CN107920602A - 用于加热可点燃抽吸材料的装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于加热可点燃抽吸材料以挥发可点燃抽吸材料的至少一种成分的装置(100，200，300)。该装置(100，200，300)包括：加热区域(113)，用于接收包括可点燃抽吸材料的制品的至少一部分；磁场发生器(120)，用于产生变化的磁场；以及细长的加热元件(110)，至少部分地围绕加热区域(113)延伸并且包括加热材料，该加热材料通过用变化的磁场穿透而加热，以将加热区域(113)加热。

Description

用于加热可点燃抽吸材料的装置

技术领域

本发明涉及一种用于加热可点燃抽吸材料以挥发可点燃抽吸材料的至少一种成分的装置。

背景技术

诸如香烟、雪茄等的发烟制品在使用期间燃烧烟草以产生烟草烟雾。已经尝试通过创造在没有燃烧的情况下释放化合物的产品来提供这些制品的替代品。这种产品的实例是所谓的“加热不燃烧”产品或烟草加热装置或产品，其通过加热但不燃烧材料来释放化合物。该材料可以是例如烟草或其它非烟草产品，其可以含有或不含有尼古丁。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种用于加热可点燃抽吸材料以挥发可点燃抽吸材料的至少一种成分的装置，该装置包括：

加热区域，用于接收包括可点燃抽吸材料的制品的至少一部分；

磁场发生器，用于产生变化的磁场；以及

细长的加热元件，至少部分地围绕加热区域延伸并且包括加热材料，该加热材料能通过用变化磁场穿透而被加热，以使加热区域加热。

在示例性实施方式中，加热区域由加热元件限定。

在示例性实施方式中，加热区域没有任何通过用变化磁场穿透而被加热的加热材料。

在示例性实施方式中，加热元件是环绕加热区域的管状加热元件。

在示例性实施方式中，装置包括环绕加热元件的热绝缘块体。

在示例性实施方式中，磁场发生器包括线圈和用于使变化的电流流过线圈的器件。变化的电流可以是交流电。

在示例性实施方式中，线圈环绕加热元件。

在示例性实施方式中，装置包括线圈与加热元件之间的热绝缘块体。

在示例性实施方式中，热绝缘件包括从以下材料组成的组选出的一种或多种热绝缘体：闭孔式材料、闭孔式塑料材料、气凝胶、真空绝热材料、硅树脂泡沫、橡胶材料、填料、羊毛，无纺材料、无纺布、编织材料、针织材料、尼龙、泡沫、聚苯乙烯、聚酯、聚酯长丝、聚丙烯、聚酯和聚丙烯的混合物、乙酸纤维素、纸或卡片、以及诸如波纹状纸或卡片的波纹状材料。

在示例性实施方式中，装置包括环绕线圈的热绝缘块体。

在示例性实施方式中，热绝缘件包括从以下材料组成的组选出的一种或多种热绝缘体：闭孔式材料、闭孔式塑料材料、气凝胶、真空绝热材料、硅树脂泡沫、橡胶材料、填料、羊毛，无纺材料、无纺布、编织材料、针织材料、尼龙、泡沫、聚苯乙烯、聚酯、聚酯长丝、聚丙烯、聚酯和聚丙烯的混合物、乙酸纤维素、纸或卡、以及诸如波纹状纸或卡片的波纹状材料。

在示例性实施方式中，装置包括在加热元件的最外表面与线圈的最内表面之间的约1毫米与约3毫米之间的间隙。在示例性实施方式中，间隙在约1.5毫米与约2.5毫米之间。

在示例性实施方式中，线圈沿着与细长的加热元件的纵向轴线基本上对齐的纵向轴线延伸。在示例性实施方式中，这些轴线是重合的。

在示例性实施方式中，线圈的阻抗等于或基本上等于加热元件的阻抗。

在示例性实施方式中，加热元件的外表面具有0.1或更小的热发射率。在示例性实施方式中，热发射率为0.05或更小。

在示例性实施方式中，加热元件包括细长的加热构件，该加热构件至少部分地围绕加热区域延伸并且完全或基本上完全地由加热材料组成。

在各自的示例性实施方式中，加热材料包括从导电材料、磁性材料和非磁性材料组成的组中选择的一种或多种材料。在各自的示例性实施方式中，加热材料包括金属或金属合金。在各自的示例性实施方式中，加热材料包括从由铝、金、铁、镍、钴、导电碳、石墨、普碳钢、不锈钢、铁素体不锈钢、铜和青铜组成的组中选择的一种或多种材料。

在示例性实施方式中，加热材料在通过变化磁场穿透时易受加热材料中感应的涡流的影响。

在示例性实施方式中，加热元件的第一部分比加热元件的第二部分更易受通过变化磁场穿透而在其中感应的涡流的影响。

在示例性实施方式中，加热元件包括包含加热材料的细长的加热构件，以及在加热构件的内表面上的涂层，其中，涂层比加热构件的内表面更光滑或更硬。涂层可以包括玻璃或陶瓷材料。

在示例性实施方式中，装置包括用于感测加热区域的温度或加热元件的温度的温度传感器。在示例性实施方式中，磁场发生器布置成基于温度传感器的输出进行操作。

在示例性实施方式中，磁场发生器用于产生多个变化的磁场，以穿透加热元件的不同的相应部分。

在示例性实施方式中，装置包括：

主体，包括磁场发生器；和

吸嘴，其限定了与加热区域流体连通的通道；

其中，吸嘴相对于主体是可移动的，以允许进入加热区域并且吸嘴包括细长的加热元件。

在示例性实施方式中，吸嘴包括加热区域。

在示例性实施方式中，主体包括加热区域。

本发明的第二方面提供了一种用于加热可点燃抽吸材料以挥发可点燃抽吸材料的至少一种成分的装置，该装置包括：

加热区域，用于接收包括可点燃抽吸材料的制品的至少一部分；

主体，包括用于产生变化的磁场的磁场发生器；和

吸嘴，其限定了与加热区域流体连通的通道，其中，吸嘴相对于主体是可移动的，以允许进入加热区域，并且其中，吸嘴包括加热元件，该加热元件包括加热材料，该加热材料通过用变化磁场穿透来加热，以使加热区域加热。

在各自的示例性实施方式中，本发明的第二方面的装置可以具有本发明的第一方面的装置的上述示例性实施方式的任何特征。

本发明的第三方面提供了一种系统，包括：

用于加热可点燃抽吸材料以挥发可点燃抽吸材料的至少一种成分的装置，该装置包括：加热区域，用于接收包括可点燃抽吸材料的制品的至少一部分；磁场发生器，用于产生变化的磁场；以及细长的加热元件，至少部分地围绕加热区域延伸并且包括加热材料，该加热材料通过用变化磁场穿透而加热，以使加热区域加热；和

与该装置一起使用的制品，该制品包括可点燃抽吸材料。

在各自的示例性实施方式中，系统的装置可以具有本发明的第一方面或本发明的第二方面的装置的上述示例性实施方式的任何特征。

附图说明

现在，参照附图，本发明的实施方式将仅以示例的方式描述，在附图中：

图1示出了用于加热可点燃抽吸材料以挥发可点燃抽吸材料的至少一种成分的装置的示例的一部分的示意性立体图；

图2示出了图1中仅示出装置的的该部分的示意性横截面图；

图3示出了用于加热可点燃抽吸材料以挥发可点燃抽吸材料的至少一种成分的另一种装置的示例的示意性横截面图；

图4示出了加热元件的示意性横截面图；

图5示出了用于加热可点燃抽吸材料以挥发可点燃抽吸材料的至少一种成分的另一种装置的示例的示意性横截面图；以及

图6示出了图5的装置的吸嘴的示意性横截面图。

具体实施方式

如本文所用，术语“可点燃抽吸材料”包括通常加热时以蒸气或烟雾的形式提供挥发组分的材料。“可点燃抽吸材料”可以是不含烟草材料或含烟草材料。例如，“可点燃抽吸材料”可以包括例如烟草本身、烟草衍生物、膨胀烟草、再造烟叶、烟草提取物、均质烟草或烟草替代物中的一种或多种。可点燃抽吸材料可以是烟草末、烟草丝、挤压烟草、液体、凝胶、凝胶片、粉末或团块的形式。“可点燃抽吸材料”还可以包括其它非烟草产品，其取决于产品可能含有或可能不含有尼古丁。“可点燃抽吸材料”可以包含一种或多种湿润剂，例如甘油或丙二醇。

如本文所使用的，术语“加热材料”是指通过用变化磁场穿透来加热的材料。

如本文所用，术语“香料”和“香味剂”是指在当地法规允许的情况下可用于在成人消费者的产品中产生期望的味道或香味的材料。它们可能包括提取物(例如，甘草、八仙花、日本白皮木兰叶、甘菊、胡芦巴、丁香、薄荷醇、日本薄荷、八角、肉桂、草药、冬青、樱桃、浆果、桃、苹果、杜林标、波旁威士忌、苏格兰威士忌、威士忌、绿薄荷、胡椒薄荷、薰衣草、小豆蔻、芹菜、西印度苦香树、肉豆蔻、檀香、佛手柑、天竺葵、蜂蜜精华、玫瑰油、香子兰、柠檬油、橙油、桂皮、香菜、法国白兰地、茉莉、依兰树、鼠尾草、小茴香、多香果、姜、茴芹、芫荽、咖啡、或来自薄荷属(Mentha)的任何种的薄荷油)、增味剂、苦味受体位点阻断剂、感觉受体位点激活剂或刺激剂、糖和/或糖替代品(例如，三氯蔗糖、乙酰氨基磺酸钾、阿斯巴甜、糖精、环己基氨基磺酸盐、乳糖、蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨糖醇或甘露糖醇)、和其它添加剂如木炭、叶绿素、矿物质、植物性治疗药物或呼吸清新剂。它们可以是仿制的、合成的或天然的成分或其共混物。它们可以是任何合适的形式，例如油、液体、凝胶、粉末等。

感应加热是其中通过使用变化的磁场穿透物体来加热导电物体的过程。该过程由法拉第感应定律和欧姆定律描述。感应加热器可以包括电磁体和用于使变化电流(例如，交流电)通过电磁体的装置。当适当地相对布置电磁铁和待加热的物体，使得由电磁体产生的合成变化的磁场穿透物体时，在物体内部产生一个或多个涡流。物体对流动的电流有阻抗。因此，当物体中产生这种涡流时，它们抵抗物体电阻的流动导致物体被加热。这个过程被称为焦耳、欧姆或电阻加热。能够被感应加热的物体被称为感受器。

已经发现，当感受器呈闭合电路形式时，感受器与使用中的电磁体之间的磁耦合得到增强，这导致更大或改善的焦耳加热。

磁滞加热是其中通过使用变化的磁场穿透物体来加热由磁性材料制成的物体的过程。可以认为磁性材料包括许多原子级磁体或磁偶极子。当磁场穿透这种材料时，磁偶极子与磁场对准。因此，当诸如例如由电磁体产生的交变磁场的变化磁场穿透磁性材料时，磁偶极子的取向随着所施加的磁场的变化而变化。这种磁偶极子重新取向导致在磁性材料中产生热量。

当物体既是导电的又是磁性的时，用变化的磁场穿透物体可以引起物体中的焦耳加热和磁滞加热。而且，使用磁性材料可加强磁场，这可加剧焦耳加热。

在每个上述过程中，由于热量是在物体本身内部产生的，而不是通过外部热源通过热传导产生的，因此可以实现物体的快速升温和更均匀的热量分布，特别是通过选择合适的物体材料和几何形状，以及相对于物体的适当变化的磁场量级和取向。此外，由于感应加热和磁滞加热不需要在变化的磁场源与物体之间提供物理连接，设计自由度和对加热曲线的控制可能更大，并且成本可能更低。

参照图2和图1，分别示出了根据本发明的一个实施方式用于加热可点燃抽吸材料以挥发可点燃抽吸材料的至少一种成分的装置的示例的示意性横截面图，以及装置的一部分的示意性立体图。广义而言，装置100包括：加热器或加热区域113，用于接收包括可点燃抽吸材料的制品的至少一部分；磁场发生器120，用于产生变化磁场；以及细长的加热元件110，围绕加热区域113延伸并且包括加热器材料或加热材料，该加热器材料或加热材料通过用变化磁场穿透而被加热，从而将加热区域113加热。

在该实施方式中，加热元件110是环绕加热区域113的管状加热元件110。在该实施方式中，加热区域113包括腔体。然而，在其它实施方式中，加热元件110可以不是完全管状的。例如，在一些实施方式中，除了形成在加热元件110中的轴向延伸间隙或狭缝之外，加热器或加热元件110可以是管状的。在该实施方式中，加热元件110具有基本上是圆形的横截面。然而，在其它实施方式中，加热元件可以具有不同于圆形的横截面，诸如正方形、矩形、多边形或椭圆形。

在该实施方式中，加热区域113由加热元件110限定。也就是说，加热元件110界定或限定加热区域113。此外，在该实施方式中，加热区域113本身没有任何通过用变化磁场穿透而能加热的加热材料。因此，如下所述，当变化磁场由磁场发生器120产生时，变化磁场的更多能量可用于引起加热元件110的加热。在其它实施方式中，可以存在包括加热区域113中的加热材料的另外的加热元件。

该实施方式的加热元件110包括围绕加热区域113延伸并且完全或基本上完全由加热材料构成的细长管状加热构件114。由此，加热构件114包括加热材料的闭合回路，该加热材料可以通过用变化磁场穿透来加热。此外，在该实施方式中，加热元件110包括加热构件114的内表面上的涂层115。涂层115比加热构件114本身的内表面更光滑或更硬。这种更光滑或更硬的涂层115可以便于在使用装置100之后清洁加热元件110。例如，涂层115可以由玻璃或陶瓷材料制成。在其它实施方式中，涂层115可以被省略。在一些实施方式中，涂层可以比加热构件114本身的外表面更粗糙，以便增加加热元件110与在使用中插入加热区域113中的制品或可点燃抽吸材料接触的表面积。

加热材料可以包括从以下项构成的组中选择的一种或多种材料：由导电材料、磁性材料和非磁性材料。加热材料可以包括金属或金属合金。加热材料可以包括从以下项构成的组中选择的一种或多种材料：由铝、金、铁、镍、钴、导电碳、石墨、普碳钢、不锈钢、铁素体不锈钢、铜和青铜。在其它实施方式中，其它材料(多种材料)可以用作加热材料。在该实施方式中，加热元件110的加热材料包括导电材料。由此，当加热材料被变化磁场穿透时，加热材料容易受到加热材料中感应的涡流的影响。因此，加热元件110在经受变化的磁场时能够用作感受器。还已经发现的是，当磁性导电材料作为加热材料使用时，在使用中加热元件110与下面将描述的磁场发生器120的线圈122之间的磁耦合可以增强。除了潜在地启用磁滞加热之外，这可以导致加热元件110更大的或增加的焦耳加热，并由此导致加热区域113更大的或增加的加热。

与加热元件110的其它尺寸相比，加热元件110优选地具有小的厚度。感受器可以具有趋肤深度，该趋肤深度是发生大部分感应电流的外部区域。通过使加热元件110具有相对小的厚度，与具有相对大(与加热元件110的其它尺寸相比是相对大的)的深度或厚度的加热元件110相比，更大占比的加热元件110可以通过给定的变化磁场来加热。由此，实现了材料的更有效的使用。进而，成本也降低了。

在一些实施方式中，加热元件110的第一部分比加热元件110的第二部分更容易受到通过变化磁场穿透而在其中感应的涡流的影响。例如，在一些实施方式中，图2的装置100中的加热元件110可以由图4中所示的加热元件110代替。

在图4的加热元件110中，加热元件110的第一部分111比加热元件110的第二部分112更容易受到通过变化磁场穿透而在其中感应的涡流的影响。由于加热元件110的第一部分111由第一材料制成，加热元件110的第二部分112由不同的第二材料制成，并且第一材料比第二材料具有更高的敏感性(susceptibility，磁化率)，所以加热元件110的第一部分111可以具有较高的敏感性。例如，第一部分111和第二部分112中的其中一个可以由铁制成，以及第一部分111和第二部分112中的另一个可以由石墨制成。替代地或附加地，由于加热元件110的第一部分111具有与加热元件110的第二部分112不同的厚度和/或材料密度，所以加热元件110的第一部分111可以具有较高的敏感性。

较高敏感性部分111可以位于更靠近装置100的所预期的嘴端，或者较低敏感性部分112可以更接近装置100的所预期的嘴端。在后一种情况下，较低敏感性部分112可以将位于加热区域113中的制品中的可点燃抽吸材料加热到比较高敏感性部分112更低的程度，并由此较低程度的所加热的可点燃抽吸材料可以用作过滤器，以降低所产生的蒸气的温度或在加热可点燃抽吸材料期间使制品中所产生的蒸气温和。

尽管在图4中，第一部分111和第二部分112定位于在加热元件110的纵向方向上彼此相邻，但是在其它实施方式中不必如此。例如，在一些实施方式中，第一部分111和第二部分112可以布置为在垂直于加热元件110的纵向方向的方向上彼此相邻。

加热元件110对在其中感应的涡流的这种变化的敏感性可以有助于实现在插入加热区域113的制品中的可点燃抽吸材料的逐渐加热，并从而逐渐产生蒸气。例如，较高敏感性部分111可以能够相对快速地加热可点燃抽吸材料的第一区域，以初始化可点燃抽吸材料的至少一种成分的挥发且在可点燃抽吸材料的第一区域中形成蒸气。较低敏感性部分112可以能够相对缓慢地加热可点燃抽吸材料的第二区域，以初始化可点燃抽吸材料的至少一种成分的挥发且在可点燃抽吸材料的第二区域中形成蒸气。因此，蒸气能够相对较快地形成，以用于使用者吸入，并且即使在可点燃抽吸材料的第一区域已经停止产生蒸气之后，蒸气还可以在其后继续形成，以用于使用者随后吸入。可点燃抽吸材料的第一区域可以在可点燃抽吸材料的挥发性成分耗尽时停止产生蒸气。

在其它实施方式中，所有的加热元件110可以等同地或者基本上等同地容易受到通过变化的磁场穿透而在其中感应的涡流的影响。在一些实施方式中，加热元件110可能不会受到这种涡流的影响。在这样的实施方式中，加热材料可以是非导电的磁性材料，并因此可以通过上面讨论的磁滞过程来加热。

在一些实施方式中，装置可以在加热元件110的内表面110a的至少一部分上包括催化材料。催化材料可以设置在加热元件110的所有内表面110a上，或者仅设置在加热元件110的内表面110a的一些部分(多个部分)上。催化材料可以采取涂层的形式。这种催化材料的供应意味着在使用中，装置100可以具有加热的化学活性表面。在使用中，催化材料可以用来将潜在的刺激物转换成不那么刺激的物质，或者提高潜在的刺激物转换成不那么刺激的物质的转化率。例如，在使用中，催化材料可以用来将甲酸转化为甲醇或者提高甲酸转化为甲醇的转化率。在其它实施方式中，催化材料可以用使其它化学品转化或者提高其它化学品的转化率，诸如乙炔通过氢化作用转化成乙烷或提高乙炔转化成乙烷的转化率，或者氨气转化成氮气和氢气或提高氨气转化成氮气和氢气的转化率。催化材料可以附加地或者替代地用来使一氧化碳和水蒸气反应以形成二氧化碳和氢气(水气变换反应，或者WGSR)，或者增快反应速率。

在一些实施方式中，加热元件110的外表面110b可以具有0.1或更小的热发射率。例如，在一些实施方式中，加热元件110的外表面110b可以具有0.05或更小的热发射率，诸如0.03或0.02。这种低发射率有助于保持加热元件110和加热区域113中的热量，并且提供一些或全部下面讨论的热绝缘件的其它热效益。热发射率可以通过将加热元件110的外表面110b由诸如银或铝的低发射率材料制成来实现。

该实施方式的磁场发生器120包括电源121、线圈122、用于使变化的电流(诸如交流电)流过线圈122的器件123、控制器124和用于控制器124的用户操作的用户界面125。

在该实施方式中，电源121是可再充电电池。在其它实施方式中，电源121可以不是可再充电电池，诸如不可充电电池、电容器或连接到主电源的连接器。

线圈122可以采取任何合适的形式。在该实施方式中，线圈122是导电材料(诸如铜)的螺旋线圈。在一些实施方式中，磁场发生器120可以包括导磁芯，线圈122围绕该导磁芯缠绕。这种导磁芯在使用中集中由线圈122产生的磁通并且产生更强的磁场。例如，导磁芯可以由铁制成。在一些实施方式中，导磁芯仅可以沿着线圈122的长度部分地延伸，以便将磁通量仅集中在特定区域中。

在该实施方式中，线圈122是圆形螺旋。也就是说，线圈122沿其长度具有基本恒定的半径。在其它实施方式中，线圈122的半径可沿其长度变化。例如，在一些实施方式中，线圈122可以包括圆锥螺旋或椭圆螺旋。在该实施方式中，线圈122沿其长度具有基本恒定的间距。也就是说，平行于线圈122的任何两个相邻匝之间的线圈122的间隙的纵轴测量的宽度与线圈122的任何其它两个相邻匝之间的间隙的宽度基本相同。在其它实施方式中，可能不是这样的。变化的螺距的供应可以使得由线圈122产生的变化磁场的强度在线圈122的不同部分处是不同的，这可以有助于提供加热元件110和加热区域113的逐渐加热，并因此任何位于加热区域113中的制品也以与上述类似的方式逐渐加热。

在该实施方式中，线圈122相对于加热元件110和加热区域113处于固定的位置。在该实施方式中，线圈122环绕加热元件110和加热区域113。在该实施方式中，线圈122沿着与加热区域113的纵向轴线A-A基本上对齐的纵向轴线延伸。在该实施方式中，对齐的轴线重合。在该实施方式的变型中，对准的轴线可以彼此平行。然而，在其它实施方式中，轴线可以彼此倾斜。此外，在该实施方式中，线圈122沿着与加热元件110的纵向轴线基本重合的纵向轴线延伸。这可以有助于在使用中提供加热元件110的更加均匀的加热，并且还可以有助于装置100的制造。在其它实施方式中，线圈122和加热元件110的纵向轴线可以通过彼此平行而彼此对齐，或者可以彼此倾斜。

该实施方式的磁场发生器120的线圈122的阻抗等于或基本上等于加热元件110的阻抗。如果加热元件110的阻抗低于磁场发生器120的线圈122的阻抗，那么在使用中横穿加热元件110所产生的电压可能低于当阻抗匹配时横穿加热元件110会产生的电压。或者，如果加热元件110的阻抗高于磁场发生器120的线圈122的阻抗，那么使用中加热元件110中所产生的电流会低于当阻抗匹配时加热元件110中可能产生的电流。匹配阻抗可以有助于平衡电压和电流，以在使用中在加热时最大化在加热元件110处所产生的加热功率。在一些其它实施方式中，阻抗可能不匹配。

在该实施方式中，用于使变化的电流流过线圈122的器件123在电源121与线圈122之间电连接。在该实施方式中，控制器124还电连接到电源121，并且通信地连接到器件123。控制器124用于引起和控制加热元件110的加热。更具体地，在该实施方式中，控制器124用于控制器件123，以便控制从电源121到线圈122的电源供应。在该实施方式中，控制器124包括集成电路(IC)，诸如印刷电路板(PCB)上的IC。在其它实施方式中，控制器124可以采取不同的形式。在一些实施方式中，装置可以具有包括器件123和控制器124的单个电气或电子组件。在该实施方式中，控制器124通过用户界面125的用户操作来进行操作。用户界面125位于装置100的外部。用户界面125可以包括按钮、拨动开关、拨号盘、触摸屏等。

在该实施方式中，用户对用户界面125的操作使控制器124控制器件123，以使交变电流流过线圈122，从而使线圈122产生交变磁场。线圈122和加热元件110被适当地相对定位，从而由线圈122产生的交变磁场穿透加热元件110的加热材料。当加热元件110的加热材料是导电材料时，这可能导致在加热材料中产生一个或多个涡流。加热材料中的涡流相对于加热材料的电阻的流动导致加热材料被焦耳热量加热。如上所述，当加热材料由磁性材料制成时，加热材料中的磁偶极子的定向随着所施加的磁场的变化而变化，这会导致在加热材料中产生热量。

该实施方式的装置100包括用于感测加热区域113的温度的温度传感器126。温度传感器126通信地连接到控制器124，从而控制器124能够监控加热区域113的温度。在一些实施方式中，温度传感器126可以布置成对加热区域113或位于加热区域113中的制品进行光学温度测量。在一些实施方式中，将要位于加热区域113中的制品可以包括用于检测制品的温度的温度检测器，诸如电阻温度检测器(RTD)。制品还可以包括连接(诸如电连接)到温度检测器的一个或多个终端。当制品处于加热区域113中时，一个终端(多个终端)可以用来与装置100的温度监视器(未示出)进行连接(诸如电连接)。控制器124可以包括温度监视器。因此，装置100的温度监视器能够在装置100的制品的使用期间确定制品的温度。

基于从温度传感器126(和/或温度检测器，当提供的时候)接收到的一个或多个信号，控制器124根据需要可以引起器件123调整通过线圈122的变化电流或交变电流的特性，以确保加热区域113的温度保持在预定的温度范围内。例如，该特性可以是幅值或频率。在预定的温度范围内，在使用中，位于加热区域113中的制品内部的可点燃抽吸材料被充分加热，以使可点燃抽吸材料的至少一种成分挥发而不会使可点燃抽吸材料燃烧。因此，控制器124以及作为整体的装置100布置为加热可点燃抽吸材料，以使可点燃抽吸材料的至少一种成分挥发而不使可点燃抽吸材料燃烧。在一些实施方式中，温度范围在约50℃至约250℃，诸如约50℃至约150℃之间，约50℃至约120℃之间，约50℃至约100℃之间，约50℃至约80℃之间，或约60℃至约70℃之间。在一些实施方式中，温度范围在约170℃至约220℃之间。在其它实施方式中，温度范围可以不同于这些范围。

在一些实施方式中，装置100可以包括吸嘴(未示出)。吸嘴可以与装置100的其余部分可释放地接合，以便将吸嘴连接到装置100的其余部分。在其他实施方式中，吸嘴和装置100的其余部分可以(诸如)通过铰链或弹性构件永久地连接。

吸嘴可以相对于加热元件110定位，以便覆盖加热区域113中的开口，通过该开口制品可以插入到加热区域113中。当吸嘴相对于加热元件110如此定位时，穿过吸嘴的通道可以与加热区域113流体连通。在使用中，通道用作允许挥发物质从加热区域113传递到装置100的外部的通路。

当加热区域113以及由此其中的任何制品正在加热时，使用者可以通过制品的吸嘴(当提供时)或通过装置100的吸嘴(当提供时)抽吸一种挥发的成分(或多种挥发的成分)，来吸入可点燃抽吸材料的一种挥发的成分(或多种挥发的成分)。空气可以通过制品与加热元件110之间的间隙进入制品，或者在一些实施方式中，装置100可以限定将加热区域113与装置100的外部流体连接的空气入口。当一种挥发的成分(或多种挥发的成分)从制品移除时，空气可以经由装置100的空气入口抽吸到加热区域113中。

在该实施方式中，装置100包括线圈122与加热元件110之间的第一热绝缘块体130。第一热绝缘块体130环绕加热元件110。在该实施方式中，第一热绝缘块体130包括闭孔式塑料材料。然而，在其它实施方式中，第一热绝缘块体130可以(例如)包括从以下材料组成的组选出的一种或多种热绝缘体：闭孔式材料、闭孔式塑料材料、气凝胶、真空绝热材料、硅树脂泡沫、橡胶材料、填料(wadding，纤维填料)、羊毛，无纺材料、无纺布、编织材料、针织材料、尼龙、泡沫、聚苯乙烯、聚酯、聚酯长丝、聚丙烯、聚酯和聚丙烯的共混物、乙酸纤维素、纸或卡片、以及诸如波纹状纸或卡片的波纹状材料。热绝缘件130可以附加地或替代地包括气隙。这样的第一热绝缘块体130可以有助于防止加热元件110到加热区域113以外的装置100的部件的热损失，可以有助于提高加热区域113的加热效率，并且/或者可以有助于减少从加热元件110到装置100的外表面的热能传递。这可以改善用户能够保持装置100的舒适度。

在该实施方式中，装置100还包括环绕线圈122的第二热绝缘块体140。在该实施方式中，第二热绝缘块体140包括填料或羊毛。然而，在其它实施方式中，第二热绝缘块体140可以(例如)包括从以下材料组成的组选出的一种或多种材料：气凝胶、真空绝热材料、填料、羊毛、无纺材料、无纺布，编织材料、针织材料、尼龙、泡沫、聚苯乙烯、聚酯、聚酯长丝、聚丙烯、聚酯和聚丙烯的共混物、乙酸纤维素、纸或卡片、诸如波纹状纸或卡片的波纹状材料、闭孔式材料、闭孔式塑料材料、气凝胶、真空绝热材料、硅树脂泡沫、橡胶材料。在一些实施方式中，第二热绝缘块体140可以包括上述用于第一热绝缘块体130讨论的一种或多种材料。热绝缘件可以附加地或替代地包括气隙。这样的第二热绝缘块体140可以有助于减少从加热元件110到装置100的外表面的热能传递，并且可以附加地或替代地有助于提高加热区域113的加热效率。

在一些实施方式中，第一热绝缘块体130和第二热绝缘块体140中的一个或两个可以省略。在一些实施方式中，线圈122可以嵌入热绝缘件的主体中。这种热绝缘件的主体可以邻接或包围加热元件110。例如，除了包围线圈122之外，热绝缘件的主体可以占据图1和图2的装置100中的第一热绝缘块体130和第二热绝缘块体140所占据的空间。这样的热绝缘件的主体可以(例如)包括从以下材料组成的组选出的一种或多种热绝缘体：闭孔式材料、闭孔式塑料材料、气凝胶、真空绝缘材料，硅树脂泡沫和橡胶材料。除了上面讨论的热效益之外，这种热绝缘件的主体可以(诸如)通过有助于保持线圈122和加热元件110的相对定位来有助于提高装置100的稳健性。热绝热件的主体可以通过围绕线圈122和靠着或围绕加热元件110浇注热绝热件的主体的材料来制造，以提供封装线圈122和加热元件110。

在一些实施方式中，装置100包括加热元件110的最外表面110b与线圈122的最内表面之间的间隙。在一些这样的实施方式中，第一热绝缘块体130可以省略。这样的实施方式的示例在图3中示出了。参照图3，示出了根据本发明的实施方式用于加热可点燃抽吸材料以挥发可点燃抽吸材料的至少一种成分的另一装置的示例的示意性横截面图。除了省略第一热绝缘块体130之外，该实施方式的装置200与图1和图2的装置100相同。任何上述图1和图2的装置可能的变型可以对图3的装置300实施，以形成单独的相应的实施方式

为了清楚起见，图3中的尺寸被加强了，装置200包括在加热元件110的最外表面110b与线圈122的最内表面之间的约2毫米的间隙G。在该实施方式的变型中，间隙G可以不是2毫米，诸如在约1毫米与约3毫米之间或者在约1.5毫米与约2.5毫米之间。这样的间隙G本身可以用作热绝缘体，以帮助提供上面讨论的一些或全部热效益。在如图3所示的实施方式中，加热元件110可以悬挂在线圈122中。加热元件110可以通过附接到安装温度传感器126的壁而支撑。

装置100的一些实施方式可以布置为提供加热元件110的“自我清洁”。例如，在一些实施方式中，控制器124可以布置(诸如)在用户界面125的合适的用户操作上，从而根据需要引起器件123调整流过线圈122的变化电流或交流电流的特性，以便将加热元件110的温度提高到可以焚化来自先前消耗的制品在加热元件110上的残留物或剩余物的水平。该特性可以是(例如)幅度或频率。温度可以(例如)超过500摄氏度。

装置100的一些实施方式可以布置为向用户提供触觉反馈。反馈可以指示加热正在发生，或者由定时器触发，以指示加热区域113中的制品中，已经耗费了大于预定比例的可点燃抽吸材料的可挥发成分(多种成分)的原始量，等等。触觉反馈可以通过线圈122和加热元件110的相互作用(即，磁响应)，通过导电元件与线圈122的相互作用，通过旋转不平衡电机，通过重复施加和移除电流压电元件等来产生。附加地或替代地，装置100的一些实施方式可以通过振动清洁加热元件110来利用这种触觉反馈，从而有助于上面讨论的“自清洁”过程。

在一些实施方式中，磁场发生器120可以用于产生用来穿透加热元件110的不同的相应部分的多个变化磁场。例如，装置100可以包括多于一个的线圈。装置100的多个线圈可以操作来提供加热元件110的逐渐加热，并由此提供位于加热区域113中的制品中的可点燃抽吸材料的逐渐加热，以便提供逐渐产生的蒸气。例如，一个线圈可以能够相对快速地加热所述加热材料的第一区域，以初始化可点燃抽吸材料的至少一种成分的挥发和在可点燃抽吸材料的第一区域中形成蒸气。另一个线圈可以能够相对缓慢地加热所述加热材料的第二区域，以初始化可点燃抽吸材料的至少一种成分的挥发和在可点燃抽吸材料的第二区域中形成蒸气。因此，蒸气能够相对较快地形成，以供使用者吸入，并且即使在可点燃抽吸材料的第一区域已经停止产生蒸气之后，蒸气还可以在其后继续形成，以供使用者随后吸入。可点燃抽吸材料的初始未加热的第二区域可以用作过滤器，以在加热可点燃抽吸材料的第一区域期间降低产生的蒸气的温度或使所产生的蒸气温和。

参照图5和图6，示出了根据本发明的实施方式用于加热可点燃抽吸材料以挥发可点燃抽吸材料的至少一种成分的另一装置的示例的示意性横截面图，以及装置的吸嘴的示意性横截面图。除了吸嘴320的供应之外，该实施方式的装置300与图1和图2的装置100相同，并且吸嘴320的供应包括了加热元件110和加热区域113。任何上述图1和图2的装置100的可能的变型可以对图5和图6的装置300实施，以形成单独的相应的实施方式。

该实施方式的装置300包括主体310和吸嘴320。主体310包括磁场发生器120。主体310与图1和图2中示出的装置100相同，除了加热元件110和其中的加热区域113代替地包含在吸嘴320中，并且能随吸嘴320相对于主体310的运动从第一热绝缘块体130内移除，如图6所示。

如图5所示，在相对于吸嘴320的位置上，装置300的主体310覆盖加热区域113中的开口，制品通过该开口插入到加热区域113中。当吸嘴320相对于主体310如此定位时，通过吸嘴320限定的通路322与加热区域113流体地连通，并且使加热区域113与装置300的外部流体地连通。在装置300的使用中，通路322允许所挥发的材料从加热区域113传递到装置300的外部。

吸嘴320相对于主体310是可移动的，以允许从装置300的外部进入加热区域113，(诸如)以用于插入或移除制品或用于清洁加热区域113。吸嘴320的供应可以产生穿过加热区域113的通孔，其允许沿加热区域113的整个长度进行清洁。在该实施方式中，吸嘴320与主体310可释放地接合，以便将吸嘴320连接到主体310。由此，如图6所示，吸嘴320可以完全从主体310拆卸。在一些实施方式中，吸嘴320可以与加热元件110一次性使用。在其它实施方式中，吸嘴320和主体310可以(诸如)通过铰链或弹性构件永久地连接。吸嘴320相对于主体310从图6所示的位置移动到图5中所示的位置，以便使线圈122环绕加热元件110。

装置300的吸嘴320可以包括香味剂或者被香味剂浸渍。在使用中，香味剂可以布置成当蒸气穿过吸嘴320的通道322时，被热蒸气带走。

在装置300的其它实施方式中，由吸嘴构成的加热元件可以采取不同的形式。例如，加热元件可以包括棒或带，该棒或带包括加热材料，该加热材料通过用变化磁场穿透来加热，从而加热加热区域113。例如，加热元件可以用来插入包括可点燃抽吸材料的制品中，并且在加热区域113中接收。加热区域113可以包括在装置300的主体310中或者吸嘴320中。例如，在一些实施方式中，当吸嘴320相对于装置300的主体310移动，加热元件插入到加热区域113中。在其它实施方式中，吸嘴320包括一起限定加热区域113的一个或多个部件，并且加热元件位于加热区域113中。

在一些实施方式中，当制品插入凹槽中或者与接口配合时，装置可以具有用于压缩该制品的机构。制品的这种压缩可以压缩制品中的可点燃抽吸材料，以便增加可点燃抽吸材料的导热性。换句话说，可点燃抽吸材料的压缩可以提供通过制品的更高的热传递。例如，在一些实施方式中，该装置可以包括加热区域113位于其之间的第一构件和第二构件。第一构件和第二构件可以朝向彼此移动，以压缩加热区域113。在一些实施方式中，第一构件和第二构件可以不含任何加热材料。由此，当变化的磁场由磁场发生器120产生时，变化磁场的更多能量可用于引起加热元件110的加热。然而，在其它实施方式中，第一构件和第二构件中的一个或两个可以包括加热材料，所述加热材料可以通过由磁场发生器120产生的变化磁场穿透而加热。这可以提供制品的可点燃抽吸材料的进一步和/或更均匀的加热。

在一些实施方式中，加热元件110的加热材料可以在其中包括间断点或孔。这种间断点或孔可以用作热中断，从而在使用中控制可点燃抽吸材料的不同区域被加热的程度。其中具有间断点或孔的加热材料的区域可以加热到没有间断点或孔的区域的较小程度。这可能有助于可点燃抽吸材料的逐渐加热，并由此实现逐渐产生蒸气。

在上述每个实施方式中，可点燃抽吸材料包括烟草。然而，在对这些实施方式的每一个的各自变型中，可点燃抽吸材料可以由烟草组成，可以基本上完全由烟草组成，可以包括烟草和除了烟草以外的可点燃抽吸材料，可以包括除了烟草之外的可点燃抽吸材料或可以不含烟草。在一些实施方式中，可点燃抽吸材料可以包括蒸气或形成剂的气溶胶或湿润剂，诸如甘油、丙二醇、三酸甘油酯或二甘醇。

在一些实施方式中，上述讨论的制品与其可用的装置100，200，300分开销售、供应或另外提供。然而，在一些实施方式中，装置100，200，300和一个或多个制品可以作为诸如套件或组件的系统一起提供，可能具有附加部件，例如清洁器具。

本发明可以在包括本文所讨论的任何一种制品的系统以及本文所讨论的任何一种装置的系统中实施，其中制品本身(例如)在感受器中还具有加热材料，用于通过由磁场发生器产生的变化磁场穿透来加热。制品本身的加热材料中所产生的热量可以转移到可点燃抽吸材料，以进一步加热其中的可点燃抽吸材料。

为了处理各种问题并提高现有技术，本公开的全部内容通过说明和示例的方式示出了各种实施方式，其中要求保护的发明可以实施，并且其提供用于加热可点燃抽吸材料的优良装置，以挥发可点燃抽吸材料的至少一种成分。本公开的优点和特征仅是实施方案的代表性样本，并且不是穷尽的和/或排他性的。仅提供它们以帮助理解和教导所要求保护的和另外公开的特征。应当理解，本公开的优点、实施方案、实例、功能、特征、结构和/或其它方面不被认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，在不脱离本公开的范围和/或精神的情况下可以使用其它实施方案并且可以进行修改。各种实施方案可适当地包括、构成或基本上构成所公开的元件、组件、特征、部件、步骤、装置等的各种组合。本公开可包括当前未要求保护但其可能在未来要求保护的其它发明内容。

Claims (23)

1.一种构造为加热可点燃抽吸材料以挥发所述可点燃抽吸材料的至少一种成分的装置，所述装置包括：

加热器区域，构造为接收包括可点燃抽吸材料的制品的至少一部分；

磁场发生器，构造为产生变化磁场；以及

细长的加热器元件，至少部分地设置在所述加热器区域周围并且包括加热材料，所述加热材料通过用所述变化磁场穿透而能被加热，从而加热所述加热器区域。

2.权利要求1所述的装置，其中，所述加热器区域由所述加热器元件限定，并且其中，所述加热器区域没有任何通过用变化磁场穿透而能被加热的加热材料。

3.权利要求1所述的装置，其中，所述加热器元件是环绕所述加热器区域的管状加热器元件。

4.权利要求1所述的装置，还包括围绕所述加热器元件的热绝缘块体。

5.权利要求1所述的装置，其中，所述磁场发生器包括：线圈；以及构造为使变化电流流过所述线圈的器件。

6.权利要求5所述的装置，其中，所述线圈环绕所述加热器元件。

7.权利要求6所述的装置，还包括设置在所述线圈与所述加热器元件之间的热绝缘块体。

8.权利要求7所述的装置，其中，所述热绝缘块体包括从以下材料构成的组选出的一种或多种热绝缘体：闭孔式材料、闭孔式塑料材料、气凝胶、真空绝热材料、硅树脂泡沫、橡胶材料、填料、羊毛、无纺材料、无纺布、编织材料、针织材料、尼龙、泡沫、聚苯乙烯、聚酯、聚酯长丝、聚丙烯、聚酯和聚丙烯的共混物、乙酸纤维素、纸、卡片、以及波纹状材料。

9.权利要求6所述的装置，还包括围绕所述线圈的热绝缘块体。

10.权利要求6所述的装置，其中，在所述加热器元件的最外表面与所述线圈的最内表面之间限定约1毫米至约3毫米之间的间隙。

11.权利要求5所述的装置，其中，所述线圈沿着与细长的所述加热器元件的纵向轴线基本上对齐的纵向轴线延伸。

12.权利要求5所述的装置，其中，所述线圈的阻抗等于或基本上等于所述加热器元件的阻抗。

13.权利要求1所述的装置，其中，所述加热器元件的外表面具有0.1或更小的热发射率。

14.权利要求1所述的装置，其中，所述加热器元件包括细长的加热器构件，所述加热器构件至少部分地围绕所述加热器区域延伸并且完全或基本上完全由所述加热材料构成。

15.权利要求1所述的装置，其中，所述加热材料包括从由以下材料构成的组中选择的一种或多种材料：导电材料、磁性材料和非磁性材料。

16.权利要求1所述的装置，其中，所述加热材料包括金属或金属合金。

17.权利要求1所述的装置，其中，所述加热材料包括从由以下材料构成的组中选择的一种或多种材料：铝、金、铁、镍、钴、导电碳、石墨、普碳钢、不锈钢、铁素体不锈钢、铜和青铜。

18.权利要求1所述的装置，其中，所述加热材料在由变化磁场穿透时容易受到所述加热材料中感应的涡流的影响。

19.权利要求1所述的装置，其中，所述加热器元件的第一部分比所述加热器元件的第二部分更容易受到由变化磁场穿透而在其中感应的涡流的影响。

20.权利要求1所述的装置，其中，所述加热器元件包括：细长的加热器构件，包括所述加热材料；以及涂层，设置在所述加热器构件的内表面上，其中，所述涂层比所述加热器构架的内表面更光滑或更硬。

21.权利要求1所述的装置，还包括：

主体，包括所述磁场发生器；以及

吸嘴，限定与所述加热器区域流体连通的通道；

其中，所述吸嘴相对于所述主体是能移动的，以允许进入所述加热器区域，并且所述吸嘴包括细长的所述加热器元件。

22.一种构造成加热可点燃抽吸材料以挥发所述可点燃抽吸材料的至少一种成分的装置，所述装置包括：

加热器区域，限定在该装置内并且构造为接收包括所述可点燃抽吸材料的制品的至少一部分；

主体，包括构造成用于产生变化磁场的磁场发生器；以及

吸嘴，限定与所述加热器区域流体连通的通道，所述吸嘴相对于所述主体是能移动的，以允许进入所述加热器区域，所述吸嘴包括加热器元件，所述加热器元件包括加热材料，所述加热材料通过用所述变化磁场穿透而能被加热，以在使用中加热所述加热器区域。

23.一种系统，包括

用于加热可点燃抽吸材料以挥发所述可点燃抽吸材料的至少一种成分的装置，所述装置包括：加热区域，用于接收包括可点燃抽吸材料的制品的至少一部分；磁场发生器，用于产生变化磁场；以及细长的加热元件，至少部分地围绕所述加热区域延伸并且包括加热材料，所述加热材料通过用所述变化磁场穿透而能被加热，从而加热所述加热区域；以及

与所述装置一起使用的所述制品，所述制品包括所述可点燃抽吸材料。