CN114072017A - 具有分段感应加热元件的感应加热装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于气溶胶生成系统的感应加热元件(10)、用于气溶胶生成系统的感应加热装置、具有感应加热装置的气溶胶生成装置以及带有具有感应加热装置的气溶胶生成装置的气溶胶生成系统。所述感应加热元件(10)包括：第一感受器(12)，所述第一感受器(12)是管状感受器，所述管状感受器限定用于接收气溶胶形成基质的内腔；第二感受器(14)，所述第二感受器(14)是管状感受器，所述管状感受器限定用于接收气溶胶形成基质的内腔；以及所述第一感受器(12)与所述第二感受器(14)之间的间隔(15)，所述间隔(15)使所述第一感受器(12)与所述第二感受器(14)热绝缘。

Description

具有分段感应加热元件的感应加热装置
技术领域
本公开涉及一种用于气溶胶生成系统的感应加热元件、用于气溶胶生成系统的感应加热装置、具有感应加热装置的气溶胶生成装置以及带有具有感应加热装置的气溶胶生成装置的气溶胶生成系统。
背景技术
在本领域中已经提出了许多电动气溶胶生成系统，其中使用具有电加热器的气溶胶生成装置来加热气溶胶形成基质，诸如烟草棒。这种气溶胶生成系统的一个目的是减少常规卷烟中烟草的燃烧和热解降解产生的已知类型的有害烟雾成分。通常，气溶胶生成基质提供为气溶胶生成制品的一部分，该气溶胶生成制品插入到气溶胶生成装置的腔中。在一些已知的系统中，为了将气溶胶形成基质加热到能够释放可形成气溶胶的挥发性成分的温度，当制品被接纳在气溶胶生成装置中时，电阻加热元件(诸如加热叶片)被插入到气溶胶形成基质中或周围。在其它气溶胶生成系统中，使用感应加热器而不是电阻加热元件。感应加热器通常包括形成气溶胶生成装置的部分的感应器线圈，以及布置成使得其热邻近气溶胶形成基质的感受器。感应器生成变化磁场以在感受器中产生涡流和磁滞损耗，引起感受器变热，从而加热气溶胶形成基质。感应加热允许生成气溶胶而不会使加热器暴露于气溶胶生成制品。这可改进可以清洁加热器的容易度。
一些已知的气溶胶生成装置包括一个以上的感应器线圈，每个感应器线圈布置成加热感受器的不同部分。此类气溶胶生成装置可用于在不同时间或在不同温度下加热气溶胶生成制品的不同部分。然而，此类气溶胶生成装置可能难以在不间接加热气溶胶生成制品的相邻部分的情况下加热气溶胶生成制品的一部分。
发明内容
希望提供一种气溶胶生成装置，该气溶胶生成装置减轻或克服了已知系统的这些问题。
根据本公开，提供了一种用于气溶胶生成系统的感应加热元件。感应加热元件可以包括第一感受器。第一感受器可以是限定用于接收气溶胶形成基质的内腔的管状感受器。感应加热元件可以包括第二感受器。第二感受器可以是限定用于接收气溶胶形成基质的内腔的管状感受器。感应加热元件可进一步包括第一感受器与第二感受器之间的间隔。间隔可使第一感受器与第二感受器热绝缘。
根据本公开，提供了一种用于气溶胶生成系统的感应加热元件，所述感应加热元件包括：第一感受器，所述第一感受器是管状感受器，所述管状感受器限定用于接收气溶胶形成基质的内腔；第二感受器，所述第二感受器是管状感受器，所述管状感受器限定用于接收气溶胶形成基质的内腔；以及所述第一感受器与所述第二感受器之间的间隔，所述间隔使所述第一感受器与所述第二感受器热绝缘。
与包括相同长度的单个感受器的感应加热元件相比，提供带有在第一感受器与第二感受器之间的间隔的感应加热元件可减少第一感受器与第二感受器之间经由传导的热传递。这可改善感应加热元件选择性地加热气溶胶形成基质的分立部分的能力。
根据本公开，提供了一种用于气溶胶生成系统的感应加热装置。
感应加热装置可以包括感应加热元件。感应加热元件可以包括第一感受器。第一感受器可以是限定用于接收气溶胶形成基质的内腔的管状感受器。感应加热元件可以包括第二感受器。第二感受器可以是限定用于接收气溶胶形成基质的内腔的管状感受器。感应加热元件可进一步包括第一感受器与第二感受器之间的间隔。间隔可使第一感受器与第二感受器热绝缘。
感应加热装置可进一步包括第一感应器线圈。感应加热装置可进一步包括第二感应器线圈。第一感应器线圈可相对于感应加热元件布置成使得供应到第一感应器线圈的变化电流生成变化磁场，所述变化磁场加热感应加热元件的第一感受器。第二感应器线圈可相对于感应加热元件布置成使得供应到第二感应器线圈的变化电流生成变化磁场，所述变化磁场加热感应加热元件的第二感受器。
具体而言，根据本公开，提供了一种用于气溶胶生成系统的感应加热装置，所述感应加热装置包括：感应加热元件、第一感应器线圈和第二感应器线圈。感应加热元件包括：第一感受器，所述第一感受器是管状感受器，所述管状感受器限定用于接收气溶胶形成基质的内腔；第二感受器，所述第二感受器是管状感受器，所述管状感受器限定用于接收气溶胶形成基质的内腔；以及所述第一感受器与所述第二感受器之间的间隔，所述间隔使所述第一感受器与所述第二感受器热绝缘。第一感应器线圈相对于感应加热元件布置成使得供应到第一感应器线圈的变化电流生成变化磁场，所述变化磁场加热感应加热元件的第一感受器。所述第二感应器线圈相对于所述感应加热元件布置成使得供应到所述第二感应器线圈的变化电流生成变化磁场，所述变化磁场加热所述感应加热元件的所述第二感受器。
提供感应加热装置(其具有布置成加热感应加热元件的第一感受器的第一感应器线圈，以及布置成加热感应加热元件的第二感受器的第二感应器线圈)使得能够选择性地加热第一感受器和第二感受器。这种选择性加热使得感应加热装置能够在不同时间加热气溶胶形成基质的不同部分，并且可以使得感受器中的一个能够加热到与另一个感受器不同的温度。
根据本公开，提供了一种包括感应加热装置的气溶胶生成装置。
感应加热装置可以包括感应加热元件。感应加热元件可以包括第一感受器。第一感受器可以是限定用于接收气溶胶形成基质的内腔的管状感受器。感应加热元件可以包括第二感受器。第二感受器可以是限定用于接收气溶胶形成基质的内腔的管状感受器。感应加热元件可进一步包括第一感受器与第二感受器之间的间隔。间隔可使第一感受器与第二感受器热绝缘。
感应加热装置可进一步包括第一感应器线圈。感应加热装置可进一步包括第二感应器线圈。第一感应器线圈可相对于感应加热元件布置成使得供应到第一感应器线圈的变化电流生成变化磁场，所述变化磁场加热感应加热元件的第一感受器。第二感应器线圈可相对于感应加热元件布置成使得供应到第二感应器线圈的变化电流生成变化磁场，所述变化磁场加热感应加热元件的第二感受器。
具体而言，根据本公开，提供了一种气溶胶生成装置，其包括限定用于接收气溶胶形成基质的装置腔的装置壳体。所述气溶胶生成装置进一步包括感应加热装置，所述感应加热装置包括感应加热元件、第一感应器线圈和第二感应器线圈。所述感应加热元件包括：围绕所述装置腔的第一部分设置的第一感受器；围绕所述装置腔的第二部分设置的第二感受器；以及第一感受器与第二感受器之间的间隔，所述间隔使所述第一感受器与所述第二感受器热绝缘。所述气溶胶生成装置进一步包括：第一感应器线圈，其围绕所述第一感受器的至少一部分和所述装置腔的第一部分设置；第二感应器线圈，其围绕所述第二感受器的至少一部分和所述装置腔的第二部分设置；以及电源，其连接到所述感应加热装置并且配置成向所述第一感应器线圈和所述第二感应器提供变化电流。当变化电流供应到第一感应器线圈时，第一感应器线圈生成变化磁场，所述变化磁场加热第一感受器。当所述变化电流供应到所述第二感应器线圈时，所述第二感应器线圈生成变化磁场，所述变化磁场加热所述第二感受器。
提供具有感应加热装置的气溶胶生成装置(所述感应加热装置具有围绕装置腔的第一部分设置的第一感受器，以及围绕装置腔的第二部分设置的第二感受器)可以使得能够实现第一感受器对装置腔的第一部分和第二感受器对装置腔的第二部分的选择性加热。提供布置成加热第一感受器的第一感应器线圈和布置成加热第二感受器的第二感应器线圈可使得能够选择性地加热第一感受器和第二感受器。这种选择性加热使得感应加热装置能够在不同时间加热接收在装置腔中的气溶胶形成基质的不同部分，并且加热到不同的温度。有利地，这可以使气溶胶生成装置能够生成具有不同特性的气溶胶，提高了气溶胶生成装置的功能性和灵活性。
根据本公开，提供了一种气溶胶生成系统。气溶胶生成系统包括：包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品，以及构造成接收所述气溶胶生成制品的至少一部分的气溶胶生成装置。气溶胶生成制品可以包括第一气溶胶形成基质和第二气溶胶形成基质。气溶胶生成装置可以包括感应加热装置。感应加热装置可以包括：感应加热元件。感应加热元件可以包括第一感受器。第一感受器可以是限定用于接收气溶胶形成基质的内腔的管状感受器。感应加热元件可以包括第二感受器。第二感受器可以是限定用于接收气溶胶形成基质的内腔的管状感受器。感应加热元件可进一步包括第一感受器与第二感受器之间的间隔。间隔可使第一感受器与第二感受器热绝缘。感应加热装置可进一步包括第一感应器线圈。感应加热装置可进一步包括第二感应器线圈。第一感应器线圈可相对于感应加热元件布置成使得供应到第一感应器线圈的变化电流生成变化磁场，所述变化磁场加热感应加热元件的第一感受器。第二感应器线圈可相对于感应加热元件布置成使得供应到第二感应器线圈的变化电流生成变化磁场，所述变化磁场加热感应加热元件的第二感受器。感应加热装置可布置成使得第一感受器定位成当气溶胶生成制品接收在气溶胶生成装置中时，加热气溶胶生成制品的第一气溶胶形成基质。感应加热装置可布置成使得第二感受器定位成当气溶胶生成制品接收在气溶胶生成装置中时，加热气溶胶生成制品的第二气溶胶形成基质。
有利地，此类气溶胶生成系统可配置成选择性地加热气溶胶生成制品的第一气溶胶形成基质和第二气溶胶形成基质。第二气溶胶形成基质可以在与第一气溶胶形成基质不同的时间加热。第二气溶胶形成基质可以加热到与第一气溶胶形成基质不同的温度。这可以使气溶胶生成系统能够生成具有特别期望特性的气溶胶，并且可以使气溶胶生成系统能够生成具有不同特性的气溶胶。
如本文所用，术语“气溶胶形成基质”涉及能够释放挥发性化合物的基质，所述挥发性化合物可以形成气溶胶。可以通过加热气溶胶形成基质来释放此类挥发性化合物。气溶胶形成基质是气溶胶生成制品的一部分。
如本文所用，术语“气溶胶生成制品”指包括能够释放可以形成气溶胶的挥发性化合物的气溶胶形成基质的制品。例如，气溶胶生成制品可以是生成气溶胶的制品，该气溶胶可被用户在系统的近端或用户端处在烟嘴上抽取或抽吸而直接吸入。气溶胶生成制品可以是一次性的。包括包含烟草的气溶胶形成基质的制品可被称为烟草棒。
如本文所用，术语“气溶胶生成装置”是指与气溶胶形成基质相互作用以生成气溶胶的装置。
如本文所用，术语“气溶胶生成系统”是指气溶胶生成装置与气溶胶生成制品的组合。在气溶胶生成系统中，气溶胶生成制品和气溶胶生成装置配合以生成可呼吸的气溶胶。
如本文所用，术语“变化电流”包括随时间变化以产生变化磁场的任何电流。术语“变化电流”旨在包括交变电流。在变化电流是交变电流的情况下，交变电流生成交变磁场。
如本文所用，术语“长度”是指气溶胶生成装置，或气溶胶生成制品，或气溶胶生成装置或气溶胶生成制品的部件的纵向方向上的主要尺寸。
如本文所用，术语“宽度”是指气溶胶生成装置，或气溶胶生成制品，或气溶胶生成装置或气溶胶生成制品的部件在沿其长度的特定位置处的横向方向上的主要尺寸。术语“厚度”是指垂直于宽度的横向方向上的尺寸。
如本文所用，术语“横截面”用于描述在沿着其长度的特定位置处在垂直于纵向方向的方向上，气溶胶生成装置，或气溶胶生成制品，或气溶胶生成装置或气溶胶生成制品的部件的截面。
如本文所用，术语“近侧”是指气溶胶生成装置或气溶胶生成制品的用户端或口端。气溶胶生成装置或气溶胶生成制品的组件的近端是最靠近所述气溶胶生成装置或气溶胶生成制品的用户端或口端的部件的端部。如本文所用，术语“远侧”是指与近端相对的端部。
根据本公开，提供了一种用于气溶胶生成系统的感应加热元件。
感应加热元件可以是外部加热元件。如本文所用，术语“外部加热元件”是指配置成加热气溶胶形成基质的外表面的加热元件。
外部加热元件优选地配置成当由气溶胶生成装置接收所述气溶胶形成基质时至少部分地包围所述气溶胶形成基质。感应加热元件可以配置成当气溶胶形成基质接收在感应加热元件腔中时加热气溶胶形成基质的外表面。
感应加热元件包括用于接收气溶胶形成基质的腔。感应加热元件可以包括外侧和与外侧相对的内侧。所述内侧可以至少部分地限定用于接收气溶胶形成基质的感应加热元件腔。第一感受器是限定感应加热元件腔的一部分的管状感受器。第二感受器是限定感应加热元件腔的一部分的管状感受器。
在一些实施例中，感应加热元件包括用于接收气溶胶形成基质的多个内腔。第一感受器的内腔可以形成感应加热元件的第一腔，并且第二感受器的内腔可以形成感应加热元件的第二腔。
在一些优选实施例中，感应加热元件包括用于接收气溶胶形成基质的单个内腔。在这些实施例中，第一感受器的内腔限定感应加热元件的单个内腔的一部分，并且第二感受器的内腔限定感应加热元件的单个内腔的第二部分。在一些优选实施例中，感应加热元件是管状感应加热元件。所述管状感应加热元件的内表面可以限定所述感应加热元件腔。
在其中气溶胶生成装置包括用于接收气溶胶形成基质的装置腔的实施例中，感应加热元件可以至少部分地限定装置腔。感应加热元件腔可以与装置腔对准。
感应加热元件包括第一感受器和第二感受器。
如本文所用，术语“感受器”是指包括能够将电磁能转换成热量的材料的元件。当感受器位于变化磁场中时，感受器被加热。感受器的加热可能是感受器中引起的磁滞损耗和涡流中的至少一种的结果，这取决于感受器材料的电特性和磁特性。
感受器可以包括任何合适的材料。感受器可以由能够被感应加热到足以使气溶胶形成基质气溶胶化的温度的任何材料形成。可加热优选的感受器至超过约250摄氏度的温度。优选的感受器可以由导电材料形成。如本文所用，“导电”是指在二十摄氏度下具有小于或等于1×10-4欧姆·米(Ω·m)的电阻率的材料。优选的感受器可以由导热材料形成。如本文所用，术语“导热材料”用于描述如使用改进型瞬态平面热源(MTPS)方法所测量的在23摄氏度和50％的相对湿度下具有至少10瓦特每米开尔文(W/(m.K))的热导率的材料。
用于感受器的合适材料包括石墨、钼、碳化硅、不锈钢、铌、铝、镍、含镍化合物、钛以及金属材料的复合物。一些优选的感受器包括金属或碳。一些优选的感受器包括铁磁材料，例如铁素体铁、铁磁合金(诸如铁磁钢或不锈钢)铁磁颗粒和铁氧体。一些优选的感受器由铁磁材料构成。合适的感受器可以包括铝。合适的感受器可以由铝构成。感受器可以包括至少约5％、至少约20％、至少约50％或至少约90％的铁磁或顺磁材料。
优选地，感受器由基本上不透气的材料形成。换句话说，优选地，感受器由不透气的材料形成。
第一感受器是管状感受器。第二感受器是管状感受器。管状感受器包括限定内腔的环形本体。感受器腔构造成接收气溶胶形成基质。感受器腔可以是开放腔。感受器腔可以在一端处打开。感受器腔可以在两端处打开。
在感受器是具有在一端或两端处打开的用于接收气溶胶形成基质的腔的管状感受器的情况下，优选地，感受器从外表面到限定内腔的内表面基本上不透气。换句话说，优选地，感受器基本上不可通过感受器的侧壁透气。
感应加热元件的感受器可以具有任何合适的形式。例如，感受器可以是细长的。感受器可以具有任何合适的横截面。例如，感受器可以具有圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形或其它多边形横截面。
在一些实施例中，每个感受器基本上相同。例如，第二感受器可以与第一感受器基本上相同。每个感受器可由相同材料形成。每个感受器可以具有基本上相同的形状和尺寸。使每个感受器与其它感受器基本上相同可以使得每个感受器在暴露于给定的变化磁场时，能够被加热到基本上相同的温度，并且以基本上相同的速率被加热。
在一些实施例中，第二感受器在至少一个特征上与第一感受器不同。第二感受器可由与第一感受器不同的材料形成。第二感受器可以具有与第一感受器不同的形状和尺寸。第二感受器可以具有的长度可以长于第一感受器的长度。使每个感受器与其它感受器不同可以使每个感受器适于为不同的气溶胶形成基质提供最佳热量。
在一个实例中，第一气溶胶形成基质可能需要加热到第一温度以便生成具有期望特性的第一气溶胶，并且第二气溶胶形成基质可能需要加热到与第一温度不同的第二温度，以便生成具有期望特性的第二气溶胶。在此实例中，第一感受器可由适合于将第一气溶胶形成基质加热到第一温度的第一材料形成，并且第二感受器可由适合于将第二气溶胶形成基质加热到第二温度的与第一材料不同的第二材料形成。
在另一实例中，气溶胶生成制品可以包括具有第一长度的第一气溶胶形成基质和具有与第一长度不同的第二长度的第二气溶胶形成基质，使得加热第二气溶胶形成基质相比于加热第一气溶胶形成基质生成了不同量的气溶胶。在此实施例中，第一感受器可以具有基本上等于第一长度的长度，并且第二感受器可以具有基本上等于第二长度的长度。
在一些优选实施例中，第一感受器是细长管状感受器，并且第二感受器是细长管状感受器。在这些优选实施例中，第一感受器和第二感受器可以基本上对准。换句话说，第一感受器和第二感受器可以同轴地对准。
感应加热元件可以包括任何合适数目的感受器。感应加热元件包括多个感受器。感应加热元件包括至少两个感受器。例如，感应加热元件可以包括三个、四个、五个或六个感受器。在感应加热元件包括两个以上的感受器的情况下，中间元件可以设置于每一邻近对的感受器之间。
在一些优选的实施例中，感受器可以包括设在支承体上的感受器层。第一感受器和第二感受器中的每一个可由支承体和感受器层形成。在变化磁场中布置感受器在感受器表面附近感应出涡流，这种效应被称为集肤效应。因此，可以由相对薄的感受器材料层形成感受器，同时确保感受器在变化磁场的存在下被有效地加热。由支承体和相对薄的感受器层制造感受器可以便于简单、廉价和稳健的气溶胶生成制品的制造。
支承体可以由不易感应加热的材料形成。有利地，这可以减少不与气溶胶形成基质接触的感受器的表面的加热，其中支承体的表面形成不与气溶胶形成基质接触的感受器的表面。
支承体可以包括电绝缘材料。如本文所用，“电绝缘”是指在二十摄氏度下具有至少1×104欧姆·米(Ω.m)的电阻率的材料。
支承体可包括用于使第一感受器与第二感受器热绝缘的绝热材料。如本文所用，术语“绝热材料”用于描述如使用改进的瞬态平面源(MTPS)方法测量的在23摄氏度和50％的相对湿度下具有小于或等于约40瓦特每米开尔文(mW/(m.K))的整体热导率的材料。
由绝热材料形成支承体可在感受器层与感应加热装置的其它部件之间提供绝热屏障，所述其它部件例如为限定感应加热元件的感应器线圈。有利地，这可以减少感应加热系统的感受器和其它部件之间的热传递。
支承体可以是管状支承体，并且感受器层可以设在管状支承体的内表面上。将感受器层设在支承体的内表面上可以将感受器层定位在感应加热元件的腔中与气溶胶形成基质相邻，以改善感受器层和气溶胶形成基质之间的热传递。
在一些优选实施例中，第一感受器包括由绝热材料形成的管状支承体和在管状支承体的内表面上的感受器层。在一些优选实施例中，第二感受器包括由绝热材料形成的管状支承体和在管状支承体的内表面上的感受器层。
感受器可设有保护性外层，例如保护性陶瓷层或保护性玻璃层。保护性外层可提高感受器的耐久性并有利于感受器的清洁。保护性外层可基本上包围感受器。感受器可以包括由玻璃、陶瓷或惰性金属形成的保护涂层。
感应加热元件包括第一感受器与第二感受器之间的间隔。
间隔可以是使第一感受器与第二感受器热绝缘的任何合适的大小。
感应加热元件可包括设置于第一感受器与第二感受器之间的中间元件。中间元件可以设置在所述第一感受器与所述第二感受器之间的间隔中。中间元件可在第一感受器与第二感受器之间延伸。中间元件可接触第一感受器的端部。中间元件可接触第二感受器的端部。中间元件可固定到第一感受器的端部。中间元件可固定到第二感受器的端部。中间元件可将第二感受器连接到第一感受器。在中间元件将第二感受器连接到第一感受器的情况下，中间元件可以为感应加热元件提供结构支承。有利地，中间元件可以使得能够将感应加热元件提供为可以直接从感应加热装置移除和替换的单个整体元件。
中间元件可以具有任何合适的形式。中间元件可以具有任何合适的横截面。例如，中间元件可以具有圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形或其它多边形横截面。中间元件可以是管状的。管状中间元件包括限定内腔的环形本体。中间元件可以配置成使气体能够从所述中间元件的外侧渗透到所述内腔中。中间元件腔可以构造成接收气溶胶生成制品的一部分。中间元件腔可以是开放腔。中间元件腔可以在一端处打开。中间元件腔可以在两端处打开。
在一些优选实施例中，第一感受器和第二感受器是管状感受器，并且中间元件是管状中间元件。在这些实施例中，管状第一感受器、管状第二感受器和管状中间元件可以基本对准。管状第一感受器、管状中间元件和管状第二感受器可以管状杆的形式进行端对端布置。管状第一感受器、管状中间元件和管状第二感受器的内腔可以基本上对准。管状第一感受器、管状中间元件和管状第二感受器的内腔可以限定感应加热元件腔。
中间元件可以由任何合适的材料形成。
在优选实施例中，中间元件由与第一感受器和第二感受器不同的材料形成。
中间元件可包括用于使所述第一感受器与所述第二感受器热绝缘的绝热材料。中间元件可包括的材料具有如使用改进的瞬态平面源(MTPS)方法测量的在23摄氏度和50％的相对湿度下小于或等于约100毫瓦特每米开尔文(mW/(mK))的整体热导率。在第一感受器与第二感受器之间的间隔中提供由绝热材料形成的中间元件可进一步减少第一感受器与第二感受器之间的热传递。有利地，这可改善感应加热元件选择性地加热气溶胶形成基质的分立部分的能力。这还可以使得能够减小第一感受器与第二感受器之间的间隔的大小，并且继而减小感应加热元件的大小。
中间元件可包括用于使所述第一感受器与所述第二感受器电绝缘的电绝缘材料。感受器可以包括在二十摄氏度下具有至少1x104欧姆米(Ωm)的电阻率的材料。
中间元件可包括以下各项中的至少一种：用于使第一感受器与第二感受器热绝缘的绝热材料；以及用于使第一感受器与第二感受器电绝缘的电绝缘材料。在一些优选实施例中，中间元件包括用于使第一感受器与第二感受器热绝缘的绝热材料，以及用于将第一感受器与第二感受器电绝缘的电绝缘材料。
用于中间元件的特别合适的材料可以包括聚合材料(如聚醚醚酮(PEEK)、液晶聚合物，如
Figure BDA0003434555800000101
)、某些水泥、玻璃和陶瓷材料(如二氧化锆(ZrO2)、氮化硅(Si3N4)和氧化铝(Al2O3))。
中间元件可以是可透气的。换句话说，中间元件构造成使得气体能够渗透通过中间元件。通常，中间元件构造成使气体能够从中间元件的一侧渗透到中间元件的另一侧。中间元件可以包括外侧和与外侧相对的内侧。中间元件可以构造成使得气体能够从外侧渗透到内侧。
在一些实施例中，中间元件包括构造成允许空气通过中间元件的空气通路。在这些实施例中，中间元件可能不需要由可透气材料形成。因此，在一些实施例中，中间元件由不可透气的材料形成，并且包括构造成允许空气通过中间元件的空气通路。中间元件可以包括多个空气通路。中间元件可以包括任何合适数目的空气通路，例如，两个、三个、四个、五个或六个空气通路。在中间元件包括多个空气通路的情况下，空气通路可在中间元件上规则地间隔开。
在中间元件是限定内腔的管状中间元件的情况下，所述中间元件可以包括构造成允许空气从中间元件的外表面流入内腔的空气通路。中间元件可以包括从外表面延伸到内表面的空气通路。在管状中间元件包括多个空气通路的情况下，空气通路可以围绕管状中间元件的圆周规则地间隔开。
感应加热元件可以包括在感应加热装置中。
感应加热装置进一步包括感应器线圈。优选地，感应加热装置包括第一感应器线圈和第二感应器线圈。
第一感应器线圈构造成使得供应到第一感应器线圈的变化电流生成变化磁场。第一感应器线圈相对于感应加热元件布置成使得供应到第一感应器线圈的变化电流生成变化磁场，所述变化磁场加热感应加热元件的第一感受器。
第二感应器线圈构造成使得供应到第二感应器线圈的变化电流生成变化磁场。所述第二感应器线圈相对于所述感应加热元件布置成使得供应到所述第二感应器线圈的变化电流生成变化磁场，所述变化磁场加热所述感应加热元件的所述第二感受器。
感应器线圈可以具有任何合适的形式。例如，感应器线圈可以是扁平感应器线圈。扁平感应器线圈可以基本上在平面中以螺旋方式缠绕。优选地，感应器线圈是限定内腔的管状感应器线圈。通常，管状感应器线圈围绕轴线螺旋地缠绕。感应器线圈可以是细长的。特别优选地，感应器线圈可以是细长的管状感应器线圈。感应器线圈可以具有任何合适的横截面。例如，感应器线圈可以具有圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形或其它多边形横截面。
感应器线圈可以由任何合适的材料形成。感应器线圈由导电材料形成。优选地，感应器线圈由金属或金属合金形成。
在感应器线圈是管状感应器线圈的情况下，优选地，感应加热元件的一部分布置在感应器线圈的内腔内。特别优选地，第一感应器线圈是管状感应器线圈，并且第一感受器的至少一部分布置在第一感应器线圈的内腔内。管状第一感应器线圈的长度可以基本上类似于第一感受器的长度。特别优选地，第二感应器线圈是管状感应器线圈，并且第二感受器的至少一部分布置在第二感应器线圈的内腔内。管状第二感应器线圈的长度可以基本上类似于第二感受器的长度。
在一些实施例中，第二感应器线圈与第一感应器线圈基本上相同。换句话说，第一感应器线圈和第二感应器线圈具有相同的形状、尺寸和匝数。特别优选地，在第二感受器与第一感受器基本上相同的实施例中，第二感应器线圈与第一感应器线圈基本上相同。
在一些实施例中，第二感应器线圈与第一感应器线圈不同。例如，第二感应器线圈可以具有与第一感应器线圈不同的长度、匝数或横截面。特别优选地，在第二感受器与第一感受器不同的实施例中，第二感应器线圈与第一感应器线圈不同。
第一感应器线圈和第二感应器线圈可以以任何合适的布置来布置。特别优选地，第一感应器线圈和第二感应器线圈沿着轴线同轴地对准。在第一感应器线圈和第二感应器线圈是细长管状感应器线圈的情况下，第一感应器线圈和第二感应器线圈可以沿着纵向轴线同轴地对准，使得线圈的内腔沿着纵向轴线对准。
该感应加热装置可以包括任何适合数目的感应器线圈。感应加热元件包括多个感应器线圈。该感应加热装置包括至少两个感应器线圈。优选地，感应加热装置的感应器线圈数目与感应加热元件的感受器数目相同。感应加热装置的感应器线圈数目可以与感应加热元件的感受器数目不同。在感应器线圈的数目与感受器的数目相同的情况下，优选地，每个感应器线圈围绕感受器设置。特别优选地，每个感应器线圈基本上延伸感应器线圈围绕其设置的感受器的长度。
感应加热元件可以包括通量集中器。所述通量集中器可以围绕所述感应加热装置的感应器线圈设置。所述通量集中器配置成将所述感应器线圈生成的变化磁场朝向感应加热元件扭曲。
有利地，通过朝向感应加热元件扭曲磁场，通量集中器可将磁场集中在感应加热元件处。与不提供通量集中器的实施例相比，这可以提高感应加热装置的效率。如本文所用，短语“集中磁场”意指扭曲磁场，使得磁场的磁能密度在磁场“集中”的位置处增加。
如本文所用，术语“通量集中器”是指具有高相对磁导率的部件，其用于集中和引导由感应器线圈生成的磁场或磁场线。如本文所用，术语“相对磁导率”是指材料或诸如通量集中器的介质的磁导率与自由空间的磁导率“μ0”的比率，其中μ0是4π×10-7牛顿每安培平方(N.A-2)。
如本文所用，术语“高相对磁导率”是指在25摄氏度下的相对磁导率至少为5，例如至少10、至少20、至少30、至少40、至少50、至少60、至少80或至少100。这些实例值优选地是指针对6与8兆赫兹(MHz)之间的频率和25摄氏度的温度的相对磁导率的值。
通量集中器可以由任何合适材料或材料组合形成。优选地，通量集中器包括铁磁性材料，例如铁氧体材料、保持于粘结剂中的铁氧体粉末，或包含铁氧体材料的任何其它合适的材料，例如铁磁体铁、铁磁性钢或不锈钢。
在一些实施例中，感应加热装置包括围绕第一感应器线圈和第二感应器线圈设置的通量集中器。在这些实施例中，通量集中器配置成使由第一感应器线圈生成的变化磁场朝向感应加热元件的第一感受器扭曲，并且使由第二感应器线圈生成的变化磁场朝向感应加热元件的第二感受器扭曲。
在这些实施例中的一些实施例中，通量集中器的一部分延伸到第一感受器与第二感受器之间的中间元件中。使通量集中器的一部分延伸到第一感受器与第二感受器之间的中间元件中可进一步扭曲由所述第一感应器线圈生成的磁场和由所述第二感应器线圈生成的磁场。这样进一步扭曲可以导致由第一感应器线圈生成的磁场朝向第一感受器进一步集中，并且由第二感应器线圈生成的磁场朝向第二感受器进一步集中。这可以进一步改善感应加热装置的效率。
在一些实施例中，感应加热装置包括多个通量集中器。在一些优选实施例中，单独的通量集中器围绕每个感应器线圈设置。向每个感应器线圈提供专用的通量集中器可以使通量集中器能够最佳地配置以扭曲由感应器线圈生成的磁场。此布置还可使得感应加热装置能够由模块化感应加热单元形成。每个感应加热单元可以包括感应器线圈和通量集中器。提供模块化感应加热单元可以便于感应加热装置的标准化制造，并且使得单独的单元能够被移除和替换。
在一些优选实施例中，所述感应加热装置包括：围绕所述第一感应器线圈设置的第一通量集中器，所述第一通量集中器配置成使由所述第一感应器线圈生成的变化磁场朝向所述第一感受器扭曲；以及围绕所述第二感应器线圈设置的第二通量集中器，所述第二通量集中器配置成使所述第二感应器线圈生成的变化磁场朝向所述第二感受器扭曲。
在这些优选实施例中，第一通量集中器的一部分可延伸到第一感受器与第二感受器之间的中间元件中。在这些优选实施例中，第二通量集中器的一部分可延伸到第一感受器与第二感受器之间的中间元件中。使通量集中器的一部分延伸到感受器之间的中间元件中可使通量集中器能够使由感应器线圈生成的磁场朝向感受器进一步扭曲。
感应加热装置可以进一步包括感应加热装置壳体。壳体可以将感应加热元件、感应器线圈和通量集中器保持在一起。这可以有助于固定感应加热装置的部件的相对布置，并且改善部件之间的联接。优选地，感应加热装置壳体由电绝缘材料形成。
在感应加热装置包括单独的感应加热单元，所述单独的感应加热单元包括感应器线圈和通量集中器的情况下，每个感应加热单元可以包括感应加热单元壳体。感应加热单元壳体可以将感应加热单元的部件保持在一起，并且改善部件之间的联接。优选地，感应加热单元壳体由电绝缘材料形成。
感应加热装置可以包括在气溶胶生成装置中。
气溶胶生成装置可以包括电源。电源可以是任何合适类型的电源。电源可以是DC电源。在一些优选实施例中，电源是电池，如可再充电的锂离子电池。电源可以是另一形式的电荷存储装置，如电容器。电源可能需要再充电。电源可以具有允许存储足够能量用于装置的一次或多次使用的容量。例如，电源可以具有足够的容量以允许连续生成气溶胶持续大约六分钟的时间，对应于抽一支常规卷烟所耗费的典型时间，或者持续多个六分钟的时间。在另一个示例中，电源可以具有足够的容量以允许装置的预定次数的使用或不连续启用。在一个实施例中，电源是具有约2.5伏至约4.5伏范围内的直流电源电压和约1安培至约10安培范围内的直流电源电流的直流电源(对应于在约2.5瓦至约45瓦之间的直流电源)。
气溶胶生成装置可以包括连接到感应加热装置和电源的控制器。具体而言，所述气溶胶生成装置可以包括连接到所述第一感应器线圈和所述第二感应器线圈和所述电源的控制器。控制器配置成控制从电源到感应加热装置的电力供应。控制器可以包括微处理器，该微处理器可以是可编程微处理器、微控制器或专用集成芯片(ASIC)或能够提供控制的其它电路。控制器可以包括其它电子部件。控制器可以配置成调节向感应加热装置的电流供应。电流可以在气溶胶生成装置激活之后连续地供应到感应加热装置，或者可以间歇地供应，如基于逐口抽吸。
控制器可以有利地包括DC/AC逆变器，该逆变器可以包括C类、D类或E类功率放大器。
所述控制器可以配置成向感应加热装置供应具有任何合适频率的变化电流。所述控制器可以配置成向感应加热装置供应频率在约5千赫兹与约30兆赫兹之间的变化电流。在一些优选实施例中，控制器配置成向感应加热装置供应约5千赫兹与约500千赫兹之间的变化电流。在一些实施例中，所述控制器配置成将高频率变化电流供应到感应加热装置。如本文所用，术语“高频变化电流”是指具有在约500千赫兹与约30兆赫兹之间的频率的变化电流。高频变化电流可以具有在约1兆赫与约30兆赫之间(如在约1兆赫与约10兆赫之间，或如在约5兆赫与约8兆赫之间)的频率。
气溶胶生成装置可以包括装置壳体。装置壳体可以是细长的。装置壳体可以包括任何合适材料或材料的组合。合适的材料的示例包括金属、合金、塑料或含有那些材料中的一种或多种的复合材料，或适用于食物或药物应用的热塑性材料，例如聚丙烯、聚醚醚酮(PEEK)和聚乙烯。优选地，材料是轻质且不易碎的。
装置壳体可以限定用于接收气溶胶形成基质的装置腔。装置腔构造成接收气溶胶生成制品的至少一部分。装置腔可以具有任何合适的形状和大小。装置腔可以基本上是圆柱形。装置腔可以具有基本上圆形的横截面。
感应加热元件可以设置于装置腔中。感应加热元件可以围绕装置腔设置。在感应加热元件是管状感应加热元件的情况下，感应加热元件可以限定装置腔。感应加热元件的内表面可以形成装置腔的内表面。
第一感应器线圈和第二感应器线圈可以设置于装置腔中。第一感应器线圈和第二感应器线圈可以围绕装置腔设置。第一感应器线圈和第二感应器线圈可以限定装置腔。第一感应器线圈和第二感应器线圈的内表面可以形成装置腔的内表面。
装置可以具有近端和与所述近端相对的远端。优选地，装置腔布置在装置的近端处。
装置壳体可以包括空气入口。空气入口可以构造成使环境空气能够进入装置壳体。装置壳体可以包括任何数目的空气入口。装置壳体可以包括多个空气入口。
装置壳体可以包括空气出口。空气出口可以构造成使空气能够从装置壳体内进入装置腔。装置壳体可以包括任何合适数目的空气出口。装置壳体可以包括多个空气出口。
在感应加热元件的中间元件可透气的情况下，气溶胶生成装置可以限定从空气入口延伸到感应加热元件的中间元件的气流路径。此气流路径可使得空气能够从空气入口通过气溶胶生成装置吸入并且通过中间元件进入装置腔中。
在一些实施例中，装置腔可以包括近端和与所述近端相对的远端。在这些实施例中，装置腔可以在近端处开放以用于接收气溶胶生成制品。在这些实施例中，装置腔可以在远端处基本关闭。装置壳体可以包括在装置腔的远端处的空气出口。气溶胶生成装置可以进一步包括朝向装置腔的近端的环形密封件。环形密封件可以延伸到装置腔中。环形密封件可在装置壳体与接收于装置腔中的气溶胶生成制品的外表面之间提供基本上气密的密封件。这可以通过在气溶胶生成制品的外表面与装置腔的内表面之间存在的任何间隙来减小在使用中吸入到装置腔中的空气的体积。这可以增加通过可渗透中间元件吸入到气溶胶生成制品中的空气的体积。
在一些实施例中，装置壳体包括烟嘴。烟嘴可以包括至少一个空气入口和至少一个空气出口。烟嘴可以包括一个以上的空气入口。一个或多个空气入口可以在将气溶胶输送给用户之前降低气溶胶的温度，并且可以在将气溶胶输送给用户之前降低气溶胶的浓度。
在一些实施例中，烟嘴被提供为气溶胶生成制品的一部分。如本文所用，术语“烟嘴”是指气溶胶生成系统的一部分，其放置在用户的口中以便直接从由气溶胶生成装置接纳的气溶胶生成制品吸入由气溶胶生成系统生成的气溶胶。
气溶胶生成装置可以包括温度传感器。温度传感器可以布置成感测感应加热元件的温度。气溶胶生成装置可包括第一温度传感器，所述第一温度传感器布置成感测所述第一感受器的温度。气溶胶生成装置可包括第二温度传感器，所述第二温度传感器布置成感测所述第二感受器的温度。
气溶胶生成装置可以包括用以启用装置的用户界面，例如用以启动气溶胶生成制品的加热的按钮。
气溶胶生成装置可以包括显示器以指示装置或气溶胶形成基质的状态。
气溶胶生成装置可包括用于感测用户在所述气溶胶生成系统上的吸入的抽吸传感器。
优选地，气溶胶生成装置是便携式的。气溶胶生成装置可以具有与常规雪茄或香烟相当的大小。气溶胶生成装置可以具有约30毫米与约150毫米之间的总长度。气溶胶生成装置可以具有约5毫米与约30毫米之间的外径。
气溶胶生成装置可以形成气溶胶生成系统的一部分。
气溶胶生成系统可以进一步包括气溶胶生成制品。气溶胶生成制品可以包括第一气溶胶形成基质；和第二气溶胶形成基质。当气溶胶生成制品接收在装置腔中时，第一气溶胶形成基质的至少一部分可以接收在装置腔的第一部分中，并且第二气溶胶形成基质的至少一部分可以接收在装置腔的第二部分中。
形成气溶胶生成装置的感应加热装置的一部分的感应加热元件配置成加热气溶胶形成基质。
气溶胶形成基质可以包括尼古丁。含尼古丁的气溶胶形成基质可以是尼古丁盐基质。
气溶胶形成基质可以是液体。气溶胶形成基质可以包括固体组分和液体组分。优选地，气溶胶形成基质是固体。
气溶胶形成基质可以包括基于植物的材料。气溶胶形成基质可以包括烟草。气溶胶形成基质可以包括含有烟草的材料，材料包括在加热时从气溶胶形成基质释放的挥发性烟草调味剂化合物。气溶胶形成基质可包含非烟草材料。气溶胶形成基质可以包括均化的植物基质料。气溶胶形成基质可以包含均化的烟草材料。均质烟草材料可以通过凝聚颗粒烟草形成。在特别优选的实施例中，气溶胶形成基质包括均质烟草材料的聚集的卷曲片材。如本文所使用的，术语“卷曲片材”表示具有多个大致平行的脊或皱折的片材。
气溶胶形成基质可以包括至少一种气溶胶形成剂。气溶胶形成剂是任何合适的已知化合物或化合物的混合物，该化合物在使用中有利于形成致密且稳定的气溶胶并且在系统的操作温度下基本上耐热降解。合适的气溶胶形成剂是本领域众所周知的，并且包括但不限于：多元醇，例如三甘醇，1,3-丁二醇和甘油；多元醇的酯，例如甘油单、二或三乙酸酯；和一元、二元或多元羧酸的脂肪酸酯，例如二甲基十二烷二酸酯和二甲基十四烷二酸酯。优选的气溶胶形成剂可以包括多元醇或其混合物，诸如三甘醇、1,3-丁二醇。优选地，气溶胶形成剂是甘油。如果存在的话，均质烟草材料的气溶胶形成剂含量按干重计可以等于或大于5重量百分比，例如按干重计在约5重量百分比和约30重量百分比之间。气溶胶形成基质可以包括其它添加剂和成分，诸如香料。
气溶胶形成基质可以包括在气溶胶生成制品中。包括感应加热装置的气溶胶生成装置可以构造成接收气溶胶生成制品的至少一部分。气溶胶生成制品可以具有任何合适的形式。气溶胶生成制品可为基本上圆柱形的形状。气溶胶生成制品可以是大体上细长的。气溶胶生成制品可以具有一定长度和基本上垂直于所述长度的圆周。
气溶胶形成基质可以被提供为包括气溶胶形成基质的气溶胶生成节段。气溶胶生成节段可以包括多个气溶胶形成基质。气溶胶生成节段可以包括第一气溶胶形成基质和第二气溶胶形成基质。在一些实施例中，第二气溶胶形成基质与第一气溶胶形成基质基本上相同。在一些实施例中，第二气溶胶形成基质与第一气溶胶形成基质不同。
在气溶胶生成节段包括多个气溶胶形成基质的情况下，气溶胶形成基质的数目可以与感应加热元件中的感受器的数目相同。类似地，气溶胶形成基质的数目可以与感应加热装置中的感应器线圈的数目相同。
气溶胶生成节段可为基本上圆柱形的形状。气溶胶生成节段可以是基本上细长的。气溶胶生成节段也可以具有一长度和基本上垂直于所述长度的圆周。
在气溶胶生成节段包括多个气溶胶形成基质的情况下，气溶胶形成基质可以沿着气溶胶生成节段的轴线端对端地布置。在一些实施例中，气溶胶生成节段可以包括相邻气溶胶形成基质之间的间隔。
在一些优选实施例中，气溶胶生成制品可以具有在约30毫米与约100毫米之间的总长度。在一些实施例中，气溶胶生成制品具有约45毫米的总长度。所述气溶胶生成制品可以具有在约5毫米与约12毫米之间的外径。在一些实施例中，气溶胶生成制品可以具有约7.2毫米的外径。
气溶胶生成节段可以具有在约7毫米和约15毫米之间的长度。在一些实施例中，气溶胶生成节段可以具有约10毫米或12毫米的长度。
气溶胶生成节段优选具有约等于气溶胶生成制品外径的外径。气溶胶生成节段的外径可以在约5毫米与约12毫米之间。在一个实施例中，气溶胶生成节段可以具有约7.2毫米的外径。
气溶胶生成制品可以包括过滤器滤嘴段。过滤器滤嘴段可以位于气溶胶生成制品的近端。过滤器滤嘴段可以是乙酸纤维素过滤器滤嘴段。在一些实施例中，过滤器滤嘴段可以具有约5毫米至约10毫米的长度。在一些优选实施方案中，过滤器滤嘴段可以具有约7毫米的长度。
气溶胶生成制品可以包括外包裹材料。外包裹材料可由纸形成。所述外包裹材料在所述气溶胶生成节段处可以是可透气的。具体而言，在包括多个气溶胶形成基质的实施例中，外包裹材料可以包括在相邻气溶胶形成基质之间的界面处的穿孔或其它空气入口。在相邻气溶胶形成基质之间提供间隔的情况下，外包裹材料可以包括在间隔处的穿孔或其它空气入口。这可以使得气溶胶形成基质能够直接被提供有未被抽吸通过另一气溶胶形成基质的空气。这可以增加由每个气溶胶形成基质接纳的空气量。这可以改善从气溶胶形成基质生成的气溶胶的特性。
气溶胶生成制品还可以包括气溶胶形成基质与过滤器滤嘴段之间的间隔。间隔可以是约18毫米，但是可以在约5毫米至约25毫米的范围内。
还应认识到，可以独立地实施、提供和使用上述各种特征的特定组合。
附图说明
现在将参照附图仅以举例的方式描述本公开的实施例，在附图中：
图1示出了布置在一对感应器线圈之间的根据本公开的实施例的感应加热元件的示意图；
图2示出了布置在一对感应器线圈之间的根据本公开的实施例的感应加热元件的示意图；
图3示出了根据本公开的实施例的感应加热元件的分解透视图；
图4示出了图3的感应加热元件的透视图；
图5示出了根据本发明的实施例的气溶胶生成系统的横截面视图，所述气溶胶生成系统包括气溶胶生成制品和具有感应加热装置的气溶胶生成装置；
图6示出了图5的气溶胶生成装置的近端的横截面视图；
图7示出了图5的气溶胶生成系统的横截面视图，其中气溶胶生成制品接收在气溶胶生成装置中；以及
图8示出了根据本公开的实施例的模块化感应加热装置的横截面视图，所述感应加热装置包括两个堆叠的感应加热单元，每个感应加热单元包括具有布置在两端处的热绝缘和电绝缘中间元件的感受器、感应器线圈、通量集中器和壳体。
具体实施方式
图1示出了根据本公开的实施例的感应加热元件10的示意图。感应加热元件10是具有圆形横截面的细长管状元件。感应加热元件10包括第一感受器12、第二感受器14以及第一感受器12与第二感受器14之间的间隔15。第一感受器12和第二感受器14各自为具有圆形横截面的细长管状元件。第一感受器12和第二感受器14沿着纵向轴线A-A同轴地端对端对准。
感应加热元件10包括在两端开口的圆柱形腔20，其由第一感受器12和第二感受器14的内表面限定。腔20构造成接收包括气溶胶形成基质的圆柱形气溶胶生成制品(未示出)的一部分，使得气溶胶生成制品的外表面可由第一感受器和第二感受器加热，从而加热气溶胶形成基质。
腔20包括三个部分：由管状第一感受器12的内表面限定的第一端处的第一部分22，由管状第二感受器14的内表面限定的与第一端相对的第二端处的第二部分24，以及由第一感受器12与第二感受器14之间的间隔15界定的中间部分26。第一感受器12布置成加热接收在腔20的第一部分22中的气溶胶生成制品的第一部分，并且第二感受器14布置成加热接收在腔20的第二部分24中的气溶胶生成制品的第二部分。
第一感应器线圈32围绕第一感受器12设置，并且基本上延伸第一感受器12的长度。因而，第一感受器12基本上沿其长度由第一感应器线圈32限定。当将变化电流供应到第一感应器线圈32时，第一感应器线圈32生成集中在腔20的第一部分22中的变化磁场。由第一感应器线圈32生成的这种变化磁场在第一感受器12中感生涡流，引起第一感受器12被加热。
第二感应器线圈34围绕第二感受器14设置，并且基本上延伸第二感受器14的长度。因而，第二感受器14基本上沿其长度由第二感应器线圈34限定。当将变化电流供应到第二感应器线圈34时，第二感应器线圈34生成集中在腔20的第二部分24中的变化磁场。由第二感应器线圈34生成的这种变化磁场在第二感受器14中感生涡流，引起第二感受器14被加热。
第一感受器12与第二感受器14之间的间隔15在第一感受器12与第二感受器14之间提供了当暴露于由第一感应器线圈32或第二感应器线圈34生成的变化磁场时未被感应加热的空间。此外，间隔15使第二感受器14与第一感受器12绝热，使得与第一感受器和第二感受器彼此邻近地布置成直接热接触的感应加热元件相比，第一感受器12和第二感受器14之间的热传递速率降低。结果，提供第一感受器12与第二感受器14之间的间隔15使得第一感受器12能够选择性地加热腔20的第一部分22，使腔20的第二部分24具有最小加热，并且使得第二感受器14能够选择性地加热腔20的第二部分24，使腔20的第一部分22具有最小加热。
通过同时将变化电流供应到第一感应器线圈32和第二感应器线圈34，可以同时加热第一感受器12和第二感受器14。备选地，可以通过将变化电流供应到第一感应器线圈32而不将电流供应到第二感应器线圈34，并且随后将变化电流供应到第二感应器线圈34而不将电流供应到第一感应器线圈32来独立地或交替地加热第一感受器12和第二感受器14。还设想了不同电流可以按顺序供应到第一感应器线圈32和第二感应器线圈34。
图2示出了根据本公开的另一实施例的感应加热元件的示意图。图2中所示的感应加热元件与图1中所示的感应加热元件基本上相同，并且相同的附图标记用于描述相同的特征。
图2的感应加热元件10是具有圆形横截面的细长管状元件。感应加热元件10包括第一感受器12和第二感受器14。图1的感应加热元件10与图2的感应加热元件10之间的差别在于，图2的感应加热元件10包括设置在第一感受器12与第二感受器14之间的中间元件16。在图2的实施例中，仍然存在第一感受器12与第二感受器14之间的间隔，然而，所述间隔由中间元件16填充。在此实施例中，中间元件16固定到第一感受器12的端部，并且还固定到第二感受器14的端部。将中间元件16固定到第一感受器12的端部，并且将中间元件16固定到第二感受器14的端部，就将第一感受器12间接地连接到第二感受器14。有利地，将第一感受器12间接固定到第二感受器14使得感应加热元件能够形成整体结构。
中间元件16包括绝热材料。绝热材料也是电绝缘的。在此实施例中，中间元件16由聚合材料(如PEEK)形成。因而，第一感受器12与第二感受器14之间的中间元件16在第一感受器12与第二感受器14之间提供了当暴露于由第一感应器线圈32或第二感应器线圈34生成的变化磁场时未被感应加热的空间。此外，中间元件16使第二感受器14与第一感受器12绝热，使得与第一感受器和第二感受器彼此邻近地布置成直接热接触的感应加热元件相比，第一感受器12和第二感受器14之间的热传递速率降低。与图1的感应加热元件10的间隔15相比，中间元件16还可以进一步降低第一感受器12与第二感受器14之间的热传递速率。结果，提供第一感受器12与第二感受器14之间的中间元件16使得第一感受器12能够选择性地加热腔20的第一部分22，使腔20的第二部分24具有最小加热，并且使得第二感受器14能够选择性地加热腔20的第二部分24，使腔20的第一部分22具有最小加热。
图3至7示出了根据本公开的实施例的气溶胶生成系统的示意图。气溶胶生成系统包括气溶胶生成装置100和气溶胶生成制品200。气溶胶生成装置100包括根据本公开的感应加热装置110。感应加热装置110包括根据本公开的感应加热元件120。
图3和4示出了感应加热元件120的示意图。感应加热元件120包括：第一感受器122、第二感受器124、第三感受器126、第一中间元件128和第二中间元件130。第一中间元件128设置于第一感受器122与第二感受器124之间。第二中间元件130设置于第二感受器124与第三感受器126之间。
在此实施例中，第一感受器122、第二感受器124和第三感受器126中的每一个都相同。每一感受器122、124、126是限定内腔的细长管状感受器。每个感受器及其对应的内腔基本上是圆柱形的，具有沿着感受器的长度恒定的圆形横截面。第一感受器122的内腔限定第一区域134。第二感受器124的内腔限定第二区域136。第三感受器的内腔限定第三区域138。
类似地，第一中间元件128和第二中间元件130是相同的。中间元件128、130是管状的，限定内腔。每个中间元件128、130基本上是圆柱形的，具有沿着中间元件的长度恒定的圆形横截面。中间元件128、130的外径与感受器122、124、126的外径相同，使得中间元件128、130的外表面可以与感受器122、124、126的外表面齐平对准。中间元件128、130的内径也与感受器122、124、126的内径相同，使得中间元件128、138的内表面可以与感受器122、124、126的内表面齐平对准。
第一感受器122、第一中间元件128、第二感受器124、第二中间元件130和第三感受器126端对端地布置并且在轴线B-B上同轴地对准。在此布置中，感受器122、124、126和中间元件128、130形成管状细长圆柱形结构。根据本公开的实施例，该结构形成感应加热元件120。
细长管状感应加热元件120包括内腔140。感应加热元件腔140由感受器122、124、126的内腔和中间元件128、130的内腔限定。如下文更详细地描述，感应加热元件腔140构造成接收气溶胶生成制品200的气溶胶生成节段。
中间元件128、130由电绝缘并且绝热的材料形成。因而，感受器122、124、126彼此基本电绝缘并且绝热。中间元件128、130的材料也基本上不透气。在此实施例中，管状感应加热元件120基本上不可从外表面到限定感应加热元件腔140的内表面渗透气体。
图5、6和7示出了气溶胶生成装置100和气溶胶生成制品200的示意性横截面。
气溶胶生成装置100包括具有类似于常规雪茄的形状和大小的大致圆柱形装置壳体102。装置壳体102在近端处限定装置腔104。装置腔104是基本上圆柱形的，在近端处打开，并且在与近端相对的远端处是基本上关闭。装置腔104构造成接收气溶胶生成制品200的气溶胶生成节段210。因此，装置腔104的长度和直径与气溶胶生成制品200的气溶胶生成节段210的长度和直径基本上相似。
气溶胶生成装置100进一步包括呈可再充电镍镉电池形式的电源106、呈包括微处理器的印刷电路板形式的控制器108、电连接器109和感应加热装置110。电源106、控制器108和感应加热装置110都容纳在装置壳体102内。气溶胶生成装置100的感应加热装置110布置在装置100的近端处，并且大体上围绕装置腔104设置。电连接器109布置在装置壳体109的远端处，与装置腔104相对。
控制器108配置成控制从电源106到感应加热装置110的电力供应。控制器108进一步包括DC/AC逆变器，其包括D类功率放大器，并且配置成向感应加热装置110供应变化电流。控制器108还配置成控制从电连接器109对电源106的再充电。另外，控制器108包括抽吸传感器(未示出)，抽吸传感器配置成感测用户何时在接收于装置腔104中的气溶胶生成制品上抽吸。
感应加热装置110包括三个感应加热单元，包括第一感应加热单元112、第二感应加热单元114和第三感应加热单元116。第一感应加热单元112、第二感应加热单元114和第三感应加热单元116基本上相同。
第一感应加热单元112包括圆柱形管状第一感应器线圈150，围绕第一感应器线圈150设置的圆柱形管状第一通量集中器152，以及围绕第一通量集中器152设置的圆柱形管状第一感应器单元壳体154。
第二感应加热单元114包括圆柱形管状第二感应器线圈160，围绕第二感应器线圈160设置的圆柱形管状第二通量集中器162，以及围绕第二通量集中器162设置的圆柱形管状第二感应器单元壳体164。
第三感应加热单元116包括圆柱形管状第三感应器线圈170，围绕第三感应器线圈170设置的圆柱形管状第三通量集中器172，以及围绕第三通量集中器172设置的圆柱形管状第三感应器单元壳体174。
因此，每个感应加热单元112、114、116形成具有圆形横截面的基本上管状单元。在每个感应加热单元112、114、116中，通量集中器在感应器线圈的近端和远端上方延伸，使得感应器线圈布置在通量集中器的环形腔内。类似地，每个感应加热单元壳体在通量集中器的近端和远端上方延伸，使得通量集中器和感应器线圈布置在感应加热单元壳体的环形腔内。此布置使得通量集中器能够将由感应器线圈生成的磁场集中在感应器线圈的内腔中。此布置还使得感应器单元壳体能够将通量集中器和感应器线圈保持在感应器单元壳体内。
感应加热装置110进一步包括感应加热元件120。感应加热元件120围绕装置腔104的内表面设置。在此实施例中，装置壳体102限定装置腔104的内表面。然而，设想在一些实施例中，装置腔的内表面由感应加热元件120的内表面限定。
感应加热单元112、114、116围绕感应加热元件120设置，使得感应加热元件120和感应加热单元112、114、116围绕装置腔104同心地布置。第一感应加热单元112围绕第一感受器122设置在装置腔104的远端处。第二感应加热单元114围绕第二感受器124设置在装置腔104的中心部分处。第三感应加热单元116围绕第三感受器126设置在装置腔104的近端处。设想在一些实施例中，通量集中器还可延伸到感应加热元件的中间元件中，以便进一步扭曲由感应器线圈朝向感应器生成的磁场。
第一感应器线圈150连接到控制器108和电源106，并且控制器108配置为向第一感应器线圈150供应变化电流。当变化电流供应到第一感应器线圈150时，第一感应器线圈150生成变化磁场，所述变化磁场通过感应来加热第一感受器122。
第二感应器线圈160连接到控制器108和电源106，并且控制器108配置为向第二感应器线圈160供应变化电流。当变化电流供应到第二感应器线圈160时，第二感应器线圈160生成变化磁场，所述变化磁场通过感应来加热第二感受器124。
第一感应器线圈170连接到控制器108和电源106，并且控制器108配置为向第三感应器线圈170供应变化电流。当变化电流供应到第三感应器线圈170时，第三感应器线圈170生成变化磁场，所述变化磁场通过感应来加热第三感受器126。
装置壳体102还限定紧邻装置腔106的远端的空气入口180。空气入口180配置成使环境空气能够吸入装置壳体102中。气流路径181穿过装置限定在空气入口180与装置腔104的远端中的空气出口之间，以使空气能够从空气入口180吸入装置腔104中。
气溶胶生成制品200大体上呈圆柱形棒的形式，其具有的直径类似于装置腔104的内径。气溶胶生成制品200包括由卷烟纸的外包裹材料220包裹在一起的圆柱形醋酸纤维素过滤器滤嘴段204和圆柱形气溶胶生成节段210。
过滤器滤嘴段204布置在气溶胶生成制品200的近端处，并且形成气溶胶生成系统的烟嘴，用户在所述烟嘴上抽吸以接收由系统生成的气溶胶。
气溶胶生成节段210布置在气溶胶生成制品200的远端处，并且具有基本上等于装置腔104的长度。气溶胶生成节段210包括多个气溶胶形成基质，包括：在气溶胶生成制品200的远端处的第一气溶胶形成基质212，邻近第一气溶胶形成基质212的第二气溶胶形成基质214，以及在气溶胶生成节段210的近端处邻近第二气溶胶形成基质216的第三气溶胶形成基质216。将认识到，在一些实施例中，两个或更多个气溶胶形成基质可以由相同材料形成。然而，在该实施例中，气溶胶形成基质212、214、216中的每一个是不同的。第一气溶胶形成基质212包括均质烟草材料的聚集卷曲的片材，而没有附加的风味剂。第二气溶胶形成基质214包括均质烟草材料的聚集卷曲的片材，包括薄荷醇形式的风味剂。第三气溶胶形成基质可以包括薄荷醇形式的风味剂，并且不包括烟草材料或任何其它尼古丁源。气溶胶形成基质212、214、216中的每一个还可以包括另外的组分，例如一种或多种气溶胶形成剂和水，使得加热气溶胶形成基质生成具有期望感官特性的气溶胶。
第一气溶胶形成基质212的近端是暴露的，因为其未由外包裹材料220覆盖。在此实施例中，空气能够在制品200的近端处经由第一气溶胶形成基质212的近端抽吸到气溶胶生成节段210中。
在此实施例中，第一气溶胶形成基质212、第二气溶胶形成基质214和第三气溶胶形成基质216端对端地布置。然而，设想了在其它实施例中，可在第一气溶胶形成基质与第二气溶胶形成基质之间提供间隔，并且可在第二气溶胶形成基质与第三气溶胶形成基质之间提供间隔。
如图7所示，当气溶胶生成制品200的气溶胶生成节段210接收在装置腔104中时，第一气溶胶形成基质212的长度使得第一气溶胶形成基质212从装置腔104的远端延伸通过第一感受器122的第一区域134，并且延伸到第一中间构件128。第二气溶胶形成基质214的长度使得第二气溶胶形成基质214从第一中间构件128延伸通过第二感受器124的第二区域136，并且延伸到第二中间构件130。第三气溶胶形成基质216的长度使得第三气溶胶形成基质216从第二中间构件130延伸到装置腔104的近端。
在使用中，当气溶胶生成制品200接收在装置腔104中时，用户可以在气溶胶生成制品200的近端上抽吸以吸入由气溶胶生成系统生成的气溶胶。当用户在气溶胶生成制品200的近端上抽吸时，空气在空气入口180处吸入到装置壳体102中，并且沿着气流路径181吸入到装置腔104中。空气在第一气溶胶形成基质212的近端处吸入到气溶胶生成制品200中，穿过装置腔104的远端中的出口。
在该实施例中，气溶胶生成装置100的控制器108配置成以预定顺序向感应加热装置110的感应器线圈供应电力。预定顺序包括在来自用户的第一次抽吸期间向第一感应器线圈150供应变化电流；随后在第一次抽吸已经完成之后，在来自用户的第二次抽吸期间向第二感应器线圈160供应变化电流；以及随后在第二次抽吸已经完成之后，在来自用户的第三次抽吸期间向第三感应器线圈170供应变化电流。在第四次抽吸时，该顺序再次在第一感应器线圈150处开始。该顺序导致在第一次抽吸时加热第一气溶胶形成基质212，在第二次抽吸时加热第二气溶胶形成基质214，以及在第三次抽吸时加热第三气溶胶形成基质216。由于制品100的气溶胶形成基质212、214、216都不同，因此该顺序导致用户在气溶胶生成系统上的每次抽吸时的不同体验。
应当认识到，控制器108可以配置成以不同顺序或同时地(这取决于对用户的期望气溶胶递送)向感应器线圈供应电力。在一些实施例中，气溶胶生成装置可以由用户控制以改变此顺序。
图8示出了根据本发明的另一实施例的感应加热装置。感应加热装置300包括两个模块化感应加热单元，即第一感应加热单元310和第二感应加热单元360。模块化感应加热单元310、360是相同的独立单元，其在感应加热装置300中可单独地移除和更换。提供此类模块化感应加热单元使得感应加热装置相对便宜并且制造简单。这是因为单独的模块化感应加热单元(而不是整个感应加热装置)的标准化制造可能较容易。提供此类模块化感应加热单元还可使得感应加热组件易于定制。
第一感应加热单元310大体上包括管状第一感受器312、管状第一感应器线圈314、管状第一通量集中器316和管状第一感应加热单元壳体318。
第一感受器312包括由诸如氧化铝的电绝缘和绝热材料形成的管状支承体320，以及在管状支承体320的内表面上的感受器层322。中间元件324设在管状支承体320的每一端处，与感受器层322的端部重叠。中间元件324也由诸如氧化铝的电绝缘和绝热材料形成。
第一感应器线圈314围绕第一感受器312的外表面设置，并且基本上延伸第一感受器312的长度。第一感应器线圈312的每一端326穿过第一通量集中器316和壳体318延伸到第一感应加热单元310的外表面，使得第一感应器线圈314可连接到电源并且供应有变化电流。
第一通量集中器316围绕管状第一感应器线圈314的外表面设置，并且在第一感应器线圈314和第一感受器312的端部上方延伸，但不超过第一感受器312的内表面。中间元件324设置在第一感受器312与第一通量集中器316之间，并且使第一感受器312的感受器层与第一通量集中器316电绝缘。
第一感应加热单元壳体318围绕第一通量集中器316的外表面、在通量集中器316的端部上方并且在第一通量集中器316的内表面上方延伸。第一感应加热单元壳体318还在第一感受器312的中间元件324上方延伸，使得第一感受器312、第一感应器线圈314和第一通量集中器316保持在一起。以此方式，第一感受器312、第一感应器线圈314、第一通量集中器316和第一感应加热单元壳体318形成管状单元，其具有能够接收气溶胶形成基质的内腔。第一感应加热单元壳体318由电绝缘和绝热材料形成。在此实施例中，第一感应单元壳体318由诸如PEEK的聚合物形成，聚合物在第一感受器312、第一感应器线圈314和第一通量集中器316上方注塑成型。
第二感应加热单元360大体上包括管状第二感受器362、管状第二感应器线圈364、管状第二通量集中器366和管状第二感应加热单元壳体368。
第二感受器362包括由诸如PEEK的电绝缘和绝热材料形成的管状支承体370，以及在管状支承体370的内表面上的感受器层372。中间元件374设在管状支承体370的每一端处，与感受器层372的端部重叠。中间元件374也由电绝缘和绝热材料形成，在该实施例中，所述电绝缘和绝热材料是陶瓷材料，如二氧化锆(ZrO2)。
第二感应器线圈364围绕第二感受器362的外表面设置，并且基本上延伸第二感受器362的长度。第二感应器线圈362的每一端376穿过第二通量集中器366和壳体368延伸到第二感应加热单元360的外表面，使得第二感应器线圈364可连接到电源并且供应有变化电流。
第二通量集中器366围绕管状第二感应器线圈364的外表面设置，并且在第二感应器线圈364和第二感受器362的端部上方延伸，但不超过第二感受器362的内表面。中间元件374设置在第二感受器362与第二通量集中器366之间，并且使第二感受器362的感受器层与第二通量集中器366电绝缘。
第二感应加热单元壳体368围绕第二通量集中器366的外表面、在通量集中器366的端部上方并且在第二通量集中器366的内表面上方延伸。第二感应加热单元壳体368还在第二感受器362的中间元件374上方延伸，使得第二感受器362、第二感应器线圈364和第二通量集中器366保持在一起。以此方式，第二感受器362、第二感应器线圈364、第二通量集中器366和第二感应加热单元壳体368形成管状单元，其具有能够接收气溶胶形成基质的内腔。第二感应加热单元壳体368由电绝缘和绝热材料形成。在此实施例中，第二感应单元壳体368由诸如PEEK的聚合物形成，聚合物在第二感受器362、第二感应器线圈364和第二通量集中器366上方注塑成型。
第二感应加热单元360堆叠在第一感应加热单元310的顶部上以形成感应加热装置300。感应加热装置300大体上形成管状单元，所述管状单元限定用于接收气溶胶形成基质的内腔380。
当第二感应加热单元360堆叠在第一感应加热单元310的顶部上时，第一感受器312与第二感受器362之间存在间隔。所述间隔包括来自第一感应加热单元310和第二感应加热单元360中的每一个的中间元件324、374，以及来自第一感应加热单元310和第二感应加热单元360中的每一个的通量集中器316、366和感应加热单元壳体318、368的端部部分。此间隔在第一感受器312的感受器层322与第二感受器362的感受器层372之间提供有效的热绝缘和电绝缘。
应认识到，上文所描述的实施例仅为特定实例，并且根据本公开可设想其它实施例。

Claims (16)

1.一种用于气溶胶生成系统的感应加热元件，所述感应加热元件包括：
第一感受器，所述第一感受器是管状感受器，所述管状感受器限定用于接收气溶胶形成基质的内腔；
第二感受器，所述第二感受器是管状感受器，所述管状感受器限定用于接收气溶胶形成基质的内腔；以及
所述第一感受器与所述第二感受器之间的间隔，所述间隔使所述第一感受器与所述第二感受器热绝缘。
2.根据权利要求1所述的感应加热元件，其中所述感应加热元件进一步包括设置于所述第一感受器与所述第二感受器之间的中间元件，所述中间元件包括用于使所述第一感受器与所述第二感受器热绝缘的绝热材料。
3.根据权利要求2所述的感应加热元件，其中所述中间元件包括用于使所述第一感受器与所述第二感受器电绝缘的电绝缘材料。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的感应加热元件，其中所述中间元件是限定内腔的管状中间元件。
5.根据权利要求2至权利要求4中任一项所述的感应加热元件，其中所述中间元件固定到所述第一感受器的端部。
6.根据权利要求5所述的感应加热元件，其中所述中间元件固定到所述第二感受器的端部。
7.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的感应加热元件，其中：
所述第一感受器包括由绝热材料形成的管状支承体和在所述管状支承体的内表面上的感受器层；以及
所述第二感受器包括由绝热材料形成的管状支承体和在所述管状支承体的内表面上的感受器层。
8.一种感应加热装置，包括：
根据权利要求1至权利要求7中任一项所述的感应加热元件；
第一感应器线圈；以及
第二感应器线圈，其中：
所述第一感应器线圈相对于所述感应加热元件布置成使得供应到所述第一感应器线圈的变化电流生成变化磁场，所述变化磁场加热所述感应加热元件的所述第一感受器；并且
所述第二感应器线圈相对于所述感应加热元件布置成使得供应到所述第二感应器线圈的变化电流生成变化磁场，所述变化磁场加热所述感应加热元件的所述第二感受器。
9.根据权利要求8所述的感应加热装置，其中：
所述第一感应器线圈是具有内腔的管状线圈，所述第一感受器布置在所述第一感应器线圈的所述内腔内；并且
所述第二感应器线圈是具有内腔的管状线圈，所述第二感受器布置在所述第二感应器线圈的所述内腔内。
10.根据权利要求9所述的感应加热装置，进一步包括：围绕所述第一感应器线圈和所述第二感应器线圈设置的通量集中器，所述通量集中器配置成使由所述第一感应器线圈生成的所述变化磁场朝向所述第一感受器扭曲，并且使由所述第二感应器线圈生成的所述变化磁场朝向所述第二感受器扭曲。
11.根据权利要求10所述的感应加热装置，其中所述通量集中器的一部分延伸到所述第一感受器与所述第二感受器之间的所述中间元件中。
12.根据权利要求9所述的感应加热装置，进一步包括：
第一通量集中器，所述第一通量集中器围绕所述第一感应器线圈设置，所述第一通量集中器配置成使由所述第一感应器线圈生成的所述变化磁场朝向所述第一感受器扭曲；以及
第二通量集中器，所述第二通量集中器围绕所述第二感应器线圈设置，所述第二通量集中器配置成使由所述第二感应器线圈生成的所述变化磁场朝向所述第二感受器扭曲。
13.根据权利要求12所述的感应加热装置，其中以下中的至少一项：
所述第一通量集中器的一部分延伸到所述第一感受器与所述第二感受器之间的所述中间元件中；以及
所述第二通量集中器的一部分延伸到所述第一感受器与所述第二感受器之间的所述中间元件中。
14.一种气溶胶生成装置，包括根据权利要求8至权利要求13中任一项所述的感应加热装置。
15.一种气溶胶生成装置，包括：
装置壳体，所述装置壳体限定用于接收气溶胶形成基质的装置腔；
感应加热装置，所述感应加热装置包括：
感应加热元件，所述感应加热元件包括：
第一感受器，所述第一感受器围绕所述装置腔的第一部分设置；
第二感受器，所述第二感受器围绕所述装置腔的第二部分设置；以及
所述第一感受器与所述第二感受器之间的间隔，所述间隔使所述第一感受器与所述第二感受器热绝缘；
第一感应器线圈，所述第一感应器线圈围绕所述第一感受器的至少一部分和所述装置腔的所述第一部分设置；以及
第二感应器线圈，所述第二感应器线圈围绕所述第二感受器的至少一部分和所述装置腔的所述第二部分设置；以及
电源，所述电源连接到所述感应加热装置并且配置成向所述第一感应器线圈和所述第二感应器线圈提供变化电流，
其中：
当所述变化电流供应到所述第一感应器线圈时，所述第一感应器线圈生成变化磁场，所述变化磁场加热所述第一感受器；并且
当所述变化电流供应到所述第二感应器线圈时，所述第二感应器线圈生成变化磁场，所述变化磁场加热所述第二感受器。
16.一种气溶胶生成系统，所述气溶胶生成系统包括：
气溶胶生成制品，所述气溶胶生成制品包括：
第一气溶胶形成基质；以及
第二气溶胶形成基质；以及
根据权利要求15所述的气溶胶生成装置，
其中当所述气溶胶生成制品接收在所述装置腔中时，所述第一气溶胶形成基质的至少一部分接收在所述装置腔的所述第一部分中，并且所述第二气溶胶形成基质的至少一部分接收在所述装置腔的所述第二部分中。
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