JP2023509192A - エアロゾル生成装置 - Google Patents

Abstract

【要約】エアロゾル生成装置であって、チャンバ（２３２）と、管状基材（２３１）および管状基材（２３１）の外面に形成された赤外線放射コーティング（２３３）を含む赤外線放射器（２３０）と、赤外線放射コーティング（２３３）に当接して赤外線放射コーティング（２３３）と電気的に導通する導電素子と、赤外線放射器（２３０）の軸方向に延在して赤外線放射器（２３０）を囲むように構成され、赤外線放射器（２３０）および導電素子を支持するための保持機構と、導電素子は、赤外線放射器（２３０）の径方向に沿って保持機構と赤外線放射器（２３０）との間に位置し、かつ保持機構の支持により赤外線放射コーティング（２３３）に当接するものであり、導電素子と電気的に接続されて赤外線放射コーティング（２３３）に電力を供給する電気コア（１４）と、を備える。上記のエアロゾル生成装置では、電極としての導電素子が保持機構により支持され、導電素子を赤外線放射コーティング（２３３）に貼付して電力を供給し、これにより、電極コーティングを印刷する工程を削減し、コーティングの印刷による付着不良を除去することができる。【選択図】図１

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０２０年０１月８日に中国特許局に提出された、「エアロゾル生成装置」と題する中国特許出願第２０２０１００１６１０９．Ｘ号の優先権を主張し、その内容全体が参照により本出願に組み込まれる。

本出願の実施例は、加熱式タバコの技術分野に関し、特に、エアロゾル生成装置に関する。

タバコ製品（タバコ、シガーなど）は、使用時にタバコ葉を燃焼させてタバコベイパーを発生させる。上記のようなタバコ葉を燃焼させる製品の代わりに、燃焼させずに化合物を放出する製品を作る試みがなされている。

このような製品の一例として、材料を燃焼させるのではなく、加熱することで化合物を放出する加熱装置が挙げられる。例えば、当該材料は、ニコチンを含むか含まないかを問わない非タバコ葉類製品やタバコ葉類製品であってもよい。別の例として、赤外線放射によってタバコ製品を加熱することで、化合物を放出させてエアロゾルを生成する赤外線加熱装置が挙げられる。例えば、公知技術としての特許第２０１８２１３５０１０３．０号では、石英管の外面にナノ遠赤外線コーティングと導電コーティングが順次形成された加熱装置構造を提案し、導電コーティングが給電する電源に接続されると、ナノ遠赤外線コーティングは電力により自体発熱すると同時に、電子遷移を起こして遠赤外線を発生させ、石英管内のタバコ製品に放射してタバコ製品を加熱する。

上記装置の実施において、ナノ遠赤外線コーティングの外側に導電コーティングを印刷することで、印刷して形成された導電コーティングとナノ遠赤外線コーティングの重なり合った接触部は、接着力や結合性が不十分であるため、導電や接触が悪くなる。

従来技術における導電コーティングを印刷して赤外線コーティングに電力を供給する問題を解決するために、本出願の実施例は、結合が安定したエアロゾル生成装置を提供する。

以上より、本出願は、吸引可能な材料を加熱して喫煙用のエアロゾルを生成するための、ハウジングを含むエアロゾル生成装置を提供し、前記ハウジング内には、
吸引可能な材料を収容するためのチャンバと、
前記チャンバの軸方向に延びて前記チャンバを囲む管状基材、及び前記管状基材の外面に形成された赤外線放射コーティングを含む赤外線放射器と、
前記赤外線放射コーティングと電気的に導通する導電素子と、
前記赤外線放射器の外周に設けられ、前記導電素子を支持するように構成された保持機構と、前記導電素子は、前記赤外線放射器の径方向において前記保持機構と前記赤外線放射器との間に位置し、かつ前記保持機構の支持により前記赤外線放射コーティングに当接するものであり、
前記赤外線放射コーティングが前記チャンバに収容された吸引可能な材料に赤外線を放射して吸引可能な材料を加熱するように、導電素子と電気的に接続されて前記赤外線放射コーティングに電力を供給する電気コアと、が設けられる。

より好ましい実施形態において、前記導電素子は、少なくとも一部が前記保持機構の軸方向に沿って保持機構の外側に延び、かつ前記電気コアに導電接続するための電気接続部を形成する。

より好ましい実施形態において、前記導電素子は、
前記赤外線放射器の軸方向に延在して前記赤外線放射コーティングに当接する第１の部分と、
前記第１の部分が赤外線放射器の周方向に延在して形成される第２の部分と、を備え、
前記第１の部分の少なくとも一部は、前記保持機構の軸方向に沿って保持機構の外側に延在して前記電気接続部を形成する。

より好ましい実施形態において、前記赤外線放射器の軸方向に沿った前記第１の部分の延在長さは、赤外線放射器の軸方向に沿った前記赤外線放射コーティングの延在長さよりも大きい。

より好ましい実施形態において、前記導電素子は、
前記赤外線放射器を囲む周方向に沿って延在して前記赤外線放射コーティングに当接する第１の部分と、
前記第１の部分から保持機構の軸方向に沿って延在し、かつ少なくとも一部が保持機構の外側に延在して前記電気接続部を形成する第２の部分と、を備える。

より好ましい実施形態において、前記保持機構は、内面に収容溝が設けられ、前記収容溝によって前記導電素子を少なくとも部分的に収容することにより、前記導電素子を支持する。

より好ましい実施形態において、前記保持機構は、長さ方向に沿って対向する第１の端部および第２の端部を含み、
前記第１の端部には、径方向に沿って内向きに延びる第１の支持部が設けられ、前記第１の支持部は、前記第１の端部で前記赤外線放射器を支持するように構成され、
および／または、前記第２の端部には、径方向に沿って内向きに延びる第２の支持部が設けられ、前記第２の支持部は、前記第２の端部で前記赤外線放射器を支持するように構成される。

より好ましい実施形態において、前記保持機構は、前記赤外線放射器を囲む周方向に沿って順次設けられた第１の保持素子および第２の保持素子を含み、前記第１の保持素子と第２の保持素子との間に保持空間が形成され、
前記赤外線放射器および導電素子は、前記保持空間内に保持される。

より好ましい実施形態において、前記第１の保持素子には、周方向に延びる第１の接続構造が設けられ、
前記第２の保持素子には、周方向に延びる第２の接続構造が設けられ、
前記第１の保持素子と第２の保持素子は、前記第１の接続構造および前記第２の接続構造の嵌合によって接続される。

より好ましい実施形態において、前記第１の保持素子および前記第２の保持素子はいずれも、半円環状の横断面を有する。

より好ましい実施形態において、前記第１の保持素子および前記第２の保持素子の外面は、平坦に接合されている。

上記のエアロゾル生成装置では、電極としての導電素子が保持機構により支持され、導電素子を赤外線放射コーティングに貼付して電力を供給し、これにより、電極コーティングを印刷する工程を削減し、コーティングの印刷による付着不良を除去することができ、また、赤外線放射器には、電極印刷およびワイヤー溶接のための空間を予約する必要がなく、赤外線放射器の表面全体に赤外線コーティングを形成できるため、赤外線放射コーティングの有効面積が増加する。

１つ以上の実施例は、それに対応する図面によって例示されており、これらの例示的な説明は、実施例を限定するものではなく、同じ参照数字番号を有する図面の素子は、類似の素子を示し、図面では、特に説明されていない限り、縮尺の限定を構成しない。

一実施例によって提供されるエアロゾル生成装置の模式図である。 図１に示すエアロゾル生成装置の断面模式図である。 図２の加熱機構のある角度から見た時の模式図である。 図３の加熱機構の分解模式図である。 図４の第１の保持素子と第２の保持素子の分解模式図である。 図３の加熱機構の立体断面模式図である。 別の実施例によって提出される第１の保持素子の模式図である。 別の実施例によって提出される第１の導電素子の模式図である。 別の実施例によって提出される第１の導電素子の模式図である。

本出願を容易に理解するために、以下は図面および具体的な実施形態と合わせて、本出願をより詳細に説明する。

本出願の一実施例は、タバコなどの吸引可能な材料を燃焼させるのではなく加熱し、吸引可能な材料の少なくとも１つの成分を揮発または放出させて喫煙用のエアロゾルを形成するエアロゾル生成装置を提案する。

好ましい実施形態において、エアロゾル生成装置による吸引可能な材料の加熱は、３μｍ～１５μｍの遠赤外線など、加熱効果のある遠赤外線を放射することによって実行され、使用時には、赤外線の波長が吸引可能な材料の揮発性成分の吸収波長と一致する場合、赤外線のエネルギーは吸引可能な材料によって容易に吸収され、さらに吸引可能な材料を加熱して少なくとも１つの揮発性成分を揮発させ、喫煙用のエアロゾルを生成する。

本出願の一実施例に係るエアロゾル生成装置の構造は図１および図２に示すように、装置全体がほぼ平たい円筒形として構成され、エアロゾル生成装置の外部部材は、
内部が中空構造であり、さらに赤外線放射などの必要な機能部品用の組立空間を形成するハウジング１０と、
ハウジング１０の長さ方向の上端に位置する上部カバー１１と、を備え、当該上部カバー１１は、エアロゾル生成装置が完全で美しい外観を有するようにハウジング１０の上端を覆うことができる一方で、ハウジング１０の上端部から取り外すこともでき、それによって、ハウジング１０での各機能部品の着脱・交換を容易にする。

さらに図１および図２から分かるように、上部カバー１１は、開口１２を有し、吸引可能な材料Ａは、当該開口１２を介して、ハウジング１０の長さ方向に沿って少なくとも部分的にハウジング１０に収容されて加熱することができ、または当該開口１２を介してハウジング１０から取り外すこともできる。

ハウジング１０には、また、幅方向の一側に沿ったスイッチボタン１３が設けられ、使用者は手動で当該スイッチボタン１３を作動させて、エアロゾル生成装置の作動を開始または停止させるように制御することができる。

さらに図２に示すように、ハウジング１０内には、
電力を供給する電気コア１４と、
エアロゾル生成装置の作動を制御するための、回路が集積された制御回路基板１５と、
外部電源またはアダプタと接続すると、電気コア１４を充電することができる、ＵＳＢ ｔｙｐｅ－Ｃインターフェース、Ｐｉｎピンインターフェースなどの、電気コア１４を充電するための充電インターフェース１６と、が設けられる。

さらに、図２を参照すると、ハウジング１０内には、吸引可能な材料Ａを加熱するための加熱機構２０が設けられ、図２に示す好ましい実施形態において、ハウジング１０内には、径方向に沿って加熱機構２０の外側に設けられた断熱部材３０がさらに設けられ、それによって、加熱機構２０からの熱がハウジング１０の表面へ伝達されることを防止する。より好ましい実施形態において、断熱部材３０は、内部真空領域を有する真空断熱管などである。

さらに、図２において、加熱機構は、いずれも中空環状の上支持部材４０および下支持部材５０をさらに備え、加熱機構２０および断熱部材３０の両端をそれぞれ支持することで、加熱機構２０および断熱部材３０をハウジング１０内に安定的に保持する。

さらに、図３および図４に示すように、加熱機構２０の全体的な構造と分解状態で含まれる部品は主に、電気作動式の赤外線放射器２３０を含み、電力が供給されると吸引可能な材料Ａに赤外線を放射し、具体的には、赤外線放射器２３０は、管状基材２３１、チャンバ２３２、および赤外線放射コーティング２３３を含む。

当該管状基材２３１は、内部空間が吸引可能な材料Ａを収容して加熱するためのチャンバ２３２を形成し、また、剛性の担体および吸引可能な材料Ａを収容するものとして、実施中に石英ガラス、セラミックやマイカなど高温耐性および赤外線透過性のある材料、好ましくは、赤外線透過率９５％以上の高温耐性材料などの透明材料で作成することができる。

管状基材２３１の外面に形成された赤外線放射コーティング２３３は、通電状態でそれ自体が発熱し、吸引可能な材料Ａを加熱するための赤外線、例えば上述した３μｍ～１５μｍの遠赤外線を放射することができる。赤外線の波長が吸引可能な材料Ａの揮発性成分の吸収波長と一致する場合、赤外線のエネルギーが吸引可能な材料Ａによって容易に吸収される。通常の実施では、赤外線放射コーティング２３３は、ジルコニウムなどのセラミック系材料や、Ｆｅ－Ｍｎ－Ｃｕ系、タングステン系、または遷移金属およびそれらの酸化物材料からなるコーティングであり得る。

好ましい実施形態において、赤外線放射コーティング２３３は、好ましくは、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｚｎなどの少なくとも１つの金属元素の酸化物からなり、これらの金属酸化物は、適当な温度に加熱されると加熱効果を有する遠赤外線を放射することが可能になり、コーティングの厚さは、好ましくは、３０μｍ～５０μｍにすることができ、管状基材２３１の表面にコーティングを形成する方法として、上記金属元素の酸化物を大気圧プラズマ溶射によって管状基材２３１の外面に吹き付けて硬化させることであってよい。

さらに、図３および図４を参照すると、加熱機構２０は、径方向に沿って赤外線放射器２３０の外側に設けられた保持機構を含むことで、赤外線放射器２３０をハウジング１０に安定的に保持するとともに、導電性デバイスを、当該保持機構を介して赤外線放射器２３０の表面に安定的に保持しまたは接触させることができ、また、当該導電性デバイスは、電気コア１４に接続可能であり、これにより、赤外線放射器２３０の赤外線放射コーティング２３３に電力を供給することができる。

具体的には、保持機構は、赤外線放射器２３０を囲むように周方向に配置された第１の保持素子２１０および第２の保持素子２２０を含み、図４に示す好ましい実施例によれば、第１の保持素子２１０および第２の保持素子２２０は、半円管状を有し、組み立てられると、赤外線放射器２３０を完全に囲む円管状の固定構造を形成することができる。

また、第１の保持素子２１０と第２の保持素子２２０の組立を容易にするために、第１の保持素子２１０には、長さ方向の両端に位置する第１の係合突起２１２、および中央に位置する第２の係合突起２１３が設けられ、それに対応して、第２の保持素子２２０には、第１の係合突起２１２に適合した第１のスロット２２２、および第２の係合突起２１３に適合した第２のスロット２２３が設けられ、組立中に、第１の係合突起２１２は第１のスロット２２２に嵌め込まれ、第２の係合突起２１３は第２のスロット２２３に嵌め込まれて、第１の保持素子２１０と第２の保持素子２２０を固定的に接続する。

さらに、第１の保持素子２１０は、長さ方向の両端において径方向に沿って内向きに延びる第１の支持部２１１および第２の支持部２１４が設けられ、同様に、第２の保持素子２２０は、両端においても径方向に沿って内向きに延びる第３の支持部２２１および第４の支持部（視野角により、図示されていない）が設けられ、上記各支持部は、第１の保持素子２１０および第２の保持素子２２０内に収容された赤外線放射器２３０の両端を支持する役割を果たし、それによって、赤外線放射器２３０の軸方向への移動を制限し、赤外線放射器２３０を保持して固定する。

さらに、図４から図６に示すように、第１の保持素子２１０の内壁には、第１の導電素子２４０が設けられ、具体的には、第１の導電素子２４０の本体は、第１の保持素子２１０の長さ方向に沿って延びる帯状またはシート状であり、取付後、第１の導電素子２４０の少なくとも一部が第１の保持素子２１０の下端外側に延在し、同様に、第２の保持素子２２０の内壁にも第２の導電素子２５０が設けられる。取付後、第１の導電素子２４０および第２の導電素子２５０は、赤外線放射器２３０の外面の赤外線放射コーティング２３３に貼付されて電気を伝導し、これにより、電気コア１４の正極端子および負極端子は、図６および図４の矢印ｒに示すように、第１の導電素子２４０および第２の導電素子２５０に接続されて赤外線放射コーティング２３３に電力を供給し、赤外線放射コーティング２３３に周方向に沿った電流を供給させる。

好ましい実施形態において、赤外線放射器２３０の軸方向に沿った第１の導電素子２４０および第２の導電素子２５０の延在長さは、赤外線放射コーティング２３３の延在長さよりも大きく、それによって、赤外線放射コーティング２３３の周方向の電流を連続かつ完全にする。好ましい実施形態において、第１の導電素子２４０を第１の保持素子２１０の内壁に安定的に保持できるように、第１の保持素子２１０の内壁には、第１の導電素子２４０を固定するための凹部２１５が設けられる。具体的には、第１の導電素子２４０は、第１の導電素子２４０を凹部２１５内に収容または保持して軸方向の移動を防止するための、両側に沿って本体から延びる延在部２４１もさらに備える。

さらに、より好ましい実施形態において、シリコーン、ポリイミド、スポンジなどの弾性力を提供できる可撓性材料を、接着や充填や吹付によって凹部２１５内に形成することができ、第１の導電素子２４０は、可撓性により、凹部２１５に収容されると、赤外線放射コーティング２３３の表面に安定的に接触または貼付することができる。

第２の導電素子２５０は、上述した第１の導電素子２４０と同様に、形状構成、固定・取り付け方法が同じであり、当業者が第１の導電素子２４０を参照して理解し実施することができる。

赤外線放射コーティング２３３に電力を供給するための電極としての第１の導電素子２４０および第２の導電素子２５０は、好ましくは、金、銀、銅などの導電性が良好で抵抗率の低い材料で作ることができる。

別の変形例では、図７および図８に示すように、第１の保持素子２１０ａの内壁には、上端及び下端付近に凹部２１５ａが設けられ、凹部２１５ａの本体は周方向に沿って延び、それに対応して、図８に示す第１の導電素子２４０ａは周方向に沿って凹部２１５ａに置かれる。上記第１の導電素子２４０ａは、取り付けられると、周方向に沿って赤外線放射器２３０の外面に貼付して電気を伝導する。なお、図８に示す第１の導電素子２４０ａは、直線状であり、実施中に、金属材料自体は屈曲性及び延性があるため、凹部２１５ａに容易に取り付け、かつ周方向に沿って赤外線放射器２３０の外面に貼付することができ、または、利便性のある別の実施形態では、さらに、第１の導電素子２４０ａを、図９に示す第１の導電素子２４０ｂなどの環状に作ることができる。

同様に、第２の導電素子２５０と第１の導電素子２４０ａは対応して設けられ、他端において周方向に沿って赤外線放射器２３０の外面に貼付され、それぞれ正極および負極として赤外線放射器２３０に電力を供給し、かつ図４の矢印ｒに示す径方向と異なる軸方向に沿った電流を形成する。

さらに、第１の導電素子２４０ａは、本体部から延びる延在部２４１ａを備えることで、第１の導電素子２４０ａが凹部２１５ａで周方向に移動することを防止する一方で、取付後、その長さが第１の保持素子２１０ａまで延在して、電気コア１４の正極端子および負極端子への接続を容易にすることができる。

本出願の明細書およびその図面は、本出願の好ましい実施例を提供したが、本明細書で記載された実施例に限定されるものではなく、さらに、当業者にとって、上記の説明に基づいて改良または変形を行うことができ、これらの改良や変形は全て、本出願に添付された請求項の保護範囲に含まれるものとする。

Claims (12)

1. 吸引可能な材料を加熱して喫煙用のエアロゾルを生成するための、ハウジングを含むエアロゾル生成装置であって、前記ハウジング内には、
   吸引可能な材料を収容するためのチャンバと、
   前記チャンバの軸方向に延在して前記チャンバを囲む管状基材、及び前記管状基材の外面に形成された赤外線放射コーティングを含む赤外線放射器と、
   前記赤外線放射コーティングと電気的に導通する導電素子と、
   前記赤外線放射器の外周に設けられ、前記導電素子を支持するように構成された保持機構と、前記導電素子は、前記赤外線放射器の径方向に沿って前記保持機構と前記赤外線放射器との間に位置し、かつ前記保持機構の支持により前記赤外線放射コーティングに当接するものであり、
   前記赤外線放射コーティングが前記チャンバに収容された吸引可能な材料に赤外線を放射して吸引可能な材料を加熱するように、導電素子と電気的に接続されて前記赤外線放射コーティングに電力を供給する電気コアと、を備えることを特徴とする、エアロゾル生成装置。
2. 前記導電素子は、少なくとも一部が前記保持機構の軸方向に沿って保持機構の外側に延び、かつ前記電気コアに導電接続するための電気接続部を形成することを特徴とする、請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
3. 前記導電素子は、
   前記赤外線放射器の軸方向に延在して前記赤外線放射コーティングに当接する第１の部分と、
   前記第１の部分から赤外線放射器の周方向に延在して形成される第２の部分と、を備え、
   前記第１の部分の少なくとも一部は、前記保持機構の軸方向に沿って保持機構の外側に延在して前記電気接続部を形成することを特徴とする、請求項２に記載のエアロゾル生成装置。
4. 前記赤外線放射器の軸方向に沿った前記第１の部分の延在長さは、赤外線放射器の軸方向に沿った前記赤外線放射コーティングの延在長さよりも大きいことを特徴とする、請求項３に記載のエアロゾル生成装置。
5. 前記導電素子は、
   前記赤外線放射器を囲む周方向に沿って延在して前記赤外線放射コーティングに当接する第１の部分と、
   前記第１の部分から保持機構の軸方向に沿って延在して形成される第２の部分と、を備え、
   前記第２の部分の少なくとも一部が保持機構の外側に延在して前記電気接続部を形成することを特徴とする、請求項２に記載のエアロゾル生成装置。
6. 前記第１の部分は、前記赤外線放射器を囲む環状を有し、
   または、前記第１の部分は、前記赤外線放射器の周方向に沿って前記赤外線放射器の表面に巻かれた帯状を有することを特徴とする、請求項５に記載のエアロゾル生成装置。
7. 前記保持機構は、内面に収容溝が設けられ、前記収容溝によって前記導電素子を少なくとも部分的に収容することにより、前記導電素子を支持することを特徴とする、請求項１～請求項６のいずれか一つに記載のエアロゾル生成装置。
8. 前記保持機構は、長さ方向に沿って対向する第１の端部および第２の端部を含み、
   前記第１の端部には、径方向に沿って内向きに延びる第１の支持部が設けられ、前記第１の支持部は、前記第１の端部で前記赤外線放射器を支持するように構成され、
   および／または、前記第２の端部には、径方向に沿って内向きに延びる第２の支持部が設けられ、前記第２の支持部は、前記第２の端部で前記赤外線放射器を支持するように構成されることを特徴とする、請求項１～請求項６のいずれか一つに記載のエアロゾル生成装置。
9. 前記保持機構は、前記赤外線放射器を囲む周方向に沿って順次設けられた第１の保持素子および第２の保持素子を含み、前記第１の保持素子と第２の保持素子との間に保持空間が形成され、
   前記赤外線放射器および導電素子は、前記保持空間内に保持されることを特徴とする、請求項１～請求項４のいずれか一つに記載のエアロゾル生成装置。
10. 前記第１の保持素子には、周方向に延びる第１の接続構造が設けられ、
    前記第２の保持素子には、周方向に延びる第２の接続構造が設けられ、
    前記第１の保持素子と第２の保持素子は、前記第１の接続構造および前記第２の接続構造の嵌合によって接続されることを特徴とする、請求項９に記載のエアロゾル生成装置。
11. 前記第１の保持素子および前記第２の保持素子はいずれも、半円環状の横断面を有することを特徴とする、請求項９に記載のエアロゾル生成装置。
12. 前記第１の保持素子および前記第２の保持素子の外面は、平坦に接合されていることを特徴とする、請求項９に記載のエアロゾル生成装置。
    

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