JP2023510534A - エアロゾル生成装置 - Google Patents
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Abstract
【要約】
発熱体（４）を含むエアロゾル生成装置であって、前記発熱体（４）は、基材（４１）と、赤外線放射層（４２）と、少なくとも１つの光収束機構（４３）とを含み、前記基材（４１）は、エアロゾル基質材料を収容するためのチャンバ（４１１）を有し、前記赤外線放射層（４２）は、前記基材（４１）の表面に設けられ、前記チャンバ（４１１）内に位置する前記エアロゾル基質材料を加熱するための赤外線を発生させるために使用され、前記少なくとも１つの光収束機構（４３）は、前記基材上（４１）に接合され、前記赤外線放射を前記チャンバ（４１１）内に収束させ、前記エアロゾル基質材料の少なくとも一部を加熱するように構成される。当該エアロゾル生成装置は、エアロゾルの形成速度を向上させることができる。
【選択図】
図１
発熱体（４）を含むエアロゾル生成装置であって、前記発熱体（４）は、基材（４１）と、赤外線放射層（４２）と、少なくとも１つの光収束機構（４３）とを含み、前記基材（４１）は、エアロゾル基質材料を収容するためのチャンバ（４１１）を有し、前記赤外線放射層（４２）は、前記基材（４１）の表面に設けられ、前記チャンバ（４１１）内に位置する前記エアロゾル基質材料を加熱するための赤外線を発生させるために使用され、前記少なくとも１つの光収束機構（４３）は、前記基材上（４１）に接合され、前記赤外線放射を前記チャンバ（４１１）内に収束させ、前記エアロゾル基質材料の少なくとも一部を加熱するように構成される。当該エアロゾル生成装置は、エアロゾルの形成速度を向上させることができる。
【選択図】
図１
Description
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０２０年０１月１８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２０２０１００５６１８８７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。
本出願は、２０２０年０１月１８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２０２０１００５６１８８７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。
本出願は、エアロゾル生成の技術分野に関し、特に、エアロゾル生成装置に関する。
加熱式タバコは、一般的に「加熱して燃やさない」形態で消費者にタバコの風味を届けるものであり、その外観や消費方法は従来のタバコと似ており、消費者の生理的・心理的ニーズをある程度満たす。このような「加熱して燃やさない」形態により、タバコ葉は低い温度（一般的には５００℃未満）で加熱され、従来の紙巻きタバコのタバコ葉を燃やして煙を放出する形態と比べて、加熱式タバコで喫煙する場合、タバコ葉の加熱温度は、従来の紙巻きタバコのタバコ葉の燃焼温度よりもはるかに低いため、煙に含まれる有害物質の生成が大幅に抑えられ、タバコ葉の高温燃焼によるタールと多くの有害化合物の生成が避けられ、また、側面からの煙がほとんどないため、間接喫煙が発生せず、公共環境に影響を与えない。
既存の加熱式タバコは通常、抵抗加熱素子を含み、使用時に、抵抗加熱素子が加熱式不燃タバコ葉内に挿入されるか、または加熱式不燃タバコ葉の外周面に嵌設され、動作時に、抵抗加熱素子上の発熱ラインが通電して発熱し、加熱式不燃タバコ葉を焼き、エアロゾルを形成させる。しかし、既存の加熱式タバコでは、加熱式不燃タバコ葉を加熱する場合、抵抗加熱素子によって加熱式不燃タバコ葉を内側から徐々に加熱するか、または抵抗加熱素子によって加熱式不燃タバコ葉を外側から加熱するため、エアロゾルの形成速度が遅い。
従来技術における問題を解決するために、本出願は、エアロゾルの形成速度を向上させることができるエアロゾル生成装置を提供する。
第１の態様において、本出願は、発熱体を含むエアロゾル生成装置を提供し、前記発熱体は、基材と、赤外線放射層と、少なくとも１つの光収束機構とを含み、前記基材は、エアロゾル基質材料を収容するためのチャンバを有し、前記赤外線放射層は、前記基材の表面に設けられ、前記チャンバ内に位置する前記エアロゾル基質材料を加熱するための赤外線を発生させるために使用され、前記少なくとも１つの光収束機構は、前記基材に接合され、前記赤外線を前記チャンバ内に収束させ、前記エアロゾル基質材料の少なくとも一部を加熱するように構成される。
好ましくは、前記光収束機構は、前記赤外線放射層と前記チャンバとの間に位置する光収束レンズを含み、前記赤外線放射層は、前記基材の前記チャンバから離れる側の表面に位置する。
好ましくは、前記光収束レンズは、前記チャンバの底部に位置し、前記赤外線放射層は、少なくとも一部が前記基材外面の下端面に位置する。
好ましくは、前記光収束レンズは、凸レンズまたは／およびフレネルレンズを含む。
好ましくは、前記基材は、前記チャンバに隣接する内面と、前記内面に対向して設けられた外面とを有し、前記光収束レンズは、当該内面と外面との間に形成される。
好ましくは、前記内面または外面は、チャンバ内に突出するか、またはチャンバから離れて凹んだ弧面を含む。
好ましくは、前記外面は、チャンバ内に突出するか、またはチャンバから離れて凹んだ弧面を含み、前記赤外線放射層は、前記弧面に設けられる。
好ましくは、前記基材は管状であり、かつ長手方向に延びる前記チャンバが形成され、前記光収束レンズは、前記基材の内面に形成された、前記チャンバの長手方向に延びて設けられる突出するかまたは凹んだ長尺状弧面を含む。
好ましくは、前記長尺状弧面の数は複数であり、複数の前記長尺状弧面は、前記チャンバの円周に沿って等間隔に設けられ、前記赤外線放射層は、少なくとも一部が前記基材の外周面を取り囲んで設けられる。
好ましくは、前記基材は円管状であり、前記長尺状弧面は、前記チャンバの長手方向に沿って突出して延びるように設けられ、前記長尺状弧面が位置する円の中心は、前記基材の外周面にある。
好ましくは、前記長尺状弧面のアークハイトは、０．０３－０．３ｍｍである。
好ましくは、前記光収束機構は、前記基材と一体的に成形され、または、前記光収束機構は、前記基材と干渉嵌合で接続される。
好ましくは、前記光収束機構は、前記チャンバ内に位置する第１の光反射凹面を含む。
好ましくは、前記基材は管状であり、前記第１の光反射凹面は前記チャンバの底壁に位置し、前記赤外線放射層は前記基材の側面に位置する。
好ましくは、前記第１の赤外線放射層は、前記基材の外周面を取り囲んで設けられる。
好ましくは、前記エアロゾル生成装置は、断熱管をさらに含み、前記断熱管は、前記基材に嵌設され、前記断熱管は、前記チャンバに面する第２の光反射凹面を含み、前記第２の光反射凹面は、前記赤外線放射層が発生した赤外線を前記エアロゾル基質材料に収束させるために使用される。
好ましくは、前記基材は管状であり、前記基材の上端は開放端であり、前記基材の下端は閉塞端であり、前記赤外線放射層は、第１の赤外線放射層および第２の赤外線放射層を含み、前記第１の赤外線放射層は前記基材の外面の下端面に位置し、前記第２の赤外線放射層は前記基材の側面に位置する。
好ましくは、前記第２の赤外線放射層は、前記基材の側壁を取り囲んで設けられ、前記第２の光反射凹面は、前記基材の外周面を取り囲んで設けられる。
好ましくは、前記基材は管状であり、前記基材の上端は開放端であり、前記基材の下端は閉塞端であり、前記赤外線放射層は、少なくとも一部が前記基材の底面に位置し、前記エアロゾル生成装置は、第１の電極および第２の電極をさらに含み、前記第１の電極は、前記赤外線放射層の外周縁を取り囲んで設けられ、かつ前記赤外線放射層に電気的に接続され、前記第２の電極は、前記基材の底面における前記赤外線放射層のほぼ中心領域に対して弾性的に当接される。
好ましくは、前記エアロゾル生成装置は、前記基材に着脱可能に接続された支持部材をさらに含み、前記支持部材は、少なくとも一部が前記チャンバ内に延び、かつ前記光収束機構から所定距離をあけ、前記支持部材には、前記エアロゾル基質材料を配置するための配置溝を有する。
本出願は、以下の有益な効果を有する。まず、前記赤外線放射層が前記基材に設けられることにより、前記タバコを赤外線により加熱し、赤外線は、優れた材料透過性を有し、タバコの内部と外部を同時に加熱することができるため、エアロゾルの形成速度が速くなり、次に、前記発熱体は、前記基材に位置する光収束機構をさらに含み、前記光収束機構は、前記赤外線を前記エアロゾル基質材料に収束させるために使用され、したがって、エネルギーを前記エアロゾル基質材料によりよく集中させることができ、よって、エネルギーの利用率を向上させるだけでなく、エアロゾルの形成速度をさらに向上させることができる。
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。
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。
図１ー図４を参照すると、本出願は、エアロゾル生成装置を提供し、ハウジングアセンブリ１、ホルダ２、電池３、発熱体４、支持部材５、第１の電極６１、第２の電極６２および第３の電極６３を含み、前記ハウジングアセンブリ１は、ハウジングスリーブ１１およびエンドキャップ１２を含み、前記エンドキャップ１２は、前記ハウジングスリーブ１１の一端にカバーされ、前記エンドキャップ１２にはタバコベイパー排出孔１２１が開設され、使用者は使用中に前記タバコベイパー排出孔１２１を経由してエアロゾルを吸入することができる。前記ホルダ２は、前記ハウジングスリーブ１１内に収容されて接続され、前記電池３は、前記ハウジングスリーブ１１内に配置されて前記ホルダ２に装着される。
本実施例では、前記エンドキャップ１２および前記ホルダ２はいずれも、前記ハウジングスリーブ１１に着脱可能に接続される。一実施例では、前記エンドキャップ１２は設置されなくてもよく、前記ホルダ２は、前記ハウジングスリーブ１１と一体的に成形される。したがって、前記ハウジングアセンブリ１およびホルダ２の構造は、ここで特に限定されない。また、使用時に、前記エンドキャップ１２は、エアロゾルを吸引するノズルとして使用することもできる。理解されるように、前記エンドキャップ１２と連携する追加のノズルを経由してエアロゾルを吸引してもよく、ここでは特に限定されない。
前記発熱体４は前記ホルダ２に装着され、基材４１、赤外線放射層４２、および少なくとも１つの光収束機構４３を含み、前記基材４１は管状であり、前記基材４１の上端は開放端であり、前記基材４１の下端は閉塞端である。前記基材４１の内部には、エアロゾル基質材料を収容するためのチャンバ４１１が形成される。前記エアロゾル基質材料は、加熱されると所定の温度でエアロゾルを形成できるものであれば、きざみタバコ、タバコペーストまたはタバコスティックなどであってもよい。理解されるように、前記エアロゾル基質材料は、前記チャンバ４１１の内壁に直接貼り付けて配置されてもよく、前記チャンバ４１１の内壁と間隔をあけて配置されてもよいが、ここでは特に限定されない。
前記赤外線放射層４２は、前記基材４１の表面に設けられ、前記チャンバ４１１内に位置する前記エアロゾル基質材料を加熱するための赤外線を発生させるために使用される。理解されるように、前記赤外線放射層４２は、それ自体が通電して発熱し赤外線を発生させるものであってよく、他の発熱デバイスを介して熱伝導により励起して赤外線を発生させるものであってもよいが、ここでは特に限定されない。本実施例では、前記赤外線放射層４２は、電力を受けて発熱して赤外線を発生させ、かつ少なくとも放射により前記赤外線のエネルギーを前記エアロゾル基質材料に伝達する。具体的には、前記赤外線放射層４２は、少なくとも一部が前記基材４１の外面の下端面に設けられ、すなわち、前記赤外線放射層４２は、少なくとも一部が前記基材４１の底面に位置し、基材４１の外面の下端面に塗着された赤外線放射コーティングであってよく、基材４１の外面の下端面に貼付された赤外線放射薄膜であってもよい。
前記赤外線放射層４２は、通電状態で発熱し、さらに一定の波長の赤外線、例えば、８ｎｍ－１５ｎｍの遠赤外線を生成することができる。赤外線の波長がエアロゾル基質材料の吸収波長と一致する場合、赤外線のエネルギーはエアロゾル基質材料によって吸収されやすくなる。本出願の実施形態では、赤外線の波長は、特に限定されず、０．７５μｍ－１０００μｍの赤外線、好ましくは１．５μｍ－４００μｍの遠赤外線であってもよい。
前記赤外線放射層４２は、好ましくは、遠赤外線電熱インキ、セラミック粉末と無機バインダーを均一に撹拌して基材４１の外面に塗布し、一定期間乾燥・硬化させて得られ、赤外線放射層４２の厚さは３０μｍ－５０μｍであり、もちろん、赤外線放射層４２は、四塩化スズ、酸化スズ、三塩化アンチモン、四塩化チタンおよび無水硫酸銅を一定の割合で混合撹拌し、基材４１の外面に塗布されたものであってよく、あるいは、炭化ケイ素セラミック層、炭素繊維複合層、ジルコニウム酸化チタンセラミック層、ジルコニウム窒化チタンセラミック層、ジルコニウム硼化チタンセラミック層、ジルコニウム炭化チタンセラミック層、酸化鉄セラミック層、窒化鉄セラミック層、硼化鉄セラミック層、炭化鉄セラミック層、希土類酸化セラミック層、希土類窒化セラミック層、希土類硼化セラミック層、希土類炭化セラミック層、ニッケルコバルト酸化セラミック層、ニッケルコバルト窒化セラミック層、ニッケルコバルト硼化セラミック層、ニッケルコバルトカーバイトセラッミク層または高シリカモレキュラーシーブセラッミク層のうちの１つであってもよいが、赤外線放射層４２は、他の既存の材料コーティングであってもよい。
前記光収束機構４３は、前記基材４１に接合され、前記赤外線を前記チャンバ４１１内に収束させ、前記エアロゾル基質材料の少なくとも一部を加熱するように構成される。前記光収束機構４３は、前記赤外線放射層４２と前記チャンバ４１１との間に位置する光収束レンズを含み、前記赤外線放射層４２は、前記基材４１の前記チャンバ４１１から離れる側の表面に位置しているため、構造が簡単かつコンパクトであり、製造が容易になる。
具体的には、前記基材４１は、前記チャンバ４１１に隣接する内面と、前記内面に対向して設けられた外面とを有し、前記光収束レンズは、当該内面と外面との間に形成され、かつ前記チャンバ４１１の底部に位置し、前記基材４１の底壁の上面は前記内面で、前記基材４１の底壁の下面は前記外面であり、すなわち、前記光収束機構４３は、前記基材４１と一体的に成形され、すなわち、前記光収束レンズは、前記基材４１と一体的に成形され、それによって、前記基材４１の製造時に、前記光収束レンズが直接成形され、このため、他の固定機構によって前記光収束レンズを固定する必要がなくなり、製造が容易で信頼性が高く、所定位置への赤外線の収束が確実に保証される。本実施例では、前記光収束レンズは、凸レンズであり、具体的には平凸レンズである。
前記エアロゾル基質材料に対する赤外線の位置合わせをより良好にし、前記チャンバ４１１の清掃を容易にするために、前記支持部材５によって前記エアロゾル基質材料を前記チャンバ４１１内の所定位置に保持する。前記支持部材５の上端は、前記基材４１に着脱可能に係合され、前記支持部材５は、少なくとも一部が前記チャンバ４１１内に延び、かつ前記光収束機構４３から所定距離をあけるため、多くの赤外線を収束することができる。前記支持部材５は、前記エアロゾル基質材料を配置するための配置溝５１を有し、前記配置溝５１の深さは、必要に応じて設定することができ、ここでは特に限定されない。本実施例では、前記支持部材５は、金属メッシュである。理解されるように、一実施例では、前記支持部材５は設置されなくてもよく、または、前記発熱体４に固定的に接続するようにしてもよい。
前記第１の電極６１は、前記赤外線放射層４２の外周縁を取り囲んで設けられ、かつ前記赤外線放射層４２に電気的に接続され、具体的には、前記赤外線放射層４２は円板状であり、前記第１の電極６１はリング状であり、前記第１の電極６１の内周面は、前記赤外線放射層４２の外周面に接触して電気的接続が実現される。前記第２の電極６２は、前記基材４１の底面における前記赤外線放射層４２のほぼ中心領域に対して弾性的に当接され、すなわち、前記第２の電極６２は、前記赤外線放射層４２の中心に当接してもよいし、前記赤外線放射層４２の中心から僅かにずれて当接してもよい。前記第３の電極６３は、環状で前記基材４１の上端に嵌設され、かつ前記基材４１の側面に設けられた導電ライン６０を介して前記第１の電極６１に電気的に接続される。前記第２の電極６２は、前記ホルダ２に固定された弾性ピンであり、前記第２の電極６２は、前記電池３に電気的に接続され、それによって、前記赤外線放射層４２に電力を供給する。
理解されるように、前記エアロゾル生成装置は、前記第３の電極６３および電池３に電気的に接続されて、前記電池３の前記赤外線放射層４２への電力供給を制御するためのスイッチ（図示せず）をさらに含み、使用者は、エアロゾルを吸入する時、前記スイッチをオンにすると、前記電池３が前記赤外線放射層４２に電力を供給し、前記赤外線放射層４２に赤外線を発射させ、それによって、前記エアロゾル基質材料を霧状にしてエアロゾルを生成する。一実施例では、前記第１の電極６１、第２の電極６２および第３の電極６３は設置されなくてもよく、前記赤外線放射層４２は、ワイヤを介して前記電池３に電気的に接続され得る。
図５は、本出願に係るエアロゾル生成装置のさらに別の実施例の構造の一部を示す断面図であり、本実施例の光収束レンズは凸レンズであり、当該凸レンズは、基材４１のチャンバ４１１内に位置し、かつ前記基材４１に干渉嵌合で接続され、当該凸レンズの赤外線放射層４２に面する表面は平面であり、当該凸レンズの赤外線放射層４２と反対側の表面は球面であり、すなわち当該凸レンズは平凸レンズであり、このため、基材４１の内部に密に係合することができる。
図６は、本出願に係るエアロゾル生成装置のさらに別の実施例の構造の一部を示す断面図であり、本実施例の光収束レンズは凸レンズであり、当該凸レンズは、基材４１のチャンバ４１１内に位置し、かつ前記基材４１に干渉嵌合で接続され、当該凸レンズの赤外線放射層４２に面する表面は凹面であり、当該凸レンズの赤外線放射層４２と反対側の表面は球面であり、すなわち当該凸レンズは凹凸レンズである。
図７は、本出願に係るエアロゾル生成装置のさらに別の実施例の構造の一部を示す断面図であり、本実施例の光収束レンズは凸レンズであり、当該凸レンズは、基材４１のチャンバ４１１内に位置し、かつ前記基材４１に干渉嵌合で接続され、当該凸レンズの赤外線放射層４２に面する表面、および赤外線放射層４２と反対側の表面はいずれも球面であり、すなわち当該凸レンズはレンチキュラーレンズであり、このため、赤外線を良好に収束することができる。
図８は、本出願に係るエアロゾル生成装置のさらに別の実施例の構造の一部を示す断面図であり、本実施例の光収束レンズはフレネルレンズであり、当該フレネルレンズは、基材４１のチャンバ４１１内に位置し、かつ前記基材４１に干渉嵌合で接続され、当該フレネルレンズの赤外線放射層４２に面する表面は平面であり、当該フレネルレンズの赤外線放射層４２と反対側の表面は、同軸に設けられた複数の円形凹部を有する。
図９は、本出願に係るエアロゾル生成装置のさらに別の実施例の構造の一部を示す断面図であり、本実施例の光収束レンズはフレネルレンズであり、当該フレネルレンズは、チャンバ４１１の底壁に位置し、かつ前記基材４１と一体的に成形され、このため、構造が比較的コンパクトであり、製造時に前記フレネルレンズを別途組み立てる必要がなく、製造効率は高い。
図１０および図１１を参照すると、図１０は、本出願に係るエアロゾル生成装置のさらに別の実施例の構造の一部を示す断面図であり、本実施例の基材４１は管状であり、かつ長手方向に延びる前記チャンバ４１１が形成され、その光収束レンズは、当該基材４１の内面に形成された、チャンバ４１１の長手方向に延びて設けられる突出する長尺状弧面を含み、すなわち、前記長尺状弧面は、前記チャンバの長手方向に沿って突出して延びるように設けられ、つまり、当該光収束レンズおよび前記基材４１は、一体的に成形され、かつ前記チャンバ４１１内に突設される。理解されるように、前記長尺状弧面の数および弧度は、必要に応じて設定することができる。実際の応用では、タバコ１０は通常長尺状であるので、タバコ１０を焼く際に両者がよくマッチし、タバコの外面のほとんどの領域は、収束した赤外線を取得できるため、エアロゾルを速く形成することができる。
本実施例では、前記エアロゾル生成装置は、第４の電極６４をさらに含み、前記基材４１は、両端が開口した管状であり、前記長尺状弧面の数は複数であり、複数の前記長尺状弧面は、前記チャンバ４１１の円周に沿って等間隔に設けられ、第３の電極６３および第４の電極６４は、いずれも環状であり、かつそれぞれ前記基材４１の対向する両端に嵌設され、前記赤外線放射層４２は、少なくとも一部が前記基材４１の外周面を取り囲んで設けられ、かつ前記第３の電極６３および第４の電極６４に電気的に接続され、このため、赤外線をできる限り前記タバコ１０に収束することができる。前記長尺状弧面が位置する円の中心は、前記基材４１の外周面にあり、前記長尺状弧面のアークハイトは０．０３－０．３ｍｍであり、このため、長尺状弧面をタバコ１０の外周面に当接させ、タバコをチャンバ４１１内で任意に揺れないようにすることができる。好ましくは、前記長尺状弧面のアークハイトは、０．０５－０．１ｍｍである。
長尺状弧面が前記チャンバ４１１の円周に沿って等間隔に設けられているため、長尺状弧面間には、タバコの変形空間として利用できる空間が形成され、それによって、タバコの出し入れが容易になるだけでなく、直径の異なるタバコ１０にも対応でき、互換性が向上する。理解されるように、一実施例では、前記光収束レンズは、当該基材４１の内面に形成された、チャンバ４１１の長手方向に沿って延びて設けられる凹んだ長尺状弧面を含む。
図１１から分かるように、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点からの赤外線が基材４１の内壁を透過すると、Ｂ点、Ｃ点からの赤外線は、光収束レンズの効果により、基材４１の内壁で屈折される。基材４１は、光密度が高い媒体であるため、基材４１の内壁から出た赤外線は、入射角よりも出射角が大きく、赤外線は収束される。
光収束レンズがない場合に比べて、基材４１上のＢ点とＣ点の間に同じ範囲の赤外線は、基材４１の内壁の光収束レンズの収束効果によってタバコ１０の外壁に照射された範囲が２０°から１６°に変化し、すなわち、同じ赤外線がより小さな範囲に収束される。つまり、同じエネルギーは、より小さな範囲に集中しており、このため、この局所的な温度の変化が速くなり、急速な昇温の効果が得られ、この部分のエアロゾル基質材料からエアロゾルがより速く発生し、全体的にはエアロゾルの発生速度が高くなる。
図１２は、本出願に係るエアロゾル生成装置のさらに別の実施例の構造の一部を示す断面図であり、本実施例の光収束機構４３は、チャンバ４１１内に位置する第１の光反射凹面である。具体的には、本実施例の基材４１は管状であり、前記赤外線放射層４２は、前記基材４１の側面に位置し、かつ前記基材４１の外周面を取り囲んで設けられる。当該第１の光反射凹面は、前記チャンバ４１１の底壁に位置し、かつ前記赤外線放射層４２から放射された光を前記エアロゾル基質材料に収束させるために使用される。本実施例では、前記チャンバ４１１の底壁の内面には、第１の光反射層４１２がメッキされ、第１の光反射層４１２は、銀、アルミニウムまたはそれらの合金などの材料で作成されてもよいが、ここでは特に限定されない。理解されるように、前記チャンバ４１１の底壁は、光反射材料で作られてもよい。好ましくは、前記第１の光反射凹面は、球面である。
図１３は、本出願に係るエアロゾル生成装置のさらに別の実施例の構造の一部を示す断面図であり、本実施例のエアロゾル生成装置は、断熱管７をさらに含み、前記断熱管７は、基材４１に嵌設され、チャンバ４１１に面する第２の光反射凹面７１を有し、前記第２の光反射凹面７１は、前記基材４１の外周面を取り囲んで設けられ、前記赤外線放射層４２が発生した赤外線を前記エアロゾル基質材料に収束させるために使用される。本実施例では、前記断熱管７の内面には、第２の光反射層７２がメッキされ、前記第２の光反射層７２は、銀、アルミニウムまたはそれらの合金などの材料で作成されてもよいが、ここでは特に限定されない。理解されるように、前記断熱管７は、光反射材料で作られてもよい。好ましくは、前記第２の光反射凹面７１は、球面である。
本実施例の基材４１は管状であり、前記基材４１の上端は開放端であり、下端は閉塞端である。当該基材４１の両端には、第３の電極６３および第４の電極６４が嵌設され、前記基材４１の下方には第２の電極６２が設けられ、前記第２の電極６２、第３の電極６３および第４の電極６４は、ワイヤを介して電池３に電気的に接続される。前記第３の電極６３および第４の電極６４は、いずれも前記基材４１と前記断熱管７との間に位置する。前記赤外線放射層４２は、第１の赤外線放射層４２１および第２の赤外線放射層４２２を含み、前記第１の赤外線放射層４２１は、前記基材４１の外面の下端に位置し、かつ前記第２の電極６２および前記第４の電極６４に電気的に接続される。前記第２の赤外線放射層４２２は、前記基材４１の側面に位置し、かつ前記第３の電極６３および前記第４の電極６４に電気的に接続され、前記第２の赤外線放射層４２２は、前記基材４１の側壁を取り囲んで設けられる。前記光収束レンズは、基材４１と一体的に成形され、かつ前記チャンバ４１１の底部に位置する。
図１４は、本出願に係るエアロゾル生成装置のさらに別の実施例の構造の一部を示す断面図であり、本実施例は、前の実施例の構造と同様に、前記基材４１は、前記チャンバ４１１に隣接する内面と、前記内面に対向して設けられた外面を含み、光収束レンズは、当該内面と外面の間に設けられ、前記外面は、前記基材４１の下端面を含む。その相違点として、本実施例の基材４１の下端面は、チャンバ４１１内に突出する弧面であり、第１の赤外線放射層４２１は、前記弧面に設けられる。具体的には、前記基材４１の底壁は、凹凸レンズである。
図１５は、本出願に係るエアロゾル生成装置のさらに別の実施例の構造の一部を示す断面図であり、本実施例は、前の実施例の構造と同様であり、その相違点として、本実施例の基材４１の下端面は、チャンバ４１１から離れて凹んだ弧面であり、第１の赤外線放射層４２１は、前記弧面に設けられる。具体的には、前記基材４１の底壁は、レンチキュラーレンズである。
図１６は、本出願に係るエアロゾル生成装置のさらに別の実施例の構造の一部を示す断面図であり、本実施例は、前の実施例の構造と同様であり、その相違点として、本実施例の基材４１の下端面は平面であり、前記基材４１の底壁はフレネルレンズである。
図１７は、本出願に係るエアロゾル生成装置のさらに別の実施例の構造の一部を示す断面図であり、本実施例は、先の実施例の構造と同様であり、その相違点として、本実施例の光収束機構４３は、チャンバ４１１内に位置する第１の光反射凹面を含む。具体的には、本実施例の基材４１は管状であり、当該第１の光反射凹面は、前記チャンバ４１１の底壁に位置し、赤外線放射層４２は、前記基材４１の側面に位置し、かつ前記基材４１の外周面を取り囲んで設けられる。本実施例では、前記チャンバ４１１の底壁の内面には、第３の光反射層４１３がメッキされ、前記第３の光反射層４１３は、銀、アルミニウムまたはそれらの合金などの材料で作成されてもよいが、ここでは特に限定されない。理解されるように、前記チャンバ４１１の底壁は、光反射材料で作られてもよい。
要約すると、まず、前記赤外線放射層４２が前記基材４１に設けられることにより、前記タバコを赤外線により加熱し、赤外線は、優れた材料透過性を有し、タバコの内部と外部を同時に加熱することができるため、エアロゾルの形成速度が速くなり、次に、前記発熱体４は、前記基材４１に位置する光収束機構４３をさらに含み、前記光収束機構４３は、前記赤外線を前記エアロゾル基質材料に収束させるために使用され、したがって、エネルギーを前記エアロゾル基質材料によりよく集中させることができ、よって、エネルギーの利用率を向上させるだけでなく、エアロゾルの形成速度をさらに向上させることができる。
なお、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 (20)
- 発熱体を含むエアロゾル生成装置であって、前記発熱体は、基材と、赤外線放射層と、少なくとも１つの光収束機構とを含み、前記基材は、エアロゾル基質材料を収容するためのチャンバを有し、前記赤外線放射層は、前記基材の表面に設けられ、前記チャンバ内に位置する前記エアロゾル基質材料を加熱するための赤外線を発生させるために使用され、前記少なくとも１つの光収束機構は、前記基材に接合され、前記赤外線を前記チャンバ内に収束させ、前記エアロゾル基質材料の少なくとも一部を加熱するように構成されることを特徴とする、エアロゾル生成装置。
- 前記光収束機構は、前記赤外線放射層と前記チャンバとの間に位置する光収束レンズを含み、前記赤外線放射層は、前記基材の前記チャンバから離れる側の表面に位置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。
- 前記光収束レンズは、前記チャンバの底部に位置し、前記赤外線放射層は、少なくとも一部が前記基材外面の下端面に位置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。
- 前記光収束レンズは、凸レンズまたは／およびフレネルレンズを含むことを特徴とする、請求項２または請求項３に記載のエアロゾル生成装置。
- 前記基材は、前記チャンバに隣接する内面と、前記内面に対向して設けられた外面とを有し、前記光収束レンズは、当該内面と外面との間に形成されることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載のエアロゾル生成装置。
- 前記内面または外面は、チャンバ内に突出するか、またはチャンバから離れて凹んだ弧面を含むことを特徴とする、請求項５に記載のエアロゾル生成装置。
- 前記赤外線放射層は第１の赤外線放射層を含み、前記第１の赤外線放射層は前記基材外面の下端面に位置し、
前記外面は、チャンバ内に突出するか、またはチャンバから離れて凹んだ弧面を含み、前記第１の赤外線放射層は、前記弧面に設けられることを特徴とする、請求項６に記載のエアロゾル生成装置。 - 前記基材は管状であり、かつ長手方向に延びる前記チャンバが形成され、前記光収束レンズは、前記基材の内面に設けられた、前記チャンバの長手方向に延びて設けられる突出するかまたは凹んだ長尺状弧面を含むことを特徴とする、請求項５に記載のエアロゾル生成装置。
- 前記長尺状弧面の数は複数であり、複数の前記長尺状弧面は、前記チャンバの円周に沿って等間隔に設けられ、前記赤外線放射層は、少なくとも一部が前記基材の外周面を取り囲んで設けられることを特徴とする、請求項８に記載のエアロゾル生成装置。
- 前記基材は円管状であり、前記長尺状弧面は、前記チャンバの長手方向に沿って突出して延びるように設けられ、前記長尺状弧面が位置する円の中心は、前記基材の外周面にあ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。
- 前記長尺状弧面のアークハイトは、０．０３ｍｍ～０．３ｍｍであ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。
- 前記光収束機構は、前記基材と一体的に成形され、または、前記光収束機構は、前記基材と干渉嵌合で接続されることを特徴とする、請求項１～請求項３のいずれか一つに記載のエアロゾル生成装置。
- 前記光収束機構は、前記チャンバ内に位置する第１の光反射凹面を含むことを特徴とする、請求項１～請求項３のいずれか一つに記載のエアロゾル生成装置。
- 前記基材は管状であり、前記第１の光反射凹面は前記チャンバの底壁に位置し、前記赤外線放射層は前記基材の側面に位置することを特徴とする、請求項１３に記載のエアロゾル生成装置。
- 前記赤外線放射層は、前記基材の外周面を取り囲んで設けられることを特徴とする、請求項１４に記載のエアロゾル生成装置。
- 前記エアロゾル生成装置は、断熱管をさらに含み、前記断熱管は、前記基材に嵌設され、前記断熱管は、前記チャンバに面する第２の光反射凹面を含み、前記第２の光反射凹面は、前記赤外線放射層が発生した赤外線を前記エアロゾル基質材料に収束させるために使用されることを特徴とする、請求項１～請求項３のいずれか一つに記載のエアロゾル生成装置。
- 前記基材は管状であり、前記基材の上端は開放端であり、前記基材の下端は閉塞端であり、前記赤外線放射層は、第２の赤外線放射層をさらに含み、前記第２の赤外線放射層は、前記基材の側面に位置することを特徴とする、請求項１６に記載のエアロゾル生成装置。
- 前記第２の赤外線放射層は、前記基材の側壁を取り囲んで設けられ、前記第２の光反射凹面は、前記基材の外周面を取り囲んで設けられることを特徴とする、請求項１７に記載のエアロゾル生成装置。
- 前記基材は管状であり、前記基材の上端は開放端であり、前記基材の下端は閉塞端であり、前記赤外線放射層は、少なくとも一部が前記基材の底面に位置し、前記エアロゾル生成装置は、第１の電極および第２の電極をさらに含み、前記第１の電極は、前記赤外線放射層の外周縁を取り囲んで設けられ、かつ前記赤外線放射層に電気的に接続され、前記第２の電極は、前記基材の底面における前記赤外線放射層のほぼ中心領域に対して弾性的に当接されることを特徴とする、請求項１～請求項３のいずれか一つに記載のエアロゾル生成装置。
- 前記エアロゾル生成装置は、前記基材に着脱可能に接続された支持部材をさらに含み、前記支持部材は、少なくとも一部が前記チャンバ内に延び、かつ前記光収束機構から所定距離をあけ、前記支持部材には、前記エアロゾル基質材料を配置するための配置溝を有することを特徴とする、請求項１～請求項３のいずれか一つに記載のエアロゾル生成装置。
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