TW201900045A - 用於加熱如菸草之蒸氣形成物質之裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種用於加熱菸草之裝置(1)。該裝置包括用於接納菸草(3)之一隔間(2)。該隔間經分隔成複數個區域。一加熱器(4)經提供用於在使用中加熱該隔間中之菸草以自其產生蒸氣。該裝置進一步包括：構件，其用於控制該加熱器使得相鄰於該加熱器之一區域可選擇性地經加熱且使得來自彼選擇性地經加熱區域之蒸氣在該加熱器之操作期間自該裝置傳出。該加熱器(4)在該隔間之縱向方向上延伸。

Description

用於加熱如菸草之蒸氣形成物質之裝置

本發明係關於一種用於加熱如菸草之蒸氣形成物質之裝置。

在當今時代，提供基於傳統菸草之產品(諸如香菸)之一替代品已成為流行，且其中產生蒸氣以向一使用者提供有味蒸氣而無需燃燒菸草。

在此領域中，提出了諸多不同類型之裝置，包含加熱有味液體之裝置及加熱菸草且傳遞空氣通過經加熱菸草以產生有味蒸氣之裝置。

在後一類型裝置之情況下，一種方法提供形狀類似於一香菸之一菸草桿，且接著加熱該桿以產生蒸氣。對一使用者而言，在易於理解操作以及構造之簡化方面，此具有優點。然而，可能難以依一消費者可接受之一成本生產此一裝置，此係因為需要提供不需要一大電力供應器之一有效加熱器。此外，此類裝置可能難以向使用者保證蒸氣遞送中之品質一致性，此係因為空氣透過菸草桿吸入且經過該桿之整體長度意謂在裝置之使用中稍後產生之蒸氣必須經過已經曝露至先前蒸氣之菸草。此可導致氣味隨著時間改變且可導致難以控制個別桿之使用。

因此，本發明力圖提供一種用於加熱低成本之菸草之裝置，該菸草具有有效熱量，且又具有可靠及可預測蒸氣產生以改良一使用者之體驗。

根據本發明，提供一種用於加熱一蒸氣形成物質之裝置，該裝置包括用於在使用中接納蒸氣形成物質之一隔間，該隔間經分隔成複數個區域；及 一加熱器，其用於在使用中加熱該隔間中之菸草以自其產生蒸氣，其中該裝置進一步包括：構件，其用於該加熱器及該等區域使得相鄰於該加熱器之一區域可選擇性地經加熱且使得來自彼選擇性地經加熱區域之蒸氣在該加熱器之操作期間自該裝置傳出，其中該加熱器在該隔間之縱向方向上延伸。

使用本發明之該裝置，有可能控制該蒸氣形成物質之一區域中之熱量以改良加熱器效率且因此改良功率消耗。此外，控制至該隔間中之一具體區域之熱量實現蒸氣產生之更大控制及避免空氣經過在使用中可在該裝置中之所有蒸氣形成物質，從而改良蒸氣品質且因此改良使用者體驗。

該裝置可進一步包括：構件，其用於介於該加熱器與該等區域之間產生相對運動使得一區域可經放置相鄰於待選擇性地加熱之該加熱器且使得來自彼選擇性地經加熱區域之蒸氣在該加熱器之操作期間自該裝置傳出，且其中該加熱器係圍繞該隔間之外部周邊之一部分定位。

替代地，該裝置可包括若干加熱器且選擇性地控制此等加熱器。

該加熱器可係一電感性加熱器且可係圍繞該隔間之該周邊之一感應線圈。在此情況中，該裝置可進一步包括定位於該感應線圈與該隔間之間之一電磁屏蔽，該屏蔽經配置以界定一間隙，電磁輻射可在使用中透過該間隙自該感應線圈傳至該隔間。該屏蔽可由一鐵氧體形成。該屏蔽可係可旋轉的以控制待加熱之區域之選擇。

該裝置可經配置以接納該隔間中之一桿形部分蒸氣形成物質，且一分隔器可經定位於該隔間內以界定複數個區域使得僅例如一桿狀菸草部分之一選擇區域可經加熱且使空氣在任一時間穿過其。此導致一簡單機構，其使用起來簡單同時保證一高品質蒸氣產生。

該分隔器可包括一電磁屏蔽材料(例如，銅、鐵氧體或其等之某一組合)使得當採用一電感性加熱器時，僅一個所選擇區域經加熱且防止加熱其他區域。

若提供一分隔器，則其可係可旋轉的以提供該加熱器與該等區域之間之相對移動且經配置使得其藉由圍繞該隔間之一縱向軸旋轉其移動蒸氣形成物質。該分隔器可經構造使得其可在該桿之該縱向方向上接納插入至該隔間中之一桿蒸氣形成物質且可經配置使得其在小於該桿之橫截面區之一橫截面區內旋轉，使得當一部分經插入時該部分之該外部周邊上之任一包裝物圍繞該分隔器傳遞。此防止該部分破裂且對一使用者而言改良處置。

該分隔器可具有一縱向長度，其係可接納之一部分蒸氣形成物質之長度之至少50%，且更佳地係80%。此可保證依一簡單且有效方式界定一空氣路線。

該裝置可具有一保持部件，其用於在使用中保持該部分蒸氣形成物質。此保證該裝置上該部分之可靠保持及定位。

該裝置可進一步包括一入口，其限制氣流透過隔間至對應於相鄰於一加熱器之一區域之一所選擇區域，使得在使用中空氣基本上僅經過經加熱以控制蒸氣產生之一隔間之該區域。此依一簡單且有效方式隔離空氣穿過其之該路線。

本發明亦提供一種用於加熱一蒸氣形成物質之系統，其包括呈其組態之任一者之上述裝置連同用於將空氣提供至隔間之構件、用於驅動該構件以產生相對運動之構件及將電力提供至加熱器及驅動構件之一電力供應器，以及控制電力供應器構件以驅動且視情況亦控制加熱器之一控制件。該系統可進一步包括菸草。該裝置及系統可經配置以接納一菸草桿，其已形成於一煙嘴之一端上，在使用中透過該煙嘴一使用者吸入蒸氣。在包括一電感性加熱器之裝置之情況中，該系統可包括具有菸草，其中具有承座材料使得該電感性加熱器在使用中加熱該承座材料。該承座可包括(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。

承座材料可包括組分之群組，該等組分之各者藉由曝露至不同波長之電磁輻射加熱，其中各群組經定位於蒸氣產生物質內之其自身區域中使得在使用中該區域可選擇性地經加熱。具有此配置，該裝置可包括一電感性加熱器，其經配置以依複數個不同可選擇頻率操作以容許在使用中選擇性地單獨加熱該物質之各區域。

該蒸氣形成物質可係能夠形成一蒸氣之任一適當物質。該物質可包括植物衍生材料，且特定言之，該物質可包括菸草。通常，可汽化物質係一固態或半固態菸草物質。此容許將承座固持於本體內之適當位置中使得能夠重複地且一致地提供熱量。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、泡沫或片材。

較佳地，可汽化物質可包括一氣溶膠形成劑。氣溶膠形成劑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，可汽化物質可包括以一幹重計介於大約5%與大約50%之間之一氣溶膠形成劑內容物。較佳地，可汽化物質可包括以一幹重計大約15%之一氣溶膠形成劑內容物。

此外，可汽化物質可係氣溶膠形成劑本身。在此情況中，可汽化物質可係液體。此外，在此情況中，本體可具有一液體保持物質(例如，一束纖維、多孔材料，諸如陶瓷等)，其保持由汽化器(諸如一加熱器)蒸發之液體且容許形成一蒸氣且自該液體保持物質朝向空氣出口釋放/發出以由使用者吸入。

參考圖1，展示根據本發明之一裝置1之橫截面側視圖。裝置1具有一外部殼體且界定一隔間2，在此實例中，隔間2係具有一圓形橫截面之大致圓柱形。圍繞隔間2之外部周邊之一部分定位一加熱器4，且定位於隔間2內係一旋轉分隔器5，在此實例中，旋轉分隔器5沿一隔間2之縱軸對準。隔間2之一端打開使得其可在該隔間之軸向方向(由箭頭展示之方向)上接納一桿蒸氣形成物質，例如，菸草3。在使用中，一使用者插入一桿菸草3，其在介於由隔間2之外部周邊界定之區域與分隔器5之臂之間分開。在此實例中，其經分成四個區域，儘管應瞭解，可存在四個以上區域或實際上可存在四個以下區域，儘管應存在至少兩個區域。

在與開口相對之隔間2之端處，界定一孔徑，其與加熱器4對準，大致具有類似於由分隔器5界定之區域之一者之形狀之一橫截面。該分隔器可經形成使得其防止空氣穿過其且藉此界定一特定空氣通道，如下文將更詳細描述。該孔徑通至一入口6使得可透過該孔徑及透過該隔間自入口6吸入空氣且使得當一桿3經插入至隔間2中時透過桿3之一端處之一煙嘴9吸出空氣。

裝置1進一步包括一驅動機構7，其可係一手動驅動機構，該手動驅動機構可具有一分度機構以保證桿3每次皆按一預定正確角(例如90度)轉動。然而，在此情況中，驅動機構係一馬達7，其由一電源8供電，諸如一電池，其可係可再充電的。馬達7可驅動分隔器5以使其圍繞隔間2之縱軸旋轉。電源8亦可將電力提供至加熱器4，且一控制器10經提供以控制將電力施加至加熱器4及馬達7兩者以在使用中控制加熱器4與分隔器5之操作之間之相互關係，如下文將描述。

圖2展示圖1之裝置1之部分組件之一展開圖。在此處，可見隔間2之一部分周圍加熱器之位置以及分隔器5及桿3之結構。

參考圖3，展示根據本發明之一裝置1之一示意性橫截面圖，其中自一端可見加熱器4、隔間2及插入於隔間2中之一桿3之相對位置。可見隔間2內分隔器5之位置，且自該位置應理解，當一桿3經插入時，分隔器5通常將桿3內之菸草界定至隔間2內之四個區域A、B、C、D中。參考圖5A，提供根據本發明之一替代裝置，其中對應於圖1之實例之組件之組件同樣地經編號。然而，如可自此實例可見，提供呈一感應線圈20之形式之一替代加熱配置。雖然感應線圈可包括任何適當材料，但通常，感應線圈可包括一Litz線或一Litz纜線。感應線圈可經分隔至四個可單獨地致動之四等分中，或如此實例中展示及圖5B中表示，可與一屏蔽21組合採用該感應線圈，在此實例中，該感應線圈由介於隔間2與感應線圈20之間圍繞隔間2之外部周邊之四分之三(即，270°)延伸之一鐵氧體形成。在一進一步實例中，不存在屏蔽，但感應線圈經配置以依複數個單獨頻率操作且相關聯控制電路實現在操作期間所需要之頻率之選擇。

在圖6A及圖6B中展示之此實例中，菸草桿3具有灌於其中之承座材料。彼材料可呈條帶或顆粒之形式且經配置以均勻分佈於菸草桿3內，如圖6A中展示。在圖6B中展示之一替代實例中，該桿在其不同區域中具有不同類型之承座材料，各承座類型經配置以依一不同激發電磁頻率進行加熱。與一裝置組合使用此實例，其中感應線圈20可依不同可選擇頻率操作使得桿3之各區域可單獨地選擇性地經加熱。

在任一實例中，承座可包括(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。在承座附近施加電磁場之情況下，承座可由於渦電流及磁滯損耗產生熱，從而導致能量自電磁轉換成熱。

在此等實例中，電源及電路可經組態以依一高頻率操作。較佳地，電源及電路可經組態以依介於大約80 kHz與500 kHz之間之一頻率操作，較佳地係介於大約150 kHz與250 kHz之間，更佳地係大約200 kHz。線圈總成可經配置以在使用中在最高濃度點下在具有介於大約0.5特斯拉(T)與大約2.0 T之間之一磁通密度之一波動電磁場下操作。

如同先前實例，可提供一分隔器5，儘管此並非係必要的。在此實例中，若提供此一分隔器5，則在其係由可形成一電磁屏蔽之材料(例如銅、鐵氧體或其等之某一組合)形成中可存在益處。應瞭解，圖1之實例性裝置之任一額外特徵可經併入至圖5之特徵中，且反之亦然。

在上文實例性裝置之任一者之情況下，一旦一使用者已插入桿3，則裝置1準備開始使用。接著，使用者啟動裝置1且控制器10啟動將電力施加至加熱器4使得區域A僅直接由加熱器4加熱。在圖4A中展示此。接著，使用者利用煙嘴9，且透過與煙嘴9相對之端處之隔間2中之入口6吸入空氣，使得僅透過區域A吸入，加熱區域A中之菸草且產生蒸氣。

在充分使用隔間A中之菸草之後，如由使用者判定，或由裝置本身透過監測已結合適當區域A中之菸草使用裝置之時間量，裝置操作以旋轉分隔器5。此旋轉再次處於使用者之控制下，或可透過由裝置本身使用某些參數之判定自動化。分隔器5之旋轉使區域A遠離直接相鄰於加熱器4移動且將一進一步區域B移動至曾固持區域A之位置中。在圖4B中展示此。區域A中之菸草現認為係將使用的，但接著，裝置可在使用者之操作下使用加熱器4以加熱區域B中之菸草以用於後續蒸氣產生，如圖4C中展示。一旦判定了已使用了區域B中之菸草，根據類似於針對區域A之程序之程序，可執行透過其他區域C、D之進一步旋轉，如圖4D中展示，直至認為已使用了桿3內且固持於隔間2內之全部菸草。在此點處，一指示可經提供至一使用者，且裝置之進一步使用可受限制直至已移除桿3且插入一新桿3。在插入一新桿3之後，裝置1當然可再次被使用。

參考圖5A至6B之實例，上文描述之操作存在若干可行調適。在其中未提供分隔器5之一個可行組態中，屏蔽21可依上文關於圖4A至圖4D描述之方式旋轉通過區域A至D。各區域藉由感應線圈20激發菸草桿3中之承座材料22而曝露至熱量，其中激發僅傳至相鄰於屏蔽21中之開口之區域中。替代地，若提供四個電感器區段，則各者可依等效於關於圖4A至圖4D描述之方式之方式單獨地經啟動。作為一進一步替代，屏蔽21可係固定的，且分隔器5操作以旋轉以提供一操作，如圖4A至圖4D中展示及上文所描述。在此等選項之任一者中，藉由激發承座材料產生熱，此可具有優於上文所描述之習知加熱配置之益處，其等在於：其更明確地控制材料之熱量且防止過度加熱加料裝置，此可改良安全性。如應理解，在其中桿3具有各具有不同承座材料之區域之實例中，接著，操作通常係相同於其他實例，但係在操作期間之任一點處選擇加熱哪一區域之感應線圈20之操作頻率之控制下。在此配置下，屏蔽21及一分隔器5 (尤其係旋轉及屏蔽功能)係選用的，但可經提供以控制氣流。

圖式中未明確展示但可具有益處的係一保持機構，諸如一夾具或經偏置保持器部件，其可經提供以將桿3牢固地保持於隔間2內。在此一配置中，其可僅係處於桿3可被移除之使用者之一特定手動操作下。此外，可係有益的係，相當明確地選取分隔器5、隔間2及桿3之相對尺寸以保證容易地插入桿3還將桿3中之菸草充分分隔於由分隔器5及隔間2界定之區域之間。舉例而言，可妥適設定分隔器5之大小為介於桿之外部表面上之一包裝物之其外部邊緣與內部表面之間提供一窄間隙以保證容易插入及包裝物在桿3上通過，此透過彼窄間隙將菸草保持於適當位置。

亦應瞭解，處於安全性及其他原因，裝置1之控制器10可經組態以藉由對任一個別桿3提供一使用時限禁止過度使用彼桿3。此外，構件可經提供於裝置1內使得桿3在其移除期間經更改使得不能被再插入以保證氣味遞送之品質且限制再使用。

如自上文應瞭解，本發明提供一種加熱菸草之裝置，其操作起來簡單然藉由當使用其時提供裝置內之菸草之更局部及可控加熱而具有優於先前技術配置之經改良氣味輸送特性。其亦實現在使用中藉由局部化空氣穿過桿中之菸草以改良氣味特性及穩定性而改良與先前技術中使用之桿具類似尺寸之一單一桿有味輸送。

1‧‧‧裝置

2‧‧‧隔間

3‧‧‧菸草

4‧‧‧加熱器

5‧‧‧分隔器

6‧‧‧入口

7‧‧‧驅動機構

8‧‧‧電源

9‧‧‧煙嘴

10‧‧‧控制器

20‧‧‧感應線圈

21‧‧‧屏蔽

22‧‧‧承座材料

A‧‧‧區域

B‧‧‧區域

C‧‧‧區域

D‧‧‧區域

現將參考附隨圖式描述本發明之一實例，其中： 圖1係根據本發明之一系統之一橫截面側視圖； 圖2係圖1之系統之部分組件之一側面透視展開圖； 圖3係根據本發明之一系統之一橫截面圖，在一隔間內具有標記為A至D之區域； 圖4A至圖4D係展示根據本發明之在使用中一系統之操作之一個態樣之示意圖； 圖5A及圖5B係根據本發明之一系統之進一步實例之視圖；及 圖6A及圖6B係可結合圖5A及圖5B之實例性系統採用之實例性桿蒸氣產生物質之橫截面圖。

Claims (18)

1. 一種用於加熱一蒸氣形成物質之裝置(1)，該裝置包括用於在使用中接納蒸氣形成物質(3)之一隔間(2)，該隔間經分隔成複數個區域；及 一加熱器(4)，其用於在使用中加熱該隔間中之菸草以自其產生蒸氣，其中該裝置進一步包括：構件，其用於控制該加熱器使得相鄰於該加熱器之一區域可選擇性地經加熱且使得來自彼選擇性地經加熱區域之蒸氣在該加熱器之操作期間自該裝置傳出，其中該加熱器(4)在該隔間之縱向方向上延伸。
2. 如請求項1之裝置(1)，其進一步包括：構件(5)，其用於在介於該加熱器與該等區域之間產生相對運動使得一區域可經放置相鄰於待選擇性地加熱之該加熱器且使得來自彼選擇性地經加熱區域之蒸氣在該加熱器之操作期間自該裝置傳出。
3. 如請求項1或2之裝置(1)，其中該加熱器(4)係圍繞該隔間(2)之外部周邊之一部分定位。
4. 如前述請求項中任一項之裝置(1)，其中該加熱器(4)包括一感應線圈(20)。
5. 如請求項4之裝置(1)，其進一步包括一電磁屏蔽(21)，其經定位於該感應線圈(20)與該隔間(2)之間，該屏蔽經配置以界定一間隙，電磁輻射可在使用中透過該間隙自該感應線圈傳至該隔間。
6. 如前述請求項中任一項之裝置(1)，其經配置以接納該隔間(2)中之一桿形部分蒸氣形成物質(3)。
7. 如前述請求項中任一項之裝置(1)，其中一分隔器(5)經定位於該隔間(2)內以界定該複數個區域。
8. 如請求項7之裝置(1)，其中該分隔器經構造以防止空氣穿過其。
9. 如請求項7或8之裝置(1)，當依附於請求項2至5時，其中該分隔器(5)係可旋轉的以提供用於提供該加熱器(4)與該等區域之間之相對移動之該構件。
10. 如請求項6至9之裝置(1)，其中該分隔器(5)經配置以遍佈在小於該隔間(2)經配置在使用中接納之一部分蒸氣形成物質(3)之橫截面區之一橫截面區，使得當一部分蒸氣形成物質經插入時該部分之該外部周邊上之任一包裝物圍繞該分隔器傳遞。
11. 如請求項6至10中任一者之裝置(1)，其中該分隔器(5)具有一縱向長度，其係該隔間(2)在使用中接納之一部分蒸氣形成物質(3)之長度之至少50%，且更佳地係80%。
12. 如請求項7至11中任一者之裝置(1)，其中該分隔器(5)包括一電磁屏蔽材料。
13. 如前述請求項中任一項之裝置(1)，其進一步包括：構件，其用於在使用中保持該裝置上之一部分蒸氣形成物質(3)。
14. 如前述請求項中任一項之裝置(1)，其進一步包括：一入口(6)，其經定位以實質上僅將空氣提供至相鄰於該加熱器之該隔間之該區域中。
15. 一種用於加熱菸草(10)之包括如前述請求項中任一項之一裝置(1)之系統，其進一步包括：構件(6)，其用於將空氣提供至該隔間；一電力供應器(8)，其用於該加熱器；及一控制器(10)，其用於控制該電力供應器。
16. 一種用於加熱菸草(10)之包括如請求項1至14中任一者之一裝置(1)之系統，其進一步包括：構件(6)，其用於將空氣提供至該隔間；一電力供應器(8)，其用於該加熱器；構件(7)，其用於驅動該構件(5)以用於產生相對運動；及一控制器(10)，其用於控制該驅動構件及該電力供應器。
17. 一種如請求項15或16之用於加熱菸草(10)之系統，且其進一步包括：一部分蒸氣形成物質(3)，其經定位於該隔間(2)中；及一煙嘴(9)，其自該裝置延伸出。
18. 一種用於加熱菸草(10)之系統，其包括如請求項1至14之任一者之一裝置且進一步包括：一部分蒸氣形成物質(3)，其經定位於該隔間(2)中；及一煙嘴(9)，其自該裝置延伸出。