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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft wandmontierbare, elektrisch aktivierte
(Aus-)Räuchervorrichtungen.
Sie stellt Vorrichtungen mit verbesserter elektrischer Wirksamkeit
und Schutzabschaltung bereit.
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Es
sind Vorrichtungen zum Ausräuchern
umschlossener Bereiche (bspw. Zimmer in einem Haus) durch Freisetzen
eines Räuchermittels
(bspw. typischerweise eines Insektizids oder Duftstoffs) beim Aufbringen
von Wärme
bekannt. Wie in der
US 5 796 914 offenbart,
weisen einige dieser Vorrichtungen einen Wegwerf-Kanister, der das
Räuchermittel
enthält,
sowie ein unter dem Räuchermittel
angeordnetes elektrisches Heizelement auf. Aktiviert erzeugt die
Vorrichtung einen Nebel, der ausgetrieben wird, um ein Zimmer od.
dergl. auszuräuchern.
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Vor
dem Aufbringen von Wärme
hat das Räuchermittel
typischerweise eine feste Form. Bei Erwärmung verwandelt es sich zunächst zu
einem viskosen Gel und bei weiterer Erwärmung zu Nebel.
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Die
US 3 872 280 zeigt ein Beispiel
eines elektrisch beheizten Verdampfers, der direkt in eine Steckdose
steckbar ist. Die
US 4 687 904 ,
US 4 777 345 und
US 4 780 286 zeigen Beispiele
von elektrisch aktivierten Räuchervorrichtungen,
bei denen elektrischer Strom dazu dient, eine Insektizid- Charge freizusetzen,
um ein Zimmer zu räuchern,
Diese letzteren Vorrichtungen schalten sich dann selbst oder sonstwie
ab, wie unten beschrieben.
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Bspw.
arbeitet die Vorrichtung der
US
4 687 904 mit einem keramischen Kaltleiter bzw. PTC-Heizelement,
um die Nebelbildung einzuleiten. Mit fortschreitender Verflüchtigung
des Insektizids öffnet
ein Zuleitungsdraht und unterbricht damit den elektrischen Stromkreis,
der zur Speisung des PTC-Heizelements
nötig ist.
Der Zuleitungs-Schmelzdraht ist in den Kanister so eingebaut, dass
der Außenteil
der Vorrichtung mehrfach benutzbar ist, indem man einen neuen Kanister
mit einer neuen Insektizid-Charge und einem neuen Schmelzdraht einsetzt.
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Die
US 4 777 345 arbeitet ähnlich mit
dem Schmelzen einer in einem Austauschbehälter enthaltenen elektrischen
Zuleitung, als Mittel, eine Räuchereinrichtung
abzuschalten. Hier ist der im Kanister schmelzbare Draht jedoch
ein Widerstands-, kein separates PTC-Heizelement.
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In
der
US 4 780 286 dient
ein PTC-Heizelement zum Aktivieren einer Charge in einem Wegwerfkanister.
Die Reaktionswärme
führt jedoch
nicht zum Schmelzen eines Zuleitungsdrahts. Vielmehr wird ein Verbinder
aus einem eutektischen Metall geschmolzen, dessen Verlust den Stromkreis
zum PTC-Heizelement öffnet.
Andere interessierende Vorrichtungen sind in den US-Patenten 5 402 517,
5 095 647, 4 425 302 und 2 513 919 beschrieben.
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Während die
genannten Vorrichtungen und insbesondere die der
US 5 796 914 zur Insektenbekämpfung (oder
zum sonstigen Verteilen von flüchtigen
Stoffen wie Duftstoffen und Desinfektionsmitteln) in geschlossenen
Räumen
wirksam eingesetzt wurden, besteht nach wie vor der Wunsch, die
vom Heizelement erzeugte Wärme
auf eine bestimmte Stelle nahe dem erwärmten Stoff zu konzentrieren,
ohne das Gehäuse
wesentlich zu erwärmen.
Weiterhin will man in der Art und Weise, wie die Räuchervorrichtung
nach dem Anlauf abschaltet (um ein Überhitzen zu vermeiden), Redundanz
erzeugen und ein Auslaufen der Vorrichtung verhindern, falls sie
umgekehrt in die Wandsteckdose eingesteckt wird.
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Die
US 4 780 286 , die den Oberbegriffen
der Ansprüche
1 und 14 zu Grunde liegt, zeigt eine Räuchervorrichtung mit einem
eutektischen thermischen Ausschalter. Die Vorrichtung enthält einen
Behälter zur
Aufnahme eines wärmeaktivierbaren
Räuchermittels.
Der Behälter
enthält
in der Bodenfläche
eine abwärts
offene Vertiefung mit einem Kolben, den ein eutektischer Metallzapfen
um eine kurze Strecke aus der Bodenfläche der Vertiefung hinaus vorstehend hält. Eine
Feder im Fuß der
Vorrichtung drückt
den Kolben aufwärts
und trägt
auch einen Kontakt eines elektrischen Ausschalters, den sie im EIN-Zustand hält. Der
Schalter ist Teil eines elektrischen Stromkreises mit einem Heizelement,
das unter dem Räuchermittel
sitzt. Ist die Vorrichtung in eine elektrische Stromquelle gesteckt,
erwärmt
das Heizelement das Räuchermittel,
das dann stark exotherm reagiert, so dass der eutektische Metallzapfen über seinen Schmelzpunkt
hinaus erhitzt wird. Die Feder kann nun den Kolben nach oben drücken, so
dass der Kontakt im Schalter öffnet
und die elektrische Stromversorgung abgetrennt wird. So kann das
Heizelement nach dem Aktivieren des Räuchermittels nicht weiter arbeiten,
was sonst eine Brandgefahr darstellen würde.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung schafft eine elektrische Räuchervorrichtung, wie sie im
Anspruch 1 definiert ist. In einer Ausführungsform wird eine Vorrichtung
mit einem äußeren Gehäuse, einem
elektrischen Stecker, der vom Gehäuse vorsteht, und einem im
Gehäuse angeordneten
Gefäß bereit
gestellt. Das Gefäß hat eine
Mündung,
die sich zur Atmosphäre öffnen kann, sowie
eine nach außen
offene Vertiefung bzw. Ausnehmung im Unterteil einer Gefäßwandung,
wobei das Gefäß ein wärmeaktivierbares
Räuchermittel enthält. Ein
Heizelement ist mindestens teilweise im Gefäß angeordnet, um das wärmeaktivierbare
Räuchermittel
mit über
den elektrischen Stecker eingespeistem elektrischem Strom zu erwärmen.
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Es
liegt ein eutektisches Wärmeabschaltelement
(TCO) vor, das, wenn aktiviert, das Heizelement bei einer vorbestimmten
Temperatur ausschaltet; die nach außen offene Vertiefung ist vorzugsweise
abwärts
offen. Zusätzlich
kann das Heizelement vorzugsweise selbst einen offenen Stromkreis
herstellen, wenn das Heizelement eine vorbestimmte Temperatur erreicht
(falls das TCO nicht schon reagiert hat).
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Bei
umgekehrt eingesteckter Räuchervorrichtung
bewirkt das TCO eine Selbstabschaltung, bevor Wirkstoff aus dem
Gefäß ausgegeben
wird. Dies ist der Fall, weil das – vorzugsweise aus Stahl gefertigte – Gehäuse die
Wärme aus
dem Heizelement lange genug nahe dem Gefäß hält, um den Ausschalter auszulösen, anstatt
sie sofort entlang des Gefäßes auf
das Räuchermittel
zu übertragen, das
in der umgekehrten Einstecklage vom Heizelement entfernt liegt (wie
es bei Aluminium der Fall wäre).
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Die
Ränder
des Gefäßes können um
das Heizelement gebördelt
sein, um dieses im Gefäß zu halten;
die Gefäßwandungen
können
aus verzinntem Stahl von 0,25 mm bis 0,5 mm (vorzugsweise 0,35 mm)
Dicke bestehen. Das in das Gefäß eingesetzte Heizelement
kann ein Widerstands-Heizelement sein, das ausgelegt ist, nach dem
Erwärmen
auf eine gewählte
Temperatur zu öffnen
(und dann nicht weiter zu arbeiten). Bspw. kann es sich um ein Widerstandsfolienelement
in einem Keramikblock handeln.
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Das
Räuchermittel
ist vorzugsweise ein Insektenbekämpfungsmittel
(bspw. ein Insektizid, ein Insekten vertreibendes oder ein deren
Wachstum beeinflussendes Mittel), ein Duftstoff und/oder ein Desinfektionsmittel.
Meistbevorzugt ist Permethrin. Eine breite Vielfalt von synthetischen
und natürlich
vorkommenden Insektiziden ist jedoch ebenfalls geeignet.
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Nach
einem anderen Aspekt schafft die Erfindung ein Verfahren zum Räuchern eines
Bereichs, wie es im Anspruch 11 unten definiert ist. Man stellt eine
Vorrichtung der genannten Art bereit, steckt sie in eine Steckdose
und erlaubt der Elektrizität
aus der Steckdose, das Räuchermittel
auszutreiben. Ein weiterer Schritt beinhaltet das Abschalten des
Heizelements, wenn die Temperatur zwischen dem Gefäß und dem äußeren Gehäuse einen
Abschaltwert übersteigt.
Nach einem besonders bevorzugten Verfahren weist die eingesetzte
Vorrichtung eine redundante zweite Temperaturabschaltung auf.
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Nach
einer noch anderen Form stellt die Erfindung ein Verfahren zum Aufbauen
einer solchen Räuchervorrichtung
bereit, wie es im Anspruch 14 definiert ist. Hierzu wird ein Gefäß mit einer
offenen Mündung
an einem ersten distalen Ende und einer abwärts weisenden Vertiefung in
einem zweiten distalen Ende vorgesehen. Die abwärts weisende Vertiefung hat
einen ersten und einen zweiten Rand, die einander gegenüber liegen.
In die abwärts
weisende Vertiefung setzt man ein Heizelement ein, das oben einen
Flansch aufweist, biegt die gegenüber liegenden Ränder der
abwärts
weisenden Vertiefung unter den Flansch des Heizelements und bringt
ein Räuchermittel
in das Gefäß ein. Dann
verschließt
man die Mündung
des Gefäßes mit
einem Deckel und verbindet das Heizelement elektrisch mit einem
Stecker.
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Das
Gefäß enthält eine
Charge einer wärmeaktivierbaren
Chemikalie vorzugsweise in Form von Pellets aus sowohl einem Wirkstoff
als auch einem Treibmittel zum Austreiben des Wirkstoffs aus dem Gefäß durch
eine selbstunterhaltende chemische Reaktion. Das Treibmittel kann
verbrennen oder kann ein wärmeaktivierbares,
aber nicht brennbares Treibmittel sein wie Azodicarbonamid.
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Die
Mündung
des Gefäßes ist
mit einem Deckel aus einem Werkstoff verschließbar, der für Wasser und atmosphärische Gase
undurchlässig
genug ist, um den Chemikalieninhalt zu schützen, sich aber vom Treibmittel öffnen lässt, um
Räuchermittel
an der Gefäßmündung freizusetzen.
Hierzu kann der Deckel so ausgeführt
sein, dass er bersten, schmelzen oder sonstwie das Räuchermittel
ansprechend auf die Temperatur oder den Druck des Treibmittels freisetzen
kann.
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Beim
Heizelement handelt es sich vorzugsweise um ein Widerstandselement,
das bei Erwärmung
auf eine gewählte
Temperatur aufreißt
oder sonstwie die Kontinuität
verliert und so den elektrischen Stromfluss durch die Räuchervorrichtung
unterbricht. Dem Fachmann sind unterschiedliche Widerstandsheizelemente
bekannt – einschließlich solcher
aus einer Schleife oder Spule aus Widerstandsdraht. Eine andere
alternative Heizeinrichtung ist ein Kaltleiter-Heizelement, auch
als PTC-Widerstandselement bezeichnet. Ein Kaltleiter-Element kann
selbstabschaltend ausgeführt
werden, indem man seine Kapazität
so wählt,
dass er bei Erreichen einer Solltemperatur ausbrennt und so seinen
Stromkreis öffnet.
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Das
meistbevorzugte Heizelement ist ein keramisch gekapseltes Widerstandsfolienelement.
Andere Widerstandselemente liegen jedoch ebenfalls im Umfang der
Erfindung, einschließlich
Drahtwiderstände,
Folienheizelemente, leitfähige
Widerstandsmuster, die auf ein Substrat aufgedruckt, in es eingeätzt oder
dort sonstwie fixiert sind, und dergleichen.
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Zusätzlich zu
Heizelementen, die brechen oder sich selbst aufbrauchen, lässt sich
ein Wärmeausschalter
(TCO) anwenden, bei dem der Stromfluss durch die Räuchervorrichtung
beim Erreichen einer gewählten
Höchsttemperatur
unterbrochen wird. Bei dem TCO kann es sich um eine eutektische Ausführung handeln,
die beim Erreichen einer Solltemperatur funktionsunfähig wird.
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Die
Erfindung schafft daher eine elektrische Räuchervorrichtung, die Wärme effizient
ausnutzt (da das Heizelement die Wärme direkt durch den Oberteil
und die Seitenwände
auf das Gefäß überträgt), die
das Risiko einer Beheizung des Räuchermittels reduziert,
wenn die Vorrichtung umgekehrt eingesteckt wird (da in Folge der
Werkstoffauswahl und der Anordnung des Heiz elements der Sicherheitsausschalter – in diesem
Fall der TCO – vor
dem Räucherbeginn
aktiviert wird), die die Wahrscheinlichkeit eines Überhitzens
des äußeren Gehäuses verringert (in
Folge der redundanten Wärmeabschalter)
und der verhältnismäßig einfach
zu montieren ist. Weiterhin kann eine sorgfältige Auswahl des Heizelements
und des eutektischen Ausschalters die Vorrichtung in einem breiten
Bereich von Spannungen bei gleichförmigem Ausschaltverhalten einsetzbar
machen.
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Die
vorgehend genannten und andere Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der folgenden Beschreibung. In dieser wird auf die beigefügten Zeichnungen
Bezug genommen, die einen Teil derselben bilden und die zur Erläuterung,
nicht zur Einschränkung
der Erfindung eine bevorzugte Ausführung derselben zeigen. Diese
Ausführungsform
entspricht nicht unbedingt dem vollen Umfang der Erfindung. Daher
wird zur Bewertung des Erfindungsumfangs auf die Ansprüche verwiesen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
als Perspektive eine erfindungsgemäße elektrische Räuchervorrichtung;
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2 ist
ein Teilschnitt in der Ebene 2-2 der 1;
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3 ist
eine Draufsicht des Gefäßteils der 1 ohne
den Verschluss;
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4 ist
ein teilweise als Sprengansicht ausgeführter Schnitt durch das Gefäß der 3 allgemein
in der Ebene 4-4 der 3;
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5 ist
eine Darstellung ähnlich
der 4, aber nach dem Einsetzen des Heizelements und
Umbiegen der Ränder
der Vertiefung; und
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6 ist
ein Schnitt durch den Heizelementteil der 2.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Die 1 und 2 zeigen
eine erfindungsgemäß aufgebaute,
elektrisch aktivierbare Räuchervorrichtung 10.
Ein Gefäß 12 enthält eine
Charge 14 eines durch Wärme
aktivierbaren chemischen Räuchermittels,
und es sind ein Heizelement 18, ein eutektischer Wärmeabschalter 24 und
ein Stecker 16 vorgesehen. Die Charge 14 wird
elektrisch erwärmt, indem
man den Stecker in eine Standard-Steckdose steckt, die das Heizelement
mit 120 V Wechselspannung speist. Das Gefäß 12, das Heizelement 18 und der
eutektische Wärmeausschalter 24 sind
in ein äußeres Gehäuse 26 eingeschlossen.
Eine Lüftungsöffnung 28 kann
vorgesehen sein.
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Die
Charge 14 der wärmeaktivierbaren
Chemikalie enthält
vorzugsweise einen Wirkstoff und ein Treibmittel zum Austreiben
des Wirkstoffs aus dem Gefäß durch
eine sich selbst erhaltende chemische Reaktion. Das Treibmittel
kann verbrennen oder ist vorzugsweise ein wärmeaktivierbares, aber nicht
verbrennendes Treibmittel wie Azodicarbonamid. In einer bevorzugten
Ausführungsform
weist die wärmeaktivierte
Charge 14 ein Insektizid (Permethrin), Stärke und
einen Duftstoff auf, wobei die Charge als zylindrische Pellets mit
5/32'' Durchmesser und
1/4'' bis 1/8'' Länge
vorliegt.
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Alternative
Treibmittel sind dem Fachmann bekannt. Obgleich weiterhin die Chemikaliencharge vorzugsweise
in Pelletform vorliegt, sind andere Formen – Körner oder Perlen – ebenfalls
anwendbar.
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An
einem ersten distalen Ende des Gefäßes 12 befindet sich
eine offene Mündung 20,
durch die die wärmeaktivierte
Chemikalie 14 sich an die Atmosphäre freisetzen lässt. Die
Mündung 20 ist
mit einem Deckel 22 vorzugsweise aus einem Werkstoff verschlossen,
der für
Wasser und atmosphärische
Gase undurchlässig
genug ist, um die Charge 14 bei der Lagerung zu schützen, sich
aber vom Treibmittel öffnen
lässt,
um an der Gefäßmündung 12 das
Räu chermittel
freizusetzen. Hierzu kann der Deckel berst- oder schmelzbar oder
sonstwie in der Lage sein, Räuchermittel
ansprechend auf die Temperatur oder dem Druck freizusetzen, die
bzw. den das Treibmittel erzeugt.
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Das
Gefäß 12 weist
weiterhin eine abweisende oder sonstwie auswärts weisende offene Ausnehmung
bzw. Vertiefung 30 auf, die zur Aufnahme des Heizelements 18 gestaltet
und bemessen ist. Wie am besten in der 4 zu sehen,
weist die Vertiefung 30 einen ersten und einen zweiten
abwärts
verlaufenden Rand 32, 34 auf, die einander gegenüber liegen und
von gegenüberliegenden
Seiten der Vertiefung 30 vertikal abwärts verlaufen. Die Lippen 32, 34 lassen
sich durch Druck aus dem Gefäßinneren
(vergl. 5) so umbördeln, das eine Halterung für das Heizelement
entsteht, die dieses größtenteils
umgreift. Dadurch wird die vom Heizelement 18 erzeugte
Wärme gezielt
auf den wärmeaktivierbaren
Wirkstoff 14 im Gefäß 12 gerichtet.
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Das
Gefäß 12 ist
aus einem Werkstoff mit niedrigerer Wärmeleitfähigkeit als die von in herkömmlichen
Verneblern verwendeten Standard-Aluminiumbechern gefertigt. So kann
die auf das Gefäß 12 gerichtete
Wärme länger an
der aktivierbaren Charge 14 wirken. Bspw. kann das Gefäß 12 Wandungen
aus verzinntem Stahl und 0,35 mm Dicke aufweisen. Andere geeignete
Werkstoffe können
bestimmte andere Metalle, Keramiken, temperaturbeständige Kunststoffe
sowie Glas sein.
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Wie
die 2 und auch die 6 zeigt, weist
das Heizelement 18 einen Widerstand 19 auf, der
in einen Keramikblock 41 eingekapselt ist. Der Keramikblock 41 hat
einen rechteckigen Basisteil und einen oberen Flansch 42,
der so bemessen ist, dass die abwärts offene Vertiefung 30 des
Gefäßes 12 ihn
dicht passend aufnehmen kann. Der Flansch 42 hat zwei gegenüberliegende
Ränder 38, 40,
die horizontal über
den Basisteil hinaus vorstehen und von den Gefäßrändern 32, 34 in
der Solllage halterbar sind.
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Der
Widerstand 19 ist vorzugsweise ein Metallschichtwiderstand,
der die zum Aktivieren des Wirkstoffs 14 erforderliche
Temperatur erzeugt und seinen Stromkreis öffnet, sobald die Temperatur
eine vorbestimmte Höhe
erreicht, so dass die Erwärmung zum
Stillstand kommt. Ist der wärmeaktivierbare
chemische Wirkstoff Azodicarbonamid, ist das Heizelement 18 so
wählbar,
dass es eine Mindesttemperatur von 250 °C auf der Innenseite des Gefäßbodens 12 erzeugt,
diese Mindesttemperatur 30 s lang beibehält und dann selbst öffnet, falls
der eutektische Wärmeausschalter 24 nicht
ausschaltet, wie unten beschrieben. Ein bevorzugter Widerstand,
den die Fa. Royal Electric Fty. Co., Ltd., herstellt, hat einen
Widerstandswert von 600 Ω ± 5 % und
arbeitet über
einen Bereich von Netzspannungen von 120 V ± 10 %.
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Wie
sich experimentell erwiesen hat, öffnet der gewählte Metallschichtwiderstand
bei Temperaturen und Strömen ähnlich denen,
die einen Wärmeabschalter
(TCO) 24 auslösen.
Der Metallfilmwiderstand bietet daher eine verhältnismäßig schnelle Sicherung für den TCO 24.
Da weiterhin das Heizelement 18 auf dem Gefäß 12 angeordnet
und in der Solllage verbördelt
ist, ist seine Lage stabil; die Gefahr einer Berührung des Kunststoffgehäuses besteht
nicht.
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Zwar
ist zur bevorzugten Ausführungsform des
Heizelements 18 ein in einem quaderförmigen Keramikblock verkapselter
Metallschichtwiderstand beschrieben; es lassen sich aber auch andere,
nicht erneuerbare Widerstandsheizelemente einsetzen. Hierbei kann
es sich u.a. um Drahtwickel und Kaltleiter handeln, die ausbrennen
oder öffnen,
wenn eine vorbestimmte Temperatur erreicht ist. Andere geeignete
Widerstände
sind dem Durchschnittsfachmann vertraut.
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Wie
die 2 weiter zeigt, ist das Heizelement 18 elektrisch
in Reihe mit dem Stecker 16 und dem eutektischen Wärmeabschalter 24 geschaltet. Letzteres öffnet thermisch
bei einer vorbestimmten Temperatur und verhindert so ein Überhitzen
des äußeren Gehäuses. Der
eutektische Wärmeausschalter 24 arbeitet
als primärer
Wärmeschutz,
während das
Heizelement 18 eine sekundäre Wärmesicherung darstellt, falls
der eutektische Wärmeausschalter 24 nicht öffnet.
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Der
eutektische Ausschalter 24 liegt elektrisch in Reihe zwischen
dem Heizelement 18 und dem Stecker 16. Er hat
eine erste Zuleitung 25, die mit einem Kontaktmesser des
Steckers 16 verbunden ist, sowie eine zweite Zuleitung 27,
die zum Heizelement 18 führt. Um eine hoch reproduzierbare Ausschalttemperatur
sicherzustellen, ist die Länge der
Zuleitungen 25, 27 so berechnet, dass dem Ausschalter 24 ein
bekannter Widerstandswert hinzugefügt wird.
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Ein
geeigneter eutektischer Wärmeausschalter 24,
dessen Arbeitstemperatur 169 °C
beträgt,
wird von den Fa. Anzen Dengu Co., Ltd. mit der Teilenummer v169
geliefert. Seine 0,58 mm dicken Zuleitungen bestehen aus verzinntem
bzw. lotbeschichtetem Kupfer. Der Abschalter ist auf 250 V Arbeitsspannung
und 2 A Arbeitsstrom ausgelegt.
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Um
den Stromkreis bei der Nenn-Ausschalttemperatur von 169 °C wirksam
zu öffnen,
hat sich die Vorzugslänge
der Zuleitung 27 im Wesentlichen zu 31 mm ergeben.
Die Zuleitung 27 fügt
dem eutektischen Wärmeausschalter
ein zusätzliches
thermisches Widerstandselement hinzu und ermöglicht auch das Anordnen des
Wärmeausschalters 24 in
einem gewählten
Abstand zum Heizelement 18, so dass der TCO 24 nicht
in Folge der Wärme
aus dem Heizelement 18 Wärme zu früh auslösen kann. Wie ersichtlich,
hängt die
gewählte
Länge von
einer Anzahl unterschiedlicher Faktoren ab – einschl. dem gewählten TCO,
dem Werkstoff und dem Aufbau der Zuleitungen, dem Heizelement und
dem gewählten Verfahren
zum Verbinden der Zuleitungen mit anderen Systembauteilen. Bspw.
stehen zwar auch andere geeignete eutektische Wärmeausschalter 24 zur Verfügung – bspw.
von der Fa. Uchihashi Estec Co., Ltd., und der Fa. Joint Force Metal
Research Co. – und
bieten eine präzise Ausschalttemperatur;
trotzdem sollte die Länge
der Zuleitung für
den Einsatz mit diesen TCOs jeweils individuell berechnet werden.
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Weiterhin
können
bauliche Unterschiede – bspw.
die Verwendung von Lötungen
oder anderen Verbindungstechniken an Stelle einer Bördelung oder
der Einsatz anderer Werkstoffe für
die Steckerkontakte – die
Auslösetemperatur
beeinflussen. Daher muss beim Einsatz anderer Werkstoffe die Zuleitungslänge u.U.
nachjustiert werden.
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Die 3–5 zeigen
nun die Anordnung des Heizelements 18 in der abwärts weisenden
Ausnehmung bzw. Vertiefung 30 des Gefäßes 12. Das Heizelement 18 wird
anfänglich
in die abwärts
offene Vertiefung 30 so eingesetzt, dass der Flansch 42 am Boden
des Gefäßes 12 anliegt.
Danach wird ein Bördelwerkzeug
(nicht gezeigt) durch die Mündung 20 des
Gefäßes 12 eingeführt. Das
Bördelwerkzeug wird
an die Ränder 32, 34 angesetzt,
um diese um die Ränder 38, 40 des
Flansches 42 zu bördeln,
so dass die Ränder 32, 34 eine
Halterung bilden, die das Heizelement 18 in der abwärts offenen
Vertiefung 30 hält,
wie in 5 gezeigt.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt, wird im Betrieb die
elektrisch aktivierte Räuchervorrichtung 10 mit
dem Stecker 16 elektrisch an eine Standard-Wandsteckdose
angesteckt. An einem üblichen 120-V-WS-Haushaltsnetz
strömt
ein Strom durch das Heizelement 18 und den eutektischen
Wärmeabschalter 24.
Ist die Räuchervorrichtung 10 korrekt
in die Steckdose gesteckt, so dass die Mündung 20 des Gefäßes 12 aufwärts weist
und der wärmeaktivierte chemische
Wirkstoff 14 auf dem Boden des Gefäßes 12 aufliegt, bringt
das Heizelement 18 Wärme
auf es auf, die das Treibmittel aktiviert, so dass das Räuchermittel
sich durch den Deckel 22 hindurch verteilt. Wie festgestellt,
ist das Gefäß 12 aus
einem Werkstoff niedriger Wärmeleitfähigkeit
hergestellt, so dass die Wärme
am Wirkstoff 14 konzentriert und deren Übergang auf das äußere Gehäuse 26 oder
anderswohin in der elektrisch aktivierten Räuchervorrichtung 10 geringstmöglich gehalten
wird.
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Das
Einsetzen des Heizelements 18 in die abwärts offene
Vertiefung 30 dient zusätzlich
dazu, die vom Heizelement 18 erzeugte Wärme auf den chemischen Wirkstoff 14 zu
konzentrieren, der sich im Gefäß 12 über dem
Heizelement 18 selbst wie auch an dessen Seiten befindet.
Die Verteilung des chemischen Wirkstoffs 14 seitlich am
Heizelement 18 unterstützt
eine gleichmäßige und
rasche Erwärmung
des Wirkstoffs.
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Etwa
wenn der chemische Wirkstoff 14 erschöpft ist, ist die Temperatur
des Widerstands so weit gestiegen, dass die Ausschalter zu reagieren
beginnen. Bspw. kann die Vorrichtung 10 ausschalten, wenn
der eutektische Ausschalter 14 seine Ausschalttemperatur
oder das Heizelement 18 die vorbestimmte Temperatur erreicht,
an der der Widerstand des Heizelements 18 öffnet.
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Steckt
der Nutzer die elektrisch aktivierte Räuchervorrichtung 10 falsch
herum in eine Steckdose ein, so dass die Mündung 20 des Gefäßes 12 abwärts weist,
wird wenig oder keine Wärme
im chemischen Wirkstoff 14 verteilt und steigt die Temperatur um
die Ausschalter herum schon schnell vor dem Freisetzen des Räuchermittels.
Daher wird der Nutzer das dann schon in Gelform befindliche Material nicht
versehentlich auf den Fußboden
verschütten.
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Mit
den Bauteilen der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform
beträgt
bei 120 V WS der Strom im Heizelement 18 normalerweise
mehr als 200 mA. Bei weiter fließendem Strom durch die Vorrichtung
beginnt der Widerstand 19 im Heizelement 18 zu
versagen, so dass der Strom zunächst auf
300 mA bis 500 mA ansteigt. Bei weiterer Erwärmung öffnet die Widerstandsschicht
und unterbricht damit den Stromkreis, so dass der Stromfluss durch die
Vorrichtung auf Null fällt.
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Bei
einer Spannung von 120 V WS oder mehr dauert es länger, bis
das Heizelement 18 den Stromkreis öffnet, als bis der TCO 24 auslöst. Unter diesen
Arbeitsbedingungen schaltet der TCO 24 allgemein die elektrische
Räuchervorrichtung 10 ab.
Ist die Leitungs- bzw. Eingangsspannung am Stecker 16 niedrig – bspw.
108 V WS –,
ist der Arbeitsstrom der Vorrichtung schwächer; er beginnt allgemein
bei weniger als 200 mA und nimmt danach geringfügig zu. Bei dieser niedrigeren
Arbeitsspannung steigt der Strom durch das Heizelement 18 zuweilen
rampenförmig
an, wie oben zur 120 V WS Arbeitsspannung beschrieben; der Stromkreis
kann jedoch auch ohne diesen Anstieg öffnen.
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Öffnet das
Heizelement 18 den Stromkreis rasch, ohne vorher allmählich anzusteigen,
kann das Heizelement 18 die Vorrichtung 10 abschalten,
nicht der TCO 24. Löst
der TCO 24 nicht aus, bietet in beiden Fällen das
Heizelement 18 eine sekundäre Absicherung, die die elektrische
Räuchervorrichtung 10 ausschaltet,
nachdem der wärmeaktivierte
chemische Wirkstoff freigesetzt worden ist. Der zusätzliche Ausschalter
bietet also nicht nur Redundanz; er macht die Vorrichtung hinsichtlich
der Anschlussspannung auch flexibler einsetzbar.
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Während oben
eine bevorzugte Ausführungsform
dargestellt ist, sollte klar sein, dass sich die Vorrichtung abändern lässt, ohne
den Grundgedanken oder Umfang der Erfindung zu verlassen. Bspw.
ist ein eutektischer Temperaturausschalter dargestellt und beschrieben;
es ist jedoch einzusehen, dass sich erfindungsgemäß auch andere
Sicherungsarten verwenden lassen. Weiterhin ist oben ein Metallschichtwiderstand
als Bestandteil der Heizeinrichtung beschrieben; es lassen sich
aber auch andere Widerstandsarten verwenden. Schließlich ist
oben ein Stecker für
die in Nordamerika gebräuchlichen Steckdosen
erwähnt;
andere Stecker und Mittel zum Anschluss der Räuchervorrichtung an eine Stromquelle
sind jedoch ebenfalls geeignet.
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Die
Erfindung ist daher nicht als auf die oben beschriebenen Werkstoffe
oder baulichen Einzelheiten beschränkt aufzufassen. Zum vollen
Umfang der Erfindung wird auf die folgenden Patentansprüche verwiesen.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Die
Erfindung schafft eine Räuchervorrichtung
mit effizienterer Wärmenutzung
und wirksameren Ausschaltmerkmalen.