气溶胶供给设备

文档序号:410992 发布日期:2021-12-17 浏览:6次 >En<

阅读说明:本技术 气溶胶供给设备 (Aerosol supply device ) 是由 米切尔·托森 于 2020-03-09 设计创作,主要内容包括:描述了一种气溶胶供给设备。一个这样的设备包括容器,该容器被配置为接收气溶胶生成材料(110),其中,该容器包括基座(132),该基座可通过利用变化的磁场的穿透而加热。该设备进一步包括绝缘构件(128),该绝缘构件围绕基座延伸,其中,绝缘构件远离该容器放置,以在基座周围提供气隙(202)。该设备进一步包括感应器线圈(224),该感应器线圈围绕绝缘构件延伸,使得绝缘构件位于感应器线圈和基座之间,其中,感应器线圈被配置为生成变化的磁场。另一个这样的气溶胶供给设备包括:基座,被配置为接收气溶胶生成材料,其中,该基座可通过利用变化的磁场的穿透而加热;绝缘构件,围绕基座延伸,其中,该绝缘构件远离基座放置;感应器线圈,围绕绝缘构件延伸,使得绝缘构件位于感应器线圈和基座之间,其中,该感应器线圈被配置为生成变化的磁场;以及外罩(102),形成气溶胶供给设备的外表面的至少一部分,其中,外罩的内表面以约4mm与约10mm之间的距离远离基座的外表面放置。(An aerosol provision device is described. One such device comprises a container configured to receive an aerosol-generating material (110), wherein the container comprises a base (132) which is heatable by penetration with a varying magnetic field. The apparatus further includes an insulating member (128) extending around the base, wherein the insulating member is positioned away from the container to provide an air gap (202) around the base. The apparatus further includes an inductor coil (224) extending around the insulating member such that the insulating member is located between the inductor coil and the base, wherein the inductor coil is configured to generate a varying magnetic field. Another such aerosol provision device comprises: a base configured to receive an aerosol generating material, wherein the base is heatable by penetration with a varying magnetic field; an insulating member extending around the base, wherein the insulating member is positioned away from the base; an inductor coil extending around the insulating member such that the insulating member is located between the inductor coil and the base, wherein the inductor coil is configured to generate a varying magnetic field; and a housing (102) forming at least a portion of an outer surface of the aerosol provision device, wherein an inner surface of the housing is positioned away from the outer surface of the base by a distance of between about 4mm and about 10 mm.)

气溶胶供给设备

技术领域

本发明涉及一种气溶胶供给设备和一种气溶胶供给系统,该气溶胶供给系统包括气溶胶供给设备和包括气溶胶生成材料的物品。

背景技术

诸如香烟,雪茄等的吸烟物品在使用期间会燃烧烟草产生烟草烟雾。已经尝试通过创造不用燃烧而释放化合物的产品提供这些燃烧烟草的制品的替代品。这种产品的示例是加热设备,通过加热,而不是燃烧材料来释放化合物。例如,材料可以是烟草或其他非烟草产品,可能包含或可能不包含尼古丁。

发明内容

根据本公开的第一方面,提供了一种气溶胶供给设备,包括:

容器,被配置为接收气溶胶生成材料,其中,该容器包括基座,该基座能够通过利用变化的磁场的穿透而加热;

绝缘构件,围绕基座延伸,其中,该绝缘构件远离容器放置,以在基座周围提供气隙;以及

感应器线圈,围绕绝缘构件延伸,使得绝缘构件位于感应器线圈和基座之间,其中,感应器线圈被配置为生成变化的磁场。

根据本公开的第二方面,提供了一种气溶胶供给系统,包括:

根据第一方面的气溶胶供给设备;以及

包括气溶胶生成材料的物品,其中,该物品的尺寸被设计为至少部分地接收在容器内。

根据本公开的第三方面,提供了一种气溶胶供给设备,包括:

基座,被配置为接收气溶胶生成材料,其中,该基座能够通过利用变化的磁场的穿透而加热;

绝缘构件,围绕基座延伸,其中,该绝缘构件远离基座放置;

感应器线圈,围绕绝缘构件延伸,使得绝缘构件位于感应器线圈和基座之间,其中,该感应器线圈被配置为生成变化的磁场;以及

外罩,形成气溶胶供给设备的外表面的至少一部分,其中,该外罩的内表面以约4mm与约10mm之间的距离远离基座的外表面放置。

根据本公开的第四方面,提供了一种气溶胶供给设备,包括:

容器,被配置为接收气溶胶生成材料,其中,该容器包括基座,该基座能够通过利用变化的磁场的穿透而加热;

绝缘构件,围绕基座延伸,其中,该绝缘构件远离容器放置;

感应器线圈,围绕绝缘构件延伸,使得绝缘构件位于感应器线圈和基座之间,其中,该感应器线圈被配置为生成变化的磁场;以及

外罩,形成气溶胶供给设备的外表面,其中,该外罩的内表面以约0.2mm与约1mm之间的距离远离感应器线圈的外表面放置。

根据本公开的第五方面,提供了一种气溶胶供给系统,包括:

根据第三或第四方面的气溶胶供给设备;以及

包括气溶胶生成材料的物品,其中,该物品的尺寸被设计为在使用中至少部分地接收在气溶胶供给设备的基座内。

根据本公开的第六方面,提供了一种气溶胶供给系统,包括:

根据第三或第四方面的气溶胶供给设备;以及

包括气溶胶生成材料的物品,其中,该物品的尺寸被设计为在使用中与气溶胶供给设备的基座接触。

本发明的进一步特征和优点将从以下仅通过示例方式给出的本发明的优选实施例的描述中变得明显,该描述参照附图进行。

附图说明

图1示出了气溶胶供给设备的示例的前视图;

图2示出了图1的气溶胶供给设备的前视图,其中外罩被移除;

图3示出了图1的气溶胶供给设备的横截面图;

图4示出了图2的气溶胶供给设备的分解图;

图5A示出了气溶胶供给设备内的加热组件的横截面图;

图5B示出了图5A的加热组件的一部分的特写视图;

图6示出了基座、感应器线圈和绝缘构件布置的示意图;以及

图7示出了被绝缘构件包围的基座的透视图。

具体实施方式

如本文所使用的,术语“气溶胶生成材料”包括在加热时提供挥发成分的材料,通常以气溶胶的形式。气溶胶生成材料包括任何含烟草的材料,并且例如,可以包括烟草、烟草衍生物、膨胀烟草、再造烟草或烟草替代品中的一种或多种。气溶胶生成材料还可以包括其他非烟草产品,根据产品的不同,这些产品可能含有尼古丁,也可能不含有尼古丁。气溶胶生成材料可以是例如固体、液体、凝胶、蜡等形式。气溶胶生成材料也可以是例如材料的组合或混合。气溶胶生成材料也可以称为“可吸烟材料”。

已知的装置,加热气溶胶生成材料以挥发气溶胶生成材料的至少一种成分,通常形成可吸入的气溶胶,而不会燃烧或灼烧气溶胶生成材料。这种装置有时被描述为“气溶胶生成设备”、“气溶胶供给设备”、“加热不燃烧设备”、“烟草加热产品设备”或“烟草加热设备”或类似设备。类似地,也有所谓的电子烟设备,通常以液体形式蒸发气溶胶生成材料,其中可能包含尼古丁,也可能不包含尼古丁。气溶胶生成材料可以是可以插入到装置中的杆、筒或盒等的形式或作为其一部分提供。用于加热和挥发气溶胶生成材料的加热器可以作为装置的“永久”部分提供。

气溶胶供给设备可以接收包括气溶胶生成材料的物品以用于加热。本文中的“物品”是在使用中包括或包含气溶胶生成材料的成分,其被加热以挥发气溶胶生成材料,以及可选地在使用中的其他成分。用户可以在加热该物品以产生气溶胶之前将该物品插入气溶胶供给设备中,用户随后吸入该气溶胶。例如,该物品可以是预定的或特定的尺寸,该物品被配置为放置在设备的加热腔室中,加热腔室的尺寸被设置为接收该物品。

本公开的第一方面定义了基座、绝缘构件和一个或多个感应器线圈的具体布置。如本文将更详细地讨论的,基座是导电物体,可通过变化的磁场的穿透而加热。感应器线圈生成变化的磁场,导致基座被加热。包括气溶胶生成材料的物品可以被接收在容器内。一旦被加热,基座将热量传递给气溶胶生成材料,释放气溶胶。在一个示例中,基座限定容器并且基座接收气溶胶生成材料。

例如,在本布置中,基座被绝缘构件包围,该绝缘构件可以与基座同轴布置。绝缘构件远离容器或基座的外表面放置,以提供气隙。围绕绝缘构件延伸的是感应器线圈。这意味着绝缘构件位于感应器线圈和基座之间,并且气隙位于绝缘构件和基座之间。在某些布置中,感应器线圈可以与绝缘构件接触。然而,在其他示例中,可以在绝缘构件和感应器线圈之间提供另外的气隙。

上述布置提供了具有改进的绝缘的设备。气隙和绝缘构件的特定顺序提供了与加热的基座的改进的绝缘。气隙帮助绝缘构件与热绝缘,气隙和绝缘构件一起帮助设备的其他部件与热绝缘。例如,气隙和绝缘构件减少了基座对感应器线圈、电子器件和/或电池的任何加热。

如上所述,绝缘构件远离容器/基座放置以提供气隙。例如,绝缘构件的内表面与基座的外表面间隔开。这意味着气隙包围着基座的外表面,并且在该区域中基座不与绝缘构件接触。任何接触都可以提供热桥,热量可以沿着热桥流动。在一些示例中,基座的端部可以直接或间接地连接到绝缘构件。该接触可以充分远离基座的主加热区域,从而不会过度降低由气隙和绝缘构件提供的绝缘特性。可替代地或附加地,该接触也可以在相对较小的区域上,使得通过从基座传导到绝缘构件的任何热传递都很小。

在特定的布置中,基座是细长的并且限定轴,例如纵向轴。绝缘构件在方位角方向上围绕基座和轴延伸。因此,绝缘构件从基座径向向外定位,例如,绝缘构件可以与基座同轴。该径向被定义为垂直于基座的轴。类似地,感应器线圈围绕绝缘构件延伸并且从基座和绝缘构件径向向外定位,感应器线圈可以与绝缘构件和基座同轴。

基座可以是中空的和/或基本上是管状的,以允许气溶胶生成材料被接收在基座内,使得基座包围气溶胶生成材料。绝缘构件可以是中空的和/或基本上是管状的,使得基座可以位于绝缘构件内。

感应器线圈可以基本上是螺旋形的。例如,感应器线圈可以由螺旋缠绕在绝缘构件周围的线(例如Litz线)形成。

感应器线圈可以以约3mm与约4mm之间的距离远离基座的外表面放置。因此,感应器线圈的内表面和基座的外表面可以被该距离间隔开。该距离可以是径向距离。已经发现,在该范围内的距离表示基座径向靠近感应器线圈以允许基座的有效加热与径向远离感应器线圈以改善感应器线圈和绝缘构件的绝缘之间的良好平衡。

在另一示例中,感应器线圈可以以大于约2.5mm的距离远离基座的外表面放置。

在另一示例中,感应器线圈可以以约3mm与约3.5mm之间的距离远离基座的外表面放置。在进一步示例中,感应器线圈可以以约3mm与约3.25mm之间的距离远离基座的外表面放置,例如,优选约3.25mm。在另一示例中,感应器线圈可以以大于约3.2mm的距离远离基座的外表面放置。在进一步示例中,感应器线圈可以以小于约3.5mm或小于约3.3mm的距离远离基座的外表面放置。已经发现,这些距离提供了基座径向靠近感应器线圈以允许有效加热与径向远离感应器线圈以改善感应器线圈和绝缘构件的绝缘之间的良好平衡。

在替代示例中,感应器线圈可以以约2mm与约10mm之间的距离远离基座的外表面放置。

提及实体的“外表面”是指在垂直于轴的方向上位于基座的轴最远的表面。类似地,提及实体的“内表面”是指在垂直于轴的方向上位于最靠近基座的轴的表面。

绝缘构件可以具有约0.25mm与约1mm之间的厚度。例如,绝缘构件可以具有小于约0.7mm的厚度,或小于约0.6mm的厚度,或可以具有约0.25mm与约0.75mm之间的厚度,或优选地具有约0.4mm与约0.6mm之间的厚度,例如约0.5mm。已经发现,这些厚度表示在减少绝缘构件和感应器线圈的加热(通过使绝缘构件变薄以增加气隙尺寸)与增加绝缘构件的坚固性(通过使其更厚)之间的良好平衡。

基座可以具有约0.025mm与约0.5mm之间的厚度,或约0.025mm与约0.25mm之间的厚度,或约0.03mm与约0.1mm之间的厚度,或约0.04mm与约0.06mm之间的厚度。例如,基座可以具有大于约0.025mm的厚度,或大于约0.03mm的厚度,或大于约0.04mm的厚度,或小于约0.5mm的厚度,或小于约0.25mm的厚度,或小于约0.1mm的厚度,或小于约0.06mm的厚度。已经发现,这些厚度在基座的快速加热(由于基座制造得更薄)与确保基座坚固(由于基座制造得更厚)之间提供了良好的平衡。

在示例中,基座具有约0.05mm的厚度。这提供了快速有效的加热与坚固性之间的平衡。与具有更薄尺寸的其他基座相比,这种基座可以更容易地制造和组装为气溶胶供给设备的一部分。

提及实体的“厚度”是指实体的内表面和实体的外表面之间的平均距离。可以在垂直于基座的轴的方向上测量厚度。

在气溶胶供给设备的特定布置中,感应器线圈以约3mm与约4mm之间的距离远离基座的外表面放置,绝缘构件具有约0.25mm与约1mm之间的厚度,并且基座具有约0.025mm与约0.5mm之间的厚度。这种气溶胶供给设备允许基座的快速加热和有效的绝缘特性。

在另一特定布置中,感应器线圈可以以约3mm与约3.5mm之间的距离远离基座的外表面放置,绝缘构件具有约0.25mm与约0.75mm之间的厚度,以及基座具有约0.04mm与约0.06mm之间的厚度。这种气溶胶供给设备允许改进的基座的加热和改进的绝缘特性。

在进一步特定布置中,感应器线圈以约3.25mm的距离远离基座的外表面放置,绝缘构件具有约0.5mm的厚度,以及基座具有约0.05mm的厚度。这种气溶胶供给设备允许有效的基座的加热和良好的绝缘特性。

感应器线圈、基座和绝缘构件可以是同轴的。这种布置确保基座被有效地加热,并确保气隙和绝缘构件提供有效的绝缘。

感应器线圈的内表面可以与绝缘构件的外表面接触。因此,绝缘构件可以支撑感应器线圈而不需要其他部件。然而,在其他示例中,在感应器线圈的内表面和绝缘构件的外表面之间可以存在另外的气隙。感应器线圈的内表面和绝缘构件的外表面之间的距离可以小于约0.1mm,例如,可以为约0.05mm。

如上所述,在本公开的第二方面中,提供了一种气溶胶供给系统,该系统包括如上所述的气溶胶供给设备和包括气溶胶生成材料的物品。该物品的尺寸可以被设计为接收在气溶胶供给设备的基座内,使得该物品的外表面与基座的内表面接触。因此,该物品的尺寸可以使其紧靠基座的内表面。

本公开的第三方面定义了基座、绝缘构件、一个或多个感应器线圈和外罩的具体布置。在第三方面中,该设备包括外罩,该外罩形成该设备的外表面的至少一部分。外罩的内表面以约4mm与约10mm之间的距离远离基座的外表面放置。

该距离是基座的外表面和外罩的内表面在其最近点处的距离。因此,该距离可以是基座的外表面和外罩的内表面之间的最小距离。在一个示例中,可以测量基座和设备的侧表面之间的距离。

已经发现,当外罩以该距离远离基座放置时,外罩与加热的基座足够绝缘,以避免对用户的不适或伤害,同时减小设备的尺寸和重量。因此,在该范围内的距离表示绝缘特性和设备尺寸之间的良好平衡。

外罩也可以称为外壳。外壳可以完全包围该设备,或者可以部分围绕该设备延伸。

在一个示例中,外罩的内表面以约4mm与约6mm之间的距离远离基座的外表面放置。在另一个示例中,外罩的内表面以约5mm与约6mm之间的距离远离基座的外表面放置。优选地,外罩的内表面以约5mm与约5.5mm之间的距离远离基座的外表面放置,例如约5.3mm与约5.4mm之间。在该距离范围内的间距提供了更好的绝缘,同时也确保了设备保持小巧轻便。在特定示例中,该间距是5.3mm。

在一些示例中,在使用中,感应器线圈被配置为将基座加热到约200℃与约300℃之间的温度,例如约240℃与约300℃之间,或约250℃与约280℃之间。当外罩与基座间隔至少该距离时,外罩的温度保持在安全水平,例如小于约60℃,小于约50℃,或小于约48℃,或小于约43℃。

在替代布置中,外罩的内表面可以以约2mm与约10mm之间的距离远离基座的外表面放置。

在一些示例中,在感应器线圈和外罩之间形成气隙。气隙提供绝缘。

如上所述,绝缘构件可以具有约0.25mm和约1mm之间的厚度。绝缘构件(以及基座和绝缘构件之间的任何气隙)有助于将外罩与加热的基座绝缘。

绝缘构件可以由任何绝缘材料构成,例如塑料。在特定示例中,绝缘构件由聚醚醚酮(PEEK)构成。PEEK具有良好的绝缘特性,非常适合用于气溶胶供给设备。

在另一示例中,绝缘构件可以包括云母或云母-玻璃陶瓷。这些材料具有良好的绝缘特性。

该绝缘构件可以具有小于约0.5W/mK或小于约0.4W/mK的热导率。例如,热导率可以为约0.3W/mK。PEEK具有约为0.32W/mK的热导率。

绝缘构件可以具有大于约320℃的熔点,例如大于约300℃,或大于约340℃。PEEK具有343℃的熔点。具有这种熔点的绝缘构件确保当基座被加热时,绝缘构件保持刚性/固体。

外罩的内表面可以以约2mm与约3mm之间的距离远离绝缘构件的外表面放置。已经发现,这种尺寸的分隔距离提供了足够的绝缘,以确保外罩不会变得太热。空气可以位于绝缘构件的外表面和外罩之间。

更具体地,外罩的内表面可以以约2mm与约2.5mm之间的距离远离绝缘构件的外表面放置,例如约2.3mm。这样的尺寸在提供绝缘和减小设备尺寸之间提供了良好的平衡。

外罩的内表面可以以约0.2mm与约1mm之间的距离远离感应器线圈的外表面放置。在一些示例中,当感应器线圈被用于感应磁场时,感应器线圈本身可能会加热,例如由于电流穿过感应器线圈而感应磁场产生的电阻加热。在感应器线圈和外罩之间提供间距确保加热的感应器线圈与外罩绝缘。在一些示例中,铁氧体屏蔽位于外罩的内表面和感应器线圈之间。铁氧体屏蔽另外有助于绝缘外罩的内表面。已经发现,当铁氧体屏蔽与一个或多个感应器线圈接触并至少部分地包围一个或多个感应器线圈时,外罩的表面温度可降低约3℃。

在一个示例中,感应器线圈包括litz线,并且litz线具有圆形截面。在这样的示例中,外罩的内表面以约0.2mm与约0.5mm之间的距离远离感应器线圈的外表面放置,或以约0.2mm与约0.3mm之间的距离,例如约0.25mm。

在一个示例中,感应器线圈包括litz线,并且litz线具有矩形截面。在这样的示例中,外罩的内表面以约0.5mm与约1mm之间的距离远离感应器线圈的外表面放置,或以约0.8mm与约1mm之间的距离,例如约0.9mm。具有圆形截面的litz线可以比具有矩形截面的litz线布置得更靠近外罩,因为圆形截面线具有朝向外罩暴露的更小的表面积。

如上所述,感应器线圈的内表面可以以约3mm与约4mm之间的距离远离基座的外表面放置。

外罩可以包括铝。铝具有良好的散热特性。

外罩可以具有约200W/mK与约220W/mK之间的热导率。例如,铝的热导率约为209W/mK。因此,外罩可以具有相对高的热导率,以确保其热量分散在整个外罩中,热量又散失到大气中,从而冷却设备。

外罩可以具有约0.75mm与约2mm之间的厚度。因此,外罩也可以起到绝缘屏障的作用。这些厚度在提供良好的绝缘与减小设备的尺寸和重量之间提供了良好的平衡。优选地,外罩具有约1mm与约1.75mm之间的厚度,例如约1.25mm与1.75mm之间的厚度。更优选地,外罩具有在约1.4mm与约1.6mm之间的厚度,例如约1.5mm。已经发现,这个特定的厚度降低了外罩的外表面温度。

在替代示例中,厚度在约0.75mm与约1.25mm之间,例如约1mm。

在上述方面中的任一个方面中,气溶胶供给设备可附加地或可替代地包括位于设备内的至少一个绝缘层。绝缘层附加地将外罩与基座绝缘。该设备至少包括基座和至少一个感应器线圈。

绝缘层可以位于下列位置中的任何或所有位置:(i)在基座和绝缘构件之间,(ii)在绝缘构件和感应器线圈之间,(iii)在感应器线圈和外罩之间。在(ii)中,绝缘构件可以具有较小的外径以容纳绝缘层。附加地或者可替代地,感应器线圈可以具有更大的内径以容纳绝缘层。绝缘层可以包括多层材料。

绝缘层可以由以下材料中的任一种提供:(i)空气(热导率约为0.02W/mK),(ii)(热导率在约0.03W/mK与约0.04W/mK之间),(iii)聚醚醚酮(PEEK)(在一些示例中热导率约为0.25W/mK),(iv)陶瓷布(比热约为1.13kJ/kgK),(v)热油灰。

优选地,该设备是烟草加热设备,也称为加热不燃烧设备。

图1示出了用于从气溶胶生成介质/材料生成气溶胶的气溶胶供给设备100的示例。概括地说,设备100可以用于加热包括气溶胶生成介质的可替换物品,以生成由设备100的用户吸入的气溶胶或其他可吸入介质。

设备100包括壳体102(以外罩的形式),包围并容纳设备100的各种部件。设备100在一端具有开口104,物品110可以通过该开口插入用于由加热组件加热。在使用中,物品110可以完全或部分地插入到加热组件中,其中物品110可以由加热器组件的一个或多个部件加热。

该示例的设备100包括第一端构件106,第一端构件106包括盖108,盖可以相对于第一端构件106移动,以在没有物品110就位时关闭开口104。在图1中,盖108示出为打开配置,然而,盖108可以移动到关闭配置。例如,用户可以使盖108在箭头“A”的方向上滑动。

设备100还可以包括用户可操作的控制元件112,例如按钮或开关,当按下时操作设备100。例如,用户可以通过操作开关112来打开设备100。

设备100还可以包括电气部件,例如插座/端口114,可以接收电缆以对设备100的电池充电。例如,插座114可以是充电端口,例如USB充电端口。在一些示例中,插座114可以附加地或可替代地用于在设备100和另一设备(例如计算设备)之间传递数据。

图2描绘了图1的设备100,其中外罩102被移除并且不存在物品110。设备100限定纵向轴134。

如图2所示,第一端构件106布置在设备100的一端,而第二端构件116布置在设备100的相对端。第一和第二端构件106、116一起至少部分地限定设备100的端面。例如,第二端构件116的底表面至少部分地限定设备100的底表面。外罩102的边缘也可以限定端面的一部分。在该示例中,盖108还限定设备100的顶表面的一部分。

设备最靠近开口104的端可以被称为设备100的近端(或嘴端),因为在使用中,它最靠近用户的嘴。在使用中,用户将物品110插入开口104中,操作用户控制112以开始加热气溶胶生成材料,并吸取在设备中生成的气溶胶。这使得气溶胶沿着朝向设备100的近端的流动路径流过设备100。

设备离开口104最远的另一端可以被称为设备100的远端,因为在使用中,它是离用户的嘴最远的一端。当用户吸取在设备中生成的气溶胶时,气溶胶从设备100的远端流走。

设备100进一步包括电源118。例如,电源118可以是电池,例如可充电电池或不可充电电池。例如,合适的电池的示例包括锂电池(例如锂离子电池)、镍电池(例如镍镉电池)和碱性电池。电池电耦合到加热组件,以在需要时提供电力,并且在控制器(未示出)的控制下加热气溶胶生成材料。在该示例中,电池连接到中心支撑件120,该中心支撑件将电池118保持就位。

该设备进一步包括至少一个电子模块122。例如,电子模块122可以包括印刷电路板(PCB)。PCB 122可以支撑至少一个控制器,例如处理器,和存储器。PCB 122还可以包括一个或多个电轨道,以将设备100的各种电子部件电连接在一起。例如,电池端子可以电连接到PCB 122,从而可以在整个设备100中分配电力。插座114也可以经由电轨道电耦合到电池。

在示例设备100中,加热组件是感应加热组件,并且包括经由感应加热处理来加热物品110的气溶胶生成材料的各种部件。感应加热是通过电磁感应加热导电物体(例如基座)的处理。感应加热组件可以包括感应元件,例如,一个或多个感应器线圈,以及用于通过感应元件传递变化电流(例如交流电)的设备。感应元件中的变化电流产生变化的磁场。变化的磁场穿透相对于感应元件适当定位的基座,并且在基座内部生成涡流。基座对涡流具有电阻,因此涡流对该电阻的流动使基座被焦耳加热(Joule heating)来加热。在基座包括铁磁性材料(例如铁、镍或钴)的情况下,热也可由基座中的磁滞损耗生成,即,由于磁偶极子与变化的磁场对准而导致磁性材料中的磁偶极子的方位变化。在感应加热中,例如,与传导加热相比,热在基座内部生成,允许快速加热。此外,在感应加热器和基座之间不需要任何物理接触,允许在构造和应用中增强自由度。

示例设备100的感应加热组件包括基座布置132(本文称为“基座”)、第一感应器线圈124和第二感应器线圈126。第一和第二感应器线圈124、126由导电材料制成。在该示例中,第一和第二感应器线圈124、126由以螺旋方式缠绕以提供螺旋感应器线圈124、126的Litz线/电缆制成。Litz线包括多个单独的线,单独地绝缘并且绞合在一起以形成单根线。Litz线的设计是为了减少导体中的集肤效应损耗。在示例设备100中,第一和第二感应器线圈124、126由具有矩形截面的铜Litz线制成。在其他示例中,Litz线可以具有其他形状的截面,例如圆形(circular)。

第一感应器线圈124被配置为生成用于加热基座132的第一部分的第一变化磁场,并且第二感应器线圈126被配置为生成用于加热基座132的第二部分的第二变化磁场。在该示例中,第一感应器线圈124在沿着设备100的纵向轴134的方向上邻近第二感应器线圈126(即,第一和第二感应器线圈124、126不重叠)。基座布置132可以包括单个基座,或者两个或更多个单独的基座。第一和第二感应器线圈124、126的端部130可以连接到PCB 122。

应当理解,在一些示例中,第一和第二感应器线圈124、126可以具有至少一个彼此不同的特性。例如,第一感应器线圈124可以具有至少一个不同于第二感应器线圈126的特性。更具体地,在一个示例中,第一感应器线圈124可以具有与第二感应器线圈126不同的电感值。在图2中,第一和第二感应器线圈124、126具有不同的长度,使得第一感应器线圈124缠绕在基座132的比第二感应器线圈126更小的部分上。因此,第一感应器线圈124可以包括与第二感应器线圈126不同数量的匝数(假设各个匝数之间的间距基本相同)。在又一示例中,第一感应器线圈124可以由与第二感应器线圈126不同的材料制成。在一些示例中,第一和第二感应器线圈124、126可以基本相同。

在该示例中,第一感应器线圈124和第二感应器线圈126以相反的方向缠绕。当感应器线圈在不同时间激活时,这会很有用。例如,最初,第一感应器线圈124可以运行以加热物品110的第一部分,并且在稍后的时间,第二感应器线圈126可以运行以加热物品110的第二部分。当与特定类型的控制电路结合使用时,以相反方向缠绕线圈有助于减少在非激活线圈中感应的电流。在图2中,第一感应器线圈124是右手螺旋,并且第二感应器线圈126是左手螺旋。然而,在另一实施例中,感应器线圈124、126可以在相同方向上缠绕,或者第一感应器线圈124可以是左手螺旋,并且第二感应器线圈126可以是右手螺旋。

该示例的基座132是中空的,并且因此限定了接收气溶胶生成材料的容器。例如,物品110可以插入到基座132中。在该示例中,基座120是具有圆形截面的管状。

图2的设备100进一步包括绝缘构件128,该绝缘构件可以通常是管状的并且至少部分地包围基座132。绝缘构件128可以由任何绝缘材料构成,例如塑料。在该具体示例中,绝缘构件由聚醚醚酮(PEEK)构成。绝缘构件128可以帮助将设备100的各种部件与在基座132中生成的热绝缘。

绝缘构件128还可以完全或部分支撑第一和第二感应器线圈124、126。例如,如图2所示,第一和第二感应器线圈124、126围绕绝缘构件128定位,并与绝缘构件128的径向外表面接触。在一些示例中,绝缘构件128不邻接第一和第二感应器线圈124、126。例如,在绝缘构件128的外表面与第一和第二感应器线圈124、126的内表面之间可以存在小间隙。

在特定示例中,基座132、绝缘构件128以及第一和第二感应器线圈124、126围绕基座132的中心纵向轴同轴。

图3示出了设备100的局部截面的侧视图。在该示例中存在外罩102。第一和第二感应器线圈124、126的矩形截面形状更加清晰可见。

设备100进一步包括支撑件136,接合基座132的一端以将基座132保持就位。支撑件136连接到第二端构件116。

该设备还可以包括与控制元件112相关联的第二印刷电路板138。

设备100进一步包括第二盖/帽140和弹簧142,朝向设备100的远端布置。弹簧142允许第二盖140打开,以提供对基座132的通路。用户可以打开第二盖140以清洁基座132和/或支撑件136。

设备100进一步包括膨胀室144,远离基座132的近端朝向设备的开口104延伸。保持夹146至少部分地位于膨胀室144内,以便当物品110被接收到设备100内时邻接并保持物品110。膨胀室144连接到端构件106。

图4是图1的设备100的分解图,其中省略了外罩102。

图5A描绘了图1的设备100的一部分的截面。图5B描绘了图5A的区域的特写。图5A和图5B示出了接收在由基座132提供的容器中的物品110,其中物品110的尺寸被设计为使得物品110的外表面邻接基座132的内表面。这确保了加热是最有效的。本示例的物品110包括气溶胶生成材料110a。气溶胶生成材料110a位于基座132内。物品110还可以包括其他部件,例如过滤器、包裹材料和/或冷却结构。

图5B示出中空、管状基座132的纵向轴158。基座132的内表面和外表面在方位角方向上围绕轴158延伸。包围基座132的是中空、管状绝缘构件128。绝缘构件128的内表面远离基座132的外表面放置,以在绝缘构件128和基座132之间提供气隙。气隙提供与在基座132中生成的热的绝缘。包围绝缘构件128的是感应器线圈124、126。应当理解,在一些示例中,仅一个感应器线圈可以包围绝缘构件128。感应器线圈124、126螺旋缠绕在绝缘构件周围,并沿着轴158延伸。

图5B示出了基座132的外表面与感应器线圈124、126的内表面间隔开的距离150,该距离是在垂直于基座132的纵向轴158的方向上测量的。在特定示例中,距离150约为3.25mm。基座132的外表面是离轴158最远的表面。基座132的内表面是最接近轴158的表面。感应器线圈124、126的内表面是最接近轴158的表面。绝缘构件128的外表面是离轴158最远的表面。

为了实现基座132和感应器线圈124、126之间的相对间距,绝缘构件128可以形成为特定尺寸。绝缘构件128和基座132可以由设备100的一个或多个部件保持就位。在图5A的示例中,绝缘构件128和基座132在一端由支撑件136保持就位,并且在另一端由膨胀室144保持就位。在其他示例中,不同的部件可以保持绝缘构件128和基座132。

图5B进一步示出了绝缘构件128的外表面与感应器线圈124、126的内表面间隔开的距离152,该距离是在垂直于基座132的纵向轴158的方向上测量的。在一个特定示例中,距离152约为0.05mm。在另一示例中,距离152基本上为0mm,使得感应器线圈124、126邻接并触碰绝缘构件128。

在该示例中,基座132具有约0.05mm的厚度154。基座132的厚度是在垂直于轴158的方向上测量的基座132的内表面和基座132的外表面之间的平均距离。

在示例中,基座132具有约40mm与约50mm之间的长度,或在约40mm与约45mm之间的长度。在该特定示例中,基座132具有约44.5mm的长度,并且可以接收包括气溶胶生成材料的物品110,其中气溶胶生成材料110a具有约42mm的长度。在平行于轴158的方向上测量气溶胶生成材料和基座132的长度。

在示例中,绝缘构件128具有约0.25mm与约2mm之间的厚度156,或在约0.25mm与约1mm之间的厚度。在该特定示例中,绝缘构件具有约0.5mm的厚度156。绝缘构件128的厚度156是在垂直于轴158的方向上测量的绝缘构件128的内表面和绝缘构件128的外表面之间的平均距离。

图6描绘了图5A和图5B中描绘的基座132和绝缘构件128的横截面的图解表示。然而,在该示例中,为了清楚起见,两个感应器线圈已经用单个感应器线圈224代替。感应器线圈224可以由两个或更多个感应器线圈代替。

感应器线圈224围绕绝缘构件128缠绕,并与绝缘构件128的外表面128b接触。在另一个示例中,它们可能没有接触。因此,感应器线圈的内表面224a位于远离基座132的外表面132b距离150。在该示例中,形成感应器线圈224的线具有圆形截面,尽管可以使用其他形状的截面。图6中所示的尺寸没有按比例显示。

图6更清楚地将基座132的厚度154描绘为基座132的内表面132a和外表面132b之间的距离,并且将绝缘构件128的厚度156描绘为绝缘构件128的内表面128a和外表面128b之间的距离。

图6还描绘了具有宽度204的气隙202。气隙202的宽度204是基座132的外表面132b与绝缘构件128a的内表面之间的距离。

图6还描绘了外罩102的一部分的横截面。外罩102可以继续在绝缘构件128的上方和下方进一步延伸。外罩102对设备的内部部件提供保护,并且当设备在使用时通常与用户的手接触。所描绘的外罩102的部分是布置得最靠近基座132的部分。

外罩102包括内表面102a和外表面102b。内表面102a被布置为比外表面102b更远离基座132。为了确保设备100不会太热而不能触摸,可以在外罩102的内表面102a和绝缘构件128的外表面128b之间提供气隙208。在该示例中,外罩102的内表面128a以约4mm与约10mm之间的距离160远离基座132的外表面132b放置。在该特定示例中,距离160约为5.3mm。

外罩102具有约0.75mm与约2mm之间的厚度162。在本示例中,外罩102具有约1mm的厚度162,并且由6063铝制成。厚度162是在垂直于轴158的方向上测量的外表面102b和内表面102a之间的距离。

外罩102的内表面102a以约2mm与约3mm之间的距离164远离绝缘构件128的外表面128b放置。在该示例中,外罩102的内表面102a以约2.3mm的距离164远离绝缘构件128的外表面128b放置。

外罩102的内表面102a可以以约0.2mm与约1mm之间的距离166远离感应器线圈224的外表面224b放置。在本示例中,感应器线圈包括具有圆形截面的litz线。在这样的示例中,距离166在约0.2mm与约0.5mm之间,例如约0.25mm。在截面为矩形形状的示例中(如图5A和图5B的示例中),该距离可以更大,例如可以在约0.5mm与约1mm之间,例如约0.9mm。

图7描绘了布置在绝缘构件128内并被绝缘构件128包围的管状基座132的透视图。尽管基座132和绝缘构件128都具有圆形截面,但它们的截面可以具有任何其他形状,并且在一些示例中可以彼此不同。用户可以通过在箭头206的方向上插入物品110将物品110引入基座132。

上述实施例应理解为本发明的说明性示例。还设想了本发明的进一步实施例。应当理解,与任一实施例相关地描述的任何特征可以单独使用,或者与所描述的其他特征组合使用,并且还可以与任何其他实施例的一个或多个特征组合使用,或者与任何其他实施例的任何组合使用。此外,在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下,也可以采用上文未描述的等效和修改。

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