JP2026031480A - 加熱体およびエアロゾル生成装置 - Google Patents
加熱体およびエアロゾル生成装置Info
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Abstract
【課題】加熱体の熱利用率を向上させ、熱損失を減少させる。
【解決手段】加熱体20は、加熱筒21と発熱部材を備える。加熱筒の底壁212と側壁211とが囲むことによりエアロゾル製品40を収容するための収容キャビティが形成され、収容キャビティはエアロゾル出口101と連通する。発熱部材は側壁に配置される。底壁および/または側壁は、収容キャビティに向かう支持凸部を有し、支持凸部は、エアロゾル製品を支持して、エアロゾル製品と底壁との間に吸気キャビティを形成するために用いられる。側壁は、接触凸部および凹部を有し、接触凸部は、収容キャビティに向かうように設けられ、エアロゾル製品の外周面と熱伝導接触し、凹部は、囲まれた吸気通路をエアロゾル製品の外周面と共に形成する。吸気通路は、エアロゾル出口と吸気キャビティとを連通させる。加熱体は、直接接触および熱気流という2つの加熱方式を用いてエアロゾル製品を加熱する。
【選択図】図3
【解決手段】加熱体20は、加熱筒21と発熱部材を備える。加熱筒の底壁212と側壁211とが囲むことによりエアロゾル製品40を収容するための収容キャビティが形成され、収容キャビティはエアロゾル出口101と連通する。発熱部材は側壁に配置される。底壁および/または側壁は、収容キャビティに向かう支持凸部を有し、支持凸部は、エアロゾル製品を支持して、エアロゾル製品と底壁との間に吸気キャビティを形成するために用いられる。側壁は、接触凸部および凹部を有し、接触凸部は、収容キャビティに向かうように設けられ、エアロゾル製品の外周面と熱伝導接触し、凹部は、囲まれた吸気通路をエアロゾル製品の外周面と共に形成する。吸気通路は、エアロゾル出口と吸気キャビティとを連通させる。加熱体は、直接接触および熱気流という2つの加熱方式を用いてエアロゾル製品を加熱する。
【選択図】図3
Description
(関連出願の相互参照)
本出願は、以下の出願の優先権を主張し、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれている。
本出願は、以下の出願の優先権を主張し、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれている。
出願日が2024年8月7日であり、出願番号が2024219046010であり、名称が非燃焼加熱式装置および非燃焼加熱式システムの中国実用新案登録出願である。
出願日が2024年8月30日であり、出願番号が2024221417856であり、名称が発熱部材およびエアロゾル生成装置の中国実用新案登録出願である。
出願日が2024年8月30日であり、出願番号が2024221367518であり、名称が加熱体およびエアロゾル生成装置の中国実用新案登録出願である。
出願日が2024年8月30日であり、出願番号が2024221309762であり、名称が加熱構造および霧化装置の中国実用新案登録出願である。
出願日が2024年10月30日であり、出願番号が2024226355714であり、名称が霧化装置および霧化デバイスの中国実用新案登録出願である。
出願日が2024年8月30日であり、出願番号が2024221417856であり、名称が発熱部材およびエアロゾル生成装置の中国実用新案登録出願である。
出願日が2024年8月30日であり、出願番号が2024221367518であり、名称が加熱体およびエアロゾル生成装置の中国実用新案登録出願である。
出願日が2024年8月30日であり、出願番号が2024221309762であり、名称が加熱構造および霧化装置の中国実用新案登録出願である。
出願日が2024年10月30日であり、出願番号が2024226355714であり、名称が霧化装置および霧化デバイスの中国実用新案登録出願である。
本出願は、エアロゾル生成の技術分野に関し、具体的には、加熱体およびエアロゾル生成装置に関する。
エアロゾル生成装置は通常、内部にエアロゾル製品が挿入された収容キャビティを有し、加熱体とエアロゾル製品とが接触して、直接接触の方式でエアロゾル製品を加熱してエアロゾルを生成する。
エアロゾル製品の加熱均一性を向上させるために、従来技術では、熱気流を用いてエアロゾル製品を加熱し、外部の冷気が吸気口からエアロゾル生成装置内に入り、加熱体によって加熱された後に熱気流を形成し、熱気流が収容キャビティの底部からエアロゾル製品内に入り、エアロゾル製品を加熱した後に生成したエアロゾルはエアロゾル出口から流出する。加熱体は、エアロゾル製品の底部に取り付けられることが多く、加熱体の熱は、エアロゾル生成装置に沿って上方または下方に伝達されるが、下方に伝達された熱の大部分は、エアロゾル製品に利用されることができず、エアロゾル生成装置の熱損失が大きくなる。
本出願は、エアロゾル生成装置の熱損失が大きいという技術的課題を解決するために、加熱体およびエアロゾル生成装置を提供する。
第1態様によれば、1つの実施形態では、加熱筒と発熱部材とを備えた加熱体が提供される。
前記加熱筒は一端が開口し、他端が閉鎖されており、前記加熱筒の底壁と側壁とが囲むことによってエアロゾル製品を収容するための収容キャビティが形成されており、前記収容キャビティはエアロゾル出口と連通している。
前記発熱部材は、前記側壁に配置されている。
前記底壁および/または前記側壁は、前記収容キャビティに向かう支持凸部を有し、前記支持凸部は、エアロゾル製品を支持して、エアロゾル製品と前記底壁との間に吸気キャビティを形成するために用いられる。
前記側壁は、接触凸部および凹部を有する。前記接触凸部は、前記収容キャビティに向かうように設けられていると共に、エアロゾル製品の外周面と熱伝導接触するようにされ、前記凹部は、囲まれた吸気通路をエアロゾル製品の外周面と共に形成するために用いられる。前記吸気通路は、前記エアロゾル出口と前記吸気キャビティとを連通させている。
1つの実施形態では、前記側壁の、前記エアロゾル製品の挿入方向に沿って第1接触領域および第2接触領域が順に設けられている。
前記第1接触領域または前記第2接触領域は、前記エアロゾル製品の外周面と非接触となるように間隔をおいて設けられている。または、前記第1接触領域は、前記エアロゾル製品の外周面との接触面積が前記第2接触領域とは異なる。
1つの実施形態では、前記第1接触領域は、前記第1接触領域と前記エアロゾル製品の外周面とが非接触となるように間隔をおいて配置されるための環状の第1クリアランスを有する。前記第1接触領域の最小内径は、前記第2接触領域の最小内径より大きい。
または、前記第2接触領域は、前記第2接触領域と前記エアロゾル製品の外周面とが非接触となるように間隔をおいて配置されるための環状の第2クリアランスを有する。前記第2接触領域の最小内径は、前記第1接触領域の最小内径より大きい。
1つの実施形態では、前記接触凸部は、前記第1接触領域に設けられた第1接触部を含み、前記第1接触部は、前記第1接触領域の内壁に設けられた複数の第1突起であり、複数の前記第1突起は、前記収容キャビティの周方向に沿って間隔をおいて設けられている。前記第1突起は、前記エアロゾル製品の外周面に接触するために用いられる。
1つの実施形態では、前記接触凸部は、前記第2接触領域に設けられた第2接触部を含み、前記第2接触部は、前記第2接触領域の内壁に設けられた複数の第2突起であり、複数の前記第2突起は、前記収容キャビティの周方向に沿って間隔をおいて設けられている。前記第2突起は、前記エアロゾル製品の外周面に接触するために用いられる。
1つの実施形態では、前記接触凸部は、前記第1接触領域に設けられた第1接触部をさらに含み、前記第1接触部は、前記第1接触領域の内壁に設けられた複数の第1突起であり、複数の前記第1突起は、前記収容キャビティの周方向に沿って間隔をおいて設けられている。前記第1突起は、前記エアロゾル製品の外周面に接触するために用いられる。
前記第1接触領域と前記エアロゾル製品の外周面との接触面積は、前記第2接触領域と前記エアロゾル製品の外周面との接触面積よりも大きく、各前記第2突起と前記エアロゾル製品との接触面積は、各前記第1突起と前記エアロゾル製品との接触面積よりも小さいか、もしくは、全ての前記第2突起と前記エアロゾル製品との総接触面積は、全ての前記第1突起と前記エアロゾル製品との総接触面積よりも小さい。
または、前記第1接触領域と前記エアロゾル製品の外周面との接触面積は、前記第2接触領域と前記エアロゾル製品の外周面との接触面積よりも小さく、各前記第2突起と前記エアロゾル製品との接触面積は、各前記第1突起と前記エアロゾル製品との接触面積よりも大きいか、もしくは、全ての前記第2突起と前記エアロゾル製品との総接触面積は、全ての前記第1突起と前記エアロゾル製品との総接触面積よりも大きい。
1つの実施形態では、前記側壁には、前記エアロゾル製品の挿入方向に沿って第1加熱領域および第2加熱領域が設けられており、前記吸気通路は、気流が前記第1加熱領域および前記第2加熱領域を順に通過した後に前記エアロゾル製品に入るために用いられる。
前記発熱部材は、前記加熱筒の前記第1加熱領域に配置された第1発熱部材、および、前記加熱筒の第2加熱領域に配置された第2発熱部材を含む。
1つの実施形態では、前記第1発熱部材および前記第2発熱部材はいずれも抵抗式発熱部材であり、前記第1発熱部材と第2発熱部材とは並列に接続されている。
1つの実施形態では、前記側壁には、第1電気接続部材、第2電気接続部材および第3電気接続部材が配置されている。前記第1発熱部材および前記第2発熱部材はいずれも2つの電気接続端子を有し、前記第1発熱部材の2つの電気接続端子はそれぞれ、前記第1電気接続部材および前記第3電気接続部材に電気的に接続され、前記第2発熱部材の2つの電気接続端子はそれぞれ、前記第2電気接続部材および前記第3電気接続部材に電気的に接続される。前記第1電気接続部材および前記第2電気接続部材は、外部電源の同一電極に電気的に接続することに用いられ、前記第3電気接続部材は、外部電源の他の電極に電気的に接続することに用いられる。
1つの実施形態では、前記底壁は、前記収容キャビティに向かう支持凸部を有する。前記側壁には、前記加熱筒の軸方向に沿って第1領域および第2領域が設けられており、前記第1領域は、前記底壁から離れた側に位置し、前記第2領域は、前記底壁に近接する側に位置し、前記発熱部材は、前記側壁の前記第2領域に固定されている。
1つの実施形態では、前記発熱部材は、1つまたは複数配置されており、前記発熱部材は、前記側壁の周方向に沿って少なくとも1層の加熱リングを形成する。
複数の前記発熱部材が配置される場合、複数の前記発熱部材は並列に接続され、且つ複数の前記発熱部材は前記加熱筒の軸方向に沿って配置されている。
1つの実施形態では、1つの前記発熱部材が配置されており、前記発熱部材は、前記側壁の周方向に沿った1層の前記加熱リングを形成する。前記側壁の周方向に沿った前記発熱部材の両端には、電源と電気的に接続するための接続電極がそれぞれ固定されている。
1つの実施形態では、前記発熱部材と前記接続電極との間には接続部材が設けられており、前記接続部材と前記接続電極とは一対一で対応するように設けられており、前記接続部材は、前記発熱部材および前記接続電極とそれぞれ前記加熱筒の軸方向に沿って接続されている。
2つの前記接続部材のうちのいずれか1つは、電流が前記接続電極を介して前記発熱部材の端部縁辺から前記発熱部材に流れるようにするために用いられ、2つの前記接続部材のうちのもう1つは、前記発熱部材における電流が端部縁辺から前記接続電極に流れるようにするために用いられる。
第2態様によれば、1つの実施形態では、装置本体と上記のいずれか1つの実施形態に記載の加熱体とを備えたエアロゾル生成装置が提供される。
前記装置本体は、エアロゾル製品が挿入されるためのエアロゾル出口を有する。
前記加熱体は前記装置本体に取り付けられており、前記底壁は前記装置本体と間隔をおいて設けられており、前記収容キャビティは前記エアロゾル出口に連通し、前記吸気通路は前記エアロゾル出口と前記吸気キャビティとを連通させている。
1つの実施形態では、前記装置本体は、
内部に前記加熱体が設けられた取付基体と、
前記取付基体と前記加熱体との間に設けられ、且つ前記加熱体の外面を囲む反射断熱層とを含む。
内部に前記加熱体が設けられた取付基体と、
前記取付基体と前記加熱体との間に設けられ、且つ前記加熱体の外面を囲む反射断熱層とを含む。
本出願の有益な効果は、以下の通りである。
上記の実施形態における加熱体およびエアロゾル生成装置によれば、加熱体の熱の伝達過程において、一方で、加熱筒の側壁における接触凸部はエアロゾル製品の外周面と接触して直接接触の方式でエアロゾル製品の加熱を実現することができ、他方で、外部の冷気は加熱筒の側壁における凹部とエアロゾル製品とが囲むことによって形成された吸気通路内に入ることができ、加熱筒は吸気通路内の気流を加熱して熱気流を形成することができ、熱気流はエアロゾル製品の軸方向の片側の吸気キャビティからエアロゾル製品内に入ってエアロゾル製品の加熱を実現することができる。このように加熱体は、直接接触および熱気流という2つの加熱方式を用いてエアロゾル製品の加熱を実現することにより、加熱体の熱利用率が向上し、加熱体の熱損失が減少することに寄与する。また、加熱体が装置本体に取り付けられ、且つ加熱体における加熱筒の底壁が装置本体と間隔をおいて配置されているため、加熱筒の収容キャビティから離れて下方へ伝達される熱が減少し、それによりエアロゾル生成装置の熱損失が減少する。
以下、具体的な実施形態を通じて図面を参照しながら本出願をさらに詳細に説明する。異なる実施形態における同様の構成要素は、関連する同様の構成要素番号を有する。以下の詳細な説明では、本出願をより理解しやすくするために、多くの詳細が記載されている。しかしながら、当業者は、一部の特徴が異なる状況下で省略され得るか、または他の構成要素、材料、方法によって置換され得ることを容易に理解することができる。場合によっては、本出願に関連する一部の動作は、本出願の核となる部分が過度の説明で埋もれてしまうことを回避するために、本明細書では図示または説明されないが、当業者にとって、これらの関連する動作を詳細に説明する必要がなく、明細書の説明および当技術分野における一般的な知識に基づいて、関連する動作を完全に把握することができる。
さらに、明細書に記載される特徴、動作、または特性は、様々な実施形態を形成するために任意の適切な方法で組み合わされ得る。また、方法の説明におけるステップまたはアクションは、当業者にとって明らかな方法で順序を入れ替えたり調整したりすることができる。したがって、明細書および図面における様々な順序は、特定の実施形態を明確に説明するためだけであり、特定の順序に従わなければならないと別途指定されない限り、必要な順序を意味するものではない。
「第1」、「第2」などのように、本明細書における部品の番号付け自体は、記述されたオブジェクトを区別するためにのみ使用され、いかなる順序または技術的意味を有さない。本出願に記載の「接続」、「連結」は、特に説明しない限り、いずれも直接および間接接続(連結)を含む。
加熱体およびエアロゾル生成装置に係るいくつかの実施形態については、図1ないし図5を参照されたい。
図1~図4を参照すると、本出願の実施形態におけるエアロゾル生成装置は、装置本体と加熱体20(加熱体20は加熱アセンブリとも呼ばれる)とを備えている。装置本体は、エアロゾルが流出するためのエアロゾル出口101を有し、エアロゾル出口101は、エアロゾル製品40がエアロゾル生成装置に挿入されるためにも用いられ得る。
加熱体20は、装置本体に取り付けられており、一端が開口し、他端が閉鎖された加熱筒21を含む。加熱筒21の開口はエアロゾル出口101に向かっており、加熱筒21は、ほぼ円筒構造であり、底壁212および側壁211を有する。加熱筒21の底壁212と側壁211とが囲むことによって収容キャビティが形成されており、収容キャビティは、エアロゾル出口101と連通しており、エアロゾル製品40を収容するために用いられている。エアロゾル製品40は、エアロゾル出口101から収容キャビティ内に挿入されて、エアロゾル製品40のエアロゾル生成装置への取付を実現することができる。
加熱筒21の底壁212と装置本体とは、加熱筒21の軸方向に間隔をおいて配置されており、このように、加熱筒21が収容キャビティから離れる方向に装置本体に伝達する熱を減少させることができる。加熱筒21の熱の大部分はエアロゾル製品40に利用され、このように、加熱体20の熱利用率が向上し、エアロゾル生成装置の熱損失が減少することに寄与する。
いくつかの実施形態では、図3および図4を参照すると、加熱筒21は装置本体内に吊り下げられており、加熱筒21の開口端には、加熱筒21の側壁211に接続された外フランジ213が設けられている。外フランジ213は、加熱筒21の径方向の外側に向かって延在して、径方向外フランジを形成している。加熱筒21における外フランジ213は、装置本体と加熱筒21の軸方向において当接して、装置本体における加熱筒21の位置の固定を実現することができる。
1つの実施形態では、装置本体は、キャビティを有する筐体10、断熱筒14および密閉部材12aを含む。エアロゾル出口101は、筐体10上に位置し、キャビティと連通している。断熱筒14、加熱体20および密閉部材12aはいずれもキャビティ内に配置されている。断熱筒14は、筐体10に設けられた支持部によってキャビティ内に支持するように取り付けられてよく、断熱筒14は、その軸方向の両端が開口するように設けられており、その一端の開口がプラグ15によって封止され、他端の開口が密閉部材12aと密封係合されている。もう1つの実施形態では、断熱筒14は軸方向の一端が開口して他端が密閉し、開口端と密閉部材12aとが密封係合するように設けられてもよい。
加熱筒21は断熱筒14内に位置し、且つ断熱筒14と同軸に配置されている。加熱筒21の底壁212とプラグ15とは加熱筒21の軸方向に間隔をおいて配置されており、加熱筒21の側壁211はさらに断熱筒14の筒壁と間隔をおいて配置されている。このように加熱筒21と断熱筒14とが直接接触することにより断熱筒14に伝達される熱を減少させることができる。密閉部材12aには、断熱筒14と同軸に配置された連通チャネル121が設けられており、連通チャネル121を介して収容キャビティとエアロゾル出口101との連通を実現することができる。
1つの実施形態では、図3および図4を参照すると、断熱筒14の筒壁には、断熱筒14内に向かって延在する支持部が配置されている。支持部は支持アーム141を含むことができ、支持アーム141は、一端が断熱筒14の筒壁と接続され、他端が断熱筒14内に吊り下げられており、支持アーム141は環状を呈しており、加熱筒21の外フランジ213は支持アーム141に支持されている。密閉部材12aは断熱筒14内に延びた部分を有し、密閉部材12aは、加熱筒21の軸方向に外フランジ213と当接することができ、このように支持アーム141および密閉部材12aによって加熱筒21を断熱筒14内に挟持固定し、断熱筒14内における加熱筒21の位置の固定を実現することができ、且つ密閉部材12aによって加熱筒21の軸方向に外フランジ213と当接して、密閉部材12aおよび加熱筒21の密閉を実現することができる。このように加熱筒21は断熱筒14内に懸架されることとなり、加熱筒21と断熱筒14との接触面積が減少し、加熱筒21が直接接触により収容キャビティから離れてエアロゾル生成装置の底部に伝達する熱量が減少し、熱損失が軽減し、エアロゾル生成装置の熱利用率の向上に寄与することができる。
当然ながら、他の実施形態では、装置本体は、キャビティを有する筐体10を含んでもよい。加熱筒21がキャビティ内に位置し、加熱筒21はキャビティ内に位置し、加熱筒21の底壁212および側壁211はいずれも筐体10と間隔をおいて配置され、筐体10には、キャビティ内に向かって延在する支持アームが設けられ、加熱筒21における側壁211の外側面にはくびれ部が設けられ、支持アームとくびれ部との協働により、加熱筒21は筐体10内に吊り下げて固定され、このようにも、加熱筒21が直接接触により収容キャビティから離れてエアロゾル生成装置の底部に伝達する熱量が減少し、熱損失が軽減し、エアロゾル生成装置の熱利用率の向上に寄与することができる。
1つの実施形態では、引き続き図2~図4を参照すると、筐体10には、エアロゾル出口101に位置決めリング11が設けられており、密閉部材12aは、加熱筒21の軸方向において断熱筒14と位置決めリング11との間に挟装されており、このようにして、密閉部材12aおよび位置決めリング11の筐体10内での位置の固定が実現される。位置決めリング11と密閉部材12aとはこれらが囲むことによってリング溝を形成している。装置本体は、環状構造である挟持部材13をさらに含み、挟持部材13は、リング溝内に取り付けられており、ゴム材料で製造され、径方向の内側に向かう突起131を有する。突起131は、挟持部材13の周方向に等間隔で配置されており、エアロゾル製品40は、エアロゾル出口101から筐体10内に入り、密閉部材12aの連通チャネル121を貫通して加熱筒21の包囲によって形成された収容キャビティ内に入ることができる。エアロゾル製品40が収容キャビティ内に入った後、挟持部材13は、突起131を介して加熱筒21の径方向においてエアロゾル製品40の外周面と弾性的に当接することができ、それにより、収容キャビティ内からエアロゾル製品40の脱離が制限される。
いくつかの実施形態では、図3~図5を参照すると、加熱筒21の側壁211は、収容キャビティ内に向かって突出する接触凸部を有し、加熱筒21の側壁211は、凹部2113をさらに有する。エアロゾル製品40が収容キャビティ内に取り付けられた後、接触凸部は、エアロゾル製品40の外周面と熱伝導接触して、加熱筒21の熱をエアロゾル製品40に伝達し、直接接触の方式でエアロゾル製品40への加熱を実現することができる。接触凸部がエアロゾル製品40の外周面と接触した後、加熱筒21の側壁211における凹部2113は、エアロゾル製品40の外周面と共に囲むことによってエアロゾル出口101と連通する吸気通路31を形成することができ、エアロゾル出口101から筐体10内に入った外部冷気は、挟持部材13における隣接する2つの突起131の間の間隙および密閉部材12aとエアロゾル製品40との間の環状間隙を通って吸気通路31内に入ることができる。
1つの実施形態では、図5を参照すると、加熱筒21の側壁211における接触凸部は、加熱筒21の軸方向に延在するように設けられた接触リブ2112を含む。接触リブ2112の長さは、加熱筒21の軸方向における加熱筒21の側壁211の寸法に等しいかまたはそれよりわずかに短くてよい。接触リブ2112の数は複数であってよく、いずれの隣接する2つの接触リブ2112も加熱筒21の周方向に等間隔で配置され、且つ隣接する2つの接触リブ2112の間には、加熱筒21の側壁211における凹部2113が形成されている。凹部2113は、加熱筒21の軸方向に延在する凹溝として形成されている。複数の凹部2113は、加熱筒21の周方向に等間隔で配置されており、凹部2113とエアロゾル製品40の外周面とが囲むことによって形成された吸気通路31も加熱筒21の周方向に等間隔をおいて配置されている。このようにエアロゾル製品40と加熱筒21の側壁211との間には、加熱筒21の軸方向に延在し、且つ周方向に等間隔で配置された複数の吸気通路31が形成されている。これによって、吸気通路31内における気流の流動抵抗の減少に寄与し、さらにエアロゾル生成装置の吸引抵抗が低減され、且つエアロゾル製品40の周方向における吸気気流の均一な分布を実現するのにも寄与する。
もう1つの実施形態では、加熱筒21の側壁211における接触凸部は、円形の点状凸部をさらに含んでよい。円形の点状凸部は複数あり、隣接する2つの円形の点状凸部は、加熱筒21の周方向および軸方向に等間隔で配置されており、隣接する2つの円形の点状凸部の間には、加熱筒21の側壁211における凹部2113が形成されており、凹部2113とエアロゾル製品40の外周面とが囲むことによって吸気通路31が形成されている。このようにして、吸気通路31は加熱筒21の軸方向に延在することもでき、これにより、吸気通路31内の気流の流動抵抗が低減され、吸引抵抗が低減される。
他のいくつかの実施形態では、加熱筒21の側壁211における接触凸部は、波状帯状構造または他の異形構造を含んでもよく、接触凸部がエアロゾル製品40の外周面と接触することができ、且つ隣接する2つの接触凸部の間に形成された凹部2113がエアロゾル製品40の外周面と共に囲むことによってエアロゾル出口101と連通する吸気通路31を形成することができればよい。
加熱筒21の側壁211は接触凸部および凹部2113を有し、且つ接触凸部はエアロゾル製品40の外周面と熱伝導接触することができ、凹部2113は囲まれた吸気通路31の構造をエアロゾル製品40の外周面と共に形成することができる。一方で、接触凸部とエアロゾル製品40の外周面との直接接触により、加熱筒21の熱をエアロゾル製品40に伝達することにより、エアロゾル製品40への加熱が実現される。他方で、外部の冷気が吸気通路31を流れる際に、加熱筒21の側壁211および吸気通路31内の気流の接触により、加熱筒21の側壁211の熱が吸気通路31内の気流に伝達されて熱気流を形成し、これにより、後続の熱気流によるエアロゾル製品40への加熱を実現しやすく、エアロゾル製品40の加熱均一性が向上し、このように直接接触および熱気流による加熱の方式を用いてエアロゾル製品40への加熱が実現され、加熱体20の熱利用率が効果的に向上し、さらにエアロゾル生成装置の熱損失が減少し、エアロゾル生成装置のエネルギー消費量が低減する。
いくつかの実施形態では、エアロゾル製品40と加熱筒21における側壁211との接触面積を増加させて、加熱筒21とエアロゾル製品40との間の伝熱効率を向上させるために、接触凸部はエアロゾル製品40内に嵌め込まれてよい。
1つの実施形態では、図5を参照すると、接触リブ2112は、加熱筒21の周方向に延在する厚さ寸法を有し、接触リブ2112の厚さ寸法は、加熱筒21の径方向において加熱筒21の側壁211から収容キャビティに向かう方向に徐々に減少するように設定されてよい。これにより、接触リブ2112をエアロゾル製品40に嵌め込みやすくなり、接触リブ2112とエアロゾル製品40との接触面積が増加することにより、加熱筒21とエアロゾル製品40との伝熱効率が向上する一方、接触リブ2112がエアロゾル製品40内に嵌め込まれることにより、エアロゾル製品40が収容キャビティから脱離する確率を低減することもできる。
さらに、1つの実施形態では、加熱筒21の軸方向において加熱筒21の開口端から閉鎖端への方向において、接触リブ2112の厚さ寸法は徐々に増加するように設定されてもよい。これにより、接触リブ2112が加熱筒21の軸方向においてエアロゾル製品40内にしっかりと押し込まれ、このようにして、エアロゾル製品40と加熱筒21との接触面積がさらに増加し、伝熱効率が向上するとともに、エアロゾル製品40が収容キャビティから脱離する確率がさらに低減される。
もう1つの実施形態では、接触凸部は、円錐形に類似する形状を有する点状凸部を含むように設定されてもよい。点状凸部は、加熱筒21の径方向において径方向の内側に位置する先端を有し、点状凸部の先端を介してエアロゾル製品40に嵌め込まれることができ、これにより、接触凸部とエアロゾル製品40との接触面積が増加する。
吸気通路31内に形成された熱気流がエアロゾル製品40を加熱できることを確保するために、加熱筒21の底壁212および/または側壁211には、収容キャビティの方を向いた支持凸部が設けられる必要があり、支持凸部が加熱筒21の軸方向に沿ってエアロゾル製品40を支持するように設定することにより、エアロゾル製品40と加熱筒21の底壁212との接触が回避され、それによりエアロゾル製品40と加熱筒21の底壁212との間に吸気通路31と連通する吸気キャビティ32が形成され、吸気通路31内に形成された熱気流は、吸気キャビティ32内に入り、次にエアロゾル製品40の軸方向の端部からエアロゾル製品40内に入り、エアロゾル製品40を加熱することができる。加熱によって生成されたエアロゾルは、エアロゾル出口101を通過し、且つエアロゾル製品40の他端から排出され得る。
いくつかの実施形態では、図5を参照すると,支持凸部は,加熱筒21の底壁212上に位置するように設けられてよい。支持凸部は複数あり、隣接する2つの支持凸部の間に連通間隙2122が形成されるように、隣接する2つの支持凸部は、加熱筒21の底壁212に間隔をおいて設けられており、連通間隙2122を介して吸気通路31と吸気キャビティ32との連通を実現することができる。
1つの実施形態では、引き続き図5を参照すると、支持凸部は支持リブ2121を含むように設定される。支持リブ2121は加熱筒21の径方向に延在するように設けられ、支持リブ2121の、加熱筒21の径方向における寸法は収容キャビティの径方向寸法よりも小さく、このように、支持リブ2121が設けられていない底壁212とエアロゾル製品40との間に吸気キャビティ32が形成され、隣接する2つの支持リブ2121の間に連通間隙2122が形成され、連通間隙2122は吸気通路31と吸気キャビティ32とを連通させる。
さらに、1つの実施形態では、引き続き図5を参照すると、支持リブ2121の数が接触リブ2112の数と等しく、支持リブ2121と接触リブ2112とが一対一で対応して接続されるように設定されてもよい。このように、連通間隙2122と吸気通路31とが加熱筒21の軸方向に直接連通することが確保され、熱気流が吸気通路31から吸気キャビティ32に入る抵抗力が減少され、これにより吸引抵抗が低減される。
もう1つの実施形態では、支持凸部は円柱形の点状凸部を含むように設定されてもよい。円柱形の点状凸部は、エアロゾル製品40の軸方向の端面を支持するように加熱筒21の底壁212に位置し、隣接する2つの円柱形の点状凸部の間には連通間隙2122が形成されるとともに、円柱形の点状凸部が設けられていない底壁212とエアロゾル製品40との間には吸気キャビティ32がさらに形成され、このようにして、連通間隙2122を介して吸気通路31と吸気キャビティ32との連通を実現することができる。
当然ながら、他の実施形態では、一部の支持凸部は加熱筒21の側壁211上に位置するように設定されてもよい。例えば、支持凸部は支持リブ2121を含み、支持リブ2121は、加熱筒21の底壁212と間隔をおいて配置されているとともに、接触リブ2112と接続されている。隣接する2つの支持リブ2121の間には連通間隙2122が形成され、支持リブ2121によってエアロゾル製品40が支持されることで、加熱筒21の底壁212とエアロゾル製品40との間に吸気キャビティ32が形成され得、連通間隙2122は吸気通路31と吸気キャビティ32とを連通させる。
上記の2つの支持凸部の間の連通間隙2122が吸気通路31と吸気キャビティ32との連通を実現する実施形態では、吸気通路31内の熱気流は、連通間隙2122を介して吸気キャビティ32に入り、次にエアロゾル製品40の端部からエアロゾル製品40内に入ることができ、エアロゾル製品40への加熱が実現される。吸気キャビティ32を介して一部の熱気流を貯蔵することができ、エアロゾル製品40によるエアロゾル生成の継続性が確保される。
1つの実施形態では、加熱体20は、熱を発生するための発熱部材を備えている。発熱部材は、側壁211に配置されていてよく、発熱部材は、加熱膜、加熱回路、発熱シート、発熱網などの熱を発生できる任意の発熱素子であってよい。例示的に、加熱体20は、加熱筒21の外周面に粘着された加熱膜を備えている。加熱膜は、通電された後に発熱して、加熱筒21を介して熱を気流およびエアロゾル製品40に伝達する。
1つの実施形態では、図3~図5を参照すると、加熱筒21の側壁211または加熱筒21全体は導電性セラミック構造として設定されてよい。すなわち、加熱筒21の少なくとも一部は導電性セラミック材料で製造され、加熱筒21自体は通電後に熱を発生することができ、このように、加熱体20の加工製造が容易になり、且つ加熱体20とエアロゾル生成装置全体の構造の一貫性を確保するのに寄与する。
いくつかの実施形態では、加熱体20は、外部導線22を備えている。加熱筒21の外周面または加熱膜には、外部導線22と接続される正極接続部(図示せず)および負極接続部(図示せず)が配置されており、加熱筒21または加熱膜は、外部導線22を介して装置本体内の回路基板(図示せず)と電気的に接続されて、回路基板を介して加熱体20の加熱を制御することができる。
1つの実施形態では、複数の外部導線22が配置され、且つ対応する加熱筒21または加熱膜に間隔をおいて配置された複数の正極接続部および負極接続部が配置され、異なる外部導線22の通電がそれぞれ制御されることにより、加熱筒21または加熱膜のゾーンごとの加熱を実現することができる。
さらに、正極接続部の数は、2つ、3つまたは4つ以上であってよい。複数の正極接続部は、加熱筒21の軸方向に間隔をおいて配置され、また、正極接続部と負極接続部とは、加熱筒21の軸方向に交互に配置される。外部導線22の数は、正極接続部の数と負極接続部の数との和に等しく、各正極接続部および各負極接続部のいずれにも外部導線22が接続されており、軸方向の異なる位置の隣接する2つの正極接続部と負極接続部との通電を制御することにより、加熱筒21における通電された正極接続部と負極接続部との間の領域の加熱を実現することができる。加熱筒21の軸方向において異なる加熱領域の加熱を順に制御することにより、エアロゾル生成の継続性を確保するとともに、エアロゾル生成の各段階の使用時の口当たりを確保することに寄与する。
もちろん、他の実施形態では、加熱体20がエアロゾル製品40および気流を加熱することを確保すれば、正極接続部および負極接続部はそれぞれ1つ配置されてもよい。
本出願のいくつかの実施形態における加熱体20の構造は、上記のエアロゾル生成装置のいずれかの実施形態における加熱体20の構造と同じであり、ここでは説明を省略する。
本出願の実施形態は、エアロゾル生成システムをさらに提供する。図1~図4を参照すると、エアロゾル生成システムは、上記のいずれかの実施形態におけるエアロゾル生成装置とエアロゾル製品40とを備えている。エアロゾル製品40は円柱体棒状構造であり、エアロゾル製品40におけるエアロゾル生成基質を含有する端部は加熱筒21の収容キャビティ内に位置し、エアロゾル製品40の外周面は加熱筒21の側壁211における接触凸部と接触して、接触凸部を介してエアロゾル製品40と直接接触する方式でエアロゾル製品40への加熱を実現する。また、外部の冷気は、エアロゾル出口101から加熱筒21の側壁211とエアロゾル製品40とが囲むことによって形成された吸気通路31内に入ることができ、加熱筒21はその側壁211を介して吸気通路31内の気流を加熱して熱気流を形成することができ、熱気流は吸気通路31に沿って吸気キャビティ32内に入り、且つエアロゾル製品40の端部からエアロゾル製品40内に入り、エアロゾル製品40への加熱を実現する。
加熱体および対応するエアロゾル生成装置に係るほかのいくつかの実施形態については、図6~図9を参照されたい。
1つの実施形態では、もう1つのエアロゾル生成装置が提供される。図6を参照すると、エアロゾル生成装置は、下記のいずれかの実施形態に係る加熱体22a(前述した図1~図5に対応する実施形態における加熱体20に対応する)を備えている。
また、1つの実施形態では、エアロゾル生成装置は、ブラケットアセンブリ21a、筐体30a、給電アセンブリ40aなどの構造をさらに備えていてもよい。ブラケットアセンブリ21aは、筐体30aの内部に取付けられており、加熱体22aは、ブラケットアセンブリ21aの内部に取り付けられてよい。給電アセンブリ40aは、加熱体22aに給電するために用いられる。
ここで、ブラケットアセンブリ21aは、前述の図1~図5に対応する実施形態に記載の断熱筒14、密閉部材12a、プラグ15および挟持部材13などの加熱体22aを取り付けるための関連部品の集合として理解されてよい。筐体30aは、前述の実施形態に記載の筐体10として理解されてよい。つまり、ブラケットアセンブリ21a、筐体30a、給電アセンブリ40aなどの構造の集合は、前述の実施形態に記載の装置本体として理解されてよい。当業者であれば、装置本体と呼ばれるか、ブラケットアセンブリ21a、筐体30a、給電アセンブリ40aなどと呼ばれるかにかかわらず、これは単に関連する構造の表現または区分方式の違いだけであって、その構造および機能は依然として一致しているため、ここでは説明を省略することを理解すべきである。
1つの実施形態では、図7~図9に示すように、エアロゾル生成装置は、ブラケットアセンブリ21aと加熱体22aとを備えている。ここで、エアロゾル製品40がブラケットアセンブリ21aおよび加熱体22aに挿入されると、ブラケットアセンブリ21aとエアロゾル製品40との間の間隙には、第1吸気通路211aが形成される。加熱体22aは、ブラケットアセンブリ21aに取り付けられている。加熱体22a内には、エアロゾル製品40を収容するための収容キャビティ221が設けられており、収容キャビティ221の一端には、エアロゾル製品40が収容キャビティ221に挿入されたり、収容キャビティ221から引き出されたりするための開口2211が設けられている。エアロゾル製品40が収容キャビティ221に挿入されると、収容キャビティ221のキャビティ壁とエアロゾル製品40との間の間隙には第2吸気通路2212(前述の実施形態における吸気通路31と吸気キャビティ32の集合に対応する)が形成される。したがって、エアロゾル製品40が収容キャビティ221に挿入されると、外気は、エアロゾル製品40と収容キャビティ221のキャビティ壁との間の間隙から加熱体22a内に流れることができ、第2吸気通路2212は、第1吸気通路211aおよび収容キャビティ221に連通しており、したがって、図13に示すように、ユーザがエアロゾル製品40を吸引する際に、外部気流は、第1吸気通路211aおよび第2吸気通路2212を経由して収容キャビティ221内に配置されたエアロゾル製品40の内部に入ることができる。
図8および図9に示すように、加熱体22aは、発熱して熱を発生し、加熱体22aに流れる気流を熱気流に加熱する。すなわち、第2吸気通路2212内の気流は熱気流に加熱されて、熱気流によってエアロゾル製品40が加熱される。加熱体22aは、開口2211の外側に沿って囲まれた側壁222(すなわち、前述した実施形態における側壁211)と、開口2211に対向して設けられた底壁223(すなわち、前述した実施形態における底壁212)とを有し、側壁222は環状側壁222であってよく、底壁223は側壁222と共に囲むことによって収容キャビティ221を形成してよい。
側壁222は、開口2211に近い第1接触領域2221、および開口2211から離れた第2接触領域2222とを含む。すなわち、側壁222の、エアロゾル製品40の挿入方向に沿って、第1接触領域2221と第2接触領域2222とが順に設けられている。
エアロゾル製品40が加熱体22a内に取り付けられる場合、第1接触領域2221または第2接触領域2222は、エアロゾル製品40の外周面(側面とも呼ばれる)と非接触となるように間隔をおいて設けられている。すなわち、第1接触領域2221または第2接触領域2222は、エアロゾル製品40とまったく接触しない。第1接触領域2221がエアロゾル製品40と非接触となるように間隔をおいて設けられる場合は、第2接触領域2222はエアロゾル製品40と接触する。第2接触領域2222がエアロゾル製品40と非接触となるように間隔をおいて設けられる場合は、第1接触領域2221はエアロゾル製品40と接触する。加熱体22aの側壁222とエアロゾル製品40との接触部分はエアロゾル製品40を位置決めすることができるとともに、エアロゾル製品40に接触して伝熱するために用いられる。
または、エアロゾル製品40が加熱体22a内に取り付けられる場合、第1接触領域2221および第2接触領域2222はいずれもエアロゾル製品40の外周面に接触し、且つ第1接触領域2221とエアロゾル製品40の外周面との接触面積は、第2接触領域2222とエアロゾル製品40の外周面との接触面積と異なる。
本出願の加熱体22aでは、加熱体22aの側壁222の第1接触領域2221もしくは第2接触領域2222がエアロゾル製品40と完全に間隔をおくように設定されるか、または、第1接触領域2221とエアロゾル製品40の外周面との接触面積が第2接触領域2222とエアロゾル製品40の外周面との接触面積とは異なるように設定されることにより、加熱体22aとエアロゾル製品40の外周面との接触面積ができるだけ減少し、それにより、ユーザが不純ガスを吸入するリスクが軽減される。
第1接触領域2221がエアロゾル製品40の外周面と非接触となるように間隔をおいて設けられる場合、または、第1接触領域2221の接触面積が第2接触領域2222の接触面積よりも小さい場合、側壁222の第2接触領域2222とエアロゾル製品40との接触によりエアロゾル製品40の底側に少量の不純ガスが発生し、不純ガスが発生する位置とエアロゾル製品40の頂側の吸引位置との距離が長くなり、不純ガスがエアロゾル製品40において草葉類基質によってより容易に濾過され、それによりユーザが不純ガスを吸入する状況が減少する。
図8に示すように、1つの実施形態では、第1接触領域2221は、第1接触領域2221がエアロゾル製品40の外周面と非接触となるように間隔をおいて設けられるための、環状の第1クリアランス2221aを有する。ここで、第2接触領域2222に対して、第1接触領域2221の全体構造は、径方向において加熱体22aの中心軸からさらに離れていてよく、したがって、第1接触領域2221の、加熱体22aの中心軸に向かう側には、環状の第1クリアランス2221aが形成されてよい。したがって、第1接触領域2221の最小内径は、第2接触領域2222の最小内径よりも大きくなる。
または、図9に示すように、1つの実施形態では、第2接触領域2222は、第2接触領域2221がエアロゾル製品40の外周面と非接触となるように間隔をおいて設けられるための、環状の第2クリアランス2222aを有する。ここで、第1接触領域2221に対して、第2接触領域2222の全体構造は、径方向において加熱体22aの中心軸からさらに離れていてよく、したがって、第2接触領域2222の、加熱体22aの中心軸に向かう側には、環状の第2クリアランス2222aが形成されてよい。したがって、第1接触領域2221の最小内径は、第2接触領域2222の最小内径よりも小さくなる。
第1接触領域2221が環状の第1クリアランス2221aとして設定され、または、第2接触領域2222が環状の第2クリアランス2222aとして設定されることにより、エアロゾル製品40は円柱状構造であり、環状の第1クリアランス2221aまたは第2クリアランス2222aはエアロゾル製品40の外周を間隔をおいて取り囲むことができる。したがって、第1接触領域2221または第2接触領域2222とエアロゾル製品40との間に間隙が形成され得、それにより第1接触領域2221または第2接触領域2222がエアロゾル製品40とまったく接触せず、第1接触領域2221または第2接触領域2222とエアロゾル製品40との接触により不純ガスが発生する状況が回避され、全体として加熱体22aが不純ガスを発生する可能性が低減される。
1つの実施形態では、図9に示すように、接触凸部は、第1接触領域2221に設けられた第1接触部2221bを含む。第1接触部2221bは、エアロゾル製品40の外周面に接触するために用いられ、第1接触部2221bは、エアロゾル製品40を位置決めするため、およびエアロゾル製品40に接触して伝熱するために用いられ得る。伝熱効率を向上させるために、加熱体22aは、例えば、アルミニウム合金、銅、炭化ケイ素などの高熱伝導材料で製造されてよい。
図9に示すように、1つの実施形態では、第1接触部2221bは、側壁222の第1接触領域2221に設けられた複数の第1突起2221c(前述の実施形態における接触リブ2112に対応する)であり、複数の第1突起2221cは、収容キャビティ221の周方向に沿って間隔をおいて設けられており、好ましくは、複数の第1突起2221cは、周方向に沿って均一に設けられている。第1突起2221cの、加熱体22aの中心軸に近い一端は、エアロゾル製品40の外周面と接触するために用いられ、好ましくは、第1突起2221cとエアロゾル製品40の外周面との接触面は、円弧状面であり、円弧状面は、円柱状のエアロゾル製品40の外周面とよりよく密着することができ、それにより、第1突起2221cとエアロゾル製品40とは面接触であり、点接触と比較して面接触は、エアロゾル製品40の外周面の局所に高すぎる熱が発生することを防止することができる。
1つの実施形態では、図8に示すように、接触凸部は、第2接触領域2222に設けられた第2接触部2222bを含み、第2接触部2222bは、エアロゾル製品40の外周面に接触するために用いられ、第2接触部2222bは、エアロゾル製品40を位置決めするため、およびエアロゾル製品40に接触して伝熱するために用いられ得る。
1つの実施形態では、第2接触部2222bは、側壁222の第2接触領域2222に設けられた複数の第2突起2222c(前述の実施形態における接触リブ2112に対応する)であり、複数の第2突起2222cは、収容キャビティ221の周方向に沿って間隔をおいて設けられており、好ましくは、複数の第2突起2222cは、周方向に沿って均一に設けられている。第2突起2222cの、加熱体22aの中心軸に近い一端は、エアロゾル製品40の外周面に接触するために用いられ、好ましくは、第2突起2222cとエアロゾル製品40の外周面との接触面は、円弧状面であり、円弧状面は、円柱状のエアロゾル製品40の外周面とよりよく密着することができ、それにより、第2突起2222cとエアロゾル製品40とは面接触であり、点接触と比較して面接触は、エアロゾル製品40の外周面の局所に高すぎる熱が発生することを防止することができる。
ここで、第1突起2221cおよび/または第2突起2222cは、長尺状の構造であってよく、長尺状の構造とは、構造の長さの延在寸法が幅寸法および高さ寸法よりもはるかに大きい構造を指し、長尺状の構造は、開口2211に近い側から開口2211から離れた側まで延在する。
1つの実施形態では、第1接触領域2221および第2接触領域2222がいずれもエアロゾル製品40の外周面に接触する場合、第1接触領域2221とエアロゾル製品40の外周面との接触面積は、第2接触領域2222とエアロゾル製品40の外周面との接触面積よりも大きく、各第2突起2222cとエアロゾル製品40との接触面積は、各第1突起2221cとエアロゾル製品40との接触面積よりも小さく、もしくは、全ての第2突起2222cとエアロゾル製品40との総接触面積は、全ての第1突起2221cとエアロゾル製品40との総接触面積よりも小さくてよい。
または、第1接触領域2221および第2接触領域2222がいずれもエアロゾル製品40の外周面に接触する場合、第1接触領域2221とエアロゾル製品40の外周面との接触面積は、第2接触領域2222とエアロゾル製品40の外周面との接触面積よりも小さく、各第2突起2222cとエアロゾル製品40との接触面積は、各第1突起2221cとエアロゾル製品40との接触面積よりも大きく、もしくは、全ての第2突起2222cとエアロゾル製品40との総接触面積は、全ての第1突起2221cとエアロゾル製品40との総接触面積よりも大きくてよい。
ここで、図7~9に示すように、第2吸気通路2212は、第2通路2212aおよび第3通路2212bを含み、第2通路2212aは、第1接触領域2221とエアロゾル製品40との協働によって形成されている。第3通路2212bは、第2接触領域2222とエアロゾル製品40との協働によって形成されている。第2通路2212aと第3通路2212bとの集合は、上述した実施形態における吸気通路31に対応する。第1接触領域2221内に第1クリアランス2221aが設けられる場合、第2通路2212aは、第1クリアランス2221aとエアロゾル製品40との協働により形成される。第1接触領域2221内に第1接触部2221bが設けられる場合、第2通路2212aは、第1接触部2221bとエアロゾル製品40との協働により形成される。例えば、隣接する第1突起2221cの間の空間とエアロゾル製品40との協働により第2通路2212aが形成されてよい。第2接触領域2222内に第2クリアランス2222aが設けられる場合、第3通路2212bは、第2クリアランス2222aとエアロゾル製品40との協働により形成される。第2接触領域2222内に第2接触部2222bが設けられる場合、第3通路2212bは、第2接触部2222bとエアロゾル製品40との協働により形成される。例えば、隣接する第2突起2222cの間の空間とエアロゾル製品40との協働により第3通路2212bが形成されてよい。
気流は、第1吸気通路211a、および第2通路2212aを経由して下方に向かって第3通路2212bに入ることができ、気流は、第2通路2212aで予熱されて熱気流となり、熱気流は、第3通路2212bに入ってさらに加熱され得る。
1つの実施形態では、図8および図9に示すように、底壁223および/または側壁222の第2接触領域2222には、支持凸部224(支持部とも呼ばれる)が設けられており、支持凸部224は、エアロゾル製品40の底面に接触して、エアロゾル製品40の底面を支持するために用いられる。図7~9に示すように、第2吸気通路2212は吸気キャビティ2212cをさらに含む。エアロゾル製品40が収容チャンバ221内に挿入されて支持凸部224に当接した後、底壁223とエアロゾル製品40との間には吸気キャビティ2212c(第1通路とも呼ばれる)が存在するようになり、外気は、加熱体22aに入った後、第2通路2212a、第3通路2212b、および吸気キャビティ2212cを経由してエアロゾル製品40内に入ることができる。このような吸気通路の配置方式により、第2吸気通路2212内において熱気流を加熱することができるだけでなく、熱気流はエアロゾル製品40を予め加熱することもでき、これによりエネルギー利用率が向上する。
1つの実施形態では、図10に示すように、加熱体22aは、加熱筒225(基体とも呼ばれる)および発熱部材226を含む。加熱筒225は、底壁223および側壁222を含み、発熱部材226は、吸気キャビティ2212c内の気流を加熱するように、加熱筒225の底壁223に設けられてもよい。加熱体が加熱筒225の底壁223に配置されることにより、熱気流がエアロゾル製品40に入る前の加熱温度が要件を満たすことが確保され、熱気流はエアロゾル製品40を十分に加熱することができる。発熱部材226は、例えば、発熱膜、発熱網、発熱シート、発熱回路、発熱線などの形態であってよく、本出願は発熱部材226の形態を限定しない。
加熱体のさらなるいくつかの実施形態は、図11~図12を参照されたい。
1つの実施形態では、図11~図12を参照すると、加熱体100は、加熱筒110(導熱基体とも呼ばれる)と、加熱筒110に配置された発熱部材120(発熱アセンブリとも呼ばれる)とを備えている。
1つの実施形態では、図11~図12を参照すると、加熱体100は、加熱筒110(導熱基体とも呼ばれる)と、加熱筒110に配置された発熱部材120(発熱アセンブリとも呼ばれる)とを備えている。
図11~図12を参照すると、加熱筒110は、エアロゾル製品(エアロゾル生成基質とも呼ばれる)の加熱セグメントを加熱することができる構造部材として理解されてよく、エアロゾル製品の加熱セグメントとは、エアロゾル基質にエアロゾル生成基材が含まれ、エアロゾルを生成するために用いられる部分を指す。加熱筒110は、収容キャビティ111(加熱キャビティとも呼ばれる)および開口112(取付口とも呼ばれる)を有する。収容キャビティ111は、エアロゾル製品を収容するために用いられ、開口112は、エアロゾル製品を収容キャビティ111に挿入するために用いられる。
いくつかの実施形態では、発熱部材120によって発生した熱をエアロゾル製品によりよく伝達するために、加熱筒110の材質は、アルミニウム合金、銅、窒化アルミニウムまたは他の高熱伝導率を有する高熱伝導特性材料であってよい。収容キャビティ111の仕様は、エアロゾル製品の加熱セグメントに適合するように設定されてよく、開口112は、エアロゾル製品の加熱セグメントを収容キャビティ111に挿入可能にするものであればよい。他の実施形態では、収容キャビティ111は、エアロゾル製品の他の部分が挿入可能に設定されてもよい。
エアロゾル製品を加熱することにより発生したエアロゾルの温度が高すぎるという問題を改善するために、図11~図12を参照すると、加熱筒110には、エアロゾル製品の挿入方向に沿って第1加熱領域および第2加熱領域が設けられている。発熱部材120は、第1発熱部材121aおよび第2発熱部材122を含み、第1発熱部材121aは加熱筒110の第1加熱領域に配置され、第2発熱部材122は加熱筒110の第2加熱領域に配置されている。すなわち、第1発熱部材121aは第1加熱領域を加熱し、第2発熱部材122は第2加熱領域を加熱して、領域ごとに加熱構造を形成する。また、加熱筒110は、気流が第1加熱領域および第2加熱領域を順に通過した後にエアロゾル製品に入るための吸気通路113を有する。例示的に、吸気通路113は、少なくとも1つの気流溝1131を含み、気流溝1131は、収容キャビティ111のキャビティ壁に設けられ、且つ開口112と連通しており、気流が第1加熱領域および第2加熱領域を順に通過した後にエアロゾル製品に入るために用いられる。
このように、加熱による熱気流の発生に複数の選択肢を提供することができ、使用ニーズに応じて適用することに便利である。例えば、エアロゾル製品の予熱段階では、第1発熱部材121aの発熱加熱を主とすることで、エアロゾルが迅速に発生しやすい。一定時間加熱した後、第2発熱部材122の発熱加熱を主とし、第2発熱部材122に対応するエアロゾル製品部位で生成されたエアロゾルは、第1発熱部材121aに対応するエアロゾル製品部位を通過してから排出される必要がある。エアロゾルの排出温度を低下させ、生成されたエアロゾルの温度が高すぎるという問題を改善し、ユーザがエアロゾルを吸入する際にエアロゾルまたはマウスピースによって火傷を負うことを回避することに寄与し、また、エアロゾル製品内のエアロゾル生成基材を十分に焼成し、エアロゾル生成効果を向上させるのにも寄与する。
例示的に、図11~図12を参照すると、第1加熱領域は、加熱筒110の開口112に近い側に設けられ、第2加熱領域は、加熱筒110の開口112から離れた側に設けられ、第2加熱領域と第1加熱領域とは間隔をおいて設けられている。
気流溝1131は、収容キャビティ111のキャビティ壁に収容キャビティ111の周方向を回って間隔をおいて複数設けられており、各気流溝1131はいずれも収容キャビティ111の軸方向に沿って設けられ、且ついずれも一部が第1加熱領域に位置し、一部が第2加熱領域に位置し、気流溝1131は開口112とさらに連通している。すなわち、開口112は気流溝1131の気流入口としても機能し、気流が気流溝1131に入った後に流れるときに第1加熱領域および第2加熱領域を順に通過することができる。
気流溝1131の、収容キャビティ111のキャビティ側壁に位置する部分は、加熱筒110の側壁における凹部に対応し、各凹部の間の部分は、加熱筒110の側壁における接触凸部に対応することが理解されたい。
他の実施形態では、気流溝1131は、他の設定方式であってもよい。例えば、気流溝1131は、第1加熱領域および第2加熱領域を通過する螺旋状に設定されてよく、使用および設計要件を満たすことができる設定方式であればよい。気流溝1131の気流入口について、加熱筒110には気流溝1131と連通する吸気口が気流入口として設けられてもよく、吸気口は、第1加熱領域または第1加熱領域の第2加熱領域から離れた側に設けられてよい。
気流溝1131内の熱気流をエアロゾル製品に流入させるために、1つの実施形態では、図12を参照すると、収容キャビティ111の開口112から離れた一端には、支持凸部114(支持突起とも呼ばれる)が設けられており、支持凸部114は、エアロゾル製品の端面を支持するために用いられ、収容キャビティ111の開口112から離れたキャビティ壁とエアロゾル製品との間に吸気キャビティ1132(吸気間隙とも呼ばれる)を形成することができる。吸気キャビティ1132は、気流溝1131と連通しており、気流溝1131内の加熱された熱気流が吸気キャビティ1132を通過してエアロゾル製品に入ることができる。
例示的に、図12を参照すると、支持凸部114はいずれも収容キャビティ111の周壁と端壁との接続箇所に設けられているため、支持凸部114は収容キャビティ111の周壁に設けられ、且つ支持凸部114は複数設けられており、それぞれが対応する気流溝1131の間の収容キャビティ111のキャビティ壁に対応しており、各支持凸部114は共同で収容キャビティ111内のエアロゾル製品を周方向に支持し、エアロゾル製品が収容キャビティ111内に安定して配置されることに寄与すると理解されてもよい。ここで、収容キャビティ111の周壁は、前述した図1~図5に対応する実施形態における側壁211の内面に対応し、収容キャビティ111の端壁は、前述した図1~図5に対応する実施形態における底壁212の内面に対応する。
他の例では、支持凸部114の数、形状、位置はいずれも使用ニーズに応じて柔軟に調整されてよく、エアロゾル製品を位置決めすることができ、それによりエアロゾル基質の端面と収容キャビティ111の開口112から離れたキャビティ壁との間に吸気キャビティ1132を形成することができればよい。
1つの実施形態では、第1発熱部材121aおよび第2発熱部材122はいずれも抵抗式発熱部材であり、第1発熱部材121aと第2発熱部材122とは並列に接続されている。抵抗式発熱部材を採用することにより、入力電流を制御することで発熱パワーの調整を実現することができる。また、第1発熱部材121aと第2発熱部材122との並列接続により、第1発熱部材121aと第2発熱部材122とは、別々に動作することも、同時に動作することもでき、加熱の柔軟性を向上させることに寄与する。
1つの実施形態では、図11を参照すると、第1発熱部材121aおよび第2発熱部材122は、抵抗加熱回路であり、エネルギー密度が高く、加熱しやすいだけでなく、集積しやすい。例示的に、第1発熱部材121aおよび第2発熱部材122は、いずれも加熱筒110の外周壁に円弧状に配置されている。他の例では、第1発熱部材121aおよび第2発熱部材122は、加熱筒110内または収容キャビティ111のキャビティ壁に配置されてもよい。
抵抗加熱回路を採用する場合、いくつかの実施形態では、厚膜印刷工法で製造された抵抗加熱回路が採用されてよく、厚膜印刷工法で製造された抵抗加熱回路は、加熱筒110の表面形態に適応しやすく、且つ高温耐性を有し、加熱体100の発熱ニーズとの適合度が高い。例示的に、第1発熱部材121aおよび第2発熱部材122は、金属厚膜印刷の抵抗加熱回路であってよく、第1発熱部材121aおよび第2発熱部材122の印刷基材の材質は金属であってよいが、第1発熱部材121aおよび第2発熱部材122の印刷基材の表面に絶縁層を有する必要がある。すなわち、加熱筒110は、表面に絶縁層を有する金属材質であってよい。第1発熱部材121aおよび第2発熱部材122は、セラミック厚膜印刷の抵抗加熱回路であってもよく、第1発熱部材121aおよび第2発熱部材122の印刷基材の材質は、セラミックであってもよい。
他の実施形態では、第1発熱部材121aおよび第2発熱部材122は、電熱線、抵抗線、電気加熱管または他の抵抗式発熱部材であってもよい。
1つの実施形態では、図11を参照すると、加熱筒110には、第1電気接続部材123、第2電気接続部材124および第3電気接続部材125を有する。第1発熱部材121aおよび第2発熱部材122はいずれも2つの電気接続端子を有し、第1発熱部材121aの2つの電気接続端子はそれぞれ、第1電気接続部材123および第3電気接続部材125と電気的に接続され、第2発熱部材122の2つの電気接続端子はそれぞれ、第2電気接続部材124および第3電気接続部材125と電気的に接続されている。第1電気接続部材123および第2電気接続部材124は、外部電源の同一電極に電気的に接続することに用いられ、第3電気接続部材125は、外部電源の他の電極に電気的に接続することに用いられる。第1発熱部材121aおよび第2発熱部材122は、第3電気接続部材125を共用し、並列接続を実現するとともに、材料の節約、コストの低減に寄与する。
例示的に、図11を参照すると、第1電気接続部材123、第2電気接続部材124および第3電気接続部材125は、いずれもボンディングパッドであり、且つ加熱筒110の、第1発熱部材121aと第2発熱部材122との間に位置する部分に設けられており、各ボンディングパッドと対応する第1発熱部材121aおよび第2発熱部材122との間は、導体によって接続されており、導体は、銀、銅または他の導電性材質であってよい。
加熱体のさらなるいくつかの実施形態は、図13~図18を参照されたい。
1つの実施形態では、図13~図18を参照すると、加熱体(加熱構造とも呼ばれる)は提供される。加熱体は、加熱筒10b(導熱筒とも呼ばれる)と発熱部材20a(加熱部材とも呼ばれる)とを備えている。
1つの実施形態では、図13~図18を参照すると、加熱体(加熱構造とも呼ばれる)は提供される。加熱体は、加熱筒10b(導熱筒とも呼ばれる)と発熱部材20a(加熱部材とも呼ばれる)とを備えている。
図13~図16を参照すると、加熱筒10bの内部キャビティ(前述した図1~図5に対応する実施形態における収容キャビティに対応する)は、エアロゾル製品(エアロゾル生成基質とも呼ばれる)を収容するために用いられ、加熱筒10bの内壁には、接触凸部141a(第1突起とも呼ばれる)が設けられており、隣接する接触凸部141aの間には、内凹構造(前述した図1~図5に対応する実施形態における凹部に対応する)が形成されており、加熱筒10bの底壁11a(筒底とも呼ばれる)には支持突起142(第2突起とも呼ばれる)が設けられている。接触凸部141aは、加熱筒10bの側壁12とエアロゾル製品との間に吸気通路(第1気流通路とも呼ばれる)を形成するために用いられ、支持突起142は、底壁11aとエアロゾル製品との間に吸気キャビティ(第2気流通路とも呼ばれる)を形成するために用いられ、吸気通路は、外部および吸気キャビティとそれぞれ連通している。
加熱筒10bの軸方向に沿って、加熱筒10bの側壁12(筒体とも呼ばれる)には、第1領域101bおよび第2領域102が設けられており、第1領域101bは底壁11aから離れた側に位置し、第2領域102は底壁11aに近い側に位置する。発熱部材20aは側壁12の第2領域102に、例えば厚膜印刷工法を用いて固定されている。
ここで、厚膜印刷は、金属厚膜印刷またはセラミック厚膜印刷であってよい。発熱部材20aは、通電された後に熱を発生し、発生された熱を加熱筒10bに伝達するために用いられる。加熱筒10bは、熱を取得した後、エアロゾル製品40の側壁を直接加熱することができる一方、吸気通路を通過する気流を加熱することにより、加熱された気流を吸気キャビティを介してエアロゾル製品40内に流入させて、エアロゾル製品40を間接的に加熱することもできる。
上記の実施形態における加熱体を採用し、エアロゾル製品40が吸入されるとき、外部の気流は、吸気通路、吸気キャビティを順に通過し、次にエアロゾル製品40の底部を通過してエアロゾル製品40内に入ることができる。加熱体によって形成される気流通路(吸気通路と吸気キャビティとの総称)は、加熱筒10bの内部に形成される気流通路であり、加熱筒10b内に気流通路が形成される場合、気流の流動経路を短縮または簡略化することができ、消費電力の低減、加熱体のエネルギー利用率の向上に寄与する。加熱筒10bの側壁12には、第1領域101bおよび第2領域102が設けられており、発熱部材20aは第2領域102の側壁12に固定されている。すなわち、口を火傷する問題を解決するために、発熱部材20aは、加熱筒10bの局所位置に熱を提供し、さらにエアロゾル製品40に提供される熱を制御する。
ここで、第1領域101bは底壁11aから離れた側に位置し、第2領域102は底壁11aに近い側に位置する。このように、発熱部材20aは、エアロゾル製品40の底部に相対的に近い側に位置し、エアロゾル製品40の底部セグメントを加熱する場合、エアロゾル製品40内の水蒸気がエアロゾル製品40の頂部側に流れ続けると、温度がある程度低下し、降温作用も果たすことができ、口を火傷する問題が改善される。
底部セグメントのエアロゾル製品40が加熱されてエアロゾルを放出した後、エアロゾル製品40の頂部に近いセグメントが焼成されていないかまたは十分に焼成されていないため、エアロゾル製品40の底部セグメントが加熱されることにより放出したエアロゾルに対して濾過作用を果たすことができ、最終的にエアロゾル製品40の頂部から放出されたエアロゾルに含まれる不純ガスおよび粒子状物質が少なくなり、エアロゾルを吸入する口当たりが改善される。
加熱体の設計により、エアロゾル製品40を加熱するとき、エアロゾル製品40の底部から少しずつ上方へ焼成ことで、エアロゾル製品40がエアロゾルを継続的に放出し、これにより、エアロゾル製品40が一体的に加熱されることで、数回吸入しただけでエアロゾルが終了する現象が回避される。発熱部材20aは、加熱筒10bにおける側壁12の、底壁11aに近い第2領域102に位置し、一方では、発熱部材20aの面積が減少するため、他方では、発熱部材20aが筒口13aから相対的に遠くなるため、加熱筒10bから外部へ伝達される熱が低減され、熱損失が低減される。
なお、エアロゾル製品40の底部とは、エアロゾル製品40の底壁11aに近い端面を指し、エアロゾル製品40の頂部とは、加熱体の外側に位置し、且つ底壁11aから離れた端面を指す。ユーザは、エアロゾル物品40の頂部を通してエアロゾルを吸入する。加熱体によってエアロゾル製品40を加熱する場合、ユーザの吸引動作に伴い、エアロゾル製品40の底部セグメントから放出されたエアロゾルは、頂部側に流れ続ける。
図16を参照すると、加熱筒10bの側壁12に設けられた第1領域101bおよび第2領域102は面積が同じまたは近似する領域である。具体的には、例えば、第1領域101bはほぼ、側壁12の上半部分に形成された領域であり、第2領域102はほぼ、側壁12の下半部分に形成された領域である。加熱筒10bの側壁12が展開された後の輪郭は長方形であり、側壁12が展開された後、その上の第1領域101bおよび第2領域102も長方形であり、第1領域101bの長さおよび第2領域102の長さはいずれも展開状態での加熱筒10bの側壁12の長さに近似し、第1領域101bの幅と第2領域102の幅との和は、加熱筒10bの側壁12の幅にほぼ等しく、ここでいう長さはいずれも水平方向の寸法であり、幅はいずれも垂直方向の寸法である。他の実施形態では、加熱筒10bの側壁12における第1領域101bと第2領域102との割合は他の値であってもよい。例えば、第1領域101bは、加熱筒10bの側壁12の周面面積の3/4を占め、第2領域102は、加熱筒10bの側壁12の周面面積の1/4を占める。加熱筒10bの側壁12における第1領域101bおよび第2領域102の具体的な面積または形状は限定されず、実際の状況に応じて柔軟に設定すればよい。
具体的には、本出願の実施形態では、接触凸部141aは、加熱筒10bの内壁における細長形状の突起部であり、支持突起142は、ブロック状、細長形状または他の突起式の構造であってよい。加熱筒10bの軸方向に沿って、接触凸部141aは支持突起142まで延在し、接触凸部141aと支持突起142とは一体的に接続されてL字形の支持ストリップ14aを形成し、加熱筒10b内のL字形の支持ストリップ14aは複数配置されており、複数のL字形の支持ストリップ14aは加熱筒10bの軸線の周囲にアレイ状に配置されている。隣接するL字形の支持ストリップ14aの間には気流溝15aが形成されており、複数のL字形の支持ストリップ14aは、加熱筒10bの軸線の周囲にアレイ状に分布する複数の気流溝15aを対応するように形成する。
ユーザがエアロゾル製品40を吸引するとき、外部気流は、加熱筒10bの内壁とエアロゾル製品40との間の気流溝15aに沿って底壁11aとエアロゾル製品40の底部との間の気流溝15aに流れ、次にエアロゾル製品40の底部からエアロゾル製品40の頂部へ流れる。他の実施形態では、接触凸部141aおよび支持突起142は、2つの相対的に独立した部分であり、接触凸部141aの数と支持突起142の数は、同じであってもよく、異なってもよく、接触凸部141aの形状と支持突起142との形状は、同じであってもよく、異なってもよく、接触凸部141aおよび支持突起142はそれぞれの役割を発揮することができればよくて、具体的には限定されない。
いくつかの実施形態では、発熱部材20aは1つとして構成され、発熱部材20aは側壁12の周方向に沿った少なくとも1層の加熱リングを形成する。発熱部材20aは、シート状、網状または糸状などであってよく、シート状の抵抗加熱回路を例として発熱部材20aの具体的なレイアウトを説明する。発熱部材20aは、側壁12の周面に螺旋状に分布するように固定されていてもよく、側壁12の周面に屈曲して分布するように固定されていてもよい。発熱部材20aにより形成される加熱リングは、1層、2層、3層などであってよく、具体的には、実際のニーズに応じて選択される。
具体的には、発熱部材20aは、側壁12の周方向に沿った1層の加熱リングを形成し、側壁12の周方向に沿った発熱部材20aの両端には、電源と電気的に接続するための接続電極21bがそれぞれ固定されている。この場合、発熱部材20aにおける2つの接続電極21bのいずれか1つは、リード線を介して電源の正極と電気的に接続するために用いられ、発熱部材20aにおける2つの接続電極21bのもう1つは、リード線を介して電源の負極と電気的に接続するために用いられ得る。加熱筒10bの側壁12の形状はエアロゾル製品40の外形形状に適合し、例えば、エアロゾル製品40は円柱状であれば、対応する加熱筒10bも円柱形筒状である。発熱部材20aが側壁12の周面に形成された加熱リングは、完全な一周の環状構造に近似するが、発熱部材20aの両端が接続電極21bと電気的に接続される必要があるため、発熱部材20aは完全な環状構造を形成することができない。発熱部材20aが側壁12の周方向に沿った1層の加熱リングを形成している場合、発熱部材20aの構造が簡単であり、加工しやすく、この場合、発熱部材20aは比較的小さい加熱面積を有し、口を火傷する問題が発生しにくい。
より具体的には、発熱部材20aと接続電極21bとの間には接続部材22aが設けられており、接続部材22aは接続電極21bと一対一で対応するように設けられ、接続部材22aは、発熱部材20aおよび接続電極21bとそれぞれ加熱筒10bの軸方向に沿って接続されている。接続部材22aがない場合、接続電極21bと発熱部材20aの端部とが直接接続される。例えば、接続電極21bと発熱部材20aの端部とが重なるように積み重ねられる場合は、発熱部材20aと接続電極21bとの重なり箇所の温度が低下し、同一の軸方向位置におけるエアロゾル製品40の円周面の異なる位置に均一な加熱効果を提供することができない。また、例えば、接続電極21bが加熱筒10bの軸方向に沿って発熱部材20aの端部縁辺と直接接続され、電流が最短経路を通る場合、発熱部材20aの端部の一部の箇所に電流が流れず、さらに加熱することができず、同一の軸方向位置におけるエアロゾル製品40の円周面の異なる位置に均一な加熱効果を提供することもできない。発熱部材20aと接続電極21bとの間に接続部材22aが設けられる場合、加熱筒10bの軸方向に沿って、接続部材22aを介して発熱部材20aの端部縁辺および接続電極21bとそれぞれ電気的に接続され、接続部材22aはリード線として機能し、これにより、電流が発熱部材20a全体をできるだけ貫流し、加熱体の加熱効果が確保される。具体的には、接続部材22aは銀ペースト層であり、このように、接続部材22aは、小さい抵抗を有し、発生する熱量が小さく、加熱筒10b内の温度場への影響ができるだけ低減される。
より好ましくは、2つの接続部材22aのいずれか1つは、接続電極21bを介して発熱部材20aの端部縁辺から発熱部材20aに電流を流すために用いられ、2つの接続部材22aのもう1つは、発熱部材20aにおける電流を端部縁辺から接続電極21bに流すために用いられる。例えば、図16に示すように、発熱部材20a、接続電極21bおよび接続部材22aはいずれも長方形シート状であり、図16におけるA箇所の破線で囲まれた部分を例とし、この場合、発熱部材20a、接続電極21bおよび接続部材22aの左側の縁辺を同一平面上にして、接続部材22aによって接続電極21bにおける電流を発熱部材20aの左側縁辺から発熱部材20aに流入させることができ、または、発熱部材20aにおける電流を発熱部材20aの左側縁辺から接続電極21bに流入させることができる。このように、発熱部材20a全体にわたって電流が貫流することができ、発熱部材20a全体が均一に発熱することができ、さらに同一の軸方向位置におけるエアロゾル製品40の円周面の異なる位置に均一な加熱効果が提供される。発熱部材20a、接続電極21bおよび接続部材22aの具体的な形状および位置レイアウトは、本出願の技術的解決手段および技術的効果をよりよく理解するための単なる例示であり、本出願を限定するものとして理解されるべきではない。
いくつかの実施形態では、発熱部材20aは複数として構成され、複数の発熱部材20aは並列接続される。複数の発熱部材20aが並列接続される場合、複数の発熱部材20aを柔軟に制御しやすく、加熱体によってより多くの加熱モードが提供され、エアロゾル製品40の加熱ニーズに合わせて、より良好な加熱効果が提供される。
具体的には、複数の発熱部材20aは、加熱筒10bの軸方向に沿って配置され、発熱部材20aは、側壁12の周方向に沿った少なくとも一層の加熱リングを形成する。複数の発熱部材20aが加熱筒10bの軸方向に沿って配置され、且つ発熱部材20aが側壁12において加熱リングの形態である場合、まず、同一の軸方向位置におけるエアロゾル製品40の円周面の異なる位置に均一な加熱効果の提供を確保することができ、次に、加熱筒10bの軸方向に沿って、エアロゾル製品40をセグメントごとにより正確に加熱することができる。
より具体的には、発熱部材20aは2つとして設定されている。説明の便宜上、2つの発熱部材20aのいずれか1つを第1発熱部材201と命名し、2つの発熱部材20aのうちのもう1つを第2発熱部材202と命名する。第1発熱部材201と第2発熱部材202とで形成される加熱リングのリング数は、同じであってもよく、異なってもよい。例えば、図17に示すように、第1発熱部材201は、側壁12の周面において屈曲することによって2層の加熱リングを形成し、第2発熱部材202は、側壁12の周面において屈曲することによって1層の加熱リングを形成する。第1発熱部材201と第2発熱部材202との互いに離れた一端にはそれぞれ接続電極21bが配置されており、第1発熱部材201と第2発熱部材202との互いに近接した一端の間には共通電極23が配置されている。このとき、接続電極21bは、電源の正極および負極のうちのいずれか1つと電気的に接続するために用いられ、共通電極23は、電源の正極および負極のうちのもう1つと電気的に接続するために用いられる。
図18を参照すると、より好ましくは、1つの実施形態では、第2領域102における側壁12には、内部に発熱部材20aが固定された装着溝16が設けられている。発熱部材20aが加熱リング構造である場合、装着溝16は環状装着溝である。側壁12の第2領域102に装着溝16を設けることにより、一方では、当該箇所で側壁12の厚さを低減することができ、発熱部材20aによる発熱量が側壁12の第2領域102により多く集中して、エアロゾル製品40の底部セグメントを集中的に加熱することができ、他方では、装着溝16により、発熱部材20aの取付位置が明確にされ、1バッチの加熱体を生産する製品の一貫性を確保しやすい。
加熱筒10bの伝熱効果を確保するために、加熱筒10bの熱伝導率は10W/(m・k)以上である。熱伝導速度に対する加熱筒10bの要求が高い場合、例えば、アルミニウム合金、銅、窒化アルミニウムなど、より高い熱伝導の材料を選択することができる。
本出願で設計された上記の実施形態における加熱体は、加熱筒10bの内部に気流通路が設けられることで、加熱体内の気流が比較的短い流路を有するようになり、消費電力を低減させ、加熱体のエネルギー利用率を向上させるのに寄与する。また、気流通路が加熱筒10b内に設けられているため、加熱体の洗浄に便利であり、洗浄時に、エアロゾル製品40を抜き出して加熱筒10bの内部を洗浄するだけでよい。底壁11aに近い側壁12の第2領域102には、発熱部材20aが固定され、発熱部材20aが加熱筒10bの下部にあり、加熱筒10bの筒口13aから遠いため、加熱筒10bから外部へ伝達される熱が低減され、熱損失が低減される。加熱筒10bの下部は、エアロゾル製品40の下部(すなわち、エアロゾル製品40の底部に近い部分)に対応し、エアロゾル製品40を焼成してエアロゾルを放出することを確保するとともに、加熱面積が大きすぎることによる口の火傷問題を回避することができる。
エアロゾル生成装置のさらなるいくつかの実施形態は、図19~図21を参照されたい。
1つの実施形態では、図19を参照すると、エアロゾル生成装置100aが提供される。エアロゾル生成装置100aは、霧化装置101aと、筐体102a(ケーシングとも呼ばれ、前述した図1~図5に対応する実施形態における筐体10に対応する)と、給電アセンブリ103とを備えている。霧化装置101aおよび給電アセンブリ103はいずれも筐体102a内に配置されており、給電アセンブリ103は霧化装置101aに給電するために用いられ、エアロゾル製品40は霧化装置101a内に配置されており、霧化装置101aは、通電された後にエアロゾル製品40を加熱することによりエアロゾルが生成される。
1つの実施形態では、図19を参照すると、エアロゾル生成装置100aが提供される。エアロゾル生成装置100aは、霧化装置101aと、筐体102a(ケーシングとも呼ばれ、前述した図1~図5に対応する実施形態における筐体10に対応する)と、給電アセンブリ103とを備えている。霧化装置101aおよび給電アセンブリ103はいずれも筐体102a内に配置されており、給電アセンブリ103は霧化装置101aに給電するために用いられ、エアロゾル製品40は霧化装置101a内に配置されており、霧化装置101aは、通電された後にエアロゾル製品40を加熱することによりエアロゾルが生成される。
図19および図20を参照すると、霧化装置101aは、取付基体10a、取付基体10a内に配置された加熱体20、および、加熱体20と取付基体10aとの間に設けられており、且つ加熱体20の外面を囲む反射断熱層30を含む。ここで、給電アセンブリ103は、加熱体20に給電する。
上記の技術的解決手段によれば、取付基体10aと加熱体20との間に反射断熱層30を設け、且つ反射断熱層30が加熱体20の外面を囲むようにすることにより、加熱体20が通電されて発熱した後、反射断熱層30は、加熱体20の熱放射を反射し、加熱体20が発生した熱が取付基体10aに伝導することを防止することができる。反射断熱層30は、それ自体が蓄熱することがなく、断熱効果が高く、且つコストが低く、占有スペースが小さい。したがって、本出願の実施形態で提供される霧化装置101aは、良好な断熱効果を有し、低コストであり、占有スペースが小さい。
図21を参照すると、取付基体10aは、スリーブ11bおよびベース12b(前述の図1~図5に対応する実施形態におけるプラグ15に対応する)を含む。ベース12bは、スリーブ11bの一端に密閉するように接続され、スリーブ11bと囲むことによって収容空間13bを形成しており、スリーブ11bの他端には、収容空間13bに連通する出入口14bが設けられており、加熱体20は収容空間13b内に配置されている。ここで、スリーブ11bは加熱体20の外周に嵌め込まれており、加熱体20の開口212bは、ベース12bと背中合わせに設けられている。すなわち、加熱体20の開口212bは出入口14bに向けて設けられ、且つ出入口14bに対応している。エアロゾル製品40は、出入口14bおよび開口212bを順に通過して収容キャビティ211b内に挿入され得る。
図21を参照すると、霧化装置101aは、接続アセンブリ40bをさらに含む。加熱体20が取付基体10a内に吊り下げられ、加熱体20と取付基体10aとの間に間隙50を有するように、接続アセンブリ40bは、取付基体10aと加熱体20の開口212bが設けられた一端との間に接続されている。具体的には、接続アセンブリ40bは、スリーブ11bの内壁と加熱筒21の開口212bが設けられた一端との間に接続されている。このように配置することで、加熱筒21と取付基体10aとの接触面積が少なく、熱エネルギー損失を低減することができる一方、加熱筒21と取付基体10aとの間に間隙50を有し、気体が間隙50内に位置し、気体の熱伝導性能が低いため、熱エネルギー損失をさらに低減することができる。
1つの実施形態では、間隙50の幅は0.3mm以上である。具体的に実施するとき、間隙50の幅は0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm、0.5mmなどに設定されてよい。
図21を参照すると、スリーブ11bは、同軸に配置された第1筒体111a(前述の図1~図5に対応する実施形態における密閉部材12aに対応する)および第2筒体112a(前述の図1~図5に対応する実施形態における断熱筒14に対応する)を含み、第1筒体111aおよびベース12bは、第2筒体112aの対向する両端にそれぞれ接続されている。接続アセンブリ40bは、第1接続部材41(前述した図1~図5に対応する実施形態における密閉部材12aの、断熱筒14内に延びた部分に対応する)および第2接続部材42(前述した図1~図5に対応する実施形態における支持アーム141に対応する)を含む。第1接続部材41は第1筒体111aの一端または内側に接続され、且つ第2筒体112a内に延びており、第2接続部材42は第2筒体112aの一端または内側に接続されており、加熱体20は第1接続部材41と第2接続部材42との間に接続され、且つ第2筒体112a内に吊り下げられている。このようにして、加熱体20の吊り下げ配置が実現され、熱エネルギー損失の低減に有利である。具体的に実施するとき、加熱筒21の、開口212bが設けられた一端は、第1接続部材41と第2接続部材42との間に接続される。
1つの実施形態では、図21~図22を参照すると、反射断熱層30は、取付基体10aの内面に塗布されている。具体的に実施するとき、反射断熱層30は、第2筒体112aの内側、且つベース12bの、収容空間13bに向かう側に塗布される。当然ながら、具体的な適用では、代替可能な実施形態として、反射断熱層30は、加熱体20の外面に塗布されてもよく、なお、このような実施形態を採用する場合、発熱部材は、加熱筒と反射断熱層との間に介在する。もう1つの代替的な実施形態として、取付基体10aの内面および加熱体20の外面のいずれにも、反射断熱層30が塗布され、または、加熱体20と取付基体10aとの間に間隙50が設けられなくてもよく、反射断熱層30は加熱体20と取付基体10aとの間に介在する。
1つの実施形態では、反射断熱層30の厚さは0.2mm以下である。材料が節約され、コストが削減される。具体的に実施するとき、反射断熱層30の厚さは、0.08mm、0.1mm、0.12mm、0.15mm、0.18mm、0.2mmなどであってよい。
1つの実施形態では、反射断熱層30は、反射断熱層34の熱放射の反射性能が向上するように、低放射率材料で製造された反射断熱膜である。ここで、反射断熱層30は、アルミニウム層、銀層、ステンレス鋼層、セラミック層のうちのいずれか1つを含む。
本出願の実施形態に係るエアロゾル生成装置によれば、加熱体20と取付基体10aとの間に反射断熱層30を設け、反射断熱層30が加熱体20の外面を囲むようにすることにより、エアロゾル生成装置100aの断熱効果が向上し、エアロゾル生成装置100aのコストが削減され、且つエアロゾル生成装置100aの体積が大きすぎることが回避される。
Claims (15)
- 加熱体であって、加熱筒と発熱部材とを備えており、
前記加熱筒は一端が開口し、他端が閉鎖されており、前記加熱筒の底壁と側壁とが囲むことによってエアロゾル製品を収容するための収容キャビティが形成されており、前記収容キャビティはエアロゾル出口と連通しており、
前記発熱部材は、前記側壁に配置されており、
前記底壁または前記側壁は、前記収容キャビティに向かう支持凸部を有し、前記支持凸部は、エアロゾル製品を支持して、エアロゾル製品と前記底壁との間に吸気キャビティを形成するために用いられており、
前記側壁は、接触凸部および凹部を有し、前記接触凸部は、前記収容キャビティに向かうように設けられていると共に、エアロゾル製品の外周面と熱伝導接触するようにされ、前記凹部は、囲まれた吸気通路をエアロゾル製品の外周面と共に形成するために用いられ、前記吸気通路は、前記エアロゾル出口と前記吸気キャビティとを連通させていることを特徴とする加熱体。 - 前記側壁の、前記エアロゾル製品の挿入方向に沿って、第1接触領域および第2接触領域が順に設けられており、
前記第1接触領域または前記第2接触領域は、前記エアロゾル製品の外周面と非接触となるように間隔をおいて設けられている、または、前記第1接触領域は、前記エアロゾル製品の外周面との接触面積が前記第2接触領域とは異なることを特徴とする請求項1に記載の加熱体。 - 前記第1接触領域は、前記第1接触領域と前記エアロゾル製品の外周面とが非接触となるように間隔をおいて配置されるための環状の第1クリアランスを有し、前記第1接触領域の最小内径は、前記第2接触領域の最小内径より大きい、または、
前記第2接触領域は、前記第2接触領域と前記エアロゾル製品の外周面とが非接触となるように間隔をおいて配置されるための環状の第2クリアランスを有し、前記第2接触領域の最小内径は、前記第1接触領域の最小内径より大きいことを特徴とする請求項2に記載の加熱体。 - 前記接触凸部は、前記第1接触領域に設けられた第1接触部を含み、前記第1接触部は、前記第1接触領域の内壁に設けられた複数の第1突起であり、複数の前記第1突起は、前記収容キャビティの周方向に沿って間隔をおいて設けられており、前記第1突起は、前記エアロゾル製品の外周面に接触するために用いられることを特徴とする請求項2に記載の加熱体。
- 前記接触凸部は、前記第2接触領域に設けられた第2接触部を含み、前記第2接触部は、前記第2接触領域の内壁に設けられた複数の第2突起であり、複数の前記第2突起は、前記収容キャビティの周方向に沿って間隔をおいて設けられており、前記第2突起は、前記エアロゾル製品の外周面に接触するために用いられることを特徴とする請求項2に記載の加熱体。
- 前記接触凸部は、前記第1接触領域に設けられた第1接触部をさらに含み、前記第1接触部は、前記第1接触領域の内壁に設けられた複数の第1突起であり、複数の前記第1突起は、前記収容キャビティの周方向に沿って間隔をおいて設けられており、前記第1突起は、前記エアロゾル製品の外周面に接触するために用いられており、
前記第1接触領域と前記エアロゾル製品の外周面との接触面積は、前記第2接触領域と前記エアロゾル製品の外周面との接触面積よりも大きく、各前記第2突起と前記エアロゾル製品との接触面積は、各前記第1突起と前記エアロゾル製品との接触面積よりも小さいか、もしくは、全ての前記第2突起と前記エアロゾル製品との総接触面積は、全ての前記第1突起と前記エアロゾル製品との総接触面積よりも小さい、または、
前記第1接触領域と前記エアロゾル製品の外周面との接触面積は、前記第2接触領域と前記エアロゾル製品の外周面との接触面積よりも小さく、各前記第2突起と前記エアロゾル製品との接触面積は、各前記第1突起と前記エアロゾル製品との接触面積よりも大きいか、もしくは、全ての前記第2突起と前記エアロゾル製品との総接触面積は、全ての前記第1突起と前記エアロゾル製品との総接触面積よりも大きいことを特徴とする請求項5に記載の加熱体。 - 前記側壁には、前記エアロゾル製品の挿入方向に沿って第1加熱領域および第2加熱領域が設けられており、前記吸気通路は、気流が前記第1加熱領域および前記第2加熱領域を順に通過した後に前記エアロゾル製品に入るために用いられており、
前記発熱部材は、前記加熱筒の前記第1加熱領域に配置された第1発熱部材、および、前記加熱筒の第2加熱領域に配置された第2発熱部材を含むことを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の加熱体。 - 前記第1発熱部材および前記第2発熱部材はいずれも抵抗式発熱部材であり、前記第1発熱部材と第2発熱部材とは並列に接続されていることを特徴とする請求項7に記載の加熱体。
- 前記側壁には、第1電気接続部材、第2電気接続部材および第3電気接続部材が配置されており、前記第1発熱部材および前記第2発熱部材はいずれも2つの電気接続端子を有し、前記第1発熱部材の2つの電気接続端子はそれぞれ、前記第1電気接続部材および前記第3電気接続部材に電気的に接続され、前記第2発熱部材の2つの電気接続端子はそれぞれ、前記第2電気接続部材および前記第3電気接続部材に電気的に接続されており、前記第1電気接続部材および前記第2電気接続部材は、外部電源の同一電極に電気的に接続されることに用いられ、前記第3電気接続部材は、外部電源の他の電極に電気的に接続されることに用いられることを特徴とする請求項7に記載の加熱体。
- 前記底壁は、前記収容キャビティに向かう支持凸部を有し、前記側壁には、前記加熱筒の軸方向に沿って第1領域および第2領域が設けられており、前記第1領域は、前記底壁から離れた側に位置し、前記第2領域は、前記底壁に近接する側に位置し、前記発熱部材は、前記側壁の前記第2領域に固定されていることを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の加熱体。
- 前記発熱部材は、1つまたは複数配置されており、前記発熱部材は、前記側壁の周方向に沿った少なくとも1層の加熱リングを形成し、
複数の前記発熱部材が配置される場合、複数の前記発熱部材は並列に接続され、且つ複数の前記発熱部材は前記加熱筒の軸方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項10に記載の加熱体。 - 1つの前記発熱部材が配置されており、前記発熱部材は、前記側壁の周方向に沿った1層の前記加熱リングを形成し、前記側壁の周方向に沿った前記発熱部材の両端には、電源と電気的に接続するための接続電極がそれぞれ固定されていることを特徴とする請求項11に記載の加熱体。
- 前記発熱部材と前記接続電極との間には接続部材が設けられており、前記接続部材と前記接続電極とは一対一で対応するように設けられており、前記接続部材は、前記発熱部材および前記接続電極とそれぞれ前記加熱筒の軸方向に沿って接続されており、
2つの前記接続部材のうちのいずれか1つは、電流が前記接続電極を介して前記発熱部材の端部縁辺から前記発熱部材に流れるようにするために用いられ、2つの前記接続部材のうちのもう1つは、前記発熱部材における電流が端部縁辺から前記接続電極に流れるようにするために用いられることを特徴とする請求項12に記載の加熱体。 - エアロゾル生成装置であって、装置本体と請求項1~6のいずれか1項に記載の加熱体とを備えており、
前記装置本体は、エアロゾル製品が挿入されるためのエアロゾル出口を有し、
前記加熱体は前記装置本体に取り付けられており、前記底壁は前記装置本体と間隔をおいて設けられており、前記収容キャビティは前記エアロゾル出口に連通し、前記吸気通路は前記エアロゾル出口と前記吸気キャビティとを連通させていることを特徴とするエアロゾル生成装置。 - 前記装置本体は、
内部に前記加熱体が設けられた取付基体と、
前記取付基体と前記加熱体との間に設けられ、且つ前記加熱体の外面を囲む反射断熱層とを含むことを特徴とする請求項14に記載のエアロゾル生成装置。
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2025
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