JP2023542804A - 誘導加熱アセンブリ - Google Patents

Abstract

蒸気発生装置のための誘導加熱アセンブリが提供され、誘導加熱アセンブリは、外壁と、外壁の内側に配置され、外壁に沿って延在する誘導加熱コイルと、外壁の内側に画成され、誘導コイルの第１の端部にベース部分を備え、ベース部分の反対側に開口部を有し、使用時に、開口部を介して、誘導加熱によって加熱される細長い部材を受け入れるよう配置される加熱コンパートメントと、電流が誘導加熱コイルに流れている場合に誘導加熱コイルの長手方向に移動するように配置される少なくとも１つの可動部材と、を備える。

Description

本発明は、誘導加熱アセンブリの分野に関し、特に、蒸気発生装置のための誘導加熱アセンブリに関する。

近年、物質を燃やす又は燃焼させるのではなく加熱して、ユーザによる吸入のための蒸気を発生させる装置がますます普及している。

一般に蒸気発生装置と名付けられたかかる装置は、一般に手持ち式の装置である。一般に、かかる手持ち式蒸気発生装置は、２つのグループ、即ち、電子たばこ及びたばこベイパー装置に属すると言える可能性がある。ｅ－ｃｉｇａｒｅｔｔｅ、蒸発器、又はｃｉｇ－ａ－ｌｉｋｅとも呼ばれる電子たばこは、たばこの煙を模し、たばこを含まない蒸気発生装置である。これらの装置は、フレーバー放出物質を含む溶液を加熱することによって吸入可能な蒸気を発生させる。フレーバー放出物質の一例はニコチンである。溶液は、ｅ－リキッドとも呼ばれる。一方、加熱たばこ製品としても公知のたばこベイパー装置は、加熱されるが燃焼されずに吸入可能な蒸気を生成するたばこを含有している。一般に、電子たばこに用いられるかかるｅ－リキッド又はたばこベイパー製品に用いられるたばこは、蒸気発生物質と呼ばれることがある。通常、蒸気発生物質は、カートリッジ又はたばこスティックとも呼ばれることもあり、ユーザによって蒸気発生装置内に挿入され、それから取り外すことができる容器内に載置される。従って、蒸気発生物質が載置される容器は消耗物品であり、消耗品とも称する。

蒸気発生物質の加熱に関して、異なる蒸気発生装置が異なるアプローチを適用してもよい。１つの簡単なアプローチは、抵抗加熱としても公知の電気加熱に基づくものであり、蒸気発生物質と直接又は間接的に接触する加熱要素に電力を供給することを伴う。ユーザが蒸気発生装置を作動させると、電力が加熱要素に供給される。加熱要素は加熱され、次に蒸気発生物質を加熱して、ユーザによって吸入することができる吸入可能蒸気を発生させる。

他のアプローチは、誘導加熱に基づいている。このアプローチにおいて、誘導加熱コイルが蒸気発生装置内に設けられ、加えて、誘導加熱可能要素が設けられる。誘導加熱可能要素は、サセプタとも称する。サセプタは、蒸気発生物質と直接又は間接的に接触してもよい。交流電流が誘導加熱コイルに供給されると、電磁場（ＥＭ）が発生する。サセプタは、電磁場内に載置され、電磁エネルギーを吸収し、それを熱に変換する。発生した熱により、蒸気発生物質が加熱され、ユーザによって吸入することができる吸入可能蒸気が発生する。

蒸気発生装置の使用中、誘導加熱コイルは、誘導加熱コイル内で生じる抵抗損失のため、及び誘導加熱コイルに流れる高電流のために高温になる。従って、誘導加熱コイルのための効率的な冷却を提供することが望ましい。

当該技術分野において、例えば、国際公開第２０１９／１２９６３０Ａ１号パンフレットに説明されているように、冷却効率を高めるために、誘導加熱コイル上での流入気流の経路指定を適用して、誘導加熱コイル内で発生する熱を用いて、蒸気発生物質が載置されている加熱コンパートメントに流入気流が到達する前に、それを予熱する。これは、誘導加熱コイルを冷却し、それがより効率的に機能することを可能にする。

それにもかかわらず、誘導加熱コイルは、通常、加熱コンパートメントの一部に集中しているため、冷却効果が十分ではない可能性がある。従って、誘導加熱コイルの冷却効率を高めるニーズが存在する。

更に、通常、誘導加熱コイルは加熱コンパートメントの一部に集中しているため、発生する電磁界も加熱コンパートメントのこの部分に集中する。しかし、蒸気発生物質の効率的な加熱のためには、蒸気発生セッションの過程にわたって生じた電磁場を修正することが必要である。従って、生じた電磁場を修正し、従って蒸気発生セッションの過程にわたって加熱プロファイルを修正することができる誘導加熱アセンブリを提供することに対するニーズが存在する。

これを達成する１つの方法は、電力を消耗品内に載置される蒸気発生物質の集中領域に向けることによって、効率の向上及び高速な加熱時間を可能にする、いわゆるセグメント化加熱を提供することである。誘導加熱に基づく加熱に対し、複数の誘導加熱コイル及び複数のサセプタを有することによってセグメント化加熱が達成され、これは蒸気発生装置及び消耗品をより複雑にする。通常、サセプタは、蒸気発生物質と直接又は間接的に接触するように、蒸気発生物質の近傍又は内部に載置されるため、サセプタは通常、蒸気発生装置ではなく消耗品内に収容される。これは、サセプタを製造するための材料の無駄を引き起こし、製造コストを増加させる。

従って、誘導加熱コイルの効率的な冷却を有するだけではなく、蒸気発生装置の複雑さを増大させることなく蒸気発生セッションの過程中に加熱プロファイルの修正も可能にする、蒸気発生装置のための改善された誘導加熱アセンブリに対するニーズが存在する。

上述の問題及び目的は、独立請求項の主題によって達成される。有利な実施形態は、従属クレームにおいて定義されている。

第１の態様によれば、蒸気発生装置のための誘導加熱アセンブリであって、
外壁と、
外壁の内側に配置され、外壁に沿って延在する誘導加熱コイルと、
外壁の内側に画成され、誘導コイルの第１の端部にベース部分を備え、ベース部分の反対側に開口部を有し、使用時に、開口部を介して、誘導加熱によって加熱される細長い部材を受け入れるよう配置される加熱コンパートメントと、
電流が誘導加熱コイルに流れている場合に誘導加熱コイルの長手方向に移動するように配置される少なくとも１つの可動部材と、を備える誘導加熱アセンブリが提供される。

本発明の発明概念をより良好に理解するために提示されるが、本発明を限定するものとして見なすべきではない本発明の実施形態を、ここで、図面を参照して説明する。

本発明の一実施形態による、消耗品を有する及び有しない手持ち式蒸気発生装置の略図を示す。 本発明の一実施形態による、消耗品を有する及び有しない手持ち式蒸気発生装置の略図を示す。 本発明の異なる実施形態による蒸気発生装置と共に用いることができる異なる消耗品の実施例を示す。 本発明の異なる実施形態による蒸気発生装置と共に用いることができる異なる消耗品の実施例を示す。 本発明の異なる実施形態による蒸気発生装置と共に用いることができる異なる消耗品の実施例を示す。 本発明の異なる実施形態による蒸気発生装置と共に用いることができる異なる消耗品の実施例を示す。 ２つの異なる状態、即ち、「低温」状態及び「高温」状態における本発明の一実施形態による誘導加熱アセンブリの略図を示す。 ２つの異なる状態、即ち、「低温」状態及び「高温」状態における本発明の一実施形態による誘導加熱アセンブリの略図を示す。 ２つの異なる状態、即ち、「低温」状態及び「高温」状態における本発明の一実施形態による誘導加熱アセンブリの略図を示す。 ２つの異なる状態、即ち、「低温」状態及び「高温」状態における本発明の一実施形態による誘導加熱アセンブリの略図を示す。 挿入された消耗品を有する２つの異なる状態、即ち、「低温」状態及び「高温」状態における本発明の一実施形態による誘導加熱アセンブリの略図を示す。 挿入された消耗品を有する２つの異なる状態、即ち、「低温」状態及び「高温」状態における本発明の一実施形態による誘導加熱アセンブリの略図を示す。 挿入された消耗品を有する２つの異なる状態、即ち、「低温」状態及び「高温」状態における本発明の一実施形態による誘導加熱アセンブリの略図を示す。 挿入された消耗品を有する２つの異なる状態、即ち、「低温」状態及び「高温」状態における本発明の一実施形態による誘導加熱アセンブリの略図を示す。

図１ａは、本発明の一実施形態による誘導加熱アセンブリ１０を備える本発明の一実施形態による蒸気発生装置１の略図を示している。

蒸気発生装置１は、細長い形状を有する手持ち式装置である。蒸気発生装置１は、ユーザが何の補助もなく片手で困難なく保持することができるという意味での手持ち式装置である。蒸気発生装置１は、円形又は矩形又は楕円形の断面を有していてもよいが、これらに限定されない。蒸気発生装置１は、片手で補助されずにユーザによって保持される蒸気発生装置１に特に適した他の任意の断面を有していてもよい。更に、蒸気発生装置１の幾つかの部分は、１種類の断面を有してもよい一方で、蒸気発生装置の他の部分は、他の種類の適切な断面を有してもよい。

図１ａは、上側部分、中間部分、下側部分の３つの部分を備えるような蒸気発生装置１を示している。上側部分は、それを通してユーザが発生した蒸気を吸入することができるマウスピース５０を備えていてもよい。マウスピース５０は、中間部分に着脱自在に取り付けられる。マウスピース５０が中間部分に着脱自在に取り付けられることは、マウスピース５０がユーザによって完全に又は部分的に取り外されてもよく、ユーザが従って、中間部分の少なくとも一部へのアクセスを得てもよいことを意味する。本発明の異なる実施形態において、蒸気発生装置１は、上側部分を備えていなくてもよく、特に、蒸気発生装置１は、マウスピース５０を備えていなくてもよい。

中間部分は、誘導加熱アセンブリ１０を備える。誘導加熱アセンブリ１０は、外壁１３と、外壁１３の内側に画成される誘導加熱コイル１１と、外壁１３の内側に画成される加熱コンパートメント１２とを備える。加熱コンパートメント１２は、誘導加熱コイル１１の第１の長手方向端部とも称する誘導加熱コイル１１の第１の端部においてベース部分１４を備え、ベース部分１４の反対側に開口部１５を有する。加熱コンパートメント１２は、使用時に、開口部１５を介して、誘導加熱によって加熱される細長い部材を受け入れるよう配置される。使用時とは、ユーザがマウスピース５０を完全に又は部分的に取り外すことによって、開口部１５を介して細長い部材を加熱コンパートメント１２に挿入してもよいことを意味する。

かかる細長い部材は、一般に、加熱される場合に蒸気を発生させる蒸気発生物質を備える。蒸気発生物質を備えるかかる細長い部材は、本明細書中では以下に消耗品とも称する。

図１ｂは、挿入された消耗品２００を有する蒸気発生装置１の略図を示している。このために、本発明のこの実施形態において、ユーザは、マウスピース５０を完全に又は少なくとも部分的に取り外し、開口部１５を介して加熱コンパートメント１２内に消耗品２００を挿入する。消耗品２００が加熱コンパートメント１２内に挿入された本発明の実施形態による蒸気発生装置１は、蒸気発生システムとも称してもよい。言い換えれば、本発明による蒸気発生システムは、本発明の異なる実施形態による蒸気発生装置１と消耗品２００とを備える。かかるシステムを、図１ｂに略図で示している。

加熱コンパートメント１２は、誘導加熱アセンブリ１０内に形成される空気入口１６１及び空気出口１６２と気体連通している。マウスピース５０が取り付けられると、空気出口１６２はマウスピース５０を通って延在する。これにより、空気が空気出口１６２を通ってユーザによって引き込まれることが可能になる。

本発明の一実施形態において、誘導加熱コイル１１は、加熱コンパートメント１２の形態も円筒形であるように、円筒形の形態を有する。加熱コンパートメント１２は、誘導加熱コイルの径方向内側に画成され、誘導加熱コイル１１の径方向内側の周囲に壁部１７を有している。

誘導加熱アセンブリ１０は、更に、電流が誘導加熱コイル１１に流れている場合に誘導加熱コイル１１の長手方向に移動するように配置される少なくとも１つの可動部材（図１ａ及び１ｂには図示せず）を備えている。本発明の異なる実施形態による少なくとも１つの可動部材の詳細を、以下で更に説明する。

図１ａにおいて更に示すように、蒸気発生装置１の下側部分は、制御ユニット４０と電源３０とを備えている。電源３０は、誘導加熱コイル１１に電気的に接続されている。電源３０は、充電式バッテリ又は誘導加熱コイル１１に電流を供給するのに適した他の任意の種類の電源であってもよい。制御ユニット４０は、電源３０から誘導加熱コイル１１に供給される電流を調整するよう構成されている。特に、制御ユニット４０は、電源３０から誘導加熱コイル１１に供給される電流を調整するための命令を発行するよう構成される。

上で詳述したように、誘導加熱によって加熱される消耗品２００は、蒸気発生物質２０１を備えている。図２ａ、２ｂ、２ｃ、及び２ｄは、その詳細を以下で更に詳述するが、ユーザによって加熱コンパートメント１２に挿入することができる消耗品２００の異なる実施例を示している。しかし、図示する消耗品は、本発明を限定するものと見なすべきではない。

本発明の幾つかの実施形態において、蒸気発生物質２０１は、ｅ－リキッドとも称するフレーバー放出物質を含む溶液である。フレーバー放出物質は、ニコチンを備えても備えていなくてもよい。本発明の他の実施形態において、蒸気発生物質２０１はたばこである。本発明の幾つかの実施形態において、消耗品２００は、更に、発生した蒸気を濾過するよう配置されるフィルタ部分２０２を備えていてもよい。

本発明の幾つかの実施形態において、消耗品２００は、更に、サセプタ２１０とも称する誘導加熱可能要素２１０を備えていてもよい。サセプタ２１０は、蒸気発生物質２０１と直接又は間接的に接触するよう配置される少なくとも１つの導電性要素から構成される。以下で更により詳細に説明する本発明の別の実施形態において、サセプタ２１０は、誘導加熱アセンブリ１０内に収容され、消耗品２００内には収容されない。

上で詳述したように、図２ａ、２ｂ、２ｃ、及び２ｄは、ユーザによって加熱コンパートメント１２内に挿入することができ、従って本発明の異なる実施形態による蒸気発生装置１と共に用いることができる異なる消耗品２００の実施例を示している。

図２ａは、蒸気発生物質２０１と、蒸気発生物質２０１と直接又は間接的に接触して配置されるサセプタ２１０とを備える消耗品２００の略図を示している。サセプタ２１０は、蒸気発生物質２０１内部の異なる位置に配置される複数の導電性要素である。

図２ｂは、サセプタ２１０が、蒸気発生物質２０１内部に直接又は間接的に接触して配置される消耗品２００の長手方向に沿って延在する単一の導電性要素である、異なる消耗品の略図を提示している。

図２ｃは、フィルタ部分２０２を更に備える点で、図２ａに示した消耗品２００とは異なる更に別の消耗品２００を示している。サセプタ２１０は、図２ａに示すように、蒸気発生物質２０１内部の異なる位置に配置される複数の導電性要素を呈しているが、サセプタは、図２ｂに示すように、消耗品２００の長手方向に沿って延在する単一の導電性要素であってもよい。

図２ｄは、フィルタ部分２０２及び蒸気発生物質２０１を備える消耗品２００を示しているが、消耗品２００はサセプタを備えていない。蒸気発生物質２０１はたばこであってもよい。かかる消耗品２００はまた、たばこスティックと称してもよい。

図２ａ、２ｂ、２ｃ、及び２ｄは、矩形断面を有するものとして消耗品２００を示しているが、加熱コンパートメント１２が円筒形態を有し、従って円形断面を有する本発明の実施形態において、消耗品２００も円形断面を有する。消耗品２００はまた、消耗品２００が加熱コンパートメント１２内部に載置されることを可能にする他の任意の断面を有していてもよい。

ユーザが、例えばボタンを押すか、又は装置を所定の頻度で所定の回数軽く叩くことによって蒸気発生装置１を作動させると、電源３０は、誘導加熱コイル１１への電流の供給を開始する。電源３０は、通常、直流電流を供給する。直流電流は、（例えば、図１ａ及び１ｂには示していない変換回路によって）交流電流に変換され、交流電流は、誘導加熱コイル１１に供給され、誘導加熱コイルは、電磁場（ＥＭ）を生じる。

その例を図２ａ、２ｂ、及び２ｃに示す消耗品に収容されてもよいサセプタ２１０は、消耗品２００が加熱コンパートメント１２に挿入される場合に生じる電磁場に配置され、電磁エネルギーを吸収し、それを熱に変換する。以下で更に詳細に説明する本発明の幾つかの実施形態において、サセプタ２１０は、消耗品２００の代わりに誘導加熱アセンブリ１０内に収容され、生じた電磁場内に配置されるように誘導加熱アセンブリ１０内に配置される。生じた電磁場内に配置されるサセプタ２１０は、電磁エネルギーを吸収し、それを熱に変換する。生じた熱により、蒸気発生物質２０１が加熱され、ユーザによって吸入することができる蒸気が発生する。

以下では、誘導加熱コイル１１に流れる電流の開始を、蒸気発生セッションの開始とも称する。一方、以下では、誘導加熱コイル１１に流れる電流の終了を、蒸気発生セッションの終了とも称する。

本発明の幾つかの実施形態において、蒸気発生装置１は、上で説明した３つの部分よりも多い又は少ない部分を備えていてもよい。例えば、上で詳述したように、蒸気発生装置１は上側部分を備えていなくてもよい。特に、蒸気発生装置１は、説明したマウスピース５０を備えていなくてもよい。例えば、誘導加熱アセンブリ１０の加熱コンパートメント１２に挿入されてもよい消耗品２００が、フィルタ部分２０２を備える図２ｃ又は図２ｄに関連して説明した消耗品２００である本発明の一実施形態において、蒸気発生装置１は、説明したマウスピース５０を備えていなくてもよい。ユーザは、従来の紙巻きたばこと同様に、消耗品２００のフィルタ部分２０２を通して発生させた蒸気を吸入してもよい。

上で詳述したように、誘導加熱アセンブリ１０は、電流が誘導加熱コイル１１に流れている場合に誘導加熱コイル１１の長手方向に移動するように配置される少なくとも１つの可動部材を備える。

図３ａ及び３ｂを参照して以下に説明する本発明の一実施形態において、可動部材は、以下では可動コイル２１とも称する更なるコイル２１である。

図３ａに示すように、可動コイル２１は、可動コイル２１の少なくとも１つの巻線が誘導加熱コイル１１の２つの隣接する巻線の間に配置されるように配置されている。図３ａは、誘導加熱コイル１１に電流が流れていない蒸気発生装置１の状態を示している。以下では、蒸気発生装置１のこの状態を「低温」状態と称する。この状態において、誘導加熱コイル１１と可動コイル２１の巻線は互いに近接している。誘導加熱コイル１１は、可動コイル２１とは電気的に絶縁されている。

誘導加熱コイル１１は、銅リッツ線からできていてもよい。上で詳述したように、ユーザが、例えばボタンを押すか、又は装置を所定の頻度で所定の回数軽く叩くことによって蒸気発生装置１を作動させると、電源３０は、誘導加熱コイル１１への電流の供給を開始する。電流が誘導加熱コイル１１に流れている時間が増加し、従って蒸気発生セッションが進むにつれて、誘導加熱コイル１１は加熱される。上で詳述したように、誘導加熱コイル１１は、銅リッツ線に生じる抵抗損失のために加熱される。更に、誘導加熱コイル１１に流れている大電流のため、誘導加熱コイル１１も加熱され、従って、誘導加熱コイルの温度も上昇する可能性がある。

電流が誘導加熱コイル１１に流れており、誘導加熱コイル１１の温度が、誘導加熱コイル１１に電流が流れ始める前の誘導加熱コイル１１の温度よりも高い蒸気発生装置１の状態を、以下では「高温」状態と称する。

図３ｂは、「高温状態」にある誘導加熱アセンブリを示している。

可動コイル２１は、誘導加熱コイル１１の温度に基づいて誘導加熱コイル１１の長手方向に移動して、それによって誘導加熱コイル１１の巻線ピッチを変化させるよう配置されている。誘導加熱コイル１１の巻線ピッチは、誘導加熱コイル１１の隣接する巻きの中心間の距離である。

可動コイル２１は、電流が誘導加熱コイル１１に流れている場合に誘導加熱コイル１１の長手方向に伸張して、それによって誘導加熱コイル１１の巻線ピッチを増加させるよう配置されている。特に、可動コイル２１は、誘導加熱コイル１１の温度が上昇するにつれて（上述した「高温状態」）、誘導加熱コイル１１の長手方向に伸張して、それによって誘導加熱コイル１１の巻線ピッチを増加させるよう配置されている。可動コイル２１が長手方向に伸張するにつれて、可動コイル２１の巻線は誘導加熱コイル１１の巻線を押圧又は押動し、それによって誘導加熱コイル１１の巻線ピッチが増加する。

可動コイル２１は、更に、誘導加熱コイル１１の温度が低下するにつれて、誘導加熱コイル１１の長手方向に収縮するよう配置されている。誘導加熱コイル１１の温度は、誘導加熱コイル１１に供給される電流量が減少する場合、又は電源３０が誘導加熱コイルへの電流の供給を終了する場合（蒸気発生セッションが終了する場合）に低下する。可動コイル２１が長手方向に収縮するにつれて、可動コイル２１の巻線は誘導加熱コイル１１の巻線を押下し、それによって誘導加熱コイル１１の巻線ピッチが減少する。

可動コイル２１が材料の温度に基づいて変形する材料からできているため、可動コイル２１は、誘導加熱コイル１１の温度に基づいて誘導加熱コイル１１の長手方向に伸張及び収縮するよう構成されている。この変形は、少なくとも、材料の温度が上昇する際の伸長と、材料の温度が上昇した後に低下する際の収縮とを含む。伸長及び収縮は可逆的であってもよい。可動コイル２１の伸長は、可動コイル２１の移動とも称する。同様に、可動コイルの収縮も、可動コイルの移動と称してもよい。誘導加熱コイル１１が加熱される場合、熱が誘導加熱コイル１１から周囲環境に伝達され、従って可動コイル２１も加熱され、それに応じて伸張する。一方、誘導加熱コイル１１が冷却される場合、可動コイル２１も冷却され、それに応じて収縮する。

本発明の一実施形態において、可動コイル２１の材料は形状記憶合金である。

本発明の別の実施形態において、可動コイル２１の材料はバイメタル材料である。バイメタル材料は、低いキュリー温度を有することが好ましい。本発明の一実施形態において、形状記憶合金の代わりに低いキュリー温度を有するバイメタル材料を用いることがより好ましい可能性がある。これにより、誘導加熱コイル１１の巻線ピッチをより緩やかに広げることができる。生じた電磁場においてバイメタルストリップが加熱されることを回避するために、低いキュリー温度を有するバイメタル材料を用いることが好ましい。

図３ａ及び３ｂに示すように、誘導加熱アセンブリ１０は、更に、誘導加熱コイル１１及び可動コイル２１の第１の長手方向端部における第１のコイル保持壁１８と、誘導加熱コイル１１及び可動コイル２１の対向する長手方向端部における第２のコイル保持壁１９とを備える。誘導加熱コイル１１は、誘導加熱コイル１１の終端巻線と第２のコイル保持壁１９との間に第１の間隙が形成されるように配置され、可動コイル２１は、可動コイル２１の終端巻線と第１のコイル保持壁１８との間に第２の間隙が形成されるように配置される。第１の間隙は、第２の間隙よりも大きい。第１のコイル保持壁１８及び第２のコイル保持壁１９は、加熱コンパートメント１２の壁部１７に対して直交する。

可動コイル２１は、電流が誘導加熱コイル１１に流れている場合に、第２のコイル保持壁１９に向かって伸張して、それによって誘導加熱コイル１１を第２のコイル保持壁１９に向かって伸張させるよう配置される。特に、可動コイル２１は、図３ｂに示すように、誘導加熱コイル１１の温度が上昇するにつれて、第２のコイル保持壁１９に向かって伸張して、それによって誘導加熱コイル１１を第２のコイル保持壁１９に向かって伸張させるよう配置される。

誘導加熱コイル１１の温度が上昇するにつれて誘導加熱コイル１１が伸張するように、誘導加熱コイル１１の表面積は伸張し、誘導加熱コイル１１の冷却効率を向上させる。

別の利点は、蒸気発生セッションの過程の間の生じた磁場の変化に関する。蒸気発生セッションの開始時において、誘導加熱コイル１１の巻線は互いに接近しており、生じた電磁場は加熱コンパートメント１２内の特定の位置に集中する。これは、ユーザが、生じた電磁場をサセプタ２１０の特定の部分に集中させることによって蒸気発生装置１を作動させる場合に、迅速な最初のパフを確実にするために用いることができる。蒸気発生セッションが進むにつれて、誘導加熱コイル１１は、より広がり、従って、加熱は、サセプタ２１０全体にわたって広がる。

上で詳述したように、誘導加熱コイル１１の表面積の増加は、誘導加熱コイル１１の冷却効率の増加をもたらす。本発明のこの実施形態における誘導加熱アセンブリ１０の配置は、国際公開第２０１９／１２９６３０Ａ１号パンフレットにおいて説明されるように、誘導加熱コイル１１上の流入空気流の経路も、誘導加熱コイル１１の追加の冷却のために用いられる可能性があるようなものである。このために、図３ａ及び３ｂに示すように、外壁１３と誘導加熱コイル１１との間に、空気が誘導加熱コイル１１及び可動コイル２１の周囲を加熱コンパートメント１２へと流れることを可能にするよう配置される通気孔を画成する分離部が形成される。図３ａ及び３ｂにおいて、通気孔を通る空気流は矢印で示されている。

上記実施形態において、誘導加熱コイル１１は、加熱コンパートメント１２のベース部分１４に近接して配置され、第２のコイル保持壁１９に向かって伸張することを説明した。当業者は、誘導加熱コイル１１が加熱コンパートメント１２の開口部１５に近接して配置され、加熱コンパートメント１２のベース部分１４に向かって伸張してもよいことを容易に認識する。

本発明の他の実施形態において、可動部材はサセプタ２１０である。これらの実施形態を、図４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、５ａ、及び５ｂを参照して以下で更に説明する。

図４ａは、第１及び第２の端部を有する細長い形態を有するものとしてサセプタ２１０を示している。サセプタ２１０は、加熱コンパートメント１２のベース部分１４を貫通し、第１の端部が加熱コンパートメント１２内に突出するように誘導加熱アセンブリ１０内に配置される。特に、サセプタ２１０は、ブレード又はニードルの形状を有していてもよい。

誘導加熱アセンブリ１０は、更に、伸張可能部材２２０を備えている。伸張可能部材２２０は、伸張可能要素２２０の一端がサセプタ２１０の第２の端部に結合されるように配置される。伸張可能部材２２０は、図４ｂに示すように、電流が誘導加熱コイル１１に流れている場合に伸張可能部材２２０の温度が上昇するにつれて伸張して、それによってサセプタ２１０を加熱コンパートメント１２内に更に押し込むように配置される。

本発明の一実施形態において、伸張可能部材２２０は、サセプタ２１０の第２の端部に熱的に結合されるように、誘導加熱アセンブリ内に配置される。伸張可能部材２２０は、材料の温度に基づいて変形を受ける材料からできている。この変形は、少なくとも、材料の温度が上昇する際の伸長と、材料の温度が上昇した後に低下する際の収縮とを含む。伸長及び収縮は可逆的であってもよい。伸張可能部材２２０の伸張及び収縮はまた、伸張可能部材２２０の移動と称してもよい。

図４ｃは、消耗品２００が誘導加熱アセンブリ１０の加熱コンパートメント１２内に挿入された、本発明のこの実施形態による誘導加熱アセンブリ１０を示している。消耗品２００は、図２ｄに示した消耗品２００である。蒸気発生物質２０１はたばこである。図４ｃに示すように、消耗品２００が誘導加熱アセンブリ１０の加熱コンパートメント１２内に挿入される場合、消耗品２００は、たばこ部分２０１が加熱コンパートメント１２のベース部分１４に面し、フィルタ部分２０２が加熱コンパートメント１２の上部にあるように挿入される。サセプタ２１０は、上で説明したように消耗品２００が加熱コンパートメント１２内に挿入される場合に、サセプタ２１０の第１の端部が加熱コンパートメント１２内に突出して、加熱コンパートメント１２のベース部分１４を貫通するように誘導加熱アセンブリ１０内に配置されるため、サセプタ２１０は、たばこ部分２０１の最下部のみを穿孔する。

ユーザが、例えばボタンを押すか、又は装置を所定の頻度で所定の回数軽く叩くことによって蒸気発生装置１を作動させると、電源３０は、誘導加熱コイル１１への電流の供給を開始し、サセプタ２１０は上で詳述したように加熱される。蒸気発生セッションが開始する。

蒸気発生セッションが進むにつれて、サセプタ２１０は加熱され、従ってサセプタ２１０の第２の端部に熱的に結合されている伸張部材２２０も加熱され、伸張し、それによってサセプタ２１０をたばこ部分２０１内に更に押し込む。従って、たばこ部分２０１の新しい部分は、蒸気発生セッションが進むにつれて加熱される。これを図４ｄに示す。

電源３０が誘導加熱コイル１１への電流の供給を停止し、従って蒸気発生セッションが終了する場合、電磁場は生じない。サセプタ２１０は冷却を開始する。サセプタ２１０と熱的に連通している伸張可能部材２２０も冷却を開始する。ユーザは、蒸気発生装置１から消耗品２００を取り外してもよい。伸張可能部材２２０が冷却されるにつれて、それは収縮し、それによってサセプタ２１０を元の位置に向かって移動させる。伸張可能部材２２０が完全に可逆的に収縮する実施形態において、サセプタ２１０はその元の位置に戻される。

従って、蒸気発生セッションが進むにつれて、サセプタ２１０はたばこ部分２０１内を更に移動し、それによってセグメント化された加熱を提供する。

複数の固定サセプタがセグメント化された加熱のために設けられる蒸気発生装置と比較して、本発明のこの実施形態において、セグメント化された加熱は、単一のサセプタ２１０により達成される。これは、蒸気発生装置１及び消耗品２００の設計を簡素化する。

更に、本発明のこの実施形態において、サセプタ２１０は、消耗品２００ではなく蒸気発生装置１の誘導加熱アセンブリ１０内に収容されるため、再利用可能であり、これにより、製造コストを低減し、より持続可能な製品を提供する。

伸張可能部材２２０は、図４ａ、４ｂ、４ｃ、及び４ｄに示すようなバイメタル板ばねであってもよい。

本発明の別の実施形態において、伸張可能部材２２０は、消耗品２００が誘導加熱アセンブリ１０の加熱コンパートメント１２に挿入された誘導加熱アセンブリ１０を略図で示す図５ａ及び５ｂに示すようなバイメタルコイルばねであってもよい。ここで再度、図５ａは、加熱コンパートメント１２に挿入される消耗品２００のたばこ部分２０１の底部のみを穿孔するサセプタ２１０を示している。図５ｂは、蒸気発生セッションが進むにつれてバイメタルコイルばね２２０が加熱される際にサセプタがたばこ部分内に更に押し込まれることを示している。

誘導加熱コイル１１は、およそ消耗品２００のたばこ部分２０１の長さを有している。誘導加熱コイル１１は、消耗品２００の底部のみを覆ってもよい。たばこ部分２０１は、約１８ｍｍの長さを有してもよい。伸張可能部材２２０は、約１０ｍｍ伸張してもよい。

本発明の一実施形態において、サセプタ２１０は、導電性先端及び導電性コアを備えていてもよい。導電性コアは、電気絶縁材料によって囲まれる。電気絶縁材料は、プラスチック材料を備えてもよい。これは、サセプタ２１０の最も高温の部分が先端であるように、生じた電磁場を遮蔽することを可能にする一方で、依然として、伸張可能部材２２０への熱の対流が可能である。

本発明の異なる実施形態において、伸張可能部材２２０は、サセプタ２１０との熱連通を通して単に加熱されることとは対照的に、誘導加熱によって自己加熱される。本発明の更に別の実施形態において、サセプタ２１０はバイメタル材料から形成される。これにより、誘導加熱アセンブリ１０のコンポーネント数が更に減少し、蒸気発生装置１の設計が簡略化される。

可動部材がサセプタ２１０である本発明のこの実施形態において、誘導加熱アセンブリ１０は、上で説明した可動コイル２１を備えていなくてもよい。本発明の異なる実施形態において、誘導加熱アセンブリ１０は、２つの可動部材、即ち、可動部材としてのサセプタ２１０と、可動部材としての可動コイル２１とを備えていてもよい。

誘導加熱アセンブリ１０が、可動部材としてのサセプタ２１０と可動部材としての可動コイル２１との２つの可動部材を備える本発明の実施形態において、制御ユニット４０は、誘導加熱コイル１１の第２の端部がサセプタ２１０の第１の端部に追従するように、電源３０から誘導加熱アセンブリ１０に供給される電流を制御してもよい。

詳細な実施形態を説明してきたが、これらは、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明のより良好な理解を提供する役割を果たすにすぎず、限定するものと見なされるべきではない。

Claims (14)

1. 蒸気発生装置のための誘導加熱アセンブリであって、
   外壁と、
   前記外壁の内側に配置され、前記外壁に沿って延在する誘導加熱コイルと、
   前記外壁の内側に画成され、前記誘導コイルの第１の端部にベース部分を備え、前記ベース部分の反対側に開口部を有し、使用時に、前記開口部を介して、誘導加熱によって加熱される細長い部材を受け入れるよう配置される加熱コンパートメントと、
   電流が前記誘導加熱コイルに流れている場合に前記誘導加熱コイルの長手方向に移動するように配置される少なくとも１つの可動部材と、
   を備え、
   前記可動部材は、可動コイルの少なくとも１つの巻線が前記誘導加熱コイルの隣接する２つの巻線の間に配置されるように配置される前記可動コイルである、
   誘導加熱アセンブリ。
2. 前記可動コイルは、電流が前記誘導加熱コイルに流れている場合に前記誘導加熱コイルの長手方向に伸張して、それによって前記誘導加熱コイルの巻きピッチを増加させるよう配置される、請求項１に記載の誘導加熱アセンブリ。
3. 前記可動コイルは形状記憶合金でできている、請求項１又は請求項２に記載の誘導加熱アセンブリ。
4. 前記可動コイルはバイメタルストリップでできている、請求項１又は請求項２に記載の誘導加熱アセンブリ。
5. 前記可動コイルは、前記誘導加熱コイルから電気的に絶縁されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の誘導加熱アセンブリ。
6. 更に、前記誘導加熱コイルの前記第１の端部における第１のコイル保持壁と、前記誘導加熱コイル及び前記可動コイルの前記第２の端部における第２のコイル保持壁とを備える、請求項１～５のいずれか一項に記載の誘導加熱アセンブリ。
7. 前記誘導加熱コイルは、第１の間隙が前記誘導加熱コイルの終端巻線と前記第２のコイル保持壁との間に形成されるように配置され、前記可動コイルは、第２の間隙が前記可動コイルの前記終端巻線と前記第１のコイル保持壁との間に形成されるように配置され、前記第１の間隙は前記第２の間隙よりも大きく、
   電流が前記誘導加熱コイルに流れている場合、前記可動コイルは、前記第２のコイル保持壁に向かって伸張して、それによって前記誘導加熱コイルを前記第２のコイル保持壁に向かって伸張させる、
   請求項１～６のいずれか一項に記載の誘導加熱アセンブリ。
8. 更なる可動部材は、第１の端部が前記加熱コンパートメント内に突出して、前記加熱コンパートメントの前記ベース部分を貫通するよう配置される誘導加熱可能要素であり、
   前記誘導加熱アセンブリは、更に、伸張可能要素の一端が前記誘導加熱可能要素の前記第２の端部に結合されるように配置される伸張可能部材を備える、
   請求項１～７のいずれか一項に記載の誘導加熱アセンブリ。
9. 前記伸張可能部材は、電流が前記誘導加熱コイルに流れている場合に前記伸張可能部材の温度が上昇するにつれて伸張して、それによって前記誘導加熱可能要素を前記加熱コンパートメント内に更に押し込むよう配置される、請求項８に記載の誘導加熱アセンブリ。
10. 前記伸張可能部材は、前記誘導加熱可能要素の前記第２の端部に熱的に結合されるよう配置される、請求項８又は請求項９に記載の誘導加熱アセンブリ。
11. 前記伸張可能部材は、前記誘導コイルによって誘導加熱されるよう配置される、請求項８又は請求項９に記載の誘導加熱アセンブリ。
12. 前記誘導加熱可能要素は、ブレード又はニードルの形状を有し、細長い部材が前記加熱コンパートメントに挿入される場合に、前記細長い部材の底部を穿孔するよう配置される、請求項８～１１のいずれか一項に記載の誘導加熱アセンブリ。
13. 更に、前記誘導加熱コイルの前記第２の端部が前記誘導加熱可能要素の移動に追従するように、前記誘導加熱コイルに流れる電流を制御するよう配置される制御ユニットを備える、請求項８～１２のいずれか一項に記載の誘導加熱アセンブリ。
14. 請求項１～１３のいずれか一項に記載の前記誘導加熱アセンブリを備える蒸気発生装置。

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