阅读说明：本技术 加热可抽吸材料 (Heating smokable material ) 是由 D.哈特里克 S.布雷雷顿 于 2013-09-11 设计创作，主要内容包括：本发明涉及加热可抽吸材料,公开了一种构造成使可抽吸材料的组分挥发以吸入的设备,其包括可抽吸材料加热室和构造成通过变化的磁场的存在加热的加热材料,其中加热材料布置成将热能传递到在加热室中的可抽吸材料以使所述组分挥发。(Apparatus configured to volatilise a component of smokeable material for inhalation, comprising a smokeable material heating chamber and a heating material configured to be heated by the presence of a varying magnetic field, wherein the heating material is arranged to transfer thermal energy to smokeable material in the heating chamber to volatilise the component.)

加热可抽吸材料

本申请是申请号为201380048636.7、国际申请日为2013年9月11日的同名的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及加热可抽吸材料以便使可抽吸材料的组分挥发。

背景技术

诸如香烟和雪茄的吸烟制品在使用期间燃烧烟草来形成烟草烟雾。已做出尝试通过形成在不形成烟草烟雾的情况下释放化合物的产品来提供这些吸烟制品的替代形式。这样的产品的示例为所谓的热不燃产品，其通过加热而不是燃烧烟草来释放化合物。

发明内容

根据本发明，提供了一种构造成使可抽吸材料的组分挥发以吸入（inhalation）的设备，该设备包括：

可抽吸材料加热室；和

加热材料，其构造成通过变化的磁场的存在来加热，其中加热材料布置成将热能传递到在加热室中的可抽吸材料以使所述组分挥发。

加热材料可包括在加热构件中。

加热构件可包括与加热材料热接触的基体材料，基体材料构造成保持从加热材料接收的热能并且将该热能传递到在加热室中的可抽吸材料以使所述组分挥发。

基体材料可构造成：将所述热能在延长的时期内传递到所述可抽吸材料，以便将所述可抽吸材料的温度升高并保持在挥发温度达所述延长的时期，而不通过变化的磁场同时加热加热材料。

加热材料可包括利用基体材料而在加热构件中被分散（disperse）的多片加热材料。

加热构件可包括位于可抽吸材料加热室附近的细长构件。

加热室可围绕加热构件同轴地定位。

加热材料可位于具有可抽吸材料的可抽吸材料加热室内部。

加热材料可包括分散在可抽吸材料内的多片加热材料。

加热材料可包括导电材料。

加热材料可能易受由材料中变化的磁场感应的涡电流的影响，涡电流致使加热材料以电阻方式被加热。

设备可包括：外壳，其中包含加热室和加热材料；以及变化磁场发生器，其布置成在加热材料的加热期间接纳外壳。

磁场发生器可布置成可释放地对接外壳，由此在加热期间保持外壳相对于发生器的稳定位置。

设备可包括烟嘴，其与加热室流体连通，以便允许可抽吸材料的挥发组分通过烟嘴被使用者抽吸。

加热材料可构造成将可抽吸材料加热至在大约50℃和250℃之间的挥发温度，以使所述组分挥发。

根据本发明，提供了一种加热可抽吸材料以使可抽吸材料的组分挥发以便吸入的方法，该方法包括：

生成变化的磁场；

利用变化的磁场在加热材料中感应电流，并由此加热所述加热材料；

将热能从加热材料传递到可抽吸材料以将可抽吸材料加热至挥发温度，并由此使可抽吸材料的组分挥发。

根据本发明，提供了一种加热可抽吸材料以使可抽吸材料的组分挥发以便吸入的方法，该方法包括：

将包含加热材料和可抽吸材料的外壳***构造成生成变化的磁场的装置中；

在该装置中生成变化的磁场，并由此通过使电流在加热材料中被感生来加热所述加热材料；

将热能从加热材料传递到可抽吸材料以将可抽吸材料加热至挥发温度，并由此使可抽吸材料的组分挥发。

也可以提供一种用于执行该方法的设备，该设备包括：

外壳，其包含可抽吸材料和加热材料；以及

装置，其构造成生成变化的磁场。

附图说明

仅仅是为了举例，下面参照附图描述本发明的实施例，在附图中：

图1是用于提供受热的可抽吸材料的挥发组分以由使用者吸入的设备的部分剖开的图示，其中包括导电的加热材料的加热构件位于可抽吸材料加热室附近；

图2是用于提供受热的可抽吸材料的挥发组分以由使用者吸入的设备的透视图，其中设备的外壳对接在磁场发生器中以用于在加热材料中感应涡电流；

图3是用于提供受热的可抽吸材料的挥发组分以由使用者吸入的设备的剖视图，其中导电的加热材料与可抽吸材料一起定位在加热室中；以及

图4是用于提供受热的可抽吸材料的挥发组分以由使用者吸入的设备的透视图，其中设备的外壳对接在磁场发生器中以用于在加热材料中感应涡电流。

具体实施方式

如本文所用，术语“可抽吸材料”包括在加热时提供挥发组分的任何材料并且包括任何含烟草的材料，并且可例如包括烟草、烟草衍生物、膨胀烟草、再造烟草或烟草替代物中的一种或多种。

用于提供可抽吸材料2的挥发组分以吸入的设备1包括可抽吸材料加热室3和与加热室3流体连接的烟嘴4。烟嘴4可包括诸如醋酸纤维素丝束的过滤材料，该过滤材料可以以包卷塞的形式提供。当可抽吸材料2在加热室3内部被加热至足以使可抽吸材料组分挥发的温度时，设备1的使用者可从烟嘴4吸入挥发的组分。

如下文更全面描述的，可抽吸材料2通过来自位于可抽吸材料2附近的加热材料5的热传递来加热。加热材料5自身在电磁感应加热过程中被以电阻方式加热。

更具体地讲，加热材料5包括具有有限的电阻的导电材料，其中，当加热材料5被置于变化的磁场中时，感应的涡电流引起材料5的电阻加热。合适的加热材料5的示例为铁，但可以备选地使用其它导电材料，例如另一种导电金属或合金。加热材料5通过电磁感应效应加热至足以使加热室3中的可抽吸材料2的组分(例如，尼古丁和芳香化合物)挥发而不点燃可抽吸材料2的温度。

加热材料5可位于加热室3内部或在其近距离内。如下文解释的，一个示例将加热材料5定位在紧邻可抽吸材料2处或在紧邻可抽吸材料2定位的加热构件6中。加热材料5的位置使得在受热的加热材料5和加热室3内部的可抽吸材料2之间发生有效的热传递，并由此使可抽吸材料2被加热至足以使可抽吸材料2的组分挥发以通过烟嘴4吸入的温度。

如上文简单地引用的，加热材料5可包括在加热构件6中，加热构件6构造成将热能从加热材料传递至加热室3中的可抽吸材料2。除了加热材料5之外，加热构件6可包括基体材料7，基体材料7为热保持性的，并且用来在相对长的时期内释放从加热材料5接收的热能，并由此将可抽吸材料2在在该时期的持续时间内保持在挥发温度。一个示例是在大约3分钟和10分钟之间，如下文进一步讨论的。基体材料7可以是电绝缘体，与加热材料5不同，该电绝缘体在置于变化的磁场中时自身不易感应涡电流。

基体材料7与加热材料5热接触，使得当加热材料5被电磁感应加热时热能从加热材料5传导至基体材料7中并且使基体材料7加热至加热材料5的温度。储存在基体材料7中的热接着在延长的时期内耗散到加热室3中，以便连续地加热其中的可抽吸材料2并使可抽吸材料2的组分连续地挥发以通过烟嘴4吸入。

合适的基体材料7的示例是具有高的比热容的材料，其比热容可以高于加热材料5的比热容。一个示例是在大约1000和3500J/kg.K之间的范围内的比热容，但其它值也可能是合适的。材料7可以是聚合物，但备选地可以使用其它材料7。合适的材料7的示例是HDPE或聚碳酸酯。如上文简单地解释的，基体材料7构造成储存从加热材料5接收的热能并且在上文引用的延长的时期内逐渐地耗散来自加热材料5的热能，以便将可抽吸材料2加热至在所需的挥发温度范围内并且将可抽吸材料2的温度保持在该所需的挥发温度范围内，直到延长的时期结束。诸如烟草的可抽吸材料的组分挥发的温度范围的示例是在大约50℃和大约250℃之间，例如在大约50℃和150℃之间，在大约50℃和120℃之间，在大约50℃和100℃之间，在大约50℃和80℃之间，或在大约60℃和70℃之间。其它范围也可能是合适的。延长的时期可以是与抽吸常规香烟所花费的时期大约相同的长度。一个示例性时期在大约4分钟和8分钟之间，例如大约7分钟。

加热材料5和基体材料7(如使用)可以可任选地在每口烟之间置于变化的磁场中，以便在每口烟之前再加热加热材料5。

加热构件6可以沿着设备1的纵向轴线延伸。加热室3也可以沿着设备1的纵向轴线延伸并且可以位于加热构件6附近。例如，图1中所示加热构件6基本上沿着设备1的中心纵向轴线延伸，并且加热室3位于其纵向表面周围。如果加热构件6为基本上圆柱形的，如图1所示，那么加热室3围绕其延伸的纵向表面是加热构件6的圆周表面。在这类构型中，加热室3可包括围绕加热构件6的同轴层。这在加热构件6周围提供了环形空间，可抽吸材料2可***该环形空间内以进行加热，如下文所述。

一种备选的布置是将加热室3和加热构件6的位置颠倒，以使得加热室3沿着设备1的中心纵向轴线定位并且加热构件6作为同轴层围绕加热室3环形地定位。

如图1中所示，加热材料5可包括加热材料5的多个单独的片，它们遍布加热构件6中的基体材料7。加热材料5穿过基体材料7的基本上均匀的分布在加热材料5被加热时提供了基体材料7的均匀加热，并且因此也提供了可抽吸材料2在加热室3中的均匀加热。然而，应当理解，加热材料5的多个单独的片的使用不是本发明的要求，并且备选构型等几率地可用于提供基体材料7和/或可抽吸材料2的均匀加热。

另一个备选构型在图3中示出，其中加热材料5驻留在可抽吸材料2自身内，而不是如前所述在加热构件6内。如从图3可以看出，多片加热材料5可以基本上均匀地遍布可抽吸材料2，以便在加热材料5被感应电流加热时提供在整个室3中的可抽吸材料2的均匀加热。加热材料5的这些单独的片可由基体材料7包围，以使得加热室3包含多个加热构件6，每个加热构件6包括遍布室3的加热材料5和基体材料7。例如，加热构件6可以是在加热材料5的内芯和基体材料7的外层内大约球形的。

加热室3的深度或者说是横向尺寸可以在大约2mm和10mm之间，例如大约5mm。该尺寸可以包括基体材料5或者如上文所讨论那样在基体材料5作为同轴芯布置在加热室中时可以不包括基体材料5。加热室3的长度可以大约等于常规香烟中的可抽吸材料杆的长度。合适的长度的示例在大约55mm和60mm之间，但备选地可以使用其它长度。

外壳8可包含设备1的部件，例如，加热室3、烟嘴4、加热材料5和基体材料7。在图1和图2中，外壳8示出为细长的，其中烟嘴4位于其端部中的第一者处，并且加热构件6和加热室3从外壳的相对的第二端沿着外壳8的纵向轴线延伸穿过外壳8的内部区域。外壳8可以例如形状上为基本上管状的，例如管，其尺寸类似于香烟、雪茄或小雪茄的尺寸。外壳8可由塑料形成，例如合适的聚合物材料，其为设备1的使用者在吸入和一般使用期间舒适的。

变化的磁场使电流在加热材料5中被感生，其可由磁场发生器9生成，磁场发生器9的示例在图2和图4中示出。磁场发生器9可包括功率源10，例如合适的电池或蓄电池，其提供电能以用于生成变化的磁场。磁场发生器9可以备选地构造成从诸如主功率源、个人计算机或其它外部功率源的外部功率源接收电能。

磁场发生器9可包括电线圈，其中诸如交流电的变化的电流被迫流动以在发生器9附近形成变化的电磁场，例如变化的RF场。当加热材料5位于发生器9附近时，由磁场发生器9形成的变化的磁通量使涡电流在加热材料5中被感生。如前所述，这些涡电流继而使电阻加热在加热材料5中发生，并且可以因此引起加热材料5的温度的增加。

磁场发生器9可与外壳8分离，加热构件6、加热室3和可抽吸材料2位于外壳8中中。在这种情况下，磁场发生器9可构造成在加热材料5的加热期间与加热室外壳8在结构上接合，以使得其中的外壳8和设备部件相对于磁场源9保持在稳定布置中。例如，参看图2和4，磁场发生器9可包括凹部11，外壳8可***该凹部中。凹部11的内部形状可以基本上匹配外壳8的端部区域的外部形状，以使得外壳8的端部区域可被对接并且因此物理地固定在磁场发生器9内部。

外壳8在磁场发生器9中的对接动作可以触发发生器9生成变化的磁场，并且因此开始加热加热材料5的过程，以获得挥发的可抽吸材料组分。

当发生器9在使用时，例如当外壳8对接在发生器9中时，磁场发生器9可位于加热材料5的大约5mm至100mm的距离内。该范围为示例，并且可以备选地使用在该范围外的其它合适的距离。

如前所述，来自加热材料5的热量耗散到加热室3中的可抽吸材料2中，并且在可抽吸材料2达到挥发温度时使可抽吸材料2的组分被挥发。可任选地，设备1可包括例如包括热电偶的温度传感器12，其构造成检测加热室3中的加热材料5、基体材料7和/或可抽吸材料2何时达到预定的挥发温度。温度传感器12可包括或连通到报警器、指示灯或某些其它合适的报警单元，该报警单元构造成提示使用者已达到挥发温度，并且因此可抽吸材料2的挥发的组分可用于吸入。

附加地或备选地，设备1可包括定时器13，其构造成测量加热材料5已暴露于变化的磁场的时间长度并且使使用者在经过预定的加热时间时被提示，该预定加热时间已知对应于在加热室3中达到的挥发温度。在检测到外壳8已对接在磁场发生器9中或者说是接收到这样的信息时，定时器13可由设备1自动地启动。

一旦加热材料5已被加热至预定的挥发温度，就可从磁场发生器9移除外壳8，以使得加热材料5不再经历任何显著的电阻加热效应。在此阶段，磁场发生器9可被切断电源。可任选地，磁场发生器9可构造成当已达到预定的挥发温度和/或已经过预定的加热时期时自动地停止生成磁场。

已通过从受热的加热材料5释放的热量挥发或随后挥发的可抽吸材料2的组分可从烟嘴4吸入，而不需要磁场发生器9在加热材料5附近。这允许设备1的使用者从烟嘴4吸入挥发的组分，其方式类似于使用者将从诸如香烟的吸烟制品吸入可抽吸材料组分的方式。磁场发生器9可以例如被置于使用者的口袋中达上文引用的延长的时期，同时使用者随着可抽吸材料2继续被加热而有规律地从烟嘴4吸入新挥发的可抽吸材料组分。

在设备1的所有构造中，可抽吸材料2可以以一次性可抽吸材料筒或其它可抽吸材料消耗品的形式提供，该消耗品可经由外壳8中的合适开口被***加热室3和从加热室3移除。因此，设备1的使用者有更换可抽吸材料2的选择，以便获得不同或改善的吸入体验，同时重复使用外壳8、外壳的内部设备部件和磁场发生器9。例如，筒或其它消耗品可包括中空的可抽吸材料管，其可被滑动到诸如图1中所示那样的细长的加热构件6上和从加热构件6滑离，或者可包括可抽吸材料2的基本上实心的细长芯，其可被滑入和滑出细长的加热构件6的中空中心。筒可包括例如由塑料形成的套筒，该套筒包含可抽吸材料2，并且可抽吸材料的挥发的组分可从套筒流入烟嘴4中。

备选地，外壳8和其内部部件(包括可抽吸材料2)可以一起形成一次性的物品，该物品旨在在使用之后被使用者丢弃。

如图1和图3中所示，外壳8和/或可抽吸材料筒2可以设有热绝缘14，以减少从可抽吸材料2和外壳8的内部部件到外壳8周围的外部大气环境的热损失。热绝缘14可以例如包括真空绝缘，其构造成通过在加热室3和外壳8的外表面之间提供抽空区域而使设备1绝缘，从而基本上防止通过传导和对流的热损失。外壳8和/或可抽吸材料筒2可以附加地或备选地设有位于可抽吸材料2和外壳8的外表面之间的红外光反射层，以便防止由热辐射造成的损失。该反射层可以可任选地设置在热绝缘层14之上或之内。

外壳8可以附加地或备选地由位于加热材料5和外壳8的外部之间的可抽吸材料2热绝缘。

热绝缘效应确保外壳8的外表面基本上不被加热材料5加热并且因此外壳8的外表面保持在合适的温度，该温度可使使用者在从烟嘴4吸入挥发的组分期间舒适地夹持外壳8。

可任选地，加热室3可以是可气密密封的，以使得可抽吸材料的挥发的组分不会不可取地通过烟嘴4逸出。入口阀和出口阀可构造成将加热室3相对于烟嘴4密封并且在使用者抽吸烟嘴4时仅允许已挥发的组分离开加热室3。设备1可包括烟雾传感器，以在合适的时间触发阀的打开和关闭。备选地，阀可以通过由使用者在他/她抽吸烟嘴4时生成的吸力被迫自动地打开。在阀中可使用机械铰链。

设备1可通过将加热材料5分散在合适的基体材料7内并且使所得产品成形到加热构件6中来制造。设备1的外壳8可通过塑料模制技术形成，以提供基本上中空的内部区域，设备1的部件可被***该区域中。热绝缘14的一个或多个层可设置在外壳8的壁的内部或外部上，以便在设备1的使用期间减少从加热材料5的热损失。如前所述，加热构件6可沿着外壳8的纵向轴线(例如，中心轴线)被固定，以便离开邻近其的可抽吸材料加热室3。温度传感器12和定时器13以及指示灯或其它合适的报警单元也被固定在外壳8中合适的位置。一个示例是在加热室3和烟嘴4之间，如图1所示。烟嘴4设置在外壳8的一端处，并且流体通道设置在加热室3和烟嘴4之间，以允许可抽吸材料2的挥发组分流动至烟嘴4，以便吸入。

为了解决各种问题并发展本领域，本公开的全部内容以举例方式示出了其中可实践所要求保护的发明并且提供优异的设备和方法的各种实施例。本公开的优点和特征仅是实施例的代表性样本，并且不是穷举性的和/或排他性的。它们仅为了帮助理解和教导要求保护的特征而提出。应当理解，本公开的优点、实施例、示例、功能、特征、结构和/或其它方面不应视为是对由权利要求限定的本公开的限制或对权利要求的等同物的限制，并且在不脱离本公开的范围和/或精神的情况下可以利用其它实施例并且可以做出修改。各种实施例可适当地包括、由或基本上由所公开的元件、部件、特征、部分、步骤、装置等的各种组合组成。此外，本公开包括当前未要求保护但可在未来要求保护的其它发明。