CN112218554A - 用于加热气溶胶形成基质的电加热组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于加热气溶胶形成基质(71、72、73)的加热组件(20)。加热组件(20)包括杯状加热室，所述杯状加热室用于接收待加热的气溶胶形成基质，其中所述加热室至少由套筒部分和底部部分形成，所述底部部分布置在所述加热室的与所述加热室的开放近端相对的远端处。加热组件还包括第一电加热器(41)，所述第一电加热器包括至少一个第一加热元件(43)，所述至少一个第一加热元件围绕所述套筒部分周向布置以用于将所述套筒部分至少加热到第一温度。加热组件还包括第二电加热器(42)，所述第二电加热器包括至少一个第二加热元件(44)，所述至少一个第二加热元件布置在所述底部部分的外端面处以用于将所述底部部分至少加热到第二温度。本发明还涉及包括此加热组件的电加热气溶胶生成装置(10)和包括此加热组件的气溶胶生成系统(1)。

Description

用于加热气溶胶形成基质的电加热组件

技术领域

本发明涉及一种用于加热气溶胶形成基质的电加热组件。本发明还涉及一种包括此加热组件的电加热气溶胶生成装置以及包括此加热组件的气溶胶生成系统。

背景技术

基于电加热气溶胶形成基质的气溶胶生成系统通常从现有技术中知晓。通常，这些系统包括两个部件：包括待加热的气溶胶形成基质的气溶胶生成制品；以及气溶胶生成装置，该气溶胶生成装置包括加热室以用于在其中接收制品时加热基质。为此，该装置包括电加热器，例如电阻加热器或感应加热器，该电加热器被构造成使加热室变热，并因此使制品中的气溶胶形成基质变热。在许多情况下，制品的形状类似于常规香烟的形状，即基本上杆状或圆柱形，其中气溶胶形成基质通常位于制品的远端部分内。加热室具有例如在其中适当接收制品的对应的形状。为了使热能从加热室到制品的传递最大化，电加热器通常围绕加热室的周边周向布置，例如以至少沿着包括气溶胶形成基质的远端部分围绕其整个圆周加热制品。制品的圆周通常由包装材料包围，并且制品的近端通常包括用作烟嘴的过滤器滤嘴段。相比之下，制品的远端(即，在插入制品时制品的首先进入加热室的尖端)通常尤其为在使用者抽吸期间通过制品抽吸的空气提供到制品内的气溶胶形成基质的唯一直接通道。因此，远端是制品的一个非常特定的部分，尤其是就用户的味觉体验而言。

因此，期望具有能够开发制品的这个特定区域的全部潜力，尤其是关于用户的更多种类的味觉体验的加热组件、气溶胶生成装置和气溶胶生成系统。

发明内容

根据本发明，提供了一种用于加热气溶胶形成基质的加热组件。所述加热组件包括用于接收待加热的气溶胶形成基质的杯状加热室。基质可直接接收在加热室内，或优选地呈包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品的形式。所述加热室包括套筒部分和布置在所述加热室的与所述加热室的开放近端相对的远端处的底部部分。因此，加热室基本上至少由套筒部分和底部部分形成。所述加热组件还包括第一电加热器，所述第一电加热器包括至少一个第一加热元件，所述至少一个第一加热元件围绕所述套筒部分周向布置以用于将所述套筒部分至少加热到第一温度。所述加热组件还包括第二电加热器，所述第二电加热器包括至少一个第二加热元件，所述至少一个第二加热元件布置在所述底部部分的外端面处以用于将所述底部部分至少加热到第二温度。

根据本发明，已经认识到，在杯状加热室的底部处使用第二电加热器使得能够以优选地与制品的其他部分由第一电加热器基本上加热到的温度不同的温度选择性地加热制品的远端。因此，第二温度优选地与第一温度不同，尤其是高于第一温度。然而，第二温度也可以低于第一温度。具有将制品的不同部分加热到不同温度的能力允许在制品内部具有不同的气溶胶形成基质和/或不同的材料，例如在制品的远端部分中有一种气溶胶形成基质和/或材料，在制品的管状周边部分中有另一种气溶胶形成基质和/或材料，各自具有用于释放特定香味和/或气溶胶的特定温度。因此，通过为不同部分适当选择第一加热器和第二加热器的加热温度和操作时间，不同的气溶胶形成基质可以在具体期望的时间以具体期望的强度和/或具体期望的持续时间内激活。有利的是，这使得能够为使用者提供更丰富的味觉体验。当然，第二温度也可以等于第一温度。

优选地，第一电加热器和第二电加热器被构造成彼此独立操作。也就是说，第一加热器和第二加热器优选地是分开且独立的加热器。有利地，这会增加加热组件的各种操作模式并且因此增加用户体验的多样性。具体地说，独立操作第一加热器和第二加热器允许顺序地加热制品的不同部分，包括专用于不同口味的不同气溶胶形成基质。第一电加热器和第二电加热器中的每一个可以与相应的控制器相关联或由相应的控制器运行，所述相应的控制器被配置成独立于相应的其他加热器和控制器控制相应的加热器的操作。相应的控制器可以是加热组件的一部分，尤其是第一加热器和第二加热器的一部分或加热组件为其一部分的气溶胶生成装置的一部分。当然，加热组件或气溶胶生成装置也可以包括单个具体是总控制器，所述总控制器被配置成独立控制第一加热器和第二加热器的操作。在后一种情况下，总控制器可以包括控制器子单元，其中的每一个专门用于并被配置成控制第一加热器和第二加热器中的一个。总控制器还可以用于控制其他操作，例如对气溶胶生成装置的电源再充电。

替代性地，第一加热器和第二加热器可被配置成被共同操作。具体地说，第一加热器和第二加热器可与配置成同时控制第一加热器和第二加热器的操作的共同控制器相关联。第一电加热器和第二电加热器可以例如由并行或串行连接的共同控制器操作。共同控制器可以是加热组件的一部分或加热组件是其一部分的气溶胶生成装置的一部分。如上所解释，共同控制器可以为气溶胶生成装置的总控制器的一部分或可以为气溶胶生成装置的总控制器。

在共同操作的情况下，可通过使第一加热器和第二加热器被不同地构造或构建，来实现将套筒部分加热到第一温度并且将底部部分加热到第二温度，具体是将套筒部分和底部部分加热到不同温度。另外或替代地，套筒部分可以包括第一材料，并且底部部分可以包括不同于第一材料的第二材料，例如以允许将套筒部分和底部部分加热到不同温度。这将在下面进一步详细解释。

第一电加热器可以包括围绕套筒部分周向布置的唯一一个第一加热元件。优选地，这个单个第一加热元件围绕套筒部分基本上沿着套筒部分的整个轴向长度延伸布置。替代地，第一电加热器可以包括多个第一加热元件。优选地，多个第一加热元件中的每一个与相应的子部分相关联，具体地围绕相应的子部分周向布置，所述子部分具体是套筒部分的轴向子部分。甚至更优选地，每个子部分可以独立于套筒部分的其他子部分由其相关联的第一加热元件来加热。同样，第二电加热器可以包括布置在底部部分的外端面处的唯一一个第二加热元件。优选地，这个单个第二加热元件布置在底部部分的整个端面上。替代性地，第二电加热器可以包括多个第二加热元件。优选地，多个第二加热元件中的每一个与套筒部分的相应的子部分相关联。甚至更优选地，每个子部分可以独立于底部部分的其他子部分由其相关联的第二加热元件来加热。有利地，具有多个第一加热元件和/或第二加热元件允许更复杂的加热序列，和/或允许使用具有与不同口味相关联的多个不同基质子部分的制品。有利的是，这使得能够进一步增加用户体验的多样性。

一般来讲，第一电加热器和第二电加热器中的每一个可以是电阻加热器或感应加热器。即，第一加热器可以是电阻加热器，第二加热器可以是感应加热器；或者第一加热器可以是感应加热器，第二加热器可以是电阻加热器；或者第一加热器可以是感应加热器，第二加热器可以是感应电感器；或者第一加热器可以是电阻加热器，第二加热器可以是电阻加热器。

就电阻加热而言，第一加热器和第二加热器可以分别包括第一电阻加热元件和第二电阻加热元件。也就是说，第一加热元件和第二加热元件可以分别是电阻加热元件。电阻加热元件可以包括电阻加热线、电阻加热轨条、电阻加热网格或电阻加热网中的至少一个。例如，电阻加热元件可以是例如由铂制成的金属轨条，该金属轨条涂覆或分别附接到加热室的套筒部分或底部部分的外表面。为了最大限度地提高加热容量，金属轨条可为蜿蜒状或螺旋状。

如本文所使用，术语“电阻加热”也称为焦耳加热，是指电流通过导电材料产生热的过程。因此，在电阻加热器的情况下，第一电阻加热元件或第二电阻加热元件分别包括具有特定电阻率的导电材料或由具有特定电阻率的导电材料组成。优选地，在室温(20℃)下测量的电阻率为至少1.0×10E-08欧姆米，尤其为至少2.5×10E-08欧姆米。

导电材料可以是铂、铝、铜或不锈钢中的一者。

就感应加热而言，第一加热器和第二加热器可以分别包括第一感应加热元件和第二感应加热元件。具体地说，第一加热元件可包括第一感应线圈，并且套筒部分可以包括可感应加热材料或由可感应加热材料组成。同样，第二加热元件可以包括第二感应线圈，并且底部部分可以包括可感应加热材料或由可感应加热材料组成。

如本文所使用，术语“可感应加热材料”是指在位于交变电磁场中时能够将电磁能转换成热的材料。一般来说，这可取决于材料的电特性和磁特性而由可感应加热材料内的交变电磁场感生的磁滞损耗和/或涡电流所引起。在铁磁性或亚铁磁性材料中，由于材料内的磁畴在交变电磁场的影响下被切换而发生磁滞损耗。如果材料导电，则可感生涡电流。在导电铁磁性或亚铁磁性材料的情况下，可由于涡电流和磁滞损耗两者而产生热。因此，第一加热元件和第二加热元件各自的可感应加热材料可由于磁滞损耗或涡电流中的至少一者是可加热的。因此，第一加热元件和第二加热元件各自的可感应加热材料可以是导电的和磁性的(即，铁磁性的或亚铁磁性的)中的至少一者。例如，第一加热元件和/或第二加热元件可以包括导电的顺磁性或铁磁性材料或由导电的顺磁性或铁磁性材料组成，具体地是金属，例如，铁磁不锈钢或铝。替代性地，第一加热元件和/或第二加热元件可包括导电陶瓷材料(例如，掺杂镧的钛酸锶或掺杂钇的钛酸锶)或由导电陶瓷材料组成。同样地，第一加热元件和/或第二加热元件可包括开孔亚铁磁性或铁磁性陶瓷材料(例如，陶瓷铁氧体)或由开孔亚铁磁性或铁磁性陶瓷材料组成。

第一感应线圈和第二感应线圈的形状可以基本上分别匹配套筒部分和底部部分的形状。一般来讲，第一感应线圈和第二感应线圈中的每一个可以是螺旋线圈或扁平螺旋线圈，尤其是扁平饼状线圈或“弯曲的”平面线圈。扁平螺旋线圈的使用允许耐用且制造便宜的紧凑设计。螺旋感应线圈的使用有利地允许生成均匀的交变电磁场。如本文所使用，“扁平螺旋线圈”意指通常为平面线圈的线圈，其中线圈绕组的轴线与线圈所在的表面正交。扁平螺旋感应件可在线圈的平面内具有任何期望的形状。举例来说，扁平螺旋线圈可具有圆形形状，或可具有大体长圆形或矩形形状。然而，当在本文中使用时术语“扁平螺旋线圈”涵盖平面的线圈以及成形为符合弯曲表面的扁平螺旋线圈两者。例如，感应线圈可以是布置在优选圆柱形线圈支撑件(例如铁氧体芯)的圆周处的“弯曲的”平面线圈。此外，扁平螺旋线圈可以包括例如两层四匝扁平螺旋线圈或单层四匝扁平螺旋线圈。

优选地，第一感应线圈(如果存在)是围绕套筒部分周向布置的螺旋线圈或“弯曲的”平面线圈，该弯曲的平面线圈围绕套筒部分周向布置，并且成形为符合套筒部分的弯曲表面。第二感应线圈(如果存在)优选地为设置在底部部分的外端面处以用于加热底部部分的螺旋线圈或扁平饼状线圈。

第一感应线圈和/或第二感应线圈可保持在加热组件的壳体或包括加热组件的气溶胶生成装置的主体或壳体中的一者内。第一感应线圈和/或第二感应线圈可以围绕优选的圆柱形线圈支撑件(例如铁氧体芯)缠绕。

优选地，气溶胶生成装置包括加热室与壳体的外表面之间的绝热体。有利地，这避免了壳体过热和/或不希望的烧伤危险。在加热组件涉及感应加热的情况下，绝热体优选地由非导电性和顺磁性或抗磁性材料制成，例如以防止对绝热体的任何不希望的感应加热。

优选地，第一感应线圈和第二感应线圈不需要暴露于加热期间生成的气溶胶。因此，可以防止线圈上的堆积物和可能的腐蚀。具体地，第一感应线圈和第二感应线圈可以分别包括保护盖或保护层。

为了增强将电磁场提供的能量转换成热，第一感应线圈与套筒部分之间或第二感应线圈与底部部分之间的最小距离优选地在0.05毫米至0.3毫米的范围内，具体地在0.1毫米至0.2毫米的范围内。

优选地，第一加热器和第二加热器都是感应加热器，因为感应加热是高效的。因此，第一加热元件可包括第一感应线圈，套筒部分可以包括可感应加热材料或由可感应加热材料组成，并且第二加热元件可包括第二感应线圈，并且底部部分也可包括可感应加热材料或由可感应加热材料组成。为了实现将底部部分和套筒部分加热到不同温度，第一感应线圈的电感可不同于第二感应线圈的电感。具体地说，第一感应线圈可具有与第二感应线圈不同的几何形状。例如，第一感应线圈可以是围绕套筒部分布置的螺旋线圈，而第二感应线圈可以是布置在底部部分的变化端面处的扁平饼状线圈。替代地或另外，第一感应线圈和第二感应线圈就匝数而言可以是不同的，使得由第一感应线圈和第二感应线圈产生的相应交变电磁场不同，从而导致在加热室的套筒部分和底部部分中的涡电流和/或磁滞损耗不同。

替代地或除了第一感应线圈和第二感应线圈的不同电感之外，底部部分和套筒部分的可感应加热材料可以是不同的，也导致由于涡电流和/或磁滞损耗造成的热生成在加热室的套筒部分和底部部分中不同。因此，即使在第一感应线圈和第二感应线圈相似且在相同条件下操作的情况下，也可以实现不同的温度，也就是说，在套筒部分和底部部分内产生类似的电磁场。

甚至更一般地并且关于感应加热以及电阻加热两者，套筒部分可包括第一材料，底部部分可包括与第一材料不同的第二材料，例如以取决于加热机制由于材料的差异在套筒部分和底部部分中实现不同的加热温度。关于这一点，套筒部分的第一材料的电阻率、磁导率或比热中的至少一者分别与底部部分的第二材料的电阻率、磁导率或比热不同。

杯状加热室还可以包括布置在套筒部分与底部部分之间的绝热材料，例如绝热环。有利地，这防止套筒部分的温度干扰加热室的底部部分的温度。在此构造中，在第一加热元件与第二加热元件之间在绝热材料或环的轴向位置处可以存在轴向间隙或距离。如本文所使用，术语“轴向”是指杯状加热室的长度轴线。

此外，加热组件可包括加热叶片，该加热叶片被构造成插入到气溶胶生成制品的气溶胶形成基质中。加热叶片可附接到底部部分的内表面，并且可以基本上沿着加热室的中心轴线延伸到加热室的内空隙中。加热叶片可以在其自由端处呈锥形，例如以便于插入到气溶胶生成制品的基质中。叶片可与底部部分热接触，例如以通过从底部部分的热传导加热，所述底部部分又可由第二加热器加热。替代性地或另外，加热叶片可以包括单独加热器，例如，电阻加热器。电阻加热器可以包括涂覆或附接到加热叶片的表面的例如由铂制成的金属轨条。加热叶片的单独加热器可以由单独控制器操作，或者由已经用于控制第一加热器和第二加热器的共同控制器或者由加热组件为其一部分的气溶胶生成装置的总控制器来操作。优选地，加热叶片的单独加热器被构造成独立于第一加热器和/或第二加热器操作。优选地，加热叶片可以包括金属芯构件。在由单独加热器加热的情况下，加热叶片还可以包括夹住金属芯构件的两个陶瓷覆盖构件。至少一个覆盖构件的外表面可以用电阻加热器，例如，金属轨条涂覆。

在加热室的底部部分要被加热到比套筒部分更高的温度的情况下，围绕套筒部分布置的第一加热元件可轴向地朝套筒部分延伸或一直延伸到套筒部分或甚至超过套筒部分，尤其是例如以环绕底部部分。因此，由第一加热器提供的热能的至少一部分添加到由底部部分中的第二加热器提供的热能。在此构造中，杯状加热室优选地在套筒部分与底部部分之间不包括任何绝热环或绝热材料。

一般来讲，加热室可以为圆柱形的或截头形的。加热室可以具有不同的横截面形状，具体是矩形、方形、圆形、椭圆形、三角形、足形或星形、多面形。为此，加热室的有效加热表面随着横截面形状的周向长度的增加而增加。

此外，底部部分或套筒部分中的至少一者可以是可渗透流体的，尤其包括至少一个开口或通道和/或被穿孔。有利地，这允许空气从加热室的外部通过底部部分和/或套筒部分朝向加热室内的气溶胶形成基质传递。因此，加热室可以与延伸穿过加热组件或延伸穿过加热组件为其一部分的气溶胶生成装置的空气路径流体连通，或可以为所述空气路径的一部分。在气溶胶形成基质基本上搁置在杯状加热室的底部部分的情况下，穿孔的底部部分可以使制品的远端处的气溶胶形成基质与来自加热室外部的空气连接。

假如气溶胶生成制品在其圆周处具有侧向空气入口，例如穿过制品的包装材料，加热室还可以包括穿过套筒部分的穿孔、开口或通道，这些穿孔、开口或通道被布置成例如在制品被接收于加热室中时位于制品中的空气入口旁边。因此，空气也可以通过其圆周侧向地传递到制品中。

此外或者替代性地，至少套筒部分和优选地还有底部部分以及(如果存在)优选地还有加热室的绝热材料/环在它们各自的内表面处可包括多个狭槽或凹槽，这些狭槽或凹槽从加热室的近端延伸到底部部分，且优选地进一步沿着底部部分延伸，例如以在加热室的近端与底部部分的面向制品在插入到加热室中的远端的内表面之间提供多个气流通路。因此，当使用者在制品的近端上抽吸时，环境空气在加热室的近端处被吸入，例如以进一步沿着多个狭槽或凹槽传递到其远端处的制品中。因此，当沿着多个狭槽或凹槽传递时，环境空气可以由套筒部分和底部部分预加热，这有利地影响气溶胶形成。

如上所述，第一加热器和第二加热器可以由单个控制器或共同控制器或总控制器操作。此类控制器可以是加热组件或包括加热组件的气溶胶生成装置的一部分。具体地说，控制器可被配置成提供驱动电流(DC或AC)以驱动电阻加热器和/或感应加热器。在感应加热的情况下，相应的控制器可以包括感应源，特别是交流发电机，其被配置成提供交流电流(AC)。

此外，可以提供用于为第一加热器和第二加热器供电的至少一个电源。优选地，至少一个电源经由相应的控制器可操作地耦合到第一加热器和第二加热器。电源可以是电加热组件的一部分。或者，电加热装置可以是本发明的加热组件所针对的气溶胶生成装置的一部分。无论电源是气溶胶生成装置还是加热组件的一部分，电源也可以用于其它目的，例如，用于运行加热组件的控制器或气溶胶生成装置的总体控制器。

根据本发明，还提供了一种电加热气溶胶生成装置，其包括根据本发明且如本文所描述的加热组件。

如本文所使用，术语“气溶胶生成装置”用于描述能够与至少一个气溶胶形成基质相互作用，特别是与设置在气溶胶生成制品内的气溶胶形成基质相互作用的电操作装置，例如以通过加热基质来生成气溶胶。优选地，气溶胶生成装置是用于生成气溶胶的抽吸装置，该气溶胶可由使用者通过使用者的嘴直接吸入。具体地，气溶胶生成装置是手持式气溶胶生成装置。

如前所述，气溶胶生成装置可以包括用于控制加热组件的第一加热器和第二加热器的操作的至少一个控制器。具体地说，气溶胶生成装置可以包括用于控制第一加热器和第二加热器的操作的共同控制器或单独的控制器。此类控制器可设置在气溶胶生成装置的总控制器中。这些控制器中的任何一个控制器可以包括微处理器，例如，可编程微处理器、微控制器或专用集成芯片(ASIC)或能够提供控制的其他电子电路。此类控制器可以包括另外的电子部件，例如至少一个DC/AC逆变器和/或功率放大器，例如D类或E类功率放大器。具体地说，此类控制器可以被配置成调节向第一加热器和/或第二加热器的电流供应，例如向第一感应线圈和/或第二感应线圈，或者向第一电阻加热元件和/或第二电阻加热元件的电流供应。电流可以在系统启动之后连续地供应给第一加热器和/或第二加热器，或者可以间歇地，诸如基于逐口抽吸供应。

关于感应加热，气溶胶生成装置可以包括用于为第一感应线圈和第二感应线圈供电的共同感应源或单独的感应源。优选地，感应源是气溶胶生成装置的总控制器的一部分。感应源可包括交流电(AC)发电机。所述AC发电机可由气溶胶生成装置的电源供电。所述AC发电机可操作地耦合到第一加热器和/或第二加热器的感应线圈。所述AC发电机构造成产生高频振荡电流以穿过感应线圈来产生交变电磁场。如本文所使用，高频振荡电流意指具有频率在500kHz与30MHz之间、优选地在1MHz与10MHz之间且更优选地在5MHz与7MHz之间，最优选地在约6.8MHz的振荡电流。

还如前所述，气溶胶生成装置有利地包括电源，优选地是电池，例如磷酸锂铁电池。作为备选，电源可为另一形式的电荷存储装置，例如电容器。电源可能需要再充电，且可具有允许存储足够用于一次或多次用户体验的能量的容量。举例来说，电源可具有足够容量以允许在大约六分钟的时段或六分钟的整倍数的时段中连续生成气溶胶。在另一示例中，电源可具有足够的容量以允许预定次数的抽吸或感应线圈的不连续激活。

加热组件的加热室可嵌入气溶胶生成装置的壳体中。除了包括控制器和电源的主体之外，气溶胶生成装置还可以包括烟嘴。烟嘴可以安装到装置的主体。具体地说，烟嘴可被构造成在将烟嘴安装到主体时关闭加热室。为了将烟嘴附接到主体，主体的近端部分可以包括磁性或机械安装件，例如，卡口安装件或卡扣配合安装件，其在烟嘴的远端部分处与对应的对应件接合。如果装置不包括烟嘴，气溶胶生成制品可以包括烟嘴，例如过滤器滤嘴段。

气溶胶生成装置可以包括至少一个空气出口，例如烟嘴(如果存在)中的空气出口。

优选地，气溶胶生成装置包括从所述至少一个空气入口延伸穿过加热室并可能进一步到达烟嘴(如果存在的话)中的空气出口的空气路径。

已经关于根据本发明并且如本文所述的加热组件描述了根据本发明的气溶胶生成装置的另外的特征和优点。因此，将不再重复这些另外的特征和优点。

根据本发明的又一方面，提供了一种气溶胶生成系统。该系统包括根据本发明并且如本文所述的加热组件或气溶胶生成装置。所述系统还包括可接收在加热组件的加热室中的气溶胶生成制品。所述制品包括待加热的至少一个气溶胶形成基质。

如本文所使用，术语“气溶胶生成制品”是指包括至少一个气溶胶形成基质的制品，所述气溶胶形成基质在加热时释放可形成气溶胶的挥发性化合物。优选地，气溶胶生成制品为加热的气溶胶生成制品。也就是说，一种气溶胶生成制品包括至少一个气溶胶形成基质，所述气溶胶形成基质意图被加热而非被燃烧以便释放可形成气溶胶的挥发性化合物。所述气溶胶生成制品可以是消耗品，特别是单次使用之后将丢弃的消耗品。例如，所述制品可以是包括待加热的液体气溶胶形成基质的筒。替代性地，该制品可以是杆状制品，特别是烟草制品，类似于常规香烟。

如本文所使用，术语“气溶胶形成基质”是指在加热气溶胶形成基质后能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基质。气溶胶形成基质是气溶胶生成制品的一部分。气溶胶形成基质可以是固体或优选地是液体气溶胶形成基质。在两种情况下，气溶胶形成基质可以包括固体组分和液体组分中的至少一者。气溶胶形成基质可包括含烟草材料，所述含烟草材料含有加热后从基质释放的挥发性烟草香味化合物。替代地或另外，气溶胶形成基质可包括非烟草材料。气溶胶形成基质还可包括气溶胶形成剂。合适的气溶胶形成剂的示例是丙三醇和丙二醇。气溶胶形成基质还可包括其它添加剂和成分，例如尼古丁或香料。气溶胶形成基质还可以是糊状材料、包括气溶胶形成基质的多孔材料小袋，或例如与胶凝剂或粘剂混合的松散烟草，其可以包含例如丙三醇的常见气溶胶形成剂，且被压缩或模制成滤嘴段。

一般来说，制品可以具有基本上杆形状，优选地类似于常规香烟的形状。关于这一点，制品还可包括不同部分，特别是芯部分、环绕芯部分的管状周边部分和远侧尖端部分。此外，制品可以包括在近端处用作烟嘴的过滤器滤嘴段。所述制品还可包括至少围绕所述芯部分、所述管状周边部分和所述远侧尖端部分并且优选地还围绕过滤器滤嘴段的包装材料。主要是，包装材料用于将不同部分保持在一起，并维持制品的所需横截面形状。举例来说，包装材料可以是包装纸，特别是由卷烟纸制成的包装纸。或者，包装材料可以是例如由金属或塑料制成的箔。包装材料可以是可渗透流体的，例如以允许气化气溶胶形成基质从制品释放，从而允许空气通过制品的圆周吸入制品中。包装材料可以是多孔的。此外，包装材料可包括在加热时将活化并从包装材料释放的至少一种挥发性物质。举例来说，包装材料可浸渍有香料挥发性物质。

优选地，远侧尖端部分基本上由加热室的底部部分加热，而管状周边部分基本上由加热室的套筒部分加热。

为了提供更多的各种用户体验，管状周边部分可以包括第一气溶胶形成基质，优选地包括第一感官介质，并且远侧尖端部分可以包括第二气溶胶形成基质，优选地包括第二感官介质。可以选择第一气溶胶形成基质、第二气溶胶形成基质和感官介质中的每一个以分别在第一加热器和第二加热器的特定第一温度和特定第二温度下热释放。

芯部分可以通过不透气溶胶的分离套筒与管状周边部分分离。因此，制品可提供不同的隔室，例如，使得在远侧尖端部分中产生的气溶胶不与在管状周边部分中产生的气溶胶混合。因此，制品可以包括两个主空气路径：通过芯部分的空气路径，该空气路径专用于在远侧尖端部分中产生的空气；以及芯部分外部，即通过管状周边部分的空气路径，该空气路径专用于在管状周边部分中产生的气溶胶。

芯部分可以是中空的。替代性地，芯部分可以包括另一(第三)气溶胶形成基质，优选地包括另一(第三)感官介质。

形成制品的不同部分中的气溶胶形成基质的密度可以是不同的，例如以为不同部分提供不同的抽吸阻力。例如，所述制品可在管状周边部分中具有第一气溶胶形成基质(优选地包括第一感官介质)，并且在芯部分中具有第二气溶胶形成基质(优选地包括第三感官介质)，其中，第一气溶胶形成基质具有比第三气溶胶形成基质更高的抽吸阻力。因此，穿过制品的空气在芯部分中的速度比在管状周边部分中的速度高。具体地说，这种构造允许在管状周边部分中产生的气溶胶被吸入到芯部分中，在此，可以将其直接朝向制品的近端传递到使用者的口中。

此外，可以是制品的远端部分可以浸入特定感官介质(例如液体或粉末等)中，然后插入到加热室中。在此，该制品的浸渍远端部分与加热室的被加热的底部部分热接近或甚至接触。由于底部部分可以被加热到与套筒部分的温度不同的温度，尤其是与套筒部分的温度无关，所以远端部分内的感官介质可以在其特定的释放温度下被选择性地释放，特别是独立于在制品的其他部分中的具有不同释放温度的感官介质和/或气溶胶形成基质被释放。

此外，管状周边部分、芯部分和/或远侧尖端部分可以各自分成相应的子部分。每个子部分优选地专门用于不同的气溶胶形成基质和/或不同的感官介质。这种构造优选地分别与包括多个第一加热元件或第二加热元件的第一加热器和/或第二加热器组合使用，如上所述。有利的是，这使得能够进一步增加用户体验的多样性。

附图说明

已经关于根据本发明并且如本文所述的加热组件和气溶胶生成装置描述了根据本发明的气溶胶生成系统的另外的特征和优点。因此，将不再重复这些另外的特征和优点。

将仅通过举例参考附图进一步描述本发明，附图中：

图1是根据本发明的第一实施例的包括电加热组件的气溶胶生成系统的示意图；

图2是根据本发明的第二实施例的包括电加热组件的气溶胶生成系统的示意图；

具体实施方式

图1示意性地图示了根据本发明的第一实施例的包括电加热组件20的气溶胶生成系统1。气溶胶生成系统1包括两个部件：包括待加热的气溶胶生成基质71、72、73的气溶胶生成制品60；以及气溶胶生成装置10，该气溶胶生成装置包括电加热组件20以用于在装置10中接收制品60时加热制品内的气溶胶形成基质71、72、73。

气溶胶生成制品60具有类似于常规香烟的形状的基本上杆形状。如图1中可见，制品60包括不同部分：芯部分62、环绕芯部分62的管状周边部分61、远侧尖端部分63，以及在制品60的近端65处的过滤器滤嘴段64，该过滤器滤嘴段用作烟嘴。制品60还包括至少围绕芯部分62、管状周边部分61和远侧尖端部分63，且优选地还围绕过滤器滤嘴段64的包装材料66。

远侧尖端管状周边部分61包括包含第一感官介质的第一气溶胶形成基质71，远侧尖端部分63包括包含第二感官介质的第二气溶胶形成基质73，并且芯部分62包括包含第三感官介质的第三气溶胶形成基质72。优选地，气溶胶形成基质71、72、73彼此不同，例如以具有不同的口味。具体地讲，第一、第二和第三气溶胶形成基质71、72、73中的每一个具有特定的释放温度，在此温度下，在相应的基质中，可形成气溶胶的挥发性化合物的释放被热激活。优选地，三个气溶胶形成基质71、72、73中的至少两个的特定的释放温度彼此不同，使得相应的挥发性化合物的释放可通过向基质施加不同的加热温度被选择性地激活。在当前的实施例中，第一气溶胶形成基质71和第三气溶胶形成基质72具有基本上相同的释放温度，而第二气溶胶形成基质73具有显著更高的释放温度。此外，第一、第二和第三气溶胶形成基质71、72、73中的每一个可以提供特定的抽吸阻力。在当前的实施例中，第一气溶胶形成基质71具有比第二气溶胶形成基质73和第三气溶胶形成基质72高得多的抽吸阻力。因此，穿过制品60的空气在芯部分62中的速度比在管状周边部分61中的速度高。因此，在管状周边部分中产生的气溶胶被抽吸到芯部分中，在此气溶胶可以直接朝向制品60的近端65传递进入使用者的口中。在图1中，这种效应通过表示通过装置10和制品60的气流的箭头图示。

为了开发与特定制品部分61、62、63相关联的不同基质71、72、73的全部潜力，根据本发明的加热组件20包括杯状加热室30，以用于至少部分地在其中接收气溶胶生成制品60。加热室30包括套筒部分31和底部部分32，该底部部分布置在加热室30的与加热室30的开放近端35相对的远端34处。因此，套筒部分31和底部部分32基本上形成加热室30，制品60可通过开放近端35插入到该加热室中。在图1所示的实施例中，加热室30具有包括圆形横截面的基本上圆柱形的形状。也就是说，形成杯状加热室30的侧壁的套筒部分31基本上为圆柱形管，而底部部分32基本上为圆形盘。

加热组件20还包括第一电加热器41，该第一电加热器被构造成将套筒部分31加热到第一温度。为此，第一加热器41包括围绕套筒部分31周向布置的第一加热元件43。同样，加热组件20包括第二电加热器42，该第二电加热器被构造成将底部部分32加热到第二温度。第二加热器42包括布置在底部部分32的外端面处的第二加热元件44。因此，远侧尖端部分63基本上通过底部部分32加热，该底部部分又由第二加热器42加热，而管状周边部分61和芯部分62基本上通过套筒部分31加热，该套筒部分又由第一加热器41加热。

在当前的实施例中，第一加热器41和第二加热器42为感应加热器，其被配置成生成电磁场，以用于分别感应加热套筒部分31和底部部分32。因此，第一加热元件43包括螺旋形的第一感应线圈45，该第一感应线圈围绕套筒部分31周向布置，并基本上沿着套筒部分31的全长延伸而延伸。同样，第二加热元件44包括第二感应线圈46，该第二感应线圈为布置在底部部分32的外端面处的扁平饼状线圈。加热室30的套筒部分31和底部部分32两者都包括可感应加热材料，其中取决于相应的可感应加热材料的电特性和磁特性，相应的交变电磁场产生生热涡电流或磁滞损耗中的至少一者。因此，套筒部分31充当由第一感应线圈45感应加热的第一感受器元件，并且底部部分32充当由第二感应线圈46感应加热的第二感受器元件。在当前的实施例中，套筒部分31和底部部分32均由相同类型的铁磁不锈钢制成。然而，套筒部分31和底部部分32也可以包括不同的可感应加热材料或由不同的可感应加热材料组成。有利地，这有利于将套筒部分31和底部部分32以及因此制品60内的不同部分加热到不同温度。

在当前的实施例中，第一电加热器41和第二电加热器42被构造成彼此独立操作。也就是说，第一电加热器41和第二电加热器42中的每一个与单独的控制器14、15相关联并且由所述单独的控制器运行，所述单独的控制器被配置成独立于相应的其他加热器控制相应的加热器的操作。两个控制器14、15可以是气溶胶生成装置10的总控制器13的一部分或子单元。两个控制器14、15中的每一个包括交流发电机(图1中未示出)，该交流发电机被构造成提供频率在500kHz与30MHz之间的高频振荡电流。为了将AC电流提供到感应线圈，控制器14、15分别由电线(图1中未示出)与第一感应线圈45和第二感应线圈46可操作地耦合。控制器13、14、15由可充电电源16(例如，磷酸铁锂电池)供电。

关于对套筒部分31和底部部分32的第一加热温度和第二加热温度的完全独立控制，控制器14、15被配置成生成并提供相应的高频振荡电流，以用于在不同的频率和/或不同的幅值和/或不同的时间操作第一感应线圈45和第二感应线圈46。就频率和/或幅值和/或时间和持续时间而言，用于操作第一感应线圈45的高频振荡电流可以与用于操作第二感应线圈46的高频振荡电流不同。有利地，这使得能够将套筒部分31和底部部分32加热到不同的温度和/或在不同时间加热和/或加热不同的持续时间。因此，第一气溶胶形成基质、第二气溶胶形成基质和第三气溶胶形成基质(其优选地包括不同的口味)可以在不同的时间和/或不同的强度和/或不同的持续时间内激活，这大大增加了用户体验的多样性。

为了促进套筒部分31和底部部分32的独立加热，特别是为了防止套筒部分31与底部部分32之间的热干扰，加热室30包括布置在套筒部分31与底部部分32之间的绝热环33。

如图1中可见，加热组件10(包括加热室30的套筒部分31、底部部分32和绝热环33)以及控制器13、14、15和电源16布置在气溶胶生成装置10的壳体11内。在壳体11内，装置10还包括在加热组件10的周边处的绝热材料17，该绝热材料有利地防止使用者在保持装置10时被烧伤。

如图1中还可看出，装置10包括从装置壳体11中的侧向空气入口18通过底部部分32中的开口38延伸到加热室30的内空隙的空气路径。空气路径由此经由远侧尖端部分63继续通过制品60一直沿着其长度延伸直到制品60的近端65处的过滤器滤嘴段64。如上所解释的，通过本实施例的制品的空气路径主要延伸穿过制品60的中心，尤其是通过芯部分62，该芯部分提供比管状周边部分61更低的抽吸阻力。

在使用中，使用者可按下按钮(图1中未示出)以选择和激活来自多个不同加热序列或操作模式的特定加热序列。根据由使用者选择的特定加热序列，控制器14、15向第一感应线圈45和/或第二感应线圈46提供高频振荡电流，例如以在套筒部分31和底部部分32内生成相应的交变电磁场。因此，取决于套筒部分31和底部部分32的材料的相应磁特性和电特性，套筒部分31和/或底部部分32由于由相应的交变电磁场感生的涡电流和/或磁滞损耗而变热。套筒部分31和/或底部部分32变热，直到达到第一加热温度或第二加热温度为止。关于管状周边部分61、芯部分62和远侧尖端部分64内的相关联的第一气溶胶形成基质、第二气溶胶形成基质或第三气溶胶形成基质的特定气溶胶释放温度，选择这些温度。优选地，在特定加热时间之后，使用者可在用作烟嘴的过滤器滤嘴段64上抽吸，以通过空气入口18将空气抽吸到加热室13中并且进一步通过制品60进入使用者的口中。根据所选择的序列中的特定加热序列和特定时间点，从管状周边部分61、芯部分62和/或远侧尖端部分64释放的汽化气溶胶形成材料夹带在从远侧尖端部分64基本上沿着芯部分62中的中心空气路径朝制品60的近端65流动的空气中。沿着此路径，汽化气溶胶形成材料冷却以在通过过滤器滤嘴段64逸出进入使用者口中之前形成气溶胶。

根据特定的加热序列，控制器14、15在预定时间为第一加热器41和第二加热器42供电并持续预定持续时间。例如，特定加热序列可以提供气溶胶生成制品60内的专用于不同口味的不同基质部分71、72、73的顺序加热。另一加热序列可以提供气溶胶生成制品60内的不同基质部分61、62、63以随时间可能变化的不同强度的加热。又一种加热序列可以提供气溶胶生成制品60内的不同基质部分61、62、63在不同温度下的加热，其中不同基质部分61、62、63可以包括相同的气溶胶形成基质或不同的气溶胶形成基质71、72、73。

此外，有可能气溶胶生成装置10被构造成由装置的使用者或提供者定制的加热序列的修改。加热序列可以例如通过与控制器13、14、15操作耦合的装置处的用户界面修改，和/或通过无线或有线连接使用外部装置，诸如个人计算机或移动电话(例如，智能电话)远程地修改。

图2示意性地图示了根据本发明的第二实施例的包括电加热组件120的气溶胶生成系统101。图2中所示的系统101与图1中示出的系统1非常相似，尤其是就气溶胶生成制品60、160和气溶胶生成装置10、110而言。气溶胶生成制品60、160甚至是相同的。因此，相似或相同的特征以如图1中相同的参考数字递增100表示。然而，与根据图1的气溶胶生成装置10相比较，根据图2的装置110在装置壳体的周边处不包括侧向空气入口。而是，加热室130的套筒部分131、底部部分132和绝热环133在它们各自的内表面处包括多个狭槽或凹槽，这些狭槽或凹槽从加热室130的近端135延伸到底部部分132，且还沿着底部部分的内侧，例如以在加热室130的近端135与底部部分132的面向插入到加热室130中的制品160的远侧尖端163的内侧之间提供多个气流通路。因此，当使用者在制品160的过滤器滤嘴段164上抽吸时，环境空气在加热室130的近端135处被吸入，并进一步沿多个狭槽或凹槽传递到制品160的远侧尖端163中。当沿着多个狭槽或凹槽传递时，环境空气因此由套筒部分132和底部部分132预加热，这有利地影响气溶胶形成。

Claims (15)

1.一种用于加热气溶胶形成基质的加热组件，所述加热组件包括

-杯状加热室，所述杯状加热室用于接收待加热的气溶胶形成基质，其中所述加热室至少由套筒部分和底部部分形成，所述底部部分布置在所述加热室的与所述加热室的开放近端相对的远端处；

-第一电加热器，所述第一电加热器包括至少一个第一加热元件，所述至少一个第一加热元件围绕所述套筒部分周向布置以用于将所述套筒部分至少加热到第一温度；以及

-第二电加热器，所述第二电加热器包括至少一个第二加热元件，所述至少一个第二加热元件布置在所述底部部分的外端面处以用于将所述底部部分至少加热到第二温度。

2.根据权利要求1所述的加热组件，其中所述第一电加热器和所述第二电加热器被构造成彼此独立地操作。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的加热组件，其中所述第一加热元件包括电阻加热元件，或者其中所述第一加热元件包括第一感应线圈，并且所述套筒部分包括可感应加热材料。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的加热组件，其中所述第二加热元件包括电阻加热元件；或者其中所述第二加热元件包括第二感应线圈，并且所述底部部分包括可感应加热材料。

5.根据权利要求1或2中任一项所述的加热组件，其中所述第一加热元件包括第一感应线圈，并且所述套筒部分包括可感应加热材料，并且其中所述第二加热元件包括第二感应线圈，并且所述底部部分包括可感应加热材料，并且其中所述第一感应线圈的电感不同于所述第二感应线圈的电感。

6.根据前述权利要求中任一项所述的加热组件，其中所述杯状加热室还包括布置在所述套筒部分与所述底部部分之间的绝热环。

7.根据前述权利要求中任一项所述的加热组件，其中所述加热室是圆柱形的或截头形的。

8.根据前述权利要求中任一项所述的加热组件，其中所述底部部分或所述套筒部分中的至少一者是可渗透流体的，尤其包括至少一个开口和/或被穿孔。

9.根据前述权利要求中任一项所述的加热组件，其中所述套筒部分包括第一材料，并且所述底部部分包括不同于所述第一材料的第二材料。

10.根据权利要求9所述的加热组件，其中所述套筒部分的第一材料的电阻率、磁导率或比热中的至少一者分别与所述底部部分的第二材料的电阻率、磁导率或比热不同。

11.一种电加热气溶胶生成装置，包括根据前述权利要求中任一项所述的加热组件。

12.一种气溶胶生成系统，包括

-根据权利要求1至10中任一项所述的加热组件，或根据权利要求11所述的气溶胶生成装置，

-可接收在所述加热组件的加热室中的气溶胶生成制品，所述制品包括待加热的至少一个气溶胶形成基质。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述制品具有基本上杆形状，所述制品包括芯部分、环绕所述芯部分的管状周边部分和远侧尖端部分，其中所述管状周边部分包括第一气溶胶形成基质，并且所述远侧尖端部分包括第二气溶胶形成基质。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述芯部分为中空的或包括第三气溶胶形成基质。

15.根据权利要求13或14中任一项所述的系统，其中所述芯部分通过不透气溶胶的分离套筒与所述管状周边部分分开。

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