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CN116648155A - 气溶胶生成装置 - Google Patents

气溶胶生成装置 Download PDF

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CN116648155A
CN116648155A CN202180084866.3A CN202180084866A CN116648155A CN 116648155 A CN116648155 A CN 116648155A CN 202180084866 A CN202180084866 A CN 202180084866A CN 116648155 A CN116648155 A CN 116648155A
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CN
China
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aerosol
conical
generating device
induction coil
coil
Prior art date
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Pending
Application number
CN202180084866.3A
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English (en)
Inventor
安通·科鲁斯
卢克·沃伦
帕特里克·莫洛尼
马修·霍奇森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nicoventures Trading Ltd
Original Assignee
Nicoventures Trading Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nicoventures Trading Ltd filed Critical Nicoventures Trading Ltd
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    • A24F40/40Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
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Abstract

本申请公开了一种气溶胶生成装置,包括圆锥形感应线圈1。

Description

气溶胶生成装置
技术领域
本发明涉及一种气溶胶生成装置、一种气溶胶生成系统、一种制造气溶胶生成装置的方法和一种生成气溶胶的方法。
背景技术
吸烟制品(例如香烟、雪茄等)在使用期间燃烧烟草以产生烟草烟雾。已经尝试通过产生释放化合物而不燃烧的产品来提供这些制品的替代品。这种产品的实例是所谓的“加热但不燃烧”产品或者烟草加热装置或产品,其通过加热但不燃烧材料来释放化合物。该材料可以是例如烟草或其他非烟草产品,其可以包含或可以不包含尼古丁。
覆盖上述装置或产品的气溶胶供应系统是已知的。常见的系统使用加热器来从合适的介质产生气溶胶,该气溶胶然后被用户吸入。通常,所使用的介质需要被替换或改变以提供用于吸入的不同气溶胶。已知使用感应加热系统作为加热器来从合适的介质产生气溶胶。感应加热系统通常包括用于生成变化磁场的磁场生成装置,以及可通过用变化磁场穿透而加热以加热适当介质的感受器或加热材料。
已知许多不同的磁场生成装置,例如三维感应线圈。然而,存在各种约束,例如可用空间、装置的尺寸和功率要求,这对磁场生成装置的类型施加了限制。此外,存在限制磁场生成装置和感受器或加热材料之间的感应耦合的效率的各种参数。例如,这种参数包括磁场生成装置和感受器或加热材料之间的间隔,或者其相对面积大小和取向。
期望提供一种改进的气溶胶生成装置。
发明内容
根据一个方面,提供一种气溶胶生成装置,其包括圆锥形感应线圈。
在一个实施方式中,气溶胶生成装置包括:
装置壳体;和/或
电源,连接到圆锥形感应线圈,该电源配置为向圆锥形感应线圈提供振荡电流。
在一个实施方式中,圆锥形感应线圈具有恒定节距。
在一个实施方式中,圆锥形感应线圈具有变化节距。
在一个实施方式中,圆锥形感应线圈的变化节距配置为提供通过感受器的均匀的感应耦合或恒定的磁通量,可选地其中,感受器是平坦感受器。
在一个实施方式中,圆锥形感应线圈包括相对于圆锥基底宽度的短的圆锥高度。可选地,圆锥形感应线圈具有圆锥基底宽度W和圆锥高度H,其中,比率W/H至少为2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:1或20:1。
在一个实施方式中,圆锥形感应线圈包括导电材料的线圈,该线圈包括以下投射形状:(i)圆形螺旋;(ii)正方形或矩形螺旋;(iii)梯形螺旋;或(iv)三角形螺旋;并且其中,圆锥形感应线圈包括圆锥基底,并且投射形状是通过将线圈投射到圆锥基底上而形成的形状。
在一个实施方式中,投射形状包括以下中的至少一个:(i)直线边;(ii)曲线边;或(iii)它们的混合。
在一个实施方式中,圆锥形感应线圈包括圆锥轴线和圆锥基底,其中,圆锥形感应线圈包括圆锥顶点,并且圆锥轴线是穿过顶点和圆锥基底的中心的直线。
在一个实施方式中,圆锥轴线垂直于圆锥基底。
在一个实施方式中,圆锥轴线与圆锥基底成除了90度之外的角度。
在一个实施方式中,圆锥形感应线圈包括导电材料的线圈,并且导电材料的线圈具有如下厚度或横截面积:(i)沿着线圈变化;或(ii)沿着线圈是均匀的。
在一个实施方式中,导电材料沿着线圈是基本上均匀的。
在一个实施方式中,导电材料包括沿着线圈变化的组分。
在一个实施方式中,圆锥形感应线圈围绕弯曲平面或三维表面形成。
在一个实施方式中,弯曲平面或三维表面包括柱面。
在一个实施方式中,圆锥形感应线圈包括圆锥基底,并且其中,圆锥基底围绕弯曲平面或三维表面形成。
在一个实施方式中,气溶胶生成装置包括多个圆锥形感应线圈。
在一个实施方式中,气溶胶生成装置包括圆锥形双股感应线圈,其中,双股线圈包括两个或更多个紧密间隔开的平行绕组。
在一个实施方式中,该一个或多个圆锥形感应线圈配置为生成变化磁场,可选地其中,该多个圆锥形感应线圈配置为从圆锥形感应线圈中的每一个生成相应的变化磁场,其中,相应的变化磁场中的每一个彼此独立地生成。
在一个实施方式中,装置配置为接收用于与包括可气溶胶化材料的不可燃气溶胶供应装置一起使用的制品。
该制品可以是基本上平坦的制品。制品可以包括多个可气溶胶化材料的离散部分。制品可以包括基本上平坦的消耗品。
在一个实施方式中,气溶胶生成装置包括配置为夹持或约束制品/消耗品的夹持或约束装置。
在一个实施方式中,夹持或约束装置包括腔室,其中,在使用中将制品插入到腔室中,腔室配置为使得在装置和制品之间存在过盈配合。
在一个实施方式中,夹持或约束装置配置为固定制品,使得制品符合圆锥形感应线圈的表面。
在一个实施方式中,气溶胶生成装置包括一个或多个感受器。
在一个实施方式中,该一个或多个圆锥形感应线圈配置为生成变化磁场,并且其中,该一个或多个感受器布置成通过变化磁场而被加热。
在一个实施方式中,该多个圆锥形感应线圈可独立操作。该多个圆锥形感应线圈可以配置为独立地加热该一个或多个感受器。
在一个实施方式中,该一个或多个感受器布置成并适于加热但不燃烧设置在制品/消耗品中的可气溶胶化材料。
在一个实施方式中,该一个或多个感受器布置成并适于从设置在制品/消耗品中的可气溶胶化材料生成气溶胶。
根据另一方面,提供一种气溶胶生成装置,其包括缠绕的平面线圈,该缠绕的平面线圈包括缠绕成圆柱形形式的平面形状感应线圈,其中,缠绕的平面线圈嵌入在衬底中。
在一个实施方式中,缠绕的平面线圈配置为将其结构保持在衬底中。
在一个实施方式中,衬底是树脂、塑料材料或其他合适的非导电材料。
在一个实施方式中,感应线圈包括LITZ(RTM)线或多股线。
在一个实施方式中,气溶胶生成装置包括加热但不燃烧气溶胶生成装置。
在一个实施方式中,气溶胶生成装置包括不可燃气溶胶供应装置。
根据另一方面,提供一种气溶胶生成系统,包括:如上文公开的气溶胶生成装置和用于与不可燃气溶胶供应装置一起使用的制品。
在一个实施方式中,用于与不可燃气溶胶供应装置一起使用的制品包括一个或多个感受器,并且其中,该一个或多个圆锥形感应线圈配置为生成变化磁场,并且其中,该一个或多个感受器布置成通过变化磁场而被加热。
根据另一方面,提供一种制造包括圆锥形感应线圈的气溶胶生成装置的方法,该方法包括:形成平面感应线圈;以及使平面感应线圈变形到平面之外,以便形成圆锥形感应线圈。
根据另一方面,提供一种生成气溶胶的方法,包括:提供如上文公开的气溶胶生成装置,以及将用于与包括可气溶胶化材料的不可燃气溶胶供应装置一起使用的制品插入到气溶胶生成装置中。
根据另一方面,提供一种气溶胶生成系统,包括:气溶胶生成装置,其包括一个或多个圆锥形感应线圈;用于与不可燃气溶胶供应装置一起使用的制品,该不可燃气溶胶供应装置在使用中位于气溶胶生成装置内;以及一个或多个能移除感受器。
根据另一方面,提供一种气溶胶生成系统,包括:气溶胶生成装置;以及用于与不可燃气溶胶供应装置一起使用的制品,该不可燃气溶胶供应装置在使用中位于气溶胶生成装置内,其中,用于与不可燃气溶胶供应装置一起使用的制品包括一个或多个圆锥形感应线圈和/或一个或多个感受器。
根据另一方面,提供一种气溶胶供应装置,包括:
第一圆锥形感应线圈;
第二圆锥形感应线圈;以及
感受器,布置在第一圆锥形感应线圈和第二圆锥形感应线圈之间。
可选地,第一圆锥形感应线圈具有圆锥基底宽度W1和圆锥高度H1,其中,比率W1/H1至少为2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:1或20:1。
可选地,第二圆锥形感应线圈具有圆锥基底宽度W2和圆锥高度H2,其中,比率W2/H2至少为2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:1或20:1。
附图说明
现在将参考附图仅通过实例的方式描述各种实施方式,在附图中:
图1示出了用于在气溶胶生成装置中使用的圆锥形感应线圈的实例的示意性立体图;
图2示出了用于在气溶胶生成装置中使用的圆锥形感应线圈的实例的侧视图;
图3示出了相对于感受器定位的两个圆锥形感应线圈的实例的示意性侧视图;
图4示出了圆锥形感应线圈布置的实例的示意性立体图,其中,圆锥形感应线圈围绕柱面形成;以及
图5示出了电加热气溶胶生成系统的实例的示意性侧视图。
具体实施方式
如本文使用的,术语“气溶胶生成材料”也可以称为“可气溶胶化材料”,包括在加热时提供挥发组分的材料,通常为蒸气或气溶胶的形式。
“可气溶胶化材料”可以是不含烟草的材料或含烟草的材料。“可气溶胶化材料”可以例如包括烟草本身、烟草衍生物、膨胀烟草、再造烟草、烟草提取物、均质烟草或烟草替代品中的一种或多种。可气溶胶化材料可以是磨碎烟草、切碎烟草、挤压烟草、再造烟草、再造可气溶胶化材料、液体、凝胶、固体、胶化片材、粉末、珠粒、颗粒或附聚物等的形式。“可气溶胶化材料”还可以包括其他非烟草产品,根据产品的不同,这些产品可以包含或可以不包含尼古丁。“可气溶胶化材料”可以包括一种或多种湿润剂,例如甘油或丙二醇。
感受器是可通过用变化磁场(例如交变磁场)穿透而加热的材料。加热材料可以是导电材料,使得其被变化磁场穿透导致加热材料的感应加热。加热材料可以是磁性材料,使得其被变化磁场穿透导致加热材料的磁滞加热。加热材料可以是导电的和磁性的,使得加热材料可由两种加热机制加热。
感应加热是一种通过用变化磁场穿透物体来加热导电物体的过程。该方法由法拉第感应定律和欧姆定律描述。感应加热器可以包括电磁体和用于使变化电流(例如交流电)通过电磁体的装置。当电磁体和待加热物体适当地相对定位,使得由电磁体产生的合成变化磁场穿透物体时,在物体内部生成一个或多个涡流。该物体具有对电流流动的电阻。因此,当在物体中生成这种涡流时,其逆着物体的电阻流动,导致物体被加热。此过程被称为焦耳加热、欧姆加热或电阻加热。
在一个实例中,感受器是闭合电路的形式。已经发现,当感受器是闭合电路的形式时,感受器和电磁体之间的磁耦合在使用中被增强,这导致更大或改进的焦耳加热。
磁滞加热是一种通过用变化磁场穿透物体而加热由磁性材料制成的物体的过程。磁性材料可被认为包括许多原子级磁体或磁偶极子。当磁场穿透这种材料时,磁偶极子与磁场对准。因此,当变化磁场(例如交变磁场,例如由电磁体产生的交变磁场)穿透磁性材料时,磁偶极子的取向随着变化的施加磁场而改变。这种磁偶极子重新定向导致在磁性材料中生成热量。
当物体既导电又有磁性时,用变化磁场穿透物体可在物体中导致焦耳加热和磁滞加热。此外,磁性材料的使用可增强磁场,这可强化焦耳加热。
在上述过程中的每一个过程中,由于热量在物体自身内部生成,而不是通过热传导由外部热源产生,所以可实现物体中的快速温度升高和更均匀的热量分布,特别是通过选择合适的物体材料和几何形状,以及合适的变化磁场大小和相对于物体的取向。此外,由于感应加热和磁滞加热不需要在变化磁场的源和物体之间提供物理连接,所以设计自由度和对加热分布的控制可以更大,并且成本可以更低。
现在将描述各种实施方式。
参考图1和图2,分别示出了根据一个实施方式的圆锥形感应线圈1的实例的立体图和侧视图的示意图。感应线圈1用于与包括气溶胶生成装置的气溶胶生成系统一起使用,例如图5所示的装置100并在下面进一步描述。在使用中,变化的(例如,交变的)电流通过线圈中的每一个,以便产生变化的(例如,交变的)磁场,该磁场可用于穿透加热元件以导致加热元件的加热,如将在下面更详细地描述的。
图1和图2所示的感应线圈1包括导电材料(例如铜)的圆锥形螺旋件或圆锥形螺旋线。如图2所示,圆锥形感应线圈具有圆锥高度21和圆锥基底或基底宽度22。在实施方式中,圆锥形感应线圈可以包括相对于圆锥基底的宽度更短的圆锥高度。换句话说,线圈的高度21可以比线圈的宽度22短。
没有圆锥高度的感应线圈可以被称为平坦或平面感应线圈,例如具有平坦螺旋形状。与平坦或平面感应线圈相比,如参考图1至图3示出和描述的并且涉及各种实施方式的圆锥形感应线圈1、3可以便于以紧凑方式电连接到电源,其中,电源可以配置为向圆锥形感应线圈提供振荡电流。将理解,使感应线圈经受振荡电流可以通过电阻加热在感应线圈内感应加热。因此,圆锥形感应线圈1、3可以配置为与平坦感应线圈相比以受控方式更好地散热,因为在包括多个匝的平坦感应线圈的平面内耗散的热量将由于该多个平面内匝而更大,而圆锥形感应线圈的匝并不全部位于同一平面内。
在实施方式中,振荡电流可以具有大于500kHz的频率。振荡电流可以具有1和30MHz之间的高频,进一步在1和10MHz之间。根据一个实施方式,频率可以在5和7MHz之间。
参考图3,示出了相对于感受器31定位的两个圆锥形感应线圈3的示意性侧视图。图3所示的感受器31具有基本上矩形的立方体形状。感受器31可以具有显著小于宽度32的厚度33。感受器31可以是基本上平面的。然而,在其他实施方式中,感受器可以具有如下所述的不同形状或构造。
图3中示出了两个圆锥形感应线圈3,它们相应的圆锥基底面向感受器31,其中圆锥基底定向为平行于感受器31的平面。然而,在实施方式中,圆锥形感应线圈3的圆锥基底可以背离感受器31。在实施方式中,圆锥基底可以定向为不平行于感受器31的平面,即,其可以定向为与感受器31成一角度。
尽管图3中仅示出了单个感受器31,但是在其中可以提供多个感受器的实施方式中是可以想到的。类似地,尽管在图3中示出了两个圆锥形感应线圈3,但是可以设想其中仅提供单个圆锥形感应线圈的其他实施方式。根据另一实施方式,可以提供多于两个的圆锥形感应线圈3。
因此,在实施方式中,可以提供一个或多个圆锥形感应线圈以及一个或多个感受器,其中,圆锥形感应线圈的数量不需要与感受器的数量相同。例如,可以沿着消耗品的长度和/或宽度提供多个线圈和/或感受器。特别地,可以沿着平坦消耗品的长度和/或宽度提供多个线圈和/或感受器。
此外,在实施方式中,第一圆锥形感应线圈和第一感受器可以相对于彼此以第一取向定向,并且第二圆锥形感应线圈和第二感受器可以相对于彼此以第二取向定向。
在实施方式中,第一取向和第二取向可以是相同的。或者,第一取向和第二取向可以是不同的。在另一些实施方式中,一些圆锥形感应线圈和一些感受器之间的一些取向可以是相同的,而其他圆锥形感应线圈和其他感受器之间的其他取向可以是不同的。
根据如图1至图3所示的各种实施方式的圆锥形感应线圈1、3包括相对于圆锥基底的宽度的短的圆锥高度。
可以提供一种装置(未示出),用于使变化电流通过圆锥形感应线圈1、3,使得生成变化磁场。在包括多个圆锥形感应线圈的实施方式中,该装置可以配置为可操作以分别从每一个圆锥形感应线圈生成变化磁场,其中,每一个变化磁场彼此独立地生成。变化磁场可以在一个或多个感受器中引起加热。圆锥形感应线圈1、3的低圆锥形高宽比可以在圆锥形感应线圈1、3和感受器31之间生成更强的感应耦合。例如,这可能是因为感受器31可以具有与圆锥形感应线圈1、3的形状一致的形状。在实施方式中,感受器31的形状与圆锥形感应线圈1、3的形状一致,因为感受器31包括基本上平面的表面,该表面平行于并面向圆锥形感应线圈1、3的圆锥基底。
类似地,在实施方式中,圆锥形感应线圈1、3的低圆锥形高宽比还可以在感受器31的相对较大部分上或者在感受器31的基本上整体上引起基本上均匀的感应耦合。
如图1和图2所示的圆锥形感应线圈1具有恒定节距2,其中,节距2是线圈上的一个点与线圈的一匝之后相邻点分开的距离。然而,根据其他实施方式,圆锥形感应线圈可以具有变化节距。在实施方式中,节距的变化可以配置为使得圆锥形感应线圈可以在感受器31的大部分上或者在感受器31的基本上整体上引起基本上均匀的感应耦合。在实施方式中,节距的变化可以配置为使得圆锥形感应线圈与感受器的第二部分相比可以在感受器的第一部分上引起更强的耦合。
图1和图2所示的感应线圈1可被描述为具有圆形螺旋投射形状,其中,投射形状是通过将感应线圈的形状投射到圆锥基底上而形成的形状。然而,在其他实施方式中,圆锥形感应线圈可以具有以下投射形状:正方形或矩形螺旋;梯形螺旋;三角形螺旋;或任何其他二维形状。
可以选择投射形状,以便允许以小而紧凑的方式将其他部件定位在装置内。在实施方式中,投射形状可以具有一个或多个直线边。在实施方式中,投射形状可以具有一个或多个曲线边。在其他实施方式中,投射形状可以具有直线边和曲线边的混合物。在一些实施方式中,圆锥形感应线圈的投射形状符合或基本上符合感受器的形状。
图1和图2所示的感应线圈1可被描述为具有圆锥轴线,其中,圆锥形感应线圈包括圆锥顶点,并且圆锥轴线是穿过顶点和圆锥基底的中心的直线。图1和图2所示的感应线圈1具有垂直于圆锥基底的圆锥轴线。在其他实施方式中,圆锥轴线可以与圆锥形基部成除了90度之外的角度。
可以设想其他实施方式,其中,感应线圈1不具有圆锥轴线,因为线圈围绕其转动的线可以是弯曲的或其他非线性的。
图1和图2所示的感应线圈1具有导电材料的线圈,其厚度或横截面积沿着线圈是均匀的。然而,在其他实施方式中,厚度或横截面积可以沿着线圈变化。在实施方式中,厚度或横截面积的变化可以配置为使得圆锥形感应线圈可以在感受器31的大部分上或者在感受器31的基本上整体上引起基本上均匀的感应耦合。在实施方式中,厚度或横截面积的变化可以配置为使得圆锥形感应线圈与感受器的第二部分相比可以在感受器的第一部分上引起更强的耦合。
在实施方式中,导电材料可以包括沿着线圈变化的组分。例如,在一些实施方式中,圆锥形感应线圈的第一部分可以由第一导电材料形成,并且圆锥形感应线圈的第二部分可以由第二导电材料形成。圆锥形感应线圈的第一部分和第二部分的材料性质可以是不同的。在实施方式中,这些材料性质可以包括例如电阻率或电导率的电性质。在实施方式中,导电材料的沿着圆锥形感应线圈的组分的变化可以配置为使得圆锥形感应线圈可以在感受器31的大部分上或者在感受器31的基本上整体上引起基本上均匀的感应耦合。在实施方式中,导电材料的沿着圆锥形感应线圈的组分的变化可以配置为使得圆锥形感应线圈与感受器的第二部分相比可以在感受器的第一部分上引起更强的耦合。
在实施方式中,圆锥形感应线圈可以是圆锥形双股感应线圈,其中,双股线圈包括两个或更多个紧密间隔开的平行绕组。提供圆锥形双股感应线圈可以增加线圈和感受器之间的感应耦合,从而增加系统的效率。例如,在实施方式中,圆锥形双股感应线圈可以增加可以生成变化磁场的表面积。在实施方式中,圆锥形双股感应线圈还可以或替代地减少感应线圈的自感应。
现在将参考图4更详细地描述另一实施方式。根据此实施方式,感应线圈4围绕弯曲平面或三维表面形成,使得初始平坦的感应线圈可以围绕弯曲平面缠绕或者缠绕到弯曲平面中。例如,在实施方式中,弯曲平面或三维表面可以包括柱面。然而,应理解,感应线圈4可以围绕其他弯曲平面或三维表面缠绕。例如,感应线圈4可以围绕立方体形状的拐角折叠。
图4示出了感应线圈4,其是平坦或平面感应线圈,然后围绕柱面形成或围绕柱面缠绕该感应线圈。然而,在其他实施方式中,感应线圈4可以是如上讨论的圆锥形感应线圈1、3,其中,感应线圈具有非零的圆锥高度。例如,通过在弯曲平面或三维表面周围形成圆锥形感应线圈1、3的圆锥基底,可以在弯曲平面或三维表面周围形成圆锥形感应线圈1、3。
在实施方式中,感应线圈4或圆锥形感应线圈1、3可以设置在支撑件上或嵌入在支撑件中。可以设想这样的实施方式,其中,一个或多个感应线圈4和/或一个或多个圆锥形感应线圈1、3可以嵌入到衬底或支撑件中或者与衬底或支撑件形成网。衬底、网或支撑件可以由非导电材料制成,例如塑料材料,以便将该一个或多个感应线圈4或者该一个或多个圆锥形感应线圈1、3与其他电子部件或其他感应线圈4或圆锥形感应线圈1、3电绝缘。在一个实施方式中,支撑件或衬底可以由FR-4制成,FR-4是一种由编织玻璃纤维布与阻燃的环氧树脂粘合剂构成的复合材料。该一个或多个感应线圈4和/或一个或多个圆锥形感应线圈1、3可以以任何合适的方式固定到支撑件、衬底或网。例如,该一个或多个圆锥形感应线圈1、3和/或一个或多个感应线圈4可以由印刷电路板(PCB)形成,并且已经可以通过在PCB的制造期间将导电材料印刷到支撑件上,然后去除(例如通过蚀刻)导电材料的选择部分以使得感应线圈4或圆锥形感应线圈1、3形式的导电材料的图案保留在支撑件、衬底或网上来形成。在一些实施方式中,该一个或多个感应线圈4和/或一个或多个圆锥形感应线圈1、3可以包括在支撑件上的导电材料的薄膜或涂层。
应理解,可以设想这样的实施方式,其中,可以提供圆锥形感应线圈1、3和平面感应线圈4的混合物。
再次参考图4,该一个或多个感应线圈4可以被缠绕成圆柱形形式并且嵌入在衬底中。在实施方式中,缠绕的平面线圈4可以配置为将其结构保持在衬底中。在实施方式中,衬底可以包括树脂。
在一些实施方式中,支撑件可以形成为除了PCB层之外的层。例如,该层可以是例如树脂或粘合剂的材料的层或片材,其可以已经干燥、固化或凝固。
使用由如上所述的薄的印刷导电材料形成的线圈避免了对使用LITZ(RTM)线或多股线的需要。如本领域技术人员将理解的,LITZ(RTM)线或多股线包括许多股聚集成编织物的极细的线,以克服在更高激励频率下减小趋肤深度的影响。PCB上的迹线可以是25μm宽。对于1oz Cu,迹线可以具有38μm的厚度或深度,或者对于2oz Cu,大约76μm,因此,其在高频下的性能可与LITZ(RTM)线或多股线的等效横截面积相当,而没有出现与脆性、使LITZ(RTM)线或多股线成形或者将其连接到其他部件相关的问题。
或者,在其他实施方式中,平面线圈和/或圆锥形感应线圈可以包括LITZ(RTM)线或多股线。
还设想了这样的实施方式,其中,平面线圈和/或圆锥形感应线圈的第一部分可以包括LITZ(RTM)线或多股线,并且平面线圈和/或圆锥形感应线圈的第二部分可以包括PCB。
在实施方式中,如上所述的圆锥形感应线圈可以通过首先形成平面感应线圈并且随后使平面感应线圈变形到平面之外以便形成圆锥形感应线圈来制造。
还设想了这样的实施方式,其中,如上所述的感应线圈可以提供相对于消耗品的相对运动。
参考图5,示出了气溶胶生成系统5的实例的示意性横截面侧视图。系统5包括气溶胶生成装置100和包括可气溶胶化材料11的气溶胶生成制品10。可气溶胶化材料11可以是例如本文讨论的任何类型的可气溶胶化材料。在此实例中,气溶胶生成装置100是烟草加热产品(在本领域中也称为烟草加热装置或加热但不燃烧装置)。
在一些实例中,可气溶胶化材料11是非液体材料。在一些实例中,可气溶胶化材料11是凝胶。在一些实例中,可气溶胶化材料11包括烟草。然而,在其他实例中,可气溶胶化材料11可以由烟草组成,可以基本上完全由烟草组成,可以包括烟草和除了烟草之外的可气溶胶化材料,可以包括除了烟草之外的可气溶胶化材料,或者可以不含烟草。在一些实例中,可气溶胶化材料11可以包括蒸气或气溶胶形成剂或湿润剂,例如甘油、丙二醇、三醋精或二甘醇。在一些实例中,可气溶胶化材料11包括例如再造烟草的再造可气溶胶化材料。
在一些实例中,可气溶胶化材料11是具有基本上圆形横截面和纵向轴线的基本上圆柱形的。在其他实例中,可气溶胶化材料211可以具有不同的横截面形状和/或不是细长的。
制品10的可气溶胶化材料11可以例如具有在8mm和120mm之间的轴向长度。例如,可气溶胶化材料11的轴向长度可以大于9mm,或10mm,或15mm,或20mm。例如,可气溶胶化材料11的轴向长度可以小于100mm,或75mm,或50mm,或40mm。
在一些实例中,例如图5所示,制品10可以包括用于过滤在使用中从可气溶胶化材料11释放的气溶胶或蒸气的滤嘴布置12。替代地,或附加地,滤嘴布置12可以用于控制制品10的长度上的压降。滤嘴布置12可以包括一个或多于一个滤嘴。滤嘴布置12可以是烟草工业中使用的任何类型。例如,滤嘴可以由醋酸纤维素制成。在一些实例中,滤嘴布置12是具有基本上圆形横截面和纵向轴线的基本上圆柱形的。在其他实例中,滤嘴布置12可以具有不同的横截面形状和/或不是细长的。
在一些实例中,滤嘴布置12邻接可气溶胶化材料11的纵向端。在其他实例中,滤嘴布置12可以与可气溶胶化材料11间隔开,例如通过间隙和/或通过制品10的一个或多个另外的部件。在一些实例中,滤嘴布置12可以包括添加剂或调味剂源(例如包含添加剂或调味剂的胶囊或线),其可以例如由过滤材料的主体保持或保持在两个过滤材料的主体之间。
制品10还可以包括包装材料(未示出),其缠绕在可气溶胶化材料11和滤嘴布置12周围以相对于可气溶胶化材料11保持滤嘴布置12。包装材料可以缠绕在可气溶胶化材料11和滤嘴布置12周围,使得包装材料的自由端彼此重叠。包装材料可以形成制品10的圆周外表面的一部分或全部。包装材料可以由任何合适的材料制成,例如纸、卡片或再造可气溶胶化材料(例如再造烟草)。纸可以是本领域已知的接装纸。包装材料还可以包括粘合剂(未示出),该粘合剂将包装材料的重叠自由端彼此粘合,以帮助防止重叠自由端分离。在其他实例中,可以省略粘合剂,或者包装材料可以采用与所描述的不同的材料。在其他实例中,滤嘴布置12可以通过除了包装材料之外的连接器(例如粘合剂)相对于可气溶胶化材料11保持。在一些实例中,可以省略滤嘴布置12。
气溶胶生成装置100包括用于接收制品10的至少一部分的加热区域110、在使用中气溶胶可通过其从加热区域110输送到用户的出口120,以及用于当制品10至少部分地位于加热区域110内时导致制品10的加热以由此生成气溶胶的加热设备130。在一些实例中,例如图5所示的实例,气溶胶可通过制品10本身而不是通过与制品10相邻的任何间隙从加热区域110输送到用户。然而,在这种实例中,虽然在制品10内行进,但是气溶胶仍然穿过出口120。
装置100可以限定至少一个空气入口(未示出),该空气入口将加热区域110与装置100的外部流体连接。用户可能能够通过经由制品10从加热区域110抽吸可气溶胶化材料的挥发组分来吸入该挥发组分。当挥发组分从加热区域110和制品10移除时,可以将空气经由装置100的空气入口抽吸到加热区域110中。
在此实例中,加热区域110沿着轴线A-A延伸并且尺寸和形状设计成仅容纳制品10的一部分。在此实例中,轴线A-A是加热区域110的中心轴线。此外,在此实例中,加热区域110是细长的,并且因此轴线A-A是加热区域110的纵向轴线A-A。制品10可经由出口120至少部分地插入到加热区域110中,并且在使用中从加热区域110突出并穿过出口120。在其他实例中,加热区域110可以是细长的或非细长的,并且尺寸设计成接收整个制品10。在一些这种实例中,装置100可以包括嘴件,该嘴件可布置成覆盖出口120并且气溶胶可通过该嘴件从加热区域110和制品10抽吸。
在一些实例中,装置100可以包括配置为夹持或约束制品10的夹持或约束装置(未示出)。在其他实例中,约束装置包括制品10在使用中插入到其中的腔室,该腔室配置为使得在装置100和制品之间存在过盈配合。在一些实例中,腔室是加热区域110。
在此实例中,当制品10至少部分地位于加热区域110内时,可气溶胶化材料11的不同部分11a-11e位于加热区域110中的不同的相应位置110a-110e处。在此实例中,这些位置110A-110e沿着加热区域110的轴线A-A处于不同的相应轴向位置。此外,在此实例中,由于加热区域110是细长的,所以位置110a-110e可被认为是沿着加热区域110的长度处于不同的纵向间隔开的位置。在此实例中,制品10可被认为包括可气溶胶化材料11的五个这种部分11a-11e,其分别位于第一位置110a、第二位置110b、第三位置110c、第四位置110d和第五位置110e处。更具体地,第二位置110b流体地位于第一位置110a和出口120之间,第三位置110c流体地位于第二位置110b和出口120之间,第四位置110d流体地位于第三位置110c和出口120之间,并且第五位置流体地位于第四位置110d和出口120之间。
加热设备130可以包括多个加热单元140a-140e,当制品10至少部分地位于加热区域110内时,每个加热单元能够导致可气溶胶化材料11的部分11a-11e中的相应一个加热到足以气溶胶化其组分的温度。该多个加热单元140a-140e可以沿着轴线A-A彼此轴向对准。可以这种方式加热的可气溶胶化材料11的部分11a-11e中的每一个例如可以在轴线A-A的方向上具有1毫米和20毫米之间的长度,例如2毫米和10毫米之间,3毫米和8毫米之间,或者4毫米和6毫米之间。
本文使用的术语“加热单元”对应于如参考图1至图4描述的如在前述实例中的任一个中描述的平面和/或圆锥形感应线圈。
在一些实例中,夹持或约束装置配置为固定制品10,使得制品10符合加热单元140a-140e中的至少一个的表面,例如圆锥形感应线圈的圆锥基底。
此实例的加热设备130包括五个加热单元140a-140e,即:第一加热单元140a、第二加热单元140b、第三加热单元140c、第四加热单元140d和第五加热单元140e。加热单元140a-140e沿着加热区域110的轴线A-A位于不同的相应轴向位置。此外,在此实例中,由于加热区域110是细长的,所以加热单元140a-140e可被认为是沿着加热区域110的长度处于不同的纵向间隔开的位置处。更具体地,第二加热单元140b位于第一加热单元140a和出口120之间,第三加热单元140c位于第二加热单元140b和出口120之间,第四加热单元140d位于第三加热单元140c和出口120之间,并且第五加热单元140e位于第四加热单元140d和出口120之间。在其他实例中,加热设备130可包括多于五个加热单元140a-140e或少于五个加热单元,例如仅四个、仅三个、仅两个或仅一个加热单元。可气溶胶化材料211的可由相应加热单元加热的部分的数量可以对应地变化。
此实例的加热单元140a-140e包括圆锥形感应线圈。加热设备130还包括控制器135,其配置为导致加热单元140a-140e的操作,以在使用中导致可气溶胶化材料11的相应部分11a-11e的加热。在此实例中,控制器135配置为导致加热单元140a-140e彼此独立地操作,使得可气溶胶化材料11的相应部分11a-11e可独立地加热。这可能是期望的,以便在使用中提供可气溶胶化材料11的逐渐加热。此外,在其中可气溶胶化材料11的部分11a-11e具有不同的相应形式或特性的实例中,例如不同的烟草混合物和/或不同的施加或固有香味,独立地加热可气溶胶化材料11的部分11a-11e的能力可使得能够在使用时段期间的不同时间加热可气溶胶化材料11的选定部分11a-11e,以便生成具有时间相关的预定特性的气溶胶。在一些实例中,加热设备130仍然还可以在一个或多个模式中操作,在该一个或多个模式中,控制器135配置为在使用时段期间同时导致加热单元140a-140e中的多于一个的操作,例如加热单元140a-140e中的全部的操作。
在此实例中,加热单元140a-140e包括相应的圆锥形感应线圈,其配置为生成相应的变化磁场,例如交变磁场。这样,加热设备130可被认为包括磁场发生器,并且控制器135可被认为是可操作以使变化电流通过相应加热单元140a-140e的电感器的设备。
此外,在此实例中,装置100包括感受器190,其配置为可通过用变化磁场穿透而加热,从而在使用中导致加热区域110和其中的制品10的加热。即,感受器190的部分可通过用相应的变化磁场穿透而加热,从而导致在加热区域110中的相应位置110a-110e处加热可气溶胶化材料11的相应部分11a-11e。本文使用的此实例的感受器190对应于如参考图1至图4描述的如在前述实例中的任一个中描述的感受器31。
在一些实例中,感受器190由铝制成或包括铝。然而,在其他实例中,感受器190可以包括一种或多种从由以下材料组成的组中选择的材料:导电材料、磁性材料和磁性导电材料。在一些实例中,感受器190可以包括金属或金属合金。在一些实例中,感受器190可以包括一种或多种从由以下材料组成的组中选择的材料:铝、金、铁、镍、钴、导电碳、石墨、钢、普碳钢、低碳钢、不锈钢、铁素体不锈钢、钼、碳化硅、铜和青铜。在其他实例中可以使用其他材料。
在一些实例中,例如其中感受器190包括铁(例如钢(例如,低碳钢或不锈钢))或铝的那些实例中,感受器190可以包括涂层以帮助避免感受器190在使用中的腐蚀或氧化。这种涂层可以例如包括镀镍、镀金,或者陶瓷或惰性聚合物的涂层。
在此实例中,感受器190是管状的并且环绕加热区域110。实际上,在此实例中,感受器190的内表面部分地界定加热区域110。感受器190的内部横截面形状可以是圆形或不同形状,例如椭圆形、多边形、正方形、矩形或不规则形状。在其他实例中,感受器190可以采取不同的形式,诸如仍然部分地环绕加热区域110的非管状结构,或者穿透加热区域110的突出结构,例如杆、销或刀片。在一些实例中,感受器190可以由多个感受器代替,每个感受器可通过用变化磁场中的相应一个穿透而加热,从而导致可气溶胶化材料11的部分11a-11e中的相应一个的加热。该多个感受器中的每一个可以是管状的,或者采用例如本文针对感受器190所讨论的其他形式中的一种。
在另外的实例中,装置100可以没有感受器190,并且制品10可以包括一个或多个感受器,该一个或多个感受器可通过用变化磁场穿透而加热,从而导致可气溶胶化材料11的相应部分11a-11e的加热。制品10的一个或多个感受器中的每一个可以采取任何合适的形式,例如围绕或以其他方式环绕可气溶胶化材料11缠绕的结构(例如金属箔,例如铝箔)、位于可气溶胶化材料11内的结构,或者与可气溶胶化材料11混合的一组颗粒或其他元件。在装置100没有感受器190的实例中,感受器190可以由部分地界定加热区域110的耐热管代替。这种耐热管可以例如由聚醚醚酮(PEEK)或陶瓷材料制成。
在其他实例中,圆锥形感应线圈可以布置成使得其相对于该一个或多个感受器以及轴线A-A平行,换句话说,其布置成使得线圈的平面或侧面平行于轴线A-A,例如使得气溶胶生成制品10不相对于线圈轴向地设置。
在其他实例中,感应线圈可布置成使得其加热感受器的整个长度或侧面。
在其他实例中,圆锥形感应线圈可以布置成使得其形成围绕该一个或多个感受器190的正方形或矩形封壳,使得整个感受器或多个感受器被加热。
在此实例中,加热设备130包括电源(未示出)和用于用户操作装置的用户接口(未示出)。此实例的电源是可再充电电池。在其他实例中,电源可以不是可再充电电池,例如不可再充电电池、电容器、电池-电容器混合装置,或者到干线电源的连接。
在此实例中,控制器135电连接在电源和加热单元140a-140e之间。在此实例中,控制器135还电连接到电源。更具体地,在此实例中,控制器135用于控制从电源到加热单元140a-140e的电力供应。在此实例中,控制器135包括集成电路(IC),例如印刷电路板(PCB)上的IC。在其他实例中,控制器135可以采用不同的形式。在此实例中,通过用户接口的用户操作来操作控制器135。用户接口可以包括按钮、拨动开关、拨号盘、触摸屏等。在其他实例中,用户接口可以是远程的并且无线地连接到气溶胶供应装置100的其余部分,例如经由蓝牙。
在此实例中,用户对用户接口的操作导致控制器135导致交变电流通过相应加热单元140a-140e中的至少一个的圆锥形感应线圈。这导致电感器生成交变磁场。电感器和感受器190被适当地相对定位,使得由电感器产生的变化磁场穿透感受器190。当感受器190是导电的时,此穿透导致在感受器190中生成一个或多个涡流。感受器190中的涡流逆着感受器190的电阻的流动导致感受器190通过焦耳加热而加热。当感受器190是磁性的时,感受器190中的磁偶极子的取向随着变化的所施加的磁场而变化,这导致在感受器190中生成热量。
装置100可以包括用于感测加热室110、感受器190或制品10的温度的温度传感器(未示出)。温度传感器可以通信地连接到控制器135,使得控制器135能够基于由温度传感器输出的信息来分别监测加热室110、感受器190或制品10的温度。在其他实例中,可以通过测量系统的电特性,例如加热单元140a-140e内的电流变化,来感测和监测温度。基于一个或多个从温度传感器接收的信号,控制器135可以导致变化的或交变的电流的特性根据需要来调节,以便确保加热室110、感受器190或制品10的温度分别保持在预定温度范围内。该特性可以是例如振幅或频率或占空比。在预定温度范围内,在使用中,位于加热室110中的气溶胶生成制品10内的可气溶胶化材料11被充分加热,以使可气溶胶化材料11的至少一种组分挥发,而不燃烧可气溶胶化材料11。因此,控制器135和装置100作为整体布置成加热可气溶胶化材料11以使可气溶胶化材料11的至少一种组分挥发,而不燃烧可气溶胶化材料11。温度范围可以在大约50℃和大约350℃之间,例如在大约100℃和大约300℃之间,或者在大约150℃和大约280℃之间。在其他实例中,温度范围可以是除了这些范围中的一个之外的范围。在一些实例中,温度范围的上限可大于350℃,在一些实例中,可以省略温度传感器。
在上述实例中,如在轴线A-A的方向上测量的变化磁场的尺寸或范围相对较小,使得在使用中由变化磁场穿透的感受器190的部分对应地较小。因此,可能期望感受器190具有这样的热导率,该热导率足以增加感受器190的由于通过变化磁场穿透而被热传导加热的比例,以便对应地增加通过加热单元140a-140e中的每一个的操作而加热的可气溶胶化材料11的比例。已经发现,期望提供具有至少10W/m/K、可选地至少50W/m/K、以及进一步可选地至少100W/m/K的热导率的感受器190。在此实例中,感受器190由铝制成,并且具有超过200W/m/K的热导率,例如在200和250W/m/K之间,例如大约205W/m/K或237W/m/K。如上所述,可气溶胶化材料11的部分11a-11e中的每一个例如可以在轴线A-A的方向上具有1毫米和20毫米之间的长度,例如2毫米和10毫米之间,3毫米和8毫米之间,或者4毫米和6毫米之间。
将理解,对于给定的加热时段持续时间,加热单元和可气溶胶化材料11的相关部分的数量越大,从沿着给定轴向长度延伸的可气溶胶化材料11的“新鲜”或未消耗部分生成气溶胶的机会就越大。或者,对于给定的加热可气溶胶化材料11的每个部分的持续时间,加热单元和可气溶胶化材料11的相关部分的数量越大,加热时段就可以越长。应理解,可调节(例如缩短)单独加热单元可以被激活的持续时间,以调节(例如减少)总加热时段,并且同时可以调节(例如增加)供应到加热元件的功率以更快地达到操作温度。在加热单元的数量(其可以指示“新鲜喷烟”的次数)、总的时段长度和可实现的电力供应(其可以由电源的特性指示)之间可以达到平衡。
在一些实施方式中,气溶胶生成系统是电子香烟,也称为蒸发装置或电子尼古丁输送系统(END),但是应注意,在气溶胶生成材料中尼古丁的存在不是必需的。
在一些实施方式中,气溶胶生成系统是烟草加热系统,也称为加热但不燃烧系统。
在一些实施方式中,气溶胶生成系统是使用气溶胶生成材料的组合生成气溶胶的混合系统,该气溶胶生成材料中的一种或多种可以被加热。每一种气溶胶生成材料可以是,例如,固体、液体或凝胶的形式,并且可以包含或可以不包含尼古丁。在一些实施方式中,混合系统包括液体或凝胶气溶胶生成材料以及固体气溶胶生成材料。固体气溶胶生成材料可以包括例如烟草或非烟草产品。
通常,气溶胶生成系统可以包括气溶胶生成装置和用于与气溶胶生成装置一起使用的制品。然而,可以设想,本身包括用于对气溶胶生成部件提供动力的装置的制品本身可以形成气溶胶生成系统。
在一些实施方式中,气溶胶生成装置可以包括动力源和控制器。该动力源可以是例如电源。
在一些实施方式中,用于与气溶胶生成装置一起使用的制品可以包括气溶胶生成材料、气溶胶生成部件、气溶胶生成区域、嘴件,和/或用于接收气溶胶生成材料的区域。
在一些实施方式中,气溶胶生成部件是加热器,其能够与气溶胶生成材料相互作用,以便从气溶胶生成材料释放一种或多种挥发物以形成气溶胶。
在一些实施方式中,待输送的物质可以是气溶胶生成材料。气溶胶生成材料,在本文中也可以称为气溶胶生成材料,是例如当以任何其他方式加热、辐射或激励时能够生成气溶胶的材料。
气溶胶生成材料可以例如是固体、液体或凝胶形式,其可以包含或可以不包含尼古丁和/或调味剂。在一些实施方式中,用于与气溶胶生成装置一起使用的制品可以包括气溶胶生成材料或用于接收气溶胶生成材料的区域。在一些实施方式中,用于与气溶胶生成装置一起使用的制品可以包括嘴件。用于接收气溶胶生成材料的区域可以是用于储存气溶胶生成材料的储存区域。例如,储存区域可以是储器。在一些实施方式中,用于接收气溶胶生成材料的区域可以与气溶胶生成区域分开或组合。
在一些实施方式中,制品10是可消耗制品或用于与不可燃气溶胶供应装置一起使用的制品。一旦制品10中的可气溶胶化材料11的所有或基本上所有的可挥发组分已经耗尽,用户就可以从气溶胶生成装置100的加热区域110去除制品10并且处置制品10。用户随后可以将气溶胶生成装置100与另一个制品10一起再使用。然而,在其他相应的实施方式中,制品10相对于加热设备130可以是不可消耗的。即,一旦可气溶胶化材料11的可挥发组分已被消耗,加热设备130和制品10就可以一起处置。
在一些实施方式中,制品10与可使用制品10的气溶胶生成装置100分开销售、供应或以其他方式提供。然而,在一些实施方式中,气溶胶生成装置100和一个或多个制品10可以一起提供为系统,例如套件或组件,可能具有额外的部件,例如清洁器具。
在一些实施方式中,气溶胶生成装置进一步包括通量集中器,例如磁导芯。在一些实施方式中,如上所述的感应线圈可以围绕通量集中器的一部分包裹或缠绕。在其他实施方式中,感应线圈可以邻近通量集中器或嵌入在通量集中器中。
例如,通量集中器或磁导芯使由感应线圈在使用中产生的磁通量集中,并且产生更强的磁场。此外,磁导芯帮助将磁通量引导到其预期目标。以上讨论的实施方式中的预期目标是一个或多个感受器。在一些实施方式中,线圈140可以仅缠绕在通量集中器的一部分(即,不是全部)周围。在实施方式中,磁导芯具有高磁导率和低电导率。后者帮助防止在使用中在磁导芯中生成涡流,这帮助防止磁导芯在使用中变热。
磁导芯可以包括铁氧体或者可以由铁氧体构成。铁氧体可以例如包含与镍和/或锌和/或锰结合的氧化铁。铁氧体可以具有低矫顽力并且被认为是“软铁氧体”,或者具有高矫顽力并且被认为是“硬铁氧体”。可使用的软铁氧体的实例是分子式为MnaZn(i-a)Fe2O4的锰锌铁氧体和分子式为NiaZn(i-a)Fe2O4的镍锌铁氧体。然而,在这些实施方式的相应变化中,磁导芯可以由一种或多种不同的材料制成。例如,在一些实施方式中,磁导芯可以包括通过非导电材料彼此隔离的多层导电材料。磁导芯可以具有通过非导电材料彼此隔离的数十或甚至数百层导电材料。在包括多个感应线圈的实施方式中,可以提供多个通量集中器或磁导芯,其中,该多个通量集中器或磁导芯中的每一个对应于该多个感应线圈中的相应感应线圈。
当从基本上平坦的消耗品生成气溶胶时,发现根据各种实施方式的气溶胶生成装置、气溶胶生成系统和感应线圈特别有用。
基本上平坦的消耗品可以以阵列或圆形格式提供。也可以考虑其他布置。
在一些实施方式中,例如其中,以阵列的形式提供基本上平坦的消耗品,可以提供多个加热区域。例如,根据一个实施方式,可以为消耗品的每个部分、像素或部分提供一个加热区域。
在其他实施方式中,可以使基本上平坦的消耗品旋转,使得消耗品的一段被类似形状的加热器加热。根据此实施方式,可以提供单个加热区域。
特别地,根据各种实施方式的感应线圈可以被提供为不可燃气溶胶供应装置的一部分,该不可燃气溶胶供应装置布置成加热但不燃烧消耗品,作为不可燃气溶胶供应系统的一部分。特别地,消耗品可以包括多个气溶胶生成材料的离散部分。
消耗品可以包括气溶胶生成材料设置于其上的支撑件。支撑件用作气溶胶生成材料形成于其上的支撑件,从而易于制造。支撑件可以向气溶胶生成材料提供拉伸强度,从而易于处理。在一些情况下,气溶胶生成材料的该多个离散部分沉积在这种支撑件上。在一些情况下,该多个离散部分沉积在这种支撑件上。在一些情况下,气溶胶生成材料的离散部分沉积在这种支撑件上,使得每个离散部分可以分开加热和气溶胶化。在示例性实施方式中,消耗品包括多个气溶胶生成材料的离散部分,该多个离散部分包括设置在支撑件上的离散部分,并且每个离散部分包括小于15mg的水。
适当地,气溶胶生成材料的离散部分设置在支撑件上,使得每个离散部分可以分开加热和气溶胶化。已经发现,具有这种构造的消耗品允许在每次喷烟时向用户输送一致的气溶胶。
在一些情况下,支撑件可以由选自金属箔、纸、碳纸、防油纸、陶瓷、碳同素异形体(例如石墨和石墨烯)、塑料、纸板、木材或其组合的材料形成。在一些情况下,支撑件可以包括或包含烟草材料,例如再造烟草的片材。在一些情况下,支撑件可以由选自金属箔、纸、纸板、木材或其组合的材料形成。在一些情况下,支撑件本身是包括选自前述列表的材料层的层压结构。在一些情况下,支撑件也可以起到调味剂载体的作用。例如,支撑件可以浸渍有调味剂或浸渍有烟草提取物。
在一些情况下,支撑件可以是非磁性的。
在一些情况下,支撑件可以是磁性的。这种功能可以用于在使用中将支撑件紧固到组件,或者可以用于产生特定形状。在一些情况下,气溶胶生成材料可以包括一个或多个磁体,其可用于在使用中将材料紧固到感应加热器。
在一些情况下,支撑件可以是基本上或完全不透气和/或不透气溶胶的。这防止气溶胶或气体通过支撑层,从而控制流动并确保其被输送到用户。这也可用于防止使用中的气体/气溶胶在例如设置在气溶胶生成组件中的加热器的表面上冷凝或其他沉积。因此,在一些情况下,可以改善消耗效率和卫生。
在一些情况下,邻接气溶胶生成材料的支撑件的表面可以是多孔的。例如,在一种情况下,支撑件包括纸。已经发现,多孔支撑件,例如纸,特别适合于本发明;多孔(例如纸)层邻接气溶胶生成材料并且形成强结合。气溶胶生成材料通过干燥凝胶来形成,并且不受理论限制,认为形成凝胶的浆料部分地浸渍多孔支撑件(例如纸),使得当凝胶凝固并形成交联时,支撑件部分地结合到凝胶中。这在凝胶和支撑件之间(以及在干燥的凝胶和支撑件之间)提供强结合。
在一种特定情况下,支撑件可以是纸背衬的箔;纸层邻接气溶胶生成材料,并且在之前段落中讨论的性质由这种邻接提供。箔背衬基本上是不可渗透的,从而提供对气溶胶流动路径的控制。金属箔背衬也可以用于将热量传导到气溶胶生成材料。
在另一种情况下,纸背衬箔的箔层邻接气溶胶生成材料。箔基本上是不可渗透的,从而防止设置在气溶胶生成材料中的水被吸收到纸中,这种吸收会削弱其结构完整性。
在一些情况下,支撑件由金属箔形成或包括金属箔,例如铝箔。金属支撑件可以允许热能更好地传导到。附加地或替代地,金属箔可以用作感应加热系统中的感受器。在特定的实施方式中,支撑件包括金属箔层和支撑层,例如纸板。在这些实施方式中,金属箔层可以具有小于20μm的厚度,例如从大约1μm到大约10μm,合适地大约5μm。
在一些情况下,支撑件可以具有在大约0.010mm和大约2.0mm之间的厚度,适当地从大约0.015mm、0.02mm、0.05mm或0.1mm到大约1.5mm、1.0mm或0.5mm。
适当地,气溶胶生成材料包括其中当气溶胶生成材料在气溶胶供应装置中加热到至少120℃的温度时,在每次抽吸期间气溶胶化小于大约15mg的水。以上关于当存在于消耗品中时的气溶胶生成材料讨论的具体特征同样适用于单独采用的气溶胶生成材料。
可以设想另一实施方式,其中,例如当由环氧树脂灌封或聚合物包覆成型支撑时,圆锥形线圈可以用作3D形式,对应的预成型3D形状可配合到该环氧树脂灌封或聚合物包覆成型中。
可以将平坦或基本上平坦的感受器装载到装置中,然后二次操作(例如,盖闭合或激活夹持部件)可以装载平坦感受器并且将感受器重新成形为圆锥形形式(在凸面或凹面上)。可以设想其他实施方式,其中,可以提供具有不同形状和/或构造的感受器,并且其中,二次操作(例如,盖闭合或激活夹持部件)可以装载感受器并且将感受器重新成形为圆锥形形式(在凸面或凹面上)。
将理解,本实施方式是有益的,因为线圈到感受器的距离对于耦合效率是重要的,特别是对于薄的、低渗透性感受器。
因此,在线圈和感受器之间具有均匀距离是有益的。
此外,在平坦感受器形状中具有变形同样可能影响耦合效率或系统的共振频率——在感受器上具有小水平的预载荷是一种确保更好的形状均匀性的方式。
本实施方式在感受器可以是消耗品的一部分的情况下是特别有益的——这意味着每次装载消耗品时引入不同水平的形状可变性。
根据另一实施方式,设想了一种螺旋状结构,其中,使用多级层来实现线圈的感应性质。
根据此实施方式,PCB跟踪的控制对于控制电感和耦合是关键的。线圈可以是交错的并且可以包括特斯拉线圈(双股)。
将理解,所有感受器材料本质上将是金属的。如果金属的磁导率高,则像铁一样,升温机制是经由磁畴排列并受AC场影响的,这有时被称为磁滞升温,其中当金属的磁导率低时,例如铝箔,原子的物理运动除了涡流升温之外还产生热量。铝箔非常薄,并且不遵从趋肤深度变暖的经典物理过程。
应理解的是,LITZ(RTM)的引用涉及多股线,并且术语多股可以代替术语LITZ(RTM)。
铜用在PCB上,并且趋肤深度是重要因素,4oz铜用于在PCB线圈上以1MHz的至少一个趋肤深度操作。1MHz下的一个趋肤深度是63μm的铜。多股线具有不同的操作频率范围,并且在一些情况下可以低至300kHz。关于上述频率范围,设想了这样的实施方式,其中,PCB的频率范围可以在700kHz到5MHz的范围内。对于多股线或LITZ(RTM),频率范围可以是200kHz到2MHz。
根据另一实施方式,设想了圆锥形电感器的结合多股版本,其将线圈保持在该特定形状中。
虽然上述实施方式在一些方面集中于一些具体的实例气溶胶生成系统,但是将理解,相同的原理可应用于使用其他技术的气溶胶生成系统。也就是说,气溶胶生成供应系统的各个方面起作用的具体方式与本文描述的实例的潜在原理不直接相关。
为了解决各种问题并推进现有技术,本公开通过说明的方式示出了其中可以实践所要求保护的发明的各种实施方式。本公开的优点和特征仅是实施方式的代表性实例,而不是穷举的和/或排他的。其仅用于帮助理解和教导所要求保护的发明。应理解,本公开的优点、实施方式、实例、功能、特征、结构和/或其他方面不应被认为是对由权利要求限定的本公开的限制或对权利要求的等同物的限制,并且在不背离权利要求的范围的情况下可以利用其他实施方式并且可以进行修改。除了本文具体描述的那些之外,各种实施方式可以适当地包括、包含或基本上包含所公开的元件、部件、特征、零件、步骤、装置等的各种组合,因此将理解的是,从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征以除了权利要求中明确阐述的那些之外的组合进行组合。本公开可以包括目前未要求保护但在将来可能要求保护的其他发明。

Claims (44)

1.一种气溶胶生成装置,包括圆锥形感应线圈。
2.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置,其中,所述装置包括:
装置壳体;和/或
电源,连接到所述圆锥形感应线圈,所述电源配置为向所述圆锥形感应线圈提供振荡电流。
3.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成装置,其中,所述圆锥形感应线圈具有恒定节距。
4.根据权利要求1或2所述的气溶胶生成装置,其中,所述圆锥形感应线圈具有变化节距。
5.根据权利要求4所述的气溶胶生成装置,其中,所述圆锥形感应线圈的变化节距配置为提供通过感受器的均匀感应耦合或恒定磁通量,可选地其中,所述感受器是平坦感受器。
6.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成装置,其中,所述圆锥形感应线圈具有相对于圆锥基底宽度更短的圆锥高度。
7.根据权利要求6所述的气溶胶生成装置,其中,所述圆锥形感应线圈具有圆锥基底宽度W和圆锥高度H,其中,比率W/H至少为2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:1或20:1。
8.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成装置,其中,所述圆锥形感应线圈包括导电材料的线圈,所述导电材料的线圈包括以下投射形状:(i)圆形螺旋;(ii)正方形或矩形螺旋;(iii)梯形螺旋;或
(iv)三角形螺旋;并且其中,所述圆锥形感应线圈包括圆锥基底,并且所述投射形状是通过将所述线圈投射到所述圆锥基底上而形成的形状。
9.根据权利要求8所述的气溶胶生成装置,其中,所述投射形状包括以下形状中的至少一个:(i)直线边;(ii)曲线边;或(iii)它们的混合。
10.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成装置,其中,所述圆锥形感应线圈具有圆锥轴线和圆锥基底,其中,所述圆锥形感应线圈具有圆锥顶点,并且所述圆锥轴线位于穿过所述顶点和所述圆锥基底的中心的直线上。
11.根据权利要求10所述的气溶胶生成装置,其中,所述圆锥轴线垂直于所述圆锥基底。
12.根据权利要求10所述的气溶胶生成装置,其中,所述圆锥轴线相对于所述圆锥基底成除了90°之外的角度。
13.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成装置,其中,所述圆锥形感应线圈包括导电材料的线圈,并且所述导电材料的线圈具有如下厚度或横截面积:(i)沿着所述线圈变化;或(ii)沿着所述线圈是均匀的。
14.根据权利要求13所述的气溶胶生成装置,其中,所述导电材料沿着所述线圈是基本上均匀的。
15.根据权利要求13所述的气溶胶生成装置,其中,所述导电材料包括沿着所述线圈变化的组分。
16.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成装置,其中,所述圆锥形感应线圈围绕弯曲平面或三维表面形成。
17.根据权利要求16所述的气溶胶生成装置,其中,所述弯曲平面或三维表面包括柱面。
18.根据权利要求16或17所述的气溶胶生成装置,其中,所述圆锥形感应线圈包括圆锥基底,并且其中,所述圆锥基底围绕所述弯曲平面或三维表面形成。
19.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成装置,其中,所述气溶胶生成装置包括多个圆锥形感应线圈。
20.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成装置,其中,所述气溶胶生成装置包括圆锥形双股感应线圈,其中,所述双股线圈包括两个或更多个紧密间隔开的平行绕组。
21.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成装置,其中,所述圆锥形感应线圈或多个圆锥形感应线圈配置为生成变化磁场,可选地其中,所述多个圆锥形感应线圈配置为从所述圆锥形感应线圈中的每一个生成相应的变化磁场,其中,所述相应的变化磁场中的每一个彼此独立地生成。
22.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成装置,其中,所述装置配置为接收用于与包括可气溶胶化材料的不可燃气溶胶供应装置一起使用的制品。
23.根据权利要求22所述的气溶胶生成装置,其中,所述气溶胶生成装置包括配置为夹持或约束所述制品的夹持或约束装置。
24.根据权利要求23所述的气溶胶生成装置,其中,所述夹持或约束装置包括腔室,所述制品在使用中插入所述腔室中,其中,所述腔室配置为使得在所述装置和所述制品之间存在过盈配合。
25.根据权利要求23或24所述的气溶胶生成装置,其中,所述夹持或约束装置配置为固定所述制品,使得所述制品符合所述圆锥形感应线圈的表面。
26.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成装置,其中,所述气溶胶生成装置包括一个或多个感受器。
27.根据权利要求26所述的气溶胶生成装置,其中,所述圆锥形感应线圈或多个圆锥形感应线圈配置为生成变化磁场,并且其中,所述一个或多个感受器布置成通过所述变化磁场而被加热。
28.根据权利要求27所述的气溶胶生成装置,其中,所述一个或多个感受器布置成并适于加热但不燃烧可气溶胶化材料,所述可气溶胶化材料设置在用于与不可燃气溶胶供应装置一起使用的制品中。
29.根据权利要求27或28所述的气溶胶生成装置,其中,所述一个或多个感受器布置成并适于从设置在所述制品中的可气溶胶化材料生成气溶胶。
30.一种气溶胶生成装置,包括缠绕的平面线圈,所述缠绕的平面线圈包括缠绕成圆柱形形式的平面形状感应线圈,可选地其中,所述缠绕的平面线圈嵌入在衬底中。
31.根据权利要求30所述的气溶胶生成装置,其中,所述缠绕的平面线圈配置为将所述缠绕的平面线圈的结构保持在所述衬底中。
32.根据权利要求30或31所述的气溶胶生成装置,其中,所述衬底是树脂。
33.根据权利要求30、31或32中任一项所述的气溶胶生成装置,其中,所述感应线圈包括LITZ(RTM)线或多股线。
34.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成装置,其中,所述气溶胶生成装置包括加热但不燃烧的气溶胶生成装置。
35.根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成装置,其中,所述气溶胶生成装置包括不可燃气溶胶供应装置。
36.一种气溶胶生成系统,包括:
根据任一前述权利要求所述的气溶胶生成装置;以及
用于与不可燃气溶胶供应装置一起使用的制品。
37.根据权利要求36所述的气溶胶生成系统,其中,所述用于与不可燃气溶胶供应装置一起使用的制品包括一个或多个感受器,并且其中,所述圆锥形感应线圈或多个圆锥形感应线圈配置为生成变化磁场,并且其中,所述一个或多个感受器布置成通过所述变化磁场而被加热。
38.一种制造包括圆锥形感应线圈的气溶胶生成装置的方法,所述方法包括:
形成平面感应线圈;以及
使所述平面感应线圈变形到平面之外,以便形成所述圆锥形感应线圈。
39.一种生成气溶胶的方法,包括:
提供根据权利要求1至35中任一项所述的气溶胶生成装置;以及
将用于与包括可气溶胶化材料的不可燃气溶胶供应装置一起使用的制品插入到所述气溶胶生成装置中。
40.一种气溶胶生成系统,包括:
气溶胶生成装置,包括一个或多个圆锥形感应线圈;
用于与不可燃气溶胶供应装置一起使用的制品,所述不可燃气溶胶供应装置在使用中位于所述气溶胶生成装置内;以及
一个或多个能移除感受器。
41.一种气溶胶生成系统,包括:
气溶胶生成装置;以及
用于与不可燃气溶胶供应装置一起使用的制品,所述不可燃气溶胶供应装置在使用中位于所述气溶胶生成装置内,其中,所述用于与不可燃气溶胶供应装置一起使用的制品包括一个或多个圆锥形感应线圈和/或一个或多个感受器。
42.一种气溶胶供应装置,包括:
第一圆锥形感应线圈;
第二圆锥形感应线圈;以及
感受器,布置在所述第一圆锥形感应线圈和所述第二圆锥形感应线圈之间。
43.根据权利要求42所述的气溶胶供应装置,其中,所述第一圆锥形感应线圈具有圆锥基底宽度W1和圆锥高度H1,其中,W1/H1的比率至少为2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:1或20:1。
44.根据权利要求42或43所述的气溶胶供应装置,其中,所述第二圆锥形感应线圈具有圆锥基底宽度W2和圆锥高度H2,其中,W2/H2的比率至少为2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1.12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:1或20:1。
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