DE60315519T2

DE60315519T2 - Gerät zur diffusion von wirkstoffen mit katalytischer verbrennung

Info

Publication number: DE60315519T2
Application number: DE60315519T
Authority: DE
Inventors: Andrea Caserta; Ruben Garcia Fabrega; Cedric Morhain
Original assignee: Zobele Espana SA
Current assignee: Zobele Espana SA
Priority date: 2003-05-29
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2008-04-24
Anticipated expiration: 2023-05-30
Also published as: WO2004105812A1; EP1637169A1; DE60315519D1; EP1637169B1; PT1637169E; ES2289289T3; ATE369152T1; AU2003233815A1

Description

GEGENSTAND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Diffusion von Aktivsubstanzen mit katalytischer Verbrennung, umfassend einen Behälter, der den Brennstoff und die Aktivsubstanzen aufnimmt, worin ein Docht enthalten ist, welcher mit einem Brenner verbunden ist, der die katalytische Verbrennung und die Verdampfung der Aktivsubstanzen, z.B. Lufterfrischer, Desinfektionsmittel, Bakterizide und dergleichen, erleichtert.
Gegenstand der Erfindung ist es, die Mittel bereitzustellen zum Optimieren der Verbindung zwischen dem Brenner und dem Docht, zum Erhöhen der Sicherheit der Vorrichtung gegen mögliches Verschütten der Mischung, zum Erleichtern des Nachfüllens der Mischung durch eine Öffnung, welche von derjenigen, in der der Brenner untergebracht ist, unabhängig ist, und die Inkorporation von Mitteln zum Anzeigen hoher Temperaturen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bisher bekannt sind Vorrichtungen zur Diffusion von Aktivsubstanzen durch die Wärme einer katalytischen Verbrennung, umfassend einen Behälter, der einen flüssigen Brennstoff mit Aktivsubstanzen in Lösung aufnimmt, worin ein Docht bereitgestellt ist, der den Bennstoff zu dem Verbrennungs- und Verdampfungsbereich führt. Der Verbrennungsbereich besteht aus einem porösen Stück mit einer katalytischen Beschichtung, während der Verdampfungsbereich ein Teil dieses Stücks mit einer katalytischen Beschichtung oder ein unabhängiges Keramikstück oder auch ein Stück von einem porösen Nicht-Keramikmaterial sein kann.
Die Gegenwart des Katalysators erlaubt es, eine chemische Reaktion der Verbrennung ohne die Gegenwart einer Flamme der aus Brennstoff und Aktivsubstanzen gebildeten Mischung zu aktivieren, welche Wärme erzeugt, die die Verdampfung der Mischung in dem Verdampfungsbereich bewirkt.
Im Falle einer Anmeldung auf Erfindung, welche zu dem Inhaber der vorliegenden Erfindung gehört, wird eine Vorrichtung offenbart zum Verdampfen von Aktivsubstanzen durch katalytische Verbrennung, umfassend einen Brennstoffbehälter und einen Aktivsubstanzbehälter mit unabhängigen Dochten, wobei einer der Dochte einen Brenner aufweist, der die Erwärmung und Verdampfung der Aktivsubstanz erzeugt, begünstigt durch einen Wärmediffusor.
Ferner ist anzumerken, dass jegliches Molekül, welches in der Luft vorliegt, die mit dem Brenner in Kontakt kommt, durch die hohe Temperatur des in einer dieser Vorrichtungen inkorporierten Brenners degradiert und zerstört wird, so dass Moleküle, welche schlechte Gerüche verursachen, Tabakrauchverbindungen, aus der Atmosphäre eliminiert werden. In einigen Ausführungsformen wird dieser Effekt verbessert durch Platzieren eines Gebläses in der Nähe des Brenners.
Das Dokument FR-A-2483782 beschreibt eine Vorrichtung zur Diffusion einer Aktivsubstanz mit katalytischer Verbrennung, umfassend einen katalytischen Brenner mit einer Öffnung zum Einführen eines Dochtelementes.
Es folgt eine Liste der wichtigsten Nachteile, mit denen die derzeit bekannten Vorrichtungen behaftet sind:

• Der den Brennstoff und die Aktivsubstanzen aufnehmende Behälter weist eine einzige Öffnung auf, die während des normalen Betriebs das Gehäuse für den Brenner oder das Keramikstück in Kontakt mit dem Docht bildet, während sie, wenn der Behälter geleert ist, den Durchlass zum Nachfüllen der Mischung bildet. Dieser Nachfüllvorgang verlangt von dem Benutzer die Berührung des Brenners und des Dochtes, welche mit der Mischung getränkt sind, mit der daraus resultierenden Gefahr der Beschmutzung und des direkten Kontakts mit chemischen Produkten, die nicht in Kontakt mit der Haut kommen sollten.
• Diese Vorrichtungen weisen geringe Sicherheit auf hinsichtlich des unbeabsichtigten Verschüttens der Mischung aus Brennstoff und Aktivsubstanzen, sowohl während des Einsatzes der Vorrichtung als auch zwischen Einsätzen. In bisher bekannten Vorrichtungen liegt das als eine Unterstützung für die Verbrennung und Verdampfung verwendete Keramikstück einfach auf dem Hals des Behälters auf, ohne irgendwelche mechanische Befestigungsmittel. Wenn die Vorrichtung unbeabsichtigterweise fällt, kann die an den Docht gekoppelte Keramik leicht aus ihrer Lage versetzt werden, und die enthaltene Mischung wird verschüttet. Wenn dies geschieht, während die Vorrichtung mit dem Keramikstück in katalytischer Verbrennung bei einer hohen Temperatur arbeitet, besteht Verbrennungs- und/oder Brandgefahr.
• Wenn der Brennstoff in der Vorrichtung erschöpft ist, ist das obere Ende des Dochtes von den warmen Wänden des Keramikstücks umgeben. Der Docht neigt zu Verkohlen in der Abwesenheit von Sauerstoff unter Bildung von freien Kohlenstoffpartikeln, welche die Poren des Keramikstücks verstopfen. Um dieses Problem zu lösen, umfasst das Erfindungspatent WO 9963267 in dem Keramikstück eine Anzahl von Kanälen, die den Docht mit der Außenluft verbinden.
• Vorrichtungen zur Diffusion von Aktivsubstanzen durch katalytische Verbrennung umfassen zwei Kappen: eine Schutzkappe, welche zur Verwendung während des Betriebs gedacht ist, und eine weitere Kappe zum Löschen des Brenners durch Verhindern von Sauerstoffzutritt zu dem Verbrennungsbereich. Die Löschkappe kann verloren gehen, da sie nicht an der Vorrichtung befestigt sein kann, während diese in Gebrauch ist.
• Während des Betriebs der Vorrichtung liegt die Temperatur des Brenners über 300 °C ohne die Gegenwart einer Flamme oder ein sichtbares Zeichen seiner hohen Temperatur. Obschon Vorrichtungen dieses Typs im Allgemeinen mit einer Schutzeinrichtung für den Brenner während des Betriebs versehen sind, besteht ein beträchtliches Risiko unbeabsichtigter Verbrennungen.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Vorrichtung zur Diffusion von Aktivsubstanzen mit katalytischer Verbrennung, welche Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, löst die im Vorstehenden beschriebenen Nachteile zu voller Zufriedenheit auf der Basis der im Folgenden angegebenen Charakteristika.
Die Vorrichtung inkorporiert einen Behälter mit zwei Öffnungen, wobei eine erste Öffnung zum Passierenlassen der Mischung gedacht ist und eine zweite Öffnung zum Befestigen des Brenners an dem Behälter gedacht ist, wodurch ein sauberer Gebrauch bereitgestellt wird, da es nicht notwendig ist, den Brenner oder das katalytische Keramikstück zu berühren oder den getränkten Docht herauszunehmen, um die Vorrichtung nachzufüllen, sowie ein sicherer Gebrauch, da die Mischung nicht verschüttet wird, wenn der Behälter unbeabsichtigterweise während oder nach seinem Gebrauch fällt. Bereitgestellt wird dies durch eine dauerhafte Befestigung des Brenners und eine Nachfüllöffnung, die mittels einer wiederverwendbaren Kappe gut verschlossen werden kann.
Bei dieser Vorrichtung tritt das Keramikstück in das obere Ende des Dochtes ein, nicht umgekehrt, wie dies in anderen Diffusoren üblich ist. Dies erlaubt es, die Dimensionen des Keramikstücks zu reduzieren mit zwei Konsequenzen: Senkung der Kosten des Keramikstücks und Verminderung des Verbrauchs an Brennstoff-Aktivsubstanz-Mischung. Eine optimierte Ausbildung des Keramikstücks bestimmt eine geeignete Verteilung des katalytischen und des Verdampfungsbereichs, um eine effiziente Aktivsubstanzdiffusion bereitzustellen, den Verbrauch erheblich zu mindern und dadurch die Anzahl der Nachfülloperationen zu vermindern und das Leistungsverhalten des Produktes zu optimieren.
Das Keramikstück ist ausgebildet, an einem metallischen Halter fixiert zu werden, der seine Befestigung an dem Behälter sicherstellt und dabei die zweite Öffnung bedeckt, in der ein Zentrierelement untergebracht ist, welches die vertikale Position des Dochtes sicherstellt, und ein thermochromes Element, welches die Nähe zu dem Renner anzeigt, wenn dieser bei einer hohen Temperatur arbeitet. Dieser metallische Halter gewährleistet das Wechselwirken mit dem Docht und schützt die darin befindlichen Komponenten während der Anwesenheit der Flamme, wenn die Vorrichtung angestellt wird.
Ferner weist der Halter eine Oberfläche auf, die z.B. viermal größer sein kann als die exponierte Oberfläche des Brenners, so dass die durch den Brenner erzeugte Wärme effektiv dissipiert wird und seine Oberflächentemperatur ohne Gradienten bei Werten unter 100 °C etabliert wird. Dies bedeu tet, dass es nicht notwendig ist, den Behälter aus einem Refraktärmaterial, z.B. aus Keramik oder Glas, herzustellen, und dass seine Herstellung aus einem Polymer möglich ist, um seine Kosten zu vermindern und seine Herstellung weiter zu automatisieren, so dass ein Stück resultiert mit viel kleineren maßlichen Toleranzen und damit größerer Betriebszuverlässigkeit.
Andererseits, da die Temperatur dieses Halters unter 100 °C liegt, ist er ein geeigneter Halter für thermochrome Pigmente, z.B. Adhäsivmaterialien, Farben oder Lacke, die für seine Fixierung verwendet werden.
Die Vorrichtung inkorporiert eine Kappe zum Löschen der katalytischen Verbrennung, welche im Inneren der Vorrichtung platziert ist; im Besonderen ist sie auf einer Nachfüllkappe platziert, welche die erste Öffnung bedeckt, um ihre Verfügbarkeit zu gewährleisten und das Risiko, sie zu verlegen, zu vermindern. Wenn der Brenner gelöscht werden muss, wird die Löschkappe auf den Brenner überführt, so dass sie ihn bedeckt.
Ferner ist ein Schutz vorgesehen, der in die Diffusorvorrichtung inkorporiert ist und eine Kontinuität des Behälters etabliert, so dass ein direkter Zugang zu dem Brenner während des Betriebs desselben verhindert wird, und der mit Öffnungen versehen ist, um die Diffusion der verdampften Aktivsubstanzen zu erlauben.
Als eine Option wird die Inkorporation einer Regulierung und/oder Unterbrechung der Diffusion der Aktivsubstanz mittels eines relativen Versatzes des Brenners in Bezug zu dem Docht angesehen, so dass die Mischungsmenge, die über den Docht an dem Brenner ankommt, verändert oder die Ankunft ausgeschlossen wird.
BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Zur Vervollständigung der Beschreibung und für ein besseres Verständnis der Charakteristika der Erfindung gemäß einem Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Satz Zeichnungen beigefügt als ein integraler Bestandteil der Beschreibung; hierin zeigt zu Zwecken der Illustration und in einem nicht-limitierenden Sinne:
1 eine Schnittdarstellung, welche die Elemente repräsentiert, aus denen die Vorrichtung zur Diffusion von Aktivsubstanzen mit katalytischer Verbrennung aufgebaut ist.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Die Vorrichtung zur Diffusion von Aktivsubstanzen mit katalytischer Verbrennung, welche den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, basiert auf der Inkorporation eines Behälters (1), der eine Mischung (2) von Aktivsubstanz und Brennstoff aufnimmt, worin ein Docht (3) platziert ist, der die Mischung zu einem Keramikstück oder Brenner (4) führt, welcher auf seiner Oberfläche mit einem Katalysator versehen ist.
Mit dieser grundlegenden Konstruktion zeichnet sich die Vorrichtung in der Hauptsache dadurch aus, dass der Behälter (1) zwei Öffnungen inkorporiert, wobei eine erste Öffnung (11) zum Nachfüllen der Mischung (2) in den Behälter gedacht ist und eine zweite Öffnung (12) zum Passierenlassen des Dochtes (3) und zum Befestigen des Brenners (4) gedacht ist, wobei der Brenner (4) so ausgebildet ist, dass er ein konisch geformtes unteres Ende aufweist, um Kopplung durch Einführen in das obere Ende des Dochtes (3) zu erlauben, und dass er an einen metallischen Halter (5) gekoppelt ist, der die zweite Öffnung (12) bedeckt, worin ein Zentrierelement (6) für den Docht (3) gekoppelt ist, welches die vertikale Position des Dochtes (3) in der korrekten Position für ein Wechselwirken mit dem Brenner (4) gewährleistet, wobei an der Einlassöffnung (11) eine Nachfüllkappe (7) bereitgestellt ist, welche den Behälter nach dem Nachfüllen verschließt.
Ferner ist die Tatsache bemerkenswert, dass der Behälter (1) durch einen Außenschutz (9) bedeckt ist, der Kontakt mit dem Brenner (4) während seines Gebrauchs verhindert, und mit Öffnungen versehen ist, weiche die Zirkulation von Luft für die Verbrennung und Verdampfung der Aktivsubstanzen erlauben.
Ferner ist im Gebrauch der Vorrichtung eine metallische Löschkappe (8) über der Nachfüllkappe (7) platziert, wodurch ihre Verfügbarkeit für einen späteren Gebrauch, in dem sie auf den metallischen Halter (5) platziert wird und den Brenner (4) bedeckt, um die Vorrichtung abzustellen, gewährleistet ist.
An der Oberfläche des metallischen Halters (5) des Keramikstücks ist ein thermochromes Element (10) inkorporiert, welches die Farbe ändert, um einen Anstieg in der Temperatur des metallischen Halters (5) anzuzeigen, wenn die Vorrichtung in Gebrauch ist, wobei diese Situation entweder durch einen Farbcode oder eine Beschriftung, welche Hitze repräsentiert, angezeigt wird.
Der Betrieb der Vorrichtung läuft wie folgt ab:
Bei unbedecktem Behälter, mit der Mischung (2) aus Brennstoff und Aktivsubstanzen in seinem Inneren, wird der Brenner (4) mit einer Flamme angestellt. Sodann wird die Flamme gelöscht, und die katalytische Verbrennung setzt sich ohne eine Flamme fort, so dass die Oberflächentemperatur des Brenners oder des Keramikstücks (4) zwischen 300 und 550 °C erreicht; sodann wird der Außenschutz (9) aufgesetzt.
An der Oberfläche des Brenners (4) mit einer katalytischen Beschichtung wird die Verbrennung durch die Flamme aktiviert, wobei der Bereich ohne eine Beschichtung lediglich als eine Unterstützung für die Verdampfung der Mischung durch die mittels der katalytischen Verbrennung erzeugte Wärme dient, so dass der Aktivsubstanzdampf durch die Öffnungen des Außenschutzes (9) austritt.
Um die Vorrichtung abzustellen, muss der katalytische Verbrennungsprozess auf einem von zwei Wegen gelöscht werden: Verhinderung des Zutritts von Sauerstoff durch Bedecken des Brenners (4) mit der Löschkappe (8) oder Verhinderung der Ankunft der Mischung an dem Brenner (4) und dem Docht (3) durch Versetzen einer oder beider dieser Komponenten.
Die Rolle der Flamme beim Inbetriebnehmen liegt in der Bereitstellung der Energie, die zum Aktivieren des katalytischen Prozesses benötigt wird. Eine gültige Alternative zu der Flamme zum Initiieren der katalytischen Verbrennung besteht in der Beaufschlagung des Brenners (4) mit Wärme mittels einer elektrischen Heizeinrichtung, was eine Inbetriebnahme ohne Entfernen des Außenschutzes (9) ermöglichen würde.
Was die Elemente oder Komponenten anbelangt, so können diese wie folgt variieren:

– Die Aktivsubstanz kann eine flüchtige organische Verbindung sein, welche als Lufterfrischer, Insektizid, Desodorans, Desinfektionsmittel, Bakterizid, Therapie etc. wirkt, während der Brennstoff ein kurzkettiger linearer Alkohol sein kann, z.B. Isopropanol oder Ethanol.
– Der Brenner selbst kann aus poröser Keramik mit einer hohen Beständigkeit gegen Wärmeeinwirkung hergestellt sein, wobei die Verwendung von Materialien wie Aluminiumsilikaten vom Mullit-, Kordierit- und Kaolinit-Typ oder einem Mineral der Zeolith-Gruppe möglich ist.
– Was den Katalysator anbelangt, so kann dieser aus einem Edelmetall wie Platin, Palladium, Rhodium oder einer binären oder tertiären Legierung oder einer Mischung von diesen Metallen bestehen, wobei die katalytische Beschichtung auf dem Brenner bereitgestellt wird durch Imprägnieren mit dem Salz eines Edelmetalls in einer flüssigen Lösung, gefolgt von einer Reduktion durch Wärme.

Claims

Vorrichtung zur Diffusion von Aktivsubstanzen mit katalytischer Verbrennung, basierend auf der einfachen Inkorporation eines Behälters (1), der eine Mischung (2) von Aktivsubstanz und Brennstoff aufnimmt, worin ein Docht (3) angeordnet ist, der die Mischung zu einem Keramikstück oder Brenner (4) führt, welcher auf seiner Oberfläche mit einem Katalysator versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) zwei Öffnungen umfasst, wobei eine erste Öffnung (11) zum Nachfüllen der Mischung (2) in den Behälter gedacht ist und eine zweite Öffnung (12) zum Passierenlassen des Dochtes (3) und zum Befestigen des Brenners (4) gedacht ist, wobei der Brenner (4) so ausgebildet ist, dass er ein konisch geformtes unteres Ende aufweist, um Kopplung durch Einführen in das obere Ende des Dochtes (3) zu erlauben, und dass er an einen metallischen Halter (5) gekoppelt ist, der die zweite Öffnung (12) bedeckt, worin ein Zentrierelement (6) für den Docht (3) gekoppelt ist, welches die vertikale Position des Dochtes (3) in der korrekten Position für ein Wechselwirken mit dem Brenner (4) gewährleistet, wobei an der Einlassöffnung (11) eine Nachfüllkappe (7) bereitgestellt ist, welche den Behälter nach dem Nachfüllen verschließt, wobei der Behälter (1) durch einen Außenschutz (9) bedeckt ist, der Kontakt mit dem Brenner (4) während seines Gebrauchs verhindert, und mit Öffnungen versehen ist, welche die Zirkulation von Luft für die Verbrennung und Verdampfung der Aktivsubstanzen erlauben.
Vorrichtung zur Diffusion von Aktivsubstanzen mit katalytischer Verbrennung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Gebrauch der Vorrichtung eine metallische Löschkappe (8) über der Nachfüllkap pe (7) platziert ist, um ihre Verfügbarkeit für einen späteren Gebrauch, in dem sie auf den metallischen Halter (5) platziert wird und den Brenner (4) bedeckt, um die Vorrichtung abzustellen, zu gewährleisten.
Vorrichtung zur Diffusion von Aktivsubstanzen mit katalytischer Verbrennung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Halter (5) eine wesentlich größere Oberfläche als die Oberfläche des Brenners (4) aufweist, welche Dissipation der in dem Brenner (4) erzeugten Wärme erlaubt, um übermäßiges Aufheizen des Behälters (1) zu verhindern, so dass Letzterer aus einem polymeren Material hergestellt werden kann.
Vorrichtung zur Diffusion von Aktivsubstanzen mit katalytischer Verbrennung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (4) bezüglich des Dochtes (3) versetzt werden kann, um die Aktivsubstanzdiffusion zu regulieren.
Vorrichtung zur Diffusion von Aktivsubstanzen mit katalytischer Verbrennung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein thermochromes Element (10) an der Oberfläche des metallischen Halters (5) des Keramikstücks umfasst, welches die Farbe ändert, um einen Anstieg in der Temperatur des metallischen Halters (5) anzuzeigen, wenn die Vorrichtung in Gebrauch ist.