一種催化香薰爐組件和其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及一種催化香薰爐組件和一種催化香薰爐組件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]催化香薰爐用于在室內(nèi)散發(fā)芳香。這種薰爐包括用鉑、鈀或鑭等合適的催化劑浸漬過的陶瓷石。通過一燈芯將一醇基燃料送至該陶瓷石。該燈芯懸掛在一燃料儲存器中，以便將燃料引導至該陶瓷石。該薰爐通常通過手持一明火至該陶瓷石來啟動。這會點燃燃料，產(chǎn)生一相對高(可能有4至6英寸)的明火。當陶瓷石變熱，在其內(nèi)部和周圍發(fā)生催化燃燒。大約三分鐘以后，該陶瓷石達到約330°C的工作溫度，隨后可以熄滅該明火。催化燃燒在該陶瓷石的內(nèi)部和周圍繼續(xù)，該設備繼續(xù)無焰運作。
[0003]圖1顯示了一典型的催化香薰爐100的截面圖。該薰爐100包括一外部陶瓷石102和一內(nèi)部陶瓷石104。該外部陶瓷石102涂有一催化劑涂層106，該內(nèi)部陶瓷石104涂有催化劑涂層108，兩者均由相同的催化劑制成。該外部陶瓷石106包括一燈芯容置部分110。該香薰爐100還包括一燈芯112，該燈芯是一段繩子，形成一個圈，從而兩端部114、116位于該燈芯容置部分110內(nèi)。該薰爐100還包括一金屬外殼118，該金屬外殼適配在該外部陶瓷石102的周圍。該金屬外殼在其底部具有一開口，該開口的直徑比該燈芯容置部分略窄，從而輕輕地夾住該燈芯112。該薰爐100還包括一石頭鎖緊部件120，該石頭鎖緊部件夾緊該金屬外殼118并將該內(nèi)部陶瓷石104保持在該外部陶瓷石102內(nèi)的合適位置。整個裝置位于一燃料儲存器(圖中未示出)的頸部上。供替代的設計包括一單塊的陶瓷石，而不是兩塊陶瓷石。
[0004]上述的薰爐有很多問題。首先，該陶瓷石有相當?shù)偷目紫堵?，并且孔隙很小。當燃料燃燒時，不完全燃燒的香料聚積，導致燒焦并導致燃料堵塞孔隙。該陶瓷石難以清洗，因此該陶瓷石必須定期地更換。進一步地，當設備啟動時，需要花費多達三分鐘使該陶瓷石達到工作溫度，而且在此期間內(nèi)有明火。這不僅對使用者是危險的，而且也是耗費時間的。進一步地，在加熱過程中，該燃料以一快得多的速度被消耗。因此，需要一改進的催化香薰爐。
[0005]美國專利申請公布文獻US 2008/0090188A1公開了一種改進的催化薰爐的例子。該薰爐包括一無孔隙基材，該基材在一合適的催化劑中被涂上涂層。該燈芯與該基材聯(lián)通。該設備以與前述現(xiàn)有技術(shù)相同的方式運作，但通過使用一無孔隙的催化劑基材避免了孔隙堵塞的問題。
[0006]本發(fā)明提供一供替代的催化香薰爐組件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的香薰爐啟動慢，啟動時有明火，會導致燒焦和堵塞的缺陷，提供一種啟動快、啟動時不會有明火、不會導致燒焦或堵塞的催化香薰爐組件和其制造方法。
[0008]第一方面，本發(fā)明提供一種催化香薰爐組件，包括:一燒結(jié)材料的多孔芯材；一催化劑，該催化劑沉積在該芯材上或其周圍；和一燈芯，該燈芯與該多孔芯材聯(lián)通，并設置成將燃料引導至該芯材。
[0009]第二方面，本發(fā)明提供一種催化薰爐組件，包括:一多孔金屬芯材；一催化劑，該催化劑沉積在該芯材上或其周圍；和一燈芯，該燈芯與該多孔芯材聯(lián)通，并設置成將燃料引導至該芯材。燒結(jié)材料可以是燒結(jié)金屬。燒結(jié)金屬可以是青銅。
[0010]第三方面，本發(fā)明提供一種催化薰爐組件，包括:一燒結(jié)材料的多孔芯材；一催化劑，該催化劑沉積在該芯材上或其周圍；和一燈芯，該燈芯與該多孔芯材聯(lián)通，并設置成將燃料引導至該芯材。
[0011]下述優(yōu)選技術(shù)特征可以結(jié)合到上述第一、第二和第三方面中的任何一個或全部中。
[0012]較佳地，該多孔芯材的孔隙率大于30%，且更優(yōu)地，在30%到60%之間。
[0013]較佳地，該多孔芯材的孔隙大小為15至150微米，且更優(yōu)地，為30至100微米。
[0014]該催化劑可以沉積在該芯材上。
[0015]該些熏爐組件可以進一步包括一金屬基材，該金屬基材位于該多孔芯材上或與其鄰接；其中該催化劑沉積在該金屬基材上。
[0016]該多孔芯材可以大體上為圓柱形，和/或可以包括一空位，該空位位于該芯材的一端，該燈芯的至少一第一端位于該空位內(nèi)。
[0017]該催化劑可以是鉑、鈀、鑭或氧化錳。
[0018]該些熏爐組件可以進一步包括:一外罩，該外罩設置成將該芯材和該燈芯結(jié)合在一起。每個外罩可以是一空心金屬螺栓。
[0019]第四方面，本發(fā)明提供一種催化香薰爐，包括:本發(fā)明第一方面的熏爐組件；一燃料儲存器，該燃料儲存器具有一開口，其中，在使用時，該熏爐組件位于該開口內(nèi)，且該燈芯的一端位于該燃料儲存器內(nèi)。
[0020]第五方面，本發(fā)明提供一種催化香薰爐組件的制造方法，包括:提供一燒結(jié)材料的多孔芯材；在該芯材上或其周圍提供一催化劑；和提供一燈芯，與該芯材聯(lián)通。
[0021]第六方面，本發(fā)明提供一種燒結(jié)材料的多孔芯材，適用于一催化香薰爐，該芯材上沉積有一催化劑。
[0022]本發(fā)明的積極進步效果在于:啟動快，啟動時不會有明火，不會導致燒焦或堵塞。
【附圖說明】
[0023]在此僅通過舉例的方式描述附圖，并參照附圖，其中:
[0024]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的香薰爐組件的截面圖；
[0025]圖2為本發(fā)明第一實施例的香薰爐組件的立體圖；
[0026]圖3為圖2中的香薰爐組件的截面圖；
[0027]圖4為本發(fā)明另一實施例的香薰爐的截面圖；
[0028]圖5為本發(fā)明另一實施例的香薰爐組件的立體圖。
【具體實施方式】
[0029]在此參照圖2和圖3描述本發(fā)明的第一實施例。圖2和圖3顯示了一香薰爐200。該薰爐200包括一燒結(jié)金屬材質(zhì)的多孔芯材202。該多孔金屬芯材202最好由燒結(jié)青銅制成。該多孔金屬芯材202大體上為圓柱形，并具有一近端面204和一遠端面206。在該近端204和該遠端206之間延伸有一側(cè)面208。該多孔金屬芯材202界定一內(nèi)部空間，該內(nèi)部空間的主要部分由該多孔金屬占據(jù)。此外，該多孔金屬芯材包括一空位210，該空位在該芯材202的近端面204提供一開口 212。
[0030]該香薰爐200還包括一燈芯214。該燈芯214最好由一段繩子狀織物形成。該燈芯214包括一第一端部216和一第二端部218。該燈芯214的端部216、218位于該多孔金屬芯材202的空位210內(nèi)。該燈芯214的直徑使得該燈芯的兩端部216、218可以插入該空位210內(nèi)。該燈芯214因此形成一個圈，在使用時，該圈懸掛在一燃料混合物中。根據(jù)實際的香薰爐來相適配地選擇該燈芯214的長度。然而，典型的長度約為12cm。
[0031]該香薰爐200還包括一金屬圍繞物220。該金屬圍繞物220在該多孔金屬芯材202周圍形成一環(huán)。該金屬圍繞物220位于該側(cè)面208上或與其鄰接。該金屬圍繞物220的寬度約等于該多孔金屬芯材202的高度的三分之一。該金屬圍繞物的內(nèi)壁之間測得的直徑約等于該多孔金屬芯材202的圓柱體的直徑。在制造過程中，該金屬圍繞物220環(huán)繞在該多孔金屬芯材202的周圍，并通過針狀物(未示出)定位。
[0032]該金屬圍繞物220在一催化劑中被涂上涂層。該催化劑最好是鉑、鈀、鑭或氧化錳，或者它們的混合物。這些材料具有相對高的熱活性，意味著可以使用更少量的催化劑。由于催化劑一般是昂貴的金屬，這樣可以實現(xiàn)更低的成品單位成本。
[0033]在此描述將催化劑沉積在該金屬圍繞物上的過程。該催化劑通過電鍍在該金屬圍繞物220上形成涂層，或者為了實現(xiàn)一更粗糙的表面(因此更大的表面積)，可以用浸涂技術(shù)(wash coating)來形成涂層。浸涂技術(shù)通常用在汽車催化轉(zhuǎn)換器中。催化劑的顆粒懸浮在液體中，該液體隨后被涂覆到金屬基材上。涂覆催化劑的過程在其它方面是習知的，在此不再做更具體的描述。
[0034]該香薰爐200還包括一金屬外罩222。該金屬外罩222設置成將該香薰爐200的各個部件結(jié)合在一起。該金屬外罩222包括一近端板224。該近端板224是一圓盤，該圓盤具有一軸向開口 226，該軸向開口的直徑略小于該空位210。這使得該近端板能夠輕柔地夾住該燈芯214的兩個端部。該金屬外罩222還包括向上延伸的固定臂228A、228B、228C。這些臂連接于該近端板224的外緣，并相互等距地設置。這些臂的長度等于該多孔金屬芯材202的圓柱體的高度加上該多孔金屬芯材202的半徑。這些臂的端部包括適用于接受一固定針230的針孔。在制造過程中，臂228A、228B、228C向上彎曲與該近端板224的平面形成一 90°的角度。這些臂228A、228B、228C因此位于該多孔金屬芯材202的側(cè)面208上。然后，這些臂228A、228B、228C再次彎曲，從而它們的端部與該芯材的遠端206相抵。隨后將該固定針230插入這些臂的所有針孔中，從而將該金屬外罩222固定至該多孔金屬芯材202。應當理解的是，金屬外罩222只是將薰爐200結(jié)合在一起的一種方式。如果合適，也可以使用其它機構(gòu)。
[0035]在上述實施例中，該多孔金屬芯材202是一燒結(jié)金屬。較佳地，該金屬是青銅。還可以使用其它金屬，比如純銅、不銹鋼、鎳青銅或錫青銅。還可以使用例如鎳等額外鍍層，以阻礙腐蝕和/或增加材料的美感。
[0036]燒結(jié)材料是一種帶有熔融顆粒結(jié)構(gòu)的整體材料，其孔隙率由使用的材料顆粒的顆粒大小界定。燒結(jié)材料可以由它們的孔隙率表征。典型的燒結(jié)不銹鋼的孔隙率為35%，典型的燒結(jié)青銅的孔隙率為50%。在本發(fā)明中，顆粒大小必須足以產(chǎn)生一開放結(jié)構(gòu)(open cellstructure)，從中可以流過氣體或液體。
[0037]通過使材料接近其熔點，從而使得預選尺寸的粉末、顆粒或球體部分地熔融在一起，形成燒結(jié)材料。當該材料接近其熔點時，材料中的原子在顆粒的邊界間擴散，形成一實體。該擴散及密實化的程度決定了成品的孔隙大小。孔隙大小可以在I至300微米的范圍內(nèi)，而大多數(shù)燒結(jié)材料一般在5至150微米的范圍內(nèi)。對于該催化薰爐，一理想的大小是在15至150微米的范圍內(nèi)，最佳的大小在30至100微米的范圍內(nèi)。
[0038]通過選擇合適大小的顆粒以及精確的密實化程度，可以精確控制形成的孔隙大小，這不是其它多孔結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)方法所能做到的。這種精確確定孔隙大小的能力，外加材料固有的耐熱性，使得燒結(jié)材