一种用于蜡炉的电屏障的制作方法

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关于联邦政府资助的研究或开发

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序列表

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发明背景

1.发明领域

本发明涉及一种用于蜡炉的电屏障，且更具体地，涉及一种电屏障，当蜡炉的主体破碎或损坏时，电屏障用来防止用户接触到带电元件。

2.发明背景说明

蜡烛已经被使用几个世纪，为周围环境提供照明和宜人的芳香。在最基本的结构中，蜡烛由浸在蜡中的芯组成。芯被点燃并提供光亮，且燃烧或熔化的蜡可提供一种令人愉快的香气。另外，无味或香味蜡烛或蜡熔物可配置在炉中。这些蜡烛或炉不仅仅是用来提供照明和/或愉快的香味。例如，蜡烛和炉可配置在外面天井或甲板周围。蜡或油可包括驱虫性能的物质以及提供愉快的香气和/或照明。一般来说，用户可燃烧或加热蜡和油，以针对周围的气氛或环境提供所需的效果。

利用活火焰的传统炉和蜡烛可能具有一些缺点。蜡烛可能被遗忘和无监督，从而引起火灾危险。此外，蜡烛的火焰可能会由于微风或风被熄灭。与蜡烛相关的另一个缺点在于，无法控制针对香味物质提供的热强度。蜡烛火焰不容易调节，且火焰提供给注入的蜡或油的热量不允许用户来改变被引入至周围环境的香味强度。

一些研究试图通过使用电蜡炉来克服上述具活火焰的炉和蜡烛的相关缺点。电蜡炉由加热器组成，与用于保持蜡熔或注入油的储层热接触。加热器取代了传统炉中的蜡烛，并熔化蜡或加热储层中的油，产生上述所说明的相同的好处。由于没有火焰，因此减少了与传统炉和蜡烛有关的风险。另一个优势是电蜡炉中的加热器的温度可以调整。这使用户可更好地控制被引入至周围环境的芳香或其他物质的量。电蜡炉还具有更稳定的室内和室外性能，与传统的蜡烛和炉相比不会凌乱。

电蜡炉可能比传统的炉和蜡烛具显著的优势，但是，其也可能具有一些缺点。许多传统的电蜡炉包括壳体，通常由陶瓷材料构成，包括各种电元件，来用于加热蜡熔或浸泡油。因此，如果陶瓷壳体被打破时，各种电元件可能会暴露，从而用户会接触到带电的电元件。

在此，一些标准设置组织尝试要求该陶瓷壳体须通过球冲击试验。例如，空气清新剂和除臭剂的UL 283标准需要陶瓷蜡炉承受使用535克，5.08厘米直径的光滑实心钢球从指定的60厘米高度下降的冲击性能试验。一旦钢球掉至陶瓷壳体上，可以使用指探针，假设陶瓷壳体被损坏，试图与蜡炉的电元件接触。根据UL283标准，如果指探针可穿过破碎的陶瓷壳体接触到电元件，表示蜡炉没有通过球冲击试验。

有趣的是，传统的蜡炉往往不经过UL283标准要求的钢球冲击试验，使蜡炉的用户受到危险。此外，其他蜡炉必须使用更强的或替代材料来抗裂，从而增加了制造成本。因此，需要一种电蜡炉来克服上述缺点。

本发明提供一种符合UL283标准的用于蜡炉的电屏障，来克服上述缺点。因此，本发明为了满足现有需要，提供一种蜡炉，包括电屏障，来防止用户接触带电元件。此外，本发明为了满足需要，提供一种用于蜡炉的电屏障，易于制造，从而制造成本较低和材料使用量较少。

技术实现要素：

根据一个方面，一种蜡炉，包括：主体；位于所述主体的内部空间中的电组件；和套筒。所述套筒位于所述内部空间中并围绕所述电组件，向所述电组件提供屏障。

根据另一个方面，一种用于蜡炉的电屏障，包括：环形套筒，配置在蜡炉的主体中，围绕电组件。所述环形套筒含有100％的聚合物材料，并具有至少华氏230度的热导率，且弹性模数为1.5-2.6GPa。所述环形套筒还具有至少5.7厘米的直径。

根据又另一个方面，蜡炉包括：主体；位于所述主体的内部空间中的电组件；和环形套筒，位于所述内部空间中并围绕所述电组件。

附图简要说明

图1是示出蜡炉的横截面示图；

图2是示出具有电屏障的蜡炉的视图；

图3A是示出根据本发明的一个实施例的电屏障设计的侧视图；

图3B是示出图3A的电屏障被耦合在一起形成圆柱形的视图；

图4是沿图2的线4-4示出的蜡炉的横截面图，电屏障位于第一位置；

图5A是示出根据本发明的另一实施例的电屏障设计的侧视图。

图5B是示出图5A的电屏障被耦合在一起形成圆锥形的视图；

图6是沿图2的线6-6示出的蜡炉的横截面图，电屏障位于第二位置；

图7是沿图2的线7-7示出的蜡炉的横截面图，电屏障位于第三位置；

图8是蜡炉承受球冲击试验的示图；

图9是图8的蜡炉经球冲击试验后的示图，示出电屏障。

以下参照附图进行详细说明，本发明的其他方面和优点将变得更清楚，其中相同的结构表示相同的符号。

具体说明

参照图1，示出蜡炉100。蜡炉100被设计用来加热蜡熔102，从而将其中包含的香味或其他物质释放到周围环境。蜡炉100通常包括主体104，储层106，和加热器组件108。主体104被设计用来容纳加热器组件108，并为储层106提供支持结构。蜡炉100被说明包括上述元件，但根据特定用户的需求，蜡炉100也可以适于添加或删除各种元件。

仍然参照图1，主体104包括侧壁110，具有底端112和顶端114。在本实施例中，侧壁110通常是圆柱形，并定义内部空间116。底端112定义第一开口118。唇状物120从侧壁110的内表面122延伸。底端112和唇状物120形成凹槽124，其适应于接收主体104的底端112附近的基板126。主体104的底端112的部分可包括扩展部(未显示)或其他结构(支脚、垫、高摩擦系数的结构等)，通常是本领域普通技术人员已知的，用来为蜡炉100提供稳定性。

侧壁110还包括配置在其中的一个或多个孔径128。孔径128可用来接收光发射或透射盖(未显示)和/或指示器，例如LED，或传感器(未显示)。例如，孔径128可使电光源130提供的光从内部空间116通过孔径128被看见。此外，一个或多个孔径128可以完全或部分通畅，用来冷却主体104和/或使空气流动穿过蜡炉100的内部空间116。孔径128可以是任何所需的形状和大小来用于美观性，冷却，和光通道。例如，孔径128可以是圆形(如图1所示)，三角形，矩形，多边形，星形，新月形，不规则形状，花形等，但并不局限于此。此外，第二孔径134配置在侧壁110的底端112。优选是，电线132穿过第二孔径134与电光源130和加热器组件108电连通。

仍然参照图1，第二开口140配置在侧壁110的顶端114。第二开口140以从侧壁110的内表面122径向向内延伸的肩状物142为界限。第二开口140和肩状物142适用来接收加热器组件108和储层106。

在此，主体104和储层106优选是由陶瓷材料制成。但可以使用本领域普通技术人员已知的任何其他材料，例如塑料，金属，石头或其他天然材料等。主体104和储层106可采取任何几何形状，例如正方形，以提供不同的外观。此外，主体104的外表面和储层106可具有任何类型的表面标记，凸出的图案，或任何其他装饰，使蜡炉100具有审美性。

继续参考图1，上述的蜡炉100的电组件152可至少部分地设置在主体104的内部空间116中。电组件152可包括加热器组件108和电光源130。在一些实施例中，结构元件可用来将一些元件保持在位置中。例如，螺纹杆166可延伸穿过基板126和电光源130并紧靠加热器组件108。至少一个螺母154可将螺纹杆166和各种元件保持在位置中。

加热器组件108可位于主体104内，靠近第二开口140，从而加热器组件108可以加热储层106中的蜡熔102。在一些实施例中，电光源130可位于主体104内，远离加热器组件108的位置，如靠近底端112的第一开口118。在其他实施例中，电光源130可位于主体104内，靠近加热器组件108的位置。加热器组件108可以是热源，例如电阻加热器、白炽灯泡、PTC加热器，或任何本领域中已知的其他加热器。

在一个优选的实施例中，蜡炉100包括位于储层106下的顶板150。顶板150可由金属材料形成，并设置在主体104的顶端114附近。加热器组件108可紧靠顶板150的表面或与其热耦合。通过非限制性示例，加热器组件108可通过粘合剂，机械连接(例如，夹子，螺丝，干涉配合等)与顶板150耦合，或是通过螺纹杆166(如图所示)被推至顶板150，或上述的任何组合。在实施例中，储层106和主体104可分离以及可拆卸，顶板150可连接到储层106或主体104中的一个或两者都不。在一些实施例中，蜡炉100可以不包括顶板150。在该实施例中，加热器组件108可以紧靠储层106的底部。

参照图2，示出蜡炉100的简易示图。蜡炉100包括基本上与参照图1所说明的相同元件，因此，使用相似的参照符号。

如图2中所示的实施例(同时参照图1)，电屏障156位于蜡炉100的主体104内。电屏障156可以是环形套筒的形式，例如围绕电组件152。因此，当蜡炉100的主体104被破碎或损坏，如图9所示，含有加热器组件108和电光源130的电组件152，，不会暴露给蜡炉100的用户。此外，电屏障156确保蜡炉100符合与空气清新剂和除臭剂相关的标准，例如UL 283标准，以下将进行更详细地说明。

如图3A和3B所示的电屏障156的第一实施例。如图3A所示，电屏障156可以是平的，基本矩形的布局，具有长度尺寸L和高度尺寸H。长度尺寸L和高度尺寸H可根据使用电屏障156的特定蜡炉100的尺寸而有所变化。在一个优选的实施例中，长度尺寸L约为22.5厘米，高度尺寸H约为5.7厘米。电屏障156可具有厚度尺寸T(见图4)，优选是约为0.025厘米-0.15厘米。然而，长度尺寸L可以是任何合适的长度，使电屏障156适合位于蜡炉100的主体104内。同样，高度尺寸H可以是任何高度，使电屏障156适合位于主体104内，而不是延伸超出蜡炉100的基板126或顶板150。同样，厚度尺寸T可根据使用电屏障156的特定蜡炉100而有所不同。例如，根据特定蜡炉100内使用的加热器组件108，厚度尺寸T可能会改变，以承受各种热功率。

重新参照图3A，电屏障156包括顶部边缘158和底部边缘160，延伸长度尺寸L。在本实施例中，顶部边缘158平行于底部边缘160。第一侧边缘162和第二侧边缘164相对于高度尺寸H延伸。在本实施例中，第一侧边缘162和第二侧边缘164基本上互相平行。槽168被配置在第一侧边缘162附近，并且在第二侧边缘164上设有扣环170。如图3b所示，槽168被配置为接收扣环170来形成基本圆柱形的电屏障156。另外，第一侧边缘162和第二侧边缘164可被热密封、粘合，或使用任何合适的机械固定件(例如，钉或铆钉)被耦合在一起。在又另一个实施例中，第一侧边缘162和第二侧边缘164可被一体成型，来形成电屏障156。

在一些实施例中，电屏障156可以采取套筒的形式，当以水平轴(图4中的X轴)截取时具有基本圆形的截面。在其他实施例中，电屏障156的水平截面为椭圆形、圆形、曲线形、三角形，或任何合适的形状，来屏蔽电组件152。如图3A和3B所示的实施例，电屏障156为直圆柱形。然而，电屏障156也可以是椭圆柱形、斜圆柱形、抛物柱形、双曲柱形等。

仍旧参照图3A和3B，电屏障156可包括一个或多个孔径172，从电屏障156的内表面174延伸至外表面176。一个或多个孔径172可包括不超过0.95厘米的直径D。在另一个实施例中，一个或多个孔径172的直径D约为0.64厘米-0.95厘米。在此最大直径D被设定，从而当蜡炉100的主体104被破碎或损坏，防止用户与电组件152中的任何元件接触。或者，在标准的球冲击试验，防止指探针(未显示)接触电组件152的任何元件，来保持与UL 283标准相符合。

将一个或多个孔径172设置在电屏障156的表面174，176上的目的在于，使电光源130提供的光，穿过主体104上的孔径128被看见。此外，由于蜡炉100的使用过程中内部空间116热空气积聚，因此，孔径172可以促使主体104冷却。孔径172可以是任何所需的形状来用于美观性，冷却，和光通道。如图3A所示，电屏障156还包括槽口178，沿电屏障156的底部边缘160被设置。槽口178可被尺寸化，为电线132提供通道，使其穿过电屏障156，并穿过主体104的第二孔径134(见图1)。

在另一个实施例中，如图5A和5B所示，非圆柱形的电屏障256被配置为基本圆锥形。类似于圆柱形的电屏障156，圆锥形的电屏障256可从平面布局开始，如图5A所示。由于电屏障256为圆锥形，顶部边缘258可稍弯曲，并具有长度L1，且底部边缘160也可稍弯曲具有长度尺寸L2。长度尺寸L1是沿顶部边缘258以第一侧边缘262至第二侧边缘264的曲线被测量。同样，长度尺寸L2是沿底部边缘260以第一侧边缘262至第二侧边缘264的曲线被测量。因此，长度尺寸L1小于长度尺寸L2。在一个优选实施例中，长度尺寸L1约为20.9厘米，且长度尺寸L2约为22.5厘米。电屏障256还包括高度尺寸H1，沿第一侧边缘262和第二侧边缘264，约为5.7厘米。高度尺寸H1是沿侧边缘262、264中的任何一个从顶部边缘258至底部边缘260被测量。长度尺寸L1和L2以及高度尺寸H1可取决于使用电屏障256的特定蜡炉100的尺寸而有所不同。因此，长度尺寸L1和L2可以是任何合适的长度，使电屏障256被适配在蜡炉100的主体104内。同样，高度尺寸H1可以是任何高度，使电屏障256被适配在主体104内，并不超过基板126或顶板150。电屏障256可具有厚度尺寸(未显示)，基本上与圆柱形电屏障156的厚度尺寸T相同(见图4)。

由于不同的长度尺寸L1和L2，圆锥形电屏障256的顶部边缘258具有小直径D3，小于底部边缘260的大直径D3'(图5B)。在一个实施例中，小直径D3约为6.4厘米，且大直径D3'约为6.7厘米。相比之下，如图4所示，圆柱形的电屏障156，包括统一直径D2，位于蜡炉100的顶端114和底端112(见图4)。在一个实施例中，直径D2可至少约为5.7厘米。然而，小直径D3和大直径D3'，以及直径D2可以根据蜡炉100的外观设计而有所不同。因此，小直径D3和大直径D3'，以及直径D2可以是任何合适的尺寸，使圆锥形的电屏障256或圆柱形的电屏障156被适配在蜡炉100的主体104内。

重新参照图5A和5B，槽268可配置在第一侧边缘262附近，且扣环270可配置在第二侧边缘264附近。如图5B所示，槽268被配置用来接收扣环270，形成基本上圆锥形的电屏障256。另外，第一侧边缘262和第二侧边缘264可被热密封、粘合，或通过任何合适的机械固定件(例如，钉或铆钉)被耦合在一起。在另一个实施例中，第一侧边缘262和第二侧边缘264可被一体成型，来形成电屏障256。

仍旧参照图5A和5B，电屏障256可以包括一个或多个孔径272，从电屏障256的内表面274延伸至外表面276。一个或多个孔径272可包括直径D，与上述说明的原因相同，不超过0.95厘米。在另一个实施例中，一个或多个孔径272的直径D约为0.64厘米-0.95厘米。

本实施例的电屏障156和256可由聚合物材料(例如，聚碳酸酯，聚丙烯等)、云母材料，或水平燃烧(HB)材料构成，例如。在一些实施例中，电屏障156和256可由任何合适的柔性材料构成。然而，在此可使用刚性材料，如云母材料，来用于电屏障156和256。

优选是电屏障156和256的材料的特定熔化温度高于蜡炉100内使用的加热器组件108的最大热功率。更优选，电屏障156和256的材料的特定熔化温度高于电组件152的结合热功率，其中可包括一个或多个加热器、灯，传感器(S)，或其他电元件的热功率。因此，优选是电屏障156和256具有约华氏350度至华氏510度之间的熔化温度。例如，在非限制性的实施例中，电光源130提供的热功率范围约为10-20瓦特。同样，加热器组件108可包括电阻加热器，其具有约10-20瓦特的热功率范围。

现参照图4，电屏障156被示出位于蜡炉100的主体104内，并包围电组件152。在一些实施例中，电屏障156与电组件相隔开距离X。在该情况下，距离x可被定义为从电气屏障156的内表面174至加热器组件108的外表面180的距离。距离X可在由图4所示的x-轴定义的平面中被测量。此外，可选择地，电屏障156与电光源130相隔开距离Y。距离Y可被定义为从电屏障156的内表面174至电光源130的外表面182的距离。距离Y可在由图4所示的x-轴定义的平面中被测量。在一个实施例中，距离Y为0.5厘米。在优选的实施例中，距离X是约为0.3厘米的最小距离。然而，在一些实施例中，X和Y的最小距离可有所不同，其取决于蜡炉100中使用的特定加热器组件108或电光源130。

在一些实施例中，最小距离X和Y，直接与加热器组件108或电光源130的热功率(以瓦特被测量)和电屏障156材料的预设熔化温度(以华氏度被测量)的比率相关。在一个优选的实施方案中，热功率与预设熔化温度的比率为0.02-0.05。因此，加热器组件108或电光源130产生的热功率越高，距离X和/或Y则越大。

在一个具体实施例中，电屏障156和256可包含100％的聚合物材料，其可包括一个或多个材料，且热导率至少为华氏230度，并具有1.5-2.6GPa的弹性模数。此外，在该实施例中，电屏障156、256具有至少5.7厘米的直径或小直径。

仍然参照图4，电屏障156可与主体104的侧壁110相隔开距离Z。距离Z可从电屏障156的外表面176至侧壁110的内表面122被测量。在另一个实施例中，电屏障156可与侧壁110的内表面122直接接触。然而，与距离Z无关，电屏障156的直径D2小于主体104的直径D1，使电屏障156位于主体104内。同样，参照圆锥形的电屏障256(见图5A和5B)，直径D3和D3'小于主体104的直径D1。

如图4所示，电屏障156的顶部边缘158与顶板150直接接触，且底部边缘160与基板126直接接触。在另一个实施例中，如图6所示，电屏障156的顶部边缘158与顶板150直接接触，且底部边缘160与基板126不直接接触，从而电屏障156从顶板150向主体104的底端112延伸。在另一个实施例中，如图7所示，电屏障156的顶部边缘158与顶板150不直接接触，且底部边缘160与基板126直接接触，从而电屏障156从基板126向主体104的顶端114延伸。当边缘158和160中的任何一个与板126和150中的任何一个直接接触时，连接方式可以是压配合、干涉配合，一体成型或挤压，或是本领域普通技术人员已知的用于基本固定配合的其他任何方式。

现参照图8、9，示出球冲击试验被执行后的蜡炉100的实施例，按照用于空气清新剂和除臭剂的UL 283标准要求进行。首先，钢球184被配置为从约60厘米的指定距离来冲击蜡炉100的主体104。钢球184重量可约为535克，直径约为5.08厘米。如图8所示，钢球184接触主体104之后，可能产生裂缝186，且电组件(未显示)未暴露以及不会触及用户手指。如图9所示，受到钢球184冲击后，主体104从蜡炉100被除去，并示出电屏障156屏蔽电元件。因此，蜡炉100已通过根据UL283标准的球冲击试验。更具体地说，虽然裂缝186存在于主体104，但由于电屏障156的存在，指探针(未显示)无法接触到蜡炉100的电元件152。根据UL 283标准，如果指探针穿过破碎的陶瓷壳体可与电元件接触时，表示蜡炉没有通过球冲击试验。

相比之下，常规的蜡炉由于电屏障不存在，通常不能通过球冲击试验。当钢球冲击常规的蜡炉时，陶瓷主体破裂且电元件暴露。用户和/或指探针可能接触带电元件，从而常规的蜡炉不符合UL 283标准。

在此所述的实施例中的蜡炉100可被快速、有效地组装。首先，线束(未显示)被连接至加热器组件108、电光源130和电线132。在此，电线132可由主体104内的电池(未显示)代替。进一步，可使用本领域普通技术人员已知的任何合适的电源。下一步是将电组件152(即，加热器组件108和电光源130)插入至主体104的内部空间116。然后，电屏障156/256被插入到主体104的内部空间116，围绕电组件152。最后，基板126被连接至主体104的底端112。

在此所述的任何实施例可被修改包括与其他不同实施例相关的任何结构和方式。进一步，本发明并不局限于在此所特别示出的蜡炉类型。进一步，在此所示出的任何实施例的蜡炉可被修改，来与利用蜡熔等的任何类型的炉一起运作。

工业性应用

提出一种蜡炉，配置有电屏障。因此，当蜡炉被损坏时，可防止用户接触到带电的电元件。

本技术领域的技术人员可根据上述说明对本发明进行多种修改。相应地，示图及解释的说明其目的仅在于使本技术领域的技术人员来制备和使用本发明以引导出执行相同性能的最佳模式。所有的修改权由后附的权利要求范围所定义。