JP7406491B2 - 蒸気発生デバイスのための誘導加熱組立体 - Google Patents
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Description
本開示は、蒸気発生デバイスのための誘導加熱組立体に関する。本開示の実施形態はまた蒸気発生デバイスに関連する。
吸入のための蒸気を生じさせるために蒸発可能な物質を、燃焼させるのではなく加熱するデバイスは、近年消費者に人気が出ている。
そのようなデバイスは、熱を物質に提供するためにいくつかの異なるアプローチのうちの１つを使い得る。１つのそのようなアプローチは、誘導加熱システムを用いる蒸気発生デバイスを提供することである。そのようなデバイスにおいて、誘導コイル（以降、インダクタとも呼ばれる）にデバイスが設けられ、サセプタに蒸発可能な物質が設けられる。ユーザがデバイスを起動させると電気エネルギーがインダクタに提供され、インダクタが今度は交流電磁場を発生させる。サセプタは電磁場と結合するとともに、蒸発可能な物質へ例えば伝導により伝えられる熱を発生させ、蒸発可能な物質が加熱されると蒸気が発生する。
このようなアプローチには、加熱、したがって蒸気発生のより良好な制御を提供する可能性がある。しかしながら、誘導加熱システムの使用の欠点は、誘導コイルにより発生した電磁場の漏洩が生じる場合があることであり、したがって、この欠点に対処する必要がある。
本開示の第１態様によると、蒸気発生デバイスのための誘導加熱組立体であって、誘導加熱組立体が、
誘導コイルと、
誘導加熱可能なカートリッジを受けるよう配置された加熱区画と、
誘導コイルの外側に配置された第１電磁シールド層と、
第１電磁シールド層の外側に配置された第２電磁シールド層と
を含み、
第１及び第２電磁シールド層がそれらの導電率及びそれらの透磁性の一方又は両方において異なっている、誘導加熱組立体が提供される。
誘導コイルと、
誘導加熱可能なカートリッジを受けるよう配置された加熱区画と、
誘導コイルの外側に配置された第１電磁シールド層と、
第１電磁シールド層の外側に配置された第２電磁シールド層と
を含み、
第１及び第２電磁シールド層がそれらの導電率及びそれらの透磁性の一方又は両方において異なっている、誘導加熱組立体が提供される。
本開示の第２態様によると、蒸気発生デバイスのための誘導加熱組立体であって、誘導加熱組立体が、
誘導コイルと、
誘導加熱可能なカートリッジを受けるよう配置された加熱区画と、
誘導コイルの外側に配置された電磁シールド層であって、フェリ磁性、非導電性材料を含む電磁シールド層と、
誘導コイルと電磁シールド層との間に位置付けられた第１絶縁層であって、実質的に非導電性であるとともに実質的に１に等しい相対的透磁性を有する材料を含む第１絶縁層と
を含む、誘導加熱組立体が提供される。
誘導コイルと、
誘導加熱可能なカートリッジを受けるよう配置された加熱区画と、
誘導コイルの外側に配置された電磁シールド層であって、フェリ磁性、非導電性材料を含む電磁シールド層と、
誘導コイルと電磁シールド層との間に位置付けられた第１絶縁層であって、実質的に非導電性であるとともに実質的に１に等しい相対的透磁性を有する材料を含む第１絶縁層と
を含む、誘導加熱組立体が提供される。
本開示の第３態様によると、蒸気発生デバイスであって、
本開示の第１態様又は第２態様による誘導加熱組立体と、
空気を加熱区画に提供するように配置された空気入口と、
加熱区画と連通している空気出口と
を含む蒸気発生デバイスが提供される。
本開示の第１態様又は第２態様による誘導加熱組立体と、
空気を加熱区画に提供するように配置された空気入口と、
加熱区画と連通している空気出口と
を含む蒸気発生デバイスが提供される。
１つ又は複数の電磁シールド層は、誘導コイルにより発生した電磁場の漏洩を減少させる小型で効率的で軽量の電磁シールド構造を提供する。これは今度は、より小型の誘導加熱組立体、したがって、より小型の蒸気発生デバイスの提供を可能にする。
１つ又は複数の電磁シールド層における電流フローが抑制され、このことは（ジュール加熱を原因とする）シールド構造における熱の発生を減少させ、それによりエネルギー損失を減少させる。これは、（ｉ）誘導コイルから誘導加熱可能なカートリッジと関連するサセプタへの電磁エネルギーのより有効な伝達、したがって、蒸発可能な物質の改良された加熱、（ｉｉ）温度の低下、これは、蒸気発生デバイスの表面温度の低下を招くとともに、例えばデバイス内のプラスチックコンポーネントが過度の高温を原因として溶けるのを防ぐことにより、デバイスの潜在的損傷を軽減する、及び（ｉｉｉ）蒸気発生デバイス内の他の電気及び電子部品の保護を含むいくつかの利点を提供する。
ある実施形態において、電磁シールド層の一方がフェリ磁性、非導電性材料を含み、他方の電磁シールド層が導電性材料を含む。
第１電磁シールド層はフェリ磁性、非導電性材料を含み得る。第１電磁シールド層のための好適な材料の例は、限定するものではないが、フェライト、ニッケル亜鉛フェライト及びミューメタルを含む。第１電磁シールド層は積層構造を含んでもよく、したがって、それ自体複数の層を含み得る。層は同じ材料を含んでも、例えば望ましいシールド特性を提供するように選択された複数の異なる材料を含んでもよい。第１電磁シールド層は、例えばフェライトの１つ又は複数の層と接着材料の１つ又は複数の層とを含み得る。
第１電磁シールド層は０．１ｍｍ～１０ｍｍの厚さを有し得る。いくつかの実施形態において、厚さは０．１ｍｍ～６ｍｍであってもよく、より好ましくは、厚さは０．７ｍｍ～２．０ｍｍであってもよい。
第１電磁シールド層は、第１電磁シールド層の全表面積の８０％より大きい被覆面積を提供し得る。いくつかの実施形態において、被覆面積は、９０％より大きくてもよく、場合により９５％より大きくてもよい。本明細書で使用する際、全表面積とは、層が、例えば空気入口又は空気出口などの開口が無いなど完全に無傷であるときの層の表面積を意味する。本明細書で使用する際、被覆面積とは、空気入口又は空気出口などの開口の面積を除いた表面積を意味する。
第２電磁シールド層は導電性材料を含み得る。第２電磁シールド層はメッシュを含み得る。第２電磁シールド層は金属を含み得る。好適な金属の例は、限定するものではないが、アルミニウム及び銅を含む。第２電磁シールド層は積層構造を含んでもよく、したがってそれ自体複数の層を含み得る。層は同じ材料を含んでも、例えば望ましいシールド特性を提供するように選択された複数の異なる材料を含んでもよい。
第２電磁シールド層は０．１ｍｍ～０．５ｍｍの厚さを有し得る。いくつかの実施形態において、厚さは０．１ｍｍ～０．２ｍｍであり得る。第２電磁シールド層は３０ｍΩ未満の抵抗値を有し得る。抵抗値は１５ｍΩ未満であってもよく、１０ｍΩ未満であってもよい。これらの抵抗値は、第２電磁シールド層における加熱及び導電性損失を最小化する。
第２電磁シールド層は、第２電磁シールド層の全表面積の３０％より大きい被覆面積を提供し得る。いくつかの実施形態において、被覆面積は５０％より大きくてもよく、場合により６５％より大きくてもよい。上記のとおり、第２電磁シールド層はメッシュを含み得るため、第２電磁シールド層の被覆面積は第１電磁シールド層の被覆面積より著しく小さてもよい。
第２電磁シールド層は実質的に円筒形のシールド部分を含んでもよく、実質的に円筒形のスリーブを含んでもよい。円筒形のシールド部分は、円周方向の間隙を含み得る。したがって、第２電磁シールド層は円筒形のスリーブであって、円周方向の間隙が軸方向においてスリーブの全体に沿って延在する円筒形のスリーブを含み得る。円周方向の間隙は、第２電磁シールド層において電気遮断を提供し、それによりこのポイントで誘導電流を制限する。
いくつかの実施形態において、誘導コイルと第１電磁シールド層との間には導電性材料が無い。このような配置構成はシールド構造における電流フローを抑えるのに役立つ。
誘導加熱組立体は第１絶縁層を含み得る。第１絶縁層は誘導コイルと第１電磁シールド層との間に位置付けられてもよい。第１絶縁層は実質的に非導電性であってもよいとともに実質的に１に等しい相対的透磁性を有してもよい。実質的に１に等しい相対的透磁性とは、相対的透磁性が０．９９～１．０１、好ましくは０．９９９～１．００１の範囲にあり得るということを意味する。
第１絶縁層は、実質的に非導電性であるとともに実質的に１に等しい相対的透磁性を有する材料をもっぱら含み得る。代替的に、第１絶縁層は、実質的に非導電性であるとともに実質的に１に等しい相対的透磁性を有する材料を実質的に含み得る。第１絶縁層は、例えば、積層構造又は複合構造を含んでもよく、したがって、それ自体粒子／要素の複数の層及び／又は混合物を含み得る。粒子／要素の層又は混合物は同じ材料を含んでも、複数の異なる材料、例えば、非導電性材料、導電性材料及びフェリ磁性材料からなる群から選択された１つ又は複数の材料を含んでもよい。材料のこのような組合せは、第１絶縁層が、実質的に非導電性であるとともに実質的に１に等しい相対的透磁性を有する材料を「実質的に」含むことを確実にする比率で提供され得ることが理解される。一実施形態において、第１絶縁層の材料は空気を含み得る。
第１絶縁層は０．１ｍｍ～１０ｍｍの厚さを有し得る。いくつかの実施形態において、厚さは０．５ｍｍ～７ｍｍであってもよく、場合により１ｍｍ～５ｍｍであってもよい。第１絶縁層を含むこのような配置構成は、最適な交流電磁場が誘導コイルにより発生することを確実にする。
第１絶縁層は、第１絶縁層の全表面積の９０％より大きい被覆面積を提供し得る。いくつかの実施形態において、被覆面積は９５％より大きくてもよく、場合により９８％より大きくてもよい。
誘導加熱組立体は空気入口から加熱区画への空気通路をさらに含んでもよく、空気通路は第１絶縁層の少なくとも一部を形成し得る。これは誘導加熱組立体の構造を単純化するとともに、誘導加熱組立体の、したがって蒸気発生デバイスのサイズが最小化されることを可能にする。誘導コイルからの熱はまた、空気通路を通って流れる空気へ伝えられてもよく、したがって、空気の予熱を原因として、誘導加熱組立体、したがって蒸気発生デバイスの効率を向上させる。
誘導加熱組立体はハウジングをさらに含んでもよく、ハウジングは第２電磁シールド層を含み得る。ハウジングが第２電磁シールド層として機能するこのような配置構成は、コンポーネント数の減少をもたらし、したがって、誘導加熱組立体の、したがって蒸気発生デバイスのサイズ、重量及び製造費の改良をもたらす。
第１及び第２電磁シールド層の一方又は両方は、誘導コイルを実質的に囲むように、誘導コイルの周りに円周方向に及び誘導コイルの第１及び第２軸方向端部の両方に配置され得る。したがって、シールド効果は最大化される。
一実施形態において、誘導加熱組立体は、
誘導加熱組立体の第１軸方向端部で加熱区画と空気出口との間に延在する吸入通路をさらに含んでもよく、
吸入通路のある部分が、加熱区画と空気出口との間で軸方向に実質的に垂直な方向に延在し、
第１及び第２電磁シールド層の一方又は両方が、誘導コイルの第１軸方向端部が電磁シールド層により実質的に覆われるように吸入通路の前記部分に隣接して延びる。
誘導加熱組立体の第１軸方向端部で加熱区画と空気出口との間に延在する吸入通路をさらに含んでもよく、
吸入通路のある部分が、加熱区画と空気出口との間で軸方向に実質的に垂直な方向に延在し、
第１及び第２電磁シールド層の一方又は両方が、誘導コイルの第１軸方向端部が電磁シールド層により実質的に覆われるように吸入通路の前記部分に隣接して延びる。
第１及び／又は第２電磁シールド層のこのような配置構成は、第１及び／又は第２電磁シールド層により誘導コイルの第１軸方向端部の最大被覆が提供されること並びにシールド効果が最大化されることを確実にする。
誘導加熱組立体は、誘導コイルの第１及び第２軸方向端部の一方又は両方で場合により第１又は第２電磁シールド層内に位置付けられ得るシールドコイルをさらに含んでもよい。シールドコイルはローパスフィルタとして作動することができ、それによりコンポーネント数を減少させ、したがって、誘導加熱組立体の、したがって蒸気発生デバイスのサイズ、重量及び製造費の向上をもたらす。
誘導加熱組立体は、第１及び第２電磁シールド層を囲み得る外側ハウジング層をさらに含んでもよい。これは、蒸気発生デバイスの外側表面が熱くならないこと及びユーザが不快感無しにデバイスを取り扱い得ることを確実にする。
一実施形態において、誘導加熱組立体は第２絶縁層をさらに含んでもよい。第２絶縁層は実質的に非導電性であってもよいとともに、１未満又は実質的に１に等しい相対的透磁性を有し得る。実質的に１に等しい相対的透磁性とは、相対的透磁性が０．９９～１．０１、好ましくは０．９９９～１．００１の範囲にあり得るということを意味する。第２絶縁層の第１部分は、使用の際、誘導コイルと誘導加熱可能なカートリッジ内部の蒸発可能な物質との間にあってもよい。第２絶縁層を含むこのような配置構成は、サセプタと交流電磁場との間の最適な結合が達成されることを確実にする。第２絶縁層の第２部分は、誘導コイルの外側に配置されてもよく、誘導コイルと第１電磁シールド層との間に位置付けられてもよい。
第２絶縁層は、実質的に非導電性であるとともに１未満又は実質的に１に等しい相対的透磁性を有する材料をもっぱら含んでもよい。代替的に、第２絶縁層は、実質的に非導電性であるとともに１未満又は実質的に１に等しい相対的透磁性を有する材料を実質的に含んでもよい。第２絶縁層は、例えば積層構造又は複合構造を含んでもよく、したがって、それ自体粒子／要素の複数の層及び／又は混合物を含んでもよい。粒子／要素の層又は混合物は、同じ材料を含んでも、複数の異なる材料、例えば、非導電性材料、導電性材料及びフェリ磁性材料からなる群から選択された１つ又は複数の材料を含んでもよい。材料のこのような組合せは、第２絶縁層が、実質的に非導電性であるとともに１未満又は実質的に１に等しい相対的透磁性を有する材料を「実質的に」含むことを確実にする割合で提供され得ることが理解される。
一実施形態において、第２絶縁層はプラスチック材料を含んでもよい。プラスチック材料は、ポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）又は極めて高い熱抵抗率（絶縁体）及び低い熱質量を有する他の任意の材料を含み得る。蒸気発生デバイスを使用していない期間の後で、デバイスの、したがって誘導加熱組立体のコンポーネントは、周囲温度に到達するまで冷えることが理解される。第２絶縁層に加熱された蒸気が触れるときの蒸気発生デバイスの初期起動時、比較的熱い蒸気とより冷たい第２絶縁層との間の接触を原因として第２絶縁層に結露が形成することがあり、結露は第２絶縁層の温度が上昇するまで残る。極めて高い熱抵抗率及び低い熱質量を有する材料の使用は、第２絶縁層に加熱された蒸気が接触するときの第２絶縁層がデバイスの初期起動に続いて可能な限り速やかに温まることを確実にするため、結露を最小化する。
誘導加熱組立体は、使用の際、およそ２０ｍＴ～最高濃度でおよそ２．０Ｔの磁束密度を有する変動電磁場で作動するように配置されてもよい。
誘導加熱組立体は、高周波数で作動するように構成され得る電源及び電気回路を含んでもよい。電源及び電気回路は、およそ８０ｋＨｚ～５００ｋＨｚ、場合によりおよそ１５０ｋＨｚ～２５０ｋＨｚ、及び場合によりおよそ２００ｋＨｚの周波数で作動するように構成されてもよい。電源及び電気回路は、使用される誘導加熱可能なサセプタのタイプに依存して、より高い周波数で、例えばＭＨｚ単位の範囲で作動するように構成され得る。
誘導コイルは任意の好適な材料を含み得るが、典型的には誘導コイルはリッツワイヤ又はリッツケーブルを含み得る。
誘導加熱組立体は任意の形状及び形を取り得るが、これは、過剰な材料使用を減らすために、実質的に誘導コイルの形をとるように配置され得る。誘導コイルは形状が実質的にらせん形であってもよい。
らせん形誘導コイルの円形断面は誘導加熱組立体への誘導加熱可能なカートリッジの挿入を容易にするとともに誘導加熱可能なカートリッジの均一な加熱を確実にする。誘導加熱組立体の結果としての形状はまたユーザにとって快適に把持できるものである。
誘導加熱可能なカートリッジは１つ又は複数の誘導加熱可能なサセプタを含み得る。当該又は各サセプタは、限定されるものではないが、アルミニウム、鉄、ニッケル、ステンレス鋼及びその合金、例えばニッケルクロム又はニッケル銅の１つ又は複数を含んでもよい。その付近に電磁場を印加すると、渦電流及び磁気ヒステリシス損失を原因として当該又は各サセプタが熱を発生させることがあり、結果として電磁からのエネルギーを熱に変換する。
誘導加熱可能なカートリッジは通気性シェル内部に蒸気発生物質を含み得る。通気性シェルは、電気絶縁性であり非磁性の通気性材料を含み得る。材料は、高温に耐えつつ空気が材料を通って流れることを可能にするために高通気性を有し得る。好適な通気性材料の例はセルロース繊維、紙、綿及び絹を含む。通気性材料はフィルタとしても機能し得る。代替的に、誘導加熱可能なカートリッジは紙に包まれた蒸気発生物質を含み得る。代替的に、誘導加熱可能なカートリッジは、蒸気発生物質であって、通気性はないが空気が流れるのを可能にするために好適な孔又は開口を含む材料の内部に保持された蒸気発生物質を含み得る。代替的に、誘導加熱可能なカートリッジは蒸気発生物質自体からなり得る。誘導加熱可能なカートリッジは実質的にスティックの形状に形成され得る。
蒸気発生物質は任意のタイプの固体又は半固体材料であり得る。蒸気発生固体の例示的タイプは、粉体、顆粒、ペレット、小片、より糸、粒子、ゲル、ストリップ、ルーズリーフ、刻みフィラー、多孔質材料、発泡材料又はシートを含む。物質は植物由来材料を含んでもよく、特に、物質は煙草を含み得る。
蒸気発生物質はエアロゾル形成剤を含み得る。エアロゾル形成剤の例は、多価アルコール及びその混合物、例えばグリセリン又はプロピレングリコールを含む。典型的には、蒸気発生物質は乾燥重量ベースでおよそ５％～およそ５０％のエアロゾル形成剤含有量を含み得る。いくつかの実施形態において、蒸気発生物質は乾燥重量ベースでおよそ１５％のエアロゾル形成剤内容量を含み得る。
また、蒸気発生物質はエアロゾル形成剤自体であり得る。この場合、蒸気発生物質は液体であり得る。また、この場合、誘導加熱可能なカートリッジは、液体保持物質（例えば繊維の束、多孔質材料、例えばセラミックなど）であって、液体を蒸発するように保持するとともに、蒸気が形成され、液体保持物質から、例えばユーザによる吸入のために空気出口に向かって、放出／放射されることを可能にする液体保持物質を含み得る。
加熱時、蒸気発生物質は揮発性化合物を放出し得る。揮発性化合物は、ニコチン又は香味化合物、例えば煙草香料を含み得る。
サセプタを加熱するために作動しているときに誘導コイルは電磁場を発生させることから、誘導加熱可能なサセプタを含むいずれの部材も作動中の誘導コイルに近接して配置されると加熱され、したがって、加熱区画に受け入れられる誘導加熱可能なカートリッジの形状及び外形は限定されない。いくつかの実施形態において、誘導加熱可能なカートリッジは形状が円筒形であってもよく、したがって、加熱区画は、実質的に円筒形の蒸発可能な物品を受けるように配置される。
蒸発可能な物質及び煙草製品は特に、円筒形の形で梱包されるとともに販売されることが多いため、加熱区画の、加熱されることになる実質的に円筒形の誘導加熱可能なカートリッジを受ける能力は有利である。
本開示の実施形態がここで、一例としてのみ、及び添付図面を参照して説明される。
最初に図１を参照すると、本開示の例による蒸気発生デバイス１０が概略的に示されている。蒸気発生デバイス１０はハウジング１２を含む。デバイス１０が吸入される蒸気を発生させるために使用されるとき、マウスピース１８が空気出口１９でデバイス１０に設置され得る。マウスピース１８は、ユーザがデバイス１０により発生させられた蒸気を容易に吸入する能力を提供する。デバイス１０は、高周波数で作動するように構成され得る参照符号２０により示された電源及び制御電気回路を含む。電源は典型的には例えば誘導的に再充電可能であり得る１つ又は複数のバッテリを含む。デバイス１０はまた、空気入口２１を含む。
蒸気発生デバイス１０は、蒸気発生（すなわち蒸発可能な）物質を加熱するための誘導加熱組立体２２を含む。誘導加熱組立体２２は、略円筒形の加熱区画２４であって、蒸発可能な物質２８と１つ又は複数の誘導加熱可能なサセプタ３０とを含む対応する形の略円筒形の誘導加熱可能なカートリッジ２６を受けるように配置された略円筒形の加熱区画２４を含む。誘導加熱可能なカートリッジ２６は、典型的には蒸発可能な物質２８を含むために外部層又は膜を含み、外部層又は膜は通気性である。例えば、誘導加熱可能なカートリッジ２６は、煙草と少なくとも１つの誘導加熱可能なサセプタ３０とを含む使い捨てカートリッジ２６であってもよい。
誘導加熱組立体２２は、らせん形誘導コイル３２であって、円筒形の加熱区画２４の周りに延在するとともに電源及び制御電気回路２０により励磁され得るらせん形誘導コイル３２を含む。当業者により理解されるとおり、誘導コイル３２が励磁されると、交流の及び時間的に変化する電磁場が作られる。これは１つ又は複数の誘導加熱可能なサセプタ３０と結合するとともに、１つ又は複数の誘導加熱可能なサセプタ３０において渦電流及び／又はヒステリシス損失を発生させ、それらを温める。熱は、次いで１つ又は複数の誘導加熱可能なサセプタ３０から蒸発可能な物質２８へ、例えば伝導、放射及び対流により伝えられる。
誘導加熱可能なサセプタ３０は、蒸発可能な物質２８を加熱するとともに蒸気を生成するために、サセプタ３０が誘導加熱組立体２２の誘導コイル３２により誘導加熱されると、熱がサセプタ３０から蒸発可能な物質２８へ伝えられるように、蒸発可能な物質２８と直接的又は間接的に接触し得る。蒸発可能な物質２８の蒸発は、空気入口２１を通じた周囲環境からの空気の追加により促される。蒸発可能な物質２８の加熱により発生した蒸気は、次いで空気出口１９を通って加熱区画２４を出て、例えば、マウスピース１８を通じてデバイス１０のユーザにより吸入され得る。加熱区画２４を通る空気流、すなわち空気入口２１から、加熱区画２４を通り、誘導加熱組立体２２の吸入通路３４に沿って、空気出口１９を出る空気流は、デバイス１０の空気出口１９側からマウスピース１８を使用して空気を吸うユーザにより作り出された負の圧力により促進され得る。
誘導加熱組立体２２は、第１電磁シールド層３６であって、誘導コイル３２の外側に配置されるとともに、典型的にはフェリ磁性、非導電性材料、例えばフェライト、ニッケル亜鉛フェライト又はミューメタルで形成された第１電磁シールド層３６を含む。図１に示された実施形態において、第１電磁シールド層３６は、誘導コイル３２の周りに円周方向に延在するようにらせん形誘導コイル３２の半径方向外側に位置付けられた、例えば実質的に円筒形のスリーブの形の実質的に円筒形のシールド部分３８を含む。実質的に円筒形のシールド部分３８は典型的にはおよそ１．７ｍｍ～２ｍｍの（半径方向における）層厚さを有する。第１電磁シールド層３６はまた、およそ５ｍｍの（軸方向における）層厚さを有する、誘導加熱組立体２２の第１軸方向端部１４に提供された第１環状シールド部分４０を含む。第１電磁シールド層３６はまた、誘導加熱組立体２２の第２軸方向端部１６に提供された第２環状シールド部分４２を含む。第２環状シールド部分４２は、シールド材料の第１及び第２層４２ａ、４２ｂであって、それらの間に任意選択のシールドコイル４４が位置付けられるシールド材料の第１及び第２層４２ａ、４２ｂを含むことに留意されたい。代替的実施形態において、第２環状シールド部分４２は、シールドコイル４４が存在するか存在しないかのいずれかの状態のシールド材料の単一の層を含み得る。
誘導加熱組立体２２は、第１電磁シールド層３６の外側に配置された第２電磁シールド層４６を含む。第２電磁シールド層４６は、典型的には導電性材料、例えばアルミニウム又は銅など金属を含むとともに、メッシュの形であり得る。図１に示された実施形態において、第２電磁シールド層４６は、例えば軸方向に延在する円周方向の間隙（図示せず）を有する実質的に円筒形のスリーブの形の実質的に円筒形のシールド部分４８と、誘導加熱組立体２２の第１軸方向端部１４に提供された環状シールド部分５０とを含む。実質的に円筒形のシールド部分４８及び環状シールド部分５０は単一のコンポーネントとして一体的に形成され得る。いくつかの実施形態において、第２電磁シールド層４６はおよそ０．１５ｍｍの層厚さを有する。第２電磁シールド層４６の抵抗値は、第２電磁シールド層４６における加熱及び導電性損失を最小にするように選択されるとともに、例えば、３０ｍΩ未満の値を有し得る。
誘導加熱組立体２２は、外側ハウジング層１３であって、第１及び第２電磁シールド層３６、４６を囲むとともにハウジング１２の最外層を構成する外側ハウジング層１３を含む。代替的実施形態（図示せず）において、外側ハウジング層１３は、第２電磁シールド層４６がハウジング１２の最外層を構成するように省略され得る。
誘導加熱組立体２２は、誘導コイル３２と第１電磁シールド層３６との間に位置付けられた第１絶縁層５２を含む。第１絶縁層５２は実質的に非導電性であるとともに実質的に１に等しい相対的透磁性を有し、図示の実施形態において、第１絶縁層５２は空気を含む。
誘導コイル３２と第１電磁シールド層３６との間に第１侮辱層５２を提供することは、有利には、誘導加熱可能なカートリッジ２６のサセプタ３０との結合にとって最適な電磁場が発生することを確実にし、これは、図２～４において概略的に示されている。例えば、図２は、上述の電磁シールド層３６、４６が無い状態でらせん形誘導コイル３２により発生した電磁場を概略的に示す。他方で図３は、上述の第１電磁シールド層３６、特に実質的に円筒形のシールド部分３８が誘導コイル３２に極めて近接して位置付けられるか、又は誘導コイル３２に接触しているかのいずれかの場合、換言すると、上記の第１絶縁層５２が提供されない場合に、らせん形誘導コイル３２により発生した電磁場を概略的に示す。第１電磁シールド層３６は第１電磁シールド層３６の半径方向外側領域における電磁場の強度を低下させ、それにより電磁場の漏洩を減少させるが、これはまた誘導加熱可能なカートリッジ２６が使用の際位置付けられる誘導コイル３２の半径方向内側領域における電磁場の強度も減少させることが図３において容易に見られ得る。これは、誘導加熱可能なカートリッジ２６のサセプタ３０との電磁場の結合に悪影響を及ぼすとともに加熱効率を低下させるため、望ましくない。最後に図４を参照すると、本開示の態様による第１絶縁層５２が誘導コイル３２と第１電磁シールド層３６との間に位置付けられると、第１電磁シールド層３６、特に実質的に円筒形のシールド部分３８が第１電磁シールド層３６の半径方向外側領域における電磁場の強度を低下させ、それにより図３において示されたのと同様のやり方で電磁場の漏洩を減少させることが明らかとなる。しかしながら、図３とは対照的に、誘導加熱可能なカートリッジ２６が使用の際位置付けられる誘導コイル３２の半径方向内側領域における電磁場の強度は低下せず、それにより誘導加熱可能なカートリッジ２６のサセプタ３０との電磁場の最適な結合を確実にするとともに加熱効率を最大化する。
図１を再び参照すると、誘導加熱組立体２２は、空気入口２１から加熱区画２４に延在する環状の空気通路５４を含むことに留意されたい。空気通路５４は、誘導コイル３２と第１電磁シールド層３６との間で誘導コイル３２の半径方向外側に位置付けられ、第１絶縁層５２は少なくとも部分的に空気通路５４により形成される。
誘導加熱組立体２２は第２絶縁層５８をさらに含む。第２絶縁層５８の第１部分５８ａは、誘導コイル３２と誘導加熱可能なカートリッジ２６内部の蒸発可能な物質２８との間にあるように誘導コイル３２の内側に配置されることが図１において見られる。第２絶縁層５８の第２部分５８ｂは誘導コイル３２の外側に配置されるとともに誘導コイル３２と第１電磁シールド層３６との間に位置付けられることもまた図１において見られる。図示の実施形態において、第２部分５８ｂは、第１電磁シールド層３６に隣接して、環状の空気通路５４の半径方向外側に位置付けられた円筒形のスリーブ５６を含む。第２絶縁層５８は実質的に非導電性であるとともに、１未満又は実質的に１に等しい相対的透磁性を有するとともに典型的にはＰＥＥＫなどプラスチック材料を含む。図１から容易に認められるとおり、第２絶縁層５８の第１部分５８ａは、誘導加熱可能なカートリッジ２６が使用の際受け入れられる加熱区画２４の内部容積を画定する。
ここで図５を参照すると、蒸気発生デバイス１０のための誘導加熱組立体６０の第２実施形態の一部が示されている。図５において示されている誘導加熱組立体６０は、図１に示されている誘導加熱組立体２２と同様であり、対応するコンポーネントは同じ参照符号を使用して特定される。第１及び第２電磁シールド層３６、４６の実質的に円筒形のシールド部分３８、４８は図５から省かれていることに留意されるべきである。
誘導加熱組立体６０は、誘導加熱組立体６０の第１軸方向端部１４で加熱区画２４から空気出口１９へ延在する吸入通路６２を含む。吸入通路６２は、加熱区画２４と空気出口１９との間で軸方向に実質的に平行な方向に延在する第１及び第２軸方向部分６４、６６を含む。吸入通路６２はまた、加熱区画２４と空気出口１９との間で軸方向に実質的に垂直な方向に延在する横断部分６８を含む。複数の電磁シールドアセンブリであって、各々第１及び第２電磁シールド層３６、４６を含む複数の電磁シールドアセンブリが、吸入通路６２の横断部分６８にその両側で隣接して延びるように位置付けられる。この配置構成で、誘導コイル３２の第１軸方向端部が電磁シールド層３６、４６により実質的に遮蔽されるように、電磁シールドアセンブリは少なくとも部分的に互いに重複する。
ここで図６を参照すると、蒸気発生デバイス１０のための誘導加熱組立体７０の第３実施形態の一部が示されている。図６に示された誘導加熱組立体７０は図５に示された誘導加熱組立体６０と同様であり、対応するコンポーネントは同じ参照符号を使用して特定される。
誘導加熱組立体７０は、誘導加熱組立体７０の第１軸方向端部１４で加熱区画２４から空気出口１９へ延在する吸入通路７２含む。吸入通路７２は、加熱区画２４と空気出口１９との間で軸方向に実質的に平行な方向に延在する第１、第２、第３及び第４軸方向部分７４、７６、７８、８０を含む。吸入通路７２はまた、加熱区画２４と空気出口１９との間で軸方向に実質的に垂直な方向に延在する第１、第２及び第３横断部分８２、８４、８６を含む。複数の電磁シールドアセンブリであって、各々第１及び第２電磁シールド層３６、４６を含む複数の電磁シールドアセンブリが、この場合も、横断部分８４の両側で吸入通路７２の横断部分８２、８４、８６に隣接して延びるように位置付けられる。この配置構成で、この場合も、誘導コイル３２の第１軸方向端部が電磁シールド層３６、４６により実質的に遮蔽されるように、電磁シールドアセンブリは少なくとも部分的に互いに重複することが分かる。
先行するパラグラフにおいては例示的な実施形態が説明されたが、これらの実施形態には添付の特許請求の範囲から逸脱すること無しに様々な修正がなされ得ることが理解されるべきである。したがって、特許請求の範囲の幅広さ及び範囲は上述の例示的な実施形態に限定されるべきではない。
文脈上明らかに他を意味しない限り、説明及び特許請求の範囲全体にわたって、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などの用語は、排他的又は網羅的な意味とは反対の包含的な意味で、すなわち、「含むが限定するものではない」という意味で解釈されるものである。
Claims (16)
- 蒸気発生デバイスのための誘導加熱組立体であって、前記誘導加熱組立体が、
ハウジングと、
誘導コイルと、
誘導加熱可能なカートリッジを受けるよう配置された加熱区画と、
前記誘導コイルの外側に配置された第１電磁シールド層と、
前記第１電磁シールド層の外側に配置された第２電磁シールド層と
を含み、
前記第１及び第２電磁シールド層が導電率及び透磁性の一方又は両方において異なっており、
前記第１電磁シールド層は、積層構造を含み、それ自体が複数の層を含み、
前記第２電磁シールド層は、前記ハウジングの最外層を構成する、誘導加熱組立体。 - 前記電磁シールド層の一方がフェリ磁性、非導電性材料を含み、
前記電磁シールド層の他方が導電性材料を含む、請求項１に記載の誘導加熱組立体。 - 前記第１電磁シールド層がフェリ磁性、非導電性材料を含み、
前記第２電磁シールド層が導電性材料を含む、請求項１に記載の誘導加熱組立体。 - 前記誘導コイルと前記第１電磁シールド層との間に導電性材料が無い、請求項１～３のいずれか一項に記載の誘導加熱組立体。
- 前記誘導コイルと前記第１電磁シールド層との間に位置付けられた第１絶縁層をさらに含み、前記第１絶縁層が実質的に非導電性であるとともに実質的に１に等しい相対的透磁性を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の誘導加熱組立体。
- 空気入口から前記加熱区画への空気通路であって、前記第１絶縁層の少なくとも一部を形成する空気通路をさらに含む、請求項５に記載の誘導加熱組立体。
- 実質的に非導電性であるとともに１未満又は実質的に１に等しい相対的透磁性を有する第２絶縁層をさらに含む、請求項５又は６に記載の誘導加熱組立体。
- 前記第２絶縁層の一部が、使用の際、前記誘導コイルと前記誘導加熱可能なカートリッジ内部の蒸発可能な物質との間にある、請求項７に記載の誘導加熱組立体。
- 第２絶縁層がプラスチック材料を含む、請求項７又は８に記載の誘導加熱組立体。
- 前記ハウジングは、アルミニウムを含む、請求項１～９のいずれか一項に記載の誘導加熱組立体。
- 前記第１及び第２電磁シールド層の一方又は両方が、前記誘導コイルを実質的に囲むように、前記誘導コイルの第１及び第２軸方向端部の両方で前記誘導コイルの周りに円周方向に配置される、請求項１～１０のいずれか一項に記載の誘導加熱組立体。
- 誘導加熱組立体が、前記誘導加熱組立体の第１軸方向端部で前記加熱区画と空気出口との間に延在する吸入通路をさらに含み、
前記吸入通路のある部分が、前記加熱区画と前記空気出口との間で軸方向に実質的に垂直な方向に延在し、
前記第１及び第２電磁シールド層の一方又は両方が、前記誘導コイルの前記第１軸方向端部が前記電磁シールド層の一方又は両方により実質的に覆われるように、前記吸入通路の前記部分に隣接して延びる、請求項１０に記載の誘導加熱組立体。 - 前記誘導コイルの第１及び第２軸方向端部の一方又は両方で前記第１又は第２電磁シールド層内に位置付けられたシールドコイルをさらに含む、請求項１～１２のいずれか一項に記載の誘導加熱組立体。
- 前記積層構造は、フェライトの１つ又は複数の層と接着材料の１つ又は複数の層とを含む、請求項１～１３のいずれか一項に記載の誘導加熱組立体。
- 前記第１絶縁層が空気を含む、請求項５に記載の誘導加熱組立体。
- 蒸気発生デバイスであって、
請求項１に記載の誘導加熱組立体と、
空気を加熱区画に提供するように配置された空気入口と、
前記加熱区画と連通している空気出口と
を含む蒸気発生デバイス。
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