CN110430770B - 用于感应加热气溶胶形成基质的多层感受器组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于感应加热气溶胶形成基质的多层感受器组件,其至少包括第一层和紧密连接到所述第一层的第二层。所述第一层包括第一感受器材料。所述第二层包括具有低于500℃的居里温度的第二感受器材料。所述感受器组件还包括紧密连接到所述第二层的第三层。所述第三层包括特定应力补偿材料和特定层厚度,用于补偿在处理所述多层感受器组件之后在所述组件中发生的热膨胀差异,使得至少在补偿温度范围内,所述感受器组件的总体热变形基本上限于面内变形。所述补偿温度范围至少从比所述第二感受器材料的所述居里温度低20K一直延伸到所述第二感受器材料的所述居里温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于感应加热气溶胶形成基质的多层感受器组件以及一种包含此多层感受器组件和待加热的气溶胶形成基质的气溶胶生成制品。
背景技术
包含气溶胶形成基质以在加热后形成可吸入气溶胶的气溶胶生成制品在现有技术中通常是已知的。为加热基质,可将气溶胶生成制品收纳在包括电加热器的气溶胶生成装置内。加热器可以是包括感应源的感应加热器。感应源生成交变电磁场,交变电磁场在感受器中诱发热量生成涡电流和/或磁滞损耗。感受器自身热邻近于待加热的气溶胶形成基质。具体地说,感受器可在制品中集成为与气溶胶形成基质直接物理接触。
为了控制基质的温度,已提出包括分别由第一和第二感受器材料制成的第一和第二层的双层感受器组件。第一感受器材料在热损耗且因此加热效率方面进行优化。相比之下,第二感受器材料用作温度标记物。为此,将第二感受器材料选择为具有低于第一感受器材料的居里温度但对应于感受器组件的预定义加热温度的居里温度。在其居里温度下,第二感受器的磁导率下降到一个单位,从而导致其磁性性质从铁磁性改变为顺磁性,并伴随着其电阻的临时改变。因此,通过监测由感应源吸收的电流的对应改变,可检测到第二感受器材料何时达到其居里温度,且因此何时达到预定义加热温度。
虽然这种双层感受器组件提供了加热温度的良好可控性,但在组件的处理期间或之后,已观察到分层结构的不希望的变形。同样,在组件用于感应加热气溶胶形成基质期间也观察到分层结构的不希望的变形。
因此,希望具有一种具有现有技术解决方案的优点但无其限制的用于感应加热气溶胶形成基质的多层感受器组件。具体地说,希望具有改进尺寸稳定性的多层感受器组件。
发明内容
根据本发明,提供一种用于感应加热气溶胶形成基质的多层感受器组件,其至少包括第一层和紧密连接到所述第一层的第二层。所述第一层包括第一感受器材料。所述第二层包括具有低于500℃(摄氏度)的居里温度的第二感受器材料。
优选地,所述第一感受器材料配置成感应加热气溶胶形成基质,且所述第二感受器材料配置成监测感受器组件的温度。为此,所述第二感受器材料的居里温度优选地对应于感受器组件的预定义加热温度。
如本文中所使用,术语‘紧密连接’是指多层组件内的两个层之间的机械连接,使得机械力可在两个层之间,尤其在平行于层结构的方向上传送。所述连接可以是层状、二维、区域或全区域连接,即,横越两个层的相应相对表面的连接。所述连接可以是直接的。具体地说,彼此紧密连接的两个层可彼此直接接触。或者,所述连接可以是间接的。具体地说,所述两个层可通过至少一个中间层间接连接。
优选地,所述第二层布置在所述第一层上且与所述第一层紧密连接,尤其与所述第一层直接连接。
根据本发明,已经认识到,在不同温度下处理和操作多层感受器组件可能由于各种层材料的热膨胀之间的特定差异而导致造成变形。举例来说,如上文所描述的双层感受器组件的处理可以包括在给定温度下将两种层材料彼此紧密连接。连接所述层之后可能是对组装的感受器进行热处理,例如退火。在温度的后续改变期间,例如在感受器组件的冷却期间,由于组件的结合性质,个别层无法自由变形。因此,由于不同的热膨胀特性,一层可能在另一层上施加压缩或拉伸应力,尤其是在邻近层上。这种压缩或拉伸应力可能导致观察到的机械应力和变形,尤其是感受器组件的面外弯曲。
为了解决这种情况,根据本发明的感受器组件还包括紧密连接到第二层的第三层。所述第三层包括特定应力补偿材料和特定层厚度,用于补偿在处理多层感受器组件之后,尤其在将所述层彼此紧密连接之后和/或在热处理多层感受器组件之后,在所述组件中发生的热膨胀差异,使得至少在补偿温度范围内,感受器组件的总体热变形基本上限于面内变形,其中补偿温度范围至少从比第二感受器材料的居里温度低20K一直延伸到第二感受器材料的居里温度。
如本文所用,术语“变形”意味着感受器组件的形状和/或大小从初始或未变形配置变为已变形配置。“面内变形”也称为“面内应变”,如本文中是指变形限于与多层感受器组件的层结构平行的平面。
如本文所用,术语“基本上限于面内变形”意味着在与多层感受器组件的层结构正交的方向上仍然可能存在小但不显著的面外变形。然而,任何面外变形限制为使得感受器组件表面上的任何点的曲率小于感受器组件的厚度的5%,尤其小于1%,优选小于0.5%。优选地,感受器组件的总体热变形限于至少在补偿温度范围内的面内变形。
因此,第三层有利地允许在与多层感受器组件的层结构正交的方向上保持感受器组件的原始所需的形状,并且优选地还保持原始所需的大小。
如本文所用,术语“层厚度”是指在层的顶侧与底侧之间延伸的尺寸。同样,术语“感受器组件的厚度”是指感受器组件在与层结构正交的方向上的最大延伸。如本文所用,术语“特定应力补偿材料”和“特定层厚度”是指特别选择用于补偿在处理多层感受器组件之后在所述组件中发生的热膨胀差异的应力补偿材料和层厚度,使得至少在补偿温度范围内,感受器组件的总体热变形基本上限于面内变形。本文所述术语“特别选择”意味着第三层的应力补偿材料和层厚度选择为适当考虑第一和第二感受器材料以及第一和第二层的厚度,并且还适当考虑组件的共同接合性质及其处理,及处理历史。
如本文中所使用,所述多层感受器组件的处理可以包括以下中的至少一个:在给定温度下将所述层材料彼此紧密连接,或热处理所述多层感受器组件,例如退火。具体地说,所述感受器组件可以是经过热处理的感受器组件。在任一状况中,在如本文中所提到的处理期间,所述层或所述组件的温度分别不同于当用于感应加热气溶胶形成基质时感受器组件的操作温度。通常,将所述层材料彼此紧密连接期间和热处理多层感受器组件期间的温度大于用于感应加热的感受器组件的操作温度。
从比第二感受器材料的居里温度低20K一直到第二感受器材料的居里温度的补偿温度范围对应于用于生成气溶胶的感受器组件的典型操作温度范围。
有利地,所述补偿温度范围的跨度还可大于20K。因此,所述补偿温度范围至少可以从比第二感受器材料的居里温度低50K,尤其低100K,优选地低150K一直延伸到第二感受器材料的居里温度。最优选地,所述补偿温度范围至少可以从环境室温一直延伸到第二居里温度。同样地,所述补偿温度范围可对应于在150℃与第二感受器材料的居里温度之间、尤其在100℃与第二感受器材料的居里温度之间、优选地在50℃与第二感受器材料的居里温度之间、最优选地在环境室温与第二感受器材料的居里温度之间的温度范围。
当从低于第二居里温度接近第二居里温度时,第二感受器材料中的磁化且因此任一磁致伸缩作用会消失。因此,补偿温度范围的上限优选地对应于第二感受器材料的居里温度。然而,补偿温度范围的上限可高于第二感受器材料的居里温度。举例来说,补偿温度范围的上限可比第二感受器材料的居里温度高至少5K,尤其高10K,优选地高至少20K。
优选地,应力补偿材料的热膨胀系数基本上等于第一感受器材料的热膨胀系数。如本文所用,术语“基本上等于”意味着第一层材料和第三层材料的热膨胀系数之间可能存在较小但不显著的差异。然而,任何可能的差异都有限,使得应力补偿材料的热膨胀系数与第一感受器材料的热膨胀系数偏差小于±5%,尤其小于±1%,优选地小于±0.5%。最优选地,应力补偿材料的热膨胀系数等于第一感受器材料的热膨胀系数。
具体地说,第三层的应力补偿材料甚至可以与第一层的第一感受器材料相同。
此外,第三层的层厚度可以基本上等于第一层的层厚度。如本文所用,术语“基本上等于”意味着第一层和第三层的层厚度之间可能存在小但不显著的差异。然而,任何可能的差异都有限,使得第三层的层厚度与第一感受器材料的层厚度偏差小于±5%,尤其小于±1%,优选地小于±0.5%。更优选地,第三层的层厚度等于第一层的层厚度。
在感受器组件的优选配置中,第三层的层厚度等于第一层的层厚度,并且应力补偿材料的热膨胀系数基本上等于第一感受器材料的热膨胀系数,尤其是第三层的应力补偿材料与第一层的第一感受器材料相同。有利地,此优选配置提供有关热膨胀的对称层结构。
或者,应力补偿材料的热膨胀系数可不同于第一感受器材料的热膨胀系数,且优选地还不同于第二感受器材料的热膨胀系数。因此,第二感受器材料的热膨胀系数可大于第一感受器材料的热膨胀系数且小于应力补偿材料的热膨胀系数。反过来也如此,第二感受器材料的热膨胀系数可小于第一感受器材料的热膨胀系数且大于应力补偿材料的热膨胀系数。在这些情况下,可以主要通过选择第三层的适当层厚度来补偿热膨胀的差异。
第三层的应力补偿材料可以不同于第一层的第一感受器材料。这不排除应力补偿材料的热膨胀系数基本上等于第一感受器材料的热膨胀系数。
根据本发明,第三层紧密连接到第二层。在此内容背景中,术语‘紧密连接’以与上文关于第一和第二层所定义相同的方式使用。
如本文中所使用,术语‘第一层’、‘第二层’和‘第三层’仅为标称的,且不一定指定相应层的特定次序或序列。
优选地,第三层布置在第二层上且紧密连接到第二层,所述第二层又可布置在第一层上且紧密连接到第一层。
或者,第三层可通过第一层紧密连接到第二层。在此状况下,第一层可以是第三层与第二层之间的中间层。具体地说,第二层可布置在第一层上且紧密连接到第一层,所述第一层又可布置在第一层且紧密连接到第一层。
优选地,第一层、第二层和第三层是多层感受器组件的邻近层。在此状况下,第一层、第二层和第三层可彼此直接紧密物理接触。具体地说,第二层可以包夹在第一层与第三层之间。
或者,所述感受器组件可以包括至少一个其它层,尤其是布置在第一层、第二层和第三层中的两个相应层之间的至少一个中间层。
第一层或第三层中的至少一层可以是多层感受器组件的边缘层。
关于处理感受器组件,尤其是关于组装各种层,层中的每一个层可被镀覆、沉积、涂布、包覆或焊接到相应的邻近层上。具体地说,这些层中的任一层可通过喷涂、浸涂、滚涂、电镀或包覆而施加到相应邻近层上。这尤其适用于第一层、第二层和第三层,以及如果存在的话,至少一个中间层。
无论如何,上文所描述的配置或层结构中的任一个都在如本文中所使用且上文进一步定义的术语‘紧密连接’内。
如本文中所使用,术语‘感受器’是指在经受改变的电磁场时能够将电磁能转换成热量的元件。这可以是在感受器材料中诱发的磁滞损耗和/或涡电流的结果,所述诱发取决于感受器材料的电气性质和磁性性质。感受器组件的材料和几何布置可被选择为提供所要热量生成。
优选地,第一感受器材料也可具有居里温度。有利地,第一感受器材料的居里温度不同于、尤其是高于第二感受器材料的居里温度。因此,第一感受器材料可具有第一居里温度,且第二感受器材料可具有第二居里温度。居里温度为高于所述温度时,亚铁磁性或铁磁性材料会分别失去其亚铁磁性或铁磁性且变成顺磁性的温度。
通过至少具有第一和第二感受器材料,其中第二感受器材料具有居里温度且第一感受器材料不具有居里温度或第一和第二感受器材料各自具有不同于彼此的居里温度,感受器组件可提供多种功能性,例如感应加热和控制加热温度。具体地说,这些功能性可由于存在至少两个不同的感受器而分离。
优选地,第一感受器材料配置成加热气溶胶形成基质。为此,第一感受器材料可在热损耗且因此加热效率方面进行优化。第一感受器材料可具有超过400℃的居里温度。
优选地,第一感受器材料由防腐蚀材料制成。因此,第一感受器材料有利地抵抗任何腐蚀性影响,尤其在感受器组件与气溶胶形成基质直接物理接触地嵌入于气溶胶生成制品中的状况下。
第一感受器材料可以包括铁磁金属。在所述状况下,热量可不仅通过涡电流生成且还能通过磁滞损耗生成。优选地,第一感受器材料包括铁(Fe)或铁合金,例如钢或铁镍合金。具体地说,第一感受器材料可以包括不锈钢,例如铁素体不锈钢。可尤其优选的是,第一感受器材料包括400系列不锈钢,例如410级不锈钢,或420级不锈钢,或430级不锈钢或类似级的不锈钢。
第一感受器材料可替代地包括合适的非磁性,尤其为顺磁性导电材料,例如铝(Al)。在顺磁性导电材料中,感应加热仅通过由于涡电流引起的电阻性加热而发生。
或者,第一感受器材料可以包括非导电亚铁磁材料,例如非导电亚铁磁陶瓷。在所述状况下,热量仅通过磁滞损耗生成。
相比之下,第二感受器材料可被优化且配置成用于监测感受器组件的温度。第二感受器材料可选择成具有基本上对应于第一感受器材料的预定义最大加热温度的居里温度。最大所要加热温度可被大致定义成感受器组件应加热到以便从气溶胶形成基质生成气溶胶的温度。然而,最大所要加热温度应足够低,以避免气溶胶形成基质的局部过热或燃烧。优选地,第二感受器材料的居里温度应低于气溶胶形成基质的燃点。第二感受器材料被选择为具有低于500℃的可检测居里温度,优选为等于或低于400℃,尤其为等于或低于370℃。举例来说,
第二感受器可具有介于150℃与400℃之间,尤其为介于200℃与400℃之间的指定居里温度。虽然居里温度和温度标记物功能为第二感受器材料的主要性质,但其也可有助于加热感受器组件。
优选的是,第二感受器作为致密层存在。致密层具有比多孔层高的磁导率,使得更容易检测在居里温度下的细微变化。
优选地,第二感受器材料包括铁磁金属,例如镍(Ni)。取决于杂质的性质,镍的居里温度分别在约354℃到360℃或627K到633K的范围内。此范围内的居里温度是理想的,因为其与感受器应加热到以便从气溶胶形成基质生成气溶胶的温度大致相同,但仍足够低,以避免气溶胶形成基质的局部过热或燃烧。
或者,第二感受器材料可以包括镍合金,尤其是Fe-Ni-Cr合金。有利地,Fe-Ni-Cr合金是防腐蚀性的。作为一实例,第二感受器可以包括商用合金,如Phytherm 230或Phytherm 260。这些Fe-Ni-Cr合金的居里温度可定制。Phytherm 230具有其中有50wt%Ni、10wt%Cr且其余是Fe的组合物(以重量%为单位=wt%)。Phytherm 230的居里温度是230℃。Phytherm 260具有其中有50wt%Ni、9wt%Cr且其余是Fe的组合物。Phytherm 260的居里温度是260℃。
同样地,第二感受器材料可以包括Fe-Ni-Cu-X合金,其中X是取自Cr、Mo、Mn、Si、Al、W、Nb、V和Ti的一种或多种元素。
与第三层相同,应力补偿材料优选地可以是与第一层的第一感受器材料相同的材料。因此,应力补偿材料可以包括铁磁金属,优选铁(Fe)或铁合金,例如钢,或铁镍合金。具体地说,应力补偿材料可以包括不锈钢,例如铁素体不锈钢。可尤其优选的是,应力补偿材料包括400系列不锈钢,例如410级不锈钢,或420级不锈钢,或430级不锈钢或类似级的不锈钢。应力补偿材料还可以包括合适的非磁性,尤其为顺磁性导电材料,例如铝(Al)。或者,应力补偿材料可以包含奥氏体不锈钢。举例来说,第三层可以包含X5CrNi18-10(根据欧洲标准(EN)命名法、材料编号1.4301,也被称为V2A钢)或X2CrNiMo17-12-2(根据欧洲标准(EN)命名法,材料编号1.4571或1.4404,也被称为V4A钢)。有利地,由于其顺磁性特性和高电阻,奥氏体不锈钢仅对第二感受器材料施加弱屏蔽,使其不受施加到第一和第二感受器的电磁场影响。
第三层的层厚度可为第一层的层厚度的0.5到1.5倍,尤其是0.75到1.25倍。在处理期间或之后,这些范围内的第三层的层厚度可以证明对于在多层感受器组件中发生的热膨胀反应或甚至补偿热膨胀的差异有利。优选地,第三层的层厚度等于第一层的层厚度。
如本文中所使用,术语‘厚度’是指在顶侧与底侧之间,例如在层的顶侧与底侧之间或在多层感受器组件的顶侧与底侧之间延伸的尺寸。术语‘宽度’在本文中是指在两个相对侧向侧面之间延伸的尺寸。术语‘长度’在本文中是指在前部与背部之间,或在与形成宽度的两个相对侧向侧面正交的其它两个相对侧面之间延伸的尺寸。厚度、宽度和长度可彼此正交。
多层感受器组件可以是长度介于5mm与15mm之间,宽度介于3mm与6mm之间,且厚度介于10mμ与500mμ之间的细长感受器组件。例如,多层感受器组件可以是细长条带,其具有为430级不锈钢条带的第一层,所述条带的长度为12mm、宽度介于4mm与5mm之间,例如4mm,且厚度介于10μm与50μm之间,例如25μm。430级不锈钢可涂布有作为第二感受器材料的第二镍层,其具有在5μm与30μm之间的厚度,例如10μm。在与第一层相对的第二层的顶部上,可涂布第三层,所述第三层也由430级不锈钢制成,具有与第一层相同的层厚度。有利地,此配置提供了与热膨胀相关的高度对称的层结构,基本上没有面外变形。
根据本发明的感受器组件可优选地被配置成由交变,尤其为高频电磁场驱动。如本文中所提到的,高频电磁场可在500kHz到30MHz之间,尤其在5MHz到15MHz之间,优选在5MHz与10MHz之间的范围内。
感受器组件优选为气溶胶生成制品的感受器组件,其用于感应加热为气溶胶生成制品的部分的气溶胶形成基质。
根据本发明,还提供一种气溶胶生成制品,其包括气溶胶形成基质,和根据本发明且如本文中所描述的用于感应加热基质的感受器组件。
优选地,感受器组件位于或嵌入于气溶胶形成基质中。
如本文中所使用,术语‘气溶胶形成基质’指的是在加热气溶胶形成基质后能够释放出可形成气溶胶的挥发性化合物的基质。气溶胶形成基质可方便地为气溶胶生成制品的部分。气溶胶形成基质可以是固体或液体气溶胶形成基质。在这两种情况下,气溶胶形成基质可以包括固体和液体组分两者。气溶胶形成基质可以包括含烟草材料,其含有在加热后从基质释放的挥发性烟草香味化合物。或者或另外,气溶胶形成基质可以包括非烟草材料。气溶胶形成基质可进一步包括气溶胶形成剂。合适的气溶胶形成剂的实例是丙三醇和丙二醇。气溶胶形成基质还可以包括其它添加剂和成分,例如尼古丁或香料。气溶胶形成基质还可以是糊状材料、包括气溶胶形成基质的多孔材料小袋,或例如与胶凝剂或粘剂混合的松散烟草,其可以包含例如丙三醇的常见气溶胶形成剂,且被压缩或模制成滤嘴段。
气溶胶生成制品优选地设计成与包括感应源的电操作气溶胶生成装置接合。感应源或感应器生成波动电磁场,用于在气溶胶生成制品定位于波动电磁场内时加热其感受器组件。在使用时,气溶胶生成制品与气溶胶生成装置接合,使得感受器组件定位于由感应器生成的波动电磁场内。
已关于感受器组件描述根据本发明的气溶胶生成制品的其它特征和优点,且将不再重复。
附图说明
将参考附图仅作为实例进一步描述本发明,在附图中:
图1示出根据本发明的多层感受器组件的示范性实施例的示意性透视图;
图2示出根据图1的感受器组件的示意性侧视图;
图3示出根据本发明的气溶胶生成制品的示范性实施例的示意性横截面图。
具体实施方式
图1和图2示意性地示出被配置成用于感应加热气溶胶形成基质的根据本发明的感受器组件1的示范性实施例。如下文将关于图3更详细地解释,感受器组件1优选地配置成嵌入于气溶胶生成制品中,与待加热的气溶胶形成基质直接接触。制品自身适于收纳在气溶胶生成装置内,所述气溶胶生成装置包括被配置成用于生成交变,尤其为高频电磁场的感应源。波动场在感受器组件1内生成涡电流和/或磁滞损耗,从而导致组件变热。感受器组件1在气溶胶生成制品中的布置和气溶胶生成制品在气溶胶生成装置中的布置使得感受器组件1准确定位在由感应源生成的波动电磁场内。
根据图1和图2所示的实施例的感受器组件1是三层感受器组件1。所述组件包括作为基层的第一层l0,其包括第一感受器材料。第一层10,即,第一感受器材料,在热损耗且因此加热效率方面被优化。在当前的实施例中,第一层10包括居里温度超过400℃的铁磁不锈钢。为控制加热温度,感受器组件1包括第二层20,其作为布置在第一层上且紧密连接到第一层的中间或功能层。第二层20包括第二感受器材料。在当前的实施例中,第二感受器材料是居里温度分别在约354℃到360℃或627K到633K范围内(取决于杂质的性质)的镍。此居里温度在温度控制和气溶胶形成基质的受控制加热方面证明是有利的。一旦在加热期间,感受器组件1达到镍的居里温度,第二感受器材料的磁性性质就会从铁磁性改变为顺磁性,伴随着其电阻的临时改变。因此,通过监测由感应源吸收的电流的对应改变,可检测到第二感受器材料何时达到其居里温度,且因此何时达到预定义加热温度。
然而,第一感受器材料和第二感受器材料具有不同的热膨胀系数的事实可能导致在第一层10和第二层20彼此紧密连接时感受器组件的不希望变形。这将在下文中解释。在处理感受器组件1的某一阶段期间,第一层10和第二层20在给定温度下彼此连接,通常接着是热处理,例如退火。在温度的后续改变期间,例如在感受器组件1的冷却期间,由于组件1的结合性质,个别层10、20无法自由变形。因此,由于第二层20内的镍材料的热膨胀系数大于第一层10内的不锈钢的热膨胀系数,所以在冷却后感受器组件1可能经受机械应力和变形。这些变形可以尤其是在感受器组件的使用中存在,也就是说,当感受器组件在用于生成气溶胶的典型操作温度范围内的温度下被驱动时存在。典型的操作温度可以在第二感受器材料的居里温度附近。
为了抵消不合需要的机械应力和变形,具体地说,感受器组件1的面外弯曲,根据本发明的感受器组件1还包括紧密连接到第二层20的第三层30。第三层30包括特定的应力补偿材料和特定层厚度T30,用于补偿在处理多层感受器组件之后在所述组件中发生的热膨胀差异,使得至少在补偿温度范围内,感受器组件1的总体热变形基本上限于面内变形。所述补偿温度范围至少从比所述第二感受器材料的所述居里温度低20K一直延伸到所述第二感受器材料的所述居里温度。因此,第三层有利地允许在与多层感受器组件的层结构正交的方向上保持感受器组件的原始所需的形状,并且优选地还保持原始所需的大小。
在当前的实施例中,第三层优选地包括与第一层相同的材料,即,铁磁不锈钢。另外,第三层30的层厚度T30优选地等于第一层10的层厚度T10。这可以证明提供基本上没有面外变形的高度对称的层结构特别有利。
关于图1和图2所示的实施例,感受器组件1呈长度L为12mm且宽度W为4mm的长条带形式。所有层的长度L为12mm且宽度W为4mm。第一层10为厚度T10为35μm的430级不锈钢条带。第二层20为厚度T20为10μm的镍条带。层30是也由430级不锈钢制成并且厚度T30为35μm的条带。感受器组件1的总厚度T是80μm。通过将镍条带20包覆到第一不锈钢条带10形成感受器组件1。之后,第三不锈钢条带30包覆在镍条带20之上。
因为第一层10和第三层30由不锈钢制成,其有利地为第二层20中的镍材料提供防腐蚀覆盖。
或者,第三层30可以包括与第一层10相比不同的材料和/或厚度。例如,第三层30可以包括作为应力补偿材料的奥氏体不锈钢,例如V2a或V24钢。此外,由于其顺磁性特性和高电阻,奥氏体不锈钢仅对第二层20的镍材料施加弱屏蔽,使其不受施加到其上的电磁场影响。
图3示意性地示出根据本发明的气溶胶生成制品100的示范性实施例。气溶胶生成制品100包括同轴对准地布置的四个元件:气溶胶形成基质102、支撑元件103、气溶胶冷却元件104和衔嘴105。这四个元件中的每一个为基本上圆柱形元件,各自具有基本上相同的直径。这四个元件依序地布置,且由外包装材料106包围以形成圆柱形杆。此特定气溶胶生成制品,尤其是四个元件的其它细节在WO2015/176898A1中公开。
细长感受器组件1位于气溶胶形成基质102内,与气溶胶形成基质102接触。如图3所示的感受器组件1对应于根据图1和2的感受器组件1。如图3所示的感受器组件的层结构被示为超大尺寸,但其关于气溶胶生成制品的其它元件并非按比例的。感受器组件1具有与气溶胶形成基质102的长度大致相同的长度,且沿着气溶胶形成基质102的径向中心轴线定位。气溶胶形成基质102包括由包装材料包围的卷曲均质化烟草材料的聚集片材。均质化烟草材料的卷曲片材包括作为气溶胶形成剂的丙三醇。
感受器组件1可在用于形成气溶胶形成基质的过程期间、在组装多个元件以形成气溶胶生成制品之前***于气溶胶形成基质102中。
图3所示的气溶胶生成制品100被设计成与电操作气溶胶生成装置接合。气溶胶生成装置可以包括感应源,其具有用于生成交变,尤其为高频电磁场的感应线圈或感应器,在将气溶胶生成制品与气溶胶生成装置接合后,气溶胶生成制品的感受器组件定位于所述电磁场中。
Claims (19)
1.一种用于感应加热气溶胶形成基质的多层感受器组件,所述多层感受器组件至少包括:
第一层,所述第一层包括第一感受器材料;
紧密连接到所述第一层的第二层,所述第二层包括具有低于500℃的居里温度的第二感受器材料;
紧密连接到所述第二层的第三层,所述第三层包括应力补偿材料和层厚度,用于补偿在将所述第一层、所述第二层、所述第三层彼此紧密连接之后和/或在热处理所述多层感受器组件之后在所述多层感受器组件中发生的热膨胀差异,使得至少在补偿温度范围内,所述多层感受器组件的总体热变形基本上限于面内变形,即:变形限于与所述多层感受器组件的层结构平行的平面,但在与所述多层感受器组件的层结构正交的方向上仍然存在面外变形,该面外变形限制为使得所述多层感受器组件的表面上的任何点的曲率小于所述多层感受器组件的厚度的5%,其中所述补偿温度范围至少从比所述第二感受器材料的所述居里温度低20K一直延伸到所述第二感受器材料的所述居里温度。
2.根据权利要求1所述的多层感受器组件,其中所述应力补偿材料的热膨胀系数基本上等于所述第一感受器材料的热膨胀系数。
3.根据权利要求1所述的多层感受器组件,其中所述第三层的所述应力补偿材料与所述第一层的所述第一感受器材料相同。
4.根据权利要求1所述的多层感受器组件,其中所述第二感受器材料的热膨胀系数大于所述第一感受器材料的热膨胀系数且小于所述应力补偿材料的热膨胀系数。
5.根据权利要求1所述的多层感受器组件,其中所述第二感受器材料的热膨胀系数小于所述第一感受器材料的热膨胀系数且大于所述应力补偿材料的热膨胀系数。
6.根据权利要求1所述的多层感受器组件,其中所述第三层的所述应力补偿材料与所述第一层的所述第一感受器材料不同。
7.根据权利要求1所述的多层感受器组件,其中所述第一感受器材料包含铝、铁或铁合金。
8.根据权利要求1所述的多层感受器组件,其中所述第二感受器材料包含镍或镍合金。
9.根据权利要求1所述的多层感受器组件,其中所述第三层的所述应力补偿材料包含奥氏体不锈钢。
10.根据权利要求1所述的多层感受器组件,其中所述第三层的层厚度是所述第一层的层厚度的0.5到1.5倍。
11.根据权利要求1所述的多层感受器组件,其中所述第一层、所述第二层和所述第三层是所述多层感受器组件中的邻近层。
12.根据权利要求1所述的多层感受器组件,其中所述第一感受器材料包含410级、420级或430级不锈钢。
13.根据权利要求1所述的多层感受器组件,其中所述第二感受器材料包含Fe-Ni-Cr合金。
14.根据权利要求1所述的多层感受器组件,其中所述第二感受器材料包含Fe-Ni-Cu-X合金,其中X是取自Cr、Mo、Mn、Si、Al、W、Nb、V和Ti的一种或多种元素。
15.根据权利要求10所述的多层感受器组件,其中所述第三层的层厚度是所述第一层的层厚度的0.75到1.25倍。
16.根据权利要求15所述的多层感受器组件,其中所述第三层的层厚度等于所述第一层的层厚度。
17.根据前述权利要求1-16中任一项所述的多层感受器组件,其中所述第三层布置在所述第二层上且紧密连接到所述第二层,并且其中所述第二层布置在所述第一层上且紧密连接到所述第一层。
18.一种气溶胶生成制品,其包括气溶胶形成基质和根据前述权利要求1-17中任一项所述的多层感受器组件。
19.根据权利要求18所述的气溶胶生成制品,其中所述多层感受器组件定位于所述气溶胶形成基质中。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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