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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Absorption
von Wasserdampf. Speziell, obwohl nicht ausschließlich, bezieht
sie sich auf einen Behälter
zur Entfeuchtung von Luft in einem abgegrenzten oder beschränkten Raum;
und auf zugeordnete Verfahren.
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Feuchtigkeit,
oder Wasserdampf in Luft, ist häufig
unerwünscht,
weil sie mit der Speicherung von feuchtigkeitsempfindlichen Materialien,
so wie Nahrungsmaterialien, Kosmetik, Medikamenten, Haushaltsgütern und
Kleidung, wechselwirken kann, oder sie kann nachteilig den Betrieb
von feuchtigkeitsempfindlichen Ausrüstungsgegenständen beeinflussen. Dieses
Problem kann speziell in jenen Bereichen betont werden, in welchen
Feuchtigkeitsniveaus speziell hoch sind, wie Ländern, welche ein heißes und feuchtes
Klima aufweisen.
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Es
ist deswegen häufig
erwünscht,
Luft zu entfeuchten. Herkömmliche
Verfahren zur Entfeuchtung von Luft beinhalten die Verwendung von
mechanischen Kühlausrüstungsgegenständen und
wasserabsorbierenden Materialien, so wie Silica-Gel.
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Typisch
beziehen Verfahren, welche Kühlausrüstungsgegenstände einbeziehen,
das Abkühlen
von Luft auf eine vorbestimmte Temperatur unterhalb ihres Taupunktes
mit ein, so dass das Wasser aus der Luft kondensiert und das Wasser
abgeleitet werden kann. Nachfolgend kann die Luft wieder auf eine
vorbestimmte wärmere
Temperatur erwärmt werden.
Technologien, welche absorbierende Materialien mit einschließen, können Systeme
einbeziehen, die fortwährend
arbeiten, so dass das Wasser durch den Absorber in einem ersten
Zyklus absorbiert wird und dann das Wasser vom Absorber durch Anwendung
von Hitze in einem zweiten Zyklus desorbiert wird.
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Angemessen
leiden diese Technologien unter verschiedenen Nachteilen, weil sie
typisch sperrige und schwere Ausrüstungsgegenstände, so
wie Kompressoren, Lüfter
und Erhitzer erfordern, welche durch ein Netzwerk von Leitungen
verbunden sind, so dass Wasserdampf fortwährend aus der Luft absorbiert
wird. Typisch sind solche Systeme schlecht für den Betrieb in einem abgeschlossenen
oder begrenzten Raum geeignet. Ferner können die Kosten, welche solchen
Systemen zugeordnet sind, ihre Verwendung in häuslichen Umgebungen verbieten.
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In
einem Versuch, die Nachteile zu überwinden,
welche mit der Verwendung der voranstehenden Systeme in einem abgegrenzten
oder beschränkten
Raum verbunden sind, wurden alternative Technologien entwickelt,
die es einbeziehen, dass die Luft einem absorbierenden Material
ausgesetzt wird. Speziell wurden tragbare kleinere Vorrichtungen
eingesetzt, die ein Behältergehäuse und
ein absorbierendes Material einbeziehen, zum Entfeuchten von Luft
in einem begrenzten oder abgegrenzten Raum, speziell in einer häuslichen
Umgebung.
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Obwohl
Absorptionsmittel, so wie Silica-Gel in diesen Vorrichtungen eingesetzt
werden können, absorbiert
Silica-Gel typisch lediglich bis zu 30 % seines Gewichts an Wasser,
und es ist erforderlich, ein Absorptionsmittel einzusetzen, das
eine höhere
Kapazität
für Wasserdampfabsorption
aufweist, um die Lebensdauer zu verlängern und die Wirksamkeit der Vorrichtung
zu verbessern. Angemessene hygroskopische Agenzien, so wie Calciumchlorid,
die bis zu 4 bis 5 Mal ihr Gewicht an Wasser absorbieren können, wurden
in solchen Vorrichtungen eingesetzt. Bei der Absorption von Wasserdampf
löst sich
das hygroskopische Agens auf, um eine Salzlösung zu bilden.
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Obwohl
diese Vorrichtungen einiges auf dem Weg vorangekommen sind, um die
Probleme zu lösen,
die mit der Absorption von Wasserdampf in einem begrenzten Raum,
speziell in einer häuslichen Umgebung,
verbunden sind, wäre
es wün schenswert,
eine noch effizientere Aufnahme von Wasserdampf zur Verfügung zu
haben.
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In
FR-A-2234029 ist ein wasserabsorbierender Aufnahmebehälter beschrieben,
der einen inneren Behälter
aufweist mit perforierten Wänden,
die Calciumchlorid enthalten. Die Basis des inneren Behälters kann
eingerückt
werden.
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Die
vorliegende Erfindung trachtet danach, die wirksame Absorption von
Wasserdampf zu erreichen, speziell die Absorption von Wasserdampf
aus Luft in einem begrenzten Raum, speziell in einer häuslichen
Umgebung.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung wird ein Behälter zur Absorption von Wasserdampf
aus Umgebungsluft bereitgestellt, wobei der Behälter eine Öffnung aufweist, um es Wasserdampf zu
gestatten, in den Behälter
einzutreten, einen Einlegboden, der eine Vielzahl von Perforierungen
aufweist, wobei der Einlegboden oberhalb des Sockels des Behälters positioniert
ist und eine nicht-planare Oberfläche aufweist,
auf welcher ein hygroskopisches Agens zur Absorption von Wasserdampf
angeordnet ist, wobei sich der Einlegboden im Wesentlichen zwischen
der Seitenwand oder den Wänden des
Behälters
erstreckt, mit Ausnahme eines Luftweges, welcher es der Luft gestattet,
zwischen den Bereichen oberhalb und unterhalb des Einlegbodens zu fließen, worin,
wenn das hygroskopische Agens sich auf dem Einlegboden befindet,
Luft den Bereich des Behälters
unterhalb des Einlegbodens über
den Luftweg erreichen kann, wobei der Luftweg wenigstens teilweise
durch einen Wandabschnitt gebildet wird, welcher sich in Kontakt
mit dem wasserabsorbierenden Agens befindet.
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Die
Einbeziehung eines Einlegbodens, der eine nicht-planare Oberfläche aufweist,
auf welcher das wasserabsorbierende Agens angeordnet ist, erhöht den wirksamen
Oberflächenbereich
des wasserabsorbierenden Agens, der dem Wasserdampf ausgesetzt ist,
im Vergleich mit der gleichen Menge des wasserabsorbierenden Agens,
das auf einem Einlegboden platziert ist, welcher eine planare Oberfläche aufweist.
Angemessen kann ein wasserabsorbierendes Agens im Behälter der
vorliegenden Erfindung Wasserdampf wirksamer über eine identische Zeitperiode
absorbieren im Vergleich mit der gleichen Menge von wasserabsorbierendem
Agens in einem vergleichbaren Behälter, der einen planaren Einlegboden
aufweist. Zusätzlich
kann es solch eine Konstruktion dem Benutzer ermöglichen, schnell zu erkennen,
dass der geeignete Betrieb begonnen hat, weil Feuchtigkeit durch
den Einlegboden aus dem wasserabsorbierenden Agens bereitwilliger
tropfen kann als durch einen planaren Einlegboden.
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Das
hygroskopische Agens bildet eine Flüssigkeit bei der Absorption
von Wasserdampf. Bevorzugte hygroskopische Agenzien beziehen Calciumchlorid
und Magnesiumchlorid mit ein, weit diese nicht nur eine akzeptable
Wasserabsorptionsfähigkeit
aufweisen, sondern auch relativ nicht-ätzend sind, was sie geeignet
werden lässt
für die
Verwendung in Vorrichtungen, die in einer häuslichen Umgebung platziert
werden können.
Dies schließt
andere hygroskopische Salze nicht aus, z.B. wenn sie für die Verwendung
in anderen Umgebungen, z.B. industriellen Umgebungen, bestimmt sind.
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Ein
bevorzugtes wasserabsorbierendes Agens ist Calciumchlorid allein.
Ein weiteres ist Magnesiumchlorid. Speziell bevorzugt wird Calciumchlorid,
das bis zu 20 Gewichtsprozent des gesamten Gehaltes bereitstellt,
wobei der verbleibende Teil ein verschiedenes wasserabsorbierendes
Agens umfasst, bevorzugt Magnesiumchlorid.
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Die
nicht-planare Oberfläche
des Einlegbodens kann das verbesserte Ableiten von Flüssigkeit nach
der Lösung
des hygroskopischen Agens aus dem verbleibenden hygroskopischen
Agens begünstigen.
Dies kann verhindern, dass das verbleibende hygroskopische Agens
mit einer Barriere von Flüssigkeit
beschichtet wird und kann dadurch die Wasserabsorptionsfähigkeit
oder Wirksamkeit des hygroskopischen Agens verbessern.
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Geeignet
kann das oben vorgegebene wasserabsorbierende Agens andere Komponenten
beinhalten, welche aus einem Binder oder einem Verdicker ausgewählt werden,
z.B. Speisestärke,
einem Schädlingsbekämpfungsagens,
einem Duft und einem geruchabsorbierenden Agens (z.B. einem Zeolith),
einem antimikrobiellen Agens und Kombinationen davon. Bevorzugt,
wenn das wasserabsorbierende Agens ein hygroskopisches Agens aufweist, dann
ist ein antimikrobielles Agens beinhaltet, um die Ausbildung von
Mikroben in der Flüssigkeit
zu verhindern, die durch Lösung
des hygroskopischen Agens gebildet wird.
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Der
Einlegboden erstreckt sich geeignet zwischen der Seitenwand oder
den Wänden
des Behälters;
mit Ausnahme des Luftweges, welcher es der Luft gestattet, zwischen
den Bereichen oberhalb und unterhalb des Einlegbodens zu fließen. Der
Luftweg kann in geeigneter Weise im Randbereich des Einlegbodens
angeordnet sein, zwischen dem Einlegboden und der Wand des Behälters. Der
Luftweg wird wenigstens teilweise durch einen Wandabschnitt gebildet,
welcher sich in Kontakt mit dem hygroskopischen Agens befindet.
Wenn der Luftweg sich an der Peripherie des Bleches befindet, befindet
sich der Luftweg zwischen dem Wandabschnitt und der Wand des Behälters. Wenn
der Luftweg sich nicht an der Peripherie des Bleches befindet, dann
gibt der Wandabschnitt insgesamt den Luftweg vor und ist bei der
Verwendung von dem hygroskopischen Agens umgeben. Welche Variante
auch immer eingesetzt wird, der Wandabschnitt ist bevorzugt ebenso
perforiert, so dass der Wasserdampf im Luftweg vom Luftweg zum hygroskopischen
Agens durch den Wandabschnitt fließen kann; oder zum Bereich
unterhalb des Einlegbodens fließen
kann. Der Bereich des Wandabschnitts, welcher sich in Kontakt mit
dem wasserabsorbierenden Agens befindet, ist bevorzugt nicht-planar,
und bevorzugte Gestalten, die hierin für den Einlegboden beschrieben
werden, gelten ebenso für
diesen Bereich des Wandabschnittes des Luftweges.
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Geeignet
gibt es zwei Luftwege, bevorzugt gegenüber zueinander angeordnet.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung umfasst die nicht-planare Oberfläche eine
Vielzahl von Reliefmerkmalen, die sich über einen Teil oder den gesamten
Einlegboden erstrecken. Bevorzugt weist er ein wiederholendes Reliefprofil
auf, welches sich über
den gesamten Einlegboden erstreckt.
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Bevorzugt
umfasst die nicht-planare Oberfläche
eine Vielzahl von Vorsprüngen
(innerhalb dieses Begriffes schließen wir Vertiefungen oder Riffelungen ebenso
wie individuelle Vorsprünge
oder „Blasen" ein), die sich von
der Oberfläche
des Einlegbodens erstrecken. Die Vielzahl von Vorsprüngen kann
sich aufwärts
und/oder abwärts
von der Oberfläche
des Einlegbodens erstrecken. Bevorzugt erstreckt sich jeder der
Vielzahl von Vorsprüngen
in der gleichen Richtung von der Oberfläche des Einlegbodens. Am meisten
bevorzugt streckt sich jeder der Vielzahl von Vorsprüngen nach
oben von der Oberfläche
des Einlegbodens. Vorsprünge
können
geeignet konisch oder teilkugelförmig
sein. Bevorzugt ist jedem Vorsprung eine Vertiefung unterhalb zugeordnet.
Der Einlegboden ist somit in geeigneter Weise ein kunststoffgespritzter
Körper.
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Bevorzugt
weist die nicht-planare Oberfläche einen
planaren Oberflächenbereich
auf, der zwischen aufeinanderfolgenden Vorsprüngen angeordnet ist. In anderen
Worten weist ein Teil oder die gesamte Oberfläche des Einlegbodens benachbarte Vorsprünge auf,
welche durch flache Oberflächenbereiche
getrennt werden.
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Alternativ
weist die nicht-planare Oberfläche eine
Vielzahl von Vorsprüngen
auf, worin aufeinanderfolgende Vorsprünge unmittelbar zueinander
benachbart sind. In anderen Worten weist ein Teil oder die gesamte
Oberfläche
des Einlegbodens benachbarte Vorsprünge auf, die dicht gepackt
sind und nicht durch flache Oberflächenbereiche getrennt werden.
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Bevorzugt
gibt die Vielzahl von Vorsprüngen auf
der Oberfläche
des Einlegbodens ein regelmäßiges Feld
vor. Noch bevorzugter liegt die Vielzahl von Vor sprüngen in
Reihen vor, die sich normalerweise in der Längen- und/oder Breitenachse
des Einlegbodens erstrecken.
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Es
wird begrüßt werden,
dass ein Abstand zwischen Gipfeln von zwei aufeinanderfolgenden Vorsprüngen eine
Teilung für
die zwei Vorsprünge vorgibt.
Geeignet kann die Teilung zwischen aufeinanderfolgenden Vorsprüngen über einen
Teil oder die gesamte Oberfläche
des Einlegbodens variieren. Bevorzugt ist die Teilung zwischen aufeinanderfolgenden
Vorsprüngen
konstant über
einen Teil oder die gesamte Oberfläche des Einlegbodens. Am meisten bevorzugt
ist die Teilung zwischen Vorsprüngen
konstant über
die gesamte Oberfläche
des Einlegbodens.
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Geeignet
können
die Vorsprünge
eine kugelförmige,
konische, kegelstumpfförmige,
zylindrische oder prismatische Gestalt aufweisen. Solche Formen werden
leicht hergestellt. Prinzipiell können jedoch andere Gestalten
einschließlich
Unterschneidungsformen verwendet werden. Bevorzugt haben alle Vorsprünge die
gleiche Gestalt. Bevorzugter haben alle Vorsprünge eine konische (einschließlich kegelstumpfförmige) Gestalt.
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Bevorzugt
beträgt
der Oberflächenbereich des
Einlegbodens, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
wenigstens 10 % mehr als der Oberflächenbereich des entsprechenden
planaren Einlegbodens, bevorzugt wenigstens 20 %, am meisten bevorzugt
wenigstens 40 % mehr.
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Die
Perforationen im Einlegboden unterscheiden sich von dem Luftweg(en),
der oben erwähnt
wurde. Die Perforationen sind dazu bestimmt, es Wasser zu gestatten,
vom hygroskopischen Agens auf dem Einlegboden wegzutropfen.
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Bevorzugt
erstrecken sich die Perforationen durch den Einlegboden und durch
eine oder mehrere der Vielzahl von Vorsprüngen, wenn diese vorliegenden.
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Die
Perforationen können
von jeder Form sein und von jeder Abmessung, welche einen guten Durchtritt
von Flüssigkeit
ermöglicht,
jedoch das hygroskopische Material auf dem Einlegboden zurückhält. Geeignete
Formen schließen
Kreise, Quadrate und Schlitze ein.
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Typischerweise
haben die Perforationen wie oben angegeben eine minimale Breite
von 0,1 mm bis 2 mm.
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Bevorzugt
ist der Behältereinlass
mit einer halbdurchlässigen
Membran abgedeckt, um es Wasserdampf zu ermöglichen, in den Behälter einzutreten,
und zu verhindern, dass Flüssigkeit
den Behälter verlässt. Geeignete
halbdurchlässige
Membranen sind Fachleuten wohlbekannt, so wie Polytetrafluorethylen-(PTFE)-Membranen, die von
W L Gore und Associates Inc. beziehbar sind, oder Polyolefinfolien, die
unter dem Markennamen TYVEK beziehbar sind, oder Polyurethanfolien.
Die halbdurchlässige
Membran ermöglicht
nicht nur, dass der Behälter
der vorliegenden Erfindung zufriedenstellend funktioniert, sondern
verhindert ebenso das Verspritzen von Flüssigkeit aus dem Behälter, die
durch das Auflösen
des hygroskopischen Agens gebildet wird. Bevorzugt ist die halbdurchlässige Membran
unbeweglich über dem
Einlass des Behälters
befestigt, um zu verhindern, dass ein Anwender auf das Innere des
Behälters
zugreift und das hygroskopische Agens kontaktiert, wodurch die Sicherheitsstufe
des Behälters
erhöht
wird.
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Bevorzugt
ist eine halbdurchlässige
Membran, welche in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, von
der Art, welche Feuchtigkeitsdurchlass von wenigstens 1000 g, bevorzugt
wenigstens 5000 g, und am meisten bevorzugt von wenigstens 10000
g Wasser/m2 Membran/Tag bereitstellt.
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Geeignet
beinhaltet der Einlass des Behälters
eine entfernbare flüssigkeitsdichte
Dichtung, so dass er ohne Verschlechterung des hygroskopischen Agens
gelagert werden kann. Geeignet erstreckt sich die flüssigkeitsdichte
Dichtung über
die halbdurchlässige
Membran.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
enthält
der Behälter
der vorliegenden Erfindung ein Indikatormittel zur Bereitstellung
einer Anzeige für
den Zustand es Behälters.
Geeignet reagiert das Indikatormittel auf die Absorption von Flüssigkeit
durch das hygroskopische Agens.
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Die
Einbeziehung eines Anzeigemittels in dem Behälter der vorliegenden Erfindung
kann anzeigen, dass der Behälter
zufriedenstellend funktioniert und folglich die Umgebung, in welcher
der Behälter
platziert ist, auf einem akzeptablen Flüssigkeitsniveau hält. Geeignet
zeigt das Indikatormittel das Ende oder das vorauszusehende Ende
des nützlichen
Lebensd des Behälters
an. Folglich kann das Flüssigkeitsniveau
einer Umgebung, in welcher der Behälter platziert ist, auf einem
gewünschten
Niveau gehalten werden, in dem der Behälter an seinem Lebensende ersetzt
wird. Dies kann nicht nur die unnötig erhöhten Ausgaben durch Ersetzen
von Behältern vor
dem Ende ihres nützlichen
Lebens verhindern, sondern ebenso ein unerwünschtes Anwachsen der Feuchtigkeit
in einem speziellen Bereich vermeiden, die sich aus einem Ersetzen
des Behälters
nach Ablauf seines nützlichen
Lebens ergibt.
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Bevorzugt
ist das Anzeigemittel separat vom wasserabsorbierenden Agens.
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Mit
dem Begriff „separat" ist auch gemeint, dass
das Anzeigemittel eine separate Einheit vom hygroskopischen Agens
ist. In anderen Worten ist das hygroskopische Agens nicht mit dem
Indikatormittel beschichtet oder imprägniert.
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Geeignet
kann ein Indikatormittel getrennt vom hygroskopischen Agens, speziell
ein Indikatormittel, das auf Flüssigkeit
reagiert, die durch Auflösung
eines hygroskopischen Agens gebildet wird, eine Anzeige für die Menge
von Flüssigkeit
bereitstellen, die durch das hygroskopische Agens produziert wird.
Geeignet ist die Anordnung derartig, dass das Indikatormittel arbeitet,
wenn die Flüssigkeit
ein vorbestimmtes Niveau erreicht hat. Bevorzugt ist das Indikatormittel
in dem Bereich des Behälters
oberhalb des Einlegbodens angeordnet.
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Gemäß einer
möglichen
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung sorgt das Anzeigemittel für eine fortlaufende Anzeige
der Menge von Wasserdampf, welche durch das hygroskopische Agens
absorbiert wird. Geeignet kann dies für eine Anzeige sorgen, dass
der Behälter
zufriedenstellend funktioniert, z.B. indem festgestellt wird, ob
der Flüssigkeitsgehalt
der Umgebung, in welcher er platziert ist, auf einem akzeptablen
Niveau gehalten wird.
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Alternativ
oder zusätzlich
kann das Anzeigemittel für
eine Anzeige sorgen, dass der Behälter das Ende seines nützlichen
Lebens erreicht hat und ersetzt werden muss und/oder dass der Behälter dabei ist,
das Ende seines nützlichen
Lebens zu erreichen und in Kürze
ersetzt werden muss.
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Bevorzugt
sorgt das Anzeigemittel für
ein sichtbares und/oder hörbares
Signal, das den Zustand des Behälters
anzeigt.
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Typisch
ist es möglich,
das Anzeigemittel so anzuordnen und/oder zu kalibrieren, dass es
entweder für
eine fortlaufende Anzeige der Menge von Wasserdampf sorgt, die durch
das hygroskopische Agens absorbiert wird, und/oder es anzeigt, wenn
die Vorrichtung ihr, oder bevorzugt, bald ihr Ende ihres nützlichen
Lebens erreicht. Geeignet, wo das Anzeigemittel auf die Flüssigkeit
reagiert, die durch Auflösung
des hygroskopischen Agens bei der Absorption von Wasserdampf gebildet
wird, kann dies erreicht werden, indem das Niveau und der Ort der
Flüssigkeit
gemessen werden, die in einem speziellen Behälter gebildet wird als Folge
der Absorption spezifischer Mengen von Wasserdampf durch spezifische Mengen
eines speziellen hygroskopischen Agens, das in dem Behälter platziert
ist. Folglich ist es möglich,
die Anzeigemittel im Behälter
anzuordnen, so dass sie auf ein spezifisches Niveau oder spezifische Niveaus
von Flüssigkeit
im Behälter
reagie ren, welche einer spezifischen Menge von Wasserdampf entsprechen,
die durch eine bekannte Menge von hygroskopischem Agens absorbiert
wird.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung weist das Anzeigemittel einen Farbstoff auf.
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Bevorzugt
ist der Farbstoff ein Färbemittel, das
mit der Flüssigkeit
mischbar ist, die durch Auflösung
des hygroskopischen Agens gebildet wird, so dass er für ein augenblickliches
sichtbares Signal der Menge von Wasserdampf sorgt, welche durch
das hygroskopische Agens absorbiert wurde.
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Bevorzugt
wird der Farbstoff in einer Rezeptur entworfen, die sich beim Kontakt
mit Flüssigkeit auflöst, die
durch Auflösung
des hygroskopischen Agens gebildet wird. Zum Beispiel kann der Farbstoff in
der Form einer Kapsel, einer Tablette oder eingeschlossen in einem
flüssigkeitslöslichen
Beutel oder Säckchen
vorliegen.
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Bevorzugt
ist der Farbstoff innerhalb des Behälters angeordnet, so dass er
sich lediglich mit der Flüssigkeit
mischt, wenn eine spezifische Menge der Salzlösung im Behälter aufgelöst wurde. Geeignet ist das
Färbemittel
so im Behälter
angeordnet, dass es durch die Flüssigkeit
kontaktiert wird, wenn der Behälter
das Ende seines nützlichen
Lebens erreicht hat oder dabei ist, dieses zu erreichen.
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Bevorzugt
ist das oben vorgegebene Färbemittel
an einer inneren Wand des Behälters
angebracht oder auf einer Plattform im Behälter platziert. In beiden Fällen wird
es bevorzugt in einem Bereich des Behälters oberhalb des Einlegbodens
gehalten, geeignet in der oberen Hälfte dieses Bereiches. Die Anordnung
des Färbemittels
in einer zentralen Position des Behälters, z.B. auf einer Plattform,
welche durch den Einlegboden abgestützt wird, hat den Vorteil,
dass falsche Signale aufgrund von Kippen unwahrscheinlicher sind.
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Es
wird aus dem obigen begrüßt werden, dass
wenn das Anzeigemittel einen Farbstoff aufweist, dann das Anzeigemittel
ein sichtbares Signal erzeugt, das repräsentativ für den Zustand der Vorrichtung
der vorliegenden Erfindung ist, z.B. dass der Behälter das
Ende seines nützlichen
Lebens erreicht hat oder dabei ist, es zu erreichen. Ferner, falls
der Farbstoff ein Färbemittel
ist, das mit der Flüssigkeit mischbar
ist, dann wird ein nahezu augenblickliches Signal bereitgestellt,
wenn sich das Färbemittel
mit der Flüssigkeit
mischt.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst das Anzeigemittel eine Vielzahl
von Elektroden, die so angeordnet sind, dass sie in elektrischer
Kommunikation miteinander sind, und eine Signalisierungsvorrichtung,
wodurch bei Bildung der Salzlösung
aufgrund der Absorption von Wasserdampf durch ein hygroskopisches
Agens ein elektrisches Potential erzeugt wird, das die Signalisierungsvorrichtung
betätigt,
wodurch für
eine Anzeige der Menge von Wasserdampf gesorgt wird, die durch das
hygroskopische Agens absorbiert wurde.
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Geeignet
erzeugt die Auflösung
des hygroskopischen Agens wie zuvor definiert einen Elektrolyten,
der eine wässrige
Lösung
von wasserlöslichem Salz
umfasst, so wie wässriges
Calciumchlorid und/oder eine Magnesiumchloridlösung. Kontakt des Elektrolyten
durch die Vielzahl von Elektroden bildet eine elektrochemische Zelle,
und ein elektrisches Potential wird über die Elektroden erzeugt,
was es ermöglicht,
dass ein Strom durchfließt
und die Signalisierungsvorrichtung unter Energie gesetzt wird.
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Die
Vielzahl von Elektroden kann jede beliebige herkömmliche Form annehmen und aus
jedem beliebigen herkömmlichen
Material für
eine elektrochemische Zelle konstruiert sein. Die Elektroden können ein
Paar von Stabbauteilen umfassen, die die gewünschten elektrischen Eigenschaften
aufweisen. Alternativ kann eine oder mehrere der Vielzahl von Elektroden
die innere Oberfläche
des Behälters
bilden. Wie durch Fachleute begrüßt werden
wird, muss die Vielzahl von Elektro den bestimmte und verschiedene
Elektronegativitäten
aufweisen, um ein elektrisches Potential zu erzeugen, um eine elektrochemische
Zelle zu bilden. Die Elektroden können z.B. aus Zink, Kupfer,
Kohlenstoff oder Aluminium konstruiert sein. Der Behälter kann
ebenso herkömmliche
Antidepolarisierungs- und/oder Antibeschichtungsagenzien enthalten,
welche die Depolarisierung der elektrochemischen Zellen und/oder
Beschichtung der Vielzahl von Elektroden jeweils verhindern.
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Geeignet
kann die Vielzahl von Elektroden so angeordnet sein, dass der Kontakt
zwischen den Elektroden und dem Elektrolyten, der durch Auflösung des
hygroskopischen Agens gebildet wird, lediglich auftritt, nachdem
eine spezifische Menge des hygroskopischen Agens aufgelöst wurde,
z.B. tritt der Kontakt lediglich nahe dem Ende des nützlichen
Lebens der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung oder beim Ende
auf.
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Die
Signalisierungsvorrichtung, welche sich in elektrischer Verbindung
mit der Vielzahl von Elektroden befindet, kann ein hörbares Signal
wie einen Alarm erzeugen. Alternativ oder zusätzlich kann die Signalisierungsvorrichtung
ein visuelles Signalisierungsmittel, wie ein Licht, ein Lichtfeld
oder eine LED-Anzeige aufweisen. Ein Feld von verschieden getönten Lichtern
oder eine LED-Anzeige wird speziell bevorzugt, um eine fortlaufende
Anzeige der Menge von Wasserdampf bereitzustellen, die vom hygroskopischen
Agens über
die Zeit absorbiert wird. Zum Beispiel kann eine Folge von grünen, bernstein-
und rot-gefärbten
Lampen eingesetzt werden. Das grüne Licht
wird erleuchtet, um anzuzeigen, dass die Vorrichtung zufriedenstellend
arbeitet und dass sie nicht ersetzt werden muss; das bernsteinfarbene
Licht wird erleuchtet, um anzuzeigen, dass die Vorrichtung zufriedenstellend
arbeitet, aber sich dem Ende ihres nützlichen Lebens annähert und
in Kürze
durch eine neue ersetzt werden muss; und die rote Lampe wird erleuchtet,
um anzuzeigen, dass die Vorrichtung das Ende ihres nützlichen
Lebens erreicht hat und unmittelbar durch eine neue ersetzt werden
muss.
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Es
wird begrüßt werden,
dass ein batterieunterstütztes
Anzeigemittel bereitgestellt werden kann; das elektrochemische Potential
allein kann in einigen Ausführungsformen
nicht ausreichend sein, um die Schaltung oder die Signalisierungsvorrichtungen,
die eingesetzt werden, mit Energie zu versorgen.
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Bevorzugt
enthält
der Behälter
einen Auslass, der eine wieder abdichtbare flüssigkeitsdichte Dichtung aufweist,
um den Abfluss der Flüssigkeit aus
dem Behälter
zu gestatten und/oder es zu ermöglichen,
dass dem Behälter
hygroskopisches Agens zugefügt
wird. In geeigneter Weise ermöglicht dies,
dass der Behälter
der vorliegenden Erfindung wieder verwendet werden kann, wodurch
die Menge von Ausgaben verringert wird, die erforderlich werden,
wenn es notwendig wird, eine erschöpfte Vorrichtung durch eine
neue zu ersetzen.
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Geeignet
ist der Behälter
der vorliegenden Erfindung so bemessen, dass er in einem abgegrenzten
Raum, speziell in einem abgegrenzten Raum in einer häuslichen
Umgebung, wie einer Schublade, einer Kiste, einer Garderobe, einem
Schrank, einer Packkiste, einem Kühlschrank, einem Gefrierschrank,
einer Kühlbox,
einem Caravan, einem Auto, einem Kofferraum oder Boot verwendet
werden kann. Geeignet ist der Behälter der vorliegenden Erfindung
5 bis 30 cm hoch, 10 bis 50 cm lang und 5 bis 30 cm breit. Typisch
enthält
die Vorrichtung 50 bis 1000 g von wasserabsorbierendem Agens, bevorzugt
100 bis 500 g.
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Geeignet
ist der Behälter
starr oder nachgiebig. Am meisten bevorzugt ist der Behälter starr.
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Bevorzugt
wird der Behälter
einschließlich des
Einlegbodens und des Luftwegs aus Kunststoffmaterial gebildet, z.B.
einem Polyolefin, mit Technologien, die Fachleuten wohlbekannt sind,
wie Spritzgießen,
Blasgießen
und Vakuumverformung.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur
Entfernung von Wasserdampf aus Luft bereit, welches das Bereitstellen
eines hier oben beschriebenen Behälters und Platzieren des Behälters in
einer feuchten Atmosphäre
umfasst. Bevorzugt wird der Behälter
in einem abgegrenzten Raum platziert.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun mittels der folgenden, nicht-beschränkenden
Beispiele dargestellt, in welchen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Behälters der vorliegenden Erfindung
ist;
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2 eine
perspektivische Ansicht eines Einlegbodens eines alternativen Behälters der
vorliegenden Erfindung ist;
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3 eine
perspektivische Ansicht eines weiteren Einlegbodens ist;
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4 eine
perspektivische Ansicht eines weiteren alternativen Behälters der
vorliegenden erfindung ist, einschließlich eines Färbmittels
als Anzeigemittel; und
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5 eine
perspektivische Ansicht eines alternativen Behälters der vorliegenden Erfindung
ist, einschließlich
einer elektrochemischen Zelle als Anzeigemittel.
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1 zeigt
einen starren Plastikbehälter
(2) aus durchscheinendem HDPE-Material. In 1 zeigen
durchgezogene Linien Merkmale von unbehinderter Sicht, und gestrichelte
Linien bezeichnen Merkmale, die verwischt durch das durchscheinende HDPE
sichtbar sind.
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Der
Behälter
aus 1 wird durch Spritzgießen gebildet und hat einen
rautenförmigen
oder parallelseitigen oval gestalteten Sockel (4) und eine
Seitenwand (6), die sich nach oben vom Sockel (4)
erstreckt, um eine Öffnung
(8) an ihrem oberen Ende vorzugeben. Das obere Ende der
Seitenwand (6) endet in einem kreisförmigen Rand (10),
der sich um die Öffnung
(8) herum erstreckt. Eine halbdurchlässi ge Membran (nicht gezeigt),
die aus TYVEK-Material besteht (Warenzeichen; HDPE-Material von
Du Pont), wird mit dem Rand (10) heiß abgedichtet, so dass sie
sich über
die Öffnung
(8) erstreckt und diese abdeckt. Das Innere des Behälters (2)
enthält
einen Kunststoffeinlegboden aus durchscheinendem HDPE (14),
der durch Stützen
(16) abgestützt
wird, welche senkrechte Rippen darstellen, die auf die innere Oberfläche der
Seitenwand gegossen sind. Der Einlegboden (14) hat eine
Vielzahl von nach oben stehenden konisch geformten Vorsprüngen (18)
der Höhe
3 cm, die sich nach oben von dem Einlegboden erstrecken. Die Natur
dieser Vorsprünge
wird am klarsten aus 2 und 3 ersichtlich,
die ähnliche Einlegböden zeigen.
Eine Vielzahl von kreisförmigen Löchern (nicht
gezeigt) des Durchmessers 1 mm treten durch den Einlegboden (14)
durch, sowohl durch die Vielzahl von konisch geformten Vorsprüngen (18),
als auch durch die planaren Streben zwischen ihnen. Der Einlegboden
stützt
ein hygroskopisches Calciumchloridagens (nicht gezeigt), welches
die konischen Vorsprünge
(18) abdeckt. Die Wand (6) des Behälters (2)
enthält
an gegenüberliegenden
Enden Luftwege oder Lüftungsschächte (26).
Jeder Luftweg erstreckt sich nach oben von dem Einlegboden bis in die
Nähe der
Oberseite des Behälters
und hat eine Oberfläche
(28), die von der Wand beabstandet ist. Es gibt einen Zwischenraum
zwischen der Oberfläche
(28) und der Wand. Die Oberflächen (28) der Luftwege
werden zusammen mit dem Einlegboden gegossen. Jede Oberfläche (28)
ist perforiert und hat ein Feld von parallelen Schlitzen, die sich
von der Oberseite zur Unterseite der Oberfläche erstrecken. Wenn das hygroskopische
Agens sich auf dem Einlegboden befindet, kann Luft den Bereich des
Behälters
unterhalb des Einlegbodens erreichen und dann die Unterseite des
Körpers
des hygroskopischen Agens. Um dies zu tun, kann Luft, die in den
Behälter durch
die Öffnung
(8) eintritt, durch die Schlitze durchtreten, deren obere
Bereiche nicht durch den Körper
des hygroskopischen Agens abgedeckt sind. Die Luft befindet sich
dann im Luftweg und kann nach unten fließen. Wo sie den Einlegboden
passiert, wird sie nicht behindert; der Luftweg ist unverstopft über seine
Länge.
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In
dieser Ausführungsform
hat die Oberfläche
(28) von jedem Luftweg eine irgendwie konvexe Form, um
der Form des Behälters
zu folgen, aber wird nicht mit konischen Vorsprüngen oder irgendeinem anderen
wesentlichen Reliefprofil gebildet. Jedoch kann es in anderen Ausführungsformen
so sein, und dies ist ein weiterer, wenngleich kleinerer Weg, auf
welchem der effektive äußere Oberflächenbereich
des Körpers
des hygroskopischen Agens erhöht
werden kann.
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Der
Betrieb des in 1 gezeigten Behälters ist
einfach. Nach Erwerben entfernt der Anwender eine undurchlässige Plastikabdeckung
(nicht gezeigt). Diese wird bei der Herstellung bereitgestellt, um
das hygroskopische Material in einem im Wesentlichen trockenen Zustand
zu halten, vor Beginn der Verwendung. Die Öffnung verbleibt durch die
Membran abgedeckt. Der Anwender platziert den Behälter auf
einer geraden Oberfläche
in einem Luftraum, in welchem die Verringerung der Feuchtigkeit
gewünscht
wird. Wann immer Wasserdampf in Kontakt mit dem Körper des
hygroskopischen Agens treten kann, gibt es Aussichten, dass Wassermoleküle absorbiert
werden. Die Wassermoleküle
können
an der exponierten oberen Oberfläche
des Körpers
des hygroskopischen Materials absorbiert werden, an seiner unteren
Oberfläche
und durch die Luftwege. Die letzteren zwei Möglichkeiten ergeben sich, weil
Luft durch die Luftwege in dem Bereich des Behälters unterhalb des Einlegbodens
fließen
kann. Die Absorption von Wasserdampf wird beträchtlich durch die Bereitstellung
des speziell geformten Einlegbodens erhöht. Die Topographie des Einlegbodens
erhöht
nicht nur die Wirksamkeit des Oberflächenbereichs des Körpers des
wasserabsorbierenden Bereichs, sondern begünstigt ebenso den freien Ablauf
von wässriger
Calciumchloridlösung.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht eines Einlegbodens ähnlich zu dem aus 1.
Die Hauptunterschiede sind, dass er elliptisch ist und dass er nicht
mit den Oberflächen
(28) der Luftwege zusammengegossen wird. Die Luftwege (nicht
gezeigt) sind insgesamt als Teil der Behälterwand gegossen. Der elliptische
Einlegboden (14) kann erkannt werden, indem er obere (29)
und untere (30) Oberflächen
hat. Die obere Oberfläche
(29) umfasst ein Feld von nach oben stehenden konisch geformten
Vorsprüngen (18),
welche eine Höhe
von 3 cm aufweisen. Der Sockel von jedem konisch geformten Vorsprung
(18) weist einen Radius von 1 cm auf, die Höhe von jedem beträgt 3 cm,
und die Teilung zwischen aufeinanderfolgenden Vorsprüngen beträgt 2 cm.
Die Vorsprünge (18)
sind in Reihen angeordnet, die senkrecht zu der Längenachse
des Einlegbodens (14) sind, und aufeinanderfolgende Vorsprünge (18)
werden durch flache Bereiche (32) der oberen Oberfläche (29)
des Einlegbodens (14) getrennt. Eine Mehrzahl von kleinen
kreisförmigen Öffnungen
(nicht gezeigt) treten durch den Einlegboden (14) und die
Vielzahl von konisch geformten Vorsprüngen (18) durch.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht einer Anordnung ähnlich zu der aus 2,
bei der der Einlegboden aber rechteckig ist.
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4 zeigt
die Vorrichtung aus 1, die weiterhin ein Färbmittel
als Anzeigemittel enthält,
bei der entsprechende Teile durch identische Bezugszeichen bezeichnet
wurden. In 4 gibt es einen Lebensmittelfarbstoff
(z.B. einen von SANDOLAN (Warenzeichen), verfügbar von Clariant, Leeds, UK,
oder irgendeinen anderen Lebensmittelfarbstoff) in einem kleinen
wasserlöslichen
Säckchen
(40) (z.B. unter Verwendung von PVOH-, stärke-, zucker-
oder gelatinebasierendem Material), das das Erscheinungsbild einer
Perle oder eines Knopfes hat und an der Seitenwand (6)
des Behälters
(2) an einer vorbestimmten Position im Bereich des Behälters oberhalb
des Einlegbodens angebracht ist, die einem Niveau der Flüssigkeit
entspricht, die gebildet wird, wenn der Behälter erschöpft ist und ersetzt werden
sollte.
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Wie
oben erwähnt
fließt
als Folge der Absorption von Wasserdampf durch das hygroskopische
Agens eine wässrige
Calciumchloridlösung
von dem verbleibenden hygroskopischen Agens auf den Sockel (4)
des Behälters
(2). Das Niveau von wässriger
Calciumchloridlösung
steigt innerhalb des Behälters
(2) an, während
mehr hygroskopisches Agens Wasserdampf absorbiert und sich auflöst. Gegenwärtig erreicht
die Calciumchloridlösung
im Behälter
(2) das gleiche Niveau wie das wasserlösliche Säckchen (40). Die wässrige Calciumchloridlösung löst das Säckchen (40)
auf, und der darin enthaltene Farbstoff löst sich in der Calciumchloridlösung, wodurch
eine augenblickliche sichtbare Anzeige bereitgestellt wird, dass
die Vorrichtung das Ende ihres nützlichen
Lebens erreicht hat oder fast erreicht hat.
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4 zeigt
eine alternative Ausführungsform
der Vorrichtung, die in 4 dargestellt ist, und entsprechende
Merkmale werden durch identische Bezugszeichen bezeichnet. In der
Vorrichtung von 5 erstrecken sich Zink- (50)
und Kupfer- (52) Elektrodenstäbe von einem
vorbestimmten Niveau, das dem Flüssigkeitsniveau
entspricht, das gebildet wird, wenn die Menge von Wasserdampf, die
durch den Behälter
absorbiert wurde, sich beim maximalen Wert befindet, durch den Einlegboden
(14) und zum Sockel (4) des Behälters (2).
Die Elektroden (50, 52) sind von einander beabstandet
und sind in elektrischer Verbindung mit roten, bernsteinfarbenen
und grünen
LEDs (54, 56, 58) durch elektrisch leitende Leitungen
(60, 62) und einen kleinen schaltenden Schaltkreis
(64) verbunden. Die LEDs (54, 56, 58)
erzeugen unabhängig
voneinander jeweils grünes, bernsteinfarbenes
und rotes Licht, wenn sie erleuchtet werden.
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Bei
der Verwendung tritt Wasser durch die halbdurchlässige Membran (12)
durch und kontaktiert das hygroskopische Agens, welches bei Absorption
von Wasserdampf einen Elektrolyten bildet, der eine wässrige Calciumchloridlösung umfasst.
Die wässrige
Calciumchloridlösung
fließt
vom hygroskopischen Agens über
die Öffnungen
(22) im Einlegboden (14) ab und zu einem kleinen
Ausmaß durch
die Luftwege (26) in den Sockel (4) des Behälters (2),
wo sie die Elektroden (50, 52) kontaktiert. Ein
elektrisches Potential wird durch die zwei Elektroden generiert,
und ein elektrischer Strom fließt
zwischen den Elektroden (50, 52) über Verbindungsdrähte (60, 62) und
Licht (54), welches ein grünes Licht erzeugt, das anzeigt,
dass die Vorrichtung zufriedenstellend arbeitet und dass sie nicht
ersetzt werden muss. Der Widerstand des elektrischen Schaltkreises,
der die zwei Elektroden (50, 52), Lampen (54, 56, 58)
und elektrisch leitende Drähte
(60, 62) auf weist, ist derartig, dass die ionische
Konzentration des Calciumchloridelektrolyten anwächst mit weiterer Auflösung des
hygroskopischen Agens. Wenn die ionische Stärke des Elektrolyts einen Wert
erreicht hat, der die Tatsache angibt, dass der Behälter sich
am Ende seines nützlichen
Lebens befindet, wird die bernsteinfarbene Lampe (56) erleuchtet
und das grüne
Licht abgeschaltet. Wenn die Stärke
des Elektrolyts einen Spitzenwert erreicht, der anzeigt, dass die
Menge von Wasserdampf, welche durch die Vorrichtung absorbiert wurde,
sich beim Maximalwert befindet, wird die rote Lampe erleuchtet und
das bernsteinfarbene Licht abgeschaltet, wodurch angezeigt wird,
dass der Behälter
das Ende seines nützlichen
Lebens erreicht hat und ersetzt werden muss.
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In
einer alternativen Ausführungsform
wird die Bestimmung nicht über
die ionische Stärke
des Elektrolyten erreicht, sondern einfach durch den Schaltkreis,
der das Eintauchen der Elektroden in den Elektrolyten in Abfolge „erkennt"; symbolisiert eine „grüne Elektrode", dann eine „bernsteinfarbene Elektrode" und schließlich eine „rote Elektrode".