CN110710717B - 放热汽化器 - Google Patents

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Abstract

提供了一种放热汽化器。所述放热汽化器具有包括空气和蒸汽混合端口、与贮存器连通的流体入口端口、空气入口，以及芯吸材料的主体。吸嘴耦合到所述主体上，并且温度指示帽可从所述主体上移除。还公开了一种逆流设计放热汽化器，模块化放热汽化器，以及可调节以调制和/或调整稀释空气和所产生的蒸汽的流量比的汽化器。

Description

放热汽化器
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年7月14日提交的标题为“Exothermal Fluid Vaporizer andCounter Flow Design Exothermal Vaporizer”的美国临时申请序列号62/192,432的优先权，并且本申请还要求2015年12月18日提交的标题为“Exothermal Modular Vaporizer”的美国临时申请序列号62/269,034的优先权，所述申请中的每一篇的内容在此通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明涉及汽化器领域，并且更具体地涉及一种具有模块化部件以及与外部加热源一起使用的逆流设计的汽化器。
背景技术
自从不久之前汽化器、电子烟或类似装置引入市场以来，使用上述装置“吸雾”或者吸入汽化物质已经变得越来越流行。然而，已知的汽化装置具有某些缺点，包括电源问题、笨重的形状因数以及在恶劣的环境条件下难以运行。
目前的装置(诸如汽化器和电子烟)通过电加热和受控制的汽化元件起作用。这实现了非常精确的控制水平，但是促使完全依靠电力、电池、充电装置和连接器。尽管电池技术不断改进和发展，但是在容积方面电池只能存储大部分燃料中所存储的一小部分能量。
在没有不依赖于电力而运行的能力的情况下，目前的技术装置的使用者必须携带足够的存储能量，典型地为电池以及充电器的形式，以将(诸如来自小汽车的)线电压或电力转换成合适的电压和电流来对包含在装置中的电池进行再充电。结果是一种烦琐的体验——不仅是装置本身大且难以操作，而且它们还经常需要额外的专用配件来维持功能。
目前这一代现有装置的另一个显著缺点是它们在恶劣环境条件下容易出故障。例如，通常最不利于正常运行的两种条件是潮湿和非常寒冷的条件。在许多情况下，水可能会对电子装置的敏感电子元件部分造成永久性损坏。寒冷可能会极大地影响电池系统为适当的汽化提供所需电力的能力，有时会使装置完全无法使用。
另外，这些已知的装置也不能用于吸烟(通过燃烧而不是汽化来消耗干燥物质)。此外，已知的汽化器装置同样可能难以清洁和/或定制。
因此，目前没有已知的装置设计用于或者提供流体或其它材料(例如吸烟材料)的精确和可重复的汽化，而不使用集成热源和相关控制机构。所需要的是一种使得物质容易且一贯的汽化以供吸入的装置，所述装置具有更小的形状因数、易于清洁，并且解决了目前汽化装置所面临的限制和其它问题，而不需要复杂的控制、电路和/或集成能量存储部件。
发明内容
因此，公开了放热汽化器的一个或多个实例。
特别地，提供了一种放热汽化器。所述放热汽化器具有包括空气和蒸汽混合端口、与贮存器连通的流体入口端口、空气入口，以及芯吸材料或蒸发基质的主体。吸嘴耦合到主体以及可从主体上移除的温度指示帽。
还公开了一种具有逆流设计的放热汽化器。所述放热汽化器包括包含外管的主体。还设置了具有比主体更小的横截面面积并且通过耦合到主体上的吸嘴或O型圈保持在主体中适当位置处的内部管或冷凝器，其中冷凝器贯穿或延伸主体的大致长度。在与主体结合在一起的尖端中设置了提取室。设置了温度指示帽并且它可从主体上移除。
还提供了一种放热汽化器，其包括冷凝器管，所述冷凝器管旋入吸嘴中，并且是使用者可调节的，以调制和/或调整稀释空气和所产生的蒸汽的流量比。汽化器还具有包含冷凝器管的主体，其中吸嘴和结合有提取室的尖端通过摩擦配合O型圈与主体集成在一起，并且其中当吸嘴被扭转时，冷凝器管相对于主体保持旋转固定，并且尖端和冷凝器管具有一个或多个接口表面。
根据本发明的装置、系统和方法的这些和其它特征和优点在以下对实施例的各种实例的详细说明中描述，或者通过以下对实施例的各种实例的详细说明变得显而易见。
附图说明
将参考以下附图详细描述根据本发明的系统、装置和方法的实施例的各种实例，其中：
图1是如本文所公开的各种实施例中的放热汽化器的分解透视图。
图2是如本文所公开的各种实施例中的图1的放热汽化器的局部分解正视图。
图3是如本文所公开的各种实施例中的图1的组装的放热汽化器的透视图。
图4是如本文所公开的各种实施例中的逆流设计放热汽化器的分解侧面正视图。
图5是如本文所公开的各种实施例中的图4的放热汽化器的透视图。
图6是如本文所公开的各种实施例中的没有帽的图5所示的逆流设计放热汽化器的另一个实施例的透视图。
图7是如本文所公开的各种实施例中的图6所示的放热汽化器的局部分解透视图。
图8是如本文所公开的各种实施例中的图6所示的放热汽化器的可选局部分解图。
图9a是各种实施例的模块化放热汽化器的侧正面剖视图。
图9b是沿着图9a的线9b-9b截取的图9a的模块化放热汽化器的侧正面剖视图。
图9c是图9a的模块化放热汽化器的一部分的侧正面剖视图，包括尖端和扩散器盘的可选实例。
图10是图9a所示的模块化放热汽化器的透视图。
图11是实施例的一个或多个实例的模块化放热汽化器的可选透视分解图。
图12是实施例的一个或多个实例的模块化放热汽化器的可选透视分解图。
图13是实施例的一个或多个实例的模块化放热汽化器的可选透视分解图，其中没有示出吸嘴。
图14是实施例的一个或多个实例的模块化放热汽化器的可选透视分解图，其中没有示出吸嘴。
图15是图13所示的模块化放热汽化器的可选透视分解图，包括吸嘴。
图16是实施例的一个或多个实例的模块化放热汽化器的可选透视分解图，并且包括旋转或自旋(spinning)吸嘴。
图17是与如本文所述的放热汽化器一起使用的尖端的一个或多个可选实例的平面图。
图18是图17所示的尖端的透视图。
图19是图17所示的尖端的可选透视图。
图20是图17所示的尖端的端部正视图。
图21是沿着图20的线A-A截取的图17所示的尖端的剖视图。
图22是实施例的一个或多个实例的与图17所示的尖端一起使用的筛网或扩散器盘的平面图。
应该理解的是，附图不一定按比例绘制。在某些情况下，可能已经省略了对理解本发明不必要的细节或使其它细节难以察觉的细节。当然，应该理解的是，本发明不一定限于本文说明的特定实施例。
具体实施方式
本发明总体上涉及一种汽化器，并且更具体地涉及一种模块化汽化器，其加热至流体或活性化合物的汽化温度，适宜通过足够温度的任何外部热源提取吸烟材料中所包含的流体或活性化合物。在其它特征中，这种新种类的汽化器通过将热源及其相关控件与汽化部件和材料完全分开而与其它类型的汽化器区分开来。
在实施例的一个或多个实例中，放热汽化器是一种新颖类型的汽化器，在各种实施例中它设计成与现有流体一起使用，所述现有流体旨在用于与电子烟和其它电子汽化器一起使用。放热汽化器不包含任何电子部件。它还比目前可购得的电子装置紧凑得多。在各种实施例中，所述装置可以是大致3.5英寸长，并且仅重大致1/4盎司。然而，本领域技术人员将会认识到，可以对其进行变型以适合所需的目的，以及适合所需的外观和感觉。图1至图3图示了放热汽化器100的各种实施例。图1示出了所述装置的各种部件。如在图1至图3中、并且特别是图1中可以容易确定的，放热汽化器装置100通常可以分成三个部分：吸嘴102、主体104或杆以及帽106，所述帽106可以是温度指示帽。主体104包含或具有若干特征，包括：空气/蒸汽混合端口108、流体入口端口110、贮存器112、空气入口114以及芯吸材料116。
如所指出的，放热汽化器100包括可从主体104上移除的帽106。帽可以是温度指示帽106。在作为美国专利公开号2014/0186015A1公开的美国专利申请号14/142,351中描述了一种合适的温度指示帽106，所述文献的全部内容在此通过引用整体并入本文。温度指示帽106经校准从而指示或提供放热汽化器100打算使用的流体或吸烟材料处于理想汽化温度下的警示。
如所指出的，主体104或杆包括贮存器112或尖端。根据实施例的一个或多个实例，贮存器112或尖端可以是中空的，使得其可以用汽化流体或吸烟材料填充或包含汽化流体或吸烟材料。在各种实施例中，贮存器112可以由玻璃或适用于其预期目的的任何其它物质或材料构造而成。流体/吸烟材料(未示出)包含在内部贮存器中，所述内部贮存器可以供给包含在主体104的端部或尖端112中的芯吸材料116或蒸发基质，并且可以由温度指示帽106覆盖。在各种实施例中，芯吸材料116由任何合适的耐热芯吸材料(例如不锈钢或其它金属网)制成。还可以想到其变型。汽化室158由在运行期间主体104由帽106覆盖的端部处的空间形成，所述空间还包含芯吸材料116和/或蒸发基质。流体通过毛细管作用滴度到芯吸材料116中和/或也可以通过装置在使用期间和使用之间的热循环所产生的压力波动而从贮存器112中滴度出来。由于汽化所需的热量输入，装置的温度升高导致存在于流体贮存器112中的空气压力增大。该增大的压力可用于辅助将流体从贮存器112中分配和/或滴度到芯吸元件中。当装置冷却时，贮存器112中的空气收缩并且额外的空气吸入到贮存器112中以替换所分配的流体。
如在图1至图3中可以看出的，在主体104中显而易见的是存在三(3)个孔或孔口。所述孔沿着主体的长度纵向间隔开。第一孔或孔口是主要空气入口114并且在靠近帽106处。第二孔或孔口是贮存器填充孔110。第三孔或孔口是用于调节空气/蒸汽混合并且根据使用者的偏好调整装置的性能的稀释空气孔108。尽管具体描述了三个孔或孔口，但是可以想到的是，可以使用更多或更少的孔口来实现所提供的目的。
中心管或冷凝器118也设置在主体104内。如在附图中可以看出的，冷凝器具有比主体更小的直径，并且在主体的内表面与冷凝器的外表面之间提供气流间隙。冷凝器管118执行几个功能。它用于形成流体贮存器112的内部侧面、用作蒸汽提取的导管，以及将在吸嘴区域中冷凝的蒸汽重新引导回到芯吸材料116的装置。冷凝器管118可以由任何合适的材料构造，用以承受热量并且执行本文公开的功能；例如但不限于玻璃、不锈钢、或者钛及其组合。
吸嘴102耦合到主体104上并且用作放热汽化器装置100与使用者之间的接口。吸嘴102还作为流体贮存器填充端口110和空气/蒸汽混合和/或稀释入口108的阀门。具体地，可以提供弹性体吸嘴102，其以紧密密封配合的方式耦合在主体104(在其端部)和相应的端口上。这是通过适合的滑阀的方式来实现的。虽然提供了具体的实例，但是也可以想到的是，吸嘴102或其一部分可以配合或者紧密配合在主体104的端部内。吸嘴102可以由任何合适的材料形成，所述材料的实例包括但不限于塑料、橡胶材料、玻璃、金属、木材等，以及前述的组合。
放热汽化器100用于使包含在芯吸元件或材料116中的流体以及间接来自流体贮存器112的流体汽化。使用任何合适的外部热源(未示出)来将位于帽106下方或由帽106封闭的汽化室(以上描述)加热到适当的温度。适当的温度通过包含在帽106内的经校准的热激活元件来指示。
在使用放热汽化器100的一个或多个实例中，使用者可以首先用物质加载或填充装置以供汽化和消耗。接下来，使用者可以将热源(诸如打火机)应用到装置的基部(即，当使用者握住汽化器100时面向下的部分)。然后，金属温度传感器或热指示器可以向使用者指示物质准备就绪以供消耗。接下来，使用者可以对吸嘴102施加吸力来消耗物质。该吸力在汽化室(如上所述)中产生压降，所述压降迫使空气进入空气入口孔114中，然后通过或围绕蒸发基质或芯吸材料116，随后沿着向上通过中心管/冷凝器118到达吸嘴102的方向发生180度变化。当蒸汽流进入吸嘴区域时，它按照使用者的偏好被通过空气/蒸汽比端口108的稀释空气稀释。然后，使用者可以吸入混合的空气和蒸汽。当汽化室中温度下降时，蒸汽产量将会减少。不久之后，温度指示器可以指示它已经充分冷却并且重置，而且现在准备好进行另一次加热循环。
图4至图8中示出了具有逆流设计的放热汽化器120的实施例的一个或多个可选实例，它们图示了所述装置的各种实施例。像上文描述的放热汽化器100一样，图4至图8所示的逆流放热汽化器120在各种实施例中可以是大致3.5英寸长，并且仅重大致1/4盎司。然而，其变型不会脱离本发明的总体范围。
图4至图8所示的放热汽化器120的各种元件基本上与图1至图3所示和所描述的元件相似，因此将使用相同的附图标记来标识相同的部件。图4至图8所示的放热汽化器120包含几个额外的元件。首先，将一个或多个通气孔122定位在靠近吸嘴102处。接下来，将内部冷凝器管118安装成从吸嘴102贯穿或延伸过装置120的长度或大致长度，刚好在达不到扩散器盘124的地方停止或终止。吸嘴102或O型圈126将冷凝器管118保持在适当位置处。
在实施例的一个或多个实例中，为了安全性和便携性，装置还可以包括外壳或其它容器或者，还可以装配在外壳或其它容器内。
上面描述的图4至图8的放热汽化器120的元件的组合包括几个特征。第一，它提供或具有帽106相对于主体104的更紧密的配合，这改善了所传导的热传递并且有助于在使用和非使用期间将帽106保持在正确的位置中。第二，通过装置的大部分气流是提取室的分流。因此，有几个好处，包括但不限于：工作温度下时间延长；提取物浓度降低；抽吸更省力或者使用装置的吸力最小化；以及提取物温度降低。第三，当吸嘴102附近进入装置的稀释空气朝向携带着任何游荡蒸汽的腔室端部(然后稀释空气在腔室端部必须进行180度转弯才能进入冷凝器管118中)行进时，冷凝器管118重新引导气流并且形成对外管(即，主体104)的内表面的清洁。该稀释空气减少了外管104的内表面上植物物质和冷凝物的累积。稀释空气流的180度转弯和其速度的相应加速在提取室附近产生空气和蒸汽压力的局部下降。这促使从样品中提取和抽取出所提取的化合物。接下来，由于冷凝器管118具有比主体104更小的横截面面积和直径，所以现在相同体积流量的稀释空气和汽化提取物随着其流过装置而加速到更高的速度。这与冷凝器管118的显著更小的表面面积结合使从空气/蒸汽流冷凝出来的汽化材料的量最小化。另外，掺入稀释空气降低了蒸汽流中的饱和度水平，促使释放出的化合物保持在空气/蒸汽流中，以改善摄取和吸收。这个过程也降低了空气/蒸汽流的温度，这降低了与由高温气体和喷雾(诸如烟雾)引起的肺部刺激相关联的刺激(harshness or irritation)和/或咳嗽。
所公开的改进的装置还使得更容易进行清洁。例如，冷凝器管118提供了一种在延长使用之后从装置中移除累积的残余物的更容易的方式。特别地，吸嘴102或O型圈126将冷凝器管118保持在适当位置处，因此冷凝器管易于移除。因此，所有部件都是可以触及的并且易于清洁、移除和/或替换。
图9至图16示出了放热汽化器130的一个或多个另外的和可选的实例。图9至图16所示的放热汽化器130的各种元件基本上与图1至8所示和所描述的元件相似，因此将使用相同的附图标记来标识相同的部件。然而，图9至图16所示的汽化器130包括若干额外特征，包括：冷凝器管132由钛、不锈钢或其它合适的材料或材料的组合组成，冷凝器132具有螺纹并且可以旋入到吸嘴136(具有相应的匹配螺纹)中并且可调节以调制和/或调整稀释空气和所产生的蒸汽的流量比，利用摩擦配合O型圈126(允许无需工具进行组装和拆卸，除此之外，以及将尖端134与主体104热隔离)将尖端134和吸嘴136集成到主体104上，具有标准化接口尺寸的部件的各种材料选择，以及在整个装置上的战略性材料使用。
图9a至图9c图示了实施例的各种实例的模块化放热汽化器130的横截面。图10中示出了组装的汽化器。参考这些附图，公开了放热汽化器130的各个部分。示出了放热模块化汽化器130的尖端134，其与冷凝器管132耦合和/或对接或者耦合和/或对接到冷凝器管132。如上所指出，冷凝器管具有比主体更小的直径，因此当插入到主体中时提供冷凝器管的外表面与主体的内表面之间的气隙。在各种实施例中，冷凝器管132优化用于与尖端134连通，以进行流量调制。例如，尖端134和/或冷凝器132在接口处可具有用于流量调制的锥形部135。如在附图中可以看出的，锥形部135是冷凝器132在邻近尖端接口表面处的冷凝器的最末端或接口表面处的外部直径的非常小/短的减小。
在图9至图10中还示出了散热特征138，在各种实施例中，所述散热特征138可以是散热片的形式——其有助于散热。例如，散热片138通过使横截面面积最小化以及使被传导远离汽化室158的游荡热量消散的表面面积增加，而使传导路径更小。散热片138或其它特征还可以用于辅助热传递来对进入的蒸汽排量空气进行预热。这个功能还具有附加好处，即冷却尖端134与主体104接合的端部，最小化在回收被传导远离汽化室158或者损耗回到进入的空气流中的热量的过程中从尖端134到主体104的热量的传递，其中对所述进入的空气流进行预热以进一步降低由于进入的空气导致的汽化室中的热损耗的速率。
如参考附图可以看出的并且在下文中进一步详细讨论的，放热汽化器130部件可以具有凹槽140，凹槽140的尺寸适当地设计成接收O型圈126。O型圈126可以由硅树脂、FKM或VitonTM或其它合适的隔热材料(下面进一步详细描述)形成。另外，在相对于尖端134间隔开的冷凝器管132上可以设置螺纹142。在各种实施例中，这个特征允许相对于汽化器130冷凝器管132中的蒸汽产生调节气流。
参考图9c，在实施例的一个或多个可选实例中，在尖端134中可设置弓形或拱形筛网或扩散器盘152。尖端134可具有多个凹槽154(亦如图9b中所示)，用于调节汽化室158(在下文中参考图17至图22进一步详细讨论)的大小。在所示的实施例中，示出了四(4)个这样的凹槽，但是本领域的技术人员将认识到，可以设置更多或更少这样的凹槽154而不偏离本发明的总体范围。在实施例的一个或多个实例中，筛网152压配到尖端中。就这一点而言，筛网152可以利用周向压缩设置，并且当与其插入凹槽中结合时，抵抗力的作用，从而将筛网保持在尖端中。
前述构造有利地提供了最佳的热量管理、限制和可控耗散。
还可以提供可变流率控件。例如，通过使吸嘴136相对于汽化器130的主体104旋转(吸嘴136旋入或旋出)，将冷凝器管132从吸嘴136中缩回或伸出，以及改变冷凝器管132与尖端134之间的接口间隙，或者以其它方式修改和/或调制稀释空气流动路径中的限制，实现了直接流过蒸汽室的稀释空气和反向引入的稀释空气之间的比率的调节。
如参考图9a至图9c可以看出的，锥形冷凝器管132(参见锥形部135)或其它流量调制部件通过吸嘴136相对于主体104的扭转而致动，以便调制流量控制。在各种实施例中，通过将设置在冷凝器管132上的螺纹142与结合到吸嘴136中的相应匹配螺纹144接合来促进该特征，以调节相对于尖端134间隔开的冷凝器管132。因此，用于促进这种调节的物理动作是一种扭转运动。换句话说，使用者可以使吸嘴136相对于主体104扭转或解扭，然后这可以促使冷凝器管132相对于吸嘴136、主体104和/或尖端134的致动。虽然提供了具体的实例，但是为了优化蒸汽浓度(流量调制)，还可以提供调节和/或调整空气进入比率的其它方式，例如滑动与扭转，或者接合冷凝器及其匹配部件的一侧或两侧的其它类似方法。在所描述的实施例中，当吸嘴136被扭转时，冷凝器管132相对于主体104保持旋转固定。吸嘴136的扭转使冷凝器管132旋入或旋出，使其朝向或远离阀门点或限制点致动。这使得能够“拨入”或修改蒸汽和稀释空气混合物。换言之，在各种实施例中，汽化器130的冷凝器管132和/或尖端134或主体104的接口孔的内部或外部尺寸渐缩或者具有锥形部135，以用作针阀和阀座，来调节和调制流量并且调节空气和蒸汽比率。
流量调制可以发生在冷凝器管132与尖端134(其包括提取室)之间的内部接口处。因此，尖端134可以具有比冷凝器管132稍大的内径。另外，尖端134和/或冷凝器管132可以具有一个或多个接口表面。这些接口表面可以具有合成为一体的锥形部以及几何形状，以在尖端134与冷凝器管132相对于彼此延伸和/或缩回时使设置在其间的孔口递增和/或递减。可变孔口提供调整和/或调制所产生的蒸汽和/或稀释空气之间的比率的装置。例如，当使用者吸入时，蒸汽通过进入空气从提取室排出并且通过尖端134(通过扩散器)从冷凝器管132排出。另外，在各种实施例中，稀释空气可以通过主体104、冷凝器管132与吸嘴136之间提供的空间(孔口)进入提取室。另外或可选地，可以在主体104中设置孔口146。尽管描述了具体的实例，但是在本公开的范围内也将考虑以使用者可调节的方式限制稀释空气和/或促进蒸汽产生和/或流动的额外装置。
除了前述之外，使用者可调节的可变空气/蒸汽比率可与液体汽化器和其它吸烟材料(例如干草药或植物)汽化器一起使用。例如，可调节的可变空气/蒸汽比率可以通过类似的使用者致动的阀调节和比率调节系统来起作用。在一个实施例中，该特征可以通过相对于主体104扭转汽化器130的吸嘴136部分来实现，这有助于冷凝器相对于尖端134的延展和缩回以进行阀调节调制。这种阀调节可以通过将内部管或冷凝器管132的螺纹部分旋入吸嘴136中来实现，因此当吸嘴136相对于冷凝器管132旋转时，然后冷凝器管132从吸嘴136伸出或者缩回到吸嘴136中。
如上所指出的，流量调制可以发生在冷凝器管132与尖端134(其包括提取室)之间的内部接口处。尖端134可以具有比冷凝器管132稍大的内径，并且尖端134或冷凝器管132或者两者具有结合到它们各自的接口表面中的锥形部以及尺寸，以在相对于彼此延伸和/或缩回时使孔口递增和/或递减。正是这个可变孔口，可以造成调整和/或调制所产生的蒸汽和/或稀释空气之间的比率的一个所描述的装置。
可以通过钻孔或其它孔口来形成调制流量的额外装置，所述钻孔或其它孔口以直线(或其它合适的)方式从吸嘴136朝向蒸汽室布置。当在一个实施例中，内部密封件或其它可滑动的阀调节机构致动为横跨孔口时，这正是所述孔口的布置或模式。当更多的孔口与密封件或阀调节机构的空气引入侧隔离时，可以调制和/或限制引入空气流量。活动密封件或阀调节机构可以通过螺纹延伸/缩回机构进行调节，所述螺纹延伸/缩回机构通过相对主体104扭转吸嘴136而致动。
用于调制流量的另一个实施例或装置可以包括冷凝器管132上的一系列凹槽140，以保持可滑动和可重新定位的密封件(诸如O型圈126)。这种布置可以允许使用者通过选择相对于冷凝器管132的不同密封件位置及其保持在主体104中时的位置，来按照他们对提取强度和蒸汽温度的偏好，调制和调节装置。尽管凹槽140可用于保持(一个或多个)密封件，但是在各种实施例中凹槽140可能不是需要的或必需的。在各种实施例中，在该布置中调制所需的装置可以包括密封或隔离主体104中的任何数量的孔口内的引入空气流的能力，所述孔口将允许空气进入冷凝器管132与主体104内部之间的间隙空间，从而调制空气流量。
用于调制流量的另一个实施例或者装置可以包括阀调节或者以其它方式限制来自冷凝器132的外侧的孔口。这可以通过装置的部件或者单独的装置(包括操作者的手指)来实现。
用于调制流量或空气/蒸汽调节的另一个实施例或装置可以包括使用者可调节的弹簧张力，以抵抗阀调节机构。这可以允许流量和压力调整装置的实时工作，所述流量和压力调整装置可以基于使用期间产生的压力差补偿使用期间的空气和/或蒸汽流量。这个特征可以允许使用者通过增加和/或减少对吸嘴136施加的吸力而简单地调节瞬间提取的蒸汽浓度的强度。
虽然具体提供了各种实例，但是在本公开的范围内也可以考虑以使用者可调节的方式限制稀释空气和/或促进蒸汽产生的另一种或额外的装置。
如图9至图16所示，如本文所公开的放热汽化器130可以是模块化的。冷凝器132、尖端134和其它接口元件连接、致动的方式以及相应的间隙允许部件的互换以及使用多种材料类型，包括如果在没有热断裂的情况下直接连接则不适合的材料。为了便于元件或部件的无工具摩擦配合结合，优选保持紧密的尺寸公差以确保用于保持部件与其相应部分所需的正确量的弹性变形和/或压缩。
在图9至图16中，提供了根据实施例的各种实例的放热模块化汽化器130的尖端134、扩散器124、主体104和吸嘴136。冷凝器管132设置在主体104和吸嘴136内，如上所指出的，所述冷凝器管132朝向尖端134渐缩以与尖端(和扩散器124)相互作用。尖端134可与主体104分离，而吸嘴136可与冷凝器132分离。
在图16所示的实施例的一个或多个实例中，吸嘴或其一部分可以是旋转或自旋的吸嘴148。例如，实施例的一个实例中的吸嘴自由旋转360度。也就是说，吸嘴或吸嘴部分148(或者相反地主体104或其部件)可以围绕轴线150旋转，使得主体104可以相对于吸嘴148旋转以用于均匀加热。在实施例的一个实例中，吸嘴148可以通过与穿过吸嘴的直径的冷凝器管132同轴接合而结合到或以其它方式附接到汽化器130——其中吸嘴通过在吸嘴136的任一端固定到冷凝器132的O型圈保持在适当位置。这种布置提供了吸嘴148的保持，同时还允许围绕冷凝器管132自由旋转。
通过设置在汽化器130上的凹槽140内的O型圈126提供的摩擦配合组件来辅助模块化。在各种实施例中，凹槽140可以设置在尖端134、冷凝器管132和/或吸嘴136上，然而，实现所提供的目的的其变型也是可以接受的。
在各种实施例中，可以将五到八个O型圈126设置在汽化器130的各个部分上。在实施例的一个或多个特定实例中，O型圈126可以以某一形式(例如以双重O型圈形式)耦合在一起以增强功能。然而，可以提供任何数量的O型圈126或其它类型的保持环以适当地实现本文所公开的效果。在各种实施例中，凹陷或凹槽140也可以任选地设置在O型圈126被固定到的装置上，以允许O型圈通过组装和拆卸而保持其在装置上的位置，并且提供适当程度的摩擦配合和/或抗旋转阻力。O型圈126构造可以允许在不需要任何工具的情况下快速且容易地组装和拆卸。这个特征可能是非常需要的，以便于从一些内部表面和部件清洁残余物。
在各种实施例中，O型圈126可以设置在充当摩擦元件而不是密封件的汽化器130的上表面上(即，吸嘴附近)。例如，可以在冷凝器管132上使用O型圈126，以将冷凝器管132保持在相对于主体104旋转固定的位置上，但仍然允许轴向运动。在各种实施例中，该特征可以用作更高水平的摩擦压缩配合，其在“拨入”或冷凝器管132相对于尖端134的调节期间抵抗主体104的旋转。
O型圈126的厚度可以适当地设定尺寸以抵抗意外拆卸汽化器130，但仍允许容易地有意拆卸汽化器130。摩擦配合O型圈126的合适实例包括6mm I.D x 1mm横截面O型圈，只要O型圈为保持部件提供必要的过盈配合，那么也可使用任何合适的尺寸组合。O型圈126可以由任何合适的材料组成，所述材料的一个实例是硅树脂。其它合适的材料可以包括TeflonTM、VitonTM或者允许超过400华氏度的最高温度的任何其它材料。
就这一点而言，除了摩擦配合之外，O型圈126提供加热的和/或热的部件与未加热的部件或在冷却时表现更好或更舒适的部件之间的绝缘界面。因此，O型圈126优选地具有比其所保持的部件显著更低的热导率，并且以本文所描述的方式将汽化器130的部件分离开。这导致从装置的“热端”到较冷区域和/或部件的热迁移速率明显降低。除了热绝缘之外，O型圈126还允许具有基本上不同的膨胀系数的材料和/或部件的接合。
因此，O型圈126的所选择的位置、高度和材料的优点可以包括汽化器130的部件的热隔离。换句话说，尽管汽化器130的正常使用可涉及将帽106/尖端134加热到适当高的温度或程度，以汽化尖端134内提供的材料，但是使用者可以继续抓握汽化器130的主体104并且通过吸嘴136消耗蒸汽，而不会使热量从尖端134让人不舒适地传递到汽化器130的其余部分。热隔离可以通过由O型圈126的特征提供的回弹或空间来促成。在各种实施例中，这可以消除尖端134与汽化器130的其余部分之间的传导和/或热传递的直接路径。
另外，使用O型圈126和凹槽140进行部件的隔离可以允许使用各种材料，这些材料可能与汽化装置本来不兼容。例如，整个装置可以由钛或其它合适的材料组成。这可包括陶瓷、不锈钢或镍钛诺。在其它实施例中，部件可以由木材、玻璃或任何其它合适的材料组成。例如，腔室或主体104和/或吸嘴136可以特别地由木材或玻璃组成，而尖端134和/或吸嘴136可以由金属组成。在另一个实施例中，吸嘴136可以由木材组成，内部冷凝器管132由玻璃组成，以及尖端134由金属(包括适当导电的材料，包括钨、金、钛、蓝宝石等)组成。同样地，一个或多个部件或整个装置130也可以诸如通过注塑模制或其它模制技术由塑料形成。尽管描述了具体的实例，但是可以将许多其它合适的组合和材料理解为包含在本公开的范围内。
虽然实施例的各种实例包括装置的各种部件的O型圈耦合，但是在实施例的一个或多个可选实例中，可以使用其它装置来接合本文公开的放热汽化器130的部件。作为非限制性实例，可以使用低温耦合来将材料耦合在一起，同时避免钎焊和其它机制，这些机制可能导致有毒烟雾和不想要的金属氧化或者污染物或残余物。低温耦合可以允许冷却装置的各种部件并且以有限的方式组装放热汽化器130以产生几乎与焊接一样强的粘合。在各种实施例中，装置可以部分地通过钻出螺栓来制造，使得它与尖端134均匀地配合。
本文描述的放热汽化器130的模块化构造和可分离/可连接部件(包括但不限于部件接口处的类似尺寸的特征)允许使用宽范围的可互换部件，提供了一种根据使用者的偏好来升级或简单地修改放热汽化器130单元的外观(以及在一些情况下，修改其功能)的简单方式。这种模块化还允许将配件部件作为OEM单元的补充并入其中(例如，不同形状的部件可以与所公开的构造一起使用)。模块化还提供了提供套件形式的放热汽化器130的能力，所述套件包括本文所述的部件中的一个或多个，所述部件可由使用者进行组装。例如，套件可以包括(但不限于)：一个或多个主体、一个或多个冷凝器、一个或多个尖端、一个或多个吸嘴，以及各种O型圈和/或其它额外的部件或更少的部件。所述部件中的每一个可以为相同的材料，或者可以由如本文所述的不同材料形成(例如，可以在套件中提供玻璃主体和钛主体或者可以提供多个玻璃主体，等等)。在实施例的一个或多个实例中，套件及其部件可以设置在包含所述部件的一个容器/包装或多个容器/包装中。
除了前述之外，在各种实施例中可以提供玻璃过滤器，用于与放热汽化器130一起使用。过滤器或扩散器盘124可以由玻璃、陶瓷或金属构成，并且可以通过保持环和凹槽140保持在主体104中，或者在另一个实施例中可以通过加热玻璃而在玻璃主体104上产生轻微凹陷并且允许凹陷包围盘124的顶部和底部，从而以更持久的方式保持。
如上文所指出的，应该理解的是，所公开的装置以及装置的部件可以用于传统的吸烟目的。换句话说，可以将干燥的材料直接放置在装置中并且在不使用帽106的情况下进行燃烧。为此，可以在管上设置玻璃或其它类型的材料筛网，以允许热源与干燥的材料之间的直接接触。
参考图17至图22，提供了与周向压缩配合扩散器盘125(图22)一起使用的尖端156。所示的组合启用了使用者可调节的汽化室158。这通过汽化室158的内壁中的凹槽154来实现，周向压缩配合扩散器盘125可以集成到所述凹槽154中。为了调整尺寸，使用者可以将周向压缩配合扩散器盘125一直推到可调节汽化室158的底部，其中凹槽160更深，以允许周向压缩配合扩散器盘125更完全地松开，促使隆起从插入颠倒过来。由于盘的尺寸，隆起将始终指向周向压缩配合扩散器盘125被推动的方向，并且将抵受来自另一方向的相应的力。在将盘松开到更深的凹槽中时，可以利用工具将周向压缩配合扩散器盘125从相反的方向颠倒过来并且向外推。周向压缩配合扩散器盘125将卡入所述凹槽的任何一个中，并且通过来自开口端的材料的压缩由其自身的弹簧压力阻力保持，直到其从隆起的凹侧推出，以对其进行重新定位或移除。
除了上文描述的各种优点之外，本文描述的放热汽化器解决了目前电装置的若干缺点和依赖性或者已知的汽化器装置经受的许多缺点和依赖性，并且提供了一种看起来低技术的方法来完成汽化流体和其它吸烟材料的任务，而不使用电元件或其任何相关电路或部件。而且，放热汽化器通过使用创新设计和精确而又耐用的非电子热传递和热反馈部件来完成前述任务中的一个或多个。
本文描述的放热汽化器设计成当用足够热强度的几乎任何热源加热时可靠地工作。而且，所描述的汽化器在温暖平静的日子以及残酷冰冷的寒风日子中同样工作。在没有任何电力的树林中央，它仍然可以可靠且始终如一地用更轻的，甚至是篝火燃烧棒来激活。
另外，通过使用非电温度指示器，该装置允许并且形成不同于常规方法的新水平汽化器。通过将热源和控件与汽化装置分离，许多优点变得明显。与上述热源集成装置相比，最重要的优点是小型化和重量减轻。放热汽化器与目前的集成装置的对比的一个实例是能够以类似于香烟的方式容易地将装置保持在使用者口中的嘴唇之间的能力。没有电池以及在电子装置中常见的相关控制部件的重量，这再次变得合理。使用者现在可以在使用装置时将其保持在他们的口中，并且还可以双手自由地处理任务。
同样地，提供了逆流设计放热汽化器和模块化放热汽化器的一个或多个实例，其具有各种额外的优点，诸如：冷凝器管可以是钛或另一种合适的材料；冷凝器可以旋入吸嘴中并且可调节，以调制和/或调整稀释空气和所产生的蒸汽的流量比；尖端和吸嘴可以通过摩擦配合O型圈集成到主体中——所述摩擦配合O型圈允许无工具组装和拆卸以及热隔离；以及O型圈可以将尖端与主体热隔离和机械隔离，允许使用导热材料进行构造，而不用担心过度的热传导和/或不舒适的表面温度会影响使用者。而且，只要部件之间的接口点是标准化和一致的，那么该设计为不同部件(诸如钛尖端、木材、玻璃、金属或陶瓷主体)提供广泛的材料选择。另外，用于调整和调节空气/蒸汽浓度的装置的反向引入气流路径还起到几个额外且重要的功能，例如但不限于：流动路径产生逆流热交换器，由此在冷却空气/蒸汽的过程中，进入空气通过冷凝器管的壁输出，清除热量，并且从而对进入空气进行预热，这降低了稀释和/或置换空气与所需化合物的汽化温度之间的温差，因此维持提取室中的汽化温度较长时间或允许较大质量的空气和蒸汽在降至最低温度阈值以下之前被加热/产生；与冷却和/或调和汽化器的蒸汽输出的其它方法相比，同轴布置实现尺寸上的显著减小；并且允许可调节的腔室大小以及用于汽化流体和树脂的易于拆卸和更换的筛网和其它附件——所述流体和树脂可以使用带有相应的凹槽或不带有相应的凹槽的内部和/或外部保持环和/或O型圈来保持。
还给汽化器提供一种新的能力，即在单元的特定区域中使用新材料的能力，在单元的特定区域中它们各自的特性将是最有利的，诸如包括腔室和扩散器盘的金属提取尖端。例如，由金属或其它导热材料制造该部件促使热量从热源到目标材料更均匀的分配。相比之下，以前尝试使用导热材料导致整个装置变得不舒适地热，快速地限制了其有用性。独特地，具有本文所述的各种部件的放热汽化器装置允许加热包含在装置内的待抽吸或吸入的物质，使得温度超过材料的燃点而不促进材料的燃烧。这允许在操作温度下延长时间，并且允许整个操作范围内的温度缓慢降低，从而使提取最大化。由于上面提到的其它原因，至少部分地实现了该优点，因为直到使用者吸汽化器时，汽化器内才有气流。
除了前述之外，具有稀释空气引入、扩散器盘和包括用于收集在使用期间产生的树脂和提取物的冷凝器管的调制系统的主体的设计意味着该装置还用于基本上比大多数专用吸烟装置好的吸烟应用中。为了进一步阐述，目前的吸烟装置本质上通常是基本的，并且这种设计的装置的额外特征可以通过向使用者提供调节烟熏提取物的强度的额外装置以及提供更简单的方式用于分离并且保留一些较不合意的重焦油树脂，以简单的去除和/或清洁冷凝器管，来提升吸烟体验。
进一步地，冷凝器管解决了没有这种元件的传统吸烟装置的更重要的操作问题之一。所提到的问题是树脂沉积物的非期望的累积。这些沉积物通常是灰烬以及蒸馏焦油和树脂与另外的烃和其它不完全燃烧副产物的组合。随着这些沉积物在传统装置中累积，它们开始阻碍空气和烟雾流动路径，最终使装置不能使用或难以使用。冷凝器管利用在主题中置入反向引入气流和其相应的烟雾和稀释气流加速度的设计，以及在引入稀释空气和蒸汽/烟雾混合物之后的发散形状降低了烟雾或蒸汽的高冷凝成分在冷凝器管的受限制部分中冷凝的倾向。另外，如在汽化器使用中那样，用作逆流热交换器的冷凝器管也有助于在所产生的烟雾朝向吸嘴穿过冷凝器管或者排出时冷却所产生的烟雾。
如本文所使用的，术语“大致”、“大约”、“基本上”以及类似的术语旨在具有与本公开的主题所属的领域中的普通技术人员常见和可接受的用法一致的广泛含义。阅读本公开的本领域技术人员应该理解的是，这些术语旨在允许说明所描述和所要求保护的某些特征，而不将这些特征的范围限制到所提供的精确数值范围。因此，这些术语应该解释为表明：对所描述和所要求保护的主题的非实质性或无关紧要的修改或变更被认为是在所附权利要求书所述的本发明的范围内。
应该注意的是，在本说明书中对相对位置(例如，“顶部”和“底部”)的引用仅用于标识如附图中所取向的各种元件。应该认识到的是，特定部件的取向可以根据它们所应用的场合而有很大的变化。
为了本公开的目的，术语“耦合”是指两个构件直接或间接地彼此接合。这种接合本质上可以是静止的或者本质上可以是可移动的。这种接合可以利用两个构件或彼此一体形成为单个整体主体104的两个构件和任何额外的中间构件来实现，或者可以利用两个构件或两个构件和任何额外的中间构件彼此附接来实现。这种接合本质上可以是永久性的或者本质上可以是可移除的或可释放的。
同样重要的是要注意到，如在实施例的各种实例中所示的系统、方法和装置的构造和布置仅是说明性的。尽管在本公开中仅仅详细描述了一些实施例，但是阅读本公开的本领域技术人员将容易认识到的是，许多修改是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值、安装布置、材料的使用、颜色、取向等的变化)，而实质上不脱离所述主题的新颖教导和优点。例如，示出为一体形成的元件可以由多个部分构成，或者示出为多个部分的元件可以一体形成，接口的操作可以反向或者以其它方式改变，系统的结构和/或构件或者连接器或其它元件的长度或者宽度可以改变，元件之间设置的调节位置的性质或数量可以改变(例如，通过接合槽的数量或接合槽的尺寸或接合的类型的变化)。任何过程或方法步骤的次序或顺序可根据可选实施例而改变或重新排序。在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以在实施例的各种实例的设计、操作条件和布置方面进行其它替代、修改、变化和省略。
虽然已经结合上面概述的实施例的实例描述了本发明，但是无论已知的还是目前正是或者目前可以预料到的各种替代、修改、变型、改进和/或实质等同物，对于那些至少具有本领域的普通技术的人员来说可变得显而易见。因此，如上所述的本发明的实施例的实例旨在是说明性的，而不是限制性的。在不脱离本发明的精神或范围的情况下可以进行各种改变。因此，本发明旨在涵盖所有已知或较早开发的替代、修改、变型、改进和/或实质等同物。
说明书中的技术效果和技术问题是示例性的而不是限制性的。应该注意的是，说明书中描述的实施例可以具有其它技术效果，并且可以解决其它技术问题。

Claims (25)

1.一种具有逆流设计的放热汽化器，该放热汽化器包括：
包括外管的主体，所述主体设置有通气孔，以使空气进入放热汽化器；
冷凝器，所述冷凝器具有比所述主体更小的横截面面积并且保持在所述主体中适当位置处，其中所述冷凝器以所述主体的大致长度延伸；
耦合到所述主体上的吸嘴；
在与所述主体结合在一起的尖端中的提取室；
尖端中的扩散器盘，其中冷凝器的与吸嘴相对的端部刚好在达不到扩散器盘处终止，以及
能够从所述主体上移除的温度指示帽。
2.根据权利要求1所述的放热汽化器，其中，通气孔定位在靠近所述吸嘴处。
3.根据权利要求1所述的放热汽化器，其中，所述吸嘴或O型圈将所述冷凝器管保持在所述主体中。
4.根据权利要求1所述的放热汽化器，其中，所述吸嘴相对于所述主体自由旋转。
5.一种放热汽化器，其包括：
冷凝器管，所述冷凝器管旋入吸嘴中，并且能够被使用者调节以调制和/或调整稀释空气和所产生的蒸汽的流量比；以及
包含所述冷凝器管的主体，其中所述吸嘴和结合有提取室的尖端通过一个或多个摩擦配合O型圈与所述主体集成在一起，并且其中当所述吸嘴扭转时，所述冷凝器管相对于所述主体保持旋转地固定，并且其中所述尖端和冷凝器管具有一个或多个接口表面，从而在尖端和冷凝器管相对于彼此延伸或缩回时使设置在尖端和冷凝器管之间的孔口递增或递减。
6.根据权利要求5所述的放热汽化器，其中，冷凝器管、吸嘴、主体、尖端和摩擦配合O型圈中的每个是可分离的和模块化的。
7.根据权利要求6所述的放热汽化器，其中，冷凝器管、吸嘴、主体、尖端和摩擦配合O型圈以套件的形式提供。
8.根据权利要求5所述的放热汽化器，其中，所述尖端和/或冷凝器在所述一个或多个接口表面处具有锥形部，以用于流量调制。
9.根据权利要求5所述的放热汽化器，还包括设置在所述主体上的散热特征。
10.根据权利要求9所述的放热汽化器，还包括设置在所述尖端上的额外的散热特征。
11.根据权利要求5所述的放热汽化器，还包括设置在所述尖端上的散热特征。
12.根据权利要求5所述的放热汽化器，其中，所述一个或多个摩擦配合O型圈通过相应的一个或多个凹槽保持在适当的位置。
13.根据权利要求5所述的放热汽化器，其中，在所述冷凝器管上设置有螺纹，并且将相应的配合螺纹结合到所述吸嘴中，用于相对于所述尖端调整所述冷凝器管。
14.根据权利要求5所述的放热汽化器，还包括在所述主体中的扩散器盘。
15.根据权利要求5所述的放热汽化器，其中，所述吸嘴相对于所述主体自由旋转。
16.一种模块化的放热汽化器，其包括：
尖端、扩散器盘、吸嘴、主体、设置在主体内的冷凝器管、以及能够从主体移除的温度指示帽；
其中，尖端、扩散器盘、冷凝器管和吸嘴通过摩擦配合组件可移除地和互换地组装在放热汽化器中，所述摩擦配合组件由位于尖端、扩散器盘、冷凝器管和吸嘴的一个或多个上的多个O型圈提供，所述O型圈还构造为在组装的放热汽化器的加热的部件和未加热的部件之间提供绝缘界面。
17.根据权利要求16所述的模块化的放热汽化器，其中，所述多个O型圈中的O型圈设置在所述尖端、所述冷凝器管和/或所述吸嘴上。
18.根据权利要求17所述的模块化的放热汽化器，其中，在所述尖端、冷凝器管和/或吸嘴上设置一个或多个凹槽，并且在所述一个或多个凹槽中设置O型圈。
19.根据权利要求16所述的模块化的放热汽化器，其中，设置了双重O型圈。
20.根据权利要求16所述的模块化的放热汽化器，其中，所述O型圈在由不同材料构成的部件之间提供界面。
21.一种放热汽化器，其包括：
主体，具有由在主体的端部处的空间形成的汽化室，所述主体还具有在主体中的多个孔口，至少一个孔口是空气入口，至少一个孔口是贮存器填充孔，并且至少一个孔口是稀释空气孔，所述稀释空气孔构造为调节放热汽化器中的空气/蒸汽混合；
设置在所述主体内的冷凝器，所述冷凝器具有小于所述主体的直径的直径，其中，在所述主体的内表面与所述冷凝器的外表面之间设提供气流间隙，所述冷凝器还包括内部通道；
吸嘴，所述吸嘴耦合到主体并构造成在使用者和放热汽化器之间形成接口；以及
能够从主体移除的温度指示帽。
22.根据权利要求21所述的放热汽化器，包括在所述主体上的一个或多个通气孔。
23.根据权利要求21所述的放热汽化器，其中，所述放热汽化器构造成使得在向所述吸嘴施加吸力时，在所述汽化室中出现压降，从而将空气吸入至少一个空气入口、吸入所述气流间隙并且将空气吸向汽化室，然后从汽化室通过冷凝器的内部通道进入吸嘴，其中至少一个稀释空气孔中的稀释空气在离开吸嘴之前被混合。
24.根据权利要求23所述的放热汽化器，其中，从所述汽化室到所述冷凝器的内部通道的空气流动路径包括180度转弯。
25.一种放热汽化器，其包括：
冷凝器管，其插入至吸嘴中，并且能够被调节以调整和/或控制稀释空气和所产生的蒸汽的流量比，其中一系列凹槽布置在冷凝器管上以保持可滑动的和可重新定位的密封件；和
主体，其容纳所述冷凝器管，
其中吸嘴和结合有提取室的尖端通过一个或多个摩擦配合的O型圈集成到主体，并且其中当吸嘴被扭转时，冷凝器管相对于主体保持旋转固定，并且其中尖端和冷凝器管具有一个或多个接口表面。
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