用于加热气溶胶形成基质的感应加热装置制造方法及图纸

一种感应加热装置(1)，其包括：装置壳体(10)，直流电源(11)，电源电子设备(13)，所述电源电子设备包括DC/AC逆变器(132)，所述DC/AC逆变器包括带有晶体管开关(1320)的E类功率放大器、晶体管开关驱动电路(1322)和被配置为在低欧姆负载(1324)下操作的LC负载网络(1323)，所述LC负载网络(1323)包括并联电容器(C1)和电容器(C2)与电感器(L2)的串联连接；以及布置于所述装置壳体(10)中的腔(14)，所述腔(14)具有被成形为容纳至少一部分所述气溶胶形成基质(20)的内表面，所述腔(14)被布置成使得在操作期间所述电感器(L2)感应耦合到所述气溶胶形成基质(20)的感受器(21)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于加热气溶胶形成基质的感应加热装置，且更特别地涉及一种用于加热吸烟制品的气溶胶形成基质的感应加热装置。
技术介绍
以前所知的很多传统吸烟制品(例如香烟)由于燃烧过程而为用户递送香味和香气。大量可燃材料(主要是烟草)被点燃，而材料的邻近部分由于穿过其抽吸的所施加热量而发生热解，在抽吸过程中，典型燃烧温度超过800℃。在此加热过程中，可燃材料发生低效氧化，产生各种蒸馏和热解产物。当穿过吸烟制品的主体朝向使用者口部抽吸这些产物时，所述产物冷却并冷凝而形成气溶胶或蒸汽，为消费者提供与吸烟相关的香味和香气。对更加传统的吸烟制品的现有替代包括可燃材料本身不直接给吸烟者所吸入的气溶胶提供香料的吸烟制品。在这些吸烟制品中，使通常实际上含碳的可燃加热元件燃烧以加热经抽吸流经加热元件的空气，所述空气还经过一个包含能够释放出有香味的气溶胶的热活化元件的区域。对更加的传统吸烟制品的又另一种替代包括装有气溶胶形成烟草的固体基质，所述装有气溶胶形成烟草的固体基质包括渗磁并且导电的感受器，所述感受器布置为热邻近于所述装有气溶胶形成烟草的固体基质。所述装有烟草的基质的感受器暴露在感应源所产生的一个交互磁场中，使得所述感受器感应生成一个交互磁场。所述感应生成的交互磁场在感受器内部产生热量，且至少一部分所述感受器内生成的热量从感应器传输到布置为热邻近于感受器的气溶胶形成基质，以生成气溶胶并获得所需的香味。需要将感应加热装置用于包括感受器的气溶胶形成基质，更特别的是用于包括感受器的固态气溶胶形成基质，例如吸烟制品的固态气溶胶形成基质。所述感应加热装置应能够在无需连接外部电源的情况下工作。此外，所述装置必须整体尺寸较小并且易于使用，使其能够吸引使用者。所述装置应该能够在感受器内快速生成所需热量，然后将热量传输至气溶胶形成基质以产生气溶胶，使得使用者能够按照需要抽吸气溶胶。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，建议使用用于加热包括感受器的气溶胶形成基质的感应加热装置，特别是用于加热吸烟制品的固态气溶胶形成基质的感应加热装置。根据本专利技术的感应加热装置包括：-装置壳体；-具有DC供应电压的直流电源；-配置成在高频下操作的电源电子设备，所述电源电子设备包括连接到直流电源的DC/AC逆变器，所述DC/AC逆变器包括带有晶体管开关的E类功率放大器和被配置为在低欧姆负载下操作的LC负载网络，其中，所述LC负载网络包括并联电容器和具有欧姆电阻的电容器与电感器的串联连接；以及-布置于装置壳体中的腔，所述腔具有被成形为容纳至少一部分所述气溶胶形成基质的内表面，所述腔被布置成使得一旦气溶胶形成基质的一部分容纳于所述腔中，LC负载网络的电感器就在操作期间感应耦合到气溶胶形成基质的感受器。气溶胶形成基质优选的是能够释放可以形成气溶胶的挥发性化合物的基质。挥发性化合物通过加热气溶胶形成剂而释放。气溶胶形成基质可以是固体或液体，或者包括固体和液体组分。在一个优选实施例中，所述气溶胶形成基质是固体。气溶胶形成基质可包括尼古丁。含尼古丁的气溶胶形成基质可为尼古丁盐基质。气溶胶形成基质可包括植物系材料。气溶胶形成基质可以包括烟草，且优选的是，含有烟草的材料包含挥发性烟草香味的化合物，所述化合物在加热后从气溶胶形成基质释放。所述气溶胶形成基质可以包括均质烟草材料。均质烟草材料可以通过凝结颗粒烟草形成。在存在时，均质烟草材料可以有按照干重等于或大于5％的气溶胶形成剂含量，且优选的是按照干重，含量在大于5％和30％之间。气溶胶形成基质可替代地包括不含烟草的材料。所述气溶胶形成基质可以包括均质的植物型材料。气溶胶形成基质可包括至少一种气溶胶形成剂。气溶胶形成剂可为任何合适的已知化合物或化合物的混合物，在使用中，所述化合物或化合物的混合物有利于致密和稳定气溶胶的形成，并且对在气溶胶生成装置的操作温度下的热降解基本抗性。合适的气溶胶形成剂是本领域众所周知的，并且包括但不限于：多元醇，例如三甘醇，1,3-丁二醇和甘油；多元醇的酯，例如甘油单、二或三乙酸酯；和一元、二元或多元羧酸的脂肪酸酯，例如二甲基十二烷二酸酯和二甲基十四烷二酸酯。特别优选的气溶胶形成剂是多元醇或其混合物，例如三甘醇，1,3-丁二醇，最优选为甘油。气溶胶形成基质可以包括其它添加剂和成分，例如香料。气溶胶形成基质优选的是包括尼古丁和至少一种气溶胶形成剂。在一个特别优选的实施例中，气溶胶形成剂是甘油。直流电源通常可以包括任何合适的直流电源，特别包括连接到干线的电源单元、一个或多个单用途电池、可充电电池或能够提供所需DC供应电压和所需DC供应安培数的任何其它合适的直流电源。在一个实施例中，直流电源的直流供电电压在大约2.5伏到大约4.5伏的范围内，且直流供电安培数在大约2.5到大约5安培的范围内(对应于范围在大约6.25瓦和大约22.5瓦内的直流供电功率)。优选的是，直流电源包括可充电电池。这种电池通常是可获得的，可接受的总体积在大约1.2-3.5立方厘米之间。这种电池可以有基本上圆柱形或矩形的固体形状。同样，直流电源可以包括直流馈电扼流圈。通常，当术语“约”与此申请中的具体值结合使用时，应理解为该词“约”之后的值由于技术考虑不一定精确地是该具体值。然而，与具体值结合使用的术语“约”总是理解为包括并且还明确地公开术语“约”之后的具体值。所述电源电子设备被配置成在高频下操作。出于此申请的目的，术语“高频”应理解为指示范围从大约1兆赫兹(MHz)到大约30兆赫兹(MHz)的频率(包括1MHz到30MHz的范围)，特别是从大约1兆赫兹(MHz)到大约10兆赫兹MHz(包括1MHz到10MHz的范围)，甚至更特别地从大约5兆赫兹(MHz)到大约7兆赫兹(MHz)(包括5MHz到7MHz的范围)。电源电子设备包括连接到所述直流电源的DC/AC逆变器。DC/AC逆变器包括带有晶体管开关的E类功率放大器、晶体管开关驱动电路和LC负载网络。E类功率放大器是通常已知的，例如发表于在美国CT，纽因顿的American Radio Relay League(ARRL)的2001年1月/2月这一期的双月杂志OEX的9-20页的Nathan O.Sokal所著的文章“Class-E RF Power Amplifiers”有所描述。E类功率放大器在高频下操作是有利的，同时具有包括最小数目的组件的简单的电路结构(例如，只需要一个晶体管开关，这相对于包括两个晶体管开关的D类功率放大器是有利的，所述两个晶体管开关的控制方式是必须在高频下确保两个晶体管之一被切断的同时两个晶体管中的另一个被接通)。此外，E类功率放大器以开关晶体管的过程中开关晶体管中的最小功率耗散而闻名。优选的是，E类功率放大器是只具有单个晶体管开关的单端一阶E类功率放大器。E类功率放大器的晶体管开关可以是任何类型的晶体管，可以以双极型晶体管(BJT)实现。然而，更优选的是，晶体管开关体现为场效应晶体管(FET)，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或金属半导体场效应晶体管(MESFET)。根据本专利技术的感应加热装置中E类功率放大器的LC负载网络被配置为在低欧姆负载下操作。词语“低欧姆负载”应理解为表示小于大约2欧姆的欧姆负载。LC负载网络包括并联电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于加热包括感受器(21)的气溶胶形成基质(20)的感应加热装置(1)，所述感应加热装置(1)包括：‑装置壳体(10)；‑具有DC供应电压(VCC)的直流电源(11)；‑配置成在高频下操作的电源电子设备(13)，所述电源电子设备(13)包括连接到所述直流电源(11)的DC/AC逆变器(132)，所述DC/AC逆变器包括带有晶体管开关(1320)的E类功率放大器、晶体管开关驱动电路(1322)和被配置为在低欧姆负载(1324)下操作的LC负载网络(1323)，其中，所述LC负载网络(1323)包括并联电容器(C1)和具有欧姆电阻(R线圈)的电容器(C2)与电感器(L2)的串联连接；以及‑布置于所述装置壳体(10)中的腔(14)，所述腔(14)具有成形为容纳至少一部分所述气溶胶形成基质(20)的内表面，所述腔(14)被布置成使得在操作期间一旦所述气溶胶形成基质(20)的一部分容纳于所述腔中，所述LC负载网络(1323)的所述电感器(L2)就感应耦合到所述气溶胶形成基质(20)的感受器(21)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.21 EP 14169191.51.一种用于加热包括感受器(21)的气溶胶形成基质(20)的感应加热装置(1)，所述感应加热装置(1)包括：-装置壳体(10)；-具有DC供应电压(VCC)的直流电源(11)；-配置成在高频下操作的电源电子设备(13)，所述电源电子设备(13)包括连接到所述直流电源(11)的DC/AC逆变器(132)，所述DC/AC逆变器包括带有晶体管开关(1320)的E类功率放大器、晶体管开关驱动电路(1322)和被配置为在低欧姆负载(1324)下操作的LC负载网络(1323)，其中，所述LC负载网络(1323)包括并联电容器(C1)和具有欧姆电阻(R线圈)的电容器(C2)与电感器(L2)的串联连接；以及-布置于所述装置壳体(10)中的腔(14)，所述腔(14)具有成形为容纳至少一部分所述气溶胶形成基质(20)的内表面，所述腔(14)被布置成使得在操作期间一旦所述气溶胶形成基质(20)的一部分容纳于所述腔中，所述LC负载网络(1323)的所述电感器(L2)就感应耦合到所述气溶胶形成基质(20)的感受器(21)。2.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中所述装置被配置成用于加热吸烟制品(2)的气溶胶形成基质(20)。3.根据权利要求2所述的感应加热装置，其中所述装置被配置成用于加热吸烟制品(2)的装有烟草的固态气溶胶形成基质20。4.根据前述权利要求中任一项所述的感应加热装置，其中所述直流电源(11)的所述DC供应电压(VCC)在约2.5伏至约4.5伏的范围内，其中所述直流电源(11)的DC供应安培数在约2.5安培至约5安培的范围内。5.根据前述权利要求中任一项所述的感应加热装置，其中所述电源电子设备(13)的总体积等于或小于2cm3。6.根据前述权利要求中任一项所述的感应加热装置，其中所述LC负载网络(1323)的所述电感器(L2)包括绕成螺旋状的圆柱形电感器线圈，其具有长方形形状(r，l)并限定了范围为约0.15cm3至约1.10cm3的内部体积，其中所述绕成螺旋状的圆柱形电感器线圈定位在所述腔(14)的内表面上或附近。7.根据前述权利要求中任一项所述的感应加热装置，其中所述装置壳体(10)基本为圆柱形，并具有布置在所述装置壳体(10)的近端处的腔(14)，以及布置在所述装置壳体(10)的远端处的所述直流电源(11)，且其中所述电源电子设备(13)布置在所述直流电源(11)和所述腔(14)之间。8.根据前述权利要求中任一项所述的感应加热装置，其中所述直流电源(11)包括可充电DC电池。9.根据前述权利要求中任一项所述的感应加热装置，其中所述电源电子设备(13)进一步包括微控制器(131)，所述微控制器经编程用于在所述气溶胶形成基质(20)的所述感受器(21)的温度在操作期间超过所述感受器(21)的居里温度时中断所述DC/AC逆变器生成AC功率，并且经编程用于在所述感受器(21)的温度冷却至再次低于此居里温度时恢复AC功率生成。10.根据前述权利要求中任一项所述的感应加热装置，其中所述E类功率放大器具有输...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·米洛诺夫，
申请(专利权)人：菲利普莫里斯生产公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH