹板；催化片夹板位于燃烧器外壳内部并将燃烧器外壳内部空间分割为相隔绝的两个空间，两个空间的物质交换仅可通过催化片进行；预热器向催化片输入热量，使催化片或催化片的局部产生可激活催化燃烧反应的基础温度；预热器优选为电热结构；换热器将燃烧器产生的热量交换给导热液；换热器内部有孔道用于容纳导热液，孔道两端连接柔性盘管的管路；换热器与催化片相对，催化片在换热器表面投影应完全位于换热器表面当中；换热器与催化片之间留有空间用于流通反应物中的氧气和全部的生成物；引流器将催化燃烧反应所需的氧气引入换热器与催化片之间的空间，同时带走生成物；引流器可以是自然引流结构也可以是强制引流结构；在引流器的自然引流结构中，引流器即为燃烧器外壳在换热器与催化片之间的开孔，利用热气流的烟囱效应以及气体的浓度扩散实现上述引流器功能；在引流器的强制引流结构中，以上述自然引流结构为基础在气体流动路径上设置离心风机；泵为导热液提供流动压差，使导热液按照设定流速在泵、换热器、柔性盘管之间顺序循环流动；柔性盘管容纳导热液并将导热液所携带的热量传导至服装面料或人体；柔性盘管还实现泵、换热器的连接；柔性盘管与服装的连接为缝制、贯穿、胶接、热熔中的一种或多种组合；导热液负载从换热器所获热量并将其通过柔性盘管缓慢释放至发热服的所需区域。技术总结本发明涉及服装技术领域，公开了一种基于催化燃烧的化学供能发热服，包括燃料储存腔室、燃烧器、预热器、换热器、引流器、泵、柔性盘管、导热液。燃料储存腔室包括外壳、储液棉、注液孔、连通孔道，储存用于催化燃烧的燃料。燃烧器包括催化片夹板、催化片、燃烧器外壳，实现燃料的催化燃烧。预热器向催化片输入热量，使催化片或催化片的局部产生可激活催化燃烧反应的基础温度。换热器将燃烧器产生的热量交换给导热液。引流器将催化燃烧反应所需的氧气引入。泵为导热液提供流动压差，驱动导热液循环流动。柔性盘管容纳导热液。导热液负载从换热器所获热量并将其通过柔性盘管缓慢释放至发热服所需区域。技术研发人员：李少龙,王梦涵,崔岩峻,吴靖宇,周青青,李德超,王保霖,姚凯元受保护的技术使用者：烟台大学技术研发日：技术公布日：2024/8/13