用于气溶胶产生装置的感应加热组件的制作方法

本披露内容总体上涉及一种用于气溶胶产生装置的感应加热组件、并且更具体地涉及一种用于加热气溶胶产生基质以产生供气溶胶产生装置的使用者吸入的气溶胶的感应加热组件。本披露的实施例还涉及一种包括感应加热组件的气溶胶产生装置。本披露特别适合于便携式(手持式)气溶胶产生装置。这种装置通过传导、对流和/或辐射来加热而不是灼烧气溶胶产生基质(例如，烟草)或其他合适的材料，以产生供使用者吸入的气溶胶。本披露特别是涉及感应加热的气溶胶产生装置。

背景技术：

1、近年来，作为使用传统烟草产品的替代品，风险降低或风险改善的装置(也称为气溶胶产生装置或蒸气产生装置或个人汽化器)的使用和普及迅速增长。可获得将气溶胶产生物质加热或升温以产生供使用者吸入的气溶胶的各种不同装置和系统。

2、常用的风险降低或风险改善的装置是加热基质气溶胶产生装置或者所谓的加热不灼烧式装置。这种类型的装置通过将气溶胶产生基质加热到通常范围为150℃至300℃的温度来产生气溶胶或蒸气。将气溶胶产生基质加热到在该范围内的温度而不灼烧或燃烧气溶胶产生基质会产生蒸气，蒸气典型地冷却并且冷凝以形成供装置的使用者吸入的气溶胶。

3、当前可用的气溶胶产生装置可以使用多种不同方法中的一种方法来加热气溶胶产生基质。一种这样的方法是提供采用感应加热系统的气溶胶产生装置。在这种装置中，在该装置中设置感应线圈，并且设置可感应加热的感受器以加热气溶胶产生基质。当使用者启用该装置时，向感应线圈提供电能，该感应线圈进而产生交变电磁场。感受器与电磁场耦合并产生热量，热量例如通过传导、辐射和对流中的一者或多者被传递到气溶胶产生基质，并且在气溶胶产生基质被加热时产生气溶胶。

4、通常期望快速加热气溶胶产生基质，并将气溶胶产生基质维持在足够高以产生蒸气的温度。必须仔细控制气溶胶产生基质的温度，以产生具有适合特性的蒸气气溶胶，并且因此期望能够准确地控制加热温度。本披露旨在解决这种需要。

技术实现思路

1、根据本披露的第一方面，提供了一种用于气溶胶产生装置的感应加热组件，该感应加热组件包括：

2、加热腔室，用于接纳气溶胶产生基质的至少一部分；

3、感应线圈，该感应线圈定位在该加热腔室外部，用于产生电磁场；

4、可感应加热的感受器，该可感应加热的感受器定位在该加热腔室的内部，处于该加热腔室的周边、加热该气溶胶产生基质外部，该可感应加热的感受器相对于该感应线圈布置以便被所产生的电磁场感应加热；

5、温度传感器，该温度传感器与该可感应加热的感受器热接触；

6、其中，该可感应加热的感受器具有几何特征，该几何特征被布置为保护该温度传感器免受所产生的电磁场影响。

7、根据本披露的第二方面，提供了一种气溶胶产生装置，该气溶胶产生装置包括根据第一方面所述的感应加热组件。感应加热组件可以进一步包括被布置为向感应线圈提供电力的电源。

8、该感应加热组件被配置用于加热气溶胶产生基质，而不是灼烧气溶胶产生基质，以使气溶胶产生基质的至少一种组分挥发，并且因此产生经加热的蒸气，该经加热的蒸气冷却并冷凝而形成供气溶胶产生装置的使用者吸入的气溶胶。该气溶胶产生装置典型地是手持式便携装置。

9、在通常意义上，蒸气是在低于其临界温度的温度下为气相的物质，这意味着可以在不降低温度的情况下通过增大其压力而将蒸气冷凝成液体，而气溶胶是微细固体颗粒或液滴在空气或其他气体中的悬浮物。然而，应注意的是术语“气溶胶”和“蒸气”在本说明书中可以互换使用，尤其是关于所产生的供使用者吸入的可吸入介质的形式而言。

10、该几何特征被布置为将所产生的电磁场集中远离温度传感器，并且因此保护温度传感器免受所产生的电磁场影响。具体地，该几何特征被成形为(即，其形状和/或体积被布置为)将所产生的电磁场集中远离温度传感器。该几何特征由感受器材料形成，并且可以至少部分地形成在可感应加热的感受器中或由可感应加热的感受器形成。可感应加热的感受器不定位在气溶胶产生基质中(即，其不作为内部加热元件)，而是定位在气溶胶产生基质外部，因此温度传感器也定位在气溶胶产生基质外部(例如，在气溶胶产生基质与感应线圈之间)、在电磁场浓度可能最高之处。通过保护温度传感器免受所产生的电磁场影响，所产生的电磁场对温度传感器的影响被最小化。特别地，显著地或完全地避免了对温度传感器的感应加热，由此确保可以获得由温度传感器对可感应加热的感受器的温度的准确测量结果。这进而确保了可以准确地控制气溶胶产生基质的加热。

11、现在将阐述可选特征。这些特征可单独应用，也可与本披露的任何方面以任何组合的方式应用。

12、温度传感器可以被接纳在几何特征内。因此，电磁场对温度传感器的影响被最小化，从而使可感应加热的感受器的温度测量结果更准确。

13、温度传感器可以是热电偶，并且可以包括可以被接纳在几何特征内的第一热电偶线，并且可以包括可以被接纳在几何特征内的第二热电偶线。该几何特征具有可操作用于接纳第一热电偶线和第二热电偶线的形状和/或体积。通过将第一热电偶线和第二热电偶线布置在该几何特征内，所产生的电磁场对第一热电偶线和第二热电偶线的影响被最小化，从而使可感应加热的感受器的温度测量结果更准确。

14、感应线圈可以围绕加热腔室延伸。加热腔室可以具有限定纵向方向的纵向轴线。感应线圈可以是螺旋线圈，其可以关于纵向轴线围绕加热腔室延伸。通过提供围绕加热腔室螺旋延伸的感应线圈，可以确保可感应加热的感受器通过所产生的电磁场进行可靠的加热。

15、该可感应加热的感受器沿加热腔室的纵向方向可以是长形的。长形可感应加热的感受器在所产生额电磁场的存在下被高效加热，并且长形形状确保了气溶胶产生基质沿着其长度被快速且均匀地加热。由此，气溶胶产生装置的能量效率被最大化。

16、可感应加热的感受器可以具有内表面并且可以具有外表面。加热腔室可以包括限定加热腔室的内部容积的腔室壁。在可感应加热的感受器(例如，可感应加热的感受器的外表面)与腔室壁之间可以存在外气隙，当气溶胶产生基质(或包括气溶胶产生基质的气溶胶产生制品)被接纳到加热腔室中时，在可感应加热的感受器(例如，可感应加热的感受器的内表面)与气溶胶产生基质(或包括气溶胶产生基质的气溶胶产生制品)之间可以存在内气隙。因此，可以实现从可感应加热的感受器到气溶胶产生基质的高效热传递。

17、感应加热组件可以包括定位是加热腔室内部的固持器。可感应加热的感受器可以安装在固持器上。使用固持器可以有助于将可感应加热的感受器定位在加热腔室中，处于该加热腔室的周边并且在气溶胶产生基质外部，从而使可感应加热的感受器定位在气溶胶产生基质的外部、与该气溶胶产生基质相邻但不穿透该气溶胶产生基质。

18、该几何特征可以包括凹槽，该凹槽可以形成在可感应加热的感受器的内表面或外表面中。凹槽可以沿纵向方向延伸。温度传感器可以定位在凹槽中。温度传感器及其组成部分(例如第一热电偶线和第二热电偶线)可以完全容纳在凹槽中，从而确保所产生的电磁场对温度传感器及其组成部分的影响最小化，以便使可感应加热的感受器的温度测量结果更准确。凹槽还可以容易地形成在可感应加热的感受器的内表面或外表面中，从而提高感应加热组件的可制造性。

19、凹槽可以从温度传感器的位置沿纵向方向延伸至可感应加热的感受器的一端。温度传感器的组成部分(比如第一热电偶线和第二热电偶线)可以容纳在凹槽中。

20、在凹槽形成于可感应加热的感受器的内表面的实施例中，温度传感器可以从内表面凹入。在凹槽形成于可感应加热的感受器的外表面的实施例中，温度传感器可以从外表面凹入。通过使温度传感器从可感应加热的感受器的内表面或外表面凹入，所产生的电磁场对温度传感器及其组成部分的影响被最小化，从而使可感应加热的感受器的温度测量结果更准确。

21、凹槽可以由导电且不透磁的材料条覆盖，该材料条可以将温度传感器围封在凹槽中。理想情况下，材料条应该具有高导电率(即低电阻率)，使得当涡电流(例如在相邻的可感应加热的感受器中产生)通过该材料条时，该材料条中产生的热量极少。

22、该几何特征可以包括通道，该通道可以布置在可感应加热的感受器的内表面或外表面上。通道可以沿纵向方向延伸。温度传感器可以定位在通道中。温度传感器及其组成部分(例如第一热电偶线和第二热电偶线)可以完全容纳在通道中，从而确保所产生的电磁场对温度传感器及其组成部分的影响最小化，以便使可感应加热的感受器的温度测量结果更准确。通道还可以容易地形成在可感应加热的感受器的内表面或外表面上，从而提高感应加热组件的可制造性。

23、通道可以从温度传感器的位置沿纵向方向延伸至可感应加热的感受器的一端。温度传感器的组成部分(比如第一热电偶线和第二热电偶线)可以容纳在通道中。

24、通道可以由可以沿纵向方向延伸的一对侧壁形成。侧壁可以包括导电且透磁的材料。侧壁的构型和尺寸可以最大化通道对温度传感器的保护效果。理想情况下，侧壁应该与温度传感器间隔足够的距离，使得侧壁中产生的热量(例如，借助于涡电流和/或磁滞损耗)不会影响温度传感器(以及因此测得的温度)，而是传递到可感应加热的感受器。

25、该通道可以由导电且不透磁的材料条覆盖，该材料条可以将温度传感器围封在通道中。如上所述，理想情况下，材料条应该具有高导电率(即低电阻率)，使得当涡电流(例如在相邻的可感应加热的感受器中产生)通过该材料条时，该材料条中产生的热量极少。

26、该感应加热组件可以包括多个所述可感应加热的感受器，这些可感应加热的感受器可以安装在固持器上并且可以围绕腔室壁的内表面延伸。通过提供多个可感应加热的感受器，可以实现对气溶胶产生基质的更快速且均匀的加热。

27、该腔室壁可以包括线圈支撑结构，该线圈支撑结构可以形成在外表面中或外表面上，以用于支撑感应线圈。该线圈支撑结构有助于感应线圈的安装，并允许感应线圈相对于可感应加热的感受器最佳定位。因此，可感应加热的感受器被高效地加热，从而提高了感应加热组件和气溶胶产生装置的能量效率。该线圈支撑结构的设置也有助于该感应加热组件的制造和组装。

28、该线圈支撑结构可以包括该线圈支撑凹槽。该线圈支撑凹槽可以围绕腔室壁的外表面螺旋延伸。该线圈支撑凹槽特别适合于接纳螺旋形感应线圈。因此，螺旋形感应线圈可以围绕加热腔室延伸。感应线圈可以包括利兹(litz)电线或利兹电缆。然而，应当理解的是，可以使用其他材料。螺旋形感应线圈的圆形截面可以有助于将气溶胶产生基质插入加热腔室中，并且可以确保对可感应加热的感受器并且因此对气溶胶产生基质的均匀加热。

29、感应线圈可以被布置成在使用时通过波动的电磁场进行操作，该波动的电磁场具有在大约20mt与最高集中度点处的大约2.0t之间的磁通量密度。

30、加热腔室可以是基本管状的，并且该或每个可感应加热的感受器可以安装在固持器上使得它围绕基本管状的加热腔室的周边延伸。加热腔室可以是基本圆柱形的，并且该或每个可感应加热的感受器可以安装在固持器上，使得它围绕基本圆柱形的加热腔室的周边延伸。因此，加热腔室可以被配置为接纳基本圆柱形的气溶胶产生基质，这可能是有利的，因为呈气溶胶产生制品形式的气溶胶产生基质通常以圆柱形形状来包装和销售。该感应加热组件可以包括两个可感应加热的感受器。这些可感应加热的感受器中的每一个沿纵向方向可以是长形的，并且可以具有基本半圆形的截面。

31、该加热腔室和/或固持器可以包括基本不导电且不透磁的材料。例如，加热腔室和/或固持器可以包括耐热塑料材料，比如聚醚醚酮(peek)。加热腔室和/或固持器在气溶胶产生装置的操作期间不被感应线圈所产生的电磁场加热，从而确保输入到可感应加热的感受器中的能量最大化。这又有助于确保感应加热组件和气溶胶产生装置的能量效率最大化。气溶胶产生装置触摸起来还保持凉爽，从而确保使用者的舒适度最大化。

32、温度传感器可以选自由热电偶、热敏电阻和电阻温度检测器(rtd)组成的组。然而，可以采用其他类型的温度传感器。

33、可感应加热的感受器可以包括金属。该金属典型地选自由不锈钢和碳钢组成的组。然而，可感应加热的感受器可以包括任何合适的材料，包括但不限于铝、铁、镍、不锈钢、碳钢及其合金(例如镍铬或镍铜)中的一种或多种。通过在其附近施加电磁场，可感应加热的感受器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。

34、气溶胶产生装置可以包括控制器(例如，包括控制电路系统)，该电路系统可以被配置用于在高频下进行操作。电源和电路系统可以被配置成在大约80khz到1mhz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的感受器的类型，电源和电路系统可以被配置成在更高的频率、例如mhz范围的频率下进行操作。

35、气溶胶产生基质可以包括任何类型的固体或半固体材料。气溶胶产生固体的示例性类型包括粉末、微粒、球粒、碎片、股线、颗粒、凝胶、条带、散叶、切碎的填料、多孔材料、泡沫材料或片材。气溶胶产生基质可以包括植物衍生材料，并且特别地可以包括烟草。气溶胶产生材料可以有利地包括再造烟草，例如，该再造烟草包含烟草以及纤维素纤维、烟草茎纤维以及如caco3等无机填料中的任何一者或多者。

36、因此，气溶胶产生装置可以被称为“受热式烟草装置”、“加热不灼烧式烟草装置”、“用于使烟草产品汽化的装置”等，其被解释为是适合实现这些效果的装置。本文披露的特征同样适用于被设计成使任何气溶胶产生基质汽化的装置。

37、气溶胶产生基质可以形成气溶胶产生制品的一部分并且可以被纸质包裹物周向包绕。

38、气溶胶产生制品可以基本形成为棒状，并且可以宽泛地类似于具有管状区域的香烟，该管状区域具有以适当方式布置的气溶胶产生基质。气溶胶产生制品可以包括在气溶胶产生制品的近端处的过滤段，例如该过滤段包括醋酸纤维素纤维。过滤段可以构成吸嘴过滤器，并且可以与气溶胶产生基质同轴对准。在一些设计中还可以包括一个或多个蒸气收集区域、冷却区域以及其他结构。例如，气溶胶产生制品可以包括在过滤段上游的至少一个管状段。管状段可以充当蒸气冷却区域。该蒸气冷却区域可以有利地允许通过加热气溶胶产生基质而产生的经加热的蒸气冷却并且冷凝以形成具有合适特性供使用者例如通过过滤段吸入的气溶胶。

39、气溶胶产生基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，比如丙三醇或丙二醇。典型地，气溶胶产生基质可以包括在大约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，气溶胶产生基质可以包括在大约10％与大约20％(基于干重)之间并且可能为大约15％(基于干重)的气溶胶形成剂含量。

40、在加热时，气溶胶产生基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。