CN116322404A - 气溶胶供应装置 - Google Patents

Abstract

一种气溶胶供应装置(100)，包括感应线圈(216)和加热器组件(200)，其中感应线圈用于产生变化磁场，加热器组件具有：加热室(202)，用于接收包括可气溶胶化材料的制品(110)的至少一部分；基座(206)；加热元件(208)，可由感应线圈加热，加热元件(208)从基座(206)突出到加热室(202)中并限定一轴线(A)；以及温度传感器，用于感测加热元件(208)的温度，其中，温度传感器定位成与加热器组件(200)的基座(206)中的加热元件(208)热接触并且与加热室(202)分隔开。

Description

气溶胶供应装置

技术领域

本发明涉及一种气溶胶供应装置。本发明还涉及一种气溶胶供应装置加热器组件、形成该气溶胶供应装置加热器组件的方法，以及一种气溶胶供应系统，该气溶胶供应系统包括气溶胶供应装置和一包括气溶胶生成材料的制品。

背景技术

例如香烟、雪茄等的抽吸制品在使用期间燃烧烟草以产生烟草烟雾。已经尝试通过产生释放化合物而不燃烧的产品来提供这些燃烧烟草的制品的替代品。这种产品的实例是通过加热而不是燃烧材料来释放化合物的加热装置。该材料可以是例如烟草或可能包含或可能不包含尼古丁的其他非烟草产品。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种气溶胶供应装置，该气溶胶供应装置包括用于产生变化磁场的感应线圈以及加热器组件，该加热器组件具有：加热室，用于接收包括可气溶胶化材料的制品的至少一部分；基座；加热元件，可由感应线圈加热，加热元件从基座突出到加热室中并限定一轴线；以及温度传感器，用于感测加热元件的温度，其中，温度传感器定位成与加热器组件的基座中的加热元件热接触并且与加热室分隔开。

在上述实施方式中，热传感器是热电偶。

在任何上述内容的进一步的实施方式中，气溶胶供应装置包括在基座中的传感器通路，该传感器通路接收热传感器。

在任何上述内容的进一步的实施方式中，传感器通路与加热室分隔开。

在任何上述内容的进一步的实施方式中，传感器通路与加热室流体隔离。

在任何上述内容的进一步的实施方式中，传感器通路从加热元件的轴线径向地偏移。

在任何上述内容的进一步的实施方式中，传感器通路从加热器组件的外表面径向延伸到基座中。

在任何上述内容的进一步的实施方式中，传感器通路从加热器组件的外表面轴向延伸到基座中。

在任何上述内容的进一步的实施方式中，气溶胶供应装置包括在基座中的空气通道，该空气通道与加热室连通。

在任何上述内容的进一步的实施方式中，传感器通路与空气通道分隔开。

在任何上述内容的进一步的实施方式中，传感器通路与空气通道流体隔离。

在任何上述内容的进一步的实施方式中，空气通道的轴线从加热元件的轴线偏移。

在任何上述内容的进一步的实施方式中，空气通道是延伸穿过基座的单个空气通道。

在任何上述内容的进一步的实施方式中，加热元件包括在基座中的锚固部分，传感器通路与锚固部分相交。

在任何上述内容的进一步的实施方式中，温度传感器与感受器的锚固部分热接触。

在任何上述内容的进一步的实施方式中，气溶胶供应装置包括从装置容纳部的远侧端部中的开口延伸并且延伸到加热器组件的装置空气通道。

在任何上述内容的进一步的实施方式中，至少一个感应线圈包括两个可单独激励的感应线圈。

在任何上述内容的进一步的实施方式中，加热器组件可移除地固定在装置容纳部中。

根据本公开的一个方面，提供了一种系统，该系统包括上述任一项的气溶胶供应装置以及接收在装置的加热器组件内的可移除制品。

根据本公开的一个方面，提供了一种用于气溶胶供应装置的加热器组件，该加热器组件包括：加热室，用于接收包括可气溶胶化材料的制品的至少一部分；基座；加热元件，从基座突出到加热室中并限定一轴线，加热元件配置为响应于由感应线圈生成的变化磁场的穿透而加热被接收在加热室中的制品的一部分；以及温度传感器，用于感测加热元件的温度，其中，温度传感器与加热元件热接触并且与加热室分隔开。

本发明的进一步特征和优点将从下面参考附图对本发明的优选实施方式的描述中变得明显，这些描述仅以实例的方式给出。

附图说明

图1示出了根据一个实施方式的气溶胶供应装置；

图2示出了图1的气溶胶供应装置的截面图；

图3示出了加热组件的一个实施方式；以及

图4示出了加热组件的另一实施方式。

具体实施方式

如本文使用的，术语“气溶胶生成材料”包括在加热时提供通常是气溶胶形式的挥发性成分的材料。气溶胶生成材料包括任何含烟草材料，并且可以例如包括烟草、烟草衍生物、膨胀烟草、再造烟草或烟草替代品中的一种或多种。气溶胶生成材料还可以包括其他非烟草产品，其取决于产品，可以包含或可以不包含尼古丁。气溶胶生成材料例如可以是固体、液体、凝胶、蜡等的形式。气溶胶生成材料例如也可以是材料的组合或共混物。气溶胶生成材料也可以称为“可抽吸材料”。

已知一种这样的设备，该设备加热气溶胶生成材料以使气溶胶生成材料的至少一种成分挥发，通常形成可被吸入的气溶胶，而不会点燃或燃烧气溶胶生成材料。这种设备有时被描述为“气溶胶生成装置”、“气溶胶供应装置”、“加热但不燃烧装置”、“烟草加热产品装置”或“烟草加热装置”或类似物。类似地，还存在所谓的电子烟装置，其通常使可以包含或可以不包含尼古丁的液体形式的气溶胶生成材料蒸发。气溶胶生成材料可以是可插入到设备中的杆、烟弹或盒等的形式或作为其一部分提供。

气溶胶供应装置可接收包括用于加热的气溶胶生成材料的制品。在本上下文中，“制品”是在使用中包括或包含气溶胶生成材料的部件，该气溶胶生成材料被加热以使气溶胶生成材料挥发，并且可选地是在使用中的其他部件。用户可以在加热制品以产生气溶胶之前将制品插入到气溶胶供应装置中，用户随后吸入气溶胶。制品可以是例如预定或特定尺寸的，其配置为放置在装置的加热室内，加热室的尺寸设计成接收该制品。

图1示出了用于从气溶胶生成介质/材料生成气溶胶的气溶胶供应装置100的实例。概括而言，装置100可以用于加热包括气溶胶生成介质的可替换制品110，以生成由装置100的用户吸入的气溶胶或其他可吸入介质。

装置100包括容纳部102(包括外罩108)，该容纳部围绕并容纳装置100的各个部件。装置100在一个端部处具有开口104，制品110可以通过该开口插入以便由加热器组件200加热(参考图2)。在使用中，制品110可以完全或部分地插入到加热器组件200中，在加热器组件处，制品可以被加热器组件200的一个或多个部件加热。

装置100还可以包括用户可操作的控制元件(未示出)，例如按钮或开关，其在被按压时使装置100运行。例如，用户可以通过操作开关来打开装置100。

装置100还可以包括诸如连接器/端口(未示出)的电子部件，其可接收线缆以对装置100的电池充电。例如，连接器可以是充电端口，例如USB充电端口。在一些实例中，连接器可以附加地或替代地用于在装置100和诸如计算装置的另一装置之间传输数据。

该装置包括电源(未示出)，例如，电池，例如可再充电电池或非可再充电电池。合适的电池的实例包括例如锂电池(例如锂离子电池)、镍电池(例如镍镉电池)和碱性电池。

装置100限定近侧端部114和远侧端部116，近侧端部通常是用户可以从其吸入所生成的气溶胶的端部，远侧端部在装置的与近侧端部114相对的端部处。该装置还限定了由从近侧端部114延伸到远侧端部116的加热元件(见图2)限定的轴线A。

图2示出了沿着线X截取的图1的气溶胶供应装置的截面图，其更详细地示出了加热器组件200的布置。

加热器组件200包括加热室202，可替换制品110通过装置100中的开口104插入到该加热室中。加热室202由室壁204限定，该室壁从近侧端部114处的开口104沿轴向方向部分地朝向远侧端部116延伸。在所示的实例中，室壁204是围绕轴A的环形，并且限定了加热室202的大致柱形形状。

加热器组件200包括基座206，该基座在加热室202和壁204的远侧端部或下轴向端部处界定加热室202。基座206包括通常实心材料的段，其中形成有开口，如将在下面更详细地描述的。基座206连接到室壁204。在所示的实例中，基座206和室壁204一体地形成。

加热器组件200可以连接到装置100，或者与其一体地形成。替代地加热器组件200可以经由开口104从装置移除和插入到装置中，并且通过任何已知的可移除装置固定到装置100。在图示的实例中，加热器组件包括由装置中的对应形状的凹部接收的突出部。

装置100可以包括空气通道120，其从装置的远侧端部中的开口122延伸到加热器组件200，以对加热器组件200提供空气。

基座206还包括接收狭槽214，该接收狭槽从基座206的界定加热室202的表面沿远侧方向轴向延伸。在所示的实例中，接收狭槽214包括在轴线A的方向上的大致矩形的横截面。在所示的实例中，接收狭槽相对于基座206居中。即，基座206所包括的在径向平面中的中心点被限定为加热室202的横截面的中心。

接收狭槽214具有比加热室202的横截面积小的横截面积，使得对应形状的部件可被接收在其中(如下所述)。

加热器组件200还包括部分地设置在加热室202中和基座206中的加热元件或感受器208。感受器208限定在从装置100的远侧端部到近侧端部的方向上延伸到加热室202中的方向上的轴线X。感受器208包括叶片210或加热部分以及锚固部分212。锚固部分212接收在接收狭槽214中并且例如以滑动干涉配合的方式固定在其中，以将感受器208相对于基座206保持在位。锚固部分212完全接收在接收狭槽214中，并且叶片210从锚固部分212和从感受器208固定到其的基座206沿近侧方向轴向向外延伸到加热室202中。感受器208的至少一部分包括铁磁材料，例如铁、镍或钴，以便通过感应加热，如下面进一步描述的。

在另一实施方式中，感受器208与基座206一体地形成，使得锚固部分212嵌入在安装件内。这种布置例如可以通过加热器组件200的注射模制而形成。

叶片210设置在加热室202内。在所示的实例中，叶片210与室壁204分隔开并且不接触。在所示的实例中，叶片210大致以基座206为中心并且位于加热室202中。当可替换制品110通过开口104被接收到装置100中并进入加热室202时，其可被插入直到其与基座206邻接。因此，从基座206延伸的叶片210或感受器208的加热部分在可替换制品110被插入时进入该可替换制品。感受器208因此可以从内部加热可替换制品110，如下面进一步描述的。

在所示的实例中，叶片210包括扁平的叶片形状，具有由边缘分开的两个相对的表面，该边缘朝向尖端渐缩。扁平表面提供了改进的热分布，同时边缘和尖端允许在将可移除制品110插入到加热室202中时容易将该可移除制品刺穿。在未示出的替代实例中，感受器可以包括其他形状，例如销或杆形。

装置100还包括一个或多个感应线圈216。线圈沿着加热器组件200的轴向长度的一部分围绕室壁204螺旋地延伸，以便围绕加热室202和基座206。

线圈216连接到电源。用户可以例如通过用户可操作的控制元件112来控制装置100，以使得电源激励线圈216。线圈216由交流电激励，其在加热室202中产生变化磁通量。该变化磁通量使得在感受器208和叶片210中的铁磁材料中产生电流。电流使得叶片210加热，这进而从内部加热可替换制品110，并且使得气溶胶产生，该气溶胶可被用户吸入。

在所示的实例中，存在两个感应线圈216a、216b，其配置为被分别激励以提供不同水平的磁通量以及随后的不同水平的加热。在所示的实例中，两个线圈216中的每个沿着加热室202的轴向长度的大约一半延伸。

一个或多个感应线圈216a、216b由导电材料制成。在此实例中，感应线圈216a、216b由以螺旋方式缠绕的利兹线/线缆制成，以提供螺旋线圈。利兹线包括多条单独的线材，这些单独的线材被单独地绝缘并且扭绞在一起以形成单条线。利兹线设计成减小导体中的集肤效应损耗。在示例性装置100中，感应线圈124由具有圆形横截面的铜利兹线制成。在其他实例中，利兹线可具有其他形状的横截面，例如矩形。

除了延伸到加热室202中的感受器208之外，该装置还可以包括另外的感受器。根据需要，附加的一个或多个感受器可以具有不同或类似的构造(例如，销形、叶片形或容器型等)。

如上所述，希望在几乎没有材料的点燃或燃烧的情况下使可替换制品110中的气溶胶生成材料挥发。为此，希望精确地控制感受器208被加热到的温度，以便控制施加到可替换制品110的温度。

图3更详细地示出了加热器组件200的一个实施方式的视图。如上所述，感受器208的锚固部分212被接收在形成在基座206中的接收狭槽214中。基座206还包括形成在其中的传感器通路218。

传感器通路218从基座206的径向外表面220延伸。传感器通路218径向向内延伸到基座206中，并且与感受器208的锚固部分212相交，以便将锚固部分212暴露于传感器通路218。在锚固部分212接收在接收狭槽214中的情况下，接收狭槽214与传感器通路相交。通过这种布置，感受器208的锚固部分212可通过传感器通路218接近。热传感器(未示出)设置在传感器通路218中，并且与感受器206热接触。在一些实例中，热接触可以包括热传感器和感受器206的一部分之间的直接接触，即热传感器的一部分直接接触感受器的一部分。在所示的实例中，热传感器与感受器208的锚固部分212直接接触。

在所示的实例中，传感器通路218从加热器组件200的外表面中的开口224延伸，使得热传感器可以插入传感器通路或从传感器通路移除，并且使得可以在热传感器和控制器之间提供有线连接以提供准确且精确的温度测量。

热传感器是热电偶，其对于测量感受器208的温度特别有效，特别是当与其直接接触时。在所示的实例中，传感器通路218包括在其延伸的径向方向上的大致“W”形截面，以便将热电偶型传感器容纳在基座206的减小的体积中。

在使用中，热传感器测量、监测或以其他方式检测感受器208的温度。热传感器与装置100的控制器(未示出)通信，并且向控制器提供温度数据。控制器可控制线圈216的激励，这进而控制温度。控制器可以是任何已知类型的，例如PID控制器。

已经发现，当加热时，可替换制品110产生可在加热室202中积聚的残留副产物。进一步发现，该残留副产物会对敏感部件(例如热传感器)具有特别不希望的影响，并且热传感器的功能会由于残留副产物在室202中的积聚而受到损害。

为了降低对加热室202中的残留副产物的敏感性，传感器通路218通过形成在基座206中而与腔分隔开。传感器通路218与加热室202流体隔离。因此，可能积聚在加热室202中的残留物与热传感器显著地分隔开，并且降低了残留物对热传感器的影响。

另外，传感器通路218在加热器组件200的基座206中的放置允许热传感器放置成邻近感受器208，尽管感受器朝向加热室202的中心设置并且与壁204分隔开。这种定位允许热传感器获得更准确且精确的温度读数。传感器通路218从感受器208径向偏移，使得锚固部分212和热传感器都可被容纳。

在某些实施方式中，例如所示的一个实施方式，加热器组件200设置有空气通道220，该空气通道在大致邻近基座204的位置处对加热室202提供空气。在所示的实例中，空气通道220轴向地延伸穿过加热器组件200的基座204至通向加热室202的开口222。空气通道220和加热室202一起限定通过该装置的气流路径。

在所示的实例中，开口222与感受器208径向分隔开，使得基座206包括在空气通道220和接收狭槽214之间的固体材料的区域。该分隔为接收狭槽214提供结构完整性，以将感受器208牢固地保持在位。

已经发现，在提供空气通道220的情况下，残留副产物或类似地不希望的冷凝物副产物可能进入空气通道220，并且影响暴露在其中的部件。为此，除了将通路218与加热室202分隔开之外，还可能希望将传感器通路218与空气通道220分隔开。因此，传感器通路218与空气通道220流体隔离。通过这种布置，进一步保护传感器通路218免受残留物的可能影响。

在所示的实施方式中，空气通道220设置成在偏心位置穿过基座206。即，基座206限定中心点，并且空气通道220的开口222与中心点径向分隔开。空气通道220在中心点的径向相对侧上至传感器通路218。即，基座206限定两个在径向方向上分隔开的设想半部，一个半部包括空气通道220，另一个半部包括传感器通路218。

空气通道的偏心定位允许传感器通路218如上所述设置在基座206的相对侧上同时与其分隔开。通过这种布置，空气通道220和热传感器都可以设置在基座206中，同时保持分隔开。位于空气通道220和传感器通路218之间的基座206的材料的实心区域有效地提供了空气通道220和热传感器之间的屏障。

图4示出了用于与装置100一起使用的加热器组件300的另一实施方式。该实施方式与关于图1、图2和图3描述的实施方式大致相同，包括具有基座306和从基座306延伸的感受器308的加热室302。

在此实施方式中，提供了轴向延伸穿过基座306的传感器通路318，而不是关于先前实施方式描述的径向延伸通道。传感器通路318接收用于感测感受器308的温度的热传感器，如上所述。传感器通路318包括在加热器组件300的外部底端(或远侧端部)处的开口324。传感器通路318从开口324沿向上或近侧方向轴向延伸，并且终止于与加热室302轴向分隔开的位置。这样，基座304的材料区域将传感器通路318与加热室302分隔开，并且传感器通路318与加热室302流体隔离。

如关于先前实施方式所描述的，通路对加热器组件300的外部开放，使得热传感器可以插入传感器通路或从传感器通路移除，并且可以在热传感器和控制器之间提供有线连接以提供准确且精确的温度测量。

在所示的实施方式中，传感器通路318与感受器308的锚固部分312相交，以便将锚固部分312暴露于传感器通路318。在锚固部分212接收在接收狭槽214中的情况下，接收狭槽214与传感器通路相交。通过这种布置，感受器308的锚固部分312可通过传感器通路318接近。热传感器(未示出)设置在传感器通路218中，并且与感受器206热接触。在所示的实例中，热传感器与感受器208的锚固部分212直接接触。因此，热传感器可以与锚固部分312热接触，以准确且精确地测量感受器的温度，如上所述。

在一个实例中，感受器206可以包括大致L形的锚固部分212。L形锚固部分包括从叶片208延伸的轴向段以及从轴向段的另一端延伸的径向段。热传感器可以例如通过焊接与径向段附接并热接触。提供具有径向段的L形锚固部分可以允许热传感器以易于组装的坚固、紧凑的方式连接到锚固部分。

如上所述，在偏离中心的位置设置轴向延伸的空气通道320。传感器通路318还在与空气通道320相对的径向方向上位于基座306中的偏离中心的位置，使得传感器通路318和空气通道320二者都可以设置在基座306中，同时将热传感器与空气通道320分隔开并流体隔离。

上述实施方式应被理解为本发明的说明性实例。可以设想本发明的其他实施方式。应理解，关于任何一个实施方式描述的任何特征可以单独使用，或者与所描述的其他特征组合使用，并且还可以与任何其他实施方式的一个或多个特征组合使用，或者与任何其他实施方式的任何组合使用。此外，在不脱离所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，也可以采用上面未描述的等同物和修改。

Claims (20)

1.一种气溶胶供应装置，包括：

感应线圈，用于产生变化磁场；以及

加热器组件，具有：

加热室，用于接收包括可气溶胶化材料的制品的至少一部分；

基座；

加热元件，能由所述感应线圈加热，所述加热元件从所述基座突出到所述加热室中并限定一轴线；以及

温度传感器，用于感测所述加热元件的温度，其中，所述温度传感器定位成与所述加热器组件的所述基座中的所述加热元件热接触并且与所述加热室分隔开。

2.根据权利要求1所述的气溶胶供应装置，其中，所述热传感器是热电偶。

3.根据权利要求1或2所述的气溶胶供应装置，包括在所述基座中的传感器通路，所述传感器通路接收所述热传感器。

4.根据权利要求3所述的气溶胶供应装置，其中，所述传感器通路与所述加热室分隔开。

5.根据权利要求4所述的气溶胶供应装置，其中，所述传感器通路与所述加热室流体隔离。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的气溶胶供应装置，其中，所述传感器通路从所述加热元件的所述轴线径向地偏移。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的气溶胶供应装置，其中，所述传感器通路从所述加热器组件的外表面径向延伸到所述基座中。

8.根据权利要求3至6中任一项所述的气溶胶供应装置，其中，所述传感器通路从所述加热器组件的外表面轴向延伸到所述基座中。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的气溶胶供应装置，包括位于所述基座中的空气通道，所述空气通道与所述加热室连通。

10.根据权利要求9所述的气溶胶供应装置，其中，所述传感器通路与所述空气通道分隔开。

11.根据权利要求10所述的气溶胶供应装置，其中，所述传感器通路与所述空气通道流体隔离。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的气溶胶供应装置，其中，所述空气通道的轴线从所述加热元件的轴线偏移。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的气溶胶供应装置，其中，所述空气通道是延伸穿过所述基座的单个空气通道。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的气溶胶供应装置，其中，所述加热元件包括位于所述基座中的锚固部分，所述传感器通路与所述锚固部分相交。

15.根据权利要求14所述的气溶胶供应装置，其中，所述温度传感器与所述感受器的所述锚固部分热接触。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的气溶胶供应装置，还包括从所述装置容纳部的远侧端部中的开口延伸并且延伸到所述加热器组件的装置空气通道。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的气溶胶供应装置，其中，至少一个所述感应线圈包括两个能单独激励的感应线圈。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的气溶胶供应装置，其中，所述加热器组件能移除地固定在所述装置容纳部中。

19.一种系统，包括：

根据权利要求1至18中任一项所述的气溶胶供应装置；以及

可移除制品，接收在所述装置的所述加热器组件内。

20.一种用于气溶胶供应装置的加热器组件，所述加热器组件包括：

加热室，用于接收包括可气溶胶化材料的制品的至少一部分；

基座；

加热元件，从所述基座突出到所述加热室中并限定一轴线，所述加热元件配置为响应于由感应线圈生成的变化磁场的穿透而加热被接收在所述加热室中的所述制品的一部分；以及

温度传感器，用于感测所述加热元件的温度；

其中，所述温度传感器与所述加热元件热接触并且与所述加热室分隔开。

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