JP2023100872A - 蒸気発生デバイスのための誘導加熱可能カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】蒸発可能物質内の熱プロファイルを精密に制御し、軽量且つコンパクトであるデバイスを提供する。【解決手段】カートリッジは、固体蒸発可能物質１５と、蒸発可能物質１５内に保持され、それによって包囲された少なくとも１つのリング状誘導加熱可能サセプタと１４を備える。サセプタ１４は、カートリッジが使用時に誘導回路内に位置付けられている時には、１つ以上のサセプタの外縁部の異なる領域が誘導回路から異なる距離にあり、異なる領域内に異なる加熱特性をもたらすよう、定位置に保持されている。少なくとも１つのサセプタ１４の各々の中心は共通軸に沿って整列している。【選択図】図１

Description

本発明は、蒸気発生デバイスのための誘導加熱可能カートリッジに関する。物質を、燃やすのではなく、加熱して吸入のための蒸気を生成するデバイスが、近年、消費者の間で人気を得た。

このようなデバイスは、熱を物質に提供するための多数の異なるアプローチのうちの１つを用いることができる。１つのこのようなアプローチは、誘導加熱システムを利用する蒸気発生デバイスである。このようなデバイスでは、誘導コイル（以下、インダクタとも称される）がデバイスに提供され、サセプタが蒸気発生物質に提供される。ユーザがデバイスを活動化すると電気エネルギーがインダクタに提供され、それが今度は電磁界を作り出す。サセプタは電磁界と結合して熱を発生し、熱は物質に伝達され、物質が加熱されるのに伴い、蒸気が生み出される。

このようなアプローチは、加熱、ひいては、蒸気発生のより優れた制御をもたらす可能性を有する。しかし、実際には、このようなアプローチは、多くの場合、共通電磁界を発生する単一のインダクタを必要とする。これは、サセプタの領域内に所望の熱プロファイルを精密に発生することを困難にし得、結果として、蒸気の発生を完全に制御することが容易には可能でない。

ユーザがこのようなデバイスから種々の蒸気を生成可能とすることへの要求が高まるのに伴い、蒸発可能物質内の熱プロファイルを精密に制御し、軽量且つコンパクトであるデバイスが望まれている。

本発明は、上述の問題のうちの少なくともいくつかを軽減することを追求する。

本発明の第１の態様によれば、誘導加熱アセンブリと共に使用するための誘導加熱可能カートリッジであって、カートリッジが、固体蒸発可能物質と、蒸発可能物質内に保持され、それによって包囲された少なくとも２つのリング状誘導加熱可能サセプタと、を備え、少なくとも２つのサセプタが、カートリッジが使用時に誘導回路内に位置付けられている時には、各サセプタの１つ又は複数の縁部部分の異なる領域が誘導回路から異なる距離にあり、異なる領域内に異なる加熱特性をもたらすよう、及び２つ以上のサセプタの各々の中心が共通軸に沿って整列するよう、定位置に保持されている、カートリッジが提供される。

本発明の別の態様によれば、使用時に、誘導加熱アセンブリのチャンバに挿入されるように構成された誘導加熱可能カートリッジであって、チャンバが誘導回路によって少なくとも部分的に包囲されており、カートリッジが、固体蒸発可能物質と、蒸発可能物質内に保持され、それによって包囲された少なくとも２つのリング状誘導加熱可能サセプタと、を備え、少なくとも２つのサセプタが、カートリッジが使用時に誘導回路によって少なくとも部分的に包囲されている時には、２つ以上のサセプタの縁部の異なる領域が誘導回路から異なる距離にあり、異なる領域内に異なる加熱特性をもたらすよう、定位置に保持されており、少なくとも２つのサセプタの各々の中心が共通軸に沿って整列している、カートリッジが提供される。

両態様によれば、サセプタによって供給される熱がカートリッジ内で変化する仕方は、カートリッジ内の熱プロファイルと称されてもよい。誘導回路から異なる距離に配置された１つ以上のリング状サセプタの１つ又は複数の縁部部分の異なる領域を有することによって、使用時に、カートリッジ内の熱プロファイルを、所望の加熱を蒸発可能物質の特定の領域へ送達するよう制御する能力をもたらすことが可能である。

リング状サセプタの１つ又は複数の縁部部分は外縁部及び内縁部を含み得る。通例、各サセプタの外縁部は外向きに配向されていてもよい。これによって、外向きに配向された縁部は、概ねサセプタの中心から見て外方に向いており、リング状サセプタの外周面を形成することを意味することを意図している。しかし、各サセプタの内縁部又は各内縁部は内向きに配向されていてもよい。これによって、我々は、内向きに配向された縁部は、概ねサセプタの中心の方に向いており、リング状サセプタ内の孔の周囲を形成することを意味することを意図している。

リング状サセプタの外（又は内）周縁は任意の形状のものであり得る。例えば、リング状サセプタの外周縁は実質的に円形であってもよい。代替的に、外周縁は、楕円形、凸凹形、波状、又は正方形であってもよい。代替的に、外周縁はランダム形状であってもよい。リング状サセプタの内周縁もまた、任意の形状のものであり得、上述の例のうちの任意のものの形状を取り得る。

サセプタは、限定するものではないが、アルミニウム、鉄、ニッケル、ステンレス鋼、及びこれらの合金（例えば、ニッケルクロム）のうちの１つ以上を含み得る。その近傍における電磁界の印加に伴い、サセプタは、電磁エネルギーから熱エネルギーへのエネルギー変換をもたらす渦電流及び磁気ヒステリシス損に起因する熱を発生し得る。

蒸発可能物質は任意の種類の固体又は半固体材料であり得る。蒸気発生固体の例示的な種類としては、粉末、顆粒、球粒、細片、撚り線、多孔性材料、又はシートが挙げられる。物質は植物由来材料を含んでもよく、特に、物質はタバコを含んでもよい。

好ましくは、蒸発可能物質はエアロゾル形成体を含み得る。エアロゾル形成体の例としては、グリセリン又はプロピレングリコールなどの、ポリハイルドリック（ｐｏｌｙｈｙｒｄｒｉｃ）アルコール並びにこれらの混合物が挙げられる。通例、蒸発可能物質は、乾燥重量に基づき、およそ５％～およそ５０％のエアロゾル形成体含有量を有し得る。好ましくは、蒸発可能物質は、乾燥重量に基づき、およそ１５％のエアロゾル形成体含有量を有し得る。

加熱すると、蒸発可能物質は揮発性化合物を放出し得る。揮発性化合物は、ニコチン、又はタバコフレーバリングなどのフレーバー化合物を含み得る。

カートリッジは任意の数の２つ以上のサセプタを備え得る。カートリッジは、カートリッジが使用時に誘導回路内に位置付けられている時に、少なくとも２つのサセプタの各々の縁部が誘導回路から異なる距離にあり、異なる領域をもたらすように構成され得る。

誘導回路から異なる距離にある縁部を有する２つ以上のサセプタの使用は、使用時に、少なくとも２つのサセプタの間における熱プロファイルの変化をもたらす。

全て同じ形状及びサイズを有するサセプタを有することにはいくつかの利点（例えば、製作の容易さ及びコスト低減）があり得るが、好ましくは、少なくとも２つのサセプタの各々は異なる形状及びサイズを有し得る。サセプタが実質的に円形である場合には、サセプタは異なる直径を有するか、又は異なる直径を有する孔を有し得る。

異なる直径のサセプタの使用は、カートリッジ内における放射対称性を維持しつつ、サセプタの外縁部が誘導回路から異なる距離にあるサセプタの簡単な提供を可能にする。

サセプタの各々の中心を連結する共通軸は任意の方向に配向され得る。例えば、共通軸は実質的に対角線的に配置されていてもよく、これにより、各リング状サセプタはカートリッジの長手方向軸に対して或る角度をなして傾斜している。好ましくは、共通軸はカートリッジの長手方向軸であり得る。これは、サセプタが誘導回路の１つの側の方へ偏り、外縁部の異なる領域の距離の変化をもたらすことを可能にし、その一方で、蒸発可能物質がカートリッジの各軸方向断面を通して対称的に分布することを確実にする。

代替的に、長手方向軸は中心長手方向軸であり得る。これは、カートリッジが、カートリッジの長手方向の長さ全体にわたって放射対称性を維持することを可能にする。

カートリッジは、サセプタを加熱し、これにより、蒸発可能物質を蒸発させるために、外部誘導回路の近く、又はその内部に設置され得る。サセプタは誘導回路に対して任意の構成で配置され得るが、通例、サセプタの共通軸は、カートリッジが使用時に誘導回路内に設置されている時には、共通軸が誘導回路の軸と平行になるように配置され得る。

共通軸を誘導回路の軸と平行に配置することによって、結合の任意の直交成分を通じた外部電磁界からの電力損失を最小限に抑えることが可能である。改善された結合は、より強力で、より信頼性の高い加熱効果を、サセプタ、ひいては、蒸発可能物質にもたらす。

各サセプタの直径、位置、及び配向は、パターンを作り出すための規則のセットに従って選定されてもよい。例えば、サセプタは、各サセプタの直径及び／又は各サセプタ上の孔の直径が所与の方向におけるその前のものよりも小さく、所与の方向に徐々に小さくなっていく直径のサセプタ、及び／又は所与の方向に徐々に小さくなっていく孔を有する孔を有するサセプタのアレイをもたらすように構成され得る。

カートリッジ内の熱プロファイルを制御する能力は、カートリッジの異なる領域が異なる温度になることを可能にする。カートリッジは、異なる固体蒸発可能物質が少なくとも２つの異なる領域の各々の周りに位置付けられているよう、複数の種類の蒸発可能物質を包含し得る。例えば、第１の蒸発可能物質は第１の所定の温度で蒸気を放出し得、第２の蒸発可能物質は、第１の温度よりも高い第２の温度で蒸気を放出し得る。異なる種類の蒸発可能材料は、各材料の蒸発が最適化されるよう異なる熱プロファイルを有するカートリッジの特定の領域に位置付けられ得る。

カートリッジは任意の蒸発可能物質を備え得るが、好ましくは、固体材料はタバコを含み得る。

誘導加熱可能カートリッジは、蒸発可能物質及びサセプタを保持する外皮又は膜の形態の空気透過性材料を備え得る。空気透過性材料は、電気絶縁性且つ非磁性のものである材料であり得る。材料は、空気が材料を通って流れることを可能にするための高い空気透過性を、高温に対する耐性と共に有し得る。好適な空気透過性材料の例としては、セルロース繊維、紙、綿、及び絹が挙げられる。空気透過性材料はまた、フィルタの役割も果たし得る。代替的に、蒸発可能物質及びサセプタは、空気透過性を有しないが、空気の流れを可能にするための適切な打ち抜き穴又は開口部を含む材料の内部に保持され得る。

本発明の別の態様によれば、蒸気発生デバイスであって、第１の態様に係る誘導加熱可能カートリッジと、使用時に、カートリッジと結合する電磁界を発生し、その内部に熱を生み出すように構成された誘導加熱回路と、を備える蒸気発生デバイスが提供される。

カートリッジ内に所望の熱プロファイルを発生するために最適化されたサセプタを利用する誘導加熱可能カートリッジを用いることによって、複数の蒸発可能物質から蒸気を生成する能力を有する効率的な蒸気発生デバイスを提供することが可能である。

通例、誘導回路は円筒コイルの形態のものであり得る。誘導コイルは任意の好適な材料を含み得るが、通例、誘導コイルはリッツ線又はリッツケーブルを含む。

代替的に、誘導回路は不規則な形状のコイルの形態のものであり得、これにより、それは、カートリッジ内の１つ以上のサセプタから異なる距離にある構成要素を有し、カートリッジの異なる領域内に異なる加熱特性をもたらす。

不規則な形状のコイルの使用は、規則的な形状のサセプタを用いる場合でさえも、サセプタの縁部と誘導回路との間の異なる距離の提供を可能にする。例えば、コイルの直径はその長手方向軸に沿って変化し得る。コイルの直径の変化は長手方向軸に沿って連続的又は非連続的であり得る。このような場合には、回路は、カートリッジ内の１つ以上のサセプタから異なる横方向距離にある構成要素を有し得る。

デバイスは、使用時に、最高濃度点においておよそ０．５Ｔ～およそ２Ｔの磁束密度を有する変動電磁界を用いて動作するように構成され得る。

デバイス及び回路機構は、高周波数で動作するように構成され得る。通例、デバイス及び回路機構は、およそ８０ｋＨｚ～５００ｋＨｚ、好ましくは、およそ１５０ｋＨｚ～およそ２５０ｋＨｚ、より好ましくは、２００ｋＨｚの周波数で動作するように構成され得る。

誘導回路は任意の形態を取り得るが、好ましくは、誘導回路は、その内径がその軸方向において一方の側から他方へ徐々に減少する形態を有し得る。

本発明の別の態様によれば、蒸気発生デバイスであって、誘導加熱可能カートリッジと、使用時に、カートリッジと結合する電磁界を発生し、その内部に熱を生み出すように構成された誘導加熱回路と、を備え、誘導回路が、不規則な形状のコイルの形態のものであり、これにより、それが、カートリッジ内の１つ以上のサセプタから異なる距離にある構成要素を有し、カートリッジの異なる領域内に異なる加熱特性をもたらす、蒸気発生デバイスが提供される。

不規則な形状のコイルの形態の誘導回路を有することによって、規則的又は不規則な形状の誘導加熱可能カートリッジ内に複雑な熱プロファイルを生成する能力を有する蒸気発生デバイスを提供することが可能である。例えば、コイルの直径はその長手方向軸に沿って変化し得る。コイルの直径の変化は連続的又は非連続的であり得る。このような場合には、回路は、カートリッジ内の１つ以上のサセプタから異なる横方向距離にある構成要素を有し得る。

サセプタは任意の形態を取り得るが、好ましくは、サセプタはリング状の形態を取り得る。

誘導回路は任意の形態を取り得るが、好ましくは、誘導回路は、その内径がその軸方向において一方の側から他方へ徐々に減少する形態を有し得る。

例示的な誘導加熱アセンブリ及び例示的な誘導加熱可能カートリッジが、以下において添付の図面を参照して詳細に説明される。

図１は、本発明の一例に係る蒸気発生デバイスを概略的に示す。 図２は、図１に係る蒸気発生デバイスの分解図を概略的に示す。 図３は、図１及び図２に係る蒸気発生デバイスの部分を通した概略断面図を示す。 図４は、本発明の一例に係る誘導回路内に保持された誘導加熱可能カートリッジを概略的に示す。 誘導回路内に保持された、本発明に係る誘導加熱可能カートリッジの例を概略的に示す。 誘導回路内に保持された、本発明に係る誘導加熱可能カートリッジの例を概略的に示す。 誘導回路内に保持された、本発明に係る誘導加熱可能カートリッジの例を概略的に示す。 誘導回路内に保持された、本発明に係る誘導加熱可能カートリッジの例を概略的に示す。 誘導回路内に保持された、本発明に係る誘導加熱可能カートリッジのさらなる例を概略的に示す。 誘導回路内に保持された、本発明に係る誘導加熱可能カートリッジのさらなる例を概略的に示す。 誘導回路内に保持された、本発明に係る誘導加熱可能カートリッジのさらなる例を概略的に示す。 誘導回路内に保持された、本発明に係る誘導加熱可能カートリッジのさらなる例を概略的に示す。

本発明は、誘導加熱システム、及び使用時にカートリッジ内に所望の熱プロファイルを発生する能力を提供する誘導加熱可能サセプタを含むカートリッジを利用する蒸気発生デバイスを提供する。

図１及び図２は、本発明の一例に係る蒸気発生デバイスを概略的に示す。例示的なデバイスは、図１では、組み立てられた構成で、及び図２では、組み立てられていない構成で、１において全体的に示されている。

例示的な蒸気発生デバイス１は、手持ちデバイス（これによって、我々は、ユーザが補助を受けずに片手で保持及び支持することができるデバイスを意味することを意図する）であり、誘導加熱可能カートリッジ１３と誘導加熱回路１２とを備える。カートリッジ１３が加熱されると、蒸気がカートリッジ１３によって放出される。使用時において、蒸気は、誘導加熱アセンブリ１１を用いて誘導加熱可能カートリッジ１３を加熱することによって発生される。その後、蒸気はユーザによって吸入可能である。

誘導加熱可能カートリッジ１３に隣接して位置付けられた空気入口２２が周囲環境からカートリッジ１３に空気を供給する。空気出口２３がカートリッジ１３と気体連通しており、使用時にカートリッジ１３から生成された蒸気を抽出する能力を提供する。本例では、デバイス１は、空気出口２３と連通したマウスピース２４をさらに備える。マウスピース２４は、デバイス１から発生された蒸気を容易に吸う能力をユーザに提供する。使用時に、ユーザは、カートリッジ１３が加熱されている時に、空気をデバイス１内に吸い入れ、誘導加熱可能カートリッジ１３を通らせ、又はそれを囲ませ、マウスピース２４の外へ出すことによって、蒸気を吸入する。空気は通常、ユーザが空気出口２３から空気を吸うことによって生み出される、負圧の印加によってデバイス１を通して吸われる。

カートリッジ１３は、蒸発可能物質１５及び誘導加熱可能サセプタ機構１４を含む本体である。本例では、蒸発可能物質１５は、タバコ、保湿剤、グリセリン、及びプロピレングリコールのうちの１つ以上を含む。サセプタ機構１４は、導電性である複数のプレート１４を含む。本例では、カートリッジ１３はまた、蒸発可能物質１５及びサセプタ１４を包含するための空気透過性層又は膜１６を有する。他の例では、膜１６は存在しない。

上述されたように、誘導加熱アセンブリ１１は、カートリッジ１３を加熱するために用いられる。アセンブリ１１は、誘導回路１２及び電源（図には示されていない）の形態の、誘導加熱デバイスを含む。電源及び誘導回路１２は、電力が２つの構成要素の間で伝送され得るよう電気接続されている。

本例では、誘導回路１２及びカートリッジ１３はどちらも実質的に円筒形である。図３に、線Ａ－Ａを通した、デバイス１の、上から見下ろした断面図が概略的に示されている。断面は、誘導加熱回路１２、及び誘導回路１２内に保持された誘導加熱可能カートリッジ１３の領域を含む。

断面の最も外側の部分から開始して、誘導加熱回路１２は、円形断面を有する誘導回路のための環状ハウジングを含む。誘導加熱可能カートリッジ１３は環状ハウジングの内部領域内において定位置に保持されている。本例では、カートリッジ１３の領域は、同じく円形断面を有する空気透過性外皮１６（又は膜）によって規定される。外皮１６は、蒸発可能物質１５、及び蒸発可能物質１５内に保持され、それによって包囲されたリング状誘導加熱可能サセプタ１４を包含する。リング状サセプタ１４の各々はそれ自体で閉回路になっており、その中心が誘導加熱回路１２の中心と実質的に整列するように配置されている。サセプタ１４は、全ての側からサセプタ１４を包囲する蒸発可能物質１５と接触している。

使用時には、誘導回路１２からの電磁界の印加がサセプタ１４の加熱を生じさせる。サセプタ１４からの熱が周囲の蒸発可能物質１５を蒸発させることによって、蒸気が発生される。

サセプタ１４が、電磁界を通じた電力の伝送を必要とする、誘導加熱によって加熱されるため、ほとんどの状況において、サセプタ１４と誘導回路１２との間の距離が低減されると、加熱効果は増大する。

誘導回路１２の部分内に保持された例示的な誘導加熱可能カートリッジ１３の近接図を概略的に示す図４に、サセプタ１４の外縁部と誘導回路１２との間の距離が示されている。

本例では、サセプタの外縁部と誘導回路との間の距離（図４における距離Ａ）は、サセプタの外縁部と誘導回路１２の内周縁との間の最も短い半径方向距離として定義される。サセプタ１４の外縁部は、サセプタ１４の周辺上の点のすぐ近傍におけるサセプタ１４の領域として定義される。この距離は、サセプタ１４の外縁部において発生される熱の程度を規定する。上述されたように、短い距離にあるほど電磁結合が改善されるという事実のゆえに、距離が短いほど、当該サセプタ１４の縁部において大きな熱の発生がもたらされる。

各縁部において発生される熱を制御するために、サセプタ１４の（外及び又は内）縁部と誘導回路１２との間の距離を変更することができる。換言すれば、サセプタ１４の縁部から生成される熱プロファイルは、誘導回路１２からのそれらの距離を適宜設定することによって選定することができる。図４に示されるとおりの、異なるこのような距離（図１～図４には明示的に示されていない）を有する複数のリング状サセプタ１４を用いることで、実質的に一様な誘導電磁界の印加によって誘導加熱可能カプセル１３内に所望の熱プロファイルを精密に発生することが可能である。その結果、消耗品内における単純な寸法設計構成を用いて比較的複雑な現象を作り出すことができる。

次に、我々は、図を参照してカートリッジ及び誘導回路の例示的な構成を説明する。図示の例は３つのサセプタを含むが、これは、各機構の特性を例示する目的のためのものである。他の例では、カートリッジは任意の数のサセプタを含み得る。

図５Ａは、誘導回路５２内に保持された例示的なカートリッジ５３を概略的に示す。カートリッジ５３は実質的に円筒形であり、カートリッジの軸方向端部における基面、カートリッジの反対の軸方向端部における上面、及び周辺面を有する。カートリッジ５３は、カートリッジ５３の基面に向かって先細になった蒸発可能物質５５の円錐台状本体を備える。３つのリング状サセプタ５４が蒸発可能物質５５内に保持され、それによって包囲されている。サセプタ５４は、サセプタ５４の各々の中心が誘導回路５２の中心長手方向軸と実質的に整列するように構成されている。

カートリッジ５３の上面に最も近いサセプタから開始して、最上部のリング状サセプタ５４ａは第１の直径を有し、中央のリング状サセプタ５４ｂは、第１の直径よりも小さい第２の直径を有し、最下部のリング状サセプタ５４ｃは、第２及び第１の直径よりも小さい第３の直径を有する。

空気透過性外皮５６は蒸発可能物質５５を実質的に包囲している。外皮５６は、空気及び蒸気が拡散によって通過することを可能にしつつ、蒸発可能物質５５を保持するための構造支持を提供する。

誘導回路５２はカートリッジ５３の周辺面を実質的に包囲している。誘導回路のためのハウジングの内部形態は、誘導カートリッジ５３の形状に対する相補的形状を有する。これは、カートリッジ５３が挿入され、誘導デバイス５１によって定位置に保持されることを可能にする。サセプタ５４が異なる直径を有するため、それらの外縁部は周囲の誘導回路５２から異なる距離にある。例えば、最大直径を有する最上部のサセプタ５４ａは、誘導回路５２から最短の距離にその外縁部を有する。

本例では、最上部のサセプタ５４ａの外縁部は、第１の温度で加熱されるのに適した第１の種類の蒸発可能物質５５ａによって少なくとも局所的に包囲されている。最下部のサセプタ５４ｃの外縁部は、第１の温度よりも低い第２の温度で加熱されるのに適した第２の種類の蒸発可能物質５５ｂによって少なくとも局所的に包囲されている。

使用時には、誘導回路５２からの電磁界の印加が各サセプタ５４に熱を発生させる。上述されたように、誘導回路５２とサセプタ５４の外縁部との間の距離が小さいほど、当該縁部において発生される熱量は大きい。誘導回路５２はその長手方向軸に沿って実質的に一様な電磁界を発生するが、各サセプタ５４の外側領域において発生される熱は異なり、これにより、加熱効果はカートリッジ５３の長手方向軸に沿って非一様になる。結果として、誘導回路５２からの単一の電磁界の印加を必要とするだけで、カートリッジ５３の異なる領域が異なる温度に加熱される。

誘導回路５２のスイッチが入れられると、第１の蒸発可能物質５５ａの蒸気が最上部のサセプタ５４ａの外縁部において発生され、第２の蒸発可能物質５５ｂの蒸気が最下部のサセプタ５４ｃの外縁部において発生される。このように、カートリッジ５３は、単一の誘導回路５２の使用によって、２つの異なる蒸発可能物質からの蒸気混合物を同時に発生する能力を提供する。

空気透過性外皮５６は蒸発可能物質５５の円錐台状の形状を維持しているが、カートリッジ５３の形状は円筒形である。別の例では、図５Ｂに示されるように、空気透過性外皮５６は、外部形態が実質的に円筒形であり、蒸発可能物質５５の円錐台状体積を相補うよう内部テーパを有する。これは、空気入口２２から吸い込まれた空気が蒸発可能物質５５の全表面にわたって分布し、通気、及び蒸発のための空気の供給を増大させることを可能にする。

図５Ｃに概略的に示される誘導加熱可能カートリッジの別の例は、図５Ａを参照して上述されたカートリッジと同様である。本例では、蒸発可能物質５５のフラストロコニカル（ｆｒｕｓｔｒｏ－ｃｏｎｉｃａｌ）本体は、代わりに、カートリッジ５３の上面に向かって先細になっており、３つのリング状サセプタ５４'は最上部のサセプタ５４ａ'から最下部のサセプタ５４ｃ'へ直径が徐々に増大する。その結果、使用時には、最下部のサセプタ５４ｃ'の外縁部において、より多くの熱が発生される。

別の例では、図５Ｄに示されるように、空気透過性外皮５６は、外部形態が実質的に円筒形であり、蒸発可能物質５５の円錐台状体積を相補うよう内部テーパを有する。上述のように、これは、通気、及び蒸発可能物質への空気供給を増大させる。

図６Ａは、誘導回路６２内に保持された例示的なカートリッジ６３を概略的に示す。カートリッジは円筒形であり、カートリッジ６３の軸方向端部における基面、カートリッジ６３の反対の軸方向端部における上面、及び周辺面を有する。カートリッジ６３は蒸発可能物質６５の円筒形本体を備える。３つのリング状サセプタ６４が蒸発可能物質６５内に保持され、それによって包囲されている。サセプタ６４は、サセプタ６４の各々の中心がカートリッジ６３の中心長手方向軸と整列するように構成されている。本例では、サセプタ６４は実質的に同じ直径を有する。

空気透過性外皮６６は蒸発可能物質６５を実質的に包囲している。外皮６６は、空気及び蒸気が拡散によって通過することを可能にしつつ、蒸発可能物質６５を保持するための構造支持を提供する。

誘導回路６２はカートリッジ６３の周辺面を実質的に包囲している。本例では、誘導回路６２は、上部軸方向端部から下部軸方向端部へ放射径が増大するように巻回されたコイルであり、これにより、コイル６２は形態が実質的に円錐台状である。この構成では、サセプタ６４は全て、実質的に同じ直径を有するが、各サセプタ６４の外縁部と誘導回路６２との間の距離は最上部のサセプタ６４ａから最下部のサセプタ６４ｃへ徐々に増大する。

距離の差のゆえに、使用時に、誘導回路６２は、その長手方向軸に沿って一様でない電磁界を発生する。したがって、最上部のサセプタ６４ａの外縁部において最も多くの熱が発生され、その一方で、最下部のサセプタ６４ｃはその外縁部においてより少ない熱を発生する。

上述のように、発生される熱のこの差を、２つ以上の異なる種類の蒸発可能物質６５を用いることによって活用することができる。本例では、最上部のサセプタ６４ａの外縁部は、第１の温度で加熱されるのに適した第１の種類の蒸発可能物質６５ａによって少なくとも局所的に包囲されている。最下部のサセプタ６４ｃの外縁部は、第１の温度よりも低い第２の温度で加熱されるのに適した第２の種類の蒸発可能物質６５ｂによって少なくとも局所的に包囲されている。

誘導回路のスイッチが入れられると、第１の蒸発可能物質６５ａの蒸気が最上部のサセプタ６４ａの外縁部において発生され、第２の蒸発可能物質６５ｂの蒸気が最下部のサセプタ６４ｃの外縁部において発生される。このように、カートリッジ６３は、単一の誘導回路６２の使用によって、２つの異なる蒸発可能物質からの蒸気混合物を同時に発生する能力を提供する。

図６Ｂに概略的に示される誘導加熱可能カートリッジの別の例は、図６Ａを参照して上述されたカートリッジと同様である。本例では、誘導コイル６２'は、上部軸方向端部から下部軸方向端部へ直径が減少するように巻回されており、これにより、コイル６２'は形態が実質的に円錐台状であり、基面に向かって先細になっている。この構成では、使用時には、最下部のサセプタ６４ｃ'の外縁部において、より多くの熱が発生される。

図７は、誘導回路７２内に保持された別の例示的なカートリッジ７３を示す。カートリッジ７３は円筒形であり、カートリッジ７３の軸方向端部における基面、カートリッジ７３の反対の軸方向端部における上面、及び周辺面を有する。カートリッジ７３は蒸発可能物質７５の円筒形本体を備える。３つのリング状サセプタ７４が蒸発可能物質７５内に保持され、それによって包囲されている。サセプタ７４は、サセプタ７４の各々の中心がカートリッジ７３の長手方向軸に沿って整列するように構成されている。長手方向軸は誘導回路７２の中心軸からずれている。本例では、サセプタ７４は実質的に同じ直径を有する。

各サセプタ７４が、誘導回路７２の中心から外れた軸に沿って実質的に整列しているため、それらの外縁部の異なる領域は誘導回路７２から異なる距離にある。例えば、図７に示される断面では、サセプタ７４は、誘導回路７２の左手側により接近して整列している。この構成では、サセプタ７４の左端の外縁部は右端の外縁部よりも誘導回路７２に接近しており、その結果、左端の外縁部において使用時に発生される熱は、右端の外縁部において発生される熱よりも大きい。

上述のように、発生される熱のこの差を、２つ以上の異なる種類の蒸発可能物質を用いることによって活用することができる。本例では、サセプタ７４の左端の外縁部は、第１の温度で加熱されるのに適した第１の種類の蒸発可能物質７５ａによって局所的に包囲されている。サセプタ７４の右端の外縁部は、第１の温度よりも低い第２の温度で加熱されるのに適した第２の種類の蒸発可能物質７５ｂによって局所的に包囲されている。

誘導回路７２のスイッチが入れられると、第１の蒸発可能物質７５ａの蒸気が各サセプタ７４の左端の外縁部において発生され、第２の蒸発可能物質７５ｂの蒸気が各サセプタ７４の右端の外縁部において発生される。このように、カートリッジ７３は、単一の誘導回路７２の使用によって、２つの異なる蒸発可能物質からの蒸気混合物を同時に発生する能力を提供する。

図８は、誘導回路８２内に保持された別の例示的なカートリッジ８３を示す。カートリッジ８３は円筒形であり、カートリッジ８３の軸方向端部における基面、カートリッジ８３の反対の軸方向端部における上面、及び周辺面を有する。カートリッジ８３は蒸発可能物質８５の円筒形本体を備える。３つのリング状サセプタ８４が蒸発可能物質８５内に保持され、それによって包囲されている。サセプタ８４は、サセプタ８４の各々の中心がカートリッジ８３の長手方向軸に沿って整列するように構成されている。本例では、最上部のサセプタ８４ａ及び最下部のサセプタ８４ｃは両方とも第１の直径を有し、その一方で、中央のサセプタ８４ｂは、第１の直径よりも小さい第２の直径を有する。

この構成では、最上部のサセプタ８４ａ及び最下部の８４ｃは誘導回路８２から第１の距離にそれらの外縁部を有し、その一方で、中央のサセプタ８４ｂは、第１の距離よりも大きい、誘導回路８２から第２の距離にその外縁部を有する。

使用時に、最上部のサセプタ８４ａ及び最下部のサセプタ８４ｃの外縁部において発生される熱は、中央のサセプタ８４ｂの外縁部において発生される熱よりも大きい。上述のように、発生される熱のこの差を、２つ以上の異なる種類の蒸発可能物質８５を用いることによって活用することができる。本例では、最上部のサセプタ８４ａ及び最下部のサセプタ８４ｃの外縁部は、第１の温度で加熱されるのに適した第１の種類の蒸発可能物質８５ａによって局所的に包囲されており、中央のサセプタ８４ｂの外縁部は、第１の温度よりも低い第２の温度で加熱されるのに適した第２の種類の蒸発可能物質８５ｂによって局所的に包囲されている。

誘導回路８２のスイッチが入れられると、第１の蒸発可能物質８５ａの蒸気が最上部のサセプタ８４ａ及び最下部のサセプタ８４ｃの外縁部において発生され、第２の蒸発可能物質８５ｂの蒸気が中央のサセプタ８４ｂの外縁部において発生される。このように、カートリッジ８３は、単一の誘導回路８２の使用によって、２つの異なる蒸発可能物質からの蒸気混合物を同時に発生する能力を提供する。

本例では、サセプタ８４は誘導回路８２の中心長手方向軸に沿って整列しているが、他の例では、サセプタ８４は、誘導回路８２の中心を外れた長手方向軸に沿って整列している。

上述のことから理解されるであろうように、本発明は、誘導回路から異なる距離にある外縁部の異なる領域を有する少なくとも２つのリング状誘導加熱可能サセプタを設置することによって、複数の蒸発可能物質から発生される複雑な蒸気を生成する能力を有する蒸気発生デバイスの提供を可能にする。さらに、消耗品内のサセプタの機構、寸法、又は整列を変更することによって、共通デバイスと共に使用されたときに、異なる種類の消耗品のために異なるユーザエクスペリエンスを提供することが可能である。所望の熱プロファイルを生成するための安全な加熱機構を有する電子蒸気発生デバイスが本発明によって達成され、しかも、このような蒸気発生デバイスのコンパクト性及び携帯性を維持する。

Claims (15)

1. 使用時に、誘導加熱アセンブリのチャンバに挿入されるように構成された誘導加熱可能カートリッジであって、前記チャンバが誘導回路によって少なくとも部分的に包囲されており、前記カートリッジが、
   固体蒸発可能物質と、
   前記蒸発可能物質内に保持され、それによって包囲された少なくとも２つのリング状誘導加熱可能サセプタと、を備え、前記少なくとも２つのサセプタが、前記カートリッジが使用時に前記誘導回路によって少なくとも部分的に包囲されている時には、前記２つ以上のサセプタの前記縁部の異なる領域が前記誘導回路から異なる距離にあり、前記異なる領域内に異なる加熱特性をもたらすよう、定位置に保持されており、前記少なくとも２つのサセプタの各々の中心が共通軸に沿って整列している、カートリッジ。
2. 少なくとも２つのサセプタを備え、前記少なくとも２つのサセプタの各々が前記少なくとも２つのサセプタの互いに異なる形状又はサイズを有するように構成されている、請求項１に記載のカートリッジ。
3. 前記少なくとも２つのサセプタの各々が実質的に円形であり、前記少なくとも２つのサセプタの互いに異なる直径を有する、請求項１に記載のカートリッジ。
4. 前記共通軸が前記カートリッジの長手方向軸である、請求項１～３のいずれか一項に記載のカートリッジ。
5. 前記共通軸が前記カートリッジの中心長手方向軸である、請求項４に記載のカートリッジ。
6. 前記サセプタの整列の前記軸が、前記カートリッジが使用時に誘導回路内に設置されている時には前記誘導回路の軸と平行になるように配置されている、請求項１～５のいずれか一項に記載のカートリッジ。
7. 各サセプタの前記直径が所与の方向におけるその前のものよりも小さく、徐々に小さくなっていく直径のサセプタのアレイをもたらす、請求項１～６のいずれか一項に記載のカートリッジ。
8. 異なる固体蒸発可能物質が前記少なくとも２つの異なる領域の各々の周りに位置付けられている、請求項１～７のいずれか一項に記載のカートリッジ。
9. 前記第１の材料が第１の所定の温度の蒸気を放出し、前記第２の材料が、前記第１の温度よりも高い第２の温度における蒸気を放出する、請求項８に記載のカートリッジ。
10. 前記固体材料がタバコを含む、請求項１～９のいずれか一項に記載のカートリッジ。
11. 請求項１～１０のいずれか一項に記載の誘導加熱可能カートリッジと、
    使用時に、前記カートリッジと結合する電磁界を発生し、その内部に熱を生み出すように構成された誘導加熱回路と、
    を備える蒸気発生デバイス。
12. 前記誘導回路が円筒コイルの形態のものである、請求項１１に記載の蒸気発生デバイス。
13. 前記誘導回路が、長手方向に変化する直径を有するコイルの形態のものであり、これにより、前記回路が、前記カートリッジ内の前記１つ以上のサセプタから異なる横方向距離にある構成要素を有し、前記カートリッジの前記異なる領域内に異なる加熱特性をもたらす、請求項１１に記載の蒸気発生デバイス。
14. 前記誘導回路が、その内径がその軸方向において一方の側から他方へ徐々に減少する形態を有する、請求項１～１３のいずれか一項に記載の蒸気発生デバイス。
15. 蒸気発生デバイスであって、
    誘導加熱可能カートリッジと、
    使用時に、前記カートリッジと結合する電磁界を発生し、その内部に熱を生み出すように構成された誘導加熱回路と、
    を備え、
    前記誘導回路が、長手方向に変化する直径を有するコイルの形態のものであり、これにより、前記回路が、前記カートリッジ内の１つ以上のサセプタから異なる横方向距離にある構成要素を有し、前記カートリッジの前記異なる領域内に異なる加熱特性をもたらす、蒸気発生デバイス。