具有可拆卸插入的加热室的气溶胶生成装置
技术领域
本发明涉及包括壳体和感应线圈的气溶胶生成装置。
背景技术
已知在气溶胶生成制品中使用不同类型的加热器来生成气溶胶。通常，电阻加热器用于加热气溶胶形成基质，例如电子烟液。还已知提供了使用电阻加热器的“热不燃”装置，其通过加热但不燃烧含有烟草的气溶胶形成基质生成可吸入气溶胶。
感应加热器提供若干优势，并且已在上述装置中提出。感应加热器例如在US2017/055580 A1中描述。在感应加热器中，感应线圈布置在由导电材料制成的部件周围。所述部件可以表示为加热元件或感受器。高频交流电流通过感应线圈。因此，在感应线圈内产生交变磁场。交变磁场穿透加热元件，从而在加热元件内产生涡电流和/或磁滞损耗。这些电流和/或磁滞损耗导致加热元件变热。除了涡电流产生的热量之外，交变磁场还可以使感受器由于磁滞机制而变热。一些感受器甚至可以具有不会或基本上不会发生涡电流的性质。在此类感受器中，基本上所有的热生成都是由于磁滞机制造成的。大多数常见感受器都是这种类型，其中，通过两种机制产生热。在WO2015/177255中可以找到对交变磁场穿过感受器时在感受器中负责产生热的过程的更详细的描述。感应加热器促进快速加热，这有利于在气溶胶生成装置的操作期间生成气溶胶。
期望具有带感应加热器的气溶胶生成装置，其中加热元件可容易地接近，并且简化消耗品的使用。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种气溶胶生成装置，其包括具有腔室的壳体。感应线圈围绕所述腔室的至少一部分设置。所述装置包括用于接收气溶胶生成制品的加热室。加热室可拆卸地插入到壳体的腔室中。加热室包括被构造成接收气溶胶生成制品的至少一部分的腔。所述装置还包括加热元件，所述加热元件可布置在所述加热室的腔内。优选地，加热元件在腔的纵向方向上延伸到腔中。优选地，加热元件被构造成穿透包括在气溶胶生成制品中并且接收在腔中的气溶胶形成基质。
通过提供可从气溶胶生成装置移除的加热室，可以简化消耗品的处理。如果将消耗品插入到加热室的腔中，则可通过在仍将消耗品布置在加热室中的情况下移除加热室来促进消耗品的移除。在移除加热室之后，可以从加热室的腔中移除消耗品。另外，可以对消耗品插入气溶胶生成装置中进行简化。就这一点而言，在将加热室插入到装置的腔室中之前，可以将消耗品引入加热室的腔中。在消耗品已经插入加热室中之后，可将加热室与消耗品一起插入气溶胶生成装置的腔室中。
可拆卸加热室可以使得加热室内的加热元件可以从气溶胶生成装置的壳体移除。在移除加热室之后，加热元件可以容易地清洁并重新引入到装置中。另外，新的加热元件可以布置在新的加热室中，并且可以引入到壳体的腔室中。
含烟草的气溶胶形成基质可以气溶胶生成制品的形式提供。气溶胶生成制品可以作为消耗品，例如烟草棒提供。在下文中，气溶胶生成制品将被表示为消耗品。这些消耗品可以具有细长的棒状形状。这种消耗品通常被推入加热室的腔中。在腔中，感应加热器的加热元件在消耗品插入期间穿透消耗品中的气溶胶形成基质。使用后，消耗品被移除并由新消耗品代替。在移除消耗品时，气溶胶形成基质的残留物可能粘附到加热元件并影响加热元件的功能。此类残留物可能影响后续气溶胶生成，并且因此不需要。通过提供可接近的加热室，可以促进残留物的移除。
加热元件和线圈可以具有细长的形状。加热元件可以具有与线圈相同的长度。加热元件可以具有销或叶片的形状。加热元件可以是实心的，而线圈可以具有螺旋形状，使得加热元件可以布置在线圈内。线圈可以作为具有螺旋弹簧形状的螺旋缠绕线圈提供。线圈可以包括接触元件，使得AC电流可以从电源流过线圈。交流电流优选地被配置为在高频下操作。出于此申请的目的，术语“高频”应理解为不是范围从大约1兆赫兹(MHz)到大约30兆赫兹(MHz)(包括1MHz到30MHz的范围)，具体地是从大约1兆赫兹(MHz)到大约10MHz(包括1MHz到10MHz的范围)，甚至更具体地是从大约5兆赫兹(MHz)到大约7兆赫兹(MHz)(包括5MHz到7MHz的范围)的频率。
在线圈与加热元件之间不需要建立直接或电连接，因为线圈产生的磁场穿透加热元件，从而产生涡电流和/或与磁滞机制关联的功耗。涡电流和/或磁滞损耗被转换为热能。线圈以及加热元件可以由诸如金属等的导电材料制成。加热元件和线圈可以具有圆形、椭圆形或多边形的横截面。感应线圈可以布置在装置的壳体中，以受到保护。壳体可以由在经受交变磁场时不作为感受器的材料制成。在实施例中，壳体由非导电材料制成，使得在壳体中不产生涡电流，且该壳体也不可通过磁滞机制加热。换句话说，壳体可以由非感受器材料，例如非导电、非感受器材料制成。装置的整个壳体可以由非导电材料制成。替代地，邻近感应线圈的壳体的区段可以由非导电材料制成。
加热元件可以在腔的纵向方向上延伸到腔中，被构造成穿透包含在气溶胶生成制品中的气溶胶形成基质并且接收在腔中。当提及腔时，术语“纵向”是指将气溶胶生成制品插入到腔中的方向，而术语“横向”是指与将气溶胶生成制品插入到腔中的方向垂直的方向。
加热元件可以是加热室的一体部分。替代地，加热元件可以可拆卸地附接到加热室。根据后一方面，加热元件可以易于清洗或更换。
加热室可以被构造成通过压配合保持在壳体的腔室中。加热室的外径可基本上对应于腔室的内径以便于压配合。
至少一个空气入口可以设置在壳体的侧面，使得空气可以通过空气入口抽吸，并且引导通过加热元件。
除了加热元件之外，加热室可以由隔热材料制成。加热元件可由导电材料制成。在操作感应加热器之后，加热室可以被使用者移除，而不会过热。
加热室可以包括用于插入含有气溶胶形成基质的消耗品的至少一部分的第一开口端。加热室还可包括与第一开口端相对的第二基底端。第二基底端可以包括用于安装加热元件的支撑元件。加热室被构造成允许空气通过加热室抽吸。
基底端或支撑元件可限制消耗品在加热室的腔内移动。基底端或支撑元件可以被布置成使得消耗品可以插入到加热室中预定长度，直到邻接支撑元件。支撑元件可以包括连接元件，其优选地以十字形布置，用于将加热室与加热元件连接。空气可以通过基底端或支撑元件中的孔隙抽吸，并且通过邻近加热元件的插入的消耗品，使得可通过对加热元件进行加热来生成气溶胶。
加热室的第一开口端可以包括宽度大于腔室的内部宽度的突出边缘。突出边缘区段可以允许加热室被抓握并从壳体的腔室移除。突出边缘区段可以防止加热室插入到腔室中太深。
突出边缘区段可被构造成使得突出边缘区段具有比腔室的内径更大的外径。因此，突出边缘区段可以限制加热室插入腔室中。突出边缘区段的外径可以与气溶胶生成装置的壳体的外径相同，以用于当将加热室插入腔室中时有利于形成光滑的外表面。因此，可以优化将加热室插入到装置的腔室之后的装置处理。
加热室可以具有类似消耗品的外形的形状。消耗品可以牢固地保持在加热室的腔内。
加热室可以在第一位置与第二位置之间可移动地联接到腔室，所述第一位置是由加热元件与气溶胶形成基质接触限定的操作位置，所述第二位置是由气溶胶形成基质与加热元件部分地分离限定的抽出位置。在第二位置，加热室可以部分地从气溶胶生成装置的腔室移除。在这方面，第二位置可以有助于容易地移除气溶胶生成制品。第二位置可以是气溶胶生成制品从腔室部分地抽出的位置。可以通过对应抽出加热室来促进从腔室的抽出。在气溶胶生成装置的操作之后，使用者可以从腔室部分地移除加热室。使用过的气溶胶生成制品仍可保持在加热室内。由于加热室的部分移除，加热元件然后可以不再完全穿透到气溶胶生成制品的气溶胶形成基质中。这可以有利于需要较少的力移除使用过的气溶胶生成制品。由于被穿透的气溶胶形成基质与加热元件之间的摩擦可能减少，因此可能需要较少的力。在从加热室并从气溶胶生成装置移除气溶胶生成制品之前，通过从气溶胶生成装置的腔室部分地抽出加热室，气溶胶形成基质的较少残留物可以被松动。
替代地，在第二位置，可以将加热室从气溶胶生成装置的腔室中完全移除。在这方面，包含使用过的气溶胶生成制品的加热室可以被完全移除以便于移除制品。在从加热室移除使用过的气溶胶生成制品之前，在完全移除加热室时，气溶胶形成基质的残留物可以被松动。
加热室可被构造成将气溶胶形成基质定位成与加热元件接触，使得加热元件被构造成用于穿透气溶胶形成基质的内部部分，其中，加热室被构造成将气溶胶形成基质的内部部分定位成与加热元件接触，并且其中，气溶胶生成装置被构造成使得含有气溶胶形成基质的气溶胶生成制品部分地容纳在气溶胶生成装置内，使得使用者可以在气溶胶生成制品上抽吸。
至少一个空气入口可以设置在加热室与插入的消耗品之间。空气入口可以作为加热室中的沟槽提供，使得消耗品可以牢固地保持在加热室内，同时空气可以在加热室与消耗品之间通过。
用于接收加热元件的加热室的基底端中的孔隙也可被构造为加热室空气入口，使得在使用期间空气可以通过孔隙抽吸并且引导通过加热元件。
所述装置可以包括至少一个空气入口，当加热室处于第一操作位置时，所述至少一个空气入口允许空气在加热室与气溶胶生成装置的壳体之间从加热室的第一开口端朝加热室的基底端传递并通过基底端中的孔隙。根据此方面的空气入口有助于使装置的壳体保持足够凉，以便使用者能够用其手指握住。
加热室的第一开口端和基底端可以通过侧表面连接。加热室可以在加热室的侧表面处包括开口。
以此方式，加热室可以被构造成柔性的，使得在插入到装置的腔室期间加热室的侧表面可以被压缩。在插入到腔室期间，加热室可以被牢固地保持在腔室内。消耗品可以通过加热室的柔性侧面压在一起，这可压缩消耗品中的基底。这可以优化感应加热器的操作期间的气溶胶生成。
侧表面可以包括锁定元件，以便于在加热室插入到壳体的腔室中时的卡扣配合。壳体可以包括对应于锁定元件的凹部。加热室可以包括阳锁定元件，并且在壳体的腔室中可以布置阴锁定元件，反之亦然。
加热室可以包括用于释放卡扣配合的按钮，使得能够从壳体的腔室中移除加热室。按下按钮可压缩加热室的侧表面，使得加热室的侧表面中的锁定元件与壳体的腔室中的对应锁定元件脱离。
加热室可以在第二基底端处包括用于将加热元件插入加热室中的孔隙，例如狭缝或孔。
加热元件可以不与加热室一体地连接。在将加热室插入到装置的腔室期间，加热元件可通过狭缝或孔插入到加热室中。加热元件可以是气溶胶生成装置的一部分，使得加热元件设置在腔室中，而只有加热室可以被构造成可从腔室移除，加热元件并不被构造成可从腔室移除。可通过设置加热室和单独的加热元件来优化消耗品的抽出。可以通过移除加热室来移除使用过的消耗品。此后，可以从加热室中移除使用过的消耗品。因此，加热室可充当抽出器，用于从装置抽出使用过的消耗品。
所述装置可包括控制器。控制器可以包括微处理器，所述微处理器可以是可编程微处理器。控制器可以包括其他电子部件。控制器可被配置成调节向感应加热器供应的电力。电力可以在启动装置之后连续地供应到感应加热器，或可以例如在逐次抽吸的基础上间歇性地供应。电力可以电流脉冲的形式供应到感应加热器。
所述装置可在壳体内包括电源，通常包括电池。作为替代方案，电源可以是另一形式的电荷存储装置，例如电容器。电源可能需要再充电，且可具有允许为一次或多次抽吸存储足够能量的容量；例如，电源可具有足够的容量以允许在约六分钟的时段中或在六分钟的倍数的时段中连续生成气溶胶。在另一实例中，电源可具有足够的容量以允许预定数量的抽吸或感应加热器的不连续启动。
气溶胶形成基质可包括均质化烟草材料。气溶胶形成基质可以包括气溶胶形成剂。气溶胶形成基质优选地包括均质化烟草材料、气溶胶形成剂以及水。提供均质化烟草材料可改善在加热气溶胶生成制品期间生成的气溶胶的气溶胶生成、尼古丁含量和香味特征。具体地说，制造均质化烟草的工艺涉及研磨烟草叶，其在加热时更有效地实现尼古丁和香味的释放。
感应加热器可以由抽吸检测系统触发。替代地，感应加热器可以通过按压开/关按钮保持使用者抽吸的持续时间来触发。
抽吸检测系统可以作为传感器提供，其可以被配置为气流传感器，并且可以测量气流速率。气流速率是表征使用者每次通过气溶胶生成装置的气流路径抽吸的空气量的参数。当气流超出预定阈值时，气流传感器可以检测到抽吸开始。然而，启动优选地在使用者激活按钮时开始。
传感器还可以被配置为压力传感器，用于测量气溶胶生成装置内的空气的压力，所述空气由用户在抽吸期间通过装置的气流路径抽吸。
上述的气溶胶生成装置和消耗品可为电操作吸烟系统。优选的是，气溶胶生成系统为便携式的。气溶胶生成系统可以具有相当于常规雪茄或香烟的尺寸。吸烟系统可以具有介于约30毫米与约150毫米之间的总长度。吸烟系统可以具有介于约5毫米与约30毫米之间的外径。
本发明还涉及一种气溶胶生成系统，其包括上述的气溶胶生成装置和气溶胶生成制品，所述气溶胶生成制品包括气溶胶形成基质并被构造成与气溶胶生成装置一起使用。
附图说明
将参考附图仅通过举例方式进一步描述本发明，在附图中：
图1从不同角度示出了根据本发明的包括加热元件的加热室；
图2示出了图1中描绘的加热室与气溶胶生成装置；
图3示出了插入气溶胶生成装置的腔室中的加热室；
图4示出了具有不同空气入口的气溶胶生成装置的示例性横截面图；以及
图5示出了具有单独的加热元件的加热室的不同实施例。
具体实施方式
图1从不同视角示出了加热室10。加热室包括侧表面12。加热元件14布置在侧表面12内。加热元件14可通过流经感应线圈的AC电流产生的磁场加热。感应线圈围绕加热元件14。磁场穿透加热元件14并在加热元件14中产生涡电流。这些电流在加热元件14中产生热量。
侧表面12围绕加热元件14布置。加热元件14沿着侧表面12的纵向轴线布置。支撑元件16设置在加热室10的基底端处。支撑构件16将侧表面12与加热元件14连接。支撑元件16和侧表面12由隔热材料和非导电材料制成。加热元件14由导电材料制成。支撑元件16具有使得空气可穿过支撑元件16中的孔隙18的形状。
在加热室10的第一开口端处，设置突出边缘区段20以便于将加热室10插入气溶胶生成装置的腔室中。消耗品可以在第一开口端处插入到加热室10中。突出边缘区段20的直径大于侧表面12的直径。
图2示出了图1中描绘的加热室10插入到气溶胶生成装置22中。气溶胶生成装置22具有模块化构造，其包括加热室10和壳体24。在壳体24内，设置气溶胶生成装置22的部件，例如电池和控制器，所述控制器用于控制从电池到感应加热器的电能流动。在壳体24的近端26处设置腔室，其中加热室10可插入该腔室中。在壳体24内邻近壳体24的近端26的壁中，布置感应线圈。感应线圈与加热元件14一起形成感应加热器。
以包含气溶胶形成基质的消耗品28的形式的气溶胶生成制品可插入到加热室10中。图2a示出了在插入到加热室10之前的消耗品28和在插入到气溶胶生成装置22的腔室之前的加热室10。在图2b中，加热室10已插入气溶胶生成装置22的腔室中。在图2c中，消耗品28已插入到加热室10中。气溶胶生成装置22包括用于激活感应加热器的按钮30。
在图3中，布置有感应线圈32的气溶胶生成装置22的壁被描绘为透明的，并且可以看到气溶胶生成装置22中的腔室34。在图3a中，加热室10尚未插入气溶胶生成装置22的腔室中。在图3b中，加热室10已插入气溶胶生成装置22的腔室中，使得加热元件14被感应线圈32环绕。
在图4中，描绘了具有三个不同的可能空气入口36、38、40的气溶胶生成装置22。在图4b中，空气入口36设置在气溶胶生成装置22的壳体24的侧表面处。环境空气可通过空气入口36抽吸到气溶胶生成装置22中，并且引导通过消耗品28以用于后续由使用者吸入。气流的方向由箭头指示。在图4c中，空气入口38设置在消耗品28与加热室10之间。在此实施例中，空气入口38被构造为加热室10中的沟槽。可将消耗品牢固地保持在加热室10内，同时空气可在加热室10与消耗品之间被抽吸到装置22中。在图4d中，空气入口40设置在气溶胶生成装置22的加热室10与壳体24之间。在图4中还描绘了电池42和控制器44。
图5示出了在侧表面48处具有开口46的加热室10。以此方式，在将加热室10插入到气溶胶生成装置22的腔室34期间，侧表面48可以被压缩。侧表面48的压缩可促进加热室10在气溶胶生成装置22的腔室34内的牢固配合。而且，由此在侧表面48与消耗品28之间产生牢固配合。为了进一步将加热室10固定在气溶胶生成装置22的腔室34内，锁定元件50可以设置在侧表面48处，其中对应的锁定元件在气溶胶生成装置22的腔室34处。图5还示出了加热元件14不与加热室10连接的实施例。相反，设置狭缝52以使得能够插入具有叶片形状的加热元件14。另外，代替狭缝52，可设置用于插入销状加热元件14的孔。
加热室10可插入腔室34中。当消耗品28插入到加热室10中时，装置可操作并且在第一位置。当加热室10从腔室34回缩或移除且消耗品28从加热室10移除时，装置不可操作并且在第二位置。
在图5b中，描绘了用于释放锁定元件50的附加按钮54，使得加热室10可从气溶胶生成装置22的腔室34移除。
本发明不限于所述实施例。本领域技术人员了解，在不同实施例的背景下描述的特征可以在本发明的范围内彼此组合。
