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用于产生 气溶胶的感应加热装置和系统

阅读：43发布：2020-05-12

专利汇可以提供用于产生气溶胶的感应加热装置和系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且用于产生气溶胶的感应加热装置(1)包括装置壳体(10)，所述装置壳体(13)包括具有用于容纳包括气溶胶形成基质和感受器的气溶胶形成插入件(2)的至少一部分的内表面的腔。所述装置壳体(10)进一步包括到所述腔(13)的销(14)。所述装置(1)进一步包括沿所述销(14)设置的感应线圈(15)，以及连接到所述感应线圈(15)且配置成向感应线圈(15)提供高频电流的电源(11)。，下面是用于产生气溶胶的感应加热装置和系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于产生气溶胶的感应加热装置，所述感应加热装置包括：
装置壳体，其包括具有用于容纳包括气溶胶形成基质和感受器的气溶胶形成插入件的至少一部分的内表面的腔，所述装置壳体进一步包括延伸到所述腔中的销；
沿所述销布置的感应线圈，所述销和所述感应线圈布置成使得一旦所述气溶胶形成插入件容纳在所述腔中，所述销和所述感应线圈均至少部分地由所述气溶胶形成插入件围绕；和
连接到所述感应线圈且配置成向感应线圈提供高频电流的电源。
2.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中所述感应线圈布置在所述销内，且不与所述腔接触。
3.根据权利要求2所述的感应加热装置，其中所述感应线圈模制到所述销中。
4.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中所述感应线圈缠绕所述销。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的感应加热装置，其中所述销和感应线圈沿所述腔的中心纵向轴线布置。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的感应加热装置，其中所述腔的内表面的圆周部分和所述销为圆柱形形状。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的感应加热装置，其中多个感应线圈中的两个沿着所述销布置并彼此靠近。
8.根据权利要求中1-4任一项所述的感应加热装置，其中所述销与所述装置壳体一体成型。
9.根据权利要求1-4中的任一项所述的感应加热装置，其中所述装置壳体包括用于在所述气溶胶形成插入件容纳在所述腔中时将所述气溶胶形成插入件保持在所述腔中的保持构件。
10.一种感应加热的气溶胶生成系统，其包括气溶胶形成插入件和根据前述权利要求中任一项所述的感应加热装置，所述气溶胶形成插入件包括气溶胶形成基质和感受器，其中所述气溶胶形成基质容纳在所述感应加热装置的所述腔中且布置在其中，使得所述气溶胶形成插入件的所述感受器能够通过由所述感应线圈产生的电磁场感应加热。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述气溶胶形成插入件是以下中的一个：包括感受器且含有液体的筒，和包括感受器的烟草材料包含单元。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述液体包括尼古丁。

说明书全文

用于产生气溶胶的感应加热装置和系统

技术领域

[0001] 本发明涉及可感应加热的吸烟装置，其中通过感应加热气溶胶形成基质产生气溶胶。

背景技术

[0002] 用于产生气溶胶的现有电加热装置的大小多数很大，且具有对于装置中的电池来说是挑战的能耗。而使用感应加热在能效方面具有优势，产生应屏蔽的电磁场。

[0003] 因此，需要改进用于产生气溶胶的感应加热装置，至少可以克服现有技术的部分缺陷。

发明内容

[0004] 根据本发明的一方面，提供一种用于产生气溶胶的感应加热装置。所述装置包括装置壳体，装置壳体包括具有用于容纳包括气溶胶形成基质和感受器的气溶胶形成插入件的至少一部分的内表面的腔。所述装置壳体进一步包括到所述腔的销。所述装置进一步包括沿所述销设置的感应线圈，以及连接到所述感应线圈且配置成向感应线圈提供高频电流的电源。

[0005] 已知感应加热是一种有效的加热方式，因为可以在所需的位置产生热量。此外，感应加热允许无接触加热。在根据本发明的装置中，感应线圈可与气溶胶生成基质分开。所述感应线圈可与感受器分开，感受器设置成由感应线圈所产生的电磁场加热且用于加热气溶胶形成基质。这便于清洁装置。此外，在一些实施例中，感应线圈上不会凝结残留物，残留物可在重新使用装置时产生不需要的气溶胶。另外，感应线圈沿着销布置(所述销延伸到设置用于容纳气溶胶形成插入件的腔内)可便于气溶胶形成基质中所产生热量的均匀分布。举例来说，感应线圈可布置在销的一个位置上且可沿销的长度方向延伸，例如以与应加热的气溶胶形成插入件内所设置的气溶胶形成基质的范围相对应。优选的是，销和感应线圈这样布置以致一旦插入件容纳在腔中，其可至少部分地由包括气溶胶形成基质和感受器的气溶胶形成插入件围绕。

[0006] 通过将感应线圈布置在装置的中心而非装置的圆周部分，可将装置最小化。所述感应线圈不要求预留圆周间隙。此外，通过居中布置的感应线圈，由气溶胶生成插入件或与所述插入件一起提供的感受器执行磁屏蔽。这样，无或可忽略量的电磁辐射可离开装置，且可省去装置的磁屏蔽。

[0007] 感应线圈居中布置的另一个好处是，待加热的气溶胶形成基质通常具有基本环形横截面(或其它外部形状，但具有用于销的实际空间)。因此，一般来说，待由电磁场穿透的气溶胶形成基质的厚度小于例如整个圆柱形基板的厚度。这可进一步支持均匀加热且降低能耗。

[0008] 根据根据本发明的装置的一方面，感应线圈布置在销的内部且不与腔接触。在此布置中，感应线圈和电源可与用于容纳气溶胶形成插入件的腔完全分开。插入件的更换可因此在不接触感应线圈的情况下执行，因此无改变感应线圈或电触点的风险。也便于清洗腔。无需清理难以触及的线圈绕组，否则可能在清理时损坏线圈绕组。此外，销可以制作得非常坚固。这可在气溶胶形成插入件的重复插入时避免弯曲或断裂例如布置在腔中的感应线圈的风险。销还可例如用于在插入到腔内时贯穿气溶胶形成插入件。在这些实施例中，可省去气溶胶形成插入件中的预制开口，且插入件可简单地推送到销上。销可设置有尖锐的远端以便于这种“贯穿”。尖端一般可设置成在将插入件插入腔时有助于对准插入件。

[0009] 在一些优选实施例中，其中感应线圈不与腔接触，感应线圈模制到销中。

[0010] 根据根据本发明的装置的另一方面，感应线圈缠绕在销上。这样，可以使能量沿着整个腔分布，或仅仅分布在腔内的所需位置。沿销外部布置感应线圈，可使感应线圈布置在距离气溶胶生成插入件更近的位置上。例如当气溶胶形成插入件为包含气溶胶形成液体的筒时，根据气溶胶形成插入件的设计，可能优选这样的布置。在这些实施例中，筒的壳体可充当感应线圈与气溶胶形成基质之间的壁，使得可防止气溶胶形成基质与感应线圈直接接触。

[0011] 根据根据本发明的装置的另一方面，销和感应线圈沿着腔的中心纵向轴线布置。这种居中布置可使腔内感应线圈所产生的电磁场规则地对称分布，从感应线圈的磁轴到腔的边缘或周围。优选的是，腔的内表面的圆周部分或侧壁和销为圆柱形形状。与居中布置相结合，电磁场分布在整个腔内基本均匀，且因此使腔内所容纳的气溶胶形成插入件对称地或有规律地加热。

[0012] 根据根据本发明的装置的另一方面，沿销布置或靠近彼此布置多个感应线圈中的两个。通过这种方式可便于控制气溶胶生成。举例来说，提供容纳在腔中的气溶胶形成插入件的各种加热可能性。举例来说，不同的感应线圈可设置有不同量的能量。可以在不同时间设置能量，例如按照顺序。通过这种方式，可加热气溶胶形成基质的不同区域至不同程度。例如，如果使用含有气溶胶形成基质的烟草，可改进吸烟过程或在吸烟过程中改变尼古丁的递送。

[0013] 根据根据本发明的装置的又一方面，销与装置壳体一体成型。这可通过减少制造步骤来促进装置的制造。此外，还可以省去销与装置壳体之间的分离接头。优选的是，所述装置壳体以及销由塑料材料制成。例如，销和壳体通过模制而制成。

[0014] 优选的是，气溶胶生成插入件贴合地固定在装置壳体的腔内，使得气溶生成插入件可通过腔的内表面或销，或二者保持。也可形成腔、销或装置壳体的内表面以为所插入的插入件提供更好的保持。根据根据本发明的装置的另一方面，装置壳体包括用于在气溶胶形成插入件容纳在腔中时将气溶胶形成插入件保持在腔中的保持构件。这种保持构件可(例如)为腔的内表面处的突出部且延伸到腔内。优选的是，突出部布置在腔的远端区域中，接近或位于插口处，气溶胶形成插入件在插口处插入装置壳体的腔内。例如，突出部可以具有周向地延伸的凸缘或局部凸缘的形式。突出部也可以用作对准构件，用于支持插入件向腔内的引入。优选的是，对准构件具有沿着腔的内表面的环形部分纵向地延伸的纵向凸缘的形式。突出部也可以布置在例如沿径向方向延伸的销处。优选的是，保持构件提供插入件的一定的夹持，使得即使当装置保持颠倒时插入件仍不会脱离腔。但是，当依据插入件施加一定的释放力时，再次优选地在不破坏插入件的情况下，使保持构件释放插入件。

[0015] 根据本发明的另一方面，还提供感应加热和气溶胶生成系统。系统包括具有如在本申请中所描述具有延伸到装置壳体中的腔中的销和感应线圈的装置，且包括具有气溶胶形成基质和感受器的气溶胶形成插入件。气溶胶形成基质容纳在装置的腔中且布置于其中，使得气溶胶形成插入件的感受器通过由感应线圈产生的电磁场感应加热。

[0016] 装置的各方面和优点如上所述，并将不再重复。

[0017] 气溶胶形成基质优选是能够释放挥发性化合物的基质，所述挥发性化合物可形成气溶胶。通过加热气溶胶基质释放挥发性化合物。气溶胶形成基质可为固体或液体或包括固体和液体组分两者。

[0018] 气溶胶形成基质可包括尼古丁。含尼古丁气溶胶形成基质可为尼古丁盐基质。气溶胶形成基质可包括基于植物的材料。气溶胶形成基质可包括烟草，且优选含烟草材料含有挥发性烟草香味化合物，其在加热时从气溶胶形成基质中释放。气溶胶形成基质可包括均质烟草材料。

[0019] 均质烟草材料可通过使颗粒烟草凝聚而形成。当存在时，均质烟草材料可具有在干重基础上等于或大于5％，并且优选在干重基础上大于5％至30％之间的气溶胶形成剂含量。

[0020] 气溶胶形成基质可替代地包括不含烟草的材料。气溶胶形成基质可包括均质植物性材料。

[0021] 气溶胶形成基质可包括至少一种气溶胶形成剂。气溶胶形成剂可为任何合适的已知化合物或化合物的混合物，在使用中，所述化合物或化合物的混合物有利于致密和稳定气溶胶的形成，并且对在气溶胶生成装置的操作温度下的热降解基本抗性。合适的气溶胶形成剂是本领域众所周知的，并且包括但不限于：多元醇，例如三甘醇，1,3-丁二醇和甘油；多元醇的酯，例如甘油单、二或三乙酸酯；和一元、二元或多元羧酸的脂肪酸酯，例如二甲基十二烷二酸酯和二甲基十四烷二酸酯。特别优选的气溶胶形成剂是多元醇或其混合物，例如三甘醇，1,3-丁二醇和最优选的甘油。

[0022] 气溶胶形成基质可包括其它添加剂和成分，例如香料。

[0023] 感受器是能够被感应地加热的导体。感受器能够吸收电磁能并且将其转化成热。在根据本发明的系统中，由一个或若干个感应线圈产生的不断变化电磁场加热感受器，感受器然后主要通过热传导将热传递到气溶胶形成插入件的气溶胶形成基质。为此，感受器热邻近气溶胶形成基质的材料。一个或数个感受器的形式、种类、分布和布置可以根据使用者的需要进行选择。

[0024] 由电源提供的流经感应线圈的高频电流可以具有在1MHz到30MHz之间的范围内，优选地在1MHz到10MHz之间的范围内，甚至更优选地在5MHz到7MHz之间的范围内的频率。术语‘在…之间的范围内’在此理解为还明确地公开了相应的边界值。

[0025] 在一些优选实施例中，气溶胶形成插入件为包括感受器且含有液体(优选地包括尼古丁)的筒。在一些其它优选实施例中，气溶胶形成插入件为包括感受器的烟草材料包含单元。烟草材料包含单元可为包括感受器和由均质烟草材料制成的烟草塞的单元。烟草材料包含单元还可以包括布置在烟草材料包含单元的嘴端部处的过滤嘴。附图说明

[0026] 参照通过以下附图示出的实施例进一步说明本发明，其中

[0027] 图1是包括用于容纳气溶胶形成插入件的腔的感应加热装置的示意图，其中中心销延伸至腔中；

[0028] 图2示出例如如图1中所示出的具有内置感应线圈的中心销的感应加热装置的节选的横截面部分；

[0029] 图3示出具有中心销的感应加热装置的节选的横截面部分，所述中心销缠绕有感应线圈；

具体实施方式

[0030] 图1示意性地示出在气溶胶形成插入件2的安装状态下的感应加热装置1和气溶胶形成插入件2形成感应加热系统。感应加热装置1包括装置壳体10，装置壳体10的远端具有电触点101，例如包括销的对接口，用于将内部电源11连接到例如充电装置的外部电源(未示出)。例如为可充电电池11的内部电源11在壳体10的远端区域中设置在装置壳体的内部。

[0031] 装置壳体的近端具有用于将气溶胶形成插入件2插入到腔13中的插入开口102。腔13形成于其近端区域中的装置壳体的内部。腔13配置成将气溶胶形成插入件2可移除地容纳在腔13的内部。装有感应线圈15的销14(用虚线表示)延伸到与腔400的纵向轴线同轴的腔中，此实施例中的轴线与装置壳体的纵向轴线相对应。在以下的图2和3中将进一步更加详细地描述装置壳体的腔和近端区域的实施例。

[0032] 装置壳体10进一步包括电子元件12，例如具有电路的印刷电路板。电子元件12以及感应线圈从内部电源11接收电力。因此元件相互连接。装置壳体的近端和远端区域由腔13的底壁131分开或进一步分开壳体壁。通过将感应线圈布置在销内部，任何电子部件可与腔中的元件或过程分开。这可以是单元本身，但也特别地是由单元或其部分的加热而出现的残余物以及由气溶胶产生过程而出现的残余物。优选的是，具有腔的近端区域与具有电子元件12和电源的远端区域的间隔是密封的。然而，用于使得气流进入装置1的近端方向的通风开口可设置在腔壁130、131和装置壳体中或两者中。

[0033] 气溶胶形成插入件2可以例如包括气溶胶形成基质，例如烟草材料和含气溶胶形成剂的塞20。插入件2包括用于感应加热气溶胶形成基质的感受器且可包括香烟过滤器21。由感应线圈15产生的电磁场感应加热气溶胶形成插入件中的感受器。感受器的热传输至气溶胶形成基质20，由此蒸发可形成供使用者吸入的气溶胶的组分。

[0034] 图2示出具有居中布置的销14的腔13(例如图1中所示出的感应加热装置的腔)的横截面的放大视图。腔13具有内表面，所述内表面由腔壁130和131构成，所述腔壁也可以为装置壳体壁(如图1中所示出)。腔13的一个开口端形成插入开口102。销14从腔13的底壁131沿着腔的中心纵向轴线400延伸。感应线圈15布置在销的内部且嵌入其中(用虚线表示)。通过这种方式，感应线圈15和到所述感应线圈的电连接150与腔13或腔内容纳的单元2不接触。

[0035] 感应线圈15基本沿着销14的整个长度方向延伸。感应线圈为螺旋形线圈且优选地由铜线制成。销14的长度约为腔13长度的三分之二，且整个布置在腔的内部。通过插入开口102，可将气溶胶形成单元2(例如，烟草塞或含有气溶胶的筒)插入到腔13中。气溶胶形成单元2可布置在腔13中，使得所述单元的感受器在单元容纳在腔中时定位，使得感受器通过感应线圈15中产生的电磁场和感受器中感应的电流来感应加热。腔13的底壁131可在引入单元2时作为机械止动器。

[0036] 销14可以朝向远端，以便于对准以及将单元2插入腔中。销14或腔13的外表面还可以设置有用于在腔中保持气溶胶形成单元2的保持件132。

[0037] 优选的是，销14和腔13为圆柱形或管状形状且同心地布置。腔壁131和销14，以及优选地装置壳体10可由相同材料制成，且优选地由塑料材料制成。优选的是，腔壁和销例如通过注射模制形成为整体。

[0038] 图3示出(例如)如图1中所描述的感应加热装置的腔13的横截面的放大视图。如图2中的相同参考数字用于相同或相似的元件。图3中的腔13具有居中布置延伸至腔13中的销
14。感应线圈15缠绕销且与腔接触。感应线圈15沿销14的远端一半延伸。

[0039] 同样在此实施例中，销14和也可为装置壁的腔壁130、131可制造为一个整体。优选的是，来自感应线圈15的电连接150穿过腔13的底壁131引入到感应加热装置的电源。优选的是，密封件以密闭方式制造，使得通过或沿已插入气溶胶形成单元的气流不会受到影响。优选的是，密封件这样制造以防止腔内的组分或产生的物质到达装置1的电子元件12。

[0040] 通过如图2和3所示出的腔13中的销14的居中布置，将在销的径向方向上加热腔13中容纳的气溶胶形成单元2的气溶胶形成基质的基本相同的量。因此，根据本发明的感应线圈布置可能实现均匀加热。此外，通过居中布置的感应线圈15，气溶胶形成单元或单元内设置的感受器可作为磁屏蔽，使得可省去额外屏蔽。

[0041] 仅通过举例方式示出销和感应线圈布置以及感应加热装置。可以根据使用者的需要或根据待加热以及与装置一起使用的气溶胶形成单元改动感应线圈，例如长度、绕组数、位置或厚度。

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