CN110199569A - 用于加热可抽吸材料的装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置一起使用的加热元件(10，20，30)。加热元件(10，20，30)由可通过用变化磁场穿透来加热的加热材料制成。加热元件(10，20，30)具有第一尺寸(L)和垂直于第一尺寸(L)的第二尺寸(T)。第一尺寸(L)从加热元件(10，20，30)的第一部分(11)延伸到加热元件(10，20，30)的第二部分(12)。加热元件(10，20，30)的与第一部分和第二部分(11，12)间隔开的中间区段(14)处的第二尺寸(T3)小于位于中间区段(14)与相应的第一部分和第二部分(11，12)之间的第一区段和第二区段(16，17)中的每者处的第二尺寸(T1、T2)。

Description

用于加热可抽吸材料的装置
技术领域
本发明涉及与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置一起使用的制品、用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置，以及包括此类制品和此类装置的系统。
背景技术
诸如香烟、雪茄等的吸烟制品在使用期间燃烧烟草以产生烟草烟雾。已经尝试通过产生释放化合物而不燃烧的产品来提供这些制品的替代物。此类产品的示例是所谓的“加热不燃烧”产品或通过加热而不燃烧材料来释放化合物的烟草加热设备或产品。该材料可为例如烟草或可含有或不含有尼古丁的其他非烟草产品。
发明内容
本发明的第一方面提供了一种与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置一起使用的加热元件，其中，加热元件由可通过用变化磁场穿透来加热的加热材料制成，其中，加热元件具有第一尺寸和垂直于第一尺寸的第二尺寸，其中，第一尺寸从加热元件的第一部分延伸到加热元件的第二部分，并且其中，加热元件的与第一部分和第二部分间隔开的中间区段处的第二尺寸小于位于中间区段与相应的第一部分和第二部分之间的第一区段和第二区段中的每者处的第二尺寸。
在示例性实施例中，整个加热元件由均匀或基本上均匀的加热材料制成。
在示例性实施例中，加热元件是单件式加热元件。
在示例性实施例中，中间区段处的第二尺寸小于第一区段和第二区段中的一者或每者处的第二尺寸的一半。在示例性实施例中，中间区段处的第二尺寸小于第一区段和第二区段中的一者或每者处的第二尺寸的四分之一。
在示例性实施例中，中间区段位于第一部分和第二部分之间的中间。
在示例性实施例中，加热元件包括至少一个锥形区域，在至少一个锥形区域中，第二尺寸随着从中间区段朝向第一区段和第二区段中的一者的距离而增加。在示例性实施例中，至少一个锥形区域包括第一锥形区域和第二锥形区域，在第一锥形区域中，第二尺寸随着从中间区段朝向第一区段的距离而增加，而在第二锥形区域中，第二尺寸随着从中间区段朝向第二区段的距离而增加。
在示例性实施例中，加热元件是平面的或基本上平面的。
在示例性实施例中，中间区段、第一区段和第二区段中的每者处的第二尺寸小于第一尺寸。在另一示例性实施例中，中间区段、第一区段和第二区段中的一者或每者处的第二尺寸等于第一尺寸。在又一示例性实施例中，中间区段、第一区段和第二区段中的一者或每者处的第二尺寸大于第一尺寸。
在示例性实施例中，第一尺寸是加热元件的长度，第二尺寸是加热元件的厚度，第一部分是加热元件的第一纵向端部，并且第二部分是加热元件的相对的第二纵向端部。在示例性实施例中，加热元件的深度垂直于且小于长度和厚度中的每者。
在示例性实施例中，加热元件是管状加热元件。
在示例性实施例中，加热材料包括选自由导电材料、磁性材料和磁性导电材料构成的组中的一种或多种材料。
在示例性实施例中，加热材料包括金属或金属合金。
在示例性实施例中，加热材料包括选自由铝、金、铁、镍、钴、导电碳、石墨、碳素钢、不锈钢、铁素体不锈钢、钢、铜和青铜构成的组中的一种或多种材料。
本发明的第二方面提供了一种与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置一起使用的制品，该制品包括根据本发明第一方面的加热元件以及与加热元件接触的可抽吸材料。
在示例性实施例中，可抽吸材料与加热元件进行表面接触。
在示例性实施例中，加热材料的居里点温度小于可抽吸材料的燃烧温度。
在示例性实施例中，可抽吸材料包括烟草和/或一种或多种保湿剂。
本发明的第三方面提供了一种用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的系统，该系统包括：根据本发明第二方面的制品；用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置，该装置包括用于接收制品的加热区以及用于当制品位于加热区时对制品的加热元件进行加热的设备。
在示例性实施例中，该设备包括磁场发生器，以用于在制品位于加热区时产生用于穿透制品的加热元件的变化磁场。
本发明的第四方面提供了用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置，该装置包括：加热区，用于接收包括可抽吸材料的制品；根据本发明第一方面的加热元件，用于加热加热区；以及用于加热加热元件的设备。在示例性实施例中，该设备包括磁场发生器，以用于产生用于在使用中穿透加热元件的变化磁场。
本发明的第五方面提供了用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置，该装置包括：加热区，用于接收包括可抽吸材料的制品；加热元件，由可通过用变化磁场穿透来加热的加热材料制成，该加热元件用于加热加热区；以及磁场发生器，用于产生一个或多个变化磁场，该变化磁场在使用中穿透加热元件，使得磁场的强度或磁场的总和的强度在加热元件中的各个不同的位置处不同。
在示例性实施例中，加热元件突出到加热区中。
在示例性实施例中，加热元件至少部分地围绕加热区延伸。
本发明的第六方面提供了用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置，该装置包括：加热区，用于接收制品，该制品包括可抽吸材料和加热材料，该加热材料可通过用变化磁场穿透来加热以加热可抽吸材料；以及磁场发生器，用于产生一个或多个变化磁场，该变化磁场在使用中穿透加热区，使得磁场的强度或磁场的总和的强度在加热区中的各个不同位置处不同。
在示例性实施例中，磁场发生器包括：第一线圈，用于产生一个或多个变化磁场中的第一变化磁场；以及第二线圈，用于产生一个或多个变化磁场中的第二变化磁场，并且其中，第二变化磁场与第一变化磁场重叠。
在示例性实施例中，第一线圈是第一螺旋线圈，并且第二线圈是第二螺旋线圈。
在示例性实施例中，第一螺旋线圈沿第一轴线延伸，并且第二螺旋线圈沿与第一轴线重合的第二轴线延伸。
在示例性实施例中，第二线圈围绕第一线圈的仅一区段。
在示例性实施例中，该装置包括：检测器，用于检测磁场发生器中的电流；以及控制器，用于基于由检测器检测到的电流的变化来控制磁场发生器的操作。
本发明的第七方面提供了一种用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的系统，该系统包括：本发明第四至第六方面中任一方面的装置；以及用于定位在装置的加热区中的制品。
附图说明
现在将仅参考附图通过示例的方式描述本发明的实施例，附图中：
图1示出了与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置一起使用的加热元件的示例的示意性透视图；
图2示出了在使用中穿过图1的加热元件的一半的磁场线的路径的曲线图；
图3示出了在使用中随着沿图1的加热元件的长度的距离变化的磁场强度的曲线图；
图4示出了与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置一起使用的另一加热元件的示例的示意性透视图；
图5示出了图4的加热元件的示意性剖视图；
图6示出了与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置一起使用的另一加热元件的示例的示意性剖视图。
图7示出了与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置一起使用的制品的示意性剖视图，该制品包括图1的加热元件；
图8示出了包括图7的制品以及用于加热制品的可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置的系统的示例的示意性剖视图；
图9示出了包括具有可抽吸材料的制品以及用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置的系统的示例的示意性剖视图，该装置包括图1的加热元件作为一体式部件；
图10示出了包括具有可抽吸材料的制品以及用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置的系统的示例的示意性剖视图，该装置包括图4和图5的加热元件作为一体式部件；
图11示出了包括具有可抽吸材料的制品以及用于加热制品的可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置的系统的示例的示意性剖视图；
图12示出了包括具有可抽吸材料的制品以及用于加热制品的可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置的另一系统的示例的示意性剖视图；以及
图13示出了包括具有可抽吸材料和加热材料的制品以及用于加热制品的可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置的系统的示例的示意性剖视图。
具体实施方式
如本文所使用，术语“可抽吸材料”包括提供在加热时通常以蒸气或气溶胶形式挥发的组分的材料。“可抽吸材料”可为不含烟草的材料或含烟草的材料。“可抽吸材料”可例如包括烟草本身、烟草衍生物、膨胀烟草、再造烟草、烟草提取物、均质烟草或烟草替代物中的一种或多种。可抽吸材料可以是磨碎的烟草、切碎的烟草、挤压烟草、再造烟草、再造可抽吸材料、液体、凝胶、凝胶片、粉末或附聚物等的形式。“可抽吸材料”还可包括其他非烟草产品，这取决于产品可含有或不可含有尼古丁。“可抽吸材料”可包括一种或多种保湿剂，诸如甘油或丙二醇。
如本文所使用的，术语“加热材料”或“加热器材料”是指可通过用变化磁场穿透来加热的材料。
感应加热是通过用变化磁场穿透物体来加热导电物体的过程。法拉第感应定律和欧姆定律描述了这个过程。感应加热器可包括电磁体和用于使变化的电流(诸如交流电)穿过电磁体的设备。当电磁体和待加热物体适当地相对定位成使得由电磁体产生的所得变化磁场穿透物体时，在物体内部产生一个或多个涡电流。该物体具有对电流流动的阻力。因此，当在物体中产生此类涡电流时，它们抵抗物体的电阻的流动导致物体被加热。这个过程称为焦耳、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，当感受器采用闭合电路的形式时，在使用中在感受器与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。
磁滞加热是通过用变化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，当变化磁场(例如由电磁体产生的交变磁场)穿透磁性材料时，磁偶极子的定向随着施加变化的磁场而变化。这种磁偶极子重定向导致在磁性材料中产生热。
当物体既是导电的又是磁性的时，用变化磁场穿透物体可以导致物体中的焦耳加热和磁滞加热。而且，使用磁性材料可以增强磁场，这可以加强焦耳加热和磁滞加热。
在上述过程中的每个中，由于热量在物体自身内部产生，而不是由外部热源通过热传导产生，所以可以实现物体的快速温度升高和更均匀的热分布，特别是通过选择合适的物体材料和几何形状，以及相对于物体的合适的变化磁场大小和定向。此外，由于感应加热和磁滞加热不需要在变化磁场的源与物体之间提供物理连接，所以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。
参考图1，示出了根据本发明的实施例的加热元件的示例的示意性透视图。加热元件10与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置一起使用，诸如图9中所示并且在下面描述的装置200。
加热元件10由可通过用变化磁场穿透来加热的加热材料制成。此外，在该实施例中，整个加热元件10由均匀或基本上均匀的加热材料制成，在该实施例中，该加热材料是钢。加热元件10是单件式加热元件10，但在其他实施例中，加热元件10可替代地包括彼此连结或固定的多个加热元件部件。
加热元件10具有第一尺寸和垂直于第一尺寸的第二尺寸。第一尺寸从加热元件10的第一部分延伸到加热元件10的第二部分。在该实施例中，第一尺寸是加热元件10的长度L，且第二尺寸是加热元件10的厚度T。此外，在该实施例中，第一部分是加热元件10的第一纵向端部11，且第二部分是加热元件10的相对的第二纵向端部12。加热元件10也具有深度D，其垂直于长度L和厚度T中的每者。深度D小于长度L且小于厚度T。
在与第一纵向端部11和第二纵向端部12间隔开的加热元件10的中间区段14处的厚度T3小于位于中间区段14与相应的第一纵向端部11和第二纵向端部12之间的第一区段16和第二区段17中的每者处的厚度T1、T2。该减小的厚度在本文中称为“几何收缩”。在使用中，当用变化磁场穿透加热元件10时，与第一区段16和第二区段17中的场线的聚集度相比，中间区段14的减小的厚度有助于增加加热元件10的中间区段14中的磁场的场线的聚集度。图2中示出了这种现象，图2示出了在使用中穿过图1的加热元件10的一半的磁场线的路径的曲线图。
图3示出了在使用中随着沿图1的加热元件10的长度L的距离变化的磁场强度的曲线图。从该曲线图可以看出，中间区段14中的磁场强度显著高于第一区段16和第二区段17中的每者中的磁场强度。在该实施例中，加热元件10的长度L约为42毫米，第一区段16和第二区段17处的厚度T1、T2中的每者约为10毫米，并且中间区段14处的厚度T3约为2毫米。因此，中间区段14处的厚度T3与第一区段16和第二区段17中的每者处的厚度T1、T2之间的比率约为1:5。从图3中可以看出，穿透加热元件10的特定磁场的磁场强度在中间区段14中比在第一区段16和第二区段17中显著更高(在该实施例中高约8倍)。
在该实施例中，中间区段14、第一区段16和第二区段17中的每者处的厚度T1、T2，T3小于长度L。然而，在一些实施例中，中间区段、第一区段和第二区段中的一者或每者处的第二尺寸可替代地等于或大于第一尺寸。
在一些实施例中，加热元件的长度L可在30毫米至50毫米之间，诸如在30毫米至40毫米之间。在一些实施例中，第一区段16和/或第二区段17处的厚度T1、T2可在4毫米至10毫米之间，诸如在5毫米至8毫米之间。在一些实施例中，中间区段14处的厚度T3可在0.4毫米至2毫米之间，诸如在0.5毫米至1毫米之间。在一些实施例中，中间区段14处的厚度T3与第一区段16和第二区段17中的一者或每者处的厚度T1、T2之间的比率可在1:5至1:25之间，诸如在1:7至1:15之间，例如1:10。
在使用中沉积到加热元件10中的能量的量是磁场强度以及其他因素(诸如激励频率)的函数。沉积到加热元件10的其中磁场强度相对高的区域中的能量的量将大于沉积到加热元件10的其中磁场强度相对低的区域中的能量的量。例如，在本实施例中，与第一区段16和第二区段17相比，中间区段14中的磁场强度增加了八倍。因此，与第一区段16和第二区段17相比，由于磁滞加热所引起的加热元件10的每体积沉积的能量在中间区段14中将对应地增加八倍。由于除了磁滞加热之外的焦耳加热，每单位体积沉积的总能量可能更高。因此，使用具有本发明实施例的几何形状的加热元件10使得加热元件10的中间区段14能够由给定的穿透磁场被加热到比加热元件10的第一区段16和第二区段17更高的温度。
在给定的加热元件10的不同区域中的这种变化的温度可用于在使用中提供许多技术优势。
例如，中间区段14比第一区段16和第二区段17更快地加热到给定温度可用于在使用中提供可抽吸材料的逐渐加热。中间区段14的相对快速的加热可引发可抽吸材料的主体的与中间区段14热接触的第一部分的至少一种组分的挥发并在其中形成气溶胶。随着时间的推移，第一区段16和第二区段17的加热可引发可抽吸材料的主体的与第一区段16和第二区段17热接触的第二部分和第三部分的至少一种组分的挥发，并在其中形成气溶胶。
在另一示例中，当使用包括感应线圈的磁场发生器对加热元件10进行感应加热时，加热元件10的中间区段14可在第一区段16和第二区段17达到加热材料的居里点温度之前达到该温度。这将导致加热元件10的中间区段14的磁导率下降到接近零并且基本上对磁场呈现气隙。进而，这将改变感应线圈看到的感应负载。检测器(诸如电子电路)可被配置成监测感应线圈中的电流以检测该现象，并且基于该监测的结果来控制感应加热。
加热元件10的中间区段14及加热元件10的第一区段16和第二区段17的相对加热速率可至少部分地通过选择中间区段14及第一区段16和第二区段17的适当的相对横截面积来控制。
在该实施例中，中间区段14处的厚度T3小于第一区段16和第二区段17中的每者处的厚度T1、T2的一半。实际上，中间区段14处的厚度T3小于第一区段16和第二区段17中的每者处的厚度T1、T2的四分之一。在其他实施例中，中间区段14处的厚度T3可大于第一区段16和第二区段17中的一者或每者处的厚度T1、T2的一半或四分之一。
在该实施例中，第一区段16处的厚度T1等于第二区段17处的厚度T2。然而，在其他实施例中，这可能不是真实的。例如，在一些实施例中，第一区段16处的厚度T1可小于第二区段17处的厚度T2。因此，在一些实施例中，中间区段14处的厚度T3与第一区段16处的厚度T1之间的比率可与中间区段14处的厚度T3与第二区段17处的厚度T2之间的比率不同。这可进一步帮助任何可抽吸材料的在使用中与加热元件10热接触的各个部分的逐渐加热。
图1的加热元件10是平面的或基本上是平面的。在该实施例的一些变型中，加热元件10可不是平面的。
例如，参考图4和图5，示出了根据本发明另一实施例的加热元件的示例的示意性透视图和剖视图。加热元件20是与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置一起使用的管状加热元件20，诸如图10中所示和下面描述的装置300。
加热元件20再次由可通过用变化磁场穿透来加热的加热材料制成。此外，在该实施例中，整个加热元件20由均匀的或基本上均匀的加热材料制成，在该实施例中，加热材料是钢。加热元件20是单件式加热元件20，但在其他实施例中，加热元件20可以替代地包括彼此连结或固定的多个加热元件部件。
加热元件20中具有由加热元件20的内表面21限定的通道23。在使用中，可抽吸材料可位于通道23中。加热元件20还具有第一尺寸和垂直于第一尺寸的第二尺寸。第一尺寸从加热元件20的第一部分延伸到加热元件20的第二部分。在该实施例中，第一尺寸是加热元件20的轴向尺寸。更具体地，第一尺寸是加热元件20的长度L，第一部分是加热元件20的第一纵向端部11，并且第二尺寸是加热元件20的相对的第二纵向端部12。通道23在加热元件20的第一纵向端部11和第二纵向端部12中的每者处具有开口。在其他实施例中，通道23可以替代地在第一纵向端部11和第二纵向端部12中的一者或每者处被封闭。
第二尺寸是加热元件20的厚度T。厚度T是从加热元件20的内表面21到加热元件20的相对的外表面22径向测量的，并且在该实施例中是在正交于加热元件20的纵向轴线的方向上测量的。与第一纵向端部11和第二纵向端部12间隔开的加热元件10的中间区段14处的厚度T3小于位于中间区段14与相应的第一纵向端部11和第二纵向端部12之间的第一区段16和第二区段17中的每者处的厚度T1、T2。在该实施例中，中间区段14处的厚度T3小于第一区段16和第二区段17中的每者处的厚度T1、T2的四分之一。在其他实施例中，中间区段14处的厚度T3可例如小于第一区段16和第二区段17中的一者或每者处的厚度T1、T2的一半和/或大于其四分之一。在该实施例中，第一区段16处的厚度T1等于第二区段17处的厚度T2。然而，在其他实施例中，这可能不是真实的。
在图1、图2、图4和图5的加热元件10、20中的每者中，中间区段14位于加热元件10的第一纵向端部11和第二纵向端部12之间的中间。在其他实施例中，中间区段14可能更靠近第一纵向端部11而不是更靠近第二纵向端部12，或者反之亦然。
在图1、图2、图4和图5的加热元件10、20中的每者中，加热元件10、20包括第一锥形区域13，其中，厚度T随着从中间区段14朝向第一区段16的距离而增加；以及第二锥形区域15，其中，厚度T随着从中间区段14朝向第二区段17的距离而增加。锥形区域13、15有助于在加热元件10、20的加热期间减小中间区段14与第一区段16和第二区段17之间的应力集中度。它们还有助于为使用中遵循的磁场线提供相对平滑的路径。然而，在一些实施例中，可省略锥形区域13、15中的一者或两者。
图4和图5的加热元件20的中间区段14具有比第一区段16和第二区段17中的每者更短的外周长。在该实施例的一些变型中，中间区段14可具有比仅比第一区段16和第二区段17中的一者更短的外周长。在一些实施例中，中间区段14可具有比第一区段16和第二区段17中的一者或每者更长的内周长。
例如，参考图6，示出了根据本发明另一实施例的加热元件的示例的示意性剖视图。加热元件30是与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置一起使用的管状加热元件30，诸如图10所示并且在下面描述的装置300的变型。除了中间区段14和相邻的锥形区域13、15的形式之外，图6的加热元件30与图4和图5的加热元件相同。加热元件30也具有第一尺寸和垂直于第一尺寸的第二尺寸，其中，第一尺寸从加热元件30的第一部分延伸到加热元件30的第二部分。类似于图4和图5的加热元件20，在该实施例中，第一尺寸是加热元件30的轴向尺寸。更具体地，第一尺寸是加热元件30的长度L，第一部分是加热元件30的第一纵向端部11，并且第二尺寸是加热元件30的相对的第二纵向端部12。然而，在该实施例中，中间区段14的厚度T3小于第一区段16和第二区段17中的每者处的厚度T1、T2，其中间区段14具有与第一区段16和第二区段17的外周长相匹配的外周长，并且具有比第一区段16和第二区段17中的每者更长的内周长。
在上述实施例的一些其他变型(未示出)中，加热元件是管状的，加热元件的第一尺寸是加热元件的直径，加热元件的第一部分和第二部分是加热元件的在直径上相对的侧面，并且垂直于第一尺寸的第二尺寸是加热元件的轴向尺寸。在一些此类实施例中，加热元件是细长的，并且轴向尺寸是加热元件的长度。在一些实施例中，管状加热元件由均匀或基本上均匀的加热材料制成。加热元件可为单件式加热元件。
在这些变型中，管状加热元件具有中间区段，该中间区段从加热元件的径向相对侧周向间隔开。此外，加热元件具有第一区段和第二区段，第一区段和第二区段周向地位于中间区段与相应的直径上相对的侧面之间。加热元件设有轴向几何收缩部，使得加热元件的中间区段的轴向尺寸小于第一区段和第二区段中的每者处的轴向尺寸。中间区段处的轴向尺寸可例如小于第一区段和第二区段中的一者或每者处的轴向尺寸的一半或小于其四分之一。类似于图1和图4至图6的加热元件，加热元件可具有第一锥形区域，其中，轴向尺寸随着从中间区段朝向第一区段的距离而增加，并且还可具有第二锥形区域，其中，轴向尺寸随着从中间区段朝向第二区段的距离而增加。
在一些此类实施例中，轴向几何收缩部与加热元件的两个轴向端部间隔开。例如，轴向几何收缩部可在轴向端部之间的中间。在其他实施例中，几何收缩部仅与加热元件的第一轴向端部隔开，使得其位于加热元件的相对的第二轴向端部处。
实施本发明的加热元件10、20、30可设置为与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置一起使用的制品的一部分，该制品包括加热元件和与加热元件热接触的可抽吸材料。
例如，参考图7，示出了与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置一起使用的制品的示例的示意性剖视图。制品1与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置一起使用，诸如图8所示并且在下面描述的装置100。
制品1包括图1的加热元件10、与加热元件10热接触的可抽吸材料50，以及围绕可抽吸材料50的盖子60。为简洁起见，将不再详细描述加热元件10。
在该实施例中，可抽吸材料50与加热元件10进行表面接触。更具体地，可抽吸材料50的相应部分与加热元件的中间区段14以及第一区段16和第二区段17表面接触。这是通过将可抽吸材料50粘附到加热元件10来实现的。然而，在其他实施例中，可通过除粘附以外的方式固定。在一些实施例中，可抽吸材料50也可不固定到加热元件10。表面接触可帮助直接将热从加热元件10传导到可抽吸材料50。在其他实施例中，加热元件10可保持与可抽吸材料50不进行表面接触。例如，在一些实施例中，制品1可包括导热屏障，该导热屏障不含加热材料并且在使用中将加热元件10与制品1的可抽吸材料50隔开。在一些实施例中，导热屏障可为加热元件10上的涂层。提供这样的屏障可有利于帮助散热以减轻加热元件10中的热点。
在该实施例中，加热元件10的加热材料的居里点温度小于可抽吸材料50的燃烧温度。燃烧温度可为可抽吸材料50的自燃温度或燃点，即，可抽吸材料50在正常大气中自燃而不需要外部点火源(诸如火焰或火花)的最低温度。
因此，当使用中的加热元件10的温度达到居里点温度时，通过用变化磁场穿透来进一步加热加热元件10的能力被减少或消除。例如，如上所述，当加热材料是导电的时，仍然可通过用变化磁场穿透加热材料来实现焦耳加热。可替代地，当加热材料是非导电的时，取决于加热材料的化学成分，此种通过用变化磁场穿透来进一步加热可为不可能的。
因此，在使用中，加热元件10的加热材料的这种固有机制可用于限制或防止加热元件10的进一步加热，从而有助于避免相邻的可抽吸材料50的温度达到可抽吸材料50燃烧或点燃的量级。因此，在一些实施例中，加热元件10的化学成分可帮助使得可抽吸材料50能够被充分加热以使可抽吸材料50的至少一种组分挥发而不燃烧可抽吸材料50。在一些实施例中，这也可有助于防止与制品1一起使用的装置过热，和/或有助于防止制品1的部件(诸如盖子60或粘合剂)在制品1的使用期间被过度加热而损坏。
在一些实施例中，如果可抽吸材料50的燃烧温度大于X摄氏度，则加热材料的化学成分可设置成使得居里点温度不超过X摄氏度。例如，如果可抽吸材料50的燃烧温度大于300摄氏度，则加热材料的化学成分可设置成使得居里点温度不超过300摄氏度。居里点温度可例如小于300摄氏度，小于280摄氏度，小于260摄氏度，小于240摄氏度，或小于220摄氏度。
在一些实施例中，当加热材料的温度下降到低于居里点温度时，通过磁滞加热通过用变化磁场穿透来加热加热材料的能力可恢复。
在该实施例中，盖子60环绕可抽吸材料50。盖子60有助于在制品1的运输和使用期间保护可抽吸材料50免受损坏。在使用期间，盖子60还可帮助引导空气流入和通过可抽吸材料50，并且可帮助引导蒸气或气溶胶流动通过可抽吸材料50和从可抽吸材料50流出。
在该实施例中，盖子60包括缠绕在可抽吸材料50周围的包裹件，使得包裹件的自由端部彼此重叠。因此，包裹件形成制品1的周向外表面的全部或大部分。包裹件可由纸、再造烟草等形成。盖子60还包括粘合剂(未示出)，该粘合剂将包裹件的重叠的自由端部彼此粘附。粘合剂可包括例如聚乙酸乙烯酯(PVA)、阿拉伯树胶、天然或合成树脂、淀粉和清漆中的一种或多种。粘合剂有助于防止包裹件的重叠自由端部分离。在其他实施例中，可省略粘合剂。
盖子60限定了制品1的外表面并且可在使用中接触装置。在该实施例中，制品1是细长和圆柱形的，其具有基本上圆形的横截面。然而，在其他实施例中，制品1可具有除圆形以外的横截面和/或不是细长的和/或不是圆柱形的。在该实施例中，加热元件10从可抽吸材料50的第一纵向端部延伸到可抽吸材料50的相对的第二纵向端部。在其他实施例中不一定是这种情况。在该实施例中，加热元件10和可抽吸材料50从制品1的第一纵向端部延伸到制品1的相对的第二纵向端部。在其他实施例中不一定是这种情况。
在一些实施例中，制品1可包括热芯，以帮助在盖子60的径向向内的位置处(诸如在可抽吸材料50与盖子60之间的接口处)测量可抽吸材料50的温度。
在图7的实施例中，制品1包括图1的加热元件10。在一些其他实施例中，制品可替代地或另外地包括图4和图5的加热元件20和/或图6的加热元件30和/或本文描述的加热元件之一，诸如本文所述的对图1、图4、图5和图6的加热元件10、20、30的变型。
参考图8，示出了根据本发明实施例的系统的示例的示意性剖视图。系统1000包括图7的制品1以及用于加热制品1的可抽吸材料50以使可抽吸材料50的至少一种组分挥发的装置100。为了简洁起见，将不再详细描述制品1。可对图8的系统1000的制品1进行图7的制品1的本文描述的任何可能的变型，以形成系统的单独的相应实施例。类似地，图7的制品1可在系统1000中由上述其他制品中的一者替换，以形成系统的单独的相应实施例。装置100包括用于接收制品1的加热区111，以及用于在制品1位于加热区111中时加热制品1的加热元件10的设备112。
该实施例的装置100包括主体110和烟嘴120。烟嘴120限定了穿过其中的通路122。烟嘴120可相对于主体110定位，以便覆盖加热区111中的开口。当烟嘴120相对于主体110如此定位时，烟嘴120的通路122与加热区流体连通。在使用中，通路122用作用于允许挥发的材料从插入加热区111中的制品1行进到装置100外部的通道。在该实施例中，装置100的烟嘴120与主体110可释放地接合，以便将烟嘴120连接到主体110。在其他实施例中，烟嘴120和主体110可诸如通过铰链或柔性构件永久地连接。在一些实施例中，诸如其中制品本身包括烟嘴或主体110包括通路122的实施例，可省略装置100的烟嘴120。
装置100限定了空气入口，该空气入口将加热区111与装置100外部流体连接。空气入口可由装置100的主体110和/或装置100的烟嘴120限定。使用者可能能够通过经由烟嘴120的通路122抽吸挥发组分来吸入可抽吸材料50的挥发组分。当挥发组分从制品1中除去时，空气可经由装置100的空气入口被吸入加热区111。
在该实施例中，主体110包括加热区111。在该实施例中，加热区111包括用于接收制品1的凹部。制品1可由使用者以任何合适的方式插入加热区111中，诸如经由装置100的壁中的狭槽，或通过首先移动装置的一部分(诸如烟嘴120)以接近加热区111。在其他实施例中，加热区111可为除凹部之外的诸如架子、表面或突起，并且可能需要与制品机械配合，以便与制品协作或接收制品。在该实施例中，加热区111的尺寸和形状被设定成容纳整个制品1。在其他实施例中，加热区111的尺寸可被设定成在使用中仅接收制品1的一部分。
设备112包括磁场发生器112，以用于产生在使用中穿透制品1的加热元件10的变化的(例如交变)磁场。
在该实施例中，磁场发生器112包括电源113、线圈114、用于使变化的电流(诸如交流电)行进通过线圈114的设备116、控制器117以及用于控制器117的用户操作的用户接口118。
在该实施例中，电源113是可充电电池。在其他实施例中，电源113可为除可充电电池以外的诸如不可充电电池、电容器或与市电电源的连接。
在一些实施例中，电源113是DC电源，并且装置100包括连接到DC电源的DC/AC逆变器。DC/AC逆变器可包括E类功率放大器。
线圈114可采用任何合适的形式。在该实施例中，线圈114是导电材料(诸如铜)的螺旋线圈。在该实施例中，线圈114的横截面是圆形的，但在其他实施例中，其可为除圆形之外的诸如正方形。在一些实施例中，磁场发生器112可包括导磁磁芯，线圈114围绕该导磁磁芯缠绕。此种导磁磁芯集中了由线圈114在使用中产生的磁通量，并产生更强大的磁场。例如，导磁磁芯可由铁制成。在该实施例中，线圈114环绕加热区111。在该实施例中，线圈114沿与加热区111的纵向轴线基本上对准的纵向轴线延伸。在该实施例中，线圈114是圆形横截面导电材料的螺旋线圈，但在其他实施例中，横截面形状可为除圆形之外的诸如扁平或椭圆形。线圈114可以是电镀的，例如镀银。
在一些实施例中，线圈114的阻抗可与加热元件10的阻抗匹配。这可例如通过适当选择线圈114的匝数、加热元件10与线圈114之间的间隔、用于加热元件10的加热材料、驱动电路的电容和/或感受器电流路径的电阻来实现。
在该实施例中，用于使变化的电流行进通过线圈114的设备116电连接在电源113与线圈114之间。在该实施例中，控制器117还电连接到电源113，并且通信地连接到设备116以控制设备116。更具体地，在该实施例中，控制器117用于控制设备116，以便控制从电源113到线圈114的电力供应。在该实施例中，控制器117包括集成电路(IC)，诸如印刷电路板(PCB)上的IC。在其他实施例中，控制器117可采用不同的形式。在一些实施例中，该装置可具有包括设备116和控制器117的单个电气或电子部件。在该实施例中，通过用户接口118的用户操作来操作控制器117。用户接口118位于主体110的外部处。用户接口118可包括按钮、拨动开关、拨盘、触摸屏等。
在该实施例中，用户对用户接口118的操作使得控制器117致使设备116使交流电流行进通过线圈114，从而使线圈114产生交变磁场。线圈114和加热区111相对定位成使得当制品1位于加热区111中时，由线圈114产生的交变磁场穿透制品1的加热元件10的加热材料。当加热元件10的加热材料是导电材料时，如在该实施例中，这可导致在加热材料中产生一个或多个涡流。抵抗加热材料的电阻的加热材料中的涡流的流动导致加热材料通过焦耳加热被加热。此外，当加热材料由磁性材料制成时，如在该实施例中，加热材料中的磁偶极子的定向随着施加的变化磁场而变化，这导致在加热材料中产生热。
在使用中，当使用包括感应线圈114的磁场发生器112感应加热加热元件10时，加热元件10的中间区段14在第一区段16和第二区段17达到加热材料的居里点温度之前达到该温度。如上所述，这导致加热元件10的中间区段14的磁导率下降到接近零并且基本上对磁场呈现气隙。继而，这将改变感应线圈看到的感应负载。磁场发生器112的设备116包括用于检测线圈114中的电流的检测器，并且控制器117被配置成基于由检测器检测到的电流的变化来控制磁场发生器112的操作。即，基于从检测器接收的一个或多个信号，控制器117可调节行进通过线圈114的变化或交流电流的特性。该特性可为例如幅度或频率或占空比。
例如，控制器117可被布置成当加热元件10的中间区段14已达到居里点温度超过预定次数(诸如，一次、两次、三次、五次或十次)时或当确定出加热元件10即将达到居里点温度时使得变化磁场的产生停止。在一些实施例中，控制器117可被布置成监测驱动磁场发生器112所需的功率。控制器117可被布置成检测在加热元件10加热到其居里点温度时使用的功率。控制器117可布置成确定维持该已知温度所需的功率，该已知温度是可抽吸材料的状况(诸如水含量或挥发物含量)的指示。在一些实施例中，控制器117可布置成使加热元件10的温度维持在居里点温度或刚好低于居里点温度。
因此，如上所述，加热材料的居里点温度可以用于固有地防止或妨碍加热元件10在该温度以上的感应加热，以确保可抽吸材料50的温度保持在预定温度范围内。在该预定温度范围内，在使用中，可抽吸材料50被充分加热以使可抽吸材料50的至少一种组分挥发而不燃烧可抽吸材料50。因此，控制器117和装置100作为整体被布置成加热可抽吸材料50以使可抽吸材料50的至少一种组分挥发而不燃烧可抽吸材料50。在一些实施例中，温度范围为约50℃至约350℃，诸如在约50℃至约250℃之间，在约50℃至约150℃之间，在约50℃至约120℃之间，在约50℃至约100℃之间，在约50℃至约80℃之间，或在约60℃至约70℃之间。在一些实施例中，温度范围在约170℃至约220℃之间。在其他实施例中，温度范围可不同于该范围。在一些实施例中，温度范围的上限可大于300℃。另外，加热元件10的中间区段14在使用中达到居里点温度可使控制器117实现磁场发生器112操作的方式的改变。
在一些实施例中，装置100可包括附加温度传感器(未示出)，以用于感测加热元件10的温度并将包括温度量级的标识符的信号发送到控制器117。控制器117可至少部分地基于所接收的信号来控制磁场发生器112。控制器117可以包括比例-积分-微分(PID)控制器，其基于检测到的加热元件10温度的误差来调节提供给设备16的功率，该误差通过比较感测到的温度量级和加热元件10的加热材料的居里点温度来确定。
在一些实施例中，该装置可以包括例如由控制器117控制的电容器或电容器放电单元，以帮助在使用中提供通过线圈114的电流的快速增加，以减少用户等待可抽吸材料50的至少一种组分的挥发开始生效所需要的时间。可替代地或另外地，该装置可以包括温度传感器(未示出)，以用于在使用系统之前检测可抽吸材料的潜在温度，以足够灵敏的方式检测潜热平台，然后基于该检测到的潜在温度来暂时或快速地升高加热元件的温度，以减少用户等待可抽吸材料50的至少一种组分的挥发开始生效所需要的时间。
在一些实施例中，控制器117可运行配置成适应电子部件中的制造变型的软件，例如，以适应特定电路在使用中的执行方式的漏洞。
在一些实施例中，控制器117可被配置成在电源电压改变的情况下通过使用降压调节器或扼流调节器来控制到线圈114的输出功率。
在图8的系统1000中，加热元件10是制品1的一部分，并且装置100没有布置成用于用由磁场发生器112产生的变化磁场穿透的加热元件10。然而，在其他实施例中，该装置本身包括此种加热元件。
例如，参考图9，示出了根据本发明的实施例的另一系统的示例的示意性剖视图。系统2000包括装置200和制品2。图9的系统2000与图8的系统1000相同，除了制品的形式，以及除了装置200而不是制品2包括图1的加热元件10。与图8的系统1000相同的特征在图9中保留相同的附图标记。可对图9的系统2000进行图8的系统1000的任何本文描述的可能变型，以形成系统的单独的相应实施例。
制品2是管状的并且包括可抽吸材料25。加热元件10突出到加热区111中。更具体地，在该实施例中，加热元件10的第一纵向端部11是相对于加热区111设置的自由端部，以便在制品2插入到加热区111中时进入管状制品2的中央腔体。另一方面，加热元件10的第二纵向端部12直接附接或固定到装置200的其余部分。
参考图10，示出了根据本发明的实施例的另一系统的示例的示意性剖视图。系统3000包括装置300和制品3。图10的系统3000与图9的系统2000相同，除了制品的形式，以及装置的加热区和加热元件的形式。与图9的系统2000相同的特征在图10中保留相同的附图标记。可对图10的系统3000进行对上述系统的任何本文描述的可能变型，以形成系统的单独的相应实施例。
在图10的实施例中，制品3是杆状的并且包括可抽吸材料35。装置300的加热元件是图4和图5的加热元件20。加热元件20围绕加热区111延伸，使得加热元件20的通道23实际上是加热区111。在该实施例的变型中，加热元件20可变更成使得其仅部分地围绕加热区111延伸。
在图9和图10的系统2000、3000中的每者中，装置200、300的设备112用于加热该装置200、300的加热元件10、20。继而，装置200、300的加热元件10、20用于加热加热区111。更具体地，图9和图10的装置200、300的设备112中的每者与图8的装置100的设备112相同，除了其不是设置成感应加热位于加热区111中的制品的可感应加热部分，图9和图10的装置200、300的设备112中的每者用于感应加热该装置200、300的加热元件10、20。在装置200、300的加热元件10、20中产生的热在使用中通过热传导而行进到加热区111中的制品2、3。
因此，装置200、300可使用的制品2、3不需要包括可容易地感应加热以将可抽吸材料25、35加热到足以使可抽吸材料25的至少一种组分挥发的温度的材料。这可使得制品2、3能够由更便宜或更容易获得的材料制成。
在上述系统中，加热元件的形状使得穿透加热元件的磁场的强度在加热元件中的各个不同位置处不同。然而，在其他实施例中，设备的磁场发生器的配置引起这种效果。
例如，参考图11，示出了根据本发明的实施例的另一系统的示例的示意性剖视图。系统4000包括装置400和制品4。图11的系统4000与图9的系统2000相同，除了装置的加热元件的形式，以及除了磁场发生器112包括围绕第一线圈114的一部分的第二线圈115。与图9的系统2000相同的特征在图11中保留相同的附图标记。可对图11的系统4000进行对上述系统的任何本文描述的可能变型，以形成系统的单独的相应实施例。
该实施例的装置400的加热元件130没有如上面讨论的加热元件10、20、30的几何收缩部的任何几何收缩部。而是，在该实施例中，加热元件130具有第一纵向端部131和第二纵向端部132、从第一纵向端部131延伸到相对的第二纵向端部132的长度，以及沿着该长度恒定的横截面形状和尺寸。横截面形状可为例如多边形、正方形或圆形。
制品4是管状的并且包括可抽吸材料45。加热元件130突出到加热区111中。更具体地，加热元件130的第一纵向端部131是相对于加热区111布置的自由端部，以便当制品4插入加热区111时进入管状制品4的中央腔体。另一方面，加热元件130的第二纵向端部132直接附接或固定到装置400的其余部分。可以在加热元件130上设置纳米涂层或覆盖层，以帮助防止加热元件130的结垢。在该实施例的变型中，加热元件130可具有阳螺纹，以用于与在管状制品4的内部处形成的阴螺纹协作，使得制品4可在使用中拧到加热元件130上。
参考图12，示出了根据本发明的实施例的另一系统的示例的示意性剖视图。系统5000包括装置500和制品5。图12的系统5000与图11的系统4000相同，除了装置的加热区和加热元件的形式。与图11的系统4000相同的特征在图12中保留相同的附图标记。可对图12的系统5000进行对上述系统的任何本文描述的可能变型，以形成系统的单独的相应实施例。
装置500的加热元件130围绕加热区111延伸。在该实施例的变型中，加热元件130可变更成使得其仅部分地围绕加热区111延伸。
参考图13，示出了根据本发明的实施例的另一系统的示例的示意性剖视图。系统6000包括装置600和制品6。图13的系统6000与图12的系统5000相同，除了制品的形式，并且其中，装置没有布置成用于通过由磁场发生器112产生的变化磁场穿透的加热元件。与图12的系统5000相同的特征在图13中保留相同的附图标记。可对图13的系统6000进行对上述系统的任何本文描述的可能变型，以形成系统的单独的相应实施例。
制品6是管状的并且包括加热材料的管状加热元件61和可抽吸材料65的管，其固定到加热元件61的内表面，以便与加热材料热接触。在其他实施例中，可抽吸材料65可固定到加热元件61的外表面，或者制品可采用不同的形式，诸如杆状。然而，在这些实施例的每个中，制品6包括加热元件(其包括加热材料)和与加该热材料热接触(优选地表面接触)的可抽吸材料。
在该实施例的变型中，制品6可采用许多其他可能形式中的一种。例如，制品6可以包括呈钢丝绒或百洁丝形式的加热元件，其可包围包括可抽吸材料的芯。可替代地，制品6的加热元件可采用开孔泡沫的形式，或者使用气相沉积而沉积在可抽吸材料上或另一载体上。可替代地，制品6可包括加热材料的一个或多个球形加热元件，其可为中空的，并且球形加热元件可缠绕在可抽吸材料中。可替代地，制品6可包括加热材料内的多个加热元件细丝，其可以不同密度定位在制品6内的不同位置中。制品6的加热元件可包括一个或多个表面不规则或凸起，以减少不均匀加热，或可为轴向短圆柱形式。制品6可以替代地包括分散在可抽吸材料中的铁素体，使得铁素体用作多个加热元件。在更进一步的实施例中，制品采用层压片的形式，其中，层压件的第一层包括可抽吸材料，并且层压件的第二层包括加热材料的加热元件。可在正交于层的方向上穿过制品形成孔，以用于在使用中的制品中产生的气溶胶的释放和方向。在一些实施例中，加热元件可以使用一种或多种制造技术形成，该技术能够诸如在可抽吸材料和加热材料之间产生更大的表面积。此类技术包括但不限于添加制造(3D打印)和铸造，诸如失蜡铸造。
在图11至图13的系统的装置400、500、600中的每者中，磁场发生器112用于产生在使用中穿透加热元件61、130的多个变化磁场，使得磁场总和的强度在加热元件61、130中的各个不同位置处不同。
更具体地，在图11至图13的实施例中的每个中，磁场发生器112包括用于产生第一变化磁场的第一线圈114，以及用于产生第二变化磁场的第二线圈115，其中，第二变化磁场在使用中与第一变化磁场重叠。在这些实施例中，第二变化磁场在使用中仅部分地与第一变化磁场重叠。设备116电连接在电源113与第二线圈115之间，以使得设备116能够使变化的电流行进通过第二线圈115。
第一线圈114和第二线圈115中的每者是螺旋线圈，但在另一实施例中，线圈114、115中的一者或每者可采用不同的形式。此外，第一螺旋线圈和第二螺旋线圈中的每者沿轴线延伸，并且在每个实施例中第一线圈114和第二线圈115的轴线是重合的。因此，两个螺旋线圈114、115是同轴的。然而，在其他实施例中，两个螺旋线圈114、115的轴线可替代地彼此平行或倾斜。
在这些实施例的每个中，第二线圈115包围第一线圈114。即，第二线圈115具有比第一线圈114更大的半径。此外，在这些实施例的每个中，第二线圈115仅包围第一线圈114的一区段而不是整个第一线圈114。在这些实施例的每个中，该区段小于第一线圈114的长度的一半。
在一些实施例中，控制器117控制该设备116以使设备116将相应的变化电流同时行进通过线圈114、115，并且使得由第一线圈114和第二线圈115产生的磁场总和的强度在加热元件61、130的第一部分处比在加热元件61、130的第二部分处更大。在使用中，这将引起在可抽吸材料45、55、65的在加热元件61、130的第二部分附近的至少一种组分开始挥发并且在其中形成气溶胶之前，可抽吸材料45、55、65的在加热元件61、130的第一部分附近的至少一种组分开始挥发并且在其中形成气溶胶。因此，提供了制品4、5、6的可抽吸材料45、55、65随着时间推移的逐渐加热。
在这些实施例中，第一线圈114的由第二线圈115包围的区段是最靠近于装置的通路122的区段。这有助于使得气溶胶在相对靠近于通路122的位置处相对快速地从制品4、5、6形成和释放，以供使用者吸入，同时提供气溶胶的时间依赖性释放，使得即使在邻近于加热元件61、130的第一部分的可抽吸材料45、55、65停止产生气溶胶之后，也可以继续形成和释放气溶胶。由于可抽吸材料45、55、65被可挥发组分耗尽，所以可发生这种气溶胶产生的停止。
在一些实施例中，该装置可包括上面参考图11至图13描述的相对布置的两个线圈114、115，并且进一步地，加热元件可包括几何收缩部，诸如上面参考图1至图6描述的几何收缩部之一。加热元件可包括在装置中或在用于与装置一起使用的制品中。
在一些实施例中，该装置可包括抽吸检测器(未示出)，以用于检测用户何时经由通路122将流体抽吸通过装置并将表示检测到的抽吸的信号发送到控制器117。在一些此类实施例中，控制器117可控制该设备116以使设备116根据从抽吸检测器接收的信号而在相应的时间使相应的变化电流行进通过线圈114、115中的每者。例如，控制器117可控制该设备116以使设备116根据检测到的多次抽吸的计数来改变设备116正在使电流行进通过两个线圈114、115中的哪一个。此种制度可以再次用于提供逐渐加热。在一些实施例中，使用中的加热元件或可抽吸材料的冷却可导致加热元件的温度下降到其居里点温度以下。控制器117可被布置成基于该检测到的下降来确定用户正在将流体抽吸通过该装置。
第一线圈114的具有相对小横截面积的区段可产生比第一线圈114的具有相对大横截面积的区段更高强度的磁场。因此，在一些实施例中，第一线圈114沿其轴向长度可具有变化的横截面积，以便在加热元件61、130的第一部分中产生比在加热元件61、130的第二部分中更高强度的磁场。线圈114的横截面积可沿线圈114的轴向长度从大到小逐渐变细。在一些此类实施例中，可省略第二线圈115，使得磁场发生器112用于产生在使用中穿透加热元件61、130的仅一个变化磁场。
在一些实施例中，制品1、2、3、4、5、6可具有唇部传感器(未示出)，以用于检测与使用者的唇部的接触。唇部传感器可包括例如压电设备、压力传感器、或者配置成使得唇部传感器的导电性当使用者的唇部与唇部传感器接触时与当唇部不与唇部传感器接触时相比不同的传感器。当制品1、2、3、4、5、6处于加热区111中时，唇部传感器可通信地连接到控制器117，使得控制器117可基于从唇部传感器接收到的信号来实现动作。
在上述实施例中的每个中，在加热元件10、20、30中仅存在单个几何收缩部。在其他实施例中，加热元件可包括多个几何收缩部，其可彼此不同。例如，加热元件的在收缩部中的一个处的厚度可与加热元件的在收缩部中的另一处的厚度不同。在一些此类实施例中，在使用中，收缩部中的第一个(例如，具有最小厚度的收缩部)可首先达到加热元件的加热材料的居里点温度，并且此后，收缩部中的第二个(例如，具有比第一收缩部更大的厚度的收缩部)可达到居里点温度。此种布置可用于以类似于上述的方式提供可抽吸材料随时间推移的逐渐加热。
在一些实施例中，装置100、200、300、400、500、600与制品1、2、3、4、5、6分开出售、供应或以其他方式提供，装置100、200、300、400、500、600可与制品一起使用。然而，在一些实施例中，装置100、200、300、400、500、600以及一个或多个制品1、2、3、4、5、6可作为系统一起提供，诸如作为套件或组件，可能还有额外的部件，诸如清洁用具。
在上述实施例中的每个中，制品1、2、3、4、5、6是可消耗制品。一旦已经耗尽了制品1、2、3、4、5、6中的可吸入材料25、35、45、50、55、65的可挥发组分中的全部或基本上全部，则用户可从装置100、200、300、400、500、600中移除制品1、2、3、4、5、6并且处置制品1、2、3、4、5、6。用户可以随后将装置100、200、300、400、500、600与另一制品1、2、3、4、5、6一起重复使用。然而，在其他相应的实施例中，制品可为非消耗品，并且一旦已经耗尽了可吸入材料的可挥发组分，则装置和制品可一起被处置。
在上面讨论的实施例中的每个中，加热材料是钢。然而，在其他实施例中，加热材料可包括选自由导电材料、磁性材料和磁性导电材料构成的组中的一种或多种材料。在一些实施例中，加热材料可包括金属或金属合金。在一些实施例中，加热材料可包括选自由铝、金、铁、镍、钴、导电碳、石墨、碳素钢、不锈钢、铁素体不锈钢、铜和青铜构成的组中的一种或多种材料。对于使用相对低的加热温度的应用，使用具有较低居里点温度的加热材料可为有利的，诸如包括铁和镍或由铁和镍组成的合金。此类合金及其相关的居里点温度的示例是30％镍70％铁(100摄氏度)，36％镍64％铁(279摄氏度)和42％镍58％铁(325摄氏度)。在其他实施例中可以使用其他加热材料。在一些实施例中，加热元件可包括布置为层压件或复合材料的多于一种材料。可选择层压件或复合物的材料以优化使用中的温度控制。层压件或复合物的材料中的每种可例如选自本段前面列举的材料列表。已经发现，当使用磁性导电材料作为加热材料时，可增强磁性导电材料与使用中的装置的电磁体之间的磁耦合。除了潜在地实现磁滞加热之外，这可导致加热材料的更大的或改善的焦耳加热，并因此导致可抽吸材料的更大的或改善的加热。
加热材料可以具有趋肤深度，该趋肤深度是外部区，在该外部区中发生大部分感应电流和/或磁偶极子的感应重定向。如果加热材料具有相对小的厚度，则与深度或厚度与加热材料的其他尺寸相比相对更大的加热材料相比，通过给定的变化磁场可加热更大比例的加热材料。因此，实现了材料的更有效使用，并且继而降低了成本。
在上述实施例中的每个中，可抽吸材料包括烟草。然而，在这些实施例中的每个的相应变型中，可抽吸材料可由烟草组成，可基本上完全由烟草组成，可包括烟草和除烟草之外的可抽吸材料，可包括除烟草之外的可抽吸材料，或可以不含烟草。在一些实施例中，可抽吸材料是包含或包括尼古丁的非烟草材料。在一些实施例中，可抽吸材料可包括蒸气或气溶胶形成剂或保湿剂，诸如甘油、丙二醇、三醋酸甘油酯或二甘醇。
为了解决各种问题并推进本领域，本公开的全部内容通过图示和示例的方式示出了各种实施例，其中可实践要求保护的发明并且提供与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置一起使用的优良的加热元件、与用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置一起使用的优良的制品、用于加热可抽吸材料以使可抽吸材料的至少一种组分挥发的优良的装置、以及包括此种制品和此种装置的优良的系统。本公开的优点和特征仅是实施例的代表性样本，并非穷举和/或排他性的。它们仅呈现用于帮助理解和教导所要求保护的和以其他方式公开的特征。应当理解，本公开的优点、实施例、示例、功能、特征、结构和/或其他方面不应被视为对权利要求所限定的本公开的限制或对权利要求的等同物的限制，并且在不脱离本公开的范围和/或精神的情况下，可利用其他实施例并且可进行修改。各种实施例可适当地包括所公开的元件、部件、特征、部件、步骤、装置等的各种组合，由所公开的元件、部件、特征、部件、步骤、装置等的各种组合组成，或基本上由它们组成。本公开可包括目前未要求保护但可在将来要求保护的其他发明。

Claims (33)

1.一种与用于加热可抽吸材料以使所述可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置一起使用的加热元件，其中，所述加热元件由能通过用变化磁场穿透来加热的加热材料制成，其中，所述加热元件具有第一尺寸和垂直于所述第一尺寸的第二尺寸，其中，所述第一尺寸从所述加热元件的第一部分延伸到所述加热元件的第二部分，并且其中，所述加热元件的与所述第一部分和所述第二部分间隔开的中间区段处的所述第二尺寸小于位于所述中间区段与相应的所述第一部分和所述第二部分之间的第一区段和第二区段中的每者处的所述第二尺寸。
2.根据权利要求1所述的加热元件，其中，整个所述加热元件由均匀或基本上均匀的加热材料制成。
3.根据权利要求1或2所述的加热元件，其中，所述加热元件是单件式加热元件。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的加热元件，其中，所述中间区段处的所述第二尺寸小于所述第一区段和所述第二区段中的一者或每者处的所述第二尺寸的一半。
5.根据权利要求4所述的加热元件，其中，所述中间区段处的所述第二尺寸小于所述第一区段和所述第二区段中的一者或每者处的所述第二尺寸的四分之一。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的加热元件，其中，所述中间区段位于所述第一部分和所述第二部分之间的中间。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的加热元件，包括至少一个锥形区域，在所述至少一个锥形区域中，所述第二尺寸随着从所述中间区段朝向所述第一区段和所述第二区段中的一者的距离而增加。
8.根据权利要求7所述的加热元件，其中，所述至少一个锥形区域包括第一锥形区域和第二锥形区域，在所述第一锥形区域中，所述第二尺寸随着从所述中间区段朝向所述第一区段的距离而增加，而在所述第二锥形区域中，所述第二尺寸随着从所述中间区段朝向所述第二区段的距离而增加。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的加热元件，其中，所述加热元件是平面的或基本上平面的。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的加热元件，其中，所述第一尺寸是所述加热元件的长度，所述第二尺寸是所述加热元件的厚度，所述第一部分是所述加热元件的第一纵向端部，并且所述第二部分是所述加热元件的相对的第二纵向端部。
11.根据权利要求10所述的加热元件，其中，所述加热元件的深度垂直于且小于所述长度和所述厚度中的每者。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的加热元件，其中，所述加热元件是管状加热元件。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的加热元件，其中，所述加热材料包括选自由导电材料、磁性材料和磁性导电材料构成的组中的一种或多种材料。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的加热元件，其中，所述加热材料包括金属或金属合金。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的加热元件，其中，所述加热材料包括选自由铝、金、铁、镍、钴、导电碳、石墨、碳素钢、不锈钢、铁素体不锈钢、钢、铜和青铜构成的组中的一种或多种材料。
16.一种与用于加热可抽吸材料以使所述可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置一起使用的制品，所述制品包括根据权利要求1至15中任一项所述的加热元件以及与所述加热元件热接触的所述可抽吸材料。
17.根据权利要求16所述的制品，其中，所述可抽吸材料与所述加热元件进行表面接触。
18.根据权利要求16或17所述的制品，其中，所述加热材料的居里点温度小于所述可抽吸材料的燃烧温度。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的制品，其中，所述可抽吸材料包括烟草和/或一种或多种保湿剂。
20.一种用于加热可抽吸材料以使所述可抽吸材料的至少一种组分挥发的系统，所述系统包括：
根据权利要求16至19中任一项所述的制品；以及
用于加热所述可抽吸材料以使所述可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置，所述装置包括用于接收所述制品的加热区以及用于当所述制品位于所述加热区时对所述制品的所述加热元件进行加热的设备。
21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述设备包括磁场发生器，以用于在所述制品位于所述加热区时产生用于穿透所述制品的所述加热元件的所述变化磁场。
22.用于加热可抽吸材料以使所述可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置，所述装置包括：
加热区，用于接收包括所述可抽吸材料的制品；
根据权利要求1至15中任一项所述的加热元件，用于加热所述加热区；以及
用于加热所述加热元件的设备。
23.根据权利要求22所述的装置，其中，所述设备包括磁场发生器，以用于产生用于在使用中穿透所述加热元件的所述变化磁场。
24.用于加热可抽吸材料以使所述可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置，所述装置包括：
加热区，用于接收包括所述可抽吸材料的制品；
加热元件，由能通过用变化磁场穿透来加热的加热材料制成，所述加热元件用于加热所述加热区；以及
磁场发生器，用于产生一个或多个变化磁场，所述变化磁场在使用中穿透所述加热元件，使得所述磁场的强度或所述磁场的总和的强度在所述加热元件中的各个不同位置处不同。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的装置，其中，所述加热元件突出到所述加热区中。
26.根据权利要求22至24中任一项所述的装置，其中，所述加热元件至少部分地围绕所述加热区延伸。
27.用于加热可抽吸材料以使所述可抽吸材料的至少一种组分挥发的装置，所述装置包括：
加热区，用于接收制品，所述制品包括可抽吸材料和加热材料，所述加热材料能通过用变化磁场穿透来加热以加热所述可抽吸材料；以及
磁场发生器，用于产生一个或多个变化磁场，所述变化磁场在使用中穿透所述加热区，使得所述磁场的强度或所述磁场的总和的强度在所述加热区中的各个不同位置处不同。
28.根据权利要求23至27中任一项所述的装置，其中，所述磁场发生器包括：第一线圈，用于产生所述一个或多个变化磁场中的第一变化磁场；以及第二线圈，用于产生所述一个或多个变化磁场中的第二变化磁场，并且其中，所述第二变化磁场与所述第一变化磁场重叠。
29.根据权利要求28所述的装置，其中，所述第一线圈是第一螺旋线圈，并且其中，所述第二线圈是第二螺旋线圈。
30.根据权利要求29所述的装置，其中，所述第一螺旋线圈沿第一轴线延伸，并且其中，所述第二螺旋线圈沿与所述第一轴线重合的第二轴线延伸。
31.根据权利要求28至30中任一项所述的装置，其中，所述第二线圈围绕所述第一线圈的仅一区段。
32.根据权利要求21和23至31中任一项所述的装置，包括：检测器，用于检测所述磁场发生器中的电流；以及控制器，用于基于由所述检测器检测到的所述电流的变化来控制所述磁场发生器的操作。
33.一种用于加热可抽吸材料以使所述可抽吸材料的至少一种组分挥发的系统，所述系统包括：
根据权利要求22至32中任一项所述的装置；以及
用于定位在所述装置的所述加热区中的所述制品。
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