气体驱动的加热单元和加热但不燃烧的蒸发设备的制作方法

专利名称：气体驱动的加热单元和加热但不燃烧的蒸发设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及气体驱动的加热单元，并且尤其(但非限制性地)涉及用于例如烙铁、
喷胶器、蒸发设备(比如用于蒸发可蒸发物质的加热但不燃烧的蒸发器)中的气体驱动的加热单元，可蒸发物质可包括一种或多种气味成分、药物成分和/或精神作用成分，例如烟草、毛蕊、西番莲、丁香、育亨宾树、薄荷、茶、桉树类、甘菊和其它这类药草和植物物质，不过不用说，气体驱动的加热单元不限于这些用途。本发明还涉及一种蒸发设备并且尤其涉及用于蒸发可蒸发物质的加热但不燃烧的蒸发设备。
背景技术：
气体驱动的加热单元是已知的，并且气体驱动的加热单元通常用来加热烙铁(通常是便携式烙铁)的烙铁尖、喷胶器、蒸发设备等。这种用来加热烙铁、喷胶器和蒸发设备的气体驱动的加热单元在欧洲专利说明书No. 0， 118， 282和PCT专利申请公开说明书W02006/082571、 W0 2006/033091和WO 01/07173中公开。然而，在烙铁、喷胶器和蒸发设备的情况下，尤其是这些设备设置为便携式设备的情况下，这些设备的微型化是必要的，并且因而重要的是这些烙铁、喷胶器和蒸发设备的所有组成部件都微型化。于是，期望这些设备的气体驱动的加热单元尽可能有效地操作以使其微型化程度最大化。

发明内容
本发明旨在提供一种具有改进换能效率的气体驱动的加热单元。本发明还旨在一种蒸发设备，比如用于蒸发可蒸发物质的加热但不燃烧的蒸发设备。 根据本发明，提供了一种气体驱动的加热单元，其包括限定以下部件的导热材料壳体-第一催化燃烧室，以及
-第二催化燃烧室， 其中第一催化燃烧室构造成接收燃料并且使燃料与第二催化燃烧室相通以用来转化为热。 优选地，第一催化燃烧室包括第一催化元件。有利地，第一催化元件构造成限定两个催化表面。理想地，第一催化燃烧室包括由第一催化元件的两个催化表面形成的两个燃料流动通道。 优选地，第一催化元件在第一催化燃烧室内形成为圆柱形元件。有利地，第一催化元件是空心元件。理想地，第一催化元件包括穿孔金属载体。
优选地，第一催化元件的载体是金属板。 在本发明的一个实施例中，第一催化元件的载体形成空心柱体。 在本发明的另一实施例中，第一催化元件的载体的材料选自于以下材料或其合金
的一种或多种 不锈钢，
铝， 陶瓷， 二氧化硅，以及 碳。 优选地，第一催化元件的载体用催化材料涂覆。有利地，涂覆到第一催化元件的载体上的催化材料包括贵金属。 在本发明的一个实施例中，第二催化燃烧室包括第二催化元件。优选地，第二催化元件构造成限定两个催化表面。有利地，第二催化燃烧室包括由第二催化元件的两个催化表面形成的两个燃料流动通道。优选地，第二催化元件在第二催化燃烧室内形成为圆柱形元件。有利地，第二催化元件是空心元件。理想地，第二催化元件包括穿孔金属载体。
优选地，第二催化元件的载体是板材。 在本发明的一个实施例中，第二催化元件的载体形成空心圆柱体。在本发明的另
一实施例中，第二催化元件的载体的材料选自于以下材料或其合金的一种或多种 不锈钢， 铝， 陶瓷， 二氧化硅，禾口 碳。 在本发明的另一实施例中，第二催化元件的载体用催化材料涂覆。有利地，涂覆到第二催化元件的载体上的催化材料包括贵金属。 优选地，第二催化燃烧室构造成围绕第一催化燃烧室延伸。 有利地，第一和第二催化燃烧室是彼此同心的。优选地，第一催化燃烧室是圆筒形的。 在本发明的一个实施例中，第一和第二催化燃烧室中的一个包括热质。 在本发明的又一实施例中，气体驱动的加热单元还包括构造成分配燃料以便将壳
体维持在预定温度范围内的温度调节阀。 有利地，壳体还限定火焰燃烧室。优选地，火焰燃烧室使第二催化燃烧室与第一催化燃烧室相通。 在本发明的一个实施例中，给第一催化燃烧室设置燃料气体入口，并且从第二催化燃烧室设置燃料气体出口，燃料气体入口和废气出口相对于第一和第二催化燃烧室布置成使得燃料气体最初流动通过第一催化燃烧室，在这里至少一些燃料气体转化为热，并且由于第一催化燃烧室中的转化产生的废气以及来自第一催化燃烧室的未燃烧燃料气体流动通过第二催化燃烧室。 优选地，废气出口相对于第二催化燃烧室定位以使来自第一催化燃烧室的未燃烧燃料气体与第二催化元件的接触最大化。有利地，燃料气体入口相对于第一催化燃烧室定位以使燃料气体与第一催化元件的接触最大化。 优选地，壳体包括围绕一主腔室延伸并且限定该主腔室的主侧壁，第一和第二催化燃烧室形成于主腔室内，主侧壁在闭合主腔室一端的第一端壁和闭合主腔室的另一端的第二端壁之间延伸。
有利地，第一端壁限定第一催化燃烧室的上游端以及第二催化燃烧室的下游端。
理想地，一分隔元件定位于主腔室中，将主腔室分为所述第一催化燃烧室和第二催化燃烧室。 优选地，分隔元件从第一端壁延伸，并且有利地，分隔元件的远端在与第二端壁分
隔开的位置处终止于主腔室中，以便于第二催化燃烧室与第一催化燃烧室相通。 在本发明的一个实施例中，分隔元件包括分隔壁，其在主腔室内与主侧壁同心并
且与之分隔开地延伸以使得第一催化燃烧室形成于分隔壁内，并且第二催化燃烧室形成于
分隔壁和主侧壁之间。 优选地，燃料气体入口定位于第一端壁中，并且有利地，废气出口邻近第一端壁定位于主侧壁中。 优选地，火焰燃烧室限定于第二端壁和分隔元件的远端之间。 在本发明的一个实施例中，第一和第二催化元件中的至少一个相对于火焰燃烧室布置成使得当燃料气体最初在火焰燃烧室中以火焰燃烧时，火焰将第一和第二催化元件中的所述一个的温度升高至其点燃温度，并且火焰由于燃料气体由所述第一和第二催化元件中的所述一个体转化为热而熄灭。优选地，第一催化元件相对于火焰燃烧室定位成使得火焰将第一催化元件的温度升高至其点燃温度。有利地，用气体催化材料涂覆的穿孔端盖邻近火焰燃烧室横向地延伸跨过第一催化元件。 在本发明的一个实施例中，第一催化元件相对于燃料气体入口定位以用作防止火焰从火焰燃烧室通过燃料气体入口回爆的屏障。 在本发明的另一实施例中，第二催化元件相对于废气出口定位以用作防止火焰从火焰燃烧室通过废气出口喷出的屏障。 优选地，分隔壁是圆筒形分隔壁。有利地，壳体的主侧壁是圆筒形侧壁。 在本发明的另一实施例中，热质与第一和第二催化元件中的至少一个相关，用来
在短时间的燃料气体中断期间将邻近热质的与热质相关的第一和第二催化元件中的所述
至少一个的一部分维持处于或高于其点燃温度，以使得在燃料气体重新建立时，第一和第
二催化元件中邻近热质的那一个开始将燃料气体转化为热。优选地，热质与第一催化元件
相关。有利地，热质紧固至第一催化元件的一部分。 在本发明的另一实施例中，壳体适合用来结合至将由加热单元加热的附件。附件可以是烙铁的烙铁尖、用于加热胶的喷胶器的加热元件、熨斗的压板、用于蒸发其中的可蒸发物质的蒸发室，比如加热但不燃烧的蒸发设备。 本发明还提供了一种蒸发设备，其包括根据本发明的气体驱动的加热单元以及用来保持构造成在加热时释放浮质的可蒸发材料的蒸发室，蒸发室与加热单元的壳体处于热传递关系。 本发明还提供了一种蒸发设备，其包括壳体，所述壳体限定
-用来保持在加热时释放浮质的可蒸发材料的蒸发室，
-第一催化燃烧室，
-第二催化燃烧室， 其中第一催化燃烧室构造成接收燃料气体并且使燃料气体与第二催化燃烧室相通用来转化为热。
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优选地，蒸发室与第一和第二催化燃烧室同轴。有利地，蒸发室由从第二端壁延伸的次级侧壁形成。理想地，次级侧壁构造成圆筒形侧壁。 在本发明的一个实施例中，热交换心轴延伸入蒸发室。优选地，热交换心轴从第二端壁延伸。 在本发明的另一实施例中，蒸发设备还包括蒸发模块，其中所述模块构造成松散烟草、烟草薄片、烟草小袋以及包括注有尼古丁的基体的盒体之一。 在本发明的另一实施例中，蒸发设备还包括用来接合蒸发室的空心圆筒形插塞元件。优选地，插塞元件包括轴向接口延伸部分。 在本发明的另一实施例中，蒸发室构造成接合具有烟草的烟草制品。优选地，烟草制品构造有过滤器接口延伸部分。 在本发明的又一实施例中，蒸发设备构造为加热但不燃烧的蒸发设备。
本发明还提供了一种蒸发设备，其包括可加热的壳体，所述壳体限定
-用来保持在加热时释放浮质的可蒸发材料的蒸发室，
-第一火焰燃烧室，
-第一催化燃烧室，
-第二催化燃烧室， 其中第一催化燃烧室构造为接收燃料并且使燃料与第二催化燃烧室相通用来转化为热。 本发明的优点很多。本发明特别重要的优点在于，其提供了一种特别有效的气体驱动的加热单元，其具有将燃料气体转化为热的特别高的转化效率。因为根据本发明的加热单元所实现的相对较高的效率，加热单元特别适合于微型化，并且因而特别适合用于蒸发可蒸发物质的蒸发设备以及烙铁、喷胶器等中。这些优点主要通过以下手段实现将第一和第二催化燃烧室构造成使得燃料气体由第一催化燃烧室接收，并且来自第一催化燃烧室的夹带有未燃烧燃料气体的废气穿过第二催化燃烧室，在这里夹带的未燃烧燃料气体被转化为热并连同来自第一催化燃烧室的废气排出。通过将燃料气体入口和废气出口构造成使得燃料气体与第一催化燃烧室和第二催化燃烧室之间的接触区域最大化，能实现燃料气体的最大热转化效率。通过将相应第一和第二催化燃烧室中的第一和第二催化元件构造成使得第一和第二催化元件限定两个穿过相应第一和第二催化燃烧室的燃料气体通道，进一步提高燃料气体转化为热的转化效率。性能特性通过制造穿孔的催化元件进一步提高。这样，燃料气体可既流过催化元件内表面和催化元件外表面又穿过穿孔的催化元件本身。
通过将第一和第二催化燃烧室相对彼此同心地定位以使得第二催化燃烧室围绕第一催化燃烧室延伸，实现了气体驱动的加热单元的微型化。因而，在气体驱动的加热单元用作蒸发设备(比如加热但不燃烧的蒸发设备)的热源时，实现了这些设备的显著微型化。
本发明的又一优点通过提供热质来实现，其用来在短时间的燃料气体中断期间将第一和第二催化元件之一的相邻部分维持在催化元件的点燃温度处。通过在短时间的燃料气体中断期间将第一或第二催化元件的邻近热质的催化部分维持在催化元件的点燃温度处，在重新建立燃料气体供应时，由处于其点燃温度的第一或第二催化元件的部分进行的燃料气体至热的转化立即开始，并且因而第一或第二催化元件的剩余部分容易被带至其点燃温度，用于燃料气体由该催化元件进行的完全催化转化。热质紧固在其下游的第一催化元件的这种布置提供了具有热质的第一催化元件的特别有利的构造。 另外，由于将第一催化元件构造成具有由催化元件材料形成的下游端盖便于气体驱动的加热单元的点燃，原因在于火焰燃烧室中燃料气体的初始火焰燃烧将第一催化元件的端盖的温度升高至其点火温度，以使得由催化作用引起的燃料气体至热的转化在第一催化元件中开始，这样由于燃料气体耗尽火焰就将熄灭。


本发明从下面参照附图仅以示例的方式给出的对其优选实施例的描述中将得到更清楚的理解，在附图中 图1是根据本发明的气体驱动的加热单元的横截侧视图， 图2是图1所示气体驱动的加热单元在图1的II-II线上的横截端视图， 图3是图1所示气体驱动的加热单元在图1的III-III线上的横截端视图， 图4是图1所示气体驱动的加热单元在图1的IV-IV线上的横截端视图， 图5是图1所示气体驱动的加热单元的一部分的示意性横截侧视图，其详细描绘
了穿过燃烧室的流体流路， 图6是图1所示气体驱动的加热单元的一部分的示意性透视图，
图7是图1所示气体驱动的加热单元的放大横截端视图， 图8是根据本发明用于蒸发可蒸发物质的蒸发设备的横截侧视图，其包括图1所示的气体驱动的加热单元， 图9是图8所示蒸发设备的端视图，并且其一部分被移除， 图10是根据本发明另一实施例的用于蒸发可蒸发物质的蒸发设备的横截侧视图，其包括图l所示的气体驱动的加热单元，并且 图11是与图10所示蒸发设备一起使用的包含可蒸发物质的物品的透视图。
具体实施例方式
参照附图并且首先参照其中的图1至图7，其中示出了根据本发明的气体驱动的加热单元，该加热单元总体上用参考标号1表示，用来通过气体催化转换反应来将燃料气体转化为热。加热单元1尤其适合于微型化，并且因而尤其适合用于便携式手持加热设备中，比如烙铁、喷胶器、熨斗和蒸发设备(比如用来蒸发可蒸发物质的加热但不燃烧的蒸发设备)。根据本发明的蒸发设备在下面参照图8至图11描述。 包括由导热材料构成的壳体2的加热单元1在依靠壳体2将燃料气体转化为热方面是尤其有效的单元，壳体2限定第一催化燃烧室(即圆筒形初级燃烧室11)、第二催化燃烧室(即环状次级燃烧室12)以及火焰燃烧室16。尤其参照图5和图7，次级燃烧室12围绕初级燃烧室11延伸，并且导入初级燃烧室11的燃料气体/空气混合物沿图5和图6的箭头A的方向流动穿过初级燃烧室11并且然后穿过火焰燃烧室16到达次级燃烧室12。第一催化元件(即圆筒形的穿孔初级气体催化燃烧元件13)定位于初级燃烧室11中，并且第二催化元件(即圆筒形的穿孔次级气体催化燃烧元件14)定位于次级燃烧室12中。初级和次级气体催化燃烧元件13和14如下所述与限定初级和次级燃烧室11和12的壁间隔开，以使得导入初级燃烧室11的燃料气体/空气混合物沿箭头A的方向沿着初级气体催化燃
11烧元件13的内侧和外侧流动，并且又沿箭头A的方向沿着次级气体催化燃烧元件14的内侧和外侧流动。由于初级和次级气体催化燃烧元件13和14是穿孔材料，如下所述，所以燃料气体/空气混合物还在各个元件13和14的内侧和外侧之间流动穿过初级和次级气体催化燃烧元件13和14。 因而，在已经使初级和次级气体催化燃烧元件13和14达到它们的点燃温度时，燃料气体/空气混合物由初级气体催化燃烧元件13有效地转化为热，并且从初级气体催化燃烧室11排出的具有夹带的未燃烧燃料气体的废气沿箭头A的方向流动穿过火焰燃烧室16，并且然后流动进入次级燃烧室12，在这里未燃烧燃料气体由次级气体催化燃烧元件14转化为热。初级和次级气体催化燃烧元件13和14的这种布置确保穿过初级和次级燃烧室11和12的基本上全部燃料气体(如果不是全部的话)被转化为热。 最初为了升高初级气体催化燃烧元件13的温度，燃料气体/空气混合物在火焰燃烧室16中以火焰的形式燃烧，如下所述。火焰将初级气体催化燃烧元件的温度升高至其点燃温度，这就开始将燃料气体/空气混合物催化地转化为热，并且因此使火焰缺乏燃料气体，从而火焰熄灭。在初级气体催化燃烧元件13开始将燃料气体/空气混合物催化地转化为热时，壳体2的温度升高，并且接着通过热传导、对流和辐射，次级气体催化燃烧元件14的温度升高至其点燃温度，并且其将夹带于来自初级燃烧室11的废气中的任何未燃烧燃料气体转化为热。 现在更详细地转向加热单元1的构造，由导热材料构成的壳体2可由铝、钢、不锈钢或任何其它适合的导热材料制成，并且由圆筒形主侧壁4 (其在一端处由第一端壁5闭合并且在另一端处由第二端壁6闭合，从而一起限定主腔室8)形成。在本发明的实施例中包括与主侧壁4材料类似的圆筒形分隔壁10的分隔元件从第一端壁5与主侧壁4同心地延伸进入主腔室8，并且将主腔室8分为初级燃烧室11和次级燃烧室12。初级燃烧室11形成于分隔壁10内，而次级燃烧室12限定于分隔壁10和主侧壁4之间，以使得次级燃烧室12完全围绕初级燃烧室11延伸并且包围初级燃烧室11。初级气体催化燃烧元件13定位于初级燃烧室11中，用来将其中的燃料气体转化为热，并且次级气体催化燃烧元件14定位于次级燃烧室12中，也用来将次级燃烧室12中的燃料气体转化为热。
分隔壁10终止于与第二端壁6分隔开的远端15处，并且与第二端壁6 —起限定火焰燃烧室16，在火焰燃烧室16内燃料气体最初以火焰形式燃烧以将初级气体催化燃烧元件13的温度升高至其点燃温度，以便通过初级气体催化燃烧元件13并且接着通过次级气体催化燃烧元件14开始将燃料气体催化转换为热，如下所述。同心地形成于第一端壁5中的燃料气体入口 17将燃料气体输送入初级燃烧室11。主侧壁4中邻近第一端壁5的废气出口 18容纳来自次级燃烧室12的废气。 初级和次级燃烧室11和12通过火焰燃烧室16相通，并且通过燃料气体入口 17输送入初级燃烧室11的燃料气体沿箭头A所示的方向穿过火焰燃烧室16进入次级燃烧室12，参见图5和图6。因而，在初级和次级气体催化燃烧元件13和14的温度已经升高至它们的点燃温度时，通过燃料气体入口 17输送入初级燃烧室11的燃料气体由初级气体催化燃料元件13转化为热，并且夹带有来自初级燃烧室11的未燃烧燃料气体的废气穿过火焰燃烧室16并且然后进入次级燃烧室12，在这里夹带的未燃烧燃料气体由次级气体催化燃烧元件14转化为热。来自初级和次级燃烧室11和12的废气穿过废气出口 18。第一端壁5因而限定初级燃烧室11的上游端和次级燃烧室12的下游端。 在本发明的这个实施例中，初级气体催化燃烧元件13是由限定催化内表面19和催化外表面20的穿孔金属板形成的空心圆筒形构造。次级气体催化燃烧元件14也是空心圆筒形构造并且由限定催化内表面21和催化外表面22的穿孔金属板形成。初级气体催化燃烧元件13相对于分隔壁10构造成使得催化内表面19和催化外表面20限定穿过初级燃烧室11的相应通道23和24以使得通过燃料气体入口 17输送入初级燃烧室11的燃料气体在箭头A的方向上沿着初级气体催化燃烧元件13的催化内表面19和催化外表面20两者经过，参见图5和图6，从而利于燃料气体由初级气体催化燃烧元件13进行的气体催化转化。 次级气体催化燃烧元件14构造于次级燃烧室12内以使得其催化内表面21和催化外表面22限定穿过次级燃烧室12的通道26和27，来自初级燃烧室11的夹带燃料气体的废气在箭头A的方向上穿过所述通道沿着次级气体催化燃烧元件14的催化内表面21和催化外表面22并在其上经过，参见图5和图6。因此，在初级燃烧室11中未转化为热的燃料气体在次级气体催化燃烧元件14的催化内表面21和催化外表面22上经过时被转化为热，因而燃料气体的热析取效率通过初级和次级气体催化燃烧元件13和14的组合显著地增大。 通过让燃料气体在初级和次级气体催化燃烧元件13和14的内表面和外表面上经过，初级和次级气体催化燃烧元件13和14的热析取效率增大。另外，由于初级气体催化燃烧元件13是穿孔的，燃料气体在沿着初级燃烧室11中的通道23和24通过时也在通道23和24之间渗透穿过初级气体催化燃烧元件13，从而进一步增大初级气体催化燃烧元件13的转化效率。类似地，由于次级气体催化燃烧元件14是穿孔的，燃料气体在沿着次级燃烧室12中的通道26和27通过时也在通道26和27之间渗透穿过次级气体催化燃烧元件14，从而增大次级气体催化燃烧元件14的转化效率。 定位于燃料气体入口 17中的扩散器25将燃料气体引导入初级燃烧室11并且与分隔壁10相配合以沿着通道23和24在初级气体催化燃烧元件13的催化内表面19和催化外表面20上引导燃料气体。 初级气体催化燃烧元件13包括由穿孔的不锈钢/铝合金板构成的空心圆筒形载体元件28提供的载体。载体元件28由主要是铂的贵金属合金涂覆。初级气体催化燃烧元件13的外径小于分隔壁10的内径，以使得其催化外表面20与分隔壁10间隔开，以形成通道24，以便燃料气体能沿着初级气体催化燃烧元件13的催化外表面20经过。端盖29横向地延伸跨过载体元件28的下游端，端盖29由与载体元件28类似的穿孔载体材料形成并涂覆有载体元件28所涂覆的类似贵金属合金。因此，从通道23穿过端盖29的一些未燃烧燃料气体由端盖29转化为热，并且未转化为热的任何剩余燃料气体随同来自初级燃烧室ll的废气一起穿过火焰燃烧室16进入次级燃烧室12。 热质30由铆钉31紧固至初级气体催化燃烧元件13的端盖29，且热质30与端盖29热传导地接合，用来在燃料气体至主腔室8的输送在壳体2的温度调节期间中断时在短暂时期期间将端盖29的相邻部分32保持处于或高于其点燃温度，以使得在重新建立燃料气体至主腔室8的输送时，端盖29的所述部分32处于或高于其点燃温度并且开始将燃料气体转化为热，从而快速地升高端盖29的剩余部分的温度，并且这样就将载体元件28升高至点燃温度，以使得整个初级气体催化燃烧元件13将燃料气体转化为热。
次级气体催化燃烧元件14包括由穿孔的不锈钢/铝合金板的圆筒形载体元件33形成并且用主要是铂的贵金属合金涂覆的空心圆筒形构造的载体。次级气体催化燃烧元件14的外径小于主侧壁4的内径，并且次级气体催化燃烧元件14的内径大于分隔壁10的外径，以便在次级燃烧室12中限定通道26和27，以使得燃料气体在次级气体催化燃烧元件14的催化内表面21和催化外表面22上流动。 在本发明的这个实施例中，初级和次级气体催化燃烧元件13和14是类似的材料，并且都具有类似的点燃温度，在这个温度下它们开始通过催化作用将燃料气体转化为热。
陶瓷材料的电绝缘壳体36中的电极35延伸入火焰燃烧室16，同时绝缘壳体36将电极35与主侧壁4电绝缘。电极35终止于与主侧壁4间隔开的末端37，以使得在将电压施加至电极35时，末端37和主侧壁4之间产生火花弧以用来初始地点燃燃料气体从而以火焰的形式在燃烧室16中燃烧，用来将初级气体催化燃烧元件13的温度升高至其点燃温度。压电点火器(未示出)结合至电极35用来在电极35上产生电压。主侧壁4相对于电极35的电压保持处于接地电压电势。 初级气体催化燃烧元件13的穿孔的端盖29在燃料气体最初通过燃料气体入口 15输送入初级燃烧室11时允许燃料气体通过孔渗透进入火焰燃烧室16。在火花产生于电极35和主侧壁4之间时，燃料气体点燃以在火焰燃烧室16中以火焰的形式燃烧。火焰的根部位于初级气体催化燃烧元件13的端盖29稍上方，并且火焰充分靠近端盖29，用来将端盖29的温度升高至其点燃温度。 一旦端盖29已经升高至其点燃温度，其立即通过催化转化将燃料气体转化为热，并且端盖29的剩余部分以及接着初级气体催化元件13的载体元件28被升高至其点燃温度，这也将燃料气体转化为热。在这个阶段，火焰缺乏燃料气体并且熄灭。之后，燃料气体至热的转化通过初级气体催化燃烧元件13中的催化转化来实现。次级气体催化燃烧元件14然后通过来自分隔壁10和主侧壁4的热辐射以及通过来自初级燃烧室11的热废气快速地升高至其点燃温度。 一旦到达其点燃温度，次级气体催化燃烧元件14将在初级燃烧室11中没有被转化的任何燃料气体转化为热。 延伸穿过主侧壁4的检查口 40由透镜41闭合以便于检查火焰燃烧室16从而确定火焰的状态。 文丘里混合器元件42定位于第一端壁5的上游用来在通过燃料气体入口 15将燃料气体输送入主腔室8之前将燃料气体与空气混合。燃料气体通过气体喷嘴44输送入文丘里混合器元件42，并且用来与燃料气体混合的空气通过空气入口 45吸入文丘里混合器元件42。 虽然未示出，在文丘里混合器42的上游设置温度控制系统，用来控制加热单元1的温度。温度控制系统包括与加热单元l的壳体2热传导地接合的温度响应阀。响应于壳体2的温度，温度响应阀控制燃料气体输送至文丘里混合器元件42的速率以便将壳体2的温度维持在预定的温度范围内。根据加热单元l的期望操作温度，温度响应阀可逐渐地改变燃料气体至文丘里混合器元件42的供应，或者可周期性地短时间中断燃料气体至文丘里混合器元件42的供应。在燃料气体至文丘里混合器元件42的这种短期中断期间，热质30将初级气体催化燃烧元件13的部分32维持在其点燃温度，以便由初级气体催化燃烧元件13将燃料气体催化转化为热在重新建立燃料气体供应时重新开始。这种温度控制系统能与申请人的PCT专利公开申请说明书No. W002/48591以及申请人的PCT专利公开申请说明书No. W02006/082571中所描述的类似。 在使用中，燃料气体通过气体喷嘴44输送入文丘里混合器元件42，在这里燃料气体与空气混合并且通过燃料气体入口 17中的扩散器25输送入初级燃烧室11。最初，燃料气体/空气混合物由电极35的火花点燃以在火焰燃烧室16中以火焰的形式燃烧，以便将初级气体催化燃烧元件13的温度升高至其点燃温度，从而开始由初级气体催化燃烧元件13将燃料气体催化转化为热。 一旦初级气体催化燃烧元件13已经到达其点燃温度，其就开始将燃料气体催化地转化为热。之后，火焰缺乏燃料气体并且熄灭。由于热从初级气体催化燃烧元件13传导并且辐射至分隔壁10以及主侧壁4，次级气体催化燃烧元件14也升高至其点燃温度。在燃料气体流动穿过初级燃烧室11时，较大比例的燃料气体由初级气体催化燃烧元件13转化为热。其中夹带未燃烧燃料气体的废气从初级燃烧室11穿过火焰燃烧室16进入次级燃烧室12。夹带于废气中的未燃烧燃料气体由次级气体催化燃烧元件14转化为热。废气通过废气出口 18从次级燃烧室12排出。 火焰燃烧室14可通过检查口 40检查，最初确认火焰燃烧在火焰燃烧室16中已经开始，并且接着确保燃烧从火焰燃烧转变为催化转化。在转变期间，火焰的大小和强度降低并且逐渐地变黄。在催化转化开始时，初级和次级气体催化燃烧元件13和14开始变红，因而产生可通过检查口 40看到的红光。 在燃料气体中断的短暂时间期间，由于加热单元1的温度调节，热质30将初级气体催化燃烧元件13的相邻部分32维持处于或高于其点燃温度，以使得在燃料气体重新通入初级燃烧室11时，初级气体催化燃烧元件13再次开始将燃料气体转化为热，从而又将次级气体催化燃烧元件14的温度升高至其点燃温度，并且因而加热单元1的正常操作继续。
由于初级气体催化燃烧元件13的构造，初级气体催化燃烧元件13并且尤其初级气体催化燃烧元件13的端盖29用来防止在火焰燃烧期间火焰从火焰燃烧室16迁移进入初级燃烧室11，从而避免回爆，回爆又能迁移入燃料气体入口17以及文丘里混合器42并且将导致爆炸。在次级燃烧室12中提供次级气体催化燃烧元件14防止在火焰燃烧期间火焰从火焰燃烧室16迁移通过次级燃烧室12，否则能引起火焰通过废气出口 18喷出，这能导致对使用加热单元1的个人的伤害或燃烧。实际上，次级气体催化燃烧元件14遍及废气出口18延伸还用来防止火焰通过废气出口 18喷出。因此，初级和次级气体催化燃烧元件13和14的布置用来在火焰燃烧期间将火焰限制在火焰燃烧室16中。 现在参照图8和9，示出了同样根据本发明的蒸发设备，其总体上用参考标号60表示。蒸发设备60是加热但不燃烧的蒸发设备，用来蒸发可蒸发物质(比如烟草和/或其它这种药草和植物物质)的可蒸发成分。可蒸发物质仅通过加热来蒸发且不会燃烧可蒸发物质。在本发明的这个实施例中，蒸发设备60尤其适合于蒸发烟草。蒸发设备60包括参照图1至图7描述的气体驱动的加热单元1。加热单元用作热源，用来加热蒸发室61中的可蒸发物质，蒸发室61由从加热单元1的第二端壁6延伸的次级圆筒形侧壁62形成。本发明的这个实施例中的加热单元1与参照图1至图7描述的加热单元1类似并且类似的部件由相同的参考标号表示。 次级侧壁62是与壳体2类似的导热材料并且限定通向蒸发室61的敞开嘴63。空心圆筒形插塞元件65可接合在蒸发室61中，用来闭合敞开嘴63，并且闭合蒸发室61。插塞元件65包括端壁66以及从端壁66延伸的圆筒形侧壁67，侧壁67在次级侧壁62内形成 相对紧密的滑动配合。出口管69从插塞元件65的端壁66同轴地延伸并且终止于接口 70 中，用来容纳通过接口 70从蒸发室61中的可蒸发物质蒸发的蒸汽浮质。
次级侧壁62中与第二端壁66相邻的一个或多个空气入口 71容纳被吸入蒸发室 61的空气，这又用来便于从蒸发室61通过接口 70吸取蒸汽浮质。在接口 70进行吸取时， 通过空气入口 71吸入的空气夹带从蒸发室61的可蒸发物质释放的可蒸发成分的蒸汽，以 使得当蒸汽在出口管69中冷却时，浮质形成，并且通过接口 70被吸取。
具有螺纹中心孔口 74的中心凸起73与第二端壁6 —体形成并且从第二端壁6延 伸入蒸发室61。热交换元件(即终止于螺纹端76的热交换心轴75)可接合在螺纹孔口 74 中并且从凸起73同轴地延伸入蒸发室61并且穿过蒸发室61，用来将热从第二端壁6传递 入蒸发室61中的可蒸发物质。热交换心轴75是与壳体2类似的导热材料并且与次级侧壁 62同心。多个间隔翅片77从第二端壁6延伸并且从凸起73径向地延伸，用来将金属滤网 材料的圆盘78与第二端壁6隔开。圆盘78的直径基本上类似于蒸发室61的直径，用来保 持蒸发室61中的可蒸发材料并且防止可蒸发材料穿过空气入口 71。另外，滤网圆盘78容 许空气由此穿过，并且将将通过空气入口 71吸取的空气分散在蒸发室61中的可蒸发材料 区域上。 蒸发室61与申请人的PCT申请No.W02006/082571中公开的蒸发设备的蒸发室基 本上类似。 定位于文丘里元件42的上游的温度响应控制阀(未示出，其通过第一端壁5与壳 体2热传导地接合)响应于壳体2的温度，并且就响应于蒸发室61的温度，用来控制燃料 气体至文丘里混合器元件42的供应，用来将蒸发室61中的可蒸发物质的温度维持在适合 的蒸发温度，用来从烟草蒸发期望成分的温度通常处于IOO。至350°的范围，并且更典型 地在130°至250°的范围中，并且理想地在150°至200°的范围中。温度响应阀是本申 请人的PCT专利申请公开说明书W002/48591和W02006/082571中公开的类型。另外，安全 隔离阀也能设置于温度响应控制阀的上游，用来在加热单元1超过安全温度的情况下将加 热单元1与燃料气体供应隔离开。这种安全隔离阀可以是与本申请人的PCT专利申请公开 说明书W02006/082571中公开的蒸发设备相结合地描述的类型。 通常，包括壳体2和蒸发室61的蒸发设备60以及温度响应控制阀和安全隔离阀 容纳于外壳(通常是塑料的)中，并且可再装的储器设置于所述外壳中，用来通过安全隔离 阀和温度响应阀将燃料气体供应至加热单元1。 在使用中，将要蒸发的烟草放置于蒸发室61中。烟草可以是颗粒和/或薄片形式、 松散形式或在小袋中。可选地，代替提供烟草，包括注入尼古丁的基体的盒体可放置于蒸发 室61中。在烟草以小袋形式提供时，小袋可以是任何期望的形状，并且在一些情况下，可以 是圆筒形形状。在烟草或包括注入尼古丁的基体的盒体放置于蒸发室61中时，插塞元件65 接合在蒸发室61中，用来闭合蒸发室61。 手动开/关阀(未示出)被操作来将燃料气体从储器(未示出)供应至加热单元 1。与操作手动开/关阀同时地，将压电点火器(未示出)致动，用来将高电压施加至电极 35，这在电极35的末端37和加热单元1的壳体的主侧壁4之间引起火花弧，这又点燃来自 文丘里混合器元件42的燃料气体/空气混合物，从而在火焰燃烧室16中以火焰燃烧的形
16式燃烧。火焰将初级气体催化燃烧元件13的温度升高至其点燃温度，这开始将燃料气体转 化为热，并且之后很快火焰缺乏燃料气体并且熄灭。次级气体催化燃烧元件14然后被带到 其点燃温度并且将夹带于来自初级燃烧室11的废气中的燃料气体转化为热。在壳体2已 经被带到其操作温度并且蒸发室61中的烟草开始在其中产生可蒸发成分的蒸汽时，通过 在接口 70上进行吸取，从蒸发室61的烟草产生的蒸汽浮质形成并且通过接口 70吸取以便 吸入。 在烟草中的可蒸发成分已经耗尽时，用过的烟草从蒸发室61移除并且用新的烟 草替换。 现在参照图10和图ll，示出根据本发明另一个实施例的蒸发设备，其总体上用参 考标号80表示，用来蒸发烟草制品81的烟草中的可蒸发成分。蒸发设备80与蒸发设备60 基本上类似并且类似的部件用相同的参考标号指示。蒸发设备80和蒸发设备60之间的主 要差异在于蒸发室66被改造成接收烟草制品81，其为圆筒形构造，并且其可以以紧密滑动 配合的形式接合于蒸发室61中。因此，插塞元件65在本发明的这个实施例中被省略。烟 草制品81包括适合纸张构成的外部圆筒形套筒83，颗粒和薄片形式的烟草84包装于套筒 83中。过滤器元件86定位于套筒83中的下游端87处。过滤器元件86类似于常规香烟端 部过滤器，并且提供用于从烟草84中的可蒸发成分所蒸发的蒸汽过滤出各种成分，并且还 用来产生浓縮蒸汽以形成浮质。 套筒83的上游端88敞开用来容许空气在套筒83中进入烟草84。套筒83的外径 与蒸发室61的内径基本上类似，并且在次级侧壁62中是相对紧密的滑动配合。
虽然蒸发设备80示出为包括热交换心轴75，但是蒸发设备88可设置有或没有热 交换心轴75。然而，如果设置于蒸发设备80中，热交换心轴75将在套筒83插入蒸发室61 时同轴地穿透套筒83中的烟草84的中心。 在本发明的这个实施例中，套筒83包装有烟草84的部分的长度类似于次级侧壁 62从滤网圆盘78至次级侧壁62的下游端89的长度，以使得在套筒83插入蒸发室61且其 上游端88邻接滤网圆盘78时，烟草84全部定位于蒸发室61内，且过滤器元件86从这里 向外突出，以便于邻近过滤器元件87在套筒83上进行吸取。 在使用中，烟草制品81通过将套筒83插入蒸发室61直到其上游端88处于与滤 网圆盘78紧接接合而插入蒸发室61，并且如果热交换心轴75设置于蒸发室61中，热交换 心轴75在烟草制品插入蒸发室61时穿透烟草84。在蒸发设备80已经被带到操作温度并 且烟草84的可蒸发成分开始蒸发时，通过邻近过滤器元件86在套筒83的下游端87上进 行吸取，可蒸发成分的浮质被吸取通过过滤器元件86以便吸入。 虽然加热单元已经描述为用于加热蒸发设备的蒸发室，本领域技术人员将容易明 白，根据本发明的加热单元1可用来加热任何其它附件，例如烙铁的烙铁尖、喷胶器、熨斗 的压板或要加热的其它任何元件。在加热单元用来加热烙铁的烙铁尖时，可以想象到，烙铁 尖将定位于形成蒸发室的次级侧壁62的位置，并且将从第二端壁6轴向地延伸。在加热设 备用于加热喷胶器时，可以想象到，加热单元将定位于导热壳体内，导热壳体又将设有胶容 纳孔口用来容纳将被熔化的胶，并且所述胶又被推压穿过从导热元件延伸的胶喷嘴。在加 热单元用来加热熨斗的压板时，加热单元的壳体将设置成与熨斗的压板直接导热地接合。
将明白到，虽然加热单元1已经描述成包括用来形成燃烧室的特定形状和构造的壳体，但是可使用任何其它适合形状和构造的壳体。 还将明白到，可使用其它形状和构造并且实际上其它材料的初级和次级气体催化 燃烧元件。可以想象到，在某些情况下可提供陶瓷材料的初级和次级气体催化燃烧元件，并 且在某些情况下，可以想象到初级和次级气体催化燃烧元件中的一个可以是陶瓷材料，而 另一个可以是金属材料。实际上，在某些情况下，可以想象到初级气体催化燃烧元件可以是 陶瓷材料的，并且能由陶瓷材料的多孔块体或柱体提供，其将定位于初级燃烧室中。初级气 体催化燃烧元件的陶瓷材料能通过在陶瓷材料内提供大量互连空隙或通过提供多个延伸 贯穿其中的相对较小直径的孔口而制成多孔的。 虽然初级和次级气体催化燃烧元件已经描述成是彼此类似的材料并且具有相应 类似的点燃温度，可以想象到，在某些情况下，初级和次级气体催化燃烧元件可以彼此不 同，并且可具有不同的点燃温度。例如，可以想象到，在某些情况下，次级气体催化燃烧元件 可具有与初级气体催化燃烧元件相比较低的点燃温度，或反之亦然。 虽然已经描述了用来蒸发烟草的蒸发设备，蒸发设备可用来蒸发任何其它的可蒸 发物质，无论药草、植物或其它物质以及药物化合物、合成物和成分以及精神化合物、合成 物和成分。 虽然蒸发室已经描述成包括延伸入蒸发室的单个热交换心轴，将容易明白到，可 提供任何数量的热交换心轴。还可以想象到，在某些情况下，可省略热交换心轴。
虽然已经描述了特定构造的蒸发室，可提供任何其它适合布置的蒸发室，以及与 将被蒸发的可蒸发物质形成任何其它适合关系的蒸发室。 实际上，在某些情况下，可以想象到加热设备可提供作为一次性设备，其可在例如 与预定量的烟草制品或烟草小袋或蒸发室中装填的烟草一起使用之后丢弃。在此情况下， 燃料气体储器将不是可再装的，并且将设置有正好足够用于设备所要使用的烟草制品或装 填烟草的数量的燃料气体。 还可以想象到，在某些情况下，加热单元可以不设置火焰燃烧室。在此情况下，可 以想象到，次级气体催化燃烧元件将通过初始地点燃通过废气出口排出的燃料气体/空气 混合物从而以火焰形式燃烧来升高至其点燃温度，并且火焰根部位于次级催化燃烧元件上 会将次级催化燃烧元件的温度升高至其点燃温度，这将因而开始通过催化作用将燃料气体 转化为热，因而熄灭火焰，并且又通过辐射将热传递至初级气体催化燃烧元件，其又被升高 至点燃温度。 不必说，任何其它适合的点燃系统可提供用来点燃燃料气体从而以火焰的形式燃 烧，以便将任一个气体催化燃烧元件的温度升高至其点燃温度。实际上，可以想象到，在某 些情况下，在已经省略火焰燃烧室的情况下，可布置初级燃烧室和初级气体催化燃烧元件， 由此火焰燃烧最初在初级气体催化燃烧元件内发生，初级气体催化燃烧元件会在其被带到 其点燃温度时开始将燃料气体转化为热，因而熄灭火焰。
权利要求
一种气体驱动的加热单元，其包括导热材料的壳体，所述壳体限定-第一催化燃烧室，以及-第二催化燃烧室，其中第一催化燃烧室构造成接收燃料并且使燃料与第二催化燃烧室相通以用来转化为热。
2. 如权利要求1所述的气体驱动的加热单元，其中第二催化燃烧室构造成围绕第一催 化燃烧室延伸。
3. 如权利要求1或2所述的气体驱动的加热单元，其中第一催化燃烧室和第二催化燃 烧室彼此同心。
4. 如任何前述权利要求所述的气体驱动的加热单元，其中第一催化燃烧室是圆筒形。
5. 如任何前述权利要求所述的气体驱动的加热单元，其中所述壳体还限定使第二催化 燃烧室与第一催化燃烧室相通的火焰燃烧室。
6. 如任何前述权利要求所述的气体驱动的加热单元，其中第一催化燃烧室包括第一催 化元件。
7. 如权利要求6所述的气体驱动的加热单元，其中第一催化元件构造成限定两个催化 表面。
8. 如权利要求7所述的气体驱动的加热单元，其中第一催化燃烧室包括由第一催化元 件的两个催化表面形成的两个燃料流动通道。
9. 如权利要求6至8中的任何一个所述的气体驱动的加热单元，其中第一催化元件被 形成为第一催化燃烧室内的圆筒形元件。
10. 如权利要求6至9中的任何一个所述的气体驱动的加热单元，其中第一催化元件是 空心元件。
11. 如权利要求6至10中的任何一个所述的气体驱动的加热单元，其中第一催化元件 包括穿孔金属构成的载体。
12. 如权利要求11所述的气体驱动的加热单元，其中第一催化元件的载体是金属板。
13. 如任何前述权利要求所述的气体驱动的加热单元，其中第二催化燃烧室包括第二 催化元件。
14. 如权利要求13所述的气体驱动的加热单元，其中第二催化元件构造成限定两个催 化表面。
15. 如权利要求14所述的气体驱动的加热单元，其中第二催化燃烧室包括由第二催化 元件的两个催化表面形成的两个燃料流动通道。
16. 如权利要求13至15中的任何一个所述的气体驱动的加热单元，其中第二催化元件 被形成为第二催化燃烧室内的圆筒形元件。
17. 如权利要求13至16中的任何一个所述的气体驱动的加热单元，其中第二催化元件 是空心元件。
18. 如权利要求13至17中的任何一个所述的气体驱动的加热单元，其中第二催化元件 包括穿孔金属构成的载体。
19. 如权利要求18所述的气体驱动的加热单元，其中第二催化元件的载体是板材。
20. 如任何前述权利要求所述的气体驱动的加热单元，其中第一催化燃烧室和第二催化燃烧室中的一个包括热质。
21. 如任何前述权利要求所述的气体驱动的加热单元，还包括构造成分配燃料以便将 壳体维持在预定温度范围内的温度调节阀。
22. 如任何前述权利要求所述的气体驱动的加热单元，其中给第一催化燃烧室设置燃 料气体入口 ，并且从第二催化燃烧室设置燃料气体出口 ，燃料气体入口和废气出口相对于 第一催化燃烧室和第二催化燃烧室布置成使得燃料气体最初流动通过第一催化燃烧室，在 第一催化燃烧室中至少一些燃料气体转化为热，并且由于第一催化燃烧室中的转化产生的 废气以及来自第一催化燃烧室的未燃烧燃料气体流动通过第二催化燃烧室。
23. 如任何前述权利要求所述的气体驱动的加热单元，其中壳体包括围绕主腔室延伸 并且限定所述主腔室的主侧壁，第一催化燃烧室和第二催化燃烧室形成于主腔室内，所述 主侧壁在闭合主腔室的一端的第一端壁和闭合主腔室的另一端的第二端壁之间延伸。
24. 如权利要求23所述的气体驱动的加热单元，其中第一端壁限定第一催化燃烧室的 上游端以及第二催化燃烧室的下游端。
25. 如权利要求23或24所述的气体驱动的加热单元，其中一分隔元件定位于主腔室 中，将主腔室分为所述第一催化燃烧室和第二催化燃烧室。
26. 如权利要求25所述的气体驱动的加热单元，其中所述分隔元件从第一端壁开始延 伸并且其远端在与第二端壁分隔开的位置处终止于主腔室中，以便于第二催化燃烧室与第 一催化燃烧室相通。
27. 如权利要求26所述的气体驱动的加热单元，其中在第二端壁与分隔元件的远端之 间限定火焰燃烧室。
28. 如权利要求25至27中的任何一个所述的气体驱动的加热单元，其中所述分隔元件 包括分隔壁，其在主腔室内与主侧壁同心并且与之隔开地延伸以使得第一催化燃烧室形成 于所述分隔壁内，并且第二催化燃烧室形成于所述分隔壁和主侧壁之间。
29. 如权利要求22至28中的任何一个所述的气体驱动的加热单元，其中燃料气体入口 定位于第一端壁中，并且废气出口邻近第一端壁定位于主侧壁中。
30. 如权利要求21至29中的任何一个所述的气体驱动的加热单元，其中第一催化元件 和第二催化元件中的至少一个相对于火焰燃烧室布置成使得当燃料气体最初在火焰燃烧 室中以火焰形式燃烧时，火焰将第一催化元件和第二催化元件中的一个的温度升高至其点 燃温度，并且火焰由于燃料气体由所述第一催化元件和第二催化元件的所述一个转化为热 而熄灭。
31. 如权利要求21至30中的任何一个所述的气体驱动的加热单元，其中第一催化元件 相对于火焰燃烧室定位成使得火焰将第一催化元件的温度升高至其点燃温度。
32. 如权利要求21至31中的任何一个所述的气体驱动的加热单元，其中用气体催化材 料涂覆的穿孔端盖邻近火焰燃烧室横向地延伸跨过第一催化元件。
33. 如权利要求22至32中的任何一个所述的气体驱动的加热单元，其中第一催化元件 相对于燃料气体入口定位以用作防止火焰从火焰燃烧室穿过燃料气体入口回爆的屏障。
34. 如权利要求22至33中的任何一个所述的气体驱动的加热单元，其中第二催化元件 相对于废气出口定位以用作防止火焰从火焰燃烧室穿过废气出口喷出的屏障。
35. 根据权利要求19至34中的任何一个所述的气体驱动的加热单元，其中热质与第一催化元件和第二催化元件中的至少一个相关，用来在短时间的燃料气体中断期间将与热质 相关的第一催化元件和第二催化元件的所述至少一个的邻近热质的一部分维持处于或高 于其点燃温度，以使得在燃料气体重新建立时，第一催化元件和第二催化元件中邻近热质 的那一个开始将燃料气体转化为热。
36. 如权利要求35所述的气体驱动的加热单元，其中热质与第一催化元件相关，并且 紧固至第一催化元件的一部分。
37. 如任何前述权利要求所述的气体驱动的加热单元，其中壳体适合用来结合至将由 加热单元加热的附件。
38. —种蒸发设备，其包括如权利要求1至37中的任何一个所述的气体驱动的加热单 元以及用来保持在加热时释放浮质的可蒸发材料的蒸发室，蒸发室与加热单元的壳体处于 热传递关系。
39. —种蒸发设备，其包括壳体，所述壳体限定_用来保持在加热时释放浮质的可蒸发材料的蒸发室，-第一催化燃烧室，-第二催化燃烧室，其中第一催化燃烧室构造成接收燃料气体并且使燃料气体与第二催化燃烧室相通以 用来转化为热。
40. 如权利要求39所述的蒸发设备，其中第二催化燃烧室构造成围绕第一催化燃烧室 延伸。
41. 如权利要求39或40所述的蒸发设备，其中第一催化燃烧室和第二催化燃烧室彼此 同心。
42. 如权利要求39至41中的任何一个所述的蒸发设备，其中第一催化燃烧室是圆筒形的。
43. 如权利要求38至42中的任何一个所述的蒸发设备，其中壳体还限定使第二催化燃 烧室与第一催化燃烧室相通的火焰燃烧室。
44. 如任何前述权利要求所述的蒸发设备，其中第一催化燃烧室包括第一催化元件。
45. 如权利要求44所述的蒸发设备，其中第一催化元件构造成限定两个催化表面。
46. 如权利要求45所述的蒸发设备，其中第一催化燃烧室包括由第一催化元件的两个 催化表面形成的两个燃料流动通道。
47. 如权利要求44至46中的任何一个所述的蒸发设备，其中第一催化元件被形成为第 一催化燃烧室内的圆筒形元件。
48. 如权利要求44至47中的任何一个所述的蒸发设备，其中第一催化元件是空心元件。
49. 如权利要求44至48中的任何一个所述的蒸发设备，其中第一催化元件包括穿孔金 属构成的载体。
50. 如权利要求49所述的蒸发设备，其中第一催化元件的载体是金属板。
51. 如权利要求39至50的任何一个所述的蒸发设备，其中第二催化燃烧室包括第二催 化元件。
52. 如权利要求51所述的蒸发设备，其中第二催化元件构造成限定两个催化表面。
53. 如权利要求52所述的蒸发设备，其中第二催化燃烧室包括由第二催化元件的两个催化表面形成的两个燃料流动通道。
54. 如权利要求51至53中的任何一个所述的蒸发设备，其中第二催化元件被形成为第二催化燃烧室内的圆筒形元件。
55. 如权利要求51至54中的任何一个所述的蒸发设备，其中第二催化元件是空心元件。
56. 如权利要求51至55中的任何一个所述的蒸发设备，其中第二催化元件包括穿孔金属构成的载体。
57. 如权利要求56所述的蒸发设备，其中第二催化元件的载体是板材。
58. 如权利要求39至57中的任何一个所述的蒸发设备，其中第一催化燃烧室和第二催化燃烧室中的一个包括热质。
59. 如权利要求39至58中的任何一个所述的蒸发设备，还包括构造成分配燃料以便将蒸发室维持在预定温度范围内的温度调节阀。
60. 如权利要求39至59中的任何一个所述的蒸发设备，其中给第一催化燃烧室设置燃料气体入口 ，并且从第二催化燃烧室设置燃料气体出口 ，燃料气体入口和废气出口相对于第一催化燃烧室和第二催化燃烧室布置成使得燃料气体最初流动通过第一催化燃烧室，在第一催化燃烧室中至少一些燃料气体转化为热，并且由于第一催化燃烧室中的转化产生的废气以及来自第一催化燃烧室的未燃烧燃料气体流动通过第二催化燃烧室。
61. 如权利要求39至59中的任何一个所述的蒸发设备，其中壳体包括围绕一主腔室延伸并且限定所述主腔室的主侧壁，第一催化燃烧室和第二催化燃烧室形成于主腔室内，主侧壁在闭合主腔室一端的第一端壁和闭合主腔室另一端的第二端壁之间延伸。
62. 如权利要求61所述的蒸发设备，其中第一端壁限定第一催化燃烧室的上游端以及第二催化燃烧室的下游端。
63. 如权利要求61或62的所述的蒸发设备，其中一分隔元件定位于主腔室中，将主腔室分为所述第一催化燃烧室和第二催化燃烧室，所述分隔元件从第一端壁延伸并且其远端在与第二端壁分隔开的位置处终止于主腔室中，以便于第二催化燃烧室与第一催化燃烧室相通。
64. 如权利要求63所述的蒸发设备，其中在第二端壁与分隔元件的远端之间限定火焰燃烧室。
65. 如权利要求63或64所述的蒸发设备，其中分隔元件包括分隔壁，其在主腔室内与主侧壁同心并且与之分隔开地延伸以使得第一催化燃烧室形成于分隔壁内且第二催化燃烧室形成于分隔壁和主侧壁之间。
66. 如权利要求61至65中的任何一个所述的蒸发设备，其中燃料气体入口定位于第一端壁中，并且废气出口邻近第一端壁地定位于主侧壁中。
67. 如权利要求43至66中的任何一个所述的蒸发设备，其中第一和第二催化元件中的至少一个相对于火焰燃烧室布置成使得当燃料气体最初在火焰燃烧室中以火焰形式燃烧时，火焰将第一和第二催化元件中的所述一个的温度升高至其点燃温度，并且火焰由于燃料气体由第一和第二催化元件中的所述一个转化为热而熄灭。
68. 如权利要求43至67中的任何一个所述的蒸发设备，其中用气体催化材料涂覆的穿孔端盖邻近火焰燃烧室地横向延伸跨过第一催化元件，并且第一催化元件相对于火焰燃烧室定位成使得火焰将第一催化元件的端盖的温度升高至其点燃温度。
69. 如权利要求43至68中的任何一个所述的蒸发设备，其中第一催化元件相对于燃料气体入口定位以用作防止火焰从火焰燃烧室通过燃料气体入口回爆的屏障，并且第二催化元件相对于废气出口定位以用作防止火焰从火焰燃烧室通过废气出口喷出的屏障。
70. 如权利要求58至69中的任何一个所述的蒸发设备，其中热质与第一和第二催化元件中的至少一个相关，用来在短时间的燃料气体中断期间将与热质相关的第一和第二催化元件中的所述至少一个的邻近热质的一部分维持处于或高于其点燃温度，以使得在燃料气体重新建立时，邻近热质的第一和第二催化元件中的所述一个开始将燃料气体转化为热。
71. 如权利要求39至70中的任何一个所述的蒸发设备，其中蒸发室与第一和第二催化燃烧室同轴。
72. 如权利要求61至71中的任何一个所述的蒸发设备，其中蒸发室由从第二端壁延伸的次级侧壁形成。
73. 如权利要求72所述的蒸发设备，其中次级侧壁构造成圆筒形侧壁。
74. 如权利要求39至73中的任何一个所述的蒸发设备，其中一热交换心轴延伸入蒸发室。
75. 如权利要求74所述的蒸发设备，其中热交换心轴从第二端壁延伸。
76. 如权利要求39至75中的任何一个所述的蒸发设备，还包括蒸发模块，其中所述模块构造为松散烟草、烟草薄片、烟草小袋以及包括注入有尼古丁的基体的盒体之一。
77. 如权利要求39至76中的任何一个所述的蒸发设备，还包括用来接合蒸发室的空心圆柱形插塞元件。
78. 如权利要求77所述的蒸发设备，其中插塞元件包括轴向接口延伸部分。
79. 如权利要求39至78中的任何一个所述的蒸发设备，其中蒸发室构造成接合构造有烟草的烟草制品。
80. 如权利要求79所述的蒸发设备，其中烟草制品构造有过滤器接口延伸部分。
81. 如权利要求39至80中的任何一个所述的蒸发设备，其构造为加热但不燃烧的蒸发设备。
82. —种蒸发设备，其包括可加热的壳体，所述壳体限定_用来保持构造成在加热时释放浮质的可蒸发材料的蒸发室，-第一火焰燃烧室，-第一催化燃烧室，-第二催化燃烧室，其中第一催化燃烧室构造成接收燃料并且使燃料与第二催化燃烧室相通以用来转化为热。
全文摘要
一种用于蒸发可蒸发物质(典型地烟草)而不燃烧该可蒸发物质的蒸发设备(80)包括用于可蒸发物质的蒸发室(61)以及用于加热该蒸发室(61)的气体驱动的加热单元(1)。该加热单元(1)包括壳体(2)，壳体(2)具有在其各端处由第一端壁(5)和第二端壁(6)闭合以形成燃料气体在其内转化为热的主腔室(8)的圆筒形主侧壁(4)。次级圆筒形侧壁(62)从第二端壁(6)延伸以形成用于接收烟草制品(81)的蒸发室(61)、用于产生烟草(84)中的可蒸发成分的浮质的圆筒形烟草套筒(83)。与壳体(2)的主侧壁(4)同心的圆筒形分隔壁(10)从第一端壁(5)延伸入主腔室(8)并且限定初级燃烧室(11)和次级燃烧室(12)。圆筒形初级气体催化燃烧元件(13)定位于初级燃烧室(11)中，并且圆筒形次级气体催化燃烧元件(14)定位于次级燃烧室(12)中。燃料气体/空气混合物通过第一端壁(5)中的燃料气体入口(17)输送入初级燃烧室(11)用来由初级气体催化燃烧元件(13)转化为热。夹带有未燃烧燃料气体的废气从初级燃烧室(11)进入次级燃烧室(12)，在该处未燃烧的燃料气体由次级气体催化燃烧元件(14)转化为热。穿过主侧壁(4)的废气出口(18)容纳来自次级燃烧室(12)的废气。
文档编号F23C6/04GK101790662SQ200880104671
公开日2010年7月28日 申请日期2008年8月28日 优先权日2007年8月28日
发明者A·P·奥格尔斯比, J·P·奥格尔斯比 申请人:奥格尔斯比&巴特勒研究与发展有限公司