TW201343089A - 發熱可抽吸材料（二） - Google Patents

Abstract

一種包含一加熱器之設備，加熱器被建構成用於加熱可抽吸材料以使可抽吸材料之至少一成分揮發，其中加熱器是延長狀並包含複數個沿著加熱器之一縱軸線連續排列之獨立的可控制加熱區域。

Description

發熱可抽吸材料(二)

本發明是有關於發熱可抽吸材料。

例如香菸及雪茄之菸品在使用期間燃燒菸草以產生菸草煙霧。已嘗試藉由產生釋放化合物不會產生菸草煙霧之產品來提供這些菸品之替代物。這種產品之例子係為所謂的加熱不會燃燒產品，其藉由加熱菸草而非燃燒菸草來釋放化合物。

依據本發明，提供一種包含一被建構成用於加熱可抽吸材料以使可抽吸材料之至少一成分揮發之加熱器之設備，其中加熱器是延長狀並包含複數個沿著加熱器之一縱軸線連續排列之獨立的可控制加熱區域。

每個加熱區域之一長度可小於加熱器之一長度。

每個加熱區域可包含一縱向加熱元件，其具有一小於一加熱器之長度之長度。

加熱區域可沿著加熱器之縱軸線而以端對端(end-to-end)關係被排列。

加熱器可包含一縱表面，其延伸在複數個加熱區域上面。

加熱器可被建構成用於加熱設置在加熱器之縱表面之一外部周圍之可抽吸材料。

每個加熱區域可包含一加熱器之圓盤形區段。

加熱器可沿著設備之一縱軸線被排列，且可抽吸材料可同軸向外地被設置在加熱器之一縱表面。

可抽吸材料可包含可抽吸材料之一實質上呈管狀本體。

加熱器可被建構成用於加熱設置在加熱器之一縱表面內部之可抽吸材料。

每個加熱區域可包含一加熱器之環狀區段。

加熱器可沿著設備之一縱軸線被排列，且可抽吸材料係同軸向內地被設置在加熱器之一縱表面。

加熱器可包含一被建構成用於加熱可抽吸材料之浮凸外部表面。

加熱器之形狀可實質上為圓柱形。

每個加熱區域可包含加熱器之一實質上圓柱形區段。

加熱器可被建構成用於加熱可抽吸材料至一在大約100℃至250℃之範圍內的溫度，例如在大約150℃至大約250℃之範圍的溫度。

每個加熱區域可被排列以加熱可抽吸材料之一不同區段。

此設備可包含一被建構成用於在某一段時間連續地激活加熱區域之控制器。

控制器可被建構成用於激活每個加熱區域，以因應一吸吐(puff)。

加熱器可為一實質上陶瓷加熱器，以因應電能而放射熱能。

此設備可被建構成用於加熱可抽吸材料而不需要燃燒可抽吸材料。

依據本發明，提供一種被建構成用於加熱可抽吸材料以使可抽吸材料之至少一成分揮發之加熱器，其中加熱器包含複數個沿著加熱器之一縱軸線連續排列之獨立的可控制加熱區域。

依據本發明之一實施樣態，提供一種被建構成用於加熱可抽吸材料以使可抽吸材料之至少一成分揮發之設備，其包含一紅外線加熱器。

紅外線加熱器可包含一鹵素紅外線加熱器。

只為了例示目的，本發明之實施例係參考附圖說明於下。

如於此所使用的，專門用語「可抽吸材料」包含在加熱時提供揮發成分之任何材料，並包含任何含菸草材料且譬如可包含菸草、菸草衍生物、膨脹菸草(expanded tobacco)、再造菸草或菸草替代物之一者或多者。

一種用以加熱可抽吸材料之設備1，包含一能源2、一加熱器3以及一加熱容室4。能源2可包含例如一鋰離子電池、鎳電池、鹼性電池及/等等之電池，且電氣耦接至加熱器3以在需要時供應電能至加熱 器3。加熱容室4係被建構成用於容納可抽吸材料5，俾能使可抽吸材料5可在加熱容室4中被加熱。舉例而言，加熱容室4可與加熱器3鄰接，俾能使來自加熱器3之熱能加熱可抽吸材料5於其中，以使可抽吸材料5中之芳香族化合物及尼古丁揮發而不需要燃燒可抽吸材料5。提供一煙嘴(mouthpiece)6，設備1之一使用者可在設備1之使用期間透過它吸入揮發的化合物。可抽吸材料5可包含一菸草混合物。

如圖1所示，加熱器3可包含一實質上圓柱形的延長加熱器3，且加熱容室4係位在加熱器3之一圓周的縱表面周圍。加熱容室4與可抽吸材料5因此包含在加熱器3周圍之同軸層。然而，如從以下討論將顯而易見的，或者可使用加熱器3與加熱容室4之其他形狀及配置。

一收容室(housing)7可包含設備1之元件，例如能源2及加熱器3。如圖1所示，收容室7可包含一大致圓柱形管，而能源2朝向其第一端8被設置，而加熱器3與加熱容室4朝向其相對之第二端9被設置。能源2及加熱器3沿著收容室7之縱軸線延伸。舉例而言，如圖1所示，能源2及加熱器3可以一種端對端(end-to-end)配置而沿著收容室7之中央縱軸線被對準，俾能使能源2之一末端面面向加熱器3之一末端面。收容室7之長度可為大約130mm，能源之長度可為大約59mm，而加熱器3及加熱區域4之 長度可為大約50mm。收容室7之直徑可在大約15mm與大約18mm之間。舉例而言，收容室之第一端8之直徑可為18mm，而煙嘴6於收容室之第二端9之直徑可為15mm。加熱器3之直徑可在大約2.0mm與大約6.0mm之間。加熱器3之直徑可譬如在大約4.0mm與大約4.5mm之間，或在大約2.0mm與大約3.0mm之間。或者可使用除了這些範圍以外之加熱器直徑。加熱容室4之深度可為大約5mm，且加熱容室4於其面朝外表面可具有大約10mm之外徑。能源2之直徑可在大約14.0mm與大約15.0mm之間，例如14.6mm。

絕熱體可設置在能源2與加熱器3之間，以避免熱從一個直接傳輸至另一個。煙嘴6可被設置於收容室7之第二端9，鄰接加熱容室4及可抽吸材料5。收容室7係適合在設備1之使用期間被一使用者所緊握，俾能讓使用者可從設備1之煙嘴6吸入揮發的可抽吸材料化合物。

參見圖2與圖3，加熱器3可包含一陶瓷加熱器3。陶瓷加熱器3譬如可包含呈疊層狀且被燒結之氧化鋁及/或氮化矽之基陶瓷。或者，參見圖4與圖5，加熱器3可包含一紅外線(IR)加熱器3，例如一鹵素IR燈管3。IR加熱器3可具有一低質量，因此，其使用可幫助減少設備1之整體質量。舉例而言，IR加熱器之質量可小於一具有一等效加熱功率輸出之 陶瓷加熱器3之質量20%至30%。IR加熱器3亦具有低熱慣量(low thermal inertia)，因此能夠因應於一激活刺激源而很急速地加熱可抽吸材料5。IR加熱器3可被建構成用於放射波長在大約700nm與4.5μm之間的IR電磁輻射。

如上所表示且如圖1所顯示的，加熱器3可被設置在一收容室7之中央區域中，而加熱容室4與可抽吸材料5可被設置在加熱器3之縱表面周圍。於此配置下，由加熱器3所發射之熱能朝一徑向向外從加熱器3之縱表面運行進入加熱容室4與可抽吸材料5中。

加熱器3可選擇地包含複數個個別加熱區域10。加熱區域10可彼此獨立可操作的，俾能於不同時間激活不同的區域10以加熱可抽吸材料5。加熱區域10可以任何幾何配置而被排列在加熱器3中。然而，在這些圖所顯示之例子中，加熱區域10係幾何地排列在加熱器3中，俾能排列不同加熱區域10以主要地及獨立地加熱可抽吸材料5之不同區域。

舉例而言，參見圖2，加熱器3可包含複數個軸向對準的加熱區域10。每個區域10可包含一加熱器3之個別元件。舉例而言，加熱區域10全部可彼此沿著加熱器3之一條縱軸線對準，從而沿著加熱器3之長度提供複數個獨立加熱區間。每個加熱區域10可包含一具有一有限長度(整體看來其係大幅小於加 熱器3之長度)之加熱圓柱10。以下以加熱盤的角度討論圓柱10之配置及特徵，於此每個盤具有一與圓柱長度相當之深度。加熱盤10係被排列成使它們的徑向表面沿著加熱器3之長度彼此面對。每個盤10之徑向表面可碰觸其鄰近盤10之徑向表面。或者，一絕熱或熱反射層可出現在盤10之徑向表面之間，俾能使從每一個盤10所發射之熱能實質上不會加熱鄰近盤10，且以其他方式主要地向外從盤10之圓周表面運行進入加熱容室4與可抽吸材料5中。每個盤10可具有實質上與其他盤10相同的尺寸。

依此方式，當激活其中特定一個加熱區域10時，其供應熱能給放射狀設置在加熱區域10周圍之可抽吸材料5，而不需要實質上加熱其餘之可抽吸材料5。舉例而言，參見圖2，可抽吸材料5之加熱區域可包含一設置在已被激活之加熱盤10周圍之可抽吸材料5之環部。可抽吸材料5因此可在獨立區段(譬如環部)中被加熱，於此每個區段係對應至直接設置在其中特定一個加熱區域10之周圍之可抽吸材料5，並具有整體看來大幅小於可抽吸材料5之本體之質量及容積。

此外或是或者，參見圖6，加熱器3可包含複數個延長、縱向延伸的加熱區域10，其被安置於加熱器3之中央縱軸線周圍之不同位置。雖然在圖6顯示為不同長度，但縱向延伸的加熱區域10實質上可為 相同的長度，俾能使每個實質上沿著加熱器3之全長延伸。每個加熱區域10譬如可包含一個別的IR加熱元件10，例如一IR加熱燈絲10。可選擇地，一絕熱或熱反射材料之本體可沿著加熱器3之中央縱軸線被設置，俾能使由每個加熱區域10所發射之熱能主要地向外從加熱器3運行進入加熱容室4中，從而加熱可抽吸材料5。在加熱器3之中央縱軸線與每一個加熱區域10之間的距離實質上可相等。加熱區域10可選擇地被包含於一實質上紅外線及/或熱透明管，或其他收容室(其形成一加熱器3之縱表面)中。加熱區域10可被固定在相對於此管內部之其他加熱區域10之位置。

依此方式，當激活其中特定一個加熱區域10時，其供應熱能給設置成與加熱區域10鄰接的可抽吸材料5而不需要實質上加熱其餘之可抽吸材料5。可抽吸材料5之加熱區段可包含可抽吸材料5之一縱剖面，其平行位於且直接地鄰接縱向加熱區域10。因此，與先前例子一樣，可抽吸材料5可在獨立區段中被加熱。

如以下將更進一步說明的，每個加熱區域10可個別地且選擇性地被激活。

可抽吸材料5可被包含在一可被插入至加熱容室4之匣子11中。舉例而言，如圖1所示，匣子11可包含一可抽吸材料管11，其可被插入在加熱器3 周圍，俾能使可抽吸材料管11之內表面面向加熱器3之縱表面。可抽吸材料管11可為中空的。管11之中空中心之直徑可實質上等於或略大於加熱器3之直徑，俾能使管11成為一在加熱器3周圍之緊密配合(close fit)。匣子11之長度可大約等於加熱器3之長度，俾能使加熱器3可沿著其全長加熱匣子11。

設備1之收容室7可包含一開口部，匣子11透過它可被插入至加熱容室4中。開口部譬如可包含一設置於收容室之第二端9之環狀開口部，俾能使匣子11可被滑入開口部中並直接被推入加熱容室4中。在設備1之使用期間，最好是關閉開口部以加熱可抽吸材料5。或者，可從設備1移除收容室7於第二端9之一區段，俾能使可抽吸材料5可被插入至加熱容室4。這一種例子係顯示於圖9。設備1可選擇地設有一使用者可操作的可抽吸材料排出單元(例如一內部機構)，其被建構成用於讓使用的可抽吸材料5滑離及/或遠離加熱器3。使用的可抽吸材料5譬如可被推回通過收容室7中之開口部。然後可依需要插入一新匣子11。

在加熱器3之一替代配置中，加熱器3包含一螺旋形加熱器3。螺旋形加熱器3可被建構成用於旋入可抽吸材料匣子11中，且可包含鄰近、軸向對準的加熱區域10，俾能以實質上與上述之線性、延長的加熱器3所說明的相同方式操作。

在加熱器3與加熱容室4之一替代配置中，加熱器3包含一實質上延長的管(其可為圓柱形)，而加熱容室4被設置在管3內部而非在加熱器之外部周圍。加熱器3可包含複數個軸向對準的加熱區段，每個加熱區段可包含一加熱環，其被建構成用於加熱從此環放射狀向內部被設置之可抽吸材料5。依此方式，加熱器3係被建構成用於利用一種類似於上述關於圖2所說明之加熱器3之方式，來獨立加熱該加熱容室4中之可抽吸材料5之分離區段。熱係放射狀向內部被施加至可抽吸材料5，而非如以前所說明的放射狀向外。

或者，參見圖7、圖8與圖9，可使用加熱器3與可抽吸材料5之一種不同的幾何配置。尤其，加熱器3可包含複數個直接延伸進入一延長加熱容室4中之加熱區域10，而加熱容室4係被加熱區域10分為多個區段。在使用期間，加熱區域10直接延伸進入一延長可抽吸材料匣子11或可抽吸材料5之其他實質上固態本體中。加熱容室4中之可抽吸材料5藉以被隔開的加熱區域10分為彼此分離之離散區段。加熱器3、加熱容室4以及可抽吸材料5可一起沿著收容室7之中央縱軸線延伸。如圖7與圖9所示，加熱區域10每個可包含一凸部10(例如一直立加熱板10)，其延伸進入可抽吸材料5之本體中。凸部10係在加熱板10之上下文中被討論於下。加熱板10之主 平面可實質上垂直於可抽吸材料5與加熱容室4及/或收容室7之本體之主縱軸線。加熱板10可彼此平行，如圖7與圖9所示。可抽吸材料5之每個區段係以設置於可抽吸材料區段之任一側之一對加熱板10之一主加熱表面為界限，俾能使加熱板10之一個或兩個之激活將導致熱能被直接傳輸進入可抽吸材料5中。加熱表面可形成浮凸花紋以增加該加熱板10靠著可抽吸材料5之表面積。可選擇地，每個加熱板10可包含一熱反射層，其沿著其主平面將板10分為兩半。板10之每個半部因此可構成一分離加熱區域10，且可獨立地被激活以只加熱直接位於靠在板10之那半部之可抽吸材料5之區段，而非板10之兩側上之可抽吸材料5。鄰近板10或其之面對部分可被激活，用以從實質上可抽吸材料5之區段之反側加熱一位於鄰近板之間的可抽吸材料5之區段。

延長的可抽吸材料匣子或本體11可被裝設在加熱容室4與加熱板10之間，並藉由於收容室之第二端9移除一收容室7之區段而從加熱容室4與加熱板10被移除，如以前所說明的。加熱區域10可個別地且選擇性地被激活以依需要加熱可抽吸材料5之不同區段。

依此方式，當激活加熱區域10之其中特定一個或一對時，其供應熱能給直接被設置成與加熱區域10鄰接的可抽吸材料5而不需要實質上加熱其餘之 可抽吸材料5。可抽吸材料5之加熱區段可包含設置在加熱區域10之間的可抽吸材料5之一徑向區段，如圖7至圖9所示。

設備1可包含一控制器12(例如一微控制器12)，其係被建構成用於控制設備1之操作。控制器12係電子連接至設備1之其他元件(例如能源2與加熱器3)，俾能使其可藉由傳送並接收信號來控制它們的操作。尤其，控制器12係被建構成用於控制加熱器3之激活以加熱可抽吸材料5。舉例而言，控制器12可被建構成用於激活加熱器3，其可包含選擇性地激活一個或多個加熱區域10，以因應一戴上設備1之煙嘴6之使用者。在這點上，控制器12可經由一適當通訊耦合而與一吸吐(puff)感測器13連通。吸吐感測器13係被建構成用於偵測一吸吐何時發生於煙嘴6，且被建構成用於因應於此而傳送一信號至控制器12代表吸吐。可使用一電子信號。控制器12可藉由激活加熱器3並藉以加熱可抽吸材料5而對來自吸吐感測器13之信號有反應。然而，使用一吸吐感測器13以激活加熱器3並非是用以提供一刺激源以激活之必要和其他手段，或者可使用加熱器3。在加熱期間被釋放之揮發的化合物接著可經由煙嘴6被使用者所吸入。控制器12可被設置在收容室7內之任何適當位置。一例示位置係在能源2與加熱器3/加熱容室4之間，如圖3所示。

如果加熱器3如上所述包含兩個以上的加熱區域10，則控制器12可被建構成用於依一預先決定的順序或圖案激活加熱區域10。舉例而言，控制器12可被建構成用於沿著加熱容室4或在加熱容室4周圍連續地激活加熱區域10。一加熱區域10之每個激活可藉由吸吐感測器13來回應一吸吐之偵測或可以一替代方式被觸發，如以下更進一步說明的。

參見圖10，一例示加熱方法可包含一第一步驟S1接著一第二步驟S2，在第一步驟S1中，偵測一第一吸吐，而在第二步驟S2中，加熱一可抽吸材料5之第一區段，以因應第一吸吐。在一第三步驟S3中，可打開密封的入口及出口閥24以允許空氣經由加熱容室4被吸入且經由煙嘴6離開設備1。在一第四步驟中，關閉這些閥24。以下相關於圖20更詳細說明這些閥24。在第五步驟S5、第六步驟S6、第七步驟S7以及第八步驟S8中，可利用加熱容室入口及出口閥24之一對應的打開及關閉，來加熱一可抽吸材料5之第二區段，以因應一第二吸吐。在第九步驟S9、第十步驟S10、第十一步驟S11以及第十二步驟S12中，可利用加熱容室入口及出口閥24之一對應的打開及關閉等等，來加熱一可抽吸材料5之第三區段，以因應一第三吸吐。或者可使用除一吸吐感測器13之外的機構。舉例而言，設備1之一使用者可致動一控制開關以表示他/她正在一口一口地抽煙。依此方 式，可加熱一可抽吸材料5之新區段以使尼古丁及芳香族化合物揮發以供每次新的吸吐用。加熱區域10及/或可抽吸材料5之獨立可加熱區段之數目可相當於吸吐之數目，其為匣子11意圖被使用的次數。或者，每個獨立可加熱可抽吸材料區段5可由其對應的加熱區域10所加熱，以供複數口吸吐(例如兩口、三口或四口吸吐)用，俾能使一可抽吸材料5之新區段只在已進行複數口吸吐同時加熱先前的可抽吸材料區段之後被加熱。

取代因應於一個別吸吐來激活每個加熱區域10的是，加熱區域10或者可被連續地、交互地激活，以因應於煙嘴6之單一初始吸吐。舉例而言，在關於一特定可抽吸材料匣子11之期望吸入期的時間內，可以固定之預先決定的間隔激活加熱區域10。吸入期可譬如是在大約一分鐘與大約四分鐘之間。因此，圖10所顯示之至少第五及第九步驟S5、S9是可選擇的。每個加熱區域10可被激活持續一段對應於單一口或複數口吸吐之期間之預先決定的期間，而對應的獨立可加熱可抽吸材料區段5意圖被加熱持續這個預先決定的期間。一旦已為一特定匣子11激活所有加熱區域10，控制器12就可被建構成用於暗示使用者應該更換匣子11。控制器12譬如可激活一位於收容室7之外部表面之指示燈。

吾人將明白依序激活個別加熱區域10而停用整 個加熱器3意味著：加熱可抽吸材料5所需要之能量會被減少超過如果加熱器3在一匣子11之整個吸入期的時間內完全被激活所需要的能量。因此，亦減少能源2之最大需要的功率輸出。這意味著一更小且更輕的能源2可被裝設在設備1中。

控制器12可被建構成用於停用加熱器3，或在吸吐之間減少被提供至加熱器3之電力。這會節省能量並延長能源2之壽命。舉例而言，在設備1被一使用者打開或因應於某些其他刺激源(例如偵測一使用者將他們的嘴靠置於煙嘴6)之時，控制器12可被建構成用於導致加熱器3或下一個加熱區域10被使用以加熱可抽吸材料5，局部地被激活，俾能使其準備變熱以使可抽吸材料5之成分揮發。局部激活並未將可抽吸材料5加熱至一足夠溫度以使尼古丁揮發。一適當溫度可以在120℃以下，例如100℃或以下。一例子係為在60℃及與100℃之間的溫度，例如在80℃與100℃之間的溫度。溫度可小於100℃。為因應藉由吸吐感測器13偵測一吸吐，控制器12可接著導致加熱器3或討論中的加熱區域10加熱可抽吸材料5，以便更進一步急速地使被使用者吸入之尼古丁及其他芳香族化合物揮發。如果可抽吸材料5包含菸草，則用以使尼古丁及其他芳香族化合物揮發之適當溫度可為100℃或之上，例如120℃或之上。一例子係為在100℃與250℃之間之溫度，例如在100℃與 220℃之間，在100℃與200℃之間，在150℃與250℃之間或在130℃與180℃之間。溫度可為100℃以上。雖然其他數值(例如250℃)亦是可能的，但一例子充分激活溫度係為150℃。一超極電容器(super-capacitor)可選擇地被使用以提供用以將可抽吸材料5加熱至揮發溫度之峰部電流(peak current)。一適當加熱圖案之一例子係顯示於圖12中，於其中峰部可分別表示不同加熱區域10之充分激活。如可看見的，可抽吸材料5係維持於揮發溫度持續吸吐之概算期間，於此例子係為兩秒。

以下說明加熱器3之三種例子操作模式。

在一第一操作模式中，在一特定加熱區域10之充分激活期間，加熱器之所有其他加熱區域10不被激活。因此，當一新加熱區域10被激活時，先前的加熱區域不被激活。電力只供應至被激活區域10。

或者，在一第二操作模式中，在一特定加熱區域10之充分激活期間，其他加熱區域10之一個或多個可局部被激活。其他加熱區域10之一個或多個之局部激活可包含將其他加熱區域10加熱至一足以實質上避免成分(例如從加熱容室4中之可抽吸材料5所揮發之尼古丁)之凝結之溫度。局部被激活之加熱區域10之溫度小於完全被激活之加熱區域10之溫度。設置鄰近局部被激活區域10之可抽吸材料10並未被加熱至一足以使可抽吸材料5之成分揮發之溫度。

或者，在一第三操作模式中，一旦一特定加熱區域10已經被激活，其仍然維持完全被激活，直到關閉加熱器3為止。因此，當更多加熱區域10在從匣子11吸入期間被激活時，供應至加熱器3之電力遞增地增加。與以前所說明的第二實施形態一樣，加熱區域10之持續激活實質上避免成分(例如從加熱容室4中之可抽吸材料5所揮發之尼古丁)之凝結。

設備1可包含一熱屏蔽3a，其被設置在加熱器3與加熱容室4/可抽吸材料5之間。熱屏蔽3a被建構成用於實質上避免熱能流經熱屏蔽3a，因此即使當加熱器3被激活並放射熱能時，仍可被使用以選擇性地避免可抽吸材料5被加熱。參見圖19，熱屏蔽3a譬如可包含同軸地被設置在加熱器3周圍之熱反射材料之一圓柱形層。或者，如果加熱器3係如以前所說明的被設置在加熱容室4與可抽吸材料5周圍，則熱屏蔽3a可包含一個同軸地設置在加熱容室4周圍及同軸地設置在加熱器3之內部之熱反射材料之圓柱形層。熱屏蔽3a此外或是或者可包含一絕熱層，其被建構成用於使加熱器3與可抽吸材料5隔絕。熱屏蔽3a包含一實質上透熱視窗3b，其允許熱能傳播(propagate)通過視窗3b並進入加熱容室4與可抽吸材料5中。因此，與視窗3b對準之可抽吸材料5之區段被加熱，而其餘之可抽吸材料5不被加熱。熱屏蔽3a與視窗3b可為可旋轉的，或以其他方式可相對於 可抽吸材料5移動，俾能使可抽吸材料5之不同區段可藉由旋轉或移動熱屏蔽3a與視窗3b而選擇性地且個別地被加熱。效果類似於上文提到的藉由選擇性地且個別地激活加熱區域10所提供之效果。舉例而言，熱屏蔽3a與視窗3b可被旋轉；或以其他方式漸進式地被移動，以因應一來自吸吐偵測器13之信號。此外或是或者，熱屏蔽3a與視窗3b可被旋轉；或以其他方式漸進式地被移動，以因應已經過之一預先決定的加熱期間。熱屏蔽3a與視窗3b之移動或旋轉可由來自控制器12之電子信號所控制。熱屏蔽3a/視窗3b與可抽吸材料5之相對旋轉或其他移動可在控制器12之控制之下被一步進馬達3c所驅動。這顯示於圖19中。或者，熱屏蔽3a及視窗3b可藉由使用一使用者控制(例如收容室7上之一致動器)而手動地被旋轉。熱屏蔽3a並不需要是圓柱形的，且可選擇地包含一個或多個適當安置的縱向延伸元件及/或板。

吾人將明白到可藉由相對於加熱器3、熱屏蔽3a以及視窗3b旋轉或移動可抽吸材料5來獲得一種類似的結果。舉例而言，加熱容室4可在加熱器3周圍是可旋轉的。如果情況是這樣的話，則可應用關於熱屏蔽3a之移動之上述說明，以取代加熱容室4相對於熱屏蔽3a之移動。

熱屏蔽3a可包含一在加熱器3之縱表面少之塗 層。於此情況下，一加熱器之表面之區域維持未被塗佈以形成透熱視窗3b。加熱器3譬如可在控制器12之控制或使用者控制之下被旋轉或以其他方式被移動以導致可抽吸材料5之不同區段被加熱。或者，熱屏蔽3a與視窗3b可包含一分離屏蔽3a，其在控制器12之控制或其他使用者控制之下，係相對於加熱器3與可抽吸材料5兩者是可旋轉的或以其他方式是可移動的。

參見圖6，設備1可包含進氣口14，其允許外部空氣在吸吐期間被抽進收容室7中且通過加熱的可抽吸材料5。進氣口14可包含在收容室7中之孔隙14，且可被設置在可抽吸材料5與加熱容室4上游而朝向收容室7之第一端8。這顯示於圖1中。另一個例子係顯示於圖11中。經由入口14被抽入之空氣運行通過加熱的可抽吸材料5，且在煙嘴6由使用者吸入之前，其中富含可抽吸材料蒸汽(例如香氣蒸汽)。可選擇地，如圖11所示，設備1可包含一熱交換器15，其被建構成用於在空氣進入可抽吸材料5之前使空氣變溫暖，及/或在空氣經由煙嘴6被抽入之前使空氣冷卻。舉例而言，熱交換器15可被建構成用於使用從進入煙嘴6之空氣被取出的熱，以在其進入可抽吸材料5之前使新空氣變溫暖。

設備1可包含一可抽吸材料壓縮器16，其被建構成用於在壓縮器16之激活之時導致可抽吸材料5 壓縮。設備1亦可包含一可抽吸材料擴張器17，其被建構成用於在擴張器17之激活之時導致可抽吸材料5擴張。壓縮器16與擴張器17實際上可被實施以作為與以下將說明的相同單元。可抽吸材料壓縮器16與擴張器17可在控制器12之控制之下可選擇地操作。於此情況下，控制器12被建構成用於傳送一信號(例如一電氣信號)至壓縮器16或擴張器17，其導致壓縮器16或擴張器17分別地壓縮或擴張可抽吸材料5。或者，壓縮器16與擴張器17可藉由使用收容室7上之一手動控制而由設備1之一使用者所致動，以依需要壓縮或擴張可抽吸材料5。

壓縮器16主要被建構成用於壓縮可抽吸材料5，藉以在加熱期間增加其密度。可抽吸材料之壓縮增加可抽吸材料5之本體之熱傳導係數，因而提供尼古丁及其他芳香族化合物之一更快速加熱且必然的快速揮發。這是較佳的，因為其允許尼古丁及香料被使用者吸入而沒有因應一吸吐之偵測之大幅延遲。因此，控制器12可激活壓縮器16以壓縮可抽吸材料5持續一段預先決定的加熱期間(譬如一秒)，以因應一吸吐之偵測。在預先決定的加熱期間之後，壓縮器16可被建構成用於譬如在控制器12之控制之下減少可抽吸材料5之壓縮。或者，壓縮可被減少或自動地結束，以因應到達一預先決定的閾值(threshold)溫度之可抽吸材料5。一適當閾值溫度可在大約100℃至 250℃之範圍內，例如在100℃與220℃之間，在150℃與250℃之間，在100℃與200℃之間或在130℃與180℃之間。閾值溫度可在100℃之上，例如在120℃之上的數值，且可為使用者可選擇的。一溫度感測器可用以偵測可抽吸材料5之溫度。

擴張器17主要被建構成用於擴張可抽吸材料5，藉以在吸吐期間減少其密度。當可抽吸材料5已被擴張且這幫助氣流(譬如來自入口14之空氣)通過可抽吸材料5時，加熱容室4中之可抽吸材料5之配置變得更寬鬆。因此，空氣更能傳送揮發的尼古丁及香料至煙嘴6以供吸入。控制器12可激活擴張器17以直接在上文提到的壓縮期間以後擴張可抽吸材料5，俾能使空氣可經由可抽吸材料5更自由地被抽入。擴張器17之致動可伴隨一使用者可聽見的聲音或其他指示，以暗示使用者關於可抽吸材料5已被加熱且吸吐可以開始。

參見圖13與圖14，壓縮器16及擴張器17可包含一彈簧致動驅動桿，其被建構成在彈簧從壓縮被釋放時，用於壓縮加熱容室4中之可抽吸材料5。雖然吾人將明白可使用其他實施例，但這係概要顯示於圖13與圖14中。舉例而言，壓縮器16可包含一具有一大約等於上述之管狀加熱容室4之厚度之環部，其被一彈簧或其他機構驅動進入加熱容室4中以壓縮可抽吸材料5。或者，壓縮器16可被構成為加熱器3 之一部分，俾能使加熱器3本身被建構成用於在控制器12之控制之下壓縮並擴張可抽吸材料5。舉例而言，在加熱器3包含以前所說明的型式之直立加熱板10的情況下，板10可朝加熱器3之一縱方向獨立可移動以擴張或壓縮設置與它們鄰接的可抽吸材料5之區段。一種壓縮並擴張可抽吸材料5之方法係顯示於圖15中。

絕熱體18可設置在可抽吸材料5與收容室7之一外部表面19之間，用以降低來自設備1之熱損失，因而改善加熱可抽吸材料5之效率。舉例而言，參見圖1，收容室7之一壁面可包含一層之絕緣體18，其延伸在加熱容室4之外部周圍。絕緣體層18可包含一同軸地設置在加熱容室4與可抽吸材料5周圍之實質上呈管狀長度之絕緣體18。這顯示於圖1中。吾人將明白絕緣體18亦可被構成為可抽吸材料匣子11之一部分，於其中它將同軸地被設置在可抽吸材料5之外部周圍。

參見圖16，絕緣體18可包含真空隔絕18。舉例而言，絕緣體18可包含以一壁面材料19(例如一金屬材料)為界限之一層。一絕緣體18之內部區域或核心20可包含譬如包含聚合物、氣凝膠或其他適當的材料之一開孔的(open-cell)多孔性材料，其係被抽空至一低壓。內部區域20中之壓力可在0.1至0.001 mbar之範圍內。由於在核心20與壁面19之外部表面之間 的壓差，絕緣體18之壁面19係強到足以抵抗其所施加之力量，藉以避免絕緣體18倒塌。壁面19譬如可包含一具有大約100μm之厚度之不銹鋼壁面19。絕緣體18之熱傳導係數可在0.004至0.005 W/mK之範圍內。絕緣體18之熱傳導係數可在大約1.10 W/(m²K)與大約1.40 W/(m²K)之間，在100℃與250℃之間的一溫度範圍之內，例如在大約攝氏150度與大約攝氏250度之間。絕緣體18之氣態導電率是可忽略的。一反射塗層可被塗敷至壁面材料19之內表面，以使由於傳播通過絕緣體18之輻射之熱損失最小化。塗層譬如可包含一鋁IR反射塗層，其具有在大約0.3μm與1.0μm之間的之厚度。內部核心區域20之抽空狀態意味著即使當核心區域20之厚度非常小時，絕緣體18亦仍發生效用。絕緣體特性實質上並未受其厚度影響。這有助於縮小設備1之整體尺寸。

如圖16所示，壁面19可包含一面向內的區段21與一面向外的區段22。面向內的區段21實質上面向可抽吸材料5及加熱容室4。面向外的區段22實質上面向收容室7之外部。在設備1之操作期間，面向內的區段21可由於源自加熱器3之熱能而更溫暖，而面向外的區段22係由於絕緣體18之效應而更涼爽。面向內的區段21與面向外的區段22譬如可包含實質上平行的縱向延伸壁面19，其至少和加熱器3一樣長。面向外的壁面區段22之內表面(亦即，面向 排空的核心區域20之表面)可包含一用以吸收核心20中之氣體之塗層。一種適當的塗層係為氧化鈦膜。

參見圖17中之示意圖，一熱橋(thermal bridge)23可於絕緣體18之邊緣將面向內的壁面區段21連接至面向外的壁面區段22，以便完全地圍繞並包含低壓核心20。熱橋23可包含一由與面向內與面向外的區段21、22相同的材料所組成之壁面19。如以前所討論的，一種適當的材料係為不銹鋼。熱橋23具有一比絕緣體核心20更大的熱傳導係數，因此，可不宜傳導熱離開設備1，而這樣做，會降低可抽吸材料5利用其加熱之效率。

為了降低由於熱橋23之熱損失，熱橋23可被延長以增加其電阻來加熱從面向內的區段21至面向外的區段22之流體。這概要顯示於圖18中。舉例而言，熱橋23可遵循一條在壁面19之面向內的區段21與壁面19之面向外的區段22之間的間接路徑。這可藉由提供絕緣體18超過一段比加熱器3、加熱容室4以及可抽吸材料5之長度來得長之縱向距離而促成，俾能使熱橋23可逐漸地沿著間接路徑而從面向內的區段21延伸至面向外的區段22，藉以使核心20之厚度於收容室7中之一縱向位置(加熱器3、加熱容室4及可抽吸材料5並不存在於此)降至零。

參見圖20，如以前所討論的，由絕緣體18所隔離之加熱容室4可包含入口及出口閥24，其在被關 閉時密閉地密封加熱容室4。閥24藉以可避免空氣不宜地進入並退出此容室4，並可避免可抽吸材料味道退出容室4。入口及出口閥24譬如可被設置於絕緣體18中。舉例而言，在吸吐之間，閥24可被控制器12所封閉，俾能使所有揮發的物質維持被容納在吸吐兩者間之容室4內側。在吸吐之間的揮發物質之局部壓力到達飽和蒸汽壓力，而因此蒸鍍物質之數量只取決於加熱容室4中之溫度。這有助於確保揮發的尼古丁與芳香族化合物之運送從吸吐至吸吐維持固定。在吸吐期間，控制器12係被建構成用於打開閥24，俾能使空氣可流經容室4以傳送揮發的可抽吸材料成分至煙嘴6。一薄膜可被設置在閥24中以確保沒有氧進入容室4。閥24可被呼吸致動的，俾能使閥24打開，以因應於煙嘴6之一吸吐之偵測。閥24可關閉，以因應一吸吐已結束之一偵測。或者，在它們打開之後，在一段預先決定的期間經過以後，閥24可關閉。預先決定的期間可被控制器12設定時間。可選擇地，可存在一機械或其他適當的打開/關閉機構，俾能使閥24自動地打開並關閉。舉例而言，由抽著煙嘴6之一使用者所導致的氣體移動可用以打開並關閉閥24。因此，未必需要使用控制器12以致動這些閥24。

藉由加熱器3(譬如藉由每個加熱區域10)所加熱之可抽吸材料5之質量可在0.2至1.0g之範圍內。可 抽吸材料5被加熱到達的溫度可為使用者可控制譬如至100℃至250℃之溫度範圍內的任何溫度，例如在150℃至250℃之範圍內的任何溫度，而其他揮發溫度之範圍係如以前所說明的。整體看來，設備1之質量可在70至125g之範圍內。可使用一具有1000至3000mAh之電容與3.7V之電壓之電池2。加熱區域10可被建構成用於為單一匣子11，個別地且選擇性地加熱在可抽吸材料5之大約10個與40個區段之間。

吾人將明白可單獨或組合使用上述任何一種替代方案。舉例而言，如上所述，加熱器3可被設置在可抽吸材料5之外部周圍而非可抽吸材料5被設置在加熱器3周圍。因此，加熱器3可圍繞可抽吸材料5的周圍以朝一實質上放射狀向內的方向施加熱至可抽吸材料5。

S1~S12、P1~P5‧‧‧步驟

1‧‧‧設備

2‧‧‧能源/電池

3‧‧‧加熱器/燈管

3a‧‧‧屏蔽

3b‧‧‧視窗

3c‧‧‧步進馬達

4‧‧‧加熱容室/加熱區域

5‧‧‧可抽吸材料/可抽吸材料區段

6‧‧‧煙嘴

7‧‧‧收容室

8‧‧‧第一端

9‧‧‧第二端

10‧‧‧加熱元件/加熱燈絲/凸部/加熱板/加熱區域/加熱圓柱/加熱盤

11‧‧‧可抽吸材料匣子/本體/可抽吸材料管/匣子

12‧‧‧控制器

13‧‧‧吸吐偵測器/吸吐感測器

14‧‧‧入口/孔隙/進氣口

15‧‧‧熱交換器

16‧‧‧壓縮器

17‧‧‧擴張器

18‧‧‧真空隔絕/絕熱體/絕緣體/絕緣體層

19‧‧‧外部表面/壁面/壁面材料

20‧‧‧內部區域/核心/核心區域/區域

21‧‧‧面向內的區段/壁面區段/區段

22‧‧‧面向外的區段/區段

23‧‧‧熱橋

24‧‧‧閥

圖1係為一種被建構成用於加熱可抽吸材料以從可抽吸材料釋放芳香族化合物及/或尼古丁之設備之透視局部剖視圖例；圖2係為一種被建構成用於加熱可抽吸材料之設備之透視局部剖視圖例，其中可抽吸材料係設置在一被分為徑向加熱區段之延長陶瓷加熱器周圍；圖3係為一種被建構成用於加熱可抽吸材料之設備之分解局部剖視圖，其中可抽吸材料係設置在一 被分為徑向加熱區段之延長陶瓷加熱器周圍；圖4係為一種被建構成用於加熱可抽吸材料之設備之透視局部剖視圖例，其中可抽吸材料係設置在一延長紅外線加熱器周圍；圖5係為一種被建構成用於加熱可抽吸材料之設備之分解局部剖視圖例，其中可抽吸材料係設置在一延長紅外線加熱器周圍；圖6係為一種被建構成用於加熱可抽吸材料之設備之一部分之示意圖，其中可抽吸材料係設置在複數個圍繞一中央縱軸線隔開的縱向延長加熱區段周圍；圖7係為一種被建構成用於加熱可抽吸材料之設備之一部分之立體圖，其中可抽吸材料之區域係設置在多對之直立加熱板之間；圖8係為圖7所顯示之設備之立體圖，其中另外顯示一外部收容室；圖9係為一種被建構成用於加熱可抽吸材料之設備之一部分之分解圖，其中可抽吸材料之區域係設置在多對之直立加熱板之間；圖10係為顯示一種在吸吐(puff)期間激活加熱區域以及打開並關閉加熱容室閥之方法之流程圖；圖11係為一通過一種被建構成用於加熱可抽吸材料之設備之氣流之示意圖；圖12係為一種可被使用以藉由使用一加熱器來 加熱可抽吸材料之一加熱圖案之圖表圖例；圖13係為一種被建構成用於在加熱期間壓縮可抽吸材料之可抽吸材料壓縮器之示意圖；圖14係為一種被建構成用於在吸吐期間擴張可抽吸材料之可抽吸材料擴張器之示意圖；圖15係為顯示一種在加熱並膨脹可抽吸材料以供吸吐期間壓縮可抽吸材料之方法之流程圖；圖16係為一種被建構成用於使加熱的可抽吸材料與熱損失隔絕之真空隔絕之區段之概要剖面圖例；圖17係為一種建構成用於使加熱的可抽吸材料與熱損失隔絕之真空隔絕之區段之另一概要剖面圖例；圖18係為一種遵循一條從一較高溫度絕緣體壁面至一較低溫度絕緣體壁面之間接路徑之熱電阻式熱橋之概要剖面圖例；圖19係為一熱屏蔽與一透熱視窗之概要剖面圖例，熱屏蔽與透熱視窗可相對於一可抽吸材料之本體移動，以選擇性地允許熱能經由此視窗被傳播至可抽吸材料之不同區段；以及圖20係為一種被建構成用於加熱可抽吸材料之設備之一部分之概要剖面圖例，其中一加熱容室係可由止逆閥密封。

1‧‧‧設備

2‧‧‧能源/電池

3‧‧‧加熱器/燈管

4‧‧‧加熱容室/加熱區域

5‧‧‧可抽吸材料/可抽吸材料區段

6‧‧‧煙嘴

7‧‧‧收容室

8‧‧‧第一端

9‧‧‧第二端

11‧‧‧可抽吸材料匣子/本體/可抽吸材料管/匣子

12‧‧‧控制器

14‧‧‧入口/孔隙/進氣口

18‧‧‧真空隔絕/絕熱體/絕緣體/絕緣體層

Claims (22)

1. 一種設備，包含一加熱器，該加熱器被建構成用於加熱一可抽吸材料以使該可抽吸材料之至少一成分揮發，其中該加熱器是延長狀並包含複數個沿著該加熱器之一縱軸線連續排列之獨立的可控制加熱區域。
2. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中各該加熱區域之一長度小於該加熱器之一長度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中各該加熱區域包含一縱向加熱元件，其具有一小於該加熱器之一長度之長度。
4. 如申請專利範圍第1至3項中之任一項所述之設備，其中該些加熱區域係沿著該加熱器之該縱軸線而以端對端(end-to-end)關係被排列。
5. 如申請專利範圍第1至4項中之任一項所述之設備，其中該加熱器包含一縱表面，其延伸在該複數個加熱區域上面。
6. 如申請專利範圍第5項所述之設備，其中該加熱器被建構成用於加熱設置在該加熱器之該縱表 面之一外部周圍的可抽吸材料。
7. 如申請專利範圍第1至6項中之任一項所述之設備，其中各該加熱區域包含該加熱器之一圓盤形區段。
8. 如申請專利範圍第1至7項中之任一項所述之設備，其中該加熱器係沿著該設備之一縱軸線被排列，且該可抽吸材料係同軸向外地被設置在該加熱器之一縱表面。
9. 如申請專利範圍第8項所述之設備，其中該可抽吸材料包含該可抽吸材料之一實質上呈管狀本體。
10. 如申請專利範圍第1至5項中之任一項所述之設備，其中該加熱器係被建構成用於加熱設置在該加熱器之一縱表面內部之可抽吸材料。
11. 如申請專利範圍第1至5或10項中之任一項所述之設備，其中每個加熱區域包含該加熱器之一環狀區段。
12. 如申請專利範圍第1至5、10或11項中之任一 項所述之設備，其中該加熱器係沿著該設備之一縱軸線被排列，且該可抽吸材料係同軸向內地被設置在該加熱器之一縱表面。
13. 如申請專利範圍第1至12項中之任一項所述之設備，其中該加熱器包含被建構成用於加熱該可抽吸材料之一浮凸外部表面。
14. 如申請專利範圍第1至13項中之任一項所述之設備，其中該加熱器之形狀實質上為圓柱形。
15. 如申請專利範圍第1至14項中之任一項所述之設備，其中各該加熱區域包含該加熱器之一實質上圓柱形區段。
16. 如申請專利範圍第1至15項中之任一項所述之設備，其中該加熱器係被建構成用於加熱該可抽吸材料至一在大約100℃至250℃之範圍內的溫度。
17. 如申請專利範圍第1至16項中之任一項所述之設備，其中各該加熱區域係被排列以加熱該可抽吸材料之一不同區段。
18. 如申請專利範圍第1至17項中之任一項所述之設備，包含一被建構成用於在某一段時間連續地激活該些加熱區域之控制器。
19. 如申請專利範圍第18項所述之設備，其中該控制器係被建構成用於激活每個加熱區域，以因應一吸吐。
20. 如申請專利範圍第1至19項中之任一項所述之設備，其中該加熱器係為一實質上陶瓷加熱器，以因應電能而放射熱能。
21. 如申請專利範圍第1至20項中之任一項所述之設備，其中該設備係被建構成用於加熱該可抽吸材料而不需要燃燒該可抽吸材料。
22. 一種加熱器，被建構成用於加熱一可抽吸材料以使該可抽吸材料之至少一成分揮發，其中該加熱器是延長狀並包含複數個沿著該加熱器之一縱軸線連續排列之獨立的可控制加熱區域。