CN112153912A - 具有平坦加热器的气溶胶生成装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生成可吸入气溶胶的气溶胶生成装置。所述装置包括：加热室，该加热室被构造成接收包含气溶胶生成基质的平坦气溶胶生成制品；以及加热元件。加热元件具有基本上平坦的形状，并且被构造成加热平坦气溶胶生成制品。所述加热元件的至少加热表面包括表面结构，所述表面结构被构造成在将平坦气溶胶生成制品插入到所述加热室之后实现所述加热表面与所述平坦气溶胶生成制品之间的侧向气流。

Description

具有平坦加热器的气溶胶生成装置

技术领域

本发明涉及一种用于生成可吸入气溶胶的气溶胶生成装置。加热气溶胶生成基质(诸如烟草)但不使其燃烧的气溶胶生成装置是已知的。这些装置将气溶胶生成基质加热到足够高的温度以产生气溶胶供使用者吸入。

背景技术

这些气溶胶生成装置通常包括加热室，其中，加热元件布置在加热室内。包括气溶胶生成基质的气溶胶生成制品可插入到加热室中，并且由加热元件加热。加热元件通常被构造为加热叶片，并且在制品被插入到加热室中时穿透到气溶胶生成制品的气溶胶生成基质中。加热叶片限制加热元件与气溶胶生成基质之间的接触表面。

由于这种缺少接触表面，加热元件需要升高到更高温度以加热更远离加热元件的气溶胶生成基质，使得此基质也产生所需的气溶胶。

此外，一旦靠近加热元件的基质已释放所需的气溶胶，在将热传递到更远离加热元件的基质时干燥基质会变得更严重。因此，加热元件还需要升高到更高温度以将另外的基质加热到所需的温度。这可能导致过热，从而释放出不需要的气味。

发明内容

因此，需要一种气溶胶生成制品，其对气溶胶生成制品中包含的气溶胶生成基质进行最佳加热。

为了解决这个目标和另外的目标，本发明提出了一种用于生成可吸入气溶胶的气溶胶生成装置。所述装置包括：加热室，该加热室被构造成接收包含气溶胶生成基质的平坦气溶胶生成制品；以及加热元件。加热元件具有基本上平坦的形状，并且被构造成加热平坦气溶胶生成制品。所述加热元件的至少加热表面包括表面结构，所述表面结构被构造成在将平坦气溶胶生成制品插入到所述加热室之后实现所述加热表面与所述平坦气溶胶生成制品之间的侧向气流。

常规的气溶胶生成制品具有类似于传统香烟的圆柱形形状。与根据本发明的气溶胶生成装置一起使用的气溶胶生成制品是平坦的。平坦形状意味着制品具有彼此相对布置的两个平坦侧，而与平坦侧的表面积相比，侧表面具有小的表面积。以平坦侧之间的距离测量的制品的厚度与制品的长度相比较小。制品的长度和宽度比制品的厚度大至少3倍，优选地大5倍，更优选地大7倍。气溶胶生成装置的加热元件具有对应于气溶胶生成制品的平坦形状。加热元件的平坦形状意味着加热元件被构造成加热气溶胶生成制品的一个平坦侧或两个平坦侧。因此，加热元件的相应加热表面为平坦的，包括如下文更详细地描述的表面结构。加热元件的背离制品的部分，即指与加热表面相对的加热元件的部分，可以不是平坦的。此部分可以包括诸如触点的元件。

通过平坦加热元件，可以实现气溶胶生成制品中包含的气溶胶生成基质的均匀加热。因此，可以实现均匀的气溶胶生成。另外，不必将加热元件加热至高于从气溶胶生成基质释放气溶胶所需温度的温度。因此，为操作加热器设置的电源(例如电池)可以设置得更小和/或设置为具有更低容量，以用于生成相同量的气溶胶。

表面结构可以在制品被插入到加热室中时被构造为加热元件的面向制品的表面中的通道。如果加热元件与制品直接接触，这些通道可能是特别有益的。在这种情况下，空气仍然可以流过紧挨着制品以及在加热元件与制品之间的通道。通道可布置在加热元件的表面上，使得空气可以从环境大气朝向并在制品与加热元件之间抽吸并进一步朝使用者的口部抽吸。表面结构布置成使得在加热元件的加热表面与所插入的制品之间实现侧向气流。换句话说，空气在加热元件的平坦表面与气溶胶生成制品之间流动。因此，通过加热元件的操作生成的气溶胶生成基质的挥发性成分可以最佳地被气流夹带。侧向气流方向在加热元件的加热表面的平坦平面以及气溶胶生成制品的一侧的平坦平面中优选地平行于装置的纵向轴线。

表面结构可替代地被构造为弯曲通道或具有之字形形状的通道。所述通道可以包括多个分支，其中单个通道可以分成多个分支，或者其中多个分支可以接合以形成单个通道。通道可以具有增加空气在加热元件与制品之间通过所花费的时间的形状。气溶胶生成以这种方式可以被优化。表面结构可被构造为加热元件中的突起或凹槽或凹痕。表面结构可被构造为粗糙的表面纹理。可以在加热元件的表面中呈现具有光学吸引力的形状，例如标志、文字或艺术品，作为能够实现加热元件与制品之间的气流的表面结构。该表面结构可以通过硬边缘或平滑过渡限定。平滑过渡可以具有防止污垢或气溶胶沉积在表面结构上的益处。另外，如果表面结构由平滑过渡限定，表面结构可以由使用者通过例如刷子的工具容易地清理。

加热元件可被构造成加热平坦气溶胶生成制品的单个平坦侧或两个平坦侧。

加热平坦气溶胶生成制品的单侧可以具有加热元件仅必须设置在气溶胶生成制品的单侧上的优势。在两侧加热制品具有可以实现更均匀的气溶胶生成的优势。

加热元件可被构造成在将平坦气溶胶生成制品插入到加热室中之后与平坦气溶胶生成制品间隔开或接触或夹持该平坦气溶胶生成制品。

加热室可以由加热元件的两个平坦加热表面之间的空间限定。加热表面优选地彼此相对并面向彼此布置。

提供与气溶胶生成制品间隔开的加热元件具有可以容易地将制品插入到加热室中的优势。如果加热元件被构造成与制品的两侧相邻并且用于加热制品的两侧，则此实施例是特别有用的。加热元件与制品之间的直接接触可优化从加热元件朝向气溶胶生成制品中包含的气溶胶生成基质的热传递。将制品夹持在加热元件之间促进了制品在加热元件内部的加热室中的牢固保持。

加热元件可以包括用于加热平坦气溶胶生成制品的不同区段的多个单独可控区段。

此实施例可以利用加热制品的单个平坦侧或制品的两个平坦侧的加热元件。在任何情况下，制品中包含的气溶胶生成基质的不同区段随后由加热元件的单独可控区段加热。每次使用者在气溶胶生成装置上抽吸时或在耗尽基质的区段之后，可以加热基质的不同区段。

加热元件可以包括用于预热平坦气溶胶生成制品的至少一个区段的至少单独可控区段，其中加热元件可以包括至少单独可控区段，以用于加热用于生成气溶胶的平坦气溶胶生成制品的至少预热区段。

在此实施例中，加热元件的一个区段设置成用于预热基质，而加热元件的另一区段设置成用于最终释放气溶胶。因此可以减少气溶胶生成装置释放气溶胶的响应时间。优选地，用于预热制品中包含的基质的加热元件的第一区段设置为覆盖制品的第一平坦侧。用于释放气溶胶的第二区段设置在制品的与第一侧相对的第二平坦侧上。当需要释放气溶胶时，第二区段被加热，而用于预热的第一区段独立于气溶胶的释放而被加热。用于释放气溶胶的第二区段可以包括多个独立可控区段，使得制品中包含的基质的区段可以被加热到释放气溶胶的程度，而基质的其他区段仅由加热元件的第一区段预热。用于预热和最终加热的加热元件的各对区段可以设置并且彼此相对地布置在插入的制品的两侧上。

加热元件可以包括用于使得能够将平坦气溶胶生成制品插入到加热室中的狭缝或铰链或柔性区段。

加热元件可包括两个单独的加热区段，第一加热区段邻近制品的第一平坦侧布置，而第二加热区段邻近制品的第二平坦侧布置。加热元件的两个加热区段可形成用于插入制品的狭缝。替代性地，加热元件的加热区段可以由铰链彼此连接，使得加热区段可以被打开以便插入制品，并且在插入制品之后被关闭。作为另一种替代方案，加热元件的区段，优选地连接加热元件的两个加热区段的区段，被构造成柔性的，使得加热元件的加热区段可以向外弯曲以使得能够插入制品。在插入制品之后，加热元件的加热区段再次被关闭，使得制品布置在加热元件的加热区段之间。加热元件的柔性区段优选地构造为弹性的，使得加热元件的加热区段在制品插入加热区段之间之后自动返回到其初始位置。

加热元件的至少一个区段可具有比平坦气溶胶生成制品更大或更小的加热表面。

将加热元件构造成大于制品使得能够在空气到达制品之前预热空气。另外，具有不同尺寸的制品可以与单个加热元件一起使用。将加热元件构造成小于制品使得能够在不同加热操作期间加热制品的不同区段。在第一加热操作期间只可以加热制品的一个区段，而在另外的加热操作期间可以加热制品的不同区段。另外，制品的部分可以具有不同的功能，例如被构造为用于保持制品的抽头。制品的此部分可能不被加热元件覆盖。

加热元件可以被构造成在加热元件的操作期间可朝向或远离或相对于平坦气溶胶生成制品移动。

加热元件可被构造成在制品已插入到加热室中之后朝向制品移动。该移动可以通过使用者手动移动加热元件或者由装置自动地促进。加热元件远离制品的移动可促进将制品插入到加热室中。相对于制品移动加热元件使得能够加热制品的不同区段。加热元件可被构造成在加热操作期间相对于制品被移动。加热元件可被构造成在使用者的抽吸之间相对于制品被移动。可以通过激活加热器，使用者按下按钮或借助于与外部装置(例如智能手机或智能手表)通信的装置的通信接口来引起该移动。

加热元件的至少第一加热区段可以被构造成可相对于加热元件的至少第二加热区段移动。

如果设置加热元件的第一固定加热区段以用于预热制品中包含的基质，而第二加热区段可以被构造成可在制品的不同区段之间移动以用于加热制品中包含的用于释放气溶胶的基质的不同区段，则此实施例是特别优选的。替代性地，固定加热区段以及可移动加热区段一起操作以加热制品中包含的基质，其中可移动加热区段在基质的被加热区段耗尽后移动到新鲜基质的区段。优选地，加热元件的固定区段邻近平坦制品的一个平坦侧布置，而加热元件的可移动区段邻近另一个平坦侧布置。

表面结构可以设置为从加热元件的面向空气入口的第一侧朝加热元件的面向烟嘴的第二侧延伸的至少一个侧向通道。

空气入口可以设置在加热元件的上游。空气入口可以设置在装置的远端处。烟嘴可以设置在加热元件的下游。烟嘴可以设置在装置的近端处。平坦加热元件的平面优选地平行于装置的纵向轴线布置。靠近加热元件插入到加热室中的气溶胶生成制品的平面优选地平行于装置的纵向轴线布置。垂直于制品的平坦侧或加热元件的平坦加热表面的方向垂直于装置的纵向轴线。

加热室可在加热元件的至少两个平坦加热表面之间形成，其中至少两个平坦加热表面可以具有表面结构，该表面结构互为镜像或偏移地互为镜像或具有互补结构。

为加热元件的第二加热表面上的表面结构的镜像的加热元件的第一加热表面上的表面结构可以特别有益于将制品牢固地保持在两个加热表面之间。如果加热表面的表面结构相对于彼此偏移，这可促进气溶胶生成制品的所有或基本上所有部分周围的气流，由此最佳地夹带所生成的气溶胶。类似的效果可通过具有互补结构的两个加热表面实现。

除了上述实现气流的表面结构之外，加热元件的加热表面优选地具有平坦形状。这也可以表示为具有广泛形状的加热元件。取决于气溶胶生成装置的具体要求，加热元件还可以具有弯曲、锥形、金字塔形、圆顶或3D形状。气溶胶生成制品可以具有对应的形状。

加热元件优选地设置为网状加热元件。然而，优选地，加热元件不能使空气流过加热元件。加热元件还可以设置为电阻加热元件，设置为导电加热元件，借助红外LED，设置为激光加热元件，设置为等离子体加热元件，设置为燃烧加热元件或借助放热化学反应。加热元件优选地由金属、金属合金、陶瓷、聚合物、复合材料、其他材料或材料组合制成。

本发明还涉及一种如上文所述的气溶胶生成装置和一种平坦气溶胶生成制品。

本发明还涉及一种用于制造用于生成可吸入气溶胶的气溶胶生成装置的方法，所述方法包括以下步骤：

i)设置加热室，所述加热室被构造成接收包含气溶胶生成基质的平坦气溶胶生成制品；以及

ii)设置加热元件，其中所述加热元件具有基本上平坦的形状，并且被构造成加热平坦气溶胶生成制品。

附图说明

将参考附图在下文更详细地描述本发明，所述附图示出了：

图1：根据本发明的气溶胶生成装置；

图2：气溶胶生成装置的横截面图；

图3：气溶胶生成装置的加热元件的实施例；

图4：加热元件的另外的实施例；

图5：加热元件的另外的实施例；

图6：加热元件的加热表面中的表面结构的实施例；以及

图7：第一加热表面和第二加热表面中的表面结构的构造。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的气溶胶生成装置。图1示出了装置的加热室10。在加热室10内，布置加热元件12。加热元件12包括表面结构14，该表面结构在加热元件12的加热表面内构成通道，以实现气流。

图1中所示的实施例还示出了装置的盖16，该盖可以被打开或关闭以使得能够接近加热室10。盖16可以包括装置的加热元件12的另一加热表面。气溶胶生成制品可插入到加热元件12与盖16之间。在插入制品之后，盖16可以被关闭以将气溶胶生成制品夹在盖16与加热元件12之间。当盖16包括加热元件12的另一加热表面时，气溶胶生成制品则被夹在加热元件12的两个加热表面之间。

至少设置在加热元件12的加热表面中的一个上的表面结构14实现从空气入口18朝装置的烟嘴20的气流。当气溶胶生成制品夹在盖与加热元件12的下部部分之间时，由表面结构14提供的通道实现加热元件12与气溶胶生成制品之间的气流。气流可以最佳地夹带由加热元件12加热气溶胶生成制品中的气溶胶生成基质生成的气溶胶。

图2示出了气溶胶生成装置的横截面图。如图2中可见，加热元件12优选地包括第一加热元件22和第二加热元件24。加热元件22、24具有加热表面。在气溶胶生成制品26已插入到装置的加热室10中之后，第一加热元件22可位于气溶胶生成制品26的上方，第二加热元件24可布置在气溶胶生成制品26的下方。气溶胶生成制品26夹在两个加热元件22、24之间。

气溶胶生成装置可包括控制器28和呈电池形式的电源30。控制器28可以被配置成控制从电源30朝向加热元件12的电功率供应。控制器28可以包括用于控制从电源30朝向第一加热元件22的电功率供应的第一控制器，以及用于控制从电源30朝向第二加热元件24的电功率供应的第二控制器。因此，控制器28可以被配置成单独地控制两个加热元件22、24的操作。图2中描绘的箭头示出了从空气入口18朝向烟嘴20的气流。如果设置了超过两个加热元件，控制器可以被配置成单独地控制这些加热元件的操作。

图3示出了加热元件的实施例。在图3A所示的第一实施例中，第一加热元件22与第二加热元件24分开布置，而气溶胶生成制品26定位成与第一加热元件22的加热表面以及第二加热元件24的加热表面直接接触。

在图3B中，加热元件12设置为单个加热元件。在此实施例中，将加热元件12的上部部分与下部部分连接的加热元件12的区段可以被构造成柔性的和弹性的，使得加热元件12可以向外弯曲，以使得气溶胶生成制品26能够插入加热元件12的区段之间。

在图3C中，第一加热元件22被定位成与气溶胶生成制品26相距一定距离，从而简化了气溶胶生成制品26插入到加热元件22、24之间的空间中。在所有实施例中，加热元件22、24之间的空间优选地限定加热室10。

在图3B中，第一加热元件22被构造为加热元件12的多个独立可控区段。在此实施例中，优选地布置在气溶胶生成制品26下方的第二加热元件24被构造成用于预热气溶胶生成制品26中包含的气溶胶生成基质。布置在气溶胶生成制品26上方的第一加热元件22被构造为多个区段，该多个区段是单独可加热的。在此实施例中，气溶胶生成基质和气溶胶生成制品26的不同部分可以被加热。例如，在使用者每次抽吸期间，加热基质的不同部分以产生可吸入蒸气。在所有实施例中，加热元件22、24中的一个可被构造成用于预热，而另一加热元件22、24可被构造成用于生成可吸入蒸气的最终加热。另外，在所有实施例中，加热元件22、24中的每一个可以包括多个独立可操作和可控加热区段。

图4示出了气溶胶生成制品26插入到两个加热元件22、24之间的加热室10中。在图4A中，气溶胶生成制品26直接插入加热元件22、24之间。在图4B中，加热元件22、24在插入气溶胶生成制品26期间进一步间隔开定位。在插入气溶胶生成制品26之后，移动加热元件22、24使其更靠近在一起，以便接触气溶胶生成制品26以进行气溶胶生成。图4C示出了加热元件22、24以不均匀方式彼此分离地移动，以促进插入气溶胶生成制品26的实施例。图4D示出了加热元件的区段被构造成柔性和弹性的，使得加热元件12可以弯曲以使得能够插入气溶胶生成制品26的实施例。

图5示出了加热元件12的不同形状。优选的形状如图5A中所示，在该图中加热元件具有矩形形状。然而，如图5B中所示的圆形形状、如图5C中所示的具有弯曲边缘的形状、如图5D中所示的非均匀形状、如图5A中所示的弯曲形状、如图5F中所示的锥形形状、如图5G中所示的金字塔形状和如图5H中所示的半球形状也为可能的实施例。

图6示出了在加热元件12的加热表面中的表面结构14的不同实施例。表面结构14可以呈如图6A中所示的直通道的形状，呈如图6B中所示的弯曲通道的形状，呈如图6C中所示的之字形通道的形式，呈如图6D中所示的分成多个分支的通道和/或接合在一起的多个分支的形状，呈如图6E中所示的诸如延长气流路线的形状，呈如图6F中所示的突起或凹痕的形状，呈如图6G中所示的艺术品的形状，如图6H中所示的粗糙化表面的形状，或呈如图6I中所示的硬过渡或平滑过渡的形状。表面结构14不会阻止加热元件12具有平坦形状，且只要加热元件12具有广泛的形状，并且被构造成用于加热平坦气溶胶生成制品26，加热元件12就被认为是平坦的。

图7示出了分别设置在面向气溶胶生成制品26的第一加热元件22和第二加热元件24的加热表面上的表面结构14的实施例。图7A示出了在具有互补形状的第一加热元件22和第二加热元件24的加热表面中的表面结构14。这可以促进在由加热元件12加热期间气溶胶生成制品中生成的气溶胶的最佳夹带。图7B示出了这样的实施例，其中由于由相应表面结构14形成的通道较小，气溶胶生成制品26被牢固地保持在第一加热元件22与第二加热元件24之间。接触气溶胶生成制品的表面的表面积在此实施例中比通道的表面更大。图7C示出了这样的实施例，其中在第一加热元件22和第二加热元件24的表面结构中形成的通道较大，使得更多空气可以在气溶胶生成制品26与加热元件22、24之间流动。接触气溶胶生成制品26的表面的表面积在此实施例中比通道的表面更小。

Claims (15)

1.一种用于生成可吸入气溶胶的气溶胶生成装置，所述装置包括：

·加热室，所述加热室被构造成接收包含气溶胶生成基质的平坦气溶胶生成制品；以及

·加热元件，

其中所述加热元件具有基本上平坦的形状，并且被构造成加热平坦气溶胶生成制品，并且其中所述加热元件的至少加热表面包括表面结构，所述表面结构被构造成在将平坦气溶胶生成制品插入到所述加热室之后，实现所述加热表面与所述平坦气溶胶生成制品之间的侧向气流。

2.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其中所述加热元件被构造成加热平坦气溶胶生成制品的单个平坦侧或两个平坦侧。

3.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成装置，其中所述加热元件被构造成在将平坦气溶胶生成制品插入到所述加热室中之后，与所述平坦气溶胶生成制品间隔开或接触或夹持所述平坦气溶胶生成制品。

4.根据前述权利要求中一项所述的气溶胶生成装置，其中所述加热元件包括多个单独可控区段，以用于加热平坦气溶胶生成制品的不同区段。

5.根据前述权利要求中一项所述的气溶胶生成装置，其中所述加热元件包括用于预热平坦气溶胶生成制品的至少一个区段的至少单独可控区段，并且其中所述加热元件包括至少单独可控区段，以用于加热平坦气溶胶生成制品的至少预热区段以生成气溶胶。

6.根据前述权利要求中一项所述的气溶胶生成装置，其中所述加热元件包括用于使得能够将平坦气溶胶生成制品插入到所述加热室中的狭缝或铰链或柔性区段。

7.根据前述权利要求中一项所述的气溶胶生成装置，其中所述加热室形成在所述加热元件的至少两个平坦加热表面之间。

8.根据前述权利要求中一项所述的气溶胶生成装置，其中所述加热元件的至少一个区段具有比平坦气溶胶生成制品更大或更小的加热表面。

9.根据前述权利要求中一项所述的气溶胶生成装置，其中所述加热元件被构造成在所述加热元件的操作期间可朝向或远离或相对于平坦气溶胶生成制品移动。

10.根据前述权利要求中一项所述的气溶胶生成装置，其中所述加热元件的至少第一加热区段被构造成可相对于所述加热元件的至少第二加热区段移动。

11.根据前述权利要求中一项所述的气溶胶生成装置，其中所述加热元件被构造成在将平坦气溶胶生成制品插入到所述加热室中之后邻近平坦气溶胶生成制品的两个平坦侧布置，并且其中所述加热元件在所述平坦气溶胶生成制品的相应侧上优选地包括加热区段，所述加热区段是单独可控的。

12.根据前述权利要求中一项所述的气溶胶生成装置，其中所述表面结构设置为至少一个侧向通道，所述至少一个侧向通道从所述加热元件的面向空气入口的第一侧朝所述加热元件的面向烟嘴的第二侧延伸。

13.根据前述权利要求中一项所述的气溶胶生成装置，其中所述加热室形成在所述加热元件的至少两个平坦加热表面之间，并且其中所述至少两个平坦加热表面具有互为镜像或偏移地互为镜像或具有互补结构的表面结构。

14.根据前述权利要求中一项所述的气溶胶生成装置和平坦气溶胶生成制品。

15.用于制造用于生成可吸入气溶胶的气溶胶生成装置的方法，所述方法包括以下步骤：

i)设置加热室，所述加热室被构造成接收包含气溶胶生成基质的平坦气溶胶生成制品；以及

ii)设置加热元件，其中所述加热元件具有基本上平坦的形状，并且被构造成加热平坦气溶胶生成制品，并且其中所述加热元件的至少加热表面包括表面结构，所述表面结构被构造成在将平坦气溶胶生成制品插入到所述加热室之后，实现所述加热表面与所述平坦气溶胶生成制品之间的侧向气流。

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