CN111511428A - 基于可渗透元件的汽化方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明是用于汽化浓缩物的方法，该方法将在汽化过程中基本消除浓缩物的一般或局部燃烧、以及适于执行所述方法的装置。汽化方法基于加热已被吸收到可渗透汽化元件中的浓缩物，优选地为多孔玻璃盘。多孔玻璃的特征在于开孔空隙，该空隙允许流体自由通过多孔玻璃。多孔玻璃通常用作过滤元件，尤其是在高温应用中。发现与多孔玻璃接触的浓缩物是通过毛细管作用吸收的。尽管室温浓缩物可能无法立即完全渗入到多孔玻璃中，但是随着浓缩物被加热，其粘度会降低，从而容易被多孔玻璃吸收。

Description

基于可渗透元件的汽化方法和装置

相关申请的交叉引用

本申请是非临时申请，其要求享有2017年8月9日提交的名称为 VaporizationDevice and Process(汽化装置和方法)的美国临时申请 62/543,316和2017年11月30日提交的也名为Vaporization Device and Process(汽化装置和方法)的美国临时申请62/593,141的权益，它们的全 部内容通过引用整体并入本文，如同在此完整阐述一样。

技术领域

本发明的总体领域是用于汽化液体和固体的装置和方法。

背景技术

大麻和烟草长期以来被用于医学用途，吸烟是两者消费的传统和普遍 手段。当前存在多种其他消费手段，而新的消费手段也在不断发展。

汽化已普及为消费手段。汽化与吸烟不同之处在于，大麻或烟草、其 提取物或合成的尼古丁或大麻素浓缩物仅被加热至汽化点，而不是燃烧。 汽化理想地产生可吸入的蒸气而不产生烟。汽化是高度可控制的过程，其 中可以精确地控制施加到植物或浓缩物上的热量，并且所产生的药物剂量 的大小比通过吸烟获得的剂量的大小更可预测。汽化与吸烟不同之处在 于，将原始植物或浓缩物加热到足够高的温度，以使药物挥发成蒸气，但 又降低到足以避免燃烧的温度。燃烧产物和副产物(例如烟和NO_x)由于 各种原因(包括对健康的影响和口味偏爱)可能不适合消费。汽化最佳地 不产生烟，并且蒸气将完全不存在任何相关的烧焦味道。

适于与浓缩物一起使用的汽化器通常依赖于欧姆电阻加热元件，该欧 姆电阻加热元件靠近要汽化的浓缩物或与要汽化的浓缩物直接接触。尽管 加热元件的温度和热量输出在一定程度上是可控的，并且通常针对所需的 蒸气产生进行了校准，但该设计固有地会产生浓缩物的不均匀加热。这种 不均匀的加热会产生一定程度的微局部浓缩物燃烧，并产生烟雾和相关的 烧焦味道。不适当的汽化器操作会加剧烧焦味道。由于烟雾和烧焦味道占 主导地位且难以掩盖，因此即使很小程度的局部燃烧也会产生持久的烧焦 味道。

需要基本上抗产生烟或任何伴随的烧焦味道的汽化器。

发明概述

本发明的目的是提供抵抗局部浓缩物燃烧的改进的浓缩物汽化方法， 以及适于执行所述方法的相关装置。

本发明是汽化浓缩物的方法，其将基本上消除了在汽化过程中浓缩物 的一般或局部燃烧，以及适于执行所述方法的装置。汽化方法基于加热浓 缩物，该浓缩物已被吸收到可渗透汽化元件中，最好是多孔玻璃盘。多孔 玻璃的特征在于开孔空隙，其允许流体自由通过熔块。多孔玻璃通常用作 过滤元件，特别是在高温应用中。发现与多孔玻璃接触的浓缩物通过毛细 作用被吸收。尽管室温浓缩物可能不容易完全渗透到多孔玻璃中，但是随着浓缩物被加热，其粘度降低，从而易于被多孔玻璃吸收。

熔块具有不寻常的热性能，这归因于相对于体积、渗透率、孔隙率的 极高的表面积、由于一起构成该熔块的各个烧结部件之间的相对较小的导 电面积而导致的高的内部热阻率的组合。出乎意料的是，当熔块吸收了浓 缩物时，熔块可能会直接暴露于热源，包括火焰或辐射热，并且熔块中所 含的浓缩物将被加热到足以汽化，但不足以引起任何实质性的局部燃烧。 另外，熔块本身就是过滤器，而微米过滤器熔块在本申请中使用时，提供 了微粒过滤，与传统的汽化方法相比，该过滤器进一步提高了产生的蒸气 的质量。

因此，本发明的汽化方法是使熔块吸收浓缩物，充分加热所述熔块和 包含的浓缩物以产生蒸气，同时产生极其有限的局部燃烧，以至于任何相 关的烧焦味道基本上是人类无法检测到的，并疏散所说的蒸气。

本发明的装置是特别适于执行本发明的方法的汽化器。

附图说明

图1示出了该方法的流程图。

图2示出了汽化器的等距视图。

图3示出了雾化器的正视图和截面图。

图4示出了雾化器的正视图和截面图以及熔块和近端部件的细节图。

图5示出了雾化器的替代实施方案的正视图和截面图以及熔块和近端 部件的细节图。

定义：

蒸气：适合吸入的气态或悬浮的液体冷凝物。

汽化：从液体或固体产生蒸气。

汽化器：用于汽化的装置。

烧结：通过施加热量和压力将组成的固体成分融合成单个固体成分。

玻璃：任何主要由玻璃态二氧化硅组成的固体。

石英玻璃：由化学纯的玻璃态二氧化硅组成的玻璃。

熔块：可渗透汽化元件，例如烧结玻璃，或在可能使用玻璃熔块的情 况下替代的任何成分(例如，不锈钢)的过滤器。

浓缩物：从大麻或烟草中提取的活性成分的制剂，包括大麻素(如THC 或CBD)，生物碱(如尼古丁)或其他药用或精神活性化合物，或其合成 形式。通常，这包括大麻素提取物，例如油、蜡、芽、碎和类似产品，以 及尼古丁产品，例如电子果汁和类似产品。

发明详述

在上面的发明内容，详细描述、下面的权利要求书和附图中，参考了 本发明的特定特征。应当理解，本说明书中的本发明的公开内容包括这些 特定特征的所有可能的组合。例如，在本发明的特定方面或实施方案或特 定权利要求的上下文中公开了特定特征的情况下，该特征也可以在可能的 范围内与其他特征结合和/或在本发明的其他特定方面和实施方案的上下 文中使用，以及总体上在本发明中使用。

术语“包括”及其语法等同物在本文中用于表示任选地存在其他组分、 成分、步骤等。例如，术语“包括”(或“包含”)组分A、B和C可以由 组分A、B和C组成(即仅包含A、B和C)，或者不仅可以包含组分A、 B和C，而且包含一个或多个其他组分。

在本文中参考包括两个或更多个定义的步骤的方法时，可以以任何顺 序或同时执行所定义的步骤(除非上下文排除该可能性，该方法可以包括 可以在任何已定义步骤之前、两个已定义步骤之间或在所有已定义步骤之 后执行的一个或多个其他步骤(除非上下文排除了这种可能性)。

本文中使用术语“至少”后跟数字来表示包括该数字的范围的开始(取 决于定义的变量，该范围可以是具有上限或没有上限的范围)。例如，“至 少1”表示1或大于1。术语“至多”后加数字表示范围的结尾，包括该 数字(可以是以1或0作为其下限的范围，或无下限的范围，具体取决于 定义的变量)。例如，“至多4”是指4或小于4，而“至多40％”是指40％或小于40％。在本说明书中，当范围被指定为“(第一数字)至(第二数 字)”或“(第一数字)-(第二数字)”时，这意味着其极限包括两个数字 的范围。例如，“25至100”表示其下限为25而上限为100的范围，包括 25和100。

图1示出了本发明的方法的流程图，该流程图包括四个步骤。

步骤1：将浓缩物施加到熔块上。在优选的方法中，所述熔块是多孔 玻璃盘。

步骤2：优选通过对所述浓缩物和熔块施加热量，使浓缩物吸收到所 述熔块的空隙中。在优选的方法中，通过来自近端的欧姆电阻加热元件的 辐射加热来施加热量。在替代方法中，可以使用其他热源，包括火焰或高 温空气或其他气体。

步骤3：继续施加热量以诱导所述浓缩物汽化以产生蒸气。

步骤4：抽空所述蒸气。

图2是适于执行本发明方法的汽化器的等距视图。汽化器包括雾化器 100和适于向雾化器100供应电流的电池110。

图3是雾化器100的正视图和截面图。该雾化器包括能够容纳一定量 浓缩物的浓缩物储存器容积210、熔块220、浓缩物可以从储存器容积210 到熔块220中流经的供应口230、靠近熔块220的热源240和抽空通道250。

图4示出了雾化器的正视图和截面图以及熔块220和近端部件的细节 图。在优选实施方案中，供应口230被定位成使得浓缩物自由地流到浓缩 物预热室270。在优选实施方案中，预热室270是由在其下表面上的熔块 220和在其上表面上的加热元件240形成的圆柱形储存容积。当热源240 工作时，预热室270中包含的浓缩物的温度将升高，从而导致粘度降低。 降低的粘度使得浓缩物易于吸收到熔块220的空隙中。

图5示出了雾化器的实施方案。在该实施方案中，加热元件240是螺 旋电阻元件，其与熔块220在近侧并同轴设置。在该实施方案中，供应口 230与熔块220直接流体连通。当浓缩物被汽化并通过抽空通道250排出 时，浓缩物将从储存器容积210流入熔块，直到熔块220用浓缩物使其重 新饱和。

在优选实施方案中，加热源240是欧姆加热元件，其在电流被供应时 产生热量。在优选实施方案中，加热元件240是由玻璃板260捕获的线圈。 在替代实施方案中，加热元件240可以是盆状的，自由地暴露在预热室270 内，嵌入在预热室270的壁内，嵌入在熔块220内，或以其他方式定位在 熔块220的近侧或与熔块220接触，以使得从加热元件240输出的热量传 递到熔块220。在替代实施方案中，热源240可以是火焰或其他热源。在 优选实施方案中，加热元件可由用户通过用户对电流的控制来操作。在优 选实施方案中，附接的电池110将控制到热源240的电流(通常通过开关)， 以将电流供应到加热元件。加热元件将产生热量，然后将热量传递到熔块 和任何吸收的浓缩物中。加热的浓缩物将汽化。汽化的浓缩物将自由地流 动通过熔块210，并通过熔块下表面280离开进入抽空通道250。可以通 过施加压力差将所得的蒸气通过抽空通道250从装置抽空，通常由使用者 在出口290处通过抽空通道250吸入产生所述压力差。

当包含在熔块220中的浓缩物被汽化时，重力和毛细作用将导致浓缩 物从浓缩物储存器210通过供应口230流动以使熔块220重新饱和。通过 预热包含在预热室270中的浓缩物来辅助重新饱和。加热元件240、预热 室270和熔块210的布置进一步辅助熔块220的重新饱和。

优选使用方法

在优选的使用方法中，浓缩物具有足够低的粘度，以使其易于向重力 方向流动。加热元件240由用户控制电池110上的开关激活，这将导致熔 块220中所包含的浓缩物汽化，并且用户将通过在抽空通道250的出口290 处吸入来吸入所产生的蒸气。

尽管已经示出和描述了优选和替代实施方案，但是如上所述，在不脱 离该汽化方法和装置的精神和范围的情况下，可以进行许多改变。因此， 范围不受这些优选和替代实施方案的公开的限制。相反，汽化方法和装置 的范围将完全通过参考权利要求书来确定。只要上面的描述和附图(如果 有的话)公开了不在以下权利要求书范围之内的任何其他主题，则本发明 并不贡献给公众，并且申请人在此保留提交一项或多项申请来要求此类其他发明的权利。

读者的注意力指向与本说明书同时提交的并且随本说明书向公众开 放的所有论文和文献，并且所有这些论文和文献的内容通过引用并入本 文。

除非另有明确说明，否则本说明书中公开的所有特征(包括任何所附 权利要求、摘要和附图)可以由具有相同、等同或相似目的的替代特征代 替。因此，除非另有明确说明，否则所公开的每个特征都是一系列等同或 相似特征的示例。

权利要求中未明确说明执行特定功能的“装置”或执行特定功能的“步 骤”的任何要素均不应解释为35U.S.C.§

中指定的“装置”或“步 骤”条款。特别是，本文权利要求中的“步骤”的使用无意援引U.S.C.§

的规定。

Claims (9)

1.汽化装置，包括：

浓缩物供应储存器，与浓缩物汽化组件流体连通，

浓缩物汽化组件，包括：

多孔汽化元件，以及

电阻加热元件；以及

蒸气收集和排放组件，包括：

与所述多孔汽化元件流体连通的蒸气积聚室，以及

蒸气抽空通道，其与所述蒸气积聚室流体连通并且与出口流体连通。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多孔汽化元件是烧结玻璃。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电阻加热元件位于所述多孔汽化元件的近侧。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电阻加热元件被嵌入在所述多孔汽化元件内。

5.根据权利要求2所述的装置，其中，所述多孔汽化元件是烧结的石英玻璃。

6.浓缩物汽化装置，包括：

浓缩物供应储存器，与汽化装置组件流体连通，

汽化装置组件，包括：

多孔汽化元件，以及

用于加热所述汽化元件的装置，以及

蒸气吸入装置，包括：

与所述多孔汽化元件流体连通的蒸气积聚装置，以及

蒸气抽空装置，其与蒸气积聚装置和出口都流体连通。

7.汽化方法，包括：

将浓缩物施加在熔块表面上，

使所述熔块通过毛细管作用吸收所述浓缩物，

充分加热所述熔块和所含浓缩物以产生所述浓缩物的蒸气。

8.根据权利要求7所述的汽化方法，其中，通过对所述浓缩物施加热量来降低浓缩物粘度，从而引起通过毛细作用进行所述浓缩物的所述熔块吸收。

9.根据权利要求7所述的汽化方法，进一步包括：吸入所述汽化的浓缩物。

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