一种催化香薰炉组件和其制造方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及一种催化香薰炉组件和一种催化香薰炉组件的制造方法。
【背景技术】
[0002]催化香薰炉用于在室内散发芳香。这种薰炉包括用铂、钯或镧等合适的催化剂浸渍过的陶瓷石。通过一灯芯将一醇基燃料送至该陶瓷石。该灯芯悬挂在一燃料储存器中，以便将燃料引导至该陶瓷石。该薰炉通常通过手持一明火至该陶瓷石来启动。这会点燃燃料，产生一相对高(可能有4至6英寸)的明火。当陶瓷石变热，在其内部和周围发生催化燃烧。大约三分钟以后，该陶瓷石达到约330°C的工作温度，随后可以熄灭该明火。催化燃烧在该陶瓷石的内部和周围继续，该设备继续无焰运作。
[0003]图1显示了一典型的催化香薰炉100的截面图。该薰炉100包括一外部陶瓷石102和一内部陶瓷石104。该外部陶瓷石102涂有一催化剂涂层106，该内部陶瓷石104涂有催化剂涂层108，两者均由相同的催化剂制成。该外部陶瓷石106包括一灯芯容置部分110。该香薰炉100还包括一灯芯112，该灯芯是一段绳子，形成一个圈，从而两端部114、116位于该灯芯容置部分110内。该薰炉100还包括一金属外壳118，该金属外壳适配在该外部陶瓷石102的周围。该金属外壳在其底部具有一开口，该开口的直径比该灯芯容置部分略窄，从而轻轻地夹住该灯芯112。该薰炉100还包括一石头锁紧部件120，该石头锁紧部件夹紧该金属外壳118并将该内部陶瓷石104保持在该外部陶瓷石102内的合适位置。整个装置位于一燃料储存器(图中未示出)的颈部上。供替代的设计包括一单块的陶瓷石，而不是两块陶瓷石。
[0004]上述的薰炉有很多问题。首先，该陶瓷石有相当低的孔隙率，并且孔隙很小。当燃料燃烧时，不完全燃烧的香料聚积，导致烧焦并导致燃料堵塞孔隙。该陶瓷石难以清洗，因此该陶瓷石必须定期地更换。进一步地，当设备启动时，需要花费多达三分钟使该陶瓷石达到工作温度，而且在此期间内有明火。这不仅对使用者是危险的，而且也是耗费时间的。进一步地，在加热过程中，该燃料以一快得多的速度被消耗。因此，需要一改进的催化香薰炉。
[0005]美国专利申请公布文献US 2008/0090188A1公开了一种改进的催化薰炉的例子。该薰炉包括一无孔隙基材，该基材在一合适的催化剂中被涂上涂层。该灯芯与该基材联通。该设备以与前述现有技术相同的方式运作，但通过使用一无孔隙的催化剂基材避免了孔隙堵塞的问题。
[0006]本发明提供一供替代的催化香薰炉组件。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的香薰炉启动慢，启动时有明火，会导致烧焦和堵塞的缺陷，提供一种启动快、启动时不会有明火、不会导致烧焦或堵塞的催化香薰炉组件和其制造方法。
[0008]第一方面，本发明提供一种催化香薰炉组件，包括:一烧结材料的多孔芯材；一催化剂，该催化剂沉积在该芯材上或其周围；和一灯芯，该灯芯与该多孔芯材联通，并设置成将燃料引导至该芯材。
[0009]第二方面，本发明提供一种催化薰炉组件，包括:一多孔金属芯材；一催化剂，该催化剂沉积在该芯材上或其周围；和一灯芯，该灯芯与该多孔芯材联通，并设置成将燃料引导至该芯材。烧结材料可以是烧结金属。烧结金属可以是青铜。
[0010]第三方面，本发明提供一种催化薰炉组件，包括:一烧结材料的多孔芯材；一催化剂，该催化剂沉积在该芯材上或其周围；和一灯芯，该灯芯与该多孔芯材联通，并设置成将燃料引导至该芯材。
[0011]下述优选技术特征可以结合到上述第一、第二和第三方面中的任何一个或全部中。
[0012]较佳地，该多孔芯材的孔隙率大于30%，且更优地，在30%到60%之间。
[0013]较佳地，该多孔芯材的孔隙大小为15至150微米，且更优地，为30至100微米。
[0014]该催化剂可以沉积在该芯材上。
[0015]该些熏炉组件可以进一步包括一金属基材，该金属基材位于该多孔芯材上或与其邻接；其中该催化剂沉积在该金属基材上。
[0016]该多孔芯材可以大体上为圆柱形，和/或可以包括一空位，该空位位于该芯材的一端，该灯芯的至少一第一端位于该空位内。
[0017]该催化剂可以是铂、钯、镧或氧化锰。
[0018]该些熏炉组件可以进一步包括:一外罩，该外罩设置成将该芯材和该灯芯结合在一起。每个外罩可以是一空心金属螺栓。
[0019]第四方面，本发明提供一种催化香薰炉，包括:本发明第一方面的熏炉组件；一燃料储存器，该燃料储存器具有一开口，其中，在使用时，该熏炉组件位于该开口内，且该灯芯的一端位于该燃料储存器内。
[0020]第五方面，本发明提供一种催化香薰炉组件的制造方法，包括:提供一烧结材料的多孔芯材；在该芯材上或其周围提供一催化剂；和提供一灯芯，与该芯材联通。
[0021]第六方面，本发明提供一种烧结材料的多孔芯材，适用于一催化香薰炉，该芯材上沉积有一催化剂。
[0022]本发明的积极进步效果在于:启动快，启动时不会有明火，不会导致烧焦或堵塞。
【附图说明】
[0023]在此仅通过举例的方式描述附图，并参照附图，其中:
[0024]图1为现有技术中的香薰炉组件的截面图；
[0025]图2为本发明第一实施例的香薰炉组件的立体图；
[0026]图3为图2中的香薰炉组件的截面图；
[0027]图4为本发明另一实施例的香薰炉的截面图；
[0028]图5为本发明另一实施例的香薰炉组件的立体图。
【具体实施方式】
[0029]在此参照图2和图3描述本发明的第一实施例。图2和图3显示了一香薰炉200。该薰炉200包括一烧结金属材质的多孔芯材202。该多孔金属芯材202最好由烧结青铜制成。该多孔金属芯材202大体上为圆柱形，并具有一近端面204和一远端面206。在该近端204和该远端206之间延伸有一侧面208。该多孔金属芯材202界定一内部空间，该内部空间的主要部分由该多孔金属占据。此外，该多孔金属芯材包括一空位210，该空位在该芯材202的近端面204提供一开口 212。
[0030]该香薰炉200还包括一灯芯214。该灯芯214最好由一段绳子状织物形成。该灯芯214包括一第一端部216和一第二端部218。该灯芯214的端部216、218位于该多孔金属芯材202的空位210内。该灯芯214的直径使得该灯芯的两端部216、218可以插入该空位210内。该灯芯214因此形成一个圈，在使用时，该圈悬挂在一燃料混合物中。根据实际的香薰炉来相适配地选择该灯芯214的长度。然而，典型的长度约为12cm。
[0031]该香薰炉200还包括一金属围绕物220。该金属围绕物220在该多孔金属芯材202周围形成一环。该金属围绕物220位于该侧面208上或与其邻接。该金属围绕物220的宽度约等于该多孔金属芯材202的高度的三分之一。该金属围绕物的内壁之间测得的直径约等于该多孔金属芯材202的圆柱体的直径。在制造过程中，该金属围绕物220环绕在该多孔金属芯材202的周围，并通过针状物(未示出)定位。
[0032]该金属围绕物220在一催化剂中被涂上涂层。该催化剂最好是铂、钯、镧或氧化锰，或者它们的混合物。这些材料具有相对高的热活性，意味着可以使用更少量的催化剂。由于催化剂一般是昂贵的金属，这样可以实现更低的成品单位成本。
[0033]在此描述将催化剂沉积在该金属围绕物上的过程。该催化剂通过电镀在该金属围绕物220上形成涂层，或者为了实现一更粗糙的表面(因此更大的表面积)，可以用浸涂技术(wash coating)来形成涂层。浸涂技术通常用在汽车催化转换器中。催化剂的颗粒悬浮在液体中，该液体随后被涂覆到金属基材上。涂覆催化剂的过程在其它方面是习知的，在此不再做更具体的描述。
[0034]该香薰炉200还包括一金属外罩222。该金属外罩222设置成将该香薰炉200的各个部件结合在一起。该金属外罩222包括一近端板224。该近端板224是一圆盘，该圆盘具有一轴向开口 226，该轴向开口的直径略小于该空位210。这使得该近端板能够轻柔地夹住该灯芯214的两个端部。该金属外罩222还包括向上延伸的固定臂228A、228B、228C。这些臂连接于该近端板224的外缘，并相互等距地设置。这些臂的长度等于该多孔金属芯材202的圆柱体的高度加上该多孔金属芯材202的半径。这些臂的端部包括适用于接受一固定针230的针孔。在制造过程中，臂228A、228B、228C向上弯曲与该近端板224的平面形成一 90°的角度。这些臂228A、228B、228C因此位于该多孔金属芯材202的侧面208上。然后，这些臂228A、228B、228C再次弯曲，从而它们的端部与该芯材的远端206相抵。随后将该固定针230插入这些臂的所有针孔中，从而将该金属外罩222固定至该多孔金属芯材202。应当理解的是，金属外罩222只是将薰炉200结合在一起的一种方式。如果合适，也可以使用其它机构。
[0035]在上述实施例中，该多孔金属芯材202是一烧结金属。较佳地，该金属是青铜。还可以使用其它金属，比如纯铜、不锈钢、镍青铜或锡青铜。还可以使用例如镍等额外镀层，以阻碍腐蚀和/或增加材料的美感。
[0036]烧结材料是一种带有熔融颗粒结构的整体材料，其孔隙率由使用的材料颗粒的颗粒大小界定。烧结材料可以由它们的孔隙率表征。典型的烧结不锈钢的孔隙率为35%，典型的烧结青铜的孔隙率为50%。在本发明中，颗粒大小必须足以产生一开放结构(open cellstructure)，从中可以流过气体或液体。
[0037]通过使材料接近其熔点，从而使得预选尺寸的粉末、颗粒或球体部分地熔融在一起，形成烧结材料。当该材料接近其熔点时，材料中的原子在颗粒的边界间扩散，形成一实体。该扩散及密实化的程度决定了成品的孔隙大小。孔隙大小可以在I至300微米的范围内，而大多数烧结材料一般在5至150微米的范围内。对于该催化薰炉，一理想的大小是在15至150微米的范围内，最佳的大小在30至100微米的范围内。
[0038]通过选择合适大小的颗粒以及精确的密实化程度，可以精确控制形成的孔隙大小，这不是其它多孔结构的生产方法所能做到的。这种精确确定孔隙大小的能力，外加材料固有的耐热性，使得烧结材