CN109789234A - 挥发性物质分配器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种挥发性物质分配器，包括：壳体，用于容纳包含挥发性物质和芯的替换件，所述壳体包括支撑加热器装置的第一腔体和支撑用于分散挥发性物质的蒸气羽流的风扇装置的独立的第二腔体。所述第一腔体在所述壳体的上部内表面和所述加热装置的上表面之间实质上保持畅通。所述壳体还包括孔，所述蒸汽羽流通过所述孔离开所述壳体，并且，所述壳体包括多个开口，所述多个开口引导来自所述风扇装置的空气远离所述孔并朝向所述蒸汽羽流。所述分配器配置为当所述替换件被容纳在所述壳体内时，所述加热器装置的上表面相比所述芯的远端更靠近所述孔，并且在所述加热器装置和所述芯之间形成有径向间隙。
Description
技术领域
本公开涉及一种用于分配挥发性物质的挥发性物质分配器，更具体地，涉及具有用于分配挥发性物质的加热器和风扇的挥发性物质分配器。
背景技术
现有的各种挥发性物质分配器通常包括插入有替换件的壳体。替换件通常包括用于容纳挥发性物质的容器。一些分配器被动地分配挥发性物质。一些分配器利用扩散元件促进挥发性物质的分配。扩散元件的示例包括加热器，例如正温度系数(PTC)加热器、压电元件、风扇、气溶胶致动器等。无论挥发性物质的分配方式如何，一旦替换件中的挥发性物质全部消耗，使用者应移除替换件并更换新的替换件。
一种挥发性物质分配器，有时被称为插入式芳香油分配器，包括壳体和设置在壳体内的加热器。与插入式芳香油分配器一起使用的替换件通常包括容纳有挥发性物质的容器和与挥发性物质接触并从替换件延伸出来的芯(wick)。将替换件插入分配器中时，芯的至少一部分设置在加热器附近，使得经过芯的挥发性物质通过加热器得到挥发。挥发性物质分配器通常包括具有从壳体向外延伸的电插头的插头组件。将电插头插入标准电源插座，然后将电能提供至挥发性物质分配器。在共同受让的美国公开专利2014/0037273中公开了这样的分配器。插入式芳香油分配器还可以利用风扇来帮助挥发性物质的蒸发与分散。
发明内容
根据一个方面，提供一种挥发性物质分配器，包括：壳体，用于容纳包含挥发性物质和芯的替换件，所述壳体包括支撑加热器装置的第一腔体和支撑用于分散挥发性物质的蒸气羽流的风扇装置的独立的第二腔体。烟囱设置在所述壳体的上部内表面和所述加热器装置的上表面之间，其中，所述壳体包括孔，所述蒸汽羽流通过所述孔离开所述壳体，其中，所述壳体包括多个开口，所述多个开口引导来自所述风扇装置的空气远离所述孔并朝向所述蒸汽羽流。所述分配器配置为当所述替换件被容纳在所述壳体内时，所述加热器装置的上表面相比所述芯的远端更靠近所述孔，并且在所述加热器装置和所述芯之间形成有径向间隙。
根据另一方面，提供一种挥发性物质分配器，包括：壳体，用于容纳包含挥发性物质和芯的替换件，所述壳体支撑加热器装置以将挥发性物质挥发成蒸汽羽流，所述壳体还支撑风扇装置以分散蒸汽羽流。所述壳体包括沿第一轴延伸的孔，并且，所述挥发性物质的蒸汽羽流通过所述孔离开所述壳体。所述壳体包括多个开口，所述多个开口引导来自所述风扇装置的空气远离所述孔。其中，所述壳体限定与所述孔相邻并从所述孔向后间隔开的实心板，所述实心板形成在所述多个开口中的两个之间的间隙中，并且，所述实心板的宽度与所述孔的宽度实质上相同。所述风扇装置和所述多个开口中的至少一个沿着第二轴形成角度，所述第二轴相对于与所述第一轴垂直的线向上形成角度。
根据又一方面，提供一种挥发性物质分配器，包括：壳体，用于容纳包含挥发性物质和芯的替换件，所述壳体支撑加热器装置以将所述挥发性物质挥发成蒸汽羽流，所述壳体还支撑风扇装置以分散所述蒸汽羽流。所述壳体包括凹陷的上表面用于限定孔和多个开口，所述挥发性物质的蒸汽羽流通过所述孔离开所述壳体，并且，所述多个开口引导来自所述风扇装置的空气远离所述孔。所述凹陷的上表面包括前缘，所述前缘从所述壳体的前部向所述壳体的顶部向后形成角度，使得所述多个开口在所述孔附近最深并且随着朝向所述壳体的顶部逐渐变浅。所述孔相对地高于设置在所述孔和所述壳体的前部之间的所述凹陷的上表面的一部分，所述凹陷的上表面的所述一部分在所述孔和所述壳体的前部之间向下形成角度。
附图说明
图1为显示包括供使用的分配装置和替换件的第一实施例的分配系统的顶部的视图。
图2为显示大致沿图1的2-2线的分配系统的截面图。
图3为显示大致沿图1的3-3线的分配系统的截面图。
图4为显示大致沿图1的4-4线的分配系统的截面图。
图5为显示图1的分配系统的后视图。
图6为显示图1的分配系统的正面和顶部的视图，其中，移除壳体的前部以详细说明分配系统的内部部件。
图7为显示图1的分配系统的正面及顶部的视图，其中，移除壳体的前部和加热器装置以供清楚显示。
图8为显示图1的替换件和分配器的一部分的分解图。
图9为显示图1的分配系统的主视图。
图10为显示另一分配系统的正面和顶部的视图，其中，移除壳体的前部以详细说明分配系统的内部部件和围绕芯的多个加热器。
图11为显示另一分配系统的正面和顶部的视图，其中，移除壳体的前部以详细说明分配系统的内部部件。
图12为显示图10的分配系统的侧面和底部的视图。其中，移除壳体的后部以详细说明分配系统的内部部件。
图13为显示大致沿图10的13-13线的图10及图11的分配系统的气体温度图。
图14为显示大致沿图10的13-13线的仅图10及图11的分配系统的挥发性物质的运动的迹线(pathline)图。
图15为显示图10及图11的分配系统的挥发性物质的运动的迹线的俯视图。
图16为显示大致沿垂直于图10的13-13线的仅图10及图11的分配系统的挥发性物质的运动的迹线图。
图17为显示大致沿图10的13-13线的图10及图11的由分配系统的风扇驱动的挥发的物质和空气的运动的气体流动迹线图。
图18为显示图10和图11的由分配系统的风扇驱动的挥发的物质和空气的运动的气体流动迹线图的俯视图。
图19为显示大致沿垂直于图10的13-13线的图10及图11的由分配系统的风扇驱动的挥发的物质和空气的运动的气体流动迹线图。
具体实施方式
本公开涉及用于挥发性物质分配器的加热器和风扇装置，能够减少挥发性物质在从分配器中喷出后重新冷凝至分配器。尽管本公开能够以许多不同的形式得到体现，本公开仅作为本发明的原理的示例，并非用于将本公开限制在所示的实施例范围内。
图1至图9描绘了用于容纳替换件52的挥发性物质分配器50。替换件52包括容纳有挥发性物质的容器54，其中，容器54保持在分配器50的壳体56内。容器54包括将芯60保持在容器54内的保持机构58(参见图2)和具有挥发性物质的主体62。主体62包括基部64和朝向顶壁68向上延伸的侧壁66。在一个示例中，侧壁66能够形成为圆柱形，但也能够形成为其他形式。顶壁68也能够与颈部70形成为一体。
替换件52的颈部70包括设置在其外表面上的螺纹部分和穿过其顶部设置的开口72，其中，开口72能够通向挥发性物质。保持机构58设置在颈部70内并且还包括护套76，护套76围绕芯60的至少一部分延伸从而对芯60进行保护。在本实施例中，芯60的上部自由端78向护套76上方延伸。尽管具体描述了特定的分配器50和容器54，但应理解，本文所公开的加热器和风扇装置能够与任何类型的替换件和/或容器结合使用。例如，能够使用的容器包括但不限于，美国专利第7,032,831号中所述的容器，以及美国专利公开第2011/0139885号中的容器，上述两个专利与本公开均属于相同的受让人。
设置在容器54中的挥发性物质能够是适于分配到环境中的任何类型的挥发性物质。例如，容器52可容纳清洁剂、杀虫剂、驱虫剂、昆虫引诱剂、消毒剂，霉菌(mold)或霉菌(mildew)抑制剂、香精、消毒剂、空气净化剂、用于芳香疗法的香味物质、防腐剂、除味剂、主动挥发的芳香挥发性物质、空气清新剂、除臭剂等以及它们的组合。挥发性物质中能够包括添加剂，例如香精和/或防腐剂。
现在转到图1至图4，挥发性物质分配器50的壳体56通常包括相互连接的前部80和后部82，以在它们之间形成第一内部腔室或腔体84。前部80还在壳体56的顶部限定用于排出挥发性物质的孔86。在另一示例中，孔86可以限定在前部80和后部82的交叉处。通过将芯60朝向上插入第一腔体84而将替换件52插入壳体56，使得芯沿着由轴aw限定的方向延伸，当使用分配器50时，优选地，该轴为基本垂直。孔86能够直接设置在芯60的上方，并且也能够在轴aw的中间。
参见图1、图2以及图5，插头组件88从壳体56的后部82延伸，并包括适于插入传统插座的多个电插头90。能够形成为与所示的插头组件不同的插头组件以适用于任何其他国家。另外，插头组件88可包括本领域已知的任何特征，例如，插头组件88能够部分地或完全地旋转。
如在图2、图3以及图6至图8中优选地显示，固定支撑件100设置在壳体56内，并且在第一腔体84内，至少部分地在壳体56的第一侧102和第二侧104之间横向延伸。支撑件100包括大致平面的平面壁106以及从在壳体的前部80和后部82之间的平面壁106向上延伸的第一臂108和第二臂110。在一个方面，臂108、110能够实质上在壳体的前部80和后部82之间延伸。
如图2和图3所示，支撑件100的平面壁106包括穿过其中的孔120，能够理解，考虑到替换件52的颈部70的形状，孔120能够形成为圆柱形。圆柱形构件122从圆形的孔120的周围向上延伸。圆柱形构件122部分地由具有用于芯60的孔128的盖126所覆盖。孔128能够包括一个或多个用于芯的定心机构130，例如图8所示的从孔128的圆周向内延伸的一个或多个凸片132。在一个方面，能够包括偶数个凸片，并且每个凸片能够具有在径向上与其相对的对应物。另外，如图8所示，圆柱形构件122的内部部分能够包括例如螺纹或一个或多个向内延伸的构件的保持机构134，由此能够以可释放的方式与容器54的保持机构58的连接。
如图6和图7很好地显示，支撑件100还包括从第一臂108向外延伸的多个臂136，臂136各自限定用于容纳电路板140的边缘的通道138。电路板140电连接到按钮142，按钮142设置为开关、滑块或任何其他能够打开和关闭分配器50的配置。按钮142能够设置在由壳体56的前部80和后部82中的一个或多个限定的开口144内。相同的部件或另一种部件也能够电耦合到电路板，并且能够配置成例如在“关”、“低”和“高”之间改变分配器50的功率水平的方式。
此外，一个或多个发光二极管(LED)146、148能够电耦合到电路板140以指示分配器50的状态。例如，当分配器50处于“低”设置时，第一LED146照射第一颜色；当分配器50处于“高”设置时，第二LED148照射第二颜色。第二LED148能够在高设置中单独照射，或者能够作为附加的照射使得第一LED146和第二LED148在高设置中全部照射。或者，当分配器50插入电源但未启动时，第一LED146照射，并且当分配器50插入电源并启动时，第二LED148照射。分配器50能够在壳体56包括一个或多个独立的开口，或者包括具有半透明部分的壳体56，以允许每个LED的一部分或每个LED发出的光通过。或者，能够通过开口144观察到一个或全部LED的照射，例如，在开口144的侧壁和按钮142之间存在间隙，或者按钮142的至少一部分是半透明的。
尽管所公开的分配器具有特定开关，但是本领域技术人员应理解，分配器能够包括任意数量的开关和/或能够包括任何适合类型的开关，例如，定时开关、打开/关闭开关、设定开关、控制风扇的开关、控制加热器的开关和/或任何其他适合的开关。
再次参照图2、图3和图6至图8，分配器50还包括加热器装置200，加热器装置200包括由多个连接器204电耦合到电路板140的加热器或电阻器202。电阻器202可以封装，嵌入或以其他方式设置在壳体206内，壳体206设置在固定支撑件100的盖126的附近。如上述附图所示，支架208的下侧能够与盖126形成为一体，或者与盖126连接，并且其上侧与壳体206邻接或连接。壳体206和支架208中的每一个分别限定与孔128同轴的开口210、212，并且与孔128相同，开口210、212用于容纳芯60。另外，加热器装置200可包括导热构件214(conducting member)，导热构件214限定大致圆柱形的主体216，主体216停止于在径向上扩展的凸缘218的上端。圆柱形主体216具有适于容纳芯60的内径和保持壳体206的位置的外径。具体地，如图2所示，圆柱形主体216具有能够适合于紧固在开口212和/或开口210内的外径。此外，当完全插入时，导热构件214的凸缘218能够邻接壳体206的上表面220，从而防止壳体206和电阻器202相对于加热器装置200的其余部分发生垂直位移。来自电阻器202的热量对壳体206进行加热，壳体206将热量传递至导热构件214。导热构件214可以由金属或其他导热材料制成，使得热量快速地通过导热构件214产生均匀的热环以将热量均匀地围绕芯60的外表面施加到芯60。
壳体206和/或设置在壳体206内的任何封装物(potting)能够包括陶瓷、铝或其他导热材料，使得壳体206能够将电阻器202的局部热转换成在多个侧面围绕芯60辐射的热源。另外，如在图2中优选显示，通常，加热器装置200以及特别是电阻器202在芯60的上部自由端78附近纵向地设置，使得通过芯60从容器54抽出的流体得到最佳的蒸发。在一个方面，如图2所示，加热器装置200能够在芯60的上部自由端78上方纵向延伸，由此，即使挥发性物质已经从芯60分散也能够继续得到加热。这种配置还可以使得加热器进一步靠近孔86，同样，在更长的时间内保持挥发的物质的较高的温度，从而减少材料的冷凝。
如图2和图3所示，加热器装置200内的电阻器202能够设置在芯60的后面，即在芯60和插头组件88之间。这种配置使得加热器装置200的前部较窄，这可以允许芯60以及孔86在横向上更加靠近壳体56的前侧。由此，分配器50能够在发生挥发性物质的冷凝的孔86前方包括较少的挥发性物质。通过将电阻器202定位在芯60的任一横向侧面上，即在芯60和前壁之间的位置之外的其他位置，也能够实现类似的结果，并且这种结构同样能够实现。
在一个方面，加热器装置200能够是正温度系数(PTC)型加热器或热敏电阻，能够在不封装的情况下进行密封或组装。或者，加热器装置200可包括涂覆有电阻金属氧化物、碳膜或电阻膜的陶瓷圆筒，并用电阻丝或柔性加热元件缠绕。如本领域普通技术人员所理解的，能够采用其他类型的加热器装置200。
在另一方面，如图10所示，多个电阻器或PTC热敏电阻能够设置在第一腔体84内。具体地，第一加热器或电阻器202能够设置在导热构件214的后方，并且第二加热器或电阻器202'能够设置在导热构件214的前方，例如，与第一加热器或电阻器202在径向上相对的位置。在更进一步的示例实施例中，多个电阻器或PTC热敏电阻器能够配置成管状布置的或围绕芯60的管状结构，以形成管状加热器装置。在另一可选的示例实施例中，两个或更多个加热器装置能够以垂直的方式进行堆叠，并且，芯60插入两个或更多个加热器装置或插入两个或更多个加热器装置的旁边。当使用多个加热器202时，每个加热器能够是相同类型的，例如，全部为电阻器或全部为PTC元件。或者，分配器50能够以任意顺序或配置具有多种类型的加热器，例如一个电阻器和一个PTC元件。以这种方式，能够在任何时间点对独立运行的一个或多个加热器进行操作。在示例实施例中，可以运行具有第一电阻的第一加热器以获得低水平的热量，运行具有大于第一电阻或温度的第二电阻或温度的第二加热器获得中等水平的热量，或者运行两个加热器均能够获得高水平的热量。可选地，能够在单个陶瓷管上形成多个电阻器以产生相同的效果。在另一个示例实施例中，第一加热器能够以风扇(将在下面更详细地描述)未启动的NORMAL模式运行，并且在BOOST模式中，第二加热器本身或其与第一加热器结合运行，并且启动风扇。应该理解的是，加热器、电阻水平和/或热量水平的任何组合都属于本申请的范围。
尽管这里所描述的加热器装置与利用液体电替换件的分配器一起使用，但是加热器装置能够用于任何电子分配器中，电子分配器能够通过加热器从任何类型的替换件中分配任何类型的挥发性物质，例如，芳香油、驱虫剂等。可选地，采用本文所公开的任何加热器装置的分配器还能够包括一个或多个加热器和/或用于分配挥发性物质的附加装置，例如，一个或多个风扇(如下所述)、压电元件，和/或设置在壳体中的其他部件以促进挥发性物质的释放。
如图2所示，能够由从芯60的远端径向向外延伸到分配器50内的一个或多个表面的体积限定间隙G1，例如，在芯60的外周缘或外径与导热构件214的内周缘或内径之间，或者，与能够容纳加热器202的壳体206之间。间隙G1应足够大以允许足够的气流流经加热器装置200或加热器202，但又应足够小以向芯60提供充足的热传递。在示例性实施例中，在芯60和加热器202或导热构件214重叠的区域中，间隙在径向上围绕轴aw以及在纵向上沿着轴实质上保持恒定。间隙G1能够在约0.5毫米至2.5毫米之间。在替代的示例实施例中，间隙在约1.0毫米至约2.0毫米之间。在其他示例实施例中，间隙为约1.0毫米或约1.5毫米。在另一方面，间隙能够是不均匀的，并且上述值可以表示最大、最小，或平均径向间隙。
在另一方面，可以根据沿着芯60的远端的平均横截面积来定义间隙G1，例如，沿着远端部分的长度的每个截面为约10mm2和约30mm2。在又一方面，可以根据平均体积来定义间隙G1，例如在一个示例中在约50mm3和约250mm3之间，以及在另一个例子中在约100mm3和约200mm3之间。
来自加热器装置200的热量通过传导和辐射向内穿过间隙G1朝向芯60并且被捕获在芯60周围，由此，提高间隙G1中的整体温度以及芯60中的整体温度，从而围绕芯60的外围产生热量分布，并且进一步促进芯60中的挥发性物质的挥发。在一个方面，热量可以围绕芯的外围实质上均匀地分布。附加地或替代地，热量能够沿着芯60和/或加热器202实质上均匀地纵向分布。在又一方面，加热器202能够在芯60的纵向或径向的不同部分处施加更多或更少量的热量，例如在壳体206的纵向或径向的不同部分形成更多或更少的导热物质、通过在不同位置增加一个或多个加热器、或者通过改变壳体206的几何形状使其在不同位置更靠近或更远离芯60。
如在图2、图3以及图6中很好地显示，热器装置200还能够实质上暴露于第一腔体84内的开放空间。由此，如图13所示，除了对芯60进行加热以使物质挥发之外，加热器装置200还能够通过壳体206的外壁，特别是通过外侧壁和顶壁在第一腔体84内辐射热量以提高温度。在升高的温度下，在第一腔体84内的挥发物质可能更容易保持发散，从而为分配器提供更多时间以通过孔86疏散该物质到环境中，而不会冷凝在第一腔体84内。因此，再次参照图2、图3和图6，分配器50能够在前部80的上部内表面和加热器装置200的壳体206的上表面之间保持实质上畅通。
在芯60的上端、凸缘218的上端，或壳体206的上表面220与替换件52插入于壳体56中时与芯60在纵向/或横向对齐的壳体56中的孔86的下部范围之间形成有第二间隙G2。间隙G2应足够大以形成促进蒸发或挥发的暖气袋以及从芯60散发的蒸汽的向上流动，但也应足够小以防止蒸发的流体在腔体84内或在离开孔94后不久发生冷凝。在示例实施例中，间隙在轴向上为约5毫米至15毫米之间。在替代的示例实施例中，间隙在轴向上为约7毫米至约12毫米之间。在其他示例实施例中，间隙在轴向为约10毫米。
在另一方面，能够根据设置在芯60的最上部区域和孔86的最下部区域之间的体积来限定间隙。体积可以由形成周长的假想线限定，该假想线围绕芯或芯与第一间隙G1之和的圆周向上延伸至孔。或者，假想线能够围绕孔的圆周向下延伸到芯。孔的圆周和芯的圆周，或芯和第一间隙之和的圆周远离轴aw的径向距离大致相同，使得体积可以是大致的圆柱形。或者，一部分的圆周能够比另一个部分的圆周更大或更小，使得用于限定体积的假想线可以沿着体积的长度方向逐渐变窄或变宽。
该体积可以限定无阻碍的烟囱，大部分挥发的物质通过该烟囱从芯的周围区域例如向上抽离至壳体56的外部。在这方面，风扇装置250(下面将更详细地描述)能够用于多种目的。除了将离开内部腔室的挥发的物质分散到环境中之外，其还可以在孔86中或孔86的周围产生气压低于分配器50外部的区域。该负的相对气压能够用于从壳体内向外抽出挥发的物质以分散到环境中，同时减少分散在内部腔体84的其他部分的挥发性物质的量。
参照图10和图11，在另一方面，分配器50不是在前部80的上部内表面和加热器装置200的壳体206的上表面之间保持实质上畅通，而是包括独立的配置成大致围绕壳体上表面206和孔86之间的空间的烟囱230。烟囱230能够包括基部232，基部232的直径或周长至少与壳体的开口210或导热构件214的直径或周长相同。基部232可以向上过渡到具有较小直径的远端部分234，该远端部分234的直径或周长为能够容纳在孔86内的尺寸。
烟囱230可以限定围绕基部232的圆周间隔开的一个或多个开口236。优选地，多个开口236穿过基部232设置。在特定实施例中，开口236围绕基部232的圆周对称地间隔开。排出口238设置在烟囱230的顶部。开口236能够用于从第一腔体84的其他部分中吸入空气，所吸入的空气在通过排出口238离开腔体之前由加热器组件得到加热。烟囱230逐渐变窄，即从基部232到远端部分234的直径逐渐减小使得向上移动时烟囱中的体积减小。由此，空气经由排出口238离开时的速度比通过基部232中的全部开口236吸入时速度更快，由此，分配器50更好地实现分散并且减少挥发的物质的冷凝。
每个开口236可以具有类似的形状。例如，开口236可包括一对大致平行或收敛的侧壁240，侧壁240通过位于开口236顶部的拱形壁242连接。如本领域普通技术人员能够理解的，开口236能够形成为其他形状。
再次转向图1至图7，分配器50还包括风扇装置250，以将挥发的物质分散到周围环境中。风扇装置250包括设置在壳体56的上部的风扇252，其中，风扇252具有围绕固定轴af旋转的多个叶片254。风扇的轴af相对于与芯和/或孔86的垂直的平面倾斜一定角度θ，例如在一个方面，倾斜角度为约5度至约45度之间，以及在另一方面，为约5度至约30度之间。
在一个方面，风扇可以额定为约12VDC和约0.72W，额定速度为3000RPM约+/-20％，以产生在自由空气中约为1.56至约95CFM之间的空气输出。然而，如本领域普通技术人员能够理解的，可以采用其他类型的风扇。此外，图11和图12示出的分配器50可以包括电容器155，例如至少电耦合到电路板140和风扇252的100μF/50μV电容器，以便向风扇252提供可预测的电压，并且提高和稳定风扇速度，例如，保持在约3000RPM的额定速度下。得到提高和稳定的风扇速度能够有助于挥发性物质的分散，并减少冷凝。
当分配器50包括第二加热器202'时，电容器155能够与加热器202'串联，并且两个元件可以与第一加热器202并联耦合。由此，仅当第二加热器202'被激活时，电容器155才得到通电。当仅第一加热器202有效且未启动风扇252时，该配置可能特别合适，然而，第二加热器202'通电时则一起接通。
风扇装置250包括设置在壳体56的后部82的多个引入开口256，从而将空气吸入风扇252；以及设置在壳体56的前部80的多个输出开口258，从而使空气从风扇装置250沿着挥发物质离开孔86的路径排出。
如在图5中很好地显示，在一个方面，引入开口256可以围绕风扇轴沿外围和/或径向等距地间隔开。多个引入开口围绕风扇轴延伸的范围小于整体圆周，例如，为圆周的大约270°，由此，引入开口256形成的弧形的底部不具有开口。另外，每个引入开口256可以形成为实质上相似的形状，每个开口的径向向内部分260比对应的径向向外部分262窄。尽管每个引入开口256可以实质上相似，然而开口能够不具有实质上相同的尺寸。例如，图5描绘了一个方面，其中，最下面的引入开口256a与其他引入开口256具有沿着深度的实质上相同的截断区域，但同时，引入开口256a的尺寸小于其他引入开口256。在一个方面，引入开口256a的横截面积可以是引入开口256的约50％至约90％之间。在另一方面，引入开口256a的横截面积可以是引入开口256的约50％至约75％之间。在又一方面，引入开口256a的横截面积可以是引入开口256的约75％至约90％之间。在又一方面，例如，为了改变分配器50的最终气流特性或者向风扇252提供额外的冷却，可以改变引入开口256的数量、尺寸和/或布局。
类似地，输出开口258也可以围绕风扇轴沿圆周和/或径向等距地间隔开。输出开口258可以设置在前部80的凹陷部分264中，并且，每个开口的径向向内部分266比对应的径向向外部分268窄。输出开口258以实质上等距的间隔围绕风扇轴沿圆周间隔开，但是在该间隔中可以存在间隙。例如，输出开口258可以形成延伸通过圆周的大约270°的弧，弧的底部不具有输出开口258。凹陷部分264可以限定实心板269，该实心板269在由输出开口258形成的弧形底部缺少输出开口，实心板269的宽度实质上与孔86的宽度相同。如将在下面更详细地讨论，凹陷部分264还可以在间隙内限定一个或多个辅助输出开口276。另外，凹陷部分264可以包括从壳体的前部向壳体的顶部向后形成角度的前缘270，由此，孔86在横向上相比输出开口258离前缘更远。
同时，如图2所示，孔86能够相对地高于设置在孔86和分配器50的前部之间的凹陷部分264。孔86可以设置在当向前移动时下降的半埋设部分内。在一个方面，孔86的上端可以比凹陷部分264的最前侧部分高约5mm至约20mm，并且在另一方面，高约5mm至约15mm。
通过比较图1和图5，输出开口258的径向向内部分266可以设置成比引入开口256的径向向内部分260更靠近风扇轴的方式，并且输出开口258能够多于引入开口256。此外，输出开口258的前后深度明显大于引入开口256，例如，比引入开口256深约5倍至约10倍。另外，输出开口258本身的深度可以变化，更靠近孔86的输出开口最深(除了将在下面说明的辅助输出开口)，并且当向上移动时剩余的输出开口逐渐变浅。
如在图4中最佳地显示，一个或多个输出开口258可包括相对于与芯60垂直的线向上形成角度的上表面272。相反，一个或多个输出开口258还能够包括相对于与芯60垂直的线向下形成角度的下表面274。
如图1和图3以及上述描述中所示，分配器50还能够包括一个或多个辅助输出开口276。辅助输出开口276可以与其他输出开口258大致在圆周方向上对齐。同时，辅助输出开口276可以具有比其他输出开口258明显小的横截面，并且，还可以具有比其他输出开口258明显更小的前后深度。例如，辅助输出开口276的深度可以与引入开口256大致相同，同时其横截面积为其他输出开口258的横截面积的约10％至约50％之间。在另一方面，辅助输出开口276的横截面积可以是其他输出开口258的横截面积的约10％至约33％，并且在另一方面，辅助输出开口276的横截面积可以是其他输出开口258的横截面积的约25％。因此，由于较小的横截面积和较浅的深度，与通过输出开口258的其余部分相比，通过辅助输出开口276的气流可能受到更多限制。
尽管输出开口258可以具有向下成角度的下表面274，但是辅助输出开口276可以定位成使得它们的内表面垂直于芯轴aw的方式，和/或垂直于孔86的外表面的方式。该定位有助于防止来自风扇的气流与孔86直接接触，由此，保持孔86及其周围的挥发性物质的升高的温度，并且，最小化在接近孔86的区域发生物质冷凝。
当从正面观察分配器时，可以在孔86的相对侧上设置相同或不同数量的辅助输出开口276，并且开口276可以定位成引导气流远离孔86的方式。如图2所示，辅助输出开口276也能够与孔86的后缘对齐，即，从轴aw以实质上相同的距离在径向间隔开。换句话说，辅助输出开口276的最靠前部分与分配器的50的前部的距离与孔86的最靠后部分与分配器50的前部的距离实质相同。为了进一步帮助挥发性物质的分散，输出开口258和/或辅助输出开口276可以在径向上远离风扇轴af，由此从风扇叶片254接收最大气流。如参照图1至图4的示例所示，这可以包括将输出开口258和/或辅助输出开口276从风扇叶片的远端278径向向内定位。这些特征中的任何一个或多个可以产生更有效的蒸汽羽流(vapor plume)，促进挥发的物质分散到环境中并且减少材料重新冷凝至分配器50。
为了进一步抑制来自风扇装置250的气流作用于挥发的物质直到材料离开孔86，风扇装置250可以设置在与腔体84分离并隔开的第二腔体280中。由此，如图2至图4所示，分配器50可以包括热和/或气流屏障282以将热量保持在腔体84内，并最小化风扇252引起的冷却对腔体84产生的影响。热障282可包括将腔体84与第二腔体280完全分离的第一壁284。热障282还可以包括至少部分地将腔体84与第二腔体280分离的第二壁286，这两个壁在两个腔体之间形成间隙288。
参照图13，提供了沿分配器50的中心线平面截取的气体温度曲线图，该分配器50包括以约25％容量或约3000rpm运行的4W风扇。通过上述设置，风扇可产生大约0.45cfm的气流，但应当理解，通过改变风扇的尺寸或风扇的旋转速度能够使得气流更大或更小。如该图所示，挥发的物质的羽流在孔86处在几乎29℃的高温下离开第一腔体84，并且紧紧地接合壳体56直到其在输出开口258的前面通过。除了最上面的输出开口258之外，该升高的温度保持实质上恒定，使挥发性物质保持在挥发状态。基于输出开口258的几何形状和随后的气流，挥发的物质接着在大致平行于倾斜的风扇轴的方向上向上分散并远离壳体56，以便分散到周围环境中。
图13还示出，风扇装置250内的空气温度明显低于已经离开第一腔体84的和在腔体84内的挥发性物质的温度。特别地，风扇装置250内的空气温度比其他升高的温度低约2℃。更进一步，图9示出了在热障282内的起到隔离第一腔体84和风扇装置250的作用的第一壁284和/或第二壁286的效果。特别地，温度图显示在热障282附近的第一腔体84的温度基本上均匀地升高，以及在热障282附近的风扇装置250的温度实质上均匀地降低，其中，没有发生任何(或实质上任何)从一部分向另一部分的泄漏。由此，热障282用于实质上消除第一腔体84和风扇装置250之间的热传递。
现在转向图14至图16，显示了描绘挥发性物质的3-D分散的迹线图。从图中再次可以看出，挥发的物质的羽流贴近壳体56的前部80向上分散。在向外扩散并进入环境之前，羽流略微下降，但不足以冷凝在孔86或壳体的其他部分上。另外，当羽流已经下降到可以接触壳体56的一部分的高度时，它已经被向外，即向前分散到足够越过壳体56的程度，由此，防止羽流在壳体56上的发生冷凝。还能够看出，特别是从上方和前方观察时，羽流被集中并且实质上保持在与分配器替换件52相同的宽度。
类似地，图17至图19示出了当启动风扇252时的挥发性物质的3-D分散迹线图。该迹线显示，由于如上所述的分配器50的几何形状，由风扇252产生的气流的旋转能降低，使得挥发性物质的径向分散减少，而线速度得到提高并且，分散至周围环境的距离变长。特别地，如图18和图19所示，挥发的物质可以直接向前分散，而最小化向分配器50的其他侧的分散。
具体地，较大输出开口258、较小辅助输出开口276，以及实心板269中的一个或多个能够减少孔附近的气流，并且导致更远离孔86的更高气流。输出开口258的上表面272和/或下表面274的一个或多个的形状以及风扇252的倾斜能够引导挥发的物质向上并远离孔86。此外，输出开口258的细长形状还能够减小风扇的旋转能，从而实现单方向的气流。
图17和图18另外示出了辅助输出开口276可能对风扇的空气和蒸汽羽流的分散所产生的影响。特别地，引导这些图中显示的来自那些开口气流大致水平地远离分配器50，然后比来自其他输出开口258的其余气流更快地向上进入环境。由此，来自辅助输出开口276的与空气接触的挥发性物质更快地排放到环境中。类似地，通过辅助输出开口276的并且由于冷却而下沉的挥发性物质具有第二次与辅助开口258发出的空气接触的机会。因此，该配置快速且有效地分散挥发的物质，从而减少物质在分配器上的冷凝。
本领域普通技术人员应理解，能够对本文所公开的加热器和风扇装置进行多种变形。例如，可以组合本文的任何实施例的任何数量的特征以进一步提高加热器的效率、降低总功率消耗，并最小化发生在分配器50附近的冷凝。
可以修改本文描述的任何实施例以包括通过其他实施例公开的任何结构或方法。
此外，尽管在整个说明书中使用例如前、后、顶部、底部、上部、下部等的方向术语，但应当理解，上述术语并非限制性的，在本文中仅用于表达不同元素之间的相互的位置关系。
能够对本文所描述的任何实施例进行修改，从而包括根据不同实施例说明的任何结构或方法。此外，本公开不限于具体示出的加热器机构、风扇装置和/或分配装置。更进一步地，可以选择或修改本文公开的任何实施例的任何组成，并与符合本文公开内容的各种类型的挥发物一起使用。
工业实用性
分配器通常用于分配存储在替换件容器内的各种挥发性物质，例如空气清新剂、除臭剂、杀虫剂、杀菌剂、香精等。加热组件和风扇组件允许挥发性物质分散至环境中以使其内容物在没有人为干预的情况下连续地或在预定时间内得到释放。
根据前述描述，显而易见地，本领域普通技术人员能够对本发明进行许多修改。因此，上述说明仅作为作为示例，其目的在于使本领域技术人员能够制造和使用本发明并且说明实施本发明的最佳模式。在本发明的权利要求范围内的所有修改的专有权均属于本发明。另外，本文引用的每篇参考文献，包括美国专利第7,032,831号，美国专利公开第2014/0037273号，以及美国专利公开第2011/0139885号，其全文引入此文作为参考。
Claims (20)
1.一种挥发性物质分配器，包括：
壳体，用于容纳包含挥发性物质和芯的替换件，所述壳体包括支撑加热器装置的第一腔体和支撑用于分散挥发性物质的蒸气羽流的风扇装置的独立的第二腔体；以及
烟囱，在所述壳体的上部内表面和所述加热器装置的上表面之间，
其中，所述壳体包括孔，所述蒸汽羽流通过所述孔离开所述壳体，
其中，所述壳体包括多个开口，所述多个开口引导来自所述风扇装置的空气远离所述孔并朝向所述蒸汽羽流，以及
其中，所述分配器配置为当所述替换件被容纳在所述壳体内时，所述加热器装置的上表面相比所述芯的远端更靠近所述孔，并且在所述加热器装置和所述芯之间形成有径向间隙。
2.根据权利要求1所述的挥发性物质分配器，其中，
所述加热器装置包括在所述芯的多个侧面提供热辐射的正温度系数加热元件。
3.根据权利要求1所述的挥发性物质分配器，还包括：
在所述第一腔体和所述第二腔体之间的热障。
4.根据权利要求3所述的挥发性物质分配器，其中，
所述热障包括将所述第一腔体与所述第二腔体完全隔开的至少一个壁。
5.根据权利要求4所述的挥发性物质分配器，其中，
所述热障包括将所述第一腔体与所述第二腔体至少部分地隔开的第二壁。
6.根据权利要求1所述的挥发性物质分配器，其中，
所述多个开口包括主要开口和至少一个辅助开口，其中，所述至少一个辅助开口小于所述主要开口。
7.根据权利要求6所述的挥发性物质分配器，其中，
所述至少一个辅助开口的最前缘与所述分配器的前部的间隔实质上与所述孔的最后缘与所述分配器的前部的间隔相同。
8.根据权利要求6所述的挥发性物质分配器，其中，
所述至少一个辅助开口包括设置在所述孔的相对侧的一对开口。
9.根据权利要求6所述的挥发性物质分配器，其中，
所述风扇装置包括具有围绕风扇轴旋转的多个叶片的风扇，
其中，沿着距离所述风扇轴第一径向距离的所述多个叶片产生最大气流，以及
其中，所述至少一个辅助开口与风扇轴在径向上间隔大约所述第一径向距离。
10.根据权利要求1所述的挥发性物质分配器，其中，
所述孔与所述芯垂直对齐。
11.一种挥发性物质分配器，包括：
壳体，用于容纳包含挥发性物质和芯的替换件，所述壳体支撑加热器装置以将挥发性物质挥发成蒸汽羽流，所述壳体还支撑风扇装置以分散蒸汽羽流，
其中，所述壳体包括沿第一轴延伸的孔，并且，所述挥发性物质的蒸汽羽流通过所述孔离开所述壳体，
其中，所述壳体包括多个开口，所述多个开口引导来自所述风扇装置的空气远离所述孔，
其中，所述壳体限定与所述孔相邻并从所述孔向后间隔开的实心板，所述实心板形成在所述多个开口中的两个之间的间隙中，并且，所述实心板的宽度与所述孔的宽度实质上相同，以及
其中，所述风扇装置和所述多个开口中的至少一个沿着第二轴形成角度，所述第二轴相对于与所述第一轴垂直的线向上形成角度。
12.根据权利要求11所述的挥发性物质分配器，其中，
所述多个开口包括主要开口和辅助开口，所述辅助开口相比所述主要开口更靠近所述孔，并且，所述辅助开口设置在所述实心板的相对侧。
13.根据权利要求12所述的挥发性物质分配器，其中，
所述辅助开口小于所述主要开口。
14.根据权利要求12所述的挥发性物质分配器，其中，
所述主要开口在所述孔附近最深并且随着远离所述孔逐渐变浅。
15.根据权利要求11所述的挥发性物质分配器，其中，
所述加热器装置实质上与所述芯的远端对齐。
16.根据权利要求11所述的挥发性物质分配器，其中，
所述加热器装置包括在所述芯的多个侧面提供热辐射的正温度系数加热元件。
17.根据权利要求11所述的挥发性物质分配器，还包括：
将所述加热器装置与所述风扇装置完全隔开的至少一个壁。
18.根据权利要求17所述的挥发性物质分配器，还包括：
将所述加热器装置与所述风扇装置部分地隔开的至少一个辅助壁。
19.一种挥发性物质分配器，包括：
壳体，用于容纳包含挥发性物质和芯的替换件，所述壳体支撑加热器装置以将所述挥发性物质挥发成蒸汽羽流，所述壳体还支撑风扇装置以分散所述蒸汽羽流，
其中，所述壳体包括凹陷的上表面用于限定孔和多个开口，所述挥发性物质的蒸汽羽流通过所述孔离开所述壳体，并且，所述多个开口引导来自所述风扇装置的空气远离所述孔，
其中，所述凹陷的上表面包括前缘，所述前缘从所述壳体的前部向所述壳体的顶部向后形成角度，使得所述多个开口在所述孔附近最深并且随着朝向所述壳体的顶部逐渐变浅，以及
其中，所述孔相对地高于设置在所述孔和所述壳体的前部之间的所述凹陷的上表面的一部分，所述凹陷的上表面的所述一部分在所述孔和所述壳体的前部之间向下形成角度。
20.根据权利要求19所述的挥发性物质分配器，
所述壳体限定与所述孔相邻并从所述孔向后间隔开的实心板，所述实心板形成在所述多个开口中的两个之间的间隙中，并且，所述实心板的宽度与所述孔的宽度实质上相同。
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