DE102020108908A1

DE102020108908A1 - Verfahren und system zur kontrollierten duftstoffdiffusion in einem fahrzeug mittels mikrofluidik

Info

Publication number: DE102020108908A1
Application number: DE102020108908.2A
Authority: DE
Inventors: Graham Marshall
Original assignee: Motherson Innovations Co Ltd
Current assignee: Motherson Innovations Co Ltd
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2021-09-30

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Duftstoffdiffusor zur kontrollierten Diffusion eines oder mehrerer Fluide in einen Raum innerhalb eines Fahrzeugs. Insbesondere wird ein Duftstoffdiffusor (1) zum Bewirken einer kontrollierten Diffusion eines oder mehrerer Fluide in einen Raum durch mikrofluidische Techniken bereitgestellt, wobei der Duftstoffdiffusor (1) in Lüftungsschlitze eines Fahrzeug-HVAC-Systems integriert ist oder daran befestigt werden kann, wobei der Duftstoffdiffusor (1) eine Abgabestruktur (2) und ein oder mehrere Reservoire (3) umfasst, die das eine oder die mehreren Fluide enthalten und mit der Abgabestruktur (2) in Fluidverbindung stehen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Verfahren und Systeme zur Diffusion eines oder mehrerer Duftstoffe in einem Fahrzeug. In einer besonderen Ausführungsform bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Duftstoffdiffusor zum Bewirken einer kontrollierten Diffusion von einem oder mehreren Fluiden in einen Raum innerhalb eines Fahrzeugs.
Generell können sich im Fahrgastraum eines Automobils oder Fahrzeugs trotz Pflege des Fahrgastraums unangenehme Gerüche entwickeln. Zum Beispiel kann Essen oder Rauchen im Fahrgastraum des Automobils oder Fahrzeugs den unangenehmen Geruch verursachen. Dieser Geruch durch die Fenster des Automobils oder Fahrzeugs entlüftet werden. Das Entlüften des unangenehmen Geruchs durch die Fenster ist jedoch aufgrund rauer Witterungsbedingungen oder aus vielen anderen Gründen meistens nicht möglich. In manchen Fällen kann ein unangenehmer Geruch auch durch eine Klimaanlage entstehen, weil sich darin Feuchtigkeit ansammelt, die das Wachstum von Mikroorganismen ermöglicht. Die Mikroorganismen gedeihen aufgrund der Feuchtigkeit in der Lüftungsanlage und können den unangenehmen Geruch im Fahrgastraum verursachen. Für den Besitzer/Fahrer des Fahrzeugs kann es schwierig sein, die Klimaanlage regelmäßig zu reinigen, da es mühsam sein kann, die Klimaanlage jedes Mal zu demontieren und wieder zusammenzubauen.
Daher verwenden viele Menschen Systeme wie Autodüfte und ätherische Öle für Autos oder ähnliches, um die Luft im Fahrzeugraum frisch zu halten und unangenehme Gerüche zu beseitigen. Diese Systeme sind jedoch insofern unflexibel, als dass die Menge der daraus freigesetzten Duftstoffe nicht angepasst oder verändert werden kann. Auch können diese Systeme nicht für eine gleichmäßige Verteilung der Duftstoffe im Fahrzeugraum sorgen, da die Freisetzung des Duftstoffs auf die unmittelbare Umgebung des Duftstoffverteilersystems beschränkt ist. Auch können diese Systeme nicht auf bestimmte Ereignisse oder Einstellungen reagieren, die mit dem Fahrer oder einem Beifahrer zusammenhängen, wie z.B. die Müdigkeit des Fahrers.
TW M549625 beschreibt einen aus Kieselgel hergestellten Duftstoffdiffusor. Der Duftstoff wird einmal aufgetragen und nur einmal erneuert, wenn der gesamte Duftstoff diffundiert ist. Bei diesem System ist keinerlei Anpassung während der Nutzung möglich.
WO 2019/104396 beschreibt eine dekorative Vorrichtung und ein Verfahren zum Verursachen der Diffusion eines Duftstoffes, wodurch ein ästhetisch ansprechender Effekt erzeugt wird. Das System ist insbesondere für Wohnräume konzipiert.
Somit ist allgemein das Ziel der vorliegenden Erfindung, die Mängel des Standes der Technik zu überwinden und einen Duftstoffdiffusor bereitzustellen, der speziell für HVAC-Systeme in Kraftfahrzeugen verwendet werden kann, der entweder vom Fahrer/Beifahrer einstellbar ist und/oder auf bestimmte Ereignisse beim Fahren des Kraftfahrzeugs reagieren kann.
Der Gegenstand wird durch einen Duftstoffdiffusor gelöst, der eine kontrollierten Diffusion von einem oder mehreren Fluiden in einen Raum durch mikrofluidische Techniken bewirkt, wobei der Duftstoffdiffusor in Lüftungsschlitze eines Fahrzeug-HVAC-Systems integriert ist oder daran befestigt werden kann, wobei der Duftdiffusor eine Abgabestruktur und ein oder mehrere Reservoire umfasst, die das eine oder die mehreren Fluide enthalten und in Fluidverbindung mit der Abgabestruktur stehen.
Eine HVAC-Anlage (Heizung, Lüftung und Klimatisierung) ist die Technologie für den Umgebungskomfort in Fahrzeugen. Belüftung ist der Prozess des Austauschs oder Ersatzes von Luft in einem Raum, um eine hohe Raumluftqualität zu gewährleisten. Die Belüftung kann unangenehme Gerüche und übermäßige Feuchtigkeit entfernen, Außenluft einführen, die Innenraumluft zirkulieren lassen und eine Stagnation der Innenluft verhindern.
Der Duftstoff kann so gewählt werden, dass er für Menschen angenehm und/oder z.B. für Schädlinge, wie bestimmte Insekten, z. B. Mücken und Fliegen, abstoßend ist. Beispielhaft können Duftstoffe wie Wasser, Eau de Cologne, Parfüm oder Parfümextrakte, Eau de Toilette, Eau de Parfüm, wie z. B. Bourbon, Bubble Gum, Kirsche, Zimtapfel, Kokosnuss, grüner Apfel, Lavendel, Leder, Minztee, Pfirsich, Erdbeere, Wassermelone oder Ähnliches und/oder oder Parfümextrakte verwendet werden.
Die Abgabestruktur des Duftstoffdiffusors bietet eine Struktur, die einen oder mehrere Duftstoffe durch mikrofluidische Techniken bereitstellt. Mikrofluidische Techniken im Sinne der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf das Verhalten, die präzise Steuerung und die Manipulation eines oder mehrerer Fluide, die geometrisch auf einen kleinen Maßstab (typischerweise Submillimeter) beschränkt sind, bei dem die Kapillardurchdringung den Massentransport bestimmt. Jede dem Fachmann bekannte mikrofluidische Technik kann in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. In einer Ausführungsform umfasst die Abgabestruktur eine mikrofluidische Säulenstruktur, eine mikrofluidische Kanalstruktur und/oder eine mikrofluidische Kapillarstruktur. In einer Ausführungsform ist die Abgabestruktur eine mikrofluidische Säulenstruktur.
Die Abgabestruktur kann von jeder geeigneten Trägerstruktur getragen werden, wie z.B. einem Netz, einem Gitter oder einer anderen Struktur, die es der Luft aus dem HVAC-System ermöglicht, durch die Trägerstruktur zu strömen, und so die Diffusion des einen oder der mehreren Fluide in den Raum des Fahrzeugs erleichtert. Die Abgabestruktur kann auch direkt an den Lüftungsschlitzen der HVAC-Anlage angebracht oder in/an dieser integriert sein. Die Abgabestruktur kann in/an den Lüftungsschlitzen durch jedes geeignete, in der Technik bekannte Mittel integriert werden. Zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf, kann die Abgabestruktur durch Techniken wie Mikrospritzguss, Laserätzung, Fotolithografie, Säureätzung, Mikro-CNC, chemische Bearbeitung, Heißprägung, Kaltprägung oder Ähnliches oder eine Kombination der oben genannten Verfahren integriert werden.
In einer Ausführungsform umfasst die Abgabestruktur eine mikrofluidische Säulenstruktur. Die Säulen der Struktur können aus jedem geeigneten Material hergestellt werden, das sowohl die Herstellung der Säulen und/oder die Funktion der Abgabestruktur erleichtert. Die Säulen der Säulenstruktur können z.B. aus polymeren Materialien wie Polycarbonat, Acryl, Styrol, Acrylnitril, Silizium, Lithiumniobat oder Kombinationen davon hergestellt sein, sind aber nicht auf die genannten Materialien beschränkt. Die mikrofluidische Säulenstruktur kann aus gleichmäßig verteilten Säulen bestehen, die vorzugsweise durch präzise Werkzeuge hergestellt werden. Alle Säulen der mikrofluidischen Säulenstruktur haben den gleichen Durchmesser und sind gleichmäßig voneinander beabstandet. In einer Ausführungsform können die Säulen je nach ihrer Position auf der Abgabestruktur unterschiedliche Größen haben.
Die Säulen der Säulenstruktur können über die gesamte Abgabestruktur verteilt sein, vorzugsweise in einer gleichmäßigen Verteilung. In einer Ausführungsform müssen die Säulen nicht das gesamte Substrat oder die Abgabestruktur bedecken und können so angeordnet sein, dass sie geometrische oder ästhetisch ansprechende Muster bilden. Zum Beispiel können die Säulen so angeordnet sein, dass sie Logos, Formen, Wellen oder ähnliches bilden. In einer Ausführungsform können die Säulen unterschiedliche Farben oder unterschiedliche Farbintensitäten haben, um die geometrischen oder ästhetischen Muster zu verstärken. Zum Beispiel können die Säulen unterschiedliche Farben haben, damit das Firmenlogo des Fahrzeugherstellers dargestellt werden kann.
Zum Beispiel können die Säulen einen Durchmesser in einem Bereich von etwa 10 µm bis etwa 150 µm haben, wie etwa 10 µm bis etwa 120 µm, etwa 10 µm bis etwa 100 µm, etwa 20 µm bis etwa 100 µm, etwa 30 µm bis etwa 80 µm, etwa 30 µm bis etwa 50 µm oder ähnliches, sind aber nicht darauf beschränkt. In einer Ausführungsform liegt der Durchmesser im Bereich von etwa 30 µm bis etwa 50 µm.
Die Säulen sind gleichmäßig in einem Bereich von etwa 10 µm bis etwa 150 µm, etwa 10 µm bis etwa 100 µm, etwa 25 µm bis etwa 80 µm oder etwa 25 µm bis etwa 50 µm oder ähnlich voneinander beabstandet, aber nicht darauf beschränkt. In einer Ausführungsform liegt der Abstand im Bereich von etwa 25 µm bis etwa 50 µm.
Die Säulen können eine Tiefe in einem Bereich von ca. 10 µm bis ca. 150 µm, ca. 10 µm bis ca. 100 µm, ca. 25 µm bis ca. 80 µm oder ca. 30 µm bis ca. 60 µm oder ähnliches aufweisen, sind aber nicht darauf beschränkt. In einer Ausführungsform liegt die Tiefe im Bereich von etwa 30 µm bis etwa 60 µm.
Jede Kombination der vorgenannten Zahlen ist hierin enthalten.
In einer Ausführungsform kann der Duftstoffdiffusor mehr als eine Abgabestruktur umfassen, wobei die zwei oder mehr Abgabestrukturen die gleichen oder unterschiedliche mikrofluidische Säulenstrukturen, eine mikrofluidische Kanalstruktur und/oder eine mikrofluidische Kapillarstruktur aufweisen können. Zum Beispiel können in einer Ausführungsform die zwei oder mehr Abgabestrukturen unterschiedliche mikrofluidische Säulenstrukturen aufweisen, so dass der Duftstoff mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten aus der jeweiligen Abgabestruktur freigesetzt werden kann. Beispielsweise, aber nicht darauf beschränkt, kann der Duftstoffdiffusor drei Abgabestrukturen umfassen, wobei die erste Abgabestruktur Säulen mit einem Durchmesser von 50 µm und einem Abstand von 10 µm zwischen den Säulen aufweist, die zweite Abgabestruktur Säulen mit einem Durchmesser von 50 µm und einem Abstand von 25 µm zwischen den Säulen aufweist und die dritte Abgabestruktur Säulen mit einem Durchmesser von 100 µm und einem Abstand von 50 µm zwischen den Säulen aufweist. In solchen Ausführungsformen kann der erfindungsgemäße Duftstoffdiffusor jede Form haben.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Abgabestruktur angepasst, um eine oder mehrere mikrofluidische Kapillarstrukturen und/oder eine mikrofluidische Kanalstrukturen zu umfassen, die bei der Verwendung eine sich bewegende Flüssigkeit enthält, die das eine oder die mehreren Fluide des Systems ist/sind. Die Kapillare kann in einer Matrix ausgebildet sein, in oder auf oder durch eine Struktur getragen oder selbsttragend sein. Wenn sie selbsttragend ist, kann die Kapillare ein starres Rohr umfassen. Wenn sie getragen wird, kann die Kapillare ein flexibles Rohr oder ein starres Rohr umfassen. Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise Befestigungsmittel zum Befestigen des Rohrs an der Stützstruktur. Wie oben erwähnt, müssen in einer Ausführungsform die Kapillaren und Kanäle nicht immer das gesamte Substrat bedecken und können so angeordnet sein, dass sie geometrische oder ästhetisch ansprechende Muster bilden, z.B. Logos, Formen, Wellen und dergleichen.
Das Rohr hat erste und ein zweite, gegenüberliegende Enden, die für die Belegung mit einer Flüssigkeit geeignet sind, die sich vom ersten Ende zum zweiten Ende bewegt, wenn das erste Ende betriebsmäßig so angeordnet ist, dass es in Fluidverbindung mit dem Reservoir der bestimmten Flüssigkeit steht, und das zweite Ende zur Atmosphäre hin offen ist, in die mindestens ein Teil der Flüssigkeit als Dampf, Gas oder Tröpfchendispersion dispergierbar ist.
In jeder der oben genannten Ausführungsformen kann das eine oder die mehreren Fluide passiv durch Kapillarkräfte aus dem einen oder den mehreren Reservoiren zur Abgabestruktur gezogen werden. Das eine oder die mehreren Fluide können allein durch Kapillarwirkung oder in Kombination mit anderen Antriebsmitteln gezogen werden. In einer Ausführungsform werden die eine oder mehreren Flüssigkeiten beispielsweise mit Hilfe einer mikrofluidischen Pumpe, die mit dem einen oder den mehreren Reservoiren und der Abgabestruktur operativ verbunden ist, durch die Abgabestruktur gedrückt. In einer anderen Ausführungsform kann das eine oder die mehreren Fluide zur Dispersion in die Atmosphäre mittels Ultraschallschwingungsenergie angeregt werden.
Das eine oder die mehreren Reservoire können direkt und abnehmbar an der Abgabestruktur angebracht sein. In anderen Ausführungsformen befinden sich das eine oder die mehreren Reservoirs in unmittelbarer Nähe der Abgabestruktur. Das eine oder die mehreren Reservoire können auch entfernt angeordnet sein, zum Beispiel an einem Ort, der über geeignete Mittel, wie Rohre oder Ähnliches, mit der Abgabestruktur verbunden ist. Wenn die Abgabestruktur beispielsweise direkt an den Lüftungsschlitzen der HVAC-Anlage angebracht ist, können sich das eine oder die mehreren Reservoirs an einer Position in der Nähe der Lüftungsschlitze befinden. Das eine oder die mehreren Reservoirs enthalten das eine oder die mehreren Fluide, die in den Raum des Fahrzeuginnenraums diffundieren sollen. In einer Ausführungsform werden das eine oder die mehreren Fluide gleichmäßig aus dem einen oder den mehreren Reservoiren gezogen. In einer anderen Ausführungsform werden das eine oder die mehreren Fluide in unterschiedlichen Mengen aus dem einen oder den mehreren Reservoiren gezogen. In einer anderen Ausführungsform ist es möglich, die Duftstoffe und die Menge, die verbreitet werden soll, über ein Bedienfeld, das z.B. in das HVAC-System des Fahrzeugs integriert sein kann, zu ändern und/oder auszuwählen.
Der eine oder die mehreren Behälter können über eine geeignete Öffnung, z.B. einen abnehmbaren Deckel, befüllt und nachgefüllt werden. Es können auch andere Auflade- und Nachfüllmodi verwendet werden, wie z.B., aber nicht darauf beschränkt, über eine Nachfüllkartusche mit Duftstoffflüssigkeit, die durch eine seitliche Öffnung des Duftstoffdiffusors eingeführt werden kann.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Duftstoffdiffusor einen oder mehrere Interdigitalwandler. Ein Interdigitalwandler (IDT) ist eine Vorrichtung, die aus zwei ineinander greifenden kammförmigen Anordnungen von Metallelektroden (in der Art eines Reißverschlusses) besteht. Diese metallischen Elektroden sind auf der Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats, wie z.B. Quarz oder Lithiumniobat, aufgebracht, um eine periodische Struktur zu bilden. Die primäre Funktion von IDTs ist die Umwandlung von elektrischen Signalen in akustische Oberflächenwellen (SAW) durch die Erzeugung periodisch verteilter mechanischer Kräfte über einen piezoelektrischen Effekt (ein Eingangswandler). Das gleiche Prinzip wird bei der Rückwandlung von SAW in elektrische Signale angewendet (Ausgangswandler).
Der IDT kann verwendet werden, um dem erfindungsgemäßen Duftstoffdiffusor eine „Boost“-Funktion zu verleihen. Eine solche „Boost“-Funktion verbessert den Duftstoffdiffusor, da die eine oder mehrere Flüssigkeiten von der Oberfläche zerstäubt werden können, so dass z.B. der Fahrer den Duftstoffpegel bei Bedarf über einen Auslöser im HVAC-Steuerungssystem erhöhen kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der IDT mit dem elektronischen Steuergerät (ECU) des Fahrzeugs verbunden. Dies ermöglicht entweder eine automatische Aktivierung des IDT oder eine manuelle Aktivierung durch den Fahrer, z.B. durch Drücken bestimmter Tasten, die sich z.B. am Multifunktionshebel, am HVAC-Steuersystem und/oder am Multimedia-Board des Fahrzeugs befinden.
Der IDT kann an einer geeigneten Stelle des Duftstoffdiffusors positioniert werden, die vom Fachmann leicht ermittelt werden kann. Die Position wird so gewählt, dass der IDT für den jeweiligen Zweck am effizientesten genutzt werden kann. Zum Beispiel befindet sich der IDT meist in der Nähe eines Endpunktes am gegenüberliegenden Ende einer Kapillare, eines Kanals oder einer Säulenstruktur zum Tank und zur Pumpe. Dieser Endpunkt kann, muss aber nicht, eine Quelle des Duftstoff enthalten, damit größere Mengen diffundieren können. Der IDT kann sowohl bei integrierten Duftstoffdiffusoren als auch bei aufsteckbaren Duftstoffdiffusoren verwendet werden. In einer Ausführungsform wird der IDT bei integrierten Duftstoffdiffusoren verwendet.
In einer Ausführungsform wird der erfindungsgemäße Duftstoffdiffusor in oder mit den Lüftungsschlitzen eines HVAC-Systems eines Fahrzeugs integriert. Dadurch wird der aus dem Duftstoffdiffusor freizusetzende Duftstoff von der Luft transportiert, die durch die Lüftungsschlitze strömt. So können die Duftstoffe kontrolliert freigesetzt werden. Das eine oder mehrere Reservoir, das die eine oder mehrere Flüssigkeiten bereitstellt, befindet sich in unmittelbarer Nähe der Lüftungsschlitze.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der erfindungsgemäße Duftstoffdiffusor mit den obigen Merkmalen an den Lüftungsschlitzen der Fahrzeug-HVAC-Anlage anbringbar. In solchen Ausführungsformen umfasst der Duftstoffdiffusor zusätzlich zu der Abgabestruktur und dem einen oder den mehreren Behältern, die das eine oder die mehreren Fluide enthalten und in Fluidverbindung mit der Abgabestruktur stehen, Haltemittel. Bei den Haltemitteln kann es sich um beliebige Mittel handeln, die eine direkte Befestigung des Duftstoffdiffusors an den Lüftungsschlitzen ermöglichen, wie z.B. ein elastischer Clip, ein Befestigungsclip, ein Magnetclip oder ähnliches. Die Haltemittel können direkt mit dem einen oder den mehreren Reservoiren verbunden sein, wie in zu sehen ist, können aber auch an jeder anderen geeigneten Position des Duftstoffdiffusors angeordnet sein.
In solchen Ausführungsformen kann die Abgabestruktur in ein Gehäuse oder einen Behälter eingesetzt werden oder sich darin befinden, in dem sich das eine oder die mehreren Reservoire befinden. Das eine oder die mehreren Fluide in dem einen oder den mehreren Reservoiren wird/werden z.B. durch Kapillarkräfte in die Abgabestruktur gezogen.
Der (anbringbare) Duftstoffdiffusor kann genau die gleiche Form und Größe wie die Lüftungsschlitze des jeweiligen Fahrzeugs haben, so dass er die Lüftungsschlitze vollständig abdeckt. Dies sorgt sowohl für ein ästhetisches Design als auch für eine optimale Wirksamkeit des Duftstoffdiffusors. Die Luft, die durch die Lüftungsschlitze strömt, strömt auch vollständig durch den erfindungsgemäßen Duftstoffdiffusor.
Der erfindungsgemäße Duftstoffdiffusor ermöglicht eine fein gesteuerte Abgabe von Duftstoffen durch das HVAC-System des Fahrzeugs direkt aus den Lüftungsschlitzen, in denen ein konstanter Luftstrom herrscht, wodurch der Duftstoff für den Fahrer und/oder Beifahrer maximiert und die benötigte Duftmenge minimiert wird, da die Lüftungsschlitze auf den Fahrer und/oder Beifahrer gerichtet sind. Dies ermöglicht den sparsamen Einsatz und das Umschalten verschiedener Düfte auf effektive Weise.
Außerdem kann der erfindungsgemäße Duftstoffdiffusor auf bestimmte Ereignisse oder Einstellungen reagieren, die mit dem Fahrer, einem Beifahrer oder den Umgebungsbedingungen im Fahrzeug verbunden sind. Solche Ereignisse oder Einstellungen können mit Sicherheitsanforderungen und/oder der Bereitstellung eines bestimmten Komforts für den Fahrer und/oder Beifahrer verbunden sein. Wird beispielsweise die Müdigkeit des Fahrers durch das entsprechende System des Fahrzeugs erkannt, kann ein bestimmter Duftstoff verbreitet werden, der dazu beiträgt, dass der Fahrer wach und auf die Straße konzentriert bleibt. Der Duftstoffdiffusor kann auch direkt auf bestimmte Umgebungsbedingungen im Fahrzeug reagieren. So können z.B. Luftqualitätssensoren im Innenraum des Fahrzeugs regelmäßig die Bedingungen im Fahrzeug überprüfen, und wenn ein bestimmter Schwellenwert erkannt wird, werden ein oder mehrere bestimmte Duftstoffe in einem oder mehreren der Reservoirs automatisch über den Duftstoffdiffusor freigesetzt. Einstellungen oder voreingestellte Parameter, bei denen der Duftstoffdiffusor automatisch ein- oder ausgeschaltet werden kann, können, sind aber nicht darauf beschränkt, der Start des Fahrzeugmotors, das Öffnen und Schließen der Fenster, die Temperatur im Fahrzeug, die Anzahl der Passagiere im Fahrzeug (z.B. erkannt durch angelegte Anschnallgurte oder belegte Sitze), der Geräuschpegel, die Musik, die Länge der Fahrt oder ähnliches sein. Durch das automatische Ein- und Ausschalten des Duftstoffdiffusors ist es möglich, die Menge des verwendeten Duftstoffs zu optimieren, um eine optimale Verteilung des Duftstoffs im Fahrzeug zu erreichen und eine Verschwendung von Duftstoff zu vermeiden.
In einer anderen Ausführungsform kann der Duftstoffdiffusor auf der Grundlage von Messungen von Ereignissen oder Bedingungen außerhalb des Fahrzeugs ein- oder ausgeschaltet werden, wie z.B. Luftqualität, Temperatur, Lärm, Tageszeit wie morgens, nachmittags, abends, Wetterbedingungen oder ähnliches.
In einer anderen Ausführungsform ist der Duftstoffdiffusor operativ mit Systemen verbunden, die eine individuelle Anpassung der Fahrer- und/oder Beifahrereinstellungen ermöglichen. Wenn also ein bestimmter Fahrer und/oder Beifahrer in das Fahrzeug einsteigt und seine spezifischen Einstellungen aktiviert, kann ein bestimmter Duftstoff, der speziell für den Fahrer und/oder Beifahrer eingestellt und/oder angepasst ist, aus dem Duftstoffdiffusor freigesetzt werden. Solche Einstellungen können sich auf die Sitzposition (Memory-Sitzfunktion) oder Ähnliches beziehen. Solche Systeme können Teil der ECU des Fahrzeugs sein oder in diese integriert werden.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf ein Fahrzeug-HVAC-System gerichtet, das den erfindungsgemäßen Duftstoffdiffusor umfasst. In einer solchen Ausführungsform kann der Duftstoffdiffusor direkt über das HVAC-System gesteuert werden.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erörtert, wobei:

eine Darstellung verschiedener Lüftungsschlitze eines Fahrzeug-HLAC-Systems ist;
eine schematische Darstellung der verschiedenen Lüftungsschlitze in ist, in die der erfindungsgemäße Duftstoffdiffusor integriert wurde;
eine detailliertere Darstellung des eingekreisten Teils A aus ist, die zeigt, wie der Duftstoffdiffusor an den jeweiligen Lamellen der HVAC-Anlage angeordnet ist;
eine schematische Draufsicht auf den eingekreisten Teil B von ist, in der die Säulen der Abgabestruktur dargestellt sind, die sich an den jeweiligen Jalousien des HVAC-Systems befinden;
eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Duftstoffdiffusors ist, der abnehmbar an den Lüftungsschlitzen von Fahrzeugen angebracht werden kann;
eine schematische Vorderansicht des Duftstoffdiffusors aus ist;
eine weitere schematische Darstellung einer anderen Form eines aufsteckbaren erfindungsgemäßen Duftstoffdiffusors ist;
eine schematische Ansicht der Säulenstruktur der Abgabestruktur im µm-Maßstab ist,
eine schematische Ansicht einer anderen Form eines erfindungsgemäßen Duftstoffdiffusors ist, der drei verschiedene Abgabestrukturen verwendet, die auf mikrofluidischen Säulenstrukturen basieren; und
ein vereinfachtes Schema ist, das den Anschluss des IDT des erfindungsgemäßen Duftauslasses an die ECU des Fahrzeugs zeigt.

zeigt verschiedene Lüftungsschlitze eines Fahrzeug-HVAC-Systems. Die Lüftungsschlitze können eine runde Form, eine Trapezform oder eine andere, vom Armaturenbrett des Fahrzeugs abhängige Form haben. zeigt schematisch die Integration des erfindungsgemäßen Duftstoffdiffusors (1) direkt in oder an den jeweiligen Lüftungsschlitzen (das oder die Reservoire sind nicht dargestellt). Eine detailliertere Ansicht dieser Integration kann der entnommen werden, die dem eingekreisten Teil A der entspricht. Diese Nahansicht der Lüftungsschlitze zeigt, dass die Abgabestruktur (2) des Duftstoffdiffusors (1) (in dieser Ausführungsform grau dargestellt) sich direkt auf dem jeweiligen Schlitz befindet und mit dem einen oder den mehreren Reservoiren (3; nicht dargestellt) verbunden ist. Das eine oder die mehreren Reservoire (3) können sich hinter den Lüftungsschlitzen oder an einem entfernten Ort befinden, der über geeignete Mittel, wie Rohre oder ähnliches, mit der Abgabestruktur verbunden ist. ist eine schematische Draufsicht auf den eingekreisten Teil B von und zeigt die Säulen der Abgabestruktur, die sich an den jeweiligen Lüftungsschlitzen der HVAC-Anlage befinden. Wie aus 1D ersichtlich ist, bildet in dieser Ausführungsform eine mikrofluidische Säulenstruktur die Abgabestruktur (2). Die Säulen (6), die sich auf einer Trägerstruktur (8) befinden, haben alle die gleiche Größe und Form und sind gleichmäßig voneinander beabstandet. Exemplarisch befindet sich an einem Ende der Säulen ein IDT (7). Der IDT kann sich auf jeder Säule befinden (aus Gründen der Übersichtlichkeit in nicht dargestellt) oder nur auf einer begrenzten Anzahl der Säulen.
Die 2A bis 2C sind schematische Ansichten von erfindungsgemäßen Duftstoffdiffusoren (1) unterschiedlicher Bauart, die direkt an den Fahrzeuglüftungsschlitzen einer HVAC-Anlage anbringbar sind. 2A zeigt eine Seitenansicht eines solchen aufsteckbaren Duftstoffdiffusors (1). Die Abgabestruktur (2) hat ein Netzmuster, um den Luftstrom zu ermöglichen, und eine mikrofluidische Säulenstruktur auf der restlichen Oberfläche. Das untere Ende der Abgabestruktur (2) wird in einen Behälter eingesetzt, der das eine oder die mehreren Reservoire (3) mit dem oder den Duftstoffen umfasst. In diesem Beispiel bewegen sich die Duftstoffe aus dem einen oder den mehreren Reservoiren über Kapillarkräfte in die Abgabestrukturen. Die Duftstoffe können über eine Reservoiröffnung (9) in das eine oder die mehreren Reservoire nachgefüllt werden. Am Behälter ist ein Befestigungsmittel (4) in Form eines Clips angebracht, das eine direkte Befestigung des Duftauslasses (1) am jeweiligen Lüftungsgitter ermöglicht. ist eine Vorderansicht des Duftstoffdiffusors aus . In dieser Ansicht sind die Säulen (6) der Abgabestrutur zu sehen. Die Säulen sind regelmäßig angeordnet, so dass eine gleichmäßige Verteilung des Duftstoffs erreicht werden kann. 2C ist eine weitere schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform eines anbringbaren erfindungsgemäßen Duftstoffdiffusors. Der Duftstoffdiffusor (1), d.h. die Form der Abgabestruktur entspricht der Kreisform des jeweiligen Lüftungsgitters des Fahrzeugs. Die Abgabestruktur (2) des Dufststoffdiffusors (1) ist in dieser Ausführungsform lamellenförmig angeordnet, wobei sich z.B. die Säulen (6) auf den Lamellen befinden. Die aus den Lüftungsschlitzen austretende Luft strömt an den Lamellen der Abgabestruktur (2) vorbei und verteilt den einen oder die mehreren Duftstoffe.
ist eine schematische Ansicht der Säulenstruktur der Abgabestruktur (2) im µm-Maßstab. In dieser Ausführungsform befinden sich die kreisförmigen Säulen (6) auf der Trägerstruktur (8), haben die gleiche Größe und sind gleichmäßig voneinander beabstandet. In dieser Ausführungsform haben die Säulen (6) einen Durchmesser von 32 µm, eine Länge von 52 µm und sind 64 µm voneinander entfernt. An dem einen Ende der Säulen (6) befindet sich ein IDT (7) (aus Gründen der Übersichtlichkeit ist nur ein IDT (7) dargestellt).
4 ist eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Duftstoffdiffusors (1), der drei verschiedene Abgabestrukturen (2) auf der Basis von mikrofluidischen Säulenstrukturen verwendet. In dieser Ausführungsform ist der Duftstoffdiffusor (1) so geformt, dass drei verschiedene Abgabestrukturen (2) vorgesehen sind. Jede Abgabestruktur hat unterschiedlich große Säulen (6) und ist im Vergleich zu den anderen Abgabestrukturen (2) unterschiedlich beabstandet. In dieser Ausführungsform können unterschiedliche Geschwindigkeiten des Duftstoffs aus den jeweiligen Abgabestrukturen (2) des Duftstoffdiffusors (1) erreicht werden.
ist ein vereinfachtes Schema, das die Verbindung des Duftstoffdiffusors (1) mit der ECU (10) des Fahrzeugs zeigt. Hier ist die Verbindung speziell zwischen dem IDT (7) und der ECU (10), aber die Verbindung kann auch z.B. zwischen der Pumpe (nicht dargestellt) des Duftstoffdiffusors (1) und der ECU (10) bestehen.
Der Fachmann wird verstehen, dass die Offenbarung in ihrer Verwendung nicht auf die beschriebene(n) Anwendung(en) beschränkt ist. Ebenso wenig ist die vorliegende Offenbarung in ihrer bevorzugten Ausführungsform im Hinblick auf die hierin beschriebenen oder abgebildeten besonderen Elemente und/oder Merkmale eingeschränkt. Es wird anerkannt, dass die Offenbarung nicht auf die offenbarte(n) Ausführungsform(en) beschränkt ist, sondern zahlreiche Umgestaltungen, Modifikationen und Substitutionen zulässt, ohne vom Umfang abzuweichen, wie er durch die folgenden Ansprüche dargelegt und definiert ist. Es wird daher deutlich, dass es andere Variationen und Modifikationen der hier beschriebenen Zusammensetzungen geben kann, die ebenfalls in den Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung fallen.
Bezugszeichenliste

1 -: Duftstoffdiffusor
2 -: Abgabestruktur
3 -: Behälter
4 -: Haltemittel
5 -: Lüftungsschlitz
6 -: Säule(n)
7 -: IDT
8 -: Trägerstruktur
9 -: Reservoiröffnung
10 -: ECU

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

TW M549625 [0004]
WO 2019/104396 [0005]

Claims

Duftstoffdiffusor (1) zum Bewirken einer kontrollierten Diffusion von einem oder mehreren Fluiden in einen Raum durch mikrofluidische Techniken, wobei der Duftstoffdiffusor (1) in Lüftungsschlitze eines Fahrzeug-HVAC-Systems integriert ist oder daran befestigt werden kann, wobei der Duftstoffdiffusor (1) eine Abgabestruktur (2) und ein oder mehrere Reservoire (3) umfasst, die das eine oder die mehreren Fluide enthalten und in Fluidverbindung mit der Abgabestruktur (2) stehen.
Duftstoffdiffusor (1) nach Anspruch 1, wobei die Abgabestruktur (2) eine mikrofluidische Säulenstruktur, eine mikrofluidische Kanalstruktur und/oder eine mikrofluidische Kapillarstruktur umfasst.
Duftstoffdiffusor (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Abgabestruktur (2) von einer netzartigen Struktur getragen wird.
Duftstoffdiffusor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die mikrofluidische Säulenstruktur gleichmäßig verteilte Säulen und eine Trägerstruktur zum Halten der mikrofluidischen Säulen umfasst.
Duftstoffdiffusor (1) nach Anspruch 4, wobei die Säulen einen Durchmesser in einem Bereich von etwa 10 µm bis etwa 150 µm haben und in einem Bereich von etwa 10 µm bis etwa 150 µm gleichmäßig beabstandet sind.
Duftstoffdiffusor (1) nach Anspruch 5, wobei die Säulen einen Durchmesser in einem Bereich von etwa 30 µm bis etwa 50 µm aufweisen.
Duftstoffdiffusor (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Abstand zwischen den Säulen in einem Bereich von etwa 10 µm bis etwa 100 µm liegt.
Duftstoffdiffusor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Duftstoffdiffusor (1) des Weiteren einen oder mehrere Interdigitalwandler umfasst.
Duftstoffdiffusor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das eine oder die mehreren Fluide passiv aus dem einen oder den mehreren Reservoiren (3) zu und/oder innerhalb der Abgabestruktur (2) gezogen wird.
Duftstoffdiffusor (1) nach Anspruch 9, wobei das eine oder die mehreren Fluide durch Kapillarwirkung angesaugt wird.
Duftstoffdiffusor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das eine oder die mehreren Fluide mittels einer mikrofluidischen Pumpe, die mit dem einen oder den mehreren Reservoiren (3) und der Abgabestruktur (2) in Wirkverbindung steht, durch die Abgabestruktur (2) gepumpt wird.
Duftstoffdiffusor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Duftstoffdiffusor (1) über eine oder mehrere Haltevorrichtungen abnehmbar an den Lüftungsschlitzen befestigbar ist.
Duftstoffdiffusor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Abgabesystem (2) operativ mit Systemen, die die Ermüdung des Fahrers kontrollieren und darauf reagieren, Systemen, die eine Anpassung der Einstellungen des Fahrers und/oder der Passagiere, der Umgebungsbedingungen oder der voreingestellten Parameter ermöglichen, verbunden ist.
Duftstoffdiffusor (1) nach Anspruch 13, wobei die voreingestellten Parameter aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus dem Start des Fahrzeugmotors, dem Öffnen und Schließen von Fenstern, der Temperatur innerhalb des Fahrzeugs, der Anzahl der Passagiere innerhalb des Fahrzeugs, dem Schallpegel, der Musik und/oder der Länge der Fahrt besteht.
Autoklimaanlage mit dem Duftstoffdiffusor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.