CN116133541A - 用于气溶胶产生装置的加热设备 - Google Patents

Abstract

描述了一种气溶胶产生装置。该气溶胶产生装置包括：加热腔室，该加热腔室包括布置成接纳消耗品的开口；加热设备，该加热设备用于加热该消耗品；其中，该加热设备包括两个或更多个加热部段和至少一个绝热体；该两个或更多个加热部段沿着该加热腔室的长度纵向布置、并且被配置成被独立加热；以及，该至少一个绝热体布置在相邻的加热部段之间。如此，该装置能够有效地加热不同形状和尺寸的消耗品。

Description

用于气溶胶产生装置的加热设备

本发明涉及一种用于气溶胶产生装置的加热设备。

背景技术

已知的气溶胶产生装置(比如，电子烟和烟草蒸气产品)常常使用加热设备来加热气溶胶产生介质，以便产生供由用户吸入的气溶胶或蒸气。气溶胶产生介质通常以消耗品的塞子或烟弹的形式***装置的加热腔室中。不同类型的消耗品为可以用的，这些消耗品的尺寸可以有所不同；然而，由于消耗品、加热腔室及加热设备的尺寸不同，许多现有的气溶胶产生装置仅限于接纳特定的消耗品。通常，气溶胶产生装置被配置成接受单一尺寸的单一类型的消耗品。由于这些特定的配置，因此存在这样的问题：这些装置不能接受不同类型的消耗品，且不能将这些消耗品有效加热。因此，本发明的目的在于提供一种用于气溶胶产生装置的加热设备，该加热设备能够有效地加热不同形状和尺寸的消耗品。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种气溶胶产生装置，气溶胶产生装置包括：加热腔室，该加热腔室包括开口，该开口布置成接纳消耗品；加热设备，该加热设备用于加热该消耗品；其中，该加热设备包括加热叶片，该加热叶片包括两个或更多个加热部段和至少一个绝热体；该两个或更多个加热部段沿着该加热腔室的长度纵向布置、并且被配置成被独立加热；以及，该至少一个绝热体布置在相邻的加热部段之间。

加热设备具有可以被独立加热的多个加热部段，这样允许设备仅加热那些被布置或被配置成有效加热消耗品的部段。

为了加热接纳在加热腔室中的消耗品，未被选择直接加热的(即，被启用的)加热部段在这里被称为未使用的加热部段(或未使用的部段)。典型地，这是因为未使用的部段不能有效地加热消耗品。例如，未使用的加热部段可以不与消耗品接触，或者只有一小部分消耗品与未使用的加热部段接触。需要的加热部段(或需要的部段)指的是已经被选择为直接加热来加热容纳在加热腔室中的消耗品的加热部段，并且是非未使用部段的任何加热部段。

在加热部段之间布置绝热体减少了部段之间的热传导。任何从需要的加热部段传递到未使用的部段的热量均为被浪费的能量。由于部段之间的热传递减少，因此绝热体增加了加热设备的有效性和效率；延长了装置的电池寿命、并且改善了用户体验。

在本发明的一些示例中，加热腔室为管状。这可以有助于更均匀地加热接纳在加热腔室中的消耗品。

气溶胶产生装置同样可以被称为“被加热的烟草装置”、“加热不灼烧烟草装置”、“用于汽化烟草产品的装置”等等，而这被解释为适合于达到这些效果的装置。本文披露的特征同样适用于被设计成使任何气溶胶产生介质汽化的装置。

术语“消耗品”是指气溶胶产生介质、包括气溶胶产生介质的烟弹或其他容器、或适合将气溶胶产生介质输送到装置中使得可以产生气溶胶的任何其他部件。

优选地，加热设备沿着加热腔室纵向延伸，其中，加热部段为加热设备的轴向对齐的区段。更优选地，加热设备还布置成穿过加热腔室的中心纵向轴线。

优选地，每个加热部段被布置成使得每个加热部段的纵向轴线基本平行于加热腔室的纵向轴线。

优选地，需要的加热部段和与需要的加热部段相邻的绝热体的长度总和基本上相当于所接纳的消耗品的基质部分的长度。更优选地，需要的加热部段和与需要的加热部段相邻的绝热体的长度之和基本上相当于所接纳的消耗品的基质部分的长度减去离开口最远的绝热体的长度。如此，相对于接触基质的绝热体的区域，接触基质的加热部段的区域增加了，从而提高了消耗品的基质部分的加热效率。

可选地，装置可以包括三个或更多个沿加热腔室长度布置的加热部段；以及多个绝热体，绝热体包括布置在第一对相邻加热部段之间的第一绝热体和布置在第二对相邻加热部段之间的第二绝热体。

将加热设备分成大量可被独立加热的加热部段，提高了对消耗品加热的控制水平。此外，当加热设备被分成更多数量的加热部段时，指定消耗品的长度可更精确地匹配整数个加热部段所占据的区域。

第一绝热体的绝热特性可以与第二绝热体的绝热特性不同。如此，可根据加热设备的设计来调节隔热性能，从而节省制造资源并且减小设备的尺寸。例如，若第一绝热***于两个大功率或大加热部段之间，则第一绝热体应该比位于两个小功率或小加热部段之间的第二绝热体具有更强的绝热性能。在另一个示例中，特定的加热部段可以不如其他加热部段那样被频繁地加热，那么这些加热部段的附近可以不需要具有同样高绝热性能的绝热体(如被频繁加热的加热部段附近的绝热体)。

加热叶片可以被配置成当消耗品被接纳在加热腔室中时刺入消耗品。

这样，当消耗品在加热腔室中时，加热叶片可以从内部加热消耗品。此外，加热叶片可以将消耗品固定或辅助固定在加热腔室内。

加热叶片可以包括朝向加热腔室的开口的刺入端部。

加热叶片的刺入端部指向加热腔室的开口、并且朝向开口变窄。刺入端部便于将消耗品***加热腔室。可以是在消耗品内穿孔，以使加热叶片(的至少一部分)穿入，或者是将加热叶片轻松***消耗品上已经存在的槽中。

在一些示例中，加热设备可以包括沿着加热腔室的内表面或外表面延伸的加热元件。例如，加热元件可以为包裹在加热腔室的内表面或外表面周围的薄膜加热元件。此设备可以从外部均匀地加热接纳在加热腔室中的消耗品。

至少一个绝热体可以包括加热设备中的至少一个孔。占据孔的空气的热导率低于加热部段的热导率，因此热量无法容易地在加热部段之间传递。可以调整孔的形状、尺寸、数量及排列，以确定至少一个绝热体的绝热性能。至少一个孔作为绝热体的实施方式减少了加热设备的重量，且不需要将任何额外的部件结合到设备中。

至少一个绝热体可以包括绝热材料。绝热材料的热导率低于加热部段的热导率，因此热量无法容易地在部段之间传递。用作绝热材料的材料类型以及绝热材料的数量、尺寸及形状可以被修改以确定至少一个绝热体的绝热特性。例如，绝热材料可以为聚酰亚胺。聚酰亚胺材料重量轻、柔韧、耐热且耐化学品，这使其成为手持式气溶胶产生装置中绝热材料的良好选择。在一些示例中，使用单一类型的材料作为所有绝热体中的绝热材料。然而，在其他示例中，可以使用多种不同类型的材料作为绝热材料。

加热设备还可以包括支撑元件，支撑元件沿着加热设备的长度延伸并且被布置成支撑加热部段。支撑元件可以增大加热设备的结构完整性，从而延长加热设备的耐用性。支撑元件可以包括绝热材料。如此，可以减少或防止通过支撑元件的热传递。支撑元件可以为加热设备内的中央芯部，加热设备的其他部件(比如，加热部段)布置在该中央芯部周围。这样提供了如上讨论的结构上的、和可选的绝热的优点，同时允许加热设备的结构紧凑。

至少一个绝热体可以包括多个绝热元件。术语绝热元件可以指如上所述的孔或绝热材料，或具有绝热能力的其他元件。例如，至少一个绝热体可以包括绝热材料，其中遍及绝热材料布置有孔。也就是说，在一些实施例中，至少一个绝热体中的每个绝热体可以包括多个绝热元件。包括这种绝热体的加热设备将受益于与每种类型的绝热元件相关的优点，并且优化对消耗品的加热效率。

气溶胶产生装置还可以包括两个或更多个导电轨道，导电轨道布置在加热设备上、并且被配置成向两个或更多个加热部段供电。

优选地，每个导电轨道向单个加热部段供电。单独的导电轨道向单独的加热部段供电使得导电轨道能够彼此远离地布置，减少了通过轨道的不期望的热传递。

导电轨道可以穿过至少一个绝热体。如此，减少了通过导电轨道的不期望的热传递。在本发明的一些示例中，导电轨道可以被绝热元件和/或支撑元件包围，以减少通过轨道的热传递。

气溶胶产生装置还可以包括布置在加热腔室内的基板；其中，基板相对于加热设备沿着加热腔室可移动。

基板可以限定加热腔室的长度，在一些示例中，用于确定哪些加热部段是需要的加热部段。可选地，基板包括绝热元件，以防止来自通电加热部段的不期望的热传导，并且保护气溶胶产生装置的其他区域不受加热设备和加热腔室的影响。

加热设备可以延伸穿过基板中的板开口。如此，当基板沿着加热腔室和加热设备移动时，加热设备起到基板的引导件的作用。

附图说明

现在将参照附图来详细描述本发明的示例，在附图中：

图1为根据本发明的示例的气溶胶产生装置的示意图；

图2为根据本发明的示例的用于气溶胶产生装置的加热设备的示意图；

图3为根据本发明的示例的用于气溶胶产生装置的加热设备的示意图；

图4为根据本发明的示例的用于气溶胶产生装置的加热设备的示意图；

图5为根据本发明的示例的用于气溶胶产生装置的加热设备的示意图；

图6为根据本发明的示例的气溶胶产生装置的示意图；以及

图7为根据本发明的示例的气溶胶产生装置的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种用于气溶胶产生装置1的加热设备10，该加热设备具有提高的加热效率。加热设备10的多个示例在图1至图7中示出并且描述如下。

图1示意性地展示了根据本发明的气溶胶产生装置1的一部分。装置1包括壳体2和管状加热腔室40，管状加热腔室布置在壳体2内、并且被配置成固持包括气溶胶产生介质的消耗品。加热腔室40包括开口42，可以穿过该开口来接纳消耗品。

加热设备10布置在加热腔室40内、并且包括加热叶片20，加热叶片被配置成当消耗品被引入加热腔室40时刺入和/或穿入消耗品，使得在使用中，消耗品被从其内部加热。加热叶片20的刺入端部22指向加热腔室40的开口，以便于加热叶片20和消耗品之间的相互作用。加热设备10包括沿加热腔室40的长度纵向布置的多个加热部段12，每对加热部段12由绝热体14隔开。每个加热部段12可以被彼此独立地加热、并且连接至电源(未示出)，电源在启用时向加热部段12提供能量。这样使得加热设备10能够有效地加热不同尺寸的消耗品，其原因是只有特定消耗品所需的加热部段12才会被启用。典型地，加热部段12为使用电阻加热产生热量的电导体，比如线加热器、网状加热器、以及膜加热器。

将成对的加热部段12分隔开的绝热体14减少了加热部段12之间的热传导。从需要的加热部段传递到未使用的加热部段的任何热量都是被浪费的能量，这些能量本可以用于为需要的加热部段提供电力、并且更有效的加热消耗品。因此，绝热体14提高了加热设备10的有效性和效率。

在此示例中，装置1还包括基板50，基板布置在加热腔室40内、并且被配置成相对于加热设备10沿着加热腔室40移动，以便限定加热腔室40的长度。加热设备10延伸穿过基板50中的板开口52，因此加热设备还在基板相对于加热设备50移动时用作基板50的引导件。在使用时，当消耗品已经被引入加热腔室40时，基板50沿着加热腔室40移动至基板与消耗品接触。在本发明的一些示例中，基板50包括绝热材料或绝热元件，以防止热量从启用的加热部段12被不期望地传导、并且保护装置1的其余部分免受基板50的消耗品侧上的较高温度的影响。在本发明的一些示例中，基板50相对于加热设备10的位置用于确定需要哪些加热部段12来加热消耗品。在其他示例中，可以通过其他手部段来确定所需的加热部段12，比如，消耗品内的可检测标识物、加热设备10上的感测消耗品的尺寸和/或位置的传感器、或其他任何合适的手部段。

图2示意性地展示了根据本发明的用于气溶胶产生装置1的加热设备10。与图1中的示例类似地，加热设备10包括具有刺入端部22的加热叶片20和沿着加热叶片20的长度布置的加热部段12。绝热体14布置在相邻的加热部段12之间，以防止加热部段12之间的热传导。在此示例中，导电轨道60布置在加热设备10上、并且连接至加热部段12，以便从电源向加热部段12供电。加热设备10还包括沿着加热设备10的长度延伸的支撑元件30，支撑元件用于提高加热设备10的结构完整性。

支撑元件30可以是由遍及加热设备10布置的多个部分构成的框架，作为其它部件(如加热部段12)的骨架结构。可选地，支撑元件30可以是加热设备10内的中央芯部，其他部件围绕布置在该中央芯部周围。由于加热设备可以被重复使用于大量不同的消耗品，例如通过结合支撑元件30提高加热设备10的结构完整性，将延长加热设备10的使用寿命。

如加热设备10中包括支撑元件30，则重要的是加热部段12布置在支撑元件30的外部，以便有效地加热消耗品。优选地，在本发明的所有示例中，加热部段12为加热设备10的最外层。

根据加热设备10的性质和实施方式，由于加热设备12的其他部件(比如，加热部段12和绝热体14)提供了适当的结构完整性，因此可以不包括支撑元件30。

在图2的示例中，绝热体14包括布置在相邻加热部段12之间的孔14a。占据孔14a的空气的热导率低于加热部段12的热导率，因此热量无法在加热部段12之间容易地传递。在一些示例中，孔14a可以仅穿过设备10的加热部段12层，而在其他示例中，孔14a可以穿过额外的部件(比如，支撑元件30)或整个加热设备10。可以选择孔14a的尺寸和排列(例如，规则阵列、不规则阵列或随机阵列)以确定所提供的绝热性能以及加热设备10的结构完整性。使绝热体14包括孔14a具有其他相关的益处，比如，由于需要更少的材料和材料类型，因此降低了成本并且增大了制造的容易程度。使用孔14a还减轻了加热设备10的重量，这可以对于包括加热设备10的气溶胶产生装置的使用者来说有吸引力。后文将结合图3、图4及图5对不同类型的绝热体14进行描述。

尽管图2所示的示例包括四个加热部段12，但根据本发明的其它加热设备10可以包括任意数量(大于两个)的加热部段12。图2所示的加热部段12也基本上具有相同的尺寸和形状(除了结合有加热叶片20的刺入端部22的加热部段12以外)。然而这不是必需的，加热部段12的尺寸可以设计为对应于旨在与加热设备10一起使用的消耗品。例如，另一加热设备10可以具有大量的小加热部段12，每个加热部段由绝热体14隔开，以便增加可以被加热设备10有效加热的不同尺寸消耗品的范围。

在图2所示的加热设备10中，为每个加热部段12提供了单独的导电轨道60，以便向相应的部段12输送电力。在另一示例中，可以提供单个的主导电轨道60，主导电轨道沿着加热设备10的长度分开，使得单独的加热部段12可以被独立供电。优选地，除了由导电轨道60供电的单独的加热部段12以外，导电轨道60不会与任何加热部段12接触。这样有助于通过避免热量借助传导轨道60在加热部段12之间传递来隔绝加热部段12。在本发明的一些示例中，当靠近其他加热部段12时，导电轨道60可以被绝热体14包围或部分包围。导电轨道60也可以布置在支撑元件30内。

图3示意性地展示了根据本发明的用于气溶胶产生装置1的另一种加热设备10。图3的加热设备10类似于图2所示的加热设备，然而绝热体14包括绝热材料14b而不是孔14a。绝热材料14b的热导率低于加热部段12的热导率，因此热量无法像没有绝热体12时那样容易地在部段12之间传递。可以选择用作绝热材料14b的材料类型，以便确定绝热体14的绝热特性。绝热材料14b的量、尺寸及形状也可以被更改以确定所得的绝热性能。绝热材料14b可以包括聚酰亚胺或其他高温塑料、陶瓷、玻璃纤维或环氧树脂。

将绝热材料14b结合到绝热体14中减少了加热部段12之间传导的热量，同时提高了加热设备10的结构完整性。如支撑元件30包括在加热设备10中，则绝热体14也可以连接至支撑元件30以提高装置10的结构完整性，然而这也取决于绝热体14的类型和排列。例如，当绝热体包括绝热材料14b时，绝热体可连接至支撑元件30。然而，如绝热体14包括孔14a，则这样可能无法连接至支撑元件30。此外，支撑元件30可以包括绝热材料14b，以防止热量通过支撑元件30传递。

在本发明的一些示例中，加热设备10中的每个绝热体14可以具有与加热设备10中的其他绝热体14相同的绝热特性。然而，在一些示例中，同一加热设备10中的不同绝热体14可以具有互不相同的绝热特性。这样允许根据需要精确控制遍及加热部段12的热传导。例如，与离加热叶片20的刺入端部22最远的加热部段12相比，包括刺入端部22的加热部段12可以是更多类型消耗品的所需要的部段。因此，包括刺入端部22的加热部段12将被更频繁地加热，故邻近该部段12的绝热体14可以是比离刺入端部22最远的加热部段12的绝热体14更好的绝热体。

尽管前面的示例显示了仅使用单一类型的绝热体14(例如，孔14a或绝热材料14b)的加热设备10，但不同类型的绝热体14可以组合并且一起用于相同的加热设备10中，如图4所示。

图4示意性地展示了根据本发明的用于气溶胶产生装置1的加热设备10。如前述示例，加热设备10包括多个加热部段12，其中，相邻的部段12由绝热体14隔开。加热设备10包括不同类型和配置的绝热元件(其中，孔14a和绝热材料14b均为绝热元件)或绝热体14。更具体地，绝热体14包括绝热材料14b，孔14a布置在整个绝热材料14b中。另一种绝热体14包括绝热材料14b和与绝热材料14b相邻的(在加热部段12中的)一排孔14a。这些是不同类型的绝热体14组合的示例，可能存在更多未示出的示例。

图5示意性地展示了根据本发明的用于气溶胶产生装置1的加热设备10。在图5的示例中，每个绝热体14为单个孔14a，该单个孔限定出相邻加热部段12之间的间隙。已强调绝热体14的尺寸，以示出支撑元件30如何用作加热设备10的中央芯部，加热部段12布置在该中央芯部周围。类似地，可以在部段12之间的间隙中看到用于对加热部段12供电的导电轨道60。

图6示意性地展示了根据本发明的气溶胶产生装置1的一部分。如在图1的装置1中那样，装置1包括壳体2和加热腔室40，加热腔室具有开口42，该开口布置在壳体2内、并且被配置固持气溶胶产生消耗品。加热设备10包括沿着加热腔室40的长度纵向布置的加热部段12。加热部段12设置在加热腔室40的内表面44上，使得在使用时消耗品从其外部被加热。加热部段12可以覆盖整个内表面44，或者可以在内表面44上布置成条带或图案。绝热体14布置在相邻加热部段12之间，以减少加热部段12之间的热传导，且可以为上述任意类型的绝热体14。可以在加热设备10和加热腔室40的内表面44之间设置额外的绝热体(未示出),以进一步减少浪费的能量并且保护壳体2和设备1免受产生的热量的影响。

在一些示例中，装置1还包括基板50，基板布置在加热腔室40内、并且被配置成相对于图1所述的加热设备10沿着加热腔室40移动，然而若无加热叶片22，则基板50可不包括板开口52。基板50可以包括诸如板夹54的结构，板夹布置成与已接纳在加热腔室40中的消耗品相互作用并且固定消耗品。

图7示意性地展示了根据本发明的气溶胶产生装置1的一部分。与上述其它装置类似地，装置1包括壳体2和管状加热腔室40，管状加热腔室具有开口42，该开口布置在壳体2内、并且被配置成固持气溶胶产生消耗品。加热设备10在加热腔室40的外部、并且包括至少一个缠绕在加热腔室40的外表面46周围的薄膜加热元件。

薄膜加热元件典型地包括柔性背衬膜上的柔性加热轨道，其中，加热轨道沿着迂回路径延伸以覆盖薄膜加热元件的加热部段12。在一些示例中，单个薄膜加热元件可以具有多个加热轨道，这些加热轨道形成能够被独立加热的单独的加热部段12。在其他示例中，加热设备10可以包括多个薄膜加热元件，其中，每个元件包括单个加热轨道、并且为可以被独立加热的单独的加热部段12。

不论薄膜加热元件如何实现，加热部段12均被绝热体14隔开，以便减少部段12之间的热传导，如此，加热设备10包括缠绕在加热腔室40的外表面46周围的加热部段12和绝热体14的交替的环(即，中空圆柱形加热部段12和绝热体14)。可以在加热设备10周围的层中、在加热设备10的与加热腔室40相对的一侧上设置额外的绝热体(未示出)，以进一步减少浪费的能量、并且保护装置1的其余部分免受产生的热量的影响。尽管图7的设备1中未示出基板50，但可以类似于参考图6的上述描述的方式将其包括在内。

Claims (15)

1.一种气溶胶产生装置，包括：

加热腔室，该加热腔室包括开口，该开口布置成接纳消耗品；

加热设备，该加热设备用于加热该消耗品；

其中，该加热设备包括加热叶片，该加热叶片包括两个或更多个加热部段和至少一个绝热体；

该两个或更多个加热部段沿着该加热腔室的长度纵向布置、并且被配置成被独立加热；以及

该至少一个绝热体布置在相邻的加热部段之间。

2.如权利要求1所述的气溶胶产生装置，包括：沿着该加热腔室的长度布置的三个或更多个加热部段；以及

多个绝热体，该多个绝热体包括布置在第一对相邻加热部段之间的第一绝热体和布置在第二对相邻加热部段之间的第二绝热体。

3.如权利要求2所述的气溶胶产生装置，其中，该第一绝热体的绝热特性与该第二绝热体的绝热特性不同。

4.如任一前述权利要求所述的气溶胶产生装置，其中，该加热叶片被配置成当该消耗品被接纳在该加热腔室中时刺入该消耗品。

5.如权利要求4所述的气溶胶产生装置，其中，该加热叶片包括朝向该加热腔室的开口的刺入端部。

6.如任一前述权利要求所述的气溶胶产生装置，其中，该至少一个绝热体包括该加热设备中的至少一个孔。

7.如任一前述权利要求所述的气溶胶产生装置，其中，该至少一个绝热体包括绝热材料。

8.如权利要求7所述的气溶胶产生装置，其中，该绝热材料为聚酰亚胺。

9.如任一前述权利要求所述的气溶胶产生装置，其中，该加热设备还包括支撑元件，该支撑元件沿着该加热设备的长度延伸、并且被布置成支撑该些加热部段。

10.如权利要求9所述的气溶胶产生装置，其中，该支撑元件包括绝热材料。

11.如任一前述权利要求所述的气溶胶产生装置，其中，该至少一个绝热体包括多个绝热元件。

12.如任一前述权利要求所述的气溶胶产生装置，进一步包括：

两个或更多个导电轨道，该两个或更多个导电轨道布置在该加热设备上、并且被配置成向该两个或更多个加热部段供电。

13.如权利要求12所述的气溶胶产生装置，其中，该些导电轨道穿过该至少一个绝热体。

14.如任一前述权利要求所述的气溶胶产生装置，进一步包括布置在该加热腔室内的基板；其中，该基板能够相对于该加热设备沿着该加热腔室移动。

15.如权利要求14所述的气溶胶产生装置，其中，该加热设备延伸穿过该基板中的板开口。

Images