CN112261881A - 感应加热系统和加热器 - Google Patents
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Abstract
提供一种用于气雾剂生成装置的感应加热器。感应加热器包括用于加热气雾剂生成材料的加热器元件。加热器元件包括陶瓷部件和与陶瓷部件一体成型的感受器材料。感受器材料被设置为在使用中通过电磁感应加热。
Description
技术领域
本发明涉及感应加热系统和用于气雾剂生成装置的加热器。
背景技术
诸如香烟、雪茄等的吸烟物品在使用期间会燃烧烟草产生烟草烟雾。已经尝试通过创造不用燃烧而释放化合物的产品来替代这些物品。这种产品的实例是所谓的“加热而不燃烧”产品或烟草加热装置或产品，其通过加热，而不是燃烧材料来释放化合物。材料可以是例如可以包含或不包含尼古丁的烟草或其他非烟草产品。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种用于气雾剂生成装置的感应加热器。感应加热器包括用于加热气雾剂生成材料的加热器元件。加热器元件包括陶瓷部件和与陶瓷部件一体成型的感受器材料。感受器材料被设置为在使用中通过电磁感应加热。
根据本发明的另一方面，提供一种用于气雾剂生成装置的感应加热器。感应加热器包括加热器元件，加热器元件包括被配置为当不同磁场穿过时加热的嵌入式感受器材料。加热元件进一步被设置为芯吸液体形式的可雾化材料。感应加热器包括液体形式的可雾化材料。加热器元件充满了液体形式的可雾化材料。
加热器元件的陶瓷部件的密度可高于感受器材料。
加热器元件的感受器材料的密度可高于陶瓷部件。
加热器元件的第一区域中的感受器材料和陶瓷部件的密度比可以不同于加热器元件的第二区域中的感受器材料和陶瓷部件的密度比。
加热器元件可以是加长的并且感受器材料和陶瓷部件的密度比随着加热器元件的长度变化。
感受器材料是至少一种以下形式：珠子，片状，颗粒，碎片，棒条和管。感受器材料可以是金属。感受器材料可以是含铁金属(ferrous metal)。
感受器材料可以包括至少两种感受器材料，其中，不同类型的感受器材料和陶瓷部件的密度比随加热器元件不同而变化。
陶瓷部件可以是用于接收可雾化材料的中空管的形式。陶瓷部件可以被设置为提供芯吸作用以将气雾剂生成材料芯吸进陶瓷部件。陶瓷部件可以是用烧结陶瓷材料形成。
加热器可以充满液体形式的可雾化材料。
提供一种用于气雾剂加热装置的感应加热系统。感应加热系统可以包括如本文公开的感应加热器和用于加热感应加热器的电磁场生成器。
根据本发明的另一方面，提供一种制造用于气雾剂生成装置的感应加热系统的感应加热器的方法。该方法包括：提供陶瓷材料；利用处于预先确定的密度的感受器材料计量陶瓷材料；以及将计量的陶瓷材料成型为感应加热器的期望的形状。
陶瓷材料可以以浆体的形式提供并且计量的陶瓷材料可以被塑造成感应加热器的期望的形状。
陶瓷材料可以以粉末的形式提供并且计量的陶瓷材料可以被成型为感应加热器的期望的形状，并且然后被烧结以固定感应加热器的形状。
计量的陶瓷材料可以被成型为中空管。
本发明的进一步特征和优点将从以下仅通过示例方式给出的本发明的优选实施例的描述中变得明显，该描述参照附图进行。
附图说明
图1示出根据实例的加热器元件的示意性透视剖面图；
图2示出根据实例的加热器元件的示意性透视剖面图；
图3示出根据实例的加热器元件的示意性透视剖面图；
图4示出根据实例的加热器元件的示意性透视剖面图；
图5示出根据实例的加热器元件的示意性透视图；以及
图6示出根据实例的气雾剂生成装置的示意性横截面视图。
具体实施方式
感应加热是通过电磁感应加热电感应物体的过程。众所周知，电感应物体可以是感受器。感应加热器可以包括电磁铁和用于将例如交变电流的电流传输通过电磁铁的装置。电磁铁中的不同电流产生不同磁场。不同磁场穿过相对于电磁铁合适地定位的感受器，在感受器中生成涡电流。感受器对涡电流具有电阻，并且因此涡电流为克服这个电阻的流动导致感受器通过焦耳加热而被加热。如果感受器包括诸如铁(Iron)、镍(Nickle)或钴(Cobalt)的铁磁材料，热量也可以通过感受器中的磁滞损失生成，即通过作为磁性材料中的磁偶极子和不同磁场的对准的结果的不同定向生成。
如和通过传导加热相比，在感应加热中，热量在感受器内生成以取得快速加热。进一步，感应加热器和感受器之间并不需要任何物理接触以在制造和应用中获得更大自由。
图1示出加热器元件100的实例的示意性透视剖面图，加热器元件100具有陶瓷部件110和设置在陶瓷部件110内的感受器材料120。加热器元件100如此设置，使得一旦加热器元件100被放置在操作电磁感应系统内，感受器材料120将生成热能。换句话说，加热器元件100作为感应加热器使用。陶瓷部件110将保持感受器材料120生成的热量并因此加热器元件100高效地作用以提供热能。陶瓷部件110可以和嵌入陶瓷部件110内的感受器材料120处于任何形状。
图2示出加热器元件100的实例的示意性透视剖面图。图2的加热器元件100具有两个区域：区域A和区域B。感受器材料120不均匀地分布在这两个区域之间，因此区域A和区域B相比较具有更大量的感受器材料120。换句话说，和区域B相比，区域A中的陶瓷数量更少。感受器材料120的这种不均匀分布的作用是当图2的加热器元件100暴露在磁场中时，由于区域A中的感受器材料120和陶瓷材料110的密度比区域B中的大，区域A将会比区域B热得更快。此外，由于区域A具有更少的陶瓷材料，区域A中总的隔热等级可以相对低于区域B，并且因此，热量可以更快地从加热器元件100的区域A中逸出。以这种方式，可以通过加热器元件100中感受器材料120的设置产生具有特定加热轮廓的加热器元件100。为了不同地加热任何与加热器元件100相接触/附近的可雾化材料的不同区域，这可能是有用的。这可能会受待加热的可雾化材料的不同类型(多种)，当加热器元件100用于气雾剂供应装置时加热器元件100上面/穿过加热器元件100的气流特征，和/或加热区域和烟嘴之间的距离的影响。
如图2的实例所示，区域A朝向加热器100的一端设置，并且区域B朝向加热器100的另一端设置。换句话说，设置在陶瓷部件110中的感受器材料120的数量随着加热器元件100的长度纵向变化。如技术熟练的读者所能理解的，其他设置是可以想象的。换句话说，感受器材料的密度可以随着任何相对于加热器的方向变化。例如，进一步或可替代地，感受器材料120的数量可以随加热器100的宽度不同而变化。当感受器材料120的数量二维(即宽度和长度)变化，使用中的加热器元件100可以形成二维加热轮廓。在一个实例中，加热器元件100可以具有一排区域，其中的每一个区域具有预期数量的设置在陶瓷部件110中的感受器材料120。每个区域因此可以被看作是基于设置在那个区域中的感受器材料120的数量具有它具体的加热速率的“加热点”。
现在参考图3，示出加热器元件100的另一实例的示意性透视剖面图。图3的加热器元件100具有三个区域，区域A、区域B和区域C。感受器材料120不均匀的分布在这三个区域之间，即区域A和区域B相比较具有更大数量的感受器材料120，并且区域C和区域A相比较具有更大数量的感受器材料120。如图2的加热器元件100的实例所示，感受器材料120的不均匀分布导致用于图3的加热器100的特定加热轮廓。区域C将会最快加热，然后是区域A和区域B。在所示的实例中，区域C朝向加热器元件100的一端，区域A朝向加热器元件100的另一端，同时区域B位于区域A和区域C之间。再次，如图2所示，设置在陶瓷材料110中的感受器材料120的数量随着图3所示的加热器元件100的长度纵向变化。由图2和图3所示的加热器元件100提供的特定加热轮廓可以结合专门的可雾化材料最佳利用，专门的可雾化材料可以随着其长度变化。可选地，如果需要，专门的可雾化材料还可以随其宽度不同而变化。以这种方式，在抽吸期间，加热器可以在特定时间点从与区域A和区域B(以及图3的区域C)大体地对准的可雾化材料的特定节段或部分生成气雾剂。在一个实例中，可雾化材料可以具有与快速加热的区域A大体地对准的烟草部分，以及与慢速加热的区域B大体地对准的薄荷醇部分，使得抽吸过程始于烟草气雾剂终于薄荷醇气雾剂。
设置于每个区域(例如区域A，B或C)中的陶瓷部件110内的感受器材料120的数量可以如此设置以至于当在使用中被加热时，每个区域的峰值温度基本上稳定在相同的温度，但是每个区域达到其峰值温度的时间根据具体加热器元件100的所期望的加热轮廓不同。换句话说，每个区域的加热速率在使用中会不同。
可替代地，设置在每个区域(例如区域A，B或C)中的陶瓷部件110内的感受器材料120的数量可以如此设置以至于当在使用中被加热时，每个区域的峰值温度随值和达到那个峰值温度的时间两者不同。设置在每个区域中的陶瓷材料110内的感受器材料120的量将会根据具体加热器元件100的所期望的加热轮廓设置。换句话说，每个区域内的加热速率和最终峰值温度都将会在使用中变化。也应该理解的是每个区域内的感受器材料的类型可以不同(除此之外或可替代地还有密度)，每个区域内感受器材料的类型具有不同加热特征(例如升温速率、操作稳定等)并且因此每个区域内温度的变化可以受每个区域内感受器材料的选择的影响。
在一个实例中，加热器元件100可以通过混合陶瓷浆料和适当数量的感受器材料120来制造。陶瓷浆料可以放置在模具内。然后可以对陶瓷浆料进行设定和干燥。然后将陶瓷浆料进行烧制以使陶瓷坚硬且刚性，并因此形成加热器元件100的陶瓷部件110。在一个实例中，适量的感受器材料120可以通过一部分将最终形成加热器元件100的各个区域的陶瓷浆料混合。换句话说，陶瓷浆料通过感受器材料120计量。感受器材料120可以如所期望的加热轮廓确定的那样通过一部分陶瓷浆料均匀地或不均匀地混合。然后这一部分陶瓷浆料可被加入处于各个位置的模具。然后根据加热器元件100所期望的加热轮廓，对应于具有不同数量(或如所讨论的类型)的感受器材料120的其他区域的陶瓷浆料的其他部分可以被加入模具。
在另一实例中，适量的用于加热器元件100一个区域的感受器材料120可以被加入已经位于模具内的陶瓷浆料。在对浆料进行设定和烧制之前，适量的感受器材料120可以被加入模具内的适当位置。如所期望的加热轮廓确定的那样，感受器材料120可以通过一部分陶瓷浆料均匀地或不均匀地混合。然后根据加热器元件100所期望的加热轮廓，其他数量的感受器材料120可以被加入模具的其他位置，模具包含对应于不同加热区域的陶瓷浆料。
在另一实例中，陶瓷部件110可以通过烧结陶瓷粉末制造以形成陶瓷部件110。在对粉末进行烧结之前，陶瓷粉末可以被按压或铸造成陶瓷部件110的最终形状。在一个实例中，适量的感受器材料120可以被加入或和一部分陶瓷粉末混合。然后对应于加热器元件100的各个区域的那一部分粉末可以相对于陶瓷粉末的其他部分设置，陶瓷粉末的其他部分对应于具有不同数量的感受器材料120的加热器元件的其他区域。然后成形和烧结所完成的设置。如下所讨论的，烧结过程形成其中的陶瓷部件110是多孔的加热器元件100。多孔的陶瓷部件110可以具有芯吸性能，因此允许可雾化液体被芯吸至加热器元件100上的加热位置。
如对技术熟练的读者很明显的，设置于陶瓷部件110内的感受器材料120的数量也可以描述成陶瓷部件110内的感受器材料120的密度。为了生产加热器元件100，感受器材料120的数量可以通过和陶瓷部件110的密度比测量。感受器材料120的数量和陶瓷部件110的密度比可以根据加热器元件100的区域变化。例如，其中一个区域(例如A、B或C)中的感受器材料120和陶瓷部件110的密度比和另一区域不同，如具有本领域知识的技术人员会理解的，由于制造过程，最终的加热器元件100内的密度比可以与原始感受器材料和原始陶瓷的密度比不同。例如，或许需要考虑制造期间的失水量。
参考图4，示出加热器元件100的另一实例的示意性透视剖面图。加热器元件100具有不同形式的陶瓷部件110和感受器材料120。感受器材料120可以是棒条120a，珠子120b，管120c，碎片120d，片状120e或颗粒120f的任何形式。感受器材料120可以形成自一种感受器材料或它可以形成自两种或多种感受器材料。不同的感受器类型导致待达到的不同峰值温度。感受器材料120的类型和陶瓷部件110的具体区域内的该类型的感受器材料120的数量的不同都导致产生非常精确的加热轮廓。图4所示的加热器元件100可以如上所述相对于图1至图3以相同的方式形成。
参考图5，示出加热器元件100的示意性透视图。如前述实例，加热器元件100具有陶瓷部件110和感受器材料120，但是这个加热器元件100已经形成为中空管并且因此具有从加热器元件100的一端到另一端朝向通孔140的开口130。当图5的加热器元件100放置在磁场内，感受器材料120将生成将通过陶瓷部件110保留并向周围环境辐射的热量。通孔140将会通过周围的加热器元件100加热并且通孔140内的热量将会被高效保留。因此加热器元件100充当在通孔140内产生高温的烤箱，可雾化材料可以放置在通孔140内。如图2，图3和图4所示的实例，图5的加热器元件100在加热器元件100内的感受器材料120的数量和类型都不相同。例如，在加热器元件100的一个区域中，加热器元件100可以具有比在加热器单元100的另一个区域中更多的感受器材料120。在一个实例中，感受器材料120可以更集中于加热器元件100的一端，因此烤箱在那一端最热以至于更快影响气雾剂的生成。换句话说，设置在陶瓷部件110以内的感受器材料120的数量随着中空管加热器元件100的长度纵向变化。
图5所示的加热器元件100可以如上所述相对于图1至图4以相同的方式形成。
现在参考图6，示出具有能量单元210、加热单元220和烟嘴230的气雾剂生成装置200。烟嘴230朝向装置200的近端定位，同时如实例中所示，能量单元210朝向装置200的远端定位。如实例所示，加热单元220定位在能量单元210和烟嘴230之间。
加热单元220容纳有加热器300。加热器300具有感受器材料320嵌入其中的陶瓷部件310。加热器300还具有携带电流的线圈330或一系列线圈330。线圈330提供磁场以使陶瓷部件310内的感受器材料320加热。线圈330连接至在装置200的能量单元210中提供的能量源。
如图1至图5所示，陶瓷部件310可以以如加热器元件100相同的方式形成。因此，陶瓷部件310可以从浇筑或模制的陶瓷浆料形成。在另一实例中，陶瓷浆料可以挤压成管状。浆料可以通过感受器颗粒计量。然后浆料可以加工成中空形状。
亦如上关于图1至图5所讨论的，陶瓷部件310可以可替代地通过烧结、压力应用或任何其他用于形成多孔陶瓷的技术制造。例如，陶瓷部件310可以通过等静压成形、塑形成形(例如旋坯成形、挤压或注塑)或浇筑制造。以这种方式，制造的陶瓷部件310将会是多孔的而且因此充当吸芯从装置200内大量的气雾剂生成材料，例如通过毛细作用力，抽取气雾剂生成材料。因此陶瓷部件310将充当吸芯和用于装置200的加热器。在一个实例中，陶瓷部件310的一端可以投入大量气雾剂生成材料内以在抽吸期间将气雾剂生成材料抽取至用于雾化的加热器300。
陶瓷部件310还可以用作消耗品。在一个实例中，感受器材料320嵌入其中的陶瓷部件310可以充满气雾剂生成材料，诸如例如电子烟油或浓缩烟草提取物和气雾剂生成剂，诸如例如在气雾剂生成装置200中形成用于使用一次性消耗品的甘油。替代材料包括浓缩烟草提取物和粘合剂，诸如例如海藻酸钠。此外地或可替代地，材料也可以包括香料或风味剂。如本文所使用的，术语“香料”和“风味剂”指地方法规允许的可以用来在面向成人消费者的产品中产生期望的味道或香味的材料。使用的感受器材料320的类型和数量可以专门选择以和预饱和气雾剂生成材料顺利地起作用。例如，如果在抽吸期间，陶瓷部件310其中之一在一端具有将被首先雾化的一种类型的气雾剂生成材料并且在抽吸期间在第二端具有将第二个被雾化的第二种类型的气雾剂，感受器材料320可以对于第一端加重，或者可以选择位于第一端的感受器材料的类型以达到比位于第二端的类型更高的温度。
一系列加热器300可以和每个加热器300配置具有相似或不同的载荷的感受器材料320，每个加热器300被配置为提供在使用中相似或不同的加热轮廓。以这种方式，加热器300可以从气雾剂生成装置200中移除或用在抽吸期间提供优选加热轮廓的加热器300替代。这可以是由于通过具体加热轮廓优选地加热的可雾化材料的具体选择。
陶瓷部件110、310可以通过任何合适的陶瓷材料形成。例如，陶瓷部件110、310可以通过任何可以形成为刚性块状物或小圆片的合适的陶瓷材料形成。例如，陶瓷部件110、310可以通过任何可以形成为多孔块状物或多孔小圆片的合适的陶瓷材料形成。例如，陶瓷材料可以通过但不限于至少一个下列材料形成：氧化铝，氧化锆，氧化钇，碳酸钙，和硫酸钙。
感受器材料120、320可以通过任何合适的感受器材料形成，例如以下至少一个，或任何下列材料的组合：铁、诸如不锈钢的铁合金、低碳钢、钼、碳化硅、铝、金和铜。
上述实施方式应理解为本发明的说明性实例。还设想了本发明的进一步实施方式。要明白任何与任一实施方式相关地描述的或与其他所描述的特征组合的特征可以单独使用，并且也可以和任何其他实施方式的一个或多个特征组合使用或与其他实施方式的任何组合使用。此外，在不背离所附权利要求书中所界定的发明范围的情况下，也可以使用上述未描述的等同和修改。
Claims (19)
1.一种用于气雾剂生成装置的感应加热器，包括
加热器元件，所述加热器元件用于加热气雾剂生成材料，其中，所述加热器元件包括陶瓷部件和与所述陶瓷部件一体成型的感受器材料；
所述感受器材料被设置为在使用中通过电磁感应加热。
2.根据权利要求1所述的感应加热器，其中，所述加热器元件的陶瓷部件的密度高于感受器材料。
3.根据权利要求1所述的感应加热器，其中，所述加热器元件的感受器材料的密度高于陶瓷部件。
4.根据权利要求1或2或3所述的感应加热器，其中，所述加热器元件的第一区域中的感受器材料和陶瓷部件的密度比与所述加热器元件的第二区域中的感受器材料和陶瓷部件的密度比不同。
5.根据权利要求4所述的感应加热器，其中，所述加热器元件加长并且感受器材料和陶瓷部件的密度比随着所述加热器元件的长度变化。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的感应加热器，其中，所述感受器材料是至少一种以下形式：珠子，片状，颗粒，碎片，棒条和管。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的感应加热器，其中，所述感受器材料是金属。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的感应加热器，其中，所述感受器材料是含铁金属。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的感应加热器，其中，所述感受器材料包括至少两种感受器材料，其中，不同类型的感受器材料和陶瓷部件的密度比随所述加热器元件不同而变化。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的感应加热器，其中，所述陶瓷部件是用于接收可雾化材料的中空管的形式。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的感应加热器，其中，所述陶瓷部件被设置为提供芯吸作用以将气雾剂生成材料芯吸进所述陶瓷部件。
12.根据权利要求11所述的感应加热器，其中，所述陶瓷部件是用烧结陶瓷材料形成。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的感应加热器，其中，所述加热器充满了液体形式的可雾化材料。
14.一种用于气雾剂加热装置的感应加热系统，包括权利要求1至13中任一项所述的感应加热器，和用于加热所述感应加热器的电磁场生成器。
15.一种用于气雾剂生成装置的感应加热器，包括：
加热器元件，所述加热器元件包括嵌入式感受器材料，所述嵌入式感受器材料被配置为当不同磁场穿过时加热，所述加热元件进一步被设置为芯吸液体形式的可雾化材料；以及
液体形式的可雾化材料，
其中，所述加热器元件充满了液体形式的可雾化材料。
16.一种制造用于气雾剂生成装置的感应加热系统的感应加热器的方法，包括：
提供陶瓷材料；
利用处于预先确定的密度的感受器材料计量所述陶瓷材料；以及
将所计量的陶瓷材料成型为所述感应加热器的所期望的形状。
17.根据权利要求16所述的制造感应加热器的方法，其中，所述陶瓷材料以浆体的形式提供并且所计量的陶瓷材料被塑造成所述感应加热器的所期望的形状。
18.根据权利要求16所述的制造感应加热器的方法，其中，所述陶瓷材料以粉末的形式提供并且所计量的陶瓷材料被成型为所述感应加热器的所期望的形状，并且然后被烧结以固定所述感应加热器的形状。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的制造感应加热器的方法，其中，所计量的陶瓷材料被成型为中空管。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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