本发明涉及一种具有感应加热器的微粒生成装置。
背景技术：
图1是示出国际公开wo2015/177255中描述的用于加热气溶胶形成基质的现有技术感应加热装置的视图。感应加热装置1包括可由塑料制成的装置壳体10和具有可再充电电池11a的直流电源。
感应加热装置1包括对接端口12，对接端口12具有用于将感应加热装置1与对可再充电电池11a充电的充电站或充电设备对接的引脚12a。此外，感应加热装置1包括被配置为以期望的频率(例如，以5mhz的频率)操作的电源电子器件13。电源电子器件13通过适当的电连接件13a电连接到可再充电电池11a。
包括承托器21的含烟草固体气溶胶形成基质20被接纳在装置壳体10的末端处的空腔14中，并且在操作中，感应器l2(以螺旋型缠绕的圆柱形感应器线圈)感应地耦合到吸烟制品2的含烟草固体气溶胶形成基质20的承托器21。吸烟制品2的过滤部分22布置在感应加热装置1的空腔14的外部，并且在操作中，消费者可以通过过滤部分22吸入气溶胶。
感应加热装置包括与气溶胶形成基质热相邻布置的感应器，并且气溶胶形成基质包括承托器。感应器的交变磁场产生涡流和磁滞损耗，这导致承托器将气溶胶形成基质加热至允许其释放能够形成气溶胶的挥发性组分的温度。由于承托器的加热以非接触方式进行，因此不可能直接测量气溶胶形成基质的温度。这使得用户难以确定何时在吸烟时抽走。
现有技术文献
(专利文献1)国际公开wo95/27411
(专利文献2)国际公开wo2015/177257
(专利文献3)国际公开wo2015/177255
技术实现要素：
技术问题
本发明的一个目的是提供一种感应加热微粒生成装置，其包括承托器作为其一部分，以直接测量承托器的温度，从而容易地控制承托器的加热。
本发明的另一个目的是提供一种感应加热微粒生成装置，其中由激励线圈加热的磁加热元件在被加热的同时将热量传递到激励线圈，这导致效率的提高。
解决方案
鉴于此，本发明提供一种感应加热微粒生成装置，其包括：激励线圈；承托器，所述承托器与所述激励线圈反应，使得由于涡流损耗而发生感应加热；以及隔离构件，所述隔离构件用于在所述承托器和所述激励线圈之间屏蔽热量。
本发明还提供一种感应加热微粒生成装置，其包括：激励线圈；液体储存空间；以及加热构件，所述加热构件设置为蒸发液体的承托器。
有利效果
根据本发明的感应加热微粒生成装置的优点在于，其包括承托器作为其一部分，以直接测量承托器的温度，从而容易地控制承托器的加热。
根据本发明的感应加热微粒生成装置的优点在于，磁加热元件可以由缠绕成圆柱形的单件激励线圈加热，隔离管设置在磁加热元件和激励线圈之间，这防止激励线圈过热并提高磁加热元件的加热效率。
附图说明
图1是示出用于加热气溶胶形成基质的现有技术感应加热装置的视图。
图2是示出可用于本发明的吸烟制品的一个优选示例的示意性分解截面图。
图3是示出可用于本发明的吸烟制品的另一优选示例的示意性分解截面图。
图4是示出根据本发明第一实施例的微粒生成装置的分解立体图。
图5是示出根据本发明第一实施例的微粒生成装置的分解截面图。
图6是示出可用于根据本发明第一实施例的微粒生成装置的隔离管的立体图。
图7是示出可用于根据本发明第一实施例的微粒生成装置的第一内部部分的视图。
图8是示出可用于根据本发明第一实施例的微粒生成装置的热棒的视图。
图9是示出可用于根据本发明第一实施例的微粒生成装置的第二内部部分的视图。
图10是示出根据本发明第一实施例的微粒生成装置的截面图。
图11是示出根据本发明第二实施例的微粒生成装置的截面图。
图12是示出根据本发明第二实施例的微粒生成装置的分解立体图。
图13是示出根据本发明第三实施例的微粒生成装置的一部分的截面图。
图14是示出根据本发明第四实施例的微粒生成装置的一部分的截面图。
图15是示出根据本发明的微粒生成装置中用于感应加热的电路框图的一个实施例的视图。
图16是示出根据本发明的微粒生成装置中用于感应加热的电路框图的另一实施例的视图。
具体实施方式
因此，根据本发明的另一方面，提供了一种具有感应加热器的可抓握和便携式尺寸的微粒生成装置，所述感应加热器具有空腔，含有气溶胶形成基质且包裹在包装纸中的吸烟制品能插入到所述空腔中，并且所述感应加热器加热插入到所述空腔中的所述吸烟制品的所述气溶胶形成基质以形成气溶胶，所述微粒生成装置包括：激励线圈，所述激励线圈设置在所述微粒生成装置中并多次缠绕；金属承托器，所述承托器设置在所述激励线圈内部以由所述微粒生成装置中的所述激励线圈围绕，由限定所述空腔的中空圆柱形薄板制成，并且通过与所述激励线圈反应、通过由于涡流损耗引起的感应加热而加热至400℃或更低的温度，所述承托器的内表面与插入到所述空腔中的所述吸烟制品的所述包装纸的外表面的至少一部分接触，感应加热的承托器通过热传递来加热所述包装纸中的所述气溶胶形成基质以形成气溶胶；隔离部分，所述隔离部分设置在所述微粒生成装置中的所述承托器和所述激励线圈之间，以防止所述承托器的热量传递到所述激励线圈；设置在所述微粒生成装置中用于支撑所述承托器和所述激励线圈中的一者的至少一部分的结构；承托器温度获得单元，所述承托器温度获得单元设置在所述微粒生成装置中以获得所述承托器的温度；可再充电电池，所述可再充电电池设置在所述微粒生成装置中以用作直流电源；以及控制单元，所述控制单元电连接到所述激励线圈、所述承托器温度获得单元和所述可再充电电池，并且从所述可再充电电池供应直流电力，以根据所述承托器的温度向所述激励线圈供应具有谐振频率的交流电流或频率不同于所述谐振频率的交流电流，并通过感应加热将所述承托器加热至期望温度。
优选地，所述微粒生成装置还可包括穿过插入到所述空腔中的所述吸烟制品的下中央部插入的承托器，该承托器与所述吸烟制品中的所述气溶胶形成基质直接接触，来加热所述气溶胶形成基质。
优选地，所述承托器可由不锈钢薄板制成。
优选地，所述隔离部分可以是设置在所述承托器和所述激励线圈之间的空气层。
优选地，所述用于支撑所述承托器和所述激励线圈中的一者的至少一部分的结构可以是由耐热塑料制成并且设置在所述承托器和所述激励线圈之间的隔离塑料结构，以用作用于防止所述承托器的热量传递到所述激励线圈的隔离部分。
优选地，所述隔离塑料结构可以是用于将所述承托器的至少一部分支撑在所述承托器的外部的隔离管，所述激励线圈缠绕在该结构的外表面周围。
优选地，由具有低导热率的陶瓷粉末制成的热隔离体环可单独地置于所述隔离塑料结构和所述承托器之间，以支撑所述承托器并防止所述承托器的热量泄漏到外部。
优选地，铁氧体片可与所述激励线圈接触地包裹在所述激励线圈的外表面周围，以防止磁通量泄漏到所述激励线圈的外部。
优选地，石墨片可包裹在所述激励线圈的外表面周围，以将所述激励线圈的热量辐射到外部。
优选地，所述铁氧体片和所述石墨片的层压片可包裹在所述激励线圈的外表面周围，以防止磁通量泄漏到所述激励线圈的外部并将所述激励线圈的热量辐射到外部。
优选地，所述微粒生成装置还可包括压力传感器，所述压力传感器设置在与所述空腔连通的气流通道中，以感测由用户对插入到所述空腔中的所述吸烟制品的抽吸所引起的负压。
优选地，所述承托器温度获得单元可基于由电流传感器和电压传感器检测的电流和电压变化来计算所述承托器的温度，所述电流传感器和所述电压传感器测量用于加热所述承托器的电流和电压的变化，所述电流和电压的变化取决于随所述承托器的温度变化而变化的电感或电抗。
优选地，所述承托器温度获得单元可以是温度传感器，所述温度传感器与所述承托器的外表面接触，以根据所述承托器的温度变化来感测电阻变化，从而测量温度，所述温度传感器的引线电连接到所述控制单元。
优选地，所述温度传感器和所述温度传感器的所述引线可被围绕所述承托器的外部的耐热可收缩管围绕，并且与所述承托器的外表面接触。
优选地，所述吸烟制品中可包括液体盒。
优选地，所述液体盒可包括含有甘油vg的液体或凝胶组合物。
优选地，所述吸烟制品还可包括在所述液体盒的上游或下游的烟草填料。
优选地，所述吸烟制品还可包括过滤器和管，所述过滤器、管和液体盒被包裹在单个包装纸中。
优选地，所述吸烟制品可包括含有甘油vg的烟草填料。
优选地，所述吸烟制品还可包括过滤器和管，所述过滤器、管和烟草填料被包裹在单个包装纸中。
本发明的实施方式
现在将在附图中示出并在说明书中详细描述某些实施例，但是可以对其进行各种改变和修改。通过结合附图参考本发明实施例的以下描述，本发明的特征和优点以及获得它们的方式将变得更加明显。然而，本发明可以以不同的形式实施，并且不应被解释为限于在此阐述的实施例。
如本文所用，单数形式“一个”、“一种”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另外明确指出。
还将理解，术语“包括”和/或“包含”在本文中使用时指定所述特征或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征或部件的存在或添加。
在下面的实施例中，术语“上游”和“下游”用于描述吸烟制品的各段相对于用户通过吸烟制品吸入空气的方向的相对位置。吸烟制品包括上游端(空气通过其进入)和相对的下游端(空气通过其排出)。在使用中，用户拉动吸烟制品的下游端。下游端在上游端的下游。术语“端”也可以描述为“末端”。
附图不必按比例绘制；一些特征可以被放大或缩小以示出特定部件的细节。因为为了更好地理解和便于描述而任意地示出了附图中所示的每个配置的尺寸和厚度，所以本发明不限于此。
现在将参照附图详细描述本发明的示例实施例，从而本领域普通技术人员可以容易地实现本发明。然而，本发明可以以各种不同的方式实现，而不限于所描述的实施例。
现在将参照附图描述可插入吸烟制品中以通过加热产生气溶胶的液体盒、以及可用于根据本发明优选实施例的微粒生成装置的包括液体盒的加热吸烟制品。为了便于说明，将单独描述加热吸烟制品的部件以及其中的液体盒的描述。这里，加热吸烟制品旨在表示通过电阻或感应加热而不是通过燃烧来加热以产生供用户吸入的气溶胶的吸烟制品。吸烟制品包含适当量的气溶胶形成基质和/或烟丝，以对单个传统香烟进行相等数量的抽吸。吸烟制品在产生预设量的气溶胶之后不产生显著量的气溶胶，并且在使用一次之后将被用户丢弃。
参考图2和图3，可用于根据本发明的微粒生成装置的加热吸烟制品50包含液体组合物，例如典型的烟丝和甘油，作为气溶胶形成基质，这将在下面描述。根据本发明第一优选实施例的加热吸烟制品50具有层压结构，该层压结构包括位于上游端的烟丝58作为气溶胶形成基质、直接位于其下游的液体盒56作为另一气溶胶形成基质、直接位于其下游的提供气溶胶通道的管54和用作烟嘴的过滤器52。液体盒56和烟丝或烟草填料58的相对位置可以颠倒。另选地，烟丝或烟草填料58可以如图3所示省略，或者液体盒56可以如市场上的加热吸烟制品50中那样省略。
根据本发明的液体盒56包括：液体或凝胶组合物；用液体或凝胶组合物浸泡的液体或凝胶吸收剂；以及包装纸，所述包装纸以长度为7mm至20mm且直径为5mm至8mm的圆柱形包裹液体或凝胶吸收剂的侧面，其中液体或凝胶吸收剂具有足够的吸收速率以吸收70mg至120mg的液体组合物并将其保持在液体盒中。长度为7mm至20mm、直径为5mm至8mm的圆柱形符合目前使用的常规香烟或加热吸烟制品的标准。当上述标准的液体盒56插入到加热吸烟制品中并包裹在单独的包装纸60中时，用户将看到常规香烟和加热吸烟制品之间没有差别。
本发明的特征在于，上述标准的液体盒56的液体吸收剂吸收70mg至120mg的液体或凝胶组合物，并且该数值范围表示当用户从用于加热吸烟制品的单个香烟棒的烟丝吸入气溶胶时，提供源自液体组合物的气溶胶的液体组合物的量。如果液体吸收剂吸收的液体或凝胶组合物的量小于上述下限(70mg)，则当用户从加热吸烟制品中的烟丝吸入气溶胶时，源自液体组合物的气溶胶的量将不足。因此，由液体盒吸收的液体组合物的量应等于或大于上述下限(70mg)。如果吸收剂吸收的液体或凝胶组合物的量超过上述上限(120mg)，则将难以将吸收剂吸收的液体组合物保持在上述标准的液体盒中，导致液体组合物流出液体盒。因此，由液体盒56吸收的液体或凝胶组合物的量应等于或小于上述上限(120mg)。理想的范围介于80mg至110mg之间，更理想的范围介于90mg至105mg之间。
本发明的另一特征在于，上述标准的液体盒56中的液体吸收剂具有足够的吸收速率，以将具有上述范围的液体组合物保持在液体盒中。也就是说，液体组合物保持被液体盒中的液体吸收剂吸收，而不会流出液体盒。这里，吸收是指吸收剂被不流出的液体组合物浸湿。如下所述，将过滤器、管、液体盒和烟草填料包裹在包装纸中以形成加热吸烟制品，其中在下游或上游没有单独构件的情况下使液体盒与烟草填料或管或过滤器直接接触，并且液体盒的液体吸收剂吸收的液体组合物储存在液体吸收剂中，但不向烟草填料或管或过滤器流出。为此，优选地，液体吸收剂的液体组合物的量为每单位体积液体吸收剂0.13mg/mm3至0.32mg/mm3。设置该数值限制的原因与为何对本发明吸收剂吸收的液体组合物的量设置数值限制的原因相似。即，如果液体吸收剂吸收的液体组合物的量不足，即小于上述下限(0.13mg/mm3)，则当用户从加热吸烟制品中的烟丝吸入气溶胶时，源自液体组合物的气溶胶的量将不足。因此，由液体盒吸收的液体组合物的量应等于或大于下限(0.13mg/mm3)。如果液体吸收剂吸收的液体组合物的量超过上述上限(0.32mg/mm3)，则难以将液体吸收剂中吸收的液体组合物保持在上述标准的液体盒中，导致液体组合物流出液体盒。
液体组合物含有甘油vg并任选地含有甘油pg、水和调味剂。液体组合物包含70wt％至100wt％的甘油vg、0至20wt％的甘油pg和0至10wt％的水，并且进一步包含以所得液体组合物的总重量的10％或更少的量添加的调味剂。根据一个优选实施例，本发明使用由100wt％甘油vg制成的液体组合物。根据另一优选实施例，本发明使用由80wt％甘油vg和20wt％甘油pg制成的液体组合物。根据又一优选实施例，本发明使用由75wt％甘油vg、20wt％甘油pg和5wt％水制成的液体组合物。根据再一优选实施例，本发明还包含以所得液体组合物的总重量的10％或更少的量添加的调味剂。例如，调味剂可以包括甘草、蔗糖、果糖糖浆、双甜味剂、可可、熏衣草、肉桂、小豆蔻、芹菜、西印度苦香树、胡芦巴、卡藜、檀香、佛手柑、天竺葵、蜂蜜香精、玫瑰油、香草、柠檬油、橙油、薄荷油、香菜、干邑白兰地、茉莉、甘菊、薄荷醇、依兰油、鼠尾草、留兰香、姜、芫荽或咖啡等。此外，液体组合物可以含有或不含有尼古丁。
根据一个优选实施例，本发明的液体吸收剂通过将由三聚氰胺基泡沫树脂制成的厚度为2mm至3mm的条带压皱或辊压成圆柱形而制成。根据另一优选实施例，本发明的液体吸收剂通过将三聚氰胺基泡沫树脂加工成圆柱形而制成，更优选地，由三聚氰胺基泡沫树脂制成的液体吸收剂具有0.01mg/mm3至0.013mg/mm3每单位体积的重量。根据包括具有浸有100mg液体组合物的液体吸收剂的液体盒的加热吸烟制品的测试结果，在测试期间，液体组合物保持吸收在液体吸收剂中而不流出，并且观察到足够量的源自液体组合物的气溶胶。
根据另一优选实施例，本发明的液体吸收剂通过将纸浆或含纸浆的织物压皱或折叠或辊压成圆柱形或通过将其加工成圆柱形而制成，更优选地由纸浆或含纸浆的织物制成的液体吸收剂具有0.25mg/mm3至0.4mg/mm3每单位体积的重量。根据包括具有浸有100mg液体组合物的液体吸收剂的液体盒的加热吸烟制品的测试结果，在测试期间，液体组合物保持吸收在液体吸收剂中而不流出，并且观察到足够量的源自液体组合物的气溶胶。
根据又一优选实施例，本发明的液体吸收剂通过将棉织物或无纺织物压皱或辊压成圆柱形或通过将其加工成圆柱形而制成，更优选地，由棉织物或无纺织物制成的液体吸收剂具有0.2mg/mm3至0.35mg/mm3每单位体积的重量。根据包括具有浸有100mg液体组合物的液体吸收剂的液体盒的加热吸烟制品的测试结果，在测试期间，液体组合物保持吸收在液体吸收剂中而不流出，并且观察到足够量的源自液体组合物的气溶胶。
根据又一优选实施例，本发明的液体吸收剂通过将竹纤维织物或无纺织物压皱或辊压成圆柱形或通过将其加工成圆柱形而制成，更优选地，由竹纤维织物或无纺织物制成的液体吸收剂具有0.15mg/mm3至0.25mg/mm3每单位体积的重量。根据包括具有浸有100mg液体组合物的液体吸收剂的液体盒的加热吸烟制品的测试结果，在测试期间，液体组合物保持吸收在液体吸收剂中而不流出，并且观察到足够量的源自液体组合物的气溶胶。
在可应用于根据本发明的微粒生成装置的吸烟制品中，凝胶气溶胶形成基质盒包含：凝胶气溶胶形成基质，所述凝胶气溶胶形成基质在常温下以凝胶或固相存在并且在150℃至300℃的温度范围内蒸发成气溶胶，并且所述凝胶气溶胶形成基质包含甘油vg、水和明胶并且任选地包含甘油pg；用于接纳凝胶气溶胶形成基质的凝胶接纳器；以及包装纸，所述包装纸以长度为7mm至20mm且直径为5mm至8mm的圆柱形包裹在所述凝胶接纳器的侧面周围。长度为7mm至20mm且直径为5mm至8mm的圆柱形符合目前使用的常规香烟或加热吸烟制品的标准。当上述标准的凝胶气溶胶形成基质盒插入到加热吸烟制品中并包裹在单独的包装纸中时，用户将看到常规香烟和加热吸烟制品之间没有差别。
这里，凝胶气溶胶形成基质包括由80wt％至100wt％甘油vg和0至20wt％甘油pg制成的液体组合物，在体积比为60wt％至80wt％液体组合物和20wt％至40wt％水的100ml混合物中含有重量为1g至6g的明胶，并且任选地含有添加的少于所得液体组合物总重量的10wt％的调味剂。这里，优选地，液体组合物可以以70mg至120mg的量包含在凝胶接纳器中。另选地，液体组合物可以以每单位体积凝胶接纳器0.13mg/mm3至0.32mg/mm3的量包含在凝胶接纳器中。
根据优选实施例，包装纸60通过将铝箔附着到纸上而制成，并且被包裹成圆柱形，使得铝箔与液体吸收剂接触。从图2和图3所示的液体盒的结构可以看出，液体吸收剂被包裹在包装纸中，在这种情况下，包装纸可以通过将铝箔附着到纸上来提供，并且可以被包裹成圆柱形，使得铝箔与液体吸收剂接触。结果，优选地，需要包装纸(通过将铝箔附着到纸上而制成)包裹在液体盒56周围，并且需要图2和图3中所示的包装纸60包裹在串联布置的过滤器52、管54、液体盒56和/或烟草填料58周围(如上所述，可以改变它们的顺序并且可以省略它们中的一个)。下面将描述包装纸的类型。
如图2和图3所示，可用于根据本发明的微粒生成装置的加热吸烟制品50可包括用于提供气溶胶通道的管54，其中pla可插入到管54中以降低气溶胶的温度，从而防止用户在吸入气溶胶时被烧到。
如图2和图3所示，用作吸嘴的过滤器52允许气溶胶从中通过并阻挡液体的流入。过滤器可以由圆柱形或管状的纸浆制成。另一方面，过滤器包含调味组分以提高用户的满意度。例如，调味组分可包括甘草、蔗糖、果糖糖浆、双甜味剂、可可、熏衣草、肉桂、小豆蔻、芹菜、西印度苦香树、胡芦巴、卡藜、檀香、佛手柑、天竺葵、蜂蜜香精、玫瑰油、香草、柠檬油、橙油、薄荷油、香菜、干邑白兰地、茉莉、甘菊、薄荷醇、依兰油、鼠尾草、留兰香、姜、芫荽或咖啡等。
在一些情况下，液体组合物可含有尼古丁而没有烟丝的烟草填料58，并且管和过滤器可依次堆叠在液体盒上并包裹在包装纸中以构成加热吸烟制品50。
加热吸烟制品50通常包裹在由多层组成的包装纸60中，例如包裹在液体盒周围的第一包装纸、在第一包装纸的下游或上游一起包裹在液体盒和烟丝的烟草填料周围的第二包装纸、一起包裹在液体盒、烟草填料和管周围的第三包装纸、以及包裹在加热吸烟制品的整个部分周围的第四包装纸。以这种方式，可通过多个包裹阶段获得加热吸烟制品。在一些情况下，形成液体盒的过程可以单独进行或通过连续线进行。
另选地，为了减少制造时间并降低制造成本，可将不同材料或不同厚度的包装添加到包裹在加热吸烟制品的整个部分周围的最外包装纸的内部以将它们完全包裹。
如图2和图3所示，在可应用于根据本发明一个实施例的微粒生成装置的液体盒中，吸收有液体组合物的液体吸收剂被包裹在用作外壳的包装纸中。此外，管和过滤器依次堆叠在液体盒的下游端处。过滤器和管与液体盒一起被包裹在包装纸中。液体组合物保持吸收在液体盒中的液体吸收剂中，而不流出液体盒，并且通过加热被蒸发以产生气溶胶。优选地，包装纸由加热至高温或与液体接触时不变形，或不产生有害成分的材料制成。另选地，包装纸可由金属薄膜或金属箔制成，或者如上所述，可通过将金属薄膜或金属箔附着到包装纸上而制成。
设置在液体盒56下游的过滤器52可以具有用于产生气流的中空部，但是也可以使用没有中空部的过滤器。过滤器可以由一个或多个段组成，并且可以包括例如管式过滤器、冷却结构和凹槽式过滤器中的至少一者。管式过滤器具有内部中空部。管式过滤器和凹槽式过滤器可以由醋酸纤维素制成，用作冷却结构的管可以由纯聚乳酸或聚乳酸和另一种可降解聚合物的组合制成。更具体地，过滤器可以由乙酸酯、纸、pp等制成，并且包裹在过滤器周围的包装纸可以分为普通纸、多孔纸、穿孔纸、非包裹乙酸酯(nwa)等。此外，过滤器类型可分为由一个段组成的单过滤器和由多个段组成的复合(双、三等)过滤器。过滤器可由醋酸纤维丝束、增塑剂、活性炭、x-dna和包装纸制成。醋酸纤维丝束是指醋酸纤维素连续长丝的聚集体，其在确定作为过滤器最重要特征的拉伸阻力中起主要作用。醋酸纤维丝束的性能以旦尼尔测定。增塑剂使醋酸纤维素纤维柔软和柔韧，以在纤维之间的接触点处形成键，并使纤维束更硬。甘油三乙酸酯用作香烟过滤器的增塑剂。活性炭是一种吸收剂，含有碳作为主要成分，并可按粒度和性质分类。用于活性炭的源材料包括植物材料，例如木材、锯屑和果核(椰子壳、竹子、桃子种子等)。x-dna是指从海藻中提取然后浓缩和加工的功能性颗粒。与主要用于香烟过滤器的活性炭相比，x-dna不影响香烟的味道，并显示出强的抗癌效果。
包装纸60用于在过滤器的制造过程中保持过滤塞的形状。要求包装纸满足物理性能，如孔隙率、拉伸强度、伸长率、厚度、胶粘性等。例如，液体盒56可为14.0mm长，过滤器52或管54可为2.5mm长，并且烟草填料58可为9.0mm长。当如上所述省略液体盒56或烟草填料58时，可以改变优选的数值。
图4是示出根据本发明第一实施例的微粒生成装置的分解立体图，图5是示出根据本发明第一实施例的微粒生成装置的分解截面图。
根据本发明第一实施例的微粒生成装置是可抓握和便携式尺寸的微粒生成装置，其具有空腔100，包含气溶胶形成基质且包裹在包装纸60中的吸烟制品50可插入到空腔100中，并且空腔100加热插入到空腔中的吸烟制品50的气溶胶形成基质以形成气溶胶。电子部件布置在该微粒生成装置的下壳体和上壳体(未示出)中。在由下壳体和上壳体限定的空间中，本发明中用作直流电源的可再充电电池210和本发明中构成控制单元的控制板220布置在其下部，而实际用于加热的电气部件布置在其上部。盖壳体联接到上壳体以围绕上壳体。本发明的主题涉及可抓握和便携式尺寸的微粒生成装置。可再充电电池210可以通过诸如usb线缆的充电装置再充电，并且用户可以将吸烟制品50插入到带电微粒生成装置的空腔100中，通过感应加热来加热承托器以在吸烟制品50中产生气溶胶，并且吸入气溶胶，这将在下面描述。在这种情况下，电池210用作直流电源，并通过控制单元220作为交流电供应到激励线圈300，如下所述。用户可以容易地携带和使用可抓握和便携式尺寸的微粒生成装置。
用于加热的电气部件是用于感应加热的部件，例如多次缠绕成圆柱形的激励线圈300，以及与激励线圈300反应的承托器(磁加热元件)400和800，使得由于涡流损耗而发生感应加热。在此，承托器优选是设置在激励线圈300内部的热管400，其由装置中的激励线圈300围绕，由限定空腔100(吸烟制品50可以插入到空腔100中)的中空圆柱形薄板制成，并且通过与激励线圈反应、通过由于涡流损耗引起的感应加热而加热至400℃或更低的温度。取决于施加到激励线圈300的交流电的大小，承托器可被加热至1000℃或更高的温度，而在本发明中，如上所述，承托器被加热至400℃或更低的温度。取决于施加到激励线圈300的交流电的大小，承托器被加热至100℃和400℃之间的温度，以加热插入到空腔100中的吸烟制品50的气溶胶形成基质并产生气溶胶。根据优选实施例，目标温度可在200℃与350℃之间的范围内，并且根据更优选实施例，目标温度可在200℃与320℃之间的范围内(例如，目标温度可设定为280℃)。在一些情况下，目标温度可在150℃与250℃之间的范围内(例如，目标温度可设定为180℃)。这可以根据气溶胶是由液体或凝胶甘油、或烟草填料、或用甘油浸泡的烟草填料产生而变化。在任何情况下，吸烟制品50中产生的气溶胶通过管54和过滤器52被吸入用户的口中。如果气溶胶的温度太高，即使气溶胶通过吸入被冷却，用户也会感到不适或被灼伤。此外，可能产生过多的气溶胶，使得难以进行多次抽吸。考虑到这一点，应预设承托器的目标温度。由于这些原因，上述上限设定在承托器的目标温度上。
根据优选实施例，在所产生的气溶胶穿过管54和过滤器52之后测量的所产生的气溶胶的温度可以是嘴端温度，其应低于50℃，优选地45℃或更低，以不引起用户感觉不适。气溶胶在嘴端的期望温度范围为25℃至45℃，气溶胶在嘴端的更期望温度范围为30℃至40℃。
可以有一个或多个承托器。在本发明的第一实施例中，设置在壳体中的热管400和热棒800用作承托器。这里，作为承托器的热管400的内表面与插入到大致圆柱形吸烟制品50外部的空腔100中的吸烟制品50的包装纸60的外表面的至少一部分接触，感应加热的承托器通过热传递来加热包装纸60中的气溶胶形成基质，并且热棒800被插入到吸烟制品50中以加热吸烟制品50的气溶胶形成基质。热管400和热棒800都制成薄的形状，并且热棒800是顶端封闭的薄的中空棒。
设置在第一实施例中的热管400或热棒800可以单独设置。如果如上所述单独设置热管400(如在第二实施例中)，则作为承托器的热管400的内表面与插入到大致圆柱形吸烟制品50外部的空腔100中的吸烟制品50的包装纸60的外表面的至少一部分接触，并且感应加热的承托器通过热传递加热包装纸60中的气溶胶形成基质。感应加热的热管400通过热传递加热吸烟制品50内的气溶胶形成基质如烟草填料58中的甘油或烟丝或液体盒56中的气溶胶形成基质如甘油，而不直接接触吸烟制品50中的烟草填料58或液体盒56，以产生气溶胶。因此，即使在从气溶胶形成基质产生足够量的气溶胶之后将吸烟制品50从空腔100移除，吸烟制品50的残留物也很少或没有留在空腔100中。
吸烟制品50可插入到由热管400限定的空腔100中。在吸烟制品50插入到空腔100中之后，它被感应加热的承托器加热。然后，在产生给定量的气溶胶之后，即，如果用户不想从吸烟制品50吸入气溶胶，则将用过的吸烟制品50从空腔100移除并丢弃。空腔100应足够大以接纳吸烟制品50。然而，如果限定空腔100的热管400的内表面与吸烟制品50的外表面之间的距离大，则足够的热可能不会从感应加热的热管400传递到吸烟制品50的气溶胶形成基质。因此，优选地，热管400的内表面与插入到空腔100中的吸烟制品50的包装纸60的外表面的至少一部分接触。
本发明的特征在于，温度传感器420设置在热管400的外表面上，热管400用作承托器并在中心限定空腔100。用作用于获得承托器温度的承托器温度获得单元的温度传感器420是与作为承托器的热管400的外表面接触的温度传感器420，以根据承托器的温度变化来感测电阻变化，从而测量温度，温度传感器的引线440电连接到作为控制单元的控制板220。温度传感器420和温度传感器的引线440被耐热可收缩管(围绕作为承托器的热管400的外部)围绕，并与热管400的外表面接触。使用可收缩管围绕温度传感器420和温度传感器的引线440确保温度传感器420和热管400之间的刚性表面接触，这有助于温度传感器420根据热管400的温度变化来感测电阻变化。本发明的特征在于，通过感应加热将承托器加热至400℃以下的温度。在该温度范围内，耐热可收缩管能够以足够的弹性将温度传感器420和温度传感器的引线440保持在适当的位置，而不会劣化。这样，温度传感器420固定到热管400的外表面，这确保了温度传感器420和承托器表面之间的接触并提高了工作过程的效率，而不需要用于安装温度传感器420的单独的设备或过程。在现有技术中，承托器设置在吸烟制品中，这使得不可能直接接触承托器的温度。相反，在本发明中，承托器的温度可以由温度传感器420直接测量，或者如下所述，承托器的温度可以通过测量施加到激励线圈的电流和电压来计算，其结果是，在承托器的感应加热中，可以根据承托器的温度来控制供应到激励线圈的交流电。
多次缠绕的激励线圈300将交流电供应到承托器，以由于涡流损耗而引起对承托器的感应加热。如果强热被传递到激励线圈300，则其增加了激励线圈300本身的电阻。因此，如下所述，需要一种设置在承托器和激励线圈之间的装置，以防止承托器的热量传递到激励线圈300。另一方面，需要将从承托器传递到激励线圈300的热量辐射到外部以降低激励线圈300的温度。为此，优选地，石墨片360包裹在激励线圈300的外表面周围。石墨片360用于将激励线圈300的热量辐射到外部。此外，如果铁氧体片340包裹在激励线圈300的外表面周围，则可以防止磁泄漏到激励线圈300的外部，这导致将磁力从激励线圈300集中到激励线圈300内部的承托器。围绕激励线圈300的外表面包裹石墨片和铁氧体片中的一个或多个实现了上述效果。更优选地，如图所示，铁氧体片340和石墨片360的层压片可以包裹在激励线圈300的外侧周围。
隔离部分设置在激励线圈300和承托器、特别是热管400之间，以防止承托器的热量传递到激励线圈300。作为一个优选示例，隔离部分可以是单独的空气层530(见图13和图14)或隔离管500(见图4至图6)。图6是示出可用于根据本发明第一实施例的感应加热微粒生成装置的隔离管的立体图。隔离管500的平滑外周用于支撑激励线圈300的绕组，并且轴向槽510周向地布置在隔离管500的整个内周上，以形成用于隔离的空气层并使热管400和隔离管500之间的接触面积最小化。虽然在第一实施例中提供的隔离管500的内部形状具有轴向槽510，但是可以采用楔形槽、螺旋槽、环形槽和网状槽，只要它们可以最小化接触表面。最小化接触表面将最小化从感应加热承托器到隔离管的传导热传递。
将隔离管500放置在激励线圈300和承托器之间可以防止承托器中产生的感应热传递到激励线圈300。如果在承托器中产生的强热被传递到激励线圈300，则它增加了激励线圈300本身的电阻，这降低了由激励线圈300感应的磁场强度，然后减少了承托器中发生的感应加热。因此，将诸如隔离管500或空气层的隔离部分放置在激励线圈300和承托器之间改善了承托器中发生的感应加热。此外，能量损失较少，这使得可以容易地控制承托器的加热温度。
热管400和热棒800由可被激励线圈300磁化的金属材料制成。根据优选实施例，使用不锈钢。不锈钢可以以低成本获得，由于优异的可加工性而容易地加工成薄板圆筒，并且具有优异的磁化性能以用作加热的承托器。第一内部部分600支撑热管400的下端并固定热棒800，第二内部部分700联接到第一内部部分600的下部以将热棒800与第一内部部分600固定在一起。第一内部部分600和第二内部部分700可以由耐热塑料制成以抵抗热管400和热棒800的加热。第一内部部分600和第二内部部分700可以由工程塑料例如peek通过注射成型形成。
使用具有隔离和屏蔽功能的填料的隔离膜可以附着到用于隔离的隔离管500的外壁，以提高隔离管500的隔离效率。隔离填料的示例可包括诸如具有低导热率的氧化锆之类的陶瓷粉末，和诸如多孔硅胶、多孔氧化铝和气凝胶之类的陶瓷粉末。
另选地，可以将使用具有隔离和屏蔽功能的填料的隔离涂料涂覆到用于隔离的隔离管500的外壁，以提高隔离体的隔离效率。隔离填料的示例可包括诸如具有低导热率的氧化锆之类的陶瓷粉末，和诸如多孔硅胶、多孔氧化铝和气凝胶之类的陶瓷粉末。
作为另一示例，具有内槽的隔离管可以由中空管代替。使用中空管可以将承托器中产生的热量限制到气溶胶产生部位，这导致效率提高。多孔隔离体如沸石和气溶胶粉末可填充在中空管中，但最优选地，空气层形成在中空管中。甚至未被填充的中空管也可以使用空气层充分地获得隔离效果。
图7是示出设置在根据本发明第一实施例的感应加热微粒生成装置中的第一内部部分的视图。参照图4、图5和图7，圆形槽610设置在第一内部部分600的顶部，使得热管400的下端的一部分插入并支撑在圆形槽610中。这里，为了热管400的隔离，多个肋612形成在圆形槽610上并与圆形槽610的底部间隔布置。即，在圆形槽610的底部和热管400的底部之间形成空气层。此外，通孔614设置为穿过圆形槽610的侧面，使得空气通过后面讨论的气流通道流入和流出。该气流通道形成与由热管400限定的空腔100连通的气流通道，并且在气流通道上的适当位置处设置有压力传感器(未示出)，该压力传感器用于感测由用户对插入到空腔100中的吸烟制品50的抽吸所引起的负压。压力传感器感测由用户对插入到空腔100中的吸烟制品50的抽吸所引起的负压，该负压可由控制单元用于计算抽吸次数，更优选地，用于计算累积抽吸量。在该实施例以及其它实施例中，压力传感器可设置在与空腔100连通的气流通道上的适当位置，以感测由用户对插入到空腔100中的吸烟制品50的抽吸所引起的负压。
在圆形槽610的底部中心形成有孔616，热棒800的上部穿过该孔616，使得热棒800的上部的一部分位于热管400中。此外，用于引导激励线圈300的引线的引导部620设置在第一内部部分600的外表面的一侧。激励线圈300的引线320通过引导部620引出以与控制板220电接触。此外，可以设置固定部630以将第一内部部分600固定到用于固定电池210和控制板220的支架。在本发明的第一实施例中，第一内部部分600和支架彼此螺纹连接，因此固定部630是螺纹孔。另一方面，热棒800的一部分位于第一内部部分600的下部，并且用于固定热棒800的第二内部部分700固定地插入到其中的接纳部640(见图5)也设置在第一内部部分600的下部。可选地，如果不提供热棒800，则不需要第二内部部分700。在这种情况下，中心孔616可以不像下述第二实施例中那样形成，另选地，用于中心孔616的空间和用于接纳第二内部部分700的接纳部640的空间可以用作用于气流通道的空间和用于压力传感器的空间。在任何情况下，不必说，压力传感器应当安装在与插入到空腔100中的吸烟制品50连通的气流通道上。
图8是示出设置在根据本发明第一实施例的感应加热微粒生成装置中的热棒的视图。参考图4、图5和图8，热棒800包括：上杆810，其定位在热管400中，穿过第一内部部分600；凸缘部820，其用于确定位置，使得热棒800可定位在热管400中，穿过第一内部部分600一定长度，并且用于帮助固定热棒800；以及下杆830，其从凸缘部820的底部突出。这里，热棒800是顶端封闭的中空杆。在热棒800的中心形成有空气层以提供隔离效果，并且中空形状具有便于感应加热的优点。如图所示，热棒800可以形成为杆状。在图8的实心杆形状的情况下，它可以由具有与其中心部分相同形状的板型材料制成。另选地，热棒可制成这些板型材料的十字形。在任何情况下，热棒800仅通过处理可磁化金属材料(优选为不锈钢薄板)制成。因为不需要在作为工件的热棒800上安装附加部件(例如加热器图案)，所以热棒仅需要形成为期望的形状并固定到其固定结构。如已经描述的，热棒800的优点在于，它被插入到吸烟制品50中并与吸烟制品50的气溶胶形成基质直接接触，以使用感应热来加热吸烟制品50。即，热棒直接接触吸烟制品的内部并传递热量。然而，如果将用过的吸烟制品50从空腔100移除，则吸烟制品50中的气溶胶形成物质的残留物可能留在空腔100中，这需要清洁。结果，由于热棒800具有合适的形状以容易地插入到吸烟制品50中和从吸烟制品50移除以防止吸烟制品50的残留物落入空腔100中，所以对热棒800的需求将增加，只要其能够保持上述优点并使上述缺点最小化。当热棒800的形状允许这种插入和移除时，它可以实现上述优点并且使上述缺点最小化。
图9是示出设置在根据本发明第一实施例的感应加热微粒生成装置中的第二内部部分的视图。参照图4至图9，第二内部部分700固定地插入到形成在第一内部部分600的下部处的接纳部640(见图5)中，并且热棒800的凸缘部820和下杆830与其接合以固定热棒800。第二内部部分700的上部710在形状上与热棒800的凸缘部820互补。此外，供热棒800的下杆830插入到其中的插入槽720设置在上部710的中心。此外，用于紧固到第一内部部分600的紧固部730设置在下部。在第一实施例中，第一内部部分600和第二内部部分700彼此螺纹连接，因此紧固部730是具有螺纹槽的紧固凸台。
图10是示出根据本发明第一实施例的感应加热微粒生成装置的截面图。这里，通过形成在盖壳体中的孔(未示出)引入的空气经由形成在上壳体中的气流孔140、通过第一内部部分600的通孔614(见图7)和气流通道空间120传送到热管400中，并且插入到热管400中的吸烟制品50被加热以产生微粒或气溶胶以供用户吸入。
尽管热管400和热棒800都用作第一实施例中的承托器，但是热管400可以由不可磁化材料制成，以便不加热而是接纳吸烟制品50，并且在其它实施例中仅热棒800可以用作承托器。
图11是示出根据本发明第二实施例的感应加热微粒生成装置的截面图，图12是示出根据本发明第二实施例的感应加热微粒生成装置的分解立体图。根据本发明第二实施例的感应加热微粒生成装置仅包括作为承托器供插入吸烟制品50的热管400，而不包括热棒。因此，与第一实施例不同，其仅包括用于支撑热管400的第一内部部分600，而不包括第二内部部分。在第二实施例中提供的第一内部部分600在底部中不具有通孔，因为热棒不从中穿过。其它结构类似于第一实施例的结构。设置多个肋以允许热管400的下端浮动，并且在侧面设置通孔以允许空气流入。
尽管吸烟制品50的部件以夸大的方式示出，但用作承托器的热管400的空腔100应足够大以容纳吸烟制品50的气溶胶形成基质56和58。因此，当热管被加热时，气溶胶形成基质56和58被加热以在吸烟制品50中产生气溶胶。
除了不包括上述热棒之外，第二实施例的结构与第一实施例的结构相同。具体地，安装在适当位置的压力传感器可感测由用户通过气流通道空间120从吸烟制品50吸入所引起的负压。
图13是示出根据本发明第三实施例的感应加热微粒生成装置的截面图，图14是示出根据本发明第四实施例的感应加热微粒生成装置的截面图。
第三实施例和第四实施例与第一实施例和第二实施例的不同之处在于，用作承托器的热管400不位于隔离管500中，并且空气层530清楚地设置在隔离结构520(见图14)和用作承托器的热管400之间。空气层530用作隔离部分以阻挡从热管400到激励线圈300的热量。
类似于第一实施例和第二实施例，热管400的下端由具有稍微不同形状的第一内部部分支撑，其被称为第一内部部分支撑部650。然而，类似于第一实施例和第二实施例，其支撑热管400的下端。
热管400的上端由与第一实施例和第二实施例的隔离管对应的隔离结构520支撑。隔离结构520支撑热管400的上端并为激励线圈300在其外周边上缠绕提供空间。如上所述，空气层530和隔离结构520可以使从作为承托器的热管400到激励线圈300的热传递最小化。
可收缩管460设置在热管400的外表面上以保持温度传感器420和温度传感器的引线440接触热管400，石墨片360和铁氧体片340的层压片包裹在激励线圈300的外表面上。此外，在第四实施例中，由具有低导热率的陶瓷粉末制成的热隔离体环560和562可分别置于第一内部部分支撑部650和作为隔离塑料结构的隔离结构520支撑作为承托器的热管400的位置，从而支撑热管400并防止热管的热量通过该结构传递到外部。
图15是示出根据本发明的感应加热微粒生成装置中用于感应加热的电路框图的一个实施例的视图。
参照图15，根据本发明的感应加热微粒生成装置通过感应加热来加热承托器2007。更具体地，mcu2001控制功率提升电路2002以放大从电池2003供应的用于感应加热的直流电压并向感应加热器控制逻辑2004供应直流电流。当电池2003用作感应加热的电源时，采用功率提升电路2002作为稳定电源以通过感应加热来加热承托器2007。mcu2001还向感应加热器控制逻辑2004输入pwm信号。感应加热器控制逻辑2004根据从mcu2001输入的pwm信号执行开关操作，以将从功率提升电路2002供应的直流电流转换为交流电流，并将其供应到线圈2006，以通过感应加热来加热承托器2007。
mcu2001将pwm信号输入到感应加热器控制逻辑2004，以传递由线圈2006和电容器2005的值获得的谐振频率，从而在初始驱动中增加承托器2007的温度，并且感应加热器控制逻辑2004以谐振频率向线圈2006供应交流电流。
在经过预设时间之后，mcu2001将pwm信号输入到感应加热器控制逻辑2004，以使远离谐振频率的频率不再增加承托器2007的温度，因此，感应加热器控制逻辑2004以远离谐振频率的频率向线圈2006供应交流电流。
mcu2001可以将pwm信号输入到感应加热器控制逻辑2004以随着预设时间的流逝而调节频率，并且在一些实施例中，mcu2001可以根据由温度传感器2008和电压传感器2009检测到的值来计算承托器2007的温度，根据所需温度来调节pwm信号的频率，并且将pwm信号输入到感应加热器控制逻辑2004，使得感应加热器控制逻辑2004可以控制向线圈2006供应的交流电流的频率。更具体地，当感应加热器控制逻辑2004向线圈2006供应交流电流时，通过感应加热来加热承托器2007，改变承托器2007的温度，然后改变电感或电抗，结果改变用于加热承托器2007的电流和电压。温度传感器2008测量向线圈2006供应的电流并将其输入到mcu2001，电压传感器2009将向线圈2006供应的交流电压转换成具有可由mcu读取的电压电平的直流电压，并将其输入到mcu2001，并且mcu2001根据通过温度传感器2008和电压传感器2009输入的电流和电压值的变化计算承托器2007的温度，以感测承托器2007的温度变化，根据所需温度调节pwm信号的频率，并将pwm信号输入到感应加热器控制逻辑2004，使得感应加热器控制逻辑2004可以向线圈2006供应交流电流，根据从mcu2001输入的pwm信号调节其频率。
图16是示出根据本发明的感应加热微粒生成装置中用于感应加热的电路框图的另一实施例的视图。在图16中，由与图15相同的附图标记表示的部件执行相同的操作。参照图16，温度传感器2010感测承托器2007的温度，温度传感器2010将感测值输入到mcu2001，并且mcu2001相应地感测承托器2007的温度变化，根据所需温度调节pwm信号的频率，并将pwm信号输入到感应加热器控制逻辑2004，使得感应加热器控制逻辑2004可向线圈2006供应交流电流，根据从mcu2001输入的pwm信号调节其频率。
工业实用性
根据本发明的感应加热微粒生成装置包括承托器作为其一部分，以直接测量承托器的温度，因此容易地控制承托器的加热。
在根据本发明的感应加热微粒生成装置中，磁加热元件可以由缠绕成圆柱形的单件激励线圈加热，隔离管设置在磁加热元件和激励线圈之间，这防止激励线圈过热并提高磁加热元件的加热效率。
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
