(57)【要約】蒸発可能な物質を蒸発させる装置であって、装置は、燃焼室を画定する燃焼室ハウジング、燃焼室内に配され、燃料ガスを熱に変換して、燃焼室ハウジングを加熱するガス触媒燃焼要素、及び、燃焼室ハウジングから熱伝導し、蒸発室内の蒸発可能な物質を加熱するよう、燃焼室ハウジングと熱伝導可能に係合しており、蒸発可能な物質のための蒸発室を画定する蒸発室ハウジングを具え、温度に応答し、蒸発室内の温度を示す温度応答制御バルブは、燃焼室への燃料ガスの供給量を制御して、蒸発室内の温度を蒸発可能な物質の蒸発可能な成分の蒸発温度に維持して、エアロゾルを発生させるために設けられていることを特徴とする装置である。
2008535530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発可能な物質を蒸発させる装置であって、該装置は、
燃焼室を画定する燃焼室ハウジング、
該燃焼室内に配され、燃料ガスを熱に変換して、該燃焼室ハウジングを加熱するガス触媒燃焼要素、及び、
該燃焼室ハウジングから熱伝導し、該蒸発室内の蒸発可能な物質を加熱するよう、該燃焼室ハウジングと熱伝導可能に係合している、蒸発可能な物質のための蒸発室を画定する蒸発室ハウジングを具え、
温度に応答して前記蒸発室内の温度を表す温度応答制御バルブが設けられており、該温度応答制御バルブは、該燃焼室への燃料ガスの供給量を制御して、該蒸発室内の温度を蒸発可能な物質の蒸発可能な成分の蒸発温度に維持して、エアロゾルを発生させることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、前記ガス触媒燃焼要素は、前記燃焼室への燃料ガスの供給が前記温度応答制御バルブにより遮られているときに、該ガス触媒燃焼要素の一部を該ガス触媒燃焼要素の発火温度以上の温度に維持する熱容量を具える装置。
【請求項３】
請求項２に記載であって、前記熱容量は前記温度応答制御バルブと適合しており、前記ガス触媒燃焼要素は、前記燃焼室への燃料ガスの供給が前記温度応答制御バルブにより遮られているときに、該温度応答制御バルブと協働して、前記ガス触媒燃焼要素の一部を該ガス触媒燃焼要素の発火温度以上の温度に維持する装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の装置であって、前記熱容量は前記ガス触媒燃焼要素とは分離して形成され、該ガス触媒燃焼要素の一部と熱伝導可能に係合することで、該ガス触媒燃焼要素の一部を該ガス触媒燃焼要素の発火温度以上の温度に維持する装置。
【請求項５】
請求項２に記載の装置であって、前記熱容量は前記燃焼室ハウジングと離間しており、該熱容量から該燃焼室ハウジングへの熱伝導量が最小となる装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか一項に記載の装置であって、前記熱容量は、前記ガス触媒燃焼要素の内部に配置されている装置。
【請求項７】
請求項２〜６のいずれか一項に記載の装置であって、前記ガス触媒燃焼要素のタブ状部は、該ガス触媒燃焼要素から、該ガス触媒燃焼要素により画定する燃料ガス路へと延在し、前記熱容量は該タブ状部上に配置され、該タブ状部と熱伝導可能に係合している装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置であって、前記ガス触媒燃焼要素は、燃料ガスを通過し得る燃料ガス路を形成する中空コアによるスリーブ状の構成を具え、前記ガス触媒燃焼要素の前記タブ状部は該中空コア内に延在している装置。
【請求項９】
請求項２〜８のいずれか一項に記載の装置であって、前記ガス触媒燃焼要素は燃料ガスを熱へと変換して６００〜９００℃の範囲内の操作温度で操作することができ、前記熱容量及び前記温度応答制御バルブが協働して前記蒸発室内の温度を１００〜５００℃の範囲内に維持する装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置であって、前記熱容量及び前記温度応答制御バルブが協働して前記蒸発室内の温度を１２５〜４００℃の範囲内に維持する装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置であって、前記熱容量及び前記温度応答制御バルブが協働して前記蒸発室内の温度を１３０〜３００℃の範囲内に維持する装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置であって、前記熱容量及び前記温度応答制御バルブが協働して前記蒸発室内の温度を１３０〜２５０℃の範囲内に維持する装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置であって、前記蒸発室と連通しているマウスピースは、蒸発室内からのエアロゾルの吸い出しを促進し、ヒートシンク手段は該蒸発室と該マウスピースとの間に配置されている装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の装置であって、前記ヒートシンク手段は、前記蒸発室から吸い出される蒸発可能な物質における所望されていない蒸発成分を濃縮する濃縮手段として機能する装置。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載の装置であって、前記ヒートシンク手段は、前記蒸発室と前記マウスピースとの間を延在するエアロゾル用管の内部に配置される、熱伝導材料からなるヒートシンク部材を具える装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の装置であって、前記ヒートシンク部材は、熱伝導材料からなる延在したコア部材を具え、多数の離間した熱交換フィンが該コア部材から延在している装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の装置であって、前記熱交換フィンは前記コア部材の横方向に延在する装置。
【請求項１８】
請求項１６又は１７に記載の装置であって、夫々の前記熱交換フィンは前記コア部材の周りに延在し、前記エアロゾル用管とシール係合し、隣接する熱交換フィンは該コア部材及び該エアロゾル用管の夫々に対応するギャラリを夫々画定する装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の装置であって、エアロゾルをあるギャラリから次のギャラリへと移動させる開口が夫々の前記熱交換フィンに形成されている装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の装置であって、前記熱交換フィンは相対配置され、隣接する該熱交換フィンの前記開口は円周状に離間しているので、該熱交換フィンを通る前記ギャラリ及び該開口は、エアロゾル用管を通り、前記ヒートシンク部材の一端からもう一方の端部まで吸い出されたエアロゾル用の蛇行路を画定している装置。
【請求項２１】
請求項１９又は２０に記載の装置であって、夫々の前記熱交換フィンの前記開口は、該熱交換フィンのペリフェリ端近傍に設けられている装置。
【請求項２２】
請求項１６〜２１のいずれか一項に記載の装置であって、前記コア部材は固形部材である装置。
【請求項２３】
請求項１６〜２２のいずれか一項に記載の装置であって、前記熱交換フィンは熱伝導材料からなる装置。
【請求項２４】
請求項１６〜２３のいずれ一項に記載の装置であって、前記熱交換フィンは濃縮手段として機能する装置。
【請求項２５】
請求項１６〜２４のいずれか一項に記載の装置であって、前記エアロゾル用管はプラスチック材料からなる装置。
【請求項２６】
請求項１〜２５のいずれか一項に記載の装置であって、熱伝導材料からなる熱伝導部材は、前記蒸発室内に延在し、該蒸発室内に熱を伝導する装置。
【請求項２７】
請求項２６に記載の装置であって、前記熱伝導部材はその先端に向かって細くなる装置。
【請求項２８】
請求項２６又は２７に記載の装置であって、前記熱伝導部材は、その先端に隣接する袋穿孔位置に向かって細くなり、蒸発可能な物質の袋を穿孔する装置。
【請求項２９】
請求項２６〜２８のいずれか一項に記載の装置であって、多数の離間した前記熱伝導部材が前記蒸発室内に延在している装置。
【請求項３０】
請求項２９に記載の装置であって、前記熱伝導部材は前記蒸発室内にて平行に延在している装置。
【請求項３１】
請求項２６〜３０のいずれか一項に記載の装置であって、排気ガス室は前記蒸発室及び燃焼室との間に配置され、該排気ガス室は、該燃焼室と連通しており、該燃焼室から排気ガスを取り込み、熱交換手段により該蒸発室と分離しており、該排気ガス室から排気ガスが該蒸発室へと流入することを防止して、排気ガスによる該蒸発室への熱伝導を抑制する装置。
【請求項３２】
請求項３１に記載の装置であって、前記熱伝導ガーゼ型の材料は前記排気ガス室内に配置され、前記排気ガス室内の排気ガスから前記熱交換フィンへの熱伝導を促進する装置。
【請求項３３】
請求項３２に記載の装置であって、前記熱伝導ガーゼ型の材料は、前記排気ガス室内を充填するために、金属繊維をランダムに重ねて編み込まれてなる装置。
【請求項３４】
請求項３１〜３３のいずれか一項に記載の装置であって、前記熱交換手段は、前記蒸発室と前記排気ガス室との間に配置されている熱伝導材料からなる第一隔壁により形成され、該熱伝導部材は夫々該第一隔壁から該蒸発室内へと延在している装置。
【請求項３５】
請求項３４に記載の装置であって、前記熱伝導部材は夫々前記第一隔壁から前記蒸発室内へと延在し、排気ガスと前記熱伝導部材との熱交換を促進する装置。
【請求項３６】
請求項３４又は３５に記載の装置であって、穿孔された材料からなる第二隔壁は、前記第一隔壁に対し平行に離間して前記蒸発室内を横方向に延在して、該第一側壁及び前記蒸発室ハウジングの一部である吸気室とともに吸気室を形成し、該第二隔壁を介して該蒸発室は該吸気室と連通し、該蒸発室からエアロゾルが吸い出されると空気が該蒸発室内に送気される装置。
【請求項３７】
請求項３６に記載の装置であって、第一吸気孔を吸気室に配設し、該吸気室に空気が送気される装置。
【請求項３８】
請求項３７に記載の装置であって、前記第一吸気ポートを選択的に閉塞するため、バルブ手段を配設してなる装置。
【請求項３９】
請求項３７に記載の装置であって、前記バルブ手段は、前記第一吸気孔から前記吸気室への空気の取り込みを促進し、かつ、該吸気室から該第一吸気孔へと空気が反対方向に流れることを防止するために、逆止弁を具えてなる装置。
【請求項４０】
請求項３６〜３９のいずれか一項に記載の装置であって、前記蒸発室内に空気を送気するため、前記第一吸気孔の下流に第二吸気孔を配設してなる装置。
【請求項４１】
請求項４０に記載の装置であって、前記第二吸気孔にオリフィスが設けられ、該第二吸気孔から取り込まれる空気量を変更すべく、該オリフィスの面積を調節する調節手段を設けてなる装置。
【請求項４２】
請求項３１〜４１のいずれか一項に記載の装置であって、前記排気ガス室に、排気ガスを引き出すための排気ガスポートを配設してなる装置。
【請求項４３】
請求項３１〜４２のいずれか一項に記載の装置であって、前記燃焼室ハウジング及び前記蒸発室ハウジングの一部は、熱伝導材料からなる主ハウジングにより形成される装置。
【請求項４４】
請求項４３に記載の装置であって、前記蒸発室ハウジングは、ソケット部分及び中空プラグ部分を具え、該中空プラグ部分は、前記蒸発室を画定するため、該ソケット部分と着脱自在に係合し得る装置。
【請求項４５】
請求項４４に記載の装置であって、前記ソケット部分は前記第一隔壁により形成してなり、該第一隔壁の周上に延在してなる第一側壁は、該第一隔壁と共に該ソケット部分を形成する第一中空内部領域を画定し、該ソケット部分は第二中空内部領域を画定する端蓋を具え、該第一側壁及び第二側壁は該第一中空内部領域及び該第二中空内部領域に開口を形成して、それらを円滑に連通して前記蒸発室を形成してなる装置。
【請求項４６】
請求項４５に記載の装置であって、前記プラグ部分の第二側壁は、前記ソケット部分の第一側壁と着脱自在に係合し得る装置。
【請求項４７】
請求項４４〜４６のいずれか一項に記載の装置であって、前記蒸発室のソケット部分は主ハウジングにより形成してなる装置。
【請求項４８】
請求項４３〜４７のいずれか一項に記載の装置であって、前記主ハウジングは長手方向の中心軸線を画定し、前記燃焼室及び蒸発室は軸線方向に沿って相互に整列している装置。
【請求項４９】
請求項４８に記載の装置であって、前記燃焼室及び蒸発室は夫々対応する中心軸線を画定し、それら中心軸線は前記主ハウジングの主中心軸線を含んでいる装置。
【請求項５０】
請求項４８又は４９に記載の装置であって、排気ガス室は前記主ハウジングの主中心軸線を含む中心軸線を画定する装置。
【請求項５１】
請求項４８〜５０のいずれか一項に記載の装置であって、前記蒸発室にエアロゾルを通すエアロゾル排出ポートを設け、該エアロゾル排出ポートは前記主ハウジングの主中心軸線を含む中心軸線を画定する装置。
【請求項５２】
請求項４８〜５１のいずれか一項に記載の装置であって、前記触媒燃焼要素は、前記主ハウジングの主中心軸線を含む主中心軸線を画定する装置。
【請求項５３】
請求項４８〜５１のいずれか一項に記載の装置であって、前記温度応答制御バルブは、前記主ハウジングの主中心軸線を含む中心軸線を画定する装置。
【請求項５４】
請求項４８〜５３のいずれか一項に記載の装置であって、前記燃焼室ハウジング内の温度が安全を確保し得る所定の最大温度を超過したときに、前記燃焼室への燃料ガスの流れを遮断する温度応答安全分離バルブを配設してなる装置。
【請求項５５】
請求項５４に記載の装置であって、前記温度応答安全分離バルブは、前記温度応答制御バルブの上流に配置され、前記主ハウジングの主中心軸線を含む中心軸線を画定する装置。
【請求項５６】
請求項４８〜５５のいずれか一項に記載の装置であって、前記温度応答制御バルブと前記燃焼室との間に混合手段を配置し、該温度応答制御バルブからの燃料ガスを空気と混合し、燃料ガス／空気混合物を前記燃焼室へと送気してなる装置。
【請求項５７】
請求項５６に記載の装置であって、前記混合手段は中心軸線を画定し、該中心軸線は前記主ハウジングの主中心軸線を含む装置。
【請求項５８】
請求項１〜５７のいずれか一項に記載の装置であって、前記温度応答制御バルブはバルブ室を画定する熱伝導バルブハウジングを具え、該熱伝導バルブハウジングは前記蒸発室ハウジングと熱伝導し、二元金属バルブ部材は該バルブ室内に配置され、該バルブ室のバルブ入口又はバルブ出口の少なくとも一方と協働することで、該蒸発室ハウジングの温度に応答して、該バルブ室を介した燃料ガスの流量を制御する装置。
【請求項５９】
請求項５８に記載の装置であって、前記二元金属バルブ部材は、互いに鏡像関係にあり、状態を変化し得る型式のものであり、所定の変化温度域内にて該二元金属バルブ部材の温度が変化し、該二元金属バルブ部材を該バルブ部材内に拘束して二元金属バルブ部材の対応する温度域内に維持されることで、該温度応答制御バルブの燃料ガスの流量の制御がアナログとなる装置。
【請求項６０】
請求項１〜５９のいずれか一項に記載の装置であって、燃料ガスを液状にて保存し得る燃料ガス容器を配設してなる装置。
【請求項６１】
請求項１〜６０のいずれか一項に記載の装置であって、タバコ内の蒸発可能な物質を蒸発し得る装置。
【請求項６２】
請求項１〜６１のいずれか一項に記載の装置であって、前記蒸発室の温度を、タールなどの所望されない成分のタバコからの蒸発を最小限に抑えつつ、タバコの所望される蒸発可能な成分のエアロゾルを発生させる最小温度にて維持する装置。
【請求項６３】
請求項１〜６２のいずれか一項に記載の装置であって、前記ガス触媒燃焼要素は前記燃焼室内に配置され、該燃焼室とともにフレームキャビティを画定し、該フレームキャビティ内の燃料ガスの最初の発火を促し、該ガス触媒燃焼要素の温度を発火温度まで大きくする装置。
【請求項６４】
請求項６３に記載の装置であって、前記フレームキャビティ内に発火手段を設けることで、該フレームキャビティ内にて燃料ガスを発火させる装置。
【請求項６５】
蒸発可能な物質を蒸発させる装置であって、該装置は、蒸発可能な物質用の燃焼室を画定する燃焼室ハウジング及び加熱手段を具え、
熱伝導手段が該蒸発室内に延在して、該加熱手段から該蒸発室へと熱伝導し、該蒸発室内の温度を蒸発可能な物質の蒸発可能な成分の蒸発温度に維持し、エアロゾルを発生させることを特徴とする装置。
【請求項６６】
請求項６５に記載の装置であって、前記熱伝導手段は延在した熱伝導部材を具える装置。
【請求項６７】
請求項６６に記載の装置であって、前記熱伝導部材はその端部に向かって細くなっている装置。
【請求項６８】
請求項６６又は６７に記載の装置であって、前記熱伝導部材はその端部近傍に位置する袋の穿孔位置に向かって細くなる装置。
【請求項６９】
請求項６６〜６８のいずれか一項に記載の装置であって、離間して延在した多数の前記熱伝導部材は、前記蒸発室内に延在してなる装置。
【請求項７０】
請求項６９に記載の装置であって、前記熱伝導部材は前記蒸発室内へと相互に平行して延在してなる装置。
【請求項７１】
請求項６５〜７０のいずれか一項に記載の装置であって、前記加熱手段はガス動力加熱手段を具える装置。
【請求項７２】
蒸発可能な物質を蒸発させる装置であって、該装置は、
蒸発可能な物質用の燃焼室を画定する燃焼室ハウジング、及び、
該蒸発室ハウジングを加熱して、蒸発可能な物質を加熱することでエアロゾルを発生させる加熱手段を具え、
マウスピースと該蒸発室とを連通させ、エアロゾルを吸い出すことを促し、
エアロゾルを冷却するために、該蒸発室と該マウスピースとの間にヒートシンク部材を配置していることを特徴とする装置。
【請求項７３】
請求項７２に記載の装置であって、前記ヒートシンク手段は、前記蒸発室から吸い出される蒸発可能な物質の所望されない蒸発成分を濃縮する濃縮手段を形成する装置。
【請求項７４】
請求項７２又は７３に記載の装置であって、前記ヒートシンク手段は、前記蒸発室とマウスピースとの間を延在するエアロゾル用管内に熱伝導材料からなるヒートシンク部材を具える装置。
【請求項７５】
請求項７４に記載の装置であって、前記ヒートシンク部材は、熱伝導材料からなる延在したコア部材、及び、該コア部材から延在し、離間した多数の熱交換フィンを具える装置。
【請求項７６】
請求項７４に記載の装置であって、前記熱交換フィンは前記コア部材の横方向に延在してなる装置。
【請求項７７】
請求項７５又は７６に記載の装置であって、夫々の前記熱交換フィンは前記コア部材を周状に延在し、前記エアロゾル用管と封止係合し、隣接する該熱交換フィンは該コア部材及びエアロゾル用管にギャラリを画定してなる装置。
【請求項７８】
請求項７７に記載の装置であって、夫々の前記熱交換フィンに開口が形成されており、エアロゾルをギャラリから隣接するギャラリへと移動させる装置。
【請求項７９】
請求項７８に記載の装置であって、前記熱交換フィンは相互に相対配置され、該熱交換フィン近傍の開口は円周状に相互に離間して配置されるので、該熱交換フィンを通る前記ギャラリ及び該開口は、エアロゾル用管を通り、前記ヒートシンク部材の一端からもう一方の端部まで吸い出されたエアロゾル用の蛇行路を画定している装置。
【請求項８０】
請求項７８又は７９に記載の装置であって、前記熱交換フィンを通る前記開口は、該熱交換フィンのペリフェリ端縁近傍に配置している装置。
【請求項８１】
請求項７５〜８０のいずれか一項に記載の装置であって、前記コア部材は固形部材である装置。
【請求項８２】
請求項７５〜８１のいずれか一項に記載の装置であって、前記熱交換フィンは熱伝導部材により構成されている装置。
【請求項８３】
請求項７５〜８２のいずれか一項に記載の装置であって、前記熱交換フィンは前記濃縮手段として機能する装置。
【請求項８４】
前記エアロゾル用管はプラスチック材料から構成してなる、請求項７４〜８３のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、蒸発可能な物質を蒸発させることで、エアロゾルを発生させ、吸入させるための装置に関するものである。例えば、その装置は、タバコ、モウズイカ、トケイソウ、クローブ、ヨヒンビン、ミント、チャ、ユーカリ、カモミール及びその他のハーブ並びに植物物質などといった、少なくとも一種類の香気成分、薬用成分及び精神活性成分を含む蒸発可能な物質を蒸発させることに適している。かかる装置は、薬用成分を蒸発させることで、吸入可能なエアロゾルを発生させ、血液内へと急速に吸収させるために用いられる。
【背景技術】
【０００２】
ハーブ、例えばタバコなどを燃焼すると精神活性成分が遊離し、次いで喫煙することにより吸入される。かかる精神活性物質は燃焼したフューム内に遊離し、吸入される。しかし、直接的な燃焼行程によるかかるハーブの燃焼は、精神活性物質のみならず、毒物をも発生させる。そのような毒物は、発癌性を有している可能性があり、肺や心臓に疾患を起こさせる虞がある。従って、かかるハーブやその他の植物物質の喫煙は有害であり、かつ望ましくなく、例えば、シガレットなどのタバコ製品の喫煙が肺や心臓に疾患を招く虞があることは周知である。
【０００３】
上記のハーブ及び植物物質を喫煙することにより、香気成分、薬用成分及び精神活性成分を遊離させるその他の方法としては、ハーブ又は植物物質の温度を最適な温度まで大きくし、ハーブ又は植物物質から蒸発可能な単一又は複数の成分を蒸発させてエアロゾルを発生させ、そのエアロゾルを吸入させることである。しかし、かかるハーブ又は植物物質を蒸発させてエアロゾルを発生させる温度範囲は、約１２５〜約４００℃の範囲内にある。一般に、その温度が１２５℃よりも小さい場合には、単一又は複数の成分からなるエアロゾルが発生しない。一方、ハーブ又は植物物質を加熱する温度が４００℃を超える場合には、ハーブ又は植物物質が燃焼してしまい、所望されていない成分や毒物までもが蒸発する虞がある。更に、タバコの所望されている成分は、一般に、１２５〜４００℃の範囲内で蒸発するが、特には１３０〜２５０℃の範囲内で蒸発し、２５０℃を超えていると所望されていない成分が蒸発し始める。また、一般に、タバコの所望されていない複数の成分は、２５０℃を超えると蒸発し始めエアロゾルを発生させ、また、一般に、４００℃を超えるとタバコから所望されていない成分が蒸発することとなる。そのことから、所望されていない成分がエアロゾルに含まれないようにし、所望されている成分からなるエアロゾルを発生させるためには、タバコの温度を１３０〜２５０℃の範囲内に維持することが望ましい。このように、ハーブ及び植物物質から望ましい香気成分、薬用成分及び精神活性成分からなるエアロゾルを発生させるには、エアロゾルを発生させるハーブ又は植物物質の温度条件を極めて厳しい基準で制御しなければならない。
【０００４】
タバコなどのハーブの成分を蒸発させて、エアロゾルを発生させるような装置は公知である。そのような装置は電力又はガスを動力とすることができる。電力を動力とする装置は一般に、蒸発室内でタバコ又はハーブを所望する温度に加熱して、エアロゾルを発生させる電力加熱要素を具えている。蒸発室から延在する管は、エアロゾルをマウスピースに送気し、蒸発した成分の吸入の促進を図る。かかる電力を動力とする、タバコの成分を蒸発させる装置としては、フィリップモリス社（Ｐｈｉｌｉｐ  Ｍｏｒｒｉｓ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）のカウント（Ｃｏｕｎｔ）らの発明である装置が特許文献１に記載されている。
【０００５】
かかる装置にバッテリから電力を供給すると、一般に、タバコ又はハーブを適切な温度に維持し、充分に加熱することでエアロゾルを発生させると、消費電力が大きいためにバッテリの寿命が相当に短くなる。一般に、このような問題を解決するため、かかる装置は電気の幹線から電力が供給される。しかし、電気の幹線により電力を供給するような装置は、電気の幹線から電力が供給される条件下でしか使用できないので、携帯性に優れないという欠点がある。
【０００６】
一方、ガスを動力とし、タバコ、その他ハーブ及び植物物質からエアロゾルを発生させる装置は、電気を動力とする装置の携帯性の問題を解決するものであり、一般に燃料ガスの供給量は、かかる燃料ガスが専用容器内にて加圧して液状で保存することができ、液化ガスを相当に小さな寸法の専用容器に充填することにより装置の寿命を有効に延ばすことができる。かかるガスを動力とする装置は、燃焼又は触媒によりガスを熱に変換することにより、タバコ又はその他のハーブを加熱している。しかし、一般に、燃料ガスから、燃焼又は触媒転換により変換され発生する熱の温度は相当に大きく、触媒転換の場合には、触媒燃焼要素は一般的に６００〜９００℃の範囲内で操作され、より一般的には８００〜９００℃の範囲内で操作される。このように、一般に、かかるガスを動力とする装置は、１３０〜２５０℃の範囲内といった所望の温度よりも相当に大きな温度まで加熱され、タバコは４００℃以上に加熱されることとなる。そうすると、タバコが相当に高い温度まで加熱されることとなり、タバコが燃焼してしまう虞があり、更には、かかる高温条件下にて所望されていない毒性成分も蒸発してしまい、エアロゾルに混入する虞があり望ましくない。ガスを動力とする蒸発装置は、Ｂｒｏｗｎ＆Ｗｉｌｌｉａｍｓｏｎ  Ｔｏｂａｃｃｏ  Ｃｏｍｐａｎｙ社のＣｏｏｋらの特許文献１；米国特許第５，９４４，０２５号明細書及び日本たばこ工業株式会社の従業員である松浦らの特許文献２；米国特許第６，０８９，８５７号明細書等に開示されている。特許文献１は、内部にタバコを配置し、その成分を蒸発させることで、エアロゾルを発生させる蒸発室を具える延在管状部材を開示している。液体燃料が浸透した吸収剤を内包する容器内に空気を取り込むことで、液体燃料の蒸気と空気とを混合する。その燃料／空気混合物は触媒被覆されたセラミック管内に吸引され、燃料／空気混合物は触媒反応により熱に変換される。触媒反応により発生する高温の排気ガスは、使用者が装置を操作することで蒸発室内に吸引され、加熱された排気ガスが蒸発室内のタバコの加熱し、エアロゾルが発生し、次いで、そのエアロゾルが蒸発室から取り出され、使用者に吸入される。しかし、かかる装置の問題点は、排気ガスがエアロゾルと混合してしまい、使用者がそれを吸入してしまうことある。このことは、使用者が触媒による燃料ガス／空気混合物の熱変換によって発生する燃焼生成物を吸入してしまう点において、明らかに望ましくない。
【０００７】
特許文献２は、タバコを加熱してエアロゾルを発生させて、そのエアロゾルを吸入させる装置であって、特許文献１に記載の装置ではエアロゾルに燃焼生成物が混合してしまう問題を解決する装置を開示している。特許文献２に記載の装置は、燃料ガスを保持するための燃料ガス容器を具え、燃料ガスはノズルからの火により燃焼する。タバコ又はその他ハーブ用の蒸発室は排気ダクトに配置され、ガスが燃焼して発生する排気ガスが通過することで、蒸発容器を加熱して、エアロゾルが発生する。使用者が蒸発容器から延在するマウスピースを装着している際に、空気が蒸発室内に取り込まれ、蒸発室内のエアロゾルがマウスピースへと送気され、吸入に供される。かかる装置はエアロゾルと燃焼による排気ガスとの混合を防止することはできるが、タバコの温度を正確に大きくするよう調節することが困難となる問題点がある。事実、特許文献１に記載の装置は、その他の公知のガスを動力とする装置と同様、特許文献２に記載の装置の問題と類似した問題を有しており、タバコの温度が望ましくない温度まで大きくなることを防止することができない。
【０００８】
タバコの蒸発成分を蒸発させ、エアロゾルを発生させるその他の装置は、パイプ状の構造を具え、加熱されるタバコ又はハーブはパイプのボウルに配置される。かかる蒸発装置は、Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇによる特許文献３；米国特許出願公開第２００４／００３１４９３号明細書に開示されている。特許文献３に開示されている蒸発装置は、喫煙パイプと実質的に類似したパイプを具えており、蒸発される対象のハーブ、一般にはタバコがパイプのボウル部に配置される。耐熱性の多孔性断火フィルタはハーブ上方のボウル内に配置され、パイプ内に空気を吸引し、マッチ又はライターの火を利用して多孔性フィルタは加熱される。このように、空気及び火による燃焼生成物の混合物は、多孔性フィルタ内にて混合されて取り込まれることでボウル内のハーブを加熱し、ハーブの蒸発成分からなるエアロゾルを発生させる。空気、燃焼生成物及びエアロゾルの混合物は、パイプのマウスピースへと送気され、吸入に供される。耐熱性の多孔性断火フィルタ上にて火が燃えていることから、火がフィルタから取り込まれて、パイプのボウル内のハーブが燃焼してしまう危険性がある。更に、ハーブが燃焼していない場合であっても、火による燃焼生成物がエアロゾルと共に吸入されてしまう虞がある。このことは望ましくない。
【０００９】
そのことから、蒸発可能な物質の温度が従来技術の装置よりも正確に制御可能であり、ハーブ又はその他の植物物質から生じる燃焼生成物がエアロゾルから分離しており、エアロゾルと空気のみが装置から送気されるような、ハーブ又はその他の植物物質から蒸発可能な物質を蒸発させ、吸入可能なエアロゾルを発生させる携帯装置が必要とされている。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５，９４４，０２５号明細書
【特許文献２】米国特許第６，０８９，８５７号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００４／００３１４９３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、この発明の目的は、上記したような装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は、蒸発可能な物質を蒸発させる装置であって、装置は、燃焼室を画定する燃焼室ハウジング、燃焼室内に配され、燃料ガスを熱に変換して、燃焼室ハウジングを加熱するガス触媒燃焼要素、及び、燃焼室ハウジングから熱伝導し、蒸発室内の蒸発可能な物質を加熱するよう、燃焼室ハウジングと熱伝導可能に係合しており、蒸発可能な物質のための蒸発室を画定する蒸発室ハウジングを具え、温度に応答して蒸発室内の温度を表す温度応答制御バルブが設けられており、温度応答制御バルブは、燃焼室への燃料ガスの供給量を制御して、蒸発室内の温度を蒸発可能な物質の蒸発可能な成分の蒸発温度に維持して、エアロゾルを発生させることを特徴とする装置である。
【００１３】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、温度に応答して蒸発室内の温度を表す温度応答制御バルブが設けられており、概温度応答制御バルブは、燃焼室への燃料ガスの供給量を制御して、蒸発室内の温度を蒸発可能な物質の蒸発可能な成分の蒸発温度に維持して、エアロゾルを発生させることことが好ましい。更に、熱容量は温度応答制御バルブと適合しており、ガス触媒燃焼要素は、燃焼室への燃料ガスの供給が温度応答制御バルブにより遮られているときに、温度応答制御バルブと協働して、ガス触媒燃焼要素の一部をガス触媒燃焼要素の発火温度以上の温度に維持することが好ましい。更にまた、熱容量はガス触媒燃焼要素とは分離して形成され、ガス触媒燃焼要素の一部と熱伝導可能に係合することで、ガス触媒燃焼要素の一部をガス触媒燃焼要素の発火温度以上の温度に維持することが好ましい。
【００１４】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、熱容量は燃焼室ハウジングと離間しており、熱容量から燃焼室ハウジングへの熱伝導量が最小となることが好ましい。更に、熱容量は、ガス触媒燃焼要素の内部に配置されていることが好ましい。更にまた、ガス触媒燃焼要素のタブ状部は、ガス触媒燃焼要素から、ガス触媒燃焼要素により画定する燃料ガス路へと延在し、熱容量はタブ状部上に配置され、タブ状部と熱伝導可能に係合していることが好ましい。加えて、ガス触媒燃焼要素は、燃料ガスを通過し得る燃料ガス路を形成する中空コアによるスリーブ状の構成を具え、ガス触媒燃焼要素のタブ状部は中空コア内に延在していることが好ましい。
【００１５】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、ガス触媒燃焼要素は燃料ガスを熱へと変換して６００〜９００℃の範囲内の操作温度で操作することができ、熱容量及び温度応答制御バルブが協働して蒸発室内の温度を１００〜５００℃の範囲内に維持することが好ましい。更に、熱容量及び温度応答制御バルブが協働して蒸発室内の温度を１２５〜４００℃の範囲内に維持することが好ましい。更にまた、熱容量及び温度応答制御バルブが協働して蒸発室内の温度を１３０〜３００℃の範囲内に維持することが好ましい。加えて、熱容量及び温度応答制御バルブが協働して蒸発室内の温度を１３０〜２５０℃の範囲内に維持することが好ましい。
【００１６】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、蒸発室と連通しているマウスピースは、蒸発室内からのエアロゾルの吸い出しを促進し、ヒートシンク手段は蒸発室とマウスピースとの間に配置されていることが好ましい。
【００１７】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、ヒートシンク手段は、蒸発室から吸い出される蒸発可能な物質における所望されていない蒸発成分を濃縮する濃縮手段として機能することが好ましい。更に、ヒートシンク手段は、蒸発室とマウスピースとの間を延在するエアロゾル用管の内部に配置される、熱伝導材料からなるヒートシンク部材を具えることが好ましい。更にまた、ヒートシンク部材は、熱伝導材料からなる延在したコア部材を具え、多数の離間した熱交換フィンがコア部材から延在していることが好ましい。加えて、熱交換フィンはコア部材の横方向に延在することが好ましく、より好ましくは、夫々の熱交換フィンはコア部材の周りに延在し、エアロゾル用管とシール係合し、隣接する熱交換フィンはコア部材及びエアロゾル用管の夫々に対応するギャラリを夫々画定する。
【００１８】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、エアロゾルをあるギャラリから次のギャラリへと移動させる開口が夫々の熱交換フィンに形成されていることが好ましい。更に熱交換フィンは相対配置され、隣接する熱交換フィンの開口は円周状に離間しているので、熱交換フィンを通るギャラリ及び開口は、エアロゾル用管を通り、ヒートシンク部材の一端からもう一方の端部まで吸い出されたエアロゾル用の蛇行路を画定していることが好ましい。更にまた、夫々の熱交換フィンの開口は、熱交換フィンのペリフェリ端近傍に設けられていることが好ましい。
【００１９】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、コア部材は固形部材である。更に、熱交換フィンは熱伝導材料からなることが好ましい。
【００２０】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、熱交換フィンは濃縮手段として機能することが好ましい。
【００２１】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、エアロゾル用管はプラスチック材料からなることが好ましい。
【００２２】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、熱伝導材料からなる熱伝導部材は、蒸発室内に延在し、蒸発室内に熱を伝導する好ましい。更に、熱伝導部材はその先端ほど細いことが好ましい。更にまた、熱伝導部材は、その先端に隣接する袋穿孔位置に向かって細くなり、蒸発可能な物質の袋を穿孔することが好ましい。
【００２３】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、多数の離間した熱伝導部材が蒸発室内に延在していることが好ましい。更に、熱伝導部材が蒸発室内に互いに平行に延在している好ましい。
【００２４】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、排気ガス室は蒸発室及び燃焼室との間に配置され、排気ガス室は、燃焼室と連通しており、燃焼室から排気ガスを取り込み、熱交換手段により蒸発室と分離しており、排気ガス室から排気ガスが蒸発室へと流入することを防止して、排気ガスによる蒸発室への熱伝導を抑制することが好ましい。更に、熱伝導ガーゼ型の材料は排気ガス室内に配置され、排気ガス室内の排気ガスから熱交換フィンへの熱伝導を促進することが好ましい。更にまた、熱伝導ガーゼ型の材料は、排気ガス室内を充填するために、金属繊維をランダムに重ねて編み込まれてなることが好ましい。
【００２５】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、熱交換手段は、蒸発室と排気ガス室との間に配置されている熱伝導材料からなる第一隔壁により形成され、熱伝導部材は夫々第一隔壁から蒸発室内へと延在していることが好ましい。更に、熱伝導部材は夫々第一隔壁から蒸発室内へと延在し、排気ガスと熱伝導部材との熱交換を促進することが好ましい。
【００２６】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、穿孔された材料からなる第二隔壁は、第一隔壁に対し平行に離間して蒸発室内を横方向に延在して、第一側壁及び蒸発室ハウジングの一部である吸気室とともに吸気室を形成し、第二隔壁を介して蒸発室は吸気室と連通し、蒸発室からエアロゾルが吸い出されると空気が蒸発室内に送気されることが好ましい。
【００２７】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、第一吸気孔を吸気室に配設し、吸気室に空気が送気されることが好ましい。
【００２８】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、第一吸気ポートを選択的に閉塞するため、バルブ手段を配設してなることが好ましい。更に、バルブ手段は、第一吸気孔から吸気室への空気の取り込みを促進し、かつ、吸気室から第一吸気孔へと空気が反対方向に流れることを防止するために、逆止弁を具えてなることが好ましい。
【００２９】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、蒸発室内に空気を送気するため、第一吸気孔の下流に第二吸気孔を配設してなることが好ましい。更に、第二吸気孔にオリフィスが設けられ、第二吸気孔から取り込まれる空気量を変更すべく、オリフィスの面積を調節する調節手段を設けてなることが好ましい。
【００３０】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、排気ガス室に、排気ガスを吸いだすための排気ガスポートを配設してなることが好ましい。
【００３１】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、燃焼室ハウジング及び蒸発室ハウジングの一部は、熱伝導材料からなる主ハウジングにより形成されることが好ましい。更に、蒸発室ハウジングは、ソケット部分及び中空プラグ部分を具え、中空プラグ部分は、蒸発室を画定するため、ソケット部分と着脱自在に係合し得ることが好ましい。更にまた、ソケット部分は第一隔壁により形成してなり、第一隔壁の周上に延在してなる第一側壁は、第一隔壁と共にソケット部分を形成する第一中空内部領域を画定し、ソケット部分は第二中空内部領域を画定する端蓋を具え、第一側壁及び第二側壁は第一中空内部領域及び第二中空内部領域に開口を形成して、それらを円滑に連通して蒸発室を形成してなることが好ましい。
【００３２】
また、この発明に従う装置の一実施形態においてプラグ部分の第二側壁は、ソケット部分の第一側壁と着脱自在に係合し得ることが好ましい。更に、蒸発室のソケット部分は主ハウジングにより形成してなることが好ましい。
【００３３】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、主ハウジングは長手方向の中心軸線を画定し、燃焼室及び蒸発室は軸線方向に沿って相互に整列していることが好ましい。更に、燃焼室及び蒸発室は夫々対応する中心軸線を画定し、それら中心軸線は主ハウジングの主中心軸線を含んでいることが好ましい。更にまた、排気ガス室は主ハウジングの主中心軸線を含む中心軸線を画定することが好ましい。加えて、蒸発室にエアロゾルを通すエアロゾル排出ポートを設け、エアロゾル排出ポートは主ハウジングの主中心軸線を含む中心軸線を画定することが好ましい。加えてまた、触媒燃焼要素は、主ハウジングの主中心軸線を含む主中心軸線を画定することが好ましい。
【００３４】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、温度応答制御バルブは、主ハウジングの主中心軸線を含む中心軸線を画定することが好ましい。更に、燃焼室ハウジング内の温度が安全を確保し得る所定の最大温度を超過したときに、燃焼室への燃料ガスの流れを遮断する温度応答安全分離バルブを配設してなることが好ましい。更にまた、温度応答安全分離バルブは、温度応答制御バルブの上流に配置され、主ハウジングの主中心軸線を含む中心軸線を画定することが好ましい。
【００３５】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、温度応答制御バルブと燃焼室との間に混合手段を配置し、温度応答制御バルブからの燃料ガスを空気と混合し、燃料ガス／空気混合物を燃焼室へと送気してなることが好ましい。更に、混合手段は中心軸線を画定し、中心軸線は主ハウジングの主中心軸線を含むことが好ましい。
【００３６】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、温度応答制御バルブはバルブ室を画定する熱伝導バルブハウジングを具え、熱伝導バルブハウジングは蒸発室ハウジングと熱伝導し、二元金属バルブ部材はバルブ室内に配置され、バルブ室のバルブ入口又はバルブ出口の少なくとも一方と協働することで、蒸発室ハウジングの温度に応答して、バルブ室を介した燃料ガスの流量を制御することが好ましい。更に、二元金属バルブ部材は、互いに鏡像関係にあり、状態を変化し得る型式のものであり、所定の変化温度域内にて二元金属バルブ部材の温度が変化し、二元金属バルブ部材をバルブ部材内に拘束して二元金属バルブ部材の対応する温度域内に維持されることで、温度応答制御バルブの燃料ガスの流量の制御がアナログとなることが好ましい。
【００３７】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、燃料ガスを液状にて保存し得る燃料ガス容器を配設してなる装置であることが好ましい。
【００３８】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、タバコ内の蒸発可能な物質を蒸発し得ることが好ましい。
【００３９】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、蒸発室の温度を、タールなどの所望されない成分のタバコからの蒸発を最小限に抑えつつ、タバコの所望される蒸発可能な成分のエアロゾルを発生させる最小温度にて維持する装置である。
【００４０】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、ガス触媒燃焼要素は燃焼室内に配置され、燃焼室とともにフレームキャビティを画定し、フレームキャビティ内の燃料ガスの最初の発火を促し、ガス触媒燃焼要素の温度を発火温度まで大きくすることが好ましい。更に、フレームキャビティ内に発火手段を設けることで、フレームキャビティ内にて燃料ガスを発火させることが好ましい。
【００４１】
また、この発明は、蒸発可能な物質を蒸発させる装置であって、装置は、蒸発可能な物質用の燃焼室を画定する燃焼室ハウジング及び加熱手段を具え、熱伝導手段が蒸発室内に延在して、加熱手段から蒸発室へと熱伝導し、蒸発室内の温度を蒸発可能な物質の蒸発可能な成分の蒸発温度に維持し、エアロゾルを発生させることを特徴とする装置である。
【００４２】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、熱伝導手段は延在した熱伝導部材を具えることが好ましい。
【００４３】
また、この発明は、蒸発可能な物質を蒸発させる装置であって、装置は、蒸発可能な物質用の燃焼室を画定する燃焼室ハウジング、及び、蒸発室ハウジングを加熱して、蒸発可能な物質を加熱することでエアロゾルを発生させる加熱手段を具え、
マウスピースと蒸発室とを連通させ、エアロゾルを吸い出すことを促し、エアロゾルを冷却するために、蒸発室とマウスピースとの間にヒートシンク部材を配置していることを特徴とする装置である。
【００４４】
また、この発明に従う装置の一実施形態において、ヒートシンク手段は、蒸発室から吸い出される蒸発可能な物質の所望されない蒸発成分を濃縮する濃縮手段を形成することが好ましい。
【００４５】
また、この発明の装置は多数の利点がある。特に、蒸発可能な物質が加熱される温度は厳密に制御することができ、一般に、１３０〜２５０℃の範囲内において±５℃の範囲内で温度を制御することができる。このことは、燃料ガスが、温度に応答して燃焼室内の温度を表す温度応答制御バルブを介して燃焼室に供給されることの効果により達成される。
【００４６】
この発明の特に重要な利点は、ガス触媒燃焼用の一部と熱伝導可能に係合する熱容量を設けることにより達成される。熱容量を設けることは、ガス触媒燃焼要素の通常の操作温度よりも相当に低い温度にて装置を操作することを可能とする。ガス触媒燃焼要素の操作温度が８００〜９００℃の間にある場合には、ガス触媒燃焼用の一部と熱伝導可能に係合する熱容量を設けることは、蒸発室内の温度を１３０〜２５０℃の範囲内にして装置を操作することを可能とする。蒸発室内の温度を１３０〜２５０℃の範囲内にして装置を操作するためには、温度応答制御バルブが操作され、ガス触媒燃焼要素から燃料ガス供給を比較的長い期間にわたり定期的に遮断する必要がある。熱容量が配されない場合には、ガス触媒燃焼要素が発火温度に達さずに、温度応答制御バルブによる燃料ガスの回復に次いで、ガス触媒燃焼要素の自動再発火が起こらない。しかし、熱容量を配することにより、熱容量と熱伝導可能に係合しているガス触媒燃焼要素の一部は、ガス触媒燃焼要素が燃料ガスから遮断されている間はガス触媒燃焼要素の発火温度以上に維持され、その後ガス触媒燃焼要素への燃料ガスの供給が回復すると、ガス触媒燃焼要素の発火温度以上に維持されたガス触媒燃焼要素の一部は、燃料ガスの熱への変換を即座に開始し、ガス触媒燃焼要素の残りの部分の温度を発火温度まで徐々にかつ迅速に大きくし、ガス触媒燃焼要素により燃料ガスを熱へと完全に変換する。このことは、熱容量を温度応答制御バルブと協働するような寸法とすることにより達成されるので、熱容量近傍のガス触媒燃焼要素の一部がガス触媒燃焼要素の発火温度以上に維持され、温度応答制御バルブにより燃料ガスがガス触媒燃焼要素に対し遮断される期間が最長となる。
【００４７】
また、この発明の利点は、蒸発可能な物質の加熱が効果的に実行されることにある。このことは、熱が燃焼室ハウジングから蒸発室ハウジングへと熱伝導により伝わり、燃焼室ハウジング及び蒸発室ハウジングの一部が、熱伝導材料からなる主ボディ部材により構成され、燃焼室ハウジングから蒸発室ハウジングへの伝導による熱伝導効率が比較的大きいことにより達成される。また、蒸発室内に延在する少なくとも１つの熱伝導部材を配設することにより、燃焼室ハウジングから蒸発室ハウジングへの熱伝導効率を更に大きくする。事実、燃焼室ハウジングと蒸発室ハウジングとの間に排気ガス室を配設することは、熱が熱交換手段を介して排気ガスから蒸発室へと伝導することから、燃焼室ハウジングから蒸発室ハウジングへの熱伝導効率を更に大きくする。更に、夫々の熱交換部材を排気ガス室内へと延在させることにより、熱伝導部材が排気ガスから蒸発室へと熱伝導することを補助することで、熱伝導効率が更に大きくなる。
【００４８】
更に、この発明の更なる利点は、熱伝導ガーゼ型の材料が排気ガス室内に配置され、特には熱伝導ガーゼ型の材料により排気ガス室内が充填されたときに達成される。熱伝導ガーゼ型の材料は排気ガス室内の排気ガスを拡散する傾向にあり、排気ガス室内の排気ガスの流れを遅くする。ガーゼ型の材料が熱伝導性であることから、かかるガーゼ型の材料により排気ガスから熱が抽出され、排気ガスからの熱を熱交換手段を介して蒸発室へと伝導する。ガーゼ型材料の特に好適な形状である編み込まれた金属繊維状の熱伝導ガーゼ型材料を配設することにより、排気ガス室内の排気ガスの熱伝導効率を更に大きくする。
【００４９】
主ボディ部材内に燃焼室、排気ガス室及び蒸発室を形成することにより、燃焼室ハウジングから蒸発室ハウジングへの直接的な熱伝導が達成され、蒸発室内に熱伝導し、燃焼室から蒸発室への熱伝導が促進される。
【００５０】
ヒートシンク手段を配することによりこの発明に従うその他の利点が獲得される。ヒートシンク手段は２つの利点を有し、第一の利点は蒸発室内から吸い出されるエアロゾルを冷却し、口が火傷しないようにすることであり、第二の利点は、蒸発室内の蒸発可能な物質が加熱され、蒸発室から吸い出される蒸気を冷却することである。一般に、蒸発可能な物質は、事前に乾燥させておいたとしても、やはり水分を保持している。水分は水蒸気すなわち湯気として排出される。かかる湯気は一般に相当に高温であり、使用者の口内に送気されると、使用者の口内及び舌が火傷する。ヒートシンク手段は湯気を冷却して濃縮し、使用者が火傷することを回避する。
【００５１】
ヒートシンク手段のその他の利点は、エアロゾルが熱交換手段を通過するときに、エアロゾル中の所望されていない蒸発成分を濃縮する、濃縮手段として機能することにある。タバコの蒸発成分を、タールやその他の毒性の成分を最小とし、所望される物質からなるエアロゾルを発生させるために装置は充分に低い温度にて操作するが、一般に、タールやその他の毒性成分を全く無くすことはできない。濃縮手段として機能するヒートシンク手段を配設することにより、ヒートシンク手段上にタール及びその他の毒性成分を濃縮される。かかる濃縮された成分は定期的に装置からヒートシンク手段を取り外して清掃することで除去することができる。
【００５２】
この発明に従う装置の更なる利点は、ガス触媒燃焼要素が燃焼室内に配置され、燃焼室と共にガス触媒燃焼要素をその発火温度まで大きくするまで燃料ガスが燃焼することを促進するフレームキャビティを画定することにより達成される。フレームキャビティ内にて燃料ガスを燃焼させる発火手段を設けることにより、単に燃料ガスを燃焼室へと供給して、フレームキャビティ内にて燃料ガスを発火することにより発火手段を操作することにより、装置を容易かつ即座に操作することができる。フレームの温度がガス触媒燃焼要素の一部の発火温度近傍まで大きくなると、発火温度まで大きくなったガス触媒燃焼要素の一部が燃料ガスを熱へと変換し始め、ガス触媒燃焼要素の残りの部分の温度を発火温度まで徐々にかつ迅速に大きくし、燃料ガスを熱へと変換する。このことにより、燃料ガスが枯渇し、迅速に鎮火し、燃料ガスを触媒により熱に変換して、独占的に加熱することを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下の記述から、この発明とその効果をより明確に理解することができ、図面には複数のこの発明に従う好ましい実施形態を示す。
【００５４】
図１〜２０はこの発明に従う装置を示しており、参照符号１は、この場合にはタバコである蒸発可能な物質を蒸発させ、タバコの蒸発可能な成分から吸入可能なエアロゾルを発生させる装置である。かかる装置１は、プラスチック材料を射出成型して製造され、ねじ留めされる第一ケース殻４及び第二ケース殻５から構成される二部品ケース３内に入れられている。その横断面が円形である延在した主ハウジング９は、ケース３内に配置され、長手方向に延在する主中心軸線１０を画定する。その主ハウジング９は、この実施形態においてはアルミである熱伝導材料により構成され、二つの部分、すなわち外側部分１１及び内側部分１２を具える。主ハウジング９の外側部分１１はシリンダ状の外側側壁１４を形成し、主ハウジング９の内側部分１２はシリンダ状の内側側壁１５を形成する。主ハウジング９の内側側壁１５及び外側側壁１４は、その内部に燃焼容器１８を区画形成する燃焼容器ハウジング１７を形成する。燃焼手段は、この実施形態において、下記に詳細に説明するようにガス触媒燃焼用１９であり、燃料ガスを熱に変換して、燃焼室ハウジング１７を加熱することで、主ハウジング９をも加熱するために、燃焼室１８内に配置されている。
【００５５】
また、主ハウジング９の外側部分１１は、蒸発室ハウジング２１のシリンダ状のソケット部分２０を形成し、蒸発室ハウジング２１の遊離プラグ部分２２とともに蒸発室２４を構成し、その内部にタバコを配置し、その蒸発可能な成分を蒸発させて、エアロゾルを発生させる。更に、プラグ部分２２は、同様にアルミである、熱伝導材料から構成されている。主ハウジング９の外側部分１１の外側側壁１４は、ソケット部分２０の第一側壁２５を形成し、外側側壁１４の横断方向に延在する第一隔壁２８はソケット部分２０の中空内部領域２９を形成し、かかる領域２９に、蒸発室ハウジング２１のプラグ部分２０を着脱自在に係合することができる。そのプラグ部分２２は、シリンダ状の第二側壁３０及びその第二側壁３０から横方向に延在している端蓋３１を具え、かかる第二側壁３０はタバコが配置される第二中空内部領域３２を画定する。第二側壁３０は第二中空内部領域３２に開口３３を画定し、ソケット部分２０の第一側壁２５は、プラグ部分２２を受容するために第一中空内部領域２９に開口３４を画定することで、第一中空内部領域２９にプラグ部分２２が係合すると、第二中空内部領域３２は開口３３を介して第一中空内部領域２９と連絡し、第一中空内部領域２９と共に蒸発室２４を形成する。オー（Ｏ）リングシール３９を具えるシール手段は、管状のショルダ３１に近接する第二側壁４１の周りから延在し、開口３４近傍の第一側壁２５は、プラグ部分２２がソケット部分２０と完全に係合したときに、蒸発室２４をシールするために第一中空内部領域２９と当接する。
【００５６】
端蓋３１にて排気ポート３５に適合したエアロゾルは、蒸発室２４からのエアロゾルに適合していた。金属メッシュ素材の下流のディスクは３６は、排気ポート３５に適合したエアロゾル近傍のプラグ部分２２の第二中空内部領域３２に位置しており、タバコを蒸発室２４内に保持している。エアロゾル用排気ポート３５から延在した、エアロゾルに適合したプラスチック材料からなる管３７は、マウスピース３８内にて終端し、蒸発室２４からのエアロゾルの吸入を促進している。
【００５７】
熱伝導性材料、すなわちアルミから構成されるヒートシンク部材４０を具えるヒートシンク手段は、下記にてより詳細に説明するように、エアロゾル用管３７内に配置され、エアロゾル用管３７を通るエアロゾルを冷却し、エアロゾル用管３７に吸い込まれるエアロゾル中のタバコのタールやその他毒性の蒸発成分を濃縮する。
【００５８】
排気ガス室４２は、燃焼室１８と蒸発室２４の間にて、主ハウジング９の外側部分１１の外側側壁１４により、主ハウジング９内に形成される。排気ガス室４２は外側側壁１４の横断方向に延在する金属ガーゼ膜４４を介して、燃焼室１８の下流端にて、燃焼室１８と連絡している。外側側壁１４に延在している多数の排気ガスポート４５は、排気ガス室４２を形成し、排気ガス室４２からガスを排気することに適合している。第一隔壁２８は熱交換手段を成し、排気ガス室４２内の排気ガスから蒸発室２４内へと熱の伝達を促進し、かつ、排気ガス室内の排気ガスが蒸発室内へと流入することを防止する。
【００５９】
熱伝導手段、すなわち延在した熱伝導部材４６はボア４７にシールにより固定され、第一隔壁２８は蒸発室２４内に延在し、蒸発室な２４内のタバコに熱を伝える。その熱伝導部材４６は、熱伝導素材、すなわちここではアルミにより構成され、４８の位置から排気ガス室４２へと延在し、排気ガス室４２内の排気ガスから蒸発室２４への熱伝導効率を高める。熱伝導部材４６はその遠位端に向かって徐々に細くなり、プラグ部分２２がソケット部分２０と係合しており、タバコが、プラグ部分３２の第二中空内部領域３２の袋内に配置され、タバコの袋を穿刺する先端４９にて終端する。
【００６０】
第二隔壁５０が、第一隔壁２８と平行かつ離間して、第一中空内部領域２９の断面方向に延在していることで、第一隔壁２８と第一側壁２５により吸気室５１が画定する。第二隔壁５０は、多数の空気用孔５２が開けられたアルミであり、エアロゾルが蒸発室２４から引き込まれることに伴い、空気を吸気室５１から蒸発室２４へと送気する。
【００６１】
再充填可能な燃料ガス容器５５はケース３内に配置され、燃料ガスを液状にて保持し、この発明に従う実施形態では、液状のブタンベースの液状ガスである。燃料ガスは、排気口５７内に配置されている圧力レギュレータ５６により燃料ガス容器５５から運ばれ、燃料ガスが燃料ガス容器５５から排気される際のガス圧を調節する。容器５５の排気口５７近傍のボタン操作式のオン／オフバルブ６２は、燃料ガス容器５５からの燃料ガスの出し入れを担う。燃料ガスパイプ５９は、オン／オフバルブ６２と温度応答性安全分離バルブ６０とを連結させ、係るバルブは主ハウジング９の温度が安全に作業することができる所定の最大温度を超えた際には、燃料ガス容器５５から燃焼室１８への燃料ガスの供給を遮断する。その温度応答性安全分離バルブは以下に詳細に説明する。
【００６２】
下記の温度応答性制御バルブ６１は、燃料室１８への燃料ガスの供給を制御して、蒸発室２４内の温度を所定の温度にて維持するために安全分離バルブ６０の下方に位置しており、また、この発明の実施形態における所定の温度は、タバコから所望されている蒸発可能な成分のエアロゾルを発生させることができ、かつ、タバコから望されていない成分が蒸発することを最小限に抑える１３０〜２５０℃の範囲内にある。温度応答性制御バルブ６１の排気ノズル６３は、制御バルブ６１から混合手段、すなわち燃料ガスと空気とを混合するベンチュリミキサ６４へと燃料ガスを送気する。ベンチュリミキサ６４は主ハウジング９の内側部分１２に形成され、主ハウジング９の内側部分内の空気ポート６８は、ベンチュリミキサ６４に空気を送り込む。図１２に示すように、多数のボア６６を有し、拡散プレート６５を具える拡散器は、ベンチュリミキサ６４と燃焼室１８との間に配置され、燃料ガス／空気混合物をベンチュリミキサ６４から燃焼室１８へと送気することで、かかる混合物はガス触媒燃焼要素１９へと送気される。
【００６３】
ガス触媒燃焼要素１９は、燃焼室１８内に配置され、燃焼室１８とともに、燃料ガス／空気混合物が最初に燃焼して、ガス触媒燃焼要素１９の温度を発火温度まで大きくすることで、ガス触媒燃焼要素１９が発火温度に達し、燃料ガスを熱に変換を開始するためのフレームキャビティ６７を画定し、かかるフレームキャビティ６７にて燃料ガス／空気混合物の燃焼を小さくすることで鎮火することが可能である。
【００６４】
電極６９は絶縁土台７０内を通り、フレームキャビティ６７まで延び、主ハウジング９の内側部分１２の内側側壁１５と協働して、点火するように、電極６９と内側側壁１５との間の電孤をなし、燃料ガスに着火することにより燃焼させる。電気絶縁土台７０は、主ハウジング９の内側部分１２にてボア５８内に位置しており、主ハウジング９の外側部分１１内のスロット４３はその内部に絶縁土台７０を通すことに適合している。ケース３に配置されている圧電性の発火機構７１は、電極６９に接続して電圧を供給することで、主ハウジング９の電極６９と内側側壁１５との間に電孤を形成し、発火させる。圧電性の発火機構７１のプランジャ７２はケース３内を延在し、圧電性の発火機構７１の作動を促し、主ハウジング９の電極６９と内側側壁１５との間に電孤を形成し、発火させる。このとき、主ハウジング９は、圧電性の発火機構７１へのアース線（図示していない）によりアースしている。
【００６５】
図７を参照し、温度応答性制御バルブ６１に注目すると、温度応答性制御バルブ６１は、本願出願人による国際公開第０２／４８５９１号パンフレットに記載の温度応答性制御バルブと実質的に同一であり、その開示内容は本発明に援用される。温度応答性制御バルブ６１は、外側部分７４と内側部分７５からなり、互いをシールする二部品バルブハウジング７３を具え、外側部分７４にバルブ室７６を形成する。バルブハウジング７３の外側部分７４及び内側部分７５は熱伝導性材料、具体的にはアルミニウムから構成され、主ハウジング９の内側部分１２と熱伝導にて係合する。バルブハウジング７３の外側部分７４におけるバルブ吸気口７７は、安全分離バルブ６０からの燃料ガスをバルブ室７６内に送り込み、バルブシート７８を画定する。二元金属バルブディスク７９は、バルブ室７６内に配置され、燃料ガスのバルブ室への流入を制御するためにバルブシート７８に係合し得るバルブ要素８０を有する。内側部分７５内に配置された出力ノズル８１は、燃料ガスをバルブ室７６からベンチュリミキサ６４に送気する。二元金属バルブディスク７９は、温度応答性の二元金属バルブディスクタイプのものであり、温度が大きくなり、所定の温度に曝されるとと、第一窪み構造から第一窪み構成の鏡像である第二窪み構造に変形し、一方、所定の温度と同一又はそれよりも小さくなると、第二窪み構造から第一窪み構造へと変形する。しかし、アナログタイプの制御動作により、バルブ室７６内への燃料ガスの流量を制御するためには、二元金属バルブディスク７９は、バルブ室７６において、バルブハウジング７３の内側部分７５のショルダ１０７により拘束されることにより、第一窪み構造と第二窪み構造間の変形を防止する。このタイプの温度応答性制御バルブは、国際公開０２／４８５９１号パンフレットに開示されている。出力ノズル８１とバルブ室７６からの出力ポート１０３との間にて、バルブハウジング７３の内側部分７５に配置されているフィルタ８２は、出力ノズル８３へと送気される燃料ガスをフィルタ処理する。
【００６６】
上述したように、バルブハウジング７３の内側部分７５及び外側部分７４は、主ハウジング９の内側部分１２と熱伝導可能に係合していることから、バルブハウジング７３並びにそのことからバルブ室７６及び二元金属バルブディスク７９は、主ハウジング９の温度を示す温度にて維持され、また、蒸発室ハウジング２１が主ハウジング９の一部として形成されていることから、バルブハウジング７３及び二元金属バルブディスク７９の温度は、蒸発室ハウジング２１の温度すなわち蒸発室２４内の温度を示している。このように、二元金属バルブディスク７９は蒸発室２４内の温度に反応する。主ハウジング９の熱容量、蒸発室ハウジング２１及びバルブハウジング７３のプラグ部分２２並びに温度応答性の安全分離バルブ６０のボディ部材８３は、熱平衡状態にあることから、温度応答性制御バルブ６１は、燃料ガスの燃焼室１８への供給を制御し、蒸発室２４内の温度を１３０〜２５０℃の範囲内に維持することができる。温度応答性制御バルブ６１により、主ハウジング９の温度が維持されることに関しては、図１９及び図２０を参照しつつ説明する。
【００６７】
温度応答性の安全分離バルブ６０は、国際公開第０２／４８５９１号パンフレットに開示されている安全遮断機構と実質的に同一であり、かかる開示内内容はこの発明に援用される。温度応答性の安全分離バルブ６０のボディ部材８３は、具体的にはアルミニウムである熱伝導材料により構成され、温度応答性制御バルブ６１のバルブハウジング７３の外側部分７４に延在し、かかる外側部分７４と熱伝導可能に係合している。ボディ部材８３内を延在しているボア８４は、温度応答性制御バルブ６１のバルブ吸気孔７７と連通している。吸気ポート８５は燃料ガスパイプ５９と連結しており、燃料ガスを燃料ガス容器５５からボア８４へと運搬する。ガラス繊維を含浸したプラスチック製のスラグ８６は、ボア８４内に配置され隙間嵌めしていることから、燃料ガスはボア８４そしてスラグ８６を通り、温度応答性制御バルブ６１の吸気ポート８５からバルブ吸気孔７７へと送気することが可能となる。多孔性の焼結青銅フィルタ８７は、スラグ８６の下流のボア８４内に配置され、その内部にて燃料ガスをフィルタ処理して適合させる。吸気ポート８６と孔の開いたディスクとの間にて機能している圧縮ばね８８は、スラグ８６をフィルタ８７へと押圧する。ディスク８９は燃料ガスが通過することができるように孔が開けられている。スラグ８６内にて延在している、長手方向のチャンネル９０及び半径方向のチャンネル９１は、燃料ガスをスラグ８６からフィルタ８７に送り、次いで、温度応答性制御バルブ６１のバルブ吸気口７７に送られる。スラグ８６を構成するプラスチック材料の融点は、主ハウジング９の温度が所定の危険作業温度に達したときに、スラグ８６を構成するプラスチック材料が溶解し、ディスク８９を圧縮している圧縮ばね８８は、溶解しているプラスチック材料を焼結フィルタ８７に向かって、内部へと押し込まれることにより、焼結フィルタ８７を遮断して、そこを燃料ガスが通過することを防止するので、温度応答性制御バルブ６１を隔離して、次いで燃料ガス容器の燃焼室１８を隔離するような温度である。
【００６８】
図８及び図９に示すように、ガス触媒燃焼要素１９は、この発明に従う実施形態において、好適な触媒貴金属材料により被覆された孔が開けられたシート状の金属キャリア９２を具える。触媒被覆されたキャリア９２は、中空のシリンダ９３に形成され、その内部に延在し、燃料ガス用ボア９４を画定する。触媒被覆キャリア９２により形成されたタブ部分９５は、内側に折り曲げられ、ガス用ボア９４内に延在する。ねじ９７及びナット９８を具える熱容量９６は、タブ部分９５に固定され、タブ部分９５の温度を、温度応答性制御バルブ６１により燃料ガスの供給を制御することにより、ガス触媒燃焼要素１９への燃料ガスを遮断している間にて、ガス触媒燃焼要素１９の発火温度又はそれより高い温度にて維持する。従って、この方法では、温度応答性制御バルブ６１により燃料ガスの供給が回復した場合には、発火温度又はそれよりも大きな温度にて維持されているタブ部分９５は、燃料ガスを触媒反応により熱へと再度変換し始めることから、ガス触媒燃焼要素１９の残りを発火温度まで、徐々にかつ迅速に大きくする。
【００６９】
熱容量９６のねじ９７は、タブ部分９５内に延在するヘッド９９及びねじ式シャンク１００を具える。タブ部分９５は、ナット９８とねじ９７のヘッド９９の間に固締めされ、熱容量９６とタブ部分９５との好適な熱伝導可能に係合を維持する。熱容量９６はガスが通るシリンダ状キャリア９２のボア９４内に配置され、熱容量９６から主ハウジング９への熱損失を最小とする。熱容量９６の容量は、ガス触媒燃焼要素１９が燃料ガスを熱に変換している一定期間にて熱を充分に維持するために充分な容量であることから、熱容量９６の温度が、温度応答制御バルブ６１により燃焼室１８への燃料ガスが遮断されている最長の期間において、ガス触媒燃焼要素の発火温度以上にて維持される。そのことから、熱容量９６は、温度応答制御バルブ６１と協働して、ガス触媒燃焼要素のタブ部分９５が発火温度よりも小さくなることを防止することで、装置１は蒸発室２４内のタバコからエアロゾルを発生させることができる。従って、一旦燃焼によりガス触媒燃焼要素１９が発火温度まで大きくなると、燃料ガスの燃焼室１８内への送気が遮断されているときに、熱容量９６がガス触媒燃焼用のタブ部分９５の温度をその発火温度以上に維持することにより、温度応答制御バルブ６１の駆動による燃焼室への燃料ガスの供給が遮断された後に、毎回燃焼する度にガス触媒燃焼要素１９を再発火させることなく、ガス触媒燃焼要素１９が燃料ガスを熱へと変換し続ける。このように、熱容量９６は温度応答制御バルブ６１と協働しており、ガス触媒燃焼要素１９が燃料ガスを変換していない状態にて長期に亘りしていることから、ガス触媒燃焼要素１９が燃料ガスを熱に変換して８００〜９００℃の温度範囲となっていても、主ハウジング９の温度を１３０〜２５０℃の範囲内に維持し、そのことで蒸発室２４の温度を１３０〜２５０℃の範囲内に維持することが可能となる。
【００７０】
主ハウジング９の夫々外側側壁１４及び内側側壁１５内のボア１１４及び１１５により形成されている第一検査ポート１０１は、フレームキャビティ６７の検査を迅速化して、燃焼室１８内の燃料ガス／空気混合物の初期の燃焼を検査する。ガス触媒燃焼要素１９近傍の燃焼室１８への主ハウジング９の夫々外側側壁１４及び内輪側壁１５内のボア１１６及び１１７により形成されている第二検査ポート１０２は、ガス触媒燃焼要素１９の検査を迅速化する。
【００７１】
図１０及び１１に示すヒートシンク部材４０は、単一のアルミ塊から機械加工される熱伝導材料からなり、延在した中実のコア部材１０４を具える。コア部材１０４から長手方向に離間している多数の熱交換フィン１０５は、コア部材１０４に円周状に延在しており、図４に示すように、エアロゾル用管３７の内側表面１０６と係合している。熱交換フィン１０５は、コア部材１０４及びエアロゾル用管３６の内側表面１０６により多数のギャラリ１０８を区画形成する。熱交換フィン１０５のペリフェリに設けられた長手方向に延在するスロット１０９は、その近傍に位置するギャラリ１０８と連通し、ヒートシンク部材４０を通るエアロゾル用管３７内のエアロゾルの流通を促進する。ヒートシンク部材４０のエアロゾルとの接触領域を最大とするためには、スロット１０９は熱交換フィン１０５の周りにて離間して配置されており、熱交換フィン１０５のスロット１０９は熱交換フィン１０５のペリフェリに沿って１８０°にわたって配置されており、隣接する２つの熱交換フィン１０５のスロット１０９は９０°ずらして配置されている。したがって、エアロゾルは、ヒートシンク部材４０のギャラリ１０８及びスロット１０９により画定される屈曲路を通り、冷却され、タールやその他所望されていない物質の濃縮を促進する。
【００７２】
蒸発室ハウジング２１の第一側壁２５及び第二側壁３０から夫々放射状に延在する一組のボア１１２及び１１３を具える調整可能な第二吸気ポート１１０は、蒸発室２４内に追加空気を送り込むために、第一吸気ポート５３の下流に位置している。プラグ部分２２がソケット部分２０と完全に係合している場合に、ボア１１２及び１１３を整列することができ、ソケット部分２０内のプラグ部分２２を回転することにより相互に整列される。更に、ボア１１２及び１１３が整列されると、ボア１１２及び１１３により画定されるオリフィスの領域は、プラグ部分２２をソケット部分２０に対し相対的に回転させることにより調節され、第二吸気ポート１１０に引き込まれる空気の量を変更するための調節手段となる。プラグ部分２２をソケット部分２０に対し相対的に回転して第二吸気ポート１１０が閉塞するので、対応するボア１１２及び１１３は、第一側壁２５及び第二側壁３０とオーバーレイする。
【００７３】
この発明の実施例において、主ハウジング９全体、プラグ部分２２、エアロゾル用管３７及びマウスピース３８、並びに、温度応答制御バルブ６１及び温度応答安全分離バルブ６０は、全て軸線方向に整列しており、その夫々が中心軸線を画定し、それらは主ハウジング９により画定される主中心軸線１０と合致する。温度応答安全分離バルブ６０のボディ部材８３及び温度応答制御バルブ６１のバルブハウジング７３は、シリンダ状の構成を有しており、ガス用管３７は、円形の断面形状を有している。
【００７４】
蒸発室ハウジング２１のソケット部分２０から解離したプラグ部分２２と共に使用されていると、蒸発するタバコはプラグ部分２２の第二中空内部領域３２内に配置される。かかるプラグ部分２２は、次いで、ソケット部分に再度係合して、内部領域２９とともに蒸発室２９を形成する。タバコはプラグ部分２２の第二中空内部領域３２に、ほぐした状態又は袋に入れられて配置される。袋に詰められて第二中空内部領域３２に配置され、プラグ部分２２がソケット部分２０に係合し、第一中空内部領域２９に堅く嵌め込まれると、タバコが蒸発室２４内にて加熱されたときに、熱伝導部材４６が袋に穴を開けることで、タバコの蒸発成分のエアロゾルを遊離させる。
【００７５】
タバコを蒸発室２４内に配置することで、装置１は使用可能な状態となる。ボタン式オン／オフバルブ６２は、燃料ガス容器５５から温度応答安全分離バルブ６０及び温度応答制御バルブ６１を介して、燃料ガスが空気と混合されるベンチュリミキサ６４へと燃料ガスを供給し、それを拡散器６５から燃焼室２４へと送気するために駆動する。圧電発火機構７１のプランジャ７２は、電極６９に電力を供給し、電極６９と主ハウジング９の内側側壁１５との間でアーク発火させるために駆動する。燃焼室１８内の燃料ガス／空気の混合物は、フレームキャビティ６７内にて燃焼を開始することにより、ガス触媒燃焼要素１９の下流部分を発火温度まで大きくする。発火温度に達すると、ガス触媒燃焼要素は触媒反応により燃料ガスから熱への変換を開始し、全てのガス触媒燃焼要素１９が燃料ガスを熱に変換し終わるまで、徐々にかつ迅速にガス触媒燃焼要素１９の残りを発火温度まで大きくする。そうすると、火は燃料ガスがなくなることで鎮火する。
【００７６】
ガス触媒燃焼要素１９は、操作温度が８００〜９００℃の間で燃料ガスを熱へと変換する。主ハウジング９の温度は、ガス触媒燃焼要素１９の放射により操作温度の１３０〜２５０℃まで急速に大きくなる。主ハウジング９から熱伝導部材４６へと伝導する熱は、蒸発室２４内の温度を大きくして、タバコの温度を１３０〜２５０℃まで大きくしてエアロゾルを発生させる。同時に、熱は主ハウジング９から温度応答制御バルブ６１のバルブハウジング７３及び温度応答安全分離バルブ６０のボディ部材８３に伝熱する。熱は主ハウジング９から温度応答制御バルブ６１の二元金属バルブディスク７９に伝熱され、燃料ガスの燃焼室１８供給を制御するために操作され、主ハウジング９の温度を維持して、蒸発室２４内の温度が１３０〜２５０℃の範囲内となる。
【００７７】
蒸発室２４内の温度が１３０〜２５０℃に達すると、ニコチンやその他の所望の成分といった所望の蒸発成分がタバコから蒸発してエアロゾルを発生させる。一定量のタールや所望されない成分もまたタバコから蒸発するが、蒸発室２４内の温度を維持して、蒸発室２４内の温度を１３０〜２５０℃の範囲内としてその発生を抑制する。
【００７８】
使用者は、マウスピース３８を口内に配置して、マウスピース３８を吸うことで、第一蒸発室２４を介して吸気口５３から空気を吸う。蒸発室２４内のエアロゾルは空気と混合し、ヒートシンク部材４０を介して送気される。かかるヒートシンク部材は、蒸発成分を冷却して、タバコからのタール及びその他の所望されない蒸発成分を熱交換フィン１０５上にて濃縮する。次いで、使用者は、エアロゾル及び空気の混合物を吸入する。蒸発室２４内に取り込まれる空気の量を増減させることができることが必要とされ、プラグ部分２２はソケット部分２０とは相対的に回転し、第二吸気ポート１１０のボア１１２及び１１３を整列する又はずらして、或いは、第二吸気ポート１１０全体を閉塞する。
【００７９】
装置は、オン／オフバルブ６２が燃料ガス容器から燃焼室１８への燃料ガスの供給を遮断することを止めるまで作動し続ける。
【００８０】
作動中には、温度応答制御バルブ６１は、アナログタイプの動作で燃焼室１８への燃料ガスの供給量を変化させること、及び必要に応じて燃焼室１８内への燃料ガスの供給を断続的に遮断することにより、蒸発室内の温度を１３０〜２５０℃の範囲内に維持するために作動する。温度応答制御バルブ６１の温度制御による燃料ガスの燃焼室１８への遮断時には、熱容量９６が、熱容量９６近傍のガス触媒燃焼要素１９のタブ部分９５の一部がガス触媒燃焼要素１９の発火温度かそれ以上となるよう維持することにより、燃料ガスの供給が再開すると、ガス触媒燃焼要素１９が燃料ガス／空気混合物の熱への変換を再開する。
【００８１】
図１９及び２０では、図１〜１８に示す装置１が、２つの異なる操作条件にて操作されている際の操作温度を波形で示す。装置１を１３０〜２５０℃である所望の温度域にて操作するには、温度応答制御バルブ６１は、１３０〜２５０℃である所望の温度域にて装置を操作するように選択しなければならない。図１９に示す温度結果とするために、温度応答制御バルブ６１は、蒸発室２４内の温度を約１６４℃に維持するよう装置１を操作するよう選択されている。図２０に示す温度結果とするために、温度応答制御バルブ６１は、蒸発室２４内の温度を約２２０℃に維持するよう装置１を操作するよう選択されている。
【００８２】
図１９及び２０では、Ｙ軸方向に温度（℃）がプロットされ、Ｘ軸方向には時間（秒数）がプロットされている。図１９及び２０の波形Ａは、燃焼室１８近傍にある装置１の主ハウジング９の温度を表している。図１９及び２０の波形Ｂは、蒸発室２４内の熱伝導部材４６の温度を表しており、かかる熱伝導部材４６の温度は、蒸発室２４内の温度を相当に正確に表している。図１９及び２０の波形Ｃは、排気ガスポート４５を介して排気ガス室４２から排出される排気ガスの温度を表している。
【００８３】
図１９からわかるように、温度応答制御バルブ６１が蒸発室２４内の温度を約１６４℃に維持するよう装置１を選択操作されると、起動後の１９０℃への初期加熱後には、熱伝導部材４６の温度が、一定の状態に維持され、約１６０〜約１６８℃の間で変動する。したがって、装置１の操作が安定状態にある時には蒸発室２４内の温度が約１６４±４℃となる。起動後には、熱伝導部材４６の温度は、約１６４±４℃である一定状態の温度となる前に、約１９０℃まで大きくなる。主ハウジング９の温度は、約１６６±４℃である一定状態の温度となる前に、約１７５℃まで大きくなる。起動後の装置１の初期加熱から安定した状態の操作状態となるまで約１２０秒、言い換えると約２分を要する。起動後の初期に約１５５℃まで大きくなった後に、排気ガスポート４５から排出される排気ガスの温度は、約１２５±１５℃の安定状態にて安定する。
【００８４】
図２０からわかるように、温度応答制御バルブ６１が蒸発室２４内の温度を約２２℃に維持するよう装置１を選択操作されると、起動後の装置１が安定した操作状態となるまで約１２０秒を要する。はじめに、主ハウジング９の温度が約２３０℃に達し、約２２５±３℃の安定した状態の操作温度となる。熱伝導部材４６の温度が約２４０℃に達し、約２２０±３℃の安定した状態の操作温度となる。このように、蒸発室２４内の温度が約２２０±３℃の安定した状態に維持される。排気ガスポート４５から排出される排気ガスの温度は、約２１５℃に達し、一旦１２０℃まで小さくなり、約１７５±１０℃の安定した温度状態となる。
【００８５】
したがって、温度応答制御バルブ６１を適切に選択することにより、装置１を所望の温度にて操作することが可能となる。また、一般に、温度応答制御バルブは、装置１を燃焼室２４内にて、約１３０〜２５０℃の安定した状態の操作温度で操作するよう選択され、その場合には、温度応答制御バルブは装置をより高い又は低い温度とするよう制御され、温度応答制御バルブが装置を制御するよう選択する温度は、エアロゾルを発生させるために蒸発室内にて蒸発させる物質によって決定されることが想定されている。事実、温度応答制御バルブ６１が装置１を蒸発室２４内にて、２５０℃よりも相当に大きな温度の安定状態の操作温度にて操作することが好ましく、物質に応じて、例えば、４００℃まで大きくすることもでき、それ以上の温度としてエアロゾルを発生させることもできる。
【００８６】
熱容量９６が、ガス触媒燃焼要素１９のタブ部分９５を、温度応答制御バルブ６１により装置の温度を制御して断熱されているときに、ガス触媒燃焼要素の発火温度以上の温度に維持するよう選択されることは理解されよう。このように、熱容量は、熱応答制御バルブと適合し、協働する。実際に、図１９及び２０に示すように、温度応答制御バルブが、装置１を燃焼室２４内にて、約１６４℃の安定した状態の操作温度で操作するよう選択される場合には、ガス触媒燃焼要素１９への燃料ガスの送気が遮られている期間が、温度応答制御バルブが、装置１を燃焼室２４内にて、約２２０℃の安定した状態の操作温度で操作するよう選択される場合における、ガス触媒燃焼要素１９への燃料ガスの送気が遮られている期間よりも長くなる。燃焼室１８への燃料ガスの送気が遮られている期間は、波形Ａ、Ｂ及びＣの温度が大きくなる前にピーク値から小さくなる期間により決定することができる。図１９からわかるように、温度応答制御バルブが、装置１を燃焼室２４内にて、約１６４℃の安定した状態の操作温度で操作するよう選択される場合には、ガス触媒燃焼要素１９への燃料ガスの送気が遮られている平均時間が約１２秒であり、図２０からわかるように、温度応答制御バルブが、装置１を燃焼室２４内にて、約２２０℃の安定した状態の操作温度で操作するよう選択される場合には、ガス触媒燃焼要素１９への燃料ガスの送気が遮られている平均時間は約８秒である。
【００８７】
従って、装置１が操作される蒸発室２４内にて安定状態の操作温度が大きければ大きいほど、温度応答制御バルブ６１による燃料ガスのガス触媒燃焼要素１９への送気が遮られる期間が短くなる。
【００８８】
図２１〜２３には、全体を通して参照符号１２０で表せられる、タバコから吸入可能なエアロゾルを蒸発させる、この発明に従うその他の実施例の装置の一部を示す。装置１２０は装置１と部分的に類似しており、同様の構成要素には同一の参照符号が付してある。装置１２０と装置１との主たる相違点は、装置１２０がバッテリ１２１により電力が供給されることにある。装置１２０は、ケース３に類似したケース（図示せず）内に配置されている主ハウジング１２２を具えている。装置１２０に電力を供給するバッテリ１２１は、燃料ガス容器５５が配置されている装置１のケース３内の領域と同様の領域の、ケース内の領域に配置されている。主ハウジング１２２熱伝導性の材料、すなわちアルミにより構成され、蒸発室ハウジング２１のソケット部分２０を形成する。
【００８９】
エアロゾルを発生させるために蒸発室２４内にてタバコを加熱する加熱手段は、蒸発室２４内に延在する熱伝導部材４６内に配置される、電力式の正の温度を制御する抵抗加熱要素１２５を具える。かかる熱伝導部材４６はアルミニウム製の熱伝導シェル１２６を具え、加熱要素１２５は熱伝導部材４６の熱伝導シェル１２６と熱伝導可能に係合し、タバコに伝熱する。熱は、熱要素１２５から伝熱部材４６を介して燃焼室ハウジング２１のソケット部分２０に伝えられ、タバコが加熱される。バッテリ１２１から加熱要素１２５へと電力を入り切りするオン／オフスイッチ１２８は、ケース（図示せず）内に配置されている。第一側壁２５にマウントされた温度応答スイッチ１２９は、第一側壁２５の温度に応答し、蒸発室２４内における温度を１３０〜１５０℃の範囲内で維持するために、バッテリ１２１から加熱要素１２５への電力の供給を制御する蒸発室２４内の温度を表す。
【００９０】
あるいは、使用時には装置１２０は装置１と類似している。タバコは、蒸発室ハウジング２１のソケット部分２０の係合して、蒸発室２４を形成する、プラグ部分２２の第二中空内部領域３５内に配置される。オン／オフスイッチ１２８は、加熱要素１２５へと電力を供給する温度応答スイッチ１２９を介して、バッテリ１２１から加熱要素１２５へと電力を供給するように操作し、タバコの温度を１３０〜２５０℃まで大きくする。温度は、温度応答スイッチ１２９により、１３０〜２５０℃の範囲内に維持される。装置１２０を停止するように、オン／スイッチ１２８を操作することができる。
【００９１】
図２４は、参照符号１３０で表示する、蒸発可能な物質を蒸発させて吸入可能なエアロゾルを発生させるための、この発明に従うその他の装置の一部を示す。装置１３０は、図１〜２０に示す装置１と実質的に類似しており、同様の構成部分は同様の参照符号を付してある。装置１３０と装置１との主たる相違点は、排気ガス室４２が熱伝導ガーゼ型の材料、すなわちポットや鍋のグリースやその他の汚泥を磨くためのポットスクラブであるニット型の金属繊維１３１により実質的に充填されていることにある。かかる金属繊維材料は、当業者には公知である。編み込まれた金属繊維１３１は、ランダムに編み込まれ、排気ガス室４２内に配置されている。排気ガス室４２に延在する熱伝導部材４６の一部４８は、編み込まれた金属繊維１３１に延在し、それと熱伝導可能に係合する。編み込まれた金属繊維１３１は排気ガス室４２からの排気ガスを燃焼室１８から拡散するので、排気ガスの流れ及びそこからの熱の抽出を遅くする。編み込まれた金属繊維１３１により排気ガスから抽出された熱は、蒸発室２４内に伝熱するための熱伝導部材４６へと伝熱する。編み込まれた金属繊維１３１を排気ガス室４２内に配置して、排気ガスポート４５から排出される排気ガスの温度を小さくすることで、装置１よりも、装置１３０の作業効率を格段に向上させることができ、実際に、蒸発室２４と主ハウジング９との温度差が小さくなってなる。
【００９２】
また、装置１３０は、第一吸気ポート５３内にバルブ手段、すなわち、逆止弁を具え、マウスピース３８を介して、蒸発室２４からエアロゾルが吸い出されるときに、第一吸気ポート５３から蒸発室２４へと空気を流すことができ、また、マウスピース３８を介して蒸発室２４からエアロゾルが吸い出されていないときに、第一吸気ポート５３からエアロゾルが反対に流れることを防止することができる。蒸発室２４が相当に高い温度となった状態で装置が操作される場合には、蒸発室２５内にて発生したエアロゾルは、マウスピース３８を介してエアロゾルが吸われていなくとも、第一吸気ポート５３を介して外部へと流れてしまうことには留意されたい。逆止弁３２を第一吸気ポート５３に配設することにより、第一吸気ポート５３を介した蒸発室２４からのエアロゾルの漏出を防止することができる。
【００９３】
図２５は、装置１、装置１２０及び装置１３０に好適な蒸発室ハウジングのソケット部分１４０を示す。この発明の実施形態では、蒸発室ハウジングはこれまで説明してきた装置１の蒸発室ハウジング２１と実質的に類似しており、同様な構成部材は同様の参照符号を付している。この実施形態における蒸発室ハウジングと蒸発室ハウジング２１の主たる相違点は、４つの平行に離間した熱伝導部材４６が第一側壁２８からソケット部分２０の第一中空内部領域２９へと延在して、蒸発室２４内のタバコに伝熱することにある。その熱伝導部材４６は、装置１の蒸発室２４に延在する熱伝導部材４６に類似している。あるいは、蒸発室ハウジングのソケット部分１４０は、蒸発室ハウジング２０のソケット部分２０と類似しており、そのプラグ部分２２と使用されることは、蒸発室２４を形成することに類似している。ソケット部分１４０が装置１２０とともに使用されているので、装置１２０について説明したものと類似の加熱要素１２５が、少なくとも１つの熱伝導部材４６内に配置され、好ましくは全ての熱伝導部材４６内に配置されることが予想される。
【００９４】
図２１〜２３に示すように、正の温度を制御する抵抗加熱要素を具える装置１２０の加熱手段は、その他の好ましい加熱手段とすることもでき、例えば、従来技術の抵抗加熱要素、誘導加熱要素又はその他の好ましい加熱手段を具える加熱手段とすることもできる。また、加熱手段は、蒸発室ハウジング２１の軸線方向後方に延在する、主ハウジング１２２の一部に取り付けることもできる。
【００９５】
図１〜２０に示す装置１は、主ハウジング及び排気ガスからの熱伝導により、蒸発室へと熱伝導させているが、排気ガスからの熱伝導は省略することもできる。
【００９６】
図２４に示す、逆止弁により第一吸気ポートからの空気の流れを選択的に制御するバルブ手段を具える装置１３０は、好ましいその他のバルブ手段に置き換えることもできる。実際に、バルブ手段を、使用者が手動にて操作することができ、通常は閉塞した状態にあり、相互に操作し得るバルブ手段とすることもでき、使用者が蒸発室２４からエアロゾルを吸気することを必要とする場合に、使用者が手動によりバルブ部材を開放状態として、第一吸気ポート５３を介して空気を蒸発室２４へと取り込むことができる。また、図１〜２０に示す、この発明に従う装置１は、図２１〜２３に示す装置と同様、第一吸気ポート５３からの空気の取り込みを選択的に制御する好ましいバルブ手段とすることもできる。更に、図１〜２０に示すこの発明に従う装置１は、排気ガス室内に熱伝導ガーゼ材料を配することできる。図２４に示す装置１３０の排気ガス室内の熱伝導ガーゼ材料は、前述のようにポット用スクラブに使用されるような編み込まれた金属繊維であるが、好ましいその他の熱伝導ガーゼ材料を使用することもできる。実際に、いくつかの例において、熱交換フィンを主ハウジングから排気ガス室へと延在するように設け、排気ガスからボディ部材へ、更には蒸発室へと熱を伝導している。かかる熱交換フィンは、排気ガスの流れを遅くするために、ガスを真直ぐに流れないような構成することもできる。
【００９７】
前述の熱容量はナットとねじを具えているが、その他の好ましい熱容量とすることもでき、例えば、リベットとすることもでき、ガス触媒燃焼要素を充分な容量とすることで、燃料ガスが遮断されている際にも、ガス触媒燃焼要素が発火温度以上となるようにすることができる。例えば、ガス触媒燃焼要素が、セラミック製のガス触媒燃焼要素である場合には、セラミック製ガス触媒燃焼要素の一部である熱容量は、燃料ガスが遮断されている際に、かかるセラミック製ガス触媒燃焼要素の温度がその発火温度以上に維持される。
【００９８】
図１〜２０に示すこの発明に従う装置１は調節可能な第二吸気ポートを具えるが、それを取り除くこともできる。また、蒸発室２４及び吸気室内にある熱伝導部材の一部にはエアダクトが配され、空気伝道部材を介して空気を吸気室５１から蒸発室へと送り、吸気室５１から蒸発室２４へと空気が吸い込まれると熱伝導部材により空気が加熱される。
【００９９】
前述のように、ガス触媒燃焼要素は、貴金属触媒材料による被覆が施された孔の開いたシート状の金属キャリアを具えるが、好ましいその他のガス触媒燃焼要素を使用することもでき、シート状の金属キャリアを具えるガス触媒燃焼要素の、かかる金属キャリアは穴が開いていなくとも良い。また、ガス触媒燃焼要素に、好適な触媒材料により被覆されたメッシュ又はガーゼキャリアを設けることもできる。その場合、ガス触媒燃焼要素はセラミック製のガス触媒燃焼要素であることは言うまでも無い。
【０１００】
更に、蒸発室ハウジング２１は、装置１の燃焼室ハウジング１７をも形成する主ハウジング９と一体となるように形成されているが、蒸発室ハウジングと燃焼室ハウジングとを分離して形成することもでき、それらは直接に又は熱伝導部材を介して熱伝導可能に係合している。
【０１０１】
前述したこの発明の装置は、燃焼室への燃料ガスの供給を制御する特定の型式の熱制御バルブを具えているが、好ましいその他の温度制御バルブを使用することもできる。例えば、国際公開９５／０９７１２号パンフレットに記載のセルフラッチング式の熱制御バルブとすることもできる。
【０１０２】
また、フィルタをヒートシンク部材の上流又は下流にてエアロゾル用管に配置して、そこを通過するエアロゾルをフィルタ処理することができる。かかるフィルタは一般的なタバコに詰められるフィルタとすることができ、また、蒸発室のエアロゾルをフィルタ処理する、その他の好ましいフィルタとすることができる。事実、かかるフィルタをヒートシンク部材と置き換えて使用することができる。
【０１０３】
前述のように、この発明に従う装置はタバコからエアロゾルを発生させるが、かかる装置により、例えば、蒸発可能なハーブ又は植物材料、或いは、蒸発可能な医療用物質又はその類似物などの、その他の蒸発可能な物質からエアロゾルを発生させることもでき、タバコ以外の物質を蒸発させるために装置を使用した際には、装置は、蒸発室内を、蒸発する物質が蒸発できる温度を維持させて使用することができる。
【０１０４】
また、主ハウジング、温度応答制御バルブ及び温度応答分離バルブはアルミ製であることを前述したが、真ちゅう、ステンレススチール、銅又はそれらの類似物といった、その他の好ましい熱伝導材料とすることができる。
【０１０５】
また、前述のように、エアロゾル用管を蒸発室とマウスピースとの間に配置するような特定の型式のヒートシンク部材としてきたが、その他の好ましいヒートシンク部に置き換えることもできる。例えば、ヒートシンク部材を、口内にて適応し得る温度まで冷却することができ、かつ、エアロゾル中の気流又は水蒸気を濃縮することができる金属ガーゼ材料又はその他の好適な材料から構成された、多孔性の焼結フィルタ、ガーゼフィルタとすることもできる。
【０１０６】
前述のように、熱伝導部材は、蒸発室内に延在する熱伝導部材とすることもできるが、その他の好ましい熱伝導手段とすることもでき、特定の材料からなる熱伝導部材はその他の好ましい材料から構成することができる。電力により駆動する装置の場合には、加熱手段が熱伝導部材内に配置されている必要がない。
【０１０７】
上述のように、この発明に従う装置は、タバコ内の蒸発可能な物質を蒸発させることができ、蒸発室内にて、フレーク状、顆粒状、固形状、微粒子状などの、任意の好適な形状とすることができる。
【０１０８】
また、上述のように、装置は１３０〜２５０℃の範囲内にて操作可能であるとしたが、操作可能な温度を１３０℃未満としたり、２５０℃を超える温度としたりでき、必要に応じて４００℃や５００℃以上とすることもできるのは当業者に公知のことであり、その温度は蒸発される物質に大きく依存する。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】蒸発可能な物質を蒸発させて、エアロゾルを発生させる、この発明に従う装置の斜視図である。
【図２】図１に示す装置の一部を取り除いたものの正面図である。
【図３】図１に示す装置の部分拡大正面図である。
【図４】図３に示す装置を下方から見たＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図１に示す装置の詳細斜視図である。
【図６】図１に示す装置のその他の詳細斜視図である。
【図７】図３に示す装置を上方から見たＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】図１に示す装置のその他の詳細斜視図である。
【図９】図８に示す装置の端面図である。
【図１０】図１に示す装置のその他の詳細な正面から見た断面図である。
【図１１】図１０に示す装置の端面図である。
【図１２】図１に示す装置のその他の詳細な端面図である。
【図１３】図１に示す装置の一部の斜視図である。
【図１４】図１３に示す装置の一部の正面図である・
【図１５】図１４に示す装置を下方から見たＸＶ−ＸＶ線断面図である。
【図１６】図１に示す装置のその他の部分の斜視図である。
【図１７】図１６に示す装置の一部の正面図である。
【図１８】図１７に示す装置を下方から見たＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面図である。
【図１９】図１に示す装置を所定の条件にて操作した際の測定温度を表す波形である。
【図２０】図１に示す装置をその他の条件にて操作した際の測定温度を表す波形である。
【図２１】蒸発可能な物質を蒸発させて、エアロゾルを発生させる、この発明に従う装置のその他の実施形態の一部の斜視図である。
【図２２】図２１に示す装置の一部のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩＩ線断面図である。
【図２３】図２１に示す装置の分解斜視図である。
【図２４】蒸発可能な物質を蒸発させて、エアロゾルを発生させる、図４に示す装置と類似するこの発明に従う装置のその他の実施形態の図である。
【図２５】蒸発可能な物質を蒸発させて、エアロゾルを発生させる、この発明に従う装置のその他の実施形態の詳細な斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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2008535530.tif 000029
2008535530.tif 000030
2008535530.tif 000031
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