EA041916B1 - INDUCTION HEATING UNIT FOR STEAM GENERATING DEVICE - Google Patents
INDUCTION HEATING UNIT FOR STEAM GENERATING DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- EA041916B1 EA041916B1 EA202091195 EA041916B1 EA 041916 B1 EA041916 B1 EA 041916B1 EA 202091195 EA202091195 EA 202091195 EA 041916 B1 EA041916 B1 EA 041916B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- air
- induction coil
- wall
- path
- coil
- Prior art date
Links
Description
Изобретение относится к узлу индукционного нагрева для устройства, генерирующего пар.The invention relates to an induction heating unit for a steam generating device.
Устройства, в которых происходит нагрев, а не сгорание, вещества для образования вдыхаемого пара стали популярными у потребителей в последние годы.Devices that heat rather than burn, vapor-forming products, have become popular with consumers in recent years.
В таких устройствах может использоваться один из ряда различных подходов для подвода тепла к веществу. Один такой подход состоит в простом предоставлении нагревательного элемента, к которому подается электропитание для нагрева элемента, элемент, в свою очередь, нагревает вещество для генерирования пара.Such devices may use one of a number of different approaches to apply heat to a substance. One such approach is to simply provide a heating element that is energized to heat the element, the element in turn heats the material to generate steam.
Одним способом для достижения такого генерирования пара является предоставление устройства, генерирующего пар, в котором применен подход индукционного нагрева. В таком устройстве индукционная катушка (далее также называемая индуктором и устройством индукционного нагрева) предусмотрена в устройстве, и токоприемник обеспечен веществом для генерирования пара. Электроэнергия подается на индуктор, если пользователь активирует устройство, которое, в свою очередь, создает электромагнитное (ЕМ) поле. Токоприемник взаимодействует с полем и генерирует тепло, которое передается веществу, и по мере нагрева вещества образуется пар.One way to achieve such steam generation is to provide a steam generating device that uses an induction heating approach. In such a device, an induction coil (hereinafter also referred to as an inductor and an induction heating device) is provided in the device, and the current collector is provided with a substance for generating steam. Electricity is applied to the inductor if the user activates the device, which in turn generates an electromagnetic (EM) field. The current collector interacts with the field and generates heat, which is transferred to the substance, and as the substance heats up, steam is formed.
Использование индукционного нагрева для генерирования пара обладает потенциалом для обеспечения контролируемого нагревания и, следовательно, контролируемого генерирования пара. Однако на практике такой подход может приводить к получению неизвестным образом неподходящих температур в устройстве, генерирующем пар. Это может бесполезно расходовать энергию, делая эксплуатацию дорогой и рискуя повредить компоненты, или делая неэффективным использование устройства, генерирующего пар, создавая неудобства пользователям, которые рассчитывают на простое и надежное устройство.The use of induction heating for steam generation has the potential to provide controlled heating and therefore controlled steam generation. However, in practice, this approach may lead to unsuitable temperatures in the steam generating device in an unknown way. This may waste energy, making operation expensive and risking damage to components, or render the steam generating device inefficient, inconvenient for users who rely on a simple and reliable device.
Это ранее устраняли посредством отслеживания температур в устройстве. Однако было обнаружено, что некоторые отслеживаемые температуры являются ненадежными, а обеспечение отслеживания температуры приводит к увеличению количества компонентов, а также использованию дополнительного питания, даже если общее использование питания является более эффективным благодаря отслеживанию температуры.This has previously been addressed by tracking temperatures in the device. However, some monitored temperatures have been found to be unreliable, and providing temperature monitoring results in an increase in the number of components as well as the use of additional power, even though overall power usage is more efficient due to temperature monitoring.
Настоящее изобретение стремится предупредить по меньшей мере некоторые из вышеуказанных проблем.The present invention seeks to prevent at least some of the above problems.
Краткое описание изобретенияBrief description of the invention
Согласно первому аспекту предлагается узел индукционного нагрева для устройства, генерирующего пар, при этом узел нагрева содержит наружный блок; индукционную катушку, расположенную внутри наружного блока; нагревательный отсек, образованный внутри индукционной катушки и выполненный с возможностью вмещения, при использовании, блока, содержащего испаряемое вещество и индукционно нагреваемый токоприемник, при этом расстояние между наружным блоком и индукционной катушкой образует воздушный канал, выполненный с возможностью обеспечения протекания воздуха вокруг индукционной катушки и к нагревательному отсеку.According to a first aspect, an induction heating unit for a steam generating device is provided, the heating unit comprising an outdoor unit; an induction coil located inside the outdoor unit; a heating compartment formed inside the induction coil and configured to accommodate, in use, a unit containing the evaporable substance and an inductively heated current collector, wherein the distance between the outdoor unit and the induction coil forms an air channel configured to allow air to flow around the induction coil and to heating compartment.
Токоприемник может содержать одно или несколько, но без ограничения, из алюминия, железа, никеля, нержавеющей стали и их сплавов, например нихрома. При приложении электромагнитного поля вблизи него токоприемник может генерировать тепло благодаря вихревым токам и потерям на магнитный гистерезис, приводящим к преобразованию энергии из электромагнитной в тепловую.The current collector may comprise one or more, but not limited to, aluminum, iron, nickel, stainless steel, and their alloys, such as nichrome. When an electromagnetic field is applied near it, the pantograph can generate heat due to eddy currents and magnetic hysteresis losses, leading to the conversion of electromagnetic energy into thermal energy.
Было обнаружено, что обеспечение возможности протекания воздуха вокруг индукционной катушки и к продольному концу нагревательного отсека обеспечивает возможность передачи тепла в воздух перед его поступлением в нагревательный отсек. Это охлаждает индукционную катушку, что обеспечивает возможность ее более эффективного функционирования и стабилизирует ее работу, а также уменьшения количества тепла, необходимого для применения непосредственно к испаряемому веществу, поскольку воздух, проходя в нагревательный отсек, также нагревает испаряемое вещество (или по меньшей мере уменьшает его охлаждающий эффект). Это уменьшает количество энергии, необходимой для нагрева испаряемого вещества. Дополнительное преимущество заключается в том, что передача тепла на наружный блок является ограниченной, что препятствует нагреву наружного блока, и, следовательно, внешней поверхности. Эти преимущества достигаются без необходимости в увеличении расстояния между индукционной катушкой и индукционно нагреваемым токоприемником, когда блок расположен в нагревательном отсеке. Это означает, что передача энергии от индукционной катушки на токоприемник не уменьшается, обеспечивая возможность максимально эффективной передачи энергии и, следовательно, создания тепла.It has been found that allowing air to flow around the induction coil and to the longitudinal end of the heating compartment allows heat to be transferred to the air before it enters the heating compartment. This cools the inductive coil, allowing it to operate more efficiently and stabilize its operation, as well as reducing the amount of heat needed to be applied directly to the evaporating substance, since the air passing into the heating compartment also heats the evaporating substance (or at least reduces it). cooling effect). This reduces the amount of energy needed to heat the vaporised matter. An additional advantage is that the heat transfer to the outdoor unit is limited, which prevents the outdoor unit, and therefore the outer surface, from heating up. These advantages are achieved without the need to increase the distance between the inductive coil and the inductively heated pantograph when the unit is located in the heating compartment. This means that the transfer of energy from the induction coil to the current collector is not reduced, allowing the most efficient transfer of energy and therefore heat generation.
Индукционная катушка может представлять собой цилиндрическую индукционную катушку. В этом случае индукционная катушка может быть расположена радиально внутри наружного блока с нагревательным отсеком, образованным радиально внутри индукционной катушки, и при этом расстояние между наружным блоком и индукционной катушкой, образующее воздушный канал, может представлять собой радиальное расстояние. В качестве альтернативы цилиндрической индукционной катушке индукционная катушка может представлять собой спиральную плоскую индукционную катушку.The induction coil may be a cylindrical induction coil. In this case, the induction coil may be disposed radially inside the outdoor unit with the heating chamber formed radially inside the induction coil, and the distance between the outdoor unit and the induction coil forming the air passage may be a radial distance. As an alternative to a cylindrical induction coil, the induction coil may be a helical flat induction coil.
Воздушный канал может иметь такую форму, чтобы направлять поток воздуха вокруг индукционной катушки до направления потока воздуха к нагревательному отсеку. Это обеспечивает изоляцию наружного блока посредством отделения индукционной катушки от наружного блока воздухом в канале,The air passage may be shaped to direct the airflow around the induction coil before directing the airflow towards the heating compartment. This insulates the outdoor unit by separating the induction coil from the outdoor unit with air in the duct,
- 1 041916 при этом также нагревая воздух до его прохождения в нагревательный отсек для уменьшения количества тепла, необходимого для применения в нагревательном отсеке. Это уменьшает потребление питания, при этом также защищая пользователя от теплового воздействия.- 1 041916 while also heating the air before it passes into the heating compartment to reduce the amount of heat required for use in the heating compartment. This reduces power consumption while also protecting the user from thermal exposure.
Нагревательный отсек может быть смежным с индукционной катушкой. Поскольку индукционная катушка может быть встроена в стенку нагревательного отсека, так как между стенкой, внутри которой вставлена индукционная катушка, и камерой нагревательного отсека отсутствует другой элемент, и так как стенка частично образует нагревательный отсек, считается, что это соответствует значению смежный.The heating compartment may be adjacent to the induction coil. Since the induction coil can be embedded in the wall of the heating compartment, since there is no other element between the wall inside which the induction coil is inserted and the heating compartment chamber, and since the wall partially forms the heating compartment, this is considered to correspond to the adjacent value.
Как изложено выше, блок содержит испаряемое вещество и индукционно нагреваемый токоприемник. Испаряемое вещество и индукционно нагреваемый токоприемник могут находиться в блоке. В этой конфигурации тепло, создаваемое в результате индукции, находится только внутри блока. В связи с этим тепло, генерируемое внутри нагревательного отсека, не генерируется снаружи блока, когда блок расположен в нагревательном отсеке. Другими словами, нагревательный отсек может быть выполнен с возможностью обеспечения нагрева только внутри блока, когда блок присутствует в нагревательном отсеке. Это связано с тем, что тепло, создаваемое индукционным нагреваемым токоприемником, когда ток проходит через индукционную катушку, создается только внутри блока в такой конфигурации.As stated above, the block contains a vaporized substance and an inductively heated current collector. The substance to be evaporated and the inductively heated current collector may be located in the block. In this configuration, the heat generated by induction is only inside the block. Therefore, heat generated inside the heating compartment is not generated outside the unit when the unit is located in the heating compartment. In other words, the heating compartment may be configured to provide heating only within the block when the block is present in the heating compartment. This is because the heat generated by the induction heated pantograph when the current passes through the induction coil is generated only inside the unit in this configuration.
Тепло может генерироваться снаружи нагревательного отсека. Как правило, тепло, генерируемое снаружи нагревательного отсека, генерируется индукционной катушкой. Это тепло может обеспечивать дополнительный нагрев любого испаряемого вещества внутри нагревательного отсека.Heat can be generated outside the heating compartment. Typically, the heat generated outside the heating compartment is generated by an induction coil. This heat can provide additional heat to any vaporized material within the heating compartment.
Воздушный канал может быть выполнен с возможностью обеспечения протекания воздуха вокруг индукционной катушки и к любой части нагревательного отсека. Однако, как правило, воздушный канал выполнен с возможностью обеспечения протекания воздуха вокруг индукционной катушки и к осевому концу нагревательного отсека. Это предотвращает пересечение каким-либо образом воздушного канала и индукционной катушки и обеспечивает возможность передачи максимального количества тепла в воздух в воздушном канале, поскольку его путь к осевому концу нагревательного отсека будет более длинным, чем если бы воздушный канал проходил к любой другой части нагревательного отсека.The air passage may be configured to allow air to flow around the induction coil and to any part of the heating compartment. Typically, however, the air passage is configured to allow air to flow around the induction coil and toward the axial end of the heating compartment. This prevents the air duct and the induction coil from intersecting in any way, and allows maximum heat to be transferred to the air in the air duct, since its path to the axial end of the heating compartment will be longer than if the air duct were to run to any other part of the heating compartment.
В первом аспекте, когда блок расположен в нагревательном отсеке, блок может упираться в стороны нагревательного отсека, предпочтительно в нагревательном отсеке существует только путь для потока воздуха через блок, когда блок расположен в нагревательном отсеке. В этом случае может отсутствовать путь для потока воздуха от впускного канала нагревательного отсека к выпускному каналу нагревательного отсека между индукционной катушкой и блоком. Это ограничивает прохождение потока воздуха вокруг блока между блоком и сторонами нагревательного отсека. Это обеспечивает возможность расположения токоприемника как можно ближе к индукционной катушке и увеличивает прохождение потока воздуха через блок, а не вокруг блока.In a first aspect, when the block is located in the heating compartment, the block may abut against the sides of the heating compartment, preferably there is only a path for air flow through the block in the heating compartment when the block is located in the heating compartment. In this case, there may be no path for air flow from the heating chamber inlet to the heating chamber outlet between the induction coil and the unit. This limits the flow of air around the block between the block and the sides of the heating compartment. This allows the pantograph to be positioned as close to the induction coil as possible and increases air flow through the block rather than around the block.
Воздушный канал может быть выполнен любым подходящим образом. Как правило, узел индукционного нагрева дополнительно содержит один или несколько разделителей, расположенных между наружным блоком и индукционной катушкой для создания двух или более слоев воздушных каналов. Это обеспечивает возможность более эффективной передачи тепла от индукционной катушки в воздух и, следовательно, ограничения передачи тепла на наружный блок, поскольку несколько слоев обеспечивают увеличенную площадь поверхности относительно объема воздуха для передачи тепла.The air passage may be formed in any suitable manner. As a rule, the induction heating unit further comprises one or more separators located between the outdoor unit and the induction coil to create two or more layers of air channels. This allows for more efficient heat transfer from the induction coil to the air and therefore limits heat transfer to the outdoor unit since the multiple layers provide an increased surface area relative to air volume for heat transfer.
Альтернативно или дополнительно узел индукционного нагрева может дополнительно содержать выступы, поддерживающие наружный блок, индукционную катушку и, необязательно, разделители в механическом соединении и разделяющие воздушные каналы на сегменты. Под этим подразумевается, что могут присутствовать выступы, которые обеспечивают механическое соединение между наружным блоком, индукционной катушкой и, где имеются в наличии, разделителями, при этом выступы поддерживают эти компоненты и разделяют воздушные каналы на сегменты. Это обеспечивает подходящую структурную опору для различных компонентов, в то же время обеспечивая возможность прохождения воздуха над большим участком площади поверхности, увеличивая тем самым эффект передачи тепла. Когда индукционная катушка представляет собой цилиндрическую индукционную катушку, сегменты могут представлять собой кольцевые сегменты.Alternatively or additionally, the induction heating assembly may further comprise protrusions supporting the outdoor unit, the induction coil, and optionally mechanically coupled spacers and dividing the air passages into segments. By this it is meant that protrusions may be present which provide a mechanical connection between the outdoor unit, the telecoil and, where present, spacers, the protrusions supporting these components and separating the air passages into segments. This provides suitable structural support for the various components while allowing air to pass over a large portion of the surface area, thus increasing the heat transfer effect. When the induction coil is a cylindrical induction coil, the segments may be annular segments.
Благодаря наличию слоев воздушных каналов обеспечивается ряд вариантов того, как воздух проходит через воздушные каналы от впускного отверстия воздушного канала к нагревательному отсеку. Как правило, слои воздушных каналов выполнены с возможностью обеспечения пути для потока воздуха, проходящего через множество слоев воздушных каналов, проходящих от одного слоя воздушного канала к другому слою воздушного канала. Это обеспечивает возможность удлинения пути для потока воздуха посредством прохождения через несколько слоев, обеспечивая больший отрезок, по которому тепло может передаваться в воздух, проходящий через воздушные каналы. Это также делает передачу тепла более эффективной, поскольку воздух в одном слое нагревается воздухом во внутреннем слое. В этой компоновке предпочтительно путь для воздуха может проходить вдоль длины нагревательного отсека в одном слое и проходит в обратном направлении вдоль длины нагревательного отсека в следующий слой.The layers of air passages provide a range of options for how air passes through the air passages from the air passage inlet to the heating compartment. Typically, the air channel layers are configured to provide a path for air flow through a plurality of air channel layers extending from one air channel layer to another air channel layer. This allows the air flow path to be extended by passing through multiple layers, providing a greater path through which heat can be transferred to the air passing through the air channels. It also makes heat transfer more efficient as the air in one layer is heated by the air in the inner layer. In this arrangement, preferably the air path may extend along the length of the heating compartment in one layer and extend back along the length of the heating compartment into the next layer.
В альтернативной компоновке воздушных каналов слои воздушных каналов могут быть располо- 2 041916 жены с возможностью обеспечения пути для потока воздуха, который проходит через по меньшей мере два слоя воздушных каналов посредством распределения между каждым соответствующим слоем воздушного канала. Это также является средством обеспечения более эффективной передачи тепла посредством обеспечения возможности одновременного нагрева воздуха в нескольких слоях. Конечно, множество слоев или слои, между которыми распределяется путь для потока воздуха, могут представлять собой радиально смежные (т.е. концентрические) слои.In an alternative air duct arrangement, the air duct layers may be arranged to provide a path for air to flow through at least two air duct layers by being distributed between each respective air duct layer. It is also a means of providing more efficient heat transfer by allowing multiple layers of air to be heated simultaneously. Of course, the plurality of layers or layers between which the airflow path is distributed may be radially adjacent (ie, concentric) layers.
Как правило, узел индукционного нагрева может дополнительно содержать конструкции в воздушном канале, выполненные с возможностью создания одного или нескольких путей для потока воздуха. Это обеспечивает прохождение воздуха над увеличенной площадью поверхности, чтобы могла произойти передача тепла.Typically, the induction heating assembly may further comprise structures in the air duct configured to provide one or more air flow paths. This allows air to pass over the increased surface area so that heat transfer can take place.
Поток воздуха может проходить по любому подходящему пути. Как правило, путь или пути для потока воздуха расположены так, чтобы представлять собой одно или несколько из: спирали вокруг индукционной катушки; зигзага в продольном направлении катушки; и зигзага в поперечном направлении катушки. Это максимально увеличивает длину каждого пути для потока воздуха, обеспечивая более эффективную передачу тепла от индукционной катушки, поскольку воздух тратит больше времени, проходя вдоль соответствующего пути для потока воздуха, обеспечивая возможность поглощения большего количества тепла. Когда индукционная катушка представляет собой цилиндрическую индукционную катушку, спираль может представлять собой спираль, вращающуюся по окружности индукционной катушки, зигзаг в продольном направлении катушки может находиться в осевом направлении катушки и зигзаг в поперечном направлении катушки может находиться в направлении по окружности катушки.The air flow may follow any suitable path. Typically, the airflow path or paths are arranged to be one or more of: a spiral around an induction coil; zigzag in the longitudinal direction of the coil; and zigzag in the transverse direction of the coil. This maximizes the length of each airflow path, allowing more efficient heat transfer from the induction coil as the air spends more time traveling along the corresponding airflow path, allowing more heat to be absorbed. When the induction coil is a cylindrical induction coil, the spiral may be a spiral rotating around the circumference of the induction coil, the zigzag in the longitudinal direction of the coil may be in the axial direction of the coil, and the zigzag in the transverse direction of the coil may be in the direction around the circumference of the coil.
Путь или пути для потока воздуха могут охватывать любой участок индукционной катушки, чтобы обеспечить возможность передачи тепла от индукционной катушки. Как правило, пути для потока воздуха охватывают более чем 50%, предпочтительно 50-90%, более предпочтительно 50-80% наружной поверхности индукционной катушки. Было обнаружено, что это обеспечивает подходящий участок площади поверхности, над которой может происходить передача тепла, в то же время сохраняя структурную жесткость и не делая изготовление чрезмерно сложным.The air flow path or paths may span any portion of the induction coil to allow heat to be transferred from the induction coil. Typically, the air flow paths cover more than 50%, preferably 50-90%, more preferably 50-80% of the outer surface of the induction coil. This has been found to provide a suitable area of surface area over which heat transfer can take place, while maintaining structural rigidity and without making fabrication unduly difficult.
Узел индукционного нагрева может дополнительно содержать электромагнитный экран, при этом экран расположен: между катушкой и наиболее близким к центру воздушным каналом; между концентрическими воздушными каналами; по существу окружая окружность наиболее удаленного от центра воздушного канала; или являясь частью стенки воздушного канала. Электромагнитный экран ограничивает количество электромагнитного излучения, которое выходит из узла. Посредством обеспечения электромагнитного экрана, смежного (при этом все еще закрытого или нет) с воздушным каналом, как и в этом случае, тепло также может передаваться от электромагнитного экрана в воздух, в случае, если электромагнитный экран был нагрет до температуры выше температуры воздуха в воздушном канале.The induction heating unit may additionally comprise an electromagnetic screen, the screen being located: between the coil and the air channel closest to the center; between concentric air channels; substantially surrounding the circumference of the outermost air passage; or being part of the wall of the air channel. The electromagnetic shield limits the amount of electromagnetic radiation that exits the node. By providing an electromagnetic shield adjacent (whether still closed or not) to the air duct, as in this case, heat can also be transferred from the electromagnetic shield to the air, in case the electromagnetic shield has been heated to a temperature higher than the temperature of the air in the air channel.
Индукционная катушка может быть расположена в любом подходящем положении. Как правило, индукционная катушка расположена внутри стенки, заключающей нагревательный отсек. Это обеспечивает защиту для индукционной катушки от факторов окружающей среды в воздухе и в блоке от ее составляющих.The induction coil may be placed in any suitable position. As a rule, the induction coil is located inside the wall enclosing the heating compartment. This provides protection for the induction coil from environmental factors in the air and in the block from its constituents.
Узел может быть выполнен с возможностью работы при использовании с переменным электромагнитным полем, имеющим плотность магнитного потока от приблизительно 0,5 тесла (Тл) до приблизительно 2,0 Тл в точке наибольшей концентрации.The node may be configured to operate when used with an alternating electromagnetic field having a magnetic flux density from about 0.5 Tesla (T) to about 2.0 T at the point of greatest concentration.
Источник питания и схема могут быть выполнены с возможностью работы на высокой частоте. Предпочтительно источник питания и схема могут быть выполнены с возможностью работы на частоте от приблизительно 80 до 500 кГц, предпочтительно приблизительно от 150 до 250 кГц, более предпочтительно приблизительно 200 кГц.The power supply and the circuit may be configured to operate at high frequency. Preferably, the power supply and circuitry can be configured to operate at a frequency of about 80 to 500 kHz, preferably about 150 to 250 kHz, more preferably about 200 kHz.
Хоть индукционная катушка и может содержать любой подходящий материал, обычно индукционная катушка может содержать высокочастотный многожильный обмоточный провод или высокочастотный многожильный обмоточный кабель.While the induction coil may comprise any suitable material, typically the induction coil may comprise a high frequency stranded winding wire or a high frequency stranded winding cable.
Токоприемник может иметь такую форму, чтобы обеспечивать канал, через который воздух может проходить при использовании. Этого можно достичь с помощью токоприемника, предложенного в форме трубки, т.е. благодаря наличию трубчатого токоприемника. Это является целесообразным, поскольку токоприемник генерирует тепло и эффективно обеспечивает возможность предварительного нагрева воздуха, поступающего в блок/картридж, по мере его прохождения через трубку. Было обнаружено, что трубчатые токоприемники также способны лучше генерировать тепло, чем токоприемники других форм, в связи с этим трубчатый токоприемник имеет электрическую цепь с замкнутым контуром. Токоприемник также обеспечивает электромагнитное экранирование пользователю благодаря своей форме и способу его взаимодействия с электромагнитными воздействиями на него. Соответственно, в то время как токоприемник может использоваться только для генерирования тепла, как правило, присутствует индукционно нагреваемый токоприемник, имеющий трубчатую форму, образующую по меньшей мере часть воздушного канала. Конечно, этот токоприемник может представлять собой дополнительный токоприемник в дополнение к токоприемнику блока.The current collector may be shaped to provide a channel through which air can pass in use. This can be achieved with a pantograph provided in the form of a tube, i.e. due to the presence of a tubular current collector. This is advantageous because the current collector generates heat and effectively allows the air entering the block/cartridge to be preheated as it passes through the tube. It has been found that tubular pantographs are also able to generate heat better than other forms of pantographs, and therefore the tubular pantograph has a closed loop electrical circuit. The current collector also provides electromagnetic shielding to the user due to its shape and the way it interacts with electromagnetic influences on it. Accordingly, while the current collector can only be used to generate heat, there is typically an inductively heated current collector having a tubular shape forming at least a portion of the air passage. Of course, this pantograph may be an additional pantograph in addition to the block pantograph.
Согласно второму аспекту предлагается система, генерирующая пар, содержащая узел индукцион- 3 041916 ного нагрева согласно первому аспекту; блок, содержащий испаряемое вещество и индукционно нагреваемый токоприемник; при этом блок, при использовании, расположен внутри нагревательного отсека узла.According to a second aspect, a steam generating system is provided, comprising: an induction heating unit according to the first aspect; block containing the evaporated substance and inductively heated pantograph; wherein the unit, in use, is located within the heating compartment of the assembly.
Испаряемое вещество может представлять собой любое подходящее вещество, способное образовывать пар. Вещество может содержать материал растительного происхождения, и, в частности, вещество может содержать табак. Как правило, испаряемое вещество представляет собой твердое или полутвердое табачное вещество. Это позволяет удерживать токоприемник в определенном положении в блоке, чтобы можно было многократно и на постоянной основе обеспечивать нагрев. Примерные типы твердых веществ, генерирующих пар, включают порошок, гранулы, зерна, стружки, нити, пористый материал или листы.The vaporizable material may be any suitable vapor-forming material. The substance may contain material of plant origin, and in particular, the substance may contain tobacco. Typically, the vaporized substance is a solid or semi-solid tobacco substance. This allows the current collector to be held in a certain position in the block so that heating can be provided repeatedly and on a continuous basis. Exemplary types of vapor generating solids include powder, granules, grains, chips, filaments, porous material, or sheets.
Предпочтительно испаряемое вещество может содержать вещество для образования аэрозоля. Примеры веществ для образования аэрозоля включают многоатомные спирты и их смеси, такие как глицерин или пропиленгликоль. Как правило, испаряемое вещество может иметь содержание вещества для образования аэрозоля от приблизительно 5% до приблизительно 50% по сухому весу. Предпочтительно испаряемое вещество может иметь содержание вещества для образования аэрозоля приблизительно 15% по сухому весу.Preferably, the material to be vaporized may contain an aerosol generating agent. Examples of aerosol forming agents include polyhydric alcohols and mixtures thereof such as glycerol or propylene glycol. Typically, the volatilized material may have an aerosolizing agent content of from about 5% to about 50% by dry weight. Preferably, the vaporizable material may have an aerosolizing agent content of about 15% by dry weight.
Также испаряемое вещество может быть самим веществом для образования аэрозоля. В этом случае испаряемое вещество может быть жидкостью. Также в этом случае блок может иметь вещество, удерживающее жидкость (например, пучок волокон, пористый материал, такой как керамика, и т.д.), которое удерживает жидкость, подлежащую испарению испарителем, таким как нагреватель, и обеспечивает возможность образования и высвобождения/выделения пара из вещества, удерживающего жидкость, в направлении выпускного канала для воздуха для вдыхания пользователем.Also, the volatilized substance may be the aerosol generating substance itself. In this case, the vaporized substance may be a liquid. Also in this case, the block may have a liquid retaining substance (eg, a bundle of fibers, a porous material such as ceramic, etc.) which retains the liquid to be evaporated by an evaporator such as a heater and allows the formation and release of exhaling vapor from the liquid-retaining substance towards the air outlet for inhalation by the user.
При нагреве испаряемое вещество может высвобождать летучие соединения. Летучие соединения могут содержать никотиновые или ароматические соединения, такие как табачный ароматизатор.When heated, the vaporized substance may release volatile compounds. The volatile compounds may contain nicotine or flavor compounds such as tobacco flavor.
Блок может представлять собой капсулу, которая при использовании содержит испаряемое вещество внутри воздухопроницаемой оболочки. Воздухопроницаемый материал может представлять собой материал, который является электроизоляционным и немагнитным. Материал может иметь высокую воздухопроницаемость, чтобы позволять воздуху проходить через материал с устойчивостью к воздействию высоких температур. Примеры подходящих воздухопроницаемых материалов включают целлюлозные волокна, бумагу, хлопок и шелк. Воздухопроницаемый материал может также действовать в качестве фильтра. Альтернативно блок может представлять собой испаряемое вещество, обернутое в бумагу. Альтернативно блок может представлять собой испаряемое вещество, удерживаемое внутри материала, который не является воздухопроницаемым, но который содержит соответствующие перфорацию или отверстия, обеспечивающие протекание воздуха. Альтернативно блок может представлять собой собственно испаряемое вещество. Блок может быть образован по существу в форме ручки.The block may be a capsule which, in use, contains a vaporizable substance within an air-permeable envelope. The breathable material may be a material that is electrically insulating and non-magnetic. The material may have a high breathability to allow air to pass through the high temperature resistant material. Examples of suitable breathable materials include cellulose fibers, paper, cotton and silk. The breathable material may also act as a filter. Alternatively, the block may be a vaporized substance wrapped in paper. Alternatively, the block may be a volatile substance retained within a material that is not breathable, but which contains appropriate perforations or holes to allow air to flow. Alternatively, the block may be the actual volatilized substance. The block may be formed substantially in the form of a handle.
Токоприемник может быть расположен внутри блока в любом подходящем положении и любым подходящим образом. Как правило, токоприемник или токоприемники удерживаются внутри испаряемого вещества и окружены им так, что испаряемое вещество образует, при использовании, слой, поглощающий тепло, между токоприемником или токоприемниками и наружной поверхностью узла. Это обеспечивает эффективный нагрев испаряемого вещества, при этом также ограничивая количество тепла, которое проходит к другим компонентам системы, генерирующей пар.The current collector may be located within the block in any suitable position and in any suitable manner. Typically, the current collector or current collectors are held within and surrounded by the evaporable material such that the evaporable material forms, in use, a heat absorbing layer between the current collector or current collectors and the outer surface of the assembly. This provides efficient heating of the vaporized material while also limiting the amount of heat that passes to other components of the steam generating system.
Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials
Пример узла индукционного нагрева подробно описан ниже со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых на фиг. 1 показан схематический вид примерного устройства, генерирующего пар;An example of an induction heating assembly is described in detail below with reference to the accompanying drawings, in which FIG. 1 is a schematic view of an exemplary steam generating device;
на фиг. 2 показан покомпонентный вид примерного устройства, генерирующего пар;in fig. 2 is an exploded view of an exemplary steam generating device;
на фиг. 3 показан вид в поперечном сечении устройства, генерирующего пар, показанного на фиг. 2 вдоль плоскости А-А на фиг. 2;in fig. 3 is a cross-sectional view of the steam generating device shown in FIG. 2 along the plane A-A in FIG. 2;
на фиг. 4 показан вид в поперечном сечении альтернативного примерного устройства, генерирующего пар, вдоль той же плоскости, что показана на фиг. 3;in fig. 4 is a cross-sectional view of an alternative exemplary steam generating device along the same plane as shown in FIG. 3;
на фиг. 5 показан вид в поперечном сечении дополнительного примерного устройства, генерирующего пар, вдоль той же плоскости, что показана на фиг. 3;in fig. 5 is a cross-sectional view of an additional exemplary steam generating device along the same plane as shown in FIG. 3;
на фиг. 6 показан вид в поперечном сечении другого примерного устройства, генерирующего пар, вдоль той же плоскости, что показана на фиг. 3;in fig. 6 is a cross-sectional view of another exemplary steam generating device along the same plane as shown in FIG. 3;
на фиг. 7 показан частичный схематический вид примера соответствующего примеру, показанному на фиг. 6;in fig. 7 is a partial schematic view of an example corresponding to the example shown in FIG. 6;
на фиг. 8 показан частичный схематический вид альтернативного примера соответствующего примеру, показанному на фиг. 6;in fig. 8 is a partial schematic view of an alternative example corresponding to the example shown in FIG. 6;
на фиг. 9 показан схематический вид части примерного устройства, генерирующего пар, с примерным путем для потока воздуха; и на фиг. 10 показан схематический вид части примерного устройства, генерирующего пар, с альтернативным примерным путем для потока воздуха.in fig. 9 is a schematic view of a portion of an exemplary steam generating apparatus with an exemplary airflow path; and in FIG. 10 is a schematic view of a portion of an exemplary steam generating apparatus with an alternative exemplary air flow path.
- 4 041916- 4 041916
Подробное описаниеDetailed description
Ниже описан пример устройства, генерирующего пар, содержащий описание примерного узла индукционного нагрева и примерного индукционно нагреваемого картриджа. Также описан примерный способ отслеживания температуры в устройстве, генерирующем пар.An example of a steam generating apparatus is described below, including a description of an exemplary induction heating assembly and an exemplary induction heated cartridge. An exemplary method for monitoring the temperature in a steam generating device is also described.
Согласно фиг. 1 и 2 примерное устройство, генерирующее пар, обычно проиллюстрировано в позиции 1 в собранной конфигурации на фиг. 1 и разобранной конфигурации на фиг. 2.According to FIG. 1 and 2, an exemplary steam generating device is typically illustrated at 1 in the assembled configuration of FIG. 1 and the exploded configuration in FIG. 2.
Примерное устройство 1, генерирующее пар, является устройством, удерживаемым рукой (под которым подразумевается устройство, которое пользователь может удерживать и поддерживать без посторонней помощи одной рукой), которое имеет узел 10 индукционного нагрева, индукционно нагреваемый картридж 20 и мундштук 30. Пар высвобождается картриджем при нагреве. Соответственно, пар генерируется посредством использования узла индукционного нагрева для нагрева индукционно нагреваемого картриджа. Затем пользователь может вдыхать пар через мундштук.An exemplary steam generating device 1 is a hand-held device (by which is meant a device that a user can hold and support unaided with one hand) that has an induction heating assembly 10, an induction heated cartridge 20, and a mouthpiece 30. Steam is released by the cartridge when heating. Accordingly, steam is generated by using the induction heating unit to heat the induction heated cartridge. The user can then inhale the vapor through the mouthpiece.
В этом примере пользователь вдыхает пар путем втягивания воздуха в устройство 1 через или вокруг индукционно нагреваемого картриджа 20 и из мундштука 30, когда картридж нагревается. Это достигается расположением картриджа в нагревательном отсеке 12, который образован частью узла 10 индукционного нагрева, и отсек находится в соединении по газообразной среде с впускным каналом 14 для воздуха, выполненным в узле, и выпускным каналом 32 для воздуха в мундштуке, если устройство собрано. Это позволяет втягивать воздух через устройство посредством приложения отрицательного давления, которое обычно создает пользователь, втягивая воздух из выпускного канала для воздуха.In this example, the user inhales vapor by drawing air into the device 1 through or around the induction heated cartridge 20 and from the mouthpiece 30 as the cartridge heats up. This is achieved by locating the cartridge in a heating chamber 12 which is formed by a part of the induction heating assembly 10, and the chamber is in gaseous communication with an air inlet 14 provided in the assembly and an air outlet 32 in the mouthpiece if the device is assembled. This allows air to be drawn through the device by applying negative pressure, which is typically generated by the user by drawing air from the air outlet.
Картридж 20 представляет собой блок, который содержит испаряемое вещество 22 и индукционно нагреваемый токоприемник 24. В этом примере испаряемое вещество содержит одно или несколько из табака, увлажнителя, глицерина и пропиленгликоля. Токоприемник представляет собой множество пластин, которые являются электропроводящими. В этом примере картридж также имеет слой или мембрану 26 для вмещения испаряемого вещества и токоприемника, при этом слой или мембрана являются воздухопроницаемыми. В других примерах мембрана отсутствует.Cartridge 20 is a unit that contains a vaporizer 22 and an inductively heated current collector 24. In this example, the vaporizer contains one or more of tobacco, humectant, glycerin, and propylene glycol. The current collector is a set of plates that are electrically conductive. In this example, the cartridge also has a layer or membrane 26 for containing the vaporized substance and a current collector, wherein the layer or membrane is breathable. In other examples, the membrane is absent.
Как указано выше, узел 10 индукционного нагрева используется для нагрева картриджа 20. Узел содержит устройство индукционного нагрева в виде индукционной катушки 16 и источника 18 питания. Источник питания и индукционная катушка электрически соединены так, что электропитание может избирательно передаваться между двумя компонентами.As mentioned above, the induction heating unit 10 is used to heat the cartridge 20. The unit includes an induction heating device in the form of an induction coil 16 and a power source 18. The power supply and the induction coil are electrically connected so that power can be selectively transferred between the two components.
В этом примере индукционная катушка 16 является, по существу, цилиндрической, так что форма узла 10 индукционного нагрева является также по существу цилиндрической. Нагревательный отсек 12 образован радиально внутри индукционной катушки, причем основание расположено на осевом конце индукционной катушки, и боковые стенки расположены вокруг расположенной в радиальном направлении внутренней стороны индукционной катушки. Нагревательный отсек открыт на противоположном основанию осевом конце индукционной катушки. Если устройство 1, генерирующее пар, собрано, отверстие покрыто мундштуком 30, причем отверстие в выпускной канал 32 для воздуха расположено в отверстии нагревательного отсека. В примере, показанном на фигурах, впускной канал 14 для воздуха имеет отверстие в нагревательный отсек в основании нагревательного отсека.In this example, the induction coil 16 is substantially cylindrical, so that the shape of the induction heating unit 10 is also substantially cylindrical. The heating compartment 12 is formed radially inside the induction coil, with the base located at the axial end of the induction coil, and the side walls are located around the radially located inner side of the induction coil. The heating compartment is open at the opposite base of the axial end of the induction coil. If the steam generating device 1 is assembled, the opening is covered by the mouthpiece 30, with the opening to the air outlet 32 located in the opening of the heating compartment. In the example shown in the figures, the air inlet 14 has an opening into the heating compartment at the base of the heating compartment.
Как упомянуто выше, для получения пара картридж 20 нагревают. Это достигается путем изменения подаваемого источником 18 питания на индукционную катушку 16 переменного электрического тока, полученного из постоянного электрического тока. Ток проходит через индукционную катушку, приводя к генерированию контролируемого электромагнитного поля в области возле катушки. Генерируемое электромагнитное поле предоставляет источник для внешнего токоприемника (в этом случае пластин токоприемника картриджа) для поглощения электромагнитной энергии и преобразования ее в тепло с достижением таким образом индукционного нагрева.As mentioned above, the cartridge 20 is heated to produce steam. This is achieved by changing the power source 18 to the inductive coil 16 alternating electrical current derived from direct electrical current. The current passes through the induction coil, resulting in the generation of a controlled electromagnetic field in the area near the coil. The generated electromagnetic field provides a source for an external current collector (in this case the cartridge current collector plates) to absorb electromagnetic energy and convert it into heat, thereby achieving induction heating.
Более подробно, питание, подаваемое на индукционную катушку 16, приводит к прохождению тока через индукционную катушку, вызывая генерирование электромагнитного поля. Как упомянуто выше, ток, подаваемый на индукционную катушку, является переменным (АС) током. Это приводит к генерированию тепла внутри картриджа, поскольку, если картридж расположен в нагревательном отсеке 12, подразумевается, что пластины токоприемника размещены (по существу) параллельно радиусу индукционной катушки 16, как показано на фигурах, или по меньшей мере имеют компонент длины, параллельный радиусу индукционной катушки. Соответственно, если переменный ток подается на индукционную катушку, в то время как картридж расположен в нагревательном отсеке, размещение пластин токоприемника приводит к индуцированию вихревых токов в каждой пластине из-за взаимодействия электромагнитного поля, генерируемого индукционной катушкой, с каждой пластиной токоприемника. Это приводит к генерированию тепла в каждой пластине посредством индукции.In more detail, power supplied to the induction coil 16 causes current to flow through the induction coil, causing an electromagnetic field to be generated. As mentioned above, the current supplied to the induction coil is alternating (AC) current. This results in the generation of heat within the cartridge, because if the cartridge is located in the heating compartment 12, it is understood that the plates of the current collector are placed (substantially) parallel to the radius of the induction coil 16, as shown in the figures, or at least have a length component parallel to the radius of the induction coil. coils. Accordingly, if alternating current is applied to the induction coil while the cartridge is located in the heating compartment, the placement of the current collector plates results in the induction of eddy currents in each plate due to the interaction of the electromagnetic field generated by the induction coil with each current collector plate. This results in the generation of heat in each plate through induction.
Пластины картриджа 20 находятся в тепловом контакте с испаряемым веществом 22 в этом примере при помощи непосредственного или опосредованного контакта между каждой пластиной токоприемника и испаряемым веществом. Это означает, что, когда токоприемник 24 индукционно нагревается индукционной катушкой 16 узла 10 индукционного нагрева, тепло передается от токоприемника 24 испаряемому веществу 22 для нагрева испаряемого вещества 22 и получения пара.The plates of the cartridge 20 are in thermal contact with the vaporized substance 22 in this example by direct or indirect contact between each current collector plate and the vaporized substance. This means that when the pantograph 24 is inductively heated by the induction coil 16 of the induction heating unit 10, heat is transferred from the pantograph 24 to the vaporized substance 22 to heat the vaporized substance 22 and produce steam.
Индукционная катушка 16 встроена в стенку 28. Это ограничивает контакт между индукционнойThe induction coil 16 is built into the wall 28. This limits the contact between the induction
- 5 041916 катушкой и окружающей средой вокруг индукционной катушки. При использовании тепло проходит от нагревательного отсека 12 в стенку, в которую встроена индукционная катушка, которая также обеспечивает боковые стенки для нагревательного отсека. Индукционная катушка также генерирует небольшие количества тепла благодаря сопротивлению катушки.- 5 041916 coil and the environment around the induction coil. In use, heat passes from the heating compartment 12 into a wall into which an induction coil is embedded which also provides sidewalls for the heating compartment. The induction coil also generates small amounts of heat due to the resistance of the coil.
Для того, чтобы воспользоваться этим теплом и вывести тепло из индукционной катушки с целью охлаждения индукционной катушки, впускной канал 14 для воздуха, который, как упомянуто выше, соединен с основанием нагревательного отсека, проходит от отверстия на одном конце индукционной катушки, где смежно пересекаются мундштук 30 и узел 10 индукционного нагрева, мимо стенки, внутри которой встроена индукционная катушка, к противоположному концу индукционной катушки, поперек этого конца к отверстию в основании нагревательного отсека. Когда пользователь втягивает воздух через выпускной канал 32 для воздуха на мундштуке, воздух протягивается через впускной канал для воздуха (как указано стрелкой 48 на фиг. 1) в нагревательный отсек, через картридж (в случае, если он присутствует) и через выпускной канал для воздуха (как указано стрелкой 50 на фиг. 1).In order to take advantage of this heat and remove heat from the induction coil for the purpose of cooling the induction coil, an air inlet 14, which, as mentioned above, is connected to the base of the heating compartment, extends from an opening at one end of the induction coil where the mouthpieces are adjacently crossed. 30 and the induction heating unit 10, past the wall inside which the induction coil is embedded, to the opposite end of the induction coil, across that end to the opening in the base of the heating compartment. When the user draws air through the mouthpiece air outlet 32, air is drawn through the air inlet (as indicated by arrow 48 in FIG. 1) into the heating chamber, through the cartridge (if present) and through the air outlet. (as indicated by arrow 50 in FIG. 1).
Когда воздух во впускном канале 14 для воздуха более холодный, чем стенка 28, в которую встроена индукционная катушка 16, тепло передается от стенки (и, следовательно, от индукционной катушки) в воздух. Это нагревает воздух, а также охлаждает стенку и индукционную катушку. Воздух, который проходит через картридж, следовательно, теплее, чем воздух снаружи устройства 1, генерирующего пар.When the air in the air inlet 14 is colder than the wall 28 into which the induction coil 16 is embedded, heat is transferred from the wall (and hence from the induction coil) into the air. This heats up the air and also cools the wall and the induction coil. The air that passes through the cartridge is therefore warmer than the air outside the steam generating device 1.
В примере, показанном на фиг. 1 и 2, впускной канал 14 для воздуха окружен наружной стенкой 34. Наружная стенка обеспечивает препятствие между впускным каналом для воздуха и наружной частью устройства 1, генерирующего пар. В случае, если наружная стенка будет теплее, чем воздух во впускном канале для воздуха, тепло также передается от наружной стенки в воздух во впускном канале для воздуха.In the example shown in FIG. 1 and 2, the air inlet 14 is surrounded by an outer wall 34. The outer wall provides an obstacle between the air inlet and the outside of the steam generating device 1. In case the outer wall is warmer than the air in the air inlet, heat is also transferred from the outer wall to the air in the air inlet.
Как упомянуто выше, воздух проходит в нагревательный отсек 12 из впускного канала 14 для воздуха, как указано стрелкой 48. Картридж 20 плотно посажен в нагревательный отсек. В связи с этим воздух должен проходить через картридж, проходя через нагревательный отсек, содержащий картридж. Следовательно, поток воздуха вокруг картриджа ограничен, и отсутствует заданный путь для потока воздуха вокруг картриджа между картриджем и стенкой 28, внутри которой встроена индукционная катушка 16. Поскольку воздух, проходя в нагревательный отсек, был нагрет до его поступления в нагревательный отсек и картридж, он ограничивает количество потери тепла от картриджа в воздух, который не дает картриджу остыть.As mentioned above, air enters the heating compartment 12 from the air inlet 14 as indicated by arrow 48. The cartridge 20 is firmly seated in the heating compartment. In this regard, the air must pass through the cartridge, passing through the heating compartment containing the cartridge. Therefore, the airflow around the cartridge is limited and there is no predetermined path for the airflow around the cartridge between the cartridge and the wall 28 within which the induction coil 16 is embedded. limits the amount of heat loss from the cartridge to the air, which keeps the cartridge from cooling down.
На фиг. 2 показан электромагнитный экран 36, который встроен в стенку 28, внутри которой встроена индукционная катушка 16. Электромагнитный экран расположен на радиально наружной стороне индукционной катушки. В процессе использования устройства 1, генерирующего пар, электромагнитный экран нагреется благодаря теплу, создаваемому индукционной катушкой и в нагревательном отсеке 12, и может нагреваться под воздействием токов, создаваемых в экране в результате процесса экранирования.In FIG. 2 shows an electromagnetic shield 36 which is embedded in a wall 28 within which an induction coil 16 is embedded. The electromagnetic shield is located on the radially outer side of the induction coil. During use of the steam generating device 1, the electromagnetic shield will heat up due to the heat generated by the induction coil and in the heating compartment 12, and may be heated by the currents generated in the shield as a result of the shielding process.
Поперечное сечение вдоль плоскости А-А, показанной на фиг. 2, показано на фиг. 3. На ней показан круглый блок и демонстрируется, что устройство, генерирующее пар, является, в целом, цилиндрическим. Нагревательный отсек 12 находится в центре, окруженный стенкой 28, внутри которой встроена индукционная катушка 16 вместе с электромагнитным экраном 36. Как можно увидеть на фиг. 2, электромагнитный экран расположен вокруг индукционной катушки на радиально наружной стороне катушки.A cross section along the plane A-A shown in FIG. 2 shown in FIG. 3. It shows a round block and demonstrates that the steam generating device is generally cylindrical. The heating compartment 12 is centrally surrounded by a wall 28 within which an induction coil 16 is embedded along with an electromagnetic shield 36. As can be seen in FIG. 2, an electromagnetic shield is located around the induction coil on the radially outer side of the coil.
Воздушный канал 14 расположен вокруг стенки 28, внутри которой встроены индукционная катушка 16 и электромагнитный экран 36. Воздушный канал разделен на дуги 38, каждая из которых обеспечивает путь для потока воздуха. Воздушный канал делится выступами 40. Выступы соединены между стенкой, внутри которой встроены индукционная катушка и электромагнитный экран, и наружной стенкой 34, которая окружает воздушный канал на его радиально наружной стороне.The air duct 14 is located around a wall 28 within which an induction coil 16 and an electromagnetic shield 36 are embedded. The air duct is divided into arcs 38, each of which provides a path for the air to flow. The air duct is divided by protrusions 40. The protrusions are connected between a wall within which the induction coil and an electromagnetic shield are embedded, and an outer wall 34 which surrounds the air duct on its radially outer side.
На фиг. 4 показано то же поперечное сечение, что показано и на фиг. 3, для альтернативного примерного устройства, генерирующего пар. Устройство, соответственно, по-прежнему является круглым с нагревательным отсеком 12, расположенным в центре него. Нагревательный отсек в этом случае также окружен стенкой 28, внутри которой встроены индукционная катушка 16 и электромагнитный экран 36 в такой же конфигурации, что и в устройстве, генерирующем пар, показанном на фиг. 2 и 3. Вместо дуг, образующих пути для потока воздуха в воздушном канале, в этом примере воздушный канал 14 оснащен множеством круглых проходных отверстий 39, как на фиг. 4, равномерно распределенных по кругу на радиально наружной стороне электромагнитного экрана. Каждое из проходных отверстий обеспечивает путь для потока воздуха и отделено от смежных проходных отверстий выступами 40, которые соединяют стенку, внутри которой встроены катушка и электромагнитный экран, с наружной стенкой 34, которая образует наружную стенку устройства, генерирующего пар.In FIG. 4 shows the same cross section as shown in FIG. 3 for an alternative exemplary steam generating device. The device is accordingly still round with the heating compartment 12 located in its center. The heating compartment in this case is also surrounded by a wall 28 within which an induction coil 16 and an electromagnetic shield 36 are embedded in the same configuration as in the steam generating device shown in FIG. 2 and 3. Instead of arcs forming air flow paths in the air duct, in this example the air duct 14 is provided with a plurality of circular passages 39 as in FIG. 4 evenly distributed in a circle on the radially outer side of the electromagnetic shield. Each of the passages provides an air flow path and is separated from adjacent passages by protrusions 40 which connect a wall within which the coil and electromagnetic shield are embedded to an outer wall 34 which forms the outer wall of the steam generating device.
То же поперечное сечение дополнительного альтернативного примерного устройства, генерирующего пар, показано на фиг. 5. Устройство в этом случае также является круглым с нагревательным отсеком 12, расположенным в центре него. Стенка 28 окружает нагревательный отсек. Индукционная катушка 16 встроена в эту стенку. Однако вместо электромагнитного экрана, также встроенного в эту стенку, как в примере, показанном на фиг. 3, электромагнитный экран 36 встроен в наружную стенку 34. Наруж- 6 041916 ная стенка отделена от стенки, внутри которой встроена катушка, воздушным каналом 14. Как в примере, показанном на фиг. 3, воздушный канал разделен на дуги 38, которые отделены выступами 40. В этой конфигурации дуги 38 могут предусматривать металлическую трубку. В этом случае металлическая трубка может функционировать в качестве токоприемника и обеспечивать предварительный нагрев воздуха, поступающего в нагревательный отсек 12. Металлическая трубка может также функционировать в качестве электромагнитного экрана.The same cross section of a further alternative exemplary steam generating device is shown in FIG. 5. The device in this case is also round with the heating compartment 12 located in its center. Wall 28 surrounds the heating compartment. The induction coil 16 is built into this wall. However, instead of an electromagnetic shield also built into this wall, as in the example shown in FIG. 3, an electromagnetic shield 36 is built into the outer wall 34. The outer wall is separated from the wall inside which the coil is embedded by an air passage 14. As in the example shown in FIG. 3, the air passage is divided into arches 38 which are separated by projections 40. In this configuration, the arches 38 may include a metal tube. In this case, the metal tube may function as a current collector and provide preheating of the air entering the heating compartment 12. The metal tube may also function as an electromagnetic shield.
На фиг. 6 показан вид в поперечном сечении другого альтернативного примерного устройства, генерирующего пар, вдоль той же плоскости, как показано на фиг. 3-5. В этом примере устройство имеет ту же конструкцию, как и в примере, показанном на фиг. 5, но вместо того, чтобы представлять собой наружную стенку, стенка, внутри которой встроен электромагнитный экран, представляет собой промежуточную стенку 42. Радиально наружу от этой промежуточной стенки находится наружная стенка 34. Между наружной стенкой и промежуточной стенкой находится воздушный канал 14, а также воздушный канал находится между промежуточной стенкой и стенкой 28, внутри которой встроена индукционная катушка 16 и которая окружает нагревательный отсек 12. Каждый воздушный канал разделен на дуги 38 выступами 40, проходящими между соответствующими стенками для соответствующего воздушного канала. В этом случае каждая дуга также обеспечивает путь для потока воздуха.In FIG. 6 is a cross-sectional view of another alternative exemplary steam generating device along the same plane as shown in FIG. 3-5. In this example, the device has the same structure as in the example shown in FIG. 5, but instead of being the outer wall, the wall within which the electromagnetic shield is embedded is an intermediate wall 42. Radially outward from this intermediate wall is an outer wall 34. Between the outer wall and the intermediate wall is an air passage 14, and also the air duct is located between the intermediate wall and the wall 28 within which the induction coil 16 is embedded and which surrounds the heating compartment 12. Each air duct is divided into arcs 38 by protrusions 40 extending between the respective walls for the respective air duct. In this case, each arc also provides a path for air flow.
В примере, показанном на фиг. 6, воздушный канал 14 может иметь одну из нескольких компоновок. Две такие компоновки показаны на фиг. 7 и 8.In the example shown in FIG. 6, air passage 14 may have one of several arrangements. Two such arrangements are shown in Fig. 7 and 8.
На фиг. 7 показана компоновка примерного устройства, генерирующего пар, с поперечным сечением, подобным поперечному сечению, показанному на фиг. 6. В компоновке, показанной на фиг. 7, устройство, генерирующее пар, имеет наружную стенку 34, которая обеспечивает внешнюю стенку устройства. Радиально внутри наружной стенки находится промежуточная стенка 42, которая имеет радиальное расстояние от наружной стенки и радиальное расстояние от стенки 28, внутри которой встроена индукционная катушка 16. Стенка, внутри которой встроена индукционная катушка, расположена радиально внутри промежуточной стенки, и которая обеспечивает боковые стенки нагревательного отсека 12, образованного радиально внутри этой стенки.In FIG. 7 shows the layout of an exemplary steam generating device with a cross section similar to that shown in FIG. 6. In the arrangement shown in FIG. 7, the steam generating device has an outer wall 34 which provides the outer wall of the device. Radially within the outer wall is an intermediate wall 42 which has a radial distance from the outer wall and a radial distance from the wall 28 within which the induction coil 16 is embedded. compartment 12 formed radially within this wall.
От наружной части устройства к нагревательному отсеку проходит воздушный канал 14. Через воздушный канал проходит один путь для потока воздуха, который обозначен с помощью ссылочной позиции 48 на фиг. 7. Путь входит в устройство, генерирующее пар, через наружную стенку 34 в месте на одной линии с осевым концом нагревательного отсека 12. Затем путь проходит между наружной стенкой и промежуточной стенкой 42 к месту на одной линии с противоположным осевым концом нагревательного отсека. В этом месте находится проход между зазором, обеспечиваемым радиальным расстоянием между наружной и промежуточной стенками, и зазором, обеспечиваемым радиальным расстоянием между промежуточной стенкой и стенкой 28, внутри которой встроена индукционная катушка 16. Путь для потока воздуха проходит через этот проход и возвращается между промежуточной стенкой и стенкой, внутри которой встроена индукционная катушка, к месту также на одной линии с начальным осевым концом нагревательного отсека, но на меньшем радиальном расстоянии от нагревательного отсека, чем когда путь входит в устройство, генерирующее пар. Затем путь проходит в дополнительный проход в нагревательный отсек на том осевом конце нагревательного отсека.An air duct 14 extends from the outside of the device to the heating compartment. Through the air duct passes one air flow path, which is indicated by reference numeral 48 in FIG. 7. The path enters the steam generating device through the outer wall 34 at a location in line with the axial end of the heating chamber 12. The path then passes between the outer wall and intermediate wall 42 to a location in line with the opposite axial end of the heating chamber. At this location there is a passage between the gap provided by the radial distance between the outer and intermediate walls and the gap provided by the radial distance between the intermediate wall and the wall 28 within which the induction coil 16 is embedded. The air flow path passes through this passage and returns between the intermediate wall and the wall within which the induction coil is embedded, to a location also in line with the initial axial end of the heating compartment, but at a smaller radial distance from the heating compartment than when the path enters the steam generating device. The path then extends into an additional passage to the heating compartment at that axial end of the heating compartment.
На фиг. 8 показана альтернативная компоновка компоновки, показанной на фиг. 7, примерного устройства, генерирующего пар, с поперечным сечением, подобным поперечному сечению, показанному на фиг. 6. Как и в компоновке, показанной на фиг. 7, в компоновке, показанной на фиг. 8, устройство, генерирующее пар, имеет наружную стенку 34, которая обеспечивает внешнюю стенку устройства. Радиально внутри наружной стенки находится промежуточная стенка 42, которая имеет радиальное расстояние от наружной стенки и радиальное расстояние от стенки 28, внутри которой встроена индукционная катушка 16. Стенка, внутри которой встроена индукционная катушка, расположена радиально внутри промежуточной стенки, и которая обеспечивает боковые стенки нагревательного отсека 12, образованного радиально внутри этой стенки.In FIG. 8 shows an alternative arrangement of the arrangement shown in FIG. 7 of an exemplary steam generating device with a cross section similar to that shown in FIG. 6. As in the arrangement shown in FIG. 7 in the arrangement shown in FIG. 8, the steam generating device has an outer wall 34 which provides the outer wall of the device. Radially within the outer wall is an intermediate wall 42 which has a radial distance from the outer wall and a radial distance from the wall 28 within which the induction coil 16 is embedded. compartment 12 formed radially within this wall.
Как и на фиг. 7, на фиг. 8 показан воздушный канал 14, который проходит от наружной части устройства к нагревательному отсеку. Однако вместо одного пути 48 для потока воздуха, показанного на фиг. 7, компоновка, показанная на фиг. 8, имеет путь для потока воздуха, указанный с помощью ссылочной позиции 50 на фиг. 8, который имеет общее начало и общий конец, но имеет две в целом параллельные секции между началом и концом. Путь входит в устройство, генерирующее пар, через наружную стенку 34 в месте на одной линии с осевым концом нагревательного отсека 12. Затем путь разветвляется. Одна секция пути проходит между наружной стенкой и промежуточной стенкой 42 в зазоре, обеспечиваемом радиальным расстоянием между этими стенками. Другая секция пути проходит через проход к зазору, обеспечиваемому радиальным расстоянием между промежуточной стенкой и стенкой 28, внутри которой встроена индукционная катушка 16. Эта секция пути затем проходит через этот зазор. Две секции повторно соединяются в месте на одной линии с противоположным концом нагревательного отсека 12. Это достигается прохождением секции пути между наружной стенкой и промежуточной стенкой и затем прохождением через проход в промежуточной стенке для соединения секции, проходящей между промежуточной стенкой и стенкой, внутри которой встроена индукционная катушка, с местом, эквива-As in FIG. 7 in FIG. 8 shows an air duct 14 which extends from the outside of the device to the heating compartment. However, instead of the single airflow path 48 shown in FIG. 7, the arrangement shown in FIG. 8 has an air flow path indicated by reference numeral 50 in FIG. 8 which has a common start and a common end, but has two generally parallel sections between the start and end. The path enters the steam generating device through the outer wall 34 at a location in line with the axial end of the heating compartment 12. The path then forks. One section of the track passes between the outer wall and the intermediate wall 42 in the gap provided by the radial distance between these walls. Another track section passes through the passage to a gap provided by the radial distance between the intermediate wall and the wall 28 within which the induction coil 16 is embedded. This track section then passes through this gap. The two sections are reconnected in place in line with the opposite end of the heating compartment 12. This is achieved by passing a section of the path between the outer wall and the intermediate wall and then passing through a passage in the intermediate wall to connect the section extending between the intermediate wall and the wall within which the induction coil, with place, equiva-
Claims (9)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP17210843.3 | 2017-12-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA041916B1 true EA041916B1 (en) | 2022-12-15 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI798318B (en) | Induction heating assembly for a vapour generating device | |
| KR102551348B1 (en) | Induction Heating Assemblies for Steam Generators | |
| JP7232262B2 (en) | steam generation system | |
| UA126925C2 (en) | Induction heating assembly for a vapour generating device | |
| JP7356429B2 (en) | Induction heating assembly for steam generation devices | |
| KR20200101367A (en) | Induction heating assembly for steam generator | |
| EA041916B1 (en) | INDUCTION HEATING UNIT FOR STEAM GENERATING DEVICE | |
| EA041703B1 (en) | INDUCTION HEATING UNIT FOR STEAM GENERATING DEVICE | |
| EA041714B1 (en) | INDUCTION HEATING UNIT FOR STEAM GENERATING DEVICE | |
| EA042776B1 (en) | STEAM GENERATING SYSTEM | |
| EA045507B1 (en) | INDUCTION HEATING UNIT FOR STEAM GENERATING DEVICE | |
| EA043125B1 (en) | AEROSOL GENERATING SYSTEM | |
| EA043343B1 (en) | DEVICE GENERATING STEAM |