CN113768207A - 气溶胶生成装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气溶胶生成装置和系统，该装置包括：第一壳体，包括外壁、内壁，所述第一壳体内设有用于容纳气溶胶生成基质的容纳腔，所述容纳腔的至少一部分是由所述内壁形成，所述第一壳体的第一端设有供气溶胶生成基质插入容纳腔的第一开口，第二端设有供第一感受器插入的第二开口；加热组件，包括处于所述容纳腔外周和第一壳体的外壁之间的感应线圈，处于所述容纳腔轴向中心区域的第一感受器，处于所述容纳腔形成的腔体内并环绕所述容纳腔内壁的第二感受器。本发明采用了两个感受器同时对气溶胶生成基质的加热，从而可以在仅使用电磁加热的情况下便可使气溶胶生成基质中的气溶胶被充分挥发。

Description

气溶胶生成装置和系统

技术领域

本发明涉及新型烟草技术领域，特别是涉及气溶胶生成装置和系统。

背景技术

传统卷烟由于烟草被点燃而产生焦油等有害物质，影响了吸烟者的健康。为降低这些有害物质的产生，出现了新型烟草制品，例如烟油雾化电子烟、加热不燃烧(HNB，HeatNot Burn)烟草制品等。

新型烟草制品的加热方式包括电阻加热和感应加热等加热方式，感应加热是利用电磁感应的方法使被加热的感受器材料的内部产生涡流，依靠这些涡流的能达到加热目的。感应加热系统的基本组成包括感应线圈，交流电源和工件。感应加热技术由于具有加热速度快、资源浪费少等优点而被应用到了新型烟草制品的加热技术中。

但传统结构中，由于受新型烟草制品的消耗件的结构设计影响，单纯地感应加热无法使消耗件中的气溶胶成分被充分挥发出来。

发明内容

基于此，有必要针对新型烟草制品消耗件的气溶胶成分难以充分挥发的问题，提供一种气溶胶生成装置和系统。

一种气溶胶生成装置，所述装置包括：

第一壳体，包括外壁、内壁，所述第一壳体内设有用于容纳气溶胶生成基质的容纳腔，所述容纳腔的至少一部分是由所述内壁形成，所述第一壳体的第一端设有供气溶胶生成基质插入容纳腔的第一开口，第二端设有供第一感受器插入的第二开口；

加热组件，包括处于所述容纳腔外周和第一壳体的外壁之间的感应线圈，处于所述容纳腔轴向中心区域的第一感受器，处于所述容纳腔形成的腔体内并环绕所述容纳腔内壁的第二感受器；

与所述第一壳体可拆卸连接的第二壳体；

容纳在所述第二壳体内，并用于向所述加热组件提供电力的电源；

容纳在所述第二壳体内，并用于控制从所述电源向所述加热组件的电力供应的控制器。

在一个实施例中，所述第一感受器和所述第二感受器被配置成当所述气溶胶生成基质被容纳在所述容纳腔内时，所述第一感受器插入到所述气溶胶生成基质内，所述第二感受器包围所述气溶胶生成基质。

在一个实施例中，所述第一壳体的外壁和内壁之间存在空隙，所述第二壳体上靠近与所述第一壳体配合连接的一端设有套筒，当所述第一壳体与所述第二壳体连接时，所述套筒延伸至所述空隙中。

在一个实施例中，所述感应线圈设置在所述套筒的内壁和外壁之间，或设置在所述套筒外围，或设置在所述套筒内腔。

在一个实施例中，所述外壁的第二端具有第一凸起，所述第一凸起的凸起方向朝向所述内壁；

所述套筒上远离所述电源侧端部设有第二凸起，所述第二凸起的凸起方向朝向所述外壁；

所述第一凸起和所述第二凸起限定了所述第一壳体的活动范围。

在一个实施例中，所述第一凸起和/或第二凸起具有弹性，使得当第一壳体受力超过阈值时，所述第一凸起和/或第二凸起产生弹性形变，所述第一壳体和所述第二壳体完全分离。

在一个实施例中，所述装置还包括：

沿着所述第一壳体的内壁延伸，并设置在所述内壁与所述第二感受器之间的绝热部件；

所述绝热部件包围所述第二感受器的一面涂覆有反射层。

在一个实施例中，所述感应线圈具有不同的间距，和/或

所述感应线圈的第一区域和第二区域由不同的材料形成。

在一个实施例中，所述第一感受器为针状、棒状或片状；

所述第一感受器的第一区域和第二区域具有不同的热质量；和/或

所述第二感受器的第一区域和第二区域具有不同的热质量。

一种气溶胶生成系统，所述系统包括：

根据前述任一实施例所述的气溶胶生成装置；以及

气溶胶生成制品，所述气溶胶生成制品包括气溶胶生成基质，并且其中所述气溶胶生成制品构造成至少部分被容纳到所述气溶胶生成装置的容纳腔中。

上述气溶胶生成装置和系统，由于采用了两个感受器，使得气溶胶生成装置在加热工作时，两个感受器可同时实现对气溶胶生成基质的加热，从而可以在仅使用电磁加热的情况下便可使气溶胶生成基质中的气溶胶被充分挥发。

附图说明

图1为一个实施例中气溶胶生成装置的第一壳体的结构示意图；

图2为一个实施例中气溶胶生成装置的整体结构示意图；

图3位另一个实施例中气溶胶生成装置的整体结构示意图。

附图标记：

100：气溶胶生成基质；200：气溶胶生成装置；210：第一壳体；211：外壁；212：内壁；213：顶壁；214：底壁；215：容纳腔；216：第一开口；217：第二开口；218：第一凸起

220：第二壳体；221：套筒；222：第二凸起；223：按钮；

231：感应线圈；232：第一感受器；233：第二感受器；240：绝热部件。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1～图3，图1示出了本发明一实施例中的气溶胶生成装置200的第一壳体210的剖面结构示意图，图2和图3分别两种不同实施例下的气溶胶生成装置200的剖面结构示意图。本发明一实施例提供了的气溶胶生成装置，包括第一壳体210、与第一壳体210可拆卸连接的第二壳体220、加热组件、电源(未示出)和控制器(未示出)。其中，电源和控制器均容纳在第二壳体220中，加热组件的部分元件固定在第一壳体210上，另一部分元件固定设置在第二壳体220上。电源、控制器和加热组件电连接，电源用于向加热组件提供电力，比如提供电流或电压；控制器用于控制流经加热组件的电力，使加热组件的第一感受器232、第二感受器233被合适地加热，从而使得被容纳在气溶胶生成装置200中的消耗品的可抽吸物质被挥发出来但不被点燃。

其中，本发明中的消耗品可包括气溶胶生成基质100。气溶胶生成基质100可包括均质化的烟草材料、气溶胶形成剂、电子烟油等。气溶胶生成基质100优选地包括均质烟草材料、气溶胶形成剂以及水。提供均质烟草材料可改善在加热气溶胶生成制品期间生成的气溶胶的气溶胶生成、尼古丁含量和香味特征。

如图1所示，第一壳体210包括外壁211和内壁212，其两端均设有开口(216和217)，还具有用于容纳气溶胶生成基质的容纳腔215。其中，容纳腔215的至少一部分是由该内壁212所形成的。第一壳体210处于第一端处的第一开口216用于使气溶胶生成基质插入，并使得气溶胶生成基质的至少一部分被容纳在容纳腔215内；第一壳体210的第二端处的第二开口217用于使加热组件的第一感受器插入，使得第一感受器的至少一部分也被容纳在容纳腔内。第一开口216的截面形状可为圆形，同样地，容纳腔的截面形状可为圆柱形，第一开口216的开口大小可以大于或等于容纳腔的大小，以便于烟支被通过该开口216容纳在容纳腔215内。第二开口217的形状与大小与第一感受器的形状相匹配。

第一壳体210的形状可以为大致的圆柱形、椭圆柱形、多边形等各种合适的形状，比如为具有一定导角的四边形、五边形、六边形等截面形状。

在一个实施例中，第一壳体210还包括位于第一端处的顶壁213，顶壁213连接外壁211和内壁212，内壁212的第二端处还有横向延伸的底壁214，该第二开口由在底壁214所形成。该底壁214可用于限定气溶胶生成基质的插入位置。

在一个实施例中，底壁214朝向第一开口的方向的一面并非平整的平面，比如其上可设有凸起、凹槽或者凹凸的纹路等，这种非平整的平面，有利于在气溶胶生成基质在插入到预定位置而跟底壁接触时，会形成有气隙，从而使得用户在抽吸过程中，有充分的气流可流经气溶胶生成基质。

在一个实施例中，第一壳体210的外壁211、内壁212、顶壁213和底壁214一体成型。

在一个实施例中，如图2所示，加热组件包括感应线圈231，第一感受器232和第二感受器233。其中，感应线圈231位于容纳腔215外周和第一壳体210的外壁211之间，第一感受器232和第二感受器233均处于容纳腔215内。具体的，第一感受器232位于容纳腔215的周向中心区域，与容纳腔的轴线重合；第二感受器33处于容纳腔的腔体内并环绕容纳腔的内壁212。

在一个实施例中，第一感受器232和第二感受器233被配置成当气溶胶生成基质100被容纳在所述容纳腔内时，第一感受器232插入到气溶胶生成基质100内，第二感受器233则包围气溶胶生成基质100。

在一个实施例中，感应线圈231通交流电，从而产生交变磁场，第一感受器232和第二感受器233通过变化的磁场穿透而加热。第一感受器232的插入端为尖端部，其形状可为针状、棒状或片状等任意适合于插入到气溶胶生成基质100(比如烟支)内的形状，以实现对气溶胶生成基质的内加热。第二感受器233的形状可为筒状，可包围气溶胶生成基质100(比如烟支)的外周，从而实现对气溶胶生成基质的外加热或周向加热。

上述方案中，通过设计第一感受器和第二感受器，两者通过同一个感受器线圈实现对相应气溶胶生成基质的内加热和外加热，相比于电阻加热+电磁加热而言，本方案仅有电磁感应加热，简化了电路设计，同时内加热和外加热的设计也避免了只对气溶胶生成基质的内加热或者只进行外加热，保证了对气溶胶生成基质的加热的均匀性。而且通过同一个感应线圈对两个感受器进行加热，使得在电路设计方面。

在一个实施例中，第二壳体220上靠近与第一壳体210接合的一端设有套筒221，第二壳体220上还包括用于控制气溶胶生成装置200的开启和关闭工作的按钮223。第一壳体210的外壁211和内壁212之间存在空隙，在第一壳体210与第二壳体220相互接合时，该套筒221延伸至该空隙中。

在一个实施例中，加热组件中的感应线圈231和第一感受器232均固定于第二壳体220上，而第二感受器233则固定于第一壳体210上。具体地，感应线圈231与套筒221形成固定连接，其可固定于套筒221的中空壳体之内，这样可由套筒221对感应线圈形成保护，避免套筒221与第一壳体210相对移动的过程中对感应线圈造成的磨损。

在另一个实施例中，感应线圈231还可以固定设置在套筒221外围，或固定设置在套筒221内腔上。其中处于套筒221的外围或者内腔上具有安装简单的优点，同时也便于更换。具体地，可在套筒221的外围或内腔上与线圈接合的部位形成凹槽，将感应线圈231布置在该凹槽中，从而进一步提高感应线圈231与套筒221连接的紧密性。

在一个实施例中，外壁211的第二端(与第二壳体接合的一端)具有第一凸起218，第一凸起218的凸起方向朝向内壁；套筒221上远离电源侧端部设有第二凸起222，第二凸起222的凸起方向朝向外壁；第一凸起218和第二凸起222限定了第一壳体210的活动范围。

具体地，外壁211的第二端朝向其内测设置了一圈凸起218，而套筒221在其远离电源的一侧则朝向其内测设置了一圈凸起222，外壁211上的凸起218和套筒221上的凸起222限定了第一壳体210和第二壳体220的活动范围，使得在无外力作用下，第一壳体210仅能在第一位置(第二凸起222靠近顶壁的位置或第一凸起218靠近套筒接近电源一侧的端部的位置)和第二位置(第一凸起218与第二凸起222接触时第一壳体所处的位置)之间活动。

其中，在第一位置时，第一感受器232插入到气溶胶生成基质100内；在用户抽吸完气溶胶生成基质之后，将第一壳体210从第一位置移动至第二位置，气溶胶生成基质则在底壁214的支撑下与第一感受器232分离，从而被便利地拔下，在用户松开第一壳体210之后，第一壳体210则在重力的作用下重新回到第一位置。通过设置第一凸起218和第二凸起222，可以避免第一壳体和第二壳体两者完全断开连接，从而避免第一壳体因意外情况而造成丢失。

在一个实施例中，上述的第一凸起218和/或第二凸起222可具有弹性，使得当第一壳体210受力超过阈值时，第一凸起218和/或第二凸起222产生弹性形变，第一壳体210和第二壳体220完全分离。其中，第一凸起218和/或第二凸起222可以是任何金属或非金属的弹性材料组成，比如为金属弹片，或者为橡胶。这样，当用户在使用一定的力来拉拔第一壳体210时，可将第一壳体210从第二壳体220上脱离下来，从而可以更换第一壳体210上的第二感受器233或者第二壳体220上的第一感受器232或感应线圈231。

在一个实施例中，气溶胶生成装置还包括绝热部件240，该绝热部件240设置在第一壳体210的内壁212与第二感受器233之间，并沿着第一壳体210的内壁212延伸。绝热部件240的作用是用于隔绝第一感受器232和第二感受器233在感应加热作用下产生的热量被传导至第一壳体210的外壁211，导致用户感觉发烫而影响用户的使用体验。

在一个实施例中，绝热部件240可以是由多孔材料,热反射材料和真空材料等其中的一种或多种所组成。比如，绝热部件240可以是位于第二感受器233和内壁212之间的一层或多层石棉，还可以是具有真空或接近真空的绝热部件，该真空区域还可以进一步填充导热效率低的材料，以进一步降低热传导。

在一个实施例中，在绝热部件240包围第二感受器233的一面还涂覆有一层反射层，用于将由第二感受器233所加热的产生的热量反射至容纳腔215中，同时也减少热量向外壁211的传导。

在一个实施例中，感应线圈231具有不同的间距。具体地，感应线圈231可沿轴向方向划分为不同的区域，比如可划分为2个区域或3个区域等，相邻区域之间的间距并不相同，这样可使得不同区域产生的磁场并不相同，进而使得第一感受器232和第二感受器233的对应区域被加热的速率和/或温度也不相同，使得对气溶胶生成基质的对应区域进行不同加热。举例来说，感应线圈231可以划分为远离第二壳体220的上半部区域(即第一区域)和靠近第二壳体220的下半部区域(即第二区域)，第一区域线圈间距要短于第二区域线圈间距，这样气溶胶生成基质的下半部区域则可被快速加热，而其上半部则被加热的相对较慢，这样用户在进行抽吸的时候，可以先抽吸下半部被挥发出来的气溶胶，而在下半部区域的气溶胶被挥发抽吸完毕之后，可以接着抽吸上半部分后被挥发出来的气溶胶，从而尽量保持气溶胶挥发出来的一致性。

在一个实施例中，感应线圈231的第一区域和第二区域由不同的材料形成。同样使得感应线圈231具有不同的加热特性。比如感应线圈231的第一区域(远离第二壳体的上半部区域)可由具有比制造感应线圈231第二区域(靠近第二壳体的下半部区域)的材料更低的电阻的材料制成。这样在实际工作中，第一感受器232和第二感受器233的第二区域可被加热到比第一区域的加热速率更快或者加热温度更高，同样最终使得气溶胶的挥发速率相对一致。

在一个实施例中，第一感受器232的第一区域和第二区域具有不同的热质量；和/或第二感受器233的第一区域和第二区域具有不同的热质量。

具体地，感受器的热质量与其重量乘以其热容量(主体存储热能的能力)成比例。感受器的重量或密度不同时和/或热容量不同时，其具有不同的热质量。第一感受器232或第二感受器233的两区域的热质量不同使得其被变化的磁场穿透时的加热速率也不同。

在一个实施例中，第一感受器232和/或第二感受器233的第一区域(远离第二壳体的上半部区域)比第二区域(靠近第二壳体的下半部区域)分别由不同的材料或密度组成，或者具有不同的厚度，从而使得两区域具有不同的热质量。比如，第一感受器232和/或第二感受器233的第一区域和第二区域中的一个可由软铁制成，另一个由不锈钢制成。

具体地，第一感受器232和/或第二感受器233的第一区域比第二区域具有更小的热质量，比如第一感受器232和/或第二感受器233的第一区域比第二区域具有更小的厚度，这样第一区域可比第二区域以更大的速率通过用给定变化的磁场穿透而加热，同样最终使得气溶胶的挥发速率相对一致。

在一个实施例中，提供了一种气溶胶生成系统，其包括上述任一实施例中的气溶胶生成装置200，还包括气溶胶生成制品100，该气溶胶生成制品100包括气溶胶生成基质，并且其中气溶胶生成制品构造成至少部分被容纳到气溶胶生成装置的容纳腔中。具体地，该气溶胶生成基质为与气溶胶生成装置配套使用的加热不燃烧烟支。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种气溶胶生成装置，其特征在于，所述装置包括：

第一壳体，包括外壁、内壁，所述第一壳体内设有用于容纳气溶胶生成基质的容纳腔，所述容纳腔的至少一部分是由所述内壁形成，所述第一壳体的第一端设有供气溶胶生成基质插入容纳腔的第一开口，第二端设有供第一感受器插入的第二开口；

与所述第一壳体可拆卸连接的第二壳体；

加热组件，包括处于所述容纳腔外周和所述第一壳体的所述外壁之间的感应线圈，处于所述容纳腔轴向中心区域的第一感受器，处于所述容纳腔形成的腔体内并环绕所述容纳腔内壁的第二感受器；

容纳在所述第二壳体内，并用于向所述加热组件提供电力的电源；

容纳在所述第二壳体内，并用于控制从所述电源向所述加热组件的电力供应的控制器。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一感受器和所述第二感受器被配置成当所述气溶胶生成基质被容纳在所述容纳腔内时，所述第一感受器插入到所述气溶胶生成基质内，所述第二感受器包围所述气溶胶生成基质。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一壳体的外壁和内壁之间存在空隙，所述第二壳体上靠近与所述第一壳体配合连接的一端设有套筒，当所述第一壳体与所述第二壳体连接时，所述套筒延伸至所述空隙中。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述感应线圈设置在所述套筒的内壁和外壁之间，或设置在所述套筒外围，或设置在所述套筒内腔。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述外壁的第二端具有第一凸起，所述第一凸起的凸起方向朝向所述内壁；

所述套筒上远离所述电源侧端部设有第二凸起，所述第二凸起的凸起方向朝向所述外壁；

所述第一凸起和所述第二凸起限定了所述第一壳体的活动范围。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一凸起和/或第二凸起具有弹性，使得当第一壳体受力超过阈值时，所述第一凸起和/或第二凸起产生弹性形变，所述第一壳体和所述第二壳体完全分离。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

沿着所述第一壳体的内壁延伸，并设置在所述内壁与所述第二感受器之间的绝热部件；

所述绝热部件包围所述第二感受器的一面涂覆有反射层。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述感应线圈具有不同的间距，和/或

所述感应线圈的第一区域和第二区域由不同的材料形成。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一感受器为针状、棒状或片状；

所述第一感受器的第一区域和第二区域具有不同的热质量；和/或

所述第二感受器的第一区域和第二区域具有不同的热质量。

10.一种气溶胶生成系统，其特征在于，所述系统包括：

根据前述权利要求中的一项所述的气溶胶生成装置；以及

气溶胶生成制品，所述气溶胶生成制品包括气溶胶生成基质，并且其中所述气溶胶生成制品构造成至少部分被容纳到所述气溶胶生成装置的容纳腔中。

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