具有感应加热器和可移动部件的气溶胶生成装置的制作方法

本发明涉及一种气溶胶生成装置，其包括壳体，壳体具有用于接收气溶胶生成制品的腔室和用于加热接收在壳体的腔室内的气溶胶形成制品的感应加热器。感应加热器包括感应线圈和加热元件，其中加热元件可布置在感应线圈内。

背景技术：

已知在气溶胶生成制品中使用不同类型的加热器来生成气溶胶。通常，电阻加热器用于加热气溶胶形成基质，如电子烟液。也已知提供使用电阻加热器的“热不燃”装置，其通过加热但不燃烧含有烟草的气溶胶形成基质来生成可吸入的气溶胶。

感应加热器提供优势，并且已在上述装置中提出。感应加热器例如在us2017/055580a1中描述。在感应加热器中，感应线圈布置在由导电材料制成的部件周围。该部件可表示为加热元件或感受器。高频ac电流通过感应线圈。因此，在感应线圈内形成交替磁场。交替磁场穿透加热元件，从而在加热元件内产生涡电流。这些电流导致加热元件的加热。除了涡电流产生的热量之外，交替磁场还可使感受器由于磁滞机制而加热。一些感受器甚至可具有不会或几乎不会发生涡电流的性质。在此类感受器中，基本上所有的热生成都是由于磁滞机制导致的。大多数常见的感受器都是这种类型，其中通过两种机制生成热。可在wo2015/177255中以找到对交变磁场穿过感受器时在感受器中负责产生热的过程的更详细的描述。感应加热器促进快速加热，这有利于在气溶胶生成装置的操作期间生成气溶胶。

期望具有带感应加热器的气溶胶生成装置，其中消耗品的加热可以变化。还期望实现可变加热，而不对装置增加显著的结构复杂性。

技术实现要素：

根据本发明的第一方面，提供了一种气溶胶生成装置，该气溶胶生成装置包括具有腔室的壳体，该腔室构造成接收气溶胶生成制品的至少一部分。装置还包括用于加热接收在壳体的腔室内的气溶胶形成制品的感应加热器。感应加热器包括感应线圈和加热元件，其中加热元件可布置在感应线圈内。感应线圈和加热元件构造成在至少第一可操作位置与第二可操作位置之间相对于彼此可移动。优选地，感应线圈相对于壳体的腔室可移动。

可操作位置表示加热元件穿透气溶胶生成制品并且可加热的位置。在感应加热器的操作期间，气溶胶通过加热元件加热插入的气溶胶生成制品而生成。

含有烟草的气溶胶形成基质可以以气溶胶生成制品的形式提供。气溶胶生成制品可作为消耗品，如烟草棒提供。在下文中，气溶胶生成制品将表示为消耗品。这些消耗品可具有细长棒状形状。此消耗品通常推入到装置的腔室的腔中。在腔室中，感应加热器的加热元件在消耗品插入期间穿透消耗品中的气溶胶形成基质。一旦在感应加热器的多个加热循环之后使用消耗品中的气溶胶形成基质，则消耗品将被移除并由新的消耗品替换。气溶胶的生成尤其取决于消耗品内的加热元件的位置以及加热元件的形状和温度。给定特定的加热元件，加热元件的位置和温度是气溶胶生成的主要因素。通过加热加热元件，并且由于使用者的抽吸而通过消耗品吸入空气而生成气溶胶。消耗品中的气溶胶形成基质由加热元件加热并释放挥发性成分。富含挥发性成分的空气然后冷凝以形成随后由使用者吸入的气溶胶。

不同使用者可能具有不同的偏好，如气溶胶生成期间生成的挥发性成分的量。本发明通过改变感应加热器的加热元件和感应线圈的相对位置来控制气溶胶生成。改变加热元件和感应器线圈的相对定向将导致电力转移到加热元件的有效性变化，因为对于施加到感应线圈的ac电流使用的任何给定频率和幅度，通过加热元件的磁通量很大程度上取决于这些加热元件和线圈的相对定向。因此，加热元件和感应线圈的相对定向的变化可能影响加热元件可变得多热以及加热元件达到生成气溶胶的最佳操作温度将花费多长时间。此外，加热元件的一部分可加热到比另一部分更高的温度，其它部分主要通过传导加热。因此，可通过改变加热元件的可操作位置来特定地加热基质的不同区域。因此，消耗品内的加热元件的定位可能导致不同的加热效果，并且在使用户体验适应其特定口味和需求时，给单个使用者很大程度的灵活性。

优选地，气溶胶生成装置的壳体、插入到装置的腔室中的消耗品、腔室和感应线圈均具有相同纵向轴线或方向，其为沿上述部件的长度的中心轴线。

加热元件和线圈可具有细长的形状。加热元件可与线圈具有相同的长度。加热元件可具有销或叶片的形状。加热元件可为实心的，而线圈可具有螺旋形状，使得加热元件可布置在线圈内。线圈可作为具有螺旋弹簧形状的螺旋缠绕线圈提供。线圈可包括接触元件，使得ac电流可从电源流过线圈。供应到感应线圈的ac电流优选地为高频ac电流。出于此申请的目的，术语“高频”应理解为表示范围从大约1兆赫兹(mhz)到大约30兆赫兹(mhz)的频率(包括1mhz到30mhz的范围)，具体是从大约1兆赫兹(mhz)到大约10mhz(包括1mhz到10mhz的范围)，甚至更具体地是从大约5兆赫兹(mhz)到大约7兆赫兹(mhz)(包括5mhz到7mhz的范围)。在线圈与加热元件之间不需要建立直接连接或电连接，因为线圈产生的磁场穿透加热元件，并因此通过上述机制加热加热元件。这些机制是涡电流和磁滞损耗，其转换为热能。线圈以及加热元件可由诸如金属的导电材料制成。加热元件和线圈可具有圆形、椭圆形或多边形的横截面。感应线圈可布置在装置的壳体中，以得到保护。壳体可以由当由交替磁场穿透时不易被加热的材料制成。例如，壳体可由非导电材料制成，使得不会在壳体中生成涡电流，且该壳体也不可通过磁滞机制加热。换句话说，壳体可由非感受器材料，例如非导电、非感受器材料制成。装置的整个壳体可由非导电材料制成。备选地，邻近感应线圈的壳体的区段可由非导电材料制成。

在第一可操作位置，加热元件的第一部分可由感应线圈环绕。在第二可操作位置，加热元件的第二部分可由感应线圈环绕，其中加热元件的第一部分和第二部分可不重叠。如果加热元件已穿透消耗品，气溶胶形成基质的第一部分和第二部分邻近加热元件的部分定位。在感应加热器的操作期间，基质的第一部分可在加热元件的第一位置加热，并且基质的第二部分可在加热元件的第二位置加热。

加热元件可相对于壳体的腔室可移动。加热元件可在腔室的纵向方向上可移动。加热元件可穿透消耗品，并且消耗品随后可沿腔室的纵向方向由加热元件移动。例如，使用者每次抽吸之后，可通过推进加热元件来连续地加热消耗品中的气溶胶形成基质。使用者可沿腔室的纵向方向改变加热元件的位置。

气溶胶生成装置还可包括构造成限制加热元件在腔室内的移动的引导元件。

气溶胶生成装置可包括滑动致动器，所述滑动致动器构造成使加热元件在腔室内移动。滑动致动器可实现加热元件的移动而不直接接触加热元件。滑动致动器可布置在装置的壳体的侧表面处，从而可使用致动器而不打开装置。连接装置可布置成使致动器与布置在装置的腔室内部的加热元件连接。连接装置可构造成将滑动致动器的移动传送到加热元件的移动中。

加热元件的第一部分和第二部分可彼此热隔离。两个加热区域可为导电的。两个加热区域可通过非导电材料彼此分离。如果另一个加热区域由ac电流流动通过其中的感应线圈环绕，则基本上不会在加热区域中的一个中生成涡电流。加热区域可绝热，使得在加热另一加热区域的同时不加热加热区域。通过加热区域，可基本上加热消耗品中的气溶胶形成基质的部分，而不会加热消耗品中的气溶胶形成基质的其它部分。

感应线圈可布置在环绕腔室的壳体内的壁中。通过将感应线圈布置在壳体内的壁中，可保护感应线圈免受污染和损坏。感应线圈可相对于装置的纵向轴线基本上在腔室的一半长度上延伸。通过将感应线圈的长度限制为腔室的一部分，如基本上为腔室的长度的一半，可加热消耗品中的气溶胶形成基质的局部部分。由感应线圈环绕的加热元件的部分可被加热，因为如果ac电流流动通过感应线圈，则在加热元件的该部分中生成涡电流。感应线圈可邻近腔室的近端布置。可将消耗品插入近端中。

加热元件可具有对应于腔室的长度的长度。在已加热的消耗品的部分耗尽之后(例如，在某种意义上说，可能不再生成令人满意的气溶胶)，可移动消耗品内部的加热元件，从而移动加热元件与消耗品内的气溶胶形成基质的新鲜部分接触。加热元件可移动腔室的长度的一半，使得消耗品的未被感应加热器加热的部分现在由感应线圈环绕并且可被加热。因此，消耗品的各区段可通过借助于加热元件使消耗品移动通过感应线圈而被加热。

感应线圈可在腔室的纵向方向上可移动。类似于加热元件构造成在腔室的纵向方向上可移动，可移动感应线圈可便于消耗品中的气溶胶形成基质的不同部分可被加热。根据此方面，感应线圈可环绕腔室的一部分，如腔室的长度的一半。当消耗品插入腔室中并且加热元件穿透消耗品时，感应线圈可环绕消耗品的一部分，所述消耗品随后被加热以用于气溶胶生成。此后，感应线圈可在腔室的纵向方向上移动，使得消耗品的不同部分由感应线圈环绕。然后可加热消耗品的不同部分。

气溶胶生成装置可包括构造成限制感应线圈相对于装置的腔室的移动的引导元件。因此，可便于感应线圈沿腔室的长度的安全移动。

加热元件可在腔室的横向方向上可移动。腔室的横向方向垂直于腔室的纵向方向延伸。加热元件可包括基座区段。加热元件可为细长的，并且垂直于基座区段延伸到壳体的腔中。基座区段可构造成在加热元件与感应线圈的中心轴线对准的第一位置与加热元件未与感应线圈的中心轴线对准的第二位置之间移动。因此，基座区段可构造成使加热元件相对于感应线圈的中心轴线偏心地移动。基座区段可在加热元件的基座处形成，以用于将加热元件安装在感应线圈内。基座区段可由绝热材料制成。基座区段可由非导电材料制成。基座区段可允许空气通过基座区段抽吸。

基座区段可包括刻度盘。刻度盘使得可通过旋转刻度盘来改变加热元件相对于感应线圈的中心轴线的位置。基座区段可包括指示刻度盘旋转的标记。基座区段可至少部分地延伸出装置的壳体，使得使用者能够看到和操作刻度盘。刻度盘暴露部分上的标记可为用户提供刻度盘位于哪个位置，且因此加热元件位于哪个位置的视觉指示。

基座区段可包括用于安装基座区段的销。销可相对于感应线圈的中心轴线偏心地布置。刻度盘可构造为围绕销枢转。以此方式，刻度盘的旋转可导致加热元件远离感应线圈的中心轴线移动。加热元件可沿感应线圈的中心轴线布置在第一可操作位置中。当消耗品在加热元件上方推入装置的腔室中时，加热元件可在消耗品的中心处穿透消耗品。加热元件的该布置可用于标准加热效果。当旋转刻度盘时，加热元件可移动到更靠近感应线圈的一侧。以这种方式，如果在通过刻度盘的旋转移动了加热元件之后将消耗品插入装置的腔室中，则将加热元件偏心地插入消耗品中。因此，刻度盘旋转引起的加热元件的移动可产生不同的加热效果。就这一点而言，气溶胶形成基质的侧部分可由偏心加热元件加热。加热元件的偏心位置可为第二可操作位置。如果反复地将消耗品移除并插入装置的腔室中，使得气溶胶形成基质的不同侧部分每次被加热，则可更有效地使用气溶胶形成基质。在此方面，消耗品可在每个移除插入循环中旋转。另外，在每个移除插入循环中，可稍微旋转刻度盘。

基座区段可包括构造成相对于壳体中的槽滑动的滑动元件。这可使加热元件从感应线圈内的中心位置朝向偏心位置线性移动。加热效果可通过在中心位置与偏心位置之间滑动加热元件来控制。可通过滑动元件促进加热元件在中心位置与偏心位置之间的移动。基座区段和滑动元件可具有互补形状，如舌形和凹槽形。

本发明还涉及一种包括气溶胶生成制品的气溶胶生成系统，其包括气溶胶生成基质和如上所述的气溶胶生成装置。

腔室相对于装置的纵向轴线的长度可大于感应线圈的长度，并且感应线圈可邻近腔室的近端布置。可通过将消耗品定位在腔室内来改变插入腔室中的消耗品的加热。

根据此方面，加热元件和感应线圈可固定布置，而仅消耗品可在装置的腔室内移动。由于感应线圈仅环绕腔室的一部分，当消耗品插入腔室中时，消耗品的仅一部分和消耗品中的气溶胶形成基质被加热。随后，可将消耗品从腔室拉离，使得消耗品仍位于腔室内，但不再完全延伸到腔室内。因此，感应线圈现在可环绕消耗品的不同区域。以此方式，随后可通过从腔室中逐渐地拉出消耗品来加热消耗品的不同部分。

加热元件可沿感应线圈的纵向轴线布置，其中加热元件可具有与感应线圈的纵向长度基本上相同的长度。以此方式，只有被感应线圈环绕的加热元件才可以被加热。

装置可包括控制器。控制器可以包括微处理器，所述微处理器可为可编程微处理器。控制器可以包括其他电子部件。控制器可配置成调节向感应加热器供应的电力。电力可在启动装置之后连续地供应到感应加热器，或可诸如在逐口抽吸的基础上间歇性地供应。电力可以电流脉冲的形式供应到感应加热器。

装置可包括电源，通常是电池。作为替代方案，电源可为另一形式的电荷存储装置，例如电容器。电源可能需要再充电，且可具有允许为一次或多次抽吸存储足够能量的容量；例如，电源可具有足够的容量以允许在约六分钟的时段中或在六分钟的倍数的时段中连续生成气溶胶。在另一实例中，电源可具有足够的容量以允许预定次数的抽吸或感应加热器的不连续启动。

消耗品可包括气溶胶形成基质。气溶胶形成基质可包括均质化烟草材料。气溶胶形成基质可包括气溶胶形成剂。气溶胶形成基质优选地包括均质化烟草材料、气溶胶形成剂以及水。提供均质化烟草材料可改善在加热气溶胶生成制品期间生成的气溶胶的气溶胶生成、尼古丁含量和香味特征。具体地说，制造均质化烟草的工艺涉及研磨烟草叶，其在加热时更有效地实现尼古丁和香味的释放。

感应加热器可由抽吸检测系统触发。备选地，感应加热器可通过按压开/关按钮保持使用者抽吸的持续时间来触发。

抽吸检测系统可以作为传感器提供，其可以被配置为气流传感器，并且可以测量气流速率。气流速率是表征使用者每次通过气溶胶生成装置的气流路径抽吸的空气量的参数。当气流超出预定阈值时，气流传感器可以检测到抽吸的开始。在用户激活按钮时，也可以检测到开始。

传感器还可配置为压力传感器，以用于测量气溶胶生成装置内的空气的压力，所述空气由使用者在抽吸期间通过装置的气流路径抽吸。

如上所述的气溶胶生成装置和消耗品可为电操作吸烟系统。优选地，气溶胶生成系统为便携式的。气溶胶生成系统可以具有相当于常规雪茄或香烟的尺寸。吸烟系统可以具有介于约30毫米与约150毫米之间的总长度。吸烟系统可以具有介于约5毫米与约30毫米之间的外径。

附图说明

将参考附图仅通过举例方式进一步描述本发明，在附图中：

图1示出了带有借助于刻度盘形基座区段的可移动加热元件的气溶胶生成装置；

图2示出了加热元件和刻度盘形基座区段的详细视图；

图3示出了具有插入的消耗品的气溶胶生成装置；

图4示出了带有滑动形基座区段的气溶胶生成装置的实施例；

图5示出了环绕腔室的长度的一部分的感应线圈的实施例，以及其中加热元件可沿感应线圈的中心轴线移动的实施例；

图6示出了用于气溶胶生成装置和插入的消耗品的图5的感应加热器；

图7示出了具有绝热加热区的加热元件的实施例；

图8示出了固定加热元件和感应线圈的实施例，其中仅可移动消耗品；

图9示出了用于移动加热元件的滑动致动器；以及

图10示出了感应线圈的实施例，其中感应线圈布置成可移动。

具体实施方式

图1示出了气溶胶生成装置10。气溶胶生成装置10包括壳体，其具有第一壳体部分12和第二壳体部分14。第一壳体部分12包括电池和控制器。第二壳体部分14包括用于插入含有气溶胶形成基质的消耗品的腔室16。第二壳体部分14还包括具有加热元件18和感应线圈20的感应加热器。感应线圈20布置在第二壳体部分14内。加热元件18布置在由感应线圈20环绕的腔室16内的腔中。提供控制器以控制从电池到感应加热器的电能供应。通过按下按钮22激活感应加热器。通过释放按钮22停用感应加热器。使用者可在近端24处将含有气溶胶形成基质的消耗品插入腔室16中。随后，使用者可在抽吸消耗品的同时按下按钮22并吸入所生成的气溶胶。

从左至右，示出了图1a、图1b、图1c和图1d。图1a示出了上述气溶胶生成装置10。在气溶胶生成装置10的侧面处，加热元件18的基座区段26部分可见。基座区段26布置在加热元件18的基座处，并且具有刻度盘的形状。基座区段26相对于感应线圈20的中心轴线l偏心地安装。

图1b示出了具有透明第二壳体部分14的气溶胶生成装置10，使得可看到第二壳体部分14内的感应线圈20。在图1b中，基座区段26旋转，使得加热元件18沿感应线圈20的中心轴线l布置。换句话说，加热元件在图1b中布置在腔室16内的第一可操作位置中。在图1c和图1d中，基座区段26旋转，使得加热元件18远离感应线圈20的中心轴线l偏心地移动到第二可操作位置。从气溶胶生成装置10的外部，该移动由基座区段26上的标记28指示。

图2示出了加热元件18和基座区段26的详细视图。加热元件18包括用于促进加热元件18穿透消耗品的锥形尖端30。在图2中详细示出了带有标记28的刻度盘形基座区段26，其指示了基座区段26的位置。在图2的左侧部分中，图2a示出了在第一可操作位置中的基座区段26，其中加热元件18布置在沿感应线圈20的中心轴线l对准的中心位置中。在图2的中间和右侧部分中，在图2b和图2c中，基座区段26旋转，使得加热元件18布置成偏心。为了便于此移动，基座区段26借助于销30安装，其中销30相对于感应线圈20的中心轴线l偏心地布置。图2中还描绘了用于限制基座区段26的移动和在第一壳体部分12与第二壳体部分14之间安装基座区段26的环32。

图3示出了气溶胶生成装置10，其中消耗品34插入气溶胶生成装置10中。在图3a中，消耗品34尚未插入到装置10的腔室16中，并且加热元件18布置在腔室16内的第一可操作位置中。通过旋转基座区段26，如果用户希望的话，加热元件18可在此阶段移动到第二可操作位置。在图3b中，消耗品34已插入到装置10的腔室16中。

图4示出了基座区段26的实施例，其中基座区段26具有滑动元件的形状。基座区段26可在槽中在第一壳体部分12与第二壳体部分14之间滑动，从而可改变腔室16内的加热元件18的位置。在图4a中，加热元件18在第一可操作位置中沿感应线圈20的中心轴线l对准。在图4b和图4c中，基座区段26滑出装置10，使得加热元件18布置在第二可操作位置中。基座区段26保持在具有互补形状的元件36中。基座区段26和元件36可具有舌形和凹槽形，使得基座区段26可沿元件36中的腔室38滑动。

图5示出了加热元件18沿着感应线圈的中心轴线l对准并且可沿中心轴线l移动的实施例。从图5a到图5c，加热元件18沿中心轴线l移动。加热元件18安装在支承部件40上，以便实现加热元件18的移动。支承部件40可手动移动或由诸如第一壳体部分12中的线性电动机的机构移动。

图5还示出了布置在第二壳体部分14的腔室16中的加热元件18。在此实施例中，感应线圈20未沿腔室16的整个长度42布置。相反，感应线圈20基本上在腔室16的长度44的一半处延伸，而腔室的另一半长度46不由感应线圈20环绕。感应线圈20布置在近端24附近，使得当消耗品34插入腔室中时，仅消耗品34的一部分由感应线圈20环绕，以用于加热消耗品34的此部分。可移动加热元件18可在穿透消耗品34之后使用，以将消耗品34部分地移动出腔室16。以此方式，接着可加热还未被由感应线圈20环绕的加热元件18加热的消耗品34的部分。

图6示出了图5的实施例，其中消耗品34尚未插入图6a中的腔室16中。在图6b中，消耗品34完全插入腔室16并且在加热元件18上方，使得可在第一可操作位置加热由感应线圈20环绕的消耗品34的一部分。在图6c中，消耗品34已经通过加热元件18的移动部分地推出腔室16。因此，可在第二可操作位置加热消耗品34的不同部分。在图6d中，消耗品34已经被加热元件18更进一步推出腔室16。

图7示出了加热元件18包括两个热绝缘加热区域18.1、18.2的实施例。加热区域18.1、18.2通过分离元件48彼此分离，这有利于加热区域18.1、18.2之间的绝热。在图7a和图7b中，加热元件18描绘为可沿感应线圈20的中心轴线l移动。图7c和图7d示出了感应线圈20，其具有对应于腔室16的长度的一半和加热区域18.1、18.2中一个的长度的长度44。以此方式，当消耗品34插入到腔室16中并且推送到加热元件18上方时，可加热长度44对应于加热区域18.1、18.2中一个的长度44的消耗品34的第一区域。此后，加热元件18可部分地推出腔室16，使得消耗品34的第二部分可被加热。

图8示出了加热元件18和感应线圈20是固定的并且只有消耗品34可在腔室16内移动的实施例。感应线圈20具有对应于腔室16的长度44基本上一半的长度。加热元件也具有对应于腔室16的长度44基本上一半的长度。如图8b中可见，感应线圈20和加热元件18邻近装置10的近端24布置。当消耗品34完全插入腔室16中并且推送到加热元件18上方时，加热长度44的消耗品34的第一部分。随后，可将消耗品部分地从腔室16抽出，使得消耗品34的第二部分可以被加热。

图9示出了滑动致动器50描绘为用于移动加热元件18的实施例。图9a到图9c示出了滑动致动器50和加热元件18沿中心轴线l的移动。滑动致动器50借助于连接装置与加热元件18连接，使得滑动致动器50的滑动动作由连接装置传送到加热元件18。

图10示出了感应线圈20布置成可沿中心轴线l移动。第二壳体部分14构造为其中布置有感应线圈20的可移动部分。第一壳体部分12形成腔室16并且第二壳体部分14构造成可沿第一壳体部分12滑动，参见图10a到图10c。这种滑动动作可通过引导元件促进。当消耗品34插入腔室16中时，可取决于感应线圈20的定位加热消耗品34的不同部分。类似于图7，加热元件18可包括加热区18.1、18.2，其长度对应于感应线圈20的长度，使得一次仅加热由感应线圈环绕的加热区域。

本发明不限于所述实施例。本领域技术人员了解，在不同实施例的上下文中描述的特征可在本发明的范围内彼此组合。