JP2023519985A - 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、ハウジング（１０）内には、開口端（４１ａ）と閉鎖端（４１ｂ）を含む断熱筒（４１）が設けられ、断熱筒（４１）内には管状支持体（４２）が設けられ、支持体（４２）の管状中空はチャンバ（４２ａ）を形成し、吸引可能な材料（Ａ）は、開口端（４１ａ）を通してチャンバ内に収容されるか、またはチャンバ（４２ａ）から取り外すことができ、ヒータ（４４）は、チャンバの軸方向に沿って延びるピンまたはブレード状を呈し、支持体（４２）と断熱筒（４１）との間には、熱伝導を低減するための第１の空気媒体層が形成され、空気流路は、第１の空気媒体層において閉鎖端（４１ｂ）に沿って開口端（４１ａ）に向かって延びる第１の部分と、チャンバ（４２ａ）において開口端（４１ａ）に沿って閉鎖端（４１ｂ）に向かって延びる第２の部分とを含む。上記エアロゾル生成装置では、加熱機構（４０）とハウジング（１０）内の空間とは断熱筒（４１）で分離され、かつ気流通過構造により、ハウジング（１０）内の空気は断熱筒（４１）に入り、往復して還流した後引き離され、拡散した熱をできるだけ回収し、これにより、熱利用率を向上させると同時にハウジング（１０）の表面温度を下げることができる。【選択図】図４

Description

本出願は、２０２０年０３月３０日に中国特許局に提出された、実用新案の名称が「エアロゾル生成装置」の中国特許出願第２０２０２０４３７１９５７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（例えば、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、タバコ葉類製品や、ニコチンを含んでも含まなくてもよい他の非タバコ葉類製品であってもよい。別の例として、ヒータによってタバコ製品を加熱することで、それに化合物を放出させてエアロゾルを生成する加熱装置が存在する。例えば、公知技術の特許２０１６８００４９８７４．３号には、電磁誘導式発熱型のヒータによってタバコ製品を加熱する加熱装置が提案されている。以上の既存装置の使用時に、ヒータからの熱は、径方向に沿って外側に放射されるか、または装置のケースに伝達され、その結果、ケースの温度が上昇する。

従来技術におけるエアロゾル生成装置のケースの温度が上昇するという課題を解決するために、本出願の実施例は、ケースの温度の上昇を防止するエアロゾル生成装置を提供する。

以上より、本出願は、ハウジングを備える、吸引可能な材料を加熱して吸い込み用のエアロゾルを生成するためのエアロゾル生成装置を提供し、前記ハウジング内には開口端と閉鎖端を含む断熱筒が設けられ、前記断熱筒内には、
前記断熱筒の軸方向に沿って延びる管状に構成された支持体であって、前記支持体の管状中空の少なくとも一部がチャンバを形成し、吸引可能な材料は、前記開口端を通して前記チャンバに少なくとも部分的に収容されるか、または前記チャンバから取り外すことができる支持体と、
少なくとも一部が前記チャンバの軸方向に沿って延びるピンまたはブレード状に構成されるヒータであって、
前記支持体と断熱筒の間に一定の間隔が保持され、前記チャンバを囲む第１の空気媒体層を形成し、前記第１の空気媒体層は、前記ヒータが発生した熱の径方向に沿った外側への伝導を低減するように構成されるヒータと、
少なくとも一部が前記第１の空気媒体層において前記閉鎖端から開口端に向かって延びる第１の部分と、前記チャンバにおいて前記開口端から閉鎖端に向かって延びる第２の部分とを含む空気流路と、が設けられる。

好ましい実施形態において、前記支持体は、開口端に近接する箇所に空気孔が設けられ、前記第１の部分と第２の部分は、前記空気孔を介して前記断熱筒内の開口端に近接する位置で合流する。

好ましい実施形態において、前記ヒータは、変化する磁場が通過すると発熱し、さらに吸引可能な材料を加熱するレセプタである。

好ましい実施形態において、前記チャンバの軸方向に沿って延びる筒状に構成された抽出器をさらに含み、吸引可能な材料は、当該抽出器の保持によって前記開口端を通して前記チャンバ内に少なくとも部分的に収容されるか、または前記チャンバから取り外され、
前記第２の部分は、前記チャンバの径方向に沿って前記抽出器の外面と支持体の内面との間に延びるように構成される。

好ましい実施形態において、前記空気流路は、前記抽出器内において前記閉鎖端から開口端に向かって延びる第３の部分をさらに含む。

好ましい実施形態において、前記第３の部分と第２の部分は、前記チャンバの閉鎖端に近接する部分で合流する。

好ましい実施形態において、前記断熱筒には、閉鎖端に近接して設けられた吸気孔が設けられ、前記第１の部分は当該吸気孔と気流連通し、かつ前記断熱筒は、外部空気が前記吸気孔だけから前記断熱筒内に入れるように構成される。

好ましい実施形態において、前記断熱筒は、使用時に、前記断熱筒内の空気またはエアロゾルが前記開口端以外の手段を介して出ることを防止するように構成される。

好ましい実施形態において、前記断熱筒には、径方向に沿って外側に延びる保持部がさらに設けられ、かつ当該保持部を介して前記ハウジング内に安定的に保持される。

好ましい実施形態において、前記断熱筒は、前記ハウジングとの間に径方向に沿って一定の間隔が保持されて第２の空気媒体層を形成し、前記第２の空気媒体層は、前記ヒータが発生した熱の前記ハウジングへの伝導を低減するように構成される。

上記のエアロゾル生成装置では、加熱機構部とハウジング内の空間とは断熱筒で分離され、かつ気流通過構造により、ハウジング内の空気は断熱筒に入り、往復して還流した後引き離され、拡散した熱をできるだけ回収し、これにより、熱利用率を向上させると同時にハウジングの表面温度を下げることができる。また、断熱筒の設計により、空気が一方向にしか流れないため、加熱部分とハウジング内の空気の対流が防がれ、熱の対流拡散が効果的に抑制される。

１つ以上の実施例は、それに対応する図面によって例示的に説明されており、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を示す模式図である。 図１に示すエアロゾル生成装置の別の状態を示す模式図である。 図２に示すエアロゾル生成装置の使用状態を示す模式図である。 図３に示すエアロゾル生成装置の断面模式図である。 図４における加熱機構を示す模式図である。 図５に示す加熱機構の組立前の各部分の分解模式図である。 抽出器が吸引可能な材料を抽出する様子を示す模式図である。 図７における抽出器が吸引可能な材料を抽出する様子を示す断面図である。 図４に記載のエアロゾル生成装置の吸引における気流経路を示す模式図である。

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、さらに、吸引可能な材料の少なくとも１つの成分を揮発させまたは放出し、吸い込み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。

好ましい実施形態では、エアロゾル生成装置による吸引可能な材料の加熱は、電磁誘導式発熱の形式で行われ、例えば、磁場発生装置を利用して変化する磁場を形成し、磁場中にあるレセプタが渦電流効果を発生させて発熱させるように誘導し、さらに、吸引可能な材料を加熱して少なくとも１つの揮発成分を揮発させ、吸い込み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ー図３を参照でき、装置の外形全体は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、
内部が中空の構造であり、さらに誘導加熱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の長さ方向に沿った上端部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３から分かるように、上部カバー２０には、幅方向に延びるスロット２１と、開口２２とが設けられ、スロット２１内には、スロットの延び方向にスライドして開口を開閉する可動カバー３０が設けられる。使用時に、吸引可能な材料Ａは、当該開口２２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２２を介してハウジング１０から取り外すことができる。

さらに図４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５０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５１と、が設けられる。

吸引可能な材料Ａを加熱するために、ハウジング１０内には加熱機構４０が設けられ、加熱機構４０の組立後の形態および構造は図５を参照でき、加熱機構４０全体は、組み込まれた後、上端が開口する筒状構造となり、かつハウジング１０の長さ方向に沿ってハウジング１０内に取り付けられ、吸引可能な材料Ａを受け入れて加熱するために使用される。

具体的には、加熱機構４０は、断熱筒４１と、支持体４２と、誘導コイル４３と、ヒータとを含む。

径方向に沿って外層に位置する断熱筒４１は、開口端４１ａと閉鎖端４１ｂを有し、開口端４１ａと閉鎖端４１ｂはそれぞれ、断熱筒４１の両端に位置する。断熱筒４１は、ＰＥＥＫ、セラミックスなどの熱伝導率の比較的低い材料から作製することが好ましく、実施中、ハウジング１０の内壁と断熱筒４１との間に、空気を媒体として残す一定の間隔が保持され、さらに空気の低い熱伝導率を利用して外部への熱伝導を低減する。

径方向に沿って断熱筒４１内に位置する支持体４２は、断熱筒４１の長さ方向に沿って延びる管状に構成され、その内部の管状中空の少なくとも一部が吸引可能な材料Ａを収容するためのチャンバ４２ａを形成し、同様に、支持体４２と断熱筒４１との間にも、空気を媒体として残し、第１の空気媒体層を形成するための一定の間隔が保持され、それによって、空気の低い熱伝導率を利用して外部への熱伝導をさらに低減する。

誘導コイル４３は、支持体４２の外に取り付けられ、かつ支持体４２の軸方向に沿って延びる螺旋状を呈し、交番電流を供給する時に交番磁場を発生させるために使用される。

ヒータは、少なくとも一部が支持体４２の軸方向に沿ってチャンバ内に延びるピンまたはブレード状に構成される。いくつかの実施例では、ヒータは、誘導コイル４３が発生する交番磁場が通過すると発熱可能なレセプタ４４であり、吸引可能な材料Ａがチャンバ内に収容される場合、吸引可能な材料Ａ内に挿入されて加熱を行うために使用される。

さらに図４、図７および図８に示すように、使用時に吸引可能な材料Ａの抽出を容易にするために、上部カバー２０には加熱機構４０に向かって延びる抽出器２３がさらに設けられ、ここで、当該抽出器２３は、長さ方向に沿って延びる筒状に構成され、使用時に、吸引可能な材料Ａは、当該抽出器２３内に保持され、加熱機構４０の上端の開口部から支持体４２のチャンバ内に延在し、吸引終了後、上部カバー２０を上向きに抜き取るだけで、吸引可能な材料Ａは、抽出器２３に保持される状態で取り出すことができる。もちろん、実施中、抽出器２３の下端にはレセプタ４４を貫入するためのアイレット２３１が設けられ、それによって、使用時に、レセプタ４４は、当該アイレット２３１を通過して、抽出器２３に保持される吸引可能な材料Ａ内に貫入されて加熱を行うことができる。

さらに図５および図６に示すように、断熱筒４１は、長さ方向に沿って対向する上端４１０および下端４２０を有し、ここで、上端４１０は、抽出器２３を貫入するための開口４１３を有し、下端は閉鎖され、また、使用中の気密性を維持するために、開口４１３内には、抽出器２３を貫入すると抽出器２３の外壁に柔軟に貼り合わせ、当該開口４１３からの内部空気またはエアロゾルの脱出、および当該開口４１３からの外部空気の進入を防止するためのシリコンリング４６が設けられる。

さらに気流の設計では、断熱筒４１の下端４２０に近接する位置に第１の空気孔４１１が設けられ、当該第１の空気孔４１１は、ハウジング１０上の通気隙間または吸気孔などの構造と気流連通し、それによって、吸引中では外部空気は当該第１の空気孔４１１を通じてのみ加熱機構４０に進入することができる。

支持体４２には、断熱筒４１の上端４１０に近接する位置において第２の空気孔４２１が設けられ、それによって、第１の空気孔４１１から入った空気は、当該第２の空気孔４２１を通じてのみ支持体４２のチャンバ内に進入することができる。

吸引中での気流の経路は、図９に示すように、第１の空気孔４１１から断熱筒４１に入った後、断熱筒４１と支持体４２との間の空気層で上向きに第２の空気孔４２１に流動して支持体４２内に入り、その後、さらに第２の空気孔４２１から下向きにチャンバの底部に移動し、かつレセプタ３０と抽出器２３のアイレット２３１との間の隙間を経由して吸引可能な材料Ａに入り、最後に使用者によって吸引されるということである。

図６に示す好ましい実施形態では、支持体４２内には、レセプタ４４の温度を感知するための温度センサ４４１がさらに設けられ、当該温度センサ４４１は、レセプタ４４の底部に当接するように取り付けられ、また、支持体４２内には、さらに柔軟なシリコーンシート４４２が設けられ、弾力を付与して温度センサ４４１とレセプタ４４を常に緊密に当接させ、ガタによる隙間が温度測定の精度に影響を与えることを防止するために用いられる。

また、支持体４２の下端には、支持体４２の下端を閉鎖するとともに、上記レセプタ４４、温度センサ４４１、柔軟なシリコーンシート４４２を、支持体４２内に安定的に封入できるように支持するためのエンドキャップ４５がさらに設けられる。

図６に示す好ましい実施形態では、断熱筒４１には、径方向に沿って外側に延びる接続部４１２がさらに設けられ、使用時には、当該接続部４１２と協働する当接材やクランプ部材などの保持構造をハウジング１０内に設けることで、加熱機構４０をハウジング１０内に保持する。

また、断熱筒４１の下端４２０に近接する箇所にはさらに、外面に突出したシリコンリング４７が少なくとも一つ設けられ、断熱筒４１の取り付けを容易にするために、シリコンリング４７の取り付けを補助するための取付溝４１４が対応して設けられ、かつ図６から分かるように、シリコンリング４７はそれぞれ第１の空気孔４１１の上側と下側に設けられ、使用中に、柔軟な支持により、組立後に第１の空気孔４１１とハウジング１０の内壁との隙間が遮断されないように保持され、それによって、さらに、空気を順調に入れることができる。

実施中の実データに基づき、上記断熱筒４１を備えた加熱機構４０と、断熱筒４１を備えない加熱装置との吸引の比較試験を行ったところ、上記断熱筒４１を備えたエアロゾル生成装置では、３枚目のタバコが連続して吸い込まれた場合、温度はケースの最高温度より５～１３℃低減することができる。

上記のエアロゾル生成装置では、加熱機構部とハウジング内の空間とは断熱筒で分離され、かつ気流通過構造により、ハウジング内の空気は断熱筒に入り、往復して還流した後引き離され、拡散した熱をできるだけ回収し、これにより、熱利用率を向上させると同時にハウジングの表面温度を下げることができる。また、断熱筒の設計により、空気が一方向にしか流れないため、加熱部分とハウジング内の空気の対流が防がれ、熱の対流拡散が効果的に抑制される。

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示したが、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、当業者であれば、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 (10)

1. ハウジングを備える、吸引可能な材料を加熱して吸い込み用のエアロゾルを生成するためのエアロゾル生成装置であって、前記ハウジング内には開口端と閉鎖端を含む断熱筒が設けられ、前記断熱筒内には、
   前記断熱筒の軸方向に沿って延びる管状に構成された支持体であって、前記支持体の管状中空の少なくとも一部がチャンバを形成し、吸引可能な材料は、前記開口端を通して前記チャンバに少なくとも部分的に収容されるか、または前記チャンバから取り外すことができる支持体と、
   少なくとも一部が前記チャンバの軸方向に沿って延びるピンまたはブレード状に構成されるヒータであって、
   前記支持体と断熱筒の間に一定の間隔が保持され、前記チャンバを囲む第１の空気媒体層を形成し、前記第１の空気媒体層は、前記ヒータが発生した熱の径方向に沿った外側への伝導を低減するように構成されるヒータと、
   少なくとも一部が前記第１の空気媒体層において前記閉鎖端から開口端に向かって延びる第１の部分と、前記チャンバにおいて前記開口端から閉鎖端に向かって延びる第２の部分とを含む空気流路と、が設けられることを特徴とする、エアロゾル生成装置。
2. 前記支持体は、開口端に近接する箇所に空気孔が設けられ、前記第１の部分と第２の部分は、前記空気孔を介して前記断熱筒内の開口端に近接する位置で合流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. 前記ヒータは、変化する磁場が通過すると発熱し、さらに吸引可能な材料を加熱するレセプタであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のエアロゾル生成装置。
4. 前記チャンバの軸方向に沿って延びる筒状に構成された抽出器をさらに含み、吸引可能な材料は、当該抽出器の保持によって前記開口端を通して前記チャンバ内に少なくとも部分的に収容されるか、または前記チャンバから取り外され、
   前記第２の部分は、前記チャンバの径方向に沿って前記抽出器の外面と支持体の内面との間に延びるように構成されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のエアロゾル生成装置。
5. 前記空気流路は、前記抽出器内において前記閉鎖端から開口端に向かって延びる第３の部分をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載のエアロゾル生成装置。
6. 前記第３の部分と第２の部分は、前記チャンバの閉鎖端に近接する部分で合流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. 前記断熱筒には、閉鎖端に近接して設けられた吸気孔が設けられ、前記第１の部分は当該吸気孔と気流連通し、かつ前記断熱筒は、外部空気が前記吸気孔だけから前記断熱筒内に入れるように構成されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のエアロゾル生成装置。
8. 前記断熱筒は、使用時に、前記断熱筒内の空気またはエアロゾルが前記開口端以外の手段を介して出ることを防止するように構成されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のエアロゾル生成装置。
9. 前記断熱筒には、径方向に沿って外側に延びる保持部がさらに設けられ、かつ当該保持部を介して前記ハウジング内に安定的に保持されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のエアロゾル生成装置。
10. 前記断熱筒は、前記ハウジングとの間に径方向に沿って一定の間隔が保持されて第２の空気媒体層を形成し、前記第２の空気媒体層は、前記ヒータが発生した熱の前記ハウジングへの伝導を低減するように構成されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のエアロゾル生成装置。
    

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