CN104602555A - 加热可抽吸材料 - Google Patents

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Abstract

提供了一种设备来加热可抽吸材料（3）以挥发可抽吸材料的至少一种成分，其中该设备包括化学热源（2）以及促动机构（6），且其中促动机构在促动时促动热源，热源加热可抽吸材料。还提供了加热可抽吸材料来使可抽吸材料的成分挥发以用于吸入的方法、以及使用化学热源以使可抽吸材料的成分挥发以用于吸入的用途。

Description

加热可抽吸材料
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成分挥发。
背景技术
抽吸制品（如香烟和雪茄）在使用期间燃烧烟草来产生烟草烟雾。  已经尝试通过产生释放化合物而不产生烟草烟雾的产品来提供这些抽吸制品的备选物。此类产品的实例是所谓的加热非燃烧产品，其通过加热而不是燃烧烟草来释放化合物。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种设备，其构造成加热可抽吸材料来使可抽吸材料的至少一种成分挥发，其中该设备包括化学热源和促动机构，其中促动机构在促动时促动热源，热源加热可抽吸材料。
根据本发明的第二方面，提供了一种设备来加热可抽吸材料来使可抽吸材料的至少一种成分挥发，其中该设备包括化学热源，且在使用时，化学热源被促动以触发生成热的放热化学反应。
在一些实施例中，化学热源包括以下的一个或多个：
(i)放热化学反应，如，基于水的放热反应；
(ii)放热的基于空气的化学反应；以及
(iii)放热相变。
在一些实施例中，该设备还包括可抽吸材料，其待被加热以便所述可抽吸材料的至少一种成分挥发。
在一些实施例中，热源和/或可抽吸材料加热至80℃到125℃的目标温度。在其它实施例中，热源和/或可抽吸材料加热至40℃到80℃的目标温度。
在一些实施例中，在从促动机构的促动起算的不超过5分钟内达到目标温度。
在一些实施例中，目标温度保持至少3分钟的周期。
在一些实施例中，设备包括热源室中的热源，以及加热室中的可抽吸材料，且还包括壳体和与加热室流体连通的管嘴。可选的是，该设备还可包括过滤器。
在一些实施例中，热源包括两种或更多种试剂，其单独地保持在热源室内。
在一些实施例中，热源包括两种或更多种试剂，所述试剂中的至少一种保持在热源室内，且至少另一种试剂保持在单独的试剂储存室中，而不在热源室内。
在一些实施例中，促动机构使得试剂混合，从而促发放热反应。
在一些实施例中，试剂包括选自由以下构成的组的一种或多种反应物：氧化钙(CaO)、氢氧化钠(NaOH)、氯化钙(CaCl2)和硫酸镁(MgSO4)；以及作为活化试剂的水。
在一些实施例中，试剂以液态形式被提供，可选为以下形式中的一个或多个：粉末、颗粒、小球和块。
在一些实施例中，热源室包括相变材料，其通过促动机构促动以生成热。
可选的是，相变材料选自由以下构成的组：三水乙酸钠、一水氢氧化钠、八水氢氧化钡、六水硝酸镁和六水氯化镁。
在一些实施例中，至少一些相变材料从设备的外侧可见。
在一些实施例中，壳体的至少一部分是透亮或透明的，且/或热源室的壁的至少一部分是透亮或透明的。
在一些实施例中，热源室至少部分地包绕加热室。
根据本发明的第三方面，提供了一种加热可可抽吸材料来使用于吸入的可抽吸材料的成分挥发的方法，包括：
使用化学热源来生成热能；
将热能从热源传递至可抽吸材料来将可抽吸材料加热至挥发温度，且从而使可抽吸材料的成分挥发。
根据本发明的第四方面，提供了化学热源的用途，以加热可抽吸材料来使用于吸入的至少一种成分挥发。
在一些实施例中，热源包括以下的一个或多个：
(i)放热化学反应，如，基于水的放热反应；
(ii)放热的基于空气的化学反应；以及
(iii)放热相变。
在一些实施例中，放热的基于水的化学反应将可抽吸材料加热至80℃到125℃的温度。在其它实施例中，放热相变将可抽吸材料加热至40℃到80℃的温度。
在本发明的第五方面中，提供了使用放热相变来加热设备中的可抽吸材料的用途，以使用于吸入的至少一种成分挥发以及提供设备的成功促动和/或设备准备好供使用的视觉指示。
附图说明
仅为了举例的目的，本发明的实施例在下文中参照附图被描述，在附图中：
图1为根据本发明的一个实施例的设备的截面视图的图示，该设备构造成加热可抽吸材料以从可抽吸材料释放苯化合物和/或尼古丁；
图2为根据另一个实施例的设备的分解视图；
图3为示出通过不同试剂与水组合以引起放热反应来生成的热的图表；
图4为示出通过使硫酸镁与不同量的水组合而生成的热的图表；
图5a和5b为示出使用不同形式的氯化钙结合不同量的水来生成的热的图表；
图6a、6b和6c为示出使用不同形式的氢氧化钠结合不同量的水来生成的热的图表；
图7a、7b和7c为示出结合不同量的水且在不同反应器皿中的氧化钙粉末和/或块来生成的热的图表；
图8a和8b为示出在设备分别以竖直定向和水平定向保持时设备的不同部分的温度的图表；
图9为示出穿过装置的空气流对热源和可抽吸材料的温度的影响的图表；
图10为根据本发明的备选实施例的设备的截面视图的图示，该设备构造成加热可抽吸材料来从可抽吸材料释放苯化合物和/或尼古丁；
图11为示出由三水乙酸钠的相变生成的热的图表；以及
图12为示出穿过装置的空气流对设备内和设备的表面的温度的影响的图表。
具体实施方式
如本文使用的，术语'可抽吸材料'包括在加热时提供挥发成分的任何材料，且包括任何含有烟草的材料，且例如可包括烟草、烟草衍生物、处理或改变的烟草（如展开的烟草和重构的烟草）、或烟草替代物中的一者或多者。
在一些实施例中，可抽吸材料在低于其沸点的温度下提供了可挥发成分的增强释放。这可通过使用温度以增大物质的蒸气压力来实现。
根据本发明，提供了一种设备，其构造成使用化学热源来加热可抽吸材料，以使可抽吸材料的至少一种成分挥发。设备可构造成加热可抽吸材料，而不燃烧可抽吸材料。在一些实施例中，设备为无烟吸入装置，例如，输送可吸入形式的尼古丁和可选的其它成分，如，香味和香气。在一些实施例中，该设备为生成气雾的装置。此装置产生可吸入的气雾，其在一些实施例中可含有尼古丁。
在一些实施例中，化学热源生成足够的热来加热可抽吸材料，且在从促动机构被促动起算的不超过大约5分钟、不超过4分钟、不超过3分钟、不超过2分钟、不超过1分钟、不超过45秒、不超过30秒、不超过25秒、不超过20秒、不超过15秒或不超过10秒的周期内挥发至少一种成分。在一些实施例中，从装置的促动到至少一种成分的挥发的周期是从大约10秒到大约60秒(在标准情况下，即，在该性质的装置在由消费者使用期间预计通常将会处于的温度和压力下)。
在一些实施例中，热源生成足够的热来加热可抽吸材料，且保持目标范围内的温度，以便在从促动机构的促动起的至少大约3分钟的周期（且在一些实施例中，至少大约5分钟的周期）内挥发至少一种成分。
在一些实施例中，该设备将包括足够的可抽吸材料，以向使用者提供至少4次吸气，且在一些实施例中，提供大约7到8次吸气。在一些实施例中，设备能够提供对于每60秒35ml吸气来说足够的蒸气。在一些实施例中，设备能够提供对于每30秒55ml吸气来说足够的蒸气。在一些实施例中，由设备生成的蒸气中的总尼古丁为大约0.01到大约0.5mg，且在一些实施例中，总尼古丁为从大约0.05到大约0.1mg。
在一些实施例中，由热源提供的热可由两种或更多种试剂之间的放热化学反应产生。此类热源可提供相对较高的温度。因此，具有涉及两种或更多种试剂之间的放热化学反应的热源的设备在本文中称为高温装置。
在一些实施例中，热源能够将可抽吸材料的至少一部分加热至大约60℃到125℃的温度。在一些实施例中，热源在促动时被加热至大约60℃到125℃的温度。在另一些实施例中，热源和/或被加热的可抽吸材料的至少一部分的温度为大约60℃到100℃、65℃到95℃、70℃到90℃、75℃到85℃，或为大约80℃。在一些实施例中，被加热的可抽吸材料的目标温度为从大约80℃＋/－10℃（即，大约70℃）到大约90℃。
作为备选或此外，热源可能够在持续周期内将温度保持在至少大约60℃到100℃、65℃到95℃、70℃到90℃、75℃到85℃、或大约80℃。在一些实施例中，热源可以能够加热可抽吸材料，以便可抽吸材料的至少一部分在持续周期内保持至少大约60℃到100℃、65℃到95℃、70℃到90℃、75℃到85℃，或大约80℃的温度。在一些实施例中，持续周期可为大约1到10分钟、2到9分钟、3到8分钟或大约4到7分钟的周期。
在一些实施例中，放热反应为由水促动的反应，其中水或水溶液或悬液加入一种或多种试剂，以便开始放热化学反应。这里，水或水溶液或悬液称为"促动试剂"。
在其它实施例中，放热反应可为两种或更多种试剂之间的反应，其中没有试剂是水。例如，放热反应可包括有机液体（如，乙酸）来作为促动试剂。
在一些实施例中，所使用的放热反应不包括危险的试剂或产生危险的产品，包括在放热反应期间逸出的任何气体。
在一些实施例中，与水组合以引起基于水的放热化学反应的试剂包括氧化钙(CaO)、氢氧化钠(NaOH)、氯化钙(CaCl2)和硫酸镁(MgSO4)。用于放热反应的其它试剂也可被使用，且代表了本发明的实施例。在一些实施例中，这些试剂以固体形式（例如，以粉末、颗粒、小球或块的形式）被提供，但它们还可以以其它形式被使用。这里，这些试剂称为"反应物"。
发热曲线（即，由这些反应物与水的反应生成的热的量、发热速度和发热持续时间）全都将取决于多个因素。例如，发热曲线可通过如下操作来调整：调整水与反应物的比率；反应物的形式，具体是反应物的颗粒尺寸以及所述反应物是否以粉末、颗粒或小球形式存在；以及颗粒尺寸的比和混合。通过活化试剂实现的反应物的润湿的速度和一致性也将影响发热曲线，如反应物的纯度和反应物的分布也将影响发热曲线那样。此外，反应的性质（即，反应物的选择）将显著地影响发热曲线。可单独地或一起地使用一个或多个反应(假设组合的反应物/反应是无危险的)。单独的反应可同时地发生，或它们可交错或顺序地发生。
在一些实施例中，反应物以颗粒形式（例如，以粉末、颗粒或小球形式）被提供。这些颗粒的尺寸可选择成提供期望的发热曲线。具体而言，使用较小的颗粒可提供较快的初始发热，而较大的颗粒(在1.6到3.0mm的范围内)提供了用于发热的较长的时间长度。
快速的初始发热可能不与持续的发热相关联。因此，在一些实施例中，反应物并非大体上仅由粉末构成，例如，所述粉末具有小于1mm的平均粒度。相反，在一些实施例中，反应物可包括粉末(如上文限定)和较大粒度的颗粒（如小球和/或细粒）的组合。在一些实施例中，粉末与较大粒度的颗粒（如小球和/或细粒）之比按重量可在从3：1到1：3，或在从2：1到1：2，或在从1.5：1到1：1.5。
在使用不同形式的反应物的组合时，可能有益的是在单独的区段或层中（可选在交替的层中）提供不同的形式，因为这已经被演示有助于发热且促进发热的寿命。在其它实施例中，不同形式的反应物可混合，且可选均匀地混合。
在一些实施例中，设备包括大约0.5到大约5g之间的反应物。在一些实施例中，反应物的质量在大约1到4g之间，或在大约2到4g之间，或在大约2到3g之间。在一些实施例中，设备包括大约0.5g到2g之间的反应物。
在一些实施例中，为了有助于持续发热，热源由以1.45g细粒与1g细粉的配比的细粒(1.6到3.0mm的尺寸)和细粉的组合构成。在一些特定实施例中，细粒朝具有管嘴的设备的一端放置，其中细粉朝另一端定位。还可使用其它布置，包括不同颗粒尺寸的均匀混合物。
活化试剂与反应物之比对于持续发热和寿命来说也是必要的，因为其规定了放热反应的温度和持续时间。在一些实施例中，按重量计，所使用的反应物与活化试剂之比可在从3：1到1：3，或从2：1到1：2，或从1.5：1到1：1.5，或从1.25：1到1：1.25，或大约1：1。
在一些实施例中，与水或含水活化试剂组合的反应物可为CaO或NaOH，因为这些反应物可提供目标温度，且在期望的持续时间段内提供热。
将影响发热曲线的另一个关键因素将为将活化试剂混合和渗透到反应物中。在一些实施例中，活化试剂的储存和/或释放构造成确保试剂很快地接触尽可能多的反应物。
在一些实施例中，反应物和活化试剂的快速混合通过引入活化试剂来完成，以便活化试剂在多个位置处接触反应物。例如，这可通过经由多个开口或经由较大(例如，长形)开口（如缝隙）释放活化试剂来实现。所述一个或多个开口可定位成允许活化试剂快速地分散到反应物各处。作为备选或此外，活化试剂可在压力下被有力地加入反应物中，例如，通过注射来实现。
将被添加的活化试剂的体积也是一个因素。需要充足地添加至反应物来尽可能快地实现目标温度，且确保所有储存的反应物都经历放热反应。此外，在一些实施例中，可能期望保持设备尽可能小且/或轻，这将包括避免包括过量的活化试剂。包括比所需的更多的活化试剂也可不利地影响发热，减慢发热或降低所达到的温度。在一些实施例中，设备包括大约0.5到5ml的水或水溶液或悬液来作为活化试剂。在一些实施例中，活化试剂的量在大约1到5ml之间，大约1.5到4.5ml之间，大约2到4ml之间，或大约2.5到3ml之间。在一些实施例中，设备包括大约0.5到2ml之间的活化试剂。
在其它实施例中，热通过基于空气的放热化学反应产生。例如，试剂可为铁和氧。在使铁暴露于空气中的氧时，发生铁的放热氧化，从而生成热。在一些实施例中，反应混合物还可包括水、活性碳(加快反应)、蛭石(其用作储水物)和盐(其用作催化剂)。在一些实施例中，铁以精细磨碎形式被提供，以增大可用于与氧反应的表面面积。铁的形式（例如，其颗粒尺寸）以及铁在促动时与空气的混合都将影响发热曲线，其可针对期望的效果来优化。
在一些实施例中，由热源提供的热可通过相变反应产生。此类热源可提供低于上文所述的基于水或基于空气的放热化学反应的温度。因此，具有涉及相变的热源的设备在本文中称为低温装置。
在一些实施例中，具有涉及相变的热源的低温装置的热源能够将可抽吸材料的至少一部分加热至大约40到80℃的温度。在一些实施例中，热源在促动时被加热至大约40℃到80℃的温度。在另一些实施例中，热源和/或加热的可抽吸材料的至少一部分的温度为在大约40℃到80℃、大约40℃到70℃、大约40℃到65℃，或大约40℃到60℃。在一些实施例中，达到的目标温度可在大约50℃到55℃的范围内。
作为备选或此外，热源可以能够在持续周期内保持至少或大约40℃到80℃、大约40℃到70℃、大约40℃到65℃或大约40℃到60℃的温度。在一些实施例中，持续周期可为1到15分钟、2到10分钟或3到8分钟的周期。在一些实施例中，持续周期为大约7分钟。在其它实施例中，持续周期为大约3到4分钟。
在一些实施例中，相变是从液体到固体。这可特别适合在本发明的设备中使用。然而，可使用具有其它相变的材料。
存在多种类型的相变材料(PCM)。最可能适用于本发明的设备的两种是石蜡和含水盐，但石蜡对于过冷来说是存在挑战的。适合的相变材料必须满足两个要求：1)在正确范围中的熔化温度；以及2)在室温和/或在可能的储存温度下作为过冷流体的稳定性。
可用作发热相变材料的可能的含水盐包括三水乙酸钠、一水氢氧化钠、八水氢氧化钡、六水硝酸镁和六水氯化镁。镁化合物在室温下通常不稳定，这可能使其对于本发明中的使用来说是不太有吸引力的，尽管可加入凝胶剂来稳定相变材料。三水乙酸钠为用作相变材料的良好的候选物。其在室温下稳定，且是无危险的。在一些实施例中，添加剂可加至PCM来改善性能。例如，可加入稠化剂。
由相变材料生成的最高温度取决于其相变温度，例如，其熔化温度，在熔化温度下，相变是从液体到固体。此外，通过控制热远离相变材料被传递的速率，可控制包括生成热且可将温度保持在特定范围内的周期的发热曲线。这将在下文中更详细论述。
在相变材料包括三水乙酸钠的情况下，配方可影响所生成的温度。例如，配方的含水量越高，则可由三水乙酸钠的相变实现的温度就越低。对于其它相变材料来说情况可能如此。此外，配方可改善液态的相变材料的稳定性，且还可延长相变热源的货架寿命，而不论已经与设备关联、或是作为在使用之前与设备关联的单独产品。
在一些实施例中，该设备可包括两种或更多种不同类型的热源的组合。例如，该设备可包括基于放热化学反应的热源，以及基于放热相变的热源。作为备选或此外，该设备可包括两个或更多个不同的放热化学反应。这可为两种或更多种不同的基于水的放热反应的组合，或基于水、非基于水和/或基于空气的化学反应的组合。组合不同的热源可为实现具有期望的快速开始、目标温度和发热持续时间的期望发热曲线的手段。
本发明的设备包括壳体，热源保持在壳体内处于热源室中，且可抽吸材料保持在加热室中，热源室和加热室布置成允许热从热源室传递至可抽吸材料，以便可抽吸材料的至少一种成分可挥发。此外，设备包括管嘴，挥发的成分可经由管嘴吸入。该设备还包括促动机构，其将允许使用者促动热源。
在一些实施例中，热源和/或可抽吸材料可单独地提供，且可在使用之前引入设备中。这允许了再使用设备，热源和/或可抽吸材料为可替换的和/或一次性的和/或可再使用的元件。热源和/或可抽吸材料可被提供为可载入设备中的筒。筒可包括热源和可抽吸材料中的一个或两个。在一些实施例中，有可能再充电和再使用热源，例如，在热源为相变材料时。这可通过由任何适合的手段（例如，通过电加热步骤）加热材料来完成。在所使用的热源仍与设备相关联或其可涉及从设备除去热源时，可执行再充电。在其它实施例中，该设备是用于单次使用的，且整个设备在以后的使用中被丢弃。
在一些实施例中，热源布置成将热快速地传递至可抽吸材料。例如，热源可由可抽吸材料至少部分地包绕。该布置可促进由热源产生的热快速且均匀地传递至可抽吸材料。作为备选或此外，可抽吸材料可由热源至少部分地包绕。
在一些实施例中，高温装置具有热源，其由待加热的可抽吸材料部分地或完全地包绕。作为备选或此外，可抽吸材料可由热源至少部分地包绕。
在一些实施例中，具有为放热相变的热源的低温装置具有热源，其构造成部分地或完全地包绕待加热的可抽吸材料。该布置可与包绕热源的外表面的绝热层组合，以有助于将生成的热引导至可抽吸材料。作为备选或此外，热源可由可抽吸材料至少部分地包绕。
在一些实施例中，该装置构造成以便相变材料从装置外侧至少部分地可见。这允许了使用者确定装置在先前是否被使用(即，相变材料先前是否被促动且已经凝固)。此外，可见的相变材料意思是，使用者具有装置的促动是否成功地触发相变的视觉指示。相变材料的外观还可用作对于使用者的视觉指示物，其表明热源正在加热可抽吸材料以便挥发成分且将其以可吸入形式输送，即，其可用作装置准备好的视觉指示物。
在一些实施例中，相变材料保持在装置内的热源室中。在一些实施例中，热源室的壁的至少一部分是透亮或透明的，以便看到相变材料。在装置包括壳体的情况下，在一些实施例中，壳体的至少一部分是透亮或透明的，以便可看到相变材料。在一些实施例中，壳体的至少一部分和装置的内室(包括热源室和加热室(其可保持或收纳可抽吸材料))的壁的一部分是透亮或透明的，以便可从装置外侧看到相变材料和可抽吸材料。
促动机构可包括按钮，可选为弹簧加载的和/或滑动按钮。还可构想出各种其它促动机构。例如，促动机构可构造成扭转或挤压来促动所述设备和/或热源。在一个实施例中，促动机构可需要使用者扭转、拍打、压制或挤压装置的一部分，如，一端，可选地没有管嘴的一端。在其它实施例中，装置的一部分可除去，以便促动热源。
在一些实施例中，促动可导致反应物与活化试剂的混合。在其它实施例中，促动可导致提供成核点以触发相变材料的结晶。例如，这可包括将粉末反应物落入超冷的液体反应物中。在又一个实施例中，剪切运动可启动相变。
在一些实施例中，相变材料的活化可通过晶种来实现，其将与相变材料接触来触发相变。在一些实施例中，晶种可远离相变材料储存，但通过促动机构移动至与相变材料接触的位置。作为备选，相变可通过提供成核作用的尖点或熟料（clicker）来触发。
在一些实施例中，设备具有圆柱形，且可具有类似于常规可抽吸产品(如，香烟、雪茄和小雪茄)的大小。在备选实施例中，该设备可类似于管。在其它实施例中，设备可为任何期望的形状。
在一些实施例中，该设备包括大约100到800mg的可抽吸材料，或100到400mg的可抽吸材料。在一些实施例中，包括了100到200mg的可抽吸材料，而在其它实施例中，包括200到300mg的可抽吸材料。作为备选或此外，可抽吸材料可以适合提供蒸气形式的大约0.01到1mg（或0.01到0.5mg）的尼古丁的量被包括。在一些实施例中，从设备（例如，从大约600mg的烟草）放出的尼古丁的量可为大约0.1到0.3mg。以蒸气形式产生的尼古丁的量可通过改变可抽吸材料的量、可抽吸材料的性质和/或可抽吸材料被加热的温度和加热多久来调整。尼古丁输送在ISO条件下被测量，然而将理解的是，该设备可取决于消费者如何使用产品来放出不同量的尼古丁。
在高温装置的一些实施例中，其中可抽吸材料加热至在大约60℃到100℃的范围内的温度，包括在大约250到300mg之间的量的可抽吸材料可产生蒸气形式的大约0.1到0.3mg的尼古丁。在可抽吸材料加热至大约40到80℃的范围中的温度的低温装置的一些实施例中，包括在大约250mg到300mg之间的量的可抽吸材料可产生蒸气形式的大约0.03到0.1mg的尼古丁。
图1示出了根据本发明的一个实施例的用于加热可抽吸材料3的设备1，其中热由放热的基于水的化学反应提供(所谓的高温装置)。
设备1包括热源室2，其单独地保持两种热源试剂(试剂4和活化试剂5)。加热室13构造成接收可抽吸材料3，以便可抽吸材料3可在加热室13中加热。例如，加热室13可位于热源室2附近，以便来自热源的热能加热其中的可抽吸材料3，以挥发可抽吸材料3中的苯化合物和尼古丁，而不会燃烧可抽吸材料3。所有成分都可保持在壳体13内。提供了管嘴8，在设备1的使用期间，设备1的使用者通过管嘴可吸入挥发的化合物。设备1包括空气的流动通路，空气经由入口15进入加热室13中。在加热室13中，空气在到达管嘴8之前夹带通过加热可抽吸材料3生成的挥发化合物，空气和夹带的挥发化合物可经由管嘴8吸入。流动通路与热源室2绝热。
可抽吸材料3可包括烟草混合物。
壳体11可容纳设备1的成分，如，位于热源室2中的热源试剂4、5，以及加热室13中的可抽吸材料3。如图1中所示，壳体11可包括大致圆柱形的管，其中热源室2沿壳体11的中心纵向轴线对准，且由保持可抽吸材料3的加热室13包绕。图1还示出了位于设备的嘴端处(其在包括管嘴的设备的一端处)的可选的过滤器12。
为了确保放热化学反应仅在促动机构被促动之后才开始，至少一种试剂与其它试剂分开地储存。促动机构的促动使得试剂结合，从而促进放热反应。
在一个可能的布置中，如图1中所示，试剂4、5储存在热源室2中且由可破裂元件14分开，可破裂元件14在促动机构6促动时破裂以允许试剂4、5相结合。这种可破裂元件14例如可包括壁、壁的一部分，或一些其它结构，所述结构分开试剂且易于失效或例如通过某种方式施加力而可除去，或其可刺穿、击穿、消散，或以其它方式部分地或完全地除去来允许试剂的混合。在图1中，可破裂元件为柔性袋14，且所示的促动机构包括刺穿元件7，以一种方式刺穿或破裂柔性袋14，使得活化试剂5与反应物4混合。
热源室2可沿设备1的纵向轴线延伸。加热室13也可沿设备1的纵向轴线延伸，且可位于热源室2附近。例如，图1中所示的热源室2大致沿设备1的中心纵向轴线延伸，且加热室13围绕其纵向表面定位。如果热源室2如图1中所示为大致圆柱形，则加热室13围绕其延伸的纵向表面为热源室2的周向表面。在此类构造中，加热室13可包括围绕热源室2的同轴层。这提供了围绕热源室2的环状空间，可抽吸材料3可插入该空间中来用于加热。
备选布置为，使得加热室13和热源室2的位置反向，以便加热室13沿设备1的中心纵向轴线定位，且热源室2围绕其环形地定位来作为同轴层。图10中示出了具有包绕可抽吸材料的热源的该总体布置，其为低温装置，且在下文中论述。
图2示出了使用放热的基于水的化学反应来加热可抽吸材料3的备选设备1，即，备选的高温装置。设备1包括盛装热源反应物4的热源室2、以及盛装活化试剂5（如水）的单独的试剂储存室16。加热室13构造成接收可抽吸材料3，以便可抽吸材料3可在加热室13中加热。所有成分都保持在壳体11内。提供了管嘴8，在设备1的使用期间，设备1的使用者通过管嘴可吸入挥发的化合物。按钮形式的促动机构6在所示设备1的另一端处，按钮可被压下，以便从试剂储存室16释放活化试剂。
试剂储存室16为沿其长度设有一系列密封孔口17的管。孔口17在促动机构6促动时开启，以允许活化试剂5离开管且进入热源室2中并且与反应物4混合来开始放热反应。在活化试剂在压力下被压出管（例如，由于促动机构的作用）的情况下，活化试剂可从一个或多个口被排出，这可促进与热源室中的反应物的快速且均匀的混合。这继而又可导致在促动促动机构之后更快地达到目标温度。
在其它实施例中，设备包括具有一个或多个孔口的管，但活化试剂并未储存在该管内。相反，活化试剂储存在单独的试剂储存室中。在设备被促动时，活化试剂从试剂储存室移动且进入管中，且穿过一个或多个孔口而进入热源室，在该处，其与反应物混合，且放热反应开始。在活化试剂在压力下给送到管中时，活化试剂可从一个或多个孔口被排出，这可便于与热源室中的反应物的快速且均匀的混合。这继而又可导致在促动促动机构之后更快地达到目标温度。
在一些实施例中，壳体11的长度可为大约130mm。热源室2的长度可与加热室13的长度大致相同。热源室2和加热室13可延伸达设备的大致整个长度，因此在一些实施例中具有大约130mm的长度。在其它实施例中，如图1中所示，设备可包括在设备的嘴端处的过滤器区段12，所述过滤器区段沿设备的中心纵向轴线定位且抵接热源室2和加热室13的一端。此外或作为备选，一个或多个过滤器可设在其它位置，这将在下文中更详细描述。
在一些实施例中，例如，壳体11的直径可在大约7mm到大约18mm之间。在一些实施例中，壳体11的直径可在大约15mm到大约18mm之间。在一些实施例中，直径可在壳体的各端处相同，而在其它实施例中，直径可不同。例如，在一些实施例中，壳体在嘴端8处的直径可为15mm，而壳体的另一端的直径可为15mm。
热源室2的直径可在大约1mm到大约6mm之间。在一些实施例中，有可能的是，热源室的直径小到从大约1mm到大约1.2mm。壳体的直径的其余部分可由加热室13占据，加热室13围绕热源室2周向地布置。
在设备1的使用期间，壳体11适用于由使用者抓握，以便使用者可从设备的管嘴吸入可挥发的可抽吸材料化合物。壳体可由绝热材料制成，或可包括绝热材料。这将通过防止热传递来降低设备的表面温度。期望的是，设备的表面为在使用期间对于接触来说舒适和安全的温度。适合的绝热物例如可包括聚苯乙烯、高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、也称为Perspex的聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)。在一些实施例中，套筒可由这些或其它适合的绝热材料中的任一种或组合形成，以防止热传递。在一些实施例中，可使用由苯乙烯泡沫制成的套筒。在一些实施例中，用于装置的主外壳可由铝或塑料材料构成。
含有试剂4、5的热源室2可为大致圆柱形的长形室，且加热室13围绕热源室2的周向纵向表面定位。因此，加热室13和可抽吸材料3包括围绕热源室2的同轴层。然而，如从以下论述将清楚的那样，可替代性地使用热源室2和加热室13的其它形状和构造，例如，以增大它们之间的界面的表面面积，例如，以便增强热传递。
例如，在一些实施例中，热源室2包括螺旋形状的室。螺旋形状的室由包括待加热的可抽吸材料3的加热室13包绕。热源室2的螺旋构造提供了热源与可抽吸材料3之间的界面的增大的面积，从而增强了至可抽吸材料3的热传递。
由热源生成的热将加热相邻的加热室和保持在其中的可抽吸材料。在一些实施例中，热源室2和加热室13紧邻，以有助于热传递。在一些实施例中，热源与可抽吸材料之间的壁10为导热的，以有助于从热源到加热室13内的可抽吸材料3的有效热传递，从而使得可抽吸材料3被加热至足以使可抽吸材料3的成分挥发来经由管嘴8吸入的温度。
在图1和2中所示的实施例中，设备提供了可抽吸材料3的挥发成分，以用于吸入。含有可抽吸材料3的加热室13与管嘴8流体地连接。然而，空气流动通路在至少一些实施例中与热源室2绝热。这在热源生成将不会由消费者吸入的气体的情况下是特别期望的。
如图1中所示，设备可包括过滤器12，其包括过滤材料(如醋酸纤维素束)，其可以以卷绕的塞的形式提供。过滤器12可定位在加热室13与管嘴8之间。过滤器12可提供物理和/或化学过滤。在一些实施例中，其提供成防止可抽吸材料的颗粒被夹带在空气流中且被吸入。其它适合的过滤器可包括丝网等。作为备选或此外，可包括过滤器，以过滤吸入设备中的空气，在此情况下，过滤器可选地可定位在空气入口处，以在空气进入加热室13之前过滤所述空气。
含有包括过滤材料（如醋酸纤维素束）的塞的过滤器在控制设备的压降方面可以是有用的。如果为此目的被提供，则在一些实施例中，过滤器可定位在沿穿过设备的空气流动通路的任一点处，且可定位在空气入口处或附近，以便空气流在其进入加热室中且夹带挥发成分之前影响所述空气流。
在可抽吸材料3在加热室13内部被加热至足以使可抽吸材料成分挥发的温度时，设备1的使用者可从管嘴8吸入挥发成分。在一些实施例中，由使用者经由设备吸入的空气穿过过滤器，如醋酸纤维素束过滤器。这种过滤器可用于控制压降和/或过滤空气，例如，从而防止吸入可抽吸材料的颗粒。
在一些实施例中，热源室2可在促动之前包括空隙，以便允许热源材料在反应时膨胀。
此外或作为备选，如图1中所示，设备1可包括排出口，以允许由放热反应形成的气体散逸。在一些实施例中，设备可包括在热源室2的排气排出口处的排气过滤器9。排出口可定位成远离管嘴，以防止任何排出的气体由使用者吸入。排气过滤器9可捕集排出气体的某些成分，如，蒸汽，同时允许释放由放热反应引起的热源室内累积的任何压力。用于此的适合的过滤材料例如可包括提供曲折通路的材料、钢丝棉、过滤器束(如，醋酸纤维素束)、铝箔、高密度聚乙烯(HDPE)、金属网或模制塑料网。
期望的是将可抽吸材料3加热至期望的挥发温度范围内，且将可抽吸材料3的温度保持在期望的挥发温度范围内达预定持续周期。可抽吸材料（如烟草）的成分挥发所处的温度范围的实例为大约40℃到大约250℃之间，但其它范围也可以是适合的。持续周期可与平均抽一支烟所花费的周期在长度上相同。例如，持续周期可为在大约4到8分钟，如，在大约5到7分钟。
如上文所述，来自热源室2的热被传递到加热室13中的可抽吸材料3中，从而在可抽吸材料3达到挥发温度时使得可抽吸材料3的至少一种成分挥发。可选的是，设备1可包括温度传感器(未示出)，例如，包括热电偶，其构造成检测加热室13和/或加热室13中的可抽吸材料3何时达到预定挥发温度。温度传感器可包括警报、指示灯或一些其它适合的报警机构，或与它们通信，所述警报、指示灯或报警机构构造成通知使用者已经达到挥发温度且因此可抽吸材料3的挥发成分可用于吸入。例如，此类警报可使用热变色墨水，其指示何时达到目标温度。在一些实施例中，警报还可指示设备何时降到最佳操作温度以下。另外，热变色墨水可提供此类指示。
在一些实施例中，可包括锁定机构，其在达到挥发温度且可抽吸材料3的挥发成分可用于吸入之前防止使用所述设备。此类锁定机构例如可包括连接到阀上的双金属带，由此所述带具有如下构造，该构造锁定所述阀直到所述带达到目标温度并且改变形状以便允许阀开启。锁定机构可构造成一旦设备在使用后降低到最佳操作温度以下就返回到锁定构造。
此外或作为备选，设备1可包括计时器(未示出)，其构造成测量从促动机构的促动起算的时间长度，且在已经流逝已知为对应于在加热室13中达到挥发温度的预定加热时间时警示使用者。此外或作为备选，计时器可再次基于从设备被促动起算已经流逝的预定时间段来指出设备何时会停止产生用于消费者吸入的蒸气。
通过从热源室2释放的热而已经挥发或随后挥发的可抽吸材料3的成分可从管嘴吸入。这允许设备1的使用者以一种方式从管嘴8吸入挥发成分，该方式类似于使用者如何从抽吸制品（如香烟）吸入可抽吸材料成分。
在一些实施例中，设备1可包括空气入口15，其在吸入期间允许外部空气吸入壳体11内的加热室13且穿过加热的可抽吸材料3。空气入口15可包括壳体11中的孔口，且可定位在可抽吸材料3和加热室13上游且朝与壳体11的管嘴相对的一端。这在图1和2中示出。在由使用者在管嘴8处吸入之前，经由入口15吸入的空气行进穿过加热的可抽吸材料3，且在其中富有可抽吸材料蒸气，如，芳香蒸气。可选的是，如图1中所示，设备1包括过滤器12，富有可抽吸材料蒸气的空气在管嘴8处离开设备1之前行进穿过过滤器12。在其它实施例中，富有可抽吸材料蒸气的空气在经由管嘴8离开设备1之前不会穿过过滤器。在一些实施例中，空气在进入加热室13之前流经过滤器。
可选地绝热的加热室13可包括入口和出口阀，其在关闭时气密性地密封加热室13。因此，阀可防止空气非期望地进入和离开室13，且可防止可抽吸材料的蒸发成分离开室13，直到需要或期望为止。例如，入口和出口阀可以绝热的方式被提供。
在一些实施例中，阀可由控制器关闭，以便所有挥发物质在吸气之间被包含在室13内。吸气之间的挥发物质的局部压力达到饱和蒸气压力，且蒸发物质的量因此仅取决于加热室13中的温度。这有助于确保挥发的尼古丁和苯化合物的传送在各次吸气之间保持恒定。在吸气期间，控制器构造成开启阀，以便空气可流过加热室13，以将挥发的可抽吸材料成分传送至管嘴8。膜片可位于阀中，以确保没有氧进入加热室13中。阀可以是呼吸促动的，以便阀响应于检测到管嘴8处的吸气而开启。作为备选，在管嘴8上吸入时，可通过由使用者生成的吸力来自动地开启阀。阀可响应于检测到吸气已经结束而关闭。该设备可设有吸气传感器，以在适合的时间触发阀的开启和关闭。作为备选，阀可在其开启之后流逝预定周期之后关闭。预定周期可由控制器计时。可选的是，可存在机械或其它适合的开启/关闭手段，以便阀自动地开启和关闭。例如，由使用者在管嘴8上吸气引起的气体运动可用于开启和关闭阀。因此，不一定需要使用控制器来促动阀。在加热室13密封以便挥发成分不可立即释放的情况下，可能期望包括确保挥发成分不会在加热室13中冷凝的器件。这可涉及进一步加热来将蒸气保持在其冷凝的温度以上。
绝热可被提供在可抽吸材料3与壳体11的外表面之间，以减少从设备1的热损失，且因此改善加热可抽吸材料3的效率。例如，参看图1中所示的设备，壳体11的壁可包括绝热层(未示出)，其围绕加热室13的外侧延伸。绝热层可包括围绕加热室13和可抽吸材料3同轴地定位的大致管状的绝热长度。将认识到的是，绝热物还可包括为加热室的一部分，其可提供为可除去的筒，其中绝热物将围绕可抽吸材料3的外侧同轴地定位。
在一些实施例中，绝热例如可包括真空绝热，其构造成通过在加热室13与壳体11的外表面之间提供抽空区来绝热设备1，从而基本上防止由传导和对流引起的热损失。此外或作为备选，壳体11和/或加热室13可设有位于可抽吸材料3与壳体11的外表面之间的红外线反射层，以便防止热辐射引起的损失。反射层可以可选地设在绝热层上或绝热层中。
绝热还确保了壳体11的外表面基本上不会由热源4、5加热，且因此壳体11的外表面保持在挥发成分从管嘴8吸入期间对于使用者抓握壳体11来说舒适的温度。作为备选或此外，壳体可由绝热套筒包绕。该套筒可降低设备的表面处的温度，且/或可向设备提供期望的外观或感觉。
在图1中所示的实施例中，热源试剂包括：反应物4，如，颗粒固态形式(例如，粉末和/或块的形式)的氧化钙(CaO)；以及作为水5的第二(活化)试剂。在所示实施例中，水5保持在囊或柔性袋14中。在备选实施例中，反应物4可以以实心圆柱的形式提供，或可为开口的环形结构。
放热反应可通过使用促动机构来触发。在所示的实施例中，促动机构包括刺穿部件6，其如图所示可从静止位置移动至促动位置，在促动位置中，所述刺穿部件以移入设备1中的方式移动，以便刺穿端7接触和击穿盛装水5的柔性袋或囊14。这使得水释放到热源室中，在热源室中，水将接触其它试剂4，从而触发放热反应和发热。
在备选实施例中，试剂4、5被储存在热源室中，且通过可破裂元件分开，可破裂元件在促动机构促动时破裂，以允许试剂相结合。这种可破裂元件例如可包括壁、壁的一部分，或一些其它结构，所述结构分开试剂且易于失效或例如在以某种方式施加力时可除去，或其可刺穿、击穿、消散、或以其它方式部分地或完全地除去来允许试剂的混合。在这种实施例中，促动机构可布置成破裂可破裂元件。位于热源室中的试剂之间的该可破裂元件可朝设备长度的中间定位，而非在一端处。因此，促动机构可包括刺穿机构，其由定位在设备的壳体的外表面上的按钮、滑块或其它促动器促动。
在备选实施例中，至少一种试剂储存在热源室中，且至少一种试剂储存在单独的试剂储存室中。促动机构的促动然后可使得试剂储存室中的至少一种试剂传递到热源室中，在热源室中，试剂的所得组合将引起放热反应。
这种布置的一个实例在图2中示出。含有活化试剂5的试剂储存室16为纵向延伸穿过包含反应物4的热源室2的管。管设有在热源室2内沿其长度的密封孔口。在促动机构6促动时，孔口17开启以允许活化试剂5离开试剂储存室16，且与热源室2中的反应物4混合。促动机构还可施加压力来将促动试剂4推出室16，从而有助于与反应物4混合。在备选实施例中，孔口17可被替换为在促动之前密封的缝隙。在一些实施例中，试剂储存室16可通过定位在设备1内的支撑件18保持就位，例如所述支撑件18处于热源室2的各端处。
在备选布置中，不是将活化试剂5保持在热源室2内的试剂储存室内，而是试剂储存室在热源室2外。促动机构6的促动例如可引起活化试剂从试剂储存室释放，且引起其传递至热源室。这种传递可通过管。例如，活化试剂5可保持在试剂储存室内，该室与促动机构相关联或在促动机构内，以便活化试剂在促动机构被促动时引入热源室2中。促动机构的促动例如可引起活化试剂从试剂储存室释放，且引起其（例如，经由管或其它导管）传递至热源室2。在一些实施例中，促动机构可类似注射器等起作用，其中柱塞机构经由一个或多个孔口将活化试剂5推入或注入热源室2中，在热源室2中，所述活化试剂与反应物4接触，从而触发放热反应。孔口可定位成加强活化试剂5与反应物4的混合。在备选实施例中，促动机构可类似移液管起作用，其中活化试剂5在试剂储存室压缩或挤压时被推入热源室2中。
在一些实施例中，放热反应可为水活化反应，其中水或水溶液或悬液为活化试剂，其被添加至一种或多种反应物，以便启动放热化学反应。
评估了涉及水的各种可能的放热反应的适用性。设计了一组实验来评估影响由放热反应实现的温度的变量，包括以下变量：反应物的质量；水的体积；加入的试剂形式；以及反应器皿的性质。
图3示出了测试CaCl2、NaOH和CaO来作为反应物的初始实验的结果。反应在没有绝热的小玻璃烧杯中执行。热电偶用于记录温度。基于反应化学计算法，加入了最低量的试剂来补足至所有反应的大约7ml的最大体积。图3中的图表示出了三个反应的发热：(i)2.74g的CaCl2和1.75ml的水；(ii)2.06g的NaOH和3.5ml的水；以及(iii)2.07g的CaO和1.4ml的水。初始实验表明，CaO和NaOH最接近80℃的所提出的目标温度。
接下来，使用了与水的不同比率测试了硫酸镁。图4的图表中示出的结果示出了，随反应开始而利用MgSO4快速达到80℃的目标温度，但温度衰减很快，这与期望将目标温度保持在80℃达至少3分钟（例如，至少3到4分钟，且对于一些实施例来说可能甚至更久）的周期不相容。
执行其他实验来评估反应物的形式如何影响发热曲线。使用了两种不同形式的CaCl2。首先，测试了颗粒状CaCl2(可从Sigma Aldrich在类别号21074下获得)，其具有1到6mm粒度，且包括达到3%的水。其次，测试了脱水CaCl2颗粒球(可从Sigma Aldrich在类别号C1016下获得)，其具有不大于7mm的粒度。图5a和5b中分别示出了结果。它们证明了脱水形式生成较高的初始温度。
执行其他实验来评估反应物的形式如何影响发热曲线。使用了两种不同形式的NaOH。首先，测试了薄片形式的NaOH(可从Sigma Aldrich在种类号71691下获得)。其次，测试了脱水NaOH小球(可从Sigma Aldrich在种类号S8045号下获得)。此外，利用这些形式的NaOH的组合执行了实验。结果分别在图6a、6b和6c中示出。结果表明，NaOH的薄片呈现最高温度和调制。组合两种形式的NaOH导致了升高的反应温度和较慢的温度衰减，即，较长持续时间的发热。
执行了其它实验来评估CaO的形式如何影响发热曲线。使用了两种不同形式的CaO。首先，测试了粉末形式的CaO。其次，测试了CaO块。此外，使用CaO块执行另一个实验，但在测试管中而非小烧杯中执行所述反应。这将评估反应器皿的容积(和形式)的变化对发热曲线的影响。结果分别在图7a、7b和7c中示出。结果表明，CaO粉末快速实现了高温，但这并未持续，且温度快速下降。相比于该反应，使用CaO块要慢得多地实现温度峰值，但发热更持续。利用较小反应器皿中的CaO块执行反应的效果加速了初始发热，且在延长时间周期上良好地保持了温度。
这些图表证实了发热曲线可通过使用和/或组合不同形式的反应物、不同量的试剂和反应器皿来改变。这允许了定制温度和发热持续时间，从而允许以一定准确度来设计和控制发热曲线。
在一些实施例中，放热反应试剂包括CaO或NaOH和水。在一些实施例中，试剂包括CaO和水。该反应特别适用于在持续的时间段内输送期望的高温。使用处于各种尺寸的颗粒形式(即，粉末、块、小球或颗粒)的组合的CaO将允许定制发热曲线，以提供快速初始加热以使得所述设备很快准备好在促动时使用，以及提供在目标温度范围内的持续加热周期来产生用于吸入的挥发成分，以模拟在几分钟的周期内提供多次吸入常规的抽吸制品。发热针对设备中提供的特定热源室2被定制，因为反应室的尺寸和形状也影响发热曲线。
在某些实施例中，不同形式和不同量的CaO可与不同量的水以不同方式组合，以便产生这样的发热曲线，其具有在30℃到100℃的范围内的峰值或目标温度，且在那些温度下展现不同的周期。
为了提供在从促动起60秒内将可抽吸材料加热至至少80℃的温度且将至少80℃的温度保持至少300秒的设备，热源室设有包括具有大约2mm的粒度的1.75g的CaO粉末块以及1.25g的CaO细粉的反应物4 (两种形式的CaO从Aldrich Chemicals获得)。所使用的活化试剂为2.5ml的自来水。使用的可抽吸材料为烟草。测量热源、烟草、加热室13的表面和管嘴8的温度，且结果在图8a和8b的图表中示出。对于图8a中所示的数据，设备保持在竖直定向，而对图8b，其保持在水平定向。数据示出了，定向对性能有非常小的影响。加热室的外表面的温度并不等于根据本发明的装置的表面温度，因为其不包括壳体。
进行其它实验来优化温度曲线以实现和保持尽可能接近80℃的温度。结果示出了，基于1.75g的CaO块、1.25g的粉末CaO和3ml的H2O的放热反应产生了用于本发明的良好温度曲线。在备选配方中，基于1.75g的CaO块、1g的粉末CaO，以及3ml的H2O的放热反应也产生良好结果。
然后研究穿过可抽吸材料的吸入空气对温度曲线的影响。如上文所述的，用于产生图8a和8b的数据的装置被密封，且空气使用注射器泵经由加热室被吸入来模拟35ml的吸气。如可从图9的图表中指出的结果所见，空气流对热源(反应)和可抽吸材料(烟草)的温度的影响是极小的。
在一些备选实施例中，放热反应为基于空气的反应，其需要空气(特别是氧)来开始反应。在一些实施例中，与空气组合来引起放热反应的试剂是铁(Fe)。再次，试剂的粒度将在一定程度上确定发热曲线。
在使用基于空气的放热反应的此类实施例中，设备的促动机构可涉及开启排出口以允许空气进入热源室。
在又一些备选实施例中，热源为相变材料。相变材料为能够储存和释放热能的物质。例如，热可在材料从液相变成固相时被释放。
在一些实施例中，通过称为过冷的工艺，相变材料冷却至材料的冻结温度以下，而其不会形成固体。一旦由装置的促动触发，则此类过冷流体将开始结晶成其固相。在此工艺正在进行时，将生成热且材料的温度将保持在材料的熔化温度。
由相变材料生成热可自我调节，因为能量离开该系统的速率控制了相变的持续时间。因此，相变材料的温度保持恒定，直到材料完全从一个相变成另一个。这提供了用于加热可抽吸材料的持续和恒定的热源。温度也是可预测的和可控制的。
适合的相变材料的实例例如包括含水盐类，如，三水乙酸钠、一水氢氧化钠、八水氢氧化钡、六水硝酸镁或六水氯化镁。在一些实施例中，热源材料还可包括凝胶剂。
此类材料的相变可通过将一个或多个成核点引入相变材料中来触发。这可通过均相成核来实现，例如，通过将晶种(相变材料处于其固相的块)引入液态相变材料中来实现。作为备选，小金属片可提供在相变材料内，这将释放几个核(为相变材料的固体颗粒的形式，其在金属片弯曲时从金属片表面释放)，所述核可触发相变。在备选实施例中，相变可通过复相成核触发。例如，在一些实施例中，不同材料的颗粒被添加至液态相变材料来触发相变。在又一些实施例中，金属片可以提供在相变材料中，所述金属片将通过空化来工作，从而在弯曲时产生微气泡，这些气泡用作核心来触发相变。
热能离开热源室且传递至加热室中的可抽吸材料的速率可由多个因素中的一个或多个控制，所述因素包括：热源室和/或加热室的壁的构造、室的几何形状、所使用的材料和可抽吸材料的封装密度。
图10示出了具有作为热源的相变材料24的设备21。相变材料24被提供在热源室22中，热源室22具有管状构造，且包绕保持可抽吸材料23的加热室33。在所示的构造中，加热室13为圆柱形，且与设备同轴地定位。在一些实施例中，设备21的壳体31可绝热，以确保由相变材料23生成的热的大部分在内部被引导至可抽吸材料23。
提供了促动机构26，其在促动时将触发相变反应。在一些实施例中，促动机构涉及滑动元件，其使位于相变材料内的金属片变形，从而释放可触发相变的核。加热室可为气密性密封的，直到设备准备输送挥发成分的第一次吸入。
在一些实施例中，设备21可包括空气入口35，其允许外部空气在吸气期间被吸入壳体31内的加热室33中且穿过加热的可抽吸材料23。空气流的通路由图10中的箭头示出。空气入口35可包括壳体31中的孔口，且可位于可抽吸材料23和加热室33的上游并且朝壳体31的与管嘴28相对的一端。这在图10中示出。在由使用者在管嘴28处吸入之前，经由入口35吸入的空气行进穿过加热的可抽吸材料23，且在其中富有可抽吸材料蒸气，如，芳香蒸气。
可选的是，如图10中所示，设备21包括过滤器32，富有可抽吸材料蒸气的空气在管嘴28处离开设备21之前行进穿过过滤器32。因此，过滤器32可定位在加热室33与管嘴28之间。过滤器32可提供物理和/或化学过滤。在一些实施例中，所述过滤器提供成防止可抽吸材料的颗粒被夹带在空气流中且被吸入。过滤器可包括过滤材料（如醋酸纤维素束），其可以以卷绕的塞的形式被提供。其它适合的过滤器可包括丝网等。作为备选或此外，可包括过滤器，以过滤吸入设备中的空气，在此情况下，过滤器可选地可定位在空气入口35处，以在空气进入加热室33之前过滤所述空气。
使用三水乙酸钠的测试示出了，在触发相变时材料的温度在2.5到5秒内从室温升高到50℃。该温度在烧杯中的流体中间被测量。8分钟之后，温度被测量为53.5到54.8℃，其中温度峰值在54.2到55.2℃的最大值。
图11中示出了使用三水乙酸钠作为热源的设备的温度曲线。达到50℃的目标温度花费的时间为大约50秒，且热源保持在该温度或该温度以上超过300秒。设备(没有壳体)的外表面的温度为大约45℃。
然后研究穿过可抽吸材料的吸入空气对温度曲线的影响。装置被密封，且空气通过使用注射器泵经由加热室被吸入以模拟35ml的吸气。如可在图12的图表中示出的结果中所见，空气流对装置内侧及其表面的温度的影响是极小的。
在本文所示的低温装置或高温装置的一些构造中，可抽吸材料可以以一次性可抽吸材料筒或其它可抽吸材料消耗物的形式被提供，其可经由壳体中的适合的开口被插入加热室中和从加热室被除去。因此，设备的使用者具有替换可抽吸材料的选择，以便在再使用壳体时获得不同或改善的吸入体验。
在一些实施例中，在加热室在设备中的热源室之外的情况下，设备可设有开口，所述开口例如可包括环形开口，其位于壳体的一端(例如，不在嘴端)以便可抽吸材料筒可滑入开口中且直接地推入加热室中。在其它实施例中，加热室居中地位于设备内，且可抽吸材料筒为圆柱形，且可经由中心圆形开口滑入设备中。
与可抽吸材料相结合地或单独地，热源可以以可除去的热源筒的形式被提供，热源筒可经由壳体中的适合的开口插入热源室中或从热源室除去。在热源为相变材料的情况下，热源可再充电，例如，通过加热来实现变回初始相。使用者可在提供不同发热曲线的不同热源筒之间进行选择，从而有可能提供用于吸入的不同挥发成分。
作为备选，壳体及其内部构件（包括可抽吸材料和热源）可一起形成一次性物品，其旨在由使用者使用之后被丢弃。
在一些实施例中，设备的压降可在大约25到200mmWg之间，且例如可为大约50mmWg左右。压降可由一个或多个因素控制，所述因素例如包括：可抽吸材料的填充密度、包括过滤器(定位在可抽吸材料之前和/或之后)和装置设计，如，包括提供适合尺寸的孔口来以期望方式控制空气流。
在一些实施例中，由热源加热的可抽吸材料的质量可在0.1到1.0g的范围内。可抽吸材料被加热所达的温度可由使用者控制，例如，达到在50℃到150℃的温度范围内的任何温度。设备1的质量总体上可在2到125g的范围内。
将认识到的是，上文所述的任何备选方案可单独地或组合地使用。对于设备的各种部分的相对位置（包括热源和待加热的可抽吸材料的相对位置，以及一个或多个过滤器的位置）来说尤其如此。这些可在本文所述的低温和高温装置两者中变化。
为了解决各种问题和使本领域技术进步，本公开内容的全文通过图示示出了各种实施例，其中请求保护的发明可在所述实施例中被实施以及提供优异的设备及方法。本公开内容的优点和特征仅为实施例的典型样本，且不是详尽和/或排他的。它们仅提供成有助于理解和教导要求保护的特征。将理解的是，本公开内容的优点、实施例、实例、功能、特征、结构和/或其它方面不被认作是限于由权利要求限定的公开内容或限于权利要求的等同物，而是可使用其它实施例，且可产生改型，而并未脱离本公开内容的范围和/或精神。各种实施例可适合地包括所公开的元件、构件、特征、部分、步骤、器件等的各种组合，由它们构成，或基本上由它们构成。此外，本公开内容包括目前并未要求保护但以后可要求保护的其它发明。

Claims (25)

1. 一种加热可抽吸材料以使所述可抽吸材料的至少一种成分挥发的设备，其中所述设备包括化学热源以及促动机构，其中所述促动机构在促动时促动所述热源，所述热源加热所述可抽吸材料。
2. 一种加热可抽吸材料以使所述可抽吸材料的至少一种成分挥发的设备，其中所述设备包括热源，以及在使用时，所述热源被活化以触发产生热的放热化学反应。
3. 根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述化学热源包括以下中的一者或多者：
(i)放热化学反应，如，基于水的放热反应；
(ii)放热的基于空气的化学反应；以及
(iii)放热相变。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括待加热的可抽吸材料，以便所述可抽吸材料的至少一种成分挥发。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述热源和/或所述可抽吸材料被加热至80℃到125℃的目标温度。
6. 根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述热源和/或所述可抽吸材料被加热至40℃到80℃的目标温度。
7. 根据权利要求5或6所述的设备，其特征在于，在从所述促动机构的促动起算的不超过5分钟内达到所述目标温度。
8. 根据权利要求5至7中任一项所述的设备，其特征在于，所述目标温度被保持至少3分钟的周期。
9. 根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括热源室中的所述热源和加热室中的所述可抽吸材料，且还包括壳体和与所述加热室流体连通的管嘴。
10. 根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述设备还包括过滤器。
11. 根据权利要求9或10所述的设备，其特征在于，所述热源包括：
(i)单独地保持在所述热源室内的两种或更多种试剂；或者
(ii)两种或更多种试剂，所述试剂中的至少一种保持在所述热源室内，且至少另一种试剂保持在单独的试剂储存室中，而不在所述热源室内。
12. 根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述促动机构引起所述试剂混合，从而促发放热反应。
13. 根据权利要求11或12所述的设备，其特征在于，所述试剂包括选自由以下构成的组的一种或多种反应物：氧化钙(CaO)、氢氧化钠(NaOH)、氯化钙(CaCl2)和硫酸镁(MgSO4)；以及作为活化试剂的水。
14. 根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述反应物以固体形式被提供，优选是以下形式中的一种或多种：粉末、颗粒、小球和块。
15. 根据权利要求9或10所述的设备，其特征在于，所述热源室包括相变材料，所述相变材料由所述促动机构活化以发热。
16. 根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述相变材料选自由以下构成的组：三水乙酸钠、一水氢氧化钠、八水氢氧化钡、六水硝酸镁和六水氯化镁。
17. 根据权利要求15或16所述的设备，其特征在于，所述相变材料中的至少一些从所述设备的外侧可见。
18. 根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述壳体的至少一部分是透亮或透明的。
19. 根据权利要求17或18所述的设备，其特征在于，所述热源室的壁的至少一部分为透亮或透明的。
20. 根据权利要求17至19中任一项所述的设备，其特征在于，所述热源室至少部分地包绕所述加热室。
21. 一种加热可抽吸材料以使所述可抽吸材料的成分挥发来用于吸入的方法，所述方法包括：
使用化学热源来生成热能；
将热能从所述热源传递至所述可抽吸材料来将所述可抽吸材料加热至挥发温度，从而使所述可抽吸材料的成分挥发。
22. 使用化学热源来加热可抽吸材料的用途，以使得用于吸入的至少一种成分挥发。
23. 根据权利要求22所述的用途，其特征在于，所述热源包括以下中的一个或多个：
(i)放热化学反应，如，基于水的放热反应；
(ii)放热的基于空气的化学反应；以及
(iii)放热相变。
24. 根据权利要求22或23所述的用途，其特征在于，所述放热相变将所述可抽吸材料加热至40℃到80℃的温度。
25. 使用放热相变材料来加热设备中的可抽吸材料的用途，以使得至少一种成分挥发以用于吸入以及提供设备成功促动和/或设备准备好供使用的视觉指示。
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