感应式烟草加热器的制作方法

感应式烟草加热器
发明领域
1.本发明涉及加热器的领域，该加热器用于加热烟草或芳香植物或芳香药草(干药草)的装置，特别是用于加热不燃烧型(heat-not-burn type)的装置。


背景技术：

2.最近，加热烟草或芳香药草而不引起烟草或芳香药草燃烧的装置已经大规模推广。因此，这种装置被称为加热不燃烧装置。例如，烟草加热装置可以加热包含在香烟中的烟草，或者更一般地，加热包含在外卷烟叶(wrapper)(常规上由纸制成)中的烟草。
3.这种装置的加热器的重要方面是加热的速度、有效性和效率，以及与装置的安全性相关的方面(诸如，例如防止不必要的过热)。同样重要的是，这种装置的加热器是紧凑的，特别是这种装置的加热器非常薄，并且这种装置的加热器可以以低成本制造。另一个重要的方面涉及加热步骤期间温度的均匀性。
4.制造结合上述方面的用于烟草加热装置的加热器并不是容易的。
5.因此，感知到对用于烟草加热装置的加热器的需要，该加热器相对于已知的加热器进行了改进。
6.发明概述
7.本发明的目的是制造一种用于烟草加热装置的感应加热器，该感应加热器允许减少加热烟草所需的时间。
8.本发明的另一个目的是制造一种用于烟草加热装置的感应加热器，该感应加热器可以容易地组装。
9.本发明的另一个目的是制造一种用于烟草或芳香药草加热装置的感应加热器，该感应加热器允许更容易地集成传感器，特别是温度传感器或用于检测包含烟草或芳香药草的外卷烟叶的存在的传感器。
10.本发明通过一种用于加热烟草或芳香植物或草药的装置(特别是加热不燃烧型的装置)的感应加热器，实现了这些目的以及根据本说明书将变得明显的其他目的中的至少一个，该感应加热器包括至少一个感应器，该至少一个感应器包括至少一个电绝缘层和固定至所述至少一个电绝缘层的至少一个导电性轨道；
11.其中，所述至少一个感应器适于围绕金属管布置，香烟(或者可选地，外卷烟叶，特别是包含烟草或芳香植物或芳香药草的外卷烟叶)的一部分可以插入金属管中；
12.由此，金属管适于通过所述至少一个感应器的感应而加热。
13.特别地，感应器围绕轴线y延伸，优选地以便界定管或管状主体。优选地，所述至少一个导电性轨道具有平行于径向轴线x或相对于轴线y的垂直轴线的厚度，该厚度为从5μm至400μm或从10μm至400μm。
14.本发明还涉及根据权利要求23所述的用于加热烟草或芳香药草的装置，特别是加热不燃烧型的装置。
15.根据本发明的感应加热器有利地允许减少加热烟草所需的时间；根据本发明的感
应加热器可以很容易地组装；根据本发明的感应加热器是节能的；并且根据本发明的感应加热器特别薄。
16.优选地，根据本发明的感应加热器的所述至少一个感应器是通过使平坦感应器变形以使其围绕轴线延伸(特别是以便界定管)而制成的。
17.优选地，感应加热器包括通道，该通道可以可选地被流体的流穿过，特别是以冷却感应器。
18.根据特定实施例，感应加热器包括适于围绕所述金属管布置的聚合物管；并且，所述至少一个感应器固定至所述聚合物管；优选地，固定至所述聚合物管的外表面。因此，感应器优选地与聚合物管接触，特别是直接与聚合物管接触。
19.优选地，所述聚合物管与所述金属管间隔开。
20.有利地，在聚合物管与金属管之间优选地提供空间，优选地是空的空间。所述空间优选地实质上是导管。由此，避免了由于金属管的加热而引起的感应器的不希望的过热。事实上，空间，优选地是被空气占据的空间，产生了隔热。
21.优选地，金属管与聚合物管之间的空间可以被流体的流(例如，空气的流或通过加热烟草而生成的流体的流)穿过。例如，空气的流既可以冷却感应器又可以用于生成热空气的流(由金属管加热引起的)，用户可以吸入热空气的流。此外，前述空间或通道可以被通过加热烟草而生成的流体穿过，该流体可以与空气的流混合。
22.聚合物管有利地允许由至少一个感应器生成的电磁波通过，以用于加热金属管。
23.根据特定实施例，所述至少一个感应器围绕轴线布置，特别是以便界定管，并且所述至少一个感应器优选地与所述金属管间隔开。
24.有利地，在感应器与金属管之间优选地提供空间，优选地是空的空间。所述空间优选地实质上是导管。由此，避免了由于金属管的加热而引起的感应器的不希望的过热。事实上，空间，优选地是被空气占据的空间，产生了隔热。
25.优选地，金属管与感应器之间的空间可以被流体的流(例如，空气的流或通过加热烟草而生成的流体的流)穿过。例如，空气的流既可以冷却感应器又可以用于生成热空气的流(由金属管加热引起的)，用户可以吸入热空气的流。此外，前述空间或通道可以被通过加热烟草而生成的流体穿过，该流体可以与空气的流混合。
26.根据特定实施例，所述至少一个感应器固定至所述金属管，特别是固定至所述金属管的外表面。优选地，所述至少一个感应器与金属管接触，特别是直接与金属管接触。
27.该实施例的优点在于使用在感应器上损失或耗散的能量的可能性，因此可以将其用于回收能量，从而提高加热器的能量效率。
28.优选地，提供导管，例如另一个管，该管围绕所述至少一个感应器布置并且与所述至少一个感应器间隔开。
29.有利地，在所述另一管与感应器之间优选地提供空间，优选地是空的空间。所述空间实质上是导管。由此，避免了由于金属管的加热而引起的感应器的不希望的过热。实际上，所述另一管与感应器之间的空间可以被流体的流(例如，空气的流或通过加热烟草而生成的流体的流)穿过。例如，空气的流既可以冷却感应器又可以用于生成热空气的流(由金属管加热引起的)，用户可以吸入热空气的流。此外，前述空间或通道可以被通过加热烟草而生成的流体穿过，该流体可以与空气的流混合。
30.本发明还涉及根据权利要求24所述的方法。
31.根据示例性、非排他性实施例的详细描述，本发明的进一步特征和优点将变得更加明显。
32.从属权利要求描述了本发明的特定的实施例。
33.附图简述
34.在本发明的描述中，参考了附图，附图通过非限制性示例提供，在附图中：
35.图1示出了根据本发明的感应加热器的第一示例的透视图；
36.图2示出了根据图1的感应加热器的侧视图；
37.图3示出了图2的感应加热器的a-a截面；
38.图4图解地示出了根据第一示例的感应加热器的截面；
39.图5示出了根据本发明的感应加热器的第二示例的透视图；
40.图6示出了根据图5的感应加热器的侧视图；
41.图7示出了图6的感应加热器的b-b截面；
42.图8图解地示出了根据第二示例的感应加热器的截面；
43.图9示出了根据本发明的感应加热器的第三示例的透视图；
44.图10示出了根据图9的感应加热器的侧视图；
45.图11示出了图10的感应加热器的c-c截面；
46.图12图解地示出了根据第三示例的感应加热器的截面；
47.图13示出了在安装在根据本发明的感应加热器中之前的感应器的俯视平面图；
48.图14示出了根据本发明的感应加热器的另一个示例。
49.相同的元件或部件具有相同的参考标记。
50.本发明的示例性实施例的描述
51.参照附图，描述了用于加热烟草或芳香植物或药草(干药草)的装置(特别是加热不燃烧型的装置)的感应加热器101、102、103的示例性实施例。
52.加热装置可以，例如加热包含在香烟中的烟草或芳香药草，或者更一般地，加热包含在外卷烟叶(例如，由纸制成的外卷烟叶)中的烟草或芳香药草。
53.加热装置特别是电装置或电子装置。
54.感应加热器101、102、103优选地适于至少部分地布置在所述加热装置的主体中，所述主体优选地与感应加热器101、102、103不同。
55.感应加热器101、102、103包括至少一个感应器1。所述至少一个感应器1包括至少一个电绝缘层2、3和固定至所述电绝缘层2、3的至少一个导电性轨道4或导电轨道4。特别地，导电性轨道4粘附至所述电绝缘层2、3，或者在任何情况下优选地直接与所述至少一个电绝缘层2、3接触。
56.所述至少一个感应器1适于围绕金属管5布置，香烟的一部分可以插入金属管中；由此，特别是使得，金属管5适于通过所述至少一个感应器1的感应而加热。金属管5的热量可以传递至包含在香烟或外卷烟叶中的烟草，或者芳香药草。优选地，金属管5被设计成使得金属管的内表面可以与包含烟草或芳香药草的外卷烟叶直接进行接触。
57.感应器1围绕轴线y延伸。
58.特别地，所述至少一个电绝缘层2、3围绕轴线y延伸。
59.特别地，所述轴线y是直线的轴线。
60.感应器1优选地完全地围绕轴线y延伸。
61.优选地，感应器1围绕轴线y布置成以便界定管，即以便形成管(例如，圆柱形形状的管)。特别地，由感应器1界定的管的壁或内表面由所述至少一个电绝缘层2、3界定(例如，由电绝缘层3界定)。
62.感应器1优选地具有平行于轴线y的从5mm至100mm的高度(特别是总体高度)。
63.金属管5还优选地围绕所述轴线y延伸，即，感应器1和金属管5彼此同轴。
64.感应器1优选地为蚀刻箔型(etched foil type)的感应器。特别地，感应器1通过蚀刻或激光切割金属片制成。
65.优选地，感应器1具有的厚度t1(图4、图8、图12)为从30μm至3000μm或从35μm至3000μm；优选地从30μm至500μm或从35μm至500μm，优选地从50μm至350μm。
66.这种厚度t1特别是与相对于轴线y径向的轴线x(特别是与轴线y正交的轴线x)平行地测量的。
67.特别地，所述厚度t1是感应器1的壁的厚度，更特别地，所述厚度t1是由感应器1界定的管或管状主体的壁的厚度。
68.导电性轨道4或导电轨道具有的厚度t4(图4、图8、图12)优选地为从5μm至400μm或从10μm至400μm；优选地为从20μm至200μm；优选地为从25μm至150μm。
69.这种厚度t4特别是与前述径向轴线x平行地测量的。
70.优选地，感应器1是柔性的。特别地，感应器1是在单独考虑的情况下为柔性的部件。“柔性的”意指感应器1适于经受变形，特别是弹性变形，而不会断裂。例如，感应器1可以从图13所示的平面构型转变为感应器围绕轴线y延伸的构型(例如图1所示)。
71.感应器1的柔性是特别有利的特征，特别是对于感应加热器的组装，但不限于感应加热器的组装。
72.导电轨道特别是相对于导线(wire)不同的元件。
73.导电性轨道4优选地由金属制成，例如，由包括铜或铝或银或金的材料或者由铜或铝或银或金组成的材料制成。导电性轨道4可以例如由康铜合金(constantan)制成。
74.可以仅提供一个导电性轨道4(如在所示的示例中所示)，该导电性轨道适于通过感应来加热金属管5；或者可以提供两个或更多个导电性轨道。例如，导电性轨道可以适于通过感应来加热金属管5，并且一个或更多个另外的导电性轨道可以适于充当传感器，特别是充当电容或感应传感器，例如，以检测管5中香烟的存在。
75.优选地，导电轨道4也围绕轴线y延伸，优选地完全地围绕轴线y延伸。有利地，利用同一导电轨道4，可以均匀地加热金属管5。因此，对于加热来说，尽管可以但另外的导电轨道不是必要的，并且因此感应加热器的构造被简化。
76.优选地，在所有实施例中，所述至少一个导电性轨道4的多个部分，特别是不同的部分，相对于轴线y处于不同的高度(例如在图4、图8和图12中清晰可见的)。
77.换言之，导电轨道4包括沿着轴线y或相对于轴线y彼此分离(特别是轴向地彼此分离)的多个部分(例如在图4、图8和图12中清晰可见的)。
78.优选地，在所有实施例中，最靠近感应器1的第一端的轨道部分与最靠近感应器1的第二端的轨道部分之间的距离d4(特别是在图4中指出)为从5mm至100mm，该感应器1的第
二端沿着轴线y与第一端相对。
79.优选地，为了获得更好的感应加热，所述导电性轨道4具有螺旋状的形状(spiral-like shape)。换言之，所述导电性轨道4优选地包括多个匝(turns)。
80.优选地，同一匝的不同部分沿轴线y处于不同的高度。优选地，同一匝的不同部分相对于轴线y轴向地彼此分离。
81.优选地，在所有实施例中，导电轨道4的平行于轴线y的高度h4(特别是在图4、图8和图12中指出)为从25μm至5000μm。高度h4特别是每个匝的高度。可选地，高度h4大于厚度t4。
82.优选地，匝之间的间距为从25μm至1000μm。匝之间的“间距”特别是指彼此连续的匝的对应点之间的距离。
83.为了说明的目的，图13中示出了感应器1的一部分，其中感应器1布置在平面上，从而允许更好地观察导电性轨道4的螺旋形状。
84.优选地，导电性轨道4界定基本上矩形的螺旋。
85.优选地，导电性轨道4包括多个直线延伸部41和多个弯曲延伸部42。彼此连续的直线延伸部41通过相应的弯曲延伸部42连结在一起。
86.所述至少一个电绝缘层2、3优选地为聚合物，例如，所述至少一个电绝缘层2、3可以由硅酮或聚酯或聚酰亚胺或聚醚醚酮(peek)制成。
87.优选地，感应器1包括两个电绝缘层2、3，导电性轨道4布置在这两个电绝缘层2、3之间。
88.两个电绝缘层2、3优选地为聚合物，这两个电绝缘层例如由硅酮或聚酯或聚酰亚胺或peek制成。两个电绝缘层2、3彼此密封，优选地形成单个的、基本上整体的部件。
89.导电性轨道4优选地基本上结合在两个电绝缘层2、3中。
90.可替代地，可以提供单个电绝缘层，例如层3，导电性轨道4固定在层3之上。
91.感应加热器101、102、103可以仅包括一个感应器1(如图1至图12所示的实施例中示出的)，或者感应加热器可以包括两个或更多个感应器1、1’。在下文将进一步描述的图14的变型中，例如有两个感应器，即感应器1和感应器1’。
92.感应加热器101、102、103还可以可选地包括金属管5。
93.金属管5优选地由铁磁性材料制成。优选地，金属管5仅由金属制成。优选地，金属管具有圆柱形形状。优选地，金属管5是非编织型(non-woven type)的金属管，特别地，金属管的壁不是由编织导线形成的。金属管5可以例如由铁或不锈钢制成，特别是由铁素体不锈钢制成。
94.在提供金属管5的所有实施例中，可选地，感应器1和金属管5可以彼此约束，特别是固定至彼此。
95.具体参考图1至图4，感应加热器101的第一特定示例包括适于围绕所述金属管5布置的聚合物管6。
96.感应器1固定至所述聚合物管6，优选地固定至所述聚合物管6的外表面。优选地，感应器1的电绝缘层3直接固定至聚合物管6，优选地感应器1的电绝缘层3粘附至聚合物管6。因此，感应器1，特别是电绝缘层3，与聚合物管6接触，特别是直接与聚合物管6接触。
97.聚合物管5特别是与所述至少一个电绝缘层2、3不同的元件。
98.聚合物管5例如可以由包括abs、尼龙或聚丙烯或peek的材料或者由abs、尼龙或聚丙烯或peek组成的材料制成。
99.优选地，所述聚合物管6与所述金属管5间隔开。
100.特别地，所述聚合物管6具有的内径大于金属管5的外径。
101.优选地，聚合物管6的内径为从5mm至20mm。
102.优选地，聚合物管6与金属管5之间的距离d56为从0.1mm至5mm。
103.优选地，在聚合物管6与金属管5之间存在空间65或空的空间，该空间优选地实质上是导管。空间65优选地是环形的。
104.优选地且有利地，所述空间适于被流体(特别是空气或通过加热烟草而生成的流体)的流穿过。
105.具体参考图5至图8，在感应加热器102的第二特定示例中，感应器1围绕轴线y布置，特别是以便界定管，并且感应器1与所述金属管5间隔开。
106.优选地，感应器1与金属管5之间的距离d15(图8)为从0.1mm至5mm。
107.优选地，感应器1的内径为从5mm至20mm。所述内径基本上对应于电绝缘层3(即，靠近金属管5的层)的内径。
108.优选地，在感应器1与金属管5之间存在空间51，或空的空间，该空间优选地基本上是导管。空间51优选地是环形的。
109.优选地，所述空间适于被流体(特别是空气或通过加热烟草而生成的流体)的流穿过。
110.具体参照图9至图12，感应器1固定至所述金属管5，特别是固定至所述金属管5的外表面。
111.优选地，感应器1的电绝缘层3直接地固定至金属管5，优选地，感应器1的电绝缘层3粘附至金属管5。感应器1，特别是电绝缘层3，与金属管5接触，特别是直接与金属管5接触。
112.特别地，在本实施例中(尽管在其他实施例中也是可能的)，优选的是，感应加热器还包括围绕感应器1布置并且与感应器1间隔开的导管或管7。换言之，在管7与感应器1之间存在环形空间，特别是空的环形空间。所述导管或管7适于被流体(特别是空气或加热烟草而生成的流体)的流穿过。
113.如上文所提到的，在所有实施例中，感应加热器可以包括多于一个的感应器1，尽管在任何情况下都可以只提供一个感应器1。在这种情况下，感应加热器1、1’优选地相对于彼此同轴地布置，特别是围绕轴线y和沿着轴线y布置，特别是沿着轴线y布置在不同的高度上。每个感应器1、1’包括至少一个相应的电绝缘层和至少一个相应的导电性轨道。感应器1、1’可以彼此基本上相同，或者感应器1、1’可以彼此不同。
114.作为说明，图14示出了根据第一示例的感应加热器的变型101’，该变型包括两个感应器1、1’。
115.优选地，在所有实施例中，感应加热器包括至少一个温度传感器(未示出)，该温度传感器特别适于检测至少一个感应器的温度。
116.本发明还涉及一种用于加热烟草或芳香药草的装置，特别是加热不燃烧型的装置，该装置包括感应加热器101、101’、102、103。
117.可选地，在所有实施例中，发电机被提供到、连接到或适于连接到所述至少一个导
电轨道4，所述至少一个导电轨道4被构造成使得导电轨道4可以用作适于加热金属管5的感应元件。
118.优选地但不排他地，感应加热器101、102、103通过这样的过程制造，即在该过程中，提供部件，该部件包括所述至少一个电绝缘层2、3和固定至所述至少一个电绝缘层2、3的所述至少一个导电性轨道4，或者该部件由所述至少一个电绝缘层2、3和固定至所述至少一个电绝缘层2、3的所述至少一个导电性轨道4组成，所述部件具有平坦或基本上平坦的形状(例如，如图13所示)。该过程涉及这样的步骤，即在该步骤期间，所述部件相对于平坦形状变形，以使所述部件围绕所述轴线y延伸，特别是以便形成管或管状主体，优选地为圆柱形。
119.特别地，所述部件是柔性的。
120.如前面所描述的，该部件可以可选地固定至金属管5或聚合物管6。
121.特别地，所述部件是感应器1。