本申請要求于2009年10月13日提交的美國臨時專利申請No.61/251,189的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容通過引用合并于此。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

所提供的是一種用于產(chǎn)生基本上無沉積的蒸汽的空氣清新設(shè)備。該空氣清新設(shè)備包括可操作來提供液體物質(zhì)的液體供給源、與該液體供給源流體連通的芯部、可操作來把所述液體物質(zhì)保持在其間隙中的導(dǎo)電網(wǎng)狀物質(zhì)；以及電源，該電源可操作來跨用作加熱器的該網(wǎng)狀物質(zhì)施加電壓從而把包含在該網(wǎng)狀物質(zhì)的間隙中的液體物質(zhì)加熱至足以使所述液體至少部分地汽化的溫度。在一實施方式中，蒸汽至少部分地凝聚以形成氣霧。所述空氣清新設(shè)備可操作來基本防止汽化液體物質(zhì)的沉積。

所述導(dǎo)電網(wǎng)狀物質(zhì)包括選自由不銹鋼、銅、銅合金、涂有膜電阻物質(zhì)的多孔陶瓷材料、鎳-鉻合金以及它們的組合構(gòu)成的組的至少一種物質(zhì)。優(yōu)選地，所述導(dǎo)電網(wǎng)狀物質(zhì)是大約200至大約600目。最優(yōu)選地，所述導(dǎo)電網(wǎng)狀物質(zhì)是大約400目。所述導(dǎo)電網(wǎng)狀物質(zhì)優(yōu)選地用0.025mm(0.001英寸)直徑的絲形成且可以包括一層或多層絲網(wǎng)。

優(yōu)選地，所述芯部包括至少一種聚合物。同樣優(yōu)選地，所述芯部包括多孔塑料芯部。

在一優(yōu)選實施方式中，所述空氣清新設(shè)備亦可以包括在所述導(dǎo)電網(wǎng)狀物質(zhì)下面的毛細管。該毛細管包括與芯部流體連通的入口端以及可操作來通過毛吸作用把液體輸送到網(wǎng)狀物質(zhì)或者作為毛細管加熱的結(jié)果把液體物質(zhì)引導(dǎo)到網(wǎng)格上的出口端。優(yōu)選地，毛細管通道具有大約0.05mm至大約0.4mm的內(nèi)直徑和大約5mm至大約100mm，更優(yōu)選地大約10mm至大約40mm的長度。在一實施方式中，所述毛細管通道包括不銹鋼管的內(nèi)部或者非金屬性管的內(nèi)部。

在一實施方式中，所述電源包括向加熱器提供能量脈沖的超級電容器。所述空氣清新設(shè)備還可包括控制電路系統(tǒng)，該控制電路系統(tǒng)可操作來以計時的加熱周期把功率從電源輸送到網(wǎng)格，使得液體物質(zhì)在填充網(wǎng)格的間隙之后至少部分地汽化。

還提供用于汽化物質(zhì)生成的方法。該方法包括把液體物質(zhì)吸進網(wǎng)狀物質(zhì)，并跨所述網(wǎng)狀物質(zhì)周期性地施加電壓，以便把所述網(wǎng)狀物質(zhì)的間隙中的液體物質(zhì)快速加熱至足以使所述液體物質(zhì)至少部分地汽化的溫度，使得所述液體物質(zhì)形成汽化物質(zhì)。該方法還可以包括把液體物質(zhì)從液體供給源吸進芯部，以及把液體物質(zhì)從芯部吸進網(wǎng)狀物質(zhì)的間隙。

該方法也可以包括a)生成汽化物質(zhì)，b)冷卻網(wǎng)狀物質(zhì)以及c)重復(fù)步驟a)和b)。優(yōu)選地，所述網(wǎng)狀物質(zhì)在小于10秒內(nèi)冷卻。同樣優(yōu)選地，汽化物質(zhì)大約每2至100秒生成一次。在優(yōu)選實施方式中，汽化物質(zhì)一小時生成至少一次。該方法也可以包括從超級電容器向加熱器周期性地施加電壓。

在另一實施方式中，該方法包括把液體物質(zhì)吸進毛細管、向該毛細管施加電壓以便至少部分地蒸發(fā)和排出液體物質(zhì)、在網(wǎng)狀物質(zhì)中捕獲剩余的液體物質(zhì)以及向網(wǎng)狀物質(zhì)施加電壓以便通過加熱液體來至少部分地汽化該網(wǎng)狀物質(zhì)的間隙中所包含的液體物質(zhì)。

當(dāng)形成后，汽化液體排放到周圍的空氣中。

附圖說明

圖1是包括網(wǎng)狀物質(zhì)和毛細管的空氣清新設(shè)備的第一實施方式的圖。

圖2是圖1的空氣清新設(shè)備的放大視圖，示出了毛細管和網(wǎng)狀物質(zhì)。

圖3是網(wǎng)狀物質(zhì)的第一實施方式的圖。

圖4是網(wǎng)狀物質(zhì)的第二實施方式的圖。

圖5是網(wǎng)狀物質(zhì)的第三實施方式的圖。

圖6是包括網(wǎng)狀物質(zhì)的空氣清新設(shè)備的第二實施方式的圖。

圖7是包括網(wǎng)狀物質(zhì)的空氣清新設(shè)備的第三實施方式的圖。

圖8A、8B和8C是照片，示出了由僅包括毛細管的空氣清新設(shè)備、如在此描述的包括毛細管和網(wǎng)格的空氣清新設(shè)備以及如在此描述的僅包括網(wǎng)格的空氣清新設(shè)備所產(chǎn)生的沉積。

圖9是與空氣清新設(shè)備一起使用的第一示例性控制電路的示意圖。

圖10是與空氣清新設(shè)備一起使用的第二示例性控制電路的示意圖。

具體實施方式

所提供的是蒸汽和/或氣霧發(fā)生器。優(yōu)選地，所述蒸汽和/或氣霧發(fā)生器是用于產(chǎn)生汽化和/或霧化芳香物質(zhì)的空氣清新設(shè)備。該空氣清新設(shè)備可操作來基本上防止汽化液體的沉積并提供具有基本均勻的顆粒大小的蒸汽和/或氣霧。

如圖1所示，在第一實施方式中，空氣清新設(shè)備100包括液體供給源10、與液體供給源10接觸的芯部20、與芯部20流體連通的毛細管40、與毛細管40連通的導(dǎo)電網(wǎng)狀物質(zhì)30以及可操作來跨網(wǎng)狀物質(zhì)30施加電壓的電源60。液體供給源10可操作來向與毛細管40流體連通的芯部20提供液體芳香物質(zhì)。毛細管40在網(wǎng)狀物質(zhì)30的下面且在電壓施加到毛細管40之后把至少一些液體從芯部20傳送到網(wǎng)狀物質(zhì)30，所述電壓以足以使包含在用作第一加熱器的毛細管40中的液體物質(zhì)至少部分地蒸發(fā)的量施加。在一優(yōu)選實施方式中，毛細管40與網(wǎng)狀物質(zhì)30接觸。一旦液體10已經(jīng)傳送到網(wǎng)狀物質(zhì)30，網(wǎng)狀物質(zhì)30就把液體物質(zhì)保留在其間隙35中。然后，電源60可操作來快速加熱網(wǎng)狀物質(zhì)30，所述網(wǎng)狀物質(zhì)30用作第二加熱器。液體被快速加熱至其沸點以上，然后作為蒸氣釋放。在一實施方式中，蒸汽至少部分地凝聚以形成氣霧。優(yōu)選地，液體在小于大約1秒的時間內(nèi)被加熱。由此，一旦網(wǎng)狀物質(zhì)30被加熱，包含在網(wǎng)狀物質(zhì)30的間隙35中的液體物質(zhì)就被加熱至足以使液體10汽化的溫度。

在優(yōu)選實施方式中，網(wǎng)狀物質(zhì)30和毛細管40由導(dǎo)電材料形成，由此每個都用作加熱器。優(yōu)選地，毛細管40在加熱網(wǎng)狀物質(zhì)30之前被加熱。通過加熱毛細管40，至少部分液體蒸發(fā)，且剩余的液體被網(wǎng)狀物質(zhì)30捕獲，然后網(wǎng)狀物質(zhì)30被加熱，以便使剩余的液體物質(zhì)汽化。

在優(yōu)選實施方式中，網(wǎng)狀物質(zhì)30由導(dǎo)熱和/或?qū)щ姴牧闲纬伞Ｓ糜谛纬删W(wǎng)狀物質(zhì)30的合適材料選自由不銹鋼、銅、銅合金、涂有膜電阻性物質(zhì)的多孔陶瓷材料、可從Special Metals公司獲得的(其是鎳-鉻合金)、(其也是鎳-鉻合金)以及它們的組合構(gòu)成的組。

使用時，一旦毛細管40被加熱，包含在毛細管40的被加熱部分中的液體物質(zhì)就蒸發(fā)并噴出到出口42外。任何剩余的液體都被推送到網(wǎng)狀物質(zhì)30中，在那里剩余的液體保持在網(wǎng)狀物質(zhì)30的間隙35中。為了防止液體穿過網(wǎng)狀物質(zhì)30突破，膜55可以加到網(wǎng)狀物質(zhì)30的頂部45。然后，電壓可以施加到網(wǎng)狀物質(zhì)30，以便快速加熱液體10并使網(wǎng)狀物質(zhì)30的間隙35中的任何液體汽化。當(dāng)膜55中的開口200存在且在網(wǎng)狀物質(zhì)30上時，一旦來自膨脹液體10的壓力迫使汽化物質(zhì)離開膜55中的出口200，汽化物質(zhì)就經(jīng)出口200釋放。出口200可以位于膜55的開口處。替代地，出口200可以位于網(wǎng)狀物質(zhì)30的底部。示出毛細管40與網(wǎng)狀物質(zhì)30的關(guān)系的放大視圖示于圖2中。

在一優(yōu)選實施方式中，網(wǎng)狀物質(zhì)30的頂部45可以至少部分地覆蓋有膜55，例如聚酰亞胺膜。合適的聚酰亞胺膜包括可以從DuPont獲得的優(yōu)選地，膜55是非多孔膜，其防止液體物質(zhì)穿過膜55。

在一實施方式中，如此所述形成的汽化物質(zhì)會至少部分地凝聚以形成包括顆粒的氣霧。優(yōu)選地，包含在蒸汽和/或氣霧中的顆粒的大小在從大約0.5微米至大約4微米的范圍，優(yōu)選地在大約1微米至大約4微米的范圍。在優(yōu)選實施方式中，蒸汽和/或氣霧具有大約3.3微米或者更小的顆粒。同樣優(yōu)選地，在整個蒸汽和/或氣霧中顆?；臼蔷鶆虻摹?/p>

顆粒大小可以利用具有下列設(shè)置和條件的檢測器來分析：300mm透鏡、1.40+0.00i的顆粒折射率、1.00的分散劑折射率、25.4000mm的路徑長度、0.90gm/cc的顆粒密度、0％的網(wǎng)格因子、632.8mm的波長、10.00mm的束直徑和98.719543457％的透射率。測試時，體積中值直徑顆粒值如下：大約0.198μm(微米)的dv(10)(dv(10)是10％的顆粒體積存在于其下的顆粒大小)、大約0.598μm的dv(50)(dv(50)是50％的顆粒體積存在于其下的顆粒大小)和大約3.300μm的dv(90)(dv(90)是90％的顆粒體積存在于其下的顆粒大小)。

在優(yōu)選實施方式中，網(wǎng)狀物質(zhì)30可在從大約200目至大約600目的尺寸范圍。在優(yōu)選實施方式中，網(wǎng)狀物質(zhì)30是大約400目且包括在形成網(wǎng)狀物質(zhì)30的絲之間的小孔洞/間隙35。優(yōu)選地，網(wǎng)狀物質(zhì)30用0.025mm(0.001英寸)直徑的絲形成，例如可以從Smallparts公司獲得的絲。優(yōu)選地，絲是實心的而不是中空和/或管狀的。同樣優(yōu)選地，網(wǎng)狀物質(zhì)30具有縱橫交錯的棋盤型圖案，其中有間隙35。在優(yōu)選實施方式中，網(wǎng)狀物質(zhì)30是單個平層網(wǎng)狀物質(zhì)。

在優(yōu)選實施方式中，網(wǎng)狀物質(zhì)30形成為矩形(在圖3中示出)，具有從大約2.0mm至大約10mm的寬度尺寸和從大約15mm至大約40mm的長度尺寸。在優(yōu)選實施方式中，網(wǎng)狀物質(zhì)30具有大約2.75mm的寬度尺寸和大約23mm的長度尺寸。優(yōu)選地，網(wǎng)狀物質(zhì)30獲得了從大約0.1Ω(歐姆)至大約50Ω的電阻，更優(yōu)選地獲得了大約0.8Ω至大約2.5Ω的電阻。在優(yōu)選實施方式中，網(wǎng)狀物質(zhì)30具有大約2.0Ω的電阻。優(yōu)選地，網(wǎng)狀物質(zhì)30的大小及由此間隙35將確定從其釋放的汽化物質(zhì)的量。

網(wǎng)狀物質(zhì)30可以形成為具有其它幾何形狀，如圖4和5所示。如圖4所示，網(wǎng)狀物質(zhì)30可以形成為杠鈴型形狀，具有末端33和窄的中間區(qū)域31。如圖5所示，網(wǎng)狀物質(zhì)30可以形成為梯形形狀。

不希望被理論束縛，相信通過改變網(wǎng)狀物質(zhì)30的幾何形狀，加熱器(網(wǎng)狀物質(zhì))的溫度分布可被改變。改變加熱器的溫度分布能導(dǎo)致使用更少的能量來形成蒸汽。例如，圖3所示的矩形形狀的網(wǎng)狀物質(zhì)30跨加熱器的長度和寬度基本上是溫度均勻的。相反，圖4所示的杠鈴形狀的網(wǎng)狀物質(zhì)30配置成使得加熱可以優(yōu)先集中在中間區(qū)域31，使網(wǎng)狀物質(zhì)30的末端33較冷。由此，杠鈴形狀的網(wǎng)狀物質(zhì)30提供有效的加熱系統(tǒng)，其中當(dāng)網(wǎng)狀物質(zhì)30在液體保留區(qū)域300(圖7所示)接觸芯部時，產(chǎn)生熱量，且由此其中液體被包含在網(wǎng)狀物質(zhì)30的間隙35中。圖5的梯形形狀可以用于提供從右向左增高溫度的手段，由此允許蒸汽隨時間釋放。通過令不同的芯部幾何形狀與不同的加熱器幾何形狀配對，可以獲得有效快速的加熱器設(shè)計。

優(yōu)選地，至少兩條電引線50接合到網(wǎng)狀物質(zhì)30。在優(yōu)選實施方式中，至少兩條電引線50硬焊到網(wǎng)狀物質(zhì)30。優(yōu)選地，一條電引線50硬焊到網(wǎng)狀物質(zhì)30的第一末端101，第二條電引線50硬焊到網(wǎng)狀物質(zhì)30的第二末端102，如圖6和7所示。

在優(yōu)選實施方式中，芯部20浸在液體供給源10中。盡管芯部20可以由多種物質(zhì)制成，但多孔塑料芯部是優(yōu)選的。多孔塑料芯部的一個例子是由超高分子量、高密度聚乙烯(HDPE)構(gòu)成的芯部20。這種芯部20通常由顆粒形式的HDPE的混合物制成，且混合物被改良以滿足芯部20的目標(biāo)孔特性。優(yōu)選地，聚合物的溶性參數(shù)與液體物質(zhì)的該參數(shù)顯著不同，這阻止芯部20膨脹或者另外地變化，所述膨脹和另外地變化會導(dǎo)致芯部20的孔大小和孔隙率改變。

優(yōu)選地，芯部20定位成遠離熱源，從而避免對芯部20的損壞。但是，在一優(yōu)選實施方式中，芯部20接觸網(wǎng)狀物質(zhì)30。同樣優(yōu)選地，芯部20是圓柱形且具有大約4mm至大約5mm的直徑。在優(yōu)選實施方式中，芯部的直徑是大約4.8mm。

在優(yōu)選實施方式中，液體供給源10包括液體芳香物質(zhì)，其可以是能輸送到網(wǎng)狀物質(zhì)30和/或毛細管40以用于產(chǎn)生蒸汽和/或氣霧的任何合適的液體芳香物質(zhì)。例如，液體物質(zhì)可以是適合用在商業(yè)汽化和/或霧化芳香劑發(fā)生器中的任何商業(yè)可得的液體物質(zhì)。液體物質(zhì)優(yōu)選地是基于水的、基于醇的，例如基于甲醇或者丙二醇的。在一替代實施方式中，空氣清新設(shè)備100可以用作與液體供給源一起使用的蒸汽和/或氣霧發(fā)生器，該液體供給源包括但不限于殺蟲劑、消毒劑、除臭劑、潤滑劑、薰劑、害蟲和雜草控制劑以及它們的組合。

在一實施方式中，如圖1所示，毛細管40的入口端41接觸芯部20并通過毛吸作用把液體從芯部20運輸通過毛細管40。毛細管40優(yōu)選地具有0.01mm至10mm的內(nèi)直徑，優(yōu)選地0.05mm至1mm，更優(yōu)選地0.05mm至0.4mm。例如，毛細管可以具有大約0.05mm的內(nèi)直徑。由于到流體的熱傳輸，具有更小直徑的毛細管是更優(yōu)選的，因為到流體中央的距離越短，汽化所需的能量和時間量越小。替代地，毛細管具有8×10^-5mm²至80mm²的內(nèi)部橫截面積，優(yōu)選地0.002mm²至0.8mm²，更優(yōu)選地0.002mm²至0.05mm²。例如，毛細管可以具有大約0.002mm²的內(nèi)部橫截面積。

毛細管40可以具有大約5mm至大約100mm的長度，更優(yōu)選地大約10mm至大約40mm，例如，大約25mm或者大約50mm。毛細管40優(yōu)選地是不銹鋼毛細管40，不銹鋼毛細管40經(jīng)連接到其的電引線50(用于直流或交流電流沿管40的長度通過)用作第二加熱器。由此，不銹鋼管40通過電阻加熱被加熱。不銹鋼管40的橫截面優(yōu)選地是圓形的。管40可以是各種規(guī)格的適合用作皮下注射器針頭的管子。例如，32規(guī)格的針頭具有0.11mm的內(nèi)直徑，26規(guī)格的針頭具有0.26mm的內(nèi)直徑。

但是，毛細管40可以是能夠被電阻加熱，同時在毛細管40經(jīng)歷的操作溫度保持必要的結(jié)構(gòu)完整性，且與液體物質(zhì)充分不反應(yīng)的任何導(dǎo)電物質(zhì)。這種物質(zhì)包括但不限于不銹鋼、INCONEL、金屬復(fù)合物質(zhì)或者其它金屬與合金。

在另一實施方式中，毛細管40可以例如是非金屬管，諸如玻璃管。在這種實施方式中，加熱器由能夠被電阻加熱的導(dǎo)電材料形成，例如沿玻璃管布置的不銹鋼、NICHROME或者鉑的導(dǎo)線。當(dāng)沿玻璃管布置的加熱器被加熱時，毛細管40中的液體物質(zhì)被加熱至足以使毛細管40中的液體物質(zhì)至少部分地蒸發(fā)的溫度。

用于施加電壓的電源60可以包括電壓源和至少兩條電引線50，如共同受讓的于2008年8月28日提交的美國專利申請公開No.2009/0194607中描述的那樣，該申請的全部內(nèi)容通過引用合并于此。至少兩條電引線50連接到網(wǎng)狀物質(zhì)30且至少兩條電引線50連接到毛細管40。優(yōu)選地，毛細管40包括第一電壓源，網(wǎng)狀物質(zhì)30包括第二電壓源。在一實施方式中，電壓源可以是直流電池。電池可以是可再充電電池。在另一實施方式中，電壓源提供交流電流?？諝馇逍略O(shè)備100可以以接線和/或非接線方式連接到電壓源。在優(yōu)選實施方式中，電引線50連接到沿網(wǎng)格30和/或毛細管40間隔開的位置，以便提供電阻加熱網(wǎng)狀物質(zhì)30和/或毛細管40的功率。毛細管40和網(wǎng)狀物質(zhì)30可以由相同或不同的電壓源供電。

電源60優(yōu)選地經(jīng)電引線50向網(wǎng)狀物質(zhì)30和/或毛細管40輸送功率脈沖。所選電壓確定將在每個脈沖中用于加熱網(wǎng)狀物質(zhì)30和/或毛細管40的能量的量。從電壓源傳輸?shù)骄W(wǎng)狀物質(zhì)30和/或毛細管40的能量受歐姆定律控制。

V(電壓)＝I(電流)·R(電阻) (1)

功率＝V·I＝V²/R (2)

優(yōu)選地，液體供給源10被排放。液體供給源10可以包括經(jīng)毛吸作用把液體物質(zhì)從液體供給源輸送到毛細管40的入口的芯部20。優(yōu)選地，芯部材料包含許多孔，這些孔用作毛細通道，這使得液體物質(zhì)被吸進孔中且然后進入毛細管40的入口。

不希望被理論束縛，相信可以選擇對空氣清新設(shè)備的參數(shù)的操縱來控制加熱器溫度和質(zhì)量中值顆粒直徑，所述參數(shù)例如為毛細管40的內(nèi)直徑、芯部20和/或網(wǎng)狀物質(zhì)30的幾何形狀和/或定義毛細管40和/或網(wǎng)狀物質(zhì)30的材料的熱傳輸特性。此外，液體物質(zhì)的選擇會影響加熱器溫度和汽化物質(zhì)的質(zhì)量中值顆粒直徑。

空氣清新設(shè)備100可以是包括電池形式的電源60的小型便攜式設(shè)備。在第二實施方式中，電源60可以是交流電流(AC)源，例如AC插座，如果期望把AC轉(zhuǎn)換成提供給加熱器的直流電流的話，空氣清新設(shè)備可以包括轉(zhuǎn)換器?？諝馇逍略O(shè)備100可以由控制電路系統(tǒng)70(在圖6和7中示出)操作，控制電路系統(tǒng)70可以操作來以計時的加熱周期把功率從電源60輸送給加熱器(網(wǎng)狀物質(zhì)30和/或毛細管40)。因而，控制電路系統(tǒng)70控制電壓跨網(wǎng)狀物質(zhì)30和/或毛細管40的施加和/或頻率，以便使液體物質(zhì)汽化。

控制電路系統(tǒng)70可以自動地控制液體物質(zhì)的重復(fù)脈沖汽化的頻率。替代地，汽化物質(zhì)的重復(fù)脈沖生成的頻率可以預(yù)先設(shè)置或者手動設(shè)置，控制電路系統(tǒng)70根據(jù)預(yù)先設(shè)置或手動選擇的頻率來控制汽化物質(zhì)的生成。如果需要，控制電路系統(tǒng)70/電源60可以包括原電池和/或二次電池(優(yōu)選地原電池)、電容器(包括超級電容器)、電荷泵以及它們的組合。超級電容器的使用可以延長電池壽命和/或允許更少或更小電池的使用。

對于空氣清新設(shè)備100來說，期望產(chǎn)生盡可能小的顆粒尺寸。斯托克斯(Stokes)定律預(yù)測例如空氣或水的流體中小球體的沉降速度。斯托克斯定律的等式是：

$w=\frac{2({\mathrm{\ρ}}_p-{\mathrm{\ρ}}_f){\mathrm{gr}}^2}{9\mathrm{\μ}}$

其中w是沉降速度，ρ是密度(下標(biāo)p和f分別指顆粒和流體)，g是由于重力造成的加速度，r是顆粒的半徑，μ是流體的動態(tài)粘滯度。表1示出在空氣中對于從1μm至50μm的一系列顆粒尺寸的沉降速度。

表1

在功率周期期間，液體被吸進加熱區(qū)90(包括毛細管40和/或網(wǎng)狀物質(zhì)30)的任何趨勢都被已經(jīng)在加熱區(qū)90內(nèi)的液體的加熱打斷，而且優(yōu)選地，足夠的能量沿毛細管40和/或網(wǎng)狀物質(zhì)30的加熱部分施加，以便在功率周期結(jié)束時完全排出沿加熱區(qū)90的液體。所需能量易于通過知道沿毛細管40和/或網(wǎng)狀物質(zhì)30的加熱區(qū)90所包含的液體的體積及由此得到的質(zhì)量來求解，該質(zhì)量的潛熱加上該體積/質(zhì)量的比熱，還增加大約25％的余量以便適應(yīng)變化和損失。這種操作確保液體完全排出且不會留在沿毛細管40和/或網(wǎng)狀物質(zhì)30的加熱區(qū)90的任何位置，因此液體向加熱區(qū)90的饋送可以在功率周期完成之后恢復(fù)且不被阻塞。功率周期之間的時間優(yōu)選地大于從液體供給源10吸取液體并重新填充加熱區(qū)90的毛吸作用所需的時間。

圖9是用于與空氣清新設(shè)備100一起使用的基本555定時器電路的示意圖。兩個電阻電位計(POT)用于設(shè)置方波脈沖信號的定時。信號發(fā)送到把電源連接到加熱器的場效應(yīng)晶體管(FET)。替代地，可以使用諸如上面所述的那些的可編程電路。

圖10是示例性控制電路系統(tǒng)的示意圖，包括用于毛細管和/或網(wǎng)狀物質(zhì)的加熱器(圖10中的“毛細管”)和電引線(“Caplry+”和“Caplry-”)。這些引線可以連接在沿不銹鋼毛細管和/或網(wǎng)狀物質(zhì)間隔開的位置處，不銹鋼毛細管和/或網(wǎng)狀物質(zhì)中液體物質(zhì)通過經(jīng)引線脈動地施加功率而被加熱。盡管控制電路系統(tǒng)可以由一個或多個電池(例如AA電池)供電，但是該控制電路系統(tǒng)由一個電池B供電?？刂齐娐废到y(tǒng)優(yōu)選地包括主電源開關(guān)SW1，及微控制器U1，例如由Microchip制造的PIC12F675。微控制器U1具有未使用的輸出2、3、5、7，這些輸出可以根據(jù)控制電路系統(tǒng)的復(fù)雜性而被采用。給空氣清新器的加熱器通電的定時優(yōu)選地由微控制器的內(nèi)部時鐘設(shè)置。對于可調(diào)節(jié)定時，按鈕開關(guān)可以被按下一次或者多次，以便設(shè)置蒸汽輸送之間的時間間隔。顯示例如所設(shè)時間間隔的信息的指示器LED也可以受微控制器的控制。場效應(yīng)晶體管Q1，例如Si4876，用于在微控制器的控制下切換到毛細管加熱器的功率。盡管能量可以由電池直接輸送到加熱器，但是控制電路系統(tǒng)具有包括超級電容器C1的電源，超級電容器C1把能量作為能量脈沖提供給毛細管加熱器，即，超級電容器把足以使毛細管中的液體芳香物質(zhì)蒸發(fā)和/或使網(wǎng)狀物質(zhì)中的液體芳香物質(zhì)汽化的能量脈沖排放至加熱器。微控制器U1預(yù)先編程或者手動設(shè)置定時周期，定時周期的持續(xù)時間比超級電容器C1再充電所需的時間短?？刂齐娐废到y(tǒng)的其他元件包括電容器C2和電阻器R1、R2、R3、R4。

圖6示出空氣清新設(shè)備100的第二實施方式，包括形成芯部20和加熱器二者的網(wǎng)狀物質(zhì)30。網(wǎng)狀物質(zhì)30可以形成L形狀的片，其一部分至少部分地浸在液體供給源10中，第二部分與所浸部分垂直且不與液體供給源10接觸。優(yōu)選地，網(wǎng)狀物質(zhì)是平的，具有縱橫交錯圖案，且是大約400目至大約600目。不與液體供給源10接觸的部分形成加熱部分204，該部分可操作來汽化網(wǎng)狀物質(zhì)30的間隙35中所包含的液體物質(zhì)。浸沒部分形成不加熱部分202，該部分用作芯部以把液體10從液體供給源傳輸?shù)郊訜岵糠?04。液體包含在芯部20的間隙中，然后被推到不加熱部分202的與不加熱部分202的包含液體的間隙接觸的部分的間隙中。然后，液體被加熱至足以使網(wǎng)狀物質(zhì)30的間隙35中所包含的液體汽化的溫度。電引線50在加熱部分204的第一端101和第二端102連到網(wǎng)狀物質(zhì)30的加熱部分204。

圖7示出空氣清新設(shè)備100的第三實施方式，包括與芯部20接觸的網(wǎng)狀物質(zhì)30，芯部20浸在液體供給源10中。優(yōu)選地，網(wǎng)狀物質(zhì)30是絲網(wǎng)的單個薄層，位于芯部20的頂部并與芯部20的尖端接觸。網(wǎng)狀物質(zhì)30可以從芯部20移除，因此不是永久性地連接到或者以別的方式固定到芯部20。在另一些實施方式中，網(wǎng)狀物質(zhì)30可以圍繞芯部20的末端纏繞和/或網(wǎng)狀物質(zhì)30可以接觸芯部20的頂部與側(cè)面。優(yōu)選地，芯部20是如上所述的多孔聚合物芯部。網(wǎng)狀物質(zhì)30接觸芯部，使得在網(wǎng)狀物質(zhì)30接觸芯部20的位置液體傳輸?shù)骄W(wǎng)狀物質(zhì)30的間隙35。優(yōu)選地，毛吸作用不用于把液體吸進網(wǎng)狀物質(zhì)30的間隙35中。相反，液體通過與其接觸而傳輸?shù)介g隙。電引線50連接到網(wǎng)狀物質(zhì)30的第一端101和第二端102。當(dāng)施加電壓時，加熱區(qū)90形成在電引線50之間?？諝馇逍略O(shè)備100可以由控制電路系統(tǒng)70操作，控制電路70可操作來把功率從電源輸送到加熱器。電源可操作來跨網(wǎng)格施加電壓，從而把網(wǎng)狀物質(zhì)的間隙中所包含的液體物質(zhì)加熱至足以使液體汽化的溫度。然后，汽化的物質(zhì)通過網(wǎng)格頂部的出口釋放。

在優(yōu)選實施方式中，網(wǎng)狀物質(zhì)間隙中所包含的液體在小于大約1秒的時間內(nèi)汽化，更優(yōu)選地在小于大約0.5秒的時間內(nèi)汽化，最優(yōu)選地在小于大約0.2秒的時間內(nèi)汽化。

以下的例子是示例性的，而不意味著限制在此公開的實施方式的任何方面。

例子1

形成包括網(wǎng)狀物質(zhì)的空氣清新設(shè)備，網(wǎng)狀物質(zhì)由直徑大約為0.025mm(0.001英寸)的不銹鋼絲制成。網(wǎng)狀物質(zhì)具有大約2.75mm×大約23mm的尺寸，從而提供不會招引過多電流并覆蓋聚合物芯部頂部大部分的加熱器。網(wǎng)狀物質(zhì)具有大約0.793Ω的理論電阻和大約0.84Ω的測量電阻。在網(wǎng)狀物質(zhì)的每一端，電引線跨網(wǎng)狀物質(zhì)的寬度被硬焊。加熱器組件連接到用5V(伏特)驅(qū)動的脈寬調(diào)制555定時器電路。555定時器電路設(shè)置0.14秒的導(dǎo)通周期，每7秒鐘一次。555定時器電路輸出觸發(fā)場效應(yīng)晶體管以跨加熱器施加5伏電壓。加熱器安裝在聚合物芯部的頂部，芯部延伸到液體芳香物質(zhì)的儲液器中。當(dāng)網(wǎng)格加熱器接觸芯部的頂部時，由于毛吸作用被吸到芯部頂部的液體填充與芯部接觸的網(wǎng)狀物質(zhì)的間隙。沒有毛吸作用沿加熱器的長度移動液體。電路被開啟，芳香劑輸出在一個小時結(jié)束時進行測量。液體芳香劑輸出是大約114mg/hr。

例子1的空氣清新設(shè)備輸出與芯部之上的加熱器間隙區(qū)域和大約0.04mm(0.0015英寸)間隙內(nèi)的液體膜厚度的理論計算相關(guān)。這種相關(guān)性還表明毛吸作用不沿網(wǎng)狀物質(zhì)的長度發(fā)生。此外，沒有觀察到芯部劣化和熔化的跡象。

另外還提供用于汽化物質(zhì)生成的方法，該方法包括僅通過毛吸作用把液體物質(zhì)吸進毛細管40的入口41中。通過使網(wǎng)狀物質(zhì)30與芯部20接觸，液體進入網(wǎng)狀物質(zhì)30的間隙35。所述方法還包括，在第一實施方式中跨網(wǎng)狀物質(zhì)30與毛細管40周期性地施加電壓，或者在第二實施方式中將電壓單獨施加到網(wǎng)狀物質(zhì)30，以便把網(wǎng)狀物質(zhì)30和/或毛細管40中的液體物質(zhì)加熱至足以使液體物質(zhì)至少部分地汽化的溫度。

在優(yōu)選實施方式中，當(dāng)毛細管40和網(wǎng)狀物質(zhì)30都使用時，液體通過毛吸作用被吸進毛細管40。然后，電壓施加到毛細管40，從而使包含在其中的液體物質(zhì)至少部分地蒸發(fā)并且從毛細管的出口42且由此從設(shè)備100排出芳香物質(zhì)。與芳香物質(zhì)一起被排出的任何剩余的液體都被網(wǎng)狀物質(zhì)30捕獲，在該處液體包含在其間隙35中。然后，電壓施加到網(wǎng)狀物質(zhì)30，以便快速加熱網(wǎng)狀物質(zhì)30，并使得被網(wǎng)狀物質(zhì)30捕獲并包含在其間隙35中的液體物質(zhì)形成蒸汽。因而，毛細管40和網(wǎng)狀物質(zhì)30都是加熱器，它們具有單獨的電路，該電路包括兩條電引線和電源。

在電壓跨網(wǎng)格和/或毛細管施加之后，液體物質(zhì)汽化，且網(wǎng)格和/或毛細管冷卻并被再填充。網(wǎng)格和/或毛細管的再填充時間是網(wǎng)狀物質(zhì)的長度和/或毛細管長度與直徑及芯部和液體物質(zhì)屬性的函數(shù)。例如，對于25mm長、0.15mm內(nèi)直徑的毛細管，再填充可以在小于10秒的時間內(nèi)發(fā)生。一旦毛細管和/或網(wǎng)狀物質(zhì)冷卻，更多的液體物質(zhì)就被吸進毛細管，且網(wǎng)狀物質(zhì)的間隙在網(wǎng)狀物質(zhì)與芯部接觸的地方被液體物質(zhì)填充。控制電路系統(tǒng)可以周期性地激活以跨網(wǎng)格和/或毛細管施加電壓來加熱網(wǎng)格間隙中和/或毛細管中所包含的液體物質(zhì)。相應(yīng)地，用于汽化物質(zhì)的重復(fù)脈沖式生成的方法包括使液體物質(zhì)汽化、冷卻網(wǎng)格和/或毛細管及重復(fù)填充與汽化步驟。

汽化物質(zhì)的重復(fù)脈沖式生成的頻率由網(wǎng)格和/或毛細管的再填充時間限制。因而，依賴于網(wǎng)狀物質(zhì)的長度、毛細管的長度和直徑以及液體物質(zhì)，汽化的芳香物質(zhì)能以每2至100秒一次的頻率生成，有可能每分鐘至少一次，或者更低頻率，例如一小時至少一次或者一天至少一次。為了使網(wǎng)格和/或毛細管被有效地再填充，網(wǎng)格和/或毛細管中所包含的基本全部液體都通過加熱被驅(qū)除至網(wǎng)格和/或毛細管外面，由此提供基本干燥的網(wǎng)格和/或毛細管。

為了與僅包括毛細管而不包括網(wǎng)狀物質(zhì)的現(xiàn)有技術(shù)空氣清新設(shè)備相比確定由圖1和圖2的空氣清新設(shè)備所產(chǎn)生的汽化液體物質(zhì)產(chǎn)物的沉積，準(zhǔn)備空氣清新設(shè)備并用相同的液體物質(zhì)填充。然后，每種空氣清新設(shè)備都每15秒加熱一次，持續(xù)大約一小時。在每種空氣清新設(shè)備的下面且在其出口端處放一張熱敏紙。當(dāng)暴露到液滴時，熱敏紙在液體接觸到熱敏紙的地方顯示出顏色對比。結(jié)果在圖8A、圖8B和圖8C中示出。

圖8A示出由只包括加熱的毛細管而不包括網(wǎng)狀物質(zhì)的空氣清新設(shè)備產(chǎn)生的液體物質(zhì)的大量沉積。圖8B示出與只包括毛細管的空氣清新設(shè)備相比，由包括加熱的毛細管和加熱的網(wǎng)狀物質(zhì)的空氣清新設(shè)備產(chǎn)生的少很多的沉積。圖8C示出由于使用只包括加熱的網(wǎng)狀物質(zhì)而不包括加熱的毛細管的空氣清新設(shè)備而產(chǎn)生的最少沉積。

在本說明書中，詞“大約”常常與數(shù)值一起使用以表明這種值的數(shù)學(xué)精度不是刻意期望的。相應(yīng)地，在“大約”與數(shù)值一起使用時，旨在說明對所述數(shù)值預(yù)期有10％的容限。

此外，當(dāng)詞“大致”和“基本”與幾何形狀一起使用時，旨在說明對該幾何形狀的精度不作要求，而是該形狀的寬容度在本公開的范圍內(nèi)。當(dāng)與幾何術(shù)語一起使用時，詞“大致”和“基本”旨在不僅包含滿足嚴格定義的特征，而且包含與嚴格定義適度近似的特征。

盡管以上具體描述了用于形成汽化芳香物質(zhì)的裝置與方法，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將顯然的是，在不從本質(zhì)上背離本發(fā)明范圍與主旨的情況下，可以對所公開的裝置與方法進行各種變化與修改，且可以采用等價物。相應(yīng)地，落在如所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的主旨與范圍內(nèi)的所有這種變化、修改和等價物都旨在被本發(fā)明所涵蓋。

本發(fā)明的各方面在以下編號段落中進行闡述：

1、一種空氣清新設(shè)備，包括：

液體供給源，提供液體芳香物質(zhì)；

芯部，與所述液體供給源中的液體接觸；

導(dǎo)電網(wǎng)狀物質(zhì)，把液體物質(zhì)保持在其間隙中；以及

電源，能操作來將包括所述導(dǎo)電網(wǎng)狀物質(zhì)的加熱器施加電壓，從而把所述導(dǎo)電網(wǎng)狀物質(zhì)的間隙中所包含的液體物質(zhì)加熱至足以使液體汽化的溫度，

其中所述空氣清新設(shè)備能操作來基本防止汽化的液體物質(zhì)的沉積。

2、如段落編號1所述的空氣清新設(shè)備，其中所述導(dǎo)電網(wǎng)狀物質(zhì)包括選自由不銹鋼、銅、銅合金、涂有膜電阻物質(zhì)的多孔陶瓷材料、鎳-鉻合金以及它們的組合所構(gòu)成的組的至少一種物質(zhì)。

3、如段落編號1所述的空氣清新設(shè)備，其中所述導(dǎo)電網(wǎng)狀物質(zhì)是大約200目至大約600目，優(yōu)選地是大約400目。

4、如段落編號1所述的空氣清新設(shè)備，其中所述導(dǎo)電網(wǎng)狀物質(zhì)用0.025mm(0.001英寸)直徑的絲形成。

5、如段落編號1所述的空氣清新設(shè)備，其中所述芯部包括至少一種聚合物，優(yōu)選地其中所述芯部包括多孔塑料芯部。

6、如段落編號1所述的空氣清新設(shè)備，還包括位于導(dǎo)電網(wǎng)格下面且具有入口和出口的毛細管，優(yōu)選地包括不銹鋼管或者非金屬管，所述毛細管能操作來通過毛吸作用從芯部吸取液體物質(zhì)并把所述液體物質(zhì)提供給所述導(dǎo)電網(wǎng)格。

7、如段落編號1所述的空氣清新設(shè)備，其中所述毛細管具有大約0.05mm至0.4mm的內(nèi)直徑和大約5mm至大約100mm或者大約10mm至40mm的長度。

8、如段落編號1所述的空氣清新設(shè)備，其中所述加熱器包括所述導(dǎo)電網(wǎng)狀物質(zhì)的位于兩條間隔開的電引線之間的部分。

9、如段落編號1所述的空氣清新設(shè)備，其中所述空氣清新設(shè)備能操作來使液體物質(zhì)汽化以形成具有基本均勻顆粒尺寸的氣霧，并且其中所述氣霧具有大小在從大約0.5μm至大約4μm或者從大約1μm至大約4μm范圍內(nèi)的顆粒。

10、如段落編號1所述的空氣清新設(shè)備，其中所述電源包括向所述加熱器提供能量脈沖的超級電容器。

11、如段落編號1所述的空氣清新設(shè)備，還包括控制電路系統(tǒng)，該控制電路系統(tǒng)能操作來以計時的加熱周期把電壓從所述電源施加到網(wǎng)格，使得液體物質(zhì)在填充所述網(wǎng)格的液體保持區(qū)之后至少部分地汽化。

12、如段落編號1所述的空氣清新設(shè)備，其中所述液體芳香物質(zhì)包括含水的液體芳香物質(zhì)。

13、如段落編號1所述的空氣清新設(shè)備，其中所述液體芳香物質(zhì)通過加熱在小于大約1秒的時間內(nèi)汽化。

14、一種用于生成汽化物質(zhì)的方法，包括：

把液體芳香物質(zhì)從液體供給源吸進芯部；

利用所述芯部把液體物質(zhì)輸送到網(wǎng)狀物質(zhì)的間隙中；以及

跨所述網(wǎng)狀物質(zhì)周期性地施加電壓，以便把所述網(wǎng)狀物質(zhì)的間隙中的液體物質(zhì)加熱至足以加熱所述網(wǎng)狀物質(zhì)并使所述液體物質(zhì)至少部分地汽化的溫度，使得所述液體物質(zhì)被驅(qū)除到所述網(wǎng)狀物質(zhì)的間隙外并形成汽化物質(zhì)。

15、一種用于汽化物質(zhì)的重復(fù)脈沖式生成的方法，包括：

a)根據(jù)段落編號17所述的方法生成汽化物質(zhì)；

b)冷卻網(wǎng)狀物質(zhì)；以及

c)重復(fù)步驟a)和b)。

16、如段落編號16所述的方法，包括在小于10秒的時間內(nèi)冷卻所述網(wǎng)狀物質(zhì)。

17、如段落編號16所述的方法，包括每2秒至100秒一次地生成汽化物質(zhì)。

18、如段落編號16所述的方法，包括一小時至少一次地生成汽化物質(zhì)。

19、如段落編號16所述的方法，包括從超級電容器向所述網(wǎng)狀物質(zhì)周期性地施加電壓。