CN101912654A - 用于蒸发可蒸发物质的装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于由烟草的可蒸发成分产生烟雾的装置(1)，其包括里面放置烟草的蒸发室(24)。形成蒸发室的一部分的主壳(9)还形成燃烧室(18)，气体催化燃烧元件(19)位于该燃烧室(18)内，用于通过催化反应将燃料气体转化为热量。温度响应控制阀(61)控制通到燃烧室的燃料气体的供应，用于维持蒸发室中的温度。热质(96)固定到气体催化燃烧元件的突出部(95)，在通过控制阀中断燃料气体期间，该热质(96)将突出部的温度维持在气体催化燃烧元件的点火温度或者高于该点火温度的温度。从蒸发室经由烟雾容纳管(37)通过吸嘴(38)抽吸烟草的可蒸发成分。散热构件(40)位于烟雾容纳管中，用于在从蒸发室抽吸烟雾时冷却烟雾和冷凝焦油。
Description
本申请是于2007年8月31日进入中国国家阶段、国家申请号为200680006627.1、发明名称为“用于蒸发可蒸发物质的装置”的PCT申请(国际申请号为PCT/IE2006/000006，国际申请日为2006年2月2日)的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于蒸发可蒸发物质以产生吸入烟雾的的装置。例如，该装置适于蒸发包含一种或多种香味成分、药物成分和精神药物成分(诸如烟草、毛蕊花、西番莲、丁香、育亨宾树、薄荷、茶叶、桉树、甘菊以及其它药草和植物物质)的可蒸发物质。该装置还适用于蒸发药物混合物，以形成被血流快速吸收的吸入烟雾。
背景技术
为了释放精神药物成分，例如烟草等药草通过燃烧冒烟随后被吸入。精神药物成分被释放到随后被吸入的燃烧的烟中。然而，这种药草的燃烧以及精神药物成分的产生还产生了很大程度上由实际的燃烧过程导致的毒素。这种毒素可能是致癌物质和/或可能导致肺病或心脏病。因此，抽吸这种药草以及其它类似植物物质的烟是有危害的和令人讨厌的，例如，现在公知的是抽吸诸如香烟等烟草制品可以导致肺病和心脏病。
可以代替通过抽吸从这种药草和植物物质中释放香味、药物和精神药物成分的方案是，将药草或植物物质的温度提高到使药草或植物物质的单个可蒸发成分或者多个成分被蒸发从而产生烟雾的适当温度，然后吸入该烟雾。然而，可以使药草和植物物质中的这种成分蒸发从而形成烟雾的温度范围大约是125℃～400℃。如果温度低于125℃，则通常不会产生烟雾成分。然而，如果使药草或植物物质加热到的温度超过400℃，则药草或植物物质的燃烧可能发生，另外，可能使不希望的成分和毒素蒸发。另外，烟草的希望成分通常在125℃～400℃的温度范围内蒸发，并且特别是在130℃～250℃的温度范围内蒸发，而不希望的成分可能在超过250℃温度下发生蒸发。通常，烟草的一些不希望的成分趋于在高于250℃的温度下蒸发从而产生烟雾，并且，通常不希望的成分趋于在超过400℃的温度下从烟草中蒸发。因此，希望将烟草保持在130℃～250℃的温度范围内，以产生希望成分的烟雾并防止烟草的不希望的成分产生烟雾。这样，为了满意地产生药草和植物物质中的香味、药物和精神药物成分的烟雾，必须将烟草或植物物质被保持以用于产生烟雾的温度控制在合理的小误差内。
已知提供了用于蒸发诸如烟草等药草成分从而产生烟雾的设备。这种设备可以是电动的或者气动的。电动设备通常包括用于将蒸发室中的烟草或药草加热到希望温度从而产生烟雾的电动加热元件。从蒸发室中伸出的管容纳该烟雾以提供便于吸入蒸发成分的吸嘴。在授予Philip Morris Incorporated的美国专利说明书No.5,144,962中说明了这种用于蒸发烟草成分的电动装置。
尽管这种装置可以通过电池提供动力，但是通常，用于提供足够热以将烟草或药草维持在适当温度从而产生烟雾所需的电力较高，因此导致电池寿命较短。通常，为了克服该问题，通过干线电力对这种装置供电。然而，由于只能在干线电力供应存在时使用该装置，因此，用干线电力对这种装置供电的严重缺点在于它们不再有效地成为便携式的。
用于从烟草以及其它药草和植物物质产生烟雾的气动装置倾向于克服干线电力供电装置缺乏便携性的问题，由于通常可以在压力下以液体形式将燃料气体供应储存在相关的贮存器，并且可以在相对小尺寸的贮存器中从液化气体充气中获得合理的寿命。这种气动装置通过有焰燃烧加热烟草或其它药草，或通过催化转化燃料气体来加热。然而，通常，不管是通过有焰燃烧还是通过催化转化成热，可燃气体被转化的温度相对较高，且在催化转化的情况下，通常，催化燃烧元件倾向于在600℃-900℃的温度范围内工作，且大多数情况下在800℃-900℃的温度范围内工作。因此，通常，在这样的气动装置中，烟草容易被加热到比所希望的130℃-250℃的温度范围高很多的温度，且一般情况下，烟草可能被加热到等于或超过400℃的温度。这是不希望发生的，因为将烟草加热到这样高的温度可导致烟草的燃烧，而且，在这样高的温度下，不希望有的有毒成分也被蒸发且附带在烟雾中。气动蒸发装置的例子在Cook等人转让给Brown&WilliamsonTobacco Company的美国专利说明书No.5944025以及Matsuura等人转让给Japan Tobacco Inc.的美国专利说明书No.6089857中公开。美国专利说明书No.5944025公开了一种细长的管状构件，其包括放置其成分要被蒸发以产生烟雾的烟草的蒸发室。空气被抽吸通过包含用液体燃料浸渍的吸收材料的容器，以使液体燃料的蒸气与空气混和。该燃料/空气混合物被抽吸通过涂覆了催化剂的陶瓷管，在该涂覆了催化剂的陶瓷管处，该燃料/空气混合物通过催化反应转化成热。随着人抽吸该装置，来自催化反应的热废气被抽入到蒸发室，被加热的废气使蒸发室中的烟草的温度升高以产生烟雾，该烟雾随后被从蒸发室中抽出并被吸入。然而，该装置的问题是废气与烟雾混和在一起并被使用者吸入。这很明显也是不希望发生的，因为使用者承受了通过催化剂由燃料气体/空气混和物转化成热而产生的燃烧产物。
美国专利说明书No.6089857公开了用于加热烟草以产生用于吸入的烟雾的装置，其克服了美国专利说明书No.5944025的燃烧产物与烟雾混和的问题。美国专利说明书No.6089857的装置包括用于储存燃料气体的燃料气体贮存器，随着燃料气体从喷嘴中流出，该燃料气体通过有焰燃烧而燃烧。用于烟草或其它药草的蒸发室位于排气管道中，来自气体的有焰燃烧的废气通过该排气管道并加热蒸发室以产生烟雾。随着人抽吸从蒸发室伸出的吸嘴以从蒸发室抽吸用于吸入的烟雾，空气被抽吸到蒸发室中。尽管该装置避免了燃烧废气与烟雾的混和，但其存在难以控制或不能控制烟草被升高到的温度的缺点。实际上，美国专利说明书No.5944025的装置也有类似的缺点，与其它已知的气动蒸发装置一样，通常存在不能阻止烟草的温度升高到不希望的高温的缺点。
用于蒸发烟草的可蒸发成分以形成烟雾的其它装置是管状构造，且待加热的烟草或药草被放置在管的碗部中。这样的蒸发装置被公开在Steinberg的美国已公布的专利申请说明书No.2004/0031495中。公开在该美国已公布的申请说明书中的该蒸发装置包括管，该管与烟斗基本类似，其中，通常是待蒸发的药草被放置在管的碗部中。耐热和多孔的火焰过滤器在碗中位于药草的上方，且在空气正在通过管被抽吸的同时，火柴或者打火机的火焰被用于加热多孔过滤器。因此，空气和火焰的燃烧产物的混合物在多孔过滤器中混和并被抽吸通过碗中的药草，以加热药草而产生药草的可蒸发成分的烟雾。接着，空气、燃烧产物以及烟雾的混合物通过管的吸嘴被抽吸并被吸入。由于火焰在耐热多孔火焰过滤器上发生，存在火焰通过过滤器被抽吸由此引起管的碗部中的药草燃烧的危险。然而，即使是药草没有燃烧的情况，火焰的燃烧产物也伴随着烟雾被吸入。这也是不希望发生的。
因此，需要用于从药草或其它植物物质蒸发可蒸发物质以产生可吸入烟雾的便携装置，其中，可蒸发物质的温度可比之前已知的装置更加精确地控制，并且燃烧产物从由药草或植物物质产生的烟雾中分开，从而仅从装置抽吸烟雾和空气。
发明内容
本发明的目的在于提供这样的装置。
根据本发明，提供一种用于蒸发可蒸发物质的装置，该装置包括：限定燃烧室的燃烧室壳、位于燃烧室中用于将燃料气体转化成热以加热燃烧室壳的气体催化燃烧元件、限定用于可蒸发物质的蒸发室的蒸发室壳，该蒸发室壳与燃烧室壳处于导热关系，以将热量从燃烧室壳传递到蒸发室壳，用于加热蒸发室中的可蒸发物质，其中，设置响应于表示蒸发室温度的温度的温度响应控制阀，以用于控制通向燃烧室的燃料气体供应，以将蒸发室内的温度维持在可蒸发物质的可蒸发成分的蒸发温度，从而产生该可蒸发成分的烟雾。
在本发明的一个实施例中，气体催化燃烧元件包括热质，在通到燃烧室的燃料气体通过温度响应控制阀被从此隔离时，该热质用于将气体催化燃烧元件的一部分的温度维持在气体催化燃烧元件的点火温度或高于该点火温度的温度。优选地，在通到燃烧室的燃料气体通过温度响应控制阀被从此隔离时，热质与温度响应控制阀匹配且协作，以将气体催化燃烧元件的该部分的温度维持在气体催化燃烧元件的点火温度或者高于该点火温度的温度。有利地，热质与气体催化燃烧元件分开形成，且与气体催化燃烧元件的该部分导热接合，在通到燃烧室的燃料气体通过温度响应控制阀被从此隔离时，气体催化燃烧元件的该部分的温度被维持在气体催化燃烧元件的点火温度或高于该点火温度的温度。
在本发明的一个实施例中，热质与燃烧室壳间隔开，用于使从热质到燃烧室壳的传热最小化。优选地，该热质位于气体催化燃烧元件内。有利地，气体催化燃烧元件的突出形状部从气体催化燃烧元件伸到由气体催化燃烧元件限定的燃料气体通道中，该热质位于该突出部上，并与该突出部导热接合。优选地，气体催化燃烧元件是具有中空芯的套筒状结构，该中空芯用来形成用于容纳通过其中的燃料气体的燃料气体通道，且气体催化燃烧元件的突出部伸到该中空芯中。
在本发明的一个实施例中，气体催化燃烧元件可以以600℃-900℃范围内的运行温度运行，用于将燃料气体转化为热量，且热质和温度响应控制阀协作，以将蒸发室中的温度维持在100℃-500℃范围内的温度。优选地，热质和温度响应控制阀协作，以将蒸发室中的温度维持在125℃-400℃范围内的温度。有利地，热质和温度响应控制阀协作，以将蒸发室中的温度维持在130℃-300℃范围内的温度。理想地，热质和温度响应控制阀协作，以将蒸发室中的温度维持在130℃-250℃范围内的温度。
在本发明的另一个实施例中，与蒸发室连通的吸嘴促进从蒸发室的烟雾抽吸，且散热装置位于蒸发室和吸嘴的中间。
在本发明的另一个实施例中，散热装置用作冷凝装置，用于冷凝从蒸发室抽吸的可蒸发物质的不希望的蒸发成分。优选地，散热装置包括导热材料的散热构件，该散热构件位于在蒸发室和吸嘴之间延伸的烟雾容纳管中。有利地，散热构件包括导热材料的细长的芯构件、和从该芯构件延伸的多个间隔开的热交换翅片。理想地，该热交换翅片从芯构件横向延伸，优选地，每一个热交换翅片绕着芯构件延伸，且与烟雾容纳管密封接合，相邻的热交换翅片对与芯构件和烟雾容纳管一起限定各自过道。
在本发明的一个实施例中，开口形成在每一个热交换翅片中，用于容纳从一个过道到下一个相邻过道的烟雾。优选地，热交换翅片相对于彼此布置成相邻的热交换翅片中的开口彼此在圆周方向上间隔开，使得过道和通过热交换翅片的开口限定曲折的通道，该通道用于通过烟雾容纳管从散热装置的一端抽吸到其另一端的烟雾。有利地，通过每一个热交换翅片的开口邻近该热交换翅片的外周缘布置。
优选地，该芯构件是实心构件，并且有利地，该热交换翅片由导热材料制成。
在本发明的一个实施例中，该热交换翅片用作冷凝装置。
在本发明的一个实施例中，该烟雾容纳管由塑料材料制成。
在本发明的另一个实施例中，导热材料的传热构件伸到蒸发室中，用于将热量传递到蒸发室中。优选地，传热构件朝着其末端逐渐变细。有利地，传热构件邻近其末端逐渐变细成香袋刺穿尖端，该香袋刺穿尖端用于刺穿可蒸发物质的香袋。
在本发明的一个实施例中，多个间隔开的细长传热构件伸到蒸发室中。优选地，传热构件互相平行地伸到蒸发室中。
在本发明的另一个实施例中，废气室位于蒸发室和燃烧室之间，该废气室与燃烧室连通，用于接收来自燃烧室的废气，且通过热交换装置与蒸发室隔离开，用于防止废气从废气室进入蒸发室，且用于将来自废气的热量传递到蒸发室。优选地，导热纱网型材料布置在废气室中，用于促进从废气室中的废气到热交换装置的传热。有利地，该导热纱网型材料是被任意折叠以充分填充废气室的针织金属织物。
优选地，热交换装置由位于蒸发室和废气室之间的导热材料的初级隔离壁形成，且每一个传热构件从该初级隔离壁伸到蒸发室中。有利地，每一个传热构件从初级隔离壁伸到废气室中，用于促进废气和传热构件之间的热交换。
在本发明的一个实施例中，有孔材料的第二隔离壁在蒸发室中与初级隔离壁平行且间隔开地横向延伸，并且与初级隔离壁和蒸发室壳的一部分形成空气进气室，蒸发室通过第二隔离壁与空气进气室连通用于当从蒸发室抽吸烟雾时容纳进入蒸发室的空气。
在本发明的另一个实施例中，初级空气进口设置到空气进气室，用于容纳进入空气进气室的空气。
在本发明的另一个实施例中，设置阀装置，用于促进选择性地关闭初级空气进口。优选地，阀装置包括止回阀，该止回阀用于促进通过初级空气进口通到空气进气室的空气，且用于防止从空气进气室通过初级空气进口的回流。
在本发明的另一个实施例中，第二空气进口设置在初级空气进口的下游，用于容纳通到蒸发室的空气。优选地，第二空气进口通过开孔设置，且设置用于调节开孔面积的调节装置，以改变通过第二空气进口抽吸空气的速度。
在本发明的另一个实施例中，对废气室设置废气口，用于容纳来自该废气室的废气。
优选地，由导热材料的主壳形成燃烧室壳和一部分蒸发室壳。有利地，蒸发室壳包括插座部和中空的插头部，中空的插头部可拆卸地与插座部接合，以限定蒸发室。优选地，插座部由初级隔离壁和绕该初级隔离壁延伸的初级侧壁形成，该初级侧壁与初级隔离壁一起限定初级中空内部区域以形成插座部，插头部包括端帽和绕该端帽延伸的第二侧壁，该第二侧壁与端帽一起限定第二中空内部区域，各自的初级侧壁和第二侧壁形成通到各自的初级中空内部区域和第二中空内部区域的各自开口，用于促进两者之间的连通以形成蒸发室。
在本发明的一个实施例中，插头部的第二侧壁可拆卸地结合在插座部的初级侧壁内。优选地，蒸发室的插座部由主壳形成。
在本发明的一个实施例中，主壳限定纵向延伸的主中心轴线，燃烧室和蒸发室彼此轴向对准。优选地，燃烧室和蒸发室限定与主壳的主中心轴线重合的各自中心轴线。有利地，废气室限定与主壳的主中心轴线重合的中心轴线。优选地，对蒸发室设置烟雾出口，用于容纳来自蒸发室的烟雾，该烟雾出口限定与主壳的主中心轴线重合的中心轴线。有利地，催化燃烧元件限定与主壳的主中心轴重合的主中心轴线。
在本发明的一个实施例中，温度响应控制阀限定与主壳的主中心轴线重合的中心轴线。优选地，设置温度响应安全隔离阀，在燃烧室壳的温度超过预定的最大安全温度时，用于使燃料气体与燃烧室隔离。有利地，温度响应安全隔离阀位于温度响应控制阀的上游，且限定与主壳的主中心轴线重合的中心轴线。
在本发明的另一个实施例中，混合装置位于温度响应控制阀和燃烧室的中间，用于混和来自温度响应控制阀的燃料气体和空气，以将燃料气体/空气混合物输送到燃烧室。优选地，混合装置限定与主壳的主中心轴线重合的中心轴线。
在本发明的一个实施例中，温度响应控制阀包括限定阀室的导热阀壳，导热阀壳与蒸发室壳处于导热关系，铋金属阀构件位于阀室中且与阀室的阀进口和阀出口中的一个协作，以响应于蒸发室壳的温度来控制通过阀室的燃料气体流。优选地，铋金属阀构件是从一种状态转变到另一种状态的类型，这些状态彼此成镜像，当铋金属阀构件的温度转变经过预定的转变温度时，铋金属阀构件被约束在阀室内，以防止铋金属阀构件在各个状态之间转变，从而使通过温度响应控制阀的燃料气体流的控制是类比的。
在本发明的另一个实施例中，设置燃料气体贮存器，用于以液体形式储存燃料气体。
在本发明的一个实施例中，该装置适用于蒸发烟草中的可蒸发成分。
在本发明的另一个实施例中，蒸发室的温度被维持在可由烟草的希望的可蒸发成分形成烟雾的最低温度，以使烟草的焦油和其它不希望成分的蒸发最小化。
在本发明的另一个实施例中，气体催化燃烧元件位于燃烧室中，用于与燃烧室一起限定火焰腔，该火焰腔用于促进火焰腔中的燃料气体的初始点燃，以使气体催化燃烧元件的温度升高到其点火温度。优选地，点火装置设置到火焰腔，用于点燃燃料气体使其在火焰腔内火焰燃烧。
本发明还提供一种用于蒸发可蒸发物质的装置，该装置包括限定可蒸发物质用的蒸发室的蒸发室壳以及加热装置，其中，一传热装置伸到蒸发室中，用于将热量从加热装置传递到蒸发室中，以将蒸发室内的温度维持在可蒸发物质的可蒸发成分的蒸发温度，从而产生该可蒸发成分的烟雾。
在本发明提供的一个实施例中，该传热装置包括细长的传热构件。
本发明还提供一种用于蒸发可蒸发物质的装置，该装置包括限定可蒸发物质用的蒸发室的蒸发室壳以及用于加热该蒸发室壳以加热可蒸发物质来产生其烟雾的加热装置，其中，吸嘴与蒸发室连通，用于促进从该蒸发室的烟雾抽吸，散热装置位于蒸发室和吸嘴的中间，用于冷却烟雾。
在本发明的另一个实施例中，散热装置形成用于冷凝从蒸发室抽吸的可蒸发物质的不希望的蒸发成分的冷凝装置。
本发明的优点很多。特别地，可相对精确地控制可蒸发物质被加热到的温度，且通常，可将该温度精确控制在130℃-250℃温度范围内的±5℃的温度内。这通过燃料气体通过温度响应控制阀提供给燃烧室来获得的，该温度响应控制阀响应于指示蒸发室内的温度的温度。
本发明的非常重要的优点是通过设置热质来获得的，该热质与气体催化燃烧元件的一部分导热接合。热质的设置使装置在蒸发室内的温度明显低于气体催化燃烧元件的正常运行温度的情况下运行。当气体催化燃烧元件的运行温度在800℃-900℃的范围时，与气体催化燃烧元件的一部分导热接合的热质的设置可使装置在蒸发室中的温度在130℃-250℃范围内的情况下运行。为了使装置在蒸发室中的温度在130℃-250℃范围内的情况下运行，温度响应控制阀必需运行以周期性地隔离气体催化燃烧元件的燃料气体供应相对长的时期。如果没有热质，这将会导致气体催化燃烧元件下降到低于其点火温度，这样，通过温度响应控制阀恢复燃料气体后，气体催化燃烧元件的自动再点火将不会发生。然而，通过提供热质，在气体催化燃烧元件与燃料气体隔离期间，气体催化燃烧元件的与热质导热接合的部分将被维持在气体催化燃烧元件的点火温度或者高于该点火温度的温度，这样，在燃料气体恢复通到气体催化燃烧元件后，气体催化燃烧元件的被维持在气体催化燃烧元件的点火温度或高于该点火温度的温度的部分立即开始将燃料气体转化为热量，因此，使气体催化燃烧元件的其余部分的温度逐渐并迅速升高到其点火温度，以通过气体催化燃烧元件将燃料气体全部转化为热量。该优点通过调整热质的尺寸以与温度响应控制阀协作来获得，所以，气体催化燃烧元件的邻近热质的部分被维持在气体催化燃烧元件的点火温度或高于该点火温度的温度，以使通过温度响应控制阀使气体催化燃烧元件与燃料气体隔离的持续时间最大化。
本发明的另一个优点在于相对高效地进行可蒸发物质的加热。这通过热量是通过导热从燃烧室壳传递到蒸发室壳来获得，且在由导热材料的主体构件形成燃烧室壳和一部分蒸发室壳的情况下，从燃烧室壳到蒸发室壳、通过传导的传热效率相对较高。另外，设置一个或多个伸到蒸发室中的传热构件进一步加强了从燃烧室壳到蒸发室中的传热。实际上，位于燃烧室和蒸发室之间的废气室的设置进一步提高了从燃烧室到蒸发室的传热效率，因为热量从废气通过热交换装置传递到蒸发室中。另外，通过使每一个传热构件伸到废气室中，获得进一步提高的传热效率，因为传热构件进一步帮助从废气到蒸发室中的传热。
本发明的另一个优点是在将导热纱网型材料布置在废气室中时，且特别地，在导热纱网型材料充分地填满废气室时获得的。导热纱网型材料用于使废气室中的废气分散，且使经由废气室的废气的通过减速。因为纱网型材料是导热的，所以热量被纱网型材料从废气中吸取，进而将热量从废气传递到热交换装置中，以传递到蒸发室中。以针织金属织物的形式提供导热纱网型材料是纱网型材料的特别有利形式，这样进一步加强了来自废气室中的废气的传热。
通过在主体构件中形成燃烧室、废气室以及蒸发室，从燃烧室到蒸发室的传热被进一步加强，因为通过导热获得了从燃烧室壳到蒸发室壳、进而到蒸发室中的直接传热。
本发明的重要优点是在设置散热装置时获得的。散热装置具有两个优点，首先，可以冷却从蒸发室抽吸的烟雾，由此避免使用者的嘴被烧伤的危险，且，通常，在蒸发室中的可蒸发物质已被开始加热之后，该散热装置冷却从蒸发室最初抽吸的蒸气。通常，可蒸发物质尽管被预干燥过，也会含有湿气。最初，湿气以水蒸汽或蒸气的形式被驱散。该蒸气通常具有相对高的温度，如果被直接抽吸到使用者的嘴里，则会烧伤使用者的嘴和舌头。散热装置冷却并冷凝蒸气，从而避免了烧伤使用者。
散热装置的另外一个重要的优点在于其还用作冷凝装置，在经过热交换装置抽吸烟雾时，该装置用于冷凝烟雾中的少量不希望的蒸发成分。在该装置可以在非常低的温度下运行以产生烟草的希望的可蒸发成分的烟雾，且其可使焦油和其它有毒成分的烟雾产物最少化的同时，通常，其还可以避免一些焦油和其它有毒成分被蒸发由此被附带在烟雾中。当设置适于用作冷凝装置的散热装置时，可使焦油和其它有毒成分冷凝在散热装置上。可以通过定时地从装置中移走散热装置去清洗来容易地从散热装置中清除掉这样被冷凝的成分。
本发明的另一个优点是在气体催化燃烧元件位于燃烧室中以与燃烧室一起限定火焰腔时获得的，该火焰腔促进燃料气体以火焰形式初始燃烧，以使气体催化燃烧元件的温度升高到其点火温度。通过设置用于点燃燃料气体以在火焰腔内火焰燃烧的点火装置，该装置可通过仅向燃烧室提供燃料气体和运行点火装置以点燃燃料气体使其在火焰腔内火焰燃烧来非常容易地运行。一旦火焰使气体催化燃烧元件的邻近部分升高到其点火温度，气体催化燃烧元件的已经升高到其点火温度的部分开始通过催化反应将燃料气体转化为热量，使气体催化燃烧元件的其余部分逐渐并迅速升高到其点火温度以将燃料气体转化为热量。这会耗完燃料气体火焰，其将迅速熄灭，所以，允许通过燃料气体到热量的催化转化来额外地加热该装置。
附图说明
从参照附图对本发明的一些优选实施例的以下说明中，本发明及其许多优点将变得更加明显，这些优选实施例仅是作为例子给出的，其中：
图1是根据本发明的用于蒸发可蒸发物质以产生其烟雾的装置的透视图。
图2是图1中的装置去除一部分后的前视图。
图3是图1中的装置的一部分的放大前视图。
图4是图3的部分沿着图3中线Ⅳ-Ⅳ的下横截面图。
图5是图1中的装置的细节的透视图。
图6是图1中的装置的其它细节的透视图。
图7是图1中的装置的一部分沿着图3中线Ⅶ-Ⅶ的上横截面图。
图8是图1中的装置的其它细节的透视图。
图9是图1中装置的图8的细节的端视图。
图10是图1中的装置的其它细节的横截面图。
图11是图1中的装置的图10的细节的端视图。
图12是图1中的装置的其它细节的端视图。
图13是图1中的装置的一部分的透视图。
图14是图1中的装置的图13中的部分的正视图。
图15是图14中的部分沿图14中线XⅤ-XⅤ的下横截面图。
图16是图1中的装置的另外的部分的透视图。
图17是图1中的装置的图16的部分的正视图。
图18是图17的部分沿图17中的线XⅧ-XⅧ的下横截面图。
图19示出了图1中的装置在一种条件下运行时测量的温度的典型波形。
图20示出了图1中的装置在与图19的条件不同的条件下运行时测量的温度的典型波形。
图21是根据本发明的另一个实施例的用于蒸发可蒸发物质以产生其烟雾的装置的一部分的正视图。
图22是图21中的装置的部分沿着图21中线XⅫ-XⅫ的横截面图。
图23是图21中装置的分解透视图。
图24是类似于图4的根据本发明的另一个实施例的用于蒸发可蒸发物质以产生其烟雾的装置的一部分的视图。
图25是根据本发明的再一个实施例的用于蒸发可蒸发物质以产生其烟雾的装置的细节的透视图。
具体实施方式
参照附图，起初参考图1到图20，其示出了根据本发明的装置，该装置由参考标记1总体表示，该装置用于蒸发可蒸发物质，在这种情况下该可蒸发物质是烟草，以由烟草的可蒸发成分产生可吸入的烟雾。装置1被装在由塑料材料注塑成型的第一外壳4和第二外壳5形成的两部分盒3中，该第一外壳4和第二外壳5通过螺钉(未示出)紧固在一起。具有圆横截面的细长主壳9位于盒3内，且限定纵向延伸的主中心轴线10。主壳9由在本发明的实施例中是铝的导热材料制成，且包含两部分，即外部部分11和内部部分12。主壳9的外部部分11形成圆筒状外侧壁14，而主壳9的内部部分12形成圆筒状内侧壁15。主壳9的内侧壁14和外侧壁15形成燃烧室壳17，在燃烧室壳17内形成了燃烧室18。以下将更加详细地说明位于燃烧室18内的加热装置，其在本发明的实施例中是气体催化燃烧元件19，用于将燃料气体转化为依次加热燃烧室壳17和主壳9的热量。
主壳9的外部部分11还形成蒸发室壳21的圆筒状插座部20，该插座部20与蒸发室壳21的可卸下的插头部22一起形成蒸发室24，烟草被放在该蒸发室24中以蒸发其可蒸发成分从而产生烟雾。插头部22也由导热材料也是铝制成。主壳9的外部部分11的外侧壁14形成插座部20的初级侧壁25，该初级侧壁25与从外侧壁14横向延伸的初级隔离壁28形成插座部20的初级中空内部区域29，蒸发室壳21的插头部22可卸下地接合在该初级中空内部区域29内。插头部22包括圆筒状第二侧壁30和从第二侧壁30横向延伸的端帽31，该端帽31与第二侧壁30限定用于放置烟草的第二中空内部区域32。第二侧壁30限定通向第二中空内部区域32的开口33，插座部20的初级侧壁25限定通向初级中空内部区域29、用于接收插头部22的开口34，从而当插头部22接合在初级中空内部区域29中时，第二中空内部区域32与初级中空内部区域29经由开口33连通以与初级中空内部区域29一起形成蒸发室24。包括O型密封圈39的密封装置邻近环状台肩41围绕第二侧壁30延伸，当插头部22完全接合在插座部20中时，用于使邻近开口34的初级侧壁25抵接到初级中空内部区域29以密封蒸发室24。
端帽31中的烟雾容纳出口35容纳来自蒸发室24的烟雾。由金属网材料制成的下游盘36位于插头部22的第二中空内部区域32中，邻近烟雾容纳出口35，用于将烟草保持在蒸发室24内。从烟雾容纳出口35延伸的塑料材料制成的烟雾容纳管37终止在吸嘴38内，用于促进从蒸发室24的烟雾吸入。
包括由导热材料即铝制成的散热构件40的散热装置位于烟雾容纳管37中，用于当烟雾被抽吸通过烟雾容纳管37时冷却该烟雾，且用于冷凝被抽吸通过烟雾容纳管37的烟雾中的焦油和烟草的其它有毒的蒸发成分，如下面更加详细地描述的那样。
在主壳9中，由主壳9的外部部分11的外侧壁14在燃烧室18和蒸发室24之间形成废气室42。废气室42通过金属纱网隔膜44与燃烧室18连通，该金属纱网隔膜44在燃烧室18的下游端部处从外侧壁14横向延伸。贯通形成废气室42的外侧壁14的多个排气口45容纳来自废气室42的废气。初级隔离壁28形成热交换装置，用于促进来自废气室42中的废气的热量传递到蒸发室24中，并且还用于防止来自废气室42的废气进入到蒸发室24中。
可密封地固定在贯通初级隔离壁28的孔47中的传热装置，即细长的传热构件46伸到蒸发室24中，用于将热量传递到蒸发室24内的烟草中。传热构件46由导热材料即铝制成，且在48处伸到废气室42中，用于促进热量从废气室42中的废气到蒸发室24的有效传递。传热构件46朝向其末端逐渐变细且在点49处终止，如果烟草被放在插头部22的第二中空内部区域32中的香袋内，则随着插头部22接合到插座部20中，该传热构件46用于刺穿烟草的香袋。
第二隔离壁50横向延伸穿过初级中空内部区域29，与初级隔离壁28平行且间隔开，用于与初级隔离壁28和初级侧壁25一起限定空气进气室51。第二隔离壁50由有孔的铝制成，具有贯通其中的多个空气容纳孔52，在烟雾被从蒸发室24抽吸时，该空气容纳孔52用于容纳从空气进气室51到蒸发室24的空气。初级空气进口53容纳进入到空气进气室51、将被抽吸到蒸发室24中的空气。
位于盒3中的可再装填的燃料气体贮存器55储存液体形式的燃料气体，其在本发明的该实施例中是液态形式的丁烷基气体。燃料气体从燃料气体贮存器55经由位于贮存器55的出口57中的压力调节器56输送，该压力调节器56用于在燃料气体离开燃料气体贮存器55时调节燃料气体的压力。也邻近贮存器55的出口57的按钮操作的开/关阀62接通和断开来自燃料气体贮存器55的燃料气体。燃料气体管59将开/关阀62连接到温度响应安全隔离阀60，设置该温度响应安全隔离阀60用于在主壳9的温度超过预定的最大安全工作温度时隔离从燃料气体贮存器55到燃烧室18的燃料气体供应。将在以下详细描述温度响应安全隔离阀60。
以下将详细描述的温度响应控制阀61位于安全隔离阀60的下游，用于控制通向燃烧室18的燃料气体供应以将蒸发室24内的温度维持在预定温度，该预定温度在本发明的该实施例中为130℃-250℃之间，用于从烟草中蒸发希望的可蒸发成分以产生烟雾，且用于使从烟草中蒸发的不希望成分最小化。温度响应控制阀61的出口喷嘴63从控制阀61将燃料气体输送到混和装置即文氏管混合器64，在该混和器64中燃料气体与空气混和。文氏管混和器64形成在主壳9的内部部分12中，且主壳9的内部部分中的空气口68容纳进入文氏管混和器64的空气。位于文氏管混和器64和燃烧室18中间的、包括扩散板65的扩散器将来自文氏管混和器64的燃料气体/空气混合物分配到燃烧室18，从而使该燃料气体/空气混合物接着进入气体催化燃烧元件19，参见图12，该扩散板65具有贯通其中的多个孔66。
气体催化燃烧元件19位于燃烧室18中，与燃烧室18一起限定火焰腔67，在该火焰腔内燃料气体/空气混合物最初以火焰的形式燃烧，以使气体催化燃烧元件19的温度上升到其点火温度，从而，当气体催化燃烧元件19到达其点火温度时，其开始将燃料气体转化为热，这样耗完燃料气体/空气混和物的火焰，该火焰然后熄灭。
电极69贯通电绝缘配件70进入到火焰腔67中，且与主壳9的内部部分12的内侧壁15配合，以在电极69和内侧壁15之间产生火花电弧从而初始地点燃燃料气体使其火焰燃烧。绝缘配件70位于通过主壳9的内部部分12的孔58中，主壳9的外部部分11中的槽43容纳贯通其中的绝缘配件70。位于盒3内的压电点火机构71与电极69相连，用于产生在电极69和主壳9的内侧壁15之间引起火花电弧的电压。压电点火机构71的柱塞72穿过盒3延伸，以便于压电点火机构71的启动，从而在电极69和主壳9的内侧壁15之间引起火花电弧。主壳9通过地线与压电点火机构71接地。
现在转到温度响应控制阀61，特别参照图7，温度响应控制阀61与本申请人的PCT公布申请说明书No.WO 02/48591中公开的温度响应控制阀基本类似。该PCT的公开内容在此引入以供参考。温度响应控制阀61包括由外部部分74和内部部分75形成的两部分阀壳73，该内部部分75与该外部部分74可密封地接合，且与外部部分74一起形成阀室76。阀壳73的外部部分74和内部部分75都是由导热材料即铝制成的，且与主壳9的内部部分12导热接合。阀壳73的外部部分74中的阀进口77容纳从安全隔离阀60进入到阀室76的燃料气体并且限定阀座78。铋金属阀盘79位于阀室76中且承载阀元件80，该阀元件80可与阀座78接合，用于控制进入阀室76的燃料气体流。位于内部部分75中的出口喷嘴81将燃料气体从阀室76输送到文氏管混和器64中。铋金属阀盘79是温度响应型铋金属盘，随着温度升高，使其处于预定温度，从第一盘状构造转变到与第一盘状构造呈镜像的第二盘状构造，且随着温度下降，使其处于相同的或稍低的预定温度，从第二构造转变到第一构造。然而，为了利用类比型控制动作控制进入阀室76的燃料气体流，铋金属阀盘79被阀壳73的内部部分75的肩部107限制在阀室76内，以防止阀盘79在第一和第二构造之间的转变。在PCT公布申请说明书No.WO02/48591中说明了这种类型的温度响应控制阀的操作。位于阀壳73的内部部分75中的过滤器82对输送到出口喷嘴81的燃料气体进行过滤，该过滤器82位于出口喷嘴81和阀室76的出口103之间。
如上所述，阀壳73的内部部分75和外部部分74都与主壳9的内部部分12处于导热接合，因此，阀壳73以及阀室76和铋金属阀盘79都被维持在一温度下，该温度代表主壳9的温度，且，因为蒸发室壳21由部分主壳9形成，所以阀壳73和铋金属阀盘79的温度代表蒸发室壳21的温度，也代表蒸发室24内的温度。因此，铋金属阀盘79响应于蒸发室24内的温度。使主壳9的热质、蒸发室壳21的插头部22以及阀壳73和温度响应安全隔离阀60的主体构件83热平衡，从而温度响应控制阀61操作以控制通向燃烧室18的燃料气体供应，从而将蒸发室24内的温度维持在130℃-250℃的温度范围内。在下面参照图19和图20详细描述通过温度响应控制阀61维持的主壳9的温度。
温度响应安全隔离阀60与在PCT公布申请说明书No.WO02/48591中公开的安全断流机构基本类似，该PCT的公开内容在此引入以供参考。温度响应安全隔离阀60的主体构件83由导热材料即铝制成，且从温度响应控制阀61的阀壳73的外部部分74延伸并与之导热接合。贯通主体构件83的孔84与温度响应控制阀61的阀进口77连通。进口85与燃料气体管59相连且将燃料气体从燃料气体贮存器55输送到孔84中。由注有纤维玻璃材料的塑料材料制成的栓86位于孔84内，且在其中松配合，以允许燃料气体从进口85经由孔84经过栓86流向温度响应控制阀61的阀进口77。烧结的多孔青铜过滤器87位于孔84内，在栓86的下游，用于过滤并容纳通过其中的燃料气体。在进口85和有孔盘89之间作用的压缩弹簧88朝向过滤器87偏压栓86。盘89具有用于容纳通过其中的燃料气体的孔。在栓86中延伸的纵向通道90和径向通道91容纳经过栓86流向过滤器87、接着流向温度响应控制阀61的阀进口77的燃料气体。栓86的塑料材料的熔化温度为当主壳9的温度达到预定的不安全工作温度时，栓86的塑料材料熔化，且压缩弹簧88抵抗盘89的作用朝向烧结的过滤器87偏压熔化的塑料材料，并使该熔化的塑料材料进入该烧结的过滤器87，由此阻塞烧结的过滤器87并防止燃料气体通过其中，因此使温度响应控制阀61进而燃烧室18与燃料气体贮存器55隔离。
现在转向气体催化燃烧元件19，特别参照图8和图9，在本发明的实施例中，气体催化燃烧元件包括涂覆有适当催化贵金属材料的有孔的薄片金属载体92。催化涂覆载体92形成为中空的圆筒93，该中空的圆筒93限定贯通其中的燃料气体容纳孔94。突出部95从催化涂覆载体92形成，且向内弯曲伸到气体容纳孔94中。包括螺钉97和螺母98的热质96被固定到突出部95，用于在通过温度响应控制阀61控制通向燃烧室18的燃料气体供应引起的通到气体催化燃烧元件19的燃料气体中断过程中，将突出部95维持在气体催化燃烧元件19的点火温度下或者高于该点火温度。因此，这样，当燃料气体的供应通过温度响应控制阀61恢复时，一直维持在点火温度或高于点火温度的突出部95重新开始通过催化反应将燃料气体转化为热量，从而使气体催化燃烧元件19的其余部分的温度逐渐并迅速升高到其点火温度。
热质96的螺钉97包括头部99和贯通突出部95的螺纹柄100。突出部95被紧紧地夹在螺母98和螺钉97的头部99之间，从而维持热质96和突出部95之间的良好的导热接合。热质96位于筒状载体92的气体容纳孔94内，用于使从热质96到主壳9的热量损失最小化。热质96的质量设定为具有足够大的质量以在气体催化燃烧元件19将燃料气体转化为热量期间储存充分的热量，使得热质96的温度在通过温度响应控制阀61中断通向燃烧室18的燃料气体的最长时间段内都维持在气体催化燃烧元件的点火温度或更高温度下。因此，热质96与温度响应控制阀61协作，用于在装置1运行以由蒸发室24中的烟草产生烟雾的同时，防止气体催化燃烧元件的突出部95下降到其点火温度之下。因此，一旦气体催化燃烧元件19已经初始地通过火焰燃烧而升高到其点火温度，气体催化燃烧元件19持续操作以将燃料气体转化为热量而不需要在通过温度响应控制阀61的操作而引起通到燃烧室的燃料气体的每一次中断之后再通过火焰燃烧点燃气体催化燃烧元件19，因为在进入燃烧室18的燃料气体中断期间，热质96将气体催化燃烧元件的突出部95维持在其点火温度或者高于其点火温度。事实上，热质96以这种方式与温度响应控制阀61协作，从而将主壳9维持在130℃-250℃的温度范围，且将蒸发室24维持在130℃-250℃的温度范围，同时气体催化燃烧元件19以800℃-900℃量级的运行温度将燃料气体转化为热量，原因是气体催化燃烧元件19可以在较长的持续期间内在无转化状态下运行。
由分别贯穿主壳9的外侧壁14和内侧壁15的孔114和115形成的第一观测口101便于火焰腔67的观测，用于在燃烧室18中的燃料气体/空气混合物的初始火焰燃烧过程中观测火焰。由分别贯穿主壳9的外侧壁14和内侧壁15通向燃烧室18的孔116和117形成的第二观测口102便于气体催化燃烧元件19的观测，该第二观测口102邻近气体催化燃烧元件19。
现在转到散热构件40，特别参照图10和图11，散热构件40由单片铝加工的导热材料制成，并且包括细长的实心芯构件104。沿着芯构件104纵向间隔布置的多个热交换翅片105绕芯构件104的整个圆周延伸，并与烟雾容纳管37的内表面106接合，参见图4。热交换翅片105与芯构件104和烟雾容纳管37的内表面106一起限定多个过道108。设置在热交换翅片105的外周的纵向延伸槽109与相邻的过道108连通，用于促进烟雾经由烟雾容纳管37经过散热构件40通过。为了使烟雾与散热构件40的接触最大化，槽109绕热交换翅片105间隔开，每一个热交换翅片105的槽109以绕热交换翅片105的外周180°的方式设置，且与两个相邻的热交换翅片105的槽109错开90°。因此，烟雾通过散热构件40的过道108和槽109限定的曲折路径而被抽吸，用于冷却该烟雾并促进焦油和其它不希望的已蒸发成分的冷凝。
可调节的第二空气进口110包括分别径向贯通蒸发室壳21的初级侧壁25和第二侧壁30的一对孔112和113，并位于初级空气进口53的下游，用于容纳进入到蒸发室24内的另外的空气。当插头部22完全接合在插座部20中时，孔112和113可对准，并且通过转动插座部20中的插头部22来使它们互相对准。另外，当孔112和113对准时，由孔112和113限定的开口区域可通过相对于插座部20转动插头部22来进行调节，以用作改变被抽吸通过第二空气进口110的空气量的调节装置。通过相对于插座部20转动插头部22从而使孔112和113分别被初级侧壁25和第二侧壁30覆盖来关闭第二空气进口110。
在本发明的该实施例中，整个主壳9、插头部22、烟雾容纳管37、吸嘴38、以及温度响应控制阀61和温度响应安全隔离阀60轴向对准布置并限定各自的中心轴线，其中所有的中心轴线都与由主壳9限定的主中心轴线10重合。温度响应安全隔离阀60的主体构件83和温度响应控制阀61的阀壳73都是筒状结构，并且气体容纳管37具有圆形横截面。
在使用中，在使蒸发室壳21的插头部22从插座部20中脱离时，将待蒸发的烟草放置在插头部22的第二中空内部区域32中。接着，将插头部22再次接合在插座部中，以与初级中空内部区域29一起形成蒸发室24。烟草可以以松散的形式或者以在香袋中的形式被放置在插头部22的第二中空内部区域32中。如果以香袋的形式放置在第二中空内部区域32中，随着插头部22被接合到插座部20中并紧紧推入到初级中空内部区域29中，传热构件46刺穿香袋，用于当烟草在蒸发室24内被加热时，允许释放烟草的已蒸发成分的烟雾。
当烟草被放在蒸发室24中时，装置1已准备好使用。按钮操作的开/关阀62被促动，以通过温度响应安全隔离阀60和温度响应控制阀61将燃料气体从燃料气体贮存器55供应到用于使燃料气体与空气混和的文氏管混和器64中，通过扩散器65输送到燃烧室18中。压电点火机构71的柱塞72被促动，以将电压输送给电极69，从而在电极69和主壳9的内侧壁15之间产生火花电弧。燃烧室18中的燃料气体/空气混合物开始在火焰腔67中火焰燃烧，从而，使气体催化燃烧元件19的下游部升高到其点火温度。当到达其点火温度时，气体催化燃烧元件开始通过催化反应将燃料气体转化为热量，从而使气体催化燃烧元件19的其余部分的温度逐渐并快速升高到其点火温度，直到整个气体催化燃烧元件19将燃料气体转化为热量。在这个阶段，燃料气体的火焰烧完并熄灭。
气体催化燃烧元件19以800℃和900℃之间的运行温度将燃料气体转化为热量。主壳9的温度通过从气体催化燃烧元件19辐射的热很快升高到处于130℃-250℃范围的运行温度。通过主壳9和传热构件46传导的热量使蒸发室24内的温度升高，进而使烟草的温度达到130℃-250℃范围内的温度，以产生烟雾。同时，热量通过主壳9传导到温度响应控制阀61的阀壳73和温度响应安全隔离阀60的主体构件83。热量从阀壳73传递到温度响应控制阀61的铋金属阀盘79，该铋金属阀盘79运行以控制通向燃烧室18的燃料气体的供应从而维持主壳9的温度，使得蒸发室24内的温度在130℃和250℃之间。
当蒸发室24内的温度达到130℃-250℃范围内的温度时，希望的可蒸发成分例如烟碱和其它希望成分被从烟草中蒸发出来以产生烟雾。一些焦油和其它不希望的成分也被从烟草中蒸发出来，然而，通过将蒸发室24内的温度维持在130℃-250℃的温度范围内，使从烟草中蒸发出来的焦油和其它不希望成分的量最小化。
使用者在他或她的嘴里放置吸嘴38并抽吸吸嘴38，由此抽吸空气通过初级空气进口53并通过蒸发室24。来自蒸发室24的烟雾被附带在空气中，且随着空气被抽吸通过散热构件40。散热构件40冷却已蒸发的成分并且将焦油和其它不希望的来自烟草的已蒸发成分冷凝到热交换翅片105上。接着使用者吸入空气和烟雾的混合物。如果希望增加或减少被抽入到蒸发室24中的空气的量，则相对于插座部20转动插头部22，以对准或错开第二空气进口110的孔112和113，或者以完全关闭第二空气进口110。
该装置连续运行，直到开/关阀62被解除促动，以隔离从燃料气体贮存器通到燃烧室18的燃料气体。
在运行过程中，温度响应控制阀61运行以利用类比型动作通过改变通到燃烧室18的燃料气体的供应速度来将蒸发室24内的温度维持在130℃-250℃的温度范围内，而且如果需要的话，还通过周期性地中断通到燃烧室18的燃料气体的供应来维持该温度。在通过温度响应控制阀61控制温度而导致通到燃烧室18的燃料气体中断的期间内，热质96将邻近热质96的气体催化燃烧元件19的突出部95的一部分维持在气体催化燃烧元件19的点火温度或者高于该点火温度，从而，当燃料气体的供应恢复时，气体催化燃烧元件19再次开始将燃料气体/空气混合物转化为热量。
现在，参照图19和图20，示出了图1到图18中的装置1在两种不同条件下运行时的运行温度的典型波形。为了使装置1在130℃-250℃范围内的希望温度运行，温度响应控制阀61必需选定为使该装置在130℃-250℃范围内的希望温度运行。为了产生图19的温度结果，温度响应控制阀61选定为使装置1在蒸发室24内的温度维持在大约164℃的情况下运行。为了产生图20的温度结果，温度响应控制阀61选定为使装置1在蒸发室24内的温度维持在大约220℃的情况下运行。
在图19和图20中，温度被标在Y轴，单位为℃，时间被标在X轴，单位为秒。图19和图20中的波形A均代表装置1的邻近燃烧室18的主壳9的温度。图19和图20中的波形B均代表装置1的蒸发室24内的传热构件46的温度，从而，该传热构件46的温度相对精确地代表了蒸发室24内的温度值。图19和图20中的波形C代表了从装置1的废气室42通过排气口45排出的废气的温度。
如图19所示，当温度响应控制阀61选定为使装置1在蒸发室内的温度大约为164℃的情况下运行时，传热构件46的温度在起动后初始偏移到190℃之后，稳定在稳态温度，该稳态温度在大约160℃和大约168℃之间波动。所以，在装置1的稳态运行期间，蒸发室24内的温度维持在大约164℃±4℃。从起动开始，在稳定在164℃±4℃的稳态温度之前，传热构件46的温度升高到大约190℃。在稳定在大约166℃±4℃的稳态运行温度之前，主壳9的温度升高到大约175℃。装置1从起动直至达到稳态运行条件的初始加热花了大约120秒，换句话说，大约两分钟。在起动之后的初始阶段从排气口45排出的废气温度升高到大约155℃，然后稳定在大约125℃±15℃的稳态温度。
如图20所示，当温度响应控制阀61选定为使装置在蒸发室24内的温度大约为220℃的情况下运行时，装置1从起动开始花大约120秒达到稳态运行条件。起初，主壳9的温度达到大约230℃，然后，稳定回到大约225℃±3℃的稳态运行温度。传热构件46的温度在稳定回到大约220℃±3℃的稳态运行温度之前，起初升高到大约240℃。因此，蒸发室24内的温度维持在大约220℃±3℃的稳态运行温度。通过排气45排出的废气温度起初达到大约215℃，在稳定在大约175℃±10℃的平均稳态温度之前跌回到大约120℃。
因此，通过适当地选定温度响应控制阀61，装置1可以运行在任何希望的温度。尽管通常，将温度响应控制阀选定为使装置1在蒸发室24中的稳态运行温度在130℃-250℃范围内的温度下运行，但可以想象，在某些情况下，可以将温度响应控制阀选定为以更高的或更低的温度控制该装置，且选定温度响应控制阀用来控制该装置的温度可以通过蒸发室内被蒸发以形成烟雾的物质来确定。事实上，根据待被蒸发以形成烟雾的物质，希望温度响应控制阀61可以选定为使装置1在蒸发室24内的稳态运行温度下运行，该温度比250℃高很多，例如，高达400℃，甚至可以更高。
还可以理解的是，选择热质96，用于在通过温度响应控制阀61控制装置的温度而引起的温度中断期间，将气体催化燃烧元件19的突出部95的温度维持在气体催化燃烧元件的点火温度或高于该点火温度。从而，热质将与温度响应控制阀匹配并协作。事实上，如图19和图20所示，当温度响应控制阀61选定为使装置在蒸发室24中的温度为较低的稳态运行温度164℃下运行时通到气体催化燃烧元件19的燃料气体中断的时期比当温度响应控制阀选定为使装置在蒸发室24中的稳态运行温度为大约220℃下运行时通到气体催化燃烧元件19的燃料气体中断的时期长。通到燃烧室18的燃料气体中断的持续时间可以从波形A、B以及C的温度从其峰值跌到开始上升前的最小值所经过的时间来确定。从图19可以看出，当装置以蒸发室24中的稳态运行温度大约为164℃运行时，通到气体催化燃烧元件19的燃料气体中断的持续时间的平均值为大约12秒，从图20可以看出，当装置以蒸发室24中的稳态运行温度大约为220℃运行时，通到气体催化燃烧元件19的燃料气体中断的持续时间的平均值为大约8秒。
因此，装置1运行时蒸发室24内的稳态运行温度越高，通过温度响应控制阀61引起的通到气体催化燃烧元件19的燃料气体中断的持续时间将越短。
现在，参照图21到图23，示出了根据本发明的另一个实施例的装置的一部分，该装置总体由参考标记120表示，其用于蒸发烟草以产生可吸入的烟雾。装置120与装置1部分相似，且相似的组件用相似的参考标记表示。装置120和装置1之间的主要不同之处在于装置120是通过电池121电驱动的。装置120包括位于盒(未示出)内的主壳122，该盒与盒3基本类似。用于驱动装置120的电池121位于盒3中、与位于装置1的盒3中的燃料气体贮存器55类似的区域内的隔室中。主壳122由导热材料例如铝制成，且形成蒸发室壳21的插座部20。
用于加热蒸发室24中的烟草以产生烟雾的加热装置包括电动绝对温度控制电阻加热元件125，该加热元件125位于并装在伸到蒸发室24中的传热构件46中。传热构件46包括铝制的导热罩126，加热元件125与传热构件46的导热罩126导热接合，用于向烟草传热。热量还从加热元件125通过传热构件46传递到蒸发室壳21的插座部20，用于加热烟草。开/关开关128位于盒(未示出)内，用于断开和切断来自电池121、通向加热元件125的电力。安装在初级侧壁25上的温度响应开关129响应于初级侧壁25的温度(该温度指示蒸发室24内的温度)用于控制从电池121到加热元件125的电力供应，以将蒸发室24内的温度维持在130℃-250℃范围内的温度。
另外，使用时，装置120与装置1类似。烟草被放在插头部22的第二中空内部区域32中，该插头部22接合在蒸发室壳21的插座部20中，用于形成蒸发室24。操作开/关开关128，以从电池121通过温度响应开关129提供电力给加热元件125，从而驱动加热元件125，该加热元件125随后将烟草加热到130℃-250℃范围内的温度。通过温度响应开关129，温度被维持在130℃-250℃的范围内。当希望解除装置120的促动时，适当地操作开/关开关128。
现在，参照图24，示出了根据本发明的另一个实施例的装置的一部分，该装置总体由参考标记130表示，其用于蒸发可蒸发物质以形成可吸入烟雾。装置130与已参照图1到图20详细描述的装置1基本类似，且相似的组件由相同的参考标记表示。装置130与装置1之间的主要不同之处在于，在本发明的该实施例中，废气室42用导热纱网型材料充分填充，该导热纱网型材料在本发明的该实施例中是通常用在壶洗涤中用于从壶或者锅上洗涤油脂和其它污垢的针织型金属织物131。这样的针织型金属织物材料对于本领域的技术人员是公知的。针织型金属织物131被随机折叠并放在废气室42内。传热构件46的伸到废气室42中的部分48伸到针织型金属织物131中，并与其导热接合。针织型金属织物131使来自燃烧室18的废气扩散到整个废气室42，从而，减慢了废气的流动，而且还从中吸取热量。由针织型金属织物131从废气中吸取的热量被传递到传热构件46中，以传递到蒸发室24中。已经发现，在废气室42中包含针织金属织物131降低了排出废气口45的废气的温度，因此比装置1明显地提高了装置130的运行效率，事实上，已经发现还减小了蒸发室24内温度和主壳9温度之间的温差。
此外，装置130包括阀装置，即初级空气进口53中的止回阀132，当烟雾通过吸嘴38被从蒸发室24抽吸时，其用于允许空气通过初级进口53流入到蒸发室24中，而当烟雾未从蒸发室24被抽吸通过吸嘴38时，用于防止烟雾从蒸发室24通过初级空气进口53回流。已经发现，在某些情况下，当装置在蒸发室24处于相对较高的温度下运行时，在蒸发室24中形成的烟雾在未被抽吸通过吸嘴38的期间通过初级空气进口53向外渗出。在初级空气进口53中设置止回阀32防止了烟雾从蒸发室24通过初级空气进口53损失。
现在，参照图25，示出了蒸发室壳的插座部140，其适用于装置1、装置120以及装置130。在本发明的该实施例中，蒸发室壳与参照装置1描述的蒸发室壳21基本类似，并且相似的组件由相同的参考标记表示。本发明的该实施例的蒸发室壳与蒸发室壳21之间的主要区别在于四个平行间隔开的传热构件46从初级隔离壁28伸到插座部20的初级中空内部区域29中，用于将热量传递到蒸发室24中的烟草。传热构件46与装置1的伸到蒸发室24中的传热构件46类似。另外，蒸发室壳的插座部140与蒸发室壳21的插座部20类似，其类似地与插头部22协作，用于形成蒸发室24。在插座部140用在装置120的情况下，可以想象，与参照装置120所描述的类似，加热元件125将位于至少一个传热构件46中，且优选地，位于每一个传热构件46中。
尽管将参照图21到图23已经描述的装置120的加热装置描述成通过绝对温度控制电阻加热元件提供的加热装置，但还可以提供任何其它合适的加热装置，例如，加热装置可以包括传统的电阻加热元件、感应加热元件或任何其它合适的加热装置。还可以想象，加热装置可以设置在主壳122的一部分中，其从蒸发室壳21向后轴向延伸。
尽管将参照图1到图20已经描述的根据本发明的装置1描述成包括通过经由主壳的温度传导以及通过来自废气的传热二者来向蒸发室传热，还可以想象，在某些情况下，来自废气的传热可以省略。
尽管将参照图24已经描述的装置130描述成包括用于以止回阀的形式的、有选择地控制通过初级空气进口53的空气流的阀装置，也可以提供任何其它合适的阀装置。事实上，可以想象，阀装置可以包括手动操作的阀单元，其由使用者操作，且其通常处于关闭状态，关闭初级空气进口53，当使用者希望从蒸发室24中抽吸烟雾时，阀构件被使用者手动操作处于打开状态，从而允许空气通过初级空气进口53进入蒸发室24。还可以想象，参照图1到图20已经描述的根据本发明的装置1还可以设置有合适的阀装置，用于有选择地控制通过初级空气进口53的空气，与参照图21到图23所描述的装置一样。还可以想象，参照图1到图20已经描述的根据本发明的装置1还可以设置有位于废气室中的导热纱网材料。尽管将参照图24描述的装置130中的废气室内的导热纱网材料描述成用于壶洗涤的针织型金属织物类型，还可以使用任何其它适当的导热材料。事实上，在某些情况下，可以想象可以设置热交换翅片，该热交换翅片从主壳伸到废气室中，用于将热量从废气传递到主体构件中，进而传递到蒸发室中。这样的热交换翅片可以布置成形成用于气体的曲折通道，以减慢通过废气通道的废气。
尽管将热质描述成包括螺母和螺钉，还可以使用任何其它合适的热质，例如铆钉，事实上，在某些情况下，可以想象，气体催化燃烧元件的一部分可以具有足够的质量，以在燃料气体中断期间将气体催化燃烧元件的该部分维持在其点火温度或高于其点火温度。例如，如果将气体催化燃烧元件设置为陶瓷气体催化燃烧元件，则在燃料气体中断期间，该陶瓷气体催化燃烧元件的部分的热质可足以将气体催化燃烧元件的这些部分维持在气体催化燃烧元件的点火温度或高于其点火温度。
尽管将参照图1到图20已经描述的根据本发明的装置1描述成包括可调节的第二空气进口，可以想象，该第二空气进口可以省去。还可以想象，在某些情况下，位于蒸发室24内的传热构件的部分和空气进气室51可设置有空气管道，当空气从空气进气室51被抽吸到蒸发室24时，该空气管道用于容纳从空气进气室51通过传热构件通到蒸发室的空气，以加热传热构件内的空气。
尽管将气体催化燃烧元件描述成包括涂覆有贵金属催化材料的有孔薄片金属载体，还可以使用任何其它合适的气体催化燃烧元件，在气体催化燃烧元件设置有薄片金属载体的情况下，薄片金属载体不一定有孔。气体催化燃烧元件还可以设置有用催化材料适当涂覆的网型或纱网型载体。不必说，在某些情况下，可以想象，气体催化燃烧元件可以是陶瓷气体催化燃烧元件。
此外，可以理解，尽管将蒸发室壳21描述为形成主壳9的主要部分，该主壳9还形成装置1的燃烧室壳17，可以想象，在某些情况下，蒸发室壳和燃烧室壳可分开形成，但它们互相直接导热接合或者通过导热构件导热接合。
尽管将根据本发明的装置描述成具有特定类型的温度控制阀，用于控制通到燃烧室的燃料气体流，还可以使用任何其它合适的温度控制阀。例如，在某些情况下，可以想象，温度控制阀包括在PCT已公布申请说明书No.WO95/09712中公开的自锁继电器类型。
还可以想象，过滤器可以设置在散热构件上游或下游的烟雾容纳管中，用于过滤被抽吸经过其中的烟雾。这样的过滤器可以是用在带吸嘴的香烟上的普通类型，或者任何其它用于过滤来自蒸发室的烟雾的合适的过滤器。事实上，在某些情况下，这样的过滤器可以用来代替散热构件。
尽管将根据本发明的装置描述为用于由烟草产生烟雾，可以想象，该装置可以适用于由任何其它可蒸发物质产生烟雾，例如任何其它的可蒸发药草或植物物质，或可蒸发的药物等，在装置用于蒸发除了烟草以外的蒸发物质的情况下，装置适于在蒸发室中的稳态温度被维持在用于蒸发物质的适当温度下运行。
尽管将主壳、温度响应控制阀以及温度响应隔离阀描述成是由铝材料制成的，它们还可以是由任何其它合适的导热材料，例如黄铜、不锈钢、铜等制成的。
尽管将特殊类型的散热装置描述成位于烟雾容纳管中蒸发室和吸嘴之间，还可以设置任何其它合适类型的散热装置。例如，在某些情况下，可以想象，散热装置可以设置为多孔烧结过滤器、纱网过滤器的形式，其通常由金属纱网材料制成，或者任何其它合适的材料制成，用于将烟雾冷却到嘴感觉可接受的温度，且用于冷凝烟雾中的任何蒸气或水蒸汽。
尽管将传热装置描述成包括伸到蒸发室中的传热构件，还可以设置任何其它合适的传热装置，尽管将传热构件描述成由特殊材料制成，该传热构件还可以由任何其它合适的材料制成。还可以想象，在电动装置的情况下，加热装置没有必要位于传热构件中。
可以理解，在将根据本发明的装置用于从烟草中蒸发可蒸发物质时，烟草可以以任何合适的形式放置在蒸发室中，不管是薄片、粒状、固体、微粒或任何希望的形式。
此外，尽管将该装置描述成可在130℃-250℃的温度范围内运行，对于本领域技术人员来说明显的是，根据本发明的装置可以在任何希望的温度下运行，不管是低于130℃还是高于250℃，事实上，在某些情况下，该装置可以在达到和高于400℃的相对很高的温度下运行，甚至可以在达到和超过500℃的温度下运行，运行的温度很大程度上取决于被蒸发的物质。
Claims (16)
1.一种用于蒸发可蒸发物质的装置，该装置包括主壳、位于主壳中的加热装置、限定用于可蒸发物质的蒸发室的蒸发室壳，其特征在于，一传热装置伸到蒸发室中，用于将由加热装置产生的热量传递到蒸发室中的可蒸发物质。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，传热装置导热地接合主壳。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传热装置包括从主壳延伸的细长的传热构件。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述传热构件朝着其末端逐渐变细。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述传热构件邻近其末端逐渐变细成香袋刺穿尖端。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，导热材料构成的传热装置。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，主壳的横向于蒸发室延伸的初级隔离壁将蒸发室与主壳中隔开，传热装置从初级隔离壁延伸。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，主壳形成从蒸发室壳延伸的燃烧室壳，燃烧室壳在其中限定燃烧室，初级隔离壁将蒸发室与燃烧室隔开。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，加热装置包括用于将燃料气体转化成位于燃烧室中的热量的气体催化燃烧元件。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，与燃烧室连通的废气室位于蒸发室和燃烧室之间，初级隔离壁将蒸发室与废气室隔开。
11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，蒸发室壳包括插座部和中空的插头部，中空的插头部可拆卸地与插座部接合，以限定蒸发室。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，插座部由从初级隔离壁延伸并绕该初级隔离壁延伸的蒸发室壳的初级侧壁形成，插头部包括端帽和从端帽延伸并绕该端帽延伸的第二侧壁，该第二侧壁与端帽一起限定第二中空内部区域，相应的初级侧壁和第二侧壁形成通向相应的初级中空内部区域和第二中空内部区域的相应开口，用于促进两者之间的连通以形成蒸发室。
13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，与蒸发室连通的吸嘴通过烟雾容纳管促进从蒸发室的烟雾抽吸，且散热装置位于蒸发室和吸嘴中间的烟雾容纳管，散热装置由导热材料构成，并包括导热材料构成的细长的芯构件和从该芯构件延伸的多个间隔开的热交换翅片。
14.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，多个间隔开的传热装置伸到蒸发室中。
15.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，加热装置包括电动加热元件。
16.根据前述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，蒸发室的温度被维持在能由烟草的希望的可蒸发成分形成烟雾的最低温度下，以使烟草的焦油和其它不希望成分的蒸发最小化。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20101215 |