用于蒸气产生装置的感应加热组件的制作方法

本公开涉及一种用于蒸气产生装置的感应加热组件。本公开的实施例还涉及一种蒸气产生装置。

背景技术：

1、将可汽化物质加热而不是燃烧来产生供吸入的蒸气的装置近年来受到消费者的欢迎。

2、这样的装置可以使用多种不同途径中的一种途径来为物质提供热量。一种这样的途径是采用感应加热系统的蒸气产生装置。在这样的装置中，该装置设有感应线圈(下文中还被称为感应器)，并且可汽化物质设有感受器。当使用者激活该装置时，向感应器提供电能，该感应器进而产生交变电磁场。该感受器与电磁场耦合并且产生热量，该热量例如通过传导被传递给可汽化物质，并且在可汽化物质被加热时，产生蒸气。

3、这样的途径潜在地提供对加热并且因此对蒸气产生的更好控制。然而，使用感应加热系统的缺点在于，由感应线圈产生的电磁场可能发生泄漏，因此需要解决这个缺点。

技术实现思路

1、根据本公开的第一方面，提供了一种用于蒸气产生装置的感应加热组件，该感应加热组件包括：

2、感应线圈；

3、加热隔室，该加热隔室被布置为接纳可感应加热烟弹；

4、第一电磁屏蔽层，该第一电磁屏蔽层布置在该感应线圈外面；

5、第二电磁屏蔽层，该第二电磁屏蔽层布置在该第一电磁屏蔽层外面；

6、其中，该第一电磁屏蔽层和该第二电磁屏蔽层的电导率和磁导率之一或两者都不同。

7、根据本公开的第二方面，提供了一种用于蒸气产生装置的感应加热组件，该感应加热组件包括：

8、感应线圈；

9、加热隔室，该加热隔室被布置为接纳可感应加热烟弹；

10、电磁屏蔽层，该电磁屏蔽层布置在该感应线圈外面，该电磁屏蔽层包括非导电铁磁材料；以及

11、第一绝缘层，该第一绝缘层定位在该感应线圈与该电磁屏蔽层之间，该第一绝缘层包括基本上不导电的、并且相对磁导率基本上等于1的材料。

12、根据本公开的第三方面，提供了一种蒸气产生装置，包括：

13、根据本公开的第一方面或第二方面的感应加热组件；

14、被布置为向该加热隔室提供空气的空气入口；以及

15、与该加热隔室连通的空气出口。

16、该一个或多个电磁屏蔽层提供紧凑、高效且轻便的电磁屏蔽结构，该电磁屏蔽结构减少了由感应线圈产生的电磁场的泄漏。这进而允许提供更紧凑的感应加热组件，并且因此提供更紧凑的蒸气产生装置。

17、抑制了一个或多个电磁屏蔽层中的电流流动，这减少了屏蔽结构中的(由于焦耳加热而导致的)热量产生，并且因此减少了能量损耗。这提供了多个优点，包括：(i)电磁能量从感应线圈更有效地传递至与可感应加热烟弹相关联的感受器，并且因此改善了对可汽化物质的加热；(ii)温度降低，这样引起蒸气产生装置的表面温度降低，并且例如通过防止装置内的塑料部件由于温度过高而熔化而减轻了对装置的潜在损坏；以及(iii)保护蒸气产生装置内的其他电气和电子部件。

18、在实施例中，电磁屏蔽层之一包括非导电铁磁材料，而另一个电磁屏蔽层包括导电材料。

19、第一电磁屏蔽层可以包括非导电铁磁材料。用于第一电磁屏蔽层的合适的材料的示例包括但不局限于铁氧体、镍锌铁氧体以及高导磁合金。第一电磁屏蔽层可以包括层压结构，并且因此可以本身包括多个层。这些层可以包括相同的材料、或者可以包括多种不同的材料，例如选择这些材料以提供所期望的屏蔽特性。第一电磁屏蔽层可以例如包括一层或多层铁氧体以及一层或多层粘合剂材料。

20、第一电磁屏蔽层的厚度可以在0.1mm到10mm之间。在一些实施例中，厚度可以在0.1mm到6mm之间，更优选地，厚度可以在0.7mm到2.0mm之间。

21、第一电磁屏蔽层可以提供的覆盖面积大于第一电磁屏蔽层的完整表面面积的80％。在一些实施例中，覆盖面积可以大于90％，可能大于95％。如本文中所使用的，完整表面面积是指当层完好无损时、例如在该层内没有比如空气入口或空气出口等任何开口的情况下该层的表面面积。如本文中所使用的，覆盖面积是指除去该层内比如空气入口或空气出口等任何开口的面积后的表面面积。

22、第二电磁屏蔽层可以包括导电材料。第二电磁屏蔽层可以包括网片。第二电磁屏蔽层可以包括金属。合适的金属的示例包括但不局限于铝和铜。第二电磁屏蔽层可以包括层压结构，并且因此可以本身包括多个层。这些层可以包括相同的材料、或者可以包括多种不同的材料，例如选择这些材料以提供所期望的屏蔽特性。

23、该第二电磁屏蔽层的厚度可以在0.1mm到0.5mm之间。在一些实施例中，厚度可以在0.1mm到0.2mm之间。第二电磁屏蔽层的电阻值可以小于30mω。电阻值可以小于15mω并且可以小于10mω。这些电阻值使第二电磁屏蔽层中的热量和传导损耗最小化。

24、第二电磁屏蔽层可以提供的覆盖面积大于第二电磁屏蔽层的完整表面面积的30％。在一些实施例中，覆盖面积可以大于50％，可能大于65％。第二电磁屏蔽层的覆盖面积可以显著地小于第一电磁屏蔽层的覆盖面积，这是因为如上所述第二电磁屏蔽层可以包括网片。

25、第二电磁屏蔽层可以包括基本上呈圆柱形的屏蔽部分，并且可以包括基本上呈圆柱形的套筒。圆柱形屏蔽部分可以包括周向间隙。因此，第二电磁屏蔽层可以包括圆柱形套筒，其中，周向间隙在轴向方向上沿整个套筒延伸。周向间隙在第二电磁屏蔽层中提供了电气间断，由此限制了在这一点出现感应电流。

26、在一些实施例中，在感应线圈与第一电磁屏蔽层之间没有导电材料。这种布置有助于抑制屏蔽结构中的电流。

27、感应加热组件可以包括第一绝缘层。该第一绝缘层可以定位在感应线圈与第一电磁屏蔽层之间。第一绝缘层可以基本上不导电，并且相对磁导率可以基本上等于1。相对磁导率基本上等于1是指相对磁导率可以在0.99到1.01的范围内、优选地在0.999到1.001的范围内。

28、第一绝缘层可以仅包括基本上不导电、并且相对磁导率基本上等于1的材料。替代性地，第一绝缘层可以基本上包括基本上不导电、并且相对磁导率基本上等于1的材料。第一绝缘层可以例如包括层压结构或组合结构，并且因可以本身包括多个层、和/或颗粒/元件的混合物。这些层或颗粒/元件的混合物可以包括相同的材料、或者可以包括多种不同的材料，例如从由非导电材料、导电材料以及铁磁材料组成的组中选择的一种或多种材料。应理解的是，这种材料组合将按比例提供，这样确保第一绝缘层“基本上”包括了基本上不导电、并且相对磁导率基本上等于1的材料。在一个实施例中，第一绝缘层的材料可以包括空气。

29、第一绝缘层的厚度可以在0.1mm到10mm之间。在一些实施例中，厚度可以在0.5mm到7mm之间，并且可能在1mm到5mm之间。这种包括第一绝缘层的布置确保了感应线圈产生最佳交变电磁场。

30、第一绝缘层可以提供的覆盖面积大于第一绝缘层的完整表面面积的90％。在一些实施例中，覆盖面积可以大于95％，可能大于98％。

31、感应加热组件可以进一步包括从空气入口到加热隔室的空气通路，并且该空气通路可以形成第一绝缘层的至少一部分。这简化了感应加热组件的构造，并且使得感应加热组件的尺寸最小化、并且因此使得蒸气产生装置的尺寸最小化。来自感应线圈的热量还可以传递至流动穿过空气通路的空气，从而由于对空气进行预加热而提高了感应加热组件的效率、并且因此提高了蒸气产生装置的效率。

32、感应加热组件可以进一步包括壳体，并且该壳体可以包括第二电磁屏蔽层。将壳体用作第二电磁屏蔽层的这种布置使得部件数量减少，并且因此改善了感应加热组件的尺寸、重量和生产成本、并且因此改善了蒸气产生装置的尺寸、重量和生产成本。

33、第一电磁屏蔽层和该第二电磁屏蔽层之一或两者可以在感应线圈的第一轴向端部和第二轴向端部处、围绕感应线圈周向地布置，以便基本上环绕感应线圈。因此使屏蔽效果最大化。

34、在一个实施例中，感应加热组件可以进一步包括：

35、吸入通路，该吸入通路在感应加热组件的第一轴向端部处、在加热隔室与空气出口之间延伸；其中，

36、吸入通路的一部分在基本上与轴向方向垂直的方向上、在加热隔室与空气出口之间延伸；并且

37、第一电磁屏蔽层和第二电磁屏蔽层之一或两者与吸入通路的所述部分相邻地延伸，使得感应线圈的第一轴向端部基本上被这些电磁屏蔽层覆盖。

38、第一电磁屏蔽层和/或第二电磁屏蔽层的这种布置确保了通过第一电磁屏蔽层和/或第二电磁屏蔽层而提供感应线圈的第一轴向端部的最大覆盖范围、并且确保了使得屏蔽效果最大化。

39、感应加热组件可以进一步包括屏蔽线圈，该屏蔽线圈可以定位在可能位于第一电磁屏蔽层或第二电磁屏蔽层内的感应线圈的第一轴向端部和第二轴向端部之一或两者处。屏蔽线圈可以作为低通滤波器进行操作，由此减少了部件数量，并且因此导致改善了感应加热组件的尺寸、重量、和生产成本、并且因此改善了蒸气产生装置的尺寸、重量、和生产成本。

40、感应加热组件可以进一步包括外壳体层，该外壳体层可以环绕第一电磁屏蔽层和第二电磁屏蔽层。这样确保了蒸气产生装置的外表面不会变热、并且使用者可以操纵装置而没有任何不适。

41、在一个实施例中，感应加热组件可以进一步包括第二绝缘层。第二绝缘层可以基本上不导电，并且相对磁导率可以小于或基本上等于1。相对磁导率基本上等于1是指相对磁导率可以在0.99到1.01的范围内、优选地在0.999到1.001的范围内。第二绝缘层的第一部分在使用时位于该感应线圈与该可感应加热烟弹内部的可汽化物质之间。包括第二绝缘层的这种布置确保了在感受器与交变电磁场之间实现最佳耦合。第二绝缘层的第二部分可以布置在感应线圈外面，并且可以定位在感应线圈与第一电磁屏蔽层之间。

42、第二绝缘层可以仅包括基本上不导电、并且相对磁导率小于或基本上等于1的材料。替代性地，第二绝缘层可以基本上包括基本上不导电、并且相对磁导率小于或基本上等于1的材料。第二绝缘层可以例如包括层压结构或组合结构，并且因可以本身包括多个层、和/或颗粒/元件的混合物。这些层或颗粒/元件的混合物可以包括相同的材料、或者可以包括多种不同的材料，例如从由非导电材料、导电材料以及铁磁材料组成的组中选择的一种或多种材料。应理解的是，这种材料组合将按比例提供，这样确保第二绝缘层“基本上”包括了基本上不导电、并且相对磁导率小于或基本上等于1的材料。

43、在一个实施例中，第二绝缘层可以包括塑料材料。塑料材料可以包括聚醚醚酮(peek)或热阻率(绝缘体)非常高且热质量较低的任何其他材料。应理解的是，在停用蒸气产生装置一段时间后，该装置的部件以及由此感应加热组件的部件将会冷却，直至它们达到环境温度。当蒸气产生装置在第二绝缘层与经加热的蒸气接触时受到初始激活时，由于在相对较热的蒸气与较冷的第二绝缘层之间的接触而可以在第二绝缘层上形成冷凝，并且冷凝将一直保持到第二绝缘层的温度增加。使用热阻率非常高且热质量较低的材料使得冷凝最小化，这是因为该材料确保使得第二绝缘层在与经加热的蒸气接触时在装置受到初始激活之后尽可能快地加热。

44、感应加热组件可以被布置为在使用时通过波动的电磁场来进行操作，该波动的电磁场具有在大约20mt到最高集中度点的大约2.0t之间的磁通量密度。

45、感应加热组件可以包括电源和电路系统，该电源和该电路系统可以被配置为在高频下进行操作。电源和电路系统可以被配置为在大约80khz到500khz之间、可能是在大约150khz到250khz之间、并且可能是大约200khz的频率下进行操作。取决于所使用的可感应加热感受器的类型，电源和电路系统可以被配置为在更高的频率、例如mhz范围的频率下进行操作。

46、尽管感应线圈可以包括任何合适的材料，但是感应线圈典型地可以包括利兹(litz)电线或利兹电缆。

47、虽然感应加热组件可以采取任何形状和形式，但是可以被布置为基本上采取感应线圈的形式以减少多余的材料使用。感应线圈的形状可以基本上呈螺旋形。

48、圆形截面的螺旋感应线圈利于将可感应加热烟弹插入到感应加热组件中并且确保对可感应加热烟弹进行均匀加热。所得的感应加热组件的形状对使用者握持来说也是舒适的。

49、可感应加热烟弹可以包括一个或多个可感应加热感受器。该感受器或每个感受器可以包括但不限于铝、铁、镍、不锈钢及其合金(例如镍铬或镍铜合金)中的一种或多种。通过在其附近施加电磁场，该感受器或每个感受器可以由于涡电流和磁滞损耗而产生热量，从而引起电磁能到热能的转换。

50、可感应加热烟弹可以包括透气性壳体内部的蒸气产生物质。透气性壳体可以包括电绝缘且非磁性的透气性材料。该材料可以具有高透气性，以允许空气流过具有耐高温性的材料。合适的透气性材料的示例包括纤维素纤维、纸、棉以及丝绸。透气性材料还可以用作过滤器。替代性地，可感应加热烟弹可以包括包裹在纸中的蒸气产生物质。替代性地，可感应加热烟弹可以包括固持在材料内部的蒸气产生物质，该材料是不透气的、但是包括合适的穿孔或开口以允许空气流动。替代性地，可感应加热烟弹可以由蒸气产生物质本身构成。可感应加热烟弹可以基本上形成为棒状。

51、蒸气产生物质可以是任何类型的固体或半固体材料。蒸气产生固体的示例性类型包括粉末、微粒、球粒、碎片、线、颗粒、凝胶、条、散叶、切碎的填料、多孔材料、泡沫材料或片材。该物质可以包括植物衍生材料，并且特别地，该物质可以包括烟草。

52、该蒸气产生物质可以包括气溶胶形成剂。气溶胶形成剂的示例包括多元醇及其混合物，例如丙三醇或丙二醇。典型地，蒸气产生物质可以包括在大约5％与大约50％(基于干重)之间的气溶胶形成剂含量。在一些实施例中，蒸气产生材料可以包括大约15％(基于干重)的气溶胶形成剂含量。

53、而且，蒸气产生物质可以是气溶胶形成剂本身。在这种情况下，蒸气产生物质可以是液体。而且，在这种情况下，可感应加热烟弹可以包括液体保持物质(例如，纤维束、比如陶瓷等多孔材料等)，该液体保持物质保持液体被汽化并且允许蒸气形成并从液体保持物质例如朝向空气出口释放/排放以供使用者吸入。

54、在加热时，蒸气产生物质可以释放挥发性化合物。挥发性化合物可以包括尼古丁或比如烟草香料等风味化合物。

55、由于感应线圈在进行操作来加热感受器时产生电磁场，因此在操作中，包括可感应加热感受器的任何构件在被放在感应线圈附近时会被加热，并且这样不会对加热隔室所接纳的本体的形状和形式加以限制。在一些实施例中，可感应加热烟弹的形状可以呈圆柱形，并且因此加热隔室被布置为接纳基本上呈圆柱形的可汽化制品。

56、加热隔室接纳待加热的基本上呈圆柱形的可感应加热烟弹的能力是有利的，这是因为通常可汽化物质、特别是烟草产品以圆柱形的形式进行包装和出售。