用于蒸发可蒸发物质的装置 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 X Ⅴ -X Ⅴ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 X Ⅷ -X Ⅷ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 X Ⅻ -X Ⅻ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。