CN111818816B - 用于加热卷烟的加热器组件和包括其的气溶胶生成装置 - Google Patents
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Abstract
公开了一种加热器组件，用于对容纳于气溶胶生成装置的卷烟进行加热，其包括：发热体，在卷烟的长度方向上延伸，包括通过外部磁场发热的强磁体，以及温度传感器，测定发热体的温度，该加热器组件配置在容纳空间的内侧端部，所述容纳空间设置在所述气溶胶生成装置中，用于容纳所述卷烟。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于加热卷烟的加热器组件和包括该加热器组件的气溶胶生成装置。更具体而言，本发明涉及一种包括通过外部磁场发热的强磁体的加热器组件和向加热器组件施加交变磁场的气溶胶生成装置。
背景技术
近来，对于克服普通卷烟的缺点的替代方法的需求正在增加。例如，对通过加热卷烟内的气溶胶生成物质来生成气溶胶而非通过燃烧卷烟来生成气溶胶的方法的需求正在增加。由此，对加热式卷烟和加热式气溶胶生成装置的研究正在活跃进行。
提出了一种备选加热方式，在容纳于气溶胶生成装置的卷烟内部或外部配置由电阻体形成的加热器，并向加热器供电来代替加热卷烟的方式。尤其，在卷烟内部设置从外部接收磁场而发热的磁性体，向设置在气溶胶生成装置的线圈供给电流来向卷烟施加磁场，对通过这种方式生成气溶胶的感应加热方法的研究正在进行。
当在卷烟内部设置通过磁场发热的磁性体时，可能难以直接测定用于加热卷烟的磁性体的温度，因此，可能难以控制磁性体的温度。另外，当在制造卷烟的过程中磁性体未均匀地分布在卷烟内部时，可能由卷烟不均匀地生成气溶胶。
为了解决气溶胶不均匀的生成，且更精确地控制磁性体的温度来提高由卷烟生成的气溶胶的品质，需要改善以感应加热方法加热卷烟的磁性体的结构。
发明内容
发明要解决的问题
各种实施例用于提供用于加热卷烟的加热器组件和包括该加热器组件的气溶胶生成装置。本发明所要实现的技术问题不限于如上所述的技术问题，从以下的实施例可类推出其他技术问题。
用于解决问题的手段
作为用于解决上述技术问题的手段，本发明的一实施方式的加热器组件，其对容纳于气溶胶生成装置的卷烟进行加热，包括：发热体，在所述卷烟的长度方向上延伸，包括通过外部磁场发热的强磁体(ferromagnetic substance)，以及温度传感器，测定所述发热体的温度；所述可配置在容纳空间的内侧端部，为了容纳所述卷烟，所述容纳空间设置在所述气溶胶生成装置中，所述发热体内部还包括空腔，所述温度传感器与所述发热体的内表面接触。
作为用于解决上述技术问题的手段，本发明的另一实施方式的加热器组件，其用于对容纳于气溶胶生成装置的卷烟进行加热，包括：发热体，在所述卷烟的长度方向上延伸，包括通过外部磁场发热的强磁体，以及温度传感器，测定所述发热体的温度；所述加热器组件配置在容纳空间的内侧端部，所述容纳空间设置在所述气溶胶生成装置中，用于容纳所述卷烟，所述发热体内部还包括空腔，所述温度传感器与所述发热体的内表面接触，所述发热体，包括：下端部，位于所述容纳空间的所述内侧端部侧，上端部，位于所述容纳空间的开口侧，以及中端部，位于所述下端部与和所述上端部之间；所述中端部包括所述强磁体，所述温度传感器与所述发热体的作为除所述强磁体以外的其余部分的所述下端部的内表面接触。
本发明的另一实施方式的气溶胶生成装置，可包括：所述加热器组件；所述容纳空间；线圈，向所述发热体施加交变磁场；电源部，向所述线圈供电；以及控制部，控制向所述线圈供给的电力。
发明效果
本发明的加热器组件的温度传感器设置在加热器组件中且配置在与通过外部磁场发热的发热体的内表面直接接触的位置，从而能直接测定以感应加热方法加热卷烟的加热器组件的温度并提供给气溶胶生成装置，由此，能够更精确地控制用于加热卷烟的加热器组件的温度。
包括通过外部磁场发热的强磁体的发热体配置在气溶胶生成装置而非卷烟内部，从而与磁性体设置在卷烟内部的情况相比，能够消除磁性体不均匀地分布于卷烟内部的问题，能够更均匀地生成气溶胶。
附图说明
图1是示出部分实施例的构成包括加热器组件的气溶胶生成装置的要件的图。
图2是用于说明部分实施例的通过加热器组件加热而生成气溶胶的卷烟的图。
图3是用于说明部分实施例的用于对容纳于气溶胶生成装置的卷烟进行加热的加热器组件的图。
图4是示出部分实施例的构成加热器组件的要件的图。
图5是用于说明部分实施例的还包括弱磁性体和非磁性体中的至少一个的发热体的图。
图6是用于说明部分实施例的配置在与发热体的内表面直接接触的位置的温度传感器的图。
图7是用于说明部分实施例的还包括支撑体的加热器组件和配置在与强磁体对应的位置的线圈的图。
图8是用于说明部分实施例的控制加热器组件的温度的过程的图。
具体实施方式
本发明的一实施方式的加热器组件，其用于对容纳于气溶胶生成装置的卷烟进行加热，包括：发热体，在所述卷烟的长度方向上延伸，包括通过外部磁场发热的强磁体(ferromagnetic substance)，以及温度传感器，测定所述发热体的温度；所述加热器组件可配置在容纳空间的内侧端部，所述容纳空间设置在所述气溶胶生成装置中，用于容纳所述卷烟。
参照以下附图，对仅用于例示的实施例进行详细说明。以下说明仅用于使实施例具体化，并不限制或限定发明的保护范围。应解释为，本领域技术人员可以从详细说明和实施例中容易类推的内容均属于保护范围内。
在本说明书中使用的“构成”或“包括”等术语不应被解释为必须均包括说明书上记载的所有的各种部件或各种步骤，应解释为可以不包括其中的部分构成要件或部分步骤，或还可以包括附加的构成要件或步骤。
在本说明书中使用的包括如“第一”或“第二”等序数的术语可以用于说明多种构成要件，但所述构成要件不应被所述术语限定。所述术语的使用目的仅在于将一个构成要件与另一个构成要件区分开。
在本说明书中使用的术语是在考虑在本发明中的功能的基础上尽可能选择了当前广泛使用的通常的术语，但是根据本领域技术人员的意图、案例或新技术的出现等，这些术语可以改变。另外，在特定的情况下，申请人任意选择了一些术语，但在这种情况下，将在发明的说明部分中详细记载了所选术语的含义。因此，本发明中所使用的术语应基于术语的含义以及本发明的整体内容来进行定义，而不可仅基于单纯的术语名称来进行定义。
本实施例涉及一种用于加热卷烟的加热器组件和包括该加热器组件的气溶胶生成装置，对关于以下实施例所属技术领域的普通技术人员众所周知的事项的详细说明进行省略。
图1是示出部分实施例的构成包括加热器组件的气溶胶生成装置的要件的图。
参照图1，气溶胶生成装置100可包括加热器组件110、容纳空间120、线圈130、电源部140以及控制部150。但不限于此，还可以在装置100设置除图1所示的部件以外其他通用的要件。
装置100可以以感应加热(induction heating)方法加热容纳于装置100的卷烟来生成气溶胶。感应加热方式可指，向通过外部磁场发热的磁性体施加周期性地改变方向的交变磁场(alternating magnetic field)，从而从磁性体产生热量的方式。
当向磁性体施加交变磁场时，磁性体可能发生由于涡流损耗(eddy currentloss)和磁滞损耗(hysteresis loss)引起的能量损耗，所损耗的能量可能以热能方式从磁性体中释放。施加到磁性体的交变磁场的振幅或频率越大，可能从磁性体释放出越多的热能。装置100可通过向磁性体施加交变磁场来从磁性体释放出热能，可将从磁性体释放出的热能传递至卷烟。
通过外部磁场发热的磁性体可以是感受器(susceptor)。可以将感受器配置在装置100上，而不是以片、薄片或条状等形状设置在卷烟内部。例如，感受器可以设置在配置于装置100内部的加热器组件110上。
感受器可包含金属或碳。感受器可包含铁素体(ferrite)、铁磁性合金(ferromagnetic alloy)、不锈钢(stainless steel)以及铝(Al)中的至少一种。另外，感受器也可包含陶瓷(例如，石墨(graphite)、钼(molybdenum)、碳化硅(silicon carbide)、铌(niobium)、镍合金(nickel alloy)、金属膜(metal film)、氧化锆(zirconia)等)、过渡金属(例如，镍(Ni)或钴(Co)等)、准金属(例如，硼(B)或磷(P))中的至少一种。
装置100可包括用于容纳卷烟的容纳空间120。为了将卷烟容纳于装置100中，容纳空间120可包括在容纳空间120的外侧开放的开口。卷烟可通过容纳空间120的开口沿着从容纳空间120的外侧向容纳空间120的内侧的方向容纳于装置100中。
加热器组件110可配置于容纳空间120的内侧端部。加热器组件110可粘贴在形成于容纳空间120的内侧端部的底面。卷烟可从加热器组件110的上端部插入加热器组件110中并且容纳至容纳空间120的底面。
装置100可包括向加热器组件110施加交变磁场的线圈130。线圈130可以沿容纳空间120的侧面绕线，并且配置于与加热器组件110对应的位置。线圈130可从电源部140接收电力。
向线圈130供电的情况下，能够在线圈130内部形成磁场。当从电源部140向线圈130施加交流电时，形成在线圈130内部的磁场会周期性地改变方向。当加热器组件110形成于线圈130内部，从而暴露于周期性地改变方向的交变磁场时，加热器组件110发热，从而能够对容纳于装置100的卷烟进行加热。
当通过线圈130形成的交变磁场的振幅或频率改变时，用于加热卷烟的加热器组件110的温度也会改变。控制部150能够通过控制向线圈130供给的电力来调整通过线圈130形成的交变磁场的振幅或频率，由此能够控制加热器组件110的温度。
作为一个例示，线圈130可以由螺线管(solenoid)实现。线圈130可以是沿容纳空间120的侧面绕线的螺线管，卷烟200可容纳于螺线管的内部空间。构成螺线管的导线的材料可以是铜(Cu)。但不限于此，作为具有低电阻率而允许高电流流动的材料，银(Ag)、金(Au)、铝(Al)、钨(W)、锌(Zn)以及镍(Ni)中的任意一种或至少一种的合金可以是构成螺线管的导线的材料。
在本发明的装置100中，感受器可设置在装置100中的加热器组件110上，来代替设置在卷烟内部。通过将感受器设置在装置100上而非卷烟内部，与将感受器设置在卷烟内部的方式相比，可以有各种优点。例如，能够解决感受器物质未均匀地分布于卷烟内部时，所生成的气溶胶和香味不均匀的问题。另外，由于包括感受器的加热器组件110设置在装置100，能够直接测定通过感应加热发热的加热器组件110的温度并提供给装置100，因此，能够对加热器组件110的温度进行精确的控制。
图2是用于说明部分实施例的通过加热器组件加热而生成气溶胶的卷烟的图。
参照图2，卷烟200可包括烟草棒210和过滤棒220。图2中示出过滤棒220为单一段，但不限于此。过滤棒220可由多个段构成。例如，过滤棒220可包括用于冷却气溶胶的第一段和用于过滤气溶胶中的特定成分的第二段。另外，过滤棒220还可包括执行其他功能的至少一个段。
卷烟200可用至少一个包装纸240来包装。包装纸240上可以形成有用于使外部空气流入或使内部空气流出的至少一个孔(hole)。作为一例，卷烟200可用一个包装纸240来包装。作为另一例，卷烟200也可用两个以上的包装纸240来重叠包装。具体而言，可以用第一包装纸包装烟草棒210，可以用第二包装纸包装过滤棒220。用各个包装纸包装的烟草棒210和过滤棒220结合，可以用第三包装纸再次包装整个卷烟200。
烟草棒210可包含气溶胶生成物质。例如，气溶胶生成物质可包括甘油、丙二醇、乙二醇、二丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇以及油醇中的至少一种，但不限于此。烟草棒210可含有如调味剂、湿润剂和/或有机酸(organic acid)的其他添加物质。可以以向烟草棒210喷射的方式，在烟草棒210中添加薄荷醇或者保湿剂等调味液。
烟草棒210可以以多种方式制得。例如，烟草棒210可以以薄片(sheet)制成，也可以以丝状物(strand)制成。另外，烟草棒210可通过将烟草薄片切细而得的烟叶制得。
烟草棒210可被导热物质包围。例如，导热物质可以为如铝箔等金属箔，但不限于此。包围烟草棒210的导热物质能够均匀地分散传递到烟草棒210的热量，从而能够提高施加到烟草棒210的导热率，由此能够提高从烟草棒210生成的气溶胶的风味。
过滤棒220可以为醋酸纤维素过滤器。过滤棒220可以以各种形状形成。例如，过滤棒220可以为圆柱状棒，可以为内部包括空腔(hollow)的管状棒。或者，过滤棒220可以为内部包括腔(cavity)的嵌入(recess)型棒。在过滤棒220由多个段构成时，多个段中的至少一个可制作成不同的形状。
过滤棒220也可制作成从过滤棒220生成香味。例如，可以向过滤棒220喷射加香剂，涂敷加香剂的额外的纤维可插入过滤棒220的内部。
过滤棒220可包括至少一个胶囊230。胶囊230可生成香味，也可生成气溶胶。例如，胶囊230可以是用被膜包裹含香料的液体而成的结构。胶囊230可具有球形或者圆筒形的形状，但不限于此。
在过滤棒220包括用于冷却气溶胶的段时，冷却段可由高分子物质或者生物降解高分子物质制成。例如，冷却段可以由纯聚乳酸(polylactic acid)制成。或者，冷却段可以由具有多个孔的醋酸纤维素过滤器制成。但并不限于此，冷却段可以由冷却气溶胶的结构和物质构成。
图3是用于说明部分实施例的对容纳于气溶胶生成装置的卷烟进行加热的加热器组件的图。
参照图3，示出了对容纳于装置100的卷烟200进行加热的加热器组件110。但图3中示出的装置100、卷烟200和加热器组件110仅是例示，装置100和加热器组件110可以配置成能够加热卷烟200的其他结构。
卷烟200可沿卷烟200的长度方向容纳于装置100中。加热器组件110可插入容纳于装置100的卷烟200中。加热器组件110可以具有在长度方向上延伸的结构，以插入卷烟200中。
加热器组件110可位于容纳空间120的中心部，以插入卷烟200的中心部。在图3中示出加热器组件110为单个，但不限于此，加热器组件110可由在长度方向上延伸且彼此平行设置以插入卷烟200中的多个加热器组件。
图4是示出部分实施例的构成加热器组件的要件的图。
参照图4，加热器组件110可包括发热体111和温度传感器115。但并不限于此，加热器组件110还可包括除图4所示的部件以外的其他通用的要件。例如，加热器组件110还可包括将温度传感器115连接到装置100的导线。
发热体111可在卷烟200的长度方向上延伸。发热体111可以形成为在长度方向上延伸的细长(elongated)结构。发热体111在长度方向上延伸的长度比整个卷烟200的长度短，也比从容纳空间120的底面到容纳空间120的开口的长度短。或者，发热体111的长度可以比卷烟200中的烟草棒210的长度长，但并不限于此。
发热体111的内部可包括空腔(hollow)。发热体111包括空腔，因此可在发热体111形成外表面和内表面。为了确保形成在发热体111内部的大空腔，可实现为形成在发热体111的外表面与发热体111的内表面之间的发热体111的侧面具有小的厚度。
发热体111沿与长度方向正交的平面切割的截面可以具有各种形状。例如，发热体111的截面的形状可以是圆形。当发热体111的截面和卷烟200的截面为圆形时，发热体111的截面的直径可小于卷烟200的截面的直径。然而，发热体111也可以具有除圆形截面以外的其他适宜形状的截面，以插入卷烟200中向烟草棒210传递热。
发热体111可包括通过外部磁场发热的强磁体(ferromagnetic substance)。强磁体可指，沿外部磁场的方向被磁化且即使外部磁场消失也保持磁矩(magnetic moment)的物质。通过在发热体111设置强磁体，当向加热器组件110施加外部磁场时，加热器组件110发热，从而卷烟200能够被加热。例如，强磁体可以是包括铁(Fe)、镍(Ni)和钴(Co)中的任一种或至少一种的合金，但并不限于此。
整个发热体111可以由强磁体形成。或者，发热体111仅一部分可以由强磁体形成。发热体111中形成强磁体的比重可以在适合加热卷烟200的范围内适当地选择。
当发热体111仅一部分由强磁体形成时，强磁体可配置在与容纳在装置100的卷烟200的烟草棒210对应的位置。强磁体的至少一部分可配置在发热体111与烟草棒210接触的部位。由此，能够提高向烟草棒210传递热的效率和从烟草棒210生成气溶胶的效率。
发热体111可以分为细部要件。例如，发热体111可包括上端部112、中端部113和下端部114。上端部112可位于容纳空间120的开口侧，可指，从朝向容纳空间120的开口侧的发热体111的末端到上端部112与中端部113的边界的部分。下端部114可位于容纳空间120的内侧端部侧，可指，从与容纳空间120的内侧端部接触的发热体111的内侧末端到下端部114与中端部113的边界的部分。中端部113可位于上端部112与下端部114之间。
例如，当卷烟200容纳于装置100中时，卷烟200可被容纳至发热体111的中端部113。因此，下端部114与中端部113的边界可与卷烟200的两末端中的容纳于装置100的末端对应。另外，加热器组件110还包括位于下端部114的支撑体，也可以使卷烟200容纳至下端部114与中端部113的边界。
中端部113可包括发热体111中的强磁体。中端部113可以由相当于强磁体的物质形成。由此，中端部113可通过外部磁场来发热。例如，中端部113在发热体111中可位于与容纳于装置100的卷烟200的烟草棒210对应的位置，从而能够与烟草棒210接触。
上端部112可具有随着朝向容纳空间120的开口侧的末端，截面变小的形状。具体而言，上端部112可具有随着朝向开口侧末端宽度变窄的圆锥体乃至多面棱锥的形状。根据如上所述的上端部112的形状，加热器组件110能够容易地插入卷烟200中。
在本发明的装置100中包括强磁体在内设有通过外部磁场发热的加热器组件110，由此卷烟200可以不包括额外的感受器物质。因此，不需要制造包括感受器物质的卷烟的额外的工序，使用在现有的加热式气溶胶生成装置的卷烟也可以使用在本发明的装置100中，因此，装置100可以与现有卷烟具有高度兼容性。另外，由于卷烟200中不会包额外的感受器物质，能够消除感受器物质不均匀地分布于卷烟内部时的气溶胶生成不均匀的问题。
如上所述，由于发热体111以内部包括空腔的结构形成，与发热体111内部无空腔的情况相比，提高了发热体111的温度上升的速度。当发热体111内部非中空时，具有内部比表面先发热的倾向，表面可能会延迟发热，因此内部中空的情况下表面的温度会更快上升。由于卷烟200与发热体111的表面接触并被加热，因此当发热体111的内部形成空腔时，能够提高卷烟200的加热速度。
温度传感器115能够测定发热体111的温度。加热器组件110可包括发热体111和温度传感器115，可通过温度传感器115测定发热体111的温度，因此温度传感器115能够直接测定发热体111的温度。由此，发热体111加热卷烟200的温度能够准确地反应到由温度传感器115测定的温度中。
当发热体111的内部还包括空腔时，温度传感器115可以与发热体111的内表面相接触。与发热体111的内表面接触的温度传感器115可以与加热器组件110直接接触。由于发热体111可具有内部包括空腔的形状，因此在发热体111内部可形成足以配置温度传感器115的空间，从而温度传感器115可配置在发热体111内部形成的空腔的表面上。通过将温度传感器115配置在与发热体111的内表面直接接触的位置，温度传感器115不会被与发热体111的外表面接触而加热的烟草棒210污染。
由温度传感器115测定的发热体111的温度可以提供给装置100至控制部150。例如，加热器组件110还可包括导线，所述导线用于连接温度传感器115与控制部150，以传递从温度传感器115测定的温度。
温度传感器115可以与发热体111的强磁体的内表面接触。强磁体可配置在与烟草棒210对应的位置，由于通过外部磁场发热来加热烟草棒210，当温度传感器115配置在与强磁体对应的位置时，能够更准确地测定烟草棒210被加热的温度。但是，如后述的图6所示，温度传感器115也可以与发热体111的除强磁体以外的其余部分的内表面接触。
通过温度传感器115直接测定发热体111的温度，能够精确地控制发热体111的温度。与卷烟中包括通过外部磁场发热的感受器物质的情况相同，如果温度传感器无法配置在与感受器物质直接接触的位置，则难以准确地测定通过感受器物质加热卷烟的温度，因此，可能难以精确地执行对卷烟加热的温度控制。本发明的发热体111直接设置在装置100的加热器组件110而非卷烟200的内部，发热体111的温度能够通过温度传感器115精确地提供至装置100，从而能够精确地控制发热体111的温度。
如上所述，温度传感器115可配置在与强磁体对应的位置，但不限于此，温度传感器115可配置在发热体111上的各种位置上。例如，温度传感器115可配置在与发热体111的下端部114相接的容纳空间120上。当温度传感器115配置在容纳空间120时，温度传感器115可以由不与发热体111接触的情况下测定发热体111的温度的红外线传感器来实现，但不限于此。
图5是用于说明部分实施例的还包括弱磁性体和非磁性体中的至少一个的发热体的图。
参照图5，示出了形成发热体111的上端部112、中端部113和下端部114的各种组合。如上所述，发热体111可包括强磁体。
发热体111还可包括弱磁性体和非磁性体中的至少一种。弱磁性体可指，可通过外部磁场发热但与强磁体相比发热程度较小的物质。非磁性体可指，不会通过外部磁场发热的物质。
弱磁性体还可包括顺磁性物质(paramagnetic substance)和抗磁性物质(diamagnetic substance)中的至少一种。顺磁性物质可指，一部分向外部磁场的方向磁化，但当外部磁场的消失时磁矩也一起消失的物质，抗磁性物质可指，向与外部磁场相反的方向磁化的物质。当外部磁场施加到发热体111时，与强磁体相比，顺磁性物质和抗磁性物质加热的程度会小。
例如，顺磁性物质可指铝(Al)、锡(Sn)、铂(Pt)和铱(Ir)中的至少一种，抗磁性物质可指铋(Bi)、铅(Pb)、汞(Hg)、铜(Cu)、石墨(C)、金(Au)和银(Ag)等非过渡金属的金属。
发热体111的中端部113可以由强磁体形成。发热体111的下端部114可以由弱磁性体或非磁性体形成。发热体111的上端部112可以由强磁体、弱磁性体或非磁性体形成。
强磁体可发挥用于加热卷烟200的主加热部的作用。顺磁性物质可发挥用于辅助加热卷烟200的副加热部的作用。抗磁性物质虽然不加热卷烟200加热，但可发挥支撑发热体111或确保发热体111的长度的作用。
在发热体510和发热体520中，上端部512、中端部513和中端部523由强磁体形成，可以是主加热部，下端部514、上端部522和下端部524由顺磁性物质形成，可以是副加热部。当卷烟200容纳于装置100时，发热体510和发热体520可以以整体与烟草棒210接触的大小来实现。
在发热体530中，中端部533由强磁体形成，可以是主加热部，下端部534由顺磁性物质形成，可以是副加热部，上端部532可以由抗磁性物质形成。当卷烟200容纳于装置100时，中端部533和下端部534与烟草棒210接触，发热体530的大小可以设置成下端部534位于过滤棒220。
在发热体540、发热体550和发热体560中，下端部544、554和564可以由非磁性体形成，中端部543、553和563可以由强磁体形成。上端部542、552和562可分别有强磁体、顺磁性物质和非磁性体形成。由强磁体和顺磁性物质形成的部分与烟草棒210接触，从而能够发热。
下端部544、554和564可以不与烟草棒210接触。例如，支撑体配置在下端部544、554和564的侧面，中端部543、553、563和上端部542、552可以与烟草棒210接触。或者，当卷烟200还包括前端插件时，下端部544、554和564与前端插件接触，中端部543、553、563和上端部542、552可以与烟草棒210接触。
图6是用于说明部分实施例的配置在与发热体的内表面直接接触的位置的温度传感器的图。
参照图6，示出了当发热体111的内部还包括空腔时，包括配置在与中端部113的内表面直接接触的位置的温度传感器115的加热器组件610和包括配置在与下端部114的内表面直接接触的位置的温度传感器115的加热器组件620。
在加热器组件610中，中端部113可以由强磁体形成，温度传感器115可配置在与中端部113的内表面接触的位置，由温度传感器115测定的温度能够精确地反映卷烟200被加热的温度。
在加热器组件620中，中端部113可以由强磁体形成，下端部114可以由弱磁性体或非磁性体形成，温度传感器115可配置在与下端部114的内表面接触的位置。当下端部114由弱磁性体或非磁性体形成时，下端部114的温度会低于由强磁体形成的中端部113的温度。但是，下端部114的温度可与中端部113的温度保持规定的关系。因此，基于由温度传感器115测定的下端部114的温度与中端部113的温度的关系，能够导出卷烟200被加热的温度。
图7是用于说明部分实施例的还包括支撑体的加热器组件和配置在与强磁体对应的位置的线圈的图。
参照图7，示出了还包括支撑体116的加热器组件110和线圈130配置在装置100上，卷烟200容纳于装置100的结构。加热器组件110还可包括支撑体116，所述支撑体116固定在发热体111的外表面且从发热体111的外表面向容纳空间120的侧面延伸。
支撑体116可以固定在发热体111的外表面。支撑体116可以以包围发热体111的外表面的形状配置。例如，支撑体116可以具有包围发热体111的下端部114的外表面的形状。但并不限于此，支撑体116可以配置在中端部113。
支撑体116中可内置与内部接触的发热体111，具有从发热体111的外表面向外部延伸的环形状甚至圆环形状。支撑体116可以从发热体111的外表面延伸到容纳空间120的侧面，并可以装配(fitting)到容纳空间120。由此，支撑体116和发热体111可以被支撑并固定在容纳空间120内部。但并不限于此，支撑体116可以具有内部可内置发热体111且可容纳于容纳空间120的其他形状。
支撑体116可以由具有隔热性(heat insulation)和耐热性(heat resistance)的材料形成。由于支撑体116中内置发热体111，因此能够从发热体111被传递热而被加热。因此，会需要支撑体116具有耐热性，以免因从发热体111传递的热而变形或损坏，并且具有隔热性，以免向容纳空间120和装置100传递热。
例如，支撑体116可以由聚丙烯(PP)、聚醚醚酮(PEEK)、聚乙烯(PE)、聚酰亚胺、砜树脂、氟树脂以及芳族聚酰胺中的至少一种材料形成。砜树脂可包括诸如聚乙砜、聚苯硫醚等树脂，氟树脂可包括聚四氟乙烯(Teflon)。
支撑体116能够防止因卷烟200产生的烟草残留物流入容纳空间120和装置100内部。另外，支撑体116能够防止从卷烟200生成的气溶胶再次被液化并流入容纳空间120和装置100。
支撑体116可以制造成内置有发热体111且容纳于容纳空间120的独立结构，但支撑体116也可以以包括与发热体111接触的凸缘和位于凸缘与容纳空间120的侧面之间的组件部的结构制成。
线圈130可以沿容纳空间120的侧面绕线并在长度方向上延伸。在长度方向上延伸的线圈130可配置在容纳空间120的侧面。线圈130可配置在与加热器组件110对应的位置。线圈130可以以与加热器组件110对应的长度在长度方向上延伸，并配置在与加热器组件110对应的位置。
线圈130可配置在与发热体111的强磁体对应的位置。例如，当发热体111的中端部113由强磁体形成并且上端部112和下端部114由抗磁性物质形成的情况下，线圈130可配置在与中端部113对应的位置。或者，当上端部112和中端部113由强磁体形成的情况下，线圈130可配置在与上端部112和中端部113对应的位置。
如图7所示的例示，当支撑体116配置在下端部114且中端部113由强磁体形成的情况下，中端部113、烟草棒210和线圈130可配置在彼此对应的位置。中端部113可以以与烟草棒210的长度对应的长度形成，线圈130可以以与中端部113的长度对应的长度配置。当中端部113、烟草棒210和线圈130各自的长度彼此对应的情况下，中端部113通过线圈130发热且烟草棒210通过中端部113加热，在该过程中能够使能量损耗最小。由此，能够减少装置100从卷烟200生成气溶胶所需的电力。
图8是用于说明部分实施例的控制加热器组件的温度的过程的图。
参照图8，装置100可包括加热器组件110、容纳空间120、线圈130、电源部以及控制部150，加热器组件110可包括发热体111和温度传感器115，电源部140可包括电池141和转换部142。只是，除了图8所示的构成要素以外，装置100、加热器组件110或电源部140还可包括其他通用的构成要素。
电源部140可向装置100进行供电。电源部140可向线圈130进行供电。电源部140可包括：电池141，用于向装置100供给直流电；以及转换部142，用于将从电池供给的直流电转换成向线圈130供给的交流电。
转换部142可包括低通滤波器(low-pass filter)，所述低通滤波器对从电池141供给的直流电执行滤波，从而输出供给至线圈130的交流电。转换部142还可包括放大器(amplifier)，用于放大从电池141供给的直流电。例如，转换部142可以是包括构成低通滤波器的负载网络且还包括放大器的D类放大器(class-D amplifier)。当转换部142为D类放大器时，线圈130可以是设置在D类放大器的负载网络的电感器。
控制部150可以以多个逻辑门阵列来实现，也可以以通用的微处理器和存储有可在该微处理器执行的程序的存储器的组合来实现。另外，控制部150可以由多个处理部件(processing elements)构成。
控制部150可控制电源部140向线圈130供给的电力。控制部150可通过控制从电池141供给的直流电来生成直流脉冲。例如，控制部150可通过控制与电池141连接的开关的开闭来生成直流脉冲。
转换部142可将从电池141生成的直流脉冲转换为交流电。例如，转换部142的低通滤波器可接收直流脉冲，并且可通过去除直流脉冲的多个频率中超过截止频率的频率来输出交流电。
交流电可从电源部140传递至线圈130。当线圈130被施加交流电时，线圈130能够生成交变磁场。当从线圈130生成的交变磁场施加到加热器组件110时，发热体111能够发热，且温度传感器115能够测定发热体111的温度。
控制部150可根据由温度传感器115测定的发热体111的温度来控制加热器组件110的温度。例如，控制部150可根据发热体111的温度来调制由电池141生成的直流脉冲。一方面，控制部150能够比较从温度传感器115测定的发热体111的温度与基准温度，可根据所测定的发热体111的温度与基准温度的差值来控制加热器组件110的温度。
控制部150可根据发热体111的温度来调制由电池141生成的直流脉冲。作为一个例示，控制部150可通过转换部142的放大器来放大直流脉冲。当直流脉冲被放大时，从转换部142输出的交流电的振幅会增加。当施加到线圈130的交流电的振幅增加时，从线圈130生成的交变磁场的振幅会增加，因此，能够增加从发热体111释放出的热能。或者，控制部150也可以通过减少直流脉冲的强度来减少从发热体111释放出的热能。
作为另一个例示，控制部150能够执行对直流脉冲的脉冲宽度调制(pulse widthmodulation)。当以脉冲宽度调制调制的直流脉冲输入到转换部142时，从转换部142输出的交流电的频率也会改变。因此，由于施加到线圈130的交流电的频率改变，从线圈130生成的交变磁场的频率也会改变，改变从发热体111释放出的热能，从而能够控制加热器组件110的温度。
具体而言，控制部150可通过调制直流脉冲的频率和直流脉冲的占空比(dutycycle)中的至少一个来执行对从电池141供给的直流电的脉冲宽度调制。控制部150可通过调整与电池141连接的开关的开闭周期或接通/断开开关的比率来调制频率或占空比。但不限于此，直流脉冲的频率和占空比可通过除开关以外的其他手段来调制。或者，控制部150也可以划分用于执行脉冲宽度调制的区间和用于断开从电池141供给直流电的区间，接通/断开电池141的直流电的方法来执行脉冲宽度调制。
控制部150可比较由温度传感器115测定的发热体111的温度与基准温度，可根据所测定的发热体111的温度与基准温度的差值来控制加热器组件110的温度。例如，当发热体111的温度高于基准温度时，控制部150可降低由电池141供给的直流脉冲的频率和占空比中的至少一个，或者可以降低直流脉冲的强度。
另外，控制部150能够计算所测定的发热体111的温度与基准温度的差值，可根据与差值成比的成分(proportional)、与积分的差值成比的成分(integral)以及与微分的差值成比的成分(derivative)中的至少一个，调整由电池141供给的直流脉冲，以这种PID方法执行反馈控制。
本发明的装置100能够直接测定加热器组件110的温度，根据测定的加热器组件110的温度，能够控制用于加热卷烟200的加热器组件110的温度。因此，能够精确地控制用于加热卷烟200的加热器组件110的温度，以规律性地保持，并且可以从卷烟200生成具有规律性的气溶胶来提供给使用者。
尽管以上对实施例进行了详细说明，但本发明的保护范围不限于此，本领域技术人员利用在权利要求书中定义的本发明的基本概念进行的各种修改和改进也属于本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种加热器组件，其用于对容纳于气溶胶生成装置的卷烟进行加热，其中，包括：
发热体，在所述卷烟的长度方向上延伸，包括通过外部磁场发热的强磁体，以及
温度传感器，测定所述发热体的温度；
所述加热器组件配置在容纳空间的内侧端部，所述容纳空间设置在所述气溶胶生成装置中，用于容纳所述卷烟，
所述发热体内部还包括空腔，
所述温度传感器与所述发热体的内表面接触，
所述发热体，包括：
下端部，位于所述容纳空间的所述内侧端部侧，
上端部，位于所述容纳空间的开口侧，以及
中端部，位于所述下端部与和所述上端部之间；
所述中端部包括所述强磁体，
所述温度传感器与所述发热体的作为除所述强磁体以外的其余部分的所述下端部的内表面接触。
2.根据权利要求1所述的加热器组件，其中，
所述强磁体配置在与容纳于所述气溶胶生成装置的卷烟的烟草棒对应的位置。
3.根据权利要求1所述的加热器组件，其中，
所述下端部包括弱磁性体和非磁性体中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的加热器组件，其中，
所述上端部包括强磁体、弱磁性体和非磁性体中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的加热器组件，其中，
所述上端部具有随着朝向所述开口侧的末端而截面变小的形状。
6.一种气溶胶生成装置，其中，包括：
根据权利要求1至5中的任一项所述的加热器组件；
线圈，向所述发热体施加交变磁场；
电源部，向所述线圈进行供电；以及
控制部，控制向所述线圈供给的电力。
7.根据权利要求6所述的气溶胶生成装置，其中，
所述线圈沿所述容纳空间的侧面绕线并在所述长度方向上延伸，且配置在与所述强磁体对应的位置。
8.根据权利要求6所述的气溶胶生成装置，其中，
所述电源部，包括：
电池，向所述装置供给直流电；以及
转换部，将由所述电池供给的直流电转换为施加到所述线圈的交流电。
9.根据权利要求8所述的气溶胶生成装置，其中，
所述控制部通过放大由所述电池供给的直流电，来控制施加到所述线圈的交流电的振幅。
10.根据权利要求8所述的气溶胶生成装置，其中，
所述控制部通过执行对由所述电池供给的直流电的脉冲宽度调制，来控制施加到所述线圈的交流电的频率。
11.根据权利要求10所述的气溶胶生成装置，其中，
所述控制部通过控制基于由所述电池供给的直流电的脉冲的频率、所述脉冲的占空比和由所述电池供给的直流电的接通/断开中的至少一个，来执行所述脉冲宽度调制。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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