CN117177682A - 用于加热可气溶胶化材料的器件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于加热可气溶胶化材料以挥发该可气溶胶化材料的至少一种组分的器件(200)。器件(200)包括加热区(215)以用于接收包括可气溶胶化材料的制品(110)的至少一部分。器件(200)还包括具有磁场发生器(240)和加热元件(220)的加热组件(201)。磁场发生器(240)包括配置成产生变化的磁场的感应线圈(241)。加热元件(220)包括:底座部分(222),可通过利用变化的磁场穿透而加热;以及加热部分(221),从底座部分(222)突出以加热加热区(215)。加热部分(221)可通过热传导由底座部分(222)加热;并且加热部分(221)的热导率大于底座部分(222)的至少一部分的热导率。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于加热可气溶胶化材料以挥发该可气溶胶化材料的至少一种组分的器件。本发明还涉及一种在用于加热可气溶胶化材料的器件中使用的细长加热元件、气溶胶供应装置、包括该气溶胶供应装置的气溶胶供应系统以及包括气溶胶生成材料的制品。
背景技术
吸烟制品(诸如香烟、雪茄等)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燃烧烟草的这些制品的替代物。这些产品的实例是通过加热但不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其他非烟草产品,其可能包含或可能不包含尼古丁。
发明内容
根据一个方面,提供了一种用于加热可气溶胶化材料以挥发该可气溶胶化材料的至少一种组分的器件,该器件包括:加热区,用于接收包括可气溶胶化材料的制品的至少一部分;加热组件,包括:磁场发生器,包括配置成产生变化的磁场的感应线圈;加热元件,包括:底座部分,可通过利用变化的磁场穿透而加热;以及加热部分,从该底座部分突出以加热加热区,其中,加热部分可通过热传导由底座部分加热;并且其中,加热部分的热导率大于底座部分的至少一部分的热导率。
感应线圈可以是平面线圈和螺旋线圈中的至少一种。
螺旋线圈可以是平坦螺旋线圈。
螺旋线圈可以是非平面的。
感应线圈可以包括薄膜。感应线圈可以安装在基板上。基板可以包括PCB。
底座部分可以延伸到感应线圈中。该底座部分可以延伸穿过感应线圈。
底座部分位于感应线圈与加热部分之间。
加热部分和底座部分是不可分开的。该加热部分和该底座部分可以是一体形成的。
如本文所使用的,术语“整体形成”旨在意指特征不可分开。这些特征可以形成为单件式部件。也就是说,特征一体形成,使得在其间不限定接合部。
在加热部分与底座部分之间可以导热地连接。如本文所使用的,术语“在…之间传导地连接”不一定意指两个特征之间直接连接,并且这种布置可以包括其间的一个或另外的特征。在加热部分与底座部分之间可以直接导热地连接。在加热部分与底座部分之间可以例如通过中间构件而间接导热地连接。如本文所使用的,术语“在…之间导电地连接”旨在意指加热部分与底座部分之间的热传递的主要手段。
加热部分可以包括第一材料,并且底座部分的至少一部分可以包括第二材料。
第一材料的热导率值可以大于第二材料的热导率值。
第一材料通过利用变化的磁场穿透而加热的敏感性(susceptibility,易感性)可以低于第二材料的敏感性。
第一材料可以是非铁质材料。第二材料可以是铁磁性材料和顺磁性材料中的一种。
底座部分可以包括套环。
套环可以布置在感应线圈与加热部分之间。
底座部分可以包括芯部。套环可以至少部分地环绕该芯部。
芯部和套环可以是不可分开的。该套环和该芯部可以是一体形成的。该芯部和加热部分可以形成单件式部件。
套环可以包括轴向延伸的区段。套环可以包括径向延伸的区段。芯部可以是管状的。该轴向延伸的区段可以是管状的。
套环可以包括板。
支撑区段可以从板竖立。加热部分可以由该支撑区段支撑。支撑部分可以限定孔。该支撑部分可以是凸缘。
芯部可以延伸到套环中。该芯部可以延伸穿过套环。
加热部分可以突出到加热区中。底座部分可以与加热区间隔开。
加热元件可以是细长的并限定纵向轴线。底座部分的径向宽度可以大于加热部分的径向宽度。
加热元件可以是细长的并限定纵向轴线。芯部的径向宽度可以大于加热部分的径向宽度。
底座部分可以包括径向延伸的区段。
径向延伸的区段可以包括凸缘。该凸缘可以周向延伸。
径向延伸的区段可以至少部分地与感应线圈重叠。
底座部分可以包括延伸穿过感应线圈的轴向延伸的区段。
径向延伸的区段可以位于加热部分与底座部分的轴向延伸的区段之间。
底座部分可以包括腔室。
底座部分可以是至少部分管状的。
底座部分可以具有封闭端。该封闭端可以位于底座部分的管状区段与加热部分之间。加热部分可以从该封闭端突出。
器件可以包括限定加热腔体的封闭端的端壁。底座部分可以位于加热区的外部。该底座部分可以延伸穿过端壁。
加热部分和感应线圈可以沿着轴向方向偏移。加热区和底座部分可以沿着轴向方向偏移。该底座部分可以位于加热区的外部。
加热元件可从加热区移除。该加热元件可以是可互换的。
器件可以包括限定加热区的容器。
容器可以具有限定加热区的端部的底座。该容器可以具有从底座部分竖立的外周壁。
加热部分可以从底座竖立。该加热部分可以突出到加热区中。该加热部分可以在自由端处包括尖锐的边缘或点。该加热部分可以是销钉或叶片。该加热部分可以配置成延伸到由加热区域接收的制品中。
加热部分和底座部分可以是同轴的。加热部分和套环可以是同轴的。
根据一个方面,提供一种用于加热可气溶胶化材料以挥发该可气溶胶化材料的至少一种组分的器件,该器件包括:加热区,用于接收包括可气溶胶化材料的制品的至少一部分;加热组件,包括:磁场发生器,包括配置成产生变化的磁场的感应线圈;加热元件,包括加热部分和底座部分;其中,底座部分可通过利用变化的磁场穿透而加热,并且加热部分从该底座部分突出以加热加热区,其中,加热部分限定轴线,其中,底座部分具有大于加热部分的径向宽度并至少部分地延伸到感应线圈中。
底座部分可以延伸穿过由感应线圈限定的上部范围。该底座部分可以延伸到由感应线圈限定的孔口中和/或延伸穿过其中。感应线圈可以由基板支撑。该底座部分可以延伸穿过由基板限定的开口。
感应线圈可以是平面线圈和螺旋线圈中的至少一种。
螺旋线圈可以是平坦螺旋线圈。
螺旋线圈可以是非平面的。
这个方面的器件能够适当包括以上描述的特征中的一个或多个或全部。
根据一个方面,提供了一种在用于加热可气溶胶化材料以挥发该可气溶胶化材料的至少一种组分的器件中使用的细长加热元件,其中,细长加热元件包括底座部分、加热部分以及位于该底座部分与该加热部分之间的径向延伸的凸缘。
根据一个方面,提供了一种在用于加热可气溶胶化材料以挥发该可气溶胶化材料的至少一种组分的器件中的细长加热元件,其中,细长加热元件包括底座部分和加热部分,其中,加热部分可通过热传导由底座部分加热;并且其中,加热部分的热导率大于底座部分的至少一部分的热导率。
根据一个方面,提供了一种在用于加热可气溶胶化材料以挥发该可气溶胶化材料的至少一种组分的器件中的细长加热元件,其中,细长加热元件包括:细长加热部分,限定纵向轴线;以及底座部分,从细长加热部分延伸,其中,底座部分是管状的并具有垂直于纵向轴线的宽度,该宽度大于加热部分的宽度。
根据一个方面,提供了一种气溶胶供应装置,包括如上所述的器件中的至少一个。
根据一个方面,提供了一种气溶胶供应装置,包括如上所述的细长加热元件中的至少一个。
根据一个方面,提供了一种气溶胶供应装置,包括如上所述的器件中的至少一个以及如上所述的细长加热元件中的至少一个。
制品可以是消耗品。
气溶胶供应装置可以是不可燃式气溶胶供应装置。
装置可以是烟草加热装置,也被称为加热不燃烧装置。
根据一方面,提供了一种气溶胶供应系统,包括以上描述的气溶胶供应装置以及包括气溶胶生成材料的制品。
气溶胶生成材料可以是非液体气溶胶生成材料。
制品的尺寸可以被设计为至少部分地接收在加热区域内。
附图说明
现在将仅通过实例并参考附图来描述实施方式,在附图中:
图1示出了气溶胶供应装置的前部立体图;
图2示意性地示出了图1的气溶胶供应装置;
图3示出了图2的气溶胶供应装置的磁场发生器的一部分的示意性平面图;
图4示意性地示出了气溶胶供应装置的加热组件的立体图;
图5示意性地示出了图4的加热组件的侧视图;
图6示意性地示出了图4的加热组件的横截面侧视图;
图7示意性地示出了气溶胶供应装置的另一加热组件的立体图;
图8示意性地示出了图7的加热组件的侧视图;以及
图9示意性地示出了图7的加热组件的横截面侧视图。
具体实施方式
如本文所使用的,术语“气溶胶生成材料”包括在加热时通常以气溶胶的形式提供挥发组分的材料。气溶胶生成材料包括任何含烟草的材料,并且例如可以包括烟草、烟草衍生物、膨胀烟草、再造烟草或烟草替代物中的一种或多种。气溶胶生成材料还可以包括其他非烟草产品,这取决于产品,其可能包含或可能不包含尼古丁。气溶胶生成材料可以是例如固体、液体、凝胶、蜡等形式。气溶胶生成材料还可以是例如材料的组合或混合物。气溶胶生成材料还可以被称为“可抽吸材料”。
已知器件加热气溶胶生成材料以挥发气溶胶生成材料的至少一种组分,通常形成能够吸入的气溶胶,而不燃烧或不起燃气溶胶生成材料。这种器件有时被描述为“气溶胶生成装置”、“气溶胶供应装置”、“加热不燃烧装置”、“烟草加热产品装置”或“烟草加热装置”等。类似地,还存在所谓的电子烟装置,其通常蒸发液体形式的气溶胶生成材料,该材料可能包含或可能不包含尼古丁。气溶胶生成材料可以是能够插入器件中的杆、筒或盒等的形式或者设置为杆、筒或盒等的一部分。用于加热和挥发气溶胶生成材料的加热器可以设置为器件的“永久性”部件。
气溶胶供应装置能够接收包括气溶胶生成材料的制品以用于加热。上下文中的“制品”是包括或包含所使用的气溶胶生成材料(其被加热以挥发气溶胶生成材料)的部件,以及可选地所使用的其他部件。用户可以在将制品加热以产生气溶胶之前将其插入气溶胶供应装置中,用户随后吸入气溶胶。制品可以例如具有预定或特定尺寸,其配置成放置在装置的尺寸被设计为接收制品的加热腔室内。
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。装置100能够用于加热包括气溶胶生成介质的可替换制品110,以生成能够由装置100的用户吸入的气溶胶或其他可吸入介质。
装置100包括壳体102,该壳体围绕并容纳装置100的各个部件。装置100在一端具有开口104,制品110能够通过该开口插入以用于由装置100加热。制品110可以完全或部分地插入装置100中以用于由装置100加热。
装置100可以包括用户可操作的控制元件106,诸如按钮或开关,该控制元件在被操作(例如被按压)时操作装置100。例如,用户可以通过按压开关106来激活装置100。
装置100限定纵向轴线101,当制品110插入装置100中时可以沿着该纵向轴线延伸。
图2是图1的气溶胶供应装置100的示意图,示出了装置100的各个部件。将理解,装置100可以包括图2中未示出的其他部件。
如图2所示,装置100包括用于加热可气溶胶化材料的器件200。器件200包括加热组件201、控制器(控制电路)202以及电源204。器件200包括本体组件210。本体组件210可以包括底盘和形成装置的一部分的其他部件。加热组件201配置成加热插入装置100中的制品110的气溶胶生成介质,使得从气溶胶生成介质中生成气溶胶。电源204向加热组件201供应电能,并且加热组件201将供应的电能转化为用于加热气溶胶生成介质的热能。
电源204可以是例如电池,诸如可再充电电池或不可再充电电池。适合的电池的实例包括例如锂电池(诸如锂离子电池)、镍电池(诸如镍镉电池)以及碱性电池。
电池204可以电耦接到加热组件201以在需要时并且在控制器202的控制下供应电力以加热气溶胶生成材料。控制电路202可以配置成基于用户操作控制元件106来激活和停用加热组件201。例如,控制器202可以响应于用户操作开关106来激活加热组件201。
装置100的最靠近开口104的端部可以被称为装置100的近端(或嘴部端)107,因为在使用中,其最靠近用户的嘴部。在使用中,用户将制品110插入开口104中,操作用户控制器106开始加热气溶胶生成材料并吸取在装置中生成的气溶胶。这使得气溶胶沿着流动路径朝向装置100的近端流经装置100。
该装置的离开口104最远的另一端可以被称为装置100的远端108,因为在使用中,其是最远离用户的嘴部的一端。当用户吸取在装置中生成的气溶胶时,气溶胶沿着朝向装置100的近端的方向流动。应用于装置100的特征的术语近端和远端将通过参考这些特征沿着轴线101在近端-远端方向上相对于彼此的相对定位来描述。
加热组件201可以包括各个部件以经由感应加热过程来加热制品110的气溶胶生成材料。感应加热是通过电磁感应来加热导电加热元件(诸如感受器)的过程。感应加热组件可以包括感应元件(例如,一个或多个感应线圈)以及用于使变化的电流(诸如交流电)通过感应元件的装置。感应元件中的变化的电流产生变化的磁场。该变化的磁场穿透相对于感应元件适当定位的感受器(加热元件),并且在感受器内部产生涡电流。感受器具有对涡电流的电阻,并且因此涡电流抵抗该电阻的流动使得感受器通过焦耳加热而加热。在感受器包括诸如铁、镍或钴的铁磁性材料的情况下,热也可以通过感受器中的磁滞损失产生,即通过由于磁性材料中的磁偶极子与变化的磁场对齐而引起的磁偶极子的变化取向。与例如通过传导加热相比,感应加热在感受器内部产生热,从而允许快速加热。此外,在感应元件与感受器之间不需要任何物理接触,允许提高构造和应用的自由度。
器件200包括加热腔室211,该加热腔室配置并且尺寸被设计为接收待加热的制品110。加热腔室211限定加热区215。在本实例中,制品110是总体上圆柱形的,并且加热腔室211在形状上对应地是总体上圆柱形的。然而,其他形状也是可能的。加热腔室211由容器212形成。容器212包括端壁213和外周壁214。
加热腔室211由容器212的内壁限定。容器212用作支撑构件。容器包括总体上管状的构件,其沿着并围绕装置100的纵向轴线101延伸,并且与该纵向轴线总体上同轴。然而,其他形状也是可能的。容器212(并且因此加热腔室211)在其近端处敞开,使得插入装置100的开口104中的制品110能够由穿过其中的加热腔室211接收。容器212在其远端由端壁213封闭。容器212可以包括形成空气通道的一个或多个导管。在使用中,制品110的远端可以定位成邻近加热腔室211的端部或与其接合。空气可以穿过一个或多个导管进入加热腔室211,并且朝向装置100的近端流经制品110。
容器212可以由绝缘材料形成。例如,容器212可以由诸如聚醚醚酮(PEEK)的塑料形成。其他适合的材料是可能的。容器212可以由确保在操作加热组件201时组件保持刚性/坚固的材料形成。容器212使用非金属材料可以帮助限制装置100的其他部件的加热。容器212可以由刚性材料形成以协助支撑其他部件。
容器212的其他布置也是可能的。例如,在实施方式中,端壁213由加热组件201的一部分限定。
如图2所示,加热组件201包括加热元件220。加热元件220配置成加热加热区215。加热区215限定在加热腔室211中。在实施方式中,加热腔室211限定加热区215的一部分或加热区215的范围。
加热元件220是可加热的以加热加热区215。加热元件220是感应加热元件。也就是说,加热元件220包括可通过利用变化的磁场穿透而加热的感受器。加热元件220包括加热部分221和底座部分222。底座部分222用作感受器。
感受器包括适于通过电磁感应加热的导电材料。例如,感受器可以由碳钢形成。将理解,可以使用其他适合的材料,例如诸如铁、镍或钴的铁磁性材料。
加热组件201包括磁场发生器240。磁场发生器240配置成产生一个或多个穿透感受器的变化的磁场,以便加热感受器。磁场发生器240包括用作感应元件的感应线圈241。感应线圈241位于用作基板的印刷电路板(PCB)250上,然而设想其他布置。
加热元件220在加热区215中延伸。用作突出元件的加热部分221突出到加热区215中。加热元件220与外周壁214间隔开。加热组件201配置成使得当制品110由加热腔室211接收时,加热元件220的加热部分221延伸到制品110的远端中。加热元件220的加热部分221在使用中定位在制品110内。加热元件220配置成从内部加热制品110的气溶胶生成材料,并且出于这个原因,该加热元件被称为内部加热元件。为了有利于这一点,内部加热元件220配置成刺穿插入装置100中的制品110。
在本实施方式中,加热元件220的加热部分221在其近端223处包括尖锐的边缘或点。加热部分221是销钉。设想其他形状,例如,在实施方式中,加热部分221是叶片。加热部分221可以沿着装置的纵向轴线101(沿着轴向方向)从加热腔室211的远端延伸到加热腔室211中。在实施方式中,加热部分221延伸到与轴线101间隔开的加热腔室211中。加热部分211可以偏离轴线或不平行于轴线101。虽然示出了加热元件220的一个加热部分221,但将理解,在实施方式中,加热元件220包括多个加热部分221。在实施方式中,这些加热部分彼此间隔开但彼此平行。
加热元件220从加热区215延伸。加热元件220在加热区220外部延伸。加热元件220通过容器212接收。底座部分222延伸穿过端壁213。感应线圈241布置在容器212的外部。感应线圈241邻近端壁213布置。在实施方式中,感应线圈241安装到端壁213。在实施方式中,感应线圈241与端壁213间隔开。端壁213可以形成支撑感应线圈241的基板。底座部分222在图2中示出为位于加热腔室211的外部。在实施方式中,底座部分222的一部分在加热腔室211中延伸。在实施方式中,底座部分222限定加热腔室211的封闭端的至少一部分。
加热元件220的底座部分222延伸到感应线圈241中。也就是说,感应线圈241限定感应区241。感应区241是由感应线圈241限定的空间,在该空间中可接收一特征,以可通过利用由感应线圈241产生的变化的磁场穿透而加热。在本实施方式中,感应区241部分地由孔口限定。
感应线圈241在图3中示出。感应线圈241是在PCB250的表面的二维螺旋。PCB250用作基板。该基板支撑线圈241。感应线圈241由膜限定。在本实施方式中,基板250是非导电支撑件。也就是说,基板是电绝缘体。在其他实施方式中,可以省略支撑基板。
在本实施方式中,感应线圈241沉积在平坦基板或支撑件上。在实施方式中,感应线圈241具有三维形状,例如,感应线圈241可以限定凹部。
感应线圈241是配置成传导变化的电流的导电线圈。该线圈可以例如通过沉积、印刷、蚀刻、化学或机械结合而形成。
如图3所示,感应线圈241是总体上正方形或矩形的线圈。在其他实施方式中,感应线圈241可以具有不同的形状,诸如总体上圆形或椭圆形。在一些实施方式中,感应线圈241可以是三维螺旋。在一些这种实施方式中,可以使用增材制造技术(诸如3D打印)来制造感应线圈241。在本实施方式中,感应线圈241的相邻间隔开的部分规则地间隔开。在其他实施方式中,感应线圈241的这些部分可能不规则地间隔开。
孔口243由感应线圈241限定。在本布置中,孔口243限定在感应线圈241的轴向中心。孔口243配置成在其中接收底座部分222。孔口243从感应线圈241的近侧范围244延伸。孔口243由感应线圈241的最内侧限定。该孔口对应于感应线圈241的形状。孔口243与轴线101同轴。在加热元件220从轴线偏移的实施方式中,该孔口是偏移的。
开口251形成于基板250中。开口251与孔口243对准。开口251配置成在其中接收底座部分222。在底座部分222延伸穿过感应线圈241的实施方式中,底座部分222至少延伸到开口251中。可以省略开口251和基板250。
在底座部分222延伸穿过感应线圈241的情况下,底座部分222易于受到感应线圈241的近侧和远侧上的变化的磁通量的影响。该底座部分可能因此易于受到感应线圈241的两侧上的变化的磁通量的影响。
图4、图5以及图6是加热组件201的实施方式的更详细的示意图。将理解,加热组件201可以包括图4至图6中未示出的其他部件。
如图4至图6所示,加热组件201包括加热元件220和磁场发生器240。磁场发生器240的感应线圈241在图4至图6中示出。
加热元件220包括底座部分222,其中,加热部分221从底座部分222突出。加热部分221可通过热传导由底座部分222加热。加热部分221和底座部分222导热地连接。底座部分222具有大于加热部分221的径向范围。底座部分222是总体上圆柱形的,然而其他形状也是预期的。
细长加热部分221在其远端处从底座部分222延伸。细长加热部分221和底座部分222是同轴的。底座部分222的轴向高度大于感应线圈241的深度。当装配在一起时,底座部分222在感应线圈241的近侧和远侧上延伸。底座部分222延伸穿过感应线圈241。这种布置协助使与底座部分222相交的磁通量最大化。
底座部分222是总体上圆柱形的。底座部分222限定腔室226。也就是说,底座部分222至少部分是中空的。通过在底座部分222中设置腔室226有助于使待加热的材料的质量最小化,并且因此协助热集中。腔室226有助于使能够从细长加热部分221吸取热的区域中的材料的热负载最小化。底座部分222包括管状布置。可以省略腔室226。
底座部分222具有封闭端227。加热部分221从封闭端227竖立。封闭端227是平面的,尽管预期其他形状。封闭端227布置在底座部分222的管状区段与加热部分221之间。
底座部分222的管状区段限定轴向延伸的凸缘228。轴向延伸的凸缘228平行于纵向轴线101延伸。轴向延伸的凸缘228同轴地延伸。因此,轴向延伸的凸缘228延伸穿过感应线圈241。轴向延伸的凸缘228沿着轴向方向与感应线圈241重叠。
底座部分222包括径向延伸的凸缘229。径向延伸的凸缘229周向地延伸。该径向延伸的凸缘沿着径向方向与感应线圈241重叠。利用这种布置,用作感受器的底座部分222沿着径向方向和轴向方向两者与感应线圈重叠。
底座部分222包括芯部224和套环225。芯部224是加热部分221的延伸部。芯部224与加热部分一体形成为单件式部件。在本实施方式中,芯部224是比加热部分221径向更宽的部分。在实施方式中,芯部224具有对应于加热部分221的径向宽度。芯部224是加热部分221的延伸部。通过将芯部224和加热部分221形成在一起,可以协助沿着加热元件的热传导。芯部224导电地连接到套环225。因此,当套环225被加热时,从套环225到芯部224的热传递通过传导而发生。套环225与芯部224形成过盈配合。套环225可以通过不同的装置连接到芯部224。
套环225环绕芯部224。在实施方式中,套环225部分地环绕芯部224。在本实施方式中,套环225围绕芯部224的上侧。套环225限定芯部224的外层。加热部分221突出穿过套环225。套环225包括环绕芯部224的外周侧的轴向区段230。这提供了特征之间的更大的表面接触区域。因此,可以使热传递最大化。在本实施方式中,套环225形成径向延伸的凸缘229。因此,套环225沿着轴向方向和径向方向两者与感应线圈241重叠。利用这种布置,套环225能够与更大数量的磁通量线相交。
加热部分221的热导率大于套环225的热导率。套环225由不同的材料形成。底座部分222和加热元件220具有不同的导热特性。套环225用作感受器,并且由易于受到影响来通过利用变化的磁场穿透而加热的材料形成。套环225包括适于通过电磁感应加热的导电材料。例如,感受器可以由碳钢形成。将理解,可以使用其他适合的材料,例如诸如铁、镍或钴的铁磁性材料。
芯部224的热导率大于套环225的热导率。芯部224由具有高热导率的材料形成,例如铜、铝以及奥氏体镍铬中的一种或多种。
加热部分221的材料的敏感性低于套环225的敏感性以通过利用变化的磁场穿透而加热。形成套环225的材料的敏感性高于加热部分221的敏感性以通过利用变化的磁场穿透而加热。加热部分221的材料是非铁质材料。套环225的材料是铁磁性材料和顺磁性材料中的一种。
加热部分221的高热导率协助热传递。因此,当套环225被加热时,使热沿着加热部分221的热传递最大化。这协助沿着轴向长度更均匀地加热细长加热构件。
虽然如以上所描述的,底座部分包括具有芯部和套管的底座部分,但在实施方式中,该底座部分限定不具有在感受器中延伸的芯部部分的感受器。在另一实施方式中,芯部是加热部分的延伸部,其具有沿着加热部分与芯部之间的长度的恒定截面轮廓,如以下所描述的。
图7、图8以及图9是加热组件201的实施方式的更详细的示意图。将理解,加热组件201可以包括图7至图9中未示出的其他部件。装置100的配置通常如以上所描述的,因此将省略详细描述。如以下所描述的,加热元件的布置不同。
如图7至图9所示,加热组件201包括加热元件320和磁场发生器240。磁场发生器240的感应线圈241在图7至9中示出。
加热元件320包括底座部分322,其中,加热部分321从底座部分322突出。加热部分321可通过热传导由底座部分322加热。加热部分321和底座部分322导热地连接。底座部分322具有大于加热部分321的径向范围。底座部分322是总体上圆形的,然而其他形状也是预期的。
底座部分322包括板331和支撑部分332。支撑区段332从板331竖立。支撑区段332竖立在板331的近侧上。在实施方式中,该支撑区段竖立在远侧上。在实施方式中,支撑区段332从支撑区段332的两侧竖立。支撑区段332支撑加热部分321。该支撑区段包括孔333。孔333延伸穿过板331。在实施方式中,孔333是封闭孔。
细长加热部分321从底座部分322竖立。芯部324接收在孔333中。芯部224是加热部分321的延伸部。芯部324与加热部分一体形成为单件式部件。在本实施方式中,芯部324具有与加热部分321一致的横截面轮廓。也就是说,芯部324具有对应于加热部分321的径向宽度。芯部324是加热部分321的延伸部。通过将芯部324和加热部分321形成在一起,可以协助沿着加热元件的热传导。芯部324导电地连接到套环325。因此,当套环325被加热时,从套环325到芯部324的热传递通过传导发生。套环325与芯部324形成过盈配合。套环325可以通过不同的装置连接到芯部324。套环325环绕芯部324。在实施方式中,套环325部分地环绕芯部324。
加热部分321的热导率大于套环325的热导率。套环325由不同的材料形成。底座部分322和加热元件320具有不同的导热特性。套环325用作感受器,并且由易于受到影响来通过利用变化的磁场穿透而加热的材料形成。套环325包括适于通过电磁感应加热的导电材料。例如,感受器可以由碳钢形成。将理解,可以使用其他适合的材料,例如诸如铁、镍或钴的铁磁性材料。
芯部324的热导率大于套环325的热导率。芯部324由具有高热导率的材料形成,例如铜、铝以及奥氏体镍铬。
加热部分321的材料的敏感性低于套环325的敏感性以通过利用变化的磁场穿透而加热。形成套环325的材料的敏感性低于加热部分321的敏感性以通过利用变化的磁场穿透而加热。加热部分321的材料是非铁质材料。套环325的材料是铁磁性材料和顺磁性材料中的一种。
加热部分321的高热导率协助热传递。因此,当套环325被加热时,使热沿着加热部分321的热传递最大化。这协助沿着轴向长度更均匀地加热细长加热构件。
在所示实施方式中,加热部分321的远端由加热元件的底座部分围绕。换句话说,该底座部分的一部分沿着轴向方向与加热部分的轴向长度的一部分而不是全部重叠。这种布置通过底座部分提供加热部分的传导加热和通过加热部分提供制品的传导加热。
底座部分的大部分可以不围绕加热部分。也就是说,该底座部分的轴向高度的大部分可以不沿着轴向方向与加热部分重叠。例如,该底座部分的轴向长度的5%至20%之间或10%至15%可以沿着轴向方向与加热部分重叠。
在以上描述的实施方式中,感应线圈241、341是平坦螺旋线圈。设想感应线圈的其他布置。在实施方式中,感应线圈包括圆锥形布置、弓形布置以及螺旋形布置中的至少一种。例如,在图4至图6所示的布置以及其他布置中,感应线圈包括螺旋形线圈。这种螺旋形线圈延伸到加热腔室的外部。该螺旋形线圈位于加热区的外部。
在每种布置中,感应线圈配置成产生穿透用作感受器的底座部分的变化的磁场,以引起底座部分的加热,并且因此引起加热部分的间接传导加热。
在以上描述的实施方式中,感应线圈形成为导电膜。设想其他布置。例如,感应线圈可以形成为导线。感应线圈可以是包括导电材料(诸如铜)的螺旋形或螺旋线圈。该线圈可以由诸如利兹线的导线形成,该导线螺旋形地或以螺旋方式围绕支撑构件卷绕或卷绕在支撑构件上。利兹线包括多个单独的线,这些单独的线是单独绝缘的并且被捻合在一起以形成单根导线。利兹线被设计成减少导体中的趋肤效应损耗。可以使用其他类型的导线,诸如实心线。
利用螺旋形感应线圈布置,感应线圈可以围绕支撑元件(未示出)延伸并且由该支撑元件支撑。该感应线圈可以布置成与支撑构件和加热腔室(以及纵向轴线101)同轴。螺旋形感应线圈可以限定底座部分延伸到其中的孔。底座部分可以延伸穿过该孔。
在以上描述的实施方式中,底座部分至少部分地布置在感应线圈与加热区之间。因此,该底座部分用作屏障以限制变化的磁场暴露于加热区以及加热区周围的部件。这种布置可以限制对引入到加热腔室中的任何感受器材料引起的加热。
通过提供导热率大于底座部分的至少一部分的导热率的加热部分,可以协助底座部分的优化设计,而无需考虑确保加热元件暴露于变化的磁场。
在实施方式中,加热元件的加热部分可与底座部分分开。例如,在参考图7至图9描述的实施方式中,形成底座部分的板可以固定安装在容器中,细长加热元件可与底座部分分开。该底座部分可以限定端壁的一部分或全部。该底座部分可以与容器一体形成。
在具有可分开的底座部分和加热元件的配置中,套环用作支撑构件以支撑加热元件。该套环还可以用作保持构件,例如通过过盈配合。
在实施方式中,加热元件可从装置的剩余部分中移除。该加热元件能够从加热区中抽出。在这种布置中,加热元件能够从容器中拆卸。当加热元件从加热区撤出时,该加热元件从感应区撤出。底座部分从感应区撤出。附接装置可以将加热元件可释放地附接在装置的剩余部分中。在实施方式中,可以使用压入配合或过盈配合。在实施方式中,可以利用另一附接装置,诸如卡口装置。通过提供可移除的加热元件,该加热元件可以是可互换的。
提供具有大于加热部分的径向宽度的底座部分可以协助将加热元件牢固地安装在加热区中。这种布置通过提供更宽的底座可以有利于加热元件的稳定性。
在实施方式中,加热元件固定连接到装置100,使得其在加热区内在相对于感应线圈的固定位置处延伸。在这些实施方式中,当制品110由加热区接收时,加热元件延伸到制品110中。然而,在其他实施方式中,加热元件可以设置在待插入装置100中的制品110内。在这些实施方式中,加热元件可相对于感应线圈移动。在这些实施方式中,当制品110由加热区接收时,加热元件可以在加热区内延伸。
在以上描述的实施方式中,加热部分是内部感受器。也就是说,该加热部分突出到加热腔室中并且布置成由制品接收。在另一实施方式中,加热部分是外部感受器。在这种配置中,加热构件可以是总体上管状的构件,其沿着纵向轴线101延伸并且与该纵向轴线总体上同轴。加热构件可以至少部分地围绕加热腔室的轴向部分延伸。加热构件可以围绕加热腔室的整个圆周连续延伸,或仅部分地围绕腔室延伸。例如,可以在加热构件中设置一个或多个间断部,例如孔、间隙或槽。加热构件可以配置并且尺寸被设计为围绕由加热腔室接收的制品延伸。由此,该加热构件可以在使用中围绕制品定位。由此,该加热构件可以配置成从外部加热制品110的气溶胶生成材料,并且出于这个原因,其被称为外部加热元件。加热构件可以具有圆形横截面,例如对应于制品110的圆形横截面。其他横截面形状是可能的。
加热构件可以沿着加热区域延伸任何适合的距离。在这种实施方式中该加热构件可以形成容器。底座部分布置在管状构件的端部处。外部加热构件可以在一端处形成管状构件。在这种实施方式中,底座部分可以轴向或径向向内延伸,或者轴向且径向向内延伸。底座部分可以限定端壁。在一些实施方式中,底座套环是围绕管状构件的套环。
以上实施方式应当被理解为本发明的说明性实例。设想本发明的其他实施方式。应当理解,关于任何一个实施方式所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或任何其他实施方式的任何组合组合使用。此外,在不背离所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下,还可以采用以上未描述的等同物和修改。
Claims (25)
1.一种用于加热可气溶胶化材料以挥发所述可气溶胶化材料的至少一种组分的器件,所述器件包括:
加热区,用于接收包括可气溶胶化材料的制品的至少一部分;
加热组件,包括:
磁场发生器,包括配置成产生变化的磁场的感应线圈;
加热元件,包括:底座部分,能通过利用所述变化的磁场穿透而加热;以及加热部分,从所述底座部分突出以加热所述加热区,
其中,所述加热部分能通过热传导由所述底座部分加热;并且
其中,所述加热部分的热导率大于所述底座部分的至少一部分的热导率。
2.根据权利要求1所述的器件,其中,所述感应线圈是平面线圈和螺旋线圈中的至少一种。
3.根据权利要求1和2所述的器件,其中,所述底座部分延伸穿过所述感应线圈。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的器件,其中,所述底座部分位于所述感应线圈与所述加热部分之间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的器件,其中,所述加热部分包括第一材料,并且所述底座部分的至少一部分包括第二材料。
6.根据权利要求5所述的器件,其中,所述第一材料的热导率值大于所述第二材料的热导率值。
7.根据权利要求5或6所述的器件,其中,所述第一材料通过利用所述变化的磁场穿透而加热的敏感性低于所述第二材料的敏感性。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的器件,其中,所述底座部分包括套环。
9.根据权利要求8所述的器件,其中,所述底座部分包括芯部,并且所述套环至少部分地环绕所述芯部。
10.根据权利要求9所述的器件,其中,所述芯部和所述加热部分形成单件式部件。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的器件,其中,所述套环包括轴向延伸的区段和径向延伸的区段。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的器件,其中,所述套环包括板。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的器件,其中,所述加热元件是细长的并限定纵向轴线,并且所述底座部分的径向宽度大于所述加热部分的径向宽度。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的器件,其中,所述底座部分包括径向延伸的区段。
15.根据权利要求14所述的器件,其中,所述径向延伸的区段至少部分地与所述感应线圈重叠。
16.根据权利要求14或15所述的器件,其中,所述底座部分包括延伸穿过所述感应线圈的轴向延伸的区段。
17.根据权利要求16所述的器件,其中,所述径向延伸的区段位于所述加热部分与所述底座部分的所述轴向延伸的区段之间。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的器件,其中,所述底座部分包括腔室。
19.一种用于加热可气溶胶化材料以挥发所述可气溶胶化材料的至少一种组分的器件,所述器件包括:
加热区,用于接收包括可气溶胶化材料的制品的至少一部分;
加热组件,包括:
磁场发生器,包括配置成产生变化的磁场的感应线圈;
加热元件,包括加热部分和底座部分;
其中,所述底座部分能通过利用所述变化的磁场穿透而加热,并且所述加热部分从所述底座部分突出以加热所述加热区,
其中,所述加热部分限定轴线,
其中,所述底座部分具有大于所述加热部分的径向宽度并至少部分地延伸到所述感应线圈中。
20.一种在用于加热可气溶胶化材料以挥发所述可气溶胶化材料的至少一种组分的器件中使用的细长加热元件,其中,所述细长加热元件包括底座部分、加热部分以及位于所述底座部分与所述加热部分之间的径向延伸的凸缘。
21.一种在用于加热可气溶胶化材料以挥发所述可气溶胶化材料的至少一种组分的器件中使用的细长加热元件,其中,所述细长加热元件包括底座部分和加热部分,其中,所述加热部分能通过热传导由所述底座部分加热;并且其中,所述加热部分的热导率大于所述底座部分的至少一部分的热导率。
22.一种在用于加热可气溶胶化材料以挥发所述可气溶胶化材料的至少一种组分的器件中使用的细长加热元件,其中,所述细长加热元件包括:细长加热部分,限定纵向轴线;以及底座部分,从所述细长加热部分延伸,其中,所述底座部分是管状的并具有垂直于所述纵向轴线的宽度,该宽度大于所述加热部分的宽度。
23.一种气溶胶供应装置,包括根据权利要求1至19中任一项所述的器件中的至少一个以及根据权利要求20至22中任一项所述的细长加热元件中的至少一个。
24.一种气溶胶供应系统,包括根据权利要求23所述的气溶胶供应装置以及包括气溶胶生成材料的制品。
25.根据权利要求24所述的气溶胶供应系统,其中,所述制品是消耗品。
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