CN117082990A - 感应耦合式加热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括主体(10)和烟嘴(20)的气溶胶生成装置。所述主体包括初级线圈(12)和电源(14)。所述烟嘴包括次级线圈(22)、用于接收气溶胶形成基质(28)的加热室(26)和至少部分地围绕所述加热室布置的电阻加热元件(24)。烟嘴可拆卸地可连接到主体。所述气溶胶生成装置被配置成使得当所述烟嘴连接到所述主体时，所述初级线圈和所述次级线圈感应耦合。本发明还涉及一种包括所述气溶胶生成装置和气溶胶生成制品的气溶胶生成系统以及一种用于在气溶胶生成装置中形成气溶胶的方法。

Description

感应耦合式加热器

技术领域

本公开涉及一种气溶胶生成装置。本公开还涉及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装置和气溶胶生成制品。本公开还涉及一种用于在溶胶生成装置中形成气溶胶的方法。

背景技术

已知提供了一种用于生成可吸入蒸气的气溶胶生成装置。此类装置可加热包含在气溶胶生成制品中的气溶胶形成基质，而不会燃烧该气溶胶形成基质。气溶胶生成制品可以具有适于将气溶胶生成制品插入到气溶胶生成装置的加热室中的形状。例如，气溶胶生成制品可具有条形状。加热元件可以布置于加热室中或加热室周围，以用于一旦将气溶胶生成制品插入气溶胶生成装置的加热室中就加热气溶胶形成基质。

已知提供模块化气溶胶生成装置，所述模块化气溶胶生成装置包括彼此可拆卸地安装的两个或多于两个子单元。可以提供电连接器以在组装状态下将一个子单元内的电源电连接到另一子单元中的用电器件。

电连接器通常包括敏感连接表面，例如金属表面，其被置于紧密物理接触以建立电连接。诸如表面氧化或液体或固体颗粒的沉积的过程可导致金属表面的导电性降低。这可能对电连接产生不利影响。

在气溶胶形成基质被加热但不燃烧的气溶胶生成系统中，这些效应可能特别严重。在气溶胶化期间产生的热量和湿气可促进连接表面的表面氧化。气溶胶形成基质的颗粒物可无意中沉积在连接表面上。

电连接器通常包括导电材料与非导电材料之间的材料过渡，例如邻近塑料表面的金属表面。材料过渡可伴有间隙或表面波纹。水分可能无意中通过间隙进入装置内部。颗粒物可能无意中粘附在表面波纹处。

电连接器通常要求精确对准待连接的零件的相对导电表面。

发明内容

期望提供具有耐用电连接器的模块化气溶胶生成装置。期望提供子单元之间具有稳定功能电连接的模块化气溶胶生成装置。期望提供允许以易于操作的方式附接和拆卸子单元的模块化气溶胶生成装置。期望提供一种易于清洁的模块化气溶胶生成装置。

根据本发明的实施例，提供了一种气溶胶生成装置。所述气溶胶生成装置可包括主体，所述主体包括初级线圈和电源。所述气溶胶生成装置可包括烟嘴，所述烟嘴包括次级线圈和加热元件，优选电阻加热元件。烟嘴可以可拆卸地连接到主体。所述气溶胶生成装置可以被配置成使得当所述烟嘴连接到所述主体时，所述初级线圈和所述次级线圈感应耦合。

根据本发明的一个实施例，提供一种包括主体的气溶胶生成装置。主体包括初级线圈和电源。气溶胶生成装置还可包括烟嘴。所述烟嘴包括次级线圈和电阻加热元件。烟嘴可拆卸地可连接到主体。所述气溶胶生成装置被配置成使得当所述烟嘴连接到所述主体时，所述初级线圈和所述次级线圈感应耦合。

通过主体中的初级线圈和烟嘴中的次级线圈的感应耦合，可以避免用于连接烟嘴和主体的具有敏感连接表面(例如金属表面)的电连接器。通过主体中的初级线圈和烟嘴中的次级线圈的感应耦合，可提供具有耐用电连接器的模块化气溶胶生成装置。模块化气溶胶生成装置可以允许子单元之间的稳定功能电连接。例如，初级线圈可以嵌入主体的塑料壳体内，并且次级线圈可以嵌入烟嘴的塑料壳体内，使得不需要开放的金属连接器侧。

可以通过感应耦合避免对开放金属连接器侧的清洁需要。模块化气溶胶生成装置可易于清洁。模块化气溶胶生成装置的感应耦合可以允许以易于操作的方式附接和拆卸子单元。例如，可能不需要精确对准主体和烟嘴的相应金属电连接器。

电力可以从初级线圈感应传递到次级线圈。因此，初级线圈可以是有源线圈，且次级线圈可以是感应系统的无源线圈。

通过感应耦合的功率传输基于互感物理原理。有源螺旋线圈和无源螺旋线圈的系统可视为有效的两个空气芯螺线管。在有源线圈中感生的磁通量将在无源线圈中感生大小相等且方向相反的电动势(emf)’“ε”。

在实施例中，有源线圈完全同轴地围绕无源线圈，两个线圈具有相同的匝数，并且在垂直于每匝的直径的方向上具有相同的长度。如果进一步假设不存在通量泄漏，并且两个线圈完全磁耦合，则可以推断有源线圈中的通量“Φ_active”等于无源线圈中的通量“Φ_passive”。这在等式(1)中示出：

Φ_active＝Φ_passive (1)

有源线圈中的磁场强度“B”在等式(2)中给出：

“μ₀”是磁常数，“I”是电流，“N”是线圈的匝数，且“l”是线圈的长度。然后，可以使用“Φ_active＝B·A”来写出有源线圈中的磁通量。“A”是在垂直于线圈长度的方向上线圈的横截面面积。假设圆形横截面，一匝的半径为“R”：

互感“M”是两个线圈中的链接电感。作为完美磁链接的结果，接着有可能将穿过无源线圈的电感描述为：

然后，可以简单地陈述，无源线圈中的感生的emf“ε”等于：

这显然是理想模型，系统中将存在损失，所感生的emf将小于所计算的。损失可以用线性效率因子“η”来估计。因此，可以通过组合等式2、3、4和5来写出无源线圈中感生电压的最终等式。

两个线圈的示例性尺寸如下：有源线圈的一匝的半径“R”为5毫米，在有源线圈内同轴布置的无源线圈的一匝的半径为4毫米，每个线圈的绕组数“N”为15，以及两个线圈的长度“l”为10毫米。使用这些尺寸，并且进一步假设线性效率因子“η”为0.85，可以按如下计算无源线圈中的emf与有源电流的变化率之间的关系：

使用等式(7)，现在可以探讨系统的电路要求。

从“M”的量级可明显看出，需要高频以感生能够以例如约4瓦的典型值为加热器供电的emf。在有源电路中典型峰-峰电流例如约6安培时，有可能构建电路的控制方程，且相对于系统的频率绘制无源侧中的功率传输。可使用耦合常数“η”计算无源侧的漏电感所述漏电感是未链接到有源侧的无源电感的分量：

装置将必须补偿无源侧中的漏电感损失。使用等式(8)，被计算为接近6·10^-7亨。在包括无源线圈和负载电阻器的无源侧具有简单基本电路，在4瓦的所需操作功率下电路无源侧的损耗大约为50％。

如果在负载两端引入并联补偿电感器“L_comp”，则可以对其进行校准以抵消漏电感的影响。添加200纳亨的电感器，在4瓦操作点在线圈无源侧的效率约为96％。系统频率确实需要更高才能达到相同的传输功率，其中简单电路以20kHz操作，补偿电路以57kHz操作。因此，可能期望构造具有200纳亨补偿电感器的装置并且以57kHz频率操作该装置。

初级线圈可以有线连接到电源。次级线圈可以有线连接到电阻加热元件。初级线圈和电源可以形成容纳在主体内的初级有线电路的一部分。次级线圈和电阻加热元件可以形成容纳在烟嘴内的次级有线电路的一部分。电力可以从初级有线电路感应传递到次级有线电路。

在一些实施例中，仅主体包括电源。换句话说，在一些实施例中，烟嘴不包括电源。

在一些实施例中，主体与烟嘴之间不存在有线连接。换句话说，在一些实施例中，主体与烟嘴之间的唯一电连接经由初级线圈和次级线圈的感应耦合建立。

气溶胶生成装置可以被配置成使得通过感应耦合从初级线圈传递到次级线圈的电力用于加热电阻加热元件。

气溶胶生成装置可以被配置成使得用于加热电阻加热元件的电力通过有线连接从次级线圈供应到电阻加热元件。

优选地，气溶胶生成装置包括被构造成向加热元件供电的供电装置。供电装置优选地包括电源。优选地，电源是电池，诸如锂离子电池。作为备选，电源可为另一种形式的电荷存储装置，诸如电容器。电源可能需要再充电。例如，电源可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，或者持续六分钟的倍数的时间。又如，电源可具有足够的容量以允许加热器组件的预定次数的抽吸或不连续激活。

供电装置可以包括控制电子器件。控制电子器件可包括微控制器。微控制器优选地是可编程微控制器。电路系统可以包括另外的电子部件。电路系统可被配置为调节对初级线圈的电力供应。电力可以在激活系统之后连续地供应到初级线圈，或者可以间歇地供应，如在逐口抽吸的基础上。电力可以电流脉冲的形式供应到初级线圈。

所述气溶胶生成装置可以被配置成将交流电流(AC)供应到初级线圈。

控制电子器件可包括DC/AC转换器以将由电源提供的直流电流(DC)转换成AC以供应到初级线圈。控制电子器件可包括DC/AC转换器，所述DC/AC转换器包括呈半桥配置的两个晶体管。控制电子器件可包括DC/AC转换器，所述DC/AC转换器包括具有成对操作的4个晶体管的全桥配置。全桥配置可有利地允许更强地放大来自电源的进入DC/AC转换器的电力。这可以允许使用电压较低的较小电池。DC/AC转换器可以包括LC滤波器。

气溶胶生成装置可以包括半桥驱动器和半桥中的一者或两者。气溶胶生成装置可以包括LC滤波器。气溶胶生成装置可以包括半桥驱动器和半桥以及LC滤波器。

所述气溶胶生成装置可以被配置成在所述次级线圈中感生交流电流。

所述气溶胶生成装置可以被配置成将在所述次级线圈中感生的AC供应到所述电阻加热元件。

烟嘴可以包括整流器。所述烟嘴可以包括整流器，所述整流器被布置成电连接在所述次级线圈和所述电阻加热元件之间以将直流电流供应到所述电阻加热元件。整流器可以串联连接在次级线圈与电阻加热元件之间。

初级线圈和次级线圈可由相同材料制成。初级线圈和次级线圈可由不同材料制成。用于初级线圈和次级线圈中的一者或两者的合适材料可以是技术人员通常已知的用于电感器线圈的那些金属和合金。示例性材料是铜或钢。

初级线圈和次级线圈的盘绕电线的厚度可以相同或可以不同。盘绕电线的厚度可以在0.05毫米与3毫米之间，优选在0.1毫米与1毫米之间。

初级线圈和次级线圈可以是螺旋线圈。初级线圈和次级线圈中的一者或两者可具有多个绕组。初级线圈和次级线圈中的任一个可具有5个到25个绕组，优选10个到20个绕组，更优选13个到17个绕组，最优选15个绕组。初级线圈和次级线圈可具有不同数目的绕组。在一些实施例中，初级线圈的绕组的数目与次级线圈的绕组的数目相差小于5个绕组，或小于4个绕组，或小于3个绕组，或小于2个绕组。初级线圈和次级线圈可具有相同数目的绕组。初级线圈和次级线圈可具有相同数目的绕组，并且可具有5个到25个绕组，优选10个到20个绕组，更优选13个到17个绕组，最优选15个绕组。

初级线圈和次级线圈中的任一个在垂直于绕组直径的方向上的长度在1与30毫米之间，优选在5与20毫米之间，更优选在8与12毫米之间，最优选约10毫米。初级线圈和次级线圈可以具有不同的长度。初级线圈和次级线圈在垂直于绕组的直径的方向上可以具有相同的长度。初级线圈和次级线圈在垂直于绕组直径的方向上可具有相同的长度，且所述长度可以在1至30毫米之间，优选在5至20毫米之间，更优选在8至12毫米之间，最优选约10毫米。

初级线圈和次级线圈中的任一个的绕组直径可在1毫米与30毫米之间，优选在5毫米与15毫米之间，更优选在8毫米与10毫米之间。

初级线圈和次级线圈可以具有不同的绕组直径。当烟嘴连接到主体时，初级线圈可以围绕次级线圈同轴布置，并且初级线圈的绕组的直径可以约10毫米并且次级线圈的绕组的直径可以约8毫米。在一些实施例中，当烟嘴连接到主体时，初级线圈围绕次级线圈同轴布置，初级线圈的绕组的直径约10毫米，次级线圈的绕组的直径约8毫米，且初级线圈和次级线圈各自具有15个绕组，且各自在垂直于绕组的直径的方向上的长度约10毫米。

当烟嘴连接到主体时，次级线圈可以围绕初级线圈同轴布置，并且次级线圈的绕组的直径可以约10毫米并且初级线圈的绕组的直径可以约8毫米。在一些实施例中，当烟嘴连接到主体时，次级线圈围绕初级线圈同轴布置，次级线圈的绕组的直径约10毫米，初级线圈的绕组的直径约8毫米，且初级线圈和次级线圈各自具有15个绕组，且各自在垂直于绕组的直径的方向上的长度约10毫米。

所述气溶胶生成装置可以被配置成以操作频率在1kHz与50kHz之间，优选在10kHz与30kHz之间，更优选在15kHz与25kHz之间，最优选约20kHz的交流电流操作初级线圈。

气溶胶生成装置可包括并联补偿电感器。可校准补偿电感器以抵消漏电感的影响。这可有利地帮助补偿无源侧中的泄漏感应损失。补偿电感器可以是10至5000纳亨的电感器，优选100至300纳亨电感器，更优选200纳亨电感器。

气溶胶生成装置可包括200纳亨补偿电感器，且可以被配置成以1kHz与100kHz之间，优选47kHz与67kHz之间，更优选55kHz与60kHz之间，最优选约57kHz的工作频率的交流电流操作初级线圈。

电源可提供约6安培的峰-峰交流电流，且气溶胶生成装置可以被配置成将约4瓦供应到电阻加热元件。

烟嘴可包括用于接收气溶胶形成基质的加热室。电阻加热元件可至少部分地围绕加热室布置。初级线圈和第二线圈可相对于装置的纵向轴线布置成接近于加热室的远端。初级线圈和次级线圈可相对于装置的纵向轴线布置在加热室的远端处。

初级线圈和次级线圈可以是螺旋线圈。当烟嘴连接到主体时，初级线圈和次级线圈可以同轴布置。由此，当将主单元附接到烟嘴时，初级线圈和次级线圈中的一个可相对于插入轴线在任何旋转位置插入到相应其它线圈中。这可以另外允许以易于操作的方式附接和拆卸子单元。

当烟嘴连接到主体时，初级线圈和次级线圈可以围绕装置的纵向中心轴线同轴布置。当烟嘴连接到主体时，初级线圈可以围绕次级线圈同轴布置。当烟嘴连接到主体时，次级线圈可以围绕初级线圈同轴布置。

当烟嘴连接到主体时，次级线圈可以至少部分地围绕初级线圈布置。当烟嘴连接到主体时，次级线圈可以完全围绕初级线圈布置。这可以改善从初级线圈到次级线圈的高效感应功率传输。当烟嘴连接到主体时，次级线圈可完全围绕初级线圈布置，并且两个线圈可垂直于绕组的直径具有基本上相同的长度。这可以另外改善从初级线圈到次级线圈的高效感应功率传输。

当烟嘴连接到主体时，初级线圈可以至少部分地围绕次级线圈布置。当烟嘴连接到主体时，初级线圈可以完全围绕次级线圈布置。这可以改善从初级线圈到次级线圈的高效感应功率传输。当烟嘴连接到主体时，初级线圈可完全围绕次级线圈布置，并且两个线圈可垂直于绕组的直径具有基本上相同的长度。这可以另外改善从初级线圈到次级线圈的高效感应功率传输。

气溶胶生成装置可以包括温度传感器。温度传感器可操作地联接到气溶胶生成装置的控制电子器件以控制一个或多个加热元件的温度。温度传感器可被定位在任何适合的位置。例如，温度传感器可以被配置成监测被加热的气溶胶形成基质的温度。传感器可以将有关所感测到的温度的信号发送到控制电子器件，所述控制电子器件可以调整供应到初级线圈的功率或频率以在传感器处实现合适的温度。温度传感器可以包括热电偶。

主体中可以包括温度传感器。初级线圈可以围绕温度传感器同轴布置。温度传感器可相对于装置的纵向轴线位于接近初级线圈的近端处。温度传感器可以相对于装置的纵向轴线位于初级线圈的近端处。

在一些实施例中，气溶胶形成基质被加热到约230℃至约400℃、优选地约250℃至约350℃范围内的温度。

气溶胶生成装置可以是手持装置。

气溶胶生成装置可为加热不燃烧装置。加热不燃烧装置加热所述气溶胶形成基质而不燃烧所述气溶胶形成基质。加热不燃烧装置将所述气溶胶形成基质加热到比其燃烧温度低的温度。

所述烟嘴可以通过紧密的配合连接、磁性连接、螺钉连接或卡口锁而可拆卸地连接到主体。

本发明还涉及一种气溶胶生成系统，该系统包括如本文中所述的气溶胶生成装置和气溶胶形成基质。气溶胶形成基质可以为气溶胶生成制品的一部分。气溶胶形成基质或气溶胶生成制品可构造成至少部分地插入到气溶胶生成装置的加热室中。

如本文所述，气溶胶形成基质可以是任何类型的气溶胶形成基质。气溶胶形成基质可以为固体气溶胶形成基质。气溶胶形成基质包括流延叶和再造烟草中的一者或两者。气溶胶形成基质可包括凝胶。

本发明还涉及用于与如本文所述的主体一起使用的如本文所述的烟嘴。本发明还涉及用于与如本文所述的烟嘴一起使用的如本文所述的主体。

本发明还涉及一种用于在气溶胶生成装置中形成气溶胶的方法。所述方法包括在容纳于所述气溶胶生成装置的主体内的初级线圈中产生交流电流。所述方法包括通过由所述交流电流在所述初级线圈中产生的交变场，在感应耦合到所述初级线圈并且容纳在所述气溶胶生成装置的烟嘴内的次级线圈中感生电流，所述烟嘴可拆卸地连接到所述主体。所述方法包括借助于在次级线圈中感生的电流，电阻加热有线连接到次级线圈的电阻加热元件。所述方法包括从与电阻加热元件热接触的气溶胶形成基质生成气溶胶。

气溶胶生成装置可包括一个或多个加热元件。除了在感应系统中充当有源线圈或无源线圈之外，初级线圈和次级线圈中的一者或两者还可充当电阻加热元件。线圈作为电阻加热元件的功能可由线圈的本征电阻确定。例如，线圈的本征电阻越大，可在线圈中产生的热量越多。

设置在烟嘴中的次级线圈和电阻加热元件可以是一个相同的部件。在此类实施例中，次级线圈被配置成使得当电力从初级线圈感应传递到次级线圈时，其通过其本征电阻充当电阻加热元件。

设置在烟嘴中的电阻加热元件可以是与次级线圈有线连接的附加部件。

电阻加热元件可由一个或多个电阻加热轨形成。电阻加热轨可设在柔性基板上。电阻加热轨可例如使用金属油墨印刷在柔性基板上。电阻加热轨可充当电阻加热器。柔性基板可为电绝缘的。柔性基板可为柔性介电基板。柔性基板可包括聚酰亚胺。合适材料的实例为聚酰亚胺薄膜，例如

在本公开的所有方面中，加热元件可以包括电阻材料。合适的电阻材料包括但不限于：半导体，诸如掺杂陶瓷、“导”电陶瓷(例如二硅化钼)、碳、石墨、金属、金属合金以及由陶瓷材料和金属材料制成的复合材料。此类复合材料可以包括掺杂或无掺杂的陶瓷。合适的掺杂陶瓷的实例包括掺杂碳化硅。合适的金属的实例包括钛、锆、钽、铂、金以及银。合适的金属合金的实例包括不锈钢、含镍合金、含钴合金、含铬合金、含铝合金、含钛合金、含锆合金、含铪合金、含铌合金、含钼合金、含钽合金、含钨合金、含锡合金、含镓合金、含锰合金、含金合金、含铁合金以及以镍、铁、钴、不锈钢、及铁-锰-铝合金为主的超合金。在复合材料中，电阻材料可以可选地嵌入绝缘材料中，由绝缘材料封装或由绝缘材料涂覆或者反之亦然，取决于能量转移的动力学和所需外部理化性质。

如所描述的，在本发明的方面中的任一者中，加热元件可以为气溶胶生成装置的部分。气溶胶生成装置可以包括内部加热元件或外部加热元件或内部加热元件和外部加热元件两者，其中“内部”及“外部”是针对气溶胶形成基质。内部加热元件可以采用任何合适的形式。例如，内部加热元件可以采用加热叶片的形式。替代地，内部加热器可以采用具有不同导电部分的套管或基板，或电阻金属管的形式。替代地，内部加热元件可以为延伸通过气溶胶形成基质的中心的一个或多个加热针或棒。其他替代物包括电热线或丝，例如，Ni-Cr(镍-铬)、铂、钨或合金线或加热板。可选地，可以将内部加热元件沉积于刚性载体材料中或沉积于其上。在一个此类实施例中，电阻加热元件可以使用在温度与电阻率之间具有定义关系的金属形成。在此类示例性装置中，金属可以在合适的绝缘材料(诸如，陶瓷材料)上形成为轨，然后夹在另一绝缘材料(诸如，玻璃)中。以此方式形成的加热器可以被用来加热和监控加热元件在操作期间的温度。

外部加热元件可以采用任何合适的形式。例如，外部加热元件可采用在介电基板(例如，聚酰亚胺)上的一个或多个柔性加热箔的形式。挠性加热箔可以成形为与基板接收腔的周边一致。备选地，外部加热元件可采用金属网格、挠性印刷电路板、模制互连装置(MID)、陶瓷加热器、挠性碳纤维加热器的形式，或可使用涂层技术(例如，等离子体气相沉积)形成于合适的成形基板上。外部加热元件也可以使用在温度与电阻率之间具有定义关系的金属形成。在此类示例性装置中，金属可以在两层合适的绝缘材料之间形成为轨。以此方式形成的外部加热元件可以被用来加热和监控外部加热元件在操作期间的温度。

加热元件有利地借助于传导来加热气溶胶形成基质。加热元件可以至少部分地接触基质或在其上沉积基质的载体。替代地，可以借助于导热元件将来自内部或外部加热元件的热量传导至基质。

在操作期间，气溶胶形成基质可以完全容纳于气溶胶生成装置内。在此情况下，用户可以在气溶胶生成装置的烟嘴上抽吸。替代地，在操作期间，可以在气溶胶生成装置内部分地容纳含有气溶胶形成基质的吸烟制品。在此情况下，用户可以直接在吸烟制品上抽吸。

如本文所用，术语“气溶胶形成基质”是指能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基质。挥发性化合物可通过加热或燃烧气溶胶形成基质而释放。作为加热或燃烧的替代方案，在一些情况下，挥发性化合物可以通过化学反应或通过机械刺激(诸如超声波)而被释放出来。气溶胶形成基质可为固体或液体，或可包括固体和液体成分两者。气溶胶形成基质可以是气溶胶生成制品的一部分。

优选地，气溶胶形成基质包括植物材料和气溶胶形成剂。优选地，植物材料为包含生物碱的植物材料，更优选地为包含尼古丁的植物材料，以及更优选地为含烟草材料。

优选地，气溶胶形成基质包含以干重计至少70重量％的植物材料，更优选至少90重量％的植物材料。优选地，气溶胶形成基质包含以干重计小于95重量％的植物材料，诸如以干重计90重量％至95重量％的植物材料。

优选地，气溶胶形成基质包含以干重计至少5重量％的气溶胶形成剂，更优选至少10重量％的气溶胶形成剂。优选地，气溶胶形成基质包含以干重计至少30重量％的气溶胶形成剂，更优选以干重计从5重量％至30重量％的气溶胶形成剂。

在一些特别优选的实施例中，气溶胶形成基质包括植物材料和气溶胶形成剂，其中基质具有以干重计在5重量％与30重量％之间的气溶胶形成剂含量。植物材料优选为包含生物碱的植物材料，更优选为包含尼古丁的植物材料，以及更优选为含烟草材料。生物碱是一类天然存在的含氮有机化合物。生物碱主要发现于植物中，但在细菌、真菌和动物中也有发现。生物碱的实例包括但不限于咖啡因、尼古丁、可可碱、阿托品和筒箭毒碱。一种优选的生物碱为尼古丁，其可见于烟草中。

气溶胶形成基质可包括尼古丁。气溶胶形成基质可包括烟草，例如可包括含有挥发性烟草香味化合物的含烟草材料，该挥发性烟草香味化合物在加热时从气溶胶形成基质中释放。在优选的实施例中，气溶胶形成基质可包括均质烟草材料，例如浇铸叶烟草。气溶胶形成基质可包括固体组分和液体组分两者。气溶胶形成基质可包括含烟草材料，该含烟草材料含有在加热时从基质释放的挥发性烟草香味化合物。气溶胶形成基质可包括非烟草材料。气溶胶形成基质还可包括气溶胶形成剂。合适的气溶胶形成剂的实例为丙三醇和丙二醇。

术语“流延叶”在此用于指通过流延工艺制造的片材产品，该流延工艺基于将包含植物颗粒(例如，混合物中的丁香颗粒或烟草颗粒和丁香颗粒)和粘合剂(例如，瓜尔胶)的浆料流延到支撑表面(例如带式输送机)上，干燥浆料并从支撑表面移除干燥的片材。在例如用于制造流延叶烟草的US-A-5,724,998中描述了流延或流延叶工艺的实例。在流延叶工艺中，将颗粒状植物材料与液体组分(通常是水)混合，以形成浆料。浆料中的其他添加组分可包括纤维、粘结剂和气溶胶形成剂。微粒植物材料可以在存在粘合剂的情况下聚结。将浆液流延到支撑表面上并干燥以形成均质化植物材料片材。

如本文中所使用的，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。气溶胶生成制品可为一次性的。

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。气溶胶生成装置可与包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品或包括气溶胶形成基质的筒中的一者或两者相互作用。在一些实例中，气溶胶生成装置可对气溶胶形成基质进行加热以促进挥发性化合物从基质中释放。电操作的气溶胶生成装置可包括雾化器，例如电加热器，以加热气溶胶形成基质从而形成气溶胶。

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形成基质的组合。当气溶胶形成基质形成气溶胶生成制品的一部分时，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，气溶胶形成基质和气溶胶生成装置协作以生成气溶胶。

气溶胶形成基质可包括凝胶。凝胶可以是不含烟草的。所述凝胶可包括尼古丁或烟草产品或用于递送到用户的另一目标化合物。尼古丁可包括在具有气溶胶形成剂的凝胶中。可含有待在加热时释放的其它烟草或非烟草挥发性香味化合物。

凝胶可以在室温下固定不动。此上下文中的“固定不动”意指凝胶具有稳定大小和形状，且不流动。在此上下文中，室温意指25摄氏度。凝胶可包括如本文描述的气溶胶形成剂。

所述凝胶可包括胶凝剂。优选的是，所述凝胶包括琼脂或琼脂糖或海藻酸钠。凝胶可包括结冷胶。凝胶可包括材料混合物。凝胶可包括水。

所述凝胶可包括热可逆凝胶。这意味着凝胶在加热到熔融温度时会变成流体，且在胶凝温度下再次变成凝胶。优选的是，所述凝胶化温度处于或高于室温和大气压。大气压意指1个大气压力。优选的是，熔融温度比凝胶化温度高。优选的是，凝胶的熔融温度高于50摄氏度或60摄氏度或70摄氏度，且更优选地高于80摄氏度。在此上下文中，熔融温度意指凝胶不再固定且开始流动的温度。

凝胶可作为单个块提供，或可提供为多个凝胶元件，例如珠粒或封壳。

当琼脂用作胶凝剂时，凝胶优选地包括在0.5与5重量％之间(且更优选地，在0.8与1重量％之间)的琼脂。凝胶还可包括在0.1与2重量％之间的尼古丁。凝胶还可包括在30重量％与90重量％之间(且更优选地，在70与90重量％之间)的丙三醇。凝胶的其余部分可包括水和任何调味料。

当结冷胶用作胶凝剂时，凝胶优选地包括在0.5与5重量％之间的结冷胶。凝胶还可包括在0.1与2重量％之间的尼古丁。凝胶还可包括在30重量％与99.4重量％之间的丙三醇。凝胶的其余部分可包括水和任何调味料。

在一个实施例中，凝胶包括2重量％的尼古丁、70重量％的甘油、27重量％的水和1重量％的琼脂。在另一实施例中，凝胶包括65重量％的甘油、20重量％的水、14.3重量％的烟草和0.7重量％的琼脂。

如本文所用，术语“纵向”用于描述沿着气溶胶生成装置的主轴线的方向，并且术语“横向”用于描述与纵向方向垂直的方向。

在某些实施例中，加热室的纵向轴线与气溶胶生成装置的纵向轴线平行。例如，腔室的开口端位于气溶胶生成装置的近端处。在其他实施例中，加热室的纵向轴线与气溶胶生成装置的纵向轴线成一角度，例如横向于气溶胶生成装置的纵向轴线。例如，其中加热室的开口端沿气溶胶生成装置的一侧定位，使得气溶胶生成制品可在垂直于气溶胶生成装置的纵向轴线的方向上插入加热室中。

如本文中所用，术语“近侧”是指气溶胶生成装置的使用者端或口端，并且术语“远侧”是指与近端相对的一端。当提及加热室或电感器线圈时，术语“近侧”是指最接近加热室的开口端的区域，而术语“远侧”是指最接近封闭端的区域。气溶胶生成装置或加热室的端部也可相对于空气流过气溶胶生成装置的方向来指代。近端可称为“下游”端，而远端可称为“上游”端。

如本文中所用，术语“长度”是指加热室的纵向方向、气溶胶生成装置的纵向方向、气溶胶生成制品的纵向方向、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。

如本文中所用，术语“宽度”是指在沿其长度的特定位置处的加热室的横向方向、气溶胶生成装置的横向方向、气溶胶生成制品的横向方向、或气溶胶生成装置或气溶胶生成制品的部件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。

下文提供了非限制性实例的非详尽列表。这些实例的任何一个或多个特征可与本文所述的另一实例、实施例或方面的任何一个或多个特征组合。

实例A：一种气溶胶生成装置，包括：

主体，所述主体包括初级线圈和电源；以及

烟嘴，所述烟嘴包括次级线圈和电阻加热元件；

其中所述烟嘴可拆卸地可连接到所述主体；并且

其中所述装置被配置成使得当所述烟嘴连接到所述主体时，所述初级线圈和所述次级线圈感应耦合。

实例B：根据实例A的气溶胶生成装置，其中所述初级线圈和所述电源形成容纳在所述主体内的初级有线电路的一部分，并且其中所述次级线圈和所述电阻加热元件形成容纳在所述烟嘴内的次级有线电路的一部分。

实例C：根据实例A或实例B的气溶胶生成装置，其中所述初级线圈与所述电源有线连接，并且其中所述次级线圈与所述电阻加热元件有线连接。

实例D：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，其中仅所述主体包括电源。

实例E：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，其中所述主体与所述烟嘴之间没有有线连接。

实例F：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，其中所述烟嘴包括用于接收气溶胶形成基质的加热室。

实例G：根据实例F的气溶胶生成装置，其中所述电阻加热元件至少部分地围绕所述加热室布置。

实例H：根据实例F或实例G的气溶胶生成装置，其中所述初级线圈和所述次级线圈相对于所述装置的纵向轴线布置在所述加热室的远端处。

实例I：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，其中当所述烟嘴连接到所述主体时，所述初级线圈和所述次级线圈同轴布置。

实例J：根据实例I的气溶胶生成装置，其中当所述烟嘴连接到所述主体时，所述初级线圈和所述次级线圈围绕所述装置的纵向中心轴线同轴布置。

实例K：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，其中当所述烟嘴连接到所述主体时，所述次级线圈至少部分地围绕所述初级线圈布置。

实例L：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，其中所述装置被配置成使得经由感应耦合从所述初级线圈传递到所述次级线圈的电力用于加热所述电阻加热元件。

实例M：根据实例L的气溶胶生成装置，其中所述装置被配置成使得用于加热所述电阻加热元件的电力通过有线连接从所述次级线圈供应到所述电阻加热元件。

实例N：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，其中所述装置被配置成将所述次级线圈中感生的交流电流供应到所述电阻加热元件。

实例O：根据实例N的气溶胶生成装置，其中所述烟嘴包括整流器，所述整流器布置成电连接在所述次级线圈与所述电阻加热元件之间，以将直流电流供应到所述电阻加热元件。

实例P：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，其中所述初级线圈和所述次级线圈是螺旋线圈，优选地，其中两个线圈具有相同的匝数。

实例Q：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，包括温度传感器。

实例R：根据实例Q的气溶胶生成装置，其中所述温度传感器包括热电偶。

实例S：根据实例Q或实例R的气溶胶生成装置，其中所述初级线圈围绕所述温度传感器同轴布置。

实例T：根据实例Q至实例S中任一项的气溶胶生成装置，其中所述温度传感器相对于所述装置的纵向轴线位于所述初级线圈的近端处。

实例U：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，包括半桥驱动器和半桥中的一者或两者。

实例V：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，包括LC滤波器。

实例W：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，其中所述气溶胶生成装置为手持式装置。

实例X：根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置，其中所述气溶胶生成装置为加热不燃烧装置。

实例Y：一种气溶胶生成系统，所述气溶胶生成系统包括根据前述实例中任一项的气溶胶生成装置以及包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品，其中所述气溶胶生成制品被构造成至少部分地插入到所述气溶胶生成装置的加热室中。

实例Z：根据实例Y的气溶胶生成系统，其中所述气溶胶形成基质是固体气溶胶形成基质。

实例ZA：根据实例Z的气溶胶生成系统，其中所述气溶胶形成基质包括流延叶和再造烟草中的一者或两者。

实例ZB：一种用于在气溶胶生成装置中形成气溶胶的方法，所述方法包括以下步骤

在容纳于所述气溶胶生成装置的主体内的初级线圈中产生交流电流；

通过由所述交流电流在所述初级线圈中产生的交变场，在感应耦合到所述初级线圈并且容纳在所述气溶胶生成装置的烟嘴内的次级线圈中感生电流，所述烟嘴可拆卸地连接到所述主体；

借助于在所述次级线圈中感生的电流，电阻加热有线连接到所述次级线圈的电阻加热元件；以及

从与所述电阻加热元件热接触的气溶胶形成基质生成气溶胶。

关于一个实施例描述的特征可以同样应用于本发明的其他实施例。

附图说明

将参考附图仅通过举例方式进一步描述本发明，在附图中：图1示出了呈拆卸配置的气溶胶生成装置；

图2示出了呈组装配置的气溶胶生成装置；

图3示出了呈拆卸配置的气溶胶生成装置；

图4示出了呈组装配置的气溶胶生成装置；以及

图5示出了电路图。

具体实施方式

图1和图2以侧视图示出了气溶胶生成装置的横截面。图1和图2的气溶胶生成装置被定向成使得装置的口端侧位于图的右侧。

图1示出了呈拆卸配置的气溶胶生成装置。气溶胶生成装置包括主体10。主体10包括初级线圈12和电源14。主体10还包括温度传感器16。主体10还包括与初级线圈12、电源14两者以及温度传感器16有线连接的控制电子器件18。控制电子器件18控制气溶胶生成装置的操作。

初级线圈12围绕温度传感器16同轴布置。温度传感器16相对于气溶胶生成装置的纵向轴线位于初级线圈12的近端处。

气溶胶生成装置还可包括烟嘴20。烟嘴20包括次级线圈22和电阻加热元件24。电阻加热元件24包括在柔性绝缘基板上的导电轨。导电轨有线连接到次级线圈22。烟嘴20还包括加热室26。电阻加热元件24同轴地围绕加热室26。加热室26被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28。

烟嘴20可拆卸地连接到主体10。在图1中，示出了拆卸配置。在此配置中，初级线圈12和次级线圈22不感应耦合。

图2示出了呈组装配置的图1的气溶胶生成装置。在图2中，烟嘴20连接到主体10。在此配置中，次级线圈22同轴地围绕初级线圈12，使得初级线圈12和次级线圈22感应耦合。初级线圈12和次级线圈22相对于气溶胶生成装置的纵向轴线布置在加热室26的远端处。如图2中所示，当烟嘴10连接到主体20时，初级线圈12和次级线圈22围绕气溶胶生成装置的纵向中心轴线同轴布置。

在使用期间，电源14在控制电子器件18的控制下向初级线圈12提供电力。因此，电力经由感应耦合从初级线圈12传递到次级线圈22。通过感应耦合从初级线圈12传递到次级线圈22的电力通过有线连接从次级线圈22供应到电阻加热元件24，并且用于加热电阻加热元件24。电阻加热元件24加热位于加热室26内的气溶胶生成制品28。

控制电子器件18可以被配置成将交流电流供应到初级线圈12。可以在次级线圈22中感生交流电流。烟嘴20可包括整流器，所述整流器布置成电连接在次级线圈22与电阻加热元件24之间以将直流电流供应到电阻加热元件24。

图3和图4以侧视图示出了气溶胶生成装置的横截面。图3和图4的气溶胶生成装置被定向成使得装置的口端侧位于图的右侧。图3示出了呈拆卸配置的气溶胶生成装置。图4示出了呈组装配置的图3的气溶胶生成装置。在图3和图4的实施例中，相同的附图标记用于与图1和图2的实施例中相同的特征。

与图1和2的实施例不同，图3和4的实施例的初级线圈12和次级线圈22中的每一个被设计成具有电阻加热所需的本征电阻。初级线圈12和次级线圈22两者由此被配置成执行除了感应耦合功能之外的附加的电阻加热功能。气溶胶生成制品28包括凹部，初级线圈12和温度传感器16插入到所述凹部中。初级线圈12借助于感应耦合将电力传递到次级线圈22。另外，如图4所示当初级线圈12插入到气溶胶生成制品28的凹部中时，初级线圈12充当电阻加热元件以在内部加热气溶胶生成制品28。

次级线圈22借助于感应耦合从初级线圈12接收电力。另外，如图4所示当气溶胶生成制品28插入到加热室24中时，次级线圈22充当电阻加热元件以从外部加热气溶胶生成制品28。

图5示出了气溶胶生成装置的电路图。主体10与烟嘴20之间没有有线连接。仅主体10包括电源14。烟嘴20不包括电源。

初级线圈12与电源14成有线连接。初级线圈12和电源14形成容纳在主体10内的初级有线电路的一部分。次级线圈22和电阻加热元件24形成容纳在烟嘴20内的次级有线电路的一部分。在使用期间，电力通过初级线圈12和次级线圈22的感应耦合从初级线圈12传递到次级线圈22。经由感应耦合传递到次级线圈22的电力用于加热电阻加热元件24。

电阻加热元件24可以是与次级线圈22有线连接的附加部件，例如围绕加热室26缠绕的柔性绝缘基板上的导电轨，如图1和2的实施例中所示。备选地，次级线圈22本身可以充当电阻加热元件，如图3和4的实施例中所示。

可选地，主体10中可包括附加电阻器30。如果存在，电阻器30可以表示初级线圈12的本征电阻，其可以充当电阻加热元件，如图3和图4的实施例中所示。替代地，电阻器30可以是有线连接到初级线圈12的附加部件，例如附加电阻加热元件。

Claims (14)

1.一种气溶胶生成装置，包括：

主体，所述主体包括初级线圈和电源；以及

烟嘴，所述烟嘴包括

次级线圈，

电阻加热元件，以及

用于接收气溶胶形成基质的加热室，其中所述电阻加热元件至少部分地围绕所述加热室布置；

其中所述烟嘴可拆卸地可连接到所述主体；并且

其中所述装置被配置成使得当所述烟嘴连接到所述主体时，所述初级线圈和所述次级线圈感应耦合。

2.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其中所述主体与所述烟嘴之间没有有线连接。

3.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置，其中所述初级线圈和所述次级线圈相对于所述装置的纵向轴线布置在所述加热室的远端处。

4.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置，其中当所述烟嘴连接到所述主体时，所述初级线圈和所述次级线圈围绕所述装置的纵向中心轴线同轴布置。

5.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置，其中当所述烟嘴连接到所述主体时，所述次级线圈至少部分地围绕所述初级线圈布置。

6.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置，其中所述装置被配置成使得经由感应耦合从所述初级线圈传递到所述次级线圈的电力用于加热所述电阻加热元件。

7.根据权利要求6所述的气溶胶生成装置，其中所述装置被配置成使得用于加热所述电阻加热元件的电力通过有线连接从所述次级线圈供应到所述电阻加热元件。

8.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置，其中所述装置被配置成将所述次级线圈中感生的交流电流供应到所述电阻加热元件。

9.根据权利要求8所述的气溶胶生成装置，其中所述烟嘴包括整流器，所述整流器布置成电连接在所述次级线圈与所述电阻加热元件之间，以将直流电流供应到所述电阻加热元件。

10.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置，其中所述初级线圈和所述次级线圈是螺旋线圈，优选地，其中两个线圈具有相同的匝数。

11.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置，其中所述气溶胶生成装置是加热不燃烧装置。

12.一种气溶胶生成系统，所述气溶胶生成系统包括根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置以及包括气溶胶形成基质的气溶胶生成制品，其中所述气溶胶生成制品被构造成至少部分地插入到所述气溶胶生成装置的加热室中。

13.根据权利要求12所述的气溶胶生成系统，其中所述气溶胶形成基质是固体气溶胶形成基质。

14.一种用于在气溶胶生成装置中形成气溶胶的方法，所述方法包括以下步骤

在容纳于所述气溶胶生成装置的主体内的初级线圈中产生交流电流；

通过由所述交流电流在所述初级线圈中产生的交变场，在感应耦合到所述初级线圈并且容纳在所述气溶胶生成装置的烟嘴内的次级线圈中感生电流，所述烟嘴可拆卸地连接到所述主体，并且所述烟嘴包括用于接收气溶胶形成基质的加热室；

借助于在所述次级线圈中感生的电流，电阻加热有线连接到所述次级线圈的电阻加热元件，其中所述电阻加热元件至少部分地围绕所述加热室布置；以及

从与所述电阻加热元件热接触的气溶胶形成基质生成气溶胶。