TW201929701A - 用於一蒸氣產生裝置之感應加熱總成 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種用於一蒸氣產生裝置之感應加熱總成。該感應加熱總成包括:一感應線圈,在其徑向內部界定用於在使用中接納包括一可蒸發物質及一可感應加熱基座之一本體之一加熱室;及一溫度感測器,其定位成緊靠該加熱室之一側在該感應線圈之中心縱軸線上該加熱室之一端處,其中該感應線圈經配置以在使用中加熱該基座,且該溫度感測經配置以在使用中監測與自該基座產生之熱量相關之一溫度。本發明亦提供一種用於與該感應加熱總成一起使用之可感應加熱匣。該匣包括:一固體可蒸發物質;及一可感應加熱基座,其由該可蒸發物質包容,該基座呈平面且具有一面向外邊緣及一面向內邊緣,其中具有一第一面積之該匣之一中央區域中之該基座之面向內邊緣之總長度大於該匣之一外部區域中之該基座之面向外邊緣之總長度,該外部區域具有相同於該中央區域之形狀及定向且具有等於該第一面積之一面積。
Description
本發明係關於一種用於一蒸氣產生裝置之感應加熱總成。
近年來,加熱而非燃燒一物質以產生用於吸入之蒸氣之裝置越來越受消費者歡迎。
此等裝置可使用諸多不同方法之一者來將熱量提供至物質。一此方法係簡單提供一加熱元件,將電力提供至加熱元件以加熱元件,元件繼而加熱物質以產生蒸氣。
用於達成此蒸氣產生之一方式係提供採用一感應加熱方法之一蒸氣產生裝置。在此一裝置中,一感應線圈(下文中亦指稱一感應器及感應加熱裝置)具有該裝置且一基座具有蒸氣產生物質。當一使用者啟動裝置(其繼而產生一電磁(EM)場)時,將電能提供至感應器。基座與場耦合且產生轉移至物質之熱量且隨著物質被加熱而產生蒸氣。
使用感應加熱來產生蒸氣可提供受控加熱且因此提供受控蒸氣產生。然而,實際上,此一方法會導致蒸氣產生物質不經意間產生不適合溫度。此會浪費電力以推高操作成本及增加損壞組件之風險或使蒸氣產生物質無法被有效使用以給期望一簡單可靠裝置之使用者帶來不便。
先前已藉由監測一裝置中之溫度來解決此問題。然而,吾人已發現,此等溫度不可靠且無法表示實際產生之溫度以進一步降低此一裝置之可靠性。
本發明試圖克服至少一些上述問題。
根據一第一態樣,提供一種用於一蒸氣產生裝置之感應加熱總成,該加熱總成包括:一感應線圈,在其徑向內部界定用於在使用中接納包括一可蒸發物質及一可感應加熱基座之一本體之一加熱室;及一溫度感測器,其定位成在該感應線圈之中心縱軸線上緊靠該加熱室之一端處之該加熱室之一側,其中該感應線圈經配置以在使用中加熱該基座,且該溫度感測器經配置以在使用中監測與自該基座產生之熱量相關之一溫度。
(應注意,該加熱室之術語「側」在此用於包含該加熱室之軸向端)。
吾人已發現,藉由將該感應線圈定位於此位置中來達成準確量測溫度之能力與減少由該溫度感測器產生之信號中由該感應線圈產生之EM場導致之雜訊之間之一適當平衡。因此,此提供監測溫度之一提高準確度,同時亦允許提高監測溫度之一精確度且因此允許一最佳位置用於定位該溫度感測器。使該溫度感測器與產生熱量之位置分離且使一間隙介於該感測器與該EM場源之間將減少由該溫度感測器產生之信號中之雜訊,此將允許提高監測溫度之精確度。然而,因為該溫度感測器更遠離產生熱量之位置,所以此降低任何監測溫度之準確度。另一方面,將該溫度感測器定位於該感應線圈之軸向中心處會因該位置處之較大EM場強度而增加雜訊量。此進而降低能夠達成之精確度,即使監測溫度更有可能表示由加熱達成之溫度。
如上文所闡述,相對於該加熱室之片語「定位成緊靠...之一側」意欲意謂該溫度感測器定位於該加熱室之該側處。例如,此片語意欲意謂該溫度感測器之全部部分可更接近於該加熱室之該側而非該加熱室之中間或穿過該加熱室之中間之平行於該加熱室之該側之一平面。
該基座可包括(但不限於)鋁、鐵、鎳、不鏽鋼及其等之合金(例如鎳鉻)之一或多者。藉由在該基座附近施加一電磁場,該基座可歸因於渦電流及磁滯損耗(其導致能量自電磁能轉換成熱能)而產生熱量。
該感應線圈可具有能夠在使用中將熱量提供至該基座之任何形狀。通常,該感應線圈具有一圓柱形形狀。此在線圈之徑向內部提供比可用其他線圈形狀來產生之場改良之一EM場之場均勻性。此進而提供更均勻加熱以允許溫度監測更能代表該本體之溫度。此亦增強該EM場與該基座之耦合以使加熱更高效。
較佳地,該溫度感測器可較佳地僅定位於該感應線圈之一軸向中心與該感應線圈之一軸向端之間。此將該溫度感測器定位於歸因於該基座與該EM場之極佳耦合而產生有效熱量之區域內。此外,該EM場強度低於該感應線圈之該軸向中心處之EM場強度。此允許監測溫度更能代表由加熱產生之溫度(歸因於較少EM場干擾及因此更準確)。亦較佳地,該感應線圈之該軸向端可為最接近於該溫度感測器緊靠之該加熱室之該側之軸向端。
該溫度感測器亦可較佳地僅定位於該感應線圈之一軸向端處或大致定位於該感應線圈之一軸向端處,諸如自該感應線圈之該軸向端朝向該感應線圈之中心或遠離該感應線圈之中心移開高達該感應線圈之長度之1/4之距離的任何點。將該感測器設置於超過該感應線圈之該軸向端之一點處進一步減少由該溫度感測器產生之信號中之雜訊量,此係因為隨著與該感應線圈之該軸向中心之距離增大,該溫度感測器與該EM場之間之相互作用減小。
另外或替代地,該溫度感測器可定位於該加熱室內或朝向該加熱室之一內部突出。此將該溫度感測器定位於定位該本體之區域內以允許該本體在定位於該加熱室中時包圍該溫度感測器。此允許該溫度感測器提供更具代表性之監測溫度,因為其定位於產生熱量之環境中且由在加熱期間傳遞熱量之物質包圍。
垂直於該線圈之軸向方向之該溫度感測器之截面積可小於10.0平方毫米(mm2
),較佳地小於7.0 mm2
,更佳地小於2.5 mm2
。此允許該溫度感測器較少暴露於該EM場且因此減少雜訊。
該總成可經配置以在使用中與一波動電磁場一起操作,該波動電磁場在最高濃度點處具有約0.5 T至約2.0 T之間之一磁通量密度。
電源及電路可經組態以依一高頻率操作。較佳地,該電源及電路可經組態以依約80 kHz至約500 kHz之間、較佳地約150 kHz至約250 kHz之間、更佳地約200 kHz之一頻率操作。
儘管該感應線圈可包括任何適合材料,但該感應線圈通常可包括一李茲(Litz)線或一李茲電纜。
根據本發明之一第二態樣,提供一種用於與如前述技術方案中任一項之感應加熱總成一起使用之可感應加熱匣,該匣包括:一固體可蒸發物質;及一可感應加熱基座,其由該可蒸發物質包容,該基座呈平面且具有圍繞該基座之周邊之邊緣,其中具有一第一面積之該匣之一中央區域中之該基座之邊緣之總長度大於該匣之複數個外部區域之任何者中之該基座之邊緣之總長度,該複數個外部區域之各者具有相同於該中央區域之形狀及定向且具有等於該第一面積之一面積,其中該等外部區域可徑向延伸超過該匣之外周邊,較佳地,該中央區域及該複數個外部區域形成一連續陣列,該陣列之外周邊包圍該匣之該外周邊。
當該基座中產生熱量時,大部分熱量產生於該基座之邊緣處。由於具有一固體可蒸發物質,所以該基座保持於該匣內之適當位置中。此允許熱量之分佈在加熱期間可預測及可重複(因為邊緣不移動),當該可蒸發物質係液體時,情況亦可如此(因為此液體將藉由加熱來耗盡)。第二態樣之匣兼具比面向外邊緣大之面向內邊緣之一總長度以允許加熱集中於該匣之中心處以導致該匣之中心均勻受熱。此允許使用根據第一態樣之感應加熱總成之任何溫度監測更準確,因為此區域中之集中加熱意謂熱量產生於與該溫度感測器之一最小距離處。
吾人意欲使「面向內邊緣」意指大體上面向該基座之一中心之邊緣。此通常意謂一面向內邊緣不形成該基座之外周邊之部分。當該基座定位於該加熱室中(在一匣內)時,該等面向內邊緣意欲為背向該感應線圈之最接近部分之邊緣。通常,此等內邊緣可包圍一平面環形基座元件之中心內之一孔隙。
吾人意欲使一「面向外邊緣」成為一面向內邊緣之對置者。吾人意欲使此意指大體上背向該基座之一中心之一面向外邊緣。此通常意謂一面向外邊緣形成該基座之外周邊之部分。當定位於該加熱室中時,面向外邊緣意欲為面向該感應線圈之最接近部分之邊緣。
一單位面積內之邊緣之一總長度可指稱一邊緣密度。因此,意欲使該中央區域中之該基座之面向內邊緣之一邊緣密度高於該外部區域中之該基座之面向外邊緣之邊緣密度。
第二態樣所涉及之陣列可為一平面陣列。該陣列可平行於該基座或基座板。
術語「包圍」意欲意謂該陣列之面積與該匣之面積至少一樣大及重疊。換言之,此術語意欲意謂橫跨該陣列之最小距離至少等於在該匣之最寬點處橫跨該匣之最小距離。當然,該最寬點意欲為平行於該陣列及/或基座/基座板之平面之一平面中之最寬點。
吾人意欲使片語「匣之外周邊」意指平行於該陣列及基座/基座板之平面之一平面中之該匣之最大部分處之該匣之周邊。
該基座可為提供上文所闡述之面向內邊緣及面向外邊緣之任何形狀。通常,該基座具有在該中央區域中之一孔隙。此允許更多熱量產生於該基座之中心處以進一步提高監測溫度之準確度,因為在該溫度感測器偵測到熱量之前熱量具有較小耗散距離。
該第一面積可小於該基座(或一個別基座板)之總面積。此外,該基座(或個別基座板)之中點可在各外部區域外。
該等中央區域及外部區域可形成一陣列或規則柵格中之元件,該陣列或規則柵格界定於包圍平行於該基座或一個別基座板之一平面中之該匣之一截面之一面積內。特定而言,該等中央區域及外部區域可包括一3×3矩形陣列(其具有重合邊且其中矩形可為正方形),該等矩形之中央者形成該中央區域且其他周圍8個區域形成該等外部區域,且其中該陣列之外邊界經選擇為儘可能小以完全限界該匣之外圓周。替代地,該陣列之該外邊界可經選擇為儘可能小以完全限界最小圓(其限界該匣之截面)之外圓周(例如,藉由連接一規則多邊形之頂點)。
在截面呈實質上圓形的情況中,該等中央區域及外部區域可判定如下:一正方形由四個線界定,各線係與該匣之圓形截面相切之一線。該正方形內之面積由平行於該正方形之兩個邊之兩個另外線分成三個均等部分。該正方形內之面積亦由平行於該正方形之另兩個邊之兩個另外線分成三個均等部分。此導致形成該正方形之9個相同大小及形狀部分。由四個另外線包圍之區域係中央區域。各其他部分係一外部區域。
在截面係一實質上規則多邊形的情況中,該等中央區域及外部區域可判定如下:界定連接該匣之該規則多邊形截面上之頂點的一圓。一正方形由四個線界定,各線係與該圓相切之一線。該正方形內之面積由平行於該正方形之兩個邊之兩個另外線分成三個均等部分。該正方形內之面積亦由平行於該正方形之另兩個邊之兩個另外線分成三個均等部分。此導致形成該正方形之9個相同大小及形狀部分。由四個另外線包圍之區域係中央區域。各其他部分係一外部區域。
在截面實質上呈橢圓形的情況中,該等中央區域及外部區域可判定如下:一矩形由四個線界定,各線係與該匣之橢圓形截面相切之一線。兩個切線平行於穿過該橢圓之中點的最長直線,另兩個切線平行於穿過該橢圓之中點(且垂直於該最長直線)的最短直線。該矩形內之面積由平行於該最長直線之兩個另外線分成平行於該最長直線之兩個線之間之三個均等部分。該矩形內之面積亦由平行於該最短直線之兩個另外線分成平行於該最短直線之兩個線之間之三個均等部分。此導致形成該矩形之9個相同大小及形狀部分。由平行於該最長直線之該兩個另外線及平行於該最短直線之該兩個另外線包圍之面積係中央區域。各其他部分係一外部區域。
該等中央區域及外部區域之各者內可具有邊緣之任何總長度。通常,該中央區域具有大於任何該等外部區域中之一組合邊緣之一總長度的組合邊緣之一總長度(或至少大於全部該等外部區域中之組合邊緣部分之平均總長度),該組合邊緣(或組合邊緣部分)包括面向內邊緣部分及面向外邊緣部分。此係有利的,因為更多熱量產生於該中央區域中。此導致更多熱量在使用中之加熱期間產生於該溫度感測器接近處。此允許監測溫度更能代表藉由加熱來達成之溫度且因此允許監測溫度更準確。
該基座可採用適合於加熱該可蒸發物質之任何形式。通常,該基座包括複數個板,該等板配置於垂直於該電感線圈之主中心軸線之平行平面中。此藉由使該等基座組件位於該可蒸發物質中之多個位置中來促進產生於基座邊緣處之熱量分佈。
可依適合於加熱該可蒸發物質之任何方式配置該基座之該等板(可互換地指稱板及基座板)。在一些實施例中,各板可採用一盤或環或類似形狀之一部分之形式,各板依該板與該中央區域之一中點之間之一徑向間隔定位。此提供該等基座板與該EM場之間之良好耦合,同時最小化該中央區域之一中點處之該EM場之耦合。此藉由增加在與該中點之一距離處吸收之能量來減少在該中央區域之該中點處吸收之能量,此最小化該中點處之雜訊以藉此減少該溫度感測器處之雜訊。此係因為該溫度感測器及該中點沿第一態樣之該加熱室之該中心縱軸線對準。亦藉由減少在該中點處吸收之能量以及沿該感應線圈之該中心縱軸線吸收之能量(其亦被達成)來最小化該溫度感測器之感應加熱量。
另外,可依任何方式及各板與該中央區域之該中點之間之一間隔定向該等板。通常,該等板定向於其等所在之平面內以完全環繞該中央區域之該中點。此在一中央區域中提供比外部區域中之面向外邊緣高之面向內邊緣之一密度,同時使該等面向內邊緣分佈於複數個平面上。此藉由散佈產生大部分熱量之該等基座板之部分來促進熱分佈。
吾人意欲使術語「環繞」意謂該等板在至少兩個維度上包圍該中點,使得針對結合全部該等基座板之平面(即使該等基座板可位於該匣內之不同層級處,諸如圖7及圖8中所展示),該中點包圍於該平面中。
較佳地,各平面可包含一個板或兩個板,其中針對包含一個板之平面,可存在包含定位於該中央區域之該中點之一對置側上之一板的另一平面;針對包含兩個板之平面,各自板之間可存在一間隔且各自板定位於該中央區域之該中點之彼此對置側上。吾人已發現,該等基座板之此等配置提供透過該可蒸發材料分佈之該中央區域中之面向內邊緣之一高邊緣密度。因此,此在產生熱量時提供改良熱分佈。
各自平面中之該等板可依任何方式彼此相對定向以透過該可蒸發材料均勻分佈熱量。通常,在包含兩個板之各平面中,各自平面中之該等板具有不同於包含兩個板之各其他平面中之板之一定向,較佳地,各平面包含兩個板。此提供透過該可蒸發材料之更均勻熱分佈以降低任何熱點或冷點之可能性。
該可蒸發物質可包含適合於產生由一使用者吸入之蒸氣之任何成分。通常,該可蒸發物質包含菸草、保濕劑、甘油及/或丙二醇。
該可蒸發物質可為任何類型之固體或半固體材料。蒸氣產生固體之實例性類型包含粉末、顆粒、丸粒、碎片、股線、多孔材料或片材。該物質可包括植物衍生材料,且特定而言,該物質可包括菸草。
較佳地,該可蒸發物質可包括一氣溶膠形成物。氣溶膠形成物之實例包含多元醇及其等之混合物,諸如甘油或丙二醇。通常,該可蒸發物質可包括約5%至約50%之間之一氣溶膠形成物乾重含量。較佳地,該可蒸發物質可包括約15%之一氣溶膠形成物乾重含量。
在加熱之後,該可蒸發物質可釋放揮發性化合物。該等揮發性化合物可包含尼古丁或增香化合物,諸如菸草増香劑。
該匣可包含該可蒸發物質在使用中定位於其中之一透氣殼。該透氣材料可為一電絕緣且非磁性材料。該材料可具有一高透氣性以允許空氣流通通過耐高溫之材料。適合透氣材料之實例包含纖維素、纖維、紙、棉及絲。該透氣材料亦可充當一過濾器。替代地,該本體可為包於紙中之一可蒸發物質。替代地,該本體可為保持於一材料內之一可蒸發物質,該材料不透氣但包括允許空氣流動之適當穿孔或開口。替代地,該本體可為該可蒸發物質本身。該本體可實質上形成為一桿之形狀。
根據本發明之一第三態樣,提供一種用於與根據本發明之第一態樣之一感應加熱總成一起使用之可感應加熱匣,該匣包括:一固體可蒸發物質;及一可感應加熱基座,其由該可蒸發物質包容,該基座包括一或多個基座板,當存在一個以上基座板時,該一或多個基座板配置於實質上平行平面中且呈環形以提供孔隙,該等孔隙之至少一者徑向包圍一溫度監測區域且軸向定位於該匣之中心與該溫度監測區域之間,藉此當該匣裝配至一感應加熱總成之加熱室中時,一溫度感測器可突出至該溫度監測區域中且實質上不穿過任何該等基座板之該孔隙。
較佳地,根據本發明之第三態樣之一可感應加熱匣可進一步包括相鄰於該溫度監測區域之一可變形部分,其用於容許一溫度感測器在裝配至一感應加熱總成之加熱室中時突出至該溫度監測區域中,亦較佳地,相鄰於該溫度監測區域之該可變形部分在使用中經配置以圍繞裝配至一感應加熱總成之加熱室中之一溫度感測器變形以藉此容許一溫度感測器突出至該溫度監測區域中。藉由提供一可變形部分,該匣之表面(其可為(例如)一類纖維紙材料)保持完好且防止該可蒸發材料(例如菸草材料)在已使用該匣之後溢出。另外,其可防止該溫度感測器過分突出至該匣中且因此接近於發生於加熱設備之感應線圈之中心(其通常經配置以與該匣之中心重合以最大化該匣之加熱)處之極強磁場。
應注意,若使用具有一可變形外部分而非一易碎外部分之一匣,則在相鄰於該溫度監測區域之該基座中通常需要一稍大孔隙(相較於該匣具有一易碎部分的情況,見下文)以容許容納於該匣內之該可蒸發材料(其較佳為固體但可變形菸草材料,例如菸絲)被充分壓縮以允許一溫度感測器突出至該溫度監測區域中。(應注意,當提供一易碎部分時,該溫度感測器可具有一(銳利)尖端,其僅使進入該匣之少量菸草材料位移,使得基座盤中僅需要一相對較小孔隙)。然而,一基座之內邊緣與插入至該匣中之該溫度感測器之間較佳地存在一間隙,使得該溫度感測器監測該可蒸發材料之溫度,而非直接監測一基座之內邊緣之溫度。此一間隙較佳為該匣之外徑之5%至20%之間之量級。
根據本發明之一第四態樣,提供一種蒸氣產生裝置,其包括:根據第一態樣之一感應加熱總成;根據第二態樣或第三態樣之一可感應加熱匣,其定位於該感應加熱總成之該加熱室內;一進氣口,其經配置以將空氣提供至該加熱室;及一出氣口,其與該加熱室連通。
該匣可依任何適合方式配置於該加熱室中。通常,該匣包括具有該匣之一中央區域中之一孔隙之一基座,該基座經定向且該孔隙經定大小及定位使得該溫度感測器定位於該孔隙內。此允許該基座與在使用中由該感應加熱總成之該感應線圈產生之該EM場耦合,同時最小化該EM場與該感應加熱總成之該溫度感測器相互作用及儘可能少產生由該溫度感測器產生之信號中之雜訊。
較佳地,該匣之一基座之一外部分可比該感應加熱總成之一溫度感測器更接近於該感應加熱總成之一感應線圈。歸因於該基座自該EM場吸收能量而非由該溫度感測器吸收能量,此進一步減少由該溫度感測器產生之信號中之雜訊。
較佳地,該感應加熱總成之一溫度感測器定位於該感應加熱總成之一感應線圈之一軸向中心與該感應線圈之一軸向端之間,該可感應加熱匣之一部分在使用中定位於該感應線圈之該軸向中心處。此具有相同於上文相對於第一態樣所闡述之優點的優點。
吾人現描述一蒸氣產生裝置之一實例,其包含一實例性感應加熱總成、實例性可感應加熱匣及實例性基座之一描述。
現參考圖1及圖2,圖1中繪示大體上為1之一實例性蒸氣產生裝置之一組裝組態及圖2中繪示其之一未組裝組態。
實例性蒸氣產生裝置1係一手持裝置(吾人意欲使其意指一使用者能夠單手持有及獨立支撐之一裝置),其具有一感應加熱總成10、一可感應加熱匣20及一吸嘴30。當匣被加熱時,由匣釋放蒸氣。因此,藉由使用感應加熱總成加熱可感應加熱匣來產生蒸氣。接著,蒸氣能夠在吸嘴處由一使用者吸入。
在此實例中,一使用者藉由在加熱匣時將空氣自周圍環境吸入至裝置1中、通過或繞過可感應加熱匣20而自吸嘴30排出來吸入蒸氣。此係藉由在組裝裝置時將匣定位於由感應加熱總成10之一部分界定之一加熱室12中且使室與形成於總成中之一進氣口14及吸嘴中之一出氣口32氣體連通來達成。此允許藉由施加負壓(此通常藉由一使用者自出氣口吸取空氣來產生)來透過裝置吸取空氣。
匣20係包含一可蒸發物質22及一可感應加熱基座24之一本體。在此實例中,可蒸發物質包含菸草、保濕劑、甘油及丙二醇之一或多者。可蒸發物質亦為固體(應注意,諸如丙二醇及甘油之液體組分可由諸如菸草之一固體吸收材料吸收)。基座包含複數個導電板。在此實例中,匣亦具有用於容納可蒸發物質及基座之一層或膜26,其中層或膜可透氣。在其他實例中,不存在膜。
如上文所提及,感應加熱總成10用於加熱匣20。總成包含呈一感應線圈16及一電源18之形式之一感應加熱裝置。電源及感應線圈經電連接使得電力可選擇性地傳輸於兩個組件之間。
在此實例中,感應線圈16實質上呈圓柱形,使得感應加熱總成10之形狀亦實質上呈圓柱形。加熱室12經界定於感應線圈之徑向內部,其中一基底位於感應線圈之一軸向端處且側壁圍繞感應線圈之一徑向內側。加熱室在與基底對置之感應線圈之一軸向端處敞開。當組裝蒸氣產生裝置1時,開口由吸嘴30覆蓋,其中通至出氣口32之一開口定位於加熱室之開口處。在圖中所展示之實例中,進氣口14具有在加熱室之基底處通至加熱室中之一開口。
一溫度感測器11定位於加熱室12之基底處。因此,溫度感測器在相同於加熱室之基底之感應線圈16之軸向端處定位於加熱室內。此意謂:當一匣20定位於加熱室中且組裝蒸氣產生裝置1 (換言之,蒸氣產生裝置在使用中或準備使用)時,匣圍繞溫度感測器變形。此係因為:在此實例中,溫度感測器歸因於其大小及形狀而未刺穿匣之膜26。
溫度感測器11亦定位於感應線圈16之中心縱軸線34上。如圖3中所展示,感應線圈具有軸向端36、38。此等係線圈之極端。感應線圈亦具有一軸向中心40。此定位於感應線圈之軸向端之間之中途位置。中心縱軸線與穿過感應線圈之軸向端及軸向中心之各者之平面相交。圖3中展示僅定位於一軸向端與軸向中心之間之溫度感測器。此在一些實例中係容許的。圖3亦展示可由感應線圈產生之EM場之實例性EM場線42。此等大體上呈橢圓形,其最寬點大致在線圈之軸向中心處。歸因於溫度感測器相對於EM場之位置,此允許與溫度感測器所在之EM場之任何相互作用在越遠離軸向中心之位置處越弱。
圖4展示感應線圈16、匣20及溫度感測器11如何在組裝裝置時彼此相對配置之一放大圖。圖4亦展示可由感應線圈產生之EM場之實例性EM場線44。在此實例中,存在各定位於一平行平面中之三個基座板,其中各平面垂直於感應線圈之中心縱軸線。基座板定位於匣之中間,且其中點因此沿感應線圈之中心縱軸線對準。基座板本身經定向使得其垂直於感應線圈之中心縱軸線。
基座板24比溫度感測器11寬。此意謂各基座板之部分比溫度感測器更接近於感應線圈16。此導致基座板在產生EM場時比溫度感測器與EM場之相互作用多地與EM場相互作用。
返回至圖1及圖2,溫度感測器11電連接至定位於感應加熱總成10內之一控制器13。控制器亦電連接至感應線圈16及電源18,且在使用中經調適以藉由判定何時自電源供應電力給感應線圈及溫度感測器之各者來控制感應線圈及溫度感測器之操作。
如上文所提及,加熱匣20以產生蒸氣。此係藉由電源18供應一電流至感應線圈16來達成。電流流動通過感應線圈以導致在靠近線圈之一區域中產生一受控EM場。所產生之EM場提供使一外部基座(在此情況中為匣之基座板)吸收EM能且將其轉換成熱能以藉此達成感應加熱之一來源。
更詳細而言,藉由將電力提供至感應線圈16來導致一電流通過感應線圈以導致產生一EM場。供應至感應線圈之電流係一交流(AC)電流。此導致在匣內產生熱量,因為當匣定位於加熱室12中時,意欲使基座板配置成(實質上)平行於感應線圈16之半徑(如圖中所展示)或至少具有平行於感應線圈之半徑之一長度分量。因此,當AC電流供應至感應線圈且匣定位於加熱室中時,基座板之定位導致各板中歸因於由感應線圈產生之EM場耦合至各基座板而誘發渦電流。此導致各板中因感應而產生熱量。
匣20之板與可蒸發物質22熱連通,在此實例中,藉由各基座板與可蒸發物質之間之直接或間接接觸。此意謂:當基座24由感應加熱總成10之感應線圈16感應加熱時,熱量自基座24轉移至可蒸發物質22以加熱可蒸發物質22而產生蒸氣。
當溫度感測器11在使用中時,其藉由量測其表面處之溫度來監測溫度。各溫度量測依一電信號之形式發送至控制器13。
匣20具有諸多可行組態。剩餘圖中展示一些實例性組態。現參考圖5A及圖5B,此等圖展示兩個實例性匣。
圖5A展示具有垂直於其長度之一圓形截面之一匣20。匣具有包圍一圓形基座板24之可蒸發材料22。圖5A展示匣之一圓形基座板。基座板之中點與匣之中點對準。基座板在其中心處具有一圓形孔隙46。此意謂:除具有圍繞基座板之圓周(即,外周邊)之一面向外邊緣48之外,基座板亦具有圍繞孔隙之周邊之一面向內邊緣50。
圖5A (及圖5B)中展示一柵格52。柵格由配置成一3×3陣列之9個相同大小正方形組成。陣列經定大小使得陣列之外邊形成圖5A中所展示之匣20之外邊緣之切線。陣列中間之正方形(即,中間列及中間行中之中間正方形)之邊亦形成基座板24中之孔隙46之周邊之切線。此中央區域因此包含基座板之面向內邊緣50。此區域中之面向內邊緣之長度大於由陣列之其他8個正方形提供之外部區域之任何者中之面向外邊緣之長度。此意謂:當基座板耦合至一EM場時,大部分熱量將產生於中央區域中。
圖5B展示類似於圖5A中所展示之匣之一匣20。唯一差異在於:匣具有一五邊形截面而非一圓形截面。在此實例中,柵格52仍為相同於圖5A中所展示之柵格之大小及形狀。因而,柵格之邊形成鄰接五邊形之頂點之一圓(圖中未展示)之切線。
圖6A、圖6B及圖6C展示基座板24之一實例性組態。如上文所提及,基座板配置於三個平面中。圖6A、圖6B及圖6C各展示此等平面之一者。各基座板具有兩個部分24A、24B。部分係一圓之相同形狀區段。部分係分離的,且部分之間之間隙(若存在)位於定位圓(其之部分係區段)之剩餘部分之區域中。部分各具有一面向外邊緣,其係提供來自一圓之一圓周之一圓弧的彎曲邊緣。各部分亦具有一面向內邊緣。面向內邊緣係筆直的且組成各部分之周邊之剩餘部分。
圖6A至圖6C展示相同於圖5A及圖5B之柵格。在此柵格上,基座板24之部分24A、24B之面向內邊緣間隔一個正方形之寬度。在圖6A中,此意謂:部分之面向內邊緣定位於3×3陣列之中間行之對置邊上。因此,陣列之中間正方形中具有面向內邊緣之最大長度,且該長度大於任何可直接比較之外部區域中之面向外邊緣之長度。
圖6B及圖6C展示相同於圖6A中所展示之基座板之基座板24。唯一差異在於:板已圍繞各自基座板之中點相對於圖6A中所展示之基座板之定向旋轉。圖6B中所展示之基座板已順時針旋轉約45度(°),且圖6C中所展示之基座板已自圖6A中所展示之基座板之定向順時針旋轉約135°。柵格未旋轉,但中間正方形保持大於任何其他正方形之面向內邊緣之一長度及亦保持大於含於任何正方形中之面向外邊緣之總長度之面向內邊緣之一長度。
如上文所闡述,圖6A至圖6C展示在組裝匣時定位於沿感應線圈11之中心縱軸線散佈之平行平面中之基座板24。圖7展示如圖6A至圖6C般分離之圖6A至圖6C中所展示之組態中之基座板及在準備使用該等基座板時定位於一匣中之此等基座板之一平面圖。當被組裝時,此配置之基座板在匣定位於加熱室中時環繞溫度感測器11。因此,提供穿過基座板之一孔隙以維持基座板與溫度感測器之間之一側向間隔,同時在不同層級上提供圍繞一全圓之一基座。
圖8中展示達成此之另一組態。圖8展示一基座24之四個部分24A、24B、24C、24D。如同圖6A至圖6C及圖7中所展示之基座板之部分,圖8中所展示之各部分經塑形為具有類似於上述基座板部分之形狀、大小及比例之一圓之一區段。圖8中所展示之基座之部分亦在定位於一匣中時散佈於3個平行平面上。頂部平面及底部平面中具有一單一部分,且中間平面具有2個部分。其內具有2個部分之平面中之基座部分依相同於圖6A之基座部分之方式配置及定向。其他2個平面中之基座部分依相同於一單一平面中之部分之配置彼此相對配置。此等部分圍繞基座板之中點旋轉90°,如上文所描述。當被組裝時,如自上方或下方所觀看,此提供基座之中心之一正方形孔隙及圍繞基座之外側之一完整圓。溫度感測器11亦(徑向)定位於孔隙中。
1‧‧‧蒸氣產生裝置
10‧‧‧感應加熱總成
11‧‧‧溫度感測器
12‧‧‧加熱室
13‧‧‧控制器
14‧‧‧進氣口
16‧‧‧感應線圈
18‧‧‧電源
20‧‧‧可感應加熱匣
22‧‧‧可蒸發物質
24‧‧‧可感應加熱基座/基座板
24A‧‧‧基座板之部分
24B‧‧‧基座板之部分
24C‧‧‧基座板之部分
24D‧‧‧基座板之部分
26‧‧‧層/膜
30‧‧‧吸嘴
32‧‧‧出氣口
34‧‧‧中心縱軸線
36‧‧‧軸向端
38‧‧‧軸向端
40‧‧‧軸向中心
42‧‧‧電磁(EM)場線
44‧‧‧EM場線
46‧‧‧孔隙
48‧‧‧面向外邊緣
50‧‧‧面向內邊緣
52‧‧‧柵格
下文將參考附圖來詳細描述一感應加熱總成之一實例及一可感應加熱匣之一實例,其中:
圖1展示一實例性蒸氣產生裝置之一示意圖;
圖2展示根據圖1中所展示之實例之蒸氣產生裝置之一分解圖;
圖3展示一實例性感應線圈及溫度感測器之一示意圖;
圖4展示一實例性可感應加熱匣、感應線圈及溫度感測器之一示意圖;
圖5A及圖5B展示實例性可感應加熱匣之截面圖;
圖6A、圖6B及圖6C展示實例性基座板之一示意圖;
圖7展示實例性基座板之一實例性配置;及
圖8展示實例性基座板之另一實例性配置。
Claims (15)
- 一種用於一蒸氣產生裝置之感應加熱總成,該加熱總成包括: 一感應線圈,在其徑向內部界定用於在使用中接納包括一可蒸發物質及一可感應加熱基座之一本體之一加熱室;及 一溫度感測器,其定位成緊靠該加熱室之一側在該感應線圈之中心縱軸線上該加熱室之一端處,其中 該感應線圈經配置以在使用中加熱該基座,且該溫度感測器經配置以在使用中監測與自該基座產生之熱量相關之一溫度。
- 如請求項1之加熱總成,其中該感應線圈具有一圓柱形形狀。
- 如請求項1或請求項2之加熱總成,其中該溫度感測器定位於該感應線圈之一軸向中心與該感應線圈之一軸向端之間,較佳地,該感應線圈之該軸向端係最接近於該溫度感測器緊靠之該加熱室之該側之軸向端。
- 如請求項1或請求項2之加熱總成,其中該溫度感測器在使用中經定大小及定位以延伸而不比該感應線圈之該軸向中心與接近於該溫度感測器之該感應線圈之該端之間之中點更接近於該感應線圈之該軸向中心。
- 一種用於如請求項1至4中任一項之感應加熱總成一起使用之可感應加熱匣,該匣包括: 一固體可蒸發物質;及 一可感應加熱基座,其由該可蒸發物質包容,該基座呈平面且具有一面向外邊緣及一面向內邊緣,其中 具有一第一面積之該匣之一中央區域中之該基座之面向內邊緣之總長度大於該匣之複數個外部區域之任何者中之該基座之面向外邊緣之總長度,該複數個外部區域之各者具有相同於該中央區域之形狀及定向且具有等於該第一面積之一面積,其中該等外部區域可徑向延伸超過該匣之外周邊。
- 如請求項5之匣,其中該基座具有該中央區域中之一孔隙。
- 如請求項6之匣,其中該中央區域具有大於該等外部區域之任何者中之一組合邊緣之一總長度的組合邊緣之一總長度,該組合邊緣包括面向內邊緣部分及面向外邊緣部分。
- 如請求項5至7中任一項之匣,其中該基座包括複數個板,該等板配置於平行平面中。
- 如請求項8之匣,其中各板採用一盤或環或類似形狀之一部分之形式,各板依該板與該中央區域之一中點之間之一徑向間隔定位。
- 一種用於與如請求項1至4中任一項之感應加熱總成一起使用之可感應加熱匣,該匣包括: 一固體可蒸發物質;及 一可感應加熱基座,其由該可蒸發物質包容,該基座包括一或多個基座板,當存在一個以上基座板時,該一或多個基座板配置於實質上平行平面中且呈環形以提供孔隙,該等孔隙之至少一者徑向包圍一溫度監測區域且軸向定位於該匣之該中心與該溫度監測區域之間,其中當該匣裝配至一感應加熱總成之加熱室中時,一溫度感測器可突出至該溫度監測區域中且實質上未穿過該等基座板之任何者之該孔隙,且其中該匣進一步包括相鄰於該溫度監測區域之一可變形部分,該可變形部分用於容許一溫度感測器在裝配至一感應加熱總成之加熱室中時突出至該溫度監測區域中。
- 如請求項5至7及10中任一項之匣,其中該可蒸發物質包含菸草、保濕劑、甘油及丙二醇。
- 一種蒸氣產生裝置,其包括: 如請求項1至4中任一項之感應加熱總成; 如請求項5至10中任一項之可感應加熱匣,其定位於該感應加熱總成之一加熱室內; 一進氣口,其經配置以將空氣提供至該加熱室;及 一出氣口,其與該加熱室連通。
- 如請求項12之蒸氣產生裝置,其中該匣包括具有該匣之一中央區域中之一孔隙之一基座,該基座經定向且該孔隙經定大小及定位使得該溫度感測器定位於該孔隙內。
- 如請求項12或請求項13之蒸氣產生裝置,其中該匣之一基座之一外部分比該感應加熱總成之一溫度感測器更接近於該感應加熱總成之一感應線圈。
- 如請求項12或請求項13之蒸氣產生裝置,其中該感應加熱總成之一溫度感測器定位於該感應加熱總成之一感應線圈之一軸向中心與該感應線圈之一軸向端之間,該可感應加熱匣之一部分在使用中定位於該感應線圈之該軸向中心處。
Priority Applications (14)
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