CN115209757A

CN115209757A - 加热器布置

Info

Publication number: CN115209757A
Application number: CN202180017173.2A
Authority: CN
Inventors: E.赫普克斯; B.门诺
Original assignee: JT International SA
Current assignee: JT International SA
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2021-02-26
Publication date: 2022-10-18
Also published as: EP4110116A1; WO2021170833A1; KR20220148169A; US20230165309A1; JP2023515298A; TW202137896A

Abstract

本发明描述了一种用于气溶胶产生装置(100)的加热器布置(1)。该加热器布置包括：管状加热腔室(10)，该管状加热腔室包括被布置成接纳气溶胶产生基质的腔体(11)；隔热层(20)，该隔热层被包绕以便周向地包围该加热腔室；以及隔热支撑组件(30)，该隔热支撑组件包括围绕该加热腔室布置的刚性包围件(40)，其中，该隔热支撑组件被布置成与该加热腔室和该隔热层接合，以将该隔热层围绕该加热腔室固持在适当的位置。利用这种加热布置的装置显示出改进的隔热性能并允许在选择隔热材料时有更大的自由度。根据本发明的加热器布置与常规的隔热加热器、例如那些使用真空管的加热器相比成本更低，并且重量更轻。该隔热支撑组件减少了来自加热器的热传递，并且还提高了易组装性。

Description

加热器布置

本披露内容涉及一种加热器布置，尤其涉及一种用于气溶胶产生装置的加热器布置。本披露内容尤其适用于一种便携式气溶胶产生装置，该装置可以是整装式的并且是低温的。这种装置可以通过传导、对流和/或辐射来对烟草或其他合适的气溶胶基质材料进行加热而不是点燃，以产生供吸入的蒸气。

背景技术

在过去的几年里，风险已降低或风险已修正的装置(也称为汽化器)的普及和使用快速增长，这有助于帮助想要戒烟的习惯性吸烟者戒掉如香烟、雪茄、小雪茄和卷烟等传统的烟草产品。可获得对可气溶胶化物质进行加热以释放供吸入的蒸气、而不是依靠燃烧烟草的各种装置和系统。

通常可用的、风险已降低或风险已修正的装置是受热基质的气溶胶产生装置或加热不燃烧式装置。这种类型的装置通过将气溶胶基质加热到通常范围为150℃到300℃的温度来产生气溶胶或蒸气，该气溶胶基质通常包括潮湿的烟叶或其他合适的可气溶胶化材料。对气溶胶基质进行加热、但不使其燃烧或点燃会释放气溶胶，该气溶胶包括使用者所寻求的组分、但不包括燃烧和点燃所产生的毒性致癌副产物。此外，通过对烟草或其他可气溶胶化材料进行加热而产生的气溶胶通常不包括由燃烧和点燃所产生的可能对于使用者来说令人不快的烧焦味或苦味，所以基质因此不需要通常添加到这种材料以使烟气和/或蒸气对于使用者来说味道更好的糖和其他添加剂。

已知的气溶胶产生装置通常包括用于接纳供消耗的气溶胶产生基质的加热腔室、电源、以及用于控制从电源向加热腔室供电的控制电路。这种装置的一个已知问题是，加热腔室不可避免地与装置内的电源和控制电路接近会导致电源和电子电路的不必要的发热。这种加热可能会损坏这些对热敏感的电子部件，并且在某些情况下，其当未被设计成要被加热的部件变得过热时甚至可能是危险的，具有起火或爆炸的风险。

本发明的目的是解决上述问题并且提供一种气溶胶产生装置，其中在仍然提供了紧凑的，用户友好装置的同时改进了热管理。

发明内容

在本发明的第一方面，提供了一种用于气溶胶产生装置的加热器布置，该加热器布置包括：管状加热腔室，该管状加热腔室包括被布置成接纳气溶胶产生基质的腔体；隔热层，该隔热层被包绕以便周向地包围该加热腔室；隔热支撑组件，该隔热支撑组件包括围绕该加热腔室布置的刚性包围件，其中，该隔热支撑组件被布置成与该加热腔室和该隔热层接合，以将该隔热层围绕该加热腔室固持在适当的位置。利用这种加热布置的装置显示出改进的隔热性能并允许在选择隔热材料时有更大的自由度。根据本发明的加热器布置与常规的隔热加热器、例如那些使用真空管的加热器相比成本更低，并且重量更轻。该隔热支撑组件减少了来自加热器的热传递，并且还提高了易组装性。

优选地，该隔热支撑组件包括非金属材料。优选地，该隔热支撑组件由非金属制成。优选地，该非金属是耐热聚合物，最优选地是聚醚醚酮(PEEK)。这种材料减少了向包围加热器布置的部件的热传递，并且还重量轻，从而提高了可用性和易组装性。

优选地，该隔热层包括隔热材料片材。优选地，该隔热层围绕该管状加热腔室包绕一次或多次。优选地，该隔热层包括以下各项中的一个或多个：陶瓷纤维(例如Superwool^TM)、一种或多种金属氧化物以及气凝胶。在本发明的一些示例中，该隔热层包括陶瓷纤维片材，该陶瓷纤维片材包括氧化铝、氧化硅和/或ZrO2。优选地，该隔热层形成为覆层、毡层或纸。特别地，该隔热层可以包括围绕加热腔室进行包绕的层。该隔热层可以包括柔性、平坦的隔热材料片，该隔热材料片适合于缠绕在加热腔室周围、在刚性包围件内或外部。

优选地，刚性包围件围绕管状加热腔室的圆周延伸，并且延伸超过加热腔室的大部分长度、优选地整个长度。以此方式，刚性包围件可以在管状加热腔室的圆周和长度上(即，在圆柱形表面区域上)支撑隔热层。

优选地，该隔热支撑组件被布置成仅在该加热腔室的一端或两端处接触该加热腔室，以将该刚性包围件围绕该加热腔室支撑在适当的位置。由于加热腔室的纵向端部是加热腔室的最低温度点，通过将支撑组件连接至一个或两个端点，使传递到隔热支撑组件的热量最小化。除了加热腔室的一端或两端处的连接点之外，隔热支撑件的其余部分优选地被支撑，以便在隔热支撑件与加热腔室的表面之间留有间隙。

优选地，该隔热支撑组件包括一个或多个环形支撑件，其中，该环形支撑件围绕该加热腔室的端部安装并将该刚性包围件围绕该加热腔室支撑在适当的位置。环形支撑件优选地部分或全部围绕加热腔室的圆周延伸。以此方式，环形支撑件可以提供牢固的机械连接来支撑刚性包围件。一个或多个环形支撑件可以包括围绕加热腔室的端部的大部分圆周延伸的环形本体以及围绕该环形本体周期性布置的多个纵向支柱，这些纵向支柱沿着加热腔室的长度延伸。以此方式，隔热支撑组件和加热器腔室的长度公差更大，有助于制造过程。优选地，环形支撑件和刚性包围件被配置成经由机械连接来连接，使得环形支撑件支撑刚性包围件。一个或多个环形支撑件也可以被配置成与气溶胶产生装置内的框架接合，使得这些环形支撑件允许加热器组件在气溶胶产生装置内安装在适当的位置。

优选地，该隔热层围绕该刚性包围件的外表面进行包绕。换言之，刚性包围件的外表面将隔热层围绕加热腔室固持在适当的位置。刚性包围件可以包括连接至加热腔室的端部的框架，隔热层支撑在该框架上。

在本发明的这些示例中，该刚性包围件优选地包括框架，该框架包括沿该管状加热腔室的长度延伸的多个纵向支柱，其中，该隔热层围绕由该纵向支柱形成的外表面进行包绕。框架可以包括两个端环，每个端环围绕加热腔室的纵向端部定位，其中，纵向支柱沿着加热腔室的长度在这些端环之间延伸。以此方式，最少量的材料被用于刚性包围件，其用于将隔热层支撑在适当的位置。此外，隔热支撑组件所需的零件数量减少。

优选地，刚性包围件包括抓持构件，该抓持构件被布置成抓持该隔热层，并将其至少一部分固持在适当的位置。在一些示例中，抓持构件从刚性包围件径向地向外延伸，以与隔热层接合。例如，抓持构件可以包括被布置成刺穿隔热层的倒钩或尖点。在其他示例中，抓持构件可以放置在已包绕的隔热部上以将其固持在适当的位置，例如抓持构件可以包括夹子。

在本发明的其他示例中，隔热层围绕管状加热腔室进行包绕，并且被定位在刚性包围件内。以此方式，刚性包围件支撑隔热层的外表面以将其固持在适当的位置。

优选地，该刚性包围件包括管状外壳，该管状外壳被布置成包封该管状加热腔室，以在该加热腔室的外表面与该外壳的内表面之间形成圆柱形腔体，其中，该隔热层被固持在该腔体内。以此方式，该包围件将隔热层包封在适当的位置，并提供刚性外部结构，以允许将加热器组件安装在气溶胶产生装置内。管状外壳还优选包括隔热材料，以进一步增强热管理性能。优选地，外壳的腔体的尺寸使得隔热层在至少一个圆周区域与加热腔室的表面和外壳的内表面两者接触。

优选地，圆柱形腔体的径向厚度在2mm至4mm之间、更优选地在2.4至3.5mm之间、最优选地约为3.0mm。隔热层优选地被包绕，使得其占据腔体的整个径向厚度。

优选地，加热器布置进一步包括环形支撑件，该环形支撑件被定位在该管状加热腔室的一端处、在该管状加热腔室与外壳之间，该环形支撑件围绕该管状加热腔室的大部分圆周延伸。以此方式，环形支撑件起到将管状外壳与加热腔室分开的作用，并且仅在最冷点与加热腔室接触，以使向隔热支撑组件的热传递最小化。环形支撑件可以完全被外壳覆盖，或者可以延伸到外壳外，例如能够连接至气溶胶产生装置内的框架。

优选地，该环形支撑件包括多个轴向支柱、例如三个轴向支柱，这些轴向支柱沿该管状加热腔室的轴线延伸，并且被布置成将该加热腔室固持在该外壳内。轴向支柱用于抓持加热腔室，以将其在外壳内支撑在适当的位置，同时使与加热腔室的接触最小化。

在一些示例中，管状加热腔室可以包括周向凸缘(本文中称为唇缘)。隔热支撑组件可以包括连接特征，该连接特征被配置成接纳周向唇缘以支撑加热腔室。特别地，连接特征可以被布置成接纳和抓持唇缘，以将加热腔室固持在适当的位置，例如，连接特征可以包括被布置成与唇缘接合的凹槽或凹部。特别地，管状外壳和环形支撑件可以被配置成围绕唇缘锁定在一起，以将加热腔室固定在管状外壳内。这提供了将加热腔室固持在适当的位置的固定布置，同时仅抓持围绕加热腔室开口的唇缘，从而使从加热腔室到支撑组件的热传递最小化。

管状外壳可以包括两个半圆柱形部分，这些部分被配置成沿纵向界面进行连接，以形成围绕该加热腔室的管状外壳。这便于组装，允许隔热层缠绕在加热腔室上，并且管状外壳围绕加热腔室和隔热层进行连接。

加热器布置可以进一步包括抓持构件，该抓持构件附接至该加热腔室的外表面，该抓持构件被布置成抓持该隔热层，并将该隔热层的至少一部分固持在适当的位置。优选地，抓持构件包括倒钩夹子，该倒钩夹子被布置成附接至该隔热层下方的加热腔室的外表面，该倒钩夹子包括面向外的倒钩，该倒钩被配置成抓持该隔热层。

该管状外壳可以包括基部表面，围绕该管状加热腔室的基部(封闭)端至少部分地包封该管状外壳。该管状外壳可以被布置成提供该外壳的基部表面与该加热腔室的基部表面(封闭端)之间的间隙。隔热部可以设置在间隙内，例如隔热材料可以位于加热腔室的封闭端与管状外壳的基部端之间的间隙中。。管状外壳的基部表面可以进一步包括开口，以允许到加热腔室(即，到被布置成对加热腔室进行加热的加热器)的电连接部穿过。该基部表面被优选配置成使得该开口相对于该加热腔室的纵向轴线成一定角度。以此方式，热量不会沿着管状轴线直接从外壳中引导出，而是可以从敏感的电子部件(例如电池)中引导出。

在一些实施例中，其中，该管状加热腔室包括开放端和相反的封闭端，该开放端被布置成接纳该气溶胶产生基质；该管状外壳可以包括至少部分地封闭的端部，该至少部分地封闭的端部包括从内表面延伸的突出部，以与该加热腔室的封闭端接合。管状加热腔室的封闭端可以在封闭端的外表面上包括凹部，并且突出部可以被配置成与该凹部接合，从而提供附加稳定性，同时使加热腔室与支撑组件之间的热传递最小化。

在一些实施例中，其中，该管状加热腔室包括开放端和相反的封闭端，该开放端被布置成接纳该气溶胶产生基质，该加热器布置可以进一步包括：端盖支撑件，该端盖支撑件焊接至该加热腔室的封闭端的外表面，并且被布置成将该管状外壳围绕该加热腔室支撑在适当的位置。通过焊接、优选地点焊，将端盖支撑件焊接至加热腔室的基部，加热腔室被支撑在加热腔室的最冷点，此外，焊接点提供了热障，减少了向端盖支撑件的热传递。可以在端盖支撑件与加热腔室之间围绕焊接部分提供另一隔热材料，以进一步增强隔热效果。端盖支撑件优选地包括从盘形本体延伸的突出部，其中突出部焊接至加热腔室的封闭端。加热腔室可以包括封闭端的外表面上的凹部，突出部可以焊接在凹部内，从而提供附加支撑。这种布置需要减少部件数量。

端盖支撑件可以包括允许电连接部穿过的开口。端盖支撑件优选地是金属端盖。

在被外壳包绕之前，可以用胶带将隔热层保持在适当的位置，以避免其在包绕之前展开。

优选地，管状外壳和一个或多个环形支撑件由PEEK制成。

该管状外壳可以在内部涂覆有金属热反射层或者金属箔，该金属热反射层或者金属箔可以与该隔热层缠绕在一起。

管状外壳在外部可以覆盖有粘合剂支撑层、例如带有粘合剂层的石墨。

管状外壳可以通过机械连接和/或引导元件来组装，例如销/孔、压入配合、超声焊接、无机粘合剂、螺钉或磁体中的一个或多个。

在本发明的另一方面，提供了一种气溶胶产生装置，该气溶胶产生装置包括如所附权利要求中限定的加热器布置。气溶胶产生装置优选地包括内部支撑框架，并且隔热支撑组件被配置成与内部支撑框架接合，使得加热器组件在气溶胶产生装置内固持在适当的位置。

附图说明

图1A和图1B是用于气溶胶产生装置的加热器布置的示意图；

图2A和图2B是气溶胶产生装置的示意图；

图3A至图3F是用于气溶胶产生装置的加热器布置的示意图；

图4A至图4E是用于气溶胶产生装置的加热器布置的示意图；

图5A至图5E是用于气溶胶产生装置的加热器布置的示意图；

图6A至图6E是用于气溶胶产生装置的加热器布置的示意图；

具体实施方式

图1A和图1B示意性地展示了用于如图2所描绘的气溶胶产生装置100的加热器布置1。加热器布置1包括管状加热腔室10，该管状加热腔室包括被布置成接纳气溶胶产生基质的腔体11。管状加热腔室10包绕有隔热层20(如图1B的截面视图所示)，以便周向地包围加热腔室10。加热器布置1进一步包括隔热支撑组件30，该隔热支撑组件包括被布置成围绕加热腔室10的刚性包围件40。隔热支撑组件30被布置成与加热腔室10和隔热层20接合，以便将隔热层20围绕加热腔室10固持在适当的位置。

与通常使用真空管作为加热器腔室10的隔热体的已知装置不同，根据本发明的加热器布置1允许更多的隔热材料选择，从而允许提高隔热性能。与真空管相比，加热器布置1的成本也更低，更容易组装，并且重量更轻，进一步提高了装置内组装和支撑的便利性，同时为使用者提供了更轻且更用户友好的装置。

如图1A所示，隔热支撑组件是包括刚性包围件40的多部件组件，在图1的示例中，该刚性包围件采取两部分管状壳体的形式，该两部分管状壳体包括两个半圆柱形壳体部分41、42，这两个半圆柱形壳体部分沿着纵向界面包围加热腔室10进行连接以形成刚性圆柱形包围件，该刚性圆柱形包围件将隔热层20围绕加热腔室10固持在适当的位置，如图1B所示。在图1的示例中，通过薄膜加热器12对加热腔室10进行加热，该薄膜加热器围绕加热腔室10的外表面周向地包绕，如图1B的截面所示。隔热层20包围加热腔室10和薄膜加热器12，以限制热量从刚性包围件40向装置的其他外部部件的传递。

在图1A和图1B的示例中，隔热支撑组件40还包括加热腔室支撑件50。在这种情况下，加热腔室支撑件50采取环形的或部分环形的支撑件的形式，其与管状加热腔室10的端部13、14接合，并且还与刚性包围件40接合，使得它们将加热腔室10在刚性包围件40内固持在适当的位置。如以下进一步解释的，加热器腔室支撑件50仅与加热腔室10的纵向端部13、14接触，这些端部是加热腔室10上的最冷点，从而使热量从加热腔室10到刚性包围件40和气溶胶产生装置100的连接部件的传输最小化。

然后可以将如图1B所示的组装好的加热器组件1安装在如图2A和图2B所示的气溶胶产生装置内。特别地，加热器组件1可以通过加热器组件框架110固持在气溶胶产生装置100的壳体101内。加热器腔室支撑件50被配置成与加热器腔室框架110上的连接特征进行连接，使得加热器组件1通过隔热支撑组件的加热器支撑件50与框架110之间的接合而被支撑在装置100的壳体101内。以此方式，使加热腔室10与装置100的余留内部部件和壳体101之间的热连接点最小化。特别地，由于腔室支撑件50仅在纵向端部、最冷点处与加热腔室10接触、并且进一步由于加热腔室支撑件40与框架110和包围件40之间的接触被最小化，因此显著限制了热量向装置的余留部件的散布。

包括刚性包围件40和加热器腔室支撑件50的隔热支撑组件优选地包括耐热聚合物材料，例如聚醚醚酮(PEEK)。隔热层优选地呈片材的形式，其围绕加热腔室周向缠绕至少一圈、优选地多圈，以便进一步改善隔热性。隔热层20可以选择不同的材料。这些示例包括气凝胶或陶瓷纤维材料，即金属氧化物纤维材料。例如包含氧化铝、氧化硅和/或ZrO2的陶瓷纤维片材。这种材料的一个示例是Superwool^TM覆层。

刚性包围件被配置成将隔热材料片材20围绕加热腔室10支撑在适当的位置。在图1的示例中，形成刚性包围件的管状壳体40的尺寸优选地被确定成提供径向厚度在2至4毫米之间并且优选地约为3毫米的圆柱形腔体。隔热支撑组件30包括基部加热腔室支撑件51，该基部加热腔室支撑件被成形为提供用于从加热器12到控制电路系统和电池的连接的开口。如图1B所示，基部加热腔室支撑件51优选地成形为提供通路，该通路相对于加热器组件1的伸长轴线以一定角度引导连接，以阻挡平行于伸长轴线的直接热路径。这使得热量直接从加热腔室向下流向电池和装置的其他内部部件的通路最小化，并且代替地在与加热器组件1的伸长轴线大致垂直的方向上将热量侧向地导出，以进一步改善热管理。

因此，本发明的这个普遍原理因此提供了包围加热腔室10的轻量组件40，以便将隔热层20围绕加热器12和加热腔室10牢固地固持在适当的位置，同时仅保持与加热腔室、优选地仅在端点处的最小接触，并且因此提供了便宜、轻量且易于组装的对真空管的替代性方案，以应用于气溶胶产生装置1中。在此一般概念内，加热器布置1可以以多种不同的方式实施。在图3、图4、图5和图6中示出了可以实施本发明的某些示例性布置，现在将对其进行详细描述。以下示例的独立部件可以在各示例之间交换，并且多个不同的实施例的特征可以在本发明的上述广泛原理内组合。

图3A至图3F示意性地展示了加热器布置1的示例，类似于在图1A和图1B中所展示的示例，其中刚性包围件采用两部分圆柱形外壳41、42的形式。如上所述，管状加热腔室10包括开放端13以及位于腔室10的相反的纵向端部的相对封闭端14，通过该开放端，可消耗的气溶胶产生基质可以被插入内部腔体11中。加热腔室10被薄膜加热器12包绕，该薄膜加热器包括在柔性电绝缘背衬膜上的电阻加热轨道，连接部16从加热腔室10的基部14端延伸出，用于连接至控制电路系统和电源。

隔热支撑组件40的第一部件是基部加热腔室支撑件51，该基部加热腔室支撑件套在加热腔室10的基部端14上和薄膜加热器12上。第一加热腔室支撑件51包括环形本体53，该环形本体至少部分地围绕加热腔室10的基部端14的圆周延伸，并且进一步包括多个轴向支柱52，该多个轴向支柱从环形本体53沿着加热腔室10的长度部分地延伸。以此方式，支柱52与加热腔室10的端部14接合并提供支撑，该支撑允许其牢固地安装在包围件40内。如图3B所示，支柱52在薄膜加热器12上延伸，以牢固地夹紧薄膜加热器12和加热腔室10。然后使呈隔热材料片材形式的隔热层20围绕加热腔室、薄膜加热器12以及第一加热腔室支撑件51的支柱52而周向地包绕，如图3C所示。如图3C所示，然后将组装好的加热腔室10和隔热层20定位在刚性包围件40的第一半圆柱形部分42中。

在此示例中，围绕加热腔室的开放端13的周向凸缘或唇缘15被接纳在对应的周向凹部43中，该周向凹部围绕刚性包围件40的第一部分42的开放端42b的内表面延伸。如图3D所示，然后将第二加热腔室支撑件52连接至加热腔室的开放端42b，并且与唇缘15和围绕刚性包围件40的半圆柱形部分41、42的开放端的连接点接合。加热腔室的唇缘15固持在由管状外壳和加热腔室支撑件52的开放端41b、42b形成的凹部内。

加热腔室支撑件52、管状外壳41、42、以及加热腔室10的唇缘15的这种机械连接在图1B的放大细节中示出。特别地，示出了加热腔室支撑件52被夹持在管状外壳部分41、42的开放端的连接点中，以此方式将加热腔室10的唇缘15夹紧在外壳40的半圆柱形部分41、42的端部41b、42b与加热腔室支撑件52之间。以此方式，在圆柱形边沿15的开放端处仅与加热腔室10存在直接接触，从而减少了向加热器支撑件52的热传递。

回到图3E，然后将圆柱形壳体40的第二部分41夹持在适当的位置，以形成围绕隔热部和管状加热腔室10的完整壳体，从而提供如图3F所示的加热器组件1。外壳40的基部的机械连接部分43与第二加热腔室支撑件52一起允许将组装好的加热器组件1连接到气溶胶产生装置100中。

图4A至图4E展示了根据本发明的加热器组件1的另一示例。这种布置在使用隔热支撑组件30时利用了相同的核心发明构思，该隔热支撑组件包括刚性包围件40，该刚性包围件用于将隔热层20围绕加热腔室10固持在适当的位置。然而，在本发明的这个示例中，刚性包围件40不是为了将隔热层20在其外表面处固持而位于隔热层20的外部，而是刚性包围件40包括框架40，该框架从下面、抵靠隔热层的(径向)内表面支撑隔热层20。特别地，框架40提供支撑表面，隔热表面20围绕该支撑表面包绕。

与图1和图3的示例一样，在此示例中，加热腔室10由薄膜加热器12加热，该薄膜加热器围绕加热腔室10的外表面周向地包绕，如图4A所示。如上所述，在这种情况下，刚性包围件40呈管状框架45的形式，其围绕管状加热腔室10套设。提供刚性包围件40的框架45包括两个端环46和多个纵向支柱，这些支柱在端环46之间沿与管状加热腔室10的伸长轴线相对应的方向延伸。如图4B所示，管状加热腔室10插入框架45中，使得加热腔室10被框架45包围，并且纵向支柱47沿着加热腔室10的长度延伸。

与图1和图3的示例一样，腔室的开放端处的端环46a可以被配置成与围绕加热腔室10的开放端13延伸的周向唇缘15接合。在一些示例中，可以使用与如图1B的放大细节所示的连接机构类似的连接机构，其中框架45的端环46a和加热腔室支撑件52围绕加热腔室的唇缘15机械地接合，以将其固定在适当的位置。在此示例中，如图4B所示，支撑框架45的基部端环46b代替了图1和图3的示例中的第一加热腔室支撑件51。特别地，框架45延伸超过加热腔室10的基部端14，并且可以以类似的方式使用连接特征43将框架45连接在气溶胶产生装置100内。

通过管状加热腔室10和薄膜加热器12由框架45和加热腔室支撑件52的机械连接固持，以及纵向支柱47在薄膜加热器12的外表面上的接触，隔热材料片材20接着围绕由纵向支柱47框架45形成的框架45的外表面进行包绕。框架45进一步可以包括一个或多个抓持器件48，在这种情况下呈倒钩48形式，该倒钩刺穿并抓持隔热材料片材20，如图4D所示。隔热材料片材20接着围绕框架45周向包绕，并通过与倒钩48的接合而固定。如在所有示例中，可以替代地或附加地使用其他附接器件、例如胶带片，以将隔热层20固持在适当的位置。

与前面描述的示例一样，如图4E所示，加热器布置1包括由隔热支撑组件固持的隔热材料片材20，该隔热支撑组件与加热腔室10接合，并将隔热层20围绕加热腔室10固持在适当的位置。然后可以将组装好的加热器组件1连接到气溶胶产生装置100中，如图2A和2B所描绘的。特别地，框架45的端环46可以包括机械附接器件、例如夹子43(在此示例中位于基部端环46b上)，从而允许与气溶胶产生装置100内的加热腔室框架110机械连接。加热器腔室支撑件52也可以允许与装置的内部部件连接，如图2B所示，其中该加热器腔室支撑件与端盖120连接，该端盖用于将加热器组件1与框架110一起在装置100内牢固地固持在适当的位置。

图5A至图5E展示了根据本发明的加热器布置的另一示例。图5的布置以类似于图1和图3的示例的方式使用管状壳体40作为刚性包围件，但是使用了替代性的使隔热材料片材20附接的器件以及替代性的将管状壳体40与加热腔室10接合的器件。

与前述每个示例一样，加热器12围绕加热腔室10的外表面进行包绕，如图5A所示。图5的示例包括呈夹子31形式的附加部件，该夹子围绕薄膜加热器套设，并且包括呈倒钩表面32形式的抓持器件32，该倒钩表面从加热腔室10径向地向外延伸，并且以类似于图4的布置的倒钩4的方式起作用，以便固定加热材料片材20。夹子31可以由替代性的用于抓持隔热材料片材20的器件(例如粘合剂或其他类型的抓持构件)来代替。在此示例中，夹子31呈C形部件的形式，其套设在加热腔室10和薄膜加热器12上，并且具有锯齿状的面向外的边缘32，该边缘被布置成接合和抓持隔热材料片材20，如图5B所示。隔热材料片材20被包绕在抓持器件31上，以便如图5C所示围绕加热腔室10和薄膜加热器12周向包绕一次或多次。

如图5C至图5E所示，刚性包围件40呈管状外壳或壳体40的形式，包括两个半圆柱形壳体部分41和42，这两个半圆柱形壳体部分沿着纵向界面进行连接，以形成围绕隔热加热腔室10的完整圆柱形壳体。与本发明的利用多部分壳体的所有类似示例一样，部分41、42可以机械地或用粘合剂或其他固定方式夹持在一起。提供了图5的示例的刚性包围件40的管状外壳与图1和图3的示例的不同之处在于其与管状加热腔室10接合的方式。在此示例中，管状外壳40包括内部突出部49，该内部突出部从基部内表面延伸，以在加热腔室10的封闭端14处与基部外表面接触。

突出部49被配置成与加热腔室20接合以提供稳定接触，从而将加热腔室10在管状壳体40内固持在适当的位置。在一些示例中，管状加热腔室10可以具有设置在封闭端14处的基部外表面上的相对应的凹部，突出部49与该凹部接合，以提供加热腔室10的附加稳定性。突出部49可以设置在两个半圆柱形部分41、42之一上。在图5的情况下，如图5C所示，它设置在下半圆柱形部分42上。管状壳体40的另一个半圆柱形部分42可以在基部端41a处具有开口，以允许加热器的连接部穿过。特别地，图5D所示的部分41可以在基部端41a处完全打开，以留下加热器连接可以穿过的开口。

管状外壳41b、42b的开放端可以包括围绕开口的内表面设置的周向凹部43，该周向凹部被配置成与围绕加热腔室10的第一开放端13设置的周向唇缘15接合。在其他示例中，管状外壳40可以以不同的方式与加热腔室10接合，例如具有多个与加热腔室的外表面接触的径向地向内延伸的突出部，或者具有与加热腔室接合的套环部分，该套环部分不再需要围绕加热腔室10的开放端13的周向脊15。

如图5C所示，用隔热片材20包绕的加热腔室10位于壳体40的第一半圆柱形部分42内。突出部49与加热腔室10的基部接合，并且加热腔室的开放端13与壳体40的开放端41B、42B的相对表面接合，从而将加热腔室10在壳体41、42内固定在适当的位置，而不需要图3和图4的示例中存在的附加的加热器支撑件。如图5E所示的组装好的加热器布置1可以具有设置在管状壳体40的外表面和/或端部上的一个或多个机械特征43，以利于加热器布置1在气溶胶产生装置100内的连接，如以上所解释的。此布置减少了所需隔热支撑组件的部件数量，并且因为没有与加热腔室的圆柱形外表面接触，所以提供了良好的隔热。

图6A至图6E示出了根据本发明的加热器布置1的另一示例。此示例与上述示例的不同之处在于，它包括焊接的支撑盖33，该支撑盖焊接在加热腔室10的基部端14上，并使用一种用于支撑管状外壳40的器件。

如图6A所示，支撑盖33是大致平面的部件，具有带有开口部分35的大致圆盘形状，使得它类似于去掉径向区段以形成开口35的圆盘。支撑盖33另外包括突出部34，该突出部垂直延伸远离盘形本体的平坦平面。突出部34被配置成在加热腔室10的封闭端14处与基部表面接合。如图6C所示，突出部可以在多个焊点36处点焊至加热腔室10的封闭端14的基部表面。在此示例中，加热腔室10的基部端14包括凹部18，该凹部被配置成接纳支撑盖33的突出部34。

以此方式的点焊在加热腔室10与支撑盖33之间提供了热障，从而显著限制了加热盖10与支撑盖33之间的热传递。此外，由于支撑盖33焊接至加热腔室10上的最冷点，所以进一步减少了从加热腔室到隔热支撑件到周围部件的热传递。一旦连接至加热腔室10，则支撑盖33提供了用于连接周围壳体并将加热器布置1安装在气溶胶产生装置100内的器件。如图6C所示，隔热材料37的附加部分可以设置在加热腔室10的基部与支撑盖33之间，以进一步减少向支撑盖33的热传递。

与本发明的前述示例一样，加热器12围绕管状加热腔室10的外表面周向地包绕，如图6B所示。如图6B所示，在支撑盖33已经连接至加热腔室10的情况下，加热器12的电连接部16可以对齐，使得它们穿过设置在支撑盖33中的间隙35。

如图6D所示，一旦薄膜加热器12围绕加热腔室的外表面包绕，隔热片材20就围绕薄膜加热器12的外表面包绕。与图1、图3和图5的示例一样，刚性包围件40由两部分管状壳体41、42提供，然后围绕隔热加热腔室10连接以形成管状外壳40，该管状外壳用于将隔热片材20围绕加热腔室10固持在适当的位置。同样，半圆柱形壳体部分41、42可以沿着纵向界面机械地连接，或者可以通过其他方式(例如用粘合剂)固定。

如上所述，管状外壳41b、42b的开放端可以与加热腔室13的开放端接合，以便在刚性包围件40内提供加热腔室的进一步的稳定化和支撑。这可以经由提供周向唇缘或凸缘15来实现，如图6A和图6B中最清楚地示出的，该周向唇缘或凸缘被接纳在围绕外壳40的开口设置的相对应的周向凹部43内。管状外壳41、42可以另外包括一个或多个机械特征，以允许加热器布置安装在气溶胶产生装置100内。

在本发明的范围内，许多附加的特征和修改可以应用于上述示例。隔热部可以呈围绕加热腔室包绕一次或多次的片材形式。当刚性包围件呈外壳形式时，其尺寸可以被确定成与包绕的隔热部的外表面接合。在各自情况下，隔热层20可以另外由胶带支撑，以提供额外的支撑。可以在管状外壳41、42内靠近加热器的封闭端的基部表面处提供另一隔热部，以进一步使管状加热腔室10隔热。

隔热支撑组件30可以通过机械连接和/或引导元件来组装，例如销/孔、压入配合、超声焊接、无机粘合剂、螺钉或磁体。为了进一步将刚性包围件40固定在适当的位置，刚性包围件40可以在外部被粘合剂支撑件层、例如具有粘合剂层的石墨层覆盖。该刚性包围件还可以在内部涂覆有金属热反射层或金属箔，在一些示例中，该金属热反射层或金属箔可以与超级隔热层缠绕在一起，以进一步增强该装置的热管理性能。

因此，本发明提供了一种低成本、重量轻且易于组装的器件来使气溶胶产生装置内的加热腔室隔热。

定义和替代性实施例

从以上描述将会理解，所描述的实施例的许多特征执行具有独立益处的独立功能。因此，可以独立地选择包含或省略权利要求中限定的本发明的实施例中的这些独立特征中的每一个独立特征。

术语“加热器”应理解为是指用于输出足以从气溶胶基质形成气溶胶的热能的任何装置。将热能从加热器传递到气溶胶基质可以是传导方式、对流方式、辐射方式、或这些方式的任何组合。作为非限制性示例，传导加热器可以直接接触并且按压气溶胶基质，或者这些加热器可以接触单独的部件，例如加热腔体，其本身通过传导、对流和/或辐射导致对气溶胶基质进行加热。

加热器可以是电力驱动的、通过燃烧驱动的、或以任何其他合适的方式驱动的。电力驱动的加热器可以包括电阻式轨道元件(可选地包括隔绝包装)、感应加热系统(例如包括电磁体和高频振荡器)等。加热器可以布置在气溶胶基质的外部周围，其可以部分或全部穿透到气溶胶基质中，或者是这些方式的任何组合。例如，除了上述实施例的加热器之外，气溶胶产生装置可以具有叶片式加热器，该叶片式加热器延伸到加热腔室中的气溶胶基质中。

气溶胶基质包括例如呈干燥或熏制形式的烟草，在一些情况下具有用于调味或产生更顺滑或以其他方式更令人愉悦的体验的附加成分。在一些示例中，可以用汽化剂处理比如烟草等气溶胶基质。汽化剂可以改善从气溶胶基质产生蒸气。例如，汽化剂可以包括多元醇(比如丙三醇)或乙二醇(比如丙二醇)。在一些情况下，气溶胶基质可能不含烟草或甚至不含尼古丁，而是可以含有天然或人工获得的用于调味、挥发、改善顺滑度和/或提供其他令人愉悦的效果的成分。气溶胶基质可以被提供为是呈切丝状、丸状、粉末状、粒状、条状或片状形式、可选地其组合形式的固体或糊剂类型的材料。同样，气溶胶基质可以是液体或凝胶。事实上，一些示例可以包括固体部分和液体/凝胶部分二者。

因此，气溶胶产生装置1同样可以被称为“受热式烟草装置”、“加热但不点燃式烟草装置”、“用于使烟草产品汽化的装置”等，其被解释为是适合实现这些效果的装置。本文披露的特征同样适用于被设计成使任何气溶胶基质汽化的装置。

气溶胶产生装置可以被布置成在预包装的基质载体中接纳气溶胶基质。基质载体可以宽泛地类似于香烟，具有管状区域，其中以适当方式布置气溶胶基质。在一些设计中还可以包括过滤器、蒸气收集区域、冷却区域以及其他结构。还可以提供外层纸或比如箔等其他柔性平面材料，例如用于将气溶胶基质保持在适当的位置以进一步类似于香烟等。基质载体可以装配在加热腔体内或可以比加热腔体更长，使得翻盖在气溶胶产生装置1设有基质载体的同时保持打开。在这样的实施例中，可以从基质载体直接提供气溶胶，该基质载体用作气溶胶产生装置的吸嘴。

如本文中所使用的，术语“气溶胶”应当是指分散在空气或比如薄雾、尘雾或烟气等气体中的颗粒体系。因此，术语“气溶胶化”是指制成气溶胶和/或分散为气溶胶。注意，气溶胶/气溶胶化的含义与挥发、雾化和汽化的每一个都是一致的。为避免疑义，使用气溶胶来一致地描述包括雾化的、挥发的或汽化的颗粒的薄雾或液滴。气溶胶还包含了包括雾化的、挥发的或汽化的颗粒的任何组合的薄雾或液滴。

Claims

1.一种用于气溶胶产生装置的加热器布置，该加热器布置包括：

管状加热腔室，该管状加热腔室包括被布置成接纳气溶胶产生基质的腔体；

隔热层，该隔热层被包绕以便周向地包围该加热腔室；

隔热支撑组件，该隔热支撑组件包括围绕该加热腔室布置的刚性包围件，其中，

该隔热支撑组件被布置成与该加热腔室和该隔热层接合，以将该隔热层围绕该加热腔室固持在适当的位置。

2.根据权利要求1所述的用于气溶胶产生装置的加热器布置，其中，该隔热支撑组件被布置成仅在该加热腔室的一端或两端处接触该加热腔室，以将该刚性包围件围绕该加热腔室支撑在适当的位置。

3.根据权利要求2所述的加热器布置，其中，该隔热支撑组件包括一个或多个环形支撑件，其中，该环形支撑件围绕该加热腔室的端部安装并将该刚性包围件围绕该加热腔室支撑在适当的位置。

4.根据任一前述权利要求所述的用于气溶胶产生装置的加热器布置，其中，该隔热层围绕该刚性包围件的外表面进行包绕。

5.根据权利要求4所述的用于气溶胶产生装置的加热器布置，其中，该刚性包围件包括框架，该框架包括沿该管状加热腔室的长度延伸的多个纵向支柱，其中，该隔热层围绕由该纵向支柱形成的外表面进行包绕。

6.根据权利要求4或5所述的加热器布置，其中，该刚性包围件包括从该刚性包围件径向地向外延伸的抓持构件，其中，该抓持构件被布置成抓持该隔热层并将该隔热层的至少一部分固持在适当的位置。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的加热器布置，其中，该刚性包围件包括管状外壳，该管状外壳被布置成包封该管状加热腔室，以在该加热腔室的外表面与该外壳的内表面之间形成圆柱形腔体，其中，该隔热层被固持在该腔体内。

8.根据权利要求7所述的加热器布置，其中，该圆柱形腔体的径向厚度在2mm至4mm之间。

9.根据权利要求7或8所述的加热器布置，进一步包括环形支撑件，该环形支撑件被定位在该管状加热腔室的一端处、在该管状加热腔室与该外壳之间，该环形支撑件围绕该管状加热腔室的大部分圆周延伸。

10.根据权利要求9所述的加热器布置，其中，该环形支撑件包括多个轴向支柱，这些轴向支柱沿该管状加热腔室的轴线延伸，并且被布置成将该加热腔室固持在该外壳内。

11.根据前述权利要求中任一项所述的加热器布置，进一步包括周向唇缘，其中，该隔热支撑组件包括连接特征，该连接特征被布置成接纳该周向唇缘，以将该加热腔室固持在适当的位置。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的加热器布置，其中，该管状外壳包括两个半圆柱形部分，这两个半圆柱形部分被配置成沿纵向界面进行连接，以形成围绕该加热腔室的管状外壳。

13.根据权利要求7至11中任一项所述的加热器布置，进一步包括抓持构件，该抓持构件附接至该加热腔室的外表面，该抓持构件被布置成抓持该隔热层并将该隔热层的至少一部分固持在适当的位置。

14.根据权利要求13所述的加热器布置，该抓持构件包括倒钩夹子，该倒钩夹子被布置成附接至该隔热层下方的加热腔室的外表面，该倒钩夹子包括面向外的倒钩，该倒钩被配置成抓持该隔热层。

15.根据权利要求7至14中任一项所述的加热器布置，其中，该管状外壳包括基部表面，围绕该管状加热腔室的封闭端至少部分地包封该管状外壳；该管状外壳被布置成提供该外壳的基部表面与该加热腔室的封闭端之间的间隙。

16.根据权利要求15所述的加热器布置，包括隔热部，该隔热部设置在该管状加热腔室的封闭端与该管状外壳的基部表面之间的间隙内。

17.根据权利要求15或16所述的加热器布置，其中，该管状外壳的基部表面进一步包括开口，以允许与该加热腔室的电连接部穿过。

18.根据权利要求17所述的加热器布置，其中，该基部表面被配置成使得该开口相对于该加热腔室的纵向轴线成一定角度。

19.根据权利要求7至18中任一项所述的加热器布置，其中，该管状加热腔室包括开放端和相反的封闭端，该开放端被布置成接纳该气溶胶产生基质，其中，

该管状外壳包括封闭端，该封闭端包括从内表面延伸的突出部，以与该加热腔室的封闭端接合。

20.根据权利要求19所述的加热器布置，其中，该管状加热腔室的封闭端包括该封闭端的外表面中的凹部，并且该突出部被配置成与该凹部接合。

21.根据权利要求7至18中任一项所述的加热器布置，其中，该管状加热腔室包括开放端和相反的封闭端，该开放端被布置成接纳该气溶胶产生基质，该加热器布置进一步包括：

端盖支撑件，该端盖支撑件焊接至该加热腔室的封闭端的外表面，并且被布置成将该管状外壳围绕该加热腔室支撑在适当的位置。

22.根据权利要求20所述的加热器布置，其中，该端盖支撑件包括大致盘形的本体，该本体具有从该本体延伸的突出部，其中，该突出部被焊接至该管状加热腔室的封闭端的外表面。

23.根据权利要求7至22中任一项所述的加热器布置，其中，该管状外壳在内部涂覆有金属热反射层或者金属箔，该金属热反射层或金属箔与该隔热层缠绕在一起。

24.根据任一前述权利要求所述的加热器布置，其中，该隔热层包括陶瓷纤维。

25.根据权利要求24所述的加热器布置，其中，该隔热层包括金属氧化物。

26.根据权利要求24或25所述的加热器布置，其中，该隔热层包括氧化铝、氧化硅和/或ZrO2。

27.根据任一前述权利要求所述的加热器布置，其中，该隔热层包括气凝胶。

28.根据任一前述权利要求所述的加热器布置，其中，该隔热层形成为覆层、毡层或纸。

29.根据任一前述权利要求所述的加热器布置，其中，该隔热支撑组件包括非金属材料。

30.根据权利要求29所述的加热器布置，其中，该隔热支撑组件由非金属、优选地耐热聚合物、最优选地聚醚醚酮(PEEK)制成。