CN116135061A - 气雾生成装置及感应线圈 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种气雾生成装置及感应线圈；其中，气雾生成装置包括：腔室，用于接收或存储气溶胶生成基质；感应线圈，用于产生变化的磁场；感受器，被配置为被变化的磁场穿透而发热，进而加热气溶胶生成基质生成气溶胶；感应线圈被构造成是螺线管线圈，且形成感应线圈的导线材料的截面具有沿径向方向延伸的第一尺寸和沿轴向方向延伸的第二尺寸；第一尺寸大于第二尺寸。以上气雾生成装置，感应线圈导线材料在轴向方向上具有更小或更薄的尺寸，相比截面为圆形的导线材料绕制的线圈在单位长度上可以具有更多的线圈匝数或绕组，对于提升电感值是有利的。
Description
技术领域
本申请实施例涉及气溶胶生成技术领域，尤其涉及一种气雾生成装置及感应线圈。
背景技术
烟制品(例如，香烟、雪茄等)在使用过程中燃烧烟草以产生烟草烟雾。人们试图通过制造在不燃烧的情况下释放化合物的产品来替代这些燃烧烟草的制品。
此类产品的示例为加热装置，其通过加热而不是燃烧材料来释放化合物。例如，该材料可为烟草或其他非烟草产品，这些非烟草产品可包含或可不包含尼古丁。作为已知的加热装置，通过感应线圈产生磁场，诱导感受器发热以加热烟草产品释放化合物生成气溶胶。已知的加热装置中，感应线圈的匝数受空间或长度限制，无法具有较高的电感值。
发明内容
本申请的一个实施例提供一种气雾生成装置，包括：
腔室，用于接收或存储气溶胶生成基质；
感应线圈，用于产生变化的磁场；
感受器，被配置为被变化的磁场穿透而发热，进而加热气溶胶生成基质生成气溶胶；
所述感应线圈被构造成是螺线管线圈，且形成所述感应线圈的导线材料的截面具有沿径向方向延伸的第一尺寸和沿轴向方向延伸的第二尺寸；所述第一尺寸大于所述第二尺寸。
本申请的又一个实施例还提出一种感应线圈，用于产生变化的磁场；其特征在于，所述感应线圈被构造成是螺线管线圈，且形成所述感应线圈的导线材料的截面具有沿径向方向延伸的第一尺寸和沿轴向方向延伸的第二尺寸；所述第一尺寸大于所述第二尺寸。
以上气雾生成装置，感应线圈导线材料在轴向方向上具有更小或更薄的尺寸，相比截面为圆形的导线材料绕制的线圈在单位长度上可以具有更多的线圈匝数或绕组，对于提升电感值是有利的。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是一实施例提供的气雾生成装置的示意图；
图2是图1中感应线圈一个视角的示意图；
图3是图2中感应线圈一个视角的剖面示意图；
图4是又一个实施例的感应线圈的示意图；
图5是又一个实施例的感应线圈的示意图；
图6是又一个实施例的感应线圈的示意图；
图7是又一个实施例的气雾生成装置的示意图；
图8是又一个实施例的雾化组件的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施方式，对本申请进行更详细的说明。
本申请的一实施例提出一种气雾生成装置，其构造可以参见图1所示，包括：
腔室，气溶胶生成基质A可移除地接收在腔室内；
感应线圈50，用于在交变电流下产生变化磁场；
感受器30，至少一部分在腔室内延伸，并被配置为与感应线圈50感应耦合，在被变化磁场穿透下发热，进而对气溶胶生成基质A例如烟支进行加热，使气溶胶生成基质A的至少一种成分挥发，形成供抽吸的气溶胶；
电芯10，为可充电的直流电芯，可以输出直流电流；
电路20，通过适当的电连接到可充电的电芯10，用于从将电芯10输出的直流电流，转变成具有适合频率的交变电流再供应到感应线圈50。
进一步在可选的实施中，气溶胶生成基质A优选采用加热时从基质中释放的挥发化合物的含烟草的材料；或者也可以是能够加热之后适合于电加热发烟的非烟草材料。气溶胶生成基质A优选采用固体基质，可以包括香草叶、烟叶、均质烟草、膨胀烟草中的一种或多种的粉末、颗粒、碎片细条、条带或薄片中的一种或多种；或者，固体基质可以包含附加的烟草或非烟草的挥发性香味化合物，以在基质受热时被释放。
在更加优选的实施例中，电路20供应到感应线圈50的交变电流的频率介于80KHz～500KHz；更具体地，所述频率可以在大约200KHz到300KHz的范围。
在一个优选的实施例中，电芯10提供的直流供电电压在约2.5V至约9.0V的范围内，电芯10可提供的直流电流的安培数在约2.5A至约20A的范围内。通常电芯10是可充电电池。作为替代方案，电芯10可为另一形式的电荷存储装置，例如电容器。电芯10可能需要再充电，且可具有允许为一次或多次抽吸存储足够能量的容量；例如，电芯10可具有足够的容量以允许在约六分钟的时段中或在六分钟的倍数的时段中连续生成气溶胶。在另一实例中，电芯10可具有足够的容量以允许预定数量的抽吸或不连续的感受器30启动。
在一个优选的实施例中，感受器30大体呈销钉或针状或棒状或者刀片状的形状，进而对于插入至气溶胶生成基质A内是有利的；同时，感受器30可以具有大约19毫米的长度，大约4毫米的宽度和大约0.5毫米的厚度，并且可以由等级430的不锈钢(SS430)制成。作为替代性实施例，感受器30可以具有大约15毫米的长度，大约5毫米的宽度和大约0.5毫米的厚度，并且可以由等级430的不锈钢(SS430)制成。在其他的变化实施例中，感受器30还可以被构造成围绕腔室和/或气溶胶生成基质A的圆筒状或管状的形状；在使用时其内部空间形成用于接收气溶胶生成基质A的腔室，并通过对气溶胶生成基质A的外周加热的方式，生成供吸食的气溶胶。这些感受器30还可以由等级420的不锈钢(SS420)、以及含有铁/镍的合金材料(比如坡莫合金)制成。
在图1所示的实施例中，气雾生成装置还包括用于布置感应线圈50和感受器30的支架40，该支架40的材质可以包括耐高温非金属材料比如PEEK或者陶瓷等。在实施例中，感应线圈50采用缠绕在支架40的外壁上进而固定。同时，根据图1所示，该支架40的中空的管状形状，其管状中空的部分空间形成上述用于接收气溶胶生成基质A的腔室。
在可选的实施例中，感受器30是由以上感受性的材质制备的，或者是由陶瓷等耐热的基体材质外表面上电镀、沉积等形成感受材料涂层获得的。
在实施例中，感应线圈50是采用低电阻率的金属或合金材质制备的，例如金、银、铜或它们的合金等。以及在一些优选的实施中，感应线圈50的导线材料由利兹导线制成或是利兹缆线。在利兹材料中，导线或缆线由多根或多束导电丝线例如以缠绕方式或编织方式捆扎的单独的隔离导线制成。利兹材料特别适用于承载交流电流。单独的导线被设计成在高频率下减小导体中的表面效应和近场效应损失，并且允许感应线圈50的导线材料的内部有助于感应线圈50的导电性。
在一些实施例中，电路20可包括控制器。控制器可包括微处理器，微处理器可为可编程微处理器。控制器可包括其他电子部件。控制器可配置成调节向感应线圈50供应的电力，进而使感应线圈50产生变化的磁场。
在一些实施例中，感应线圈50产生变化的磁场可在启用装置之后连续地供应到感受器30，或可间歇性地供应，如基于逐口供应。变化的磁场以脉冲的形式供应到感受器30。
在一些实施例中，向感应线圈50供应的电力，可由抽吸检测系统触发。备选地，向感应线圈50供应的电力可通过按压开/关按钮保持使用者抽吸的持续时间来触发。抽吸检测系统可以作为传感器提供，其可以被配置为气流传感器，并且可以测量气流速率。气流速率是表征用户每次通过气溶胶生成装置的气流路径抽吸的空气量的参数。当气流超出预定阈值时，气流传感器可以检测到抽吸的起始。在用户激活按钮时，也可以检测到起始。传感器还可配置为压力传感器，以测量气溶胶生成装置内的空气的压力，所述空气由用户在抽吸期间通过装置的气流路径吸入。
进一步图2和图3示出了感应线圈50的结构示意图；感应线圈50是由长的导线材料绕制的螺线管线圈；在装配后是围绕腔室和/或感受器30布置的。感应线圈50的导线材料具有沿径向延伸的第一尺寸d1，以及沿线圈轴向延伸的第二尺寸d2；并且第一尺寸d1大于第二尺寸d2，进而使感应线圈50的导线材料是垂直于轴向的扁平构造；对于在单位长度上提升感应线圈50的匝数进而提升电感值是有利的。
在一些实施例中，第一尺寸d1具有大约1～5mm；第二尺寸d2具有大约0.3～1mm。例如一个具体的实施例中，第一尺寸d1为2mm；第二尺寸d2为0.6mm。
在一些实施例中，感应线圈50沿轴向方向的总长度d3大约为5～20mm；在一个具体的实施例中，感应线圈50沿轴向方向的总长度d3为12mm。
在一些实施例中，感应线圈50的内径尺寸d4介于8～15mm；在一个具体的实施例中，感应线圈50的内径尺寸d4为12.5mm。
在一些实施例中，感应线圈50的外径尺寸d5介于10～20mm；在一个具体的实施例中，感应线圈50的外径尺寸d5为15.7mm。
如图2和图3中所示，绕成螺线管的感应线圈50的匝数或绕组大约8匝到30匝的范围内。感应线圈50的相邻匝数或绕组之间的间距大约为0.1～0.5mm。相应地，内体积可能在大约0.10cm3至大约2.50cm3的范围内。
在2和图3所示的实施例中，感应线圈50的导线材料的截面基本是矩形的形状。
或者在一些更多的变化实施例中，感应线圈50的导线材料的截面还可以更多的规则或不规则的形状。例如图4示出了又一个变化实施例的感应线圈50a的示意图；该感应线圈50a的导线材料的截面大致是椭圆形状；同样地，感应线圈50a的导线材料沿径向方向的延伸尺寸d1大于沿轴向方向的延伸尺寸d2。又例如图5示出了又一个变化实施例的感应线圈50b的示意图；该感应线圈50b的导线材料的截面大致是梯形形状。
在以上所示的实施例中，感应线圈50/50a/50b的相邻匝数或绕组之间的间距是相同的。
或者在又一些变化的实施例中，感应线圈50/50a/50b的相邻匝数或绕组之间的间距是变化的。例如在一些实施例中，感应线圈50/50a/50b的相邻匝数或绕组之间的间距沿轴向方向是逐渐增大或减小的。较低的间距(其中绕组之间的距离较小)可能导致更强的磁场生成。较高的间距(其中绕组之间的距离较大)可能导致较弱的磁场生成。不同强度磁场导致感受器30相邻部分中的不同强度涡电流，并且导致不同的温度。因此，在感应加热的操作期间，不同的间距可导致感受器30中的温度梯度。
采用以上感应线圈50/50a/50b，相比常规的截面为圆形的导线材料绕制的线圈，在导线材料在轴向方向上占据更低的尺寸，进而感应线圈50/50a/50b在单位长度上可以具有更多的线圈匝数或绕组。具体，例如采用截面中第二尺寸d2为0.6mm的导线制备的感应线圈50时，在横截面积与普通直径1mm圆形导线相同的情况下，侧向延伸第一尺寸d1为1.3mm；在相同高度例如6mm情况下，常规圆形线圈绕6匝，使用这种扁线的这种绕制方法可以绕9～10匝。进一步根据磁路中线圈电感的计算公式：L＝N2/RΣ；式中，N为线圈的匝数或绕组，RΣ为整个磁路的等效磁阻；采用以上感应线圈50/50a/50b相比圆形导线材料绕制的线圈匝数增大至2倍时，电感值能提升4倍；使感应加热过程中具有更大的频率适应性。
或者图4示出了又一个优选的实施例的感应线圈50d的示意图；该实施例的感应线圈50d包括：
沿轴向方向依次布置的部分510d和部分520d；并且其中在线圈的部分520d中每单位长度的绕组或匝数小于在部分510d中每单位长度的绕组或匝数。在实施例中使感受器30相邻部分中的不同强度涡电流，并且导致不同的温度。因此，在感应加热的操作期间，不同的间距可导致感受器30中的温度梯度。温度梯度可取决于感受器30与感应线圈520d在轴向方向上的相对位置的定向。
以及图4所示的感应线圈50d中，部分510d靠近感应线圈50d的第一端；感应线圈50d中还包括靠近第二端的部分530d，部分520d位于部分510d和部分530d之间。同样地，部分520d中每单位长度的绕组或匝数小于在部分530d中每单位长度的绕组或匝数。则在该实施例中，可导致感受器30中较难散热的中央区域的温度与两端散热较快的部分的温度趋于均匀是有利的。
根据图4中所示，感应线圈50d的部分510d和/或部分530d的延伸长度是大于部分520d的。以及感应线圈50d的部分510d和/或部分530d的匝数或绕组是大于部分520d的。
图7示出了又一个实施例的气雾生成装置的示意图，该实施例的气雾生成装置包括：
存储有液体气溶胶生成基质并对其进行汽化生成气溶胶的雾化器200e、以及为雾化器200e供电的电源组件100e。在该实施例中，气溶胶生成基质是液态的，通常包括有液态的尼古丁或尼古丁盐、甘油、丙二醇等，在被加热时汽化生成可供吸食的气溶胶。
雾化器200e包括：
储液腔210e，以用于存储液体气溶胶生成基质；
导液元件220e，至少部分延伸至储液腔210e内以吸取液体气溶胶生成基质；
感受体30e，结合于导液元件220e上，以在被变化的磁场穿透时发热以加热导液元件220e内的部分液体基质生成气溶胶。在一些可选的实施中，导液元件220e是棒状或管状或杆状等形状；导液元件220e可以采用纤维棉、海绵体、多孔陶瓷体等具有多孔材料制备，进而能通过内部的毛细作用吸取和传递液体气溶胶生成基质；感受体30e可以是围绕导液元件220e的感受性的条带、管、或网等。
电源组件100e包括：
设置于沿长度方向的一端的接收腔130e，在使用中雾化器200e的至少部分可移除地接收于接收腔130e；
感应线圈50e，至少部分围绕接收腔130e，以用于产生变化的磁场；
用于供电的电芯110e；
电路120e，通过适当的电连接到可充电的电芯110e，用于从将电芯110e输出的直流电流，转变成具有适合频率的交变电流再供应到感应线圈50e。
同样地感应线圈50e的导线材料在沿径向方向的延伸尺寸大于沿轴向方向的延伸尺寸。
或者又一个变化的实施例中，图8示出了又一个实施例的导液元件220f的示意图；导液元件220f至少部分表面用于与储液腔210e流体连通，以接收液体气溶胶生成基质；导液元件220f具有平坦延伸的雾化面221f；感受体30f通过表面贴装、共烧、沉积等方式结合于雾化面221f上，并通过被变化的磁场穿透而发热以加热液体气溶胶生成基质生成气溶胶。感受体30f上具有镂空31f，进而界定用于供气溶胶从雾化面221f溢出的通道。或者在一些实施中，感受体30f可以是网状、条带状或蜿蜒迂回的形状等。
或者又一些变化的实施例中，导液元件220f还可以是平板状、或者是表面具有凹腔的凹型块状、或者是拱形结构的拱形形状等等。
需要说明的是，本申请的说明书及其附图中给出了本申请的较佳的实施例，但并不限于本说明书所描述的实施例，进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。
Claims (16)
1.一种气雾生成装置，其特征在于，包括：
腔室，用于接收或存储气溶胶生成基质；
感应线圈，用于产生变化的磁场；
感受器，被配置为被变化的磁场穿透而发热，进而加热气溶胶生成基质生成气溶胶；
所述感应线圈被构造成是螺线管线圈，且形成所述感应线圈的导线材料的截面具有沿所述感应线圈的径向方向延伸的第一尺寸和沿轴向方向延伸的第二尺寸；所述第一尺寸大于所述第二尺寸。
2.如权利要求1所述的气雾生成装置，其特征在于，所述感应线圈的导线材料的截面具有矩形的形状。
3.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述感应线圈具有8～30个绕组。
4.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述感应线圈中相邻绕组之间的间距是恒定的。
5.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述感应线圈中相邻绕组之间的间距沿轴向方向是变化的。
6.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述感应线圈的导线材料由利兹导线或是利兹缆线制成。
7.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述感应线圈包括沿轴向方向布置的第一部分和第二部分；其中，
沿所述感应线圈的轴向方向，所述第一部分中每单位长度的绕组或匝数大于所述第二部分中每单位长度的绕组或匝数。
8.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述感应线圈包括沿轴向方向靠近第一端的第一部分、靠近第二端的第二部分、以及位于所述第一部分与第二部分之间的第三部分；其中，
沿所述感应线圈的轴向方向，所述第三部分中每单位长度的绕组或匝数小于所述第一部分和第二部分中的一者或两者中每单位长度的绕组或匝数。
9.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述感受器被布置成是至少部分于所述感应线圈内延伸的销钉或针状或片状或管状。
10.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述第一尺寸介于1～5mm。
11.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述第二尺寸介于0.3～1mm。
12.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述感应线圈沿轴向方向的延伸长度介于5～20mm。
13.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述感应线圈相邻绕组之间的间距介于0.1～0.5mm。
14.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述感应线圈具有8～15mm的内径。
15.如权利要求1或2所述的气雾生成装置，其特征在于，所述感应线圈具有10～20mm的外径。
16.一种感应线圈，用于产生变化的磁场；其特征在于，所述感应线圈被构造成是螺线管线圈，且形成所述感应线圈的导线材料的截面具有沿径向方向延伸的第一尺寸和沿轴向方向延伸的第二尺寸；所述第一尺寸大于所述第二尺寸。
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