CN114903211A - 气溶胶产生装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气溶胶产生装置及系统，该气溶胶产生装置用于加热气溶胶生成制品以产生气溶胶，其包括界定有加热腔的雾化腔体以及用于往所述加热腔中馈入微波的微波发生器，所述加热腔用于收容、加热所述气溶胶生成制品，所述雾化腔体至少部分区域透明，收容于所述加热腔中的所述气溶胶生成制品透过所述至少部分区域可见。本发明的有益效果是：通过将雾化腔体设置成至少部分区域透明，使用者可直接观察气溶胶抽吸时的情况和雾化腔体内的污染程度，以便于及时清洁，提高气溶胶产生装置的使用寿命。

Description

气溶胶产生装置及系统

技术领域

本发明涉及气溶胶产生技术，尤其涉及一种气溶胶产生装置及系统。

背景技术

气溶胶产生装置能够对卷烟等气溶胶生成制品进行雾化而形成烟雾，烟雾因含有大量尼古丁和香味而能够很好地满足烟民的习惯性需求。但是，对于传统的气溶胶产生装置，当采用加热不燃烧的方式对卷烟进行雾化时，需要消耗十秒至三十秒不等的较长预热时间才能到达卷烟雾化所需的温度，使得卷烟难以在短时间内快速雾化以形成用户可抽吸的烟雾，导致气溶胶产生装置难以满足用户体验。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种改进的气溶胶产生装置及系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种气溶胶产生装置，用于加热气溶胶生成制品以产生气溶胶，包括界定有加热腔的雾化腔体以及用于往所述加热腔中馈入微波的微波发生器，所述加热腔用于收容、加热所述气溶胶生成制品，所述雾化腔体至少部分区域透明，收容于所述加热腔中的所述气溶胶生成制品透过所述至少部分区域可见。

在一些实施例中，所述微波发生器包括微波发射天线，所述微波发射天线伸入到所述加热腔中，且为透明结构。

在一些实施例中，所述微波发射天线采用透明导电的金属氧化物薄膜、厚度在纳米级范围的金属膜、金属网格、或通过打印机喷绘的透明导电油墨制成。

在一些实施例中，所述微波发射天线位于所述气溶胶生成制品的外部。

在一些实施例中，该气溶胶产生装置包括设置于所述加热腔内的固定座，所述固定座用于固定所述气溶胶生成制品，所述固定座至少部分区域透明。

在一些实施例中，所述固定座的所述至少部分区域采用玻璃、耐高温透明塑料、聚醚酮、或透明非玻璃材料制成。

在一些实施例中，所述微波发生器包括微波发射天线，所述微波发射天线至少部分段呈螺旋形缠绕在所述固定座的外壁面；所述至少部分段为透明结构。

在一些实施例中，所述雾化腔体的所述至少部分区域采用透明微波屏蔽玻璃、或镀微波屏蔽膜或单层/多层金属栅格的透明非玻璃材料制成。

在一些实施例中，所述微波发生器包括：

微波生成电路，用于按预设微波频率生成微波；

微波发射天线，与所述微波生成电路连接，在预设微波频率范围内扫频发射微波；

反馈采集电路，用于采集所述微波发射天线发射的所述预设微波频率微波对应的反馈信号；以及

微波控制电路，所述微波控制电路分别连接所述微波生成电路和所述反馈采集电路；所述微波控制电路用于确定所述预设微波频率，控制所述微波生成电路按所述预设微波频率生成微波，所述微波控制电路根据所述反馈信号选择微波发射频率维持或修正所述预设微波频率。

在一些实施例中，所述加热腔包括强微波场区域和弱微波场区域。

在一些实施例中，所述雾化腔体包括供所述气溶胶生成制品插入所述加热腔的开口，所述开口位于所述弱微波场区域。

提供一种气溶胶产生系统，包括上述任一项所述的气溶胶产生装置以及可拆卸地设置于所述加热腔中的气溶胶生成制品。

在一些实施例中，所述气溶胶生成制品包括烟草、气溶胶形成剂和功能粒子，所述功能粒子能够吸收微波，所述功能粒子能够将吸收的所述微波转换为热能后传递给所述烟草和所述气溶胶形成剂。

在一些实施例中，所述功能粒子的辐射率大于0.9。

在一些实施例中，所述气溶胶生成制品包括微波屏蔽结构，所述微波屏蔽结构与所述雾化腔体的壳体电连接。

本发明的有益效果是：通过将雾化腔体设置成至少部分区域透明，使用者可直接观察气溶胶抽吸时的情况和雾化腔体内的污染程度，以便于及时清洁，提高气溶胶产生装置的使用寿命。

附图说明

图1为本发明一些实施例中的气溶胶产生系统的结构示意图。

图2为图1所示气溶胶产生系统的气溶胶生成制品与气溶胶产生装置分离的示意图。

图3为图1所示气溶胶产生系统的气溶胶产生装置的电路原理框图。

图4为本发明另一些实施例中的气溶胶产生装置的电路原理框图。

图5为本发明再一些实施例中的气溶胶产生装置的电路原理框图。

图6为本发明还一些实施例中的气溶胶产生装置的电路原理框图。

图7为本发明其他一些实施例中的气溶胶产生装置的电路原理框图。

图8为本发明一些实施例中的气溶胶产生装置的微波控制流程图。

图9为本发明一些实施例中的气溶胶产生装置的微波场强分布示意图。

图10为本发明一些实施例中的气溶胶产生装置的雾化腔体的壳体内部结构示意图。

图11为本发明一些实施例中的气溶胶生成制品的内部结构示意图。

图12为本发明另一些实施例中的气溶胶生成制品的内部结构示意图。

图13为本发明再一些实施例中的气溶胶生成制品的内部结构示意图。

图14为图13所示气溶胶生成制品的使用状态参考图。

图15为本发明还一些实施例中的气溶胶生成制品的内部结构示意图。

图16为本发明其他一些实施例中的气溶胶生成制品的内部结构示意图。

图17为本发明一些实施例中的气溶胶产生装置的雾化腔体的结构示意图。

图18为本发明一些实施例中的气溶胶生成制品的局部放大结构示意图。

图19为图18所示气溶胶生成制品的功能粒子的剖面结构示意图。

图20为本发明再一些实施例中的气溶胶产生装置的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本发明公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当使用术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示方位或位置关系时，是为基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

图1及图2示出了本发明一些实施例中的气溶胶产生系统1，该气溶胶产生系统1可包括气溶胶产生装置10以及与该气溶胶产生装置10可拆卸地连接的气溶胶生成制品20。该气溶胶产生装置10用于对该气溶胶生成制品20的气溶胶生成基质进行加热，以产生气溶胶。该气溶胶产生装置10在一些实施例中可为加热不燃烧式气溶胶产生装置，且可为手持式，其可用于加热包含固态烟草的气溶胶生成制品20，例如烟支。可以理解地，气溶胶生成制品20并不局限于是烟支，其也可以是烟饼或烟块。再可以理解地，气溶胶生成制品20还可以是包括液态烟油的气溶胶生成制品。

再如图所示，气溶胶产生装置10在一些实施例中可包括微波发生器11、与该微波发生器11相连接的雾化腔体12以及设置于该雾化腔体12内的用于固定气溶胶生成制品20的固定座13。雾化腔体12用于界定出一个微波加热腔122。雾化腔体12的顶壁上具有一个将微波加热腔122与外界相连通的开口120，以供气溶胶生成制品20的插入该微波加热腔122内。微波发生器11用于往微波加热腔122内馈入微波，其工作频段可为915MHz-30GHz。固定座13设置于微波加热腔122内，用于供气溶胶生成制品20可拆卸地固定于其中，从而对气溶胶生成制品20进行微波加热。可以理解地，当气溶胶生成制品20为不自带吸嘴的烟饼或烟块时，上述的供溶胶生成制品20插入的开口120也可以没有，而用可开合的门替代，同时可在雾化腔体12上设置具有微波屏蔽功能的吸嘴。再可以理解地，固定座13在一些实施例中也可以省略。

雾化腔体12在一些实施例中可通过底部与微波发生器11一体地或可拆卸地连接，雾化腔体12的壳体在一些实施例中可包括具有微波屏蔽作用的金属材料或其它高导电性能材料、镀金属薄膜的硬塑料、透明屏蔽玻璃等非金属材料或多层金属网栅、薄膜与非金属复合屏蔽材料。可以理解地，雾化腔体12的开口120并不局限于开设于顶壁上，根据需要，开设在侧壁上也可以。

微波发生器11在一些实施例中可包括壳体111、设置于该壳体111内的微波生成电路112以及与微波生成电路112相连接的微波发射天线113。微波生成电路112在一些实施例中可包括固态微波源。微波发射天线113在一些实施例中可伸入到雾化腔体12内，用于将微波生成电路112产生的微波信号向雾化腔体12内发射。另外，微波发射天线113位于固定座13外部，也即在工作过程中微波发射天线113不会插入到收容于固定座13中的气溶胶生成制品20中，实现气溶胶生成制品20的气溶胶生成基质的非接触式加热，以方便气溶胶生成制品20的插拔。微波发射天线113的数量可以是一个或一个以上。微波发生器11在一些实施例中可包括设置于壳体111内的电池1101、散热器1102以及用于连接微波发射天线113的连接器1103，电池1101用于给整个装置供电。

一同参阅图3，微波发生器11在一些实施例中可包括微波控制电路114和反馈采集电路115，微波控制电路114分别连接微波生成电路112和反馈采集电路115。该气溶胶产生装置10的工作过程可为：微波控制电路114确定预设微波频率，控制微波生成电路112按预设微波频率生成微波。微波发射天线113在预设微波频率范围内扫频发射微波，至少部分微波聚集在雾化腔体12以加热气溶胶生成制品20。需要说明的是，微波发射天线113在预设微波频率范围内扫频发射微波需要通过微波控制电路114实现，微波控制电路114在预设微波频率范围扫频确定预设微波频率，例如从预设微波频率范围的最小频率逐渐增大频率至预设微波频率范围的最大频率，或从预设微波频率范围的最小频率按照预设频率间隔逐渐增大频率至预设微波频率范围的最大频率，或从预设微波频率范围的最大频率逐渐减小频率至预设微波频率范围的最小频率，或从预设微波频率范围的最大频率按照预设频率间隔逐渐减小频率至预设微波频率范围的最小频率。又例如，预设微波频率范围内包括至少两个预设微波频率点，按照预设顺序依次发送每个预设微波频率点至微波生成电路112。

进一步地，反馈采集电路115在微波发射天线113发射微波后采集微波发射天线113发射的预设微波频率微波对应的反馈信号，将反馈信号传输至微波控制电路114，微波控制电路114根据反馈信号选择微波发射频率维持或修正预设微波频率，即选择合适的微波发射频率以使雾化腔体121中的气溶胶生成制品20达到最佳雾化状态。作为选择，选择气溶胶生成制品20吸收最多的微波发射频率作为最优微波发射频率，气溶胶产生装置10以该最优微波发射频率发射微波，直至下一次微波扫频。在一些实施例中，使用微波直接加热气溶胶生成制品20，且通过扫频调整微波发射频率，加热效率高，延长设备使用寿命。

在一些实施例中，反馈信号为反馈电流值，反馈采集电路115为电流采集电路，电流采集电路将目标对象在微波作用下产生的感应电流值作为反馈电流值。在一些实施例中，反馈信号为反馈电压值，反馈采集电路115为电压采集电路，电压采集电路将目标对象在微波作用下产生的感应电压值作为反馈电压值。在一些实施例中，反馈信号为反馈电容值，反馈采集电路115为电容采集电路，电容采集电路将目标对象在微波作用下产生的感应电容值作为反馈电容值。在一些实施例中，反馈信号为反馈温度值，反馈采集电路115为温度采集电路，温度采集电路采集目标对象在微波作用下的温度值。作为选择，目标对象可为气溶胶生成制品20，温度采集电路采集气溶胶生成制品20在微波作用下的温度值。

如图4所示，反馈信号为反向微波功率，反馈采集电路115为微波反向功率检测器116。微波发射后，并非所有微波都会被气溶胶生成制品20吸收，部分未被吸收的微波被反向微波功率检测，得到反向微波功率。作为选择，微波发射天线113作为未吸收微波的接收端，微波反向功率检测器116检测微波发射天线113接收的反向微波功率，微波发射天线113吸收部分未被气溶胶生成制品20吸收的微波，微波反向功率检测器116检测微波发射天线113吸收微波的功率得到反向微波功率。进一步，得到反向微波功率后，微波控制电路114根据反向微波功率选择最优微波发射频率，例如微波控制电路114选择反向微波功率最小值所对应的微波发射频率，或微波控制电路114选择反向微波功率最小值所对应的微波发射频率附近范围的微波发射频率。

如图5所示，微波发生器11在一些实施例可包括与微波控制电路114连接的微波正向功率检测器117，微波正向功率检测器117用于采集微波发射功率。微波控制电路114可根据微波发射功率和反向微波功率选择最优微波发射频率，例如根据反向微波功率和微波发射功率的比值选择最优微波发射频率，选择反向微波功率和微波发射功率的比值最小时对应的微波发射频率。

如图6所示，微波发生器11在一些实施例可包括功率放大器118，微波生成电路112的输出端连接功率放大器118的第一输入端，功率放大器118的输出端连接微波发射天线113；微波控制电路114连接功率放大器118，微波控制电路114根据反馈信号调整功率放大器118。可以理解地，微波控制电路114可控制功率放大器118的放大倍数。

如图7所示，微波发生器11在一些实施例可功率调节器119，微波控制电路114连接功率调节器119的输入端，功率调节器119的输出端连接功率放大器118的第二输入端，微波控制电路114根据反馈信号调整功率调节器119。可以理解的，功率放大器118和功率调节器119可以为两个独立电子元件，也可为集成电子元件，该集成电子元件可实现功率放大器118和功率调节器119两种功能。作为选择，微波控制电路114根据反馈信号同时调整功率放大器118和功率调节器119，实现微波更大范围的发射功率调整。

一同参考图8，气溶胶产生装置10中微波控制方法在一些实施例中可包括下述步骤：

S1、微波控制电路114控制微波生成电路112生成微波，使微波发射天线113在预设微波频率范围内扫频发射微波，微波用于加热雾化腔体12中的气溶胶生成制品20。具体地，微波控制电路114确定预设微波频率，控制微波生成电路112按预设微波频率生成微波。微波发射天线113在预设微波频率范围内扫频发射微波，至少部分微波聚集在雾化腔体12以加热气溶胶生成制品20。需要说明的是，微波发射天线113在预设微波频率范围内扫频发射微波需要通过微波控制电路114实现，微波控制电路114在预设微波频率范围扫频确定预设微波频率，例如从预设微波频率范围的最小频率逐渐增大频率至预设微波频率范围的最大频率，或从预设微波频率范围的最小频率按照预设频率间隔逐渐增大频率至预设微波频率范围的最大频率，或从预设微波频率范围的最大频率逐渐减小频率至预设微波频率范围的最小频率，或从预设微波频率范围的最大频率按照预设频率间隔逐渐减小频率至预设微波频率范围的最小频率。又例如，预设微波频率范围内包括至少两个预设微波频率点，按照预设顺序依次发送每个预设微波频率点至微波生成电路。

S2、反馈采集电路115采集微波对应的反馈信号，将反馈信号发送至微波控制电路114。具体地，反馈采集电路115在微波发射天线113发射微波后采集微波发射天线113发射的预设微波频率微波对应的反馈信号，将反馈信号传输至微波控制电路114。

S3、扫频发射微波结束后，微波控制电路114根据反馈信号选择微波发射频率。具体地，扫频发射微波结束后，微波控制电路114根据反馈信号选择微波发射频率维持或修正预设微波频率，即选择合适的微波发射频率以使雾化腔中的气溶胶生成制品20达到最佳雾化状态。作为选择，选择气溶胶生成制品20吸收最多的微波发射频率作为最优微波发射频率，气溶胶产生装置10以该最优微波发射频率发射微波，直至下一次微波扫频。

在一些实施例中，使用微波直接加热气溶胶生成制品20，且通过扫频调整微波发射频率，加热效率高，延长设备使用寿命。

在一些实施例的微波控制方法中，步骤S3中微波控制电路114根据反馈信号选择微波发射频率包括：微波控制电路114根据反馈信号选择微波发射频率和微波发射功率，同时调整微波发射频率和微波发射功率，使雾化腔体12中的气溶胶生成制品20达到最佳雾化状态。

在一些实施例的微波控制方法中，步骤S2中反馈信号为反向微波功率。微波发射后，并非所有微波都会被气溶胶生成制品20吸收，部分未被吸收的微波被反向微波功率检测，得到反向微波功率。对应的，步骤S3中微波控制电路114根据反馈信号选择微波发射频率包括：微波控制电路114选择反向微波功率最小值所对应的微波发射频率。

在一些实施例的微波控制方法中，气溶胶产生装置10在制造过程中会存在误差，该误差可能导致出厂时预设的微波发射频率并非最优微波发射频率，因此需要对预设微波发射频率进行校准。在步骤S1之前还包括：S101、微波控制电路114接收到微波频率选择指令，微波频率选择指令可由实体按键或虚拟按键等产生。当然，该步骤可在出厂时完成，也可在用户首次使用时完成。

在一些实施例的微波控制方法中，因每种气溶胶生成制品20对应的微波频率不同，即每种气溶胶生成制品20共振发热的微波频率不同，为达到最好的加热效果，在步骤S1之前还包括：S102、微波控制电路114接收到气溶胶生成制品安装完毕指令，即在用户新安装或更换气溶胶生成制品20后，产生气溶胶生成制品20安装完毕指令。

在一些实施例的微波控制方法中，随着气溶胶生成制品20的消耗，气溶胶生成制品20需要加热的位置不断变化，为使微波能准确加气溶胶生成制品20，在步骤S1之前还包括：S103、微波控制电路114接收到抽吸指令，用户每次抽吸时产生抽吸指令。

在一些实施例的微波控制方法中，随着气溶胶生成制品20的消耗，气溶胶生成制品20需要加热的位置不断变化，为使微波能准确加热气溶胶生成制品20，在步骤S1之前还包括：S104、微波控制电路114每间隔预设抽吸时间。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

可以理解地，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域的技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

一同参阅图9，雾化腔体12内部在一些实施例中可包括强微波场区域A和弱微波场区域B，其中，其中强微波场区域A分布于固定座13末端附近，即气溶胶生成制品20的气溶胶生成部件22所在区域，弱微波场区域B分布于固定座靠近开口120的位置。此种微波场分布令得更多微波于固定座13末端附近对气溶胶生成制品20的气溶胶生成部件22进行微波加热，以更充分地利用微波，降低能耗，提高加热效率。而弱微波场区域B对应固定座13的开口120位置，可以方便对微波进行屏蔽，降低微波经由固定座13开口泄漏的几率。另外，气溶胶生成制品20的微波屏蔽材料优选地设置于该开口120附近，处于弱微波场中，可以防止屏蔽材料在较强微波场区域时的高温打火现象，提高了抽吸时的安全性。

一同参阅图10，在一些实施例中，雾化腔体12在一些实施例中可包括位于内侧的微波反射层121以及位于外侧微波屏蔽层122。微波反射层121与微的微波发射天线113配合，形成上述强微波场区域A和弱微波场区域B。具体地，可以根据雾化腔体12的尺寸大小以及微波发射天线113的位置布局，让雾化腔体12内的预定区域成为强微波场区域A，预定区域成为弱微波场区域B。微波屏蔽层122用以防止微波泄漏，产生微波污染。雾化腔体12在一些实施例中可呈圆柱状或其他形状。

固定座13在一些实施例中可呈圆筒状，其悬挂在雾化腔体12的顶壁下方，并与雾化腔体12顶壁上的开口120相连通。固定座13在一些实施例中可采用陶瓷、耐高温塑料等微波易穿透材料制成。开口120用于供气溶胶生成制品20插入雾化腔体12中，并被固定座13固定。

在一些实施例中，微波由微波生成电路112产生，通过连接器1103和微波发射天线113导入雾化腔体12内，在微波发射天线113上方形成强微波场区域A，位于微波发射天线113上方的气溶胶生成制品20中的气溶胶生成制品处于强微波场内，在微波作用下发生分子间振动，产生大量热量，从而形成气溶胶。该气溶胶生成制品20的加热方式，由传统的发热片热传导加热改为微波辐射加热，实现加热方式的转变。微波加热具备由外向内加热、加热速度快、加热均匀等优点。该气溶胶生成制品20的固定依靠固定座13的侧壁和底部，无需借由其他物体插入该气溶胶生成制品20，因此在该气溶胶生成制品20抽吸完毕后，不存在发热片和该气溶胶生成制品20粘连的问题。

图11示出了本发明一些实施例中的气溶胶生成制品20，其可包括圆筒状的外壳21以及由下到上依序设置于该外壳21内的柱状气溶胶生成部件22、降温段23和滤嘴段24。当气溶胶生成制品20插入固定座13中时，气溶胶生成部件22处于强微波场区域A，以借由微波加热产生气溶胶；滤嘴段24至少部分外露于雾化腔体12，以供用户用嘴吸取气溶胶；降温段23用于对气溶胶流入滤嘴段24之前进行降温，防止烫嘴。

外壳21在一些实施例中可采用具有支撑作用的硬纸管、聚乳酸材料管、蛋白质材料管、植物胶类材料管或纤维素衍生物材料管等制成。降温段23在一些实施例中可采用聚乳酸/铝箔复合薄膜、纸质滤棒、聚乳酸无纺布、聚乳酸颗粒、聚乳酸丝束编织管、锯齿状聚乳酸折叠薄膜、或降温活性炭复合材料等制成。滤嘴段24在一些实施例中可采用聚乳酸丝束或醋酸纤维丝束等制成。

在一些实施例中，为了防止微波经由开口120泄漏，滤嘴段24可采用具有屏蔽作用的材料制成。具体地，可采用泡沫金属、导电泡棉、碳材料、聚合物复合材料、金属导电纤维与醋酸纤维丝束的混合织物、以金属导电纤维为芯材与外层包覆普通纤维的混合纤维丝束中的至少一种材料制成。该滤嘴段24能够吸收、反射少量的微波返回到气溶胶生成部件22中，具有一个增强加热作用。该具有微波屏蔽的滤嘴段能够防止气溶胶生成制品20在较强微波场区域A时的高温打火现象，也能促进微波反射的增强作用，可以有效屏蔽微波，提高抽吸时的安全性。

图12示出了本发明一些实施例中的气溶胶生成制品20a，其可包括圆筒状的外壳21以及由下到上依序设置于该外壳21内的柱状气溶胶生成部件22、降温段23和滤嘴段24。外壳21在一些实施例中可采用具有支撑作用的硬纸管、聚乳酸材料管、蛋白质材料管、植物胶类材料管或纤维素衍生物材料管中的至少一种材料制成。降温段23在一些实施例中可采用聚乳酸/铝箔复合薄膜、纸质滤棒、聚乳酸无纺布、聚乳酸颗粒、聚乳酸丝束编织管、锯齿状聚乳酸折叠薄膜、降温活性炭复合材料中的至少一种材料制成。滤嘴段24在一些实施例中可采用有微波屏蔽作用的材料制成，例如，可采用泡沫金属、导电泡棉、碳材料、聚合物复合材料、金属导电纤维与醋酸纤维丝束的混合织物、以金属导电纤维为芯材与外层包覆普通纤维的混合纤维丝束中的至少一种材料制成。气溶胶生成制品20a在一些实施例中还可包括两个微波屏蔽层25，分别设置于滤嘴段24的两端的整个端面上。可以理解地，也可以在滤嘴段24的其中一端设置屏蔽层25。屏蔽层25在一些实施例中可采用高导电和透气性材料制成，如透明电磁屏蔽膜、镀金属层薄膜、微波屏蔽玻璃、单层/多层金属栅格、透明导电膜与玻璃制成的复合屏蔽基材、泡沫金属、碳材料、微波屏蔽聚合物复合材料等屏蔽材料中的至少一种制成。屏蔽层25与具有具有微波屏蔽功能的滤嘴段24一道，能够防止气溶胶生成制品20在较强微波场区域A时的高温打火现象，也能促进微波反射的增强作用，可以有效屏蔽微波，提高抽吸时的安全性。

图13出了本发明一些实施例中的气溶胶生成制品20b，其可包括圆筒状的外壳21以及由下到上依序设置于该外壳21内的柱状气溶胶生成部件22、降温段23和滤嘴段24。外壳21在一些实施例中可采用具有支撑作用的硬纸管、聚乳酸材料管、蛋白质材料管、植物胶类材料管或纤维素衍生物材料管中的至少一种材料制成。降温段23在一些实施例中可采用聚乳酸/铝箔复合薄膜、纸质滤棒、聚乳酸无纺布、聚乳酸颗粒、聚乳酸丝束编织管、锯齿状聚乳酸折叠薄膜、降温活性炭复合材料中的至少一种材料制成。滤嘴段24在一些实施例中可采用有微波屏蔽作用的材料制成，例如，可采用泡沫金属、导电泡棉、碳材料、聚合物复合材料、金属导电纤维与醋酸纤维丝束的混合织物、以金属导电纤维为芯材与外层包覆普通纤维的混合纤维丝束中的至少一种材料制成。气溶胶生成制品20b在一些实施例中还可包括微波屏蔽层25b，微波屏蔽层25b可设置于降温段23和滤嘴段24之间，以防止微波经由降温段23传导至滤嘴段24，提升使用的安全性。微波屏蔽层25b在一些实施例中可包括金属纤维层，其包括突出于外壳21的弹性凸缘251b，该凸缘251b用于搭接到雾化腔体12的开口120边缘上，以与雾化腔体12的屏蔽壳体电连接，形成整机的屏蔽(如图14所示)。

图15示出了本发明一些实施例中的气溶胶生成制品20c，其可包括圆筒状的外壳21以及由下到上依序设置于该外壳21内的柱状气溶胶生成部件22、降温段23和滤嘴段24。外壳21在一些实施例中可采用具有支撑作用的硬纸管、聚乳酸材料管、蛋白质材料管、植物胶类材料管或纤维素衍生物材料管中的至少一种材料制成。降温段23在一些实施例中可采用聚乳酸/铝箔复合薄膜、纸质滤棒、聚乳酸无纺布、聚乳酸颗粒、聚乳酸丝束编织管、锯齿状聚乳酸折叠薄膜、降温活性炭复合材料中的至少一种材料制成。滤嘴段24在一些实施例中可采用有微波屏蔽作用的材料制成，例如，可采用泡沫金属、导电泡棉、碳材料、聚合物复合材料、金属导电纤维与醋酸纤维丝束的混合织物、以金属导电纤维为芯材与外层包覆普通纤维的混合纤维丝束中的至少一种材料制成。气溶胶生成制品20c在一些实施例中还可包括微波屏蔽层25b，微波屏蔽层25b可设置于降温段23和滤嘴段24之间，以防止微波经由降温段23传导至滤嘴段24，提升使用的安全性。微波屏蔽层25b在一些实施例中可包括突出于外壳21的弹性凸缘251b，该凸缘251b用于搭接到雾化腔体12的开口120边缘上，以与雾化腔体12的屏蔽壳体电连接，形成整机的屏蔽(如图14所示)。气溶胶生成制品20c在一些实施例中还可包括微波屏蔽层25c，该微波屏蔽层25c设置于滤嘴段24的上端面上，以进一步提升屏蔽效果。

图16示出本发明一些实施例中的气溶胶生成制品20d，其可包括圆筒状的外壳21以及由下到上依序设置于该外壳21内的柱状气溶胶生成部件22、降温段23和滤嘴段24。外壳21在一些实施例中可采用具有支撑作用的硬纸管、聚乳酸材料管、蛋白质材料管、植物胶类材料管或纤维素衍生物材料管中的至少一种材料制成。降温段23在一些实施例中可采用聚乳酸/铝箔复合薄膜、纸质滤棒、聚乳酸无纺布、聚乳酸颗粒、聚乳酸丝束编织管、锯齿状聚乳酸折叠薄膜、降温活性炭复合材料中的至少一种材料制成。滤嘴段24在一些实施例中可采用有微波屏蔽作用的材料制成，例如，可采用泡沫金属、导电泡棉、碳材料、聚合物复合材料、金属导电纤维与醋酸纤维丝束的混合织物、以金属导电纤维为芯材与外层包覆普通纤维的混合纤维丝束中的至少一种材料制成。气溶胶生成制品20d在一些实施例中还可包括微波屏蔽层25b，微波屏蔽层25b可设置于降温段23和滤嘴段24之间，以防止微波经由降温段23传导至滤嘴段24，提升使用的安全性。微波屏蔽层25b在一些实施例中可包括突出于外壳21的弹性凸缘251b以及套筒252b。该凸缘251b用于搭接到雾化腔体12的开口120边缘上，以与雾化腔体12的屏蔽壳体电连接，形成整机的屏蔽(如图14所示)。该套筒252b套介于降温段23的侧壁上。

图17示出本发明一些实施例中的气溶胶产生装置10d的局部结构示意图，如图所示，气溶胶产生装置10d包括微波发生器11d、与该微波发生器11d相连接的雾化腔体12d以及设置于该雾化腔体12d内的用于固定气溶胶生成制品20的固定座13d。微波发生器11d包括用于往雾化腔体12d内馈入微波的微波发射天线113d。

在一些实施例中，雾化腔体12d可采用高导电和透光度较好的材料制成，如透明微波屏蔽玻璃(包括夹金属丝网屏蔽玻璃、镀金属膜屏蔽玻璃、刻蚀金属网栅屏蔽玻璃)和镀微波屏蔽膜或单层/多层金属栅格的透明非玻璃材料(如亚克力材料、PVC塑料、PCTG、水晶材料等)。可采用的制备方法为夹层工艺、激光/等离子刻蚀工艺刻蚀、磁控溅射或电子束蒸发等真空镀膜、或采用化学气相沉积、化学热分解、溶胶凝胶方法在玻璃表面形成金属膜层。雾化腔体12d采用透明材料制成，使用者可直接观察气溶胶抽吸时的情况和雾化腔体12d内的污染程度，以便于及时清洁，提高气溶胶产生装置10d的使用寿命。另外，透明雾化腔体12d具有独特的透光、折色、美观大方等特点，可使光线变幻得多姿多彩、种类丰富、可塑性强，充分的将实用性和艺术性完美的结合。再者，透明微波屏蔽玻璃具有衰减微波辐射功率功能的透光观察视窗器件，在保证较高可见光透过率的前提下，有效屏蔽微波辐射，防止泄漏，减小对人体伤害。且屏蔽玻璃可隔绝大部分紫外光，防止腔体内部器件受太阳光紫外线照射而老化。

在一些实施例中，微波发射天线113d和固定座13d也可采用透明材料制成。固定座13d可采用玻璃、耐高温透明塑料、聚醚酮(PEK)或透明非玻璃材料制成。微波发射天线113d可采用透明导电的金属氧化物薄膜(包括ITO、FTO、AZO、NTO等)、AgHT系列的多层膜系、金属薄膜厚度在纳米级范围的金属膜系(主要包括铝、铜、银、金等金属薄膜)、金属网格或通过打印机喷绘的透明导电油墨等。微波发射天线113d制作时，可在透明固定座13d靠近连接器1103d一端的外表面，通过喷涂、射频磁控溅射镀膜技术、激光/等离子刻蚀工艺刻蚀、电子束蒸发等真空镀膜、或采用化学气相沉积、化学热分解、溶胶凝胶方法在固定座13d表面形成透明薄膜层。上述透明微波发射天线113d具有光透明特性、高导电性能、辐射效率高和定向发射微波的特点，厚度非常小，可实现更好的美观和隐蔽特性，便于实现雾化腔体12的整体透明结构，解决了微波发射天线113d笨重和遮挡视线的缺点。

本发明一些实施例还提供了一种气溶胶生成部件22，该气溶胶生成部件22可为烟草制品，其能在微波条件下快速生成气溶胶。具体地，该气溶胶生成部件22为加热不燃烧烟草制品，在915MHz～30GHz的微波作用下以加热不燃烧的方式形成气溶胶。

如图18所示，该气溶胶生成部件22在一些实施例中可包括烟草221、气溶胶形成剂222和功能粒子223，其中，功能粒子223能够吸收微波，并将吸收的微波转换为热能传递给气溶胶形成剂222和烟草223，同时功能粒子也可以反射微波以使得上述气溶胶生成部件22中的其他能够吸收微波的组分因吸收微波而被加热，进而以形成气溶胶。

该功能粒子223在一些实施例中还具备优良的表面红外辐射性能，例如，该功能粒子223的辐射率大于0.8，优选地，功能粒子223的辐射率大于0.9。为了实现该功能粒子223的高表面红外辐射性能，可以通过在较低辐射率的吸波内核表面添加较高辐射率的红外辐射层实现。例如，通过在辐射率大约为0.8的吸波材料碳化硅的表面形成堇青石层，则如此成型的功能粒子223的辐射率可达0.95以上。对于辐射率比较低的吸波材料氧化锌而，更需要增加高辐射率层来实现。

在一些实施例中，也可以通过选择同时具备优良微波吸收性能和高辐射率的材料来实现。例如，选择吸波性能和辐射率均高的碳粉、三氧化二铁及其他复合型材料等来实现。

烟草221作为上述气溶胶生成部件22中的必要成分，包括基础烟草。可选地，基础烟草选自烟丝及烟草薄片中的至少一种。在一个可选地具体示例中，基础烟草为烟丝和烟草薄片的混合物。当然，烟丝和烟草薄片的比例可以根据实际需要进行调整。

可选地，上述气溶胶生成部件22中的烟草221还包括香料及无机填料中的至少一种。在烟草221中添加香料，可以丰富气溶胶生成部件22的味道。在烟草221中添加的无机填料对基础烟草有一定的支撑作用，便于塑形。当然，香料及无机填料的种类和用量可以根据实际需求进行选择和调整。

气溶胶形成剂222用于形成气溶胶。可选地，气溶胶形成剂中含有丙二醇。当然，气溶胶形成剂222在一定程度上粘附于烟草上。进一步地，气溶胶形成剂222中含有微波吸收性能良好的物质。微波吸收良好的物质可以通过直接吸收微波而迅速气化，从而产生烟雾，实现加热不燃烧。具体地，微波吸收性能良好的物质对特定波长微波的损耗角正切大于0.1。更进一步地，气溶胶形成剂222中微波吸收性能良好的物质的质量百分数为1％～50％。

在含有微波吸收性能良好的物质的气溶胶形成剂222中，烟雾主要通过微波吸收性良好的物质的沸腾/蒸发产生，最高温度为微波吸收性良好的物质的沸点，因此可实现自控温，所以不需要控温部件。当然，上述气溶胶生成部件22吸收微波的能力随着微波吸收性能良好的物质的量的减少而减弱，在微波吸收性能良好的物质释放完全后，上述气溶胶生成部件22吸收微波的能力大为降低，不能继续有效吸收微波能量从而升温，因此不易出现烧焦等不利现象。并且经过多次试验表明，上述气溶胶生成部件22的抽吸寿命有一阈值，在此阈值前，气溶胶生成部件22的口感不错，有效成分充分释放，但超过该阈值后，整个气溶胶生成部件22寿命到期，有效成分已释放完毕，口感欠佳。因此，可以通过微波吸收性能良好的物质(例如丙二醇)的添加量以及抽吸口数来精确控制上述气溶胶生成部件22的抽吸寿命。此外。微波加热具备均匀性以及温度梯度为由内向外的特点，不存在如中心加热装置那样的加热烟草不充分的问题。

可选地，气溶胶形成剂222中含有丙二醇及丙三醇中的至少一种。进一步地，气溶胶形成剂222中含有丙二醇，且丙二醇的质量百分含量为1％～50％。在一个可选地具体示例中，气溶胶形成剂222中的丙二醇的质量百分含量为2％、5％、10％、15％、20％、35％或45％。进一步地，气溶胶形成剂222中的丙二醇的质量百分含量为5％～15％。

在一些实施例中，气溶胶形成剂222中还含有烟碱类化合物。通过添加烟碱类化合物可以该善由于烟叶质量较差所引起的气溶胶生成部件22的口味较差的问题。当然通过添加烟碱类化合物也可以改善由于烟叶批次不同而引起的气溶胶生成部件22的口味不一致的问题。具体地，烟碱类化合物选自尼古丁及尼古丁盐中的至少一种。

进一步地，气溶胶形成剂222中烟碱类化合物的质量百分含量为0.1％～33％。在一个可选地具体示例中，气溶胶形成剂中烟碱类化合物的质量百分含量为0.1％、2％、8％、10％、15％、20％、25％或33％。在一些实施例中，气溶胶形成剂222还可以含有非烟草调味剂。可选地，非烟草调味剂选自醇类调味剂(例如薄荷醇)和醛类调味剂(例如甜瓜醛)中的至少一种。在其他一些实施例中，非烟草调味剂不限于上述，还可以其他可以食用的非烟草调味剂。

在一些实施例中，功能粒子的表面粗糙。将功能粒子223的表面粗糙化，可以防止暴沸，利于充分雾化烟草221和气溶胶形成剂222。如图19所示，在一个可选地具体示例中，功能粒子223包括吸波材料2231以及形成于该吸波材料2231外表面的红外辐射层2232。在一些实施例中，吸波材料2231的介电损耗角正切或磁滞损耗角正切大于0.1。吸波材料选自碳化硅、氧化锌、碳粉、三氧化二铁及四氧化三铁中的至少一种。在一些实施例中，红外辐射层2232的材料选自堇青石、钙钛矿型(AB2O4，如NiCr2O4，A为La、Sr、Ca、Mg、Bi、N中的一种或多种，B为Al、Ni、Fe、Co、Mn、Mo、Cr中的一种或多种)材料中的至少一种。

在一些实施例中，功能粒子为颗粒状，功能粒子的粒径不超过100μm。可选地，功能粒子的粒径为2.5μm、10μm、15μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm或100μm。进一步地，功能粒子的粒径为2.5μm～100μm。更进一步地，功能粒子的粒径为10μm～60μm。

可以理解的是，其他一些实施方式中，功能粒子223的形状不限于颗粒状，可以是其他形状。例如，丝状等。

在一些实施例中，功能粒子223具备反射、吸收微波、释放红外辐射的能力，可以起到如下作用：(1)使得气溶胶生成部件22中微波吸收性能良好物质(例如丙二醇、丙三醇等)能接收到更多的微波，从而使得微波吸收性能良好物质能够吸收更多的微波；(2)功能粒子223吸收微波能量升温，热量通过热传导加热附近烟草221和气溶胶形成剂222；(3)功能粒子223升温后，通过较强的红外辐射传递能量给烟草221和气溶胶形成剂222。

在一些实施例中，上述气溶胶生成部件22为片状、球状或椭球状。当然，在其他实施例中，上述气溶胶生成部件22的形状无特别限定，还可以是其他可行的形状。

在一些实施例中，以质量份数计，在上述气溶胶生成部件22中，烟草的份数为40份～98份，气溶胶形成剂的份数为1份～55，功能粒子的份数为1份～55份。

在一些实施例中，以质量份数计，在上述气溶胶生成部件22中，烟草的份数为40份～90份，气溶胶形成剂的份数为5份～55份，功能粒子的份数为5份～55份。

在一些实施例中，以质量份数计，在上述气溶胶生成部件22中，烟草的份数为40份～90份，气溶胶形成剂的份数为5份～55份，功能粒子的份数为15份～45份。

在一些实施例中，以质量份数计，在上述气溶胶生成部件22中，烟草的份数为60份～90份，气溶胶形成剂的份数为10份～55份，功能粒子的份数为10份～40份。

在一些实施例中，以质量份数计，在上述气溶胶生成部件22中，烟草的份数为60份～70份，气溶胶形成剂的份数为10份～25份，功能粒子的份数为15份～25份。

上述气溶胶生成部件22至少具有以下优点：

(1)上述气溶胶生成部件22包括烟草221、气溶胶形成剂222和功能粒子223，上述气溶胶生成部件22可以利用915MHz～30GHz的微波而快速生成气溶胶。在很短的时间内(例如，1秒)内即可产生气溶胶，一定时间内(例如，4秒)时所产生的气溶胶的烟雾量远大于传统加热不燃烧气溶胶生成制品同等时间所产生的气溶胶的烟雾量，而且可以不需要预热，传统预热所需时间大约20秒；可以极大地提升用户的使用体验。

(2)气溶胶生成效率高：气溶胶形成剂222中的微波吸收性能良好的物质(例如丙二醇)能够直接吸收微波而气化生成气溶胶，气溶胶的生成效率高。

(3)烟草221的利用率高：通过微波加热的均匀性以及温度梯度为由内向外的特点，避免了烟草221不充分的问题，提高了烟草221的利用率。

(4)后期维护简单：在使用时，由于上述气溶胶生成部件22利用微波生成气溶胶，不需要中心加热装置，自然地也避免了清洁中心加热装置，后期维护简单。

本发明一些实施方式还提供了一种上述气溶胶生成部件22的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

将烟草221、气溶胶形成剂222和功能粒子223混合后，制备气溶胶生成部件22。

具体地，烟草221、气溶胶形成剂222和功能粒子223的具体组成和用量如上述，此处不再赘述。此外，在一些实施例中，将烟草221、气溶胶形成剂222和功能粒子223混合后，还包括将烟草221、气溶胶形成剂222和功能粒子223形成的混合物进行成型处理。具体地，成型的工艺可以采用本领域常用的成型工艺。

上述气溶胶生成部件22的制备方法简捷，易于工业化生产。

图20示出了本发明一些实施例中的气溶胶产生装置10e，其可包括微波发生器11、与该微波发生器11相连接的雾化腔体12以及设置于该雾化腔体12内的用于固定气溶胶生成制品20的固定座13。雾化腔体12的顶壁上具有一个与外界相连通的开口120，微波发生器11用于往雾化腔体12内馈入微波。固定座13用于供气溶胶生成制品20可拆卸地固定于其中，从而让微波对气溶胶生成制品20进行微波加热。

微波发生器11在一些实施例中可包括壳体111、设置于该壳体111内的微波生成电路112以及与微波生成电路112相连接的微波发射天线113e。微波发射天线113e在一些实施例中可伸入到雾化腔体12内，并螺旋形分布于固定座13的外壁面上，用于工作时在固定座13中部形成强微波场区域。雾化腔体12内壁面还能够将微波发射天线113e向外发射的微波反射向强微波场区域，以进一步加强该强微波场区域的微波场。

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 (15)

1.一种气溶胶产生装置，用于加热气溶胶生成制品以产生气溶胶，其特征在于，包括界定有加热腔的雾化腔体以及用于往所述加热腔中馈入微波的微波发生器，所述加热腔用于收容、加热所述气溶胶生成制品，所述雾化腔体至少部分区域透明，收容于所述加热腔中的所述气溶胶生成制品透过所述至少部分区域可见。

2.根据权利要求1所述的气溶胶产生装置，其特征在于，所述微波发生器包括微波发射天线，所述微波发射天线伸入到所述加热腔中，且为透明结构。

3.根据权利要求2所述的气溶胶产生装置，其特征在于，所述微波发射天线采用透明导电的金属氧化物薄膜、厚度在纳米级范围的金属膜、金属网格、或通过打印机喷绘的透明导电油墨制成。

4.根据权利要求2所述的气溶胶产生装置，其特征在于，所述微波发射天线位于所述气溶胶生成制品的外部。

5.根据权利要求1所述的气溶胶产生装置，其特征在于，该气溶胶产生装置包括设置于所述加热腔内的固定座，所述固定座用于固定所述气溶胶生成制品，所述固定座至少部分区域透明。

6.根据权利要求5所述的气溶胶产生装置，其特征在于，所述固定座的所述至少部分区域采用玻璃、耐高温透明塑料、聚醚酮、或透明非玻璃材料制成。

7.根据权利要求5所述的气溶胶产生装置，其特征在于，所述微波发生器包括微波发射天线，所述微波发射天线至少部分段呈螺旋形缠绕在所述固定座的外壁面；所述至少部分段为透明结构。

8.根据权利要求1所述的气溶胶产生装置，其特征在于，所述雾化腔体的所述至少部分区域采用透明微波屏蔽玻璃、或镀微波屏蔽膜或单层/多层金属栅格的透明非玻璃材料制成。

9.根据权利要求1所述的气溶胶产生装置，其特征在于，所述微波发生器包括：

微波生成电路，用于按预设微波频率生成微波；

微波发射天线，与所述微波生成电路连接，在预设微波频率范围内扫频发射微波；

反馈采集电路，用于采集所述微波发射天线发射的所述预设微波频率微波对应的反馈信号；以及

微波控制电路，所述微波控制电路分别连接所述微波生成电路和所述反馈采集电路；所述微波控制电路用于确定所述预设微波频率，控制所述微波生成电路按所述预设微波频率生成微波，所述微波控制电路根据所述反馈信号选择微波发射频率维持或修正所述预设微波频率。

10.根据权利要求1所述的气溶胶产生装置，其特征在于，所述加热腔包括强微波场区域和弱微波场区域。

11.根据权利要求10所述的气溶胶产生装置，其特征在于，所述雾化腔体包括供所述气溶胶生成制品插入所述加热腔的开口，所述开口位于所述弱微波场区域。

12.一种气溶胶产生系统，包括权利要求1至11任一项所述的气溶胶产生装置以及可拆卸地设置于所述加热腔中的气溶胶生成制品。

13.根据权利要求12所述的气溶胶产生系统，其特征在于，所述气溶胶生成制品包括烟草、气溶胶形成剂和功能粒子，所述功能粒子能够吸收微波，所述功能粒子能够将吸收的所述微波转换为热能后传递给所述烟草和所述气溶胶形成剂。

14.根据权利要求13所述的气溶胶产生系统，其特征在于，所述功能粒子的辐射率大于0.9。

15.根据权利要求12所述的气溶胶产生系统，其特征在于，所述气溶胶生成制品包括微波屏蔽结构，所述微波屏蔽结构与所述雾化腔体的壳体电连接。

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