技术领域
本发明涉及一种挥发性液体的扩散器，更具体而言，涉及一种用 于使沿芯向上移动的液体蒸发的装置。
背景技术
用于将任意数量的液体汽化颗粒扩散入空气中的基于芯的液体挥 发物扩散系统是现有技术中公知的。这种系统与从杀虫剂到空气清新 剂等液体一起经常用在家庭中。芯的一端能浸入待扩散的液体中。芯 的浸入部分吸收所述液体，所述液体中的一些在毛细管现象或毛细作 用下扩散到芯的暴露的且未浸入的部分中。通常借助围绕芯的暴露端 部安装的环形加热器对芯的暴露部分进行局部加热。这样就使扩散入 芯的暴露部分中的液体蒸发到周围空气中。对芯的暴露部分的持续加 热使蒸发过程一直持续到液体耗尽。
与传统加热芯液体扩散器有关的首要困难是对挥发性物质的扩散 的控制，特别是挥发性物质的扩散速度和扩散距离的控制。
挥发性物质的蒸发速度必须足够快，从而在启动后不久就开始扩 散挥发物，然而在整个使用寿命期间都能提供持续不变的释放。扩散 速度也会随着时间的过去而发生变化。在第一次启动扩散器时(在加 热器达到工作温度之后)，释放速度通常大于使用之后的几小时。因此， 难于为特定的应用选择组成构件和适合的液体量。
蒸发的挥发性物质通常必须发散经过相对较大的大气空间，例如， 房子的一个或多个屋子。局限性较大的扩散将挥发效果限制在扩散器 周围的较近区域。有时，一部分蒸发物质聚集在扩散器的外壳之内。 这就可能导致其在外壳内凝结，在严重情况下，可能导致液体滴落出 扩散器的底部。当加热器关闭时由于蒸发而造成的液体损失也较为普 遍。
电子挥发物扩散器的另一个问题与为消费者提供装置处于工作状 态的清晰的指示有关。这包括在加热器预热到工作温度时，即使是在 挥发物的扩散有些延迟时，为消费者提供迅速的启动反馈。还包括帮 助消费者获知从启动开始装置可能是热的。另外还能为消费者指示如 果液体已耗尽需将装置拔去插头。
通常使用一个灯来提供在使用中的指示。当扩散器被插入电插座 中时，灯被打开，这样仅在扩散器开启时照明。有时，扩散器外壳具 有或者是部分或者是全部由半透明材料构成的半透明的小窗口，因此 从外壳的外侧可以看到灯光。开放的或半透明区域通常位于处在电插 座的高度的扩散器顶部，因此站在附近的人易于观察到。在外壳上具 有灯的开口存在问题，这是因为液体和小物体(例如手指)可以进入 该开口中。单独的半透明窗口增加了装配构件，且半透明构件增加了 产品的成本。与蒸发扩散器有关的另一个考虑因素是，灯经常暴露于 热源，这就使得它更易于迅速烧毁。
因此，需要能更好地解决前述问题的液体挥发物扩散器。
发明内容
本发明提供一种电激发液体挥发物(例如杀虫剂和芳香剂)扩散 器，具有改善的扩散特性和“在使用中”的指示。
一方面，本发明的扩散器包括具有出口孔和外部“在使用中”指 示器表面的外壳。该外壳包含加热器和灯，它们都与安装在外壳上的 电插销电连接。液体挥发物容器能够安装在最靠近加热器的外壳上， 以使液体挥发物的蒸发物穿过所述出口孔。当为加热器通电时，所述 灯将光发射到外壳外部，照射到“在使用中”的指示器表面上。
在更优选的形式中，扩散器外壳具有位于灯和“在使用中”的指 示器表面之间的孔隙，从而光能够直接照射到外壳外部并照射到指示 器表面上，该表面反射所述光。为了实现用户的最大可见性，所述指 示器表面优选是以唇状或凸缘从与插销端相反的前端伸出，并面朝上， 优选是沿着与挥发物扩散相同的方向。可采用反光表面或涂层来增加 指示器的照度。由于指示器凸缘的上表面的全长都被照亮，因此站在 安装有电插座的墙附近的人易于观察到，所述安装有电插座的墙通常 位于地板附近。不论电插座是具有水平还是竖直间隔的孔，扩散器能 够在该位置中被定向，其中液体容器是直立的，且指示器表面面朝上。 外壳的一特殊的压具(hold-down)特征起应变消除的作用，从而在最 初组装期间或之后，当对电插销进行定向或重新定向时，用来限制作 用在电元件(导线、保险丝灯等)上的拉力，及其运动。
优选的是，灯为提供长寿命和低功耗的小LED。不考虑类型，所 述灯优选的是借助分隔壁与加热器相分离，所述分隔壁优选的是从扩 散器外壳的上部垂下。所述壁帮助减小灯的与热相关的损耗，还起到 借助反射朝着“在使用中”的指示器表面改变光的方向的作用，否则 所述光将照射到外壳内部，从而提高指示器表面上的照明强度和效率。
在其它优选形式中，优选的是热或电流/电压保险丝与加热器串联 安装，以便断电和防止装置过热。所述外壳可具有一个或多个握持区 域，优选的是包括位于扩散器较冷区域处例如外壳与电插销的侧面相 对的面上的向外凸出的把手。所述外壳还可在出口孔处具有向内延伸 的凸起。这些特征通过减少用户接触热表面的可能性来帮助使扩散器 的用户友好性更高。
优选的是，液体挥发物容纳在容器中，例如带有螺纹颈部的瓶， 该容器带有具有浸入端和相反的暴露端的芯。所述暴露端可设置在环 形加热器的中心开口中。优选的是，加热器的开放中心的截面积不大 于出口孔的截面积。更优选的是，所述出口孔位于加热器附近，例如 分开不大于5mm，它们之间存在有气隙。更优选的是，所述出口孔呈 漏斗形状，带有一外孔和一内孔，内孔尺寸小于外孔尺寸。所述内孔 可由朝着外孔延伸的未翻转的唇缘或内周壁限定，优选的是沿着从内 孔到外孔的方向形成角度，并以与水平线成5度和90度之间的角度径 向向内。
扩散器通过将空气从其下侧围绕液体挥发物容器向上引流而吸入 空气。围绕容器设置有竖直管道以便更易于实现上述过程。空气能够 围绕容器并沿着芯向上流动，穿过环形加热器的中心。从扩散器底部 移动而来的冷空气在其靠近加热器和照明器时被加热，携带有蒸发的 挥发物的热空气快速向上流动，经扩散器的内部流出出口孔。出口孔 的漏斗状结构，特别是未翻转的唇缘帮助形成携带空气的挥发物卷流， 在扩散之前该卷流呈柱状上升到扩散器上方。另外，出口孔靠近加热 器，且其开口面积等于或大于加热器的开放中心的面积，从而大部分 (如果不是全部)带有空气的挥发物直接流出出口，而不会被挡在外 壳内部。空气流路、出口结构以及距加热器相对更近的间隔的结合作 用使活性成分更有效且更广泛地扩散。
在另一方面中，本发明提供一种具有用于蒸发液体挥发物的加热 器类型的插入式液体挥发物扩散器。该扩散器具有位于扩散器外壳内 部的灯，在通电时，该灯将光发射到外壳外部，并入射到外壳的外部 “在使用中”指示器表面，以照亮该“在使用中”指示器，从而易于 从扩散器的观察侧观察到。
在另一方面中，本发明提供一种电子液体挥发物扩散器，具有在 外壳的相对的侧面限定握持区域的外壳。所述握持区域可包括从外壳 伸出的隆起肋。所述肋的位置和隆起的特性使得它们摸上去较扩散器 的靠近加热器的其它位置更冷。而且，所述肋呈现了握持扩散器的直 观的明确位置，特别是在外壳的侧面给定它们的位置。
本发明的另一方面涉及可沿至少两个角取向安装在外壳上的电插 销。外壳优选的是限定一压具，用于固定与插销相连的电元件例如导 线和断电保险丝的位置。这不仅为导线提供了应变消除，而且保持了 保险丝与加热器之间的恒定间距，在使用温度断电保险丝时这对于确 保其在需要时脱开特别重要。
本发明的另一方面涉及出口孔，该出口孔的截面积至少与环形加 热器的开放中心的截面积一样大。这样就能更好地将挥发物从扩散器 外壳排出。所述出口孔优选是正好位于芯上方，且具有沿着远离加热 器的方向向内并向上形成角度的壁，该角度与水平线成5度和90度之 间的角度。这样就帮助形成带有空气的挥发物柱状卷流，该卷流在散 发到周围空气中之前上升到扩散器上方，从而提供了改进的挥发物的 扩散。
上文对本发明进行了简要的概述，从而可以大致理解本发明的实 质。然而，这种概述不应当被解释为对本发明的限制。根据下文参照 附图对优选实施例的详细说明，本发明的前述和其它目的、方面、特 征和优点将变得很清楚。
附图说明
图1为本发明的电子挥发物扩散器的透视图；
图2为其侧视图；
图3为其分解透视图；
图4为扩散器内部的顶视图；
图5为未示出液体挥发物容器的扩散器的仰视图；
图6为沿着图4的线6-6的端部截面图；
图7为沿着图4的线7-7的侧截面图；
图8为放大的部分截面图，显示了围绕芯以及扩散器的出口区域 的气流圈；
图9为沿着图4的线9-9的截面图，显示了沿水平方向的电插销；
图10为类似于图9的视图，显示了旋转到竖直方向上的插销；和
图11为类似于图8的视图，在出口处带有一成角度的壁。
具体实施方式
图1-3显示了根据本发明的电子挥发物扩散器20的一优选实施 例。通常，扩散器20具有在一端安装电插销24的外壳22和位于其下 面的液体挥发物瓶26。除了一端浸入瓶内液体另一端伸出瓶之外的芯 28之外，所述液体挥发物瓶26是密封的。外壳22包括加热器30、 LED灯32和断电保险丝34，它们全部经由从插销24的金属叉头引出 的导线与插销24电连接。
所述液体包括：可热激发性化学成分，优选是杀虫剂。然而，也 可以使用各种昆虫控制化学品、芳香剂、消毒剂、卫生洗涤剂或其它 热激发化学品。所述瓶优选是由一配合在螺纹颈部上的盖密封，该盖 可拆卸地旋入外壳22的下面的空腔中。所述盖具有密封芯28并将其 保持在竖直位置上的中心开口。
所述芯28可以由任何传统材料制成，例如多孔陶瓷、粘合纤维、 烧结塑料。芯的轴可具有传导性和/或不可渗透性外涂层，用于影响扩 散速度和提供更加均匀的热分布。外涂层的适合材料包括：塑料、涂 料或各种类型的固体套管，包括铝、铜和高密度/温度塑料。美国专利 5647053公开了这种优选的芯结构。
加热器30也可以是任何传统的加热装置，然而，优选的是，它包 含正温度系数(“PTC”)热敏电阻，该热敏电阻利用其固有的自调材 料特性，在较宽的电压范围内维持基本恒定的温度，以及热散逸条件。 这种PTC加热器优选呈带有中心开口的环形结构，芯28的暴露部分 能够装入其中，并为芯28的整个暴露部分提供基本上均匀的加热。美 国专利6411776公开了这种适合的PTC加热装置。该加热器应当能够 提供基本恒定的工作温度，该温度应足以使液体挥发物汽化，通常选 择激发温度在80℃和150℃之间。
过高温度或过电流/过电压状况一旦出现，加热器的内部构件可以 永久地或暂时地切断电路，以切断对加热器的供电。然而，本发明的 扩散器20优选使用与加热器30串联的前述保险丝34，从而永久地切 断加热器电路，以释放过载状态，从而使扩散器20停止工作。所述保 险丝34可以是对电流和电压敏感的可熔电阻，还可以是对温度敏感的 热熔断保险丝。这种热熔断保险丝是本领域公知的，美国专利5796914 公开了用于电子薰蒸装置的所述热熔断保险丝。该专利文献的整个说 明书以及所有前述专利文献均包含在本文中作为参考，就好像在本文 中充分阐述一样。
加热器30借助插销24与电源相连，所述插销可具有符合美国或 其它任何国家标准的任何叉头构造。如图9和10所示，整个插头24 单元可以以任意角取向安装在外壳22中，然而，优选的设计是沿着两 个取向中的一个取向安装，其中叉头或者是水平间隔或者是竖直间隔。 插销24体上的圆形端部具有圆周槽，以利于这种定位。
上文已对扩散器20的基本特征进行了描述，下面将对其常规操作 进行简要说明。在插销24插入标准电插座(未示出)中的情况下，加 热器30对芯28的暴露部分周围的空气以及芯28本身进行加热。在毛 细管力或“芯吸”作用下，液体挥发物沿芯28上行，且在温度升高的 情况下挥发。加热的空气也易于产生烟囱效应，以拉升包含空气的挥 发物经过外壳22，并将其经位于外壳22的顶部的出口36排出，从而 所述挥发物能够发散到屋子中。当加热器30被接通时，灯32被打开 以指示扩散器被开启。根据所采用的保险丝的类型，在工作温度、电 流或电压升高过高的情况下，保险丝34将切断通向加热器28的电路。
本发明的扩散器20以类似于其它这种装置的方式工作。然而，它 具有提供改进功能的几个特征，特别是有关挥发物的扩散和用户友好 性。这些特征中的许多都是由外壳22的独特构造所提供的。
如图3所示，外壳22由上壳体40和下壳体42构成，优选的是由 适合的塑料树脂模制而成。上壳体40在接缝处与下壳体42交叠(参 见例如图6)，帮助防止液体或其它污染物落入外壳22中。下壳体42 的侧面具有限定握持区域的一系列竖直间隔的凸起肋44。由于握持区 域与加热器30间隔开，且肋44从外壳22的平坦表面上向外凸起，因 此它们为用户抓握扩散器20提供了冷却区域，例如在将其从电插座上 拔下时。肋44的布置和相对侧的位置在视觉上为用户指示出，应当在 那些区域上握持扩散器20。用户将很可能直觉地在肋44处抓握扩散 器20，而非其它加热器区域，这样就降低了遭遇到高温的可能性。
外壳22的内部包括肋条和其它通常竖直延伸的结构，用于连接两 个壳体和支撑内部构件，即加热器30、灯32和保险丝34。如图3所 示，下壳体42限定一加热器30置于其上的环形支架46。如图7所示， 弹簧夹48将加热器30固定到位。如图7所示，上壳体40和下壳体 42还具有相对的结构50和52，作为用于导线与保险丝34连接的压具 和应变消除。下部结构52在其上端具有用于容纳导线的小槽或凹口 54，上部结构50轻微向下地夹紧在导线上，将其固定到位，且吸收导 线上的张力。当设定或改变插销24的取向时这特别有用。优选的是， 导线被夹紧在保险丝34附近，以将其固定到位。当保险丝34为温度 熔断型保险丝时，这是重要的，因此在组装期间，保险丝与加热器保 持恒定距离。这就帮助确保保险丝在常规工作期间实现相对恒定的温 度，从而仅在实际过高温度条件产生时才断开。如果保险丝过于靠近 加热器，它将会在达到最高温度之前断开电路，相反，如果过于远离 加热器，它可能在需要时并不断开。
上壳体40还具有向下延伸的内壁60，该内壁在与插销24相反的 外壳22一端限定灯室62。这些壁提供许多益处。特别是，它们帮助 使灯32处于适当位置上，从而提供恒定定位的照明。它们将灯32与 加热器30遮挡开，从而减少了与热有关的老化。而且它们还将光线反 射到外壳22外部，从而用户可以看到，否则所述光将损失在外壳22 内。
特别是，光照射在一特殊“在使用中”的指示器70上，该指示器 为用户提供扩散器20开启的指示。该“在使用中”的指示器70是一 平的、面朝上的外壳22的外表面，其从外壳下壳体42的与插销24 相反一端凸出，以形成唇状或凸缘状结构。所述面朝上的表面位于外 壳壳体之间的非常狭窄的横向狭缝或孔隙72附近(见图7)。该孔隙 72使来自灯32的光无障碍地传播到外壳22之外，并反射出“在使用 中”的指示器70的外表面。较宽阔外表的“在使用中”的指示器70 的照明为用户提供扩散器20开启的高度可见的指示。由于所述孔隙 72较窄，且位于外壳22的竖直端部(而非位于顶部)，因此异物进入 外壳22中的机会较少。
由于灯32以与加热器30串联的方式与插销24相连，因此仅在加 热器30开启时照明。这在最初起动时有帮助使得在挥发物被激发之前 当加热器预热到工作温度时，用户得知装置处于工作中。这样就能够 防止用户错误地认为扩散器存在缺陷。在挥发物耗尽之后，还能够提 醒用户拔下扩散器，以避免不必要地为加热器通电。另外还能警告用 户表面较热，避免接触。
如上所述，扩散器20具有几个特点，所述特点提供了更加有效的 挥发物质的扩散。参照图4-6，外壳22的下壳体42形成三个周向间 隔开的竖直通道或空气管道80，且在挥发物瓶26安装于外壳22上的 空腔处开口。如图6和7所示，当挥发物瓶26完全安装在外壳22中 时，在瓶的上部和外壳22之间存在一小气隙，从而空气能够流入竖直 空气管道80中。所述空气管道80将空气在瓶的颈部侧向上引入外壳 中。从所述气孔隙处，空气能够向上且在芯28的暴露部分侧向内流动， 经过加热器30的中心，然后穿过出口孔36。从而空气管道80提供了 更大的流量，且使空气能够在能拾取挥发物的芯侧流动，并将其向上 携带穿过出口孔36。
如图1和6-8所示，开口孔36位于外壳上壳体40的顶部，且正 好(竖直地)位于芯28和加热器30的中心开口的上方。出口孔36 由稍微呈漏斗状的凹进的内壁限定，该内壁有效地限定一内孔和一较 大的外(或上)孔。四个小尖头90在孔的下部径向向内延伸，足以防 止手指接触加热器30。出口孔36的截面积在底部最小。出口孔36的 最小截面积设计成至少是加热器30的中心孔的截面积，且如上所述与 该中心孔竖直对齐。这就能帮助确保从芯28周围上升的热的、带有挥 发物的空气流出外壳22，而不被限制在上壳体40下面，否则将过度 加热外壳22或导致在外壳22内凝结。在图示的实施例中，由于带有 尖头90，出口孔36的底部的实际尺寸大于加热器30的中心，以容纳 由尖头90所占据的空间，然而，出口孔36的总截面积至少是加热器 孔的截面积。在一个优选实施例中，加热器孔的直径约为1厘米，出 口孔在底部的截面直径约为1.2cm，相对的尖头之间的距离约为 0.8cm。而且，出口孔36的底部与加热器30的顶部稍微间隔开是重要 的。这样，它们之间的气流(见图6)就能够帮助扩散，还能够防止 上壳体40达到过高的温度，在这种情况下，所述温度优选不大于80℃。 小于10mm的距离对于大多数适合的PTC加热器而言是足够的，优 选是不大于5mm，更优选的是约3mm。
如图8所示，出口孔36和加热器/芯布置(以及空气管道80)的 构造、尺寸和间距为挥发作用提供了改进的扩散。从扩散器底部升起 并向上穿过外壳22的气流将沿着芯28向上流动，穿过加热器30的中 心，而且围绕并流经加热器30上方。这样将引发主要的向上且向内的 气流圈，该气流圈趋于将热的带有激活物的空气集中并抬升，向上穿 过出口孔36。流过出口孔36的空气的柱状卷流将遇到在其周围的冷 环境空气，在借助排出空气的卷流的力通常沿着其行进方向返回之前， 该环境空气围绕出口孔36的漏斗状轮廓形成其路径。这样就帮助将柱 状气流圈延伸到扩散器的上方，从而产生更加有力的且更高的激活物 气流，从而使激活物的扩散更有效。
图11显示了类似于图8的另一个示图，其中，出口孔包括一截头 圆锥体状壁部100，该壁部沿着远离加热器的向上方向径向向内逐渐 变细。该壁100帮助更好地且更恒定地使向下流入出口孔36的漏斗中 的环境空气返回，从而形成更加类似柱状的空气卷流，使其在扩散器 上方上升得更高。在叙述的实施例中，所述壁100与水平线成约45 度地延伸，然而，该角度可以根据应用而改变，例如，在多数情况下， 与水平线成5和90度之间的角度适于实现预期效果。所述成角度的壁 可以是分段的，而非连续360度。而且，类似于以前，保持最小出口 孔尺寸等于或大于加热器的孔，且可以增加小尖头从而将手指等挡在 外面。
虽然已经对本发明的具体实施例进行了详细的描述，然而应当理 解，该说明书仅是用作举例说明的目的。在不背离下文的权利要求的 精神的情况下，本领域技术人员可以作出，除了上述之外的与优选实 施例的公开的各方面相对应的各种改变和等同结构。因此，由下文权 利要求所限定的发明的范围应当符合最宽的合理解释，从而涵盖这种 改变和等同结构。
工业实用性
本发明提供一种挥发物液体(例如，杀虫剂、芳香剂等)的电子 扩散器，具有改进的挥发物扩散特性和“在使用中”的指示。