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CN120826170A - 加热器和包括加热器的气溶胶生成装置 - Google Patents

加热器和包括加热器的气溶胶生成装置

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Publication number
CN120826170A
CN120826170A CN202480020440.5A CN202480020440A CN120826170A CN 120826170 A CN120826170 A CN 120826170A CN 202480020440 A CN202480020440 A CN 202480020440A CN 120826170 A CN120826170 A CN 120826170A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heater
heating
aerosol
heat
sheet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202480020440.5A
Other languages
English (en)
Inventor
朴柱彦
金兑勋
辛娟知
林宪一
郑炯真
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.)
KT&G Corp
Original Assignee
KT&G Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020230103622A external-priority patent/KR20240176743A/ko
Application filed by KT&G Corp filed Critical KT&G Corp
Publication of CN120826170A publication Critical patent/CN120826170A/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24FSMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/10Devices using liquid inhalable precursors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24FSMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/40Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
    • A24F40/46Shape or structure of electric heating means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24FSMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F40/00Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
    • A24F40/50Control or monitoring
    • A24F40/51Arrangement of sensors

Landscapes

  • Surface Heating Bodies (AREA)

Abstract

本公开的加热器,包括片材、发热体和电极,所述片材包括加热区域、具有薄膜形状并且是柔性的,所述发热体布置在所述加热区域中并且通过接收电力来产生热,所述电极电连接到所述发热体并且向所述发热体供应电力,其中,所述发热体可包括第一加热线和第二加热线,所述第一加热线沿着所述加热区域的边缘的至少一部分布置,所述第二加热线布置在由所述第一加热线围绕的区域中。

Description

加热器和包括加热器的气溶胶生成装置
技术领域
本公开涉及一种加热器和包括加热器的气溶胶生成装置,更具体地,涉及一种包括接收电力并产生热的电阻发热体的加热器和包括该加热器的气溶胶生成装置。
背景技术
近来,对通过燃烧普通香烟来供应气溶胶的方法进行替代的技术需求在增加。例如,正在对以下方法进行研究:从液体或固体状态的气溶胶生成材料生成气溶胶,或者从液体状态的气溶胶生成材料生成蒸气之后,使生成的蒸气通过固体状态的香味介质,从而供应带香味的气溶胶等方法。
最近,已经提出了一种气溶胶生成装置,其可通过加热气溶胶生成制品来生成气溶胶,作为通过燃烧香烟来供应气溶胶的方法的替代方案。例如,气溶胶生成装置可指通过使用加热器将处于液体或固体状态的气溶胶生成材料加热到预设温度来生成气溶胶。
电阻加热器可用作用于电加热气溶胶生成材料的加热器。电阻加热器包括电阻发热体,并且可通过在电流流过其中时加热气溶胶生成材料来生成气溶胶。
发明内容
技术问题
电阻加热器包括导电加热线,并且可在电流流过加热线时被加热。然而,包括加热线的电阻加热器存在电力消耗效率和发热效率由于过热而降低并且电阻加热器的耐久性不足的问题。
本公开的各种实施例要解决的问题在于提供一种具有优异的电力消耗效率和发热效率的加热器以及包括该加热器的气溶胶生成装置。
本公开的各种实施例要解决的另一问题在于提供一种防止过热并且耐久性得到提高的加热器,以及包括该加热器的气溶胶生成装置。
本公开的实施例要解决的问题不限于上述问题,并且实施例所属技术领域中具备普通知识的人员可从本说明书和附图中清楚地理解未描述的问题。
技术方案
根据本公开的一实施例,加热器包括:片材,包括加热区域并且具有薄膜形状且具有柔性;发热体,布置在所述加热区域中并且接收电力来产生热;以及电极,电连接到所述发热体并且向所述发热体供应电力,其中,所述发热体包括第一加热线和第二加热线,所述第一加热线沿着所述加热区域的边缘的至少一部分布置,所述第二加热线布置在被所述第一加热线围绕的区域中。
根据本公开的一实施例,气溶胶生成装置包括加热器、向加热器供应电力的电源以及控制所述电源和所述加热器的操作的控制部。
技术效果
根据本公开的各种实施例的加热器和包括该加热器的气溶胶生成装置可提供可形成均匀热分布的发热体的形状,因此,可提高加热器的电力消耗效率和发热效率。
根据本公开的各种实施例的加热器和包括该加热器的气溶胶生成装置可提供发热体的形状,该发热体的形状可防止发热瓶颈和电子瓶颈,因此,可防止过热,并且可提高加热器的耐久性。
实施例的效果不限于上述效果,并且实施例所属技术领域中具备普通知识的人员可从本说明书和附图中清楚地理解未描述的效果。
附图说明
图1是示出根据本公开的第一实施例的导电加热器的示图。
图2是示出根据本公开的第二实施例的导电加热器的示图。
图3是示出根据本公开的第三实施例的导电加热器的示图。
图4是示出根据本公开的第四实施例的导电加热器的示图。
图5示出了根据布置在加热器中的加热线的形状的关于热分布和最高温度的实验数据。
图6是示出根据本公开的一个实施例的导电加热器的截面图。
图7是示出根据本公开的一个实施例的气溶胶生成装置的构造图。
图8是示出图7中所示的气溶胶生成装置的棒加热器的立体图。
图9是示出根据本公开的一个实施例的气溶胶生成装置的构造图。
图10是根据本公开的一个实施例的根据导电加热器的加热的时间-温度曲线图。
图11是根据本公开的一个实施例的气溶胶生成装置的框图。
具体实施方式
关于用于描述各种实施例的术语,在考虑本发明中的功能的前提下尽量选择当前广泛使用的一般术语。然而,术语的含义可根据从事该领域的技术人员的意图、判例、新技术的出现等而改变。此外,在某些情况下,术语可由申请人任意选择。在这种情况下,将在说明书中的相应部分处详细描述术语的含义。因此,在本发明中使用的术语应当基于术语的含义和本发明的整体内容来定义,而不是单纯基于术语的名称来定义。
另外,除非有明确的相反描述,否则在整个说明书中,某一部分“包括”组成要素意味着还可包括其他组成要素,而不排除任何其他组成要素。另外,说明书中描述的“-部”和“-模块”等术语指用于处理至少一个功能、操作的单元,并且可由硬件或软件及它们的组合来实现。
此外,在描述本说明书中公开的实施例时,当判断为对相关已知技术的详细描述可能使本说明书中公开的实施例的要点模糊时,省略详细描述。此外,附图仅用于使本说明书中公开的实施例容易理解,并且本说明书中公开的技术构思不受附图的限制,并且应当被理解为包括在本公开的构思和技术范围中包括的所有变型方案、等同方案和替代方案。
包括序数(诸如第一、第二等)的术语可用于描述各种组成要素,但是组成要素不受上述术语的限制。上述术语仅用于区分一个组成要素与另一组成要素的目的。
当组成要素被描述为“连接”或“结合”到另一组成要素时,应当理解,该组成要素可直接连接或结合到另一组成要素,或者可在两者中间存在其他组成要素。此外,当描述组成要素“直接连接”或“直接结合”到另一组成要素时,应当理解,其间不存在其他组成要素。
除非上下文另有明确说明,否则单数表述包括复数表述。
在下文中,参照附图详细描述本发明的实施例,使得本领域技术人员可容易地实现本发明。然而,本发明可以以许多不同的形式实现,并且不限于本文描述的实施例。
无论附图标记如何,相同或相似的组成要素都被赋予相同的附图标记,并且省略其重复描述。
电阻加热器包括导电加热线(heating wire),并且可在电流流过加热线时被加热。然而,包括加热线的电阻加热器由于过热而存在加热器寿命不足并且电力效率降低的问题。
本公开提供一种加热器和包括该加热器的气溶胶生成装置,该加热器能够避免在用于电阻加热器的电阻加热线中可能出现的发热瓶颈现象,并且基于优异的发热效率减少电力消耗。
图1是示出根据第一实施例的导电加热器的示图。下面参照图1描述根据第一实施例的导电加热器。
根据本公开的第一实施例,加热器10可包括片材11,片材11包括柔性材料并具有薄膜形状。片材11可包括电绝缘材料。片材11可包括导热材料。例如,导热材料可包括陶瓷(包括氧化铝或氧化锆等)、阳极氧化金属、涂覆金属、聚酰亚胺(PI)等,但不限于此。
片材11可分成多个区域。例如,片材11的一部分区域可以是加热区域111。
加热器10可包括发热体12。发热体12可包括导电电阻,并且加热器10可在电流流过发热体12时被加热。发热体12可通过接收电力来产生热。发热体12可与供应电力的电源电连接。发热体12可从电源接收电力。当电流流过发热体12时,加热器10的温度可升高,并且加热区域的温度可升高。
发热体12的加热温度可根据发热体12的电阻的电力消耗来确定。此外,可基于发热体12的电阻的电力消耗来设定发热体12的电阻值。发热体12的电阻值可通过发热体12的构成材料、长度、宽度、厚度和图案来设定。根据发热体12的电阻温度系数特性,内部电阻可随着温度升高而增加。例如,在预设温度范围内,发热体12的温度和电阻可成比例。
例如,发热体12可包括钨、金、铂、银、铜、镍、钯或它们的组合。此外,发热体12可掺杂适当的掺杂材料,并且可包括合金。
发热体12可包括至少一个加热线。多个加热线可各自布置在片材11的两面,或者可一起布置在片材11的一面。多个加热线可分别布置在片材11的不同加热区域中以加热片材11。
加热线的密度可由发热体12在加热区域内占据的面积定义。
发热体12可电连接到电源以接收电力。各个发热体12可独立地从电源接收电力。通过独立地控制多个发热体12的电力,可有效地控制多个发热体12的电力消耗。
通常,导电发热体12具有一定的寿命,并且加热器10的寿命可根据导电发热体12的寿命来确定。
当电流流过发热体12时,片材11的温度可升高。
发热体12的加热温度可根据发热体12的电阻的电力消耗来确定。此外,发热体12的电阻值可基于发热体12的电阻的电力消耗来设定。在这种情况下,发热体12的电阻值可通过发热体12的构成材料、长度、宽度、厚度和图案来设定。
发热体12可包括电阻材料。例如,发热体12可利用金属材料制成。在另一示例中,发热体12可利用导电陶瓷材料、碳、金属合金或陶瓷材料和金属的复合材料制成。
发热体12可通过至少一个电极13连接到印刷电路板(未示出)。发热体12可通过电极13连接到电源(未示出)以接收电力。
包括在发热体12中的多个加热线可各自选择性地利用相同的材料组(例如,钨、金、铂、银、铜、镍、钯或它们的组合等)制成。例如,发热体12可包括铜和镍的合金。铜和镍的合金可以是康铜(constantan)。
发热体12的至少一部分可包括延伸方向规则地改变的图案区域。
发热体12可通过在供应电力时产生热来加热片材11。
片材11可以是利用陶瓷复合材料制成的生片(green sheet)。在这种情况下,陶瓷可包括氧化铝、氧化锆等的化合物,但不限于此。
根据本公开的第一实施例的加热器10的发热体12的延伸方向的改变可接近直角。
在下面描述其他实施例之后,下面参照图5更详细地描述根据第一实施例的加热器10的热分布和最高温度的分析。
图2是示出根据本公开的第二实施例的导电加热器的示图。下面参照图2描述根据第二实施例的导电加热器。
为了避免重复描述,可省略与参照图1所做的第一实施例的描述重复的加热器10的片材11、发热体12、电极13的描述。
参照图2,根据第二实施例的加热器10的发热体12可包括其中延伸方向以形成预设曲率的方式改变的曲线区域。
基于图2所示的状态,根据第二实施例的加热器10的片材11可具有其中水平方向(±x方向)上的长度比竖直方向(±y方向)上的长度长的矩形形状,并且加热区域111也可具有其中水平方向上的长度比竖直方向上的长度长的矩形形状。
根据第二实施例的发热体12可包括延伸方向规则地改变的图案区域。具体地,发热体12可包括图案区域,该图案区域在平行于加热区域111的竖直方向长度的方向上延伸并且延伸方向周期性地改变180°。即,发热体12可包括延伸方向在+y方向和-y方向上交替改变的图案区域。图案区域可与曲线区域重叠。例如,当发热体12的延伸方向从+y方向变为-y方向时,延伸方向可以以形成预设曲率的方式改变。
在下面描述其他实施例之后,下面参照图5在与其他实施例进行比较的同时,更详细地描述根据第二实施例的加热器10的热分布和最高温度的分析。
图3是示出根据本公开的第三实施例的导电加热器的示图。下面参照图3描述根据第三实施例的导电加热器。
为了避免重复的描述,可省略与参照图1和图2所做的描述重复的加热器10的片材11、发热体12和电极13的描述。
发热体12可包括第一加热线12a和第二加热线12b。
与根据第二实施例的发热体12类似,根据第三实施例的发热体12可包括曲线区域,在该曲线区域中,延伸方向改变以形成预设曲率。根据第三实施例的发热体12可包括第一加热线12a和第二加热线12b,第一加热线12a沿着加热区域111的边缘的至少一部分布置,第二加热线12b布置在被第一加热线12a围绕的区域中。此外,发热体12还可包括布置在被第二加热线12b围绕的区域中的至少一个加热线。
与第一实施例或第二实施例相比,发热体12可具有相对多的加热线笔直延伸的区域,并且加热线弯曲的次数相对少。为此,发热体12的第一加热线12a可沿着加热区域111的边缘布置。例如,当加热区域111是如图3所例示的四边形时,第一加热线12a也可延伸以形成四边形的一部分。在加热区域111是四边形的实施例中,第一加热线12a可延伸以对应于形成加热区域111的四边形的边界。
如在第二实施例中,形成根据第三实施例的发热体12的加热线可在延伸方向改变时形成具有预设曲率的曲线。第一加热线12a内部的第二加热线12b也可在第一加热线12a内部延伸以形成假想四边形的一部分。
根据第三实施例的第一加热线12a内部的第二加热线12b可与第一加热线12a的布置类似。第二加热线12b的至少一部分可以以均匀的间隔与第一加热线12a的至少一部分分开,并且可在与第一加热线12a延伸的方向相同的方向上延伸。
具体地,在其中第一加热线12a在图3中的竖直方向(±y)上延伸的加热区域111的左侧和右侧的区域中,第二加热线12b可以以均匀的间隔与第一加热线12a分开并且在竖直方向(±y)上平行于第一加热线12a延伸。另外,在其中第一加热线12a在图3中的水平方向(±x)上延伸的加热区域111上方的区域中,第二加热线12b可以以均匀的间隔与第一加热线12a分开并且在水平方向(±x)上平行于第一加热线12a延伸。
根据第三实施例的加热器10的片材11可具有其中水平方向(±x)上的长度比竖直方向(±y)上的长度长的矩形形状,并且加热区域111也可具有其中水平方向上的长度比竖直方向上的长度长的矩形形状。
根据第三实施例的发热体12可包括延伸方向规则地改变的图案区域。具体地,根据第三实施例的第二加热线12b可包括图案区域,在该图案区域中第二加热线12b在平行于加热区域111的在水平方向(±x)上的长度的方向上延伸并且延伸方向周期性地改变180°。也就是说,发热体12可包括延伸方向在+x方向和-x方向上交替地改变的图案区域。图案区域可与曲线区域重叠。例如,当发热体12的延伸方向从+x方向变为-x方向时,延伸方向可改变以形成预设曲率。
根据第三实施例的形成发热体12的加热线中,相比于与矩形加热区域111的竖直方向(±y)平行的加热线的长度,与水平方向(±x)平行的加热线的长度可更长。
在描述其他实施例之后,下面将参照图5更详细地描述根据第三实施例的加热器10的热分布和最高温度的分析。
图4是示出根据本公开的第四实施例的导电加热器的示图。下面参照图4描述根据第四实施例的导电加热器。
为了避免重复的描述,可省略与参照图4进行的第四实施例的描述重复的加热器10的片材11、发热体12和电极13的描述。
如在第三实施例中,根据第四实施例的发热体12也可包括沿着加热区域111的边缘的至少一部分布置的第一加热线12a以及布置在被第一加热线12a围绕的区域中的第二加热线12b。此外,发热体12还可包括布置在被第二加热线12b围绕的区域中的至少一个加热线。
根据第四实施例的发热体12可包括沿着加热区域111的边缘的至少一部分布置的第一加热线12a,以减少热集中。根据第四实施例的发热体12的第一加热线12a可沿着加热区域111的边缘布置。
例如,当加热区域111是四边形时,第一加热线12a也可延伸以形成四边形的一部分。当加热区域111是四边形时,第一加热线12a可延伸以对应于形成加热区域111的四边形的边界。
在另一示例中,即使当加热区域111是除了四边形之外的多边形时,第一加热线12a也可延伸以形成多边形的一部分。当加热区域111是多边形时,第一加热线12a可延伸以对应于形成加热区域111的多边形的边界。
在另一示例中,当加热区域111是椭圆形时,第一加热线12a也可延伸以形成椭圆形的一部分。当加热区域111是椭圆形时,第一加热线12a可延伸以对应于形成加热区域111的椭圆形的边界。
根据第四实施例的第一加热线12a内部的第二加热线12b的至少一部分可与第一加热线12a的布置类似。第二加热线12b的至少一部分与第一加热线12a的至少一部分可以以均匀的间隔分开,并且可在与第一加热线12a延伸的方向相同的方向上延伸。
具体地,参照图4,在其中第一加热线12a在竖直方向(±y)上延伸的加热区域111的左侧和右侧的区域中,第二加热线12b的一部分与第一加热线12a可以以均匀的间隔分开并且在竖直方向(±y)上延伸以平行于第一加热线12a。然而,第一加热线12a和第二加热线12b的布置不限于此。
如在第二实施例和第三实施例中,当延伸方向改变时,根据第四实施例的发热体12可形成具有预设曲率的曲线区域。
参照图4,根据第四实施例的第一加热线12a内部的第二加热线12b可类似于根据第二实施例的发热体12进行布置(参见图2)。
根据第四实施例的加热器10的片材11可具有其中水平方向(±x)上的长度比竖直方向(±y)上的长度长的矩形形状,并且加热区域111也可具有其中水平方向上的长度比竖直方向上的长度长的矩形形状。
根据第四实施例的发热体12可包括延伸方向规则地改变的图案区域。具体地,根据第四实施例的第二加热线12b可包括图案区域,在该图案区域中第二加热线12b在与加热区域111的在竖直方向(±y)上的长度平行的方向上延伸并且延伸方向周期性地改变180°。也就是说,发热体12可包括延伸方向在+y方向和-y方向上交替地改变的图案区域。
根据第四实施例的第二加热线12b除了图案区域之外还可包括简单的直线区域。
图案区域可与曲线区域重叠。例如,当发热体12的延伸方向从+y方向变为-y方向时,延伸方向可改变以形成预设曲率。在这方面,根据第四实施例的第二加热线与根据第三实施例的第二加热线不同。第四实施例可以是第二实施例和第三实施例之间的中间形式。
图5示出了根据布置在加热器中的加热线的形状的关于热分布(热成像)和最高温度(℃)的实验数据。在下文中,基于实验结果参照图5说明根据本公开的各种实施例的导电加热器可提高加热效率。
图5中的热成像图是通过使用能够检测红外线的热成像相机使从被拍摄对象发射的红外线可视化而获得的照片。表中的热分布(热成像)指示相对温度。具体地,随着温度上升,热分布(热成像)以紫色(最低温度)、蓝色、青色、绿色、黄色、橙色、红色和白色(最高温度)的顺序表示。也就是说,在热分布(热成像)中,紫色和蓝色表示温度相对较低的区域,红色和白色表示温度相对较高的区域。最高温度是指在热分布(热成像)的白色区域中具有最高温度的点处的温度。
从图5可以看出根据参照图1至图4描述的每个实施例的形状的发热体的热分布和最高温度。根据图5的第一实施例的发热体的形状是根据上面参照图1描述的实施例的发热体的形状,第二实施例的发热体的形状是根据上面参照图2描述的实施例的发热体的形状,第三实施例的发热体的形状是根据上面参照图3描述的实施例的发热体的形状,并且第四实施例的发热体的形状是根据上面参照图4描述的实施例的发热体的形状。
加热器可包括柔性片材,柔性片材具有薄膜形状并且包括加热区域。接收电力并产生热的发热体可布置在片材的加热区域中。发热体可具有均匀的形状。发热体可包括至少一个加热线,并且至少一个加热线可具有均匀的形状。
为了避免下面的重复描述,关于每个实施例的加热器的描述可用上面参照图1至图4描述的各实施例的加热器的描述替换。
在各实施例的热分布和最高温度的测量中,除了发热体的形状之外的所有条件都是相同的。也就是说,诸如每个实施例中的发热体的材料、施加到发热体的电流的大小、发热体的电阻值、电流施加到发热体的时间、片材的面积以及片材的厚度等条件在所有实施例中是相同的。
在下文中,参照图5的每个实施例的热分布(热成像)和最高温度(℃)进行说明。最高温度(℃)是热分布(热成像)的白色区域的温度。在图5的热分布中,温度超过大约300℃的区域显示为白色区域。
根据第一实施例的热分布的实验结果,根据第一实施例的形状的发热体在发热体的中央部出现最大的热集中,最高温度达到352℃。也就是说,可以看出,越靠近中央部温度越高。
在其它区域中,响应于发热体的形状而产生热,但是可以看出,特别是在发热体的延伸方向改变的部分(即,发热体弯曲的部分)产生大量的热。这是因为当发热体弯曲时,发热体不形成曲线而是突然改变方向以形成接近直角的形状,相应地,可以看出,在发热体弯曲的区域处出现发热体的电子瓶颈和热瓶颈现象,从而导致过热。
特别地,根据第一实施例的发热体在“+”形的中央区域中具有发热体以直角弯曲的四个区域,可以看出,在热分布的“+”形的中央区域中的热集中严重。
参照第一实施例的热分布和最高温度,可以看出,在发热体的延伸方向发生改变的区域相对较多的中央区域中产生相对较多的热,而在发热体的延伸方向不改变并以直线连续的区域中产生相对较少的热。因此,可以看出,发热体弯曲的形状越接近直角,由于电子瓶颈和热瓶颈而越出现过度的热集中,并且过热的可能性增加。
此外,可以看出,根据第一实施例的发热体在位于左侧和右侧并且上下延伸的加热线之间具有相对较窄的间隙,并且在热分布的左侧和右侧的中心具有表示热集中的小的白色区域。从中可以看出,即使在发热体的延伸方向不变的直线区域中,形成发热体的加热线之间的间隙越窄,过度的热集中发生的可能性就越大。
根据第二实施例的实验结果的热分布,可以看出,如同第一实施例,根据第二实施例的形状的发热体的中央部中的热集中比其它区域中的热集中相对更多。然而,可以看出,根据第二实施例的发热体中出现热集中的白色区域比根据第一实施例的发热体的白色区域宽,并且最高温度达到331℃(该温度低于第一实施例)。
根据第二实施例的发热体可包括曲线区域,在该曲线区域中,延伸方向改变以形成预设曲率。参照第二实施例的热分布和最高温度,当发热体的延伸方向具有曲率时,即,当发热体具有曲线形状时,由于电子瓶颈和热瓶颈现象导致的热集中区域变宽,导致热集中缓解,并且最高温度可降低,并且可防止过热。
根据第二实施例的加热器的片材具有水平方向长度大于竖直方向长度的矩形形状,并且加热区域也具有水平方向长度大于竖直方向长度的矩形形状。根据第二实施例的发热体可包括延伸方向规则地改变的图案区域。具体地,根据第二实施例的发热体可包括图案区域,该图案区域在平行于加热区域的竖直长度的方向上延伸,并且延伸方向周期性地改变180°。
根据第一实施例和第二实施例的发热体的电阻值彼此相等,施加到发热体的电压彼此相等,流过发热体的电流也彼此相等,并且发热体的总发热量也彼此相等。然而,与根据第一实施例的发热体相比,根据第二实施例的发热体的最高温度降低了大约20℃。也就是说,根据第二实施例的发热体可提供与根据第一实施例的发热体相同的加热性能,并且具有比根据第一实施例的发热体更均匀的热分布。
根据第三实施例的实验结果的热分布,可以看出,与第一实施例和第二实施例一样,根据第二实施例的形状的发热体在发热体的中央部产生最多的热集中。然而,在根据第三实施例的形状的发热体中,出现热集中的白色区域比根据第二实施例的发热体的白色区域更宽,并且最高温度为313℃,这不仅低于第一实施例的最高温度,而且低于第二实施例的最高温度。根据第三实施例的实验结果,由于在更宽的区域中出现热集中,因此最高温度可降低。
如同根据第二实施例的发热体,根据第三实施例的发热体包括曲线区域,在该曲线区域中,延伸方向改变以形成预设曲率。如上文参照图3所述,根据第三实施例的发热体可包括沿着加热区域的边缘的至少一部分布置的第一加热线和布置在被第一加热线围绕的区域中的第二加热线。此外,发热体还可包括布置在被第二加热线围绕的区域中的至少一个加热线。
与第一实施例或第二实施例相比,在根据第三实施例的发热体中,加热线笔直延伸的区域相对更多,并且加热线弯曲的次数相对更少。为此,根据第三实施例的发热体的第一加热线沿着加热区域的边缘布置。当加热区域是如第三实施例中的四边形时,第一加热线也延伸以形成四边形的一部分。在加热区域是四边形的实施例中,第一加热线可延伸以对应于形成加热区域的四边形的边界。如在第二实施例中,形成根据第三实施例的发热体的加热线当延伸方向改变时具有预设曲率以形成曲线。第一加热线内部的第二加热线也在第一加热线内部延伸以形成四边形的一部分。
根据第三实施例的第二加热线在第一加热线内部的布置类似于第一加热线的布置。根据第三实施例的加热器的片材具有水平方向长度大于竖直方向长度的矩形形状,并且加热区域也具有水平方向长度大于竖直方向长度的矩形形状。根据第三实施例的发热体可包括延伸方向规则地改变的图案区域。具体地,根据第三实施例的第二加热线可包括图案区域,该图案区域在与加热区域的水平长度平行的方向上延伸并且延伸方向周期性地改变180°。
在形成根据第三实施例的发热体的加热线中,平行于矩形加热区域的水平方向的加热线长度大于平行于矩形加热区域的竖直方向的加热线长度。因此,第三实施例在水平方向加热线之间形成热集中的可能性高。根据第三实施例的加热区域具有比竖直方向长度更长的水平方向长度,并且与长度较长的水平方向平行的直线加热线的比例较大,因此,加热线的延伸方向可改变以相对地减少电子瓶颈和发热瓶颈并防止过热。
由于根据第三实施例的发热体具有上述形状,可以看出,热集中区域的最高温度大大降低至313℃。
此外,参照热分布,作为由根据第三实施例的发热体引起的热集中区域的白色区域形成为比第一实施例或第二实施例中的白色区域宽。
根据第一实施例、第二实施例和第三实施例的发热体的电阻值彼此相等,施加到发热体的电压彼此相等,流过发热体的电流也彼此相等,并且发热体的总发热量也彼此相等。然而,与根据第二实施例的发热体相比,根据第三实施例的发热体的最高温度降低了大约20℃。也就是说,根据第三实施例的发热体可提供与第一实施例和第二实施例的发热体相同的加热性能,并且可具有比根据第一实施例和第二实施例的发热体的最高温度低的最高温度,并且比起根据第一实施例和第二实施例的发热体缓解了热集中。
总之,可以认为根据第三实施例的发热体具有与根据第一实施例或第二实施例的发热体相同的总发热量,但是具有更宽的热集中面积,从而减小了热集中,因此,最高温度可降低。
另外,根据第三实施例的发热体的热分布,可以看出,用橙色表示的区域比第一实施例或第二实施例宽。根据第三实施例的发热体的这种热分布意味着不仅中央部的最高温度降低,而且加热线是直的边缘区域的温度也降低。
根据第四实施例的实验结果,根据第四实施例的形状的发热体具有298℃的最高温度,该温度低于第三实施例的最高温度。
如同第三实施例,根据第四实施例的发热体也可包括沿着加热区域的边缘的至少一部分布置的第一加热线和布置在被第一加热线围绕的区域中的第二加热线。此外,发热体还可包括布置在被第二加热线围绕的区域中的至少一个加热线。
如同第三实施例,根据第四实施例的发热体的第一加热线沿着加热区域的边缘布置。当加热区域是如第三实施例中的四边形时,第一加热线也延伸以形成四边形的一部分。
根据第四实施例的发热体可包括第一加热线,该第一加热线沿着加热区域的边缘的至少一部分布置以减少热集中。在加热区域是四边形的实施例中,第一加热线可延伸以对应于形成加热区域的四边形的边界。
如同第二实施例和第三实施例,根据第四实施例的加热线在延伸方向改变时形成预设曲率以形成曲线区域。
根据第四实施例的第一加热线内部的第二加热线的布置可类似于根据第二实施例的发热体的加热线的布置。根据第四实施例的加热器的片材具有水平方向长度大于竖直方向长度的矩形形状,并且加热区域也具有水平方向长度大于竖直方向长度的矩形形状。根据第四实施例的发热体可包括延伸方向规则地改变的图案区域。具体地,根据第四实施例的第二加热线可包括图案区域,该图案区域在与加热区域的竖直长度平行的方向上延伸并且延伸方向周期性地改变180°。在这方面,根据第四实施例的第二加热线与根据第三实施例的第二加热线不同。第四实施例可以看作是第二实施例和第三实施例之间的中间形式。
总之,可以认为根据第四实施例的发热体具有与根据第一实施例、第二实施例或第三实施例的发热体相同的总发热量,但是具有更宽的热集中区域面积,从而减小了热集中,因此,最高温度可降低。
另外,根据第四实施例的发热体的热分布,可以看出,与第三实施例相比,用橙色表示的区域更窄,用红色表示的区域相对变宽。根据第四实施例的发热体的这种热分布意味着,形成有在竖直方向上延伸的图案的中央部的最高温度被降低,并且根据加热需要适当地保持发热部整体的温度。也就是说,与第三实施例相比,根据第四实施例,可降低中央部的最高温度,同时充分保持边缘区域中的加热性能,并且可使整个区域的发热温度适当地分布。
当总结图5的第一实施例、第二实施例、第三实施例和第四实施例时,在除了发热体的形状之外的所有相同的条件下,根据第一实施例的形状的发热体具有最窄的热集中区域和最高的最高温度,并且与其它实施例相比,根据第四实施例的形状的发热体具有相对宽的热集中区域和最低的最高温度,并且可适当地分布发热温度。
另外,描述了根据第二实施例、第三实施例和第四实施例的发热体在延伸方向改变的所有区域中具有预设曲率,但是根据本公开的实施例的发热体不限于这些形状。根据本公开,根据需要,发热体的延伸方向改变的一些区域具有预设曲率并且发热体的延伸方向改变的其它一些区域以接近直角的方式改变延伸方向的情况也可包括在本公开的保护范围内。
例如,发热体的布置在出现过度热集中的区域中的一些区域可具有按一定曲率延伸的曲线形状,相反地,可通过在布置在加热不足的区域中的发热体的一些区域中使延伸方向按直角改变来确保必要的发热,并且可通过实验实现这种设计。上述发热体的设计方法也可包括在本公开的保护范围内。
图6是示出根据本公开的一个实施例的导电加热器的截面图。下面参照图6描述根据一个实施例的导电加热器。
片材11可包括其中堆叠两个组件的结构。例如,片材11可包括其中薄膜形状的第一片材11a和第二片材11b堆叠的结构。
加热器10可包括发热体12。发热体12可布置在片材11内部。加热器10可包括其中第一片材11a、发热体12以及第二片材11b堆叠的结构。例如,发热体12可布置在片材11的第一片材11a和第二片材11b之间的空间中,但是发热体12和片材11的布置不限于此。
片材11可保护片材11内部的发热体12免受外部冲击。片材11可涂覆有釉料(glaze)以增加耐久性。例如,可在片材11的至少一部分区域上形成涂层14。
涂层14可包括耐热性组合物。例如,涂层14可包括单个涂层,诸如单个玻璃膜涂层、特氟龙(Teflon)涂层和特姆龙(thermolon)涂层,但不限于此。此外,涂层14可包括利用玻璃膜涂层、特氟龙涂层和特姆龙涂层中的两种或更多种的组合构成的复合涂层,但不限于此。
涂层14可增加片材11的耐久性和刚性。当设置涂层14时,由包括第一片材11a、发热体12和第二片材11b的堆叠结构形成的阶梯表面可被平坦化。
图7是示出根据本公开的一个实施例的气溶胶生成装置的构造图。下文参照图7描述根据一个实施例的气溶胶生成装置。
气溶胶生成装置100可包括加热器10、电源20和控制部30。加热器10可以是上面参照图1至图5描述的加热器10,但不限于此。电源20可将电力供应到气溶胶生成装置100的组件(诸如加热器10)。控制部30可控制气溶胶生成装置100的组件(诸如加热器10、电源20)的操作。
气溶胶生成制品200可以可拆卸地结合到气溶胶生成装置100。气溶胶生成制品200可包括气溶胶生成材料,并且当气溶胶生成材料被加热器10加热时,可生成气溶胶。
加热器10可电连接到电源20。加热器10可从电源20接收电力。当电流流过加热器10时,气溶胶生成制品200的温度可增加,因此可生成气溶胶。用于加热气溶胶生成制品200的加热器10可被称为棒加热器10a。
烟弹300可以可拆卸地结合到气溶胶生成装置100。烟弹300可包括气溶胶生成材料。气溶胶生成材料可存储在存储罐310中。加热器10可以是用于加热包括在烟弹300中的气溶胶生成材料的组件。用于加热烟弹300的加热器10可被称为烟弹加热器10b。
包括在烟弹300中的气溶胶生成材料可以是液体。包括在烟弹300中的气溶胶生成材料可被液体输送构件(未示出)吸收并被烟弹加热器10b加热。液体输送构件可包括芯部,诸如棉纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维或多孔陶瓷。
烟弹加热器10b可形成为用于围绕液体输送构件缠绕的线圈状结构或用于与液体输送构件的一侧接触的结构。当液体输送构件被烟弹加热器10b加热时,可生成气溶胶。具体地,烟弹加热器10b的片材可与液体输送构件的外表面的至少一部分接触。
图8是示出图7中所示的气溶胶生成装置100的棒加热器10a的立体图。下面参照图8描述根据一个实施例的棒加热器。
棒加热器10a可类似于参照图1至图5描述的加热器10。因此,为了避免重复描述,可省略与参照图1至图7所做的描述重复的棒加热器10a的片材11、发热体12和电极13的描述。
具有柔性并且具有薄膜形状的片材11可弯曲。布置在片材11上的发热体12也可弯曲。也就是说,棒加热器10a可整体弯曲。片材11可形成弯曲表面。可在片材11的内部形成用于加热的空间。
气溶胶生成制品200的至少一部分可容纳在片材11所形成的弯曲表面内部。棒加热器10a可将热传递到气溶胶生成制品200。例如,片材11可从发热体12接收热并将热传递到气溶胶生成制品200。弯曲成曲面形状的棒加热器10a可围绕气溶胶生成制品200的外表面的至少一部分并加热气溶胶生成制品200的外部。被加热的气溶胶生成制品200可生成气溶胶。在图8中,通过若干箭头说明通过棒加热器10a从气溶胶生成制品200生成气溶胶的方向。然而,这仅仅是示例,并且气溶胶生成方向不限于此。
根据发热体12的电阻温度系数特性,内部电阻可随着温度升高而增加。例如,在预设温度范围内,发热体12的温度和电阻可彼此成比例。也就是说,发热体12可以是一种可变电阻器,其电阻根据温度而改变。因此,发热体12可用作提供关于温度的信息的温度传感器。
例如,预设电压可施加到发热体12,并且流过发热体12的电流可被电流传感器测量。此外,发热体12的电阻可通过测量的电流与施加的电压的比率来计算。基于计算出的电阻,可根据发热体12的电阻温度系数特性来估计发热体12或片材11的温度。
发热体12可包括第一加热线和第二加热线。根据本公开,第一加热线或第二加热线中的任一者可用作温度传感器。例如,当通过第一加热线加热片材11时,第二加热线可用作温度传感器。在另一示例中,当通过第二加热线加热片材11时,第一加热线可用作温度传感器。控制部可基于流过第一加热线和/或第二加热线的电流来计算关于温度的信息。控制部可根据上述的关于温度的信息控制气溶胶生成装置的所有操作。
图9是示出根据本公开的另一实施例的气溶胶生成装置的构造图。下文参照图9描述根据另一实施例的气溶胶生成装置。
为了避免重复描述,可省略与参照图6进行的描述重复的气溶胶生成装置100的描述。
气溶胶生成装置100可包括加热器10、电源20和控制部30。加热器10可以是上面参照图1至图5描述的加热器10,但不限于此。电源20可将电力供应到气溶胶生成装置100的组件(诸如加热器10)。控制部30可控制气溶胶生成装置100的组件(诸如加热器10、电源20)的操作。
气溶胶生成制品200可以可拆卸地结合到气溶胶生成装置100。气溶胶生成制品200可包括气溶胶生成材料,并且当气溶胶生成材料被加热器10加热时,可生成气溶胶。
加热器10可电连接到电源20。加热器10可从电源20接收电力。当电流流过加热器10时,气溶胶生成制品200的温度可增加,因此可生成气溶胶。
加热器10可包括加热部15。加热部15可包括基部和针尖部。例如,加热部15的基部可形成为圆柱状,并且针尖部可形成为圆锥形,但本公开不限于此。此外,加热部15的针尖部可形成在基部的一端处以容易地插入气溶胶生成制品200中。在这种情况下,基部和针尖部可形成为一体。可选地,基部和针尖部可单独制造,然后彼此组合。
加热部15可包括导热材料。例如,导热材料可包括陶瓷(包括氧化铝或氧化锆等)、阳极氧化金属、涂覆金属、聚酰亚胺(PI)等,但不限于此。
根据一个实施例,加热器10的片材11可围绕加热部15的至少一部分。例如,片材11可围绕加热部15的基部的外周表面的至少一部分。片材11可围绕加热部15的外周表面并形成弯曲表面。
当气溶胶生成制品200插入到气溶胶生成装置100中时,气溶胶生成制品200的一部分可布置在由围绕加热部15的片材11组成的弯曲表面的外侧。片材11可插入到气溶胶生成制品200的内部的至少一部分中以加热气溶胶生成制品200的内部以生成气溶胶。
图10是根据本公开的一个实施例的根据导电加热器的加热的时间-温度曲线图。下面参照图10描述根据一个实施例的导电加热器。
图10的时间-温度曲线图可以是根据参照图1至图9描述的加热器中的一个加热器的加热的时间-温度曲线图。时间-温度曲线图可以是根据参照图1至图9描述的加热器中的一个加热器的发热体的特定区域的加热的时间-温度曲线图。
临界温度是指可能在加热器的耐久性方面引起问题的温度。
例如,T1可以是根据参照图1描述的加热器的加热的时间-温度曲线图的大致形状,但不限于此。另外,T2可以是根据参照图2至图4描述的加热器中的任一个加热器的加热的时间-温度曲线图的大致形状,但不限于此。
当发热体被加热时若呈现如同T1的时间-温度曲线图的大致形状,加热器的耐久性可能存在严重问题。例如,临界温度可以是片材开始熔融的温度(熔点)。在另一示例中,临界温度可以是片材开始燃烧的温度。在另一示例中,临界温度可以是电池开始过热的温度。
例如,当发热体的片材是在300℃下熔化的材料时,临界温度可以是300℃。
如上面参照图5实验性地描述的那样,第一实施例、第二实施例和第三实施例可能呈现T1的大致形状,并且第四实施例可能呈现T2的大致形状。因此,当发热体的片材在300℃下熔化时,通过使用根据图4所示的第四实施例的加热器,可增加加热器的耐用性。
在另一示例中,当发热体的片材是在320℃下熔化的材料时,临界温度可以是320℃。
如上面参照图5实验性地描述的那样,第一实施例和第二实施例可能呈现T1的大致形状,并且第三实施例和第四实施例可能呈现T2的大致形状。因此,当发热体的片材在320℃下熔化时,可通过使用根据图3所示的第三实施例的加热器或根据图4所示的第四实施例的加热器来增加加热器的耐久性。
当对发热体施加相同的电力相同的时间时,当发热体被加热并且显示T1的温度-时间的大致形状时产生的总热量可等于当发热体被加热并且显示T2的温度-时间的大致形状时产生的总热量。然而,被加热并实现T2的温度-时间的大致形状的发热体的最高温度可低于被加热并实现T1的温度-时间的大致形状的发热体的最高温度。也就是说,与实现T1的温度-时间的大致形状的发热体相比,实现T2的温度-时间的大致形状的发热体具有能够在低于片材的熔点的温度下进行加热同时保持发热量的优点。
图11是根据本公开的一个实施例的气溶胶生成装置100的框图。
气溶胶生成装置100可包括加热器10、电源20、控制部30、传感器50、输出部60、输入部70、通信部80和存储器90。然而,气溶胶生成装置100的内部结构不限于图11中所示的那些。也就是说,根据气溶胶生成装置100的设计,本领域普通技术人员将理解,可省略图11中所示的一些组件或者可添加新的组件。
传感器50可感测气溶胶生成装置100的状态或气溶胶生成装置100周围的状态,并将感测到的信息发送到控制部30。控制部30可基于检测到的信息来控制气溶胶生成装置100,使得执行各种功能,诸如控制加热器10的操作、限制吸烟、确定气溶胶生成制品和/或烟弹是否插入、以及显示通知。
传感器50可包括温度传感器51、抽吸传感器52、插入检测传感器53、重复使用检测传感器54、烟弹检测传感器55、盖检测传感器56和运动检测传感器57中的至少一个。
温度传感器51可感测加热器10被加热的温度。气溶胶生成装置100可包括用于感测加热器10的温度的单独的温度传感器,或者加热器10本身可用作温度传感器。
温度传感器51可输出与加热器10的温度对应的信号。例如,温度传感器51可包括电阻器件,该电阻器件的电阻值响应于加热器10的温度改变而改变。电阻器件可由热敏电阻等实现,热敏电阻是利用根据温度改变电阻的特性的器件。在这种情况下,温度传感器51可将与电阻器件的电阻值对应的信号作为与加热器10的温度对应的信号来输出。例如,温度传感器51可构造为检测加热器10的电阻值的传感器。在这种情况下,温度传感器51可输出与加热器10的电阻值对应的信号来作为与加热器10的温度对应的信号。
温度传感器51可布置在电源20周围以监测电源20的温度。温度传感器51可与电源20相邻。例如,温度传感器51可附接到用作电源20的电池的一面。例如,温度传感器51可安装在印刷电路板的一面上。
温度传感器51可布置在主体内部以检测主体的内部温度。
抽吸传感器52可基于气流路径中的各种物理变化来检测用户的抽吸。抽吸传感器52可输出与抽吸对应的信号。例如,抽吸传感器52可以是压力传感器。抽吸传感器52可输出对应于气溶胶生成装置100的内部压力的信号。这里,气溶胶生成装置100的内部压力可对应于气体流动通过的气流路径的压力。抽吸传感器52可响应于气体流过的气流路径而布置在气溶胶生成装置100中。
插入检测传感器53可检测气溶胶生成制品的插入和/或移除。当插入和/或移除气溶胶生成制品时,插入检测传感器53可检测信号改变。插入检测传感器53可安装在插入空间周围。插入检测传感器53可根据插入空间中的介电常数的改变来检测气溶胶生成制品的插入和/或移除。例如,插入检测传感器53可包括电感传感器和/或电容传感器。
电感传感器可包括至少一个线圈。电感传感器的线圈可与插入空间相邻布置。例如,当磁场在电流流过的线圈周围改变时,流过线圈的电流的特性可根据法拉第定律改变。这里,流过线圈的电流的特性可包括交流电流(AC电流)的频率、电流值、电压值、电感值、阻抗值等。
电感传感器可输出与流过线圈的电流的特性对应的信号。例如,电感传感器可输出与线圈的电感值对应的信号。
电容传感器可包括导体。电容传感器的导体可与插入空间相邻布置。电容传感器可输出与周围的电磁特性(例如,导体周围的电容)对应的信号。例如,当包括利用金属材料制成的包装纸的气溶胶生成制品插入到插入空间中时,导体周围的电磁特性可通过气溶胶生成制品的包装纸改变。
重复使用检测传感器54可检测气溶胶生成制品是否被重复使用。重复使用检测传感器54可以是颜色传感器。颜色传感器可检测气溶胶生成制品的颜色。颜色传感器可检测围绕气溶胶生成制品的外部的包装纸的一部分的颜色。颜色传感器可基于从对象反射的光来检测与对象的颜色对应的光学特性的值。例如,光学特性可以是光的波长。颜色传感器可与接近传感器实现为一个组件,或者可实现为与接近传感器分开的单独组件。
气溶胶生成制品中包括的包装纸的至少一部分可通过气溶胶改变颜色。重复使用检测传感器54可布置为:当气溶胶生成制品插入到插入空间中时,重复使用检测传感器54与由于气溶胶而改变颜色的包装纸的至少一部分的位置对应。例如,在气溶胶生成制品被用户使用之前,包装纸的至少一部分的颜色可以是第一颜色。在此情况下,当在由气溶胶生成装置100生成的气溶胶穿过气溶胶生成制品时包装纸的至少一部分被气溶胶润湿时,包装纸的至少一部分的颜色可改变为第二颜色。此外,包装纸的至少一部分的颜色可从第一颜色改变为第二颜色,然后保持在第二颜色。
烟弹检测传感器55可检测烟弹的安装和/或移除。烟弹检测传感器55可由基于电感的传感器、电容型传感器、电阻传感器、利用霍尔效应的霍尔传感器(霍尔IC)等实现。
盖检测传感器56可检测盖的安装和/或移除。当盖与主体分离时,原先被盖覆盖的烟弹和主体的一部分可暴露在外部。盖检测传感器56可由接触传感器、霍尔传感器(霍尔IC)、光学传感器等实现。
运动检测传感器57可检测气溶胶生成装置100的移动。运动检测传感器57可由加速度传感器和陀螺仪传感器中的至少一个来实现。
除了上述传感器之外,传感器50还可包括湿度传感器、大气压传感器、磁传感器、位置传感器(GPS)和接近传感器中的至少一个。因为本领域技术人员可从各个传感器的名称直观地推断出各个传感器的功能,所以可省略其详细描述。
输出部60可输出关于气溶胶生成装置100的状态的信息并将该信息提供给用户。输出部60可包括显示器61、触觉部62和声音输出部63中的至少一个,但不限于此。当显示器61和触摸板形成分层结构以形成触摸屏时,除了输出装置之外,显示器61还可用作输入装置。
显示器61可以以视觉方式向用户提供关于气溶胶生成装置100的信息。例如,关于气溶胶生成装置100的信息可表示各种信息,诸如气溶胶生成装置100的电源20的充电/放电状态、加热器10的预热状态、气溶胶生成制品和/或烟弹的插入/移除状态、盖的安装/移除状态或气溶胶生成装置100的使用受到限制的状态(例如,感测到异常对象)等,并且显示器61可将上述信息输出到外部。例如,显示器61可以是LED发光器件形态。例如,显示器61可以是液晶显示面板(LCD)、有机发光显示面板(OLED)等。
触觉部62可通过将电信号转换为机械刺激或电刺激而以触觉方式向用户提供关于气溶胶生成装置100的信息。例如,当将初始电力供应到加热器10的时间达到设定时间时,触觉部62可产生与初始预热的完成对应的振动。触觉部62可包括振动电机、压电元件或电刺激装置。
声音输出部63可以以听觉方式向用户提供关于气溶胶生成装置100的信息。例如,声音输出部63可将电信号转换为声音信号并将其输出到外部。
电源20可供应用于操作气溶胶生成装置100的电力。电源20可供应电力以加热加热器10。另外,电源20也可供应作为设置在气溶胶生成装置100中的其他组件的传感器50、输出部60、输入部70、通信部80以及存储器90的操作所需的电力。电源20可包括可再充电电池或一次性电池。例如,电源20可包括锂聚合物(LiPoly)电池,但不限于此。
尽管在图11中未示出,但是气溶胶生成装置100还可包括电源保护电路。电源保护电路电连接到电源20,并且可包括开关元件。
电源保护电路可根据预设条件阻断电源20的电路径。例如,当电源20的电压电平大于或等于与过充电对应的第一电压时,电源保护电路可阻断电源20的电路径。例如,电源保护电路可在电源20的电压电平低于与过放电对应的第二电压的情况下,阻断电源20的电路径。
加热器10可从电源20接收电力并且加热气溶胶生成制品中的介质或气溶胶生成材料。尽管未在图11中示出,但是气溶胶生成装置100还可包括电力转换电路(例如,DC/DC转换器),该电力转换电路转换电源20的电力并将转换后的电力供应给加热器10。此外,当气溶胶生成装置100通过使用感应加热方法生成气溶胶时,气溶胶生成装置100还可包括将电源20的DC电力转换为AC电力的DC/AC转换器。
控制部30、传感器50、输出部60、输入部70、通信部80和存储器90可通过从电源20接收电力来执行它们的功能。尽管在图11中未示出,但是气溶胶生成装置100还可包括电力转换电路(例如,低压差(LDO)电路或电压调节器电路),该电力转换电路转换电源20的电力并将转换后的电力供应给各个组件。此外,尽管在图11中未示出,但是可在电源20和加热器10之间设置噪声滤波器。噪声滤波器可包括低通滤波器。低通滤波器可包括至少一个电感器和至少一个电容器。低通滤波器的截止频率可对应于从电源20施加到加热器10的高频开关电流的频率。低通滤波器可防止高频噪声分量施加到传感器50(诸如插入检测传感器53等)。
在实施例中,加热器10可利用任何合适的电阻材料形成。例如,合适的电阻材料可以是金属或金属合金,包括钛、锆、钽、铂、镍、钴、铬、铪、铌、钼、钨、锡、镓、锰、铁、铜、不锈钢、镍铬合金等,但不限于此。另外,加热器10可通过金属线(wire)、其上布置有导电轨迹(track)的金属板(plate)或陶瓷发热体来实现,但不限于此。
输入部70可接收由用户输入的信息,或者可向用户输出信息。例如,输入部70可包括触摸面板。触摸面板可包括检测触摸的至少一个触摸传感器。例如,触摸传感器可包括电容式触摸传感器、电阻式触摸传感器、表面声波触摸传感器、红外触摸传感器等,但不限于此。
显示器61和触摸面板可实现为一个面板。例如,触摸面板可插入到显示器61中(on-cell型或in-cell型)。例如,触摸面板可以是附加在显示器61面板上的附加型(add-ontype)。
另外,输入部70可包括按钮、键盘、圆顶开关、旋扭式转盘、滚轮开关等,但不限于此。
存储器90是存储在气溶胶生成装置100中处理的各种类型的数据的硬件,并且可存储由控制部30处理的数据和待处理的数据。存储器90可包括闪存类型、硬盘类型、多媒体卡微型存储器、卡型存储器(例如,安全数字(SD)存储器或极端数字(XD)存储器等)、随机存取存储器(RAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁存储器、磁盘和光盘中的至少一种类型的存储介质。存储器90可存储气溶胶生成装置100的操作时间、最大抽吸次数、当前抽吸次数、至少一个温度配置文件、关于用户的吸烟模式的数据等。
通信部80可包括用于与另一电子装置通信的至少一个组件。例如,通信部80可包括短距离通信部和无线通信部中的至少一个。
短距离通信部可包括蓝牙通信部、蓝牙低功耗(BLE)通信部、近场无线通信部、无线LAN(WLAN)(Wi-Fi)通信部、Zigbee通信部、红外数据协会(IrDA)通信部、Wi-Fi直连(WFD)通信部、超宽带(UWB)通信部、Ant+通信部等,但不限于此。
无线通信部可包括蜂窝网络通信部、互联网通信部、计算机网络(例如,局域网(LAN)或广域网(WAN))通信部等,但不限于此。
尽管在图11中未示出,气溶胶生成装置100还可包括连接接口(诸如通用串行总线(USB)接口等),并且可通过连接接口(诸如USB接口等)连接到另一外部装置,以发送和接收信息或者对电源20充电。
控制部30可控制气溶胶生成装置100的整体操作。在实施例中,控制部30可包括至少一个处理器。处理器可被实现为多个逻辑门的阵列,或者可被实现为通用微处理器和其中存储有可由微处理器执行的程序的存储器的组合。本领域普通技术人员将理解,处理器可以以其他形式的硬件来实现。
控制部30可通过控制从电源20向加热器10的电力供应来控制加热器10的温度。控制部30可基于由温度传感器51检测到的加热器10的温度来控制加热器10的温度。控制部30可基于加热器10的温度来调节供应给加热器10的电力。例如,控制部30可基于存储在存储器90中的温度配置文件来确定加热器10的目标温度。
气溶胶生成装置100可包括电力供应电路(未示出),该电力供应电路位于电源20和加热器10之间并且电连接到电源20。电力供应电路可电连接到加热器10。电力供应电路可包括至少一个开关元件。开关元件可由双极结型晶体管(BJT)、场效应晶体管(FET)等实现。控制部30可控制电力供应电路。
控制部30可通过控制电力供应电路的开关元件的开关来控制电力供应。电力供应电路可以是将从电源20输出的DC电力转换为AC电力的逆变器。例如,逆变器可构成为包括多个开关元件的全桥电路或半桥电路。
控制部30可使开关元件接通,使得从电源20向加热器10供应电力。控制部30可使开关元件关断,使得切断向加热器10的电力供应。控制部30可通过调节输入到开关元件的电流脉冲的频率和/或占空比来调节从电源20供应的电流。
控制部30可通过控制电力供应电路的开关元件的开关来控制从电源20输出的电压。电力转换电路可转换从电源20输出的电压。例如,电力转换电路可包括降压(buck)转换器,该降压转换器将从电源20输出的电压降低。例如,电力转换电路可由降压-升压转换器、齐纳二极管等来实现。
控制部30可通过控制包括在电力转换电路中的开关元件的接通/关断操作来调节从电力转换电路输出的电压的电平。当开关元件持续处于接通状态时,从电力转换电路输出的电压的电平可对应于从电源20输出的电压的电平。开关元件的开/关操作的占空比可对应于从电力转换电路输出的电压与从电源20输出的电压的比率。随着用于开关元件的接通/关断操作的占空比减小,从电力转换电路输出的电压的电平可能减小。加热器10可基于从电力转换电路输出的电压而被加热。
控制部30可通过使用脉冲宽度调制(PWM)方法和比例-积分-微分(PID)方法中的至少一种来控制电力,从而将电力供应给加热器10。
例如,控制部30可通过使用PWM方法来控制具有预设频率和占空比的电流脉冲,从而将电流脉冲供应给加热器10。控制部30可通过调节电流脉冲的频率和占空比来控制供应给加热器10的电力。
例如,控制部30可基于温度配置文件来确定作为控制目标的目标温度。控制部30可通过使用PID方法来控制供应给加热器10的电力,该PID方法是使用加热器10的温度与目标温度之间的差值、通过对差值随时间积分而获得的值以及通过对差值随时间微分而获得的值的反馈控制方法。
控制部30可防止加热器10过热。例如,控制部30可基于加热器10的温度超过预设限制温度来控制电力转换电路的操作,从而停止向加热器10供应电力。例如,控制部30可基于加热器10的温度超过预设限制温度,将供应给加热器10的电力量减少一定比率。例如,控制部30可基于加热器10的温度超过限制温度来确定包括在烟弹中的气溶胶生成材料被耗尽,并且可阻断对加热器10的电力供应。
控制部30可控制电源20的充电和放电。控制部30可基于温度传感器51的输出信号检查电源20的温度。
当电力线连接到气溶胶生成装置100的电池端子时,控制部30可检查电源20的温度是否高于或等于第一限制温度,第一限制温度是阻断电源20充电的标准。控制部30可在电源20的温度低于第一限制温度时,基于预设充电电流控制电源20的充电。当电源20的温度高于或等于第一限制温度时,控制部30可阻断电源20的充电。
当气溶胶生成装置100接通电源时,控制部30可检查电源20的温度是否高于或等于第二限制温度,该第二限制温度是阻断电源20放电的标准。控制部30可控制存储在电源20中的电力,使得当电源20的温度低于第二限制温度时使用存储在电源20中的电力。当电源20的温度高于或等于第二限制温度时,控制部30可停止使用存储在电源20中的电力。
控制部30可计算存储在电源20中的电力的剩余容量。例如,控制部30可基于检测到的电源20的电压值和/或电流值来计算电源20的剩余容量。
控制部30可通过插入检测传感器53确定气溶胶生成制品是否插入到插入空间中。控制部30可基于插入检测传感器53的输出信号来确定气溶胶生成制品被插入。当确定气溶胶生成制品插入到插入空间中时,控制部30可控制电力,从而将电力供应到加热器10。例如,控制部30可基于存储在存储器90中的温度配置文件向加热器10供应电力。
控制部30可确定气溶胶生成制品是否从插入空间移除。例如,控制部30可通过插入检测传感器53确定气溶胶生成制品是否从插入空间移除。例如,当加热器10的温度大于或等于限制温度时,或者当加热器10的温度变化斜率大于或等于预设斜率时,控制部30可确定气溶胶生成制品从插入空间中移除。当确定气溶胶生成制品从插入空间移除时,控制部30可阻断向加热器10的电力供应。
控制部30可根据由传感器50检测到的气溶胶生成制品的状态来控制对加热器10的供电时间和/或供电量。控制部30可基于查找表确认包括电容传感器的信号的电平的电平范围。控制部30可根据所确认的电平范围确定气溶胶生成制品的水分含量。
当气溶胶生成制品处于过湿状态时,控制部30可控制对加热器10的供电时间,以与一般状态的情况相比增加气溶胶生成制品的预热时间。
控制部30可通过重复使用检测传感器54确定插入到插入空间中的气溶胶生成制品是否被重复使用。例如,控制部30可将来自重复使用检测传感器的信号的感测值与包括第一颜色的第一参考范围进行比较,并且当感测值包括在第一参考范围中时,控制部30可确定气溶胶生成制品未被使用。例如,控制部30可将来自重复使用检测传感器的信号的感测值与包括第二颜色的第二参考范围进行比较,并且当感测值包括在第二参考范围中时,控制部30可确定气溶胶生成制品被使用过。当确定气溶胶生成制品被使用过时,控制部30可阻断向加热器10的电力供应。
控制部30可通过烟弹检测传感器55确定烟弹是否被结合和/或移除。例如,控制部30可基于来自烟弹检测传感器的信号的检测值来确定烟弹是被结合还是被移除。
控制部30可确定烟弹中的气溶胶生成材料是否耗尽。例如,控制部30可施加电力以预热加热器10并确定在预热区间中加热器10的温度是否超过限制温度,并且当加热器10的温度超过限制温度时,控制部30可确定烟弹中的气溶胶生成材料被耗尽。当确定烟弹中的气溶胶生成材料耗尽时,控制部30可阻断向加热器10供应电力。
控制部30可确定是否可使用烟弹。例如,基于存储在存储器90中的数据,当当前抽吸次数大于或等于对烟弹设置的最大抽吸次数时,控制部30可确定烟弹不可被使用。例如,当加热器10被加热的总时间大于或等于预设的最大时间或者供应给加热器10的总电力量大于或等于预设的最大电力量时,控制部30可确定烟弹不可被使用。
控制部30可通过抽吸传感器52确定用户的吸入。例如,控制部30可基于来自抽吸传感器的信号的检测值来确定是否产生抽吸。例如,控制部30可基于来自抽吸传感器52的信号的检测值来确定抽吸强度。当抽吸次数达到预设最大抽吸次数时或当在预设时间或更长时间内未检测到抽吸时,控制部30可阻断向加热器10的电力供应。
控制部30可通过盖检测传感器56确定盖是否被结合和/或移除。例如,控制部30可基于来自盖检测传感器的信号的检测值来确定盖是否被结合和/或移除。
控制部30可基于由传感器50检测到的结果来控制输出部60。例如,当由抽吸传感器52计数的抽吸次数达到预设次数时,控制部30可通过显示器61、触觉部62和声音输出部63中的至少一个通知用户气溶胶生成装置100将很快关闭。例如,控制部30可基于插入空间中不存在气溶胶生成制品的确定结果通过输出部60通知用户。例如,控制部30可基于确定烟弹和盖中的至少一个未被安装,通过输出部60通知用户。例如,控制部30可通过输出部60将关于加热器10的温度的信息传达给用户。
控制部30可基于预设事件的出现在存储器90中存储所出现的事件的履历并进行更新。事件可包括由气溶胶生成装置100执行的气溶胶生成制品的插入的检测、气溶胶生成制品的加热的开始、抽吸的检测、抽吸的终止、加热器10的过热的检测、对加热器10施加过电压的检测、气溶胶生成制品的加热的终止、气溶胶生成装置100的电源的接通或断开的操作、电源20的充电的开始、电源20的过充电的检测、电源20的充电的终止等。事件的履历可包括事件出现时的日期和时间、与事件对应的日志数据等。例如,当预设事件是检测到气溶胶生成制品的插入时,与事件对应的日志数据可包括关于插入检测传感器53的检测值等的数据。例如,当预设事件是检测加热器10的过热时,与该事件对应的日志数据可包括关于加热器10的温度、施加到加热器10的电压、流过加热器10的电流等的数据。
控制部30可使得与外部设备(诸如用户的移动终端)形成通信链路。当通过通信链路从外部装置接收关于认证的数据时,控制部30可解除对气溶胶生成装置100的至少一个功能的使用的限制。这里,关于认证的数据可包括指示与外部装置对应的用户的用户认证完成的数据。用户可通过外部装置执行用户认证。外部装置可基于用户的生日、表示用户的唯一编号等来确定用户数据是否有效,并且可从外部服务器接收关于使用气溶胶生成装置100的权限的数据。外部装置可基于关于使用授权的数据将指示用户认证完成的数据传输到气溶胶生成装置100。当用户认证完成时,控制部30可解除对气溶胶生成装置100的至少一个功能的使用的限制。例如,当完成用户认证时,控制部30可解除对使用用于向加热器10供应电力的加热功能的限制。
控制部30可通过与外部装置形成的通信链路将关于气溶胶生成装置100的状态的数据传输到外部装置。基于接收到的状态数据,外部装置可通过外部装置的显示器输出气溶胶生成装置100的电源20的剩余容量、操作模式等。
外部装置可基于用于启动气溶胶生成装置100的位置搜索的输入将位置搜索请求传输到气溶胶生成装置100。当从外部装置接收到位置搜索请求时,控制部30可控制至少一个输出装置基于接收到的位置搜索请求执行与位置搜索对应的操作。例如,触觉部62可响应于位置搜索请求产生振动。例如,显示器61可响应于位置搜索请求输出与位置搜索和搜索终止对应的对象。
当从外部装置接收到固件数据时,控制部30可使固件被更新。外部装置可检查气溶胶生成装置100的固件的当前版本,并且确定是否存在新的固件版本。当接收到请求下载固件的输入时,外部装置可接收新版本的固件数据,并将新版本的固件数据传输到气溶胶生成装置100。当接收到新版本的固件数据时,控制部30可使气溶胶生成装置100的固件更新。
控制部30可通过通信部80将关于至少一个传感器50的检测值的数据发送到外部服务器(未示出),并且从服务器接收通过机器学习(诸如深度学习扽)学习检测值而生成的学习模型,并存储学习模型。控制部30可通过使用从服务器接收的学习模型来执行确定用户的吸入模式的操作、生成温度配置文件的操作等。控制部30可在存储器90中存储至少一个传感器50的检测值数据、用于学习人工神经网络(ANN)的数据等。例如,存储器90可存储用以学习人工神经网络(ANN)的、针对设置在气溶胶生成装置100中的每个组件的数据库、构成人工神经网络(ANN)结构的权重以及偏置。控制部30可通过学习存储在存储器90中的关于至少一个传感器50的检测值的数据、用户的吸入模式、温度配置文件等来生成用于确定用户的吸入模式、生成温度配置文件等的至少一个学习模型。
上述本公开的任何或其他实施例彼此不是排他性的或彼此不同的。在上面描述的本公开的某些实施例或其他实施例中,各个组成要素或功能可同时使用或组合使用。
例如,在特定实施例和/或附图中描述的组成要素A可与在另一实施例和/或附图中描述的组成要素B结合。也就是说,除了描述为不可进行结合的情况之外,即使没有直接描述组成要素之间的结合,仍可进行任何结合。
上面所作的描述在任何方面都不应被解释为限制性的,并且应被认为是示例性的。本发明的范围应通过对所附权利要求的合理解释来确定,并且在本发明的等同范围内的所有改变都包括在本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种加热器,包括:
片材,包括加热区域、具有薄膜形状并且是柔性的;
发热体,布置在所述加热区域中并且通过接收电力来产生热;以及
电极,电连接到所述发热体并且向所述发热体供应电力,
其中,所述发热体包括第一加热线和第二加热线,所述第一加热线沿着所述加热区域的边缘的至少一部分布置,所述第二加热线布置在被所述第一加热线围绕的区域中。
2.根据权利要求1所述的加热器,其中,所述发热体还包括曲线区域,在所述曲线区域中,延伸方向改变以形成预设曲率。
3.根据权利要求1所述的加热器,其中,
所述加热区域是四边形,并且
所述第一加热线延伸以对应于所述加热区域的四边形的边界。
4.根据权利要求1所述的加热器,其中,所述第二加热线的至少一部分与所述第一加热线的至少一部分以均匀的间隔分开,并且在与所述第一加热线的延伸方向相同的方向上延伸。
5.根据权利要求1所述的加热器,其中,所述发热体还包括至少一个加热线,所述至少一个加热线布置在被所述第二加热线围绕的区域中。
6.根据权利要求1所述的加热器,其中,所述发热体还包括延伸方向规则地改变的图案区域。
7.根据权利要求1所述的加热器,其中,
所述片材包括薄膜形状的第一片材和薄膜形状的第二片材,并且
所述加热器布置在所述第一片材和所述第二片材之间的空间中。
8.根据权利要求1所述的加热器,所述加热器还包括涂覆到所述片材的至少一部分区域上的涂层。
9.根据权利要求1所述的加热器,其中,所述片材形成弯曲表面,并且在其内部形成有用于加热的空间。
10.根据权利要求1所述的加热器,所述加热器还包括:
液体输送构件,其能够吸收液体,
其中,所述片材与所述液体输送构件的外表面的至少一部分接触。
11.根据权利要求1所述的加热器,所述加热器还包括:
加热部,包括圆柱形的基部和布置在所述基部的一端处的圆锥形的针尖部,
其中,所述片材围绕所述加热部的外周表面的至少一部分。
12.根据权利要求1所述的加热器,其中,所述发热体还包括铜和镍的合金。
13.根据权利要求1所述的加热器,其中,所述片材包括电绝缘材料。
14.一种气溶胶生成装置,包括:
根据权利要求1至13中任一项所述的加热器;
电源,向所述加热器供应电力;以及
控制部,控制所述电源和所述加热器的操作。
15.根据权利要求14所述的气溶胶生成装置,其中,所述控制部基于流过所述第一加热线或所述第二加热线的电流来计算关于温度的信息。
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