本申请一般涉及一种电子蒸气吸入器，并且更具体而言涉及一种电子蒸气吸入器的操作方法，在所述电子蒸气吸入器中加热非液体气味释放介质来产生供使用者吸入的蒸气。
背景技术：
使用电子蒸气吸入器(也称为电子香烟、电子烟和个人汽化器)正变得越来越流行和普遍，它们可以用来替代常规的吸烟产品，例如点燃式香烟、雪茄和烟斗。最常用的电子蒸气吸入器通常是电池供电的，并使用电阻加热元件来加热和雾化含有尼古丁的液体，来产生可被使用者吸入的含尼古丁的蒸气。通过烟嘴吸入蒸气来将尼古丁送到肺部，并且使用者呼出的蒸气通常模仿传统吸烟产品发出的烟雾外观。尽管吸入蒸气会产生类似于传统吸烟的物理感觉，但由于没有燃烧，因此不会产生或吸入有害化学物质，如二氧化碳和焦油。
在上述传统的电子烟中，液体被芯体吸到电阻加热元件上。这虽然使液体快速雾化，并因此在用户激活之后使电子烟快速启动，但是风味可能不是最佳的。传统的烟草材料或其他非液体气味释放介质可以用来代替液体以提供改进的味道特征。然而，使用者初次激活电子烟之后的启动时间(换句话说，“首次抽吸时间”)较长，因为需要更多时间将加热烟草材料或其他非液体香料到一定温度，在该温度下能释放产生令人满意的蒸气量。这是由于电阻加热元件具有较高的热质量(thermalmass)，响应慢。
wo2014/102091对此问题的解决方案是提供一种具有三个加热阶段的电阻加热气溶胶发生装置。特别地，其中包括第一阶段、第二阶段和第三阶段，在所述第一阶段期间，加热元件的温度从环境温度升高到第一温度，在所述第二阶段期间所述加热元件的温度下降到第一温度以下，在所述第三阶段期间，所述加热元件的温度再次上升。所述第一阶段是高温阶段，其中所述加热元件的温度尽可能升高到接近装置中使用的形成气溶胶的基质的燃烧温度。所述第二阶段是较低温度阶段，其中所述加热元件的温度降低以向使用者持续输送气溶胶。所述第三阶段也是高温阶段，其旨在随着形成气溶胶的基质消耗而向使用者持续输送气溶胶。
wo2014/102091指出所述第一阶段的优选温度范围在340℃到400℃之间，并提供了360℃45秒，340℃60秒和380℃30秒的具体实例。wo2014/102091解释了所述第一阶段、第二阶段和第三阶段中的任何一个的最大操作温度优选不超过约380℃，这被描述为是传统的点燃式香烟中存在的有害化合物的燃烧温度。因此，显而易见的是，在所述第一阶段期间所述加热元件的温度非常高并且在相对较长的时间内接近最大允许温度。这可能引起形成气溶胶的基质的炭化，从而由于其产生的气溶胶具有令人不快或“变质”的味道，所以非常不理想。由于燃烧，这也可能开始产生在传统的点燃式香烟中产生的有害化合物。此外，即使在wo2014/102091中描述的非常高的温度下，所述启动时间仍然长得无法接受，尤其是与点燃式香烟或加热和雾化液体的电子烟的即时可用性相比。
因此，需要一种克服这些困难的电子蒸气吸入器。
技术实现要素：
根据本发明的第一方面，提供了一种包括感应加热装置的电子蒸气吸入器的操作方法，所述感应加热装置包括感应线圈，用于产生交变电磁场来对感应加热式元件进行加热并由此加热非液体气味释放介质，所述方法包括间歇性地激励所述感应线圈来产生间歇性交变电磁场，所述电磁场对所述感应加热式元件进行脉冲式加热和冷却。
根据本发明的第二方面，提供了一种电子蒸气吸入器，其包括：
感应加热装置，所述感应加热装置包括感应线圈，所述感应线圈用于产生交变电磁场来加热感应加热式元件，并由此加热非液体气味释放介质；以及
控制装置，其用于控制所述感应加热装置的操作来间歇地激励所述感应线圈以产生间歇性交变电磁场，所述间歇性交变电磁场对所述感应加热式元件进行脉冲式加热和冷却。
所述非液体气味释放介质可包括可加热来释放供使用者吸入的蒸气的任何材料或材料的组合。所述非液体气味释放介质是干燥材料并且可以容易地处理。所述非液体气味释放介质可以是烟草或烟草材料或干燥草药材料。所述非液体气味释放介质可以采取任何合适的形式，包括细片或小丸或纤维形式。所述非液体气味释放介质可以用形成蒸气的介质例如丙二醇、甘油或其组合来浸渍。
所述感应加热式元件的热质量低，并因此可在存在所述感应加热装置的所述感应线圈所产生的所述交变电磁场时被快速加热。所述感应加热式元件例如可以在0.2秒内从环境温度加热到约250℃。由于热能传递到周围的非液体气味释放介质中，所以热质量低还使得所述感应加热式元件在没有所述交变电磁场时快速冷却。通过间歇地激励所述感应线圈以提供间歇性交变电磁场，并因此对感应可加热元件进行间歇式或脉冲式加热和冷却，可将大量能量传递至所述感应加热式元件而不会使所述非液体香料燃烧或过热。由于例如通过传导、辐射和对流从所述感应加热式元件向非液体气味释放介质传递热量，所述非液体气味释放介质或其至少一个或多个局部区域可以被快速地加热到在产生蒸气的操作温度范围内的温度，所述蒸气具有用于吸入的合适特性(包括气味和香味)。所述感应加热式元件的间歇式或脉冲式加热和冷却与所述感应加热式元件的低的热质量相结合，确保所述非液体气味释放介质不会达到造成过热、燃烧或烧焦的操作温度范围以上的温度，并且使得所述非液体气味释放介质能够被快速加热到所述操作温度范围内的温度。
所述方法可以包括改变供应给所述感应线圈的电力的脉冲频率，来间歇地激励所述感应线圈。所述方法可以包括改变提供给所述感应线圈的电力的脉冲幅度，来间歇地激励所述感应线圈。所述方法可以包括改变提供给所述感应线圈的电力的占空比，来间歇地激励所述感应线圈。控制所述脉冲频率和/或所述脉冲幅度和/或占空比来提供对所述感应加热式元件的所述脉冲式加热和冷却的控制，并因此得以控制所述非液体气味释放介质的操作温度。
所述感应加热式元件的脉冲式加热和冷却可以将所述非液体气味释放介质加热到操作温度范围内的温度，所述操作温度范围具有在150℃到200℃之间的下限和在200℃到250℃之间的上限。通常，所述操作温度范围在180℃到240℃之间。当所述非液体气味释放介质是一种燃烧温度通常在380℃范围内的烟草材料时，显而易见的是，所述操作温度范围的上限显著低于燃烧温度。从而，避免了所述烟草材料的炭化和燃烧，并且这确保了通过加热所述烟草材料而产生的蒸气具有最佳特性。
所述方法可以包括第一操作阶段和第二操作阶段，在所述第一操作阶段中，间歇地激励所述感应线圈来产生间歇性交变电磁场，所述间歇性交变电磁场提供所述感应加热式元件的脉冲式加热和冷却，以将非液体气味释放介质加热到操作温度范围内的温度。所述第一操作阶段可以具有通常不超过10秒的持续时间。更典型的是，所述持续时间不超过5秒。因此，明显的是，所述启动时间(换句话说，“首次抽吸时间”)显著小于wo2014/102091中所述的产生气溶胶的装置的启动时间。
所述方法可以包括第二操作阶段，在所述第二操作阶段中，间歇性地激励所述感应线圈来产生间歇性交变电磁场，所述间歇性交变电磁场提供所述感应加热式元件的脉冲式加热和冷却，以将所述非液体气味释放介质的平均温度保持在所述操作温度范围内。所述交变电磁场在所述第二操作阶段期间的强度通常低于在所述第一操作阶段期间的强度。这是可能的，因为所述电子蒸气吸入器的组成部分在所述第一操作阶段期间已经被加热，且所述非液体气味释放介质中的水分和形成蒸气的介质的量已经减少。因此，需要较少的能量来将所述非液体气味释放介质的平均温度保持在所述操作温度范围内。
在所述第二操作阶段期间，可以基于使用者的需求间歇地激励所述感应线圈。能如此实施还是由于所述感应加热式元件的低的热质量和快速加热和冷却特性，其使得所述感应加热式元件能够在存在电磁场时被快速加热并且在没有电磁场时被快速冷却。所述使用者需求可以通过指示电子蒸汽吸入器的使用者正在吸入或即将吸入的任何合适的手段来检测。例如，所述电子蒸气吸入器可以包括：检测使用者向唇部的移动的加速度计；用于检测与唇部的接触的电容传感器；或者检测用户的实际吸入的流量计或流量开关。
可以根据预定的加热曲线间歇地激励所述感应线圈。所述预定的加热曲线可以由使用者选择，例如通过无线(例如
所述电子蒸气吸入器可以包括多个感应加热式元件。可以选择所述感应加热式元件的数量以为所述非液体气味释放介质提供最佳加热。
附图说明
图1是可以根据本发明的操作方法的电子蒸气吸入器的一个实例的示意性剖视图；
图2a是感应加热式元件中的脉冲式加热曲线的示意图，示出了感应可加热元件的间歇式加热和冷却；
图2b是产生图2a的脉冲式加热曲线的感应线圈的间歇性操作的示意图；以及
图2c是由图2a的脉冲加热曲线提供的非液体气味释放介质的平均操作温度的示意图。
具体实施方式
现在将仅通过示例并参照附图来描述本发明的实施例。
首先参考图1，电子蒸汽吸入器10包括大致细长的壳体12，所述壳体12具有近端14和远端16。所述电子蒸气吸入器10包括位于近端14的吸嘴18，使用者可通过吸嘴18吸入通过加热非液体气味释放介质30产生的蒸气。所述电子蒸气吸入器10包括：控制装置20，其例如是微处理器形式的；以及一个或多个电池形式的电源22，其例如可以是感应充电式的。
所述壳体12包括容纳所述非液体气味释放介质30的腔室24。所述腔室24位于所述壳体12的邻近所述吸嘴18的近端14，但这不是严格必要的，并且其可位于所述近端14和所述远端16之间的任何合适的位置。在说明性实施例中，所述腔室24形成在所述壳体12中，并且通过从所述壳体12的近端14去除与所述吸嘴18一体成型的盖25而进入所述腔室24。在备选实施例中，所述腔室24本身可以形成为可移除部件并且可以通过从所述壳体12移除所述部件而进入所述腔室24。
在说明性实施例中，所述非液体气味释放介质30实施为盒26，其可以可移除地插入所述腔室24中。所述盒26包括细长的感应加热式元件28以及粘附或以其他方式固定到感应可加热元件28的表面的所述非液体气味释放介质30。应当理解的是，图1中所示的所述电子蒸气吸入器10的实施例仅作为示例提供以便于描述根据本发明的操作方法。其他设置完全落在本发明的范围内，例如使用多个感应加热式元件的设置，其中所述感应可加热元件或每个感应可加热元件具有不同的几何形状，其中所述盒26替换为包含所述非液体气味释放介质30的透气胶囊和一个或多个感应加热式元件28等。
所述非液体气味释放介质30通常包含烟草材料，但也可以使用其他非液体香料释放产品。所述非液体气味释放介质30通常用形成蒸气的介质例如丙二醇、甘油或二者的组合来浸渍，并且当加热到操作温度范围内的温度时产生供使用者通过电所述子蒸气吸入器10的吸嘴18吸入的蒸气。
所述电子蒸气吸入器10包括感应加热装置34，所述感应加热装置34包括可由所述电源22激励的感应线圈36。如本领域技术人员会理解的，当激励所述感应线圈36时将产生交变电磁场，所述交变电磁场在所述感应加热式元件28中产生涡电流，使其升温。然后，热量例如通过传导、辐射和对流从所述感应加热式元件28传递到所述非液体气味释放介质30，并且由此加热所述非液体气味释放介质30。所述感应加热装置34的操作由控制装置20控制，现在将进一步详细描述。
参照图2a至图2c，在使用者激活电子蒸汽吸入器10时，所述控制装置20使得所述感应加热装置34，更具体而言是激励所述感应线圈36间歇地受到所述电源22的激励。这种间歇的或脉冲式的操作由图2b中清楚示出的“开”和“关”脉冲表示。这种间歇性的或脉冲式的操作使得感应线圈36产生间歇式的或脉冲式的交变电磁场，所述电磁场进而对所述感应加热式元件28进行脉冲式加热和冷却。所述感应加热式元件28的脉冲式加热和冷却清楚地显示在图2a中，其示出了所述感应加热式元件28随时间变化的温度。可以通过控制供应到所述感应线圈36的电力的脉冲频率(换句话说，和/或给定时间段内的脉冲长度)来影响所述脉冲式加热和冷却的特性，例如如图2b所示。可选地或附加地，可以通过控制供应给所述感应线圈36的电力的脉冲振幅和/或通过改变供应给所述感应线圈36的电力的占空比来影响所述脉冲式加热和冷却的特性。
如图2a所示的所述感应加热式元件28的脉冲式加热和冷却使所述非液体气味释放介质30，特别是其局部区域迅速地从环境温度ta加热到操作温度t1(参见图2c)，t1通常在180℃和220℃之间。该操作温度t1明显低于通常的烟草材料的燃烧温度(约380℃)，并确保烟草材料不会过热、炭化或燃烧。
所述控制装置20可以被配置成在所述电子蒸汽吸入器10的整个使用期间内维持所述感应加热式元件28的脉冲式加热和冷却(通过间歇地激励所述感应线圈36)，直到使用者停用所述电子蒸汽吸入器10。例如，当所述非液体气味释放介质30的成分已经耗尽并且所得蒸气不再具有可接受的特性如味道和香味时，可发生该停用。
参照图2c，得到操作温度t1的感应可加热元件28的脉冲式加热和冷却发生在所述电子蒸气吸入器10激活后的第一操作阶段40期间。该第一操作阶段40可被认为代表一启动阶段，在该启动阶段中，发生所述非液体气味释放介质30的初始加热以准备好所述电子蒸气吸入器10待用，并且因此在该阶段中，所述非液体香料释放介质30的至少局部区域的温度从环境温度ta升高到产生适合使用者吸入的蒸气的温度。在第一操作阶段40结束之后，所述非液体气味释放介质30的平均温度在第二操作阶段42开始时继续上升，直到达到较高温度t2。第一操作阶段40的通常的持续时间是小于10秒，并且更通常的是在小于等于5秒的范围内。应该理解的是，这一加热要比在wo2014/102091中描述的操作设备的第一阶段期间(在30到60秒之间)提供的加热快得多，使得所述启动时间更快，并且因此“首次抽吸时间”被尽可能地缩短。
在所述第二操作阶段42期间，所述控制装置20可以减少由所述电源22供应到所述感应线圈36的能量，以降低电磁场的强度并由此降低所述感应加热式元件28的温度。这是可能的因为所述电子蒸气吸入器10的组成部分在所述第一操作阶段40期间已经被加热，且所述非液体气味释放介质30中的水分和形成蒸气的介质的量已经减少。因此，即使输入到所述感应线圈36中的能量较低，也可以将所述非液体气味释放介质30维持在所述平均操作温度t2。在图2c所示的第二操作阶段42中，示出所述非液体气味释放介质30的操作温度t2保持相对恒定。然而，所述非液体气味释放介质30的操作温度可以在所述第二操作阶段42期间升高或降低，以确保继续给用户传递可接受的风味和香气。
在一个实施例中，在所述第二操作阶段42期间，所述控制装置20基于使用者需求通过改变所述电源22与所述感应线圈36的脉冲比来控制传递到所述非液体气味释放介质30的能量的量。更具体地，所述电子蒸气吸入器10可以包括用于检测何时使用者即将吸入或实际正在吸入的装置。例如，所述电子蒸气吸入器10可以包括：加速度计，其用于检测使用者向其唇部的移动；安装在所述吸嘴18上的电容传感器(所谓的唇部检测器)，以检测所述吸嘴何时与使用者的唇部接触；或流量计/流量开关来检测使用者何时实际上正在通过吸嘴18吸入。应该理解，这些检测装置仅作为示例提供，并且其他检测装置完全落在本发明的范围内。
在该实施例中，当所述控制装置20从所述检测装置接收到指示使用者即将吸入或实际正在吸入的信号时，所述控制装置20增加所述电源22提供给所述感应线圈36的能量。这提高了所述感应加热式元件28的温度并且继而提升了所述非液体气味释放介质30的温度。所述控制装置20再次被配置成从检测装置接收到信号就使所述感应线圈36间歇地受电源22激励。这导致所述感应线圈36产生间歇性交变电磁场，所述电磁场进而提供所述感应加热式元件28的脉冲式加热和冷却。
需要时，可以根据预定的加热曲线间歇地激励(在所述第一操作阶段40和/或所述第二操作阶段42期间)所述感应线圈36。所述预定的加热曲线可以由使用者来选择，例如根据所述用户的喜好和/或所述非液体气味释放介质30的特性提供更高或更低的操作温度。可选地或附加地，可以基于涉及所述非液体气味释放介质30的检测特性来自动选择预定的加热曲线。
尽管在前面的段落中已经描述了示例性实施例，但是应当理解，可以在不脱离本申请权利要求的范围的情况下对这些实施例进行各种修改。因此，权利要求的宽度和范围不应限于上述示例性实施例。除非另有明确说明，否则说明书中公开的每个特征(包括权利要求书和附图)可以由用于相同、等同或相似目的的替代特征来替代。
除非上下文清楚地要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括”，“包含”等应被解释为包含性而不是排他性或穷举性的含义；也就是说，意味着“包括但不限于”。
除非文中另有说明或者与上下文明显矛盾，否则上述特征在其所有可能的变型中的任何组合都包含在本发明中。