具有改进的温度分布的气雾产生装置制造方法
【专利摘要】提供有一种气雾产生装置，这种气雾产生装置构造成接收气雾形成基体，并且构造成使用内部加热器和外部加热器两者而加热气雾形成基体，该内部加热器定位在基体内，该外部加热器定位在基体外。内部和外部加热器两者的使用允许每个加热器在比当单独使用内部或外部加热器时可能要求的低的温度下操作。通过在比内部加热器低的温度下操作外部加热器，可将基体加热成具有比较均匀的温度分布，同时装置的外部温度可保持到可接受的低水平。
【专利说明】具有改进的温度分布的气雾产生装置
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种加热气雾产生装置，并且具体地说，涉及一种用来加热位于气雾产生装置内的气雾形成基体的加热设备和方法。
【背景技术】
[0002]气雾产生装置在【技术领域】中是已知的，在该气雾产生装置中，将气雾形成基体加热，以产生气雾。对于给定的气雾形成基体，具有它可被加热到的一系列的可接受温度。重要的是不超过最大温度，高于该最大温度，不希望的燃烧或热解可能发生。然而，低于最小温度，将不形成所需的气雾。基体可使用加热器加热，这些加热器定位在基体外部或基体内部。使用内部加热器具有如下优点:将热量高效地提供给基体，比使用外部加热器具有更小的热量损失。然而，关于使用内部加热器的一个问题是，难以对整个基体均匀地提供热量，并因此难以将整个基体加热到最佳温度范围内。
[0003]希望的是，将气雾形成基体加热成具有均匀温度分布，或者至少基体的全部具有在所需的温度范围内的温度。
【发明内容】
[0004]本公开涉及一种气雾产生装置，这种气雾产生装置构造成接收气雾形成基体，并且构造成使用内部加热器和外部加热器两者而加热气雾形成基体，该内部加热器定位在基体内，该外部加热器定位在基体外。内部和外部加热器两者的使用允许每个加热器以比当单独使用内部或外部加热器时将需要的低的温度下操作。通过在比内部加热器低的温度下操作外部加热器，可将基体加热成具有比较均匀的温度分布，同时装置的外部温度可保持到可接受的低水平。这对于手持装置是有意义的问题，因为例如如果加热器需要更高的温度，则危险或不舒适的热点可在气雾产生装置的操作期间产生。
[0005]在一个实施例中，提供有一种气雾产生装置，这种气雾产生装置包括:基体接收空腔，构造成接收气雾形成基体；内部加热器，定位在基体接收空腔内；外部加热器，定位在基体接收空腔的周界上；以及控制器，构造成控制能量到内部加热器或到外部加热器、或者到内部加热器和外部加热器两者的供给，从而使得外部加热器具有比内部加热器低的温度。在使用中，外部加热器可以具有比气雾形成基体的温度低但比环境温度高的温度。
[0006]如这里使用的那样，‘气雾产生装置’涉及与气雾形成基体相互作用以产生气雾的装置。气雾形成基体可以是气雾产生制品的一部分，例如是发烟制品的一部分。气雾产生装置可以是发烟装置，该发烟装置与气雾产生制品的气雾形成基体相互作用，以产生通过用户的嘴直接可吸入到用户的肺中的气雾。气雾产生装置可以是烟嘴(holder)。
[0007]如这里使用的那样，术语‘气雾形成基体’涉及能够释放易挥发化合物的基体，这些易挥发化合物可形成气雾。这样的易挥发化合物可以通过加热气雾形成基体而释放。气雾形成基体可以方便地是气雾产生制品或发烟制品的一部分。
[0008]如这里使用的那样，术语‘气雾产生制品’和‘发烟制品’是指包括气雾形成基体的制品，该气雾形成基体能够释放易挥发化合物，这些易挥发化合物可形成气雾。例如，气雾产生制品可以是发烟制品，该发烟制品产生通过用户的嘴直接可吸入到用户的肺中的气雾。气雾产生制品可以是一次性的。此后一般使用术语‘发烟制品’。发烟制品可以是或者可以包括烟丝条。
[0009]外部加热器可以成形或控制成与内部加热器协作提供绕空腔的周界的大体均匀温度分布。大体均勻温度分布可以由各种已知方法确定，例如红外摄影机测定(profiling)或热电偶的使用。确定温度分布的其它方法对于本领域的普通技术人员将是显然的。用于外部加热器的最有利形状取决于内部加热器的形状以及气雾形成基体的形状。例如，外部加热器可以成形和定位成与离内部加热器最远或从内部加热器接收最少热量的气雾形成基体的那些部分相邻。
[0010]外部加热器可以有利地布置成绕基体接收空腔的周界大体是对称的，特别是当内部加热器对称地或居中地布置在基体接收空腔内时。外部加热器可以包括一个或多个外部加热元件。术语‘外部加热元件’是指至少部分地围绕气雾形成基体的外部加热元件。
[0011]内部加热器可以包括呈叶片形式的内部加热元件，当发烟制品接收在空腔内时，该内部加热元件用于至少部分地插入到发烟制品的气雾形成基体中。‘内部加热元件’是适于插入到气雾形成材料中的内部加热元件。
[0012]外部加热器可以包括两个加热元件，每个加热元件部分地绕空腔的周界延伸，并且定位成面对内部加热叶片的最大表面。
[0013]控制器可采取电子电路的形式，该电子电路布置成连接至电源和连接至内部和外部加热器之一或两者。电子电路可以使得内部和外部加热器是独立可控制的，或者使得单独的加热元件是独立可控制的，这些单独的加热元件形成内部或外部加热器的一部分。电子电路可以是可编程的。
[0014]控制器可以构造成将外部加热器控制成具有在100和200摄氏度之间的温度。控制器可以构造成将内部加热器控制成具有在320和420摄氏度之间的温度。在一个实施例中，控制器将构造成使得内部加热器在内部加热器的表面区域上具有近似375摄氏度的平均温度和420摄氏度的最大局部温度。
[0015]气雾产生装置还可以包括壳体，该壳体容纳内部和外部加热器。壳体可以设计成由用户握住或抓住。
[0016]外部加热器可以通过气隙或隔绝层与壳体间隔开。特别是，支撑结构可以绕外部加热器提供，支撑结构包括内表面，该内表面具有一个或多个肋或突起，肋或突起接触外部加热器。支撑结构可以接收在壳体内，或者形成壳体的一部分。通过将外部加热器支撑在肋或突起上，从外部加热器到支撑结构和到壳体的热传导比较小。外部加热器可以定位在空腔的内表面上，或者形成空腔的内表面，从而在使用中，外部加热器接触气雾形成基体或气雾形成基体的外包裹件或外壳。外部加热器然后可通过传导直接加热气雾形成基体。现在对于本领域的技术人员将清楚的是，尽管对于用来接收气雾形成基体的空腔进行参考，但气雾形成基体可以是构成发烟制品的元件，该发烟制品包括杆，该杆包括气雾形成基体以及其它元件，如过滤器和传递部分。因此现在对于本领域的技术人员也将显然的是，外部加热器可以设置在壳体中，使得通过壳体、外部加热器设计以及发烟制品的修改允许基体的加热。支撑结构可以包括网眼，或者包括多个孔，以便提供低热质量。[0017]外部加热器可以设置在套筒上，该套筒相对于装置的壳体是可运动的。气雾形成基体可以接收在套筒中。套筒可以用来帮助气雾形成基体到装置的插入和气雾形成基体从装置中的抽取。套筒可以包括用来接收基体的滑动接受器，滑动接受器在第一位置与第二位置之间是可滑动的。滑动接受器的第一位置是操作位置，在该操作位置中，内部和外部加热器可加热气雾形成基体，以形成气雾。套筒可以包括电触点，当套筒在第一位置中时，这些电触点用来将外部加热器连接至装置中的电源。
[0018]气雾产生装置更进一步可以包括空气进口。气雾产生装置更进一步可以包括空气出口。气雾产生装置更进一步可以包括凝结腔室，该凝结腔室用来允许形成具有所需特性的气雾。
[0019]气雾产生装置可以是电加热的发烟系统，并且可以包括内部和外部电加热器。
[0020]电加热器元件可以包括电阻材料。适当的电阻材料包括但不限于:诸如掺杂陶瓷之类的半导体、电“传导”陶瓷(例如二硅化钥)、碳、石墨、金属、金属合金以及由陶瓷材料和金属材料制成的复合材料。这样的复合材料可以包括掺杂或未掺杂的陶瓷。适当的掺杂陶瓷的例子包括掺杂碳化硅。适当的金属的例子包括钛、锆、钽以及来自钼族的金属。适当的金属合金的例子包括不锈钢；含镍合金、含钴合金、含铬合金、含铝-钛-锆合金、含铪合金、含银合金、含钥合金、含钽合金、含鹤合金、含锡合金、含镓合金、含猛合金、含金合金及含铁合金；以及基于镍、铁、钴、不锈钢的超合金；Timetal? ;以及铁-锰-铝基合金。在
复合材料中，依据能量传递运动学和所需的外部物理化学性质，电阻材料可以选择性地嵌在绝缘材料中、用绝缘材料封装或涂敷，或者反之亦然。可选择地，电加热器可以包括一个或多个红外加热元件、光子源、或感应加热元件。
[0021]内部加热器可以采取任何适当的形式。例如，内部加热器可以采取加热叶片的形式。可选择地，内部加热器可以采取具有不同的导电部分、或电阻性金属管的外壳或基体的形式。可选择地，内部加热器可以是一根或多根加热针或杆，该一根或多根加热针或杆穿过气雾形成基体的中心延伸。其它可选择例包括加热金属丝或细丝，例如N1-Cr (镍-铬)、钼、金、银、钨、或合金金属丝或加热板。选择性地，内部加热元件可以淀积在刚性载体材料中或刚性载体材料上。在一个这样的实施例中，电阻加热器可以使用金属形成，这种金属具有在温度与电阻率之间的限定关系。在这样一种示例性装置中，金属可以形成为位于适当的绝缘材料(如陶瓷材料)上的轨道，并且然后夹持在另一种绝缘材料中(如在玻璃中)。以这种方式形成的加热器可以用来在操作期间加热和监视加热器的温度。
[0022]外部加热器可以采取任何适当的形式。例如，外部加热器可以采取位于介电基体(如聚酰亚胺)上的一个或多个柔性加热箔的形式。柔性加热箔可成形为与基体接收空腔的周界相符。可选择地，外部加热器可以采取金属格栅(一个或多个)、柔性印刷电路板、模压互连装置(MID)、陶瓷加热器、柔性碳纤维加热器的形式，或者可以使用涂敷技术(如等离子蒸汽淀积)形成在适当的成形的基体上。外部加热器也可以使用金属形成，这种金属具有在温度与电阻率之间的限定关系。在这样一种示例性装置中，金属可以形成为在两层适当的绝缘材料之间的轨道。以这种方式形成的外部加热器可以用来在操作期间加热和监视外部加热器的温度。外部加热器可以是感应加热器。
[0023]内部或外部加热器可以包括吸热器或储热器，该吸热器或储热器包括能够吸收和存储热量并且随后相对于时间将热量释放给气雾形成基体的材料。吸热器可以由任何适当的材料形成，如适当的金属或陶瓷材料。在一个实施例中，材料具有高热容量(可感觉的热量存储材料)，或者是能够吸收热量并且随后经由可逆过程(如高温相变)释放热量的材料。适当的可感觉的热量存储材料包括:硅胶；氧化铝；碳；玻璃垫；玻璃纤维；矿物质；金属或合金，如铝、银或铅；以及纤维素材料，如纸。经由可逆相变释放热量的其它适当的材料包括石蜡、乙酸钠、萘、蜡、聚环氧乙烷、金属、金属盐、低共熔性盐的混合物、或合金。吸热器或储热器可以布置成使得它与气雾形成基体直接接触，并且可将存储的热量直接传递到基体。可选择地，在吸热器或储热器中存储的热量可以借助于热导体(如金属管)传递到气雾形成基体。
[0024]内部和外部加热器借助于传导有利地加热气雾形成基体。加热器可以与基体或载体至少部分地相接触，基体淀积在该载体上。可选择地，来自内部或外部加热器的热量可以借助于热量传导性元件传导到基体。
[0025]在操作期间，气雾形成基体可以完全容置在气雾产生装置内。在该情况下，用户可以在气雾产生装置的嘴口上抽吸。嘴口可以是气雾产生装置的、放置到用户的嘴中以便直接吸入由气雾产生制品或气雾产生装置产生的气雾的任何部分。气雾通过嘴口输送到用户的嘴中。可选择地，在操作期间，包含气雾形成基体的发烟制品可以部分地容置在气雾产生装置内。在该情况下，用户可以直接在发烟制品或发烟制品的嘴口上抽吸。
[0026]发烟制品的形状可以是大体圆柱形的。发烟制品可以是大体细长的。发烟制品可以具有长度和与长度大体垂直的圆周。气雾形成基体的形状可以是大体圆柱形的。气雾形成基体可以是大体细长的。气雾形成基体也可以具有长度和与长度大体垂直的圆周。
[0027]发烟制品可以具有在近似30mm与近似IOOmm之间的总长度。发烟制品可以具有在近似5_与近似12_之间的外径。发烟制品可以包括过滤嘴棒。过滤嘴棒可以布置在发烟制品的下游端部处。过滤嘴棒可以是纤维素乙酸酯过滤嘴棒。过滤嘴棒的长度在一个实施例中是近似7mm,但可以具有在近似5_至近似10_之间的长度。
[0028]在一个实施例中，发烟制品具有近似45mm的总长度。发烟制品可以具有近似7.2mm的外径。进一步,气雾形成基体可以具有近似IOmm的长度。可选择地,气雾形成基体可以具有近似12_的长度。进一步，气雾形成基体的直径可以在近似5_与近似12_之间。发烟制品可以包括外部纸包裹件。进一步，发烟制品可以包括在气雾形成基体与过滤嘴棒之间的分隔部。分隔部可以是近似18mm，但可以在近似5mm至近似25mm的范围中。
[0029]气雾形成基体可以是固体气雾形成基体。可选择地，气雾形成基体可以既包括固体部件又包括液体部件。气雾形成基体可以包括含烟草材料，该含烟草材料包含易挥发的烟草风味化合物，这些易挥发的烟草风味化合物在加热时从基体释放。可选择地，气雾形成基体可以包括无烟草材料。气雾形成基体还可以包括气雾形成剂。适当的气雾形成剂的例子是甘油和丙二醇。
[0030]如果气雾形成基体是固体气雾形成基体，则固体气雾形成基体可以包括例如如下的一种或多种:粉末、颗粒、丸粒、碎片、空心管、带条或薄片，这些带条或薄片包含如下的一种或多种:草叶、烟叶、烟草脉的片、重组烟草、均化烟草、挤压烟草以及膨胀烟草。固体气雾形成基体可以呈松散形式，或者可以提供在适当的容器或筒罐中。选择性地，固体气雾形成基体可以包含另外的烟草或无烟草易挥发调味化合物，以在基体的加热时释放。固体气雾形成基体也可以包含封壳，这些封壳例如包括另外的烟草或无烟草易挥发调味化合物，并且这样的封壳在固体气雾形成基体的加热期间可以熔化。
[0031]如这里使用的那样,均化烟草(homogenised tobacco)是指通过聚结颗粒状烟草而形成的材料。均化烟草可以呈薄片的形式。均化烟草材料在干燥重量基础上可以具有大于5%的气雾形成剂含量。均化烟草材料在干燥重量基础上可以可选择地具有按重量计在5%与30%之间的气雾形成剂含量。均化烟草材料的薄片可以通过聚结颗粒状烟草而形成，该颗粒状烟草通过磨碎或以其它方式粉碎烟叶片和烟叶梗的一种或两种而得到。可选择地或另外地，均化烟草材料的薄片可能包括烟草粉尘、烟草细屑及其它颗粒状烟草副产品的一种或多种，该烟草粉尘、烟草细屑及其它颗粒状烟草副产品在例如烟草的处理、搬运及装运期间形成。均化烟草材料的薄片可以包括一种或多种固有粘合剂、一种或多种外来粘合剂、或它们的组合，以帮助聚结颗粒状烟草，该一种或多种固有粘合剂是烟草内生粘合剂，该一种或多种外来粘合剂是烟草外生粘合剂；可选择地或另外，均化烟草材料的薄片可以包括其它添加剂，这些其它添加剂包括但不限于烟草和无烟草纤维、气雾形成剂、湿润齐U、增塑剂、调味剂、填料、含水溶剂和无水溶剂以及它们的组合。
[0032]在特别优选实施例中，气雾形成基体包括均化烟草材料的聚集皱折薄片。如这里使用的那样，术语‘皱折薄片’指具有多个大体平行隆起或波纹的薄片。优选地，当气雾产生制品已经组装时，大体平行隆起或波纹沿气雾产生制品的纵向轴线或与纵向轴线平行地延伸。这有利地促进均化烟草材料的皱折薄片的聚集，以形成气雾形成基体。然而，将认识至IJ，用来包括在气雾产生制品中的均化烟草材料的皱折薄片可以可选择地或另外具有多个大体平行隆起或波纹，当气雾产生制品已经组装时，这些多个大体平行隆起或波纹相对于气雾产生制品的纵向轴线以锐角或钝角布置。在某些实施例中，气雾形成基体可以包括在其大体整个表面上大体均匀织构的均化烟草材料的聚集薄片。例如，气雾形成基体可以包括均化烟草材料的聚集皱折薄片，该聚集皱折薄片包括多个大体平行隆起或波纹，这些多个大体平行隆起或波纹跨过薄片的宽度大体均匀地间隔开。
[0033]选择性地，固体气雾形成基体可以提供在热稳定载体上或嵌在热稳定载体中。载体可以采取粉末、颗粒、丸粒、碎片、空心管、带条或薄片的形式。可选择地，载体可以是管状载体，该管状载体具有在其内表面上或在其外表面上、或者在其内和外表面两者上淀积的固体基体的薄层。这样一种管状载体可以由例如纸或纸状材料、无纺碳纤维垫、低质量敞开网眼金属丝网或穿孔金属箔、或者任何其它热稳定聚合物基质形成。
[0034]固体气雾形成基体可以按例如薄片、泡沫、胶或浆的形式淀积在载体的表面上。固体气雾形成基体可以淀积在载体的整个表面上，或者可选择地，可以按图案淀积，以便在使用期间提供非均匀的风味输送。
[0035]尽管以上对固体气雾形成基体进行参考，但对于本领域的技术人员将清楚的是，关于其它实施例可以使用其它形式的气雾形成基体。例如，气雾形成基体可以是液体气雾形成基体。如果提供液体气雾形成基体，则气雾产生装置优选地包括用来保持液体的装置。例如，液体气雾形成基体可以保持在容器中。可选择地或另外，液体气雾形成基体可以被吸收到多孔载体材料中。多孔载体材料可以由任何适当的吸收剂塞或本体制成，例如由泡沫金属或塑料材料、聚丙烯、涤纶、尼龙纤维或陶瓷制成。液体气雾形成基体可以在使用气雾产生装置之前保持在多孔载体材料中，或者可选择地，液体气雾形成基体材料可以在使用期间、或使用之前的即刻，释放到多孔载体材料中。例如，液体气雾形成基体可以设置在封壳中。封壳的外壳优选地在加热时熔化，并且将液体气雾形成基体释放到多孔载体材料中。封壳可以选择性地包含与液体组合的固体。
[0036]可选择地，载体可以是无纺织物或纤维束，烟草成分已经并入到该无纺织物或纤维束中。无纺织物或纤维束可以包括例如碳纤维、天然纤维素纤维、或纤维素衍生纤维。
[0037]气雾产生装置还可以包括用来将能量供给到内部和外部加热器的能量源。能量源可以是任何适当的能量源，例如直流电压源。在一个实施例中，电源是锂离子电池。可选择地，电源可以是镍金属氢化物电池、镍铬电池、或锂基电池，例如锂-钴、锂-铁-磷或锂-聚合物电池。
[0038]在一个实施例中，气雾产生装置还包括检测指示用户吹气的空气流动的传感器，该传感器实现基于抽吸的电加热器的致动、或电加热器的改进能源管理。传感器可以是如下的任一种:机械装置、电-机械装置、光学装置、光学-机械装置以及基于微电-机械系统(MEMS)的传感器。在该实施例中，传感器可以连接至电源，并且将系统布置成当传感器感测到用户抽吸时致动电加热器。在可选择实施例中，系统还包括人工可操作开关，用于使用户开始抽吸或实现长时间持续抽烟经历。
[0039]气雾产生装置优选地是手持气雾产生装置，该手持气雾产生装置对于用户抓在单只手的手指之间是舒适的。气雾产生装置的形状可以是大体圆柱形的。气雾产生装置可以具有多边形横截面和在一个表面上形成的突出按钮:在这个实施例中，气雾产生装置的外径:从平坦表面到相对平坦表面测量可以在约12.7mm与约13.65mm之间；从边缘到相对边缘(就是说，从在气雾产生装置的一侧上的两个表面的交点到另一侧上的对应交点)测量，在约13.4mm与约14.2mm之间；以及从按钮的顶部到相对底部平坦表面测量,在约14.2mm与约15mm之间。气雾产生装置的长度可以在约70mm与120mm之间。
[0040]在另一个方面，提供有一种加热气雾形成基体的方法，这种方法包括:将第一加热器提供在气雾形成基体的内部区域中；将第二加热器提供在基体的外表面上或其该外表面附近；以及控制第一加热器和第二加热器的温度，从而第二加热器在比第一加热器低的温度下。
[0041]可以将外部加热器控制成具有在125和175摄氏度之间的温度。可以将内部加热器控制成具有在200和450摄氏度之间的温度。在使用中，外部加热器可以具有比气雾形成基体低但比环境温度高的温度。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]参照附图，将仅通过例子进一步描述本公开，在这些附图中:
[0043]图1是示意图，示出了按照一个实施例的气雾产生装置的基本元件；
[0044]图2是按照一个实施例的加热器设备的示意纵向横截面；
[0045]图3a示出了图2的内部加热器元件；
[0046]图3b示出了图2的内部和外部加热器元件；
[0047]图3c示出了图3b的设备，该设备具有包括的支撑结构；
[0048]图4示出了用在图1中示出的类型的装置中的基体抽取器；
[0049]图5是图2的设备的示意径向横截面，该设备插入有如图4所示的抽取器；以及
[0050]图6是按照另一个实施例的加热器设备的示意纵向截面，在该设备中，外部加热 器元件是基体抽取器的一部分。
【具体实施方式】
[0051]在图1中，以简化方式示出了电加热气雾产生系统100的实施例的内部。具体地说，电加热气雾产生系统100的各元件在图1中没有按比例画出。对于这个实施例的理解无关的元件已经省去，以简化图1。
[0052]电加热气雾产生系统100包括壳体10和气雾形成基体2，例如香烟。将气雾形成基体2推到壳体10内部，以与加热器20热邻接。气雾形成基体2将在不同温度下释放一系列的易挥发化合物。从气雾形成基体2释放的易挥发化合物的一些仅通过加热过程而形成。每种易挥发化合物将在特征释放温度之上释放。通过将电加热气雾产生系统100的最大操作温度控制到易挥发化合物中的一些的释放温度之下，可避免这些烟组分的释放或形成。
[0053]另外，壳体10包括电能源40，例如可充电锂离子电池。控制器30连接至加热器20、电能源40、气雾形成基体检测器32以及图形用户界面36 (例如显示器)。控制器30控制供给到加热器20的电能，以便调节其温度。典型地将气雾形成基体加热到250和450摄氏度之间的温度。
[0054]气雾形成基体检测器32可以检测与加热器20热邻接的气雾形成基体2的存在和识别，并且将气雾形成基体2的存在的信号发给控制器30。
[0055]控制器30控制用户界面36，以显示系统信息，例如电池功率、温度、气雾形成基体2的状态、其它消息或它们的组合。
[0056]图2是按照一个实施例的加热器设备的示意横截面。图2仅示出了装置的前部部分，基体插入到该前部部分中。壳体是敞开端部的，并且限定基体接收空腔，气雾形成基体2(以虚线示出)可插入到该基体接收空腔中。空腔构造成用于接收呈发烟制品的形式的圆柱形基体，用户在该发烟制品上抽吸。
[0057]加热器包括三个单独的加热器元件，内部加热器元件22和两个外部加热器元件24、26。内部加热器22呈支撑在基座21中的叶片的形式，并且更清楚地示出在图3a中。内部加热器22构造成被接收在基体内部。在图3b中更清楚地示出的外部加热器元件24、26布置成靠近发烟制品的外表面或与该外表面相接触。外部加热器元件24、26具有弓形横截面，并且绕空腔的周界延伸。
[0058]外部加热器安装在壳体10内的支撑结构50内。支撑结构更清楚地示出在图3c中，并且包括圆柱形外壳52，该圆柱形外壳52具有形成在其中的多个孔54。外部加热器元件24和26支撑在外壳上的螺旋内部肋结构56上，以便使从加热器元件24、26到支撑结构50和壳体10的传导损失最小。提供帽盖结构58，以将加热器固定到位。
[0059]图3a示出了位于支撑基座21中的内部加热器元件22。内部加热器呈叶片的形式，该叶片由陶瓷材料形成，钼轨道淀积在该陶瓷材料上。加热器通过使电压跨过钼轨道而致动。叶片形成为易于插入气雾形成基体2和从气雾形成基体容易除去。
[0060]图3b是图3a的内部加热器元件22的立体图，外部加热器元件24、26绕内部加热器元件和基座21的一部分定位。如图3b所示，外部加热器元件由弯曲或弓形薄片形成，这些弯曲或弓形薄片绕基体接收空腔的周界延伸。外部加热器元件由柔性聚酰亚胺薄片形成，在这些柔性聚酰亚胺薄片之间形成电阻性加热轨道。这种类型的柔性加热器可从美国丽55432明尼阿波利斯的7300商业巷的Minco得到。
[0061]图3b中示出的外部加热器元件不绕空腔的整个周界延伸，而是定位成与内部加热器元件22的形状匹配。外部加热器元件定位和成形为覆盖离内部加热器元件最远的空腔的周界的区域，以便将空腔内的温度分布提供成尽可能均匀的。然而，这也可通过提供绕空腔的整个周界的一个或多个外部加热器元件并控制供给到外部加热器元件的不同部分的电能而实现，以得到可能最均匀的温度分布。当然也可能的是，使用不同形状的内部加热器兀件(一个或多个)。
[0062]为了清楚，没有示出内部和外部加热器元件与电源的电连接。然而，应该清楚的是，内部和外部加热器元件都电连接至控制器30，并且电连接至电池40。
[0063]图3c示出了图3b的加热器设备，并且支撑结构50绕外部加热器元件24、26定位。支撑结构包括圆柱形外壳52，该圆柱形外壳52由诸如PEEK之类的热塑性材料、或其它适当的温度耐受材料形成。孔54穿过外壳形成，以便减小其质量，并且特别是减小其热质量。如描述的那样，外壳52具有带有图案的内表面，在这个例子中具有内部螺旋肋，该内部螺旋肋支撑外部加热器元件，同时使热接触最小。这在图3c中看不到。外壳52套在基座21上。也由耐热材料(如塑料或陶瓷)形成的帽盖58配合在外壳的顶部和外部加热器元件24、26上，以使支撑结构完整。通常，可以使用具有足够高熔化/降解温度的任何材料，其防止不希望的易挥发化合物的释放。
[0064]在使用中，将内部加热器元件22控制成具有比外部加热器元件高的温度。在这个实施例中，将内部加热器元件控制成具有350摄氏度的最大温度，并且在使用期间，保持接近该最大温度。将外部加热器元件24、26控制成具有150摄氏度的最大温度，并且在使用期间，保持接近该最大温度。
[0065]外部加热器24、26提供一种形式的主动隔热。换句话说，它们减小跨过加热基体的热梯度。在使用中，气雾形成基体典型地达到比外部加热器元件高得多的温度，但通过减小跨过基体的热梯度，可实现基体的更均匀加热，并且可使用用于内部加热器元件的更低温度。
[0066]图4示出了抽取器套筒60，该抽取器套筒60可用在图1和2中示出的类型的装置中。抽取器套筒60帮助气雾形成基体插入到装置和从装置的抽取。抽取器套筒是空心的，并且保持圆柱形气雾形成基体。抽取器套筒在两个端部是敞开的，以便既允许基体从顶部端部插入到套筒中，又允许内部加热器22从底部端部插入到基体中。唇边61可以形成在抽取器套筒60的底部端部上，以在抽取过程期间保持基体。抽取器套筒构造成在箭头66的方向上插入到基体接收空腔中。
[0067]气雾形成基体定位在抽取器中的支腿62和窗口 64的区域中。窗口 64成形为，与外部加热器24、26相对应。窗口 64可以仅是抽取器套筒中的孔眼，或者可以由诸如铝之类的热传导材料形成。
[0068]图5是在图2中示出的类型的装置的示意径向横截面，该装置插入有抽取器套筒。抽取器套筒的支腿62示出成定位在外部加热器元件24、26之间的空间中。也可看到的是，用于外部加热器元件的支撑套筒52具有用来接收抽取器套筒的支腿的切除部分。这允许在使用中外部加热器元件与气雾形成基体相接触或定位得非常接近气雾形成基体。[0069]在另一个实施例中，外部加热器可形成为在图4中示出的类型的抽取器套筒的一部分。这示意地示出在图6中。图6示出了气雾产生装置的壳体70，该壳体70限定空腔，气雾形成基体可插入到该空腔中。在空腔内，设有内部加热器72，该内部加热器72呈如图3a所示的叶片形式，支撑在基座71中。抽取器套筒73插入到空腔中。抽取器套筒是大体空心管状结构，该大体空心管状结构具有在一个端部上形成的保持唇边77。抽取器套筒保持圆柱形气雾形成基体(未示出)，并且可以滑入和滑出空腔。当套筒73从空腔中退出时，唇边77保持圆柱形气雾形成基体。
[0070]内部加热器元件74形成在套筒73的内表面上，并且绕套筒的圆周延伸。内部加热器元件是形成在抽取器套筒上的电阻性轨道，并且可以由钼形成。为了将电能提供给外部加热器元件74，设有电触点75，这些电触点75提供位于套筒73的内表面上的电阻性轨道与位于套筒73的外表面上的接触区域之间的电连接。当套筒73在充分插入位置中时，触点75接触壳体触点76。壳体触点76电连接至在气雾产生装置内的控制器和电池，如参照图1描述的那样。
[0071]如参照以前实施例描述的那样，外部加热器可以由一个或多个单独的加热器元件形成，并且可以成形或控制成与内部加热器元件(一个或多个)的形状相对应。
[0072]以上描述的示例性实施例是说明性的，而不是限制性的。鉴于以上讨论的示例性实施例，与以上示例性实施例相一致的其它实施例现在对于本领域的技术人员将是显然的。
【权利要求】
1.一种气雾产生装置，包括: 基体接收空腔，所述基体接收空腔构造成接收气雾形成基体； 内部加热器，所述内部加热器定位在基体接收空腔内； 外部加热器，所述外部加热器定位在基体接收空腔的周界上；以及 控制器，所述控制器构造成控制能量到内部加热器或到外部加热器的供给、或者到内部加热器和外部加热器两者的供给，从而外部加热器具有比内部加热器低的温度。
2.根据权利要求1所述的气雾产生装置，其中，外部加热器成形或控制成与内部加热器协作地提供绕基体接收空腔的周界的大体均匀的温度分布。
3.根据权利要求1或2所述的气雾产生装置，其中，控制器构造成将外部加热器控制成具有在100和200摄氏度之间的温度。
4.根据权利要求1或2所述的气雾产生装置，其中，控制器构造成将内部加热器控制成具有在320和420摄氏度之间的温度。
5.根据任一以上权利要求所述的气雾产生装置，其中，外部加热器绕基体接收空腔的周界大体对称地布置。
6.根据任一以上权利要求所述的气雾产生装置，其中，外部加热器包括多个外部加热器元件。
7.根据权利要求6所述的气雾产生装置，其中，外部加热器包括两个加热器元件，每个加热器元件部分地绕基体接收空腔的周界延伸。
8.根据任一以上权利要求所述的气雾产生装置，所述气雾产生装置构造成:在使用中，外部加热器具有比气雾形成基体低但比环境温度高的温度。
9.根据任一以上权利要求所述的气雾产生装置，还包括绕外部加热器的支撑结构，支撑结构包括内表面，该内表面具有一个或多个肋或突起，所述肋或突起接触外部加热器。
10.根据任一以上权利要求所述的气雾产生装置，其中，外部加热器定位在基体接收空腔的内表面上，或者形成基体接收空腔的内表面，从而在使用中外部加热器接触气雾形成基体。
11.根据任一以上权利要求所述的气雾产生装置，其中，外部加热器设置在套筒上，该套筒相对于气雾产生装置的壳体是可运动的。
12.根据任一以上权利要求所述的气雾产生装置，其中，所述气雾产生装置是电加热的发烟装置。
13.—种加热气雾形成基体的方法，包括: 提供第一加热器，该第一加热器能够接触气雾形成基体的内部区域； 提供第二加热器，该第二加热器能够接触气雾形成基体的外表面；以及 提供控制器，该控制器构造成控制第一加热器和第二加热器的温度，从而第二加热器处于比第一加热器低的温度。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，将外部加热器控制成具有在100和200摄氏度之间的温度。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，将内部加热器控制成具有在320和420摄氏度之间的温度。
【文档编号】A24F47/00GK103974640SQ201280060098
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2011年12月30日
【发明者】J·普洛茹, O·格雷姆 申请人:菲利普莫里斯生产公司