Устройство с тепловыделяющим материалом и активационной камерой - RU2654438C2

Чертежи

Описание

Область техники

Изобретение относится к устройствам, включающим в себя тепловыделяющий материал и предназначенным для активации тепловыделяющего материала.

Уровень техники

Устройства, включающие в себя тепловыделяющий материал и требующие механизма для активации тепловыделяющего материала по требованию.

Раскрытие изобретения

Первый объект изобретения относится к устройству, включающему в себя: тепловыделяющий материал, который представляет собой материал с фазовым переходом и который подвергается экзотермическому фазовому превращению путем активации активирующим веществом для выделения тепла; тепловыделяющую камеру, внутри которой помещается тепловыделяющий материал; активационную камеру с активирующим веществом; и перегородку, отделяющую внутреннее пространство тепловыделяющей камеры от внутреннего пространства активационной камеры, в котором активационная камера является деформируемой и в котором деформация активационной камеры вызывает разрыв перегородки и взаимодействие между активирующим веществом и тепловыделяющим материалом.

В некоторых вариантах осуществления изобретения устройство может также иметь корпус, в котором помещаются тепловыделяющая камера и активационная камера и в котором активационная камера является деформируемой в результате давления, оказываемого на деформируемую часть корпуса.

В некоторых вариантах осуществления деформация тепловыделяющей камеры в результате надавливания рукой пользователя на названную камеру не приводит к разрыву перегородки.

В некоторых вариантах осуществления активационная камера может иметь деформируемый корпус, образующий камеру с отверстием, которое закрыто перегородкой.

В некоторых вариантах осуществления корпус активационной камеры может иметь форму, способствующую разрыву перегородки при деформации.

В некоторых вариантах осуществления корпус активационной камеры может иметь внутренний выступ, который способствует разрыву перегородки при деформации корпуса.

В некоторых вариантах осуществления тепловыделяющая камера может иметь отверстие, которое совпадает с отверстием активационной камеры, и оба отверстия закрыты перегородкой.

В некоторых вариантах осуществления материал с фазовым переходом может быть в виде тригидрата ацетата натрия.

В некоторых вариантах осуществления активирующим веществом может быть твердый материал.

В некоторых вариантах осуществления, где тепловыделяющим материалом является тригидрат ацетата натрия, активирующее вещество может содержать кристаллы ацетата натрия или кристаллы тригидрата ацетата натрия.

В некоторых вариантах осуществления устройство также включает в себя источник никотина, который выделяет никотин после разогрева тепловыделяющим материалом. Источник никотина может содержать табак.

Второй объект изобретения относится к активационной камере для применения в устройстве в соответствии с первым объектом, активационная камера содержит активирующее вещество, которое инициирует активацию тепловыделяющего материала.

В некоторых вариантах осуществления активационная камера представляет собой блистер.

В некоторых вариантах осуществления активирующее вещество выполнено в виде порошка, таблетки или в монолитном исполнении.

В некоторых вариантах осуществления активирующее вещество выполнено в виде слоя или покрытия на активационной камере или в ней.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет схематическое изображение устройства в соответствии с одним возможным вариантом осуществления.

Фиг. 2 представляет схематическое изображение устройства в разобранном виде, представленном на Фиг. 1.

Фиг. 3 представляет схематическое изображение устройства согласно альтернативному варианту осуществления.

Фиг. 4 представляет вид в разрезе варианта осуществления активационной камеры.

Фиг. 5 представляет вид в разрезе альтернативного варианта осуществления активационной камеры.

Фиг. 6 представляет схематическое изображение корпуса устройства в разрезе в соответствии с одним возможным вариантом осуществления.

Фиг. 7 представляет схематическое изображение корпуса устройства с активационной камерой в разрезе в соответствии с одним возможным вариантом осуществления.

Фиг. 8 представляет схематическое изображение ингаляционного устройства, включающим в себя нагреваемый материал.

Осуществление изобретения

Изобретение относится к простому, небольшому и надежному механизму активации тепловыделяющего материала для инициирования выделения тепла. Такой механизм может быть встроен в устройство, включающее в себя источник тепла и, при необходимости, другие элементы.

Тепловыделяющий материал представляет собой материал, который выделяет тепло, будучи активированным. Материал может быть в виде материала с фазовым переходом, который подвергается фазовому превращению благодаря активации и, таким образом, выделяет тепло. Например, материал может быть переохлажденным материалом с фазовым переходом.

Разные устройства могут включать в себя источник тепла. Например, тара или контейнеры для пищи и напитков могут иметь источник тепла для того, чтобы содержимое могло разогреваться при транспортировке. Такие контейнеры могут содержать пищевые продукты или напитки, или последние могут помещаться в контейнер до активации источника тепла.

Другие устройства могут использоваться для разогрева медицинских принадлежностей до заданной температуры перед их применением.

Тепловыделяющий материал может быть включен в негорючие курительные изделия. Они могут иметь устройства, которые подогревают никотинсодержащее вещество, такое как табак, чтобы инициировать выделение никотина без образования дыма при горении табака. В таких устройствах необходим источник тепла, который будет подогревать никотинсодержащее вещество по требованию и быстро и надежно подогревать никотинсодержащее вещество в соответствии с заданными параметрами (то есть, в течение определенного периода времени и до определенной температуры).

Во всех вышеуказанных устройствах и в других примерах устройств, включающих в себя источник тепла, важно обеспечить контроль за активацией источника тепла. Еще более важным является обеспечение надежного и быстрого приведения в действие источника тепла, когда это необходимо.

Тепловыделяющий материал и активирующее вещество содержатся отдельно внутри устройства. Тепловыделяющий материал находится в тепловыделяющей камере, а активирующее вещество содержится в активационной камере. Внутреннее пространство каждой из этих камер отделено перегородкой. Для приведения в действие тепловыделяющего материала перегородка разрывается, и тепловыделяющий материал взаимодействует с активирующим веществом.

В некоторых вариантах осуществления тепловыделяющий материал представляет собой материал с фазовым переходом, который выделяет тепло при фазовом превращении.

Существует несколько классов материала с фазовым переходом (МФП). Подходящие МФП должны обладать стабильностью, как переохлажденная жидкость, при комнатной температуре и/или возможных температурах хранения. Кроме того, МФП должны быстро и надежно активироваться при взаимодействии с активирующим веществом. В некоторых вариантах осуществления фазовый переход происходит из жидкости в твердое состояние, хотя другие виды фазового перехода могут использоваться.

В некоторых вариантах осуществления тепловыделяющим материалом, имеющимся в устройстве, является МФП с водной солью. Подходящие водные соли включают в себя тригидрат ацетата натрия, моногидрат гидроокиси натрия, октагидрат гидроокиси бария, гексагидрат нитрата магния и гексагидрат хлорида магния. В некоторых вариантах осуществления, которые могут быть предпочтительными, материалом с фазовым переходом является тригидрат ацетата натрия. Он является стабильным при комнатной температуре и безопасным. Фазовый переход тригидрата ацетата натрия из жидкого состояния в твердое может также надежно и быстро происходить с помощью различных активирующих веществ, по крайней мере, некоторые из них могут быть помещены в отдельную камеру и приведены во взаимодействие с материалом с фазовым переходом.

Образование активных центров представляет собой процесс, при котором происходит фазовый переход МФП из жидкого состояния в твердое, и оно может быть гетерогенным или гомогенным. При гетерогенном образовании нерастворимое инородное тело, такое как частица пыли или элемент на стенке контейнера, содержащего МФП, действует как центр, к которому присоединяются и на которое ориентированы первые ионы или молекулы, быстро притягивая дополнительные тела и образуя твердый кристалл. При гомогенном образовании несколько ионов или молекул входят случайно в правильную ориентацию в процессе своего беспорядочного движения через большую часть жидкой фазы, обеспечивая центр, который затем притягивает дополнительные ионы или молекулы и, таким образом, образуя растущее твердое кристаллическое тело.

Размещение твердого кристаллического тела, такого как маленький кристалл ацетата натрия (так называемого затравочного кристалла), в основную часть жидкой фазы сразу обеспечивает очень большое количество центров, которые притягивают ионы или молекулы из основной части жидкой фазы. Помещение затравочного кристалла в переохлажденную систему поэтому ускоряет процесс кристаллизации путем исключения необходимости в случайном взаимодействии молекул.

В некоторых вариантах осуществления, где материалом является тригидрат ацетата натрия, активирующее вещество может включать в себя одно или несколько из следующих компонентов: твердый ацетат натрия или твердый тригидрат ацетата натрия. В некоторых вариантах осуществления твердая форма может состоять, например, из одного или нескольких кристаллов, покрытия или слоя, порошка, гранул или монолитной формы, такой как отформованная или прессованная таблетка или подобная форма. В некоторых вариантах осуществления твердая форма может быть создана путем кристаллизации относительно небольшого количества жидкого тригидрата ацетата натрия для образования монолитной формы.

В некоторых вариантах осуществления активирующее вещество, такое как содержащее ацетат натрия или тригидрат ацетата натрия в твердой форме, может быть в виде прессованной, отформованной или печатной монолитной формы, такой как таблетка или другая твердая форма, пригодная для помещения в активационную камеру, как описано выше. В некоторых вариантах осуществления твердая монолитная форма тригидрата ацетата натрия может быть создана на месте внутри активационной камеры. Активационная камера может быть образована и заполнена тригидратом ацетата натрия в неустойчивой жидкой форме. Эта неустойчивая жидкость затем затвердевает внутри активационной камеры, образуя твердую массу, которая может быть использована для инициирования фазового перехода в переохлажденном жидком тригидрате ацетата натрия тепловыделяющего материала. Более того, твердая масса также может передавать давление от деформации корпуса активационной камеры к перегородке, способствуя ее разрыву.

В некоторых вариантах осуществления желательно выбирать активирующее вещество, которое является устойчивым и, в некоторых вариантах осуществления, является устойчивым, будучи подверженным повышенным температурам, например, во время образования и герметизации активационной камеры, в которой оно будет находиться.

В некоторых вариантах осуществления активирующее вещество может быть твердым, содержащим одну или несколько солей, например, хлорид натрия NaCl, углекислый кальций СаСО₃ и производное целлюлозы, например, карбоксиметилцеллюлоза. Твердое вещество может состоять, например, из одного или нескольких кристаллов, покрытия или слоя, порошка, гранул или монолитной формы, такой как отформованная или прессованная таблетка или подобная форма.

В некоторых вариантах осуществления активирующее вещество может включать в себя твердый негигроскопичный материал, например, металлические опилки, такие как железные, медные, алюминиевые или из нержавеющей стали. Потенциальным преимуществом использования твердого негигроскопичного материала по сравнению с твердым гигроскопичным материалом в качестве активирующего вещества является то, что твердый негигроскопичный материал менее подвержен ожижению в случае, если влага появится в активационной камере 4.

В настоящем изобретении тепловыделяющий материал 3 и активирующее вещество 5 содержатся отдельно в устройстве 1, таким образом, возможность случайной активации минимизирована. Два компонента находятся в отдельных камерах и разделены перегородкой. Тепловыделяющая камера 2 содержит тепловыделяющий материал 3, а в активационной камере 4 находится активирующее вещество 5. Перегородка 6, служащая для предотвращения взаимодействия активирующего вещества 5 с тепловыделяющим материалом 3 до необходимого момента, представляет собой разрывную пленку и предназначена для того, чтобы активирующее вещество 5, находящееся в активационной камере 4, стало взаимодействовать с тепловыделяющим материалом 3 для того, чтобы источник тепла активировался и стало выделяться тепло.

В некоторых вариантах осуществления взаимодействие между активирующим веществом 5 и тепловыделяющим материалом 3 может возникнуть в результате того, что активирующее вещество 5 перемещается через разорванную перегородку 6 в тепловыделяющую камеру 2. Такое перемещение может быть, например, в результате деформации активационной камеры. В ином случае или, кроме того, после разрыва перегородки тепловыделяющий материал 3 может переместиться из тепловыделяющей камеры 2 в активационную камеру 4, и, таким образом, тепловыделяющий материал 3 и активирующее вещество 5 придут во взаимодействие.

Разрушение перегородки 6 происходит из-за деформации активационной камеры 4. В некоторых вариантах осуществления деформация активационной камеры 4 вызывает также перемещение активирующего вещества 5, и, таким образом, оно может прийти во взаимодействие с тепловыделяющим материалом.

В некоторых вариантах осуществления активационная камера 4 деформируется при надавливании на нее рукой пользователя. Такое давление может быть оказано непосредственно, например, надавливанием пальцем пользователя на устройство 1. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления пользователь может оказать давление непосредственно на поверхность активационной камеры 4, надавливая непосредственно на корпус активационной камеры 4. Палец может непосредственно касаться наружной поверхности активационной камеры 4 или может касаться деформируемой части корпуса, которая соприкасается с активационной камерой или иным образом передает давление на нее.

В другом случае давление может быть оказано косвенно, например, путем передачи механическим устройством. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления устройство имеет также исполнительный механизм, с помощью которого пользователь деформирует активационную камеру 4. В некоторых вариантах осуществления исполнительный механизм может иметь кнопку, по желанию пружинную и/или подвижную. Предусмотрены также разные другие типы исполнительного механизма, включая плунжер или рычаг. В некоторых вариантах осуществления, например, исполнительный механизм может быть выполнен таким образом, что его необходимо нажать, вытянуть, вращать или сжать для деформирования активационной камеры 4. В варианте осуществления, показанном на Фиг. 3, устройство имеет корпус 11 с деформируемым участком 12, который окружает тепловыделяющую камеру 2 и активационную камеру 4. Активационная камера 4 окружена корпусом, по крайней мере, участок которого 12 является деформируемым, и, таким образом, нажатие рукой пользователя, оказываемое на деформируемый участок 12 корпуса, передается к корпусу активационной камеры 4 и деформирует ее.

В некоторых вариантах осуществления тепловыделяющая камера 2 обычно не деформируется в результате оказания на нее давления рукой, то есть тепловыделяющая камера 2 является прочной. В других вариантах осуществления тепловыделяющая камера может деформироваться, но не может быть деформирована в таком виде или до такой степени, что вызовет, или возможно вызовет, разрыв разрушаемой перегородки. В некоторых вариантах осуществления это может быть особенно предпочтительно в определенных обстоятельствах, когда разрушаемая перегородка может быть разрушена только в результате деформации активационной камеры.

В некоторых вариантах осуществления устройство имеет корпус 11, который включает в себя деформируемый участок 12, совпадающий с активационной камерой 4 и позволяющий передавать давление от наружной поверхности деформируемого участка 12 корпуса 11 к активационной камере 4 и деформировать активационную камеру 4, разорвать перегородку 6 и, при желании, переместить активирующее вещество 5, находящееся внутри активационной камеры 4, через перегородку 6. В некоторых вариантах осуществления остальная часть корпуса 11 (кроме разрушаемого участка 12, совпадающего с активационной камерой 4) может обычно иметь жесткую конструкцию. В некоторых вариантах осуществления участки корпуса 11 могут иметь достаточную жесткость для обеспечения реагирования поверхности, на которую деформируемые участки устройства, например, деформируемая активационная камера 4, могут оказывать давление. Это может способствовать тому, что давление, оказываемое на активационную камеру 4, вызовет деформацию, по крайней мере, части активационной камеры 4 и последующее разрушение перегородки 6.

Кик видно из Фиг. 1-3, устройство 1 и 10 может быть выполнено таким образом, что активационная камера 4 будет расположена непосредственно рядом с тепловыделяющей камерой 2, и, таким образом, активирующее вещество и тепловыделяющий материал могут прийти во взаимодействие друг с другом, как только перегородка 6, разделяющая их, будет разрушена. В таких вариантах осуществления отверстие 8 в тепловыделяющей камере 2, разрушаемая перегородка 6 и отверстие 7 в активационной камере 4 могут быть расположены на одной линии. В альтернативных вариантах осуществления (не показаны на рисунках) может иметь место дополнительная камера или проход, в которую или через который проходит активирующее вещество и/или тепловыделяющий материал для взаимодействия друг с другом и инициирования выделения тепла.

В некоторых вариантах осуществления активационная камера 4, пригодная для использования в настоящем изобретении, может иметь деформируемый корпус, который передает давление, оказываемое на активационную камеру, и перегородку, которая разрушается, желательно заданным и предсказуемым образом, когда корпус будет деформирован. В некоторых вариантах осуществления активационная камера содержит активирующее вещество, находящееся внутри камеры. В других вариантах осуществления активирующее вещество может быть представлено в виде составной части активационной камеры, например, в виде слоя или покрытия. Слой или покрытие может быть выполнено на внутренней поверхности активационной камеры 4, такой как внутренняя поверхность деформируемого корпуса и/или внутренняя поверхность перегородки.

В некоторых вариантах осуществления активационная камера может содержать слоистый материал, образующий деформируемый корпус или часть его, или образующий перегородку. В некоторых таких вариантах осуществления слоистый материал может включать в себя слой, содержащий активирующее вещество. Этот слой с активирующим веществом может быть расположен на поверхности слоистого материала внутри активационной камеры до того, как деформируется камера и разрушится перегородка. С другой стороны и, кроме того, слой с активирующим веществом может быть внутри многослойной структуры слоистого материала, и, таким образом, он не обнаружится до тех пор, пока слоистый материал не будет разорван или разрушен.

В некоторых вариантах осуществления активирующее вещество, находящееся в таком слое или покрытии, может перемещаться в результате деформации активационной камеры 4 так, что активирующее вещество проникает внутрь тепловыделяющей камеры 2.

В некоторых вариантах осуществления активирующее вещество 5 может оставаться в активационной камере после ее деформации, после чего тепловыделяющий элемент может попадать в активационную камеру 4 для взаимодействия с активирующим веществом.

В том случае, когда желательно или необходимо, чтобы тепловыделяющий материал попал в активационную камеру после разрушения разрушаемой перегородки, это может быть достигнуто путем создания участка относительно низкого давления в активационной камере. В одном возможном варианте осуществления активационная камера может иметь более низкое внутреннее давление, чем тепловыделяющая камера, когда она герметически закрыта. После разрыва затем разрушаемой перегородки тепловыделяющий материал из вмещающей тепловыделяющей камеры втягивается внутрь активационной камеры. В другом случае или, кроме того, активационная камера может иметь участок относительно низкого давления с последующим разрывом разрушаемой перегородки. Например, активационная камера может быть выполнена из упругого деформируемого материала таким образом, что, после деформации корпуса камеры, вызывающей разрушение перегородки, корпус камеры примет свою исходную форму, тем самым вытягивая тепловыделяющий материал из вмещающей тепловыделяющей камеры в активационную камеру.

В другом случае или, кроме того, капиллярное действие может способствовать попаданию тепловыделяющего материала в активационную камеру. Активационная камера может быть выполнена таким образом, что тепловыделяющий материал будет втянут в нее в результате капиллярного действия после разрушения перегородки.

В том случае, когда желательно или необходимо, чтобы активирующее вещество покинуло активационную камеру после разрыва разрушаемой перегородки, это может быть достигнуто путем создания участка высокого давления в активационной камере. В одном возможном варианте осуществления активационная камера может иметь более высокое внутреннее давление, чем тепловыделяющая камера, когда она герметически закрыта. После разрыва затем разрушаемой перегородки активирующее вещество может быть вытеснено из активационной камеры в соседнюю тепловыделяющую камеру.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления активационная камера, в которой находится активирующее вещество, представляет собой блистер или устройство, подобное блистеру. В данном случае термин «блистер» относится к такой форме исполнения, которая присущая блистерной упаковке. Примерами таких упаковок могут быть предварительно изготовленные упаковки, используемые для небольших товаров широкого потребления, пищевых продуктов и лекарственных средств.

В данном случае блистер представляет собой корпус, образующий камеру и изготовленный из материала, такого как, например, термоформованная пластмасса. Камера имеет отверстие, которое закрыто запирающим слоем, который может быть соединен с корпусом, например, возле отверстия. Запирающий слой может быть присоединен к корпусу любым подходящим способом. В некоторых вариантах осуществления запирающим слоем может быть пленка, фольга, мембрана или листовой пластмассовый материал. В некоторых вариантах осуществления запирающий слой разрушается путем физического разрушения или разрыва под действием оказываемого на него давления. В другом случае или, кроме того, в некоторых вариантах осуществления, между корпусом и запирающим слоем может быть герметическое уплотнение, которое разрушается, и, таким образом, запирающий слой и корпус разделяются, тем самым, по крайней мере, частично открывая ранее закрытое отверстие.

В некоторых вариантах осуществления корпус активационной камеры и перегородка могут быть изготовлены из одного или подобного материала. Например, в некоторых вариантах осуществления корпус и перегородка могут быть выполнены из пластмассового материала (такого, как поливинилхлорид, выборочно слоистый с политетрафторэтиленом, или многослойные материалы, включающие в себя циклические олефиновые сополимеры или полимеры, полипропилен или модифицированный гликолем полиэтилентерефталат) или фольги (такой как, например, алюминиевая фольга, включая алюминийсодержащие ламинаты). В некоторых вариантах осуществления корпус активационной камеры и перегородка могут быть сделаны из водостойкого материала, чтобы снизить вероятность попадания влаги на активирующее вещество. Например, запирающий слой может быть выполнен из холодноштампованного алюминия или из поливинилиденхлорида. В некоторых вариантах осуществления разрушаемый участок активационной камеры может включать в себя или состоять из локально ослабленного материала, например, путем локального регулирования толщины материала.

Наглядные примеры активационных камер в виде блистеров показаны на Фиг. 4 и 5. Активационная камера 4 может иметь корпус 14, выполненный из деформируемого материала и имеющий отверстие 7, которое закрыто перегородкой 6, и активирующее вещество (не показано на рисунке) внутри камеры. В некоторых вариантах осуществления корпус 14 активационной камеры 4 может быть выполнен из пластмассового материала или другого деформируемого материала. В альтернативных вариантах осуществления корпус 14 активационной камеры может быть выполнен из второго слоя фольги, например, включающего в себя фольгированный многослойный материал. Корпус активационной камеры сделан так, что он деформируется, когда пользователь нажимает рукой непосредственно или косвенно на поверхность активационной камеры. Степень деформации корпуса активационной камеры в результате оказываемого на него давления будет зависеть, по крайней мере частично, от материала корпуса, его толщины и формы корпуса.

В некоторых вариантах осуществления перегородка 6 присоединена к корпусу 14 активационной камеры 4 для закрытия отверстия 7. Это может быть достигнуто путем присоединения перегородки к корпусу активационной камеры, например, возле отверстия. Такое соединение может быть выполнено, например, путем расплава или сварки материалов перегородки и корпуса или с использованием клейкого материала. Герметичное закрытие активационной камеры 4 путем присоединения разрушаемой перегородки 6 к корпусу 14 имеет то преимущество, что вся активационная камера, включая активирующее вещество, может быть выполнена и поставлена как отдельный компонент и легко добавлена к другим компонентам устройства.

В альтернативных вариантах осуществления активационная камера может быть герметично закрыта разрушаемой перегородкой, которая не присоединена к корпусу активационной камеры. Например, корпус активационной камеры может быть герметично закрыт в результате того, что отверстие корпуса будет расположено соосно и прилегать к другому компоненту устройства. В некоторых вариантах осуществления отверстие активационной камеры может прилегать к разрушаемой перегородке, которая соединена и/или является частью другого компонента устройства, такого как тепловыделяющая камера. Такое расположение будет означать, что содержимое активационной камеры не может покинуть ее без разрушения перегородки. Такое расположение способствует тому, что деформация активационной камеры оказывает достаточное усилие на перегородку, чтобы разрушить ее.

В некоторых вариантах осуществления корпус тепловыделяющей камеры имеет отверстие, которое герметически закрыто разрушаемой перегородкой. Это может быть достигнуто путем соединения перегородки с корпусом тепловыделяющей камеры, например, возле отверстия. Такое расположение может быть выполнено, например, путем расплава или сварки материалов перегородки и корпуса или с использованием клейкого материала. Герметичное закрытие тепловыделяющей камеры путем присоединения разрушаемой перегородки к корпусу имеет то преимущество, что вся тепловыделяющая камера, включая тепловыделяющий материал, может быть создана и поставлена как отдельный компонент и поэтому легко добавлена к другим компонентам устройства.

В некоторых вариантах осуществления тепловыделяющая и активационная камеры каждая отдельно герметически закрыта разрушаемой перегородкой. Перегородки и отверстия камер, которые они соответственно герметически закрывают, желательно, чтобы были расположены соосно внутри устройства, чтобы деформация активационной камеры могла вызвать разрыв обеих перегородок и обеспечить взаимодействие между активирующим веществом и тепловыделяющим материалом.

Разрыв перегородки 6 происходит в результате деформации активационной камеры 4. В некоторых вариантах осуществления деформация камеры увеличивает давление внутри герметичной камеры, вызывая разрушение или разрыв контейнера в слабом месте, которое обычно бывает разрушаемой перегородкой или местом, в котором перегородка присоединяется к корпусу камеры. В некоторых вариантах осуществления активирующее вещество, находящееся внутри активационной камеры, является твердым материалом. После деформации активационной камеры твердое активирующее вещество может оказаться прижатым к разрушаемой перегородке, тем самым передавая и сосредоточивая прилагаемое усилие на корпус активационной камеры и способствуя ее разрыву. После разрыва перегородки активирующее вещество проникнет, по крайней мере частично, через разрушенную перегородку из активационной камеры.

В варианте осуществления, показанном на Фиг. 1, активационное вещество 5 представляет собой твердый материал, который может в результате оказанного на него усилия проникнуть через перегородку 6. После деформации активационной камеры 4 активирующее вещество 5 прижимается к перегородке 6. В итоге усилие, оказываемое на перегородку 6 активирующим веществом 5, вызывает разрыв перегородки 6. Ослабление сопротивления оказываемому давлению приведет к выталкиванию, по крайней мере, части активирующего вещества через разрушаемую перегородку в тепловыделяющую камеру 2 и взаимодействию с тепловыделяющим материалом.

В некоторых вариантах осуществления активационная камера может иметь дополнительное или альтернативное средство для сосредоточения усилия, оказываемого на разрушаемую перегородку в результате деформации активационной камеры. Активационная камера может иметь выступ, который взаимодействует с разрушаемой перегородкой после деформации активационной камеры. Если выступ взаимодействует с перегородкой на сравнительно небольшом участке поверхности, то усилие, оказываемое на перегородку, будет сосредоточено, и это будет способствовать разрушению. Один вариант осуществления, включающий в себя такой выступ, показан на Фиг. 5. Активационная камера 4 имеет корпус 14, который выполнен с выступом 15. Когда корпус 14 деформируется в результате приложения давления, как показано стрелкой А, выступ 15, образованный на внутренней поверхности корпуса 14, вступает во взаимодействие с перегородкой 6 и сосредоточивает усилие, оказываемое в результате деформации и смещения фасонной части корпуса активационной камеры, на локальном участке перегородки, способствуя ее разрушению. Аналогичный эффект можно получить благодаря выступам, которые находятся внутри активационной камеры, но не являются ее составной частью. Таким образом, один или более фасонных элементов могут быть включены с активирующим веществом в активационную камеру 4, и эти элементы будут прижаты к перегородке после деформации активационной камеры для содействия разрушению. Такие фасонные элементы могут иметь острые края, места или им подобное, которые способствуют разрушению перегородки. В некоторых вариантах осуществления фасонные элементы имеют форму, которая обеспечивает то, что, независимо от ориентации фасонного элемента внутри активационной камеры, давление, оказываемое на наружную поверхность камеры, будет сосредоточено на относительно небольшом участке разрушаемой перегородки для того, чтобы разрушить ее.

В некоторых вариантах осуществления, когда фасонные элементы имеют острые края, места или им подобное, способствующие разрушению перегородки, острые края или места тоже могут активировать тепловыделяющий материал при взаимодействии с ним, например, путем образования центров зародышей. В другом случае или, кроме того, когда имеются фасонные элементы, способствующие разрушению перегородки (с острыми краями или без них), у них может быть шероховатая поверхность, которая может обеспечить множество центров образования зародышей для активации тепловыделяющего материала при взаимодействии с ним.

В отдельных вариантах осуществления средства или элементы, включая описанные выше, для сосредоточения усилия, оказываемого на разрушаемую перегородку, могут быть в виде покрытия или слоя с активирующим веществом.

В некоторых вариантах осуществления перегородка 6 может быть повторно герметически закрыта после ее разрушения. Например, перегородка 6 может иметь слой упругого материала, эластичность которого позволяет слою повторно закрывать перегородку после ее разрушения. Такая перегородка 6 может быть в виде резиновой мембраны. В некоторых таких вариантах осуществления активационная камера 4 может иметь один или больше острых выступов, которые вступают во взаимодействие с перегородкой 6 и разрушают ее, когда активационная камера 4 деформируется в результате давления, оказываемого на нее пользователем. Один или более острых выступов могут активировать тепловыделяющий материал при взаимодействии с ним. Один или более острых выступов могут включать в себя металл, например, железо, медь, алюминий или нержавеющую сталь. Активационная камера 4 может сама быть упругой, и, таким образом, она восстанавливает свою первоначальную форму, когда прекращается давление на нее, и один или более выступов удаляются от перегородки 6, которая затем повторно герметически закрывает себя. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления активационная камера 4 является пригодной для повторного использования.

В некоторых вариантах осуществления перегородка может быть сделана так, что после ее разрыва разрушенная перегородка будет иметь острые края, которые могут активировать тепловыделяющий материал при взаимодействии с ним, например, путем образования поверхностей зародышеобразования. В другом случае или, кроме того, средства для разрушения перегородки могут иметь форму, которая обеспечивает то, что после разрыва разрушенная перегородка будет иметь острые края, которые могут активировать тепловыделяющий материал при взаимодействии с ним, например, путем образования поверхностей зародышеобразования. Острые края могут активировать тепловыделяющий материал, и поэтому, в некоторых вариантах осуществления, эти острые края перегородки, образованные после ее разрушения, являются активирующим веществом, и, таким образом, не будет необходимости в наличии другого активирующего вещества.

В других вариантах осуществления другие части устройства могут иметь средства для облегчения разрыва перегородки после разрушения активационной камеры. Фиг. 6 изображает возможную форму узла корпуса 20, который отконфигурирован для приема и размещения активационной камеры 4. Активационная камера 4 может быть, например, блистером согласно описанному выше. Узел корпуса 20 имеет корпус 21, который включает в себя упорный выступ 22, окружающий отверстие 24, к которому радиально расположены выступы 23. При установке в устройство активационная камера в виде блистера устанавливается на упорный выступ 22 корпуса 21 таким образом, что перегородка перекрывает отверстие 24 и опирается на упорный выступ 22, имеющий выступ(ы) 23, как видно из Фиг. 7. После разрушения активационной камеры 4 камера и, в частности, перегородка 6 надавливают на упорный выступ 22 и выступы 23. Давление может способствовать разрыву перегородки в тех местах, где выступы 23 касаются перегородки 6. Узел корпуса 20 и, в частности, упорный выступ 22 создают противодействующую поверхность, к которой активационная камера может быть прижата для того, чтобы она деформировалась после оказания давления на нее и разрушилась разрушаемая перегородка.

В альтернативных вариантах осуществления активационная камера 4 и тепловыделяющая камера 2 располагаются рядом и прилегают друг к другу, а тепловыделяющая камера может иметь выступы или им подобное для облегчения разрыва перегородки 6 после разрушения активационной камеры 4. В некоторых вариантах осуществления тепловыделяющая камера может иметь противодействующую поверхность, к которой активационная камера может быть прижата для того, чтобы она деформировалась после оказания давления и разрушаемая перегородка разрушилась.

Перегородка изготавливается из материала, который разрушается, когда на него оказывается давление, на которое рассчитано устройство и оказанное рукой пользователя для приведения его в действие. Перегородка может быть в виде пленки или мембраны. Материал подбирается с учетом необходимой прочности и разрывной мощности. Например, материал и толщина перегородки выбираются с учетом разрушения или разрыва, основанного на величине и направлении усилия, которое может быть оказано (непосредственно или косвенно) пользователем на поверхность активационной камеры. Кроме того, важно, чтобы материал перегородки был инертным по отношению к материалам, с которыми он контактирует при хранении или использовании. В некоторых вариантах осуществления перегородка может быть в виде фольги, пленки, мембраны или тонкого листа. В других вариантах осуществления разрушаемая перегородка может быть в виде предварительно ослабленного участка корпуса активационной камеры.

В отдельных вариантах осуществления физический размер объема активирующего вещества 5 может быть значительно меньше размера объема тепловыделяющего материала 3. В итоге возможно, чтобы активационная камера 4 была как можно меньше и/или тоньше, чтобы она значительно не обуславливала размер и/или форму устройства. Поэтому в некоторых вариантах осуществления ввиду стесненной геометрии такого устройства 1 размер и форма активационной камеры 4, содержащей активационный материал 5, могут быть оптимизированы для обеспечения разрыва разрушаемой перегородки 6 даже при небольшой деформации корпуса активационной камеры 4. Тонкая форма блистерной активационной камеры 4 показана на Фиг. 4 и 5, из которых видно, что оказание давления пользователем на корпус 14 активационной камеры 4, как показано стрелкой А, не требует большой деформации корпуса 14, чтобы содержимое камеры (не показано на рисунке) и/или выступ 15 вошли во взаимодействие с перегородкой 6 и оказали разрывное давление.

В некоторых вариантах осуществления наружные размеры активационной камеры включают в себя следующее: диаметр от 2 мм до 10 мм, от 5 мм до 9 мм, от 6 мм до 8 мм или диаметр примерно 7 мм; и глубина от 0, 4 мм до 5 мм, от 0,7 мм до 3 мм, от 1 мм до 2 мм или глубина примерно 1 мм.

В некоторых отдельных вариантах осуществления устройство рассчитано на подогрев нагреваемого материала для быстрого испарения, по крайней мере, одного компонента нагреваемого материала с целью образования ингаляционного пара. Для целей данного описания термин «нагреваемый материал» включает в себя любой материал, который выделяет испаряющиеся компоненты при нагревании.

В некоторых вариантах осуществления ингаляционное устройство может быть в виде системы доставки никотина. В некоторых вариантах осуществления нагреваемый материал может включать в себя любой табакосодержащий материал и может содержать, например, один или более видов табака, табачных производных соединений, табачных экстрактов, переработанного или модифицированного табака, такого как разрыхленный и восстановленный табак или заменители табака. Во избежание сомнений и в контексте настоящего описания нагреваемый материал не сгорает, и дым не выделяется. Тем не менее, нагреваемый материал является источником компонентов, которые испаряются при использовании и вдыхаются пользователем.

В некоторых вариантах осуществления, таких как изображен на Фиг. 8, ингаляционное устройство 30 имеет корпус 31, внутри которого тепловыделяющий материал 32 помещается в тепловыделяющей камере, и нагревательный материал 34 в отдельной нагревательной камере, тепловыделяющая камера и нагревательная камера расположены таким образом, что тепло из тепловыделяющей камеры поступает в нагревательную камеру, и, таким образом, по крайней мере, один компонент нагревательного материала может испаряться. Кроме того, устройство имеет активационную камеру, содержащую активирующее вещество, которое может перемещаться из активационной камеры в тепловыделяющую камеру после деформации активационной камеры в результате оказания давления на деформируемый участок 33 корпуса. Активационная камера и активирование могут быть такими, как описано выше. В некоторых вариантах осуществления ингаляционное устройство, кроме того, имеет мундштук, через который можно вдыхать испаряющийся компонент(ы).

Для целей обращения к разным вопросам и развития области техники полнота описания показывает в качестве иллюстрации разные варианты осуществления, в которых заявленное изобретение(я) может применяться, и предлагает высококачественные устройства для инициирования тепловыделяющего материала и способы их производства и использования. Преимущества и особенности описания являются только представительным примером вариантов осуществления и не являются исчерпывающими и/или исключительными. Они представлены только для содействия понимания и обучения заявленных признаков. Необходимо понимать, что преимущества, варианты осуществления, примеры, функции, особенности, структуры и/или другие аспекты описания не должны рассматриваться как ограничения для данного описания, как они определены формулой изобретения, или как ограничения для эквивалентов формулы изобретения и что другие варианты осуществления могут быть использованы и изменения могут быть сделаны в пределах объема и/или духа описания. Разные варианты осуществления могут надлежащим образом включать в себя, состоять из или состоять, по существу, из разных сочетаний раскрытых элементов, компонентов, признаков, частей, стадий, средств и т.п. Кроме того, настоящее описание включает в себя другие изобретения, не заявленные сейчас, но которые могут быть заявлены в будущем.

Реферат

Изобретение относится к устройствам, включающим в себя тепловыделяющий материал и предназначенным для активации тепловыделяющего материала. Устройство содержит тепловыделяющий материал, являющийся материалом с фазовым переходом, подвергающийся экзотермическому фазовому превращению после активации активирующим веществом для выделения тепла; тепловыделяющую камеру с расположенным внутри нее тепловыделяющим материалом; причем тепловыделяющая камера содержит отверстие, активационную камеру с активирующим веществом и перегородку, герметично закрывающую отверстие тепловыделяющей камеры и разделяющую внутреннее пространство тепловыделяющей камеры от внутреннего пространства активационной камеры, при этом активационная камера является деформируемой, а деформация активационной камеры приводит к разрыву перегородки и вступлению во взаимодействие активирующего вещества с тепловыделяющим материалом, причем указанное взаимодействие активирует экзотермическое фазовое превращение материала с фазовым переходом. Техническим результатом является создание простого, небольшого и надежного механизма активации тепловыделяющего материала для инициирования выделения тепла. 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

Формула