RU2812757C2 - Устройство для испарения летучих веществ, содержащее тампон и теплоотражательный элемент - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к электрическим устройствам, испаряющим летучие вещества. Устройство содержит тампон, пропитанный летучими веществами, и нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева тампона для испарения указанных летучих веществ, а также отражательный элемент для отражения тепла от нагревательного элемента к указанному тампону. При этом указанный нагревательный элемент помещен между тампоном и отражательным элементом. Нагревательный и отражательный элементы имеют цилиндрическую форму, причем указанный нагревательный элемент полностью покрывает тампон вдоль направления по окружности и частично покрывает тампон вдоль осевого направления. Нагревательный и отражательный элементы помещены один в другой, так что отражательный элемент является внешним по отношению к нагревательному элементу. При этом отражательный элемент полностью покрывает нагревательный элемент вдоль направления по окружности и вдоль осевого направления и покрывает тампон вдоль осевого направления за пределами области частичного покрытия нагревательным элементом. Достигается повышение эффективности и надежности. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Настоящая заявка выделена из заявки №2019121605 на выдачу патента РФ на изобретение, поданной 28.12.2016, с испрашиванием приоритета по дате подачи указанной первой заявки.

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройству, предназначенному для испарения летучих веществ и содержащему тампон, пропитанный летучими веществами, а также нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева тампона для испарения летучих веществ.

Уровень техники

В последние десятилетия электрические освежители воздуха стали весьма распространенным потребительским продуктом. Наиболее распространенные из этих устройств подключаются к электрическим сетям и содержат сменный баллон с жидкостью, содержащей летучие вещества, и с тампоном, транспортирующим жидкость из внутреннего объема баллона к наружной зоне тампона, где и происходит испарение летучих частиц. Данный баллон помещается в устройство, которое усиливает испарение летучего вещества посредством электрического нагревателя.

Для конструкции нагревателя стандартным технологическим приемом является снабжение электрического нагревателя керамическим кожухом или введение электрического резистора без изоляции во внутренний объем пластикового корпуса. Функция, выполняемая данными кожухом и корпусом, состоит в обеспечении электрической изоляции между резистором и окружающей средой.

Известные технические решения, связанные с электрическими устройствами, испаряющими летучие вещества, имеют несколько недостатков.

Во-первых, такие устройства обычно имеют большие размеры, а каждая из их поверхностей рассеивает тепло. В результате только часть тепла направляется в сторону тампона, где оно востребовано, а это понижает электрическую эффективность устройства.

Во-вторых, тепло, направляемое не в сторону тампона, приводит к общему нагреву устройства, который может существенно повысить температуру поверхности устройства. Поэтому, чтобы избежать ситуации, в которой температура у поверхности превышает предел, установленный организациями, сертифицирующими электрические параметры, устройства должны иметь значительный размер.

Соответственно, задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании устройства для испарения летучих веществ, которое позволяет направлять в сторону тампона, по существу, все тепло, испускаемое нагревательным элементом, тем самым предотвращая избыточное повышение температуры поверхности устройства.

Раскрытие сущности изобретения

Устройство согласно изобретению позволяет устранить перечисленные недостатки, обеспечивая, в то же время, наличие других преимуществ, раскрытых ниже.

Устройство для испарения летучих веществ согласно изобретению содержит тампон, пропитанный летучими веществами, и нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева тампона для испарения этих веществ. Данное устройство отличается тем, что оно также содержит отражательный элемент для отражения тепла от нагревательного элемента к указанному тампону.

Вследствие наличия этого признака отражательный элемент отражает или перенаправляет тепловое излучение, исходящее от нагревателя, обратно в сторону тампона, пропитанного летучими веществами, а испускаемая самим тампоном тепловая энергия отражается обратно в его сторону, что позволяет при одной и той же эффективности испарения использовать нагревательный элемент, потребляющий меньше энергии.

Другое преимущество состоит в том, что отраженное тепло не участвует в суммарном нагреве наружной поверхности устройства.

Желательно иметь возможность использовать в качестве нагревательного элемента резистор или керамический нагреватель, причем предпочтительно выполнить отражательный элемент с металлической поверхностью.

В предпочтительном варианте нагревательный элемент помещен между тампоном и отражательным элементом, причем согласно возможному варианту осуществления указанный нагревательный элемент и/или указанный отражательный элемент имеют цилиндрическую форму и размещены один внутри другого, а именно, отражательный элемент расположен снаружи по отношению к нагревательному элементу.

При желании нагревательный элемент и отражательный элемент можно соединить посредством основания, причем согласно возможному варианту осуществления отражательный элемент выполнен двухслойным и состоит из отражающего слоя и базового слоя.

Устройство для испарения летучих веществ, выполненное согласно изобретению, может содержать также компонент тепловой защиты, подсоединенный к отражательному элементу, и элемент с отрицательным температурным коэффициентом, приведенный в контакт с отражательным элементом для измерения температуры отражательного элемента и изменения, посредством электронной схемы, электропитания, подаваемого на устройство, в соответствии с измеренной температурой.

Желательно, чтобы устройство для испарения летучих веществ, выполненное согласно изобретению, дополнительно содержало чехол, покрывающий тампон, нагревательный элемент и отражательный элемент.

Преимуществом устройства, выполненного согласно изобретению, является его очень низкая термическая инерция. Например, тогда как в варианте со стандартным нагревателем, использующим стержневой (например, металлооксидный) резистор, рабочая температура достигается за 15-20 мин, устройство согласно изобретению способно достичь рабочей температуры за секунды, конкретно, за 10-20 с.

Краткое описание чертежей

Для лучшего понимания приведенного описания к нему прилагается несколько чертежей, на которых схематично и только в качестве неограничивающего примера проиллюстрирован практически реализуемый вариант осуществления изобретения.

На фиг. 1 показан схематичный вид в аксонометрии первого варианта осуществления устройства согласно изобретению, предназначенного для испарения летучих веществ.

На фиг. 2 показан схематичный вид в аксонометрии второго варианта осуществления устройства согласно изобретению, предназначенного для испарения летучих веществ.

На фиг. 3 показан схематичный вид в аксонометрии третьего варианта осуществления устройства согласно изобретению, предназначенного для испарения летучих веществ.

На фиг. 4 показан схематичный вид в аксонометрии четвертого варианта осуществления устройства согласно изобретению, предназначенного для испарения летучих веществ.

Осуществление изобретения

Предлагаемое устройство для испарения летучих веществ содержит тампон 1, пропитанный летучими веществами, и нагревательный элемент 2, который нагревает тампон 1, чтобы испарять эти вещества. Кроме того, устройство содержит отражательный элемент 3 для отражения тепла от нагревательного элемента 2 к указанному тампону 1.

Необходимо иметь в виду, что для простоты на прилагаемых чертежах представлен только фрагмент устройства, поскольку остальная его часть является обычной и очевидной для специалиста в этой области.

На фиг. 1 проиллюстрирован первый вариант осуществления устройства согласно изобретению.

В данном первом варианте осуществления нагревательный элемент 2 представляет собой стандартный стержневой резистор (например, металлооксидный резистор), а отражательный элемент 3 представляет собой металлическую стенку, помещенную на противоположной стороне относительно тампона.

В альтернативном варианте осуществления, представленном на фиг. 2, предусмотрена возможность изменения геометрии нагревательного элемента 2. В этом варианте осуществления он выполнен плоским, а отражательный элемент 3 представляет собой металлическую стенку с зеркальной полировкой. В данном случае нагревательный элемент 2 представляет собой металлокерамический нагреватель с толщиной, например, 1-2 мм. Нагреватель этого типа проявляет очень низкую термическую инерцию и способен весьма быстро нагреваться до заданной рабочей температуры.

В следующем альтернативном варианте осуществления, представленном на фиг. 3, геометрия нагревательного элемента 2 и отражательного элемента 3 подобна геометрии тампона 1. Тампон 1 является стандартным цилиндрическим тампоном, а нагреватель имеет трубчатую или цилиндрическую форму, причем он предпочтительно выполнен из металлокерамики. Отражательный элемент 3 также имеет трубчатую или цилиндрическую конфигурацию.

В альтернативном варианте осуществления, представленном на фиг. 4, тампон 1 на чертеже не показан, поскольку он находится внутри цилиндра, образованного нагревательным элементом 2. В данном случае диаметр тампона 1 может быть выбран в диапазоне 4-5 мм, а нагревательный элемент может представлять собой металлокерамический нагреватель с толщиной 2 мм, внутренним диаметром 9 мм и высотой 12 мм.

Для отражательного элемента 3 предпочтительным вариантом является металлический элемент с толщиной 1 мм и с коэффициентом отражения света, превышающим 30% в области спектра от 400 нм с включением инфракрасного диапазона. Однако может быть использован любой тип отражательного элемента 3, пригодный для отражения тепла в сторону тампона 1.

Одним из предпочтительных материалов для этой отражающей поверхности является алюминий. Альтернативами для него могут быть серебро, медь, золото или другие подобные металлы.

Кроме того, могут быть рассмотрены и альтернативные материалы, даже имеющие не столь высокие характеристики и обладающие пониженным отражением, например такие, как пластиковый материал, теплопроводность которого повышена посредством добавок нитрида бора или нитрида углерода или наполнителя, такого как тальк или стекловолокно, или полимеров. Использование материала такого типа позволяет упростить изготовление (а также снизить затраты); однако его технические характеристики хуже, чем у металлического отражательного элемента.

В качестве альтернативы, отражательный элемент 3 может быть выполнен из двух слоев, один из которых обладает высоким отражением и находится на внутренней стороне цилиндра, а другой, находящийся на наружной стороне цилиндра, обладает низкой теплопроводностью.

Данная двухслойная конструкция может быть изготовлена просто посредством приведения двух отдельных слоев в контакт и механического удерживания их вместе с помощью пластикового основания 4 устройства. В альтернативном варианте два слоя могут быть состыкованы друг с другом любым обычным и известным образом.

Также, в качестве альтернативы, слой, обладающий высоким отражением, можно получить посредством осаждения слоя тонкой металлической пленки на внутренней стороне материала, обладающего низкой теплопроводностью.

В качестве дополнительного усовершенствования предусмотрена возможность присоединения к отражательному элементу 3 компонента 5 тепловой защиты. Функция, выполняемая данным элементом, состоит в обеспечении безопасности устройства, а конкретно - в прерывании подачи питания в случае измерения аномально высокой температуры.

Другое дополнительное усовершенствование предусматривает возможность присоединения к внешней поверхности отражательного элемента 3 элемента с отрицательным температурным коэффициентом. На чертежах данный элемент с отрицательным температурным коэффициентом не показан; однако, его можно поместить с другой стороны, напротив компонента 5 тепловой защиты, и использовать в дополнение к компоненту 5 тепловой защиты или вместо него.

Функция, выполняемая элементом с отрицательным температурным коэффициентом, состоит в измерении температуры отражательного элемента 3 и, совместно с электронной цепью, в изменении электропитания, чтобы адаптировать температуру тампона 1 для компенсации возможных колебаний напряжения. Эти колебания напряжения могут возникнуть вследствие часто детектируемого изменения напряжения в бытовых розетках (что более критично в развивающейся стране), а также из-за постепенного снижения напряжения в устройстве, питаемом от батареек.

Как показано на фиг. 4 и применимо также и для других вариантов осуществления изобретения, для сборки компонентов устройства в единое целое устройство предпочтительно содержит основание 4, предпочтительно изготовленное из пластикового материала. Кроме того, устройство согласно изобретению может содержать также печатную плату 7 с электронной схемой, выполняющую функцию электронного средства управления, управляющего работой устройства.

Например, данное электронное средство управления может управлять работой устройства, создавая пики повышенной интенсивности, и период пониженной интенсивности, в результате чего создается противодействие хорошо известному эффекту обонятельного привыкания.

В предпочтительном варианте осуществления устройство, кроме того, имеет чехол или корпус (на чертежах не показаны), снабженный вилкой для подключения к сети.

Одним из преимуществ данной конструкции, причем в особенности применительно к металлокерамическому нагревателю, является очень низкая термическая инерция. По сравнению со стандартным нагревателем, который использует стержневой (например, металлооксидный) резистор и достигает рабочей температуры за 15-20 мин, нагреватель согласно изобретению способен достичь рабочей температуры за секунды, а именно, за 10-20 с.

Хотя рассмотрены только конкретные варианты осуществления изобретения, специалисту в этой области будет понятно, что, не выходя за границы объема правовой охраны, определяемого прилагаемой формулой, в рассмотренное устройство могут быть внесены различные вариации и модификации, а все описанные детали могут быть заменены другими, технически эквивалентными деталями.

Claims (7)

1. Устройство для испарения летучих веществ, содержащее тампон, пропитанный летучими веществами, и нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева тампона для испарения указанных летучих веществ, а также содержащее отражательный элемент для отражения тепла от нагревательного элемента к указанному тампону, отличающееся тем, что указанный нагревательный элемент помещен между тампоном и отражательным элементом, и нагревательный элемент и отражательный элемент имеют цилиндрическую форму, при этом указанный нагревательный элемент полностью покрывает тампон вдоль направления по окружности и частично покрывает тампон вдоль осевого направления, и нагревательный элемент и отражательный элемент помещены один в другой, так что отражательный элемент является внешним по отношению к нагревательному элементу, при этом отражательный элемент полностью покрывает нагревательный элемент вдоль направления по окружности и вдоль осевого направления и покрывает тампон вдоль осевого направления за пределами области частичного покрытия нагревательным элементом.

2. Устройство для испарения летучих веществ по п. 1, в котором нагревательный элемент представляет собой керамический нагреватель.

3. Устройство для испарения летучих веществ по п. 1 или 2, в котором отражательный элемент имеет металлическую поверхность.

4. Устройство для испарения летучих веществ по любому из предыдущих пунктов, в котором указанный нагревательный элемент и указанный отражательный элемент соединены с помощью основания.

5. Устройство для испарения летучих веществ по любому из предыдущих пунктов, в котором отражательный элемент выполнен из двух слоев: отражающего слоя и базового слоя.

6. Устройство для испарения летучих веществ по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее компонент тепловой защиты, подсоединенный к отражательному элементу.

7. Устройство для испарения летучих веществ по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее элемент с отрицательным температурным коэффициентом, находящийся в контакте с отражательным элементом, для измерения температуры отражательного элемента и изменения посредством электронной схемы электропитания, подаваемого на устройство, в соответствии с измеренной температурой.

Images