JP2023512935A - 加熱アセンブリ及びこの加熱アセンブリを有するエアロゾル発生装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は加熱アセンブリ及びこの加熱アセンブリを有するエアロゾル発生装置を開示する。本発明の加熱アセンブリは、電気エネルギーを内部エネルギーに変換するための抵抗加熱素子を含み、前記抵抗加熱素子の内部および/または外部には第1電気絶縁基体が設けられ、前記第1電気絶縁基体および/または前記抵抗加熱素子の表面には、熱を受けて赤外線を外に発散するための赤外線層が設けられている。本発明のエアロゾル発生装置は、ハウジングを含み、前記ハウジング内に発煙媒体収容部と、前記加熱アセンブリと、前記加熱アセンブリに電力を供給するための電源とが設けられ、前記加熱アセンブリの前記抵抗加熱素子と、前記第1電気絶縁基体と、前記赤外線層とは、前記発煙媒体収容部の内部に共通に設けられている。本発明は加熱効率を高め、エネルギー消費を低減することができ、それによって電源の航続能力を高めることができる。【選択図】図１
Description
本発明は新型タバコの技術分野に属し、具体的には、加熱アセンブリ及びこの加熱アセンブリを有するエアロゾル発生装置に関する。
電気加熱低温タバコは新型タバコの現在の発展の重要な方向として、ヒーターは電気加熱低温タバコの重要な部品として、そのため、ヒーターの発熱効率の高低、加熱の均一性はすべて製品の喫煙食感と持続性に重要な影響を与える。しかし、従来技術では、ヒーターは一般的に熱効率が低く、発熱が不安定であり、寿命が短く、安定性が悪いという問題があった。
本発明の目的は、従来技術の不足点に対して、発熱効率を高め、エネルギー消費を低減することができる加熱アセンブリ及びこの加熱アセンブリを有するエアロゾル発生装置を提供することにある。
上記技術問題を解決するために、本発明は以下の技術方案を採用する：加熱アセンブリであって、電気エネルギーを内部エネルギーに変換するための抵抗加熱素子を含み、前記抵抗加熱素子の内部および/または外部には第1電気絶縁基体が設けられ、前記第1電気絶縁基体および/または前記抵抗加熱素子の表面には、熱を受けて赤外線を外に発散するための赤外線層が設けられている。
1つの具体的な実施例では、前記赤外線層は、炭化物、シリサイド、窒化物及び酸化物の少なくとも1種からなる。
1つの具体的な実施例では、前記第1電気絶縁基体は、炭化物、シリサイド、窒化物及び酸化物の少なくとも1種からなる。
1つの具体的な実施例では、前記赤外線層の表面には、熱を伝導する及び赤外線光を透過するための透光層が設けられている。
1つの具体的な実施例では、前記抵抗加熱素子の内部及び外部には、いずれも前記第1電気絶縁基体が設けられ、前記赤外線層は、前記抵抗加熱素子の外部及び/または内部に位置する前記第1電気絶縁基体の外面に設けられている。
1つの具体的な実施例では、前記抵抗加熱素子、前記第1電気絶縁基体及び前記赤外線層は、発煙媒体に挿入するために共通に用いられる。
1つの具体的な実施例では、前記抵抗加熱素子の内部には前記第1電気絶縁基体が設けられ、前記抵抗加熱素子の外面には前記赤外線層が設けられ、前記第1電気絶縁基体の外面にも前記赤外線層が設けられている。
1つの具体的な実施例では、前記加熱アセンブリは、第2電気絶縁基体と導電素子とを含み、前記第2電気絶縁基体は、前記第1電気絶縁基体の底部に設けられ、前記導電素子は、前記抵抗加熱素子の底部に設けられ、前記抵抗加熱素子と電気的に接続されている。
1つの具体的な実施例では、前記導電素子と前記抵抗加熱素子とは、前記第1電気絶縁基体と前記第2電気絶縁基体との間の位置に共通に設けられている。
1つの具体的な実施例では、前記導電素子の断面積は、前記抵抗加熱素子の断面積以上である。
1つの具体的な実施例では、前記抵抗加熱素子と前記導電素子は同じ材料で作製され、前記導電素子の抵抗は前記抵抗加熱素子の抵抗より小さい。
1つの具体的な実施例では、前記抵抗加熱素子と前記導電素子は、いずれも、セラミックス、金属または合金からなる。
1つの具体的な実施例では、前記抵抗加熱素子及び前記導電素子は、いずれも、ニッケルクロム合金、白金、白金合金、タングステン、ニッケルクロム鉄合金または金属セラミックス化合物からなる。
1つの具体的な実施例では、前記抵抗加熱素子と前記導電素子はそれぞれ異なる材料で作製され、前記導電素子の抵抗率は前記抵抗加熱素子の抵抗率よりも小さい。
1つの具体的な実施例では、前記抵抗加熱素子は、ニッケルクロム合金、白金、白金合金、タングステン、ニッケルクロム鉄合金または金属セラミックス化合物からなり、前記導電素子は、金、銀、銅、金合金、銀合金、銅合金または超伝導体材料からなる。
1つの具体的な実施例では、前記加熱アセンブリは、前記第2電気絶縁基体及び/または前記導電素子に接続されたベースをさらに含み、前記ベースは、前記加熱アセンブリをエアロゾル発生装置内に固定するためのものである。
1つの具体的な実施例では、前記加熱アセンブリは、複数の電極をさらに含み、複数の前記電極は、いずれも、前記導電素子の底部に設けられ、外部電源を接続するために設けられている。
1つの具体的な実施例では、前記抵抗加熱素子、前記第1電気絶縁基体及び前記赤外線層の断面は、円形、楕円形、正方形、長方形また多角形に共通に設けられている。
1つの具体的な実施例では、前記加熱アセンブリの頂部は、テーパ端または先端に設けられている。
エアロゾル発生装置であって、ハウジングを含み、前記ハウジング内に発煙媒体収容部と、前記加熱アセンブリと、前記加熱アセンブリに電力を供給するための電源とが設けられ、前記加熱アセンブリの前記抵抗加熱素子と、前記第1電気絶縁基体と、前記赤外線層とは、前記発煙媒体収容部の内部に共通に設けられている。
1つの具体的な実施例では、前記ハウジング内には、前記加熱アセンブリの発熱電力を制御する制御部が設けられている。
従来技術と比較して、本発明の有益な効果は以下の通りである。
1、本発明の加熱アセンブリは抵抗加熱素子と赤外線層を設置し、同時に加熱アセンブリの熱伝導加熱と放射加熱を実現することができ、それによって加熱効率を著しく高め、エネルギー消費を下げ、電源の航続能力を強化することができ、そして発煙媒体をより均一に加熱することができ、加熱効果が良い。
2、本発明の加熱アセンブリの第1電気絶縁基体は、炭化物、シリサイド、窒化物及び酸化物の少なくとも1種を用いて製造され、加熱アセンブリの加熱効率と加熱効果をさらに高めることができる。
3、本発明の加熱アセンブリは透光層を設けられ、加熱アセンブリの表面の滑らかさと製品の寿命を維持することができる。
4、本発明の導電素子の断面積は抵抗加熱素子の断面積以上であり、熱を抵抗加熱素子から発生させ、エネルギー損失を防止することができ、同時に加熱アセンブリ全体の耐折強度を高めることができる。
5、本発明の加熱アセンブリはさらにベースを含み、加熱アセンブリをエアロゾル発生装置内に迅速に固定することができる。
6、本発明の加熱アセンブリの頂部はテーパ端または先端に設けられ、発煙媒体の内部への挿入を容易にすることができる。
7、本発明のエアロゾル発生装置は加熱アセンブリを含み、加熱効率を著しく向上させ、エネルギー消費を低下させ、電源の航続能力を増強することができ、そして発煙媒体をより均一に加熱することができ、加熱効果が良い。
8、本発明のエアロゾル発生装置は制御部を設けられ、加熱アセンブリの発熱電力を制御することができ、それにより加熱アセンブリの温度をリアルタイムに制御することができ、加熱アセンブリの温度をリアルタイムに適切な温度に維持して発煙媒体を加熱し、発煙媒体が過度に加熱されたり、十分に加熱されなかったりすることを防止し、発煙媒体の煙霧が喫煙に適した状態になり、ユーザーは良い体験をすることができる。
ここで、100-加熱アセンブリ、1-抵抗加熱素子、2-第1電気絶縁基体、3-赤外線層、4-第2電気絶縁基体、5-導電素子、6-電極、7-ベース、8-発煙媒体、9-ハウジング、10-発煙媒体収容部、11-電源、12-制御部。
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいてさらに説明する。
図1～6に示すように、本発明の加熱アセンブリ100は、電気エネルギーを内部エネルギーに変換するための抵抗加熱素子1を含み、抵抗加熱素子1の内部及び/または外部に第1電気絶縁基体2が設けられ、第1電気絶縁基体2及び/または抵抗加熱素子1の表面には、熱を受けて赤外線を外に発散するための赤外線層3（図2、図5に示す）が設けられている。使用時、電流が抵抗加熱素子1を通過すると、抵抗加熱素子1は熱を発生し、発生した熱は第1電気絶縁基体2に伝導し、赤外線層3が熱を受けて赤外線波を発生させ、加熱アセンブリ100の伝導加熱と放射加熱を実現することができ、加熱効率が高く、加熱効果が良い。
1つの具体的な実施例では、赤外線層3は、炭化物、シリサイド、窒化物及び酸化物の少なくとも1種からなる。
1つの具体的な実施例では、第1電気絶縁基体は、炭化物、シリサイド、窒化物及び酸化物の少なくとも1種からなり、加熱アセンブリ100の加熱効率及び加熱効果をさらに高めることができる。
1つの具体的な実施例では、赤外線層3及び/または第1の第1電気絶縁基体2は、1～25ミクロン帯域の赤外線波を発生することができる。
1つの具体的な実施例では、赤外線層3の表面には、熱を伝導する及び赤外線光を透過するための透光層が設けられており、加熱アセンブリ100の表面の滑らかさと製品の寿命を維持することができる。
1つの具体的な実施例では、図1、図2に示すように、抵抗加熱素子1の内部及び外部には、いずれも第1電気絶縁基体2が設けられ、赤外線層3は、抵抗加熱素子1の外部に位置する第1電気絶縁基体2の外面に設けられており、加熱効率が高く、加熱効果が良い。また、抵抗加熱素子1の内部に位置する第1電気絶縁基体2、抵抗加熱素子1及び抵抗加熱素子1の外部に位置する第1電気絶縁基体2は、並列配置されており、構造が美しく、使い勝手がよい。
1つの具体的な実施例では、抵抗加熱素子1と第1電気絶縁基体2とは、一体的に設けられている。
1つの具体的な実施例では、抵抗加熱素子1と第1電気絶縁基体2とは、別体で設けられている。
1つの具体的な実施例では、図4、図5に示すように、抵抗加熱素子1の内部には、第1電気絶縁基体2が設けられている。抵抗加熱素子1の外面には赤外線層3が設けられ、第1電気絶縁基体2の外面にも赤外線層3が設けられており、加熱効率が高く、加熱効果が良い。また、抵抗加熱素子1と第1電気絶縁基体2とは並列配置されており、構造が美しく、使い勝手がよい。
1つの具体的な実施例では、図1～6に示すように、加熱アセンブリ100は第2電気絶縁基体4と導電素子5とを含む。ここで、第2電気絶縁基体4は、第1電気絶縁基体2の底部に設けられ、導電素子5は、抵抗加熱素子1の底部に設けられ、抵抗加熱素子1と電気的に接続されている。
1つの具体的な実施例では、図1、図3に示すように、導電素子5と抵抗加熱素子1とは、第1電気絶縁基体2と第2電気絶縁基体4との間の位置に共通に設けられている。
1つの具体的な実施例では、図4に示すように、導電素子5の断面積は抵抗加熱素子1の断面積と等しい。
1つの具体的な実施例では、抵抗加熱素子1と導電素子5は同じ材料で作製されており、導電素子5の抵抗は抵抗加熱素子1の抵抗よりも小さい。
1つの具体的な実施例では、抵抗加熱素子1及び導電素子5は、いずれも、セラミックス、金属または合金からなる。
1つの具体的な実施例では、抵抗加熱素子1及び導電素子5は、いずれも、ニッケルクロム合金、白金、白金合金、タングステン、ニッケルクロム鉄合金または金属セラミックス化合物からなる。
1つの具体的な実施例では、抵抗加熱素子1と導電素子5はそれぞれ異なる材料で作製され、導電素子5の抵抗率は抵抗加熱素子1の抵抗率よりも小さい。
1つの具体的な実施例では、抵抗加熱素子1は、ニッケルクロム合金、白金、白金合金、タングステン、ニッケルクロム鉄合金及び金属セラミックス化合物の少なくとも1種を用いて作製される。導電素子5は、金、銀、銅、金合金、銀合金、銅合金及び超伝導体材料の少なくとも1種を用いて作製される。
1つの具体的な実施例では、図1、図3、図6に示すように、導電素子5の断面積は抵抗加熱素子1の断面積以上である。抵抗加熱素子1と導電素子5とが同じ材料で作製されている場合、導電素子5の断面積は抵抗加熱素子1の断面積よりも大きく、熱が主に抵抗加熱素子1によって発生するように導電素子5の抵抗値を下げることができる。同時に、導電素子5の耐折強度は第2電気絶縁基体4の耐折強度よりも高く、加熱アセンブリ全体の耐折強度を高めることができる。抵抗加熱素子1と導電素子5とがそれぞれ異なる材料で作製されている場合、導電素子5の断面積は抵抗加熱素子1の断面積以上であり、導電素子5の抵抗率は抵抗加熱素子1の抵抗率よりも小さい、導電素子5の抵抗値を低下させることができ、熱が主に抵抗加熱素子1によって発生するようにすることができる。
1つの具体的な実施例では、第2電気絶縁基体4と導電素子5とは、一体的に設けられている。
1つの具体的な実施例では、第2電気絶縁基体4と導電素子5とは、別体で設けられている。
1つの具体的な実施例では、図1、図3、図4に示すように、加熱アセンブリ100は、複数の電極6をさらに含む。複数の電極6は、いずれも、導電素子5の底部に設けられ、外部電源を接続するために設けられている。
1つの具体的な実施例では、図3、図4に示すように、加熱アセンブリ100は、第2電気絶縁基体4及び/または導電素子5に接続されたベース7をさらに含み、ベース7は、加熱アセンブリ100をエアロゾル発生装置内に固定するためのものである。
1つの具体的な実施例では、抵抗加熱素子1、第1電気絶縁基体2及び赤外線層3は、発煙媒体8（図7に示す）に挿入するために共通に用いられ、発煙媒体8を加熱することができ、しかも加熱効率が高く、加熱効果が良い。
1つの具体的な実施例では、抵抗加熱素子1、第1電気絶縁基体2及び赤外線層3の断面は、円形、楕円形、正方形、長方形または多角形に共通に設けられている。
1つの具体的な実施例では、図1、図3、図4に示すように、加熱アセンブリ100の頂部は、テーパ端または先端に設けられ、発煙媒体8の内部への挿入を容易にすることができる。
図7に示すように、本発明のエアロゾル発生装置は、ハウジング9を含み、ハウジング内に発煙媒体収容部10と、加熱アセンブリ100と、加熱アセンブリ100に電力を供給するための電源11とが設けられ、抵抗加熱素子1と、第1電気絶縁基体2と、赤外線層3とは、発煙媒体収容部10の内部に共通に設けられ、発煙媒体8を加熱するために用いることができ、加熱効率が高く、かつ加熱効果が良い。
1つの具体的な実施例では、ハウジング9内には、加熱アセンブリ100の発熱電力を制御する制御部12が設けられている。具体的には、制御部12は、電源11の加熱アセンブリ100への電力供給を制御し、電源11の加熱アセンブリ100への電力出力を制御することができ、加熱アセンブリ100の温度をリアルタイムに適切な温度（例えば、150～350℃）に保持して発煙媒体8を加熱するように加熱アセンブリ100の温度をリアルタイムに制御ことができ、発煙媒体8の過度の加熱または不十分な加熱が防止され、発煙媒体8の煙霧が喫煙に適した状態になる。
図8に示すように、本発明のエアロゾル発生装置は、非赤外線加熱アセンブリ100を有する熱効率と比較して、同じ霧化量C1（煙霧放出濃度、単位はミリグラム／口）の場合、本発明の加熱アセンブリ100に必要な温度は（単位は摂氏度）T2であり、非赤外線加熱アセンブリ100に必要な温度はT1（単位は摂氏度）であり、T2はT1より小さく、本発明の加熱アセンブリ100は比較的低い温度で、比較的に良い霧化効果を発生することができることを表明した。
本出願の保護範囲は上記の実施例に限定されるものではなく、当業者は本出願の範囲と精神から逸脱することなく、本出願に対して様々な変更と変形を行うことができることは明らかである。これらの変更と変形が本願の請求項及びそれらと同等の技術の範囲に属する場合、本出願の意図もこれらの変更と変形を含む。
Claims (20)
- 電気エネルギーを内部エネルギーに変換するための抵抗加熱素子を含み、前記抵抗加熱素子の内部および/または外部には第1電気絶縁基体が設けられ、前記第1電気絶縁基体および/または前記抵抗加熱素子の表面には、熱を受けて赤外線を外に発散するための赤外線層が設けられていることを特徴とする加熱アセンブリ。
- 前記赤外線層は、炭化物、シリサイド、窒化物及び酸化物の少なくとも1種からなることを特徴とする請求項1に記載の加熱アセンブリ。
- 前記第1電気絶縁基体は、炭化物、シリサイド、窒化物及び酸化物の少なくとも1種からなることを特徴とする請求項1に記載の加熱アセンブリ。
- 前記赤外線層の表面には、熱を伝導する及び赤外線光を透過するための透光層が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の加熱アセンブリ。
- 前記抵抗加熱素子の内部及び外部には、いずれも前記第1電気絶縁基体が設けられ、前記赤外線層は、前記抵抗加熱素子の外部及び/または内部に位置する前記第1電気絶縁基体の外面に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の加熱アセンブリ。
- 前記抵抗加熱素子、前記第1電気絶縁基体及び前記赤外線層は、発煙媒体に挿入するために共通に用いられることを特徴とする請求項1に記載の加熱アセンブリ。
- 前記抵抗加熱素子の内部には前記第1電気絶縁基体が設けられ、前記抵抗加熱素子の外面には前記赤外線層が設けられ、前記第1電気絶縁基体の外面にも前記赤外線層が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の加熱アセンブリ。
- 前記加熱アセンブリは、第2電気絶縁基体と導電素子とを含み、前記第2電気絶縁基体は、前記第1電気絶縁基体の底部に設けられ、前記導電素子は、前記抵抗加熱素子の底部に設けられ、前記抵抗加熱素子と電気的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の加熱アセンブリ。
- 前記導電素子と前記抵抗加熱素子とは、前記第1電気絶縁基体と前記第2電気絶縁基体との間の位置に共通に設けられていることを特徴とする請求項8に記載の加熱アセンブリ。
- 前記導電素子の断面積は、前記抵抗加熱素子の断面積以上であることを特徴とする請求項8に記載の加熱アセンブリ。
- 前記抵抗加熱素子と前記導電素子は同じ材料で作製され、前記導電素子の抵抗は前記抵抗加熱素子の抵抗より小さいことを特徴とする請求項8に記載の加熱アセンブリ。
- 前記抵抗加熱素子と前記導電素子は、いずれも、セラミックス、金属または合金からなることを特徴とする請求項11に記載の加熱アセンブリ。
- 前記抵抗加熱素子及び前記導電素子は、いずれも、ニッケルクロム合金、白金、白金合金、タングステン、ニッケルクロム鉄合金または金属セラミックス化合物からなることを特徴とする請求項12に記載の加熱アセンブリ。
- 前記抵抗加熱素子と前記導電素子はそれぞれ異なる材料で作製され、前記導電素子の抵抗率は前記抵抗加熱素子の抵抗率よりも小さいことを特徴とする請求項8に記載の加熱アセンブリ。
- 前記抵抗加熱素子は、ニッケルクロム合金、白金、白金合金、タングステン、ニッケルクロム鉄合金または金属セラミックス化合物からなり、前記導電素子は、金、銀、銅、金合金、銀合金、銅合金または超伝導体材料からなることを特徴とする請求項14に記載の加熱アセンブリ。
- 前記加熱アセンブリは、前記第2電気絶縁基体及び/または前記導電素子に接続されたベースをさらに含み、前記ベースは、前記加熱アセンブリをエアロゾル発生装置内に固定するためのものであることを特徴とする請求項8に記載の加熱アセンブリ。
- 前記加熱アセンブリは、複数の電極をさらに含み、複数の前記電極は、いずれも、前記導電素子の底部に設けられ、外部電源を接続するために設けられていることを特徴とする請求項8に記載の加熱アセンブリ。
- 前記抵抗加熱素子、前記第1電気絶縁基体及び前記赤外線層の断面は、円形、楕円形、正方形、長方形または多角形に共通に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の加熱アセンブリ。
- 前記加熱アセンブリの頂部は、テーパ端または先端に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の加熱アセンブリ。
- ハウジングを含み、前記ハウジング内に発煙媒体収容部と、請求項1~19のいずれかに記載の加熱アセンブリと、前記加熱アセンブリに電力を供給するための電源とが設けられ、前記加熱アセンブリの前記抵抗加熱素子と、前記第1電気絶縁基体と、前記赤外線層とは、前記発煙媒体収容部の内部に共通に設けられていることを特徴とするエアロゾル発生装置。
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