RU2670765C9 - Устройство для испарения летучего вещества - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к разработкам для испарения летучего вещества. Описанузел для испарения летучего вещества, содержащий устройство и сменный блок, которые являются отделяемыми друг от друга, причем устройство содержит магнитную катушку индуктивности, выполненную с возможностью работать с переменным током, проходящим через нее с частотой от 20 кГц до 500 кГц, и один или более каналов испускания летучей жидкости, содержащих по меньшей мере один кусок теплопроводящей немагнитной металлической фольги и/или нанесенный теплопроводящий немагнитный металл; при этом сменный блок включает в себя по меньшей мере один магнитный токоприемник, имеющий коэрцитивность от 50 ампер/метр (H) до 1500 ампер/метр (H), и непроницаемый для жидкости герметичный резервуар, содержащий летучее вещество; при этом, при использовании, магнитный токоприемник(и) выполнен с возможностью нагревания вещества преимущественно путем магнитного гистерезиса, когда магнитный токоприемник(и) по меньшей мере частично расположен в индуцированном магнитном поле, создаваемом при использовании, когда переменный ток проходит через катушку индуктивности. Также представлены устройство для испарения летучего вещества и способ испарения летучего вещества. Достигается повышение эффективности и надежности при осуществлении испарения. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к устройству для испарения летучего вещества, например, душистого вещества, пестицида или лекарственного средства.

Известны устройства для выпуска летучих жидкостей в атмосферу. В одном известном устройстве, описанном в патентной публикации США № 2002/0146243, устройство, имеющее корпус, снабжено емкостью для летучей жидкости, фитилем, проходящим от емкости, и кольцевым электрическим нагревателем, расположенным в непосредственной близости от дистального конца фитиля, для ускорения испарения летучей жидкости от фитиля. Емкость и фитиль обычно предоставляются в виде съемного сменного блока и устройство использует термистор с положительным температурным коэффициентом (ТПКС) в качестве электрического нагревателя. Устройство также имеет электрическую вилку, с помощью которой он подключается к стенной розетке.

Однако, для того чтобы достаточно нагреть летучую жидкость внутри фитиля нагреватель должен работать при высокой температуре. Кроме того, положение нагревателя внутри корпуса подразумевает, что нагреватель нагревает фитиль, а также и окружающий устройство корпус, что обусловливает два отдельных недостатка. Во-первых, необходимы высокие уровни потребления энергии для того, чтобы довести электронагреватель до удовлетворительной рабочей температуры, чтобы нагреть фитиль до температуры, при которой может выделяться летучая жидкость. Во-вторых, масса такого электрического нагревателя и окружающего устройство корпуса обычно удерживают остаточное тепло в течение длительного периода после того, как прекратилось питание энергией нагревателя, в силу этого, если есть желание изменить работу устройства, в частности решать вопросы, относящиеся к проблеме привыкания, связанной с выделяемой летучей жидкостью, такие известные устройства по своей сути медленно реагируют, так как отключение питания от нагревателя не существенно замедляет скорость испускания из-за остаточного тепла.

Другое известное устройство можно найти в международной публикации WO 2005/112510, которая описывает индукционное нагревательное устройство для рассеивания летучих жидкостей. Устройство имеет базовый модуль и отдельный резервуар, содержащий летучую жидкость. Базовый модуль имеет выступающую вверх цилиндрическую часть, внутри которой находится первичная обмотка индуктивности. Основание резервуара имеет выемку, которая огибает цилиндрическую часть основания, вокруг которого имеется вторичная обмотка индуктивности, состоящая из короткозамкнутой проволочной обмотки. Когда ток проходит через первичную обмотку, вторичная обмотка нагревается и таким образом нагревает жидкость, чтобы увеличить скорость испарения. Однако, это устройство нагревает всю летучую жидкость в резервуаре, что имеет результатом устройство, которое медленно достигает идеальной рабочей температуры и функционирует с высоким уровнем энергопотребления. Кроме того, устройство будет продолжать порождать пар после его выключения, так как жидкость в резервуаре будет удерживать значительное остаточное тепло и ему потребуется некоторое время, чтобы остыть. Кроме того, если летучая жидкость является душистым веществом, обогрев всего резервуара может ухудшить качество душистого вещества на весь срок действия сменного блока.

Касательно известных устройств так же, как и заявок заявителя, находящихся в стадии рассмотрения, конденсация в устройстве может возникать из-за отсутствия достаточного потока воздуха через него и/или остывания самого устройство во время работы, и цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы решить вопросы, связанные с такими недостатками.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предлагается узел для испарения летучего вещества, причем узел, содержит устройство и сменный блок, которые являются отделяемыми друг от друга:

причем устройство содержит магнитную катушку индуктивности, выполненную с возможностью работать с переменным током, проходящим через нее с частотой от по существу 20 кГц до по существу 500 кГц, и один или более каналов испускания летучей жидкости, содержащий, по меньшей мере, один кусок теплопроводящей, немагнитной металлической фольги и/или нанесенный теплопроводящий немагнитный металл; при этом сменный блок включает в себя, по меньшей мере, один магнитный токоприемник, имеющий коэрцитивность от по существу 50 ампер/метр (H_C) до по существу 1500 ампер/метр (H_C) и, по существу, непроницаемый для жидкости герметичный резервуар, содержащий летучее вещество; причем, при использовании, магнитный токоприемник(и) выполнен с возможностью нагревания вещества преимущественно путем магнитного гистерезиса, когда магнитный токоприемник(и), по меньшей мере, частично расположен в индуцированном магнитном поле, создаваемым при использовании, когда указанный переменный ток проходит через катушку индуктивности.

Предпочтительно, один или более каналов испускания летучей жидкости выполнены в форме одной или более вытяжных труб или т.п., которые открыты с одного конца, чтобы принять испаряемую летучую жидкость, и открыты с другого их конца в среду, окружающую устройство. Вытяжная труба(ы) может поворачиваться и/или перемещаться относительно остальной части устройства и/или может быть снабжена одним или более отверстиями и/или окнами, любое из которых или все могут быть выполнены с возможностью продвижения потока воздуха в вытяжную трубу и из нее в среду, окружающую устройство.

Теплопроводящий немагнитный металл может быть выбран из любых подходящих цветных металлов. Предпочтительно теплопроводящий, немагнитный металл выбирается из металлов, общедоступных в виде листа фольги. В частности, предпочтительно теплопроводящий, немагнитный металл выбирается из: алюминия, серебра, золота, платины, вольфрама, магния или меди. Наиболее предпочтительно, если теплопроводящим, немагнитным металлом является алюминий, алюминиевая фольга из которого является предпочтительной формой. Лист алюминиевой фольги может быть любой подходящей толщины, хотя толщина от по существу 8 мкм до по существу 25 мкм является наиболее предпочтительной. Нанесенный теплопроводящий немагнитный металл предпочтительно получен металлизированным напылением в вакууме с подходящей толщиной, хотя толщина от по существу 0,1 мкм до по существу 10 мкм является предпочтительной.

Теплопроводящий, немагнитный металл в дальнейшем упоминается только как «алюминий» для краткости, но следует понимать, что автор не намеревается, чтобы это было ограничением описываемого в настоящем документе изобретения, иначе говоря, хотя и алюминий является наиболее предпочтительным теплопроводящим, немагнитным металлом, все последующие ссылки на «алюминий» следует рассматривать как относящиеся к любому подходящему цветному металлу, который является теплопроводящим и немагнитным.

Алюминий может предоставляться контактирующим с внутренней поверхностью вытяжной трубы, или каждой вытяжной трубы, для того, чтобы устраивать экран испаряющейся жидкости.

Установка алюминиевой фольги и/или нанесенного алюминия считается полезной, так как это может уменьшить конденсацию при работе устройства из-за передачи тепла вытяжной трубе(ам) для уменьшения всевозможной разницы температур между испаряемой жидкостью и указанной вытяжной трубой(ами), а также создания градиента температуры в устройстве для продвижения потоков воздуха через устройство для улучшения испускания испаряемой жидкости.

Одним из ключевых преимущество установки алюминиевой фольги и/или нанесенного алюминия по сравнению с использованием либо дополнительного магнитного токоприемника в устройстве вокруг канала(ов) испускания летучей жидкости, либо даже стандартного термистора ТПКС, состоит в том, что алюминиевая фольга и/или нанесенный алюминий не будут разогреваться до любой заметной или эффективной величины при воздействии изменяющегося магнитного поля, индуцируемого катушкой индуктивности, так как алюминий является немагнитным материалом и, следовательно, не способен подвергаться магнитному гистерезису. Кроме того, алюминий очень плохо нагревается вихревыми токами. Однако алюминий в устройстве может значительно нагреваться, если сменный блок, содержащий магнитный токоприемник, прикреплен к устройству таким образом, что магнитный токоприемник находится внутри индуцированного магнитного поля. И в то же время, не желая быть связанными предлагаемой ниже гипотезой, автор настоящего изобретения полагает, что, если магнитный токоприемник в сменном блоке находится в индуцированном магнитном поле, токоприемник имеет такую взаимосвязь с индуцированным магнитным полем, что может заставить магнитное поле проникать через алюминий, и этим заставить алюминий нагреваться. Правильно выбирая количество и расположение алюминия, можно нагреть алюминий в диапазоне приблизительно 5°C относительно температуры токоприемника.

Еще одно ключевое преимущество этой компоновки состоит в том, что алюминий имеет небольшую массу и, следовательно, имеет малую способность к сохранению тепла. В то время как использование дополнительного магнитного токоприемника в устройстве вокруг приемной площадки средства переноса летучей жидкости или стандартного термистора ТПКС можно использовать для сообщения тепла в отсутствие сменного блока и в течение периода времени после того, как переменный ток прекращается, алюминий будет быстро отдавать свое остаточное тепло, гарантируя таким образом, что устройство остается прохладным на ощупь после использования и улучшая таким образом его безопасность.

Предпочтительно, чтобы сменный блок был снабжен мембраной для того, чтобы сделать резервуар по существу непроницаемым для жидкости. Мембрана может быть газопроницаемой мембраной. Альтернативно или дополнительно мембрана может включать в себя один или несколько газопроницаемых участков, на которые может воздействовать пользователь узла перед вставкой сменного блока в устройство.

Сменный блок может быть снабжен поддающейся прокалыванию пленкой для того, чтобы сделать резервуар по существу непроницаемым для жидкости, и устройство может быть снабжено перфорирующим элементом, который выполнен с возможностью прокалывания пленки, когда сменный блок подсоединяется к устройству. Альтернативно или дополнительно, сменный блок может дополнительно содержать крышку, которую может протыкать перфорирующий элемент, выполненный с этой возможностью, когда сменный блок подсоединяется к устройству.

Устройство может быть снабжено более чем одним перфорирующим элементом для прокалывания сменного блока в более чем одном месте на сменном блоке.

Испаряемое вещество может испускаться через пространство, образованное между перфорирующим элементом и проколотым отверстием. Однако, предпочтительно, чтобы каждый перфорирующий элемент был полым. Это обеспечивает один или несколько проходов для выпускания испаряемого вещества наружу сменного блока. Предоставляя сменный блок с проницаемой для жидкости мембраной и/или поддающийся прокалыванию пленкой и/или крышкой, настоящее изобретение позволяет попеременно использовать различные сменные блоки легко и не беспорядочным образом. Поскольку сменные блоки можно так легко сменять, то настоящее изобретение особенно подходит для испарения небольших количеств вещества. В этом случае, проблемы, ранее отмечаемые в отношении WO2005/112510 являются менее важной проблемой, поскольку количество вещества, которое нагревается, мало.

Кроме того, наличие проницаемой для жидкости мембраны и/или поддающейся прокалыванию пленки, и/или крышки улучшает безопасную работу узла, поскольку токоприемник(и) могут находиться под ними же, чтобы предотвратить легкость доступа к нему пальцем, что является полезным из-за того, что токоприемник(и) нагревается после использования.

В некоторых вариантах осуществления магнитный токоприемник может быть встроен в резервуар. Заключение токоприемника внутри резервуара скорее, чем его наличие незащищенным на краю сменного блока, сводит к минимуму возможность повреждения, так как токоприемник менее доступен и, следовательно, меньше вероятность случайного прикосновения к нему во время использования. Альтернативно или дополнительно резервуар может быть полностью или частично облицован магнитным токоприемником. В качестве альтернативной или дополнительной компоновки резервуар может полностью или частично состоять из магнитного токоприемника.

Предпочтительно, магнитный токоприемник имеет форму несвернутой в рулон полосы. Таким образом, токоприемник менее подвержен нагреву вихревыми токами и вместо этого выполнен с возможностью нагреваться преимущественно через гистерезис.

Предпочтительно, в случае, если летучее вещество является летучей жидкостью и/или летучим гелем, сменный блок может дополнительно содержать средство переноса летучего вещества для переноса и хранения некоторой части летучей жидкости и/или геля.

Задача средства переноса летучего вещества состоит в том, чтобы дать возможность лучше управлять летучей жидкостью и/или гелем. Предпочтительно чтобы токоприемник(и) находился в контакте со средством переноса летучего вещества, и особенно предпочтительно, чтобы токоприемник(и) был полностью или частично встроен в фитиль, такое расположение означает, что тепло, исходящие от токоприемника в значительной степени удерживается внутри средства переноса летучего вещества, и не передается в жидкости и/или гелю, содержащемуся в резервуаре.

В контексте настоящего изобретения термин средство переноса летучего вещества применяют в настоящем документе для обозначения любого физического канала для переноса жидкости, который позволяет жидкости вытекать из резервуара по направлению к токоприемнику(ам) без содействия силы тяжести или средства с силовым приводом, другими словами, опираясь на капиллярный эффект, осмотическую передачу, эффект капиллярного затекания или т.п., чтобы переносить жидкость.

Поэтому средство переноса летучего вещества в настоящем изобретении может быть волокнистым веществом, таким как целлюлозный фитиль или т.п., или средством переноса летучего вещества может быть пористое вещество, такое как керамический фитиль или тому подобное. Альтернативно средство переноса летучего вещества может быть гелевой матрицей или т.п., и в этой компоновке резервуар и средство переноса летучего вещества могут быть изготовлены из одного и того же материала и/или могут по существу составлять одно целое друг с другом.

Если используется средство переноса летучего вещества, средство переноса летучего вещества может, по меньшей мере, частично облицовывать резервуар.

Если средство переноса летучего вещества содержится в сменном блоке, то может быть предпочтительно предоставлять токоприемник(и) непосредственно контактирующим с этим средством. В некоторых вариантах осуществления токоприемник(и) может быть, по меньшей мере, частично встроен в средство переноса летучего вещества. Альтернативно или дополнительно, токоприемник(и) может окружать часть средства переноса летучего вещества. Наиболее предпочтительно, однако, что токоприемник(и) полностью встроен в средство переноса летучего вещества.

Одним из преимуществ заключения/встраивания токоприемника(ов) полностью внутрь средства переноса летучего вещества является то, что тепло, выделяемое токоприемником(ми) более эффективно передается на соседствующее летучее вещество в средстве переноса летучего вещества, а не всему средству переноса летучего вещества к какой-то части или всему резервуару. Это выгодно, так как, когда летучее вещество является душистым веществом, лекарственным средством, веществом для борьбы с вредителями или активный фармацевтическим ингредиентом, нагревание всего резервуара может ухудшить качество вещества на весь срок действия сменного блока, что является нежелательным.

Заключение токоприемника(ов) полностью внутри средства переноса летучего вещества также сводит к минимуму возможность повреждения, так как токоприемник менее доступен и, следовательно, меньше вероятность случайного прикосновения к нему во время использования.

Поскольку тепло в токоприемнике(и) индуцируется, не требуется никакого электрического соединения для прохождения через резервуар к токоприемнику(ам), что в результате исключает возможность создания пути утечки жидкости.

Так как токоприемник(и) является магнитным, токоприемник(и) в основном нагревается посредством магнитного гистерезиса, и хотя может возникать некоторое вторичное нагревание вихревыми токами, любое нагревание вихревыми токами составляет <50% тепла, генерируемого в магнитном токоприемнике (ах), и предпочтительно <40% тепла, генерируемого в магнитном токоприемнике(ах), формируется вторичными вихревыми токами, и более предпочтительно <35% тепла, генерируемого в магнитном токоприемнике(ах) формируется вторичными вихревыми токами, и наиболее предпочтительно менее чем <30% тепла, генерируемого в магнитном токоприемнике(ах), формируется вторичными вихревыми токами.

До настоящего изобретения использование магнитного гистерезиса, как основного механизма нагревания, не прорабатывалось, исследованный механизм «индукционного нагревания» является нагреванием вихревыми токами. В системе нагревания вихревыми токами существенно сопротивление мишени (т.е. токоприемника), который отвечает за рассеяние мощности в виде тепла. Предпочтительно электрическое сопротивление мишени является низким и внешнее поле электромагнитной индукции индуцирует множество маленьких напряжений в мишени. Так как сопротивление низкое, ток, циркулирующий в материале мишени огромен, следовательно, вырабатывается тепло. Однако индуцированный вихревой ток также может использоваться для других форм работы, а не только для выработки тепла, и, в частности, например, для зарядки батарей.

Эффективная передача электрического тока через воздушный зазор или другую термически изолирующую среду является основополагающей для многих применений индукции. Индуцированный ток можно использовать для получения резистивного нагревания с помощью вихревых токов в мишени на противоположной стороне теплоизолирующего материала (например, воздуха). Хотя применения индукционного нагревания хорошо известны, оно в основном применяются в крупной электробытовой технике (например, индукционный конфорок для приготовления пищи) или промышленных процессах (например, электропечах). В этих применениях, несмотря на относительно высокие уровни мощности и требуемой частоты, индукция дает стоимостное преимущество и экономическую эффективность перед более традиционными способами (например, резистивный или электрический нагрев) благодаря присущей ей способности эффективно пересекать изолирующие слои. Однако связанные с этим расходы и сложность будут неэкономичными там, требуется меньшее количество тепла или там, где таких условий нет.

Один побочный эффект таких процессов индукции вихревых токов состоит в том, что возникает некоторый вторичный магнитный гистерезис, который сообщает сравнительно небольшое количество генерируемого тепла. Тепло, генерируемое магнитным гистерезисом в значительной степени является нежелательным в трансформаторах, источниках питания и т.п. Поэтому большинство опытно-конструкторских работ идет вокруг того, как предотвратить этот вторичный эффект, который производит тепло.

При нагревании через магнитный гистерезис сопротивление мишени (т.е. токоприемника) не является важным и любые циркулирующие вихревые токи, которые могут возникнуть не вносят значительного вклада в нагревание мишени, так как механизм принципиально отличается. В течение нагревания с помощью магнитного гистерезиса магнитные домены внутри мишени сами выравниваются по внешнему полю. Если полярность внешнего поля меняется на противоположную, магнитные домены меняют направление и выравниваются по новому направлению поля, и именно это непрерывное движения магнитных доменов производит тепло. При низкой мощности относительно низких частотах этот механизм можно сделать доминирующим путем выбора соответствующей мишени.

Например, медь является немагнитной и когда медь используется в сменном блоке в качестве немагнитного токоприемника вместо магнитного токоприемника, как это предусмотрено в настоящем изобретении, когда переменный ток, проходящий через катушку индуктивности в устройстве, составляет 150 кГц, медный токоприемник нагревается приблизительно на 4°C, что связано исключительно с нагреванием вихревыми токами. Для сравнения, когда токоприемник является магнитным и имеет коэрцитивность практически между 50-1500 H_C, то при тех же катушках индуктивности магнитный токоприемник нагревается, по меньшей мере, в 10 раз сильнее, чем немагнитный медный токоприемник.

Предпочтительно магнитный токоприемник(и) изготовляются, по меньшей мере, из одного из следующих материалов: чугуна (ковкого); никеля; стали с никелевым покрытием; кобальта; углеродистой стали (отожженной) с 1% С; конструкционной стали, особенно (0,3% С, 1% Ni), и/или (0,4% С, 3% Ni, 1,5% Cr); сплава железо-кобальт, в частности, Пермендюра 24 (24% Со) и Пермендюра 49 (49% Со); сплава Гейслера (61% Cu, 26% Mn, 13% Al); инструментальной стали; порошкового железа (предпочтительно установленного на резиновой основе или т.п., чтобы сделать возможной удобную формовку); железных опилок (предпочтительно установленных в базе смолы или т.п., на резиновой основе или т.п., чтобы сделать возможной удобную формовку).

Поскольку энергию, подводимую к узлу, можно эффективно нацелить на нагревание токоприемника(ов) внутри индуцированного магнитного поля, нагреваются только токоприемник (и) и окружающая жидкость в средстве переноса летучего вещества, а не на пустую трату энергии в виде нагрева других участков в сменном блоке и/или устройстве, как с известными узлами предшествующего уровня техники. Кроме того, токоприемник(и) представляет собой простой, недорогой компонент, и может быть экономически эффективно предоставить в его качестве части сменного блока.

В предпочтительной компоновке каждый сменный блок может быть снабжен, по меньшей мере, одним токоприемником, имеющим характеристики нагревания, которые оптимизированы для конкретной жидкости, содержащейся в сменном блоке, без необходимости комплексного управления или вмешательства пользователя. Например, может быть предпочтительным, чтобы устройство было настолько дешевым, насколько это возможно, таким образом, один из вариантов того, чтобы способствовать дешевизне производства будет состоять в предоставлении устройства без какой-либо возможности рабочего управления пользователем, которое допускает изменение его рабочих параметров, таким образом, что устройство работает в соответствии с одним набором рабочих параметров. В этой компоновке длина и/или масса и/или состав токоприемника(ов) в сменном блоке может изменяться с тем, чтобы настроить получаемый нагрев, когда токоприемник(и) находится внутри индуцированного магнитного поля во время использования, до температуры испарения летучей жидкости. В качестве примера, где летучая жидкость является составом душистых веществ, а душистые вещества как правило состоят из комбинации головных нот, срединных нот и базовых нот. Головные ноты представляют собой наиболее летучую часть состава душистых веществ, эти ноты, как правило, воспринимаются человеческим носом первыми и включают «легкие» или «свежие» ольфакторные ноты состава. Срединные ноты, как правило, представляют собой «сердце» смеси, поскольку они часто обеспечивают большую часть душистого вещества. Базовые ноты обычно наименее летучая часть смеси и включает в себя самые тяжелые молекулы, такие как ноты, которые обеспечивают «богатые» или «глубокие» ольфакторные ноты состава. Благодаря своему весу и размеру базовые ноты, как правило, не исчезают полностью в течение длительного периода. Душистая смесь, как правило, состоит из 10% головных нот, 60% срединных нот и 30% базовых нот. Однако, если желательно продавать душистую смесь, состоящую преимущественно из головных нот, можно было бы развернуть сменный блок, содержащий токоприемник, который нагревает до сравнительно низкой температуры, чтобы гарантировать, что крайне летучие головные ноты не выпаривались, чтобы сообщить желаемый пользователем срок действия сменному блоку. И наоборот, если желательно продавать душистое вещество, состоящее в основном из базовых нот, можно было бы развернуть сменный блок, содержащий токоприемник(и), который нагревает до относительно высокой температуры, чтобы гарантировать, что менее летучие базовые ноты испаряются с достаточной скоростью, чтобы быть заметными пользователю, а также сообщить о желаемом пользователем сроке действия сменного блока, т.е. сменный блок, которого не хватит слишком на долго, и риске засорения или блокирования средства переноса летучего вещества.

Кроме того, эта предпочтительная компоновка сделала бы возможным продажу сменных блоков, содержащих заметно отличающиеся составы для использования с тем же устройством. Например, при испарении составов душистых веществ предпочтительная рабочая температура может быть порядка 55-85°C в зависимости от соотношения их головных, срединных и базовых нот, в то время как для состава для борьбы с вредителями как правило требуются гораздо более высокие рабочие температуры, обычно порядка 120-140°C. Таким образом, узел согласно настоящему изобретению может обеспечить пользователя гораздо более простым и недорогим решением для того, чтобы выделять летучие жидкости; простым, так как устройство можно оставить на месте и требуемый сменный блок может быть заменен пользователем без необходимости сообщать устройству что сменный блок содержит другой состав; недорогим, так как пользователь должен приобрести только одно устройство для выделения разнообразных сменных блоков, содержащих различные составы, и устройство может не иметь ни дорогих, ни сложных компонентов для распознавания сменного блока для того, чтобы определить рабочие параметры устройства.

Хотя один вариант для обеспечения дешевизны производства устройства будет предоставлять устройство без какой-либо возможности рабочего управления для пользователя, которое допускает изменение его рабочих параметров, может быть предпочтительным предоставление устройства с основными возможностями рабочего управления для пользователя, которые позволяют ограниченное изменение рабочих параметров, скажем, между 2-4 заданными рабочими параметрами, так как некоторые пользователи могут пожелать изменить интенсивность испаряемой летучей жидкости в зависимости от типа летучей жидкости, размера пространства, в которое жидкость будет выделяться и т.д.

Альтернативно, там, где меньшим беспокойством является производство устройства настолько дешевым, насколько это возможно, устройство может быть снабжено одним или несколькими вводами, которыми пользователь может управлять для того, чтобы разрешить пользователю изменять один или несколько рабочих параметров устройства, чтобы предоставить пользователю множество вариантов для сообщения режима испускания летучего флюида, которое они желают.

Еще одно преимущество узла согласно настоящему изобретению состоит в том, что масса компонентов при нагревании ниже, чем у доступных прежде узлов, так что будет уменьшенное количество остаточного тепла в указанных подогреваемых компонентах во время использования, и после того, как прекратиться подводимая к узлу мощность. Это особенно выгодно по нескольким причинам, во-первых, это повышает безопасность узла во время работы, поскольку будет нагреваться только небольшая часть устройства и/или сменного блока, делая, таким образом, узел прохладной на ощупь во время использования. Во-вторых, если есть необходимость изменить скорость испускания летучей жидкости можно быстро прекратить испускание летучей жидкости путем отключения подводимой мощности к катушке индуктивности и/или модификации рабочего цикла для того, чтобы вызвать быстрое остывание токоприемника. Например, когда дело с касается вопросов, относящихся к проблеме привыкания в течение испускания душистого вещества, необходимо чтобы ольфакторные рецепторы оставались не насыщенными в частности молекулой(ами) душистого вещества(в) и это может быть достигнуто только путем прекращения испускания этих молекул душистого вещества(в) и/или другого исходящего душистого вещества. Способность устройства согласно настоящему изобретению достигать быстрого остывания способствует более быстрому успокоению насыщенных ольфакторных рецепторов.

Для предоставления устройства со стабильной максимальной рабочей температурой токоприемник(и), может содержать материал со стабильной температурой Кюри, предпочтительно менее чем 150°C. Когда магнитный токоприемник(и) нагревается выше этой температуры, токоприемник(и) становится парамагнитным и больше не подвержен нагреванию через магнитный гистерезис до тех пор, пока снова не остынет ниже температуры Кюри. Выбирая магнитный токоприемник(и) с низкой и стабильной температурой Кюри, можно предотвратить превышение заданного уровня температуры летучей жидкости в средстве переноса летучего вещества, даже если по какой-то причине на катушку индуктивности подается избыточная мощность.

Чтобы обеспечить как можно более эффективную генерацию тепла внутри токоприемника(ов), токоприемник(и) может быть по существу полностью расположен внутри индуцированного магнитного поля во время работы узла.

В предпочтительном варианте осуществления сменный блок предоставляется с одним магнитным токоприемником.

Альтернативно сменный блок может быть снабжен более чем одним магнитным токоприемником. В этой компоновке путем увеличения количества токоприемников можно увеличить количество тепла, генерируемого в пределах тех же рабочих параметров устройства по отношению к тому, когда присутствует только один токоприемник. Например, когда при фиксированных рабочих параметрах устройства один магнитный токоприемник нагревается до 80°C, неожиданно обнаружилось, что если два одинаковых токоприемника находятся в индуцированном поле, то вместо того, чтобы оба нагревали до 80°C, они оба будут нагревать до 90°C. Кроме того, было неожиданно обнаружено, что, если три одинаковых токоприемника находятся в индуцированном поле, то вместо того, чтобы оба нагревали до 80°C или 90°C, они оба будут нагревать до 105°C. И в то же время, не желая быть связанными предлагаемой ниже гипотезой, автор настоящего изобретения полагает, что присутствие нескольких токоприемников внутри индуцированного поля фокусирует поле внутрь катушки, что уменьшает площадь, по которой распространяется поле, таким образом увеличивая их магнитный фокус и эффективность.

Летучее вещество может быть одним или более из: летучего твердого вещества, летучей жидкости, летучего геля, газа. Где присутствует летучее твердое вещество, указанное твердое вещество должны иметь mp (т.пл.)>25°C и bp (т.кип.)<150°C, и предпочтительно mp>50°C и bp<120°C, примеры включают кристаллы ментола или камфоры. Летучие твердые вещества могут быть сформированы вблизи токоприемника или встроены в мат или матрицу, чтобы располагаться вблизи токоприемника. Предпочтительно летучее вещество представляет собой летучую жидкость и/или летучий гель.

В некоторых вариантах осуществления устройство может дополнительно содержать блок управления для управления работой катушки индуктивности. В таком варианте осуществления, устройство может дополнительно содержать катушку обратной связи, выполненную с возможностью взаимодействовать с магнитным полем, создаваемым катушкой индуктивности. Предпочтительно, чтобы катушка обратной связи предоставлялась в виде витков обратной связи, закрученных вокруг катушки индуктивности, наиболее предпочтительно около 12 витков вокруг первичной катушки. В этой компоновке блок управления может быть выполнен с возможностью обработки выходного сигнала катушки обратной связи и, исходя из этого выходного сигнала, менять один или несколько рабочих параметров катушки индуктивности. Катушка обратной связи предпочтительно выполнена с возможностью быть способной изменять свой выходной сигнал, при использовании, когда токоприемник (и) находится внутри магнитного поля катушки индуктивности.

Предпочтительно, чтобы катушка обратной связи могла быть выполнена с возможностью изменения своего выходного сигнала, при использовании, когда одна характеристика токоприемника меняется от сменного блока к сменному блоку, например, если форма или масса, или материал, или площадь поверхности токоприемника изменяется. Блок управления может быть выполнен с возможностью интерпретации изменения в выходном сигнале катушки обратной связи, чтобы определить, какой тип сменного блока находится в магнитном поле катушки индуктивности, и их исходя из этого, автоматически изменять характеристику катушки индуктивности для того, чтобы применить соответствующий режим нагревания для каждого конкретного сменного блока.

Чтобы предоставить блок управления как можно более простым, и таким образом настолько дешевым, насколько это возможно, узел предпочтительно выполнен таким образом, что катушка обратной связи должна только изменять свой выходной сигнал в ответ на изменение одной характеристики токоприемника от сменного блока в сменном блоке, таким образом, предпочтительно, чтобы сменные блоки были выполнены с возможностью их использования с таким устройством, чтобы иметь три из следующих характеристик токоприемника фиксированными и одну из следующих характеристик токоприемника, которая может меняться, для обнаружения этих изменений посредством катушки обратной связи, причем указанными характеристиками токоприемника являются: форма; масса; материал и площадь поверхности.

Предоставление катушки обратной связи также может использоваться для предотвращения перегревания токоприемника(ов) из во время использования. По мере того как токоприемник(и) нагревается, выходной сигнал катушки обратной связи изменяется. Блок управления может быть выполнен с возможностью интерпретирования высокой температуры токоприемника(ов) на основе этого вывода, и исходя из этого, автоматически менять характеристику катушки индуктивности для охлаждения токоприемника.

Дальнейшее использование катушки обратной связи в устройстве может состоять в обеспечении того, чтобы устройство работало настолько эффективно, насколько это возможно, в этой предпочтительной компоновке блок управления отслеживает выходной сигнал катушки обратной связи с тем, чтобы изменять рабочий цикл так, как требуется для обеспечения того, чтобы подаваемый через катушку индуктивности ток был оптимальным для конкретного токоприемника(ов) в непосредственной близости к катушке индуктивности.

Примерами рабочих параметров устройства, которые можно изменять с помощью блока управления, могут быть максимальная амплитуда, частота или рабочий цикл тока, который передается через катушку индуктивности.

Альтернативно или дополнительно, устройство может быть снабжено механическими или электромеханическими средствами, которыми может управлять блок управления, для физического перемещения сменного блока таким образом, чтобы токоприемник перемещался относительно индуцированного магнитного поля катушки индуктивности. Альтернативно или дополнительно, устройство может быть снабжено механическими или электромеханическими средствами, которыми может управлять блок управления, для физического перемещения катушки индуктивности внутри корпуса устройства таким образом, чтобы индуцированное магнитное поле перемещалось относительно токоприемника в сменном блоке.

Посредством конфигурации узла таким образом, что переменный ток, проходящий через катушку индуктивности, имеет частоту выше 20 кГц, катушка индуктивности может более эффективно нагревать токоприемник посредством магнитного гистерезиса. Предпочтительно чтобы переменный ток, проходящий через катушку индуктивности, мог устанавливаться на частоте выше 100 кГц, и более предпочтительно устанавливаться на частоте 150 кГц.

В некоторых вариантах осуществления устройство может вместить более одного сменного блока, таким образом предоставляя узел с несколькими резервуарами, каждый из которых имеет свой собственный токоприемник.

Наличие множества резервуаров делает возможной одновременную подачу более чем одного типа летучей жидкости устройством по сигналу катушки индуктивности.

Альтернативно устройство может быть снабжено более чем одной катушкой индуктивности, причем каждая катушка индуктивности связана с отдельным сменным блоком чего, тем самым при использовании, индуцированное магнитное поле от одной катушки индуктивности окружает токоприемник(и) только в одном сменном блоке, это может позволить альтернативное испускание летучей жидкости из каждого соответствующего сменного блока, это может быть особенно предпочтительно, когда летучие жидкости являются душистыми веществами.

В некоторых вариантах осуществления устройство может дополнительно содержать средство выравнивания, предусмотренное либо на устройстве, либо на сменном блоке, которое выполнено с возможностью выравнивания сменного блока с устройством.

Задача средства выравнивания состоит в обеспечении того, что токоприемник надлежащим образом располагается по отношению к катушке индуктивности.

В других вариантах осуществления устройство может дополнительно содержать дополнительный магнитный токоприемник, выполненный с возможностью нагревания области вокруг катушки индуктивности.

Преимущество этого дополнительного токоприемника состоит в гарантировании того, что компоненты вокруг катушки индуктивности соответствующим образом нагреваются, например, сердечник катушки индуктивности или элементы, которые поддерживают катушку индуктивности, например, таковы, чтобы избежать конденсациии на этих компонентах любого летучего вещества, которое испаряется.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, предлагается, вследствие этого, устройство для испарения летучего вещества из отсоединяемого сменного блока летучего вещества, содержащее резервуар для летучего вещества, и, по меньшей мере, один магнитный токоприемник, имеющий коэрцитивность от по существу 50 ампер/метр (H_C) до по сущесвту 1500 ампер/метр (H_C); причем устройство содержит магнитную катушку индуктивности, выполненную с возможностью работать с переменным током, проходящим через нее с частотой между практически 20 кГц и практически 500 кГц для того, чтобы индуцировать магнитное поле, и один или несколько каналов испускания летучей жидкости, содержащих, по меньшей мере, один кусок теплопроводящей, немагнитной металлической фольги и/или нанесенный теплопроводящий немагнитный металл.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, предлагается способ для испарения летучего вещества, включающий в себя этапы расположения сменного блока, содержащего резервуар для летучего вещества, и, по меньшей мере, один магнитный токоприемник, имеющий коэрцитивность от по существу 50 ампер/метр (H_C) до по существу 1500 ампер/метр (H_C), в устройстве, содержащем магнитную катушку индуктивности, выполненную с возможностью работать с переменным током, проходящим через нее с частотой от по существу 20 кГц до по существу 500 кГц, чтобы индуцировать магнитное поле, и один или более каналов испускания летучей жидкости, содержащих, по меньшей мере, один кусок теплопроводящей, немагнитной металлической фольги и/или нанесенный теплопроводящий немагнитный металл;

генерирования магнитного поля через указанную катушку индуктивности путем пропускания через нее переменного тока с частотой от по существу 20 кГц до по существу 500 кГц;

причем указанное расположение сменного блока в устройстве таково, что, по меньшей мере, один магнитный токоприемник находится, по меньшей мере, частично внутри генерируемого магнитного поля;

и испарения летучего вещества с помощью указанного, по меньшей мере, одного магнитного токоприемника, нагреваемого преимущественно посредством магнитного гистерезиса, индуцированного изменяющимся магнитным полем от катушки индуктивности, для испарения летучего вещества, и нагревания указанного, по меньшей мере, одного куска теплопроводящей, немагнитной металлической фольги и/или нанесенного теплопроводящего немагнитного металла, чтобы препятствовать конденсации испарившейся жидкости внутри устройства.

Устройство может дополнительно содержать блок управления и/или катушку обратной связи и способ может содержать блок управления, управляющий работой катушкой индуктивности. Способ может дополнительно содержать блок управления для обработки выходного сигнала катушки обратной связи и, исходя из этого выходного сигнала, варьирования одного или нескольких рабочих параметров катушки

Катушка обратной связи может быть выполнена с возможностью изменения своего выходного сигнала, при использовании, когда одна характеристика токоприемника меняется от сменного блока к сменному блоку, например, если изменяется форма или масса, или материал, или площадь поверхности токоприемника. Способ может дополнительно содержать блок управления, который выполнен с возможностью интерпретации изменения выходного сигнала катушки обратной связи, чтобы определить, какой тип сменного блока находится в магнитном поле катушки индуктивности, и исходя из этого, автоматически изменять характеристику катушки индуктивности для того, чтобы применить соответствующий режим нагревания для каждого конкретного сменного блока.

По мере того как токоприемник(и) нагревается, выходной сигнал катушки обратной связи изменяется. Способ может дополнительно содержать блок управления интерпретирующий выходной сигнал катушки обратной связи для определения высокой температуры токоприемника(ов) и автоматически менять характеристику катушки индуктивности для охлаждения токоприемника.

Дальнейшее использование катушки обратной связи в устройстве может состоять в обеспечении того, чтобы устройство работало настолько эффективно, насколько это возможно. Способ может дополнительно содержать блок управления, отслеживающий выходной сигнал катушки обратной связи с тем, чтобы изменять рабочий цикл так, как требуется для обеспечения того, чтобы подаваемый через катушку индуктивности ток был оптимальным для конкретного токоприемника(ов) в непосредственной близости к катушке индуктивности.

Способ может содержать блок управления, может содержать этапы блока управления, варьирующие один или несколько рабочих параметров катушки индуктивности путем изменения одного или нескольких из: максимальной амплитуды; частоты; рабочего цикла.

Способ предпочтительно включает в себя этап, на котором устройство работает так, чтобы переменный ток проходил через катушку индуктивности с частотой более 20 кГц, чтобы более эффективно нагревать токоприемник с помощью магнитного гистерезиса, и предпочтительно больше, чем 100 кГц, и более предпочтительно с частотой 150 кГц.

Предпочтительно, чтобы, по существу, весь материал в резервуаре был способен испариться в течение 5 часов непрерывного действия катушки индуктивности.

Более предпочтительно, чтобы, по существу, весь материал в резервуаре был способен испариться в течение 3 часов непрерывного действия катушки индуктивности.

Теперь изобретение будет описано только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фигуре 1 показана блок-схема варианта осуществления настоящего изобретения.

На фигуре 2 показан более подробно один пример электронной схемы, используемой в варианте осуществления, показанном на фигуре 1.

На фигуре 3 показан более подробно еще один пример электронной схемы, используемой в варианте осуществления, показанном на фигуре 1.

На фигурах 4A-4C показан пример схемы расположения согласно изобретению.

На фигурах 5А-5С показаны примерные конструкции внутреннего пространства сменного блока, показанного на фигурах 4А-4С.

На фигуре 6 показаны петли гистерезиса для двух различных материалов токоприемника.

На фигуре 1 показан прибор 1 и сменный блок 2. Устройство 1 содержит источник 101 питания, подключенный к электронной схеме 102. Завершающей частью данной электронной схемы является катушка 103 индуктивности и необязательно катушка 104 обратной связи.

Сменный блок 2 представляет собой отдельный компонент в устройстве 1. Сменный блок 2 содержит резервуар 201, который удерживает летучее вещество 202. Сменный блок 2 также содержит токоприемник 204 и необязательно средство 203 переноса летучего вещества, показанный здесь в виде фитиля.

Причем токоприемник предпочтительно находится или, по меньшей мере, частично находится в фитиле. Фитиль 203 должен выходить за резервуар 201 так, чтобы вещество 205, которое испаряется из фитиля 203, могло выйти наружу как устройства 1, так и сменного блока 2.

Источник 101 питания устройства 1 может быть, например, подсоединен к сети электропитания, подсоединен к док-станции USB или батареи.

Электрические схемы, показанные на фигурах 2 и 3, являются примерами схемы резонансного/автоколебательного преобразователя при нулевом напряжении коммутации каналов (ZVS). Такие схемы хорошо известны в данной области.

Показанные схемы ZVS выполнены с возможностью предоставления магнитного поля высокой частоты через катушку индуктивности L2 (приблизительно 200 кГц). На фигуре 2, схема находится между линией L_S электропитания и заземляющем соединением L_G. Источник 101 питания подключен к линии L_S электропитания, он обеспечивает переменным током линию L_S электропитания. На линии L_S электропитания находится диод D1. Схема также содержит катушку 104 обратной связи, катушку 103 индуктивности, три конденсатора C2;C3;C4, два сопротивления R1;R3 и два транзистора Q2;Q3.

Схема соединения элементов на фигуре 3 аналогична схеме, показанной на фигуре 2, за исключением добавления системного блока (MCU) микроконтроллеров или блока управления, с собственным источником питания, который подпитывается линией L_S электропитания, и который использует линию L_S электропитания с помощью обычных электронных устройств трансформирования напряжения, которые не показаны, дополнительного сопротивления R1, дополнительного конденсатора С1 и первого и второго дополнительных диодов D2 и D3. Предпочтительно, чтобы дополнительный конденсатор С1 был поляризован, и предпочтительно, чтобы второй дополнительный диод D3 являлся диодом Шоттки. Задача MCU на фигуре 3 состоит в управлении рабочим циклом преобразователя ZVS, и таким образом мощностью, подаваемой через катушку 103 индуктивности.

На каждой из фигур 2 и 3, конденсатор С4 является резонансным конденсатором схемы ZVS. Высокочастотное подаваемое напряжение присутствует на коллекторе Q3, соединенном через конденсатор С4 с выпрямляющей и регулирующей сетью энергоснабжения, содержащей диоды D3 и D2 и конденсатор С1. В случае, показанном на фигуре 3, сглаженное и отрегулированное подаваемое напряжение на конденсаторе С1 используется для питания секций низкого напряжения схемы, содержащей MCU.

Теперь будет описана работа согласно изобретению, как показано на фигурах 1-3.

До использования, источник 101 питания устройства 1 должен быть полностью заряжен или подключен. Как только устройство 1 включается, то электронная схема 102 устройства 1 конфигурируется на передачу переменного тока через катушку 103 индуктивности. Схема 102 может быть выполнена таким образом, чтобы переменный ток непрерывно проходил через катушку 103 индуктивности, или альтернативно может быть выполнена таким образом, чтобы переменный ток проходил через катушку 103 индуктивности только тогда, когда сменный блок 2, содержащий токоприемник 204, находится рядом с катушкой индуктивности 103, как будет обсуждаться.

Сменный блок 2, как показано на Фигуре 1, соединен с устройством 1 или состыкован с ним. Чтобы удерживать сменный блок 2 на месте на устройстве 1, на устройстве 1 могут быть предусмотрены крепежные средства, зажим или опора, как это показано, например, на Фигурах 4A-4C. Хотя сменный блок 2 подсоединен к устройству 1, основным требованием является то, что токоприемник 204 внутри сменного блока 2 находится достаточно близко, чтобы нагреваться с помощью катушки 103 индуктивности, и взаимодействовать с дополнительной катушкой 104 обратной связи, расположенной на устройстве 1, как будет обсуждаться.

После того, как сменный блок 2 зацепляется с устройством 1, токоприемник 204 сменного блока 2, который расположен в магнитном поле катушки 103 индуктивности, начнет разогреваться преимущественно посредством нагревания с помощью магнитного гистерезиса и, возможно, в незначительной степени также посредством нагревания вихревыми токами.

Так как токоприемник 204 нагревается, летучее вещество 202 вокруг токоприемника 204 также начинает нагреваться и испаряться для рассеивания снаружи сменного блока 2.

Чтобы управлять количеством летучего вещества 202, которое рассеивается в любой момент времени, электронная схема 102 из устройства 1, в частности MCU, может управлять величиной тока, протекающего через катушку 103 индуктивности, и таким образом управлять количеством тепла, оказывающемся в токоприемнике 204. Ток, протекающий через катушку 103 индуктивности, можно изменять, например, путем увеличения рабочего цикла цепи, или путем увеличения максимального тока, протекающего через катушку 103 индуктивности. Такое управление может быть либо внешним вводом человека, например, конечного пользователя, осуществляемого с помощью переключателя или набора, или предпочтительно посредством MCU в ответ на выходной сигнал катушки 104 обратной связи, предусмотренной в электронной схеме 102, как обсуждается ниже.

Если предоставляется катушка 104 обратной связи, то когда ток протекает через катушку 103 индуктивности, катушка 104 обратной связи будет считывать магнитное поле, которое генерирует катушка 103 индуктивности. Когда токоприемник 204, содержащийся в сменном блоке 2, вставляется в это магнитное поле, магнитное поле будет искажаться, в зависимости от формы токоприемника, и поэтому сигнал, который считывается от катушки 104 обратной связи, будет меняться. Помимо электрического подсоединения MCU к катушке 104 обратной связи, MCU может быть выполнен с возможностью интерпретации сигнала, принимаемого от катушки 104 обратной связи, и, исходя из этого, интерпретации того, какого типа или формы токоприемник 204 располагается рядом с устройством 1, если таковой имеется.

Катушка 104 обратной связи также может использоваться в качестве средства управления мощностью, для предотвращения перегревания токоприемника 204. Так как токоприемник нагревается во время работы, его влияние на магнитное поле, создаваемое катушкой индуктивности 103, меняется. Помимо электрического подсоединения MCU к катушке 104 обратной связи, MCU может быть выполнен с возможностью интерпретации сигнала, принимаемого от катушки 104 обратной связи, и, исходя из этого, интерпретации температуры токоприемника 204. После чего MCU может управлять количеством тока, который проходит через катушку 103 индуктивности.

Другое использование выходного сигнала катушки 104 обратной связи посредством MCU состоит в управлении формой мощности, подаваемой электронной схемой. Помимо дискретизации выходного сигнала от катушки 104 обратной связи, MCU может быть выполнен с возможностью изменения характеристик электронной схемы для того, чтобы обеспечить то, что переменный ток, который проходит через катушку 103 индуктивности, согласуется с конкретным токоприемником 204 в непосредственной близости к катушке 103 индуктивности.

Если в электронике устройства испарения нет MCU или катушки 104 обратной связи, устройство работает на заданном уровне мощности и находится либо в состоянии «включено», либо в состоянии «выключено».

Пример конструкции как устройства 1, так и сменного блока 2, показан на фигурах 4A-4C. Конфигурация как устройства 1, так и сменного блока 2, во многом зависит от катушки 103 индуктивности, которая может эффективно нагревать токоприемник 204, и, если присутствует катушка 104 обратной связи, позволяющей этой катушке взаимодействовать с магнитными полями, генерируемыми катушкой индуктивности 103. В отношении Фигур 4A-4C, катушка 103 индуктивности имеет трубчатую форму и расположена так, что, если сменный блок 2 соединен с устройством 1, токоприемник 204 помещается внутрь катушки 103 индуктивности. Хотя это и не показано на Фигурах 4A-4C, где также присутствует катушка 104 обратной связи, она может быть помещена в компоновку концентрического типа в катушке индуктивности 103 или вокруг нее.

Сменный блок 2 содержит резервуар 201 с веществом, содержащий летучее вещество 202. Это вещество испаряется под действием тепла от токоприемника 204. Сменный блок 2 также содержит крышку 206, которая может быть перфорированной.

Устройство 1 из примера, показанного на Фигурах 4A-4C содержит перфорирующие элементы 105 наподобие трубок, которые выполнены с возможностью прокалывания крышки 206 сменного блока 2 в процессе работы испарительного устройства. Катушка 103 индуктивности на базовом элементе 1 располагается так, чтобы, чтобы соответствовать внешней форме сменного блока 2.

Для работы варианта осуществления, показанного на фигурах 4A-4C, пользователь помещает сменный блок 2 в устройство 1 таким образом, что токоприемник 204 в этом месте может взаимодействовать с катушкой 103 индуктивности устройства 1. Для облегчения размещения сменного блока 2 в правильной ориентации, на сменном блоке 2 может быть предусмотрен элемент выравнивания (не показан), который размещается с соответствующим элементом на устройстве 1.

Затем пользователь закрывает крышку устройства 1, чтобы заставить перфорирующий элемент 105 проколоть крышку 206. Катушка 103 индуктивности затем нагревает токоприемник 204 сменного блока 2, как было описано ранее, в результате чего летучее вещество 202 испаряется и истекает через перфорирующие элементы 105.

Чтобы уменьшить конденсацию внутри устройства 1, слой алюминиевой фольги располагается на внутренней поверхности перфорирующих элементов 105, которые образуют вытяжную трубу для направления испаряемой жидкости наружу от устройства 1. Предполагается, что алюминиевая фольга 205 нагревается посредством токоприемника 204, имеющего достаточное сродство к индуцированному магнитному полю, что это увеличивает магнитное поле через алюминиевую фольгу 205, что приводит разогреванию фольги 205 в пределах 5°C по отношению к температуре токоприемника 204. Этот нагрев алюминиевой фольги 205 уменьшает вероятность для конденсации внутри устройства 1 и также продвигает поток воздуха через него, так как создает температурный градиент между вытяжной трубой и воздухом, окружающим устройство 1.

Возможно, что летучее вещество 202 в вариант осуществления, показанного на фигурах 4A-4C, находится в форме геля.

В качестве дополнительного признака безопасности в конструкции, как показано на фигурах 4A-4C, перфорирующий элемент 105 может быть выполнен так, чтобы быть недоступным, когда устройство не используется.

На фигурах 5A-5C показаны три примерных поперечных сечения внутреннего пространства сменного блока 2.

На фигуре 5А показана первая конструкция, где фитиль 203 не используется. В этой конструкции токоприемник 204 непосредственно нагревает летучее вещество 202 в резервуаре 201. Токоприемник может быть расположен в или на резервуаре. Предпочтительно токоприемник 204 должен быть спроектирован и расположен таким образом, чтобы гарантировать, что по существу могло испариться все летучее вещество в сменном блоке 2.

Хотя токоприемник 204, показанный на Фигуре 5А, представлен как отдельный компонент в резервуаре 201 с веществом, нет обязательной необходимости в том, чтобы стенка резервуара 201 с веществом могла действовать как токоприемник. В этой ситуации, когда переменный ток проходит через катушку 103 индуктивности, весь резервуар 201, окружающий летучее вещество 202, будет нагреваться. В этой ситуации, было бы необходимо гарантировать, что пользователь не сможет коснуться резервуара 201 сменного блока 2 в то время, когда летучее вещество 202 испаряется, чтобы их не повредить.

Альтернативная конструкция сменного блока 2, которое использует фитиль 203, показана на Фигуре 5В. В этом случае, фитиль имеет форму для того, чтобы располагаться в нижней части резервуара 201, и предварительно насыщаться летучим веществом 202. Токоприемник 204 предпочтительно располагается внутри фитиля 203. Когда токоприемник 204 нагревается посредством катушки 103 индуктивности, летучее вещество 202 вблизи токоприемника начинает испаряться из фитиля 203. Так как это летучее вещество испаряется, летучее вещество 202, расположенное дальше от токоприемника 204, диффундирует по направлению к нему под действием капиллярных сил в фитиле 203.

Третья конструкция для сменного блока 2 показана на Фигуре 5С, которая представляет собой гибрид из конструкций, показанных на фигурах 5А и 5В. В этой конструкции, по меньшей мере, часть фитиля 203 проходит над летучим веществом 202 в резервуаре 201. Так как вещество испаряется из фитиля 203, новое летучее вещество поступает в фитиль 203 из резервуара 201. Новое летучее вещество диффундирует по направлению к токоприемнику 204 через под действием капиллярных сил в фитиле 203, как описано ранее.

Хотя на фигурах 4А - 5C показан только один токоприемник 204, может быть, что используется более чем один токоприемник 204.

Примерными формами для каждого токоприемника 204 могут быть полоска, сбегающая по длине резервуара 201 и/или фитиля 203, или кольцо, проходящее вокруг него. Также могут использоваться другие формы в зависимости от того, какое летучее вещество 202 в резервуаре 201 предназначено для нагрева, и в зависимости от того, где располагается катушка 103 индуктивности в устройстве 1.

Следует иметь в виду, что конструкции, показанные на фигурах 4А-5C, могут быть адаптированы так, чтобы позволить размещение более одного сменного блока 2. Например, на устройстве 1 могут быть предусмотрены дополнительные порты для того, чтобы сделать возможным подсоединение дополнительных сменных блоков 2. Каждый порт на устройстве 1 может быть снабжен своей собственной катушкой 103 индуктивности таким образом, что вещество 202, содержащееся в каждом сменном блоке 2, может нагреваться независимо от вещества, содержащегося в других сменных блоках 2. Альтернативно, все сменные блоки 2 могут селективно нагреваться с помощью одной катушки 103 индуктивности, расположенной на устройстве 1, с использованием обычной схемы выключателя с часовым механизмом. Независимо от числа используемых катушек 103 индуктивности или числа сменных блоков 2, принцип работы будет таким же, как описано ранее.

В идеале магнитный материал для магнитного токоприемника должен иметь высокие гистерезисные потери, так что, когда он повторно намагничивается и размагничивается от внешнего магнитного поля, относительно высокая доля энергии внешнего поля преобразуется в тепло. Магнитные свойства, проявляемые таким магнитным материалом, могут быть представлены графиком плотности (B) потока в зависимости от напряженности (H) магнитного поля, как показано на фигуре 7. Материалы, имеющие относительно низкие гистерезисные потери, представляются сплошной петлей гистерезиса, которая имеет небольшой участок, тогда как материалы, имеющие относительно высокие гистерезисные потери, представляются штриховой петлей гистерезиса, который имеет большую площадь. Доля энергии внешнего магнитного поля, которая превращается в тепло с помощью токоприемника, для каждого цикла намагничивания пропорциональна площади петли гистерезиса, соответствующей конкретному магнитному материалу. Таким образом магнитные материалы, имеющие петли гистерезиса малой площади, выделяют меньше тепла при воздействии на него данного переменного магнитного поля, и в качестве материалов токоприемника работают плохо. И наоборот магнитные материалы, имеющие петли гистерезиса большой площади выделяют больше тепла при воздействии на него такого же переменного магнитного поля, и в качестве материалов токоприемника работают хорошо. Площадь петли гистерезиса магнитного материала пропорциональна его коэрцитивности, так что материал, имеющий высокую коэрцитивность может быть особенно пригоден для использования в качестве токоприемника. Такой материал должен иметь коэрцитивность в диапазоне 50-1500 ампер на метр (H_C).

Существует верхний предел коэрцитивности для защищиты от чрезмерно высокой коэрцитивности для того, чтобы внешние переменные магнитные поля могли легко осуществлять необходимые инверсии потока магнитной индукции в материале, предотвращая таким образом точную настройку режима нагревания через магнитный гистерезис. Такие материалы известны как магнитно-мягкие материалы и отличаются тем самым от магнитно-жестких материалов с очень высокой коэрцитивностью, которые обычно используются при применении постоянных магнитов.

Claims (26)

1. Узел для испарения летучего вещества, содержащий устройство и сменный блок, которые являются отделяемыми друг от друга,

причем устройство содержит магнитную катушку индуктивности, выполненную с возможностью работать с переменным током, проходящим через нее с частотой от 20 кГц до 500 кГц, и один или более каналов испускания летучей жидкости, содержащих по меньшей мере один кусок теплопроводящей немагнитной металлической фольги и/или нанесенный теплопроводящий немагнитный металл; при этом сменный блок включает в себя по меньшей мере один магнитный токоприемник, имеющий коэрцитивность от 50 ампер/метр (H_C) до 1500 ампер/метр (H_C) и непроницаемый для жидкости герметичный резервуар, содержащий летучее вещество; при этом, при использовании, магнитный токоприемник(и) выполнен с возможностью нагревания вещества преимущественно путем магнитного гистерезиса, когда магнитный токоприемник(и) по меньшей мере частично расположен в индуцированном магнитном поле, создаваемом при использовании, когда переменный ток проходит через катушку индуктивности.

2. Узел по п.1, в котором один или более каналов испускания летучей жидкости выполнены в форме одной или более вытяжных труб, которые открыты с одного конца, чтобы принять испаряемую летучую жидкость, и открыты с другого их конца в среду, окружающую устройство.

3. Узел по п.2, в котором вытяжная труба(ы) выполнена с возможностью поворачиваться и/или перемещаться относительно остальной части устройства.

4. Узел по п.2, в котором вытяжная труба(ы) снабжена одним или более отверстиями и/или окнами, любое из которых или все выполнены с возможностью продвижения потока воздуха в вытяжную трубу и из нее в среду, окружающую устройство.

5. Узел по любому из предшествующих пунктов, в котором теплопроводящий, немагнитный металл выбран из: алюминия, серебра, золота, платины, вольфрама, магния или меди.

6. Узел по любому по пп.1-4, в котором теплопроводящий, немагнитный металл является алюминием и предпочтительно алюминиевой фольгой.

7. Узел по любому из пп.1-4, в котором теплопроводящая, немагнитная металлическая фольга выполнена в виде листа фольги толщиной от 8 мкм до 25 мкм.

8. Узел по любому из пп.1-4, в котором нанесенный теплопроводящий немагнитный металл предоставлен металлизированным напылением в вакууме с толщиной от 0,1 мкм до 10 мкм, причем наиболее предпочтительно 0,25 мкм.

9. Узел по п.2, в котором теплопроводящий немагнитный металл контактирует с внутренней поверхностью вытяжной трубы, или каждой вытяжной трубы, для того, чтобы образовать экран испаряющейся жидкости.

10. Узел по любому из пп.1-4, в котором любое вторичное нагревание вихревыми токами составляет <50% тепла, генерируемого в магнитном токоприемнике, и предпочтительно <40% генерируемого тепла, и более предпочтительно <35% генерируемого тепла, и наиболее предпочтительно менее чем <30% генерируемого тепла.

11. Узел по любому из пп.1-4, в котором магнитный токоприемник(и) выполнен по меньшей мере из одного из следующих материалов: ковкого чугуна; никеля; стали с никелевым покрытием; кобальта; отожженной углеродистой стали с 1% С; конструкционной стали, в частности с 0,3% С, 1% Ni, и/или 0,4% С, 3% Ni, 1,5% Cr; сплава железо-кобальт, предпочтительно Пермендюра 24 с 24% Со и/или Пермендюра 49 с 49% Со; сплава Гейслера с 61% Cu, 26% Mn, 13% Al; инструментальной стали; порошкового железа, предпочтительно установленного на резиновой основе; железных опилок, предпочтительно установленных в базе смолы или на резиновой основе.

12. Узел по любому из пп.1-4, в котором токоприемник выполнен из материала со стабильной температурой Кюри, предпочтительно менее чем 150°C.

13. Устройство для испарения летучего вещества из отсоединяемого сменного блока летучего вещества, содержащее резервуар для летучего вещества и по меньшей мере один магнитный токоприемник, имеющий коэрцитивность от 50 ампер/метр (H_C) до 1500 ампер/метр (H_C); причем устройство содержит магнитную катушку индуктивности, выполненную с возможностью работать с переменным током, проходящим через нее с частотой от 20 кГц и до 500 кГц, для того, чтобы индуцировать магнитное поле, и один или более каналов испускания летучей жидкости, содержащих по меньшей мере один кусок теплопроводящей немагнитной металлической фольги и/или нанесенный теплопроводящий немагнитный металл.

14. Устройство по п.13, в котором один или более каналов испускания летучей жидкости выполнены в форме одной или более вытяжных труб, которые открыты с одного конца, чтобы принять испаряемую летучую жидкость, и открыты с другого их конца в среду, окружающую устройство.

15. Устройство по п.14, в котором вытяжная труба(ы) выполнена с возможностью поворачиваться и/или перемещаться относительно остальной части устройства.

16. Устройство по п.14, в котором вытяжная труба(ы) снабжена одним или более отверстиями и/или окнами, любое из которых или все могут быть выполнены с возможностью продвижения потока воздуха в вытяжную трубу и из нее в среду, окружающую устройство.

17. Устройство по любому по пп.13-16, в котором теплопроводящий, немагнитный металл выбран из: алюминия, серебра, золота, платины, вольфрама, магния или меди.

18. Устройство по любому по пп.13-16, в котором теплопроводящий, немагнитный металл является алюминием и предпочтительно алюминиевой фольгой.

19. Устройство по любому по пп.13-16, в котором теплопроводящая, немагнитная металлическая фольга выполнена в виде листа фольги толщиной от 8 мкм и практически до 25 мкм.

20. Устройство по любому по пп.13-16, в котором нанесенный теплопроводящий немагнитный металл выполнен нанесением металлизированного напыления в вакууме с толщиной от 0,1 мкм до 10 мкм, причем наиболее предпочтительно 0,25 мкм.

21. Устройство по п.14, в котором теплопроводящий немагнитный металл контактирует с внутренней поверхностью вытяжной трубы, или каждой вытяжной трубы, для того, чтобы образовать экран испаряющейся жидкости.

22. Способ испарения летучего вещества, включающий в себя этапы расположения сменного блока, содержащего резервуар для летучего вещества и по меньшей мере один магнитный токоприемник, имеющий коэрцитивность от 50 ампер/метр (H_C) до 1500 ампер/метр (H_C), в устройстве, содержащем магнитную катушку индуктивности, выполненную с возможностью работать с переменным током, проходящим через нее с частотой от 20 кГц до 500 кГц, чтобы индуцировать магнитное поле, и один или более каналов испускания летучей жидкости, содержащих по меньшей мере один кусок теплопроводящей немагнитной металлической фольги и/или нанесенный теплопроводящий немагнитный металл;

генерирования магнитного поля через указанную катушку индуктивности путем пропускания через нее переменного тока с частотой от 20 кГц и до 500 кГц;

причем указанное расположение сменного блока в устройстве таково, что по меньшей мере один магнитный токоприемник находится по меньшей мере частично внутри генерируемого магнитного поля;

и испарения летучего вещества с помощью указанного по меньшей мере одного магнитного токоприемника, нагреваемого преимущественно посредством магнитного гистерезиса, индуцированного изменяющимся магнитным полем от катушки индуктивности, для испарения летучего вещества, и нагревания указанного по меньшей мере одного куска теплопроводящей, немагнитной металлической фольги и/или нанесенного теплопроводящего немагнитного металла, чтобы препятствовать конденсации испарившейся жидкости внутри устройства.

Images